功放 BTL 输出推扬声器:加 TVS 后过流保护反而更早动作
便携音箱的功放是 BTL 桥接输出,两个输出端静态都在 6 V 左右,推 4 Ω 扬声器。为了防扬声器端子上的静电,有人在每个输出端对地并了一颗 5 V 档器件,结果中等音量下就开始保护,示波器上看输出被削平。
直接答案
BTL 输出不能对地并器件,要用 SMA 系列 15 V 档双向跨接在两个输出端之间。对地并器件时,6 V 的静态直流已经超过 5 V 档的反向工作电压,器件长期处在击穿边缘,正半周被钳位、负半周被另一颗钳位,波形上下不对称,直流分量进扬声器,过流保护先动作。
两个输出端的静态电平
| 脚位/级 | 信号 | 正常电平 | 要不要加 | 原因 |
|---|---|---|---|---|
| OUT+ | 桥臂 A | 静态 6 V,摆幅 0–12 V | 不加对地器件,跨接一颗 | 对地并 5 V 档会长期过压 |
| OUT- | 桥臂 B | 静态 6 V,与 OUT+ 反相 | 与 OUT+ 共用跨接器件 | 两端差模才是扬声器看到的电压 |
| 扬声器端子 | 对外接线柱 | 差模 ±12 V | 要,跨接 15 V 档双向 | 整机唯一露在外面的金属,静电入口 |
| LC 滤波 | 输出到端子之间 | 截止 200 kHz | 不加 | 电感本身挡不住纳秒级脉冲 |
| 反馈脚 | 增益设置 | 1.2 V 偏置 | 不加 | 这里加器件会让增益漂移 |
直流偏置是保护提前动作的直接原因
BTL 的两个输出端静态都在 6 V,扬声器只看到两者的差值,所以直流相互抵消。一旦在每个输出端对地并一颗 5 V 档器件,6 V 的静态电压已经超过它的反向工作电压,器件进入微导通,正半周摆到 12 V 时被钳、负半周摆到 0 V 时另一颗被钳,两个半周被削掉的高度不一样,差值里就出现了几十毫伏的直流。4 Ω 扬声器上 50 mV 直流对应 12.5 mA,看着不大,但功放的过流检测看的是桥臂电流,稳态偏置叠加在动态电流上,中等音量就到阈值。跨接在两端的做法不一样:器件看到的是差模,静态时为 0 V,只有摆幅超过 15 V 才动作,正常音乐的峰值很少越过这条线。结电容也要算:两颗 200 pF 对地并在输出上,与 LC 滤波形成低通,20 kHz 处衰减 1.5 dB,听感是高频发闷。
跨接器件贴端子,地不参与
跨接器件放在扬声器端子背面 3 mm 内,两端各一段 0.5 mm 宽的短走线,不要经过 LC 滤波之后再接:滤波电感后面的走线更长,脉冲在电感上产生的压降会让器件动作延后。器件的两个焊盘要对称,一端长一端短会让差模钳位不平衡,输出上出现二次谐波。地不参与这条回路,所以不需要打地过孔,反而要避免器件附近有大面积地铜:地铜与器件焊盘之间形成寄生电容,把差模电流引到地上,等于又做了一次对地并接。扬声器端子如果是金属接线柱,柱体要接机壳地,接法与器件分开,两条路径不要交叉。
±8 kV 接触,判据看失真与保护
接触放电 ±8 kV 打两个接线柱、端子塑料座、箱体缝隙,每点正负各十次,功放输出 1 kHz 正弦、半功率。判据三条:不进入保护(保护脚电平不变)、输出直流偏移小于 20 mV、THD 在打完后上升不超过 0.5%。只听"有没有声音"不够,直流偏移进扬声器会让音圈慢慢偏位,几周后出现擦圈。复测时把音量开到最大再打一轮,最大摆幅下器件最容易进入钳位,这一轮才是真正的边界。
常见问题
为什么不能对地并器件?
BTL 每个输出端静态就有 6 V,5 V 档器件长期在击穿边缘,正负半周被削得不一样,产生直流偏置,过流保护提前动作。
跨接器件的容值要多少?
两颗对地并在输出上时 200 pF 就能让 20 kHz 掉 1.5 dB;跨接时同样是 200 pF,但它看到的是差模,对音频带内的影响小得多,仍建议控制在 300 pF 以内。
资料来源
资料核对日期:2026-10-31。桥接输出看差模,对地并一颗等于给半个桥臂加了直流负载。
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