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音响系统设计举例--礼堂(估算电源需要容量)

发布日期:2020-08-14 浏览量:417次
估算电源需要容量
整套扩声系统的用电总量主要取决于功率放大器的用电量,调音台和周边设备的用电量都不大,一般不超过300w,功率放大器的开机冲击电流非常大,可以是正常用电量的十几倍到几十倍,这取决于功率放大器电源部分滤波电容的电容量,传统功率放大器电源部分(非开关电源)的滤波电容容量非常大,一般总容量为10000uF或者更大,开机前滤波电容上的电压为0v,如果功率放大器开机时给滤波电容器充电的电压很大。充电电流很大,进入稳态后滤波电容器上的电压已在正常工作电压附近,那时充电电流的大小就取决于负载电流了,如果若干台功率放大器同时开机的话,总的冲击电流将是非常大的,所以断路器的容量应该取得比较大,如果系统中引入顺序电源,将每台设备的开机时间错开,则开机冲击电流在时间上被分散,情况会好得多。
稳态情况下,系统电负荷可以这样估算:一般定阻功率放大器播放节目信号时的输出功率应该在额定输出功率的1/8-1/10,那是功率放大器的效率(指传统功率放大器不是数字功率放大器)大约在30%左右,例如每通道额定输出300w,则节目信号是输出在30-37.5w,两个通道总输出为75w,如果考虑功率放大器空载消耗,则效率大约为25%左右,估计功率放大器总消耗电功率大约为300w,如果节目信号是功率放大器每通道输出功率为额定输出功率的40%,则每通道输出为120w,此时效率将近40%,两个通道总输出240w电功率,则功率放大器总消耗电功率约为600w,一般对于每通道额定输出300w的功率放大器,节目信号时每通道的输出功率不可能达到300w的,所以计算功率放大器额定功率输出时的消耗电功率没有意义,其实节目信号输出功率达到额定输出功率的40%的可能性也非常小,因为此时节目信号的峰值因数只有2.83,已经有不少尖峰被消掉,听感上明显的有消波感觉,所以从上面的分析可大概确定定定阻功率放大器在播放节目信号时的消耗电功率大概不会超过两通道额定输出功率之和的90%,为了留有一定余量,每台立体声定阻功率放大器的消耗电功率可以按照两个通道的额定输出功率之和作为参考,这样系统的总需要电容电源容量就能初步估算出来,然后再增加40%作为对电源的要求,对电源的要求通常不以多少瓦来说明,而是以多少伏安来说明,这里考虑了从电源吸取的无功功率,一般来说,扩声系统从电源吸取的无功功率非常小,所以完全可以按照有功功率来计算,在说上面已考虑了适当的功率余量,所以这种估算可以作为对电源的要求指标。
上面讨论的礼堂扩声设计方法,也可以在剧场等场所应用,当然按照规范,要求主音箱能为整个池座观众席(指一层的观众席)供声,而且要求的扩声系统声学特性指标也要高许多,具体按照哪一种类型,哪一个等级,要根据剧场等场所本身的要求来确定,要求等级高时对设备的要求,尤其是对扬声器系统的特性要求也高,并且对音箱的摆放位置,高度角度更严格一些,还要考虑向前厅、观众休息厅,各种辅助用房提供声音,但是对那些地方的音质要求不像对观众厅的音质要求那么高,也不要求立体声,为了方便可以考虑采用定压式扬声器系统与定压输出功率放大器来供声,另外还要考虑消防广播强制切换方案,预留实际转播时的音视频接口等。
估算电源需要容量
整套扩声系统的用电总量主要取决于功率放大器的用电量,调音台和周边设备的用电量都不大,一般不超过300w,功率放大器的开机冲击电流非常大,可以是正常用电量的十几倍到几十倍,这取决于功率放大器电源部分滤波电容的电容量,传统功率放大器电源部分(非开关电源)的滤波电容容量非常大,一般总容量为10000uF或者更大,开机前滤波电容上的电压为0v,如果功率放大器开机时给滤波电容器充电的电压很大。充电电流很大,进入稳态后滤波电容器上的电压已在正常工作电压附近,那时充电电流的大小就取决于负载电流了,如果若干台功率放大器同时开机的话,总的冲击电流将是非常大的,所以断路器的容量应该取得比较大,如果系统中引入顺序电源,将每台设备的开机时间错开,则开机冲击电流在时间上被分散,情况会好得多。
稳态情况下,系统电负荷可以这样估算:一般定阻功率放大器播放节目信号时的输出功率应该在额定输出功率的1/8-1/10,那是功率放大器的效率(指传统功率放大器不是数字功率放大器)大约在30%左右,例如每通道额定输出300w,则节目信号是输出在30-37.5w,两个通道总输出为75w,如果考虑功率放大器空载消耗,则效率大约为25%左右,估计功率放大器总消耗电功率大约为300w,如果节目信号是功率放大器每通道输出功率为额定输出功率的40%,则每通道输出为120w,此时效率将近40%,两个通道总输出240w电功率,则功率放大器总消耗电功率约为600w,一般对于每通道额定输出300w的功率放大器,节目信号时每通道的输出功率不可能达到300w的,所以计算功率放大器额定功率输出时的消耗电功率没有意义,其实节目信号输出功率达到额定输出功率的40%的可能性也非常小,因为此时节目信号的峰值因数只有2.83,已经有不少尖峰被消掉,听感上明显的有消波感觉,所以从上面的分析可大概确定定定阻功率放大器在播放节目信号时的消耗电功率大概不会超过两通道额定输出功率之和的90%,为了留有一定余量,每台立体声定阻功率放大器的消耗电功率可以按照两个通道的额定输出功率之和作为参考,这样系统的总需要电容电源容量就能初步估算出来,然后再增加40%作为对电源的要求,对电源的要求通常不以多少瓦来说明,而是以多少伏安来说明,这里考虑了从电源吸取的无功功率,一般来说,扩声系统从电源吸取的无功功率非常小,所以完全可以按照有功功率来计算,在说上面已考虑了适当的功率余量,所以这种估算可以作为对电源的要求指标。
上面讨论的礼堂扩声设计方法,也可以在剧场等场所应用,当然按照规范,要求主音箱能为整个池座观众席(指一层的观众席)供声,而且要求的扩声系统声学特性指标也要高许多,具体按照哪一种类型,哪一个等级,要根据剧场等场所本身的要求来确定,要求等级高时对设备的要求,尤其是对扬声器系统的特性要求也高,并且对音箱的摆放位置,高度角度更严格一些,还要考虑向前厅、观众休息厅,各种辅助用房提供声音,但是对那些地方的音质要求不像对观众厅的音质要求那么高,也不要求立体声,为了方便可以考虑采用定压式扬声器系统与定压输出功率放大器来供声,另外还要考虑消防广播强制切换方案,预留实际转播时的音视频接口等。
本文节选自音响工程设计与音响调音技术
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