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聊聊 Class-D

很高興聽到國產 Class-D 的表現能與歐美品牌相抗衡,我完全同意 IC 的良率高於 discrete,我在電腦公司待過 17 年,海頓兩百歲冥誕那年離開電腦業,1992 那年,我的主管告訴我,未來的主機板,拔掉大 CHIP,剩下 R、C、Bead,當年我無法理解,因為當年還有不少功能需要工程師用 TTL 去兜。

我讀電子時,還是 Apple II 的年代,有看過 Apple II 主機板嗎?滿滿 TTL,這已經是歷史!

為什麼離開電腦業,幾乎所有行業都有四個階段:人無我有、人有我優、人優我廉、人廉我走。1990 年代,筆電的利潤近 100%,我離開筆電 RD 時,利潤剩不到 5%,當所有主機板的功能全打包到 CHIP 裏,RD 的價值在哪?

我同事曾揶榆主機板工程師,你們 Debug 的 SOP 我幫你們寫:
1. 確認電壓對不對
2. 確認 Ripple 有沒有過大
3. 確認 Power Sequence 有沒有錯
4. 如果已上都 OK,拿起電話,Call FAE

幾乎所有電路研發工作,全被半導體廠拿走,一個眼前的事實,請問:硬體工程師的薪水高,還是軟體工程師的薪水高?說穿了,工程師是用腦袋賺錢,腦袋用多少,錢就賺多少。

為什麼還在搞 discrete Class-D?我目前待的公司,產品不是家用,輸出功率千瓦起跳,這不是目前 TI 的 Class-D IC 可辦到的,忽然想到一件事:

廿幾年前,我同學帶我去他前同事開的工廠參觀,他們做超音波洗碗機,振動子的驅動電路跟省電燈泡的驅動電路完全相同,這驅動電路做成成品,賣給省電燈泡工廠,價格超爛,賣給超音波洗碗機工廠,利潤高。

人多的地方不要去,公司不大,人也不多,平均每月出 40 尺貨櫃一櫃,祝福樓上代理商,進貨量也平均每月 40 尺貨櫃一櫃,還是我估的太保守了!
componentbeggar wrote:
很高興聽到國產 Class...(恕刪)

要用好IC,好像只要電阻電容開關線路,要能運行可能抄Datasheet就公版好,但要攪好就不易了,尤其攪EMI和品質壽命的控制更加複雜,所以就算用Class D 功放IC,也是有音質分別,Class D對線路太敏感。
就是玩好一夥IC也不容易,不過台灣的老闆們(華人圈也是呢)看到零件少想當然認為工程師工作很輕鬆,把這個職位交給新進的廉價工程師就好了,不要說現在的新進工程師了,連很多所謂十年經驗的老骨幹,對IC原理都近乎零知識,他們有問題還推給廠商,再加上很多三十年老老骨,很多對新技術也是抗拒,其實本來工作經驗就是抄來抄去吃老本,其中又因為在經濟起飛時代佔優吃了個技術高管職位來做,為了使下面不能取代自己和不能給機構知道自己在吃老本,還大幅打壓有能力的人,重用擦鞋之士,反正IC化能用便好,你說這有壽命問題,他說你腦袋有問題,到真的有問題還是你的問題。

現在歐美很多HIFI廠其實都被華人圈(中國/香港)收購,他們對技術人員都只是覺得是一個Cost單位,是要被減省的。。。。,而且他們思維還停留在你不幹我在大陸用一萬小朋友月薪來做(說實在大陸有些能力的電子工程師也不只一萬人民幣了),這就做成塘水滾塘魚,或者除了少數大廠台積電很花錢外,其他廠商只要找人能抄就成,案子今天接明天做出來。

就算高功率Class D,像在戲院使用的3000W AMP,現在最新的設計都開始改為多夥大功率Class D 並聯用,全部直接入數位訊號同步輸出,
cheonglee wrote:
就算高功率Class D,像在戲院使用的3000W AMP,現在最新的設計都開始改為多夥大功率Class D 並聯用,全部直接入數位訊號同步輸出,


有數字,我喜歡。

155Vrms 加在 8ohm 喇叭上是 3000W
155Vrms 峯值是 219V
電感不能在零電壓工作起碼加 20V ___ 240V
Power Supply 的 Load Regulation 用 5% 估
240V x 1.05 = 252V

請教 cheonglee 兄,您看到的 3KW 戲院在使用的 Class-D Amp,是哪一家擴大機廠 [1],哪個型號擴大機 [2],用哪家半導體廠 [3],哪顆可以工作在 +/-250V (未加 Margin) 的 Class-D IC [4],用了幾顆並聯使用 [5]?謝謝。

[1] 擴大機廠
[2] 擴大機型號
[3] 半導體廠
[4] Class-D IC P/N
[5] 多少顆並聯
componentbeggar wrote:
有數字,我喜歡。155Vrms...(恕刪)


利用full bridge,150Vrms 就可以了,IC小菜一碟

我司是英國廠接美國案做(如果對戲院設備有常識都知了)這是新型號,接了想在大陸做PCB和PCBA,
所以找我們亞洲分公司去大陸找,我們不是專做音響,我們專做工業設備,由於簽了保密我是不能說太多了。

利用四片TI IC 去做,TI供的是特殊IC(就是embedded MOSFET加強)是客戶特供的(工業用途很多都能特制IC,只是一次過會買好幾年的量好了,所以是每次下單客戶給我們多少IC去做,實際每次都是那個DataCode,五年前的IC也是常有用),可以改變CONFIG變為四輸出(當然輸出變為1/4),大約是TAS5634的加強版,其實沒甚麼,內部變一變embedded 高功率MOSFET就成了。
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tas5634.pdf

高功率CLASS D不是不能做,而是市場大小不夠去做常規型號而己,3000W的Amp推一個喇叭說能有多大需求,像我們也有接飛機部件去做,也是大量外人不知的特殊IC,一次買夠十年量。

做這些賣量不多,一個季就最多千多件,不過單品賺多了,賣價是料費是1/3,供應PCBA,
我們在歐美廠做裝配測試賣出,但是歐美工程師人工成本較高,每件可以賺1/3了。
componentbeggar wrote:
很高興聽到國產 Cl...(恕刪)


之前讀過一本書,介紹日本愛華電子,起初都是靠離散電子組裝,真正量產時就發ic, 主要目的為了保密與提高產品穩定度
cheonglee wrote:
利用full bridge...(恕刪)

美國的 PA 直覺想到的是 crown

所以,你舉的是特例,貴司自己開的 IC,外人也買不到。

我還在電源廠時,也遇過有趣的案例:應該學電力電子的都知道那種 1:100 Ferrite 鐵芯的 Current Transformer,只能量交流電流,但是,德國 VAC 公司用兩種不同材質鐵芯,三組繞線跨在不同磁路上,却可以量直流電流,只不過要搭一些電路。

這電路,VAC 請 TI 開了一顆 IC,叫 DRV401,可以跟 TI 買到這顆 IC,但是,TI 聲明這顆 IC 如果遇到問題,TI 無 FAE support,即便當時在台灣第三大電源廠,這顆 IC 也得不到 TI 的 Technical Support,光買這顆 IC 也沒用,還是得向 VAC 買那奇特的 Current Transformer
gogoid wrote:
之前讀過一本書,介紹(恕刪)


我這年紀的不會不知道 AIWA 的隨身聽和手提收錄音機,直覺的想法是不用 IC 小型化困難,只是,後來 AIWA 勢微了!沒去探究原因。

CD 是 Philips 和 SONY 共同發展的,現在還會想去買 SONY 的 CD Player 或 BD 嗎?
下面這問題問得不好,只怪自己喜好偏古典,近千張古典 CD,難抽身!
身邊有以前在福茂工程上班的朋友,福茂家族兩兄弟,一個福茂唱片賣唱片(DECCA),一個福茂工程搞 PA,福茂工程是台灣第一大 PA 工程公司(現在是否還是第一大不詳),許多電台、兩廳院、國賓戲院都是他們的客戶,這個圈子很窄,用到的擴大機就那幾家,crown、EV、QSC、LAB.GRUPPEN、PowerSoft

約一年前,中部有一家影城更換音響設備,拆下來的音響放在 MyAV 賣二手,喇叭是 JBL,擴大機是 QSC

美國第一大 PA 擴大機品牌是 crown,自 200X 年以來,他們家頂級 Class-D 擴大機 XTi-6002 已改版過三次。

一個很多人熟知的 Class-D Module 廠商 ICEpower,他們家十年前的電路,和最新的電路,在回授控制上也有所不同。

Class-D 的技術還在持續演進中,剛剛打開 crown 網站,他們家最近有新機出來了,google 一下它的照片,還是用 discrete 設計。

近年國外音響品牌出現集團化,許多知名音響品牌被這些集團收購,KEF 的老闆是香港人,DYNAUDIO 老闆變大陸人,之前有一位同事,DSP 摸熟了就跑去位於珠江三角洲的 Harman Kardon 集團,哪知去了一年,Harman Kardon 老闆變韓國人,JBL 是 Harman Kardon 旗下的公司。
除了 Class-D 之外,還有一種有趣的架構,LAB.GRUPPEN 公司出了一種叫 Class-TD 的擴大機,它的主體還是 Class-AB,所以完全沒有所謂的數位聲,大家都知道 Class-AB 之所以效率低,是因為輸出級晶體除了流過大電流,同時還跨了大電壓,於是有很高的功耗。



Class-TD 給 Class-AB 變動的電源電壓,永遠給比輸出多 10V 的電壓,當然,電壓有二:正電源 & 負電源,如下波形:



正電源電壓對應輸出如下波形:



正、負電源都是 SMPS,它要追蹤 Class-AB 的輸出,去產生比輸出電壓高 10V 的電壓,意味著這 SMPS 的反應速度必需非常快,老闆買了兩種 LAB.GRUPPEN 的 Class-TD 拆開來 study,功率最高的那台是 7000W x2,照片是功率較低的一片,上面含 Class-AB 及 SMPS,二者合體稱 Class-TD



等擴大機玩夠了,也到退休年齡,會不會打延長賽,到時再說吧!在考慮 update 自己的土炮,新的喇叭太貴下不了手,就抱這對渡餘生就好啦!

componentbeggar wrote:
除了 Class-D(恕刪)


這其實就是Class H..。
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