音圈與揚(yáng)聲器的額定功率

音圈作為揚(yáng)聲器的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)和選擇直接影響揚(yáng)聲器的性能和額定功率，兩者之間存在密切的關(guān)系。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12060.5-2011《揚(yáng)聲器主要性能測(cè)試方法》，揚(yáng)聲器的功率承受能力指額定噪聲功率。按此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，額定噪聲功率等于Un2/R，此處Un為額定噪聲電壓，R是額定阻抗。額定噪聲電壓，是在額定頻率范圍內(nèi)反饋給揚(yáng)聲器以規(guī)定的模擬節(jié)目信號(hào)，而不產(chǎn)生熱和機(jī)械損壞的模擬節(jié)目信號(hào)和信號(hào)電壓。

值得指出的是試驗(yàn)信號(hào)是模擬節(jié)目信號(hào)，而不是粉紅噪聲信號(hào)。模擬節(jié)目信號(hào)是由粉紅噪聲信號(hào)，通過(guò)合適的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)得到，它更接近揚(yáng)聲器的實(shí)際使用情況。

另外按此標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，功率試驗(yàn)的時(shí)間是100h。

對(duì)于揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都很重要，但毫無(wú)疑義的是揚(yáng)聲器的可靠性、壽命是第一位的。如果揚(yáng)聲器一用就壞，“出師未捷身先死”用戶(hù)當(dāng)然不會(huì)滿(mǎn)意。

人的猝死，心臟病發(fā)作是主要原因之一。音圈號(hào)稱(chēng)揚(yáng)聲器的心臟，也制約揚(yáng)聲器的壽命。而音圈的損壞有如下一些情況:引線引出部位折斷;音圈過(guò)熱而散圈;音圈線與骨架脫離;音圈線局部燒斷;造成音圈損壞的原因通常在于音圈過(guò)熱和振動(dòng)。

音圈能承受的功率是一定的，音圈的額定噪聲功率的設(shè)定應(yīng)該是科學(xué)的、合理的、實(shí)事求是的。

音圈應(yīng)具有相當(dāng)?shù)臒釓?qiáng)度，也就是音圈在工作時(shí)，盡管由于電流通過(guò)會(huì)發(fā)熱，但不會(huì)變形，黏合不會(huì)脫落，漆膜保持完好等。音圈在工作時(shí)會(huì)通過(guò)磁隙中空氣(磁流體)經(jīng)磁路散熱。在設(shè)計(jì)和工藝良好的情況下維持一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡。

下面介紹設(shè)計(jì)音圈參數(shù)的方法之一。音圈的熱功率為

                                   Pe= J2 Pe SL (W)

式中 J為電流密度(A/m2);

       Pe為導(dǎo)線電阻率(Ω·m);

       S為線圈側(cè)面積(m2);

       L為音圈導(dǎo)線長(zhǎng)度(m)。

比值 Pe/S 稱(chēng)為載熱率Pt。

J是電流密度，即音圈允許通過(guò)的電流強(qiáng)度，一般的范圍在30A/mm2~90A/mm2。

圖2是一個(gè)可供參考的磁隙寬度L3,與最大振幅 X1的關(guān)系曲線。

可以理解當(dāng)最大振幅比較大時(shí)，所要求的磁隙寬度亦應(yīng)該大一些。但是受到磁隙寬度不能過(guò)大的限制，兩者寬度不成線性關(guān)系。磁隙寬度加大對(duì)散熱有利，對(duì)工藝可靠性有利，但卻會(huì)使磁通密度下降。

當(dāng)然磁隙寬度還取決于我們的經(jīng)驗(yàn)，如:音圈大體的厚度，音圈前后留有多大的空隙等。可以在目前裝配工藝允許的條件下，使合格率最高。

還可以根據(jù)揚(yáng)聲器的口徑來(lái)確定揚(yáng)聲器的磁隙寬度，一般來(lái)說(shuō)揚(yáng)聲器口徑愈大，則磁隙寬度愈大。

還有一條供參考的經(jīng)驗(yàn)，磁隙寬度加大，會(huì)使靈敏度降低，但最后揚(yáng)聲器的重放聲卻較為干凈。

當(dāng)磁隙寬度確定以后，可按圖1求出載熱率Pe/S，音圈熱功率Pe已知，則音圈面積S可求出。

音圈直徑與高度有一定的相應(yīng)關(guān)系，設(shè)高度比為K，則

K= d/h

式中 d為音圈直徑;

       h為音圈高度。

為了散熱，揚(yáng)聲器功率愈大，比值K會(huì)愈大。對(duì)于大功率揚(yáng)聲器K值為4~6;對(duì)于小功率揚(yáng)聲器 K值為 3~4。

由此可求出音圈直徑 d和高度h，即

d=√（SKIπ)

h=d/k