音圈与扬声器的额定功率

音圈作为扬声器的关键部件，其设计和选择直接影响扬声器的性能和额定功率，两者之间存在密切的关系。

根据国家标准GB/T 12060.5-2011《扬声器主要性能测试方法》，扬声器的功率承受能力指额定噪声功率。按此标准规定，额定噪声功率等于Un²/R，此处Un为额定噪声电压，R是额定阻抗。额定噪声电压，是在额定频率范围内反馈给扬声器以规定的模拟节目信号，而不产生热和机械损坏的模拟节目信号和信号电压。

值得指出的是试验信号是模拟节目信号，而不是粉红噪声信号。模拟节目信号是由粉红噪声信号，通过合适的计权网络得到，它更接近扬声器的实际使用情况。

另外按此标准的规定，功率试验的时间是100h。

对于扬声器，扬声器系统各项技术指标都很重要，但毫无疑义的是扬声器的可靠性、寿命是第一位的。如果扬声器一用就坏，“出师未捷身先死”用户当然不会满意。

人的猝死，心脏病发作是主要原因之一。音圈号称扬声器的心脏，也制约扬声器的寿命。而音圈的损坏有如下一些情况:引线引出部位折断;音圈过热而散圈;音圈线与骨架脱离;音圈线局部烧断;造成音圈损坏的原因通常在于音圈过热和振动。

音圈能承受的功率是一定的，音圈的额定噪声功率的设定应该是科学的、合理的、实事求是的。

音圈应具有相当的热强度，也就是音圈在工作时，尽管由于电流通过会发热，但不会变形，黏合不会脱落，漆膜保持完好等。音圈在工作时会通过磁隙中空气(磁流体)经磁路散热。在设计和工艺良好的情况下维持一个动态的平衡。

下面介绍设计音圈参数的方法之一。音圈的热功率为

                                   Pe= J² Pe SL (W)

式中 J为电流密度(A/m²);

       Pe为导线电阻率(Ω·m);

       S为线圈侧面积(m²);

       L为音圈导线长度(m)。

比值 Pe/S 称为载热率Pt。

J是电流密度，即音圈允许通过的电流强度，一般的范围在30A/mm²~90A/mm²。

图2是一个可供参考的磁隙宽度L3,与最大振幅 X1的关系曲线。

可以理解当最大振幅比较大时，所要求的磁隙宽度亦应该大一些。但是受到磁隙宽度不能过大的限制，两者宽度不成线性关系。磁隙宽度加大对散热有利，对工艺可靠性有利，但却会使磁通密度下降。

当然磁隙宽度还取决于我们的经验，如:音圈大体的厚度，音圈前后留有多大的空隙等。可以在目前装配工艺允许的条件下，使合格率最高。

还可以根据扬声器的口径来确定扬声器的磁隙宽度，一般来说扬声器口径愈大，则磁隙宽度愈大。

还有一条供参考的经验，磁隙宽度加大，会使灵敏度降低，但最后扬声器的重放声却较为干净。

当磁隙宽度确定以后，可按图1求出载热率Pe/S，音圈热功率Pe已知，则音圈面积S可求出。

音圈直径与高度有一定的相应关系，设高度比为K，则

K= d/h

式中 d为音圈直径;

       h为音圈高度。

为了散热，扬声器功率愈大，比值K会愈大。对于大功率扬声器K值为4~6;对于小功率扬声器 K值为 3~4。

由此可求出音圈直径 d和高度h，即

d=√（SKIπ)

h=d/k