CN100592626C - 突波电流抑制电路及使用其的音频产品 - Google Patents

Abstract

一种突波电流抑制电路，包括电压源、充放电电路、开关电路、第一阻抗元件、第二阻抗元件及控制器。充放电电路与所述电压源相连。开关电路的输入端与所述充放电电路相连，其输出端作为所述突波电流抑制电路的输出端。第一阻抗元件的一端与所述电压源相连，第二阻抗元件连接于所述第一阻抗元件的另一端与所述开关电路的输入端之间。控制器连接于所述第一阻抗元件与所述第二阻抗元件的公共节点，用于提供控制信号。本发明的突波电流抑制电路，可有效滤除音频产品在开机/关机时所产生的突波电流，避免突波电流直接输出至耳机或接收端喇叭，造成爆裂噪音的现象。另外，本发明还提供一种使用所述突波电流抑制电路的音频产品。

Description

突波电流抑制电路及使用其的音频产品

技术领域

本发明涉及一种突波电流抑制电路，尤其涉及一种应用于音频产品的突波电流抑制电路。

背景技术

随着科技的发展，各种音频产品，例如网络电视视频机上盒(Internet ProtocolSet-top Box，IP STB)应用越来越广泛。通常，这些音频产品在其音频输出端均有隔直电容，当音频产品开机/关机时，隔直电容的电容效应会产生不可预期的瞬间电流，即突波电流(inrush current)。若突波电流直接输出至耳机或接收端喇叭，可造成爆裂噪音的现象。此爆裂噪音可造成用户听觉系统的伤害，给用户带来极大的困扰。

发明内容

有鉴于此，需提供一种突波电流抑制电路，可有效滤除开机/关机时所产生的突波电流。

此外，仍需提供一种音频产品，其具有突波电流抑制电路，可有效滤除开机/关机时所产生的突波电流。

一种突波电流抑制电路包括电压源、充放电电路，开关电路，第一阻抗元件、第二阻抗元件及控制器。充放电电路与所述电压源相连，其包括PNP晶体管、第一电阻、第二电阻、电容及第三电阻。其中，PNP晶体管基极连接于所述电压源，其集电极连接于所述开关电路的输入端。第一电阻连接于所述PNP晶体管的基极与发射极之间，用于给所述PNP晶体管的基极与发射极提供偏置电压。电容与所述第二电阻串行连接于所述PNP晶体管的发射极与地之间。第三电阻连接于所述PNP晶体管的集电极与地之间。开关电路的输入端与所述充放电电路相连，其输出端作为所述突波电流抑制电路的输出端。第一阻抗元件的一端与所述电压源相连，第二阻抗元件连接于所述第一阻抗元件的另一端与所述开关电路的输入端之间。控制器连接于所述第一阻抗元件与所述第二阻抗元件的公共节点，用于提供控制信号。

一种音频产品，其包括音频电路、隔直电容及突波电流抑制电路。隔直电容用于隔离所述音频电路输出信号中的直流分量。突波电流抑制电路通过所述隔直电容与所述音频电路相连，用于抑制所述音频产品所产生的突波电流，其包括电压源、充放电电路、开关电路、第一阻抗元件、第二阻抗元件及控制器。充放电电路与所述电压源相连，其包括PNP晶体管、第一电阻、第二电阻、电容及第三电阻。其中，PNP晶体管基极连接于所述电压源，其集电极连接于所述开关电路的输入端。第一电阻连接于所述PNP晶体管的基极与发射极之间，用于给所述PNP晶体管的基极与发射极提供偏置电压。电容与所述第二电阻串行连接于所述PNP晶体管的发射极与地之间。第三电阻连接于所述PNP晶体管的集电极与地之间。开关电路的输入端与所述充放电电路相连，其输出端作为所述突波电流抑制电路的输出端。第一阻抗元件的一端与所述电压源相连，第二阻抗元件连接于所述第一阻抗元件的另一端与所述开关电路的输入端之间。控制器连接于所述第一阻抗元件与所述第二阻抗元件的公共节点，用于提供控制信号。

本发明的突波电流抑制电路，可有效滤除音频产品在开机/关机时所产生的突波电流，避免突波电流直接输出至耳机或接收端喇叭，造成爆裂噪音的现象。

附图说明

图1为本发明音频产品的功能模块图。

图2为本发明突波电流抑制电路一实施方式的具体电路图。

图3为本发明突波电流抑制电路另一实施方式的具体电路图。

具体实施方式

图1所示为本发明音频产品1的功能模块图。音频产品1包括音频电路200、隔直电容C1及突波电流抑制电路100。其中，突波电流抑制电路100通过隔直电容C1与音频电路200相连，用于抑制音频产品1所产生的突波电流，其包括电压源Vcc、控制器10、充放电电路11、分压电路12、开关电路13、调节器14、第一阻抗元件Z1及第二阻抗元件Z2。

音频电路200用于输出音频信号Vaudio。隔直电容C1用于隔离音频电路200输出的音频信号Vaudio中的直流分量，并做为音频产品1的输出Vout2。然，由于隔直电容C1的电容效应，在音频产品1开/关机时皆会产生突波电流。本发明的实施方式中，突波电流抑制电路100用于抑制音频产品1开/关机时产生的突波电流。

于突波电流抑制电路100中，充放电电路11与电压源Vcc相连。开关电路13的输入端通过分压电路12与充放电电路11相连，其输出端做为突波电流抑制电路100的输出端Vout1。本实施方式中，分压电路12用于分压流入开关电路13的信号。

第一阻抗元件Z1的一端与电压源Vcc相连，第二阻抗元件Z2连接于第一阻抗元件Z1的另一端与与开关电路13的输入端之间，即，第二阻抗元件Z2与第一阻抗元件Z1构成的串连电路与充放电电路11和分压电路12构成的串连电路并行连接。控制器10连接于第一阻抗元件Z1与第二阻抗元件Z2的公共节点，用于提供控制信号Vgpio。本实施方式中，第一阻抗元件Z1用于避免控制器10与电压源Vcc短路，第二阻抗元件Z2用于防止充放电电路11输出的电流通过分压电路12倒流至控制器10。调节器14连接于控制器10与电压源Vcc之间，用于将电压源Vcc输出的电压转化为较低电压，例如：3.3V，并输出至控制器10，维持控制器10的正常工作。

本实施方式中，调节器14为集成电路，维持其正常工作的最低电压大约为5V。控制器10为微处理器，其具有通用输入/输出(General Purpose Input/Output，GPIO)接脚。又，电压源Vcc为突波电流抑制电路100的正常工作提供直流电压，例如：12V。

图2所示为本发明突波电流抑制电路100一实施方式的具体电路图。充放电电路11包括电容C2、PNP晶体管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。其中，PNP晶体管Q1的基极连接于电压源Vcc，其做为充放电电路11的输入端。第一电阻R1连接于PNP晶体管Q1的基极与发射极之间，用于给PNP晶体管Q1的基极与发射极提供偏置电压。电容C2与第二电阻R2串行连接于PNP晶体管Q1的发射极与地之间，用于给充放电电路11提供放电回路。第三电阻R3连接于PNP晶体管Q1的集电极与地之间。

本实施方式中，当音频产品1开机时，PNP晶体管Q1截止，则电压源Vcc对充放电电路11进行充电。即，电压源Vcc通过第一电阻R1及第二电阻R2对电容C2进行充电。

当音频产品1关机时，由于电压源Vcc所提供的电压开始下降，当第一电阻R1上的压降大于PNP晶体管Q1的导通电压时，例如0.7V，PNP晶体管Q1导通，则电容C2通过第二电阻R2开始放电。因此，部分放电电流将通过分压电路12被输出至开关电路13。

分压电路12连接于充放电电路11的输出端与开关电路13的输入端之间，用于分压流入开关电路13的信号，其包括第四电阻R4及第五电阻R5。其中，第四电阻R4连接于充放电电路11与开关电路13的输入端之间，第五电阻R5连接于开关电路13的输入端与地之间。因此，在音频产品1关机时，分压电路12将对充放电电路11输出的信号进行分压，防止输入至开关电路13的电压过高。

开关电路13包括开关元件Q2及偏压电阻R。其中，开关元件Q2具有输入端、第一输出端及第二输出端，其第一输出端作为开关电路13的输出端，其第二输出端接地。本实施方式中，开关元件Q2为NPN晶体管。又，开关元件Q2的输入端为NPN晶体管的基极，其第一输出端为集电极，其第二输出端为发射极，偏压电阻R的一端连接于NPN晶体管的基极，其另一端作为开关电路13的输入端，与第四电阻R4相连，用于给NPN晶体管提供偏置电压。

当NPN晶体管导通时，音频产品1中的突波电流通过隔直电容C1及NPN晶体管被导入地，因此，在音频产品输出端Vout2不会造成爆裂噪音现象。当NPN晶体管截止时，音频电路200中的音频信号Vaudio通过隔直电容C1输出至耳机或接收端喇叭。

详而言之，当音频产品1开机时，即当电压源Vcc初接通市电电源(例如：中国大陆地区为220V，北美地区为110V。)时，控制器10处于初始状态，即控制器10开始从闪存(Flash memory)中下载代码(code)。此时，控制器10属于不动作状态的输入模式。电压源Vcc一方面对充放电电路11进行充电；另一方面通过第一阻抗元件Z1及第二阻抗元件Z2使开关电路13导通，即NPN晶体管导通。因此，开机时所产生的突波电流通过NPN晶体管接地，从而避免突波电流被直接输出至耳机或接收端喇叭，造成爆裂噪音的现象。本实施方式中，第一阻抗元件Z1及第二阻抗元件Z2为电阻元件。

又，当控制器10下载代码完毕时，控制器10输出控制信号Vgpio，即控制器10被设定为输出模式。本实施方式中，输出模式为低准位，例如：0V。故，电压源Vcc通过第一阻抗元件Z1流入控制器10。因此，NPN晶体管截止，音频信号Vaudio被输出至耳机或接收端喇叭。

当音频产品1关机时，电压源Vcc首先由12V降低至5V。此时，控制器10仍为输出模式，即控制信号Vgpio仍为低准位，电压源Vcc通过第一阻抗元件Z1流入控制器10。然，充放电电路11中的电容C2开始放电，使得PNP晶体管Q1导通，进而使得开关电路13的NPN晶体管导通。故，音频产品1中由于关机所产生的突波电流被导入地。本实施方式中，电容C2的放电时间大于电压源Vcc从12V下降至5V的时间。

当电压源Vcc由5V开始下降时，由于电路板上的传感器(未标示于图中)侦测到电压低于预设值，故，不断发出重置信号给控制器10，要求控制器10重置，此时，控制器10由输出模式转变为输入模式。本实施方式中，控制器10由输出模式转变为输入模式是通过控制器10中的软件实现。因此，当电压源Vcc由5V下将至0V时，突波电流抑制电路100通过第一阻抗元件Z1及第二阻抗元件Z2使开关电路13的NPN晶体管持续导通。换言之，即使电容C2放电完毕，音频产品1中的突波电流也被导入地，从而使得在关机过程中所产生的突波电流被完全导入地。

本发明的突波电流抑制电路100，在音频产品1开机时，通过开关电路13，使得开机时产生的突波电流被导入地。在关机时，通过控制器10输出的控制信号Vgpio、充放电电路11及开关电路13，使得关机时产生的突波电流被完全导入地。

图3为本发明突波电流抑制电路100’另一实施方式的具体电路图。突波电流抑制电路100’与本发明图2所示的突波电流抑制电路100基本相同，区别在于：图3所示的开关电路13’包括N型金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)M，其栅极作为开关电路13’的输入端，其漏极作为开关电路13’的输出端，其源极接地。突波电流抑制电路100’同样通过N MOSFETM控制开关电路13’的截止/导通，以达到限制突波电流的目的。

本发明中，在音频产品1开/关机时，突波电流抑制电路100’通过开关电路13’，可以将音频产品1中的突波电流导入地，避免突波电流被输出至耳机或接收端喇叭。

Claims (9)

1.一种突波电流抑制电路，其特征在于，所述突波电流抑制电路包括：

电压源；

开关电路，其输出端作为所述突波电流抑制电路的输出端；

第一阻抗元件，其一端与所述电压源相连；

第二阻抗元件，连接于所述第一阻抗元件的另一端与所述开关电路的输入端之间；

控制器，连接于所述第一阻抗元件与所述第二阻抗元件的公共节点，用于提供控制信号；及

充放电电路，与所述电压源相连，所述充放电电路包括：

PNP晶体管，其基极连接于所述电压源，其集电极连接于所述开关电路的输入端；

第一电阻，连接于所述PNP晶体管的基极与发射极之间，用于给所述PNP晶体管的基极与发射极提供偏置电压；

第二电阻；

电容，与所述第二电阻串行连接于所述PNP晶体管的发射极与地之间；及

第三电阻，连接于所述PNP晶体管的集电极与地之间。

2.如权利要求1所述的突波电流抑制电路，其特征在于，所述开关电路包括开关元件，所述开关元件具有输入端、第一输出端以及第二输出端；其中，所述第一输出端做为所述开关电路的输出端，其第二输出端接地。

3.如权利要求2所述的突波电流抑制电路，其特征在于，所述开关元件为金属氧化物半导体场效应晶体管，其栅极为所述开关元件的输入端，其漏极为所述开关元件的第一输出端，其源极为开关元件的第二输出端。

4.如权利要求2所述的突波电流抑制电路，其特征在于，所述开关电路述包括偏压电阻，其一端连接于所述开关元件的输入端，其另一端作为所述开关电路的输入端，用于给所述开关元件提供偏置电压。

5.如权利要求4所述的突波电流抑制电路，其特征在于，所述开关元件为NPN晶体管；其中，所述NPN晶体管的基极为所述开关元件的输入端，集电极为所述开关元件的第一输出端，其发射极为所述开关元件的第二输出端。

6.如权利要求1所述的突波电流抑制电路，其特征在于，还包括分压电路，连接于所述充放电电路与所述开关电路之间，用于分压流入所述开关电路的信号。

7.如权利要求6所述的突波电流抑制电路，其特征在于，所述分压电路包括：

第四电阻，连接于所述充放电电路与所述开关电路的输入端之间；及

第五电阻，连接于所述开关电路的输入端与地之间。

8.如权利要求1所述的突波电流抑制电路，其特征在于，还包括调节器，连接于所述电压源与所述控制器之间，用于将电压源输出的电压转化为较低电压，并输出至所述控制器。

9.一种音频产品，其包括：

音频电路；

隔直电容，用于隔离所述音频电路输出信号中的直流分量；以及

如权利要求1至8项任一项所述的突波电流抑制电路，通过所述隔直电容与所述音频电路相连，用于抑制所述音频产品所产生的突波电流。

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