CN104270105B - 数字功放电路 - Google Patents

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Abstract

一种数字功放电路，包括DSP、LCD显示屏、AB类功放电路、D类功放电路、高音喇叭、低音喇叭、主电源和副电源，外部信号源输入到DSP，经过DSP进行处理分析后，高音部分通过AB类功放电路直接驱动高音喇叭，低音部分通过D类功放电路直接驱动低音喇叭，所述主电源分别给AB类功放电路和D类功放电路供电，副电源给DSP供电；所述DSP与LCD显示屏连接。本发明对AB类功放电路和D类功放电路均有多项保护电路，一方面能够防止烧机的情况出现，另一方面使功放运行稳定性更好。

Description

数字功放电路
技术领域
本发明涉及功放电路，尤其是一种DSP数字功放电路。
背景技术
音频放大器广泛应用于家庭影院、音响系统、立体声唱机、伺服放大器等电子系统中。人们在追求高保真度音频功放的同时，也希望功放有大的输出功率和高效率。大功率的音频功放输出电流均大于1A，功率越大，输出电流亦越大。当有大电流长期流过输出功率管时，尤其是发生输出短路时，会使输出功率管烧坏。因此必须有过流保护电路，限制最大输出电流，保护输出管。其次在不同的电压情况下，输出管的最大输出电流能力亦有所不同，若只限制输出管电流为一特定的电流，则当电源电压变化时，即使存在限流保护电路，输出功率管亦有可能烧坏。因此功放输出管不仅需要过流保护亦需要对在不同的电压下，该保护的电流亦要发生改变。因此我们在输出管的保护电路设计为功率保护功能，即当电源电压高时，保护电流降低 ；电源电压低时，保护电流增大，以此来保证输出功率管不被烧坏。目前的数字功放电路缺少有效的电路保护电路，导致功放容易被烧坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种数字功放电路，稳定性好，具有多项保护功能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种数字功放电路，包括DSP、LCD显示屏、AB类功放电路、D类功放电路、高音喇叭、低音喇叭、主电源和副电源，外部信号源输入到DSP，经过DSP进行处理分析后，高音部分通过AB类功放电路直接驱动高音喇叭，低音部分通过D类功放电路直接驱动低音喇叭，所述主电源分别给AB类功放电路和D类功放电路供电，副电源给DSP供电；所述DSP与LCD显示屏连接；
所述AB类功放电路包括第一开关静音电路、第一降功率电路、第一过温保护电路、电源保护电路、第一过流限流保护电路、直流保护检测电路、第一限幅电路、AB类功率放大器和高音喇叭；DSP高音输入信号依次通过第一开关静音电路、第一降功率电路、AB类功率放大器后到高音喇叭；所述第一过温保护电路与电源保护电路连接，设有温度探测器与功放散热器连接，所述温度探测器分别与第一降功率电路和第一过温保护电路连接；所述第一过温保护电路、第一过流限流保护电路、直流保护检测电路、第一限幅电路与AB类功率放大器连接；所述直流保护检测电路与电源保护电路连接，所述第一限幅电路通过光耦器控制AB类功率放大器的输入；
所述D类功放电路包括第二开关静音电路、第二降功率电路、第二过温保护电路、电源保护电路、第二过流限流保护电路、直流保护检测电路、第二限幅电路、D类功率放大器和低音喇叭； DSP低音输入信号依次通过第二开关静音电路、第二降功率电路、D类功率放大器后到低音喇叭；所述第二过温保护电路与电源保护电路连接，设有温度探测器与功放散热器连接，所述温度探测器分别与第二降功率电路和第二过温保护电路连接；所述第二过温保护电路、第二过流限流保护电路、直流保护检测电路、第二限幅电路与D类功率放大器连接；所述直流保护检测电路与电源保护电路连接，所述第二限幅电路通过光耦器控制D类功率放大器的输入；
AB类功率放大器和D类功率放大器共用一个直流保护检测电路；
所述直流保护检测电路包括电容C72、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14和可控硅D29，AB功率放大器的输出和D类功率放大器的输出分别与电容C72和三极管Q12的基极连接，三极管Q12的发射极与三极管Q13的基极连接，三极管Q12的集电极与三极管Q14的基极连接，三极管Q13的发射极与三极管Q12的基极连接，三极管Q13的集电极与三极管Q14的基极连接，三极管Q14的发射极与12V直流电压连接，三极管Q14的集电极通过可控硅控制电源保护电路，所述电源保护电路与主电源连接。
温度探测器实时监测散热器的温度，若散热器温度超过预设值，表示功率放大器的功率过高，此时可通过降功率电路降低功率放大器的输入电流，以降低其输出功率；当散热器温度进一步升高，且超过临界值时，过温保护电路驱动电源保护电路切断主电源的供电，使功率放大器停止工作；当功率放大器的输入调整到合适的范围值时，为了使功率放大器能够维持正常工作状态，可通过限幅电路限制功率放大器的输入幅值；直流保护检测电路通过检测高低音功率放大器的输出来调控主电源；过流限流保护电路用以限制功率放大器的输出，维持高低音喇叭的正常工作。
作为改进，所述第一过温保护电路包括第一比较器，所述温度探测器与第一比较器的输入端连接，第一比较器的输出端与电源保护电路连接。
作为改进，所述第一降功率电路包括第二比较器和第一MOS管，所述温度探测器与第二比较器的输入端连接，第二比较器的输出控制第一MOS管。
作为改进，所述第二过温保护电路包括第三比较器，所述温度探测器与第三比较器的输入端连接，第三比较器的输出端与电源保护电路连接。
作为改进，所述第二降功率电路包括第四比较器和第二MOS管，所述温度探测器与第四比较器的输入端连接，第四比较器的输出控制第二MOS管。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
温度探测器实时监测散热器的温度，若散热器温度超过预设值，表示功率放大器的功率过高，此时可通过降功率电路降低功率放大器的输入电流，以降低其输出功率；当散热器温度进一步升高，且超过临界值时，过温保护电路驱动电源保护电路切断主电源的供电，使功率放大器停止工作；当功率放大器的输入调整到合适的范围值时，为了使功率放大器能够维持正常工作状态，可通过限幅电路限制功率放大器的输入幅值；直流保护检测电路通过检测高低音功率放大器的输出来调控主电源；过流限流保护电路用以限制功率放大器的输出，维持高低音喇叭的正常工作。
附图说明
图1为本发明电气框图。
图2为AB类功率放大电路的电气框图。
图3为D类功率放大电路的电气框图。
图4为直流保护检测电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种数字功放电路，包括DSP、LCD显示屏、AB类功放电路、D类功放电路、高音喇叭、低音喇叭、主电源和副电源，外部信号源输入到DSP，经过DSP进行处理分析后，高音部分通过AB类功放电路直接驱动高音喇叭，低音部分通过D类功放电路直接驱动低音喇叭，所述主电源分别给AB类功放电路和D类功放电路供电，副电源给DSP供电；所述DSP与LCD显示屏连接。
如图2所示，所述AB类功放电路包括第一开关静音电路、第一降功率电路、第一过温保护电路、电源保护电路、第一过流限流保护电路、直流保护检测电路、第一限幅电路、AB类功率放大器和高音喇叭；DSP高音输入信号依次通过第一开关静音电路、第一降功率电路、AB类功率放大器后到高音喇叭；所述第一过温保护电路与电源保护电路连接，设有温度探测器与功放散热器连接，所述温度探测器分别与第一降功率电路和第一过温保护电路连接；所述第一过温保护电路、第一过流限流保护电路、直流保护检测电路、第一限幅电路与AB类功率放大器连接；所述直流保护检测电路与电源保护电路连接，所述第一限幅电路通过光耦器控制AB类功率放大器的输入。所述第一过温保护电路包括第一比较器，所述温度探测器与第一比较器的输入端连接，第一比较器的输出端与电源保护电路连接；通过第一比较器判断散热器的温度，当散热器温度高于第一比较器设定温度时，驱动电源保护电路断开主电源的供电。所述第一降功率电路包括第二比较器和第一MOS管，所述温度探测器与第二比较器的输入端连接，第二比较器的输出控制第一MOS管；通过第二比较器判断散热器的温度，当散热器温度高于第二比较器设定温度时，驱动第一MOS管降低AB类功率放大器的电流输入，以达到降低其运行功率。
如图3所示，所述D类功放电路包括第二开关静音电路、第二降功率电路、第二过温保护电路、电源保护电路、第二过流限流保护电路、直流保护检测电路、第二限幅电路、D类功率放大器和低音喇叭； DSP低音输入信号依次通过第二开关静音电路、第二降功率电路、D类功率放大器后到低音喇叭；所述第二过温保护电路与电源保护电路连接，设有温度探测器与功放散热器连接，所述温度探测器分别与第二降功率电路和第二过温保护电路连接；所述第二过温保护电路、第二过流限流保护电路、直流保护检测电路、第二限幅电路与D类功率放大器连接；所述直流保护检测电路与电源保护电路连接，所述第二限幅电路通过光耦器控制D类功率放大器的输入。所述第二过温保护电路包括第三比较器，所述温度探测器与第三比较器的输入端连接，第三比较器的输出端与电源保护电路连接；通过第三比较器判断散热器的温度，当散热器温度高于第三比较器设定温度时，驱动电源保护电路断开主电源的供电。所述第二降功率电路包括第四比较器和第二MOS管，所述温度探测器与第四比较器的输入端连接，第四比较器的输出控制第二MOS管；通过第四比较器判断散热器的温度，当散热器温度高于第四比较器设定温度时，驱动第二MOS管降低D功率放大器的电流输入，以达到降低其运行功率。
AB类功率放大器和D类功率放大器共用一个直流保护检测电路。
如图4所示，所述直流保护检测电路包括电容C72、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14和可控硅D29。AB功率放大器的输出和D类功率放大器的输出分别通过电阻R106和R78与电容C72和三极管Q12的基极连接，电容C72接地，电阻R79和电容C72一端与三极管Q12基极连接，另一端共地；三极管Q12的发射极与三极管Q13的基极连接，三极管Q12的集电极与三极管Q14的基极连接，三极管Q13的发射极与三极管Q12的基极连接，三极管Q13的基极接地；三极管Q13的集电极通过电阻R81与三极管Q14的基极连接，三极管Q14的发射极与12V直流电压连接，三极管Q14的发射极与基极之间连接有相互并联的电阻R80和电容C69；三极管Q14的集电极通过可控硅D29控制电源保护电路，可控硅的正极与电源保护电路连接，负极与控制极之间连接有相互并联的电阻R83和电容C74。电容C72可滤去输入的交流电，当输入到三极管Q12基极的直流为高电位时，三极管Q12导通，三极管Q14的基极被拉到低电位，由于三极管Q14的发射极与高电位连接，三极管Q14的集电极为高电位，从而控制可控硅的导通，最后完成对电源保护电路的控制。
本发明工作原理：温度探测器实时监测散热器的温度，若散热器温度超过预设值，表示功率放大器的功率过高，此时可通过降功率电路降低功率放大器的输入电流，以降低其输出功率；当散热器温度进一步升高，且超过临界值时，过温保护电路驱动电源保护电路切断主电源的供电，使功率放大器停止工作；当功率放大器的输入调整到合适的范围值时，为了使功率放大器能够维持正常工作状态，可通过限幅电路限制功率放大器的输入幅值；直流保护检测电路通过检测高D类功率放大器的输出来调控主电源；过流限流保护电路用以限制功率放大器的输出，维持高低音喇叭的正常工作。

Claims (5)

1.一种数字功放电路，其特征在于：包括DSP、LCD显示屏、AB类功放电路、D类功放电路、高音喇叭、低音喇叭、主电源和副电源，外部信号源输入到DSP，经过DSP进行处理分析后，高音部分通过AB类功放电路直接驱动高音喇叭，低音部分通过D类功放电路直接驱动低音喇叭，所述主电源分别给AB类功放电路和D类功放电路供电，副电源给DSP供电；所述DSP与LCD显示屏连接；
所述AB类功放电路包括第一开关静音电路、第一降功率电路、第一过温保护电路、电源保护电路、第一过流限流保护电路、直流保护检测电路、第一限幅电路、AB类功率放大器和高音喇叭；DSP高音输入信号依次通过第一开关静音电路、第一降功率电路、AB类功率放大器后到高音喇叭；所述第一过温保护电路与电源保护电路连接，设有温度探测器与功放散热器连接，所述温度探测器分别与第一降功率电路和第一过温保护电路连接；所述第一过温保护电路、第一过流限流保护电路、直流保护检测电路、第一限幅电路与AB类功率放大器连接；所述直流保护检测电路与电源保护电路连接，所述第一限幅电路通过光耦器控制AB类功率放大器的输入；
所述D类功放电路包括第二开关静音电路、第二降功率电路、第二过温保护电路、电源保护电路、第二过流限流保护电路、直流保护检测电路、第二限幅电路、D类功率放大器和低音喇叭； DSP低音输入信号依次通过第二开关静音电路、第二降功率电路、D类功率放大器后到低音喇叭；所述第二过温保护电路与电源保护电路连接，设有温度探测器与功放散热器连接，所述温度探测器分别与第二降功率电路和第二过温保护电路连接；所述第二过温保护电路、第二过流限流保护电路、直流保护检测电路、第二限幅电路与D类功率放大器连接；所述直流保护检测电路与电源保护电路连接，所述第二限幅电路通过光耦器控制D类功率放大器的输入；
AB类功率放大器和D类功率放大器共用一个直流保护检测电路；
所述直流保护检测电路包括电容C72、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14和可控硅D29，AB类功率放大器的输出和D类功率放大器的输出分别与电容C72和三极管Q12的基极连接，三极管Q12的发射极与三极管Q13的基极连接，三极管Q12的集电极与三极管Q14的基极连接，三极管Q13的发射极与三极管Q12的基极连接，三极管Q13的集电极与三极管Q14的基极连接，三极管Q14的发射极与12V直流电压连接，三极管Q14的集电极通过可控硅控制电源保护电路，所述电源保护电路与主电源连接。
2.根据权利要求1所述的数字功放电路，其特征在于：所述第一过温保护电路包括第一比较器，所述温度探测器与第一比较器的输入端连接，第一比较器的输出端与电源保护电路连接。
3.根据权利要求1所述的数字功放电路，其特征在于：所述第一降功率电路包括第二比较器和第一MOS管，所述温度探测器与第二比较器的输入端连接，第二比较器的输出控制第一MOS管。
4.根据权利要求1所述的数字功放电路，其特征在于：所述第二过温保护电路包括第三比较器，所述温度探测器与第三比较器的输入端连接，第三比较器的输出端与电源保护电路连接。
5.根据权利要求1所述的数字功放电路，其特征在于：所述第二降功率电路包括第四比较器和第二MOS管，所述温度探测器与第四比较器的输入端连接，第四比较器的输出控制第二MOS管。
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