CN104469618B - 一种扬声器保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扬声器保护电路，包括分别连接在扬声器的两路差分音频信号线路上的第一开关和第二开关，还包括用于比较两路差分音频信号是否相同的比较电路，和与所述比较电路连接的开关控制电路，所述比较电路将比较信号发送至开关控制电路，所述开关控制电路根据所述比较信号生成用于控制所述第一开关和第二开关导通状态的控制信号并发送至所述第一开关和第二开关。本发明的扬声器保护电路，通过在扬声器的差分音频信号传输线路上设置第一开关和第二开关，根据差分音频信号的两路信号是否相同产生用于控制第一开关和第二开关的控制命令，进而可以在当两路信号不同时将差分音频信号传输线路断开，起到保护扬声器的作用，防止其被烧毁。
Description
技术领域
本发明涉及一种扬声器驱动电路，具体地说，是涉及一种扬声器保护电路。
背景技术
扬声器已经成为电子产品中不可缺少的设备，每一个扬声器都由一个驱动芯片驱动，驱动芯片的作用是产生两路具有压差的交流信号，驱动扬声器发声，根据芯片的使用电压的不同，驱动信号中一般包含有直流电压，扬声器两路驱动信号的直流压差必须为0，即两路驱动信号中所包含的直流电压必须相等才不会烧毁扬声器，如果有直流压差，扬声器就会被烧毁。
而扬声器一般是通过线材和连接器与驱动芯片的电路板相连，若出现线材的破损以及连机器的信号脚的异常现象，将会导致其中一路驱动信号对GND短路，而另一路信号仍然有直流电压，扬声器的两路驱动信号之间有直流压差，直接导致扬声器烧毁。
发明内容
本发明为了解决现有扬声器容易本烧毁的技术问题，提出了一种扬声器保护电路，可以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种扬声器保护电路，包括分别连接在扬声器的两路差分音频信号线路上的第一开关和第二开关，还包括用于比较两路差分音频信号是否相同的比较电路，和与所述比较电路连接的开关控制电路，所述比较电路将比较信号发送至开关控制电路，所述开关控制电路根据所述比较信号生成用于控制所述第一开关和第二开关导通状态的控制信号并发送至所述第一开关和第二开关。
进一步的，所述第一开关包括第一PMOS管，所述第二开关包括第二PMOS管，所述第一PMOS管的源极和第二PMOS管的源极分别连接所述两路差分音频信号线路，所述第一PMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极分别与扬声器的所述两路差分音频信号的输入端子一一对应连接，所述第一PMOS管的栅极和第二PMOS管的栅极其中一路连接所述开关控制电路，另外一路通过第二电阻连接地端。
进一步的，所述比较电路包括第一比较器、第二比较器、以及或门电路，所述第一比较器的同相输入端与扬声器的差分音频信号传输线路的其中一条线路连接，所述第一比较器的反相输入端通过一反相放大器与扬声器的差分音频信号传输线路的另外一条线路连接，所述第二比较器的同相输入端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述第二比较器的反相输入端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别与所述或门电路的两个输入端连接，所述或门电路的输出端与开关控制电路的控制信号输入端连接。
或者，所述比较电路包括第一比较器、第二比较器、以及或门电路，所述第一比较器的反相输入端与扬声器的差分音频信号传输线路的其中一条线路连接，所述第一比较器的同相输入端通过一反相放大器与扬声器的差分音频信号传输线路的另外一条线路连接，所述第二比较器的同相输入端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述第二比较器的反相输入端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别与所述或门电路的两个输入端连接，所述或门电路的输出端与开关控制电路的控制信号输入端连接。
进一步的，所述开关控制电路包括第三NMOS管和第四PMOS管，所述第三NMOS管的栅极与所述或门电路的输出端连接，所述第三NOMS管的源极与地端连接，所述第三NMOS管的漏极连接一反向二极管的负极，所述反向二极管的正极与所述第四PMOS管的栅极连接，所述第四PMOS管的源极与直流电源连接，所述第四PMOS管的漏极其中一路分别与所述第一PMOS管和第二PMOS管的栅极连接。
进一步的，所述第四PMOS管的漏极另外一路与所述第三NMOS管的栅极连接。
或者，所述开关控制电路包括第三NPN型三极管和第四PNP型三极管，所述第三NPN型三极管的基极与所述或门电路的输出端连接，所述第三NPN型三极管的发射极与地端连接，所述第三NPN型三极管的集电极与所述第四PNP型三极管的基极连接，所述第四PNP型三极管的集电极与直流电源连接，所述第四PNP型三极管的发射极其中一路分别与所述第一PMOS管和第二PMOS管的栅极连接。
进一步的，所述第四PNP型三极管的发射极另外一路与所述第三NPN型三极管的基极连接。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的扬声器保护电路，通过在扬声器的差分音频信号传输线路上设置第一开关和第二开关，根据差分音频信号的两路信号是否相同产生用于控制第一开关和第二开关的控制命令，进而可以在当两路信号不同时将差分音频信号传输线路断开，起到保护扬声器的作用，防止其被烧毁。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提出的扬声器保护电路一种实施例方框图；
图2是本发明所提出的扬声器保护电路一种实施例电路原理图；
图3是本发明所提出的扬声器保护电路另外一种实施例电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，本实施例提出了一种扬声器保护电路，如图1所示，包括分别连接在在扬声器的两路差分音频信号线路上的第一开关和第二开关，还包括用于比较两路差分音频信号的两路信号是否相同的比较电路，和与所述比较电路连接的开关控制电路，所述比较电路将比较信号发送至开关控制电路，所述开关控制电路根据所述比较信号生成用于控制所述第一开关和第二开关导通状态的控制信号并发送至所述第一开关和第二开关。本发明的扬声器保护电路，通过在扬声器的差分音频信号传输线路上设置第一开关和第二开关，根据差分音频信号的两路信号是否相同产生用于控制第一开关和第二开关的控制命令，进而可以在当两路信号不同时将差分音频信号传输线路断开，起到保护扬声器的作用，防止其被烧毁。
作为一个优选的实施例，在本实施例中，如图2所示，所述第一开关包括第一PMOS管Q1，所述第二开关包括第二PMOS管Q2，所述第一PMOS管Q1的源极和第二PMOS管Q2的源极分别连接在所述两路扬声器差分音频信号线路上，接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-，所述第一PMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极分别与扬声器的所述两路差分音频信号的输入端子in-和in+一一对应连接，所述第一PMOS管的栅极Q1和第二PMOS管Q2的栅极其中一路连接所述开关控制电路，接收开关控制电路发送的控制信号，另外一路通过第二电阻R2连接地端。由图2中可知，当差分音频信号的两路信号相同时，开关控制电路向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的栅极输出低电平，第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2导通，扬声器的差分音频信号传输线路导通，因此扬声器能够正常接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-，当差分音频信号的两路信号不相同时，开关控制电路向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的栅极输出高电平，第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2截止，因此扬声器的差分音频信号传输线路断开，扬声器无法接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-，起到保护扬声器的作用，防止其被烧毁。
在本实施例中，如图2所示，所述比较电路包括第一比较器U1、第二比较器U2、以及或门电路U3，所述第一比较器U1的反相输入端与扬声器的差分音频信号传输线路的其中一条线路如speaker-连接，所述第一比较器U1的同相输入端通过一反相放大器U4与扬声器的差分音频信号传输线路的另外一条线路如speaker+连接，所述第二比较器U2的同相输入端与所述第一比较器U1的反相输入端连接，所述第二比较器U2的反相输入端与所述第一比较器U1的同相输入端连接，所述第一比较器U1的输出端和第二比较器U2的输出端分别与所述或门电路U3的两个输入端连接，所述或门电路U3的输出端与开关控制电路的控制信号输入端连接。由于差分音频信号的两路信号相位完全相反，通过将差分音频信号的其中一路信号反相，因此输入至第一比较器U1和第二比较器U2中的两路信号为同相的两路信号，由于比较器的工作原理是同相输入端输入电平高于反相输入端输入电平时输出高电平，当同相输入端输入电平低于或等于反相输入端输入电平时输出低电平，当差分音频信号传输线路正常时，输入至第一比较器U1和第二比较器U2中的两路信号相同，第一比较器U1和第二比较器U2输出端输出输出低电平，因此或门电路U3输出低电平，此时开关控制信号向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的栅极输出低电平，此时第一PMOS管Q1的栅极和第二PMOS管Q2的栅极通过第二电阻R2连接地端，为低电平，因此第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2导通，扬声器能够正常接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-。当输入至第一比较器U1或第二比较器U2中的两路信号不相同时，音频信号出现故障，体现为差分音频信号的两条线路其中一条的电平高于另外一条的电平，因此必顶出现第一比较器U1或者第二比较器U2中的其中一个同相输入端电平高于反相输入端电平，因此必定有一个比较器输出高电平，因此或门电路U3输出高电平，此时开关控制信号向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的栅极输出高电平，因此第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2截止，扬声器无法接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-。
或者，所述反相放大器U4也可以设置在第一比较器U1的同相输入端线路上，由于扬声器差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-的相位相反，只需将其中任一路进行反相，即可实现两路信号完全相同，对于第一比较器U1和第二比较器U2而言，其只检测输入的两路信号是否相同，因此，将反相放大器U4设置在第一比较器U1的同相输入端线路上与将其设置在第一比较器U1的反相输入端线路上原理一致，起到同样的效果，在此不做赘述。
在本实施例中，所述开关控制电路包括第三NMOS管Q3和第四PMOS管Q4，所述第三NMOS管Q3的栅极与所述或门电路U3的输出端连接，所述第三NMOS管Q3的栅极连接一反向二极管D1的负极，所述反向二极管D1的正极与所述第四NMOS管的漏极连接，反向二极管D1用于当或门电路U3输出高电平时，防止电流直接从或门电路U3流向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2，所述第三NOMS管Q3的源极与地端连接，所述第三NMOS管Q3的漏极与所述第四PMOS管Q4的栅极连接，所述第四PMOS管Q4的源极与直流电源连接，所述第四PMOS管Q4的漏极其中一路分别与所述第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的栅极连接。本电路的工作原理是当输入至第一比较器U1的两路信号和第二比较器U2的两路信号相同时，音频信号正常，或门电路U3的输出端输出低电平，此时第三NMOS管Q3截止，因此第四PMOS管Q4的栅极为高电平，第四PMOS管Q4截止，此时第一PMOS管Q1的栅极和第二PMOS管Q2的栅极通过第二电阻R2连接地端，为低电平，因此第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2导通，扬声器能够正常接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-。当输入至第一比较器U1的两路信号和第二比较器U2的两路信号不相同时，音频信号出现故障，或门电路U3的输出端输出高电平，此时第三NMOS管Q3导通，第四PMOS管Q4导通，第四PMOS管Q4导通，向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的栅极输出高电平，因此第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2截止，扬声器无法接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-。本实施例的扬声器保护电路，比如speaker+出现对地短路，反相器U1的输入为0，输出也为0,Speaker-仍然具有正向电压。这样第一比较器U1的两路信号和第二比较器U2的输入端出现差别，或门电路U3输出变为高电平，第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2截止，进而关断了扬声器的驱动信号，防止了扬声器的烧毁。
在本实施例中优选所述第四PMOS管Q4的漏极另外一路与所述第三NMOS管Q3的栅极连接，通过将第三NMOS管Q3的栅极连接一反向二极管D1的负极，所述反向二极管D1的正极与第四PMOS管Q4的漏极相连，所以一旦第四PMOS管Q4通过漏极向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2输出保护高电平时，同时该保护高电平另外一路输出至第三NMOS管Q3，一直供给第三NMOS管Q3的栅极高电平，因此第三NMOS管Q3一直导通，保障控制第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2持续断开，此时，需要主板电路重新供电才会去除保护。
实施例二，本实施例提出了扬声器保护电路中开关控制电路的另外一种实施例的电路原理图，扬声器保护电路的其他电路部分与实施例一中的相同，在此不做赘述。本实施例中，如图3所示，所述开关控制电路包括第三NPN型三极管Q3和第四PNP型三极管Q4，所述第三NPN型三极管Q3的基极与所述或门电路U3的输出端连接，所述第三NPN型三极管Q3的发射极与地端连接，所述第三NPN型三极管Q3的集电极与所述第四PNP型三极管Q4的基极连接，所述第四PNP型三极管Q4的集电极与直流电源连接，所述第四PNP型三极管Q4的发射极其中一路分别与所述第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的栅极连接。本实施中开关控制电路的原理是：当输入至第一比较器U1的两路信号和第二比较器U2中的两路信号相同时，音频信号正常，或门电路U3的输出端输出低电平，此时第三NPN型三极管Q3截止，因此第四PNP型三极管Q4的栅极为高电平，第四PNP型三极管Q4截止，此时第一PMOS管Q1的栅极和第二PMOS管Q2的栅极通过第二电阻R2连接地端，为低电平，因此第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2导通，扬声器能够正常接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-。当输入至第一比较器U1的两路信号和第二比较器U2中的两路信号不相同时，音频信号出现故障，或门电路U3的输出端输出高电平，此时第三NPN型三极管Q3导通，第四PNP型三极管Q4导通，第四PNP型三极管Q4导通，向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的栅极输出高电平，因此第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2截止，扬声器无法接收差分音频信号的两路信号speaker+和speaker-。本实施例的扬声器保护电路，比如speaker+出现对地短路，反相器U1的输入为0，输出也为0,Speaker-仍然具有正向电压。这样第一比较器U1的两路信号和第二比较器U2的输入端出现压差，或门电路U3输出变为高电平，第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2截止，进而关断了扬声器的驱动信号，防止了扬声器的烧毁。
与实施例一种的原理相同，所述第四PNP型三极管Q4的发射极另外一路与所述第三NPN型三极管Q3的基极通过一反向二极管连接，所述第三NPN型三极管Q3的基极连接一反向二极管的负极，所述反向二极管的正极与所述第四PNP三极管型的发射极连接。通过将第四PNP型三极管Q4的发射极与所述第三NPN型三极管Q3的基极相连，所以一旦第四PNP型三极管Q4通过漏极向第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2输出保护高电平时，同时将该保护高电平另外一路输出至第三NPN型三极管Q3，一直供给第三NPN型三极管Q3的基极高电平，因此第三NPN型三极管Q3一直导通，保障控制第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2持续断开。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种扬声器保护电路，其特征在于：包括分别连接在扬声器的两路差分音频信号线路上的第一开关和第二开关，还包括用于比较两路差分音频信号是否相同的比较电路，和与所述比较电路连接的开关控制电路，所述比较电路将比较信号发送至开关控制电路，所述开关控制电路根据所述比较信号生成用于控制所述第一开关和第二开关导通状态的控制信号并发送至所述第一开关和第二开关，所述比较电路包括第一比较器、第二比较器以及或门电路，所述第一比较器的同相输入端与扬声器的差分音频信号传输线路的其中一条线路连接，所述第一比较器的反相输入端通过一反相放大器与扬声器的差分音频信号传输线路的另外一条线路连接，所述第二比较器的同相输入端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述第二比较器的反相输入端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别与所述或门电路的两个输入端连接，所述或门电路的输出端与开关控制电路的控制信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的扬声器保护电路，其特征在于：所述第一开关包括第一PMOS管，所述第二开关包括第二PMOS管，所述第一PMOS管的源极和第二PMOS管的源极分别连接所述两路差分音频信号线路，所述第一PMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极分别与扬声器的所述两路差分音频信号的输入端子一一对应连接，所述第一PMOS管的栅极和第二PMOS管的栅极其中一路连接所述开关控制电路，另外一路通过第二电阻连接地端。
3.根据权利要求1所述的扬声器保护电路，其特征在于：所述比较电路包括第一比较器、第二比较器、以及或门电路，所述第一比较器的反相输入端与扬声器的差分音频信号传输线路的其中一条线路连接，所述第一比较器的同相输入端通过一反相放大器与扬声器的差分音频信号传输线路的另外一条线路连接，所述第二比较器的同相输入端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述第二比较器的反相输入端与所述第一比较器的同相输入端连接，所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别与所述或门电路的两个输入端连接，所述或门电路的输出端与开关控制电路的控制信号输入端连接。
4.根据权利要求2所述的扬声器保护电路，其特征在于：所述开关控制电路包括第三NMOS管和第四PMOS管，所述第三NMOS管的栅极与所述或门电路的输出端连接，所述第三NOMS管的源极与地端连接，所述第三NMOS管的漏极连接一反向二极管的负极，所述反向二极管的正极与所述第四PMOS管的栅极连接，所述第四PMOS管的源极与直流电源连接，所述第四PMOS管的漏极其中一路分别与所述第一PMOS管和第二PMOS管的栅极连接。
5.根据权利要求4所述的扬声器保护电路，其特征在于：所述第四PMOS管的漏极另外一路与所述第三NMOS管的栅极连接。
6.根据权利要求2所述的扬声器保护电路，其特征在于：所述开关控制电路包括第三NPN型三极管和第四PNP型三极管，所述第三NPN型三极管的基极与所述或门电路的输出端连接，所述第三NPN型三极管的发射极与地端连接，所述第三NPN型三极管的集电极与所述第四PNP型三极管的基极连接，所述第四PNP型三极管的集电极与直流电源连接，所述第四PNP型三极管的发射极其中一路分别与所述第一PMOS管和第二PMOS管的栅极连接。
7.根据权利要求6所述的扬声器保护电路，其特征在于：所述第四PNP型三极管的发射极另外一路与所述第三NPN型三极管的基极连接。
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