CN106454623A - 一种大功率音箱 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子电路设计领域，提供了一种大功率音箱。该大功率音箱采用电池组供电，该电池组包括串联连接的两节或多节电池，以使得音箱的供电电压得以升高，这样，在提高了音箱功率的同时，不会对音箱的电池及内部元器件构成危险，延长了音箱使用寿命，同时，利用第一滤波电路滤除一些容易造成第一喇叭失真的频段，以减低电池组、第一功率放大电路、第一喇叭的负担，减小第一喇叭的失真，提升音箱的音质，减少电能浪费，并提升工作效率。

Description

一种大功率音箱

技术领域

本发明属于电子电路设计领域，尤其涉及一种大功率音箱。

背景技术

现有技术中，便携式音箱一般采用单节电池供电，电池电压比较低，标称电压为3.7V。而一般地，音箱中喇叭的阻抗为4欧姆或8欧姆，当电池电压为3.7V时，音箱的每个通道的功率仅为约1.6瓦，功率小，从而声音小、音质较差，特别是当电池电压较低时，功率也随之降低，造成声音失真。

为了提升功率，现有技术采用升压电路对电池电压升压。根据能量守恒定律，升压电路的输入电流(即电池的输出电流)要远大于升压电路的输出电流。例如，若升压电路将3.7V的电池电压升压到5V、且升压电路的输出电流为2A时，则升压电路的输入电流约为3.5A，特别是升压电路将3V的电池电压升压到5V、且升压电路的输出电流为2A时，则升压电路的输入电流超过4A；若升压电路将3.7V的电池电压升压到9V、且升压电路的输出电流为2A时，则升压电路的输入电流约为6.5A，特别是升压电路将3V的电池电压升压到9V、且升压电路的输出电流为2A时，则升压电路的输入电流超过8A。如此大的电流对音箱的电池及内部元器件是及其危险的，可能会造成电池及元器件的损坏，缩短音箱使用寿命。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种大功率音箱，旨在解决现有技术提供的音箱采用单节电池供电，功率小，若采用升压电路对电池电压升压，则升压电路的输入电流较大，对电池及元器件造成危险的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种大功率音箱，包括：

第一喇叭；

音频接收电路，用于通过有线通道或无线通道接收音源发出的音频信号；

第一滤波电路，用于对所述音频接收电路输出的音频信号进行滤波处理以保留第一频段的音频信号并输出；

第一功率放大电路，用于对所述第一滤波电路输出的音频信号进行放大处理后驱动所述第一喇叭发声；以及

电池组，所述电池组包括两节或多节串联连接的电池，所述电池组的输出端连接所述第一功率放大电路的供电输入端。

本发明实施例提供的大功率音箱采用电池组供电，该电池组包括串联连接的两节或多节电池，以使得音箱的供电电压得以升高，这样，在提高了音箱功率的同时，不会对音箱的电池及内部元器件构成危险，延长了音箱使用寿命，同时，利用第一滤波电路滤除一些容易造成第一喇叭失真的频段，以减低电池组、第一功率放大电路、第一喇叭的负担，减小第一喇叭的失真，提升音箱的音质，减少电能浪费，并提升工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的大功率音箱的电路原理图；

图2是本发明中，第一滤波电路为带通滤波器时的电路图；

图3是本发明中，第一滤波电路为高通滤波器是的电路图；

图4是本发明中，第一喇叭的音圈采用双线并绕时的示意图；

图5是本发明中，第一喇叭的音圈和/或盆架上打孔时的示意图；

图6是本发明中，第一喇叭采用凹型的防尘盖并同时粘接于音圈和纸盆时的示意图；

图7是本发明实施例二提供的大功率音箱的电路原理图；

图8是本发明中，升压充电电路的电路原理图；

图9是本发明实施例三提供的大功率音箱的电路原理图；

图10是本发明实施例四提供的大功率音箱的电路原理图；

图11是本发明实施例五提供的大功率音箱的电路原理图；

图12是本发明实施例六提供的大功率音箱的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为避免现有技术采用升压电路对电池电压升压所带来的问题，本发明提供的大功率音箱采用电池组供电，该电池组包括串联连接的两节或多节电池。以下将结合实施例进行详细说明：

实施例一

本发明实施例一提供了一种大功率音箱。如图1所示，该大功率音箱包括：第一喇叭1；音频接收电路2，用于通过有线通道或无线通道接收音源发出的音频信号；第一滤波电路5，用于对音频接收电路2输出的音频信号进行滤波处理以保留第一频段的音频信号并输出，第一滤波电路5的输入端连接音频接收电路2的信号输出端；第一功率放大电路3，用于对第一滤波电路5输出的音频信号进行放大处理后驱动第一喇叭1发声，第一功率放大电路3的信号输入端连接第一滤波电路5的输出端。为了解决单节电池供电时功率低的问题，该大功率音箱还包括：电池组4，电池组4包括两节或多节串联连接的电池，电池组4的输出端连接第一功率放大电路3的供电输入端。

在实施例一中，第一滤波电路5可以是低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或带阻滤波器，用以滤除音频接收电路2输出的音频信号中一些第一喇叭1响应不到的频段，或者滤除一些容易造成第一喇叭1失真的频段(如超低频信号)，以减低电池组4、第一功率放大电路3、第一喇叭1的负担，减小第一喇叭1的失真，提升音箱的音质，减少电能浪费，并提升工作效率。

具体地，若第一滤波电路5为带通滤波器，则如图2所示，第一滤波电路5可包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一集成运算放大器A1、第二集成运算放大器A2。其中，第一集成运算放大器A1的同相端+连接第二电阻R2的第一端和第二电容C2的第一端，第二电阻R2的第二端连接第一电阻R1的第一端和第一电容C1的第一端，第一电阻R1的第二端作为第一滤波电路5的输入端连接音频接收电路2的信号输出端，第一电容C1的第二端连接第一集成运算放大器A1的反相端-和第一集成运算放大器A1的输出端，第二集成运算放大器A2的同相端+连接第四电容C4的第一端和第四电阻R4的第一端，第四电容C4的第二端通过第三电容C3连接第一集成运算放大器A1的输出端、并连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接第二集成运算放大器A2的反相端-和第二集成运算放大器A2的输出端，第一集成运算放大器A1的电源端连接第二集成运算放大器A2的电源端和第五电阻R5的第一端，第五电阻R5的第二端通过第六电阻R6连接等电位端，第五电阻R5的第二端还连接第二电容C2的第二端、第四电阻R4的第二端以及第五电容C5的第一端，第五电容C5的第二端连接等电位端，第二集成运算放大器A2的输出端作为第一滤波电路5的输出端连接第一功率放大电路3的信号输入端，第一集成运算放大器A1和第二集成运算放大器A2由电池组4供电。

具体地，若第一滤波电路5为高通滤波器，则如图3所示，第一滤波电路5可包括：第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和第三集成运算放大器A3。其中，第三集成运算放大器A3的同相端+连接第七电容C7的第一端和第八电阻R8的第一端，第七电容C7的第二端连接第六电容C6的第一端和第七电阻R7的第一端，第六电容C6的第二端作为第一滤波电路5的输入端连接音频接收电路2的信号输出端，第七电阻R7的第二端连接第三集成运算放大器A3的反相端-和第三集成运算放大器A3的输出端，第三集成运算放大器A3的电源端连接第九电阻R9的第一端，第九电阻R9的第二端通过第十电阻R10连接等电位端，第九电阻R9的第二端还连接第八电阻R8的第二端和第八电容C8的第一端，第八电容C8的第二端连接等电位端，第三集成运算放大器A3的输出端作为第一滤波电路5的输出端连接第一功率放大电路3的信号输入端，第三集成运算放大器A3由电池组4供电。

通常地，喇叭是采用单音圈的结构，在单音圈的结构中，采用一个音圈、两个输入端子，并由一个功率放大电路驱动发声。在实施例一中，第一喇叭1采用双音圈或多音圈的结构，在双音圈的结构中，采用两个音圈，每一音圈采用两个输入端子，两个音圈分别由单独的功率放大电路驱动发声，即是说，当第一喇叭1采用两个音圈时，第一功率放大电路3又包括两个功率放大子电路(图中未示出)，用于分别驱动对应的音圈发声，多音圈的结构以此类推。这样，可进一步提升功率，或在相同功率的情况下降低单个功率放大电路的功率，降低单个功率放大电路的工作电流。

在实施例一中，第一喇叭1的音圈采用双线并绕的音圈或多线并绕的音圈以降低阻抗，绕制的层数为2层、4层、6层或8层，优选地，第一喇叭1的阻抗小于2欧姆。例如，如图4所示，在采用双线并绕的音圈中，线材11以双线并绕的方式缠绕在音圈骨架12上。

在实施例一中，第一喇叭1的音圈和/或盆架上打孔，如图5所示，目的是给第一喇叭1中的弹波、音圈、防尘盖和磁路所形成的密封空间透气，以提升第一喇叭1的低频响应，提升音箱的音质。

在实施例一中，第一喇叭1采用凹型的防尘盖，防尘盖采用纸或铝或聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)材料或聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)材料制成，并粘接于第一喇叭1的音圈和纸盆，如图6所示，以提升纸盆的强度，使其承受更大的功率，还可以提升第一喇叭1的高频响应，进一步提升音箱的音质。

在实施例一中，由于采用两节或多节电池串联后给第一功率放大电路3供电，音箱的供电电压得以升高，根据欧姆定律，若采用两节电池串联，串联后的电池组的电压为7.4V，若希望获得10W的功率，则电流只需要10/7.4≈1.35A，远小于采用升压电路将3.7V的单节电池电压升压至5V时的输入电流，这样，在提高了音箱功率的同时，不会对音箱的电池及内部元器件构成危险，延长了音箱使用寿命。

实施例二

本发明实施例二提供了一种大功率音箱，如图7所示。与实施例一不同的是，在实施例二中，电池组4中的电池为可充电电池，则大功率音箱在实施例一或实施例二的基础上，还包括为电池组4中的电池充电的升压充电电路6。

具体地，如图8所示，升压充电电路6可包括：退耦电路65；升压电路61，用于在充电输入电压低于电池组4的电压时将充电输入电压升压后提供给电池组4，升压电路61的电源输入端连接充电电源的输出端，升压电路61的输出端连接电池组4的正极；控制电路62，用于控制升压电路61通断并控制升压电路61输出的脉冲信号占空比，控制电路62的电源端通过退耦电路65连接充电电源的输出端，控制电路62的第一控制输出端连接升压电路61的控制输入端；电压取样电路63，用于采集升压电路61的输出电压并回馈给控制电路62以稳定升压充电电路6的输出电压，电压取样电路63的输入端并联在升压电路61的输出端与电池组4的正极之间的连接线路上，电压取样电路63的输出端连接控制电路62的第一采样输入端；电流取样电路64，用于采集电池组4的充电电流并回馈给控制电路62以稳定电池组4的充电电流，电流取样电路64的输入端连接电池的负极，电流取样电路64的输出端连接控制电路62的第二采样输入端；输入检测电路66，用于检测充电输入电压并反馈给控制电路62以对升压电路61的工作与否进行控制并调节升压电路61的输出电压，输入检测电路66的输入端连接充电电源的输出端，输入检测电路66的输出端连接控制电路62的第三采样输入端。

实施例三

本发明实施例三提供了一种大功率音箱。在实施例一和实施例二中，电池组4的电压不稳定，例如，对于采用双节电池的电池组4，其标准电压为7.4V，充满电时电压为8.4V，快放完电时电压为6.6V，电压变化较大，且具有一定内阻，负载电流变化也会造成电压的变化。为此，在实施例三中，采用高电压降压方式给第一功率放大电路3供电。

具体地，如图9所示，与实施例一或实施例二不同的是，在实施例三中，大功率音箱还可包括：降压电路7，用于将电池组4的电压降压到一稳定值后输出给第一功率放大电路3，此时，电池组4的输出端是通过降压电路7连接第一功率放大电路3的供电输入端的。

在实施例三中，电池组4中各电池串联形成较高电压(如两节电池为7.4V、三节电池为11.1V)，结合降压电路7，采用高电压降压方式给第一功率放大电路3供电。根据能量守恒的定律，通常高压小电流降压电路的效率可以做到95％，降压电路7的输入电流(即电池组4的输出电流)要小于降压电路7的输出电流，例如，降压电路7将7.4V的双节电池电压降压到5V、且降压电路7的输出电流为2A时，降压电路7的输入电流约为1.5A，远小于现有采用升压电路将3.7V的单节电池电压升压至5V时的输入电流，不会对音箱的电池及内部元器件构成危险。

实施例四

本发明实施例四提供了一种大功率音箱，如图10所示。与实施例一不同的是，在实施例四中，大功率音箱在实施例一的基础上，还包括：第二喇叭10；第二滤波电路8，用于对音频接收电路2输出的音频信号进行滤波处理以保留不同于第一频段的第二频段的音频信号并输出，第二滤波电路8的输入端连接音频接收电路2的信号输出端，第二滤波电路8的输出端连接第二功率放大电路9的信号输入端；第二功率放大电路9，用于对第二滤波电路8输出的音频信号进行放大处理后驱动第二喇叭10发声，第二功率放大电路9的供电输入端连接电池组4的输出端，第二功率放大电路9的信号输出端连接第二喇叭10；

在实施例四中，第二喇叭10采用双音圈或多音圈的结构。

在实施例四中，第二喇叭10的音圈采用双线并绕的音圈或多线并绕的音圈以降低阻抗，绕制的层数为2层、4层、6层或8层。

在实施例四中，第二喇叭10的音圈和/或盆架上打孔，目的是给第二喇叭10中的弹波、音圈、防尘盖和磁路所形成的密封空间透气，以提升第二喇叭10的低频响应，提升音箱的音质。

在实施例四中，第二喇叭10采用凹型的防尘盖，防尘盖采用纸或铝或聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)材料或聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)材料制成，并粘接于第二喇叭10的音圈和纸盆，以提升纸盆的强度，可以承受更大的功率，还可以提升第二喇叭10的高频响应，进一步提升音箱的音质。

类似地，在实际应用中，还可以在实施例一的基础上，增加两路或多路滤波电路+功率放大电路+喇叭的组合结构。这样，利用不同类型的喇叭的效率高的频段的不同，使得各路负责不同频段的音频信号的重放，以进一步减少电能浪费、提升效率。例如，若第一喇叭1低频效率高，第二喇叭10中高频效率高，则第一滤波电路5、第一功率放大电路3和第一喇叭1可负责音频信号中的低频段的重放，第二滤波电路8、第二功率放大电路9和第二喇叭10可负责音频信号中的中高频段的重放。

实施例五

本发明实施例五提供了一种大功率音箱，如图11所示。与实施例四不同的是，在实施例五中，大功率音箱在实施例四的基础上，还包括：降压电路7，用于将电池组4的电压降压到一稳定值后输出给第一功率放大电路3和第二功率放大电路9，电池组4的输出端是通过降压电路7连接第一功率放大电路3的供电输入端和第二功率放大电路9的供电输入端的。

实施例六

本发明实施例六提供了一种大功率音箱，如图12所示。与实施例四不同的是，在实施例六中，大功率音箱在实施例四的基础上，还包括：降压电路7，用于将电池组4的电压降压到一稳定值后输出给第一功率放大电路3，电池组4的输出端是通过降压电路7连接第一功率放大电路3的供电输入端的。

本发明提供的大功率音箱采用电池组供电，该电池组包括串联连接的两节或多节电池，以使得音箱的供电电压得以升高，这样，在提高了音箱功率的同时，不会对音箱的电池及内部元器件构成危险，延长了音箱使用寿命，同时，利用第一滤波电路5滤除一些容易造成第一喇叭1失真的频段，以减低电池组4、第一功率放大电路3、第一喇叭1的负担，减小第一喇叭1的失真，提升音箱的音质，减少电能浪费，并提升工作效率。再有，可增加降压电路7，以采用高电压降压方式给第一功率放大电路3供电，这样，即可提供稳定电压，又不会对音箱的电池及内部元器件构成危险。再有，可增加两路或多路滤波电路+功率放大电路+喇叭的组合结构。这样，利用不同类型的喇叭的效率高的频段的不同，使得各路负责不同频段的音频信号的重放，以进一步减少电能浪费、提升效率。最后，可对第一喇叭1和/或第二喇叭10的结构进行改进，如音圈采用双线并绕或多线并绕的音圈以降低阻抗，和/或在音圈和/或盆架上打孔以给弹波、音圈、防尘盖和磁路所形成的密封空间透气，进而提升第一喇叭1和/或第二喇叭10的低频响应，提升音箱的音质，和/或采用凹型的、由纸或铝或PEI材料或PET材料制成的防尘盖并粘接于第一喇叭1和/或第二喇叭10的音圈和纸盆，以提升纸盆的强度，使其承受更大的功率，并提升第一喇叭1和/或第二喇叭10的高频响应，进一步提升音箱的音质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大功率音箱，其特征在于，所述大功率音箱包括：

第一喇叭；

音频接收电路，用于通过有线通道或无线通道接收音源发出的音频信号；

第一滤波电路，用于对所述音频接收电路输出的音频信号进行滤波处理以保留第一频段的音频信号并输出；

第一功率放大电路，用于对所述第一滤波电路输出的音频信号进行放大处理后驱动所述第一喇叭发声；以及

电池组，所述电池组包括两节或多节串联连接的电池，所述电池组的输出端连接所述第一功率放大电路的供电输入端。

2.如权利要求1所述的大功率音箱，其特征在于，所述大功率音箱还包括：

降压电路，用于将所述电池组的电压降压到一稳定值后输出给所述第一功率放大电路，所述电池组的输出端是通过所述降压电路连接所述第一功率放大电路的供电输入端的。

3.如权利要求1所述的大功率音箱，其特征在于，所述大功率音箱还包括：

第二喇叭；

第二滤波电路，用于对所述音频接收电路输出的音频信号进行滤波处理以保留不同于所述第一频段的第二频段的音频信号并输出；

第二功率放大电路，用于对所述第二滤波电路输出的音频信号进行放大处理后驱动所述第二喇叭发声。

4.如权利要求1所述的大功率音箱，其特征在于，所述第一滤波电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一集成运算放大器A1、第二集成运算放大器A2；

所述第一集成运算放大器A1的同相端连接所述第二电阻R2的第一端和所述第二电容C2的第一端，所述第二电阻R2的第二端连接所述第一电阻R1的第一端和所述第一电容C1的第一端，所述第一电阻R1的第二端作为所述第一滤波电路的输入端，所述第一电容C1的第二端连接所述第一集成运算放大器A1的反相端和所述第一集成运算放大器A1的输出端，所述第二集成运算放大器A2的同相端连接所述第四电容C4的第一端和所述第四电阻R4的第一端，所述第四电容C4的第二端通过所述第三电容C3连接所述第一集成运算放大器A1的输出端、并连接所述第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端连接所述第二集成运算放大器A2的反相端和所述第二集成运算放大器A2的输出端，所述第一集成运算放大器A1的电源端连接所述第二集成运算放大器A2的电源端和所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端通过所述第六电阻R6连接等电位端，所述第五电阻R5的第二端还连接所述第二电容C2的第二端、所述第四电阻R4的第二端以及所述第五电容C5的第一端，所述第五电容C5的第二端连接等电位端，所述第二集成运算放大器A2的输出端作为所述第一滤波电路的输出端，所述第一集成运算放大器A1和所述第二集成运算放大器A2由所述电池组供电。

5.如权利要求1所述的大功率音箱，其特征在于，所述第一滤波电路包括：第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和第三集成运算放大器A3；

所述第三集成运算放大器A3的同相端连接所述第七电容C7的第一端和所述第八电阻R8的第一端，所述第七电容C7的第二端连接所述第六电容C6的第一端和所述第七电阻R7的第一端，所述第六电容C6的第二端作为所述第一滤波电路的输入端，所述第七电阻R7的第二端连接所述第三集成运算放大器A3的反相端和所述第三集成运算放大器A3的输出端，所述第三集成运算放大器A3的电源端连接所述第九电阻R9的第一端，所述第九电阻R9的第二端通过所述第十电阻R10连接等电位端，所述第九电阻R9的第二端还连接所述第八电阻R8的第二端和所述第八电容C8的第一端，所述第八电容C8的第二端连接等电位端，所述第三集成运算放大器A3的输出端作为所述第一滤波电路的输出端，所述第三集成运算放大器A3由所述电池组供电。

6.如权利要求1所述的大功率音箱，其特征在于，所述电池组中的电池为可充电电池，所述大功率音箱还包括：

升压充电电路，用于为所述电池组中的电池充电。

7.如权利要求1至6任一项所述的大功率音箱，其特征在于，所述第一喇叭采用双音圈或多音圈。

8.如权利要求1至6任一项所述的大功率音箱，其特征在于，所述第一喇叭的音圈采用双线并绕的音圈或多线并绕的音圈，绕制的层数为2层、4层、6层或8层。

9.如权利要求1至6任一项所述的大功率音箱，其特征在于，所述第一喇叭的音圈和/或盆架上打孔。

10.如权利要求1至6任一项所述的大功率音箱，其特征在于，所述第一喇叭的阻抗小于2欧姆。