CN107347171A - 一种脉宽调制600w+150w（pfc）功放模组 - Google Patents
一种脉宽调制600w+150w（pfc）功放模组 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种脉宽调制600W+150W（PFC）功放模组，采用PFC功率因数校正电路、PWM脉宽调制电路构成，PFC功率因数校正电路提高电源输出有功功率的能力。本发明的EMI滤波器输出端连接PFC功率因数校正电路，PFC功率因数校正电路输出端连接桥式整流滤波电路，桥式整流滤波电路输出端连接自激式半桥开关电源电路，自激式半桥开关电源电路输出端连接开关电源隔离变压器电路。本发明功放模组的PFC功率因数校正电路保障了电源输出功率的稳定性能力，功放模组为双层板排布，600W数字功放PWM脉宽调制电路分布在上层电路板，其它排布在下层电路板上。
Description
技术领域
本发明涉及一种功放装置，具体来说，特别是涉及一种脉宽调制的功放模组。
背景技术
音响功放在生活中应用很广，功率放大器简称功放，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放，其将音频电信号放大后带动音箱的扬声器发出声音。专业功放一般用于会议，演出，厅，堂，场，馆的扩音。设计上以输出功率大，保护电路完善，良好的散热为主。音响功放性能的好坏直接影响到整个音箱播放音质的效果，时常会有声音失真等情况，目前音箱功放有不同的功率的，不同场所使用不同功率的功放，如何改善功放中的信号处理的设计，使其适合于各种不同场合的需求是本文所要探讨的。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。专业功放一般用于会议，演出，厅，堂，场，馆的扩音。设计上以输出功率大，保护电路完善，良好的散热为主。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，采用PFC功率因数校正电路、PWM脉宽调制电路构成，PFC功率因数校正电路提高电源输出有功功率的能力，PWM对主电压进行整流滤波，功放模组为双层板排布，600W数字功放PWM 脉宽调制电路(脉宽调制功放电路)分布在上层电路板，其它排布在下层电路板上；使用变速散热风扇，具有大小功率的输出，采用过温/过压/过流保护。
为达上述目的，本发明的一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，采用以下的技术方案：
本发明的一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，包括EMI滤波器11，EMI滤波器11输入端连接AC交流电输入，EMI滤波器11输出端连接PFC功率因数校正电路20，PFC功率因数校正电路20输出端连接桥式整流滤波电路12，桥式整流滤波电路12对输入的交流电压进行选择，桥式整流滤波电路12输出端连接自激式半桥开关电源电路13，自激式半桥开关电源电路13进行过温/过压/过流保护，自激式半桥开关电源电路13输出端连接开关电源隔离变压器电路14；
开关电源隔离变压器电路14经过启动/关闭控制电路15后连接600W数字功放PWM脉宽调制电路23、150W集成功放输出电路16，开关电源隔离变压器电路14输出端并联连接600W数字功放主电压整流滤波电路21、150W集成功放电压整流滤波电路31、风扇电压整流滤波电路41，600W数字功放主电压整流滤波电路21对主电压进行整流滤波，600W数字功放主电压整流滤波电路21输出端经过PWM驱动芯片电源电路22(脉宽调制电源电路)后连接600W数字功放PWM脉宽调制电路23的PWM驱动芯片，600W数字功放PWM脉宽调制电路23(脉宽调制功放电路)输入端连接600W数字功放主电压整流滤波电路21、+/-5V辅佐电压电路33，600W数字功放PWM脉宽调制电路23连接保护指示电路26，保护指示电路26采集600W数字功放PWM脉宽调制电路23的直流/过温/过压保护信息并发出指令。
在一些实施例中，150W集成功放电压整流滤波电路31经过+/-15V辅佐电 压电路32后连接+/-5V辅佐电压电路33，150W集成功放电压整流滤波电路31对电压进行整流滤波，+/-15V辅佐电压电路32提供+/-15V辅佐电压输出，150W集成功放电压整流滤波电路31输出端连接150W集成功放输出电路16，150W功放信号输入到150W集成功放输出电路16后，150W集成功放输出电路16提供150W/8欧姆输出信号；
风扇电压整流滤波电路41输出端连接风扇调速电路42，风扇调速电路42连接监测数字功放温度电路43。
在一些实施例中，600W数字功放PWM脉宽调制电路23输入端连接信号放大转换电路24，600W功放信号输入到信号放大转换电路24，600W数字功放PWM脉宽调制电路23输出端连接600W数字功放输出电路25，600W数字功放输出电路25输出600W/4欧姆输出信号，信号放大转换电路24连接600W数字功放输出电路25，600W数字功放输出电路25输出信号同时进行滤波/检测/能量回收。
在一些实施例中，PFC功率因数校正电路20包含芯片U3、接插件CN9、接插件CN11，接插件CN9的第1、2位连接电源负VEE，接插件CN9的第3、4位串联，接插件CN11的第1、2位串联，芯片U3的引脚1连接VEE，芯片U3的引脚4连接接插件CN11的第2位，芯片U3的引脚3经过电阻R11后连接接插件CN11的第1位，芯片U3的引脚8连接接插件CN9的第3位；
芯片U3的引脚6依次经过电阻R18、R10、R46，二极管D22的负极、正极后形成一回路；
二极管D22的正极连接接插件CN9的第4位，发光二极管DS3的负极连接电源负VEE；芯片U3的引脚8为PFC功率因数校正电路20的电压输出接口，为600W数字功放PWM脉宽调制电路23提供电压输入；芯片U3的引脚 7为PFC功率因数校正电路20的电流接口，为600W数字功放PWM脉宽调制电路23提供电流输入；
芯片U3的引脚2经过电容C37后连接VEE，芯片U3的引脚4经过并联的电容C30、电阻R29后连接VEE。
在一些实施例中，功放模组为双层板排布，600W数字功放PWM脉宽调制电路23(脉宽调制功放电路)分布在上层电路板(PCB)，其它排布在下层电路板上；
600W数字功放PWM脉宽调制电路23包含PWM脉宽调制芯片U2，芯片U2的引脚15经过电阻R40后连接电源正，芯片U2的引脚10连接电源负，芯片U2的引脚14经过电阻R32后连接NMOS管FET1的栅极G，芯片U2的引脚13连接NMOS管FET1的源极S与NMOS管FET2的漏极D，U2的引脚13输出功放信号，NMOS管FET1的漏极D连接电源正，芯片U2的引脚16经过电阻R43、二极管D1的正极-负极后连接NMOS管FET1的漏极D，电阻R43与电阻R32之间串联有电阻R25；
NMOS管FET1的源极S连接NMOS管FET2的漏极D，NMOS管FET2的源极S连接芯片U2的引脚10，NMOS管FET2的栅极G经过电阻R30后连接芯片U2的引脚11，NMOS管FET2的栅极G经过电阻R30、R12与发光二极管DS1后连接NMOS管FET1的源极S。
在一些实施例中，600W数字功放PWM脉宽调制电路23上设有过温保护电路，600W数字功放PWM脉宽调制电路23(脉宽调制功放电路)的过温保护电路包含PNP三极管Q100、热敏电阻PR1，芯片U2的引脚1并联热敏电阻PR1、PNP三极管Q100的发射极E，芯片U2的引脚1经过热敏电阻PR1后连接PNP三极管Q100的基极B，PNP三极管Q100的基极B经过电阻R115 后连接GPRS接口GP，PNP三极管Q100的集电极C经过二极管D110正负极、电阻R118后连接接插口J1的引脚3。
在一些实施例中，PWM驱动芯片电源电路22上设有接上层电路板(PCB)的端口，PWM驱动芯片电源电路22(脉宽调制电源电路)通过两个接插口J106A、J106B连接上层电路板(PCB)。
本发明功放模组的PFC功率因数校正电路保障了电源输出功率的稳定性能力，600W数字功放PWM脉宽调制电路(脉宽调制功放电路)上设有过温保护电路，功放输出电路输出信号同时进行滤波/检测/能量回收，具有完善的保护电路。
附图说明
图1所示为本发明的电路原理图；
图2所示为本发明600W数字功放PWM脉宽调制电路的电子线路图；
图3所示为本发明PFC功率因数校正电路的电子线路图。
附图标记说明如下：
EMI滤波器11，桥式整流滤波电路12，自激式半桥开关电源电路13，开关电源隔离变压器电路14，启动/关闭控制电路15，150W集成功放输出电路16，PFC功率因数校正电路20，600W数字功放主电压整流滤波电路21，PWM驱动芯片电源电路22，600W数字功放PWM脉宽调制电路23，信号放大转换电路24，600W数字功放输出电路25，保护指示电路26，150W集成功放电压整流滤波电路31，+/-15V辅佐电压电路32，+/-5V辅佐电压电路33，风扇电压整流滤波电路41，风扇调速电路42，监测数字功放温度电路43。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下结合附图与具体实施方式对本发明的详述得到进一步的了解。
一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，本功放模组为双层板排布，600W数字功放PWM脉宽调制电路23(脉宽调制功放电路)分布在上层电路板，其它排布在下层电路板上。
本发明包括EMI滤波器11，EMI滤波器11输入端连接AC交流电输入，EMI滤波器11输出端连接PFC功率因数校正电路20，PFC功率因数校正电路20输出端连接桥式整流滤波电路12，桥式整流滤波电路12对输入的交流电压进行选择，桥式整流滤波电路12输出端连接自激式半桥开关电源电路13，自激式半桥开关电源电路13进行过温/过压/过流保护(直流保护模块--直流偏转，限功率，限流，报警，关机；过温保护模块--打嗝保护—降温自启动，Reset保护—上电复位、软件或人工复位，温控电阻—热敏电阻)，自激式半桥开关电源电路13输出端连接开关电源隔离变压器电路14。
进一步，开关电源隔离变压器电路14经过启动/关闭控制电路15后连接600W数字功放PWM脉宽调制电路23、150W集成功放输出电路16，开关电源隔离变压器电路14输出端并联连接600W数字功放主电压整流滤波电路21、150W集成功放电压整流滤波电路31、风扇电压整流滤波电路41，600W数字功放主电压整流滤波电路21对主电压进行整流滤波，600W数字功放主电压整流滤波电路21输出端经过PWM驱动芯片电源电路22(脉宽调制电源电路)后连接600W数字功放PWM脉宽调制电路23的PWM驱动芯片，600W数字功放PWM脉宽调制电路23(脉宽调制功放电路)输入端连接600W数字功 放主电压整流滤波电路21、+/-5V辅佐电压电路33，600W数字功放PWM脉宽调制电路23连接保护指示电路26，保护指示电路26采集600W数字功放PWM脉宽调制电路23的直流/过温/过压保护信息并发出指令。
600W功放信号输入到信号放大转换电路24，信号放大转换电路24输出端连接600W数字功放PWM脉宽调制电路23，600W数字功放PWM脉宽调制电路23输出端连接600W数字功放输出电路25，600W数字功放输出电路25输出600W/4欧姆输出信号，信号放大转换电路24连接600W数字功放输出电路25，600W数字功放输出电路25输出信号同时进行滤波/检测/能量回收。
自激式半桥开关电源电路13进行过温/过压/过流保护，600W数字功放输出电路25进行滤波/检测/能量回收，保护指示电路26作为直流/过温/过流/过压保护。
进一步，150W集成功放电压整流滤波电路31经过+/-15V辅佐电压电路32后连接+/-5V辅佐电压电路33，150W集成功放电压整流滤波电路31对电压进行整流滤波，+/-15V辅佐电压电路32提供+/-15V辅佐电压输出，150W集成功放电压整流滤波电路31输出端连接150W集成功放输出电路16，150W功放信号输入到150W集成功放输出电路16后，150W集成功放输出电路16提供150W/8欧姆输出信号。
风扇电压整流滤波电路41输出端连接风扇调速电路42，风扇调速电路42连接监测数字功放温度电路43。
在一些实施例中，600W数字功放PWM脉宽调制电路23(脉宽调制功放电路)包含PWM脉宽调制芯片U2，芯片U2的引脚15经过电阻R40后连接电源正，芯片U2的引脚10连接电源负，芯片U2的引脚14经过电阻R32后连接NMOS管FET1的栅极G，芯片U2的引脚13连接NMOS管FET1的源 极S与NMOS管FET2的漏极D，U2的引脚13输出功放信号，NMOS管FET1的漏极D连接电源正，芯片U2的引脚16经过电阻R43、二极管D1的正极-负极后连接NMOS管FET1的漏极D，电阻R43与电阻R32之间串联有电阻R25。
NMOS管FET1的源极S连接NMOS管FET2的漏极D，NMOS管FET2的源极S连接芯片U2的引脚10，NMOS管FET2的栅极G经过电阻R30后连接芯片U2的引脚11，NMOS管FET2的栅极G经过电阻R30、R12与发光二极管DS1后连接NMOS管FET1的源极S。
进一步，600W数字功放PWM脉宽调制电路23(脉宽调制功放电路)上设有过温保护电路，600W数字功放PWM脉宽调制电路23的过温保护电路包含PNP三极管Q100、热敏电阻PR1，芯片U2的引脚1并联热敏电阻PR1、PNP三极管Q100的发射极E，芯片U2的引脚1经过热敏电阻PR1后连接PNP三极管Q100的基极B，PNP三极管Q100的基极B经过电阻R115后连接GPRS接口GP，PNP三极管Q100的集电极C经过二极管D110正负极、电阻R118后连接接插口J1的引脚3。
在一些实施例中，PFC功率因数校正电路20包含芯片U3、接插件CN9、接插件CN11，接插件CN9的第1、2位连接电源负VEE，接插件CN9的第3、4位串联，接插件CN11的第1、2位串联，芯片U3的引脚1连接VEE，芯片U3的引脚4连接接插件CN11的第2位，芯片U3的引脚3经过电阻R11后连接接插件CN11的第1位，芯片U3的引脚8连接接插件CN9的第3位；
芯片U3的引脚6依次经过电阻R18、R10、R46，二极管D22的负极、正极后形成一回路；
极管D22的正极连接接插件CN9的第4位，发光二极管DS3的负极连接 电源负VEE；芯片U3的引脚8为PFC功率因数校正电路20的电压输出接口，为600W数字功放PWM脉宽调制电路23提供电压输入；芯片U3的引脚7为PFC功率因数校正电路20的电流接口，为600W数字功放PWM脉宽调制电路23提供电流输入；
芯片U3的引脚2经过电容C37后连接VEE，芯片U3的引脚4经过并联的电容C30、电阻R29后连接VEE。
进一步，PWM驱动芯片电源电路22(脉宽调制电源电路)上设有接上层电路板的端口，PWM驱动芯片电源电路22通过两个接插口J106A、J106B连接上层电路板(PCB)。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，包括EMI滤波器11，其特征在于，EMI滤波器11输入端连接AC交流电输入，EMI滤波器11输出端连接PFC功率因数校正电路20，PFC功率因数校正电路20输出端连接桥式整流滤波电路12，桥式整流滤波电路12输出端连接自激式半桥开关电源电路13，自激式半桥开关电源电路13输出端连接开关电源隔离变压器电路14；
开关电源隔离变压器电路14输出端并联连接600W数字功放主电压整流滤波电路21、150W集成功放电压整流滤波电路31、风扇电压整流滤波电路41，600W数字功放主电压整流滤波电路21输出端经过PWM驱动芯片电源电路22后连接600W数字功放PWM脉宽调制电路23，600W数字功放PWM脉宽调制电路23输入端连接600W数字功放主电压整流滤波电路21、+/-5V辅佐电压电路33；
150W集成功放电压整流滤波电路31经过+/-15V辅佐电压电路32后连接+/-5V辅佐电压电路33，150W集成功放电压整流滤波电路31输出端连接150W集成功放输出电路16，150W功放信号输入到150W集成功放输出电路16后，150W集成功放输出电路16提供150W/8欧姆输出信号；
风扇电压整流滤波电路41输出端连接风扇调速电路42，风扇调速电路42连接监测数字功放温度电路43。
2.根据权利要求1所述的一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，其特征在于，所述开关电源隔离变压器电路14经过启动/关闭控制电路15后连接600W数字功放PWM脉宽调制电路23、150W集成功放输出电路16，600W数字功放PWM脉宽调制电路23输入端连接信号放大转换电路24，600W功放信号输入到信号放大转换电路24，600W数字功放PWM脉宽调制电路23输出端连接600W数字功放输出电路25，600W数字功放输出电路25输出600W/4欧姆输出信号，信号放大转换电路24连接600W数字功放输出电路25；
600W数字功放PWM脉宽调制电路23连接保护指示电路26，保护指示电路26采集600W数字功放PWM脉宽调制电路23的直流/过温/过压保护信息并发出指令。
3.根据权利要求1所述的一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，其特征在于，所述PFC功率因数校正电路20包含芯片U3、接插件CN9、接插件CN11，接插件CN9的第1、2位连接电源负VEE，接插件CN9的第3、4位串联，接插件CN11的第1、2位串联，芯片U3的引脚1连接VEE，芯片U3的引脚4连接接插件CN11的第2位，芯片U3的引脚3经过电阻R11后连接接插件CN11的第1位，芯片U3的引脚8连接接插件CN9的第3位；
芯片U3的引脚6依次经过电阻R18、R10、R46，二极管D22的负极、正极后形成一回路；
二极管D22的正极连接接插件CN9的第4位，发光二极管DS3的负极连接电源负VEE；芯片U3的引脚8为PFC功率因数校正电路20的电压输出接口，芯片U3的引脚7为PFC功率因数校正电路20的电流接口；
芯片U3的引脚2经过电容C37后连接VEE，芯片U3的引脚4经过并联的电容C30、电阻R29后连接VEE。
4.根据权利要求1所述的一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，其特征在于，所述功放模组为双层板排布，600W数字功放PWM脉宽调制电路23分布在上层电路板，其它排布在下层电路板上；
600W数字功放PWM脉宽调制电路23包含PWM脉宽调制芯片U2，芯片U2的引脚15经过电阻R40后连接电源正，芯片U2的引脚10连接电源负，芯片U2的引脚14经过电阻R32后连接NMOS管FET1的栅极G，芯片U2的引脚13连接NMOS管FET1的源极S与NMOS管FET2的漏极D，U2的引脚13输出功放信号，NMOS管FET1的漏极D连接电源正，芯片U2的引脚16经过电阻R43、二极管D1的正极-负极后连接NMOS管FET1的漏极D，电阻R43与电阻R32之间串联有电阻R25；
NMOS管FET1的源极S连接NMOS管FET2的漏极D，NMOS管FET2的源极S连接芯片U2的引脚10，NMOS管FET2的栅极G经过电阻R30后连接芯片U2的引脚11，NMOS管FET2的栅极G经过电阻R30、R12与发光二极管DS1后连接NMOS管FET1的源极S。
5.根据权利要求4所述的一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，其特征在于，所述600W数字功放PWM脉宽调制电路23上设有过温保护电路，600W数字功放PWM脉宽调制电路23的过温保护电路包含PNP三极管Q100、热敏电阻PR1，芯片U2的引脚1并联热敏电阻PR1、PNP三极管Q100的发射极E，芯片U2的引脚1经过热敏电阻PR1后连接PNP三极管Q100的基极B，PNP三极管Q100的基极B经过电阻R115后连接GPRS接口GP，PNP三极管Q100的集电极C经过二极管D110正负极、电阻R118后连接接插口J1的引脚3。
6.根据权利要求1所述的一种脉宽调制600W+150W(PFC)功放模组，其特征在于，所述PWM驱动芯片电源电路22上设有接上层电路板的端口，PWM驱动芯片电源电路22通过两个接插口J106A、J106B连接上层电路板。
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