CN107360501A - 一种脉宽调制350w+65w功放模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种脉宽调制350W+65W功放模组，采用PWM脉宽调制电路构成，进行整流、滤波后输出电压，采用直流、过压、过温保护，进行限功率、限流、限幅保护。本发明包括EMI滤波器，EMI滤波器输入端连接AC交流电输入，EMI滤波器输出端连接桥式整流滤波电路，桥式整流滤波电路对输入的交流电压进行选择，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。本发明功放模组的保护电路采用直流偏移，降温自启动，同步报警、关机。

Description

一种脉宽调制350W+65W功放模组
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PWM脉宽调制电路构成，进行整流、滤波后输出电压，具有音质保真效果好，使用变速散热风扇，使用寿命长，具有大小功率的输出，采用直流、过压、过温保护，进行限功率、限流、限幅保护，同步报警、关机，模组保护装置较佳。
为达上述目的，本发明的一种脉宽调制350W+65W功放模组，采用以下的技术方案：
本发明的一种脉宽调制350W+65W功放模组，包括EMI滤波器，EMI滤波器输入端连接AC交流电输入，EMI滤波器输出端连接桥式整流滤波电路(输入交流电压选择)，桥式整流滤波电路对输入的交流电压进行选择，桥式整流滤波电路输出端连接自激式半桥开关电源电路(过温/过压/过流保护)，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，开关电源隔离变压器电路输出端并联连接350W数字功放电路、65W集成功放电路(电压整流滤波)、风扇电压整流滤波电路，350W数字功放电路对主电压进行整流滤波，350W数字功放电路(主电压整流滤波)输出端经过PWM驱动芯片电源电路后连接350W数字功放输出电路的PWM驱动芯片，350W数字功放输出电路输入端连接350W数字功放电路、+/-5V辅佐电压电路，350W数字功放输出电路连接保护指示电路(对直流/过温/过压保护发出显示)，保护指示电路对350W数字功放输出电路的直流/过温/过压保护采集信息并发出指令。
在一些实施例中，65W集成功放电路(电压整流滤波)对开关电源隔离变压器电路传输的电压进行整流滤波，65W集成功放电路输出端经过+/-15V辅佐电压电路后连接+/-5V辅佐电压电路，65W集成功放电路输出端连接65W集成功放输出电路，65W集成功放输出电路输入端连接+/-5V辅佐电压电路。
在一些实施例中，风扇电压整流滤波电路输出端经过风扇调速电路后连接监测数字功放温度电路；
350W功放信号输入到350W数字功放输出电路，350W数字功放输出电路输出端转换为350W/4欧姆输出；
65W功放信号输入到65W集成功放输出电路，65W集成功放输出电路输出端转换为65W/4欧姆输出。
在一些实施例中，自激式半桥开关电源电路包含直流保护模块、过压保护模块、过温保护模块；
直流保护模块包含电阻R100、比较器U3A、比较器U3B，电阻R100一端连接桥式整流滤波电路，电阻R100另一端经过电阻R105后连接比较器U3A的同相输入端、比较器U3B的反相输入端，比较器U3A、比较器U3B的输入端连接二极管D100、D120的负极，二极管D120的正极经过芯片U12接地，二极管D100的正极连接二极管D135的负极、二极管D101的正极，以上组成自激式半桥开关电源电路的直流保护模块，作为直流偏转；
过压保护模块包含电阻R111、电阻R113、比较器U4A、比较器U4B，二极管D101的负极连接比较器U4A、U4B的输入端，比较器U4B的同相输入端经过电阻R113后接地，比较器U4A的反相输入端经过电阻R111后接地，比较器U4B的同相输入端与比较器U4A的反相输入端之间连接有电容C101、C102，以上组成自激式半桥开关电源电路的过压保护模块；
过温保护模块包含热敏电阻R115、二极管D110、PNP三极管Q100，比较器U4A的反相输入端经过电阻R118后连接二极管D110的负极，二极管D110的正极连接PNP三极管Q100的集电极C，PNP三极管Q100的发射极E经过电容C110后连接PNP三极管Q100的基极B，PNP三极管Q100的基极B经过热敏电阻R115后接地，PNP三极管Q100的发射极E连接+/-5V辅佐电压电路的+5V电压端，以上组成自激式半桥开关电源电路的过温保护模块。
在一些实施例中，开关电源隔离变压器电路包含芯片U104、NMOS管Q102、NMOS管Q103、三极管Q101、铁芯线圈T1，芯片U104的引脚9经过电阻R168后连接NMOS管Q103的漏极D，芯片U104的引脚11经过电阻R166后连接NMOS管Q103的源极S，芯片U104的引脚12连接NMOS管Q103的源极S与NMOS管Q102的漏极D，芯片U104的引脚13经过电阻R165后连接NMOS管Q102的栅极G，NMOS管Q102的源极S经过电阻R153、R152、R151后连接三极管Q101的发射极E，三极管Q101的集电极C连接二极管D111的正极，二极管D111的负极经过电阻R157后连接芯片U104的引脚9，三极管Q101的基极B经过热敏电阻R117后连接三极管Q101的发射极E，三极管Q101的发射极E连接双基极二极管D119的第二基极B2，双基极二极管D119的发射极E经过电容C132后连接铁芯线圈T1的引脚5，二极管D119的第一基极B1经过电容C139后连接铁芯线圈T1的引脚2。
本发明的功放模组具有完善的保护电路来保护功放机，过压保护，过热保护，过流保护，采用直流偏移，降温自启动，功率大，智能保护系统完善。
附图说明
图1所示为本发明的原理框图；
图2所示为本发明自激式半桥开关电源电路的电子线路图；
图3所示为本发明开关电源隔离变压器电路的电子线路图。
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14，350W数字功放电路21，PWM驱动芯片电源电路22，350W数字功放输出电路23，保护指示电路24，65W集成功放电路31，+/-15V辅佐电压电路32，+/-5V辅佐电压电路33，65W集成功放输出电路34，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350W+65W功放模组，EMI滤波器11输入端连接AC交流电输入，EMI滤波器11输出端连接桥式整流滤波电路12(输入交流电压选择)，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(过温/过压/过流保护)，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，开关电源隔离变压器电路14输出端并联连接350W数字功放电路21、65W集成功放电路31(电压整流滤波)、风扇电压整流滤波电路41，350W数字功放电路21对主电压进行整流滤波后输出电压，350W数字功放电路21(主电压整流滤波)输出端经过PWM驱动芯片电源电路22后连接350W数字功放输出电路23的PWM驱动芯片，350W数字功放输出电路23输入端连接350W数字功放电路21、+/-5V辅佐电压电路33，350W数字功放输出电路23连接保护指示电路24(对直流/过温/过压保护发出显示)，保护指示电路24对350W数字功放输出电路23的直流/过温/过压保护采集信息并发出指令。
65W集成功放电路31对开关电源隔离变压器电路14传输的电压进行整流滤波，65W集成功放电路31(电压整流滤波)输出端经过+/-15V辅佐电压电路32后连接+/-5V辅佐电压电路33，65W集成功放电路31(电压整流滤波)输出端连接65W集成功放输出电路34，65W集成功放输出电路34输入端连接+/-5V辅佐电压电路33。
风扇电压整流滤波电路41输出端经过风扇调速电路42后连接监测数字功放温度电路43；
350W功放信号输入到350W数字功放输出电路23，350W数字功放输出电路23输出端转换为350W/4欧姆输出；
65W功放信号输入到65W集成功放输出电路34，65W集成功放输出电路34输出端转换为65W/4欧姆输出。
自激式半桥开关电源电路13包含直流保护模块、过压保护模块、过温保护模块；
直流保护模块包含电阻R100、比较器U3A、比较器U3B，电阻R100一端连接桥式整流滤波电路12，电阻R100另一端经过电阻R105后连接比较器U3A的同相输入端、比较器U3B的反相输入端，比较器U3A、比较器U3B的输入端连接二极管D100、D120的负极，二极管D120的正极经过芯片U12接地，二极管D100的正极连接二极管D135的负极、二极管D101的正极，以上组成自激式半桥开关电源电路13的直流保护模块，作为直流偏转；
过压保护模块包含电阻R111、电阻R113、比较器U4A、比较器U4B，二极管D101的负极连接比较器U4A、U4B的输入端，比较器U4B的同相输入端经过电阻R113后接地，比较器U4A的反相输入端经过电阻R111后接地，比较器U4B的同相输入端与比较器U4A的反相输入端之间连接有电容C101、C102，以上组成自激式半桥开关电源电路13的过压保护模块；
过温保护模块包含热敏电阻R115、二极管D110、PNP三极管Q100，比较器U4A的反相输入端经过电阻R118后连接二极管D110的负极，二极管D110的正极连接PNP三极管Q100的集电极C，PNP三极管Q100的发射极E经过电容C110后连接PNP三极管Q100的基极B，PNP三极管Q100的基极B经过热敏电阻R115后接地，PNP三极管Q100的发射极E连接+/-5V辅佐电压电路33的+5V电压端，以上组成自激式半桥开关电源电路13的过温保护模块，过温保护模块(打嗝保护)实现降温自启动，或Reset保护：上电复位、软件或人工复位，通过热敏电阻R115(温控电阻)实现。
自激式半桥开关电源电路13能做到限功率、限流、报警、关机的作用。
开关电源隔离变压器电路14包含芯片U104、NMOS管Q102、NMOS管Q103、三极管Q101、铁芯线圈T1，芯片U104的引脚9经过电阻R168后连接NMOS管Q103的漏极D，芯片U104的引脚11经过电阻R166后连接NMOS管Q103的源极S，芯片U104的引脚12连接NMOS管Q103的源极S与NMOS管Q102的漏极D，芯片U104的引脚13经过电阻R165后连接NMOS管Q102的栅极G，NMOS管Q102的源极S经过电阻R153、R152、R151后连接三极管Q101的发射极E，三极管Q101的集电极C连接二极管D111的正极，二极管D111的负极经过电阻R157后连接芯片U104的引脚9，三极管Q101的基极B经过热敏电阻R117后连接三极管Q101的发射极E，三极管Q101的发射极E连接双基极二极管D119的第二基极B2，双基极二极管D119的发射极E经过电容C132后连接铁芯线圈T1的引脚5，二极管D119的第一基极B1经过电容C139后连接铁芯线圈T1的引脚2。
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 (5)

1.一种脉宽调制350W+65W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)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350W数字功放电路(21)、65W集成功放电路(31)、风扇电压整流滤波电路(41)，350W数字功放电路(21)对主电压进行整流滤波，350W数字功放电路(21)输出端经过PWM驱动芯片电源电路(22)后连接350W数字功放输出电路(23)，350W数字功放输出电路(23)输入端连接350W数字功放电路(21)、+/-5V辅佐电压电路(33)，350W数字功放输出电路(23)连接保护指示电路(24)，保护指示电路(24)采集350W数字功放输出电路(23)的直流/过温/过压保护信息并发出指令。
2.根据权利要求1所述的一种脉宽调制350W+65W功放模组，其特征在于，所述65W集成功放电路(31)对开关电源隔离变压器电路(14)传输的电压进行整流滤波，65W集成功放电路(31)输出端经过+/-15V辅佐电压电路(32)后连接+/-5V辅佐电压电路(33)，65W集成功放电路(31)输出端连接65W集成功放输出电路(34)，65W集成功放输出电路(34)输入端连接+/-5V辅佐电压电路(33)。
3.根据权利要求1所述的一种脉宽调制350W+65W功放模组，其特征在于，所述风扇电压整流滤波电路(41)输出端经过风扇调速电路(42)后连接监测数字功放温度电路(43)；
350W功放信号输入到350W数字功放输出电路(23)，350W数字功放输出电路(23)输出端转换为350W/4欧姆输出；
65W功放信号输入到65W集成功放输出电路(34)，65W集成功放输出电路(34)输出端转换为65W/4欧姆输出。
4.根据权利要求1所述的一种脉宽调制350W+65W功放模组，其特征在于，所述自激式半桥开关电源电路(13)包含直流保护模块、过压保护模块、过温保护模块；
直流保护模块包含电阻R100、比较器U3A、比较器U3B，电阻R100一端连接桥式整流滤波电路(12)，电阻R100另一端经过电阻R105后连接比较器U3A的同相输入端、比较器U3B的反相输入端，比较器U3A、比较器U3B的输入端连接二极管D100、D120的负极，二极管D120的正极经过芯片U12接地，二极管D100的正极连接二极管D135的负极、二极管D101的正极；
过压保护模块包含电阻R111、电阻R113、比较器U4A、比较器U4B，二极管D101的负极连接比较器U4A、U4B的输入端，比较器U4B的同相输入端经过电阻R113后接地，比较器U4A的反相输入端经过电阻R111后接地，比较器U4B的同相输入端与比较器U4A的反相输入端之间连接有电容C101、C102；
过温保护模块包含热敏电阻R115、二极管D110、PNP三极管Q100，比较器U4A的反相输入端经过电阻R118后连接二极管D110的负极，二极管D110的正极连接PNP三极管Q100的集电极C，PNP三极管Q100的发射极E经过电容C110后连接PNP三极管Q100的基极B，PNP三极管Q100的基极B经过热敏电阻R115后接地，PNP三极管Q100的发射极E连接+/-5V辅佐电压电路(33)的+5V电压端。
5.根据权利要求1所述的一种脉宽调制350W+65W功放模组，其特征在于，所述开关电源隔离变压器电路(14)包含芯片U104、NMOS管Q102、NMOS管Q103、三极管Q101、铁芯线圈T1，芯片U104的引脚9经过电阻R168后连接NMOS管Q103的漏极D，芯片U104的引脚11经过电阻R166后连接NMOS管Q103的源极S，芯片U104的引脚12连接NMOS管Q103的源极S与NMOS管Q102的漏极D，芯片U104的引脚13经过电阻R165后连接NMOS管Q102的栅极G，NMOS管Q102的源极S经过电阻R153、R152、R151后连接三极管Q101的发射极E，三极管Q101的集电极C连接二极管D111的正极，二极管D111的负极经过电阻R157后连接芯片U104的引脚9，三极管Q101的基极B经过热敏电阻R117后连接三极管Q101的发射极E，三极管Q101的发射极E连接双基极二极管D119的第二基极B2，双基极二极管D119的发射极E经过电容C132后连接铁芯线圈T1的引脚5，二极管D119的第一基极B1经过电容C139后连接铁芯线圈T1的引脚2。
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