CN110234049B - 一种驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子电路技术领域，公开了一种驱动电路，包括：电流信号放大电路、跟随电路、高压侧电流放大电路和功率驱动电路，所述跟随电路分别与电流信号放大电路及高压侧电流放大电路连接，所述高压侧电流放大电路还与所述功率驱动电路连接，所述功率驱动电路包括低压驱动电路和高压驱动电路，通过所述跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换，通过跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换，降低了功率损耗，提高了整体效率，降低了发热量，便于散热器设计。

Description

一种驱动电路
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种驱动电路。
背景技术
目前，音圈电机和大功率高保真扬声器等负载设备都需要驱动电路，现有的此种驱动电路包含两部分功能，一，是对输入信号的放大，其放大倍数在电路设计时固定；二，是对负载设备进行驱动，以将放大后的信号输出给负载设备，在实际使用环境中，对单纯放大，不具备驱动能力的电路形态，通常称为多少倍数放大器，而对于具备驱动能力的电路形态，通常称为多少W（瓦特）放大器。
对于带驱动能力的放大器，根据模拟驱动方式和数字驱动方式的不同，可分为模拟类放大驱动和D类（数字式）放大驱动。其中模拟类放大驱动根据导通角(θ)的不同可分为A类（甲类）功率放大驱动方式，B类（乙类）功率放大驱动方式，AB类（甲乙类）功率放大驱动方式和C类（丙类）功率放大驱动方式，其中，AB类功率放大驱动方式是指， 180°＜θ＜200°或以下，其中200°或以下为经验值，这类驱动电路能量损耗较大，为了输出更大的功率，往往采用提高供电电压的方法，损耗功率也随之增加，并以热能的形式表现出来，这就要求散热器的面积也相应增加。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种驱动电路，通过跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换，降低了功率损耗，提高了整体效率，降低了发热量，便于散热器设计。
为实现上述目的，本发明提供的一种驱动电路，包括：电流信号放大电路、跟随电路、高压侧电流放大电路和功率驱动电路，所述跟随电路分别与电流信号放大电路及高压侧电流放大电路连接，所述高压侧电流放大电路还与所述功率驱动电路连接，所述功率驱动电路包括低压驱动电路和高压驱动电路，通过所述跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换;
所述跟随电路包括：电阻R337、电阻R341、二极管ZD301、电容C311和二极管D309；所述高压侧电流放大电路包括：电阻R333、电阻R335、电阻R342和二极管D310，其中，电阻R333的一端与电阻R337的一端、电流信号放大电路的三极管Q311的集电极、复合三极管Q313-319的集电极及电源端U+连接在一起，电阻R333的另一端与电阻R335的一端及电阻R342的一端连接，电阻R335的另一端与所述三极管Q311的发射极、电容C311的负极、二极管ZD301的正极及复合三级管Q320-Q321的基极连接在一起，电阻R342的另一端连接二极管D310的正极，电阻R337的另一端与电容C311的正极、二极管ZD301的负极及电阻R341的一端连接在一起，电阻R341的另一端连接二极管D309的正极，二极管D310的负极与二极管D309的负极、电阻Rbe的一端及复合三极管Q313-319的基极连接在一起，电阻Rbe的另一端与电源端1/2U+连接，复合三极管Q313-319的发射极与二极管D315的负极及复合三极管Q320-321的集电极连接，二极管D315的正极与电源端1/2U+连接，复合三极管Q320-321的发射极通过负载电阻RL接地。
可选地，还包括：电压放大电路，所述电压放大电路与差分输入信号连接，并将放大后的信号传送至电流信号放大电路。
可选地，所述电压放大电路包括上臂电压放大电路和下臂电压放大电路，所述电流信号放大电路包括上臂电流信号放大电路和下臂电流信号放大电路，所述跟随电路有两个，两个所述跟随电路分别为上臂跟随电路和下臂跟随电路，所述高压侧电流放大电路有两个，两个高压侧电流放大电路分别为上臂高压侧电流放大电路和下臂高压侧电流放大电路；
所述上臂电压放大电路和上臂电流信号放大电路连接，所述上臂电流信号放大电路和上臂跟随电路连接，所述上臂跟随电路和上臂高压侧电流放大电路连接；所述下臂电压放大电路和下臂电流信号放大电路连接，所述下臂电流信号放大电路和下臂跟随电路连接，所述下臂跟随电路和下臂高压侧电流放大电路连接。
可选地，还包括：偏置电路和保护电路，所述偏置电路与所述上臂电压放大电路及下臂电压放大电路连接，所述保护电路与所述上臂电流信号放大电路及下臂电流信号放大电路连接。
可选地，所述保护电路包括：过流保护电路和零点漂移保护电路。
本发明提出的一种驱动电路，包括：电流信号放大电路、跟随电路、高压侧电流放大电路和功率驱动电路，所述跟随电路分别与电流信号放大电路及高压侧电流放大电路连接，所述高压侧电流放大电路还与所述功率驱动电路连接，所述功率驱动电路包括低压驱动电路和高压驱动电路，通过所述跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换，通过跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换，降低了功率损耗，提高了整体效率，降低了发热量，便于散热器设计。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种驱动电路的功能结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种驱动电路的等效电路图；
图3为本发明实施例提供的一种跟随电路及高压侧电流放大电路的电路图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
实施例
如图1所示，在本实施例中，一种驱动电路，包括：电流信号放大电路、跟随电路、高压侧电流放大电路和功率驱动电路，所述跟随电路分别与电流信号放大电路及高压侧电流放大电路连接，所述高压侧电流放大电路还与所述功率驱动电路连接，所述功率驱动电路包括低压驱动电路和高压驱动电路，通过所述跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换。
在本实施例中，通过跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换，降低了功率损耗，提高了整体效率，降低了发热量，便于散热器设计。
如图2所示，在本实施例中，该驱动电路还包括：电压放大电路，所述电压放大电路与差分输入信号连接，并将放大后的信号传送至电流信号放大电路。
在本实施例中，所述电压放大电路包括上臂电压放大电路和下臂电压放大电路，所述电流信号放大电路包括上臂电流信号放大电路和下臂电流信号放大电路，所述跟随电路有两个，两个所述跟随电路分别为上臂跟随电路和下臂跟随电路，所述高压侧电流放大电路有两个，两个高压侧电流放大电路分别为上臂高压侧电流放大电路和下臂高压侧电流放大电路；
所述上臂电压放大电路和上臂电流信号放大电路连接，所述上臂电流信号放大电路和上臂跟随电路连接，所述上臂跟随电路和上臂高压侧电流放大电路连接；所述下臂电压放大电路和下臂电流信号放大电路连接，所述下臂电流信号放大电路和下臂跟随电路连接，所述下臂跟随电路和下臂高压侧电流放大电路连接。
在本实施例中，还包括：偏置电路和保护电路，所述偏置电路与所述上臂电压放大电路及下臂电压放大电路连接，所述保护电路与所述上臂电流信号放大电路及下臂电流信号放大电路连接。
如图2所示，为驱动电路的等效电路图，其中Io1受跟随电路控制，在小信号输入时电流很小，由于工作形态为AB类，则必需设置θ>180°，所以静态时Io2≠0，Io1很小，接近截止，U+无能量输出，假设此时静态电流为I1，供电电压为±1/2U，则电路自身能量损耗P1=U*I1，相比现有技术下AB类（甲乙类）功率放大与驱动电路在静态条件下能量损耗降了2倍；在输出Uo=1/4*U的时候，Io1还受控未能增大，接近截止，所以电路上的损耗P2=(U*RL/4)*U/4=U2R/16。相比现有技术下AB类（甲乙类）功率放大与驱动电路在此工作点上的损耗降了3倍；在Uo小于并接近1/2U+时，跟随控制电路会控制慢慢加大Io1，类似于上下臂从AB类工作状态切换到B类工作状态一样，使上臂低压功率驱动和上臂高压功率驱动之间部分重合，实现两臂无缝切换；在Uo>1/2U时，本发明和现有技术条件下AB类（甲乙类）功率放大与驱动器电路损耗基本类似。
在本实施例中，所述保护电路包括：过流保护电路和零点漂移保护电路。
如图3所示，在本实施例中，所述上臂跟随电路包括：电阻R337、电阻R341、二极管ZD301、电容C311和二极管D309；所述上臂高压侧电流放大电路包括：电阻R333、电阻R335、电阻R342和二极管D310，其中，电阻R333的一端与电阻R337的一端、电流信号放大电路的三极管Q311的集电极、复合三极管Q313-319的集电极及电源端U+连接在一起，电阻R333的另一端与电阻R335的一端及电阻R342的一端连接，电阻R335的另一端与所述三极管Q311的发射极、电容C311的负极、二极管ZD301的正极及复合三级管Q320-Q321的基极连接在一起，电阻R342的另一端连接二极管D310的正极，电阻R337的另一端与电容C311的正极、二极管ZD301的负极及电阻R341的一端连接在一起，电阻R341的另一端连接二极管D309的正极，二极管D310的负极与二极管D309的负极、电阻Rbe的一端及复合三极管Q313-319的基极连接在一起，电阻Rbe的另一端与电源端1/2U+连接，复合三极管Q313-319的发射极与二极管D315的负极及复合三极管Q320-321的集电极连接，二极管D315的正极与电源端1/2U+连接，复合三极管Q320-321的发射极通过负载电阻RL接地。
在本实施例中，下臂和上臂的电路结构完全相同，兹不赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种驱动电路，其特征在于，包括：电流信号放大电路、跟随电路、高压侧电流放大电路和功率驱动电路，所述跟随电路分别与电流信号放大电路及高压侧电流放大电路连接，所述高压侧电流放大电路还与所述功率驱动电路连接，所述功率驱动电路包括低压驱动电路和高压驱动电路，通过所述跟随电路和高压侧电流放大电路来进行功率驱动电路的高低压切换；
所述跟随电路包括：电阻R337、电阻R341、二极管ZD301、电容C311和二极管D309；所述高压侧电流放大电路包括：电阻R333、电阻R335、电阻R342和二极管D310，其中，电阻R333的一端与电阻R337的一端、电流信号放大电路的三极管Q311的集电极、复合三极管Q313-319的集电极及电源端U+连接在一起，电阻R333的另一端与电阻R335的一端及电阻R342的一端连接，电阻R335的另一端与所述三极管Q311的发射极、电容C311的负极、二极管ZD301的正极及复合三级管Q320-Q321的基极连接在一起，电阻R342的另一端连接二极管D310的正极，电阻R337的另一端与电容C311的正极、二极管ZD301的负极及电阻R341的一端连接在一起，电阻R341的另一端连接二极管D309的正极，二极管D310的负极与二极管D309的负极、电阻Rbe的一端及复合三极管Q313-319的基极连接在一起，电阻Rbe的另一端与电源端1/2U+连接，复合三极管Q313-319的发射极与二极管D315的负极及复合三极管Q320-321的集电极连接，二极管D315的正极与电源端1/2U+连接，复合三极管Q320-321的发射极通过负载电阻RL接地。
2.根据权利要求1所述的一种驱动电路，其特征在于，还包括：电压放大电路，所述电压放大电路与差分输入信号连接，并将放大后的信号传送至电流信号放大电路。
3.根据权利要求2所述的一种驱动电路，其特征在于，所述电压放大电路包括上臂电压放大电路和下臂电压放大电路，所述电流信号放大电路包括上臂电流信号放大电路和下臂电流信号放大电路，所述跟随电路有两个，两个所述跟随电路分别为上臂跟随电路和下臂跟随电路，所述高压侧电流放大电路有两个，两个高压侧电流放大电路分别为上臂高压侧电流放大电路和下臂高压侧电流放大电路；
所述上臂电压放大电路和上臂电流信号放大电路连接，所述上臂电流信号放大电路和上臂跟随电路连接，所述上臂跟随电路和上臂高压侧电流放大电路连接；所述下臂电压放大电路和下臂电流信号放大电路连接，所述下臂电流信号放大电路和下臂跟随电路连接，所述下臂跟随电路和下臂高压侧电流放大电路连接。
4.根据权利要求3所述的一种驱动电路，其特征在于，还包括：偏置电路和保护电路，所述偏置电路与所述上臂电压放大电路及下臂电压放大电路连接，所述保护电路与所述上臂电流信号放大电路及下臂电流信号放大电路连接。
5.根据权利要求4所述的一种驱动电路，其特征在于，所述保护电路包括：过流保护电路和零点漂移保护电路。
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