CN112312275A - 一种可充电智能音响电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可充电智能音响电源管理系统，将外部接收到的音频信号放大并通过扬声器播放出去。其中，充电电路用于给电池组模块充电，开关电路用于开启或关断智能音响的电源供应，升压电路将电池组模块的电压进行升压并输出至功率放大器，信号采样反馈电路用于实时采集功率放大器的功率信号。单片机电路根据所述电源输入接口的电流大小输出PWM信号给所述充电电路，用于调节充电电流的大小，控制电池组模块的充电时间；同时根据采集到的实时功率信号控制升压电路的输出电压，使其随着所述功率放大器的变化实时变化。本发明所提供的电源管理系统既兼顾电池组模块的工作效率，也兼顾了扬声器播放音乐的效果。

Description

一种可充电智能音响电源管理系统

技术领域

本发明实施例涉及智能音响、手机、智能家居及电子信息领域，特别涉及应用于带锂电池、干电池及铅酸电池等电池供电的智能音响电源管理系统。

背景技术

目前，在智能音响、手机、智能家居领域中，随着物联网、智能手机蓝牙技术、Wifi技术、人工智能的迅速发展，户外运动、移动通信、智能语音控制电子便携式设备发展迅猛，人们对便携式设备的需求增加，而这些便携式电子设备必不可少的就是电池与直流电源升压电源管理组成的电池供电系统。现有技术的锂电池由于受技术、工艺的限制，电池的容量不可能无限大，而户外便携式智能音响、智能手机、物联网终端等电子产品对电池容量却要求较大，才能确保产品工作时间够长。在电池容量不变的情况下，要求延长产品的工作时间，唯一有效的方法就是提高电池的放电电源管理的效率。

如图1所示为传统的便携式智能音响的电源管理系统，其包括电源输入接口1、充电电路2、电池组模块3、开关电路4、升压电路5、功率放大器6、控制电路7、音频输入电路8以及扬声器9。其中，充电电路2接收来自电源输入接口1的外部电源，并为电池组模块3进行充电，升压电路5将电池组模块3的电压升压到电路供电系统所需要的电压值，开关电路4实现电源供电设备的接通与关闭，控制电路7控制电池组模块3的放电限流、短路保护以及开关电路4的接通与关闭。功率放大器6接收升压电路5输出的高电压，并转换为扬声器9所需要的功率，从而使得扬声器9可以正常工作。音频输入电路8用于输出音频信号至功率放大器6，用于扬声器9的播放。

传统的智能音响电源管理设计方式是，为保障功率放大器6有足够的功率输出，确保扬声器9有足够的推动功率，电流经过升压电路5直接升压到固定且较高的电压值。然而，音乐信号是动态的，当音乐信号较大时，功率放大器6需要较高的电压值，此时，升压电路5的输出电压刚好匹配；当音乐信号较小时，功率放大器6只需要较小的电压值，可是升压电路5仍然输出一个较高的电压值，二者无法很好的匹配。这样，电池组模块3电压与升压电路5输出的电压值压差较大，此时升压电路5效率降低，电池组模块3的大部分能量转化为升压电路5的热能损耗掉。

综上所述，传统的智能音响电源管理系统的功率放大器6不管工作在忙碌还是较低功率，升压电路5均维持在较高的恒定电压值，导致工作效率很低，缩短了音响电池使用时间。同时，此种设计既无法保证音响低失真、大动态与高功率工作，也无法延长电池的使用时间，无法满足目前用户的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提出一种可充电智能音响电源管理系统，可以解决现有的音响低失真、电池组无法提高工作效率的问题。

为了解决以上提出的问题，本发明实施例提供了如下所述的技术方案：

一种可充电智能音响电源管理系统，用于给所述智能音响供电，将外部接收到的音频信号放大并通过扬声器播放出去，其包括电源输入接口、充电电路、电池组模块、开关电路、升压电路以及功率放大器，其中，所述充电电路藉由所述电源输入接口接收到外部电源给所述电池组模块进行充电，所述开关电路用于开启或关断所述智能音响的电源供应，所述升压电路将所述电池组模块的电压进行升压，并输出至所述功率放大器，其特征在于，所述可充电智能音响电源管理系统还包括：

信号采样反馈电路，与所述功率放大器相连，用于实时采集所述功率放大器的功率信号；以及

单片机电路，与所述充电电路、所述开关电路、所述升压电路以及所述信号采样反馈电路相连；

其中，所述单片机电路是具有多个接脚的单片机芯片，其根据所述电源输入接口的电流大小输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号给所述充电电路，用于调节充电电流的大小，控制所述电池组模块的充电时间；同时根据所述信号采样反馈电路采集到的实时功率信号控制所述升压电路的输出电压，使其随着所述功率放大器的变化实时变化。

进一步地，还包括音频电路，与所述功率放大器相连，用于输入外部音频信号。

进一步地，还包括开关按键电路，与所述单片机电路相连，用于输出用户开关机指令。

进一步地，所述单片机电路与所述功率放大器相连，当所述开关按键电路输出开关机信号时，所述单片机电路输出静音(mute)信号给所述功率放大器，所述功率放大器瞬间关断，避免受到开关机杂音干扰。

进一步地，所述充电电路包括两个第一MOS管，组成脉宽调制开关电路，其栅极分别连接于所述单片机芯片的脉宽调制信号接脚，用于接收所述单片机芯片输出的PWM信号，从而调整输出电压的占空比。

进一步地，还包括：

两个分压电阻，用于将所述输入电源分压成合适的电压值；

限流电阻，连接于所述两个分压电阻的公共节端与所述单片机芯片的外部电源电流感测接脚；以及

限流电容，与所述分压电阻之一相并联，用于提供稳定的参考电压。

进一步地，所述开关电路包括：

三极管，其基极与所述单片机芯片的开关控制接脚相连，用于接收开启或关断信号，发射极接地；以及

第二MOS管，其栅极与所述三极管的集电极相连，输入端与所述电池组模块相连，输出端用以输出开关控制信号。

进一步地，所述升压电路包括具有多个接脚的升压芯片，其中，所述升压芯片的升压电信号接脚与所述功率放大器相连，用于输出升压后的电压信号；所述升压芯片I2C或Uart接脚与所述单片机芯片对应的I2C或Uart接脚相连，用于根据所述单片机芯片升压控制信号来调整升压大小；且所述升压芯片也与所述第二MOS管的输出端相连，用于接收所述开关控制信号。

进一步地，所述功率放大器包括：

具有多个接脚的功放芯片，其中，所述功放芯片的音频输入接脚与所述音频电路相连，用于接收外部音频信号；所述功放芯片的静音信号接脚对应与单片机芯片的静音信号接脚相连，用于接收所述静音信号；所述功放芯片的I2C或Uart接脚对应与所述单片机芯片I2C或Uart接脚相连，用于二者的通信；所述功放芯片的升压电信号接脚对应与所述升压芯片的升压电信号接脚相连，用于接收升压后的电压信号；

LC滤波电路，跨接于所述功放芯片的两个功放信号输出接脚之间，用于滤除经放大后的高频载波，检出有用的音频信号给所述扬声器，包括两个电感、两个电容以及两个电阻，其中的一个电感、电阻以及电容相互串联于所述功放芯片的一个功放信号输出接脚与地之间，其中另一个电感、电阻以及电容相互串联于所述功放芯片的另一个功放信号输出接脚与地之间。

进一步地，所述信号采样反馈电路包括：

变压器，具有一个初级线圈和两个次级线圈，其中，所述变压器初级线圈的两端分别与所述LC滤波电路中的电感相连；所述变压器两个次级线圈相连且公共端接地，并同时与所述单片机芯片的信号采样反馈接脚相连；

两个检波整流二极管，二者的阳极分别与所述变压器的两个次级绕组相连，阴极相连并连接至所述单片机芯片的信号采样反馈接脚。

本发明提供的电源管理系统既兼顾电池组模块的充电效率，也兼顾了扬声器播放音乐的效果。由于音乐信号的实时变化，信号采样反馈电路采集到的功率信号也实时变化，单片机电路根据采集到的功率信号实时调整升压电路的输出电压大小，进而调整功率放大器的输出功率，以便实现所述音响系统的工作效率的最大化。同时，单片机电路也根据输入电流判断外部电源是否过载，从而输出PWM信号调制电压占空比，进而调整电池组模块的充电电流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为传统的便携式智能音响电源管理系统；

图2本发明实施例中一种可充电智能音响电源管理系统模块图；

图3本发明实施例中一种可充电智能音响电源管理系统具体电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明实施例提供一种智能音响电源管理系统，如图2所示，用于给扬声器110供电，将外部接收到的音频信号放大并播放出去，其包括电源输入接口101、充电电路102、电池组模块103、开关电路104、升压电路105、功率放大器106、单片机电路107、音频电路108、信号采样反馈电路109、扬声器110以及开关按键电路111。

其中，充电电路102藉由电源输入接口101接收外部电源给电池组模块103充电。开关电路104与电池组模块103相连，用于开启或关断整个智能音响的电源供应。升压电路105与开关电路104相连，当开关电路104开启导通时，用于将电池组模块103的电压进行升压。功率放大器106连接于升压电路105与扬声器110之间，将接收到的音频信号放大并通过扬声器110播放出去。音频电路108与功率放大器106相连，用于输入外部的音频信号，本实施方式中，所述音频信号可以通过Wifi、蓝牙等方式传输，且并不局限于此。信号采样反馈电路109与功率放大器106相连，用于实时采集功率放大器106的功率信号。单片机电路107与充电电路102、开关电路104、升压电路105、功率放大器106以及信号采样反馈电路109均相连，其根据信号采样反馈电路109反馈回来的实时功率信号通过Uart或者I2C通信的方式，来实时调整升压电路105的升压大小，从而调整功率放大器106的功率输出，用以匹配目前扬声器110所播放音乐的大小。同时，单片机电路107根据电源输入接口101的电流大小来判断外部电源是否过载，如果出现过载，则输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号至充电电路102，从而调节充电电流的大小，控制电池组模块103的充电时间；如果没有出现过载，则维持原有的充电电流。同时，开关按键电路111与单片机电路107相连，用于输入用户开关指令，单片机电路107根据所述用户开关指令来控制开关电路104的开启或关闭。在开关按键电路111被用户按下时，单片机电路107会瞬间输出静音(Mute)信号给功率放大器106，使得功率放大器106短暂关断1-2秒，避免开关机电流的杂音。

扬声器110将接收到的音频信号转换为音乐电信号播放出去，且音乐信号的大小是实时变化的，继而功率放大器106的实际消耗功率也跟着实时变化。当扬声器110播放的音乐声音较大时，功率放大器106则需要较大的输出功率，那么，单片机电路107侦测到外部电源过载，则调整输出PWM波形的占空比，减少充电电路102给电池组模块103的充电电流。反之，当扬声器110播放的音乐声音较小时，功率放大器106需要较小的输出功率，那么单片机电路107侦测到外部电源没有过载，则无需调整输出PWM波形的占空比，则充电电路102维持原有的充电电流。

本实施方式所提供的电源管理系统既兼顾电池组模块103的充电效率，也兼顾了扬声器110播放音乐的效果。由于音乐信号的实时变化，信号采样反馈电路109采集到的功率信号也实时变化，单片机电路107根据采集到的功率信号实时调整升压电路105的输出电压大小，进而调整功率放大器106的输出功率，以便实现所述音响系统的工作效率的最大化。

本实时方式中，整个音响系统的开关是由用户决定的，用户通过开关按键电路111输出一个开关机信号给单片机电路107，当单片机电路107接收到开机信号时，控制开关电路104开启工作，从而音响系统可以正常播放音乐；当单片机107接收到关机信号时，控制开关电路104关断电源，则音响系统不播放音乐，仅仅给电池组模块103进行充电。本实时方式中，开关按键电路111为一开关，当此开关被用户按下时，系统中会产生开关机的电流杂音，因而单片机电路107输出静音信号给功率放大器106，使得功率放大器106可以短暂的关闭1至2秒，避免刺耳的电流杂音被扬声器110播放出来。

图3是本实时方式中可充电智能音响电源管理系统的具体电路图。本实时方式中，单片机电路107是一个具有多个接脚的单片机芯片U1。充电电路102包括两个第一MOS管Q1、Q2，多个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，多个电容C1、C2、C3，一个二极管D1以及一个第一电感L1。

其中，第一MOS管Q1、Q2组成脉宽调制开关电路，且二者的栅极分别与单片机芯片U1的脚1、脚2相连，同时第一MOS管Q1通过电源输入接口101接收外部电源Vcc。本实施方式中，脚1、2做为单片机芯片U1的脉宽调制信号接脚。电阻R1、R3串联于第一MOS管Q1、Q2的公共端与单片机芯片U1脚1之间，电阻R2连接于第一MOS管Q2的栅极与单片机芯片U1脚2之间，电容C1连接于第一MOS管Q1、Q2的公共端与地之间。本实时方式中，电阻R1、R2、R3起到限流分压的作用，单片机芯片U1通过脚1、脚2输出PWM信号来控制第一MOS管Q1、Q2的栅极，从而控制电压占空比，以此来控制充电电流的大小。第一电感L1的一端与第一MOS管Q2相连，另一端通过电阻R8与单片机芯片U1脚7相连，电阻R4的一端与单片机芯片U1的脚10相连，电阻R7与电容C2相互串联于第一MOS管Q2与电阻R4的另一端之间，同时，与第一二极管D1相互并联，且第一二极管D1的阳极与电阻R4相连。电阻R5连接于单片机芯片U1脚10与电阻R8之间，电阻R6连接于单片机芯片U1脚9与第一二极管D1的阳极之间，且接地。电阻R4、R7、电容C2、第一二极管D1以及第一电感L1组成滤波稳压电路。

本实时方式中，电池组模块103包括电池组B1，电阻R5与电池组B1的正极相连，实现由单片机芯片U1微调充电恒压值。电容C3与电池组B1并联，用于给电池组B1充电时进行滤波。电阻R6用于调节输出充电电流。

同时，电容C4为滤波电容，连接于外部输入电源Vcc与地之间，用于对输入电源Vcc进行滤波，提供单片机芯片U1供电，且，电容C4的接地端与单片机芯片U1脚5相连。电阻R9、R10相互串联，且与电容C4相并联，电阻R12也与电容C4并联。本实时方式中，电容C4跨接于单片机芯片U1脚3与脚5之间，电容C5与电阻R10相并联，电阻R11连接于电阻R9、R10的公共端与单片机芯片U1脚4之间。电阻R9、R10组成分压电路，将输入电源Vcc分压成合适的电压值，经限流电容C5、电流电阻R11提供给单片机芯片U1供电，经内部电源稳压，提供稳定的参考电压。本实时方式中，单片机芯片U1通过脚4来感测外部电源Vcc的电流大小，从而通过脚1、2输出PMW波。故，脚4做为单片机芯片U1的外部电源电流感测接脚。

电容C6连接于单片机芯片U1脚6与电池组B1负极之间，并接地；电容C7连接于单片机芯片U1脚7与电池组B1负极之间，并接地；电容C8连接于单片机芯片U1脚8与电池组B1负极之间，并接地。电阻R12与电容C6并联。

单片机芯片U1脚11、脚12做为I2C或者Uart接口，藉以调整升压电路105的输出电压大小，且，脚14做为开关控制接脚，输出开关控制信号(Power_STBY)给开关电路104，用以开启或关断音响系统的电源信号。同时，单片机芯片U1脚15做为静音信号接脚，用于输出静音信号(Mute)。单片机芯片U1脚13做为信号采样反馈接脚，与信号采样反馈电路109相连，用于采集接收功率放大器106实时反馈的功率信号。

按键开关电路111包括一个按键S1，其通过电阻R17与单片机芯片U1脚16相连接，当用户想要开启音响系统播放音乐时，触发该按键S1，则单片机芯片U1接收到开机指令，并通过脚14将该开机指令传输至开关电路104；反之，当用户想要停止播放音乐时，也触发该按键S1，则单片机电路107接收到关机指令，同样通过脚14将该关机指令传输至开关电路104。

开关电路104包括三极管Q3、第二MOS管Q4、电阻R13、R14、R15、R16，电容C9、C10。三极管Q3的基极通过电阻R13与单片机芯片U1脚14相连，用于接收开关机信号，其发射极接地，集电极通过电阻R15与第二MOS管Q4的栅极相连。电阻R14与电容C9相并联且跨接于三极管Q3的基极与发射极之间。电阻R16与电容C10相并联且跨接于第二MOS管Q4的栅极与输出端之间。本实时方式中，第二MOS管Q4的输入端与电池组B1正极相连，当按键S1，单片机芯片U1脚16对地短接1秒，脚14输出高电平，则第二MOS管Q4导通，整个音响系统供电；同理，再次按下按键S1，再次对地短接，则音响系统关闭供电。

升压电路105包括一个具有多个引脚的升压芯片U2，多个电阻R17、R18、...、R25，多个电容C11、C12、...、C22以及一个电感L2。电阻R17与电容C11串联于升压芯片脚1与脚13之间，电感L2连接于升压芯片U2脚1与脚12之间，且电阻R18与电容C12串联于升压芯片U2脚1与地之间。电容C13、C14、C15并联于升压芯片U2脚12与地之间，且升压芯片U2的脚12同时连接电池组B1与开关电路104中第二MOS管Q4的输出端。电阻R19、R20相互串联，再与电容C16并联于升压芯片U2脚2与地之间，电容C17连接于升压芯片U2脚3与地之间，电容C18连接于升压芯片U2脚4与地之间，电容C19与电阻R20串联后再与电容C18并联。电阻R22与R23串联于升压芯片U2脚8与地之间，升压芯片U2脚5连接至电阻R21与R22的公共端，升压芯片U2脚6、脚7接地。电容C20、C21并联于升压芯片U2脚8与地之间，且脚8做为升压芯片U2的升压电信号接脚与功率放大器106相连。电阻R24与电容C22串联于升压芯片U2脚9与地之间，且电阻R25与电容C22并联。升压芯片U2脚10、11做为升压芯片U2的I2C或Uart接脚，分别连接于单片机芯片U2脚12与脚11，用于跟单片机芯片U2通过I2C或者Uart通信。

功率放大电路106包括一个具有多个引脚的功放芯片U3，多个电阻R26、R27、R28、R29、R30、R31，多个电容C23、C24、...、C41，两个电感L3、L4。其中，功放芯片U3脚1、15、22、25、28、33均接地；脚2、3相连并通过电容C23接地；脚4、5做为功放芯片U3的音频输入接脚，分别通过电容C24、C25与音频电路108相连，用以接收音频电路108传输的音频信号。功放芯片U3脚6通过电容C26与脚11相连，脚7通过串联的电阻R26、R27与脚11相连；脚8连接至电阻R26、R27的公共端；脚9、10、11相连且同时接地；脚12做为功放芯片U3的静音信号接脚，通过电阻R28与单片机芯片U1的静音信号接脚15相连，用于接收来自单片机芯片U1输出的静音信号(Mute)；电容C27连接于脚12与地之间；脚13、14做为功放芯片U3的I2C或Uart接脚，分别与单片机芯片U1的I2C或Uart接脚11、12相连。电容C28、C29、C30相互并联于功放芯片U3脚17与地之间，且同时脚17做为功放芯片U3的升压电信号接脚对应与升压芯片U2的脚8相连，用于接收升压电路105输出的高电压；同时，脚18、19也连接于脚17。功放芯片U3脚20通过电容C31与脚21相连，脚24通过电容C32与脚23相连，且同时连接至电感L3的一端；相同地，脚26通过电容C33与脚27相连，脚30通过电容C34与脚29相连，且同时连接至电感L4的一端。电阻R29与电容C35相互串联，且与电容C36并联于电感L3的另一端与地之间；同样地，电阻R30与电容C37相互串联，且与电容C38并联于电感L4的另一端与地之间。

本实时方式中，扬声器110跨接于电感L3与L4之间。电阻R31做为功放芯片U3的升压电信号接脚对应与电容C41相互串联，并与电容C39、C40并联，且连接于功放芯片U3脚31、32，同时与升压芯片U2脚8相连，同样用于接收升压电路105输出的高电压。

本实时方式中，电容C24、C25为隔直耦合电容。电感L3、电阻R29、电容35与电感L4、电阻R30、电容C37组成LC滤波电路跨接在功放芯片U3脚20、30之间，滤除经放大后的高频载波，检出有用的音频信号。同时，扬声器110将电信号转换为声音信号播放出去。本实施方式中，功放芯片U3脚20、30可称为功放信号输出接脚。

信号采样反馈电路109包括一个变压器T，二个二极管D2、D3，多个电阻R32、R33、R34、R35以及多个电容C42、C43、C44。其中，电容C43与电阻R34串联于变压器T初级线圈一端与功率放大器电路106的电感L3之间，电容C44与电阻R35串联于变压器T初级线圈另一端与功率放大器电路106的电感L4之间。变压器T具有两个次级线圈，所述两个次级线圈分别通过二极管D2、D3相连，并通过电阻R33与单片机芯片U1脚13相连，电阻R32与电容C42相互并联于单片机芯片U1脚13与地之间。同时，变压器T的两个次级线圈的公共端接地。

本实时方式中，信号采样反馈电路109动态采集扬声器110实际消耗的功率，并输出给单片机芯片U1，单片机芯片U1分析判断音响消耗的功率，从而判断扬声器110所需要的输出功率，进一步可以判断功率放大器电路106所需要的电压值，然后通过单片机芯片U1脚11、12的I2C或者Uart通信来实时控制升压电路105输出的电压值，以便实现音响系统工作效率的最大化。

本实时方式中，首先，外部电源Vcc与第一MOS管Q1、Q2组成的脉宽调制电路相连，单片机芯片U1脚1、2输出脉宽调制信号PWM控制电压占空比，从而控制充电电流。单片机芯片U1脚9连接的电阻R6控制输出电流，提供合适的电压电流给电池组B1充电；脚10连接的电阻R4设置截止充电电压值。

其次，电容C43、电阻R34以及电容C44、电阻35随着功放输出采样衰减后分别通过电容C43、C44隔直耦合，输入变压器T，经过变压器T转变成合适的电平值信号。由于变压器T初级输入端的信号变化，耦合到次级两绕组的电压也会随着发生变化，经二极管D2、D3组成检波整流为直流电压，经电阻R32、R33组成的分压电路，以及电容C42滤波，输出随信号瞬态变化的电压值给单片机芯片U1内置的模数转换器采样分析，从而判断功率放大器电路106输出信号大小动态变化状态。

再次，单片机芯片U1脚4与脚13侦测到的采样数据，分析判断音响消耗的功率，从而判断扬声器110所需要的输出功率，进一步可以判断功率放大器所需要的电压值，然后通过单片机芯片U1脚11、12实时控制升压电路105的电压值随音乐信号动态变化，同时根据单片机芯片U1脚4侦测到的电压变化幅度，可以判断外部电源Vcc输出是否过载。如是，单片机芯片U1脚1、2输出PWM信号控制电压占空比，减少充电电流，否则维持原来正常的充电电流。

然后，单片机芯片U1根据采集回来的数据，采用连接功放芯片U3的I2C线，调制功放芯片U3内部的DSP，调制频率响应、自动增益控制等，提高音响音质及降低失真度。

最后，单片机芯片U1根据二极管D2、电阻R33、R34、R35组成的采样电路，动态采样扬声器110实际消耗的功率，分析判断音响消耗的功率，从而判断扬声器110所需要的输出功率，进一步可以判断功率放大电路106所需要的电压值，然后通过单片机芯片U1脚11、12的I2C或Uart口实时控制升压芯片U2输出的电压值，以便实现音响系统功率效率的最大化。

综上所述，本实施例所提供的可充电智能音响电源管理系统，采样反馈电路109将音响播放的音乐实时功率采集并输出给单片机电路107，从而单片机电路107控制升压电路105的升压值，进而控制功率放大电路106的功率大小，实现音响系统电源管理效率的最大化。

显然，以上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，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可充电智能音响电源管理系统，用于给所述智能音响供电，将外部接收到的音频信号放大并通过扬声器播放出去，其包括电源输入接口、充电电路、电池组模块、开关电路、升压电路以及功率放大器，其中，所述充电电路藉由所述电源输入接口接收到外部电源给所述电池组模块进行充电，所述开关电路用于开启或关断所述智能音响的电源供应，所述升压电路将所述电池组模块的电压进行升压，并输出至所述功率放大器，其特征在于，所述可充电智能音响电源管理系统还包括：

信号采样反馈电路，与所述功率放大器相连，用于实时采集所述功率放大器的功率信号；以及

单片机电路，与所述充电电路、所述开关电路、所述升压电路以及所述信号采样反馈电路相连；

其中，所述单片机电路是具有多个接脚的单片机芯片，其根据所述电源输入接口的电流大小输出PWM信号给所述充电电路，用于调节充电电流的大小，控制所述电池组模块的充电时间；同时根据所述信号采样反馈电路采集到的实时功率信号控制所述升压电路的输出电压，使其随着所述功率放大器的变化实时变化。

2.根据权利要求1所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，还包括音频电路，与所述功率放大器相连，用于输入外部音频信号。

3.根据权利要求1所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，还包括开关按键电路，与所述单片机电路相连，用于输出用户开关机指令。

4.根据权利要求3所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，所述单片机电路与所述功率放大器相连，当所述开关按键电路输出开关机信号时，所述单片机电路输出静音信号给所述功率放大器，所述功率放大器瞬间关断，避免受到开关机杂音干扰。

5.根据权利要求1所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，所述充电电路包括两个第一MOS管，组成脉宽调制开关电路，其栅极分别连接于所述单片机芯片的脉宽调制信号接脚，用于接收所述单片机芯片输出的PWM信号，从而调整输出电压的占空比。

6.根据权利要求1所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，还包括：

两个分压电阻，用于将所述输入电源分压成合适的电压值；

限流电阻，连接于所述两个分压电阻的公共节端与所述单片机芯片的外部电源电流感测接脚；以及

限流电容，与所述分压电阻之一相并联，用于提供稳定的参考电压。

7.根据权利要求1所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，所述开关电路包括：

三极管，其基极与所述单片机芯片的开关控制接脚相连，用于接收开启或关断信号，发射极接地；以及

第二MOS管，其栅极与所述三极管的集电极相连，输入端与所述电池组模块相连，输出端用以输出开关控制信号。

8.根据权利要求7所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，所述升压电路包括具有多个接脚的升压芯片，其中，所述升压芯片的升压电信号接脚与所述功率放大器相连，用于输出升压后的电压信号；所述升压芯片I2C或Uart接脚与所述单片机芯片对应的I2C或Uart接脚相连，用于根据所述单片机芯片升压控制信号来调整升压大小；且所述升压芯片也与所述第二MOS管的输出端相连，用于接收所述开关控制信号。

9.根据权利要求8所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，所述功率放大器包括：

具有多个接脚的功放芯片，其中，所述功放芯片的音频输入接脚与所述音频电路相连，用于接收外部音频信号；所述功放芯片的静音信号接脚对应与单片机芯片的静音信号接脚相连，用于接收所述静音信号；所述功放芯片的I2C或Uart接脚对应与所述单片机芯片I2C或Uart接脚相连，用于二者的通信；所述功放芯片的升压电信号接脚对应与所述升压芯片的升压电信号接脚相连，用于接收升压后的电压信号；

LC滤波电路，跨接于所述功放芯片的两个功放信号输出接脚之间，用于滤除经放大后的高频载波，检出有用的音频信号给所述扬声器，包括两个电感、两个电容以及两个电阻，其中的一个电感、电阻以及电容相互串联于所述功放芯片的一个功放信号输出接脚与地之间，其中另一个电感、电阻以及电容相互串联于所述功放芯片的另一个功放信号输出接脚与地之间。

10.根据权利要求9所述的可充电智能音响电源管理系统，其特征在于，所述信号采样反馈电路包括：

变压器，具有一个初级线圈和两个次级线圈，其中，所述变压器初级线圈的两端分别与所述LC滤波电路中的电感相连；所述变压器两个次级线圈相连且公共端接地，并同时与所述单片机芯片的信号采样反馈接脚相连；

两个检波整流二极管，二者的阳极分别与所述变压器的两个次级绕组相连，阴极相连并连接至所述单片机芯片的信号采样反馈接脚。

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