CN114697828A - 功放控制电路、电源控制电路及音频设备 - Google Patents

功放控制电路、电源控制电路及音频设备 Download PDF

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CN114697828A CN202011631453.6A CN202011631453A CN114697828A CN 114697828 A CN114697828 A CN 114697828A CN 202011631453 A CN202011631453 A CN 202011631453A CN 114697828 A CN114697828 A CN 114697828A
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Abstract

本申请涉及一种电源控制电路功放控制电路、电源控制电路及音频设备；功放控制电路包括延时电路、检测比较电路、放电电路和执行电路；其中，延时电路连接待机电源，延时电路通过执行电路连接至功放；检测比较电路连接待机电源和放电电路；放电电路连接延时电路；上电时，延时电路通过充电方式进行延时启动，在充电完成后触发执行电路输出控制信号开启功放，对功放进行上电保护；在掉电时，检测比较电路快速检测到待机电源的电压降低，启动放电电路对延时电路进行放电；延时电路在放电完成后触发执行电路输出保护信号关闭功放，对功放进行掉电保护；该方案能够在上电时延时启动功放，也可以在掉电时及时控制功放断电，起到保护功放及扬声器的作用。

Description

功放控制电路、电源控制电路及音频设备
技术领域
本申请涉及音频技术领域，尤其是一种电源控制电路功放控制电路、电源控制电路及音频设备。
背景技术
在音频设备中，为了保护功放及扬声器，往往会采用延时启动和掉电保护设计，在系统开关机时，通过先对功放进行关断和对扬声器进行静音，确保功放前级的冲击信号不会被放大到扬声器，在保障功放安全性的同时也保护扬声器不会因为过大的冲击信号而损坏。
常规的技术中，一般延时启动和掉电技术都是交流电源进行检测，当检测到作为供电电源的交流电上电或者掉电时进行快速检测，并进行相关关断和静音控制，然而在很多采用开关电源的音频设备中，对交流电进行检测电路是非常复杂，导致设备成本较高。
发明内容
本申请提供一种电源控制电路功放控制电路、电源控制电路及音频设备，实现了直接对待机电源进行快速检测，在上电和掉电过程中保护功放及扬声器。
一种功放控制电路，包括：延时电路、检测比较电路、放电电路和执行电路；
其中，所述延时电路连接待机电源，所述延时电路通过执行电路连接至功放；所述检测比较电路连接待机电源和放电电路；所述放电电路连接延时电路；
上电时，所述延时电路通过充电方式进行延时启动，在充电完成后触发所述执行电路输出控制信号开启功放，对功放进行上电保护；
在掉电时，所述检测比较电路快速检测到待机电源的电压降低，启动放电电路对延时电路进行放电；所述延时电路在放电完成后触发所述执行电路输出保护信号关闭功放，对功放进行掉电保护。
在一个实施例中，所述的功放控制电路还包括连接在所述延时电路和待机电源之间的隔离电路，用于抑制主机传输的干扰信号。
在一个实施例中，所述检测比较电路包括：三极管Q2，储能电容C6，二极管D3和二极管D4；
所述二极管D4连接在待机电源与三极管Q2的发射极之间，所述储能电容C6连接所述三极管Q2的发射极；所述二极管D3通过电阻R5连接在所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的基极通过电阻R5和电阻R2接地，所述三极管Q2的集电极输出检测信号；
在通电状态下，所述待机电源通过二极管D4向储能电容C6进行充电，以及通过二极管D3向所述三极管Q2的基极提供电压；
在掉电时，所述储能电容C6向所述三极管Q2的发射极提供电压，所述三极管Q2的基极电压下降，在所述三极管Q2的基极与集电极产生电压差时，所述三极管Q2导通，所述三极管Q2的集电极输出电平信号。
在一个实施例中，所述延时电路包括电阻R3和储能电容C1；所述放电电路包括电阻R7和三极管Q3；所述执行电路包括电阻R6、电阻R9和三极管Q1；
所述储能电容C1通过电阻R3连接待机电源；所述储能电容C1通过电阻R9连接三极管Q1的基极；
所述三极管Q3的集电极连接储能电容C1，三极管Q3的基极通过电阻R7连接三极管Q2的发射极；三极管Q3的发射极接地；
所述三极管Q1的集电极通过电阻R6连接至待机电源，所述三极管Q1的集电极连接功放。
在一个实施例中，所述延时电路还包括电阻R4和储能电容C3；其中，储能电容C1和储能电容C3并联实现充电延时功能。
在一个实施例中，所述隔离电路包括光电耦合器，所述光电耦合器的一个输出端连接二极管D3，另一个输出端通过电阻R5连接三极管Q2的基极。
在一个实施例中，所述三极管Q1的基极还连接级联的多个二极管，用于在三极管Q1的基极上产生压降。
一种电源控制电路，包括：功放静音控制电路和功放后级电源控制电路；其中，所述功放静音控制电路和后级电源控制电路分别包括上述的功放控制电路；
所述功放静音控制电路连接功放的静音电路，所述后级电源控制电路连接功放的电源开关。
在一个实施例中，所述的电源控制电路还包括：连接在所述功放静音控制电路和功放后级电源控制电路之间的使能控制电路，用于在功放静音控制电路处于无效状态时使能禁止功放后级电源控制电路进行状态切换。
一种音频设备，包括：上述的电源控制电路，功放以及扬声器。
本申请上述技术方案，具有如下有益效果：
(1)通过延时电路、检测比较电路、放电电路和执行电路构建了功放控制电路，上电时，延时电路通过充电方式进行延时启动，在充电完成后触发所述执行电路输出控制信号开启功放，对功放进行上电保护；在掉电时，检测比较电路快速检测到待机电源的电压降低，启动放电电路对延时电路进行放电；延时电路在放电完成后触发所述执行电路输出保护信号关闭功放，对功放进行掉电保护；该技术方案能够对音频设备能够自定义上电时延时启动功放，也可以对待机电源掉电时及时控制功放断电，起到保护功放及扬声器的作用。
进一步的，提供了快速检测待机电源状态变化的电路，实现了对待机电源掉电的快速检测。
(2)本申请的电源控制电路，通过功放静音控制电路、功放后级电源控制电路以及静音执行电路和后级电源控制电路；实现对功放的静音控制和功放的电源开关控制。
进一步的，通过连接在静音执行电路与后级电源控制电路之间的使能控制电路，可以在静音执行电路处于无效状态时使能禁止后级电源控制电路进行状态切换，确保了上电和掉电过程中，功放及扬声器处于静音状态。
(3)本申请的音频设备，通过电源控制电路，功放以及扬声器，在上电时能够延时启动功放及扬声器，实现延时启动保护；在掉电时，可以快速检测待机电源的掉电状态，实现对功放及扬声器的掉电保护，确保功放及扬声器的安全。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是一个实施例的功放控制电路的结构示意图；
图2是另一个实施例的功放控制电路的结构示意图；
图3是一个实施例的检测比较电路的结构示意图；
图4是另一个实施例的检测比较电路的结构示意图；
图5是又一个实施例的功放控制电路的结构示意图；
图6是一个实施例的电源控制电路的结构示意图；
图7是另一个实施例的电源控制电路的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。
本申请的技术方案，主要是用于音频设备，对功放及扬声器进行保护，例如，该技术方案就可以适用于音视频一体机中，音视频一体机是一种软硬件高度集成、多场景应用的和便于现场部署的音视频处理设备，其电源系统通过电源插头连接在电源(如交流220V)的电源线路上，然后分别在各个电路板上设计单独的开关电源进行供电，从而会采用开关电源进行供电，采用本申请的技术方案，可以采用开关电源的设备中为功放及扬声器提供及时保护。在设备上电后，功放板进入待机状态，功放板是使用待机电源，因此，本申请下文使用待机电源来进行举例，实际应用中，待机电源可以是指给功放提供电能的任何电源。
参考图1，图1是一个实施例的功放控制电路的结构示意图，主要包括：延时电路、检测比较电路、放电电路和执行电路；其中，延时电路连接待机电源，延时电路通过执行电路连接至功放；检测比较电路连接待机电源和放电电路；放电电路连接延时电路。
上电时，延时电路通过充电方式进行延时启动，在充电完成后触发执行电路输出控制信号开启功放，对功放进行上电保护；在掉电时，检测比较电路快速检测到待机电源的电压降低，启动放电电路对延时电路进行放电；延时电路在放电完成后触发所述执行电路输出保护信号关闭功放，对功放进行掉电保护。
本实施例的技术方案，通过延时电路、检测比较电路、放电电路和执行电路构建了功放控制电路，上电时，延时电路通过充电方式进行延时启动，在充电完成后触发所述执行电路输出控制信号开启功放，对功放进行上电保护；在掉电时，检测比较电路快速检测到待机电源的电压降低，启动放电电路对延时电路进行放电；延时电路在放电完成后触发所述执行电路输出保护信号关闭功放，对功放进行掉电保护；该技术方案能够对音频设备能够自定义上电时延时启动功放，也可以对待机电源掉电时及时控制功放断电，起到保护功放及扬声器的作用。
进一步的，参考图2所示，图2是另一个实施例的功放控制电路的结构示意图；该功放控制电路还可以包括连接在延时电路和待机电源之间的隔离电路，用于抑制主机传输的干扰信号。
本实施例中，主机通过控制电源提供给隔离电路，通过隔离电路可以控制源控制待机电源产生的电流。
为了更加清晰本申请的技术方案，下面阐述更多实施例。
在一个实施例中，为了提供快速检测待机电源状态变化的检测比较电路，实现对待机电源掉电的快速检测。本申请提供如下实施例，参考图3所示，图3是一个实施例的检测比较电路的结构示意图，如图示，该检测比较电路，包括：三极管Q2，储能电容C6，二极管D3和二极管D4；二极管D4连接在待机电源与三极管Q2的发射极之间，储能电容C6连接三极管Q2的发射极；二极管D3通过电阻R5连接在所述三极管Q2的基极，三极管Q2的基极通过电阻R5和电阻R2接地，三极管Q2的集电极输出检测信号。
在通电状态下，待机电源通过二极管D4向储能电容C6进行充电，以及通过二极管D3向三极管Q2的基极提供电压；在掉电时，储能电容C6向三极管Q2的发射极提供电压，三极管Q2的基极电压下降，在三极管Q2的基极与集电极产生电压差时，三极管Q2导通，三极管Q2的集电极输出电平信号。
本实施例的检测比较电路，分别通过二极管D3和二极管D4单向供电，二极管D4和储能电容C6构成一个电源，当掉电时，储能电容C6可以向三极管Q2的发射极提供电压，三极管Q2的基极由于连接待机电源而缓慢降压，由此在三极管Q2的基极与集电极产生电压差使得三极管Q2导通，三极管Q2的集电极输出电平信号，实现了对待机电源掉电的快速检测，便于对音频设备中待机电源掉电时及时控制功放断电，起到保护功放及扬声器的作用。
参考图4，图4是另一个实施例的检测比较电路的结构示意图。
在本实施例中，隔离电路包括光电耦合器，光电耦合器的一个输出端4连接二极管D3，另一个输出端3通过电阻R5连接三极管Q2的基极。
如图示，在隔离电路前端还可以连接储能电容C4和电容C5，光电耦合器的输入端通过电阻R1连接至主机系统。例如，主机系统输出5V电源，待机电源STANDBY POWER为5V直流电。
在具体工作中：主机系统输出5V电源控制光电耦合器U1导通，待机电源STANDBYPOWER输出5V直流电源通过二极管D3至三极管Q5的基极，另一路上，待机电源STANDBYPOWER输出5V直流电源通过二极管D4对储能电容C6进行充电，并提供5V电压给三极管Q2的发射极；此时三极管Q2截止状态。当掉电时，主机系统关闭了控制电源，此时，待机电源STANDBY POWER缓慢下降；待机电源STANDBY POWER通过二极管D3、光电耦合器U1以及电阻R5给三极管Q2的基极缓慢下降电压；储能电容C6保持接近于5V的电源，二极管D4反向截止，储能电容C6向三极管Q2提供接近于5V的电压，当三极管Q2的基极与集电极产生了电压差，当电压差为一定值(如锗三极管0.2～0.3V，硅三极管0.5～0.6V)时，三极管Q2导通，此时发射极可以输出一个电平信号，从而快速检测出待机电源STANDBY POWER的掉电状态。
参考图5，图5是又一个实施例的功放控制电路的结构示意图；在本实施例中，延时电路包括电阻R3和储能电容C1；放电电路包括电阻R7和三极管Q3；执行电路包括电阻R6、电阻R9和三极管Q1。
其中，储能电容C1通过电阻R3连接待机电源；储能电容C1通过电阻R9连接三极管Q1的基极；三极管Q3的集电极连接储能电容C1，三极管Q3的基极通过电阻R7连接三极管Q2的发射极；三极管Q3的发射极接地；三极管Q1的集电极通过电阻R6连接至待机电源，三极管Q1的集电极连接功放。
进一步的，在本实施例中，延时电路还可以包括电阻R4和储能电容C3；其中，储能电容C1和储能电容C3并联实现充电延时功能。三极管Q3的基极和发射极之间还可以分别连接储能电容C7和电阻R8。即可以采用两组储能电容进行充电，增加充电时间。
在具体工作中：
上电时，由于三极管Q1的通过上拉电阻R6连接至待机电源STANDBY POWER，上电时三极管Q1处于截止状态，此时输出端POWER ON输出高电平信号至功放，关闭功放及扬声器；同时，待机电源STANDBY POWER通过二极管D3、光电耦合器U1、电阻R3后对储能电容C1进行缓慢充电，并通过电阻R4后对储能电容C3进行缓慢充电，储能电容C1和C3充满电后，通过电阻R9向三极管Q1的基极提供电压；当电压达到一定值时，三极管Q1导通，此时输出端POWERON输出低电平信号至功放，开始功放及扬声器；由此实现了延时启动功放及扬声器的功能，在开机上电时能够对功放及扬声器提供保护。
掉电时(如关机操作、意外断电等)，储能电容C6向三极管Q2的发射极提供电压，三极管Q2的基极电压下降，在三极管Q2的基极与集电极产生电压差时，三极管Q2导通，三极管Q2的集电极输出高电平信号至三极管Q3的基极，三极管Q3导通，由于三极管Q3的发射极接地，储能电容C1和C3通过三极管Q3快速放电，在放电后，三极管Q1的基极的电压快速下降，此时，三极管Q1讯速进入截止状态，对应的，输出端POWER ON输出高电平信号至功放，快速关闭功放及扬声器；从而避免了待机电源掉电电压会缓慢下降导致来不及检测的情况，保证了在冲击信号到达功放和扬声器之前对功放及扬声器完全断电，从而达到保护功放及扬声器的作用。
在一个实施例中，三极管Q1的基极还连接级联的多个二极管，用于在三极管Q1的基极上产生压降。如图4所示，图中增加了二极管D1、二极管D2和二极管D5，当然也可以根据实际情况级联不同数量的二极管。
本实施例中，通过级联二极管，从而可以在三极管Q1的基极上产生压降，因为在储能电容C1和C3充电时，充电越满延时越长，而三极管的基极一般电压较低时即可使得三极管Q1导通，为了避免三极管Q1过早导通，在此级联多个二极管进行分压，提升基极的PN结的电压值，延缓充电延时时间。这样在储能电容C1和C3充电到达较高电压时，三极管Q1才会导通，可以设置更长的延时时间，该技术方案相对于采用稳压二极管方式电路简单，实现更加精准的延时控制。
下面阐述本申请的电源控制电路的实施例。
参考图6，图6是一个实施例的电源控制电路的结构示意图；主要包括：功放静音控制电路和功放后级电源控制电路；其中，功放静音控制电路和后级电源控制电路分别上述实施例提供的功放控制电路；如图中，功放静音控制电路对应包括功放控制电路1，后级电源控制电路对应包括后级电源控制电路2；功放静音控制电路连接功放的静音电路，后级电源控制电路连接功放的电源开关。
通过图中可以看出，功放控制电路1的输出端POWER ON可以输出电平信号至功放控制功放的静音电路，对扬声器进行静音处理，避免冲击信号对扬声器损坏。功放控制电路2的输出端MUTE可以输出电平信号至功放控制功放的电源开关，开启/关闭功放，避免冲击信号对功放的损坏。
本实施例的电源控制电路，通过功放静音控制电路、功放后级电源控制电路以及静音执行电路和后级电源控制电路；实现对功放的静音控制和功放的电源开关控制。
参考图7，图7是另一个实施例的电源控制电路的结构示意图；该电源控制电路还包括：连接在功放静音控制电路和功放后级电源控制电路之间的使能控制电路，用于在功放静音控制电路处于无效状态时使能禁止功放后级电源控制电路进行状态切换。
具体的，当功放静音控制电路输出低电平时，此时功放及扬声器处于工作状态，因此通过使能控制电路，禁止功放后级电源控制电路进行上电或掉电的状态变换；当功放静音控制电路输出高电平时，此时功放及扬声器处于静音状态，通过使能控制电路，允许功放后级电源控制电路进行上电或掉电的状态变换。
本实施例中，通过使能控制电路可以确保了上电和掉电过程中，功放及扬声器处于静音状态，避免冲击信号对功放及扬声器的影响。
下面阐述本申请的音频设备的实施例。
本申请提供的音频设备，包括：上述实施例的电源控制电路，功放以及扬声器；本实施例中，对于电源控制电路，功放以及扬声器可以参考上述相关实施例的阐述，在此不再赘述。
本实施例的音频设备，通过电源控制电路，可以对待机电源掉电的快速检测，在直流电源掉电时及时控制功放断电，起到保护功放及扬声器的作用。而且通过并联的多个电源控制电路可以对功放进行静音控制和电源开关等进行控制，确保功放及扬声器的安全。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种功放控制电路，其特征在于，包括：延时电路、检测比较电路、放电电路和执行电路；
其中，所述延时电路连接待机电源，所述延时电路通过执行电路连接至功放；所述检测比较电路连接待机电源和放电电路；所述放电电路连接延时电路；
上电时，所述延时电路通过充电方式进行延时启动，在充电完成后触发所述执行电路输出控制信号开启功放，对功放进行上电保护；
在掉电时，所述检测比较电路快速检测到待机电源的电压降低，启动放电电路对延时电路进行放电；所述延时电路在放电完成后触发所述执行电路输出保护信号关闭功放，对功放进行掉电保护。
2.根据权利要求1所述的功放控制电路，其特征在于，还包括连接在所述延时电路和待机电源之间的隔离电路，用于抑制主机传输的干扰信号。
3.根据权利要求2所述的功放控制电路，其特征在于，所述检测比较电路包括：三极管Q2，储能电容C6，二极管D3和二极管D4；
所述二极管D4连接在待机电源与三极管Q2的发射极之间，所述储能电容C6连接所述三极管Q2的发射极；所述二极管D3通过电阻R5连接在所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的基极通过电阻R5和电阻R2接地，所述三极管Q2的集电极输出检测信号；
在通电状态下，所述待机电源通过二极管D4向储能电容C6进行充电，以及通过二极管D3向所述三极管Q2的基极提供电压；
在掉电时，所述储能电容C6向所述三极管Q2的发射极提供电压，所述三极管Q2的基极电压下降，在所述三极管Q2的基极与集电极产生电压差时，所述三极管Q2导通，所述三极管Q2的集电极输出电平信号。
4.根据权利要求3所述的功放控制电路，其特征在于，所述延时电路包括电阻R3和储能电容C1；所述放电电路包括电阻R7和三极管Q3；所述执行电路包括电阻R6、电阻R9和三极管Q1；
所述储能电容C1通过电阻R3连接待机电源；所述储能电容C1通过电阻R9连接三极管Q1的基极；
所述三极管Q3的集电极连接储能电容C1，三极管Q3的基极通过电阻R7连接三极管Q2的发射极；三极管Q3的发射极接地；
所述三极管Q1的集电极通过电阻R6连接至待机电源，所述三极管Q1的集电极连接功放。
5.根据权利要求4所述的功放控制电路，其特征在于，所述延时电路还包括电阻R4和储能电容C3；其中，储能电容C1和储能电容C3并联实现充电延时功能。
6.根据权利要求4所述的功放控制电路，其特征在于，所述隔离电路包括光电耦合器，所述光电耦合器的一个输出端连接二极管D3，另一个输出端通过电阻R5连接三极管Q2的基极。
7.根据权利要求4所述的功放控制电路，其特征在于，所述三极管Q1的基极还连接级联的多个二极管，用于在三极管Q1的基极上产生压降。
8.一种电源控制电路，其特征在于，包括：功放静音控制电路和功放后级电源控制电路；其中，所述功放静音控制电路和后级电源控制电路分别包括权利要求1至7任一项所述的功放控制电路；
所述功放静音控制电路连接功放的静音电路，所述后级电源控制电路连接功放的电源开关。
9.根据权利要求8所述的电源控制电路，其特征在于，还包括：连接在所述功放静音控制电路和功放后级电源控制电路之间的使能控制电路，用于在功放静音控制电路处于无效状态时使能禁止功放后级电源控制电路进行状态切换。
10.一种音频设备，其特征在于，包括：如权利要求8或9所述的电源控制电路，功放以及扬声器。
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