CN116709153A - 一种功放设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功放电路，包括：功放电路、测温模块、控制模块、反馈控制电路；功放电路的输入端接信号源，功放电路的输出端接播放设备；测温模块采集功放电路的温度信号，并将温度信号传递给控制模块；控制模块根据温度信号向反馈控制电路发出控制信号；反馈控制电路包括受控电阻，受控电阻的第一端连接功放电路的输入端，受控电阻的第二端接地；反馈控制电路根据控制信号，控制受控电阻的阻值。本发明采集功放电路的当前温度状态，控制模块根据温度信号控制反馈控制电路，调节其受控电阻的阻值状态，实现对功放电路的调节，精确保障了功放设备的安全、稳定运行，并且本发明的功放设备还能够避免对信号源的污染，更好地保护播放音质。

Description

一种功放设备
技术领域
本发明涉及一种扩音设备领域，尤其涉及一种功放设备。
背景技术
功放设备可以对信号源放大然后通过播放设备进行播放，功放设备在持续使用过程中会产生发热现象，尤其是在一些专业音频扩声场景例如演唱会、会议、广播等场景，其用到的功放设备功率大，数量多，热量快速积累，如果这热量在使用过程度中因环境因素得不到良好的散热，会导致功放设备的损坏。
对此，本发明提供一种能够稳定、安全运行的功放设备。
发明内容
本发明提供一种功放设备，用以解决现有技术中功放设备容易积累热量损坏的缺陷。
本发明提供的一种功放设备，包括：功放电路、测温模块、控制模块、反馈控制电路；
所述功放电路的输入端接信号源，所述功放电路的输出端接播放设备；
所述测温模块采集所述功放电路的温度信号，并将所述温度信号传递给所述控制模块；
所述控制模块根据所述温度信号向所述反馈控制电路发出控制信号；
所述反馈控制电路包括受控电阻，所述受控电阻的第一端连接所述功放电路的输入端，所述受控电阻的第二端接地；所述反馈控制电路根据所述控制信号，控制所述受控电阻的阻值。
根据本发明提供的一种功放设备，所述控制模块被配置为；
在所述温度信号大于设定阈值的情况下，向所述反馈控制电路发送第一电平信号，以使得所述反馈控制电路控制所述受控电阻呈低阻态；
在所述温度信号小于或等于所述的设定阈值的情况下，向所述反馈控制电路发送第二电平信号，以使得所述反馈控制电路控制所述受控电阻呈高阻态。
根据本发明提供的一种功放设备，所述反馈控制电路包括开关晶体管、发光二极管和所述受控电阻；
所述开关晶体管的控制端连接所述控制模块，用于接收所述控制模块的控制信号；所述开关晶体管的两个受控端与所述发光二极管串联在第一电源支路上；
所述受控电阻为光敏电阻，用于接收所述发光二极管的光线。
根据本发明提供的一种功放设备，所述第一电源支路上靠近电源正极的一侧还串接有第二电阻。
根据本发明提供的一种功放设备，设备还包括散热体，用于为所述功放电路散热；所述测温模块包括热敏电阻，用于采集所述散热体的温度信号。
根据本发明提供的一种功放设备，所述测温模块包括热敏电阻和第三电阻；
所述热敏电阻和所述第三电路串联在第二电源支路上；所述热敏电阻和所述第三电阻之间的检测点连接所控制模块的温度信号引脚。
根据本发明提供的一种功放设备，所述测温模块还包括跟随器，所述检测点连接所述跟随器的正端，所述跟随器的输出端连接所述控制模块的所述温度信号引脚。
根据本发明提供的一种功放设备，所述控制模块根据如下公式确定所述功放电路的温度：
Vt＝VcRc/(Rc+Rt)；
其中，Vt是所述检测点的电压，Vc是所述第二电源支路的供电电压，Rc是所述第三电阻，Rt是所述热敏电阻，Rt温度的函数。
根据本发明提供的一种功放设备，还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端接所述信号源，所述第一电阻的第二端连接所述功放电路的输入端以及所述受控电阻的第一端。
根据本发明提供的一种功放设备，还包括显示模块，所述显示模块连接所述控制模块，用于显示所述功放电路的温度。
本发明的一种功放设备通过测温模块采集功放电路的温度信号便于了解功放设备的当前温度状态，控制模块根据温度信号结合控制策略输出控制信号，反馈控制电路根据控制信号调节其受控电阻的阻值状态，最终实现对功放电路的调节，精确保障了功放设备的安全、稳定运行，并且本发明的功放设备还能够避免对信号源的污染，更好地保护播放音质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，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简单地介绍，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是本发明提供的一种功放设备的结构示意图；
图2是本发明提供的一种功放设备的电路图示例；
图3是本发明提供的一种功放设备中的热敏电阻与温度的对应关系示例表。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图3描述本发明的一种功放设备。
图1是本发明提供的一种功放设备的结构示意图，如图1所示，功放设备包括：功放电路、测温模块、控制模块、反馈控制电路；
功放电路的输入端接信号源，功放电路的输出端接播放设备。功放设备能够将信号源放大输出放大信号，播放设备将该放大信号转换为声能，实现扩音，播放设备例如音箱、手持喇叭扩音器、固定喇叭扩音器等等。
测温模块采集功放电路的温度信号，并将温度信号传递给控制模块。测温模块可以是仅包括信号采集电路，相应地，温度信号是信号采集电路根据功放电路附近的温度状态采集得到的(与温度相关的)电信号；测温模块还可以是包括信号采集电路以及处理电路，处理电路对信号采集电路采集的电信号进行处理，生成温度信号，即此时的温度信号对应有实际的温度含义。
控制模块包括温度信号引脚、控制信号引脚，温度信号引脚连接测温模块，用于接收温度信号，控制信号引脚连接反馈控制电路，用于向反馈控制电路输出控制信号。控制模块能够根据温度信号生成相应的控制信号，具体地，可以是控制模块中烧录了程序，控制模块根据该程序对温度信号处理，生成控制信号。
反馈控制电路中包括了受控电阻，反馈控制电路根据控制信号，控制受控电阻的阻值。受控电阻的第一端连接功放电路的输入端，受控电阻的第二端接地(电源负极、参考地)。可以理解的是，由于受控电阻的第一端连接功放电路的输入端，功放电路的输入端也连接信号源，因此，受控电阻能够对信号源起到分流作用。当受控电阻为高阻态时，其分流效果较弱，基本上不影响输入功放电路的信号源，此时功放电路可以正常工作；当受控电阻为低阻态时，信号源基本全部通过受控电阻，即对功放电路起到短路效果，降低功放电路的功率，减少热量积累。
本实施例中通过测温模块采集功放电路的温度信号便于了解功放电路的当前温度状态，控制模块根据温度信号结合控制策略输出控制信号，反馈控制电路根据控制信号调节受控电阻的阻值状态，最终实现对功放电路的调节，精确保障了功放设备的安全、稳定运行。
此外需要说明的是，本发明并未采用温控开关来控制功放电路的信号源输入，因为温控开关误差大，并且温控开关的金属片容易出行机械劳损失灵，使用寿命不长，本发明的功放设备能更加精确、稳定地控制功放设备的工作状态。本发明也并未采用开关晶体管直接控制信号源输入，因为直接采用开关晶体管控制信号源输入时，开关晶体管的非线性压降会干扰信号源，对播放声音的音质造成污染，本发明能更好地保护音质。
基于上述实施例，在一个实施例中，控制模块被配置为；
在温度信号大于设定阈值的情况下，向反馈控制电路发送第一电平信号，以使得反馈控制电路控制受控电阻呈低阻态；
在温度信号小于或等于的设定阈值的情况下，向反馈控制电路发送第二电平信号，以使得反馈控制电路控制受控电阻呈高阻态。
具体地，可以向控制模块中烧录程序实现上述配置内容。上述设定阈值可以根据需求灵活设置、调整，使得在超过某一温度时切断信号源，降低功放电路的功率，在超低于某一温度时引入信号源，提升功放设备的功率。第一电平信号与第二电平信号是不同的电平信号，例如第一电平信号为高电平，第二电平信号为低电平，又例如第一电平信号为低电平，第二电平信号为高电平。
进一步地，反馈控制电路中还包括D/A转换模块，D/A转换模块将控制模块输出的控制信号转为模拟量控制信号，调节功放电路的功率。例如，将图2中的开关晶体管Q1替换为D/A转换模块，通过D/A转换模块调节发光二极管的功率，从而调节受控电阻的阻值，实现对信号源的分流效果，从而可以平滑地调节功放电路的功率。
参照图2，在一个实施例中，反馈控制电路包括开关晶体管Q1、发光二极管和受控电阻；
开关晶体管Q1的控制端连接控制模块，用于接收控制模块的控制信号；开关晶体管的两个受控端与发光二极管串联在第一电源支路上；受控电阻为光敏电阻，用于接收发光二极管的光线。
具体地，图2仅示意了一种可行的方案：开关晶体管Q1采用NPN型三极管，三极管的射极接GND(接地，电源负极)，三极管的基极连接控制模块，三极管的集电极接发光二极管的负极，发光二极管的正极接第一电源正极Vs。当该三极管的基极收到高电平信号后，三极管导通，发光二极管得电发光，使得受控电阻呈低阻态；当该三极管的基极收到低电平信号后，三极管截止，发光二极管失电，使得受控电阻呈高阻态。
可以理解的是，基于同样的思路，还可以采用其他类型的开关晶体管(可控硅、场效应管)并相应调整第一电源支路，例如，采用PNP型三极管，三极管的射极接电源正极Vs，三极管的基极连接控制模块，三极管的集电极接发光二极管的正极，发光二极管的负极GND(接地，电源负极)。当该三极管的基极收到高电平信号后，三极管截止，发光二极管失电，使得受控电阻呈高阻态；当该三极管的基极收到低电平信号后，三极管导通，发光二极管得电发光，使得受控电阻呈低阻态。
上述发光二极管、受控电阻构成光电耦合器(图2示意了LCR光电耦合器)，通过上述电路可以防止电磁干扰，功放设备的控制过程响应速度快，稳定性高，使用寿命长，并且不会影响输入功放电路的信号源的质量，避免污染声音音质。
仍参照图2，在一个实施例中，第一电源支路上靠近电源正极的一侧还串接有第二电阻R2，第二电阻R2用于保护第一开关晶体管和发光二极管，防止器件过载损坏。
基于上述任一实施例，在一个实施例中，设备还包括散热体，用于为功放电路散热，散热体的形状、位置可以根据需求灵活设置；测温模块包括热敏电阻，用于采集散热体的温度信号。
基于上述任一实施例，在一个实施例中，测温模块包括热敏电阻和第三电阻。热敏电阻和第三电路串联在第二电源支路上，可以理解的是，此处的“第二电源支路”是为了与前述的“第一电源支路”作区分，第二电源支路的供电电压可以与第一电源支路的供电电压不同，也可以与第一电源支路的供电电压相同。热敏电阻和第三电阻之间的连接线上有检测点，该检测点连接控制模块的温度信号引脚，以便向控制模块输入温度信号。
本实施例中通过将热敏电阻和第三电路串联在第二电源支路上，通过检测分压压信号进行测温，可以降低测温模块功耗，同时提升测温的准确性。
仍然参照图2，在一个实施例中，测温模块还包括跟随器U1，前述检测点连接跟随器U1的正端(即图2中U1的3号引脚)，跟随器U1的输出端(即图2中U1的1号引脚)连接控制模块的温度信号引脚，跟随器U1的输出端还连接跟随器的负端(即图2中U1的2号引脚)。跟随器U1的输出端能够输出与正端相同的电压，且不会对测温模块造成干扰。
本实施例中通过跟随器对第二电源支路与控制模块起到隔离作用，使得控制模块不会干扰检测点的电压信号，提升了检测温度信号的准确性。
仍然参照图2，在一个实施例中，控制模块根据如下公式确定功放电路的温度：
Vt＝VcRc/(Rc+Rt)；
其中，Vt是检测点的电压，Vc是第二电源支路的供电电压，Rc是第三电阻，Rt是热敏电阻，Rt温度的函数。
具体地，第三电阻Rc和热敏电阻Rt对第二电源支路的供电电压起到分压作用，根据分压关系可以得到上述公式。另外，热敏电阻Rt的阻值是温度的函数，例如，图3示例出了一种热敏电阻的阻值与温度的对应关系表。根据上述公式以及热敏电阻Rt的阻值与温度的对应关系，可以确定出Vt与温度的对应关系，然后，在测温过程中根据实测的Vt即可确定出功放电路的温度。
仍然参照图2，在一个实施例中，功放设备还包括第一电阻R1，第一电阻R1的第一端接信号源，第一电阻R1的第二端连接功放电路的输入端以及受控电阻的第一端。具体的，第一电阻R1可以起到限流作用，防止电流过载损坏功放设备。
基于上述任一实施例，在一个实施例中，功放设备还包括显示模块，显示模块连接控制模块，用于显示功放电路的温度，以便用户了解功放设备的当前温度状态，合理地使用功放设备。显示模块例如数码管，又例如图2中的显示屏等等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例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同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种功放设备，其特征在于，包括：功放电路、测温模块、控制模块、反馈控制电路；
所述功放电路的输入端接信号源，所述功放电路的输出端接播放设备；
所述测温模块采集所述功放电路的温度信号，并将所述温度信号传递给所述控制模块；
所述控制模块根据所述温度信号向所述反馈控制电路发出控制信号；
所述反馈控制电路包括受控电阻，所述受控电阻的第一端连接所述功放电路的输入端，所述受控电阻的第二端接地；所述反馈控制电路根据所述控制信号，控制所述受控电阻的阻值。
2.根据权利要求1所述的功放设备，其特征在于，所述控制模块被配置为；
在所述温度信号大于设定阈值的情况下，向所述反馈控制电路发送第一电平信号，以使得所述反馈控制电路控制所述受控电阻呈低阻态；
在所述温度信号小于或等于所述的设定阈值的情况下，向所述反馈控制电路发送第二电平信号，以使得所述反馈控制电路控制所述受控电阻呈高阻态。
3.根据权利要求1所述的功放设备，其特征在于，所述反馈控制电路包括开关晶体管、发光二极管和所述受控电阻；
所述开关晶体管的控制端连接所述控制模块，用于接收所述控制模块的控制信号；所述开关晶体管的两个受控端与所述发光二极管串联在第一电源支路上；
所述受控电阻为光敏电阻，用于接收所述发光二极管的光线。
4.根据权利要求3所述的功放设备，其特征在于，所述第一电源支路上靠近电源正极的一侧还串接有第二电阻。
5.根据权利要求1所述的功放设备，其特征在于，设备还包括散热体，用于为所述功放电路散热；所述测温模块包括热敏电阻，用于采集所述散热体的温度信号。
6.根据权利要求1所述的功放设备，其特征在于，所述测温模块包括热敏电阻和第三电阻；
所述热敏电阻和所述第三电路串联在第二电源支路上；所述热敏电阻和所述第三电阻之间的检测点连接所控制模块的温度信号引脚。
7.根据权利要求6所述的功放设备，其特征在于，所述测温模块还包括跟随器，所述检测点连接所述跟随器的正端，所述跟随器的输出端连接所述控制模块的所述温度信号引脚。
8.根据权利要求6或7任一项所述的功放设备，其特征在于，所述控制模块根据如下公式确定所述功放电路的温度：
Vt＝VcRc/(Rc+Rt)；
其中，Vt是所述检测点的电压，Vc是所述第二电源支路的供电电压，Rc是所述第三电阻，Rt是所述热敏电阻，Rt温度的函数。
9.根据权利要求1所述的功放设备，其特征在于，还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端接所述信号源，所述第一电阻的第二端连接所述功放电路的输入端以及所述受控电阻的第一端。
10.根据权利要求1所述的功放设备，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块连接所述控制模块，用于显示所述功放电路的温度。
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