CN116782092A - 一种音频功放稳压控制电路、芯片和音频功放装置 - Google Patents

Abstract

一种音频功放稳压控制电路，包括升压电路、稳压控制电路、过渡稳压电路和音频功放电路，升压电路用于外接电池并输出提升电压至音频功放电路、稳压控制电路和过渡稳压电路，过渡稳压电路用于比较外接电池电压与提升电压，若提升电压在动态上升过程中的电压值小于或等于电池电压，则过渡稳压电路输出电池电压至稳压电源端，若提升电压在动态上升过程中大于电池电压，则由稳压控制电路对输入的提升电压进行稳压控制，产生输出稳控电压并切换到稳压电源端。由此保证对主控电路的供电电压稳定，不受锂电电压波动影响，不会导致欠压保护发生，极大的利用了锂电效率，降低了成本。还公开了音频功放稳压控制芯片和音频功放装置。

Description

一种音频功放稳压控制电路、芯片和音频功放装置

技术领域

本发明涉及音频功放技术领域，尤其涉及一种音频功放稳压控制电路、芯片和音频功放装置。

背景技术

近些年来，音频功放的应用领域越来越广泛。随着智能音响、蓝牙音响、扩音器等应用的日益增长，市场对便携性和音质提出了更高的要求。单节锂电是目前应用最广泛的便携式电源供电方式，为了获取最大功率，保证音质，要求供电电压越高越好。

现有技术中，如图1所示，音频信号通常是经过主控电路2后再经功放电路3进行功率放大，当主控电路2和功放电路3是由锂电池1直接供电时，则当功放电路的输出功率变大时，会使得锂电池1的电压出现明显波动，这种波动会使得对主控电路2的供电电压降低超出其正常电压的下限，进而容易导致主控电路异常关断，音频功放声音卡顿，以及锂电电压实际利用效率低、成本高的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种音频功放稳压控制电路、芯片和音频功放装置。解决现有技术方案中主控电路的供电电压受锂电电压波动影响，从而导致主控电路异常关断，音频功放声音卡顿的问题，以及锂电池实际利用效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种音频功放稳压控制电路，包括升压电路、稳压控制电路、过渡稳压电路和音频功放电路，升压电路用于外接电池电源并升压输出至音频功放电路、稳压控制电路和过渡稳压电路，过渡稳压电路用于比较外接电池电压与升压电路产生输出的提升电压，若提升电压在动态上升过程中的电压值小于或等于电池电压，则过渡稳压电路输出电池电压至稳压电源端，若提升电压在动态上升过程中大于电池电压，则由稳压控制电路对输入的提升电压进行稳压控制，产生输出稳控电压并切换到稳压电源端。

优选的，还包括使能控制电路，用于检测使能控制信号，对音频功放稳压控制电路内部的各组成电路进行工作使能控制；使能控制电路包括第一使能控制端，用于外接使能控制开关，使能控制开关闭合接地后，使能控制电路输出系统使能信号；使能控制电路还包括第二使能控制端，用于连接主控电路，主控电路的供电端连接稳压电源端，主控电路工作后输出使能控制信号至第二使能控制端，使得使能控制电路保持输出系统使能有效信号。

优选的，升压电路包括升压控制电路及外围的元器件，升压控制电路包括第一PWM控制器、第一误差放大器、第一电阻、第二电阻、斜波发生器、第一基准电压源以及第一NMOS管；第一PWM控制器的第一输入端与第一误差放大器的输出端电连接，第二输入端与第一斜波发生器的输出端电连接，第一PWM控制器的输出端与第一NMOS管的栅极电连接，用于向第一NMOS管输出可以调控的PWM信号，第一NMOS管的源极和衬底接地，第一NMOS管的漏极为升压控制电路的第一接线端，用于接入外围的元器件；第一误差放大器的反相输入端与第一基准电压源的输出端连接，同相输入端连接第一电阻的第二端和第二电阻的第一端的连接处，第二电阻的第二端接地，第一电阻的第一端作为升压控制电路的第二接线端，同时也连接升压电路的升压输出端，用于输出提升电压。

优选的，外围的元器件包括第一电感、第一二级管以及第一电容；第一电容的阳极和第一二级管的阴极，均电连接升压控制电路的第二接线端，第一电容的阴极接地，第一二级管的阳极和第一电感的第二端均与升压控制电路的第一接线端连接，第一电感的第一端作为升压电路的电源输入端，用于连接锂电池的正极。

优选的，外围的元器件包括第一电感、第一PMOS管以及第一电容；第一电容的阳极和第一PMOS管的漏极，均电连接升压控制电路的第二接线端，第一电容的阴极接地，第一PMOS管的栅极与第一NMOS管的栅极电连接，第一PMOS管的源极和第一电感的第二端均与升压控制电路的第一接线端连接，第一电感的第一端作为升压电路的电源输入端，用于连接锂电池的正极。

优选的，过渡稳压电路包括比较选择器和第二PMOS管，比较选择器包括两个输入端，对应也是过渡稳压电路的两个输入端，第一输入端用于接入来自升压控制电路输出的提升电压，第二输入端接入来自电池的正极电压；比较选择器还包括两个输出端，第一输出端用于对提升电压和电池的正极电压比较后的逻辑电压值进行输出，第二输出端用于对提升电压和电池的正极电压比较后，选择二者中较高的电压输出；比较选择器的第一输出端连接第二PMOS管的栅极，也是作为该过渡稳压电路的第一输出端，用于连接控制稳压控制电路；比较选择器的第二输出端连接第二PMOS管的衬底，比较选择器的第二输入端连接第二PMOS管的源极，第二PMOS管的漏极则作为过渡稳压电路的第二输出端，用于连接稳压电源端。

优选的，稳压控制电路包括比较放大器、第五PMOS管、第三电阻和第四电阻，比较放大器的正向输入端输入一个基准电压，反向输入端电连接第三电阻的第二端和第四电阻的第一端的连接处，比较放大器的电源正输入端，与第五PMOS管的源极和衬底共同连接稳压控制电路的电源输入端，用于接入来自升压电路的提升电压，比较放大器的电源负输入端和第四电阻的第二端共同接地，比较放大器的输出端与第五PMOS管的栅极电连接，第五PMOS管的漏极与第三电阻的第一端连接，并作为稳压控制电路的输出端，用于向主控电路供电。

优选的，使能控制电路包括第五电阻、第六电阻、第三非门、第四非门、第五非门以及第一或非门；第五电阻的第一端为使能控制电路的第一输入端，用于接入电池电压，第五电阻的第二端和第三非门的输入端共接，并作为使能控制电路的第二输入端，第三非门的输出端与第一或非门的第一输入端连接；第六电阻的第一端与第四非门的输入端共接，并作为使能控制电路的第三输入端，第六电阻的第二端接地，第四非门的输出端与第五非门的输入端连接，第五非门的输出端与第一或非门的第二输入端连接；第一或非门的输出端为使能控制电路的输出端，用于输出系统使能信号。

还提供一种音频功放稳压控制芯片，音频功放稳压控制芯片包括前述的音频功放稳压控制电路，音频功放稳压控制芯片包括电源引脚和接地引脚，分别用于对外连接电池正极和负极，对内向使能控制电路、升压控制电路、过渡稳压电路和音频功放电路供电；包括第一使能引脚和第二使能引脚，分别用于对外连接使能控制开关和主控电路的使能端，对内对应连接使能控制电路的第一使能控制端和第二使能控制端；包括主控电路供电引脚，用于对外连接主控电路的供电端，对内连接稳压电源端；包括音频输入引脚，用于对外连接主控电路的音频输出端，对内连接音频功放电路的音频输入端；还包括音频输出引脚，用于对外连接扬声器的音频接线端，对内连接音频功放电路的音频输出端；包括第一升压引脚和第二升压引脚，对外用于连接升压电路外围的元器件，对内用于连接升压电路。

还提供一种音频功放装置，包括前述的音频功放稳压控制芯片、锂电池、使能控制开关、主控电路、扬声器和音频功放稳压控制芯片外围的元器件，锂电池的正负两极分别连接音频功放稳压控制芯片的电源引脚和接地引脚；使能控制开关一端接地，另一端接第一使能引脚，主控电路的供电端接主控电路供电引脚，使能端接第二使能引脚，音频输出端接音频输入引脚；扬声器接音频输出引脚。

音频功放稳压控制芯片外围的元器件包括：第一电感、第一二极管以及第一电容，第一电感的第一端接锂电池的正极，第一电感的第二端与第一二极管的阳极电连接，且其连接处连接音频功放稳压控制芯片的第一升压引脚；第一二极管的阴极与第一电容的阳极电连接，且其连接处连接音频功放稳压控制芯片的第二升压引脚，第一电容的阴极接地。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种音频功放稳压控制电路，包括升压电路、稳压控制电路、过渡稳压电路和音频功放电路，升压电路用于外接电池电源并升压输出至音频功放电路、稳压控制电路和过渡稳压电路，过渡稳压电路用于比较外接电源电压与升压电路产生输出的提升电压，若提升电压在动态上升过程中的电压值小于或等于电源电压，则过渡稳压电路输出电源电压至稳压电源端，若提升电压在动态上升过程中大于电源电压，则由稳压控制电路对输入的提升电压进行稳压控制，产生输出稳控电压并切换到稳压电源端。由此保证了对主控电路的供电电压稳定，主控电路的供电电压不受锂电电压波动影响，不会导致欠压保护发生，从而极大的利用了实际锂电效率，还降低了成本，节省了电路板的空间。

附图说明

图1是现有技术中音频功放的电路示意图；

图2是根据本发明音频功放稳压控制电路一实施例的电路示意图；

图3是根据本发明音频功放稳压控制电路一实施例中升压电路的电路示意图；

图4是根据本发明音频功放稳压控制电路一实施例中PWM控制器根据三角波和误差放大器的输出比较产生的PWM信号示意图；

图5是根据本发明音频功放稳压控制电路另一实施例中升压电路的电路示意图；

图6是根据本发明音频功放稳压控制电路一实施例中的过渡稳压电路的电路示意图；

图7是根据本发明音频功放稳压控制电路一实施例中过渡稳压电路中的比较选择器的电路示意图；

图8是根据本发明音频功放稳压控制电路一实施例中稳压控制电路的电路示意图；

图9是根据本发明音频功放稳压控制电路一实施例中使能控制电路的电路示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。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。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书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。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，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图2显示了音频功放稳压控制电路一实施例的电路组成图。在图2中，该音频功放稳压控制电路10包括升压控制电路11、稳压控制电路12、过渡稳压电路13和音频功放电路14，升压控制电路11用于对外接电池进行升压，输出升高的电压至音频功放电路14、稳压控制电路12和过渡稳压电路13，过渡稳压电路13用于比较外接电池电压与升压控制电路11产生输出的提升电压，若提升电压在动态上升过程中的电压值小于或等于电池电压，则过渡稳压电路13输出电池电压至稳压控制电路12的稳压电源端17，若提升电压大于电池电压，则由所述稳压控制电路12对输入的提升电压进行稳压控制，产生输出稳控电压至稳压电源端17。

基于图2所示电路，当升压控制电路11产生输出的提升电压在动态上升过程中的电压值小于或等于电池电压时，过渡稳压电路13输出电池电压至稳压控制电路12的稳压电源端；当提升电压在动态上升过程中或提升至稳定电压大于电池电压，则由稳压控制电路12对输入的提升电压进行稳压控制，产生输出稳控电压至稳压电源端。由此可见，在升压控制电路11对电池电压进行升压的过程中，可以保证稳压电源端上的稳控电压始终大于或等于电池电压，使得升压控制电路11在锂电池刚接入的初始阶段，输出电压在动态上升过程中，不会在小于电池电压的情况下而直接输出至稳压电源端。该稳压电源端用于向主控电路供电。

并且，在升压控制电路11输出的提升电压大于电池电压后，提升电压稳定后可以大于6V，直接将提升电压输入到稳压控制电路12进行稳压控制，这样就可以保证即便电池电压出现电压波动，稳压电源端输出的电压也不会产生明显波动。这是因为即便是电池电压出现波动，而升压控制电路11输出的提升电压，通常并不会因电池电压的波动而明显降低，由此可以保证稳压控制电路12输出的稳控电压具有良好的稳定性。这样，输出至主控电路的稳控电压不受电池电压波动影响，不会异致欠压保护发生。

进一步的，升压控制电路11对于输入的电池电压进行升压，对于单节锂电池，通常是工作在3.2V-4.2V的电压范围，特别是随着电池消耗使用，电池电压降低到3.2V时，如果音频功放电路出现大的功率波动，导致锂电池在电流波动时，进一步产生瞬时压降，低于3.2V，如果直接向主控电路供电，会导致主控电路出现欠压保护，因为主控电路的正常工作电压通常要大于3.2V。

经过升压控制电路11，可以对锂电池的电压进行升压处理，输出的提升电压稳定后，可以有大于6V的提升电压输出。该提升电压再经过稳压控制电路12进行稳压后，产生输出一个稳定的电压输出到稳压电源端，例如是3.7V的稳压输出。显然，稳压电源端输出的这个稳压到主控电路，不会因为锂电池压降而出现电压波动，而是稳定输出给主控电路。

结合图2，该音频功放稳压控制电路还包括使能控制电路15，用于检测使能控制信号，对音频功放稳压控制电路内部的各组成电路进行工作使能控制；使能控制电路15包括第一使能控制端EN_PW153，用于外接使能控制开关SW1，使能控制开关SW1闭合接地后，使能控制电路15的输出端输出系统使能信号，供给音频功放稳压控制电路内部的各组成电路，使得这些电路开始工作；使能控制电路15还包括第二使能控制端EN154，用于连接主控电路16，主控电路16的供电端连接所述稳压电源端17，主控电路16工作后输出使能控制信号至第二使能控制端EN154，使得使能控制电路15保持输出使能有效信号。

对于升压电路的一个实施例，如图3所示，该升压电路包括升压控制电路11及外围的元器件，升压控制电路11包括第一PWM控制器110、第一误差放大器111、第一电阻112、第二电阻113、斜波发生器114、第一基准电压源115以及第一NMOS管116，升压控制电路11外围的元器件包括第一电感117、第一二级管118以及第一电容119。

在升压控制电路11中，第一PWM控制器110的第一输入端与第一误差放大器111的输出端电连接，第一PWM控制器110的第二输入端与第一斜波发生器114的输出端电连接，第一PWM控制器110的输出端与第一NMOS管116的栅极电连接，用于向第一NMOS管116输出可以调控的PWM信号，第一NMOS管116的源极和衬底接地，第一NMOS管116的漏极为升压控制电路11的第一接线端，用于接外围元器件；第一误差放大器111的反相输入端与第一基准电压源115的输出端连接，第一误差放大器111的同相输入端与第一电阻112的第二端和第二电阻113的第一端的连接处连接，第二电阻113的第二端接地，第一电阻112的第一端作为升压控制电路11的第二接线端，同时也连接该升压电路的升压输出端，该升压输出端用于输出提升电压。

进一步的，在升压电路中，第一电容119的阳极和第一二级管118的阴极均电连接升压控制电路11的第二接线端，或升压电路的升压输出端PVDD端，第一电容119的阴极接地，第一二级管118的阳极和第一电感117的第二端均与升压控制电路11的第一接线端连接，第一电感117的第一端作为该升压电路的电源输入端，用于连接锂电池的正极。

在上述升压电路中，第一PWM控制器110产生输出PWM信号控制第一NMOS管116的导通与关闭，当第一NMOS管116导通时，锂电池对第一电感117开始充电并转化为磁能，此时第一二级管118反向截止，第一电容119放电；当第一NMOS管116关闭时，第一电感117放电，此时第一电感117就像另一个电池，和锂电池串联在一起，共同向外供电，同时对第一电容119进行充电，此时由第一电容119和第一二级管118对外向负载共同提供电能。

进一步的，第一基准电压源115生成基准电压，升压电路的提升电压输出端PVDD端输出的提升电压，经过第一电阻112和第二电阻113分压后，与基准电压进行比较，并将二者的电压差进行放大，输出一个误差放大电压，主要是用于精准测量该提升电压的动态变化值。

结合图4，第一斜波发生器114动态周期生成一个斜波或三角波电压，周期为T，在一个周期内从0V电压线性增加到一个最高电压，如5V电压，并且该三角波电压与第一误差放大器111输出的误差放大电压进行比较，该误差放大电压是围绕一个固定电压值附近波动的电压，如围绕4.5V电压值附件波动的电压。当三角波电压大于或等于该误差放大电压，则第一PWM控制器110输出一个高电压，当三角波电压小于该误差放大电压，则第一PWM控制器110输出一个低电压，由此产生一个方波输出，即PWM信号，而该PWM信号的占空比则是由误差放大电压值与三角波电压相比较的结果决定。在三角波的波形不变的情况下，该误差放大电压取值越大，则占空比越小。

对应的，第一PWM控制器110输出PWM信号来控制第一NMOS管116的导通与关闭，以此对第一电感117进行充电或者放电，以此对第一电容119进行充电或者放电，同时还起到提升电压的作用，这是因为作用到第一电容119上的电压，相当于第一电感117的储能电压和锂电池电压串联在一起。

对于升压电路还有另一个实施例，如图5所示，该升压电路与图3所示的升压电路的区别在于，将图3中的第一二极管118更换成了第一PMOS管P1，具体实现方式是：第一电容119的阳极和第一PMOS管P1的漏极，均电连接升压控制电路11的第二接线端，第一电容119的阴极接地，第一PMOS管P1的栅极与所述第一NMOS管116的栅极电连接，第一PMOS管P1的源极和衬底以及第一电感的第二端均与升压控制电路11的第一接线端连接，第一电感117的第一端作为升压电路的电源输入端，用于连接锂电池的正极。这样当该电路不工作时，第一PMOS管P1可以关闭输出，而使用二极管则会产生漏电或功耗的问题；且使用PMOS管导通压降小，功率损耗小，使用它替换二极管，效率更高。

进一步的，图6显示了过渡稳压电路的一个实施例。其中，过渡稳压电路13包括比较选择器131和第二PMOS管132。该比较选择器131的两个输入端对应也是该过渡稳压电路13的两个输入端，第一输入端用于接入来自前述升压控制电路11输出的提升电压源，第二输入端接入来自锂电池的正极电压源。

比较选择器131对这两个输入的电压源的电压值进行比较和选择，包括两个输出端，第一输出端输出对这两个电压比较后的逻辑电压值，例如若锂电池的正极电压大于或等于提升电压，则输出逻辑低电压，若锂电池的正极电压小于提升电压，则输出逻辑高电压；比较选择器131还对这两个电压比较后，选择其中较高的电压输出，即选取二者中较高的电压从第二输出端输出，因此第二输出端输出的电压是二者经过选择后的较高的电压。

还可以看出，在图6中，比较选择器131的第一输出端同时也是作为该过渡稳压电路13的第一输出端，连接第二PMOS管132的栅极；比较选择器131的第二输出端连接第二PMOS管132的衬底，比较选择器131的第二输入端连接第二PMOS管132的源极，即来自锂电池的正极电压接入到第二PMOS管132的源极，第二PMOS管132的漏极则作为该过渡稳压电路13的第二输出端。

进一步的，在前述升压控制电路11输出的提升电压上升过程中，锂电池的正极电压大于或等于提升电压，则比较选择器131的第一输出端输出逻辑低电压，作用于第二PMOS管132的栅极；同时，在第二PMOS管132的源极接入的是提升电压和锂电池的正极电压中较高的那个电压，即锂电池的正极电压。那么在这种情况下，第二PMOS管132的栅极与源极的压差将会使得第二PMOS管132的源极与漏极之间处于接近连接导通的状态，因此第二PMOS管132的漏极电压接近为锂电池的正极电压。这是因为第二PMOS管132的源极与漏极导通之后，二者之间仅有极低的压降通路，远小于二极管的导通压降，从而提供输出接近锂电的正极电压。

另外，对于第二PMOS管132的源极而言，其接入的是锂电池的正极电压和提升电压二者之中的较高电压，这样有利于该第二PMOS管132的衬底总是处于源极和漏极两端的最高电位，不会反偏损坏。

比较选择器131的第一输入端为过渡稳压电路13的第一输入端，比较选择器131的第二输入端为过渡稳压电路13的第二输入端，过渡稳压电路13的第一输入端为PVDD端，用于接入提升电压，过渡稳压电路13的第二输入端为VBAT端，用于接入电池电压。

过渡稳压电路13的第一输出端连接稳压控制电路12的使能控制端，仅在过渡稳压电路13通过其第一输出端输出逻辑高电平时，稳压控制电路12才正常工作。而当输出逻辑低电平时，稳压控制电路12并不工作。过渡稳压电路13的第二输出端连接稳压电源端。

经过过渡稳压电路13，可以对提升电压PVDD和电池电压VBAT进行比较和选择，比较选择器131比较这两个电压，当启动阶段过渡稳压电路13的第一输入端提升电压PVDD小于或等于其第二输入端电池电压VBAT时，比较选择器131的第一输出端输出逻辑低电平，此时第二PMOS管132导通，过渡稳压电路13的第二输出端输出电池电压VBAT，给主控电路提供电压。

在供电过程中，过渡稳压电路13的第一输入端提升电压PVDD大于其第二输入端电池电压VBAT时，比较选择器131输出端输出逻辑高电平，第二PMOS管132截止，过渡稳压电路13的第一输出端输出逻辑高电压至稳压控制电路12，由于第二PMOS管132截止，过渡稳压电路13的第二输出端相当于断开状态，没有电压输出。

这里，为了使得过渡稳压电路13和稳压控制电路12能够协调一致工作，当过渡稳压电路13通过其第一输出端输出逻辑低电平时，稳压控制电路12不工作，没有电压输出，而当过渡稳压电路13通过其第一输出端输出逻辑高电平时，稳压控制电路12则正常工作。因此，过渡稳压电路13通过其第一输出端向稳压控制电路12输出的是工作使能信号，该信号为逻辑低电平，稳压控制电路12不工作，该信号为逻辑高低电平，稳压控制电路12正常工作。

进一步的，图7为比较选择器131的一个实施例。该比较选择器131包括：第一比较器1311、第一非门Y1、第二非门Y2、第三PMOS管1313、第四PMOS管1314，第一比较器1311的负输入端对应图6中比较选择器131的第一输入端，用于接入前述升压控制电路11输出的提升电压PVDD，第一比较器1311的正输入端对应图6中比较选择器131的第二输入端，用于接入电池电压VBAT。

第一比较器1311的输出端连接第一非门Y1的输入端，第一非门Y1的输出端SEL又连接第二非门Y2的输入端，以及第三PMOS管1313的栅极，第三PMOS管1313的源极和衬底共接第一比较器1311的正输入端，用于接入电池电压VBAT。第二非门Y2的输出端SELB连接第四PMOS管1314的栅极，第四PMOS管1314的源极和衬底共接第一比较器1311的负输入端，用于接入提升电压，第三PMOS管1313的漏极和第四PMOS管1314的漏极共同连接，作为图7中该比较选择器131的第二输出端，输出电池电压VBAT和提升电压PVDD两者中较高的电压作为输出电压。第一非门Y1的输出端SEL作为图7中该比较选择器131的第一输出端。

第一比较器1311用于比较电池电压VBAT和提升电压PVDD，当启动阶段提升电压PVDD小于电池电压VBAT时，第一比较器1311输出逻辑信号高电平，此时第一非门Y1输出低电平、第二非门Y2输出高电平，第三PMOS管1313导通、第四PMOS管1314截止，则选择比较器131输出电池电压VBAT。

当提升电压PVDD在动态上升过程中大于电池电压VBAT时，第一比较器1311输出逻辑信号低电平，第一非门Y1输出高电平、第二非门Y2输出低电平，此时第三PMOS管1313截止、第四PMOS管1314导通，则选择比较器131输出提升电压PVDD。

进一步的，图8显示了稳压控制电路12的一个实施例。该稳压控制电路12包括比较放大器121、第五PMOS管122、第三电阻123和第四电阻124，比较放大器121的正向输入端输入一个基准电压VREF，比较放大器121的反向输入端，电连接第三电阻123的第二端、第四电阻124的第一端的连接处，比较放大器121的电源正输入端，与第五PMOS管122的源极和衬底共同连接稳压控制电路12电源输入端，用于接入来自升压电路的提升电压PVDD，比较放大器121的电源负输入端和第四电阻124的第二端共同接地，比较放大器121的输出端与第五PMOS管122的栅极电连接，第五PMOS管122的漏极与第三电阻123的第一端共同连接，并作为稳压控制电路12的输出端，也即是前述的稳压电源端，用于为主控电路供电。

进一步的，上述基准电压VREF为一个不随外界电压变化的参考电压，第三电阻123和第四电阻124的阻值分别用R3、R4代表，稳压控制电路12的输出端输出的电压VOUT与基准电压VREF有关，满足关系：

比较放大器121的反向输入端的电压，是由第三电阻123和第四电阻124对输出电压进行分压后的电压，用于反馈输出电压的变化。当输入的提升电压PVDD升高时，会使得稳压控制电路12的输出端的输出电压有升高的趋势，当输出电压升高时，比较放大器121的反向输入端的电压也会升高，但是基准电压保持不变，导致比较放大器121的输出电压降低，当第五PMOS管122的栅极电压降低时，第五PMOS管122的漏极电压也降低，从而调控抑制了输出电压的升高趋势。相反的，当输入的提升电压PVDD降低时，比较放大器121的反向输入端的电压也会降低，但是基准电压保持不变，导致比较放大器121的输出电压升高，第五PMOS管122的栅极电压升高时，第五PMOS管122的漏极电压也升高，从而调控抑制了输出电压的降低趋势，从而保证了输出电压的稳定。

进一步的，对于使能控制电路15的一个实施例，如图9所示。使能控制电路15包括：第五电阻151、第六电阻152、第三非门Y3、第四非门Y4、第五非门Y5以及第一或非门W1。在图9中，第五电阻151的第一端为使能控制电路15的第一输入端，与电池电压VBAT端连接，第五电阻151的第二端和第三非门Y3的输入端共接并作为使能控制电路15的第二输入端。第六电阻152的第一端与第四非门Y4的输入端共接并作为使能控制电路15的第三输入端，该使能控制电路的第三输入端为使能信号端，用于外接主控电路。

第三非门Y3的输出端与第一或非门W1的第一输入端连接，第六电阻152的第二端接地，第四非门Y4的输出端与第五非门Y5的输入端连接，第五非门Y5的输出端与第一或非门W1的第二输入端连接，第一或非门W1输出端为使能控制电路15的输出端，输出系统使能信号。

结合图2和图9所示电路，该使能控制电路15的第二输入端通过EN_PW153连接使能控制开关SW1，当使能控制开关SW1闭合，使能控制电路15的第二输入端接地，给整个电路的工作发出使能信号，包括使得升压电路开始工作，以及向主控电路16供电。

在使能控制电路15的第二输入端没有接地之前，第三非门Y3输入端拉高，为逻辑高电压，同时主控电路16没有输出，相当于断路，第四非门Y4输入端也是接地，为逻辑低电压。这样，第三非门Y3的输出是逻辑低电压，第五非门Y5的输出也是逻辑低电压，经过第一或非门W1输出的则是逻辑高电压，但是这不是系统使能信号，系统处于非工作状态。

在使能控制电路15的第二输入端接地后，第三非门Y3输入端拉低，为逻辑低电压，同时主控电路16没有输出，相当于断路，第四非门Y4输入端也是接地，为逻辑低电压。这样，第三非门Y3的输出是逻辑高电压，第五非门Y5的输出是逻辑低电压，经过第一或非门W1输出的则是逻辑低电压，此时输出使能信号。系统开始由非工作状态转为工作状态，此时主控电路16开始工作。

当主控电路16开始工作并输出逻辑高电压后，如果使能控制电路15的第二输入端还处于接地状态，则有第三非门Y3输出端为逻辑高电压，第四非门Y4输入端为逻辑高电压，第五非门Y5的输出是逻辑高电压，经过第一或非门W1输出的则是逻辑低电压，系统依然处于使能有效状态。

当主控电路16开始工作并输出逻辑高电压后，如果使能控制开关SW1处于抬起状态，使能控制电路15的第二输入端为高电压，则有第三非门Y3输出端为逻辑低电压，第四非门Y4输入端为逻辑高电压，第五非门Y5的输出是逻辑高电压，经过第一或非门W1输出的则是逻辑低电压，依然处于使能有效状态。

结合以上电路可以看出，在初始上电阶段，当升压电路的提升电压还小于电池电压时，给予主控电路供电的是电池电压；在上电稳定以后，且升压电路的提升电压大于电池电压后，给予主控电路供电的是对提升电压进行稳压控制后的电压，有了这样一个以提升电压为基础的供电电压后，主控电路就不再直接以电池电压供电，因此即便是功放导致电池电压有波动，也不会直接导致主控电路的供电电压出现波动，因此不会再出现音频信号因功率增大而中断的问题。因此，电池的整个有效供电期间，电池的电能都能够有效稳定的应用于该音频功放稳压控制电路，不会出现电池供电因波动而引起供电中断的问题，使得电池的能耗能够得到充分利用。

基于同一构思，结合图2，还给出了一种音频功放稳压控制芯片实施例，音频功放稳压控制芯片包括前述的音频功放稳压控制电路10，音频功放稳压控制芯片包括电源引脚VBAT和接地引脚，分别用于对外连接电池正极BAT_I N和负极，对内向使能控制电路15、升压控制电路11、过渡稳压电路13和音频功放电路14供电；包括第一使能引脚EN_PW153和第二使能引脚EN154，分别用于对外连接使能控制开关SW1和主控电路16的使能端，对内对应连接使能控制电路15的第一使能控制端和第二使能控制端；包括主控电路16供电引脚VDD，用于对外连接主控电路16的供电端，对内连接所述稳压电源端17；包括音频输入引脚I N+、I N-，用于对外连接主控电路16的音频输出端，对内连接音频功放电路14的音频输入端；还包括音频输出引脚OUT+、OUT-，用于对外连接扬声器18的音频接线端，对内连接音频功放电路14的音频输出端；包括第一升压引脚SW和第二升压引脚PVDD，对外用于连接升压外围元器件，对内用于连接所述升压控制电路11。

把这些电路集成在芯片之中，有利于使用时节省电路板的空间，降低成本。另外，通过音频功放稳压控制芯片的内部控制，可以带来更高的系统集成度和可靠性。该芯片内部的电路组成参考前述实施例的说明，这里不再赘述。

基于同一构思，结合图2，还给出了一种音频功放装置实施例，包括前述的音频功放稳压控制芯片、锂电池、使能控制开关SW1、主控电路16、扬声器18和芯片外围的元器件，锂电池的正负两极分别连接音频功放稳压控制芯片的电源引脚VBAT和接地引脚；使能控制开关SW1一端接地，另一端接第一使能引脚EN_PW153，主控电路16的供电端接主控电路16供电引脚VDD，使能端接第二使能引脚EN154，音频输出端接音频输入引脚I N+、I N-；扬声器18接音频输出引脚OUT+、OUT-。芯片外围的元器件包括：第一电感117、第一二极管118以及第一电容119，第一电感117的第一端接电池的正极BAT_I N，第一电感117的第二端与第一二极管118的阳极电连接，且其连接处连接音频功放稳压控制芯片的第一升压引脚SW；第一二极管118的阴极与第一电容119的阳极电连接，且其连接处连接音频功放稳压控制芯片的第二升压引脚PVDD，第一电容119的阴极接地。

上述音频功放装置通过锂电池给音频功放稳压控制芯片提供电压，并通过音频功放稳压控制芯片内部的控制进行升压和稳压，单独为主控电路16提供稳定的电压，由于主控电路16的音频输出端连接音频功放稳压控制芯片的音频输入引脚，为芯片内部的音频功放电路14提供稳定的电压，这样即使由于播放音乐的起伏，造成锂电池在音频功放大功率、大电流输出时产生瞬时波动电压，也不会导致主控电路的异常关断，从而保证音质的连续和稳定。

而且上述音频功放装置采用集成的音频功放稳压控制芯片，减少了外围元器件的使用，使上述音频功放装置内部结构更加简单，也使该装置的体积减小，更加便于携带，同时也节省了成本。

由此可见，本发明公开了一种音频功放稳压控制电路，包括升压电路、稳压控制电路、过渡稳压电路和音频功放电路，升压电路用于外接电池电源并升压输出至音频功放电路、稳压控制电路和过渡稳压电路，过渡稳压电路用于比较外接电源电压与升压电路产生输出的提升电压，若提升电压在动态上升过程中的电压值小于或等于电源电压，则过渡稳压电路输出电源电压至稳压电源端，若提升电压在动态上升过程中大于电源电压，则由稳压控制电路对输入的提升电压进行稳压控制，产生输出稳控电压并切换到稳压电源端。由此保证了对主控电路的供电电压稳定，主控电路的供电电压不受锂电电压波动影响，不会导致欠压保护发生，从而极大的利用了实际锂电效率，还降低了成本，节省了电路板的空间。

以上所述仅为本发明的实施例，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 (10)

1.一种音频功放稳压控制电路，其特征在于，包括升压电路、稳压控制电路、过渡稳压电路和音频功放电路，所述升压电路用于外接电池电源并升压输出至音频功放电路、稳压控制电路和过渡稳压电路，所述过渡稳压电路用于比较外接电池电压与所述升压电路产生输出的提升电压，若所述提升电压在动态上升过程中的电压值小于或等于所述电池电压，则所述过渡稳压电路输出所述电池电压至稳压电源端，若所述提升电压在动态上升过程中大于所述电池电压，则由所述稳压控制电路对输入的所述提升电压进行稳压控制，产生输出稳控电压并切换到所述稳压电源端。

2.根据权利要求1所述的音频功放稳压控制电路，其特征在于，还包括使能控制电路，用于检测使能控制信号，对所述音频功放稳压控制电路内部的各组成电路进行工作使能控制；

所述使能控制电路包括第一使能控制端，用于外接使能控制开关，所述使能控制开关闭合接地后，所述使能控制电路输出系统使能信号；

所述使能控制电路还包括第二使能控制端，用于连接主控电路，所述主控电路的供电端连接所述稳压电源端，主控电路工作后输出使能控制信号至所述第二使能控制端，使得所述使能控制电路保持输出系统使能有效信号。

3.根据权利要求2所述的音频功放稳压控制电路，其特征在于，所述升压电路包括升压控制电路及外围的元器件，所述升压控制电路包括第一PWM控制器、第一误差放大器、第一电阻、第二电阻、斜波发生器、第一基准电压源以及第一NMOS管；

所述第一PWM控制器的第一输入端与所述第一误差放大器的输出端电连接，第二输入端与所述第一斜波发生器的输出端电连接，所述第一PWM控制器的输出端与所述第一NMOS管的栅极电连接，用于向所述第一NMOS管输出可以调控的PWM信号，所述第一NMOS管的源极和衬底接地，所述第一NMOS管的漏极为所述升压控制电路的第一接线端，用于接入外围的元器件；所述第一误差放大器的反相输入端与第一基准电压源的输出端连接，同相输入端连接第一电阻的第二端和第二电阻的第一端的连接处，第二电阻的第二端接地，第一电阻的第一端作为升压控制电路的第二接线端，同时也连接所述升压电路的升压输出端，用于输出提升电压。

4.根据权利要求3所述的音频功放稳压控制电路，其特征在于，外围的元器件包括第一电感、第一二级管以及第一电容；所述第一电容的阳极和所述第一二级管的阴极，均电连接所述升压控制电路的第二接线端，所述第一电容的阴极接地，所述第一二级管的阳极和所述第一电感的第二端均与所述升压控制电路的第一接线端连接，所述第一电感的第一端作为所述升压电路的电源输入端，用于连接锂电池的正极。

5.根据权利要求3所述的音频功放稳压控制电路，其特征在于，外围的元器件包括第一电感、第一PMOS管以及第一电容；第一电容的阳极和第一PMOS管的漏极，均电连接所述升压控制电路的第二接线端，第一电容的阴极接地，第一PMOS管的栅极与所述第一NMOS管的栅极电连接，第一PMOS管的源极和第一电感的第二端均与升压控制电路的第一接线端连接，第一电感的第一端作为所述升压电路的电源输入端，用于连接锂电池的正极。

6.根据权利要求2所述的音频功放稳压控制电路，其特征在于，所述过渡稳压电路包括比较选择器和第二PMOS管，所述比较选择器包括两个输入端，对应也是所述过渡稳压电路的两个输入端，第一输入端用于接入来自所述升压控制电路输出的提升电压，第二输入端接入来自锂电池的正极电压；

所述比较选择器还包括两个输出端，第一输出端用于对所述提升电压和锂电池的正极电压比较后的逻辑电压值进行输出，第二输出端用于对所述提升电压和电池的正极电压比较后，选择二者中较高的电压输出；

所述比较选择器的第一输出端连接所述第二PMOS管的栅极，也是作为所述过渡稳压电路的第一输出端，用于连接控制所述稳压控制电路；所述比较选择器的第二输出端连接所述第二PMOS管的衬底，所述比较选择器的第二输入端连接所述第二PMOS管的源极，所述第二PMOS管的漏极则作为所述过渡稳压电路的第二输出端，用于连接所述稳压电源端。

7.根据权利要求2所述的音频功放稳压控制电路，其特征在于，所述稳压控制电路包括比较放大器、第五PMOS管、第三电阻以及第四电阻，所述比较放大器的正向输入端输入一个基准电压，反向输入端电连接所述第三电阻的第二端和第四电阻的第一端的连接处，所述比较放大器的电源正输入端，与所述第五PMOS管的源极和衬底共同连接所述稳压控制电路的电源输入端，用于接入来自所述升压电路的提升电压，所述比较放大器的电源负输入端和第四电阻的第二端共同接地，所述比较放大器的输出端与第五PMOS管的栅极电连接，第五PMOS管的漏极与第三电阻的第一端连接，并作为所述稳压控制电路的输出端，连接所述稳压电源端，用于向主控电路供电。

8.根据权利要求2所述的音频功放稳压控制电路，其特征在于，所述使能控制电路包括第五电阻、第六电阻、第三非门、第四非门、第五非门以及第一或非门；第五电阻的第一端为所述使能控制电路的第一输入端，用于接入电池电压，第五电阻的第二端和第三非门的输入端共接，并作为所述使能控制电路的第二输入端，第三非门的输出端与第一或非门的第一输入端连接；第六电阻的第一端与第四非门的输入端共接，并作为使能控制电路的第三输入端，第六电阻的第二端接地，第四非门的输出端与第五非门的输入端连接，第五非门的输出端与第一或非门的第二输入端连接；第一或非门的输出端为所述使能控制电路的输出端，用于输出系统使能信号。

9.一种音频功放稳压控制芯片，其特征在于，所述音频功放稳压控制芯片包括权利要求2-8任一项所述的音频功放稳压控制电路，所述音频功放稳压控制芯片包括电源引脚和接地引脚，分别用于对外连接电池正极和负极，对内向所述使能控制电路、升压控制电路、过渡稳压电路和音频功放电路供电；

包括第一使能引脚和第二使能引脚，分别用于对外连接使能控制开关和主控电路的使能端，对内对应连接所述使能控制电路的第一使能控制端和第二使能控制端；

包括主控电路供电引脚，用于对外连接主控电路的供电端，对内连接所述稳压电源端；

包括音频输入引脚，用于对外连接主控电路的音频输出端，对内连接音频功放电路的音频输入端；还包括音频输出引脚，用于对外连接扬声器的音频接线端，对内连接音频功放电路的音频输出端；

包括第一升压引脚和第二升压引脚，对外用于连接升压电路外围的元器件，对内用于连接所述升压电路。

10.一种音频功放装置，其特征在于，包括权利要求9所述的音频功放稳压控制芯片、锂电池、使能控制开关、主控电路、扬声器和所述音频功放稳压控制芯片外围的元器件；所述锂电池的正负两极分别连接所述音频功放稳压控制芯片的电源引脚和接地引脚；所述使能控制开关一端接地，另一端接所述第一使能引脚，所述主控电路的供电端接所述主控电路供电引脚，使能端接所述第二使能引脚，音频输出端接所述音频输入引脚；所述扬声器接所述音频输出引脚；

所述音频功放稳压控制芯片外围的元器件包括：第一电感、第一二极管以及第一电容，所述第一电感的第一端接锂电池的正极，所述第一电感的第二端与所述第一二极管的阳极电连接，且其连接处连接所述音频功放稳压控制芯片的第一升压引脚；所述第一二极管的阴极与所述第一电容的阳极电连接，且其连接处连接所述音频功放稳压控制芯片的第二升压引脚，所述第一电容的阴极接地。