CN202014197U - Usb电源管理装置和usb扬声器系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种USB电源管理装置，包括：USB连接端，接收来自外部电源系统的电力；升压电路，将USB供电端口提供的电压值升高并输出；第一电容，连接升压电路输出端，并储存电荷；开关电路，连接于第一电容与功率放大器之间，受控于负载信号检测电路，当负载信号的幅度超过标准值时，开关电路导通，第一电容向负载提供电流，补偿峰值时的功率，以避免USB终端系统在电压不足和功率受限时，系统失真现象的出现。

Description

USB电源管理装置和USB扬声器系统
技术领域
本实用新型涉及一种电源管理装置，尤其涉及一种应用于USB供电扬声器系统中的电源管理装置。
背景技术
USB终端设备可以通过USB电源线来供电，但USB标准制定的最大输出功率为2.5W，即在电流为500mA时，USB通讯端口仅能供应电压为5V的电源，受限于该功率的限制，当USB终端设备的功率顺势峰值超过2.5W时，USB供电口将出现保护现象，因此，许多USB终端设备需要额外连接一市电电源或同时连接两组USB通讯端口以达到供应电源的增加。
现有技术中越来越多将USB通讯应用到扬声器设备上，受USB标准的最大输出功率限制，USB扬声器设备会因为USB通讯端口所提供的电源不足而造成失真。而外接一市电电源，就会使扬声器的应用收到限制，也会造成耗电量的增加。
发明内容
本实用新型提供一种使用USB为电源输入的电源管理装置，可以在系统电压不足时提供补偿电流，以解决USB扬声器系统的放大器在功率受限时的失真现象。
本实用新型提供一种USB电源管理装置，包括：USB连接端，接收来自外部电源系统的电力；升压电路，将USB供电端口提供的电压值升高并输出；第一电容，连接升压电路输出端，并储存电荷；开关电路，连接于第一电容与功率放大器之间，受控于负载信号检测电路，当负载信号的幅度超过标准值时，开关电路导通，第一电容向负载提供电流。
进一步地，所述USB供电端口与负载间连接第一二极管；所述开关电路并联第二二极管。所述开关电路为MOS管，当负载信号的幅度超过标准值时，MOS管导通，第一电容向负载提供电流。
进一步地，所述USB供电端口并联第二电容；所述负载输入端并联第三电容。
本实用新型还提供一种USB扬声器系统，包括：USB连接端，接收来自外部电源系统的电力，为扬声器单元供电；升压电路，将USB供电端口提供的电压值升高并输出；第一电容，连接升压电路输出端，并储存电荷；开关电路，连接于第一电容与功率放大器之间，受控于音频检测电路，当音频信号的幅度超过标准值时，开关电路导通，第一电容向功率放大器提供电流；功率放大器，连接于开关电路与扬声器单元之间；以及扬声器单元。
进一步地，所述开关电路为MOS管，当音频信号的幅度超过标准值时，MOS管导通，第一电容向功率放大器提供电流；，所述功率放大器电源输入端并联第三电容。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
以下结合附图介绍较佳实施例，对本实用新型提出的技术方案加以详细说明。应该指出的是，附图的目的只是便于对本实用新型具体实施例的说明，不是一种多余的叙述或是对本实用新型范围的限制。
附图说明
图1为本实用新型的USB电源管理装置的电路图。
图2为本实用新型中USB扬声器系统所采用的供电系统电路图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，USB连接端以一个个人计算机作为外部电源，提供给USB扬声器系统的电压Vusb为5V，最大电流Iusb为500mA。
升压电路将Vusb的电压值升高，电容器C1根据升高后的电压值储存电荷。当负载信号低于标准值时，负载信号检测电路控制开关电路断开，二极管D2此时由于升压电路输出端电压值高于负载电压而截止，因此C1与负载电路断开，处于充电状态。当负载信号超过标准值时，负载信号检测电路控制开关电路导通，电容器C1向负载放电，以提供补偿电压。
实施例二
USB扬声器系统工作时，随着音频信号的强弱不同，需要系统给提供的功率（或电压）大小也就不同。通常情况下，音信信号的幅度小于标准值5V，需要USB供电电压小于5V，但是某一时刻音频信号的幅度可能会超过5V，造成失真，音频信号的波形在超过5V时被削顶。
如图2所示，本实施例的升压电路采用DC/DC变换器，输入电压Vin=Vusb=5V，输出电压Vout=12V。电容器C1充电根据DC/DC变换器的输出电压Vout积累电荷，C1的电容值为10000μF，C1可积累12V*10000μF=120mC的电荷。
开关电路选用MOS管，MOS管并联一个二极管D2，当音频信号的幅度低于5V时，音频信号检测电路控制MOS管截止，同时由于Vout电压值高于功率放大器输入端电压，D2也处于截止状态，DC/DC变换器与功率放大器断开连接，电容器C1存储电荷。当音频信号的幅度要高于5V时，音频检测电路的输出信号控制MOS管导通，电容C1放电，放电量为（12V-5V）*10000μF=70mC，从而增加提供给功率放大器的电流，使音频信号的幅度能够接近真实值。
在以上实施例中，负载输入端（功率放大器电源输入端）并联电容C3，C3=10μF，可防止信号在C1提供临时补偿电流时发生跃变。
在USB供电端与负载输入端（功率放大器电源输入端）间串联二极管D1，当信号小于标准值时，D1导通，由USB供电，当音频信号超过5V时，D1截止，这样C1的补偿电流提供给功率放大器，而不会回流至USB端。
特别地，USB供电端的电容C2的电容值小于470μF，否则会出现USB电源保护。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，但是它们不是本实用新型范围的局限应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，所作出的若干改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种USB电源管理装置，包括：
USB连接端，接收来自外部电源系统的电力；
升压电路，将USB供电端口提供的电压值升高并输出；
第一电容，连接升压电路输出端，并储存电荷；
开关电路，连接于第一电容与功率放大器之间，受控于负载信号检测电路，当负载信号的幅度超过标准值时，开关电路导通，第一电容向负载提供电流。
2.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，所述USB供电端口与负载间连接第一二极管。
3.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，所述开关电路并联第二二极管。
4.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，所述开关电路为MOS管，当负载信号的幅度超过标准值时，MOS管导通，第一电容向负载提供电流。
5.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，所述USB供电端口并联第二电容。
6.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，所述负载输入端并联第三电容。
7.一种利用权利要求1~6中任一电源管理装置的扬声器系统，包括：
USB连接端，接收来自外部电源系统的电力，为扬声器单元供电；
升压电路，将USB供电端口提供的电压值升高并输出；
第一电容，连接升压电路输出端，并储存电荷；
开关电路，连接于第一电容与功率放大器之间，受控于音频检测电路，当音频信号的幅度超过标准值时，开关电路导通，第一电容向功率放大器提供电流；
功率放大器，连接于开关电路与扬声器单元之间；以及
扬声器单元。
8.根据权利要求7所述的扬声器系统，其特征在于，所述开关电路为MOS管，当音频信号的幅度超过标准值时，MOS管导通，第一电容向功率放大器提供电流。
9.根据权利要求7所述的扬声器系统，其特征在于，所述功率放大器电源输入端并联第三电容。
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