CN207200954U - 一种等离子扬声器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种等离子扬声器，包括：脉冲波发生装置、MOS管驱动电路、图腾柱驱动电路和高压包，其中，脉冲波发生装置包括TL494芯片、电位器R2、电位器R3、电容C4和电容C5，MOS管驱动电路包括IR2110芯片、二极管D2和电容C3，图腾柱驱动电路包括电阻R1、二极管D1、电容C1、电容C2、P沟道三极管M1和N沟道三极管M2。该等离子扬声器减小了开关损耗，提高了电源效率，增强了电路的稳定性和抗干扰能力，同时还降低了拉弧后输出PWM波的失真度，提高了音质。
Description
技术领域
本实用新型涉及扬声器领域，特别提供了一种等离子扬声器。
背景技术
现阶段在我国开关调制的主流办法是采用ZVS零电压开关方法以及PWM脉宽调制法，但是，ZVS其电流大，功率高，高功率导致IGBT发热严重，电路不能长时间稳定工作，大电流导致其击穿空气电弧强度高，辐射功率更强，对周围电子产品产生严重影响，PWM脉宽调制方案功率过小，扬声器输出音量低，开关损耗较大，电源效率较低，开关管发热严重。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种等离子扬声器，以解决上述问题。
本实用新型提供的技术方案是：一种等离子扬声器，包括：脉冲波发生装置、MOS管驱动电路、图腾柱驱动电路和高压包，脉冲波发生装置包括TL494芯片、电位器R2、电位器R3、电容C4和电容C5，MOS管驱动电路包括IR2110芯片、二极管D2和电容C3，图腾柱驱动电路包括电阻R1、二极管D1、电容C1、电容C2、P沟道三极管M1和N沟道三极管M2，其中，TL494芯片的8、11、12脚接电源，1、7、13、16脚接地，2脚接电位器R2’1，R2’3接地，3脚悬空，4脚接电容C5和电位器R2’2，电容C5的另一端接音频输入，5脚接电容C4接地，6脚接电位器R3’1，R3’2接R3’3接地，9脚接10脚，作为脉冲波发生装置输出端，外接MOS管驱动电路的输入端，14脚与15脚同接2脚，IR2110芯片的3、9脚接电源，2、5、13脚接地，1、4、8、11、12、14脚悬空，6脚接电容C3接地、6脚接二极管D2的负极，二极管D2的正极接电源，7脚为MOS管驱动电路的输出端，外接图腾柱驱动电路的输入端，10脚为MOS管驱动电路的输入端，外接脉冲波发生装置输出端，P沟道三极管M1的源级M1’S接电源，漏极M1’D为图腾柱驱动电路的输出端，接N沟道三极管M2的源级M2’S，栅极M1’G接二极管D1的正极和电阻R1，二极管D1的负极和电阻R1的另一端同接电源，N沟道三极管M2的栅极M2’G为图腾柱驱动电路的输入端，接电容C1和MOS管驱动电路的输出端，电容C1的另一端接P沟道三极管M1的栅极M1’G，漏极M2’D接地，高压包的1脚接电容C2，电容C2的另一端接图腾柱驱动电路的输出端M1’D，高压包的2脚接地，高压包的3、4脚之间产生电弧。
本实用新型提供的等离子扬声器减小了开关损耗，提高了电源效率，增强了电路的稳定性和抗干扰能力，同时还降低了拉弧后输出PWM波的失真度，提高了音质。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为等离子扬声器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方案对本实用新型进行进一步的解释，但并不局限本实用新型。
如图1所示，本实用新型提供了一种等离子扬声器，包括：脉冲波发生装置、MOS管驱动电路、图腾柱驱动电路和高压包，脉冲波发生装置包括TL494芯片、电位器R2、电位器R3、电容C4和电容C5，MOS管驱动电路包括IR2110芯片、二极管D2和电容C3，图腾柱驱动电路包括电阻R1、二极管D1、电容C1、电容C2、P沟道三极管M1和N沟道三极管M2，其中，TL494芯片的8、11、12脚接电源，1、7、13、16脚接地，2脚接电位器R2’1，R2’3接地，3脚悬空，4脚接电容C5和电位器R2’2，电容C5的另一端接音频输入，5脚接电容C4接地，6脚接电位器R3’1，R3’2接R3’3接地，9脚接10脚，作为脉冲波发生装置输出端，外接MOS管驱动电路的输入端，14脚与15脚同接2脚，IR2110芯片的3、9脚接电源，2、5、13脚接地，1、4、8、11、12、14脚悬空，6脚接电容C3接地、6脚接二极管D2的负极，二极管D2的正极接电源，7脚为MOS管驱动电路的输出端，外接图腾柱驱动电路的输入端，10脚为MOS管驱动电路的输入端，外接脉冲波发生装置输出端，P沟道三极管M1的源级M1’S接电源，漏极M1’D为图腾柱驱动电路的输出端，接N沟道三极管M2的源级M2’S，栅极M1’G接二极管D1的正极和电阻R1，二极管D1的负极和电阻R1的另一端同接电源，N沟道三极管M2的栅极M2’G为图腾柱驱动电路的输入端，接电容C1和MOS管驱动电路的输出端，电容C1的另一端接P沟道三极管M1的栅极M1’G，漏极M2’D接地，高压包的1脚接电容C2，电容C2的另一端接图腾柱驱动电路的输出端M1’D，高压包的2脚接地，高压包的3、4脚之间产生电弧。
该等离子扬声器减小了开关损耗，提高了电源效率，增强了电路的稳定性和抗干扰能力，同时还降低了拉弧后输出PWM波的失真度，提高了音质，采用基于PWM脉宽调制的半桥推挽控制方式，从功率、效率、失真度、发声性能方面更具有优势，同时从产品化的角度考虑，本发明设计的控制方式成本低、结构简单、安全性高、稳定性更好，因此具有很大的发展潜力。
如图1所示，电位器R3和电容C4决定了输出PWM波的频率电位器R2调节未接入音频信号前PWM的占空比，接入音频信号后，TL494死区电压受音频信号幅度的影响发生变化，从而使输出PWM波的占空比不断变化，即高低电平宽度发生变化，而当P沟道三极管M1的栅极电压满足
VGS＞VTN
即栅极电压差大于开启电压时，P沟道三极管M1会导通，否则P沟道三极管M1处于截止状态，可见PWM波占空比会直接影响P沟道三极管M1导通和截止时间，进一步控制拉弧效应，使电弧的截面直径发生变化，从而导致周围空气振动发声。
图腾柱驱动电路，实际上是用一个N沟道三极管M2和一个P沟道三极管M1构成的电流放大电路，这种驱动电路作用在于，提升输出电流能力，迅速完成对于栅极输入电容电荷的充电过程。这种拓扑结构增加了导通所需要的时间，但是减少了关断时间，开关管能快速开通且避免上升沿的高频振荡。同时该结构外围电路十分简单，有利于降低损耗和减小产品体积。
由N沟道三极管M2和P沟道三极管M1共同构成的半桥电路，在增大电源效率的同时也减小了开关管的热效应，增强了电路的稳定性，其中二极管D1和电阻R1加速放电过程，从而避免引起共振，电容C1与C2则是起到抗干扰的作用，增强了电路的抗干扰能力。电路工作原理如下：
当IR2110输出的PWM波为低电平时，N沟道三极管M2处于截止状态，即
VGS1＜VTN1
而P沟道三极管M1的栅极电压与其源极电压相同，均为电源电压，故有
VGS2＜VTN2
而P沟道三极管M1属于P沟道增强型三极管，故此时P沟道三极管M1处于导通状态，初级线圈两端出现压差，次级线圈两端产生高压将空气击穿产生电弧。
当输出的PWM波为高电平时，N沟道三极管M2的栅极电压为高，源极电压为低，故有
VGS1＞VTN1
P沟道三极管M1处于导通状态，P沟道三极管M1导通后，相当于初级线圈两端短接，电位差为近乎为0，故而次级线圈两端电压小，无法产生电弧。这样便是半桥工作的一个周期。
本实用新型的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。
上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (1)
1.一种等离子扬声器，其特征在于，包括：脉冲波发生装置、MOS管驱动电路、图腾柱驱动电路和高压包，脉冲波发生装置包括TL494芯片、电位器R2、电位器R3、电容C4和电容C5，MOS管驱动电路包括IR2110芯片、二极管D2和电容C3，图腾柱驱动电路包括电阻R1、二极管D1、电容C1、电容C2、P沟道三极管M1和N沟道三极管M2，其中，TL494芯片的8、11、12脚接电源，1、7、13、16脚接地，2脚接电位器R2’1，R2’3接地，3脚悬空，4脚接电容C5和电位器R2’2，电容C5的另一端接音频输入，5脚接电容C4接地，6脚接电位器R3’1，R3’2接R3’3接地，9脚接10脚，作为脉冲波发生装置输出端，外接MOS管驱动电路的输入端，14脚与15脚同接2脚，IR2110芯片的3、9脚接电源，2、5、13脚接地，1、4、8、11、12、14脚悬空，6脚接电容C3接地、6脚接二极管D2的负极，二极管D2的正极接电源，7脚为MOS管驱动电路的输出端，外接图腾柱驱动电路的输入端，10脚为MOS管驱动电路的输入端，外接脉冲波发生装置输出端，P沟道三极管M1的源级M1’S接电源，漏极M1’D为图腾柱驱动电路的输出端，接N沟道三极管M2的源级M2’S，栅极M1’G接二极管D1的正极和电阻R1，二极管D1的负极和电阻R1的另一端同接电源，N沟道三极管M2的栅极M2’G为图腾柱驱动电路的输入端，接电容C1和MOS管驱动电路的输出端，电容C1的另一端接P沟道三极管M1的栅极M1’G，漏极M2’D接地，高压包的1脚接电容C2，电容C2的另一端接图腾柱驱动电路的输出端M1’D，高压包的2脚接地，高压包的3、4脚之间产生电弧。
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