CN210157151U - 功放器的mos管功率放大器的温度采样电路 - Google Patents
功放器的mos管功率放大器的温度采样电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，包括基准稳压电路、三极管组放大电路、发射极跟随电路、用于紧贴于MOS管功率放大器的散热器的温度采样管以及功放器的单片机，所述温度采样管与三极管组放大电路连接，所述三极管组放大电路与发射极跟随电路连接，发射极跟随电路与单片机的MOS管温度采样输入脚连接，发射极跟随电路还与一运算放大器电路连接，所述三极管组放大电路用于输出随温度变化的电压信号，所述基准稳压电路用作三极管组放大电路的基级稳压电路。本实用新型用于对MOS管功率放大器进行温度采样，为功放器的单片机提供温度采样的信号，便于保护MOS管在安全的状态下工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及功放器技术领域，具体涉及到一种功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路的技术。
背景技术
目前应用在专业D类功放器产品上的数字功放大电路主要是以IR的驱动芯片为基础的应用，比如IR的IRS20957S驱动芯片，为一种数字音频驱动芯片，此驱动芯片内部集成过流保护电路，设计不同的功放输出功率需要调节外部的参数才能匹配不同的MOS管，而且保护电路的灵敏度非常难调整，因为过流保护和外部MOS的RDS温升有密切的关系。所以在功放输出端长期短路测试的时候，会造成功放的损坏。为此，对功放器一般都设计有保护电路，以单片机为核心，对功放的输出电压，输出电流监控，输出频率，功放的供电电压，功率MOS管的温度，动态跟踪，全范围保护功放器工作在安全状态。前述MOS管为一种较为昂贵的电子元器件，保护MOS管使其在安全的工作状态非常重要。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，用于对MOS管功率放大器进行温度采样，为功放器的单片机提供温度采样的信号。
为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，其特征在于：所述功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路包括基准稳压电路、三极管组放大电路、发射极跟随电路、用于紧贴于MOS管功率放大器的散热器的温度采样管以及功放器的单片机，所述温度采样管与三极管组放大电路连接，所述三极管组放大电路与发射极跟随电路连接，发射极跟随电路与单片机的MOS管温度采样输入脚连接，发射极跟随电路还与一运算放大器电路连接，所述三极管组放大电路用于输出随温度变化的电压信号，所述基准稳压电路用作三极管组放大电路的基级稳压电路，所述基准稳压电路为三极管组放大电路提供基级稳压电路，所述温度采样管的采样信号输送到三极管组放大电路，三极管组放大电路输出的随温度变化的电压信号被送到发射极跟随电路的基极引脚，由发射极汇合在一起，把温度采样管的采样信号最终送到单片机的MOS管温度采样输入脚，所述温度采样管的采样信号还被送到所述运算放大器电路，用于产生温度压限电压信号。
所述三极管组放大电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第一三极管的基极与第二三极管的集电极连接，第二三极管的发射极连接第一温度采样管，第一三极管的基极与第二三极管的基极连接，所述第三三极管的基极与第四三极管的集电极连接，第四三极管的发射极连接第二温度采样管，第三三极管的基极与第四三极管的基极连接，第一三极管的发射极通过电阻与一正电源连接，第二三极管的发射极通过第一温度采样管与所述正电源连接，第三三极管的发射极通过电阻与所述正电源连接，第四三极管的发射极通过第二温度采样管与所述正电源连接，第二三极管为第一三极管提供基级恒流回路偏置,第四三极管为第三三极管提供基级恒流回路偏置。
所述基准稳压电路包括稳压芯片、第一稳压三极管、第二稳压三极管，所述第一稳压三极管的基极、第二稳压三极管的基极均与所述稳压芯片的输出引脚连接，所述第一稳压三极管的集电极通过一电阻与第三三极管的基极以及第四三极管的基极连接，第一稳压三极管的发射极通过一电阻接地，所述第二稳压三极管的集电极通过一电阻与第一三极管的基极以及第二三极管的基极连接，第二稳压三极管的发射极通过一电阻接地，所述稳压芯片的正极输入端通过一电阻与5V正极电源连接，所述第二稳压三极管的发射极直接与稳压芯片的负极输入端连接，所述稳压芯片是单电源运放，为后面的第一稳压三极管、第二稳压三极管的基级提供直流偏置回路。
所述发射极跟随电路包括第五三极管、第六三极管，第五三极管的基极与第六三极管的基极连接并且引出第一基极引脚与第二基极引脚，第五三极管的集电极与第六三极管的集电极连接并且与一15V正电源连接，第五三极管的发射极引脚与所述运算放大器电路连接，第六三极管的发射极引脚与单片机的MOS管温度采样输入脚连接，所述第一基极引脚通过一电阻与第一三极管的集电极连接，所述第一基极引脚还通过并联连接的一电容与一电阻接地，所述第二基极引脚通过一电阻与第三三极管的集电极连接，所述第二基极引脚还通过并联连接的电容与电阻接地，所述第五三极管、第六三极管是封装三极管内部的管子，所述封装三极管组成的发射极跟随放大电路，作用是把温度采样的电压放大到所述运算放大器电路的同相输入端。
所述运算放大器电路包括运算放大器、二极管，所述二极管的正极与运算放大器的输出端连接，所述二极管的负极接地，所述运算放大器的正极输入端与所述第五三极管的发射极引脚连接，所述运算放大器的负极输入端通过一电阻与一5V正电源连接，所述运算放大器的负极输入端还通过一电阻接地，所述运算放大器的负极输入端与输出端之间连接有一电阻。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型由于设计了基准稳压电路、三极管组放大电路、发射极跟随电路、用于紧贴于MOS管功率放大器的散热器的温度采样管，这样温度采样管紧贴MOS管功率放大器的散热器，能够检测温度的变化，基准稳压电路为三极管组放大电路提供基级稳压电路，三极管组放大电路输出的根据温度变化的电压的信号通过相应的电路送到发射极跟随电路的基极引脚，由发射极汇合在一起，把温度信号最终送到单片机的MOS管温度采样输入脚，进行温度采样。温度采样的信号分两路，一路送到所述运算放大器电路，产生的温度压限电压信号，被送到功放器的输入端进行温度压限增益控制，控制功放输出的大小，让功放的温度在合理的温度范围内持续工作而不中断演出；另一路送到单片机的MOS管温度采样输入脚，这样在极端条件下，如果功放MOS管的温度持续升高到95度的时候，单片机发出执行命令，关闭功放输出级的PWM使得功放被保护，从而保护MOS管在安全的工作状态。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
图1是本实用新型功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，本实用新型功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，包括基准稳压电路、三极管组放大电路、发射极跟随电路、用于紧贴于MOS管功率放大器的散热器的温度采样管以及功放器的单片机，所述温度采样管与三极管组放大电路连接，所述三极管组放大电路与发射极跟随电路连接，发射极跟随电路与单片机的MOS管温度采样输入脚连接，发射极跟随电路还与一运算放大器电路连接，所述三极管组放大电路用于输出随温度变化的电压信号，所述基准稳压电路用作三极管组放大电路的基级稳压电路，所述基准稳压电路为三极管组放大电路提供基级稳压电路，所述温度采样管的采样信号输送到三极管组放大电路，三极管组放大电路输出的随温度变化的电压信号被送到发射极跟随电路的基极引脚，由发射极汇合在一起，把温度采样管的采样信号最终送到单片机的MOS管温度采样输入脚，所述温度采样管的采样信号还被送到所述运算放大器电路，用于产生温度压限电压信号。
本实用新型中运放是运算放大器的简称。
三极管组放大电路包括第一三极管T51、第二三极管T53、第三三极管T49、第四三极管T50，所述第一三极管T51的基极与第二三极管T53的集电极连接，第二三极管T53的发射极连接第一温度采样管R172，第一三极管T51的基极与第二三极管T53的基极连接，所述第三三极管T49的基极与第四三极管T50的集电极连接，第四三极管T50的发射极连接第二温度采样管R145，第三三极管T49的基极与第四三极管T50的基极连接，第一三极管T51的发射极通过电阻R260与一电源的正极连接，第二三极管T53的发射极通过第一温度采样管与所述电源的正极连接，第三三极管T49的发射极通过电阻R259与所述电源的正极连接，第四三极管T50的发射极通过第二温度采样管与所述电源的正极连接，第二三极管T53为第一三极管T51提供基级恒流回路偏置,第四三极管T50为第三三极管T49提供基级恒流回路偏置。其中第二三极管T53为第一三极管T51提供基级恒流回路偏置,第四三极管T50为第三三极管T49提供基级恒流回路偏置，第一温度采样管R172,第二温度采样管R145均为正温度系数的采样电阻，当温度变化的时候，第一温度采样管R172、第二温度采样管R145阻值慢慢变大，导致第二三极管T53、第四三极管T50的C级电压慢慢降低，第一三极管T51,第三三极管T49慢慢导通，通过电阻R265、电阻R134输出根据温度变化而变化的采样电压送到由封装三极管T14组成的射级跟随器输出电压。射级跟随器就是指发射极跟随电路。
其中基准稳压电路包括稳压芯片IC16、第一稳压三极管T48、第二稳压三极管T52，所述第一稳压三极管T48的基极、第二稳压三极管T52的基极均与所述稳压芯片IC16的输出引脚连接，所述第一稳压三极管T48的集电极通过一电阻R262与第三三极管T49的基极以及第四三极管T50的基极连接，第一稳压三极管T48的发射极通过一电阻R258接地，所述第二稳压三极管T52的集电极通过一电阻R266与第一三极管T51的基极以及第二三极管T53的基极连接，第二稳压三极管T52的发射极通过一电阻R264接地，所述稳压芯片IC16的正极输入端通过一电阻R263与5V正极电源连接，所述第二稳压三极管T52的发射极直接与稳压芯片IC16的负极输入端连接，所述稳压芯片IC16由15V电源供电。稳压芯片IC16是TI公司的单运放，此处设计的主要作用是稳压，稳压芯片IC16是单电源运放，供电回路是+15V与-15V,同相输入端输入的是+5V的电压，反向输入端连接电阻R264接地，运放的输出端提供5V+0.6V(UBE＝0.6V)的稳压基准，为后面的第一稳压三极管T48、第二稳压三极管T52的基级提供直流偏置回路，在整个环路中起到决定性的作用，采样运放跟随模式，可以提高输入阻抗降低输出阻抗的作用。
其中发射极跟随电路包括第五三极管TR1、第六三极管TR2，第五三极管TR1的基极与第六三极管TR2的基极连接并且引出第一基极引脚与第二基极引脚，第五三极管TR1的集电极与第六三极管TR2的集电极连接并且与15V正电源连接，第五三极管TR1的发射极引脚与所述运算放大器电路连接，第六三极管TR21的发射极引脚与单片机的MOS管温度采样输入脚连接，所述第一基极引脚通过电阻R265与第一三极管T51的集电极连接，所述第一基极引脚还通过并联连接的电容C129与电阻R261接地，所述第二基极引脚通过电阻R134与第三三极管T49的集电极连接，所述第二基极引脚还通过并联连接的电容C64与电阻R135接地。第五三极管TR1、第六三极管TR2是封装三极管T14内部的管子，两个参数一样的管子封装在一个元件里面，为的是封装三极管T14的放大特性一致，封装三极管T14组成发射极跟随放大电路，把温度采样的电压放大到运放IC10A的同相输入端，再由运放IC10A放大1.2倍左右输出给其他控制回路。运放IC10A是运算放大器IC10A的简称。
其中放大电路包括运算放大器IC10A、二极管D19，所述二极管的正极与运算放大器IC10A的输出端连接，所述二极管的负极接地，所述运算放大器IC10A的正极输入端与所述第五三极管TR1的发射极引脚连接，所述运算放大器IC10A的负极输入端通过电阻R97与5V正电源连接，所述运算放大器IC10A的负极输入端还通过电阻R100接地，所述运算放大器IC10A的负极输入端与输出端之间连接有电阻R99。
需要声明的是，上述具体实施方式仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，其特征在于：所述功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路包括基准稳压电路、三极管组放大电路、发射极跟随电路、用于紧贴于MOS管功率放大器的散热器的温度采样管以及功放器的单片机，所述温度采样管与三极管组放大电路连接，所述三极管组放大电路与发射极跟随电路连接，发射极跟随电路与单片机的MOS管温度采样输入脚连接，发射极跟随电路还与一运算放大器电路连接，所述三极管组放大电路用于输出随温度变化的电压信号，所述基准稳压电路用作三极管组放大电路的基级稳压电路，所述基准稳压电路为三极管组放大电路提供基级稳压电路，所述温度采样管的采样信号输送到三极管组放大电路，三极管组放大电路输出的随温度变化的电压信号被送到发射极跟随电路的基极引脚，由发射极汇合在一起，把温度采样管的采样信号最终送到单片机的MOS管温度采样输入脚，所述温度采样管的采样信号还被送到所述运算放大器电路，用于产生温度压限电压信号。
2.根据权利要求1所述功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，其特征在于：所述三极管组放大电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第一三极管的基极与第二三极管的集电极连接，第二三极管的发射极连接第一温度采样管，第一三极管的基极与第二三极管的基极连接，所述第三三极管的基极与第四三极管的集电极连接，第四三极管的发射极连接第二温度采样管，第三三极管的基极与第四三极管的基极连接，第一三极管的发射极通过电阻与一正电源连接，第二三极管的发射极通过第一温度采样管与所述正电源连接，第三三极管的发射极通过电阻与所述正电源连接，第四三极管的发射极通过第二温度采样管与所述正电源连接，第二三极管为第一三极管提供基级恒流回路偏置,第四三极管为第三三极管提供基级恒流回路偏置。
3.根据权利要求1所述功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，其特征在于：所述基准稳压电路包括稳压芯片、第一稳压三极管、第二稳压三极管，所述第一稳压三极管的基极、第二稳压三极管的基极均与所述稳压芯片的输出引脚连接，所述第一稳压三极管的集电极通过一电阻与第三三极管的基极以及第四三极管的基极连接，第一稳压三极管的发射极通过一电阻接地，所述第二稳压三极管的集电极通过一电阻与第一三极管的基极以及第二三极管的基极连接，第二稳压三极管的发射极通过一电阻接地，所述稳压芯片的正极输入端通过一电阻与5V正极电源连接，所述第二稳压三极管的发射极直接与稳压芯片的负极输入端连接，所述稳压芯片是单电源运放，为后面的第一稳压三极管、第二稳压三极管的基级提供直流偏置回路。
4.根据权利要求1所述功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，其特征在于：所述发射极跟随电路包括第五三极管、第六三极管，第五三极管的基极与第六三极管的基极连接并且引出第一基极引脚与第二基极引脚，第五三极管的集电极与第六三极管的集电极连接并且与一15V正电源连接，第五三极管的发射极引脚与所述运算放大器电路连接，第六三极管的发射极引脚与单片机的MOS管温度采样输入脚连接，所述第一基极引脚通过一电阻与第一三极管的集电极连接，所述第一基极引脚还通过并联连接的一电容与一电阻接地，所述第二基极引脚通过一电阻与第三三极管的集电极连接，所述第二基极引脚还通过并联连接的电容与电阻接地，所述第五三极管、第六三极管是封装三极管内部的管子，所述封装三极管组成的发射极跟随放大电路，作用是把温度采样的电压放大到所述运算放大器电路的同相输入端。
5.根据权利要求4所述功放器的MOS管功率放大器的温度采样电路，其特征在于：所述运算放大器电路包括运算放大器、二极管，所述二极管的正极与运算放大器的输出端连接，所述二极管的负极接地，所述运算放大器的正极输入端与所述第五三极管的发射极引脚连接，所述运算放大器的负极输入端通过一电阻与一5V正电源连接，所述运算放大器的负极输入端还通过一电阻接地，所述运算放大器的负极输入端与输出端之间连接有一电阻。
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