CN212695958U - 功放保护电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功放保护电路及装置，电路包括分压滤波检测电路、信号输出电路和供电开关，分压滤波检测电路的输入端与功放的信号输出端连接，分压滤波检测电路的输出端与信号输出电路、供电开关依次连接；分压滤波检测电路用于在检测到异常直流电压时，向信号输出电路输出第一信号；在未检测到异常直流电压时，向信号输出电路输出第二信号；信号输出电路，用于根据第一信号或第二信号向供电开关输出截止信号或导通信号；供电开关，用于根据导通信号或截止信号控制功放的电源供电。本实用新型能够在检测到功放输出的音频信号异常时及时对功放进行断电处理，避免扬声器喇叭发生损坏，减少音频设备在发生故障时的器件损失。

Description

功放保护电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及功放保护电路及装置。

背景技术

现有的音响系统中，通常采用音频功率放大器对音频信号进行放大后输出至扬声器进行发声。在功放发生异常时直接向扬声器输出直流信号，将会导致扬声器的喇叭的线圈发生损坏。

为了提升扬声器的使用寿命，避免功放发生异常而导致扬声器发生损坏，需要对功放输出的音频信号进行检测，并在检测到异常时及时切断异常信号的输出，从而保护扬声器。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种功放保护电路及装置，旨在解决功放在输出直流信号时容易导致扬声器损坏的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种功放保护电路，包括分压滤波检测电路、信号输出电路和供电开关，所述分压滤波检测电路的第一输入端和第二输入端分别与功放的第一信号输出端和第二信号输出端连接，所述分压滤波检测电路的输出端与所述信号输出电路的输入端连接，所述信号输出电路的输出端与所述供电开关连接；

所述分压滤波检测电路，用于检测所述功放输出的音频信号是否存在异常直流电压，在检测到异常直流电压时，向所述信号输出电路输出第一信号；在未检测到异常直流电压时，向所述信号输出电路输出第二信号；

所述信号输出电路，用于在接收到所述第一信号时，向所述供电开关输出截止信号；在接收到所述第二信号时，向所述供电开关输出导通信号；

所述供电开关，用于在接收到截止信号时，将所述功放与电源断开；在接收到导通信号时，将所述功放与电源导通。

可选地，所述分压滤波检测电路包括分压滤波电路及直流电压检测模块，所述分压滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一电容；

所述第一信号输出端依次通过第一电阻、第二电阻和第三电阻与所述第二信号输出端连接，所述第二电阻与所述第一电容并联，所述直流电压检测模块的第一端和第二端分别与所述第一电容的第一端和第二端连接，所述直流电压检测模块的输出端与所述信号输出电路的输入端连接；

所述直流电压检测模块，用于在检测到所述第一电容上的电压达到异常电压阈值时，向所述信号输出电路输出第一信号；在检测到所述第一电容上的电压未达到异常电压阈值时，向所述信号输出电路输出第二信号。

可选地，所述直流电压检测模块包括第一三极管和第二三极管；

所述第一三极管的发射极与所述第一电容的第一端连接，所述第一三极管的基极与所述第一电容的第二端连接，所述第二三极管的发射极与所述第一电容的第二端连接，所述第二三极管的基极与所述第一电容的第一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极还与所述信号输出电路的输入端连接。

可选地，所述第一三极管和所述第二三极管为PNP型三极管。

可选地，所述信号输出电路包括第四电阻，第五电阻、第三三极管以及供电信号发生模块；

所述第四电阻的第一端与所述分压滤波检测电路的输出端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第三三极管的基极与所述第四电阻的第二端连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述供电信号发生模块的信号检测端连接，所述供电信号发生模块的信号输出端与所述供电开关连接；

所述供电信号发生模块，在检测到所述第三三极管导通时，向所述供电开关输出截止信号；在检测到所述第三三极管截止时，向所述供电开关输出导通信号。

可选地，所述信号输出电路还包括与所述第五电阻并联的第二电容。

可选地，所述供电信号发生模块包括第六电阻、第七电阻、第四三极管以及第八电阻；

所述第六电阻的第一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端接高电平，所述第四三极管的基极与所述第六电阻的第二端连接，所述第四三极管的发射极接高电平，所述第四三极管的集电极通过所述第八电阻接地，所述第四三极管的集电极与所述供电开关连接。

可选地，所述第三三极管为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

可选地，所述功放包括多个通路，所述分压滤波电路为多个，每个分压滤波电路的输入端分别与对应的通路的输出端连接，多个分压滤波电路的输出端均与所述直流电压检测模块的输入端连接；

所述信号输出电路，用于在接收到所述直流电压检测模块输出的第一信号时，向所述供电开关输出截止信号。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种功放保护装置，所述功放保护装置包括与功放连接的功放保护电路，所述功放保护电路被配置为如上所述的功放保护电路。

本实用新型通过分压滤波检测电路能够对功放的音频信号输出通路中的异常直流信号进行检测，在检测到功放输出的音频信号存在异常直流信号时，可以通过信号输出电路向供电开关发送截止信号，供电开关可以根据截止信号将功放与电源断开，从而使得功放停止运行。在检测到功放输出的音频信号异常输出直流信号时，可以及时对功放进行断电处理，避免扬声器喇叭发生损坏，减少音频设备在发生故障时的器件损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型功放保护电路一实施例的模块示意图；

图2为图1实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型功放保护电路另一实施例的部分电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	分压滤波检测电路	R1	第一电阻
20	信号输出电路	R2	第二电阻
				30	供电开关	R3	第三电阻
40	功放	R4	第四电阻
				41	第一信号输出端	R5	第五电阻
42	第二信号输出端	R6	第六电阻
				50	电源	R7	第七电阻
11	分压滤波电路	R8	第八电阻
				12	直流电压检测模块	Q1	第一三极管
21	供电信号发生模块	Q2	第二三极管
				C1	第一电容	Q3	第三三极管
C2	第二电容	Q4	第四三极管

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种功放保护电路，应用于功放保护装置中，该功放保护装置可以对功放输出的音频信号进行异常检测，从而保护扬声器或喇叭。

参见图1，在一实施例中，功放保护电路包括分压滤波检测电路10、信号输出电路20和供电开关30。分压滤波检测电路10的第一输入端和第二输入端分别与功放40的第一信号输出端41和第二信号输出端42连接，分压滤波检测电路10的输出端与信号输出电路20的输入端连接，信号输出电路20的输出端与供电开关30连接；

功放40的第一信号输出端41和第二信号输出端42分别为一路音频信号的正输出端和负输出端，分压滤波检测电路10的第一输入端和第二输入端分别与音频信号的正输出端和负输出端连接，并检测功放40输出的音频信号中的直流电压分量是否存在异常。在功放40正常运行时，功放40输出的音频信号为交流电信号，则分压滤波检测电路10对音频信号进行分压滤波后得到的直流电压分量不会超过异常电压阈值；而在功放40发生异常或损坏时，功放40输出的音频信号变为直流电信号，则分压滤波检测电路10对音频信号进行分压滤波后得到的直流电压分量将会超过异常电压阈值。分压滤波检测电路10可以在检测到的直流电压超过异常电压阈值时，确定功放40输出的音频信号存在异常直流电压，并向信号输出电路20输出第一信号，而在检测到的直流电压未超过异常电压阈值时，则可以确定功放40输出的音频信号不存在异常直流电压，并向信号输出电路20输出第二信号。

可以理解的是，在功放40发生异常时，可能是第一信号输出端41的输出电压高于第二信号输出端42，也可能是第二信号输出端42的输出电压高于第一信号输出端41。分压滤波检测电路10能够检测功放40的第一信号输出端41和第二信号输出端42的电压差值，在检测到两个信号输出端的电压差值达到异常电压阈值时，可以发出第一信号。

信号输出电路20在接收到分压滤波检测电路10输出的第一信号时，可以确定功放40发生异常并输出异常直流电压，则信号输出电路20可以向供电开关30发送截止信号，以使供电开关30将功放40与为功放40进行供电的电源50断开。即，在检测到功放40发生异常时，可以通过对功放40停止供电以避免扬声器发生损坏。在信号输出电路20接收到分压滤波检测电路10输出的第二信号时，则可以确定功放40为正常运行状态，此时信号输出电路20可以向供电开关30发送导通信号，以使供电开关30将功放40与为功放40进行供电的电源50导通，使得功放40能够保持正常运行。

在本实施例中，通过分压滤波检测电路10能够对功放40的音频信号输出通路中的异常直流信号进行检测，在检测到功放40输出的音频信号存在异常直流信号时，可以通过信号输出电路20向供电开关30发送截止信号，供电开关30可以根据截止信号将功放40与电源50断开，从而使得功放40停止运行。在检测到功放40输出的音频信号异常输出直流信号时，可以及时对功放40进行断电处理，避免扬声器喇叭发生损坏，减少音频设备在发生故障时的器件损失。

一并参照图1和图2，上述分压滤波检测电路10可以包括分压滤波电路11及直流电压检测模块12，分压滤波电路11可以包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一电容C1。第一信号输出端41依次通过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3与第二信号输出端42连接，第二电阻R2与第一电容C1并联，直流电压检测模块12的第一端和第二端分别与第一电容C1的第一端和第二端连接，直流电压检测模块12的输出端与信号输出电路20的输入端连接。

第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成分压电路，第一电容C1与第二电阻R2构成滤波电路，在功放40输出的音频信号为交流信号时，滤波电路中的第一电容C1在交流信号中不断进行充放电操作，第一电容C1两端的电压差不会达到异常电压阈值。而在功放40输出的音频信号为直流信号时，该音频信号通过分压电路对第一电容C1进行充电，从而使得第一电容C1两端的电压差迅速超过异常电压阈值。直流电压检测模块12可以对第一电容C1两端的电压差进行检测，在检测到第一电容C1上的电压达到异常电压阈值时，可以向信号输出电路20输出第一信号。而在检测到第一电容C1上的电压未达到异常电压阈值时，则向信号输出电路20输出第二信号。

可以理解的是，在功放40发生异常时，若第一信号输出端41输出高电平，则第一电容C1上第一端的电压高于第二端的电压；若第二信号输出端42输出高电平，则第一电容C1上第二端的电压高于第一端的电压。即，直流电压检测模块12在检测到第一电容C1两端的电压的绝对值达到异常电压阈值时，可以输出第一信号。

通过获取功放在正常运行时的实际输出功率，可以对应调整第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1的参数值，从而在功放正常运行时使得第一电容C1上的电压值不会达到异常电压阈值，而在功放发生异常时能够使得第一电容C1上的电压值迅速达到异常电压阈值，从而提升功放异常检测的准确性和可靠性。

进一步地，上述直流电压检测模块12可以包括第一三极管Q1和第二三极管Q2。第一三极管Q1的发射极与第一电容C1的第一端连接，第一三极管Q1的基极与第一电容C1的第二端连接，第二三极管Q2的发射极与第一电容C1的第二端连接，第二三极管Q2的基极与第一电容C1的第一端连接，第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1的集电极还与信号输出电路20的输入端连接。其中，第一三极管Q1和第二三极管Q2为PNP型三极管，三极管的导通电压可以为0.7V。

在功放40发生异常并输出异常直流信号时，若第一电容C1的第一端电压高于第二端电压，并且电压差达到异常电压阈值，则第一电容C1第一端的电压为高电平信号。第一三极管Q1的发射极电压高于基极电压，而第二三极管Q2的发射极电压低于基极电压，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2截止。第一电容C1通过第一三极管Q1的集电极输出高电平信号至信号输出电路20。

若第一电容C1的第二端电压高于第一端电压，并且电压差达到异常电压阈值，则第一电容C1第二端的电压为高电平信号。第二三极管Q2的发射极电压高于基极电压，而第一三极管Q1的发射极电压低于基极电压，第二三极管Q2导通，第一三极管Q1截止。第一电容C1通过第二三极管Q2的集电极输出高电平信号至信号输出电路20。

可以理解的是，在功放40正常运行时，第一三极管Q1和第二三极管Q2均为截止状态，信号输出电路20接收到低电平信号；而在功放40发生异常时，无论第一信号输出端41输出高电平还是第二信号输出端42输出高电平，信号输出电路20均可以接收到高电平信号。即，第一信号为高电平信号，第二信号为低电平信号。

进一步地，上述信号输出电路20可以包括第四电阻R4，第五电阻R5、第三三极管Q3以及供电信号发生模块21。第四电阻R4的第一端与分压滤波检测电路10的输出端连接，第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端接地，第三三极管Q3的基极与第四电阻R4的第二端连接，第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的集电极与供电信号发生模块21的信号检测端连接，供电信号发生模块21的信号输出端与供电开关30连接。其中，第三三极管Q3为NPN型三极管。

在第四电阻R4接收到分压滤波检测电路10的输出端输出的低电平信号时，第三三极管Q3的基极通过第五电阻R5下拉接地，此时第三三极管Q3截止，供电信号发生模块21检测到第三三极管Q3截止时，可以确定功放40为正常运行状态，并向供电开关30输出导通信号，以使供电开关30控制电源50为功放40供电。

在第四电阻R4接收到分压滤波检测电路10的输出端输出的高电平信号时，该高电平信号经第四电阻R4和第五电阻R5分压，其中，第五电阻R5的阻值远大于第四电阻R4的阻值，则第三三极管Q3的基极接收到的分压后的电压信号，在该电压信号达到第三三极管Q3的导通电压时第三三极管Q3导通，此时供电信号发生模块21检测到第三三极管Q3导通，可以确定功放40发生异常，并向供电开关30输出截止信号，以使供电开关30控制电源50停止为功放40供电。

进一步地，上述信号输出电路20还可以包括与第五电阻R5并联的第二电容C2。第二电容C2能够起到滤波作用，对第三三极管Q3接收到的交流信号进行过滤，避免交流信号改变第三三极管Q3的开闭状态。

进一步地，上述供电信号发生模块21可以包括第六电阻R6、第七电阻R7、第四三极管Q4以及第八电阻R8。第六电阻R6的第一端与第三三极管Q3的集电极连接，第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端接高电平，第四三极管Q4的基极与第六电阻R6的第二端连接，第四三极管Q4的发射极接高电平，第四三极管Q4的集电极通过第八电阻R8接地，第四三极管Q4的集电极与供电开关30连接。其中，第四三极管Q4为PNP型三极管。

在第三三极管Q3截止时，第四三极管Q4的基极和发射极均与高电平VCC连接，此时第四三极管Q4为截止状态，第四三极管Q4的集电极向供电开关30输出低电平信号。

在第三三极管Q3导通时，高电平VCC输出的电压经过第六电阻R6和第七电阻R7分压后通过第三三极管Q3接地，此时第四三极管Q4的基极接收到分压后的电压变为低电平，第四三极管Q4的发射极则直接接高电平VCC，在第四三极管Q4的基极为低电平，发射极为高电平时，第四三极管Q4导通，高电平VCC通过第八电阻R8接地，则第四三极管Q4的集电极向供电开关30输出高电平信号。

需要说明的是，第四三极管Q4的集电极输出的高电平信号即为截止信号，低电平信号即为导通信号。

可以理解的是，在第六电阻R6为1KΩ、第七电阻R7为10KΩ、第三三极管Q3的压降为0.3V、高电平VCC为3.3V时，第四三极管Q4的基极电压为0.57V，即此时第四三极管Q4的基极为低电平。

如图3所示，在另一实施例中，上述功放40为多通路系统，可以设置分压滤波电路11为多个，每个分压滤波电路11的输入端分别与多个通路中对应的通路的输出端连接，以用于检测该通路总是否存在异常直流电压。多个分压滤波电路11的输出端均与直流电压检测模块12的输入端连接。直流电压检测模块12在检测到多个分压滤波电路11中的至少一个分压滤波电路11输出异常直流电压时，表示该多通路功放40系统中的至少一个通路发生异常，此时可以向信号输出电路20发送第一信号，以控制供电开关30切断多通路功放40系统的供电，以保护扬声器喇叭。

本实用新型还提供一种功放保护装置，该功放保护装置包括与功放连接的功放保护电路，该功放保护电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的功放保护装置采用了上述功放保护电路的技术方案，因此该功放保护装置具有上述功放保护电路所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种功放保护电路，其特征在于，包括分压滤波检测电路、信号输出电路和供电开关，所述分压滤波检测电路的第一输入端和第二输入端分别与功放的第一信号输出端和第二信号输出端连接，所述分压滤波检测电路的输出端与所述信号输出电路的输入端连接，所述信号输出电路的输出端与所述供电开关连接；

所述分压滤波检测电路，用于检测所述功放输出的音频信号是否存在异常直流电压，在检测到异常直流电压时，向所述信号输出电路输出第一信号；在未检测到异常直流电压时，向所述信号输出电路输出第二信号；

所述信号输出电路，用于在接收到所述第一信号时，向所述供电开关输出截止信号；在接收到所述第二信号时，向所述供电开关输出导通信号；

所述供电开关，用于在接收到截止信号时，将所述功放与电源断开；在接收到导通信号时，将所述功放与电源导通。

2.如权利要求1所述的功放保护电路，其特征在于，所述分压滤波检测电路包括分压滤波电路及直流电压检测模块，所述分压滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一电容；

所述第一信号输出端依次通过第一电阻、第二电阻和第三电阻与所述第二信号输出端连接，所述第二电阻与所述第一电容并联，所述直流电压检测模块的第一端和第二端分别与所述第一电容的第一端和第二端连接，所述直流电压检测模块的输出端与所述信号输出电路的输入端连接；

所述直流电压检测模块，用于在检测到所述第一电容上的电压达到异常电压阈值时，向所述信号输出电路输出第一信号；在检测到所述第一电容上的电压未达到异常电压阈值时，向所述信号输出电路输出第二信号。

3.如权利要求2所述的功放保护电路，其特征在于，所述直流电压检测模块包括第一三极管和第二三极管；

所述第一三极管的发射极与所述第一电容的第一端连接，所述第一三极管的基极与所述第一电容的第二端连接，所述第二三极管的发射极与所述第一电容的第二端连接，所述第二三极管的基极与所述第一电容的第一端连接，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极还与所述信号输出电路的输入端连接。

4.如权利要求3所述的功放保护电路，其特征在于，所述第一三极管和所述第二三极管为PNP型三极管。

5.如权利要求2所述的功放保护电路，其特征在于，所述信号输出电路包括第四电阻，第五电阻、第三三极管以及供电信号发生模块；

所述第四电阻的第一端与所述分压滤波检测电路的输出端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第三三极管的基极与所述第四电阻的第二端连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述供电信号发生模块的信号检测端连接，所述供电信号发生模块的信号输出端与所述供电开关连接；

所述供电信号发生模块，在检测到所述第三三极管导通时，向所述供电开关输出截止信号；在检测到所述第三三极管截止时，向所述供电开关输出导通信号。

6.如权利要求5所述的功放保护电路，其特征在于，所述信号输出电路还包括与所述第五电阻并联的第二电容。

7.如权利要求5所述的功放保护电路，其特征在于，所述供电信号发生模块包括第六电阻、第七电阻、第四三极管以及第八电阻；

所述第六电阻的第一端与所述第三三极管的集电极连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端接高电平，所述第四三极管的基极与所述第六电阻的第二端连接，所述第四三极管的发射极接高电平，所述第四三极管的集电极通过所述第八电阻接地，所述第四三极管的集电极与所述供电开关连接。

8.如权利要求7所述的功放保护电路，其特征在于，所述第三三极管为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

9.如权利要求2～8中任一项所述的功放保护电路，其特征在于，所述功放包括多个通路，所述分压滤波电路为多个，每个分压滤波电路的输入端分别与对应的通路的输出端连接，多个分压滤波电路的输出端均与所述直流电压检测模块的输入端连接；

所述信号输出电路，用于在接收到所述直流电压检测模块输出的第一信号时，向所述供电开关输出截止信号。

10.一种功放保护装置，其特征在于，所述功放保护装置包括与功放连接的功放保护电路，所述功放保护电路被配置为如权利要求1～9任一项所述的功放保护电路。

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