CN213906907U - 一种数字功放电源自适应音频调整节能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数字功放电源自适应音频调整节能装置，包括用于对音频信号进行功率放大的音频功放模块、用于采集音频功放模块实时电压的电压采集模块、用于向音频功放模块供电的电源模块和用于调整电源模块输出电压的调整驱动模块，所述音频功放模块的输出端与电压采集模块的输入端连接，所述电压采集模块的输出端与调整驱动模块的输入端连接，所述调整驱动模块的输出端与电源电路连接。在本实用新型中，通过电压采集模块获取音频功放模块实时的电源，以驱使调整驱动模块调整电源模块输送至音频功放模块的电压，从而避免电路元件在运行时热量大、热损耗大的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及数字功放节能技术装置，尤其涉及一种数字功放电源自适应音频调整节能装置。
背景技术
现有D类数字功放的额定电压一般在60V-130V，电源模块正常供电时，电路中的功率输出管和输出电感常常因要吸收高压调制载波，从而出现发热量大和热损耗大的危险情况，当功率输出管和输出电感出现发热量大和热损耗大时，一般都会引起元器件(功率输出管和输出电感)周围的温度升高，进而导致其周围的元器件处于高温环境，从而影响功放的工作性能和稳定性。
发明内容
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数字功放电源自适应音频调整节能装置，其能解决元器件发热量大和热损耗大的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种数字功放电源自适应音频调整节能装置，包括用于对音频信号进行功率放大的音频功放模块、用于采集音频功放模块实时电压的电压采集模块、用于向音频功放模块供电的电源模块和用于调整电源模块输出电压的调整驱动模块，所述音频功放模块的输出端与电压采集模块的输入端连接，所述电压采集模块的输出端与调整驱动模块的输入端连接，所述调整驱动模块的输出端与电源电路连接。
优选的，所述音频功放模块包括D类数字功放器A4、电阻R181、电阻R175、场效应管Q28、电阻R23、电容C50、电容C78、电容C76、电容C74、电阻R182、电阻R176、场效应管Q30、电阻R66、电容C52、电阻R88、电感L1、电容C72、电容C42和电阻R81，所述场效应管Q28的D极、电容C50的一端、电容C78的一端、电容C76的一端和电容C74的一端均与D类数字功放器A4的电源端VDD1连接，所述D类数字功放器A4的高电平输出端HO-02与电阻R181的一端连接，所述电阻R181的另一端和电阻R175的一端均与场效应管Q28的G极连接，所述场效应管Q28的S极、电阻R175的另一端、场效应管Q30的D极、电阻R23的一端、电容C78的另一端、电容C76的另一端、电容C74的另一端、电容C52的一端、电阻R88的一端和电感L1的一端均与D类数字功放器A4的输出端VS连接，所述电阻R23的另一端与电容C50的另一端连接，所述D类数字功放器A4的低电平输出端LO-01与电阻R182的一端连接，所述电阻R182的另一端和电阻R176的一端均与场效应管Q30的G极连接，所述电阻R176的另一端、场效应管Q30的S极、电阻R66的一端和电阻R88的另一端均与D类数字功放器A4的电源端VVS1连接，所述电阻R66的另一端与电容C52的另一端连接，所述电压采集模块的输入端、电容C42的一端和电容C72的一端均与电感L1的另一端连接。
优选的，所述电压采集模块包括电容C57、电阻R117、二极管D12、二极管D13、实时电压跟随控制器A6、光耦U4、稳压二极管D15、电容C23、三极管Q19和三极管Q20，所述电容C57的一端和电阻R117的一端均与音频功放模块的输出端连接，所述电容C57的另一端、电阻R117的另一端、二极管D13的负极均与二极管D12的正极连接，所述二极管D13的正极与实时电压跟随控制器A6的输入端A6-10连接，所述二极管D12的负极与实时电压跟随控制器A6的输入端TEST1连接，所述实时电压跟随控制器A6的输出端与光耦U4的输入端连接，所述光耦U4的第一输出端、第二输出端和电容C23的一端均与稳压二极管D15的正极连接，所述三极管Q20的基极和三极管Q19的基极均与光耦U4的第三输出端连接，所述三极管Q19的集电极、电容C23的另一端、光耦U4的第四输出端、稳压二极管D15的负极、三极管Q20的集电极、三极管Q20的发射极和三极管Q19的发射极均与调整驱动模块的输入端连接。
优选的，所述调整驱动模块包括PWM控制器A3、栅极驱动器A1、电阻R34、电阻R37、电容C22、电容C21、电阻R1、电阻R8、电阻R11和电阻R15，所述PWM控制器A3的输入端与电压采集模块的输出端连接，所述PWM控制器A3的输出端OUTA与电阻R37的一端连接，所述PWM控制器A3的输出端OUTB与电阻R34的一端连接，所述电阻R37的另一端和电容C21的一端均与栅极驱动器A1的输入端L1连接，所述电阻R34的另一端和电容C22的一端均与栅极驱动器A1的输入端H1连接，所述栅极驱动器A1的输出端HO与电阻R1的一端连接，所述栅极驱动器A1的输出端HL与电阻R11的一端连接，所述栅极驱动器A1的输出端HS、电阻R1的另一端和电阻R11的另一端均与电源模块连接。
优选的，所述电源模块包括电源输入电路和电源输出电路，所述电源输入电路包括外接交流电的接口AC1、熔断器F1、电阻R2、电阻R4、电容C2、电感L2、电感L3、电容C1、电容C3、电容C4、用于将交流电转换成直流电的整流芯片D2、电容C5、电容C11、电阻R6和电阻R12，所述接口AC1的第一输出端、电阻R4的一端和电容C2的一端均与电感L2的一端连接，所述接口AC1的第三输出端与熔断器F1的一端连接，所述熔断器F1的另一端、电阻R2的一端和电容C2的另一端均与电感L3的一端连接，所述电感L2的另一端、电容C4的一端和电容C3的一端均与整流芯片D2的第三引脚连接，所述电感L3的另一端、电容C1的一端和电容C3的另一端均与整流芯片D2的第二引脚连接，所述整流芯片D2的第一引脚、电容C5的一端和电阻R6的一端均与电源输出电路的输入端连接，所述电容C11的一端和电阻R12的一端均与整流芯片D2的第四引脚连接，所述电容C11的另一端与电容C5的另一端连接，所述电阻R12的另一端和电阻R6的另一端连接。
优选的，所述电源输出电路包括电阻R8、电阻R15、场效应管Q1、场效应管Q2、电容C8、变压器T1、开关二极管BD1、电容C32、电阻R48、电阻R54、电容C41和开关二极管BD4，所述场效应管Q1的D极与电源输入电路的输出端连接，所述场效应管Q1的G极和电阻R8的一端均与电阻R1的另一端连接，所述场效应管Q2的D极、电容C8的一端和电阻R8的另一端均与栅极驱动器A1的输出端HS连接，所述场效应管Q2的G极和电阻R15均与电阻R11的另一端连接，所述电容C8的另一端和电源输入电路的输出端均与变压器T1的一次侧连接，所述开关二极管BD1的正极和开关二极管BD4的负极均与变压器T1的二次侧连接，所述电容C32的一端和电阻R48的一端均与开关二极管BD1的负极连接，所述电容C41的一端和电阻R54的一端均与开关二极管BD4的正极连接
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：通过电压采集模块获取电源模块输送至音频功放模块的实时电压，从而输出控制调整电压至调整驱动模块，以驱使调整驱动模块调整电源模块输送至音频功放模块的电压，从而避免电路元件在运行时热量大、热损耗大的问题。
附图说明
图1为本实用新型中所述的音频功放模块的电路图。
图2为本实用新型中所述的电压采集模块的电路图。
图3为本实用新型中所述的调整驱动模块的电路图。
图4为本实用新型中所述的电源模块的电路图。
图5为本实用新型中所述的数字功放电源自适应音频调整节能装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图1-5所示，一种数字功放电源自适应音频调整节能装置，包括用于对音频信号进行功率放大的音频功放模块、用于采集音频功放模块实时电压的电压采集模块、用于向音频功放模块供电的电源模块和用于调整电源模块输出电压的调整驱动模块，所述音频功放模块的输出端与电压采集模块的输入端连接，所述电压采集模块的输出端与调整驱动模块的输入端连接，所述调整驱动模块的输出端与电源电路连接，优选的，所述电源模块包括电源输入电路和电源输出电路，在本实施例，所述电源输入电路通过接口AC1外接220V交流电，再由熔断器F1进行过流保护，然后电阻R2、电阻R4、电容C2、电感L2和电感L3组成的电路进行滤波稳压，以使得用于将交流电转换成直流电的整流芯片D2(其型号为KBU808-8A)向电源输出电路输送稳定的直流电，再由变压器将电压降压至目标电压。具体的，如图4所示，所述电源输入电路包括外接交流电的接口AC1、熔断器F1、电阻R2、电阻R4、电容C2、电感L2、电感L3、电容C1、电容C3、电容C4、用于对交流电压进行降压的整流芯片D2、电容C5、电容C11、电阻R6和电阻R12，所述接口AC1的第一输出端、电阻R4的一端和电容C2的一端均与电感L2的一端连接，所述接口AC1的第三输出端与熔断器F1的一端连接，所述熔断器F1的另一端、电阻R2的一端和电容C2的另一端均与电感L3的一端连接，所述电感L2的另一端、电容C4的一端和电容C3的一端均与整流芯片D2的第三引脚连接，所述电感L3的另一端、电容C1的一端和电容C3的另一端均与整流芯片D2的第二引脚连接，所述整流芯片D2的第一引脚、电容C5的一端和电阻R6的一端均与电源输出电路的输入端连接，所述电容C11的一端和电阻R12的一端均与整流芯片D2的第四引脚连接，所述电容C11的另一端与电容C5的另一端连接，所述电阻R12的另一端和电阻R6的另一端连接，具体的，所述电源输出电路包括电阻R8、电阻R15、场效应管Q1、场效应管Q2、电容C8、变压器T1、开关二极管BD1、电容C32、电阻R48、电阻R54、电容C41和开关二极管BD4，所述场效应管Q1的D极与电源输入电路的输出端连接，所述场效应管Q1的G极和电阻R8的一端均与电阻R1的另一端连接，所述场效应管Q2的D极、电容C8的一端和电阻R8的另一端均与栅极驱动器A1的输出端HS连接，所述场效应管Q2的G极和电阻R15均与电阻R11的另一端连接，所述电容C8的另一端和电源输入电路的输出端均与变压器T1的一次侧连接，所述开关二极管BD1的正极和开关二极管BD4的负极均与变压器T1的二次侧连接，所述电容C32的一端和电阻R48的一端均与开关二极管BD1的负极连接，所述电容C41的一端和电阻R54的一端均与开关二极管BD4的正极连接。
具体的，所述音频功放模块包括D类数字功放器A4、电阻R181、电阻R175、场效应管Q28、电阻R23、电容C50、电容C78、电容C76、电容C74、电阻R182、电阻R176、场效应管Q30、电阻R66、电容C52、电阻R88、电感L1、电容C72、电容C42和电阻R81，在本实施例中，如图1所示，音频功放模块通过音频输入电路获取音频信号，具体的，音频信号从用于对音频信号进行滤波、放大等处理的音频输入电路A5的A IN接口进入，再通过A-P和A-N等接口向D类数字功放器A4输送音频信号，从而将音频信号从模拟信号变成PWM数字信号，再驱动场效应管Q28和场效应管Q30导通，输出功率数字信号，再经过电感L1、电容C42、电容C72和电阻R81组成的数字滤波电路，变成模拟音频功率信号输出至电压采集模块，优选的，所述场效应管Q28的D极、电容C50的一端、电容C78的一端、电容C76的一端和电容C74的一端均与D类数字功放器A4的电源端VDD1连接，所述D类数字功放器A4的高电平输出端HO-02与电阻R181的一端连接，所述电阻R181的另一端和电阻R175的一端均与场效应管Q28的G极连接，所述场效应管Q28的S极、电阻R175的另一端、场效应管Q30的D极、电阻R23的一端、电容C78的另一端、电容C76的另一端、电容C74的另一端、电容C52的一端、电阻R88的一端和电感L1的一端均与D类数字功放器A4的输出端VS连接，所述电阻R23的另一端与电容C50的另一端连接，所述D类数字功放器A4的低电平输出端LO-01与电阻R182的一端连接，所述电阻R182的另一端和电阻R176的一端均与场效应管Q30的G极连接，所述电阻R176的另一端、场效应管Q30的S极、电阻R66的一端和电阻R88的另一端均与D类数字功放器A4的电源端VVS1连接，所述电阻R66的另一端与电容C52的另一端连接，所述电压采集模块的输入端、电容C42的一端和电容C72的一端均与电感L1的另一端连接。
具体的，所述电压采集模块包括电容C57、电阻R117、二极管D12、二极管D13、实时电压跟随控制器A6、光耦U4、稳压二极管D15、电容C23、三极管Q19和三极管Q20，在本实施例中，如图2所示，音频功放模块输出的模拟音频功率信号，经过电阻R117、电容C57、二极管D12和二极管D13分成正半波和负半波，在进入实时电压跟随控制器A6实时电压跟随，将音频信号的正半波和负半波与电源模块正、负极的电压进行比较，输出控制调整电压，进一步的，控制调整电压经过光耦U4隔离驱动，进而驱使三极管Q20、三极管Q19导通向调整驱动模块输送控制调整电压，优选的，所述电容C57的一端和电阻R117的一端均与音频功放模块的输出端连接，所述电容C57的另一端、电阻R117的另一端、二极管D13的负极均与二极管D12的正极连接，所述二极管D13的正极与实时电压跟随控制器A6的输入端A6-10连接，所述二极管D12的负极与实时电压跟随控制器A6的输入端TEST1连接，所述实时电压跟随控制器A6的输出端与光耦U4的输入端连接，所述光耦U4的第一输出端、第二输出端和电容C23的一端均与稳压二极管D15的正极连接，所述三极管Q20的基极和三极管Q19的基极均与光耦U4的第三输出端连接，所述三极管Q19的集电极、电容C23的另一端、光耦U4的第四输出端、稳压二极管D15的负极、三极管Q20的集电极、三极管Q20的发射极和三极管Q19的发射极均与调整驱动模块的输入端连接。
所述调整驱动模块包括PWM控制器A3、栅极驱动器A1、电阻R34、电阻R37、电容C22、电容C21、电阻R1、电阻R8、电阻R11和电阻R15，优选的，所述PWM控制器A3的输入端与电压采集模块的输出端连接，所述PWM控制器A3的输出端OUTA与电阻R37的一端连接，所述PWM控制器A3的输出端OUTB与电阻R34的一端连接，所述电阻R37的另一端和电容C21的一端均与栅极驱动器A1的输入端L1连接，所述电阻R34的另一端和电容C22的一端均与栅极驱动器A1的输入端H1连接，所述栅极驱动器A1的输出端HO与电阻R1的一端连接，所述栅极驱动器A1的输出端HL与电阻R11的一端连接，所述栅极驱动器A1的输出端HS、电阻R1的另一端和电阻R11的另一端均与电源模块连接，如图3所示，在本实施例中，控制调整电压进入PWM控制器A3中，从而调整PWM控制器A3的输出端OUTA和输出端OUTB输出占空比，再通过电阻R34和电阻R37进入栅极驱动器A1，驱动输出电源功率管(场效应管Q1和场效应管Q2)和变压器T1，从而增加或减小输出电压，以实现通过电压反馈方式，达到调整电源模块的输出电压自适应音频输出电压，大幅度减小场效应管Q28、场效应管Q30、开关二极管BD1、开关二极管BD4、电阻R81的热损耗。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种数字功放电源自适应音频调整节能装置，其特征在于：包括用于对音频信号进行功率放大的音频功放模块、用于采集音频功放模块实时电压的电压采集模块、用于向音频功放模块供电的电源模块和用于调整电源模块输出电压的调整驱动模块，所述音频功放模块的输出端与电压采集模块的输入端连接，所述电压采集模块的输出端与调整驱动模块的输入端连接，所述调整驱动模块的输出端与电源电路连接。
2.如权利要求1所述的数字功放电源自适应音频调整节能装置，其特征在于：所述音频功放模块包括D类数字功放器A4、电阻R181、电阻R175、场效应管Q28、电阻R23、电容C50、电容C78、电容C76、电容C74、电阻R182、电阻R176、场效应管Q30、电阻R66、电容C52、电阻R88、电感L1、电容C72、电容C42和电阻R81，所述场效应管Q28的D极、电容C50的一端、电容C78的一端、电容C76的一端和电容C74的一端均与D类数字功放器A4的电源端VDD1连接，所述D类数字功放器A4的高电平输出端HO-02与电阻R181的一端连接，所述电阻R181的另一端和电阻R175的一端均与场效应管Q28的G极连接，所述场效应管Q28的S极、电阻R175的另一端、场效应管Q30的D极、电阻R23的一端、电容C78的另一端、电容C76的另一端、电容C74的另一端、电容C52的一端、电阻R88的一端和电感L1的一端均与D类数字功放器A4的输出端VS连接，所述电阻R23的另一端与电容C50的另一端连接，所述D类数字功放器A4的低电平输出端LO-01与电阻R182的一端连接，所述电阻R182的另一端和电阻R176的一端均与场效应管Q30的G极连接，所述电阻R176的另一端、场效应管Q30的S极、电阻R66的一端和电阻R88的另一端均与D类数字功放器A4的电源端VVS1连接，所述电阻R66的另一端与电容C52的另一端连接，所述电压采集模块的输入端、电容C42的一端和电容C72的一端均与电感L1的另一端连接。
3.如权利要求1所述的数字功放电源自适应音频调整节能装置，其特征在于：所述电压采集模块包括电容C57、电阻R117、二极管D12、二极管D13、实时电压跟随控制器A6、光耦U4、稳压二极管D15、电容C23、三极管Q19和三极管Q20，所述电容C57的一端和电阻R117的一端均与音频功放模块的输出端连接，所述电容C57的另一端、电阻R117的另一端、二极管D13的负极均与二极管D12的正极连接，所述二极管D13的正极与实时电压跟随控制器A6的输入端A6-10连接，所述二极管D12的负极与实时电压跟随控制器A6的输入端TEST1连接，所述实时电压跟随控制器A6的输出端与光耦U4的输入端连接，所述光耦U4的第一输出端、第二输出端和电容C23的一端均与稳压二极管D15的正极连接，所述三极管Q20的基极和三极管Q19的基极均与光耦U4的第三输出端连接，所述三极管Q19的集电极、电容C23的另一端、光耦U4的第四输出端、稳压二极管D15的负极、三极管Q20的集电极、三极管Q20的发射极和三极管Q19的发射极均与调整驱动模块的输入端连接。
4.如权利要求1所述的数字功放电源自适应音频调整节能装置，其特征在于：所述调整驱动模块包括PWM控制器A3、栅极驱动器A1、电阻R34、电阻R37、电容C22、电容C21、电阻R1、电阻R8、电阻R11和电阻R15，所述PWM控制器A3的输入端与电压采集模块的输出端连接，所述PWM控制器A3的输出端OUTA与电阻R37的一端连接，所述PWM控制器A3的输出端OUTB与电阻R34的一端连接，所述电阻R37的另一端和电容C21的一端均与栅极驱动器A1的输入端L1连接，所述电阻R34的另一端和电容C22的一端均与栅极驱动器A1的输入端H1连接，所述栅极驱动器A1的输出端HO与电阻R1的一端连接，所述栅极驱动器A1的输出端HL与电阻R11的一端连接，所述栅极驱动器A1的输出端HS、电阻R1的另一端和电阻R11的另一端均与电源模块连接。
5.如权利要求1所述的数字功放电源自适应音频调整节能装置，其特征在于：所述电源模块包括电源输入电路和电源输出电路，所述电源输入电路包括外接交流电的接口AC1、熔断器F1、电阻R2、电阻R4、电容C2、电感L2、电感L3、电容C1、电容C3、电容C4、用于将交流电转换成直流电的整流芯片D2、电容C5、电容C11、电阻R6和电阻R12，所述接口AC1的第一输出端、电阻R4的一端和电容C2的一端均与电感L2的一端连接，所述接口AC1的第三输出端与熔断器F1的一端连接，所述熔断器F1的另一端、电阻R2的一端和电容C2的另一端均与电感L3的一端连接，所述电感L2的另一端、电容C4的一端和电容C3的一端均与整流芯片D2的第三引脚连接，所述电感L3的另一端、电容C1的一端和电容C3的另一端均与整流芯片D2的第二引脚连接，所述整流芯片D2的第一引脚、电容C5的一端和电阻R6的一端均与电源输出电路的输入端连接，所述电容C11的一端和电阻R12的一端均与整流芯片D2的第四引脚连接，所述电容C11的另一端与电容C5的另一端连接，所述电阻R12的另一端和电阻R6的另一端连接。
6.如权利要求5所述的数字功放电源自适应音频调整节能装置，其特征在于：所述电源输出电路包括电阻R8、电阻R15、场效应管Q1、场效应管Q2、电容C8、变压器T1、开关二极管BD1、电容C32、电阻R48、电阻R54、电容C41和开关二极管BD4，所述场效应管Q1的D极与电源输入电路的输出端连接，所述场效应管Q1的G极和电阻R8的一端均与电阻R1的另一端连接，所述场效应管Q2的D极、电容C8的一端和电阻R8的另一端均与栅极驱动器A1的输出端HS连接，所述场效应管Q2的G极和电阻R15均与电阻R11的另一端连接，所述电容C8的另一端和电源输入电路的输出端均与变压器T1的一次侧连接，所述开关二极管BD1的正极和开关二极管BD4的负极均与变压器T1的二次侧连接，所述电容C32的一端和电阻R48的一端均与开关二极管BD1的负极连接，所述电容C41的一端和电阻R54的一端均与开关二极管BD4的正极连接。
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