音頻功放供電電路控制方法及音頻功放供電電路及音頻功放電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種音頻功放供電電路控制方法，包括以下步驟：對音源信號電壓ES進行增益處理得到增益音源信號電壓EA；對增益音源信號電壓EA進行D類功放處理得到功放信號電壓EP；提供穩(wěn)定電壓E；比較功放信號電壓EP與穩(wěn)定電壓E，當|EP|＞|E|時，功放信號電壓EP經(jīng)由過零保護模組輸出，當|EP|＜|E|時，穩(wěn)定電壓E經(jīng)由過零保護模組輸出電源電壓EO。輸出電源電壓EO隨著音源信號電壓ES的變化而變化，使得音頻功放供電電路提供隨動電源，避免了在不同音頻信號的情況下依然以恒定電源供電的浪費。本發(fā)明還提供一種音頻功放供電電路以及一種音頻功放電路。
【專利說明】音頻功放供電電路控制方法及音頻功放供電電路及音頻功
放電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供電控制方法及供電電路及音頻功放電路，尤其是一種音頻功放供電電路控制方法及音頻功放供電電路及音頻功放電路。
【背景技術(shù)】
[0002]由于A、AB類功放(CLASS-A、CLASS-AB)具備技術(shù)成熟，工藝要求低，實現(xiàn)高保真的條件得到社會的廣泛支持等優(yōu)點，已成為被顧客廣泛認可的成熟功放產(chǎn)品。現(xiàn)有的音頻功放電路普遍采用A、AB類功放作為其主功率功放。傳統(tǒng)的A類或AB類功放的輸出級均采用相對穩(wěn)定的正負電源供電，當功放的輸出幅度達不到電源范圍時，有大量的電能必須在功率管上消耗。由于大量的電能要消耗在功放管上，使功放的溫升嚴重，必須強制散熱，否則嚴重影響功放電路的穩(wěn)定性。因此如何提高輸出級均采用相對穩(wěn)定的正負電源供電的A類或AB類功放的性能是業(yè)界一直在探討的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種A、AB類功放作為其主功率功放的音頻功放供電電路控制方法及音頻功放供電電路。
[0004]其技術(shù)方案如下:
[0005]一種音頻功放供電電路控制方法，包括以下步驟:
[0006]對音源信號電壓Es進行增益處理得到增益音源信號電壓Ea ；
[0007]對增益音源信號電壓Ea進行D類功放處理得到功放信號電壓Ep ；
[0008]提供穩(wěn)定電壓E ;
[0009]比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓E，當IepI > |e|時，功放信號電壓Ep經(jīng)由過零保護模組輸出，當IepI < Ie時，穩(wěn)定電壓ε經(jīng)由過零保護模組輸出電源電壓
[0010]增益音源信號電壓Ea是隨著音源信號電壓Es的變化而變化，并且增益音源信號電壓Ea始終比音源信號電壓Es大，功放信號電壓Ep也是隨著音源信號電壓Es的變化而變化并且保證在比音源信號電壓Es大的范圍，進而輸出電源電壓Etj也是隨著音源信號電壓Es的變化而變化，使得音頻功放供電電路提供隨動電源，避免了在不同音頻信號的情況下依然以恒定電源供電的浪費。
[0011 ] 進一步地，所述增益模組對音源信號電壓Es進行增益處理得到增益音源信號電壓Ea的方法包括以下步驟:
[0012]提供正相信號源+AU與負相信號源-AU;
[0013]檢測音源信號電壓Es的極性，當音源信號電壓Es的極性為正相時，音源信號電壓與正相信號源+ AU同時輸入至加法器，當音源信號電壓Es的極性為負相時，音源信號電壓與負相信號源-AU同時輸入至加法器；
[0014]將音源信號電壓Es與正相信號源+AU/負相信號源_Δυ相加輸出。[0015]通過對音源信號電壓Es的極性檢測及判斷，對不同極性的音頻信號進行增益，并且增益系數(shù)恒定。
[0016]進一步地，所述比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓E，當IepI > |eI時，功放信號電壓Ep經(jīng)由過零保護模組輸出，當IepI < Ie時，穩(wěn)定電壓ε經(jīng)由過零保護模組輸出電源電壓Ecj的方法包括以下步驟:
[0017]比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓Ε，
[0018]當Ep > +E時,功放信號電壓Ep經(jīng)由第一正相隔離二極管輸出，所述第一正相隔離二極管的正向壓降為ED1，E0 = Ep-Edi ；
[0019]當O < Ep < +E時，穩(wěn)定電壓E經(jīng)由第二正相隔離二極管輸出，所述第二正相隔離二極管的正向壓降為ED2, E0 = (+E) -Ed2 ；
[0020]當-E < Ep < O時,功放信號電壓Ep經(jīng)由第一負相隔離二極管輸出，所述第一負相隔離二極管的正向壓降為ED3，E0 = Ep-Ed3 ；
[0021]當EP< (-E)時，穩(wěn)定電壓E經(jīng)由第二負相隔離二極管輸出，所述第二負相隔離二極管的正向壓降為Ed4, E0 = (-E) +Ed4o
[0022]當音源信號較弱時，也就是音量較小時，D類功放模組的輸出會出現(xiàn)正負電壓的頻繁跳變，此時，由穩(wěn)定電壓E供電，避免了過多的正負電源供電切換，減少對功放的擾動。
[0023]一種音頻功放供電電路，包括音源信號輸入端以及電源輸出端，其特征在于:還包括
[0024]增益模組，用于對從音源信號輸入端輸入的音源信號電壓Es進行增益處理得到增益音源信號電壓Ea ；
[0025]D類功放模組，用于對增益音源信號電壓Ea進行D類功放處理得到功放信號電壓Ep ；
[0026]穩(wěn)定電壓E ;以及
[0027]過零保護模組，用于比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓E，當IepI > IE時，功放信號電壓Ep經(jīng)由過零保護模組輸出，當|EP| < Ie時，穩(wěn)定電壓ε經(jīng)由過零保護模組從電源輸出端輸出電源電壓Ε。。
[0028]由于采用了 D類功放模組，當D類功放模組用于音頻功放供電電路時，可使得音頻功放供電電路成為高精度的隨動電源，避免了在不同音頻信號的情況下依然以恒定電源供電的浪費。
[0029]進一步地，所述增益模組包括加法器以及增益信號源，所述加法器的一個輸入端與所述音源信號輸入端連接，加法器的另一個輸入端與所述增益信號源連接，所述加法器的輸出端與所述D類功放模組的輸入端連接。
[0030]進一步地，所述增益模組還包括音頻輸入極性檢測模塊、第一選擇開關(guān)以及第二選擇開關(guān)，所述增益信號源包括正相信號源以及負相信號源，所述正相信號源與所述第一選擇開關(guān)連接，所述負相信號源與所述第二選擇開關(guān)連接，所述音頻輸入極性檢測模塊一端與所述音源信號輸入端連接，另一端控制所述第一選擇開關(guān)或者第二選擇開關(guān)中的其中一個接通。
[0031]進一步地，所述過零保護模組包括第一正相隔離二極管、第二正相隔離二極管、第一負相隔離二極管以及第二負相隔離二極管，所述D類功放模組的正相輸出端與第一正相隔離二極管的正極相連，所述穩(wěn)定電源的正相輸出端與第二正相隔離二極管的正極相連，所述D類功放模組的負相輸出端與第一負相隔離二極管的負極相連，所述穩(wěn)定電源的負相輸出端與第二負相隔離二極管的負極相連，所述第一正相隔離二極管與第二正相隔離二極管的負極相連，所述第一負相隔離二極管與第二負相隔離二極管的正極相連。
[0032]利用四個二極管分別于正相電源正接，與反相電源反接，利用了二極管的單向?qū)ㄐ?，用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對音頻功放供電電路的過零保護。
[0033]進一步地，所述第一正相隔離二極管、第二正相隔離二極管、第一負相隔離二極管以及第二負相隔離二極管為相同的二極管。
[0034]—種音頻功放電路,包括功放模組,所述功放模組為A類或AB類功放,所所述A類或AB類功放的末級功放管電源采用上述的音頻功放供電電路。。
[0035]由包含D類功放模組的音頻功放供電電路作為A類，AB類功放輸出級電源，由音頻功放供電電路時刻跟蹤音源信號的幅度變化，保持功放輸出電壓與隨動電源輸出電壓兩者之差為較小的恒定值，即功放管的壓降損耗為恒定較小值，那么功放的電源效率就會大幅度提高，保真度不但不會受到絲毫的影響，反而因為功率管并聯(lián)數(shù)量的減少而進一步提升。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1本發(fā)明一個實施例的音頻功放供電電路的示意框圖。
[0037]圖2圖1的音頻功放供電電路的增益模組的示意框圖。
[0038]圖3圖1的音頻功放供電電路的過零保護模組的示意框圖。
[0039]圖4本發(fā)明一個實施例的音頻功放電路的示意框圖。
[0040]圖5本發(fā)明一個實施例的音頻功放電路工作曲線圖。
[0041]附圖標記說明:
[0042]100、音頻功放供電電路，10、輸入端，20、增益模組，22、加法器，24、增益信號源，242、正相信號源,244、負相信號源,26、音頻輸入極性檢測模塊,282、第一選擇開關(guān),284、第二選擇開關(guān)，30、D類功放模組，40、穩(wěn)定電壓，50、過零保護模組，52、第一正相隔離二極管，54、第二正相隔離二極管，56、第一負相隔離二極管，58、第二負相隔離二極管，60、電源輸出端，200、主功放模組，300、音頻功放電路。
【具體實施方式】
[0043]下面對本發(fā)明的實施例進行詳細說明:
[0044]如圖1-3所示，本發(fā)明的音頻功放供電電路100用于驅(qū)動主功率功放，其包括依次連接的音源信號輸入端10、增益模組20、D類功放模組30、穩(wěn)定電壓40、過零保護模組50以及電源輸出端60。所述音源信號輸入端10用于向音頻功放供電電路100輸入音頻信號Es。所述增益模組20用于對音源信號電壓Es進行增益處理得到增益音源信號電壓Ea。所述D類功放模組30用于對增益音源信號電壓Ea進行D類功放處理得到功放信號電壓EP。所述穩(wěn)定電壓40為能夠穩(wěn)定地驅(qū)動主功率功放的小容量低電壓，其電壓值為E。所述過零保護模組50用于比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓E,當IepI > E時,功放信號電壓Ep經(jīng)由過零保護模組50輸出，當IepI < IEI時，穩(wěn)定電壓E經(jīng)由過零保護模組40從電源輸出端輸出60電源電壓Ey[0045]所述增益模組20包括加法器22以及增益信號源24。所述加法器22的一個輸入端與所述音源信號輸入端10連接，加法器22的另一個輸入端與所述增益信號源24連接，所述加法器22的輸出端與所述D類功放模組30的輸入端連接。所述增益模組20還包括音頻輸入極性檢測模塊26、第一選擇開關(guān)282以及第二選擇開關(guān)284，所述增益信號源24包括正相信號源242以及負相信號源244。所述正相信號源242與所述第一選擇開關(guān)282連接，所述負相信號源244與所述第二選擇開關(guān)284連接。所述音頻輸入極性檢測模塊26一端與所述音源信號輸入端10連接，另一端控制所述第一選擇開關(guān)282或者第二選擇開關(guān)284中的其中一個接通。當所述第一選擇開關(guān)282閉合時，第二選擇開關(guān)284開路，正相信號源242與音頻信號Es輸入至加法器22中加和，對音頻信號Es實現(xiàn)正相增益。當所述第二選擇開關(guān)284閉合時,第一選擇開關(guān)282開路,負相信號源244與音頻信號Es輸入至加法器22中加和，對音頻信號Es實現(xiàn)負相增益。
[0046]所述過零保護模組50包括第一正相隔離二極管52、第二正相隔離二極管54、第一負相隔離二極管56以及第二負相隔離二極管58。所述D類功放模組30的正相輸出端與第一正相隔離二極管52的正極相連，所述穩(wěn)定電源40的正相輸出端與第二正相隔離二極管54的正極相連，所述D類功放模組30的負相輸出端與第一負相隔離二極管56的負極相連，所述穩(wěn)定電源40的負相輸出端與第二負相隔離二極管58的負極相連。所述第一正相隔離二極管52與第二正相隔離二極管54的負極相連，所述第一負相隔離二極管56與第二負相隔尚二極管58的正極相連。
[0047]上述音頻功放供電電路100的控制方法包括以下步驟:
[0048]S1:所述增益模組20對音源信號電壓Es進行增益處理得到增益音源信號電壓Ea并將增益音源信號電壓Ea傳遞至所述D類功放模組30 ；
[0049]具體地，音頻信號Es從音源信號輸入端10輸入。上述步驟SI具體地包括:提供正相信號源+AU與負相信號源-Λ U ;檢測音源信號電壓Es的極性，當音源信號電壓Es的極性為正相時，音源信號電壓與正相信號源+AU同時輸入至加法器，當音源信號電壓Es的極性為負相時，音源信號電壓與負相信號源-Δυ同時輸入至加法器；將音源信號電Ses與正相信號源+ AU/負相信號源-AU相加輸出。音頻輸入極性檢測模塊26通過對音源信號電壓Es的極性檢測及判斷，對不同極性的音頻信號進行增益，并且增益系數(shù)恒定，使得增益音源信號電壓Ea始終略大于音源信號電壓Es。
[0050]S2:所述D類功放模組30對增益音源信號電壓Ea進行D類功放處理得到功放信號電壓Ep ；
[0051]具體地，所述D類功放模組30的增益系數(shù)為KD，所述音源信號電壓Es經(jīng)過D類功放處理之后輸出的功放信號電壓Ep滿足:Ep = EaXKd= (Es+AU) XKD，也即是放信號電壓Ep始終跟隨音源信號電壓Es的變化而變化。并且，所述增益信號源24屬于小電源，其在功放信號電壓Ep中所占的比例可以通過設(shè)置調(diào)節(jié)不同的正相信號源+AU與負相信號源-Λ U，使得功放信號電壓Ep與音源信號電壓Es相近。增益音源信號電壓Ea是隨著音源信號電壓Es的變化而變化，并且增益音源信號電壓Ea始終比音源信號電壓Es大，功放信號電壓Ep也是隨著音源信號電壓Es的變化而變化并且保證在比音源信號電壓Es大的范圍，進而輸出電源電壓Etj也是隨著音源信號電壓Es的變化而變化，使得音頻功放供電電路100提供隨動電源，避免了在不同音頻信號的情況下依然以恒定電源供電的浪費。[0052]S3:提供穩(wěn)定電壓40，其電壓值為E ；
[0053]具體地，所述穩(wěn)定電壓40具有正相電壓+E與負相電壓-E。
[0054]S4:所述過零保護模組50比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓E，當| Ep | > E時，功放信號電壓Ep經(jīng)由過零保護模組輸出，當|EP| < Ie時，穩(wěn)定電壓ε經(jīng)由過零保護模組輸出電源電壓Ε。。
[0055]具體地，所述第一正相隔離二極管52的正向壓降為Edi，所述第二正相隔離二極管54的正向壓降為Ed2，所述第一負相隔離二極管56的正向壓降為Ed3，所述第二負相隔離二極管58的正向壓降為Ed4。利用二極管的單向?qū)ㄐ?，對較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓E進行比較，電壓較大一方所在的支路導(dǎo)通。當Ep > +E時，功放信號電壓Ep經(jīng)由第一正相隔離二極管52輸出，Eq = Ep-Edi ;當O < Ep < +E時，穩(wěn)定電壓E經(jīng)由第二正相隔離二極管54輸出，Etj = (+E)-ED2 ;當-E < Ep < O時，功放信號電壓Ep經(jīng)由第一負相隔離二極管56輸出E。= Ep-Era ;當Ep〈 (_E)時，穩(wěn)定電壓E經(jīng)由弟二負相隔尚二極管58輸出，Eq = (_E)+ED4。當音源信號較弱時，也就是音量較小時，D類功放模組30的輸出會出現(xiàn)正負電壓的頻繁跳變，此時，由穩(wěn)定電壓E供電，避免了過多的正負電源供電切換，減少對功放的擾動。可以理解地，所述第一正相隔離二極管52、第二正相隔離二極管54、第一負相隔離二極管56、以及第二負相隔離二極管58采用相同的二極管。所述過零保護模組50利用簡單的結(jié)構(gòu)，對音頻功放供電電路100起到過零保護的作用。
[0056]如圖4-5所示，本發(fā)明的音頻功放電路300，包括主功放模組200。所述主功放模組200為A類或AB類功放，所述A類或AB類功放的末級功放管電源采用上述的音頻功放供電電路100。
[0057]由包含D類功放模組30的音頻功放供電電路100作為A類，AB類功放輸出級電源，所述主功放模組200的增益系數(shù)為KA。音源信號電壓Es經(jīng)過主功放模組200處理之后輸出的音頻輸出信號電壓為EsXKa。通常而言，A類，AB類功放模組200的增益系數(shù)&與所述D類功放模組30的增益系數(shù)相等，也即是& = KD。由于音頻功放供電電路100時刻跟蹤音源信號的幅度變化，保持A類，AB類功放輸出電壓與由音頻功放供電電路100的電源輸出端60輸出的隨動電源電壓Etj兩者之差為較小的恒定值，也即是AUXKd,即功放管的壓降損耗為恒定較小值，可以精確控制到IV左右，具有較高的跟蹤精度。如此，主功放模組200的電源效率就會大幅度提高，保真度不但不會受到絲毫的影響，反而因為功率管并聯(lián)數(shù)量的減少而進一步提升。又由于音頻功放供電電路100提供的是隨動電源避免了電能在功放管上消耗，因此避免了主功放模組200的溫升嚴重，保證主功放模組200的穩(wěn)定性。
[0058]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種音頻功放供電電路控制方法，包括以下步驟: 對音源信號電壓Es進行增益處理得到增益音源信號電壓Ea ； 對增益音源信號電壓Ea進行D類功放處理得到功放信號電壓Ep ； 提供穩(wěn)定電壓E ; 比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓E，當IepI > IE時，功放信號電壓Ep經(jīng)由過零保護模組輸出，當|Ep| < IE時，穩(wěn)定電壓e經(jīng)由過零保護模組輸出電源電壓匕。
2.如權(quán)利要求?所述的音頻功放供電電路控制方法，其特征在于:所述增益模組對音源信號電壓Es進行增益處理得到增益音源信號電壓Ea的方法包括以下步驟: 提供正相信號源+AU與負相信號源-AU; 檢測音源信號電壓Es的極性，當音源信號電壓Es的極性為正相時,音源信號電壓與正相信號源+AU同時輸入至加法器，當音源信號電壓Es的極性為負相時，音源信號電壓與負相信號源-AU同時輸入至加法器； 將音源信號電壓Es與正相信號源+ AU/負相信號源- AU相加輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的音頻功放供電電路控制方法，其特征在于:所述比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓Ε，當IepI > |ε|時，功放信號電壓Ep經(jīng)由過零保護模組輸出，當|ερ|< Ie時，穩(wěn)定電壓ε經(jīng)由過零保護模組輸出電源電壓Ecj的方法包括以下步驟: 比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓Ε, 當Ep >+E時，功放信號電壓Ep經(jīng)由第一正相隔離二極管輸出，所述第一正相隔離二極管的正向壓降為Edi, E0 = Ep-Edi ； 當O < Ep < +E時，穩(wěn)定電壓E經(jīng)由第二正相隔離二極管輸出，所述第二正相隔離二極管的正向壓降為ED2, E0 = (+Ε) -Ed2 ； 當-E < Ep < O時，功放信號電壓Ep經(jīng)由第一負相隔離二極管輸出，所述第一負相隔離二極管的正向壓降為ED3，E0 = Ep-Ed3 ； 當EP< (-E)時，穩(wěn)定電壓E經(jīng)由第二負相隔離二極管輸出，所述第二負相隔離二極管的正向壓降為ED4, Eq = (-E) +Ed4o
4.一種音頻功放供電電路，包括音源信號輸入端以及電源輸出端，其特征在于:還包括 增益模組，用于對從音源信號輸入端輸入的音源信號電壓Es進行增益處理得到增益音源信號電壓Ea ； D類功放模組，用于對增益音源信號電壓Ea進行D類功放處理得到功放信號電壓Ep ； 穩(wěn)定電壓E ;以及 過零保護模組，用于比較功放信號電壓Ep與穩(wěn)定電壓E，當|EP| > Ie時，功放信號電壓Ep經(jīng)由過零保護模組輸出，當IepI < Ie時，穩(wěn)定電壓ε經(jīng)由過零保護模組從電源輸出端輸出電源電壓Eo。
5.如權(quán)利要求4所述的音頻功放供電電路，其特征在于:所述增益模組包括加法器以及增益信號源，所述加法器的一個輸入端與所述音源信號輸入端連接，加法器的另一個輸入端與所述增益信號源連接，所述加法器的輸出端與所述D類功放模組的輸入端連接。
6.如權(quán)利要求5所述的音頻功放供電電路，其特征在于:所述增益模組還包括音頻輸入極性檢測模塊、第一選擇開關(guān)以及第二選擇開關(guān)，所述增益信號源包括正相信號源以及負相信號源，所述正相信號源與所述第一選擇開關(guān)連接，所述負相信號源與所述第二選擇開關(guān)連接，所述音頻輸入極性檢測模塊一端與所述音源信號輸入端連接，另一端控制所述第一選擇開關(guān)或者第二選擇開關(guān)中的其中一個接通。
7.如權(quán)利要求4所述的音頻功放供電電路，其特征在于:所述過零保護模組包括第一正相隔離二極管、第二正相隔離二極管、第一負相隔離二極管以及第二負相隔離二極管，所述D類功放模組的正相輸出端與第一正相隔離二極管的正極相連，所述穩(wěn)定電源的正相輸出端與第二正相隔離二極管的正極相連，所述D類功放模組的負相輸出端與第一負相隔離二極管的負極相連，所述穩(wěn)定電源的負相輸出端與第二負相隔離二極管的負極相連，所述第一正相隔離二極管與第二正相隔離二極管的負極相連，所述第一負相隔離二極管與第二負相隔尚二極管的正極相連。
8.如權(quán)利要求7所述的音頻功放供電電路，其特征在于:所述第一正相隔離二極管、第二正相隔離二極管、第一負相隔離二極管以及第二負相隔離二極管為相同的二極管。
9.一種音頻功放電路,包括功放模組,其特征在于,所述功放模組為A類或AB類功放，所所述A類或AB類功放的末級功放管電源采用如權(quán)利要求4-8任意一項所述的音頻功放供電電路。`
【文檔編號】H03F3/217GK103607176SQ201310495694
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】梁秀紅 申請人:梁秀紅