專利名稱：一種d類功率放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用半導(dǎo)體器件作為放大元件的放大器，尤其是涉及一種D類功率放大電路。
背景技術(shù)：
從電原理圖來看，專業(yè)功率放大器和家用功率放大器似乎沒有明顯的區(qū)別；從用途來看，兩者也一樣，都是用來驅(qū)動音箱放音的；從性能指標(biāo)來看，兩者的基本性能指標(biāo)也大同小異。但是，專業(yè)功率放大器與家用功率放大器對比仍然有以下特點一是專業(yè)功率放大器一般都需要長時間、連續(xù)工作在接近“滿功率”狀態(tài)，要求具備功率余量大，可靠性高，輸出級溫升較小，電路穩(wěn)定性較好；二是從放大器的設(shè)計要求來看，專業(yè)功率放大器用于公共場合驅(qū)動專業(yè)音箱放音比較多，要求其驅(qū)動能力強，輸出功率大，音質(zhì)動態(tài)凌厲，音色強勁，力度充足；三從功能設(shè)置來看，專業(yè)功率放大器往往都是配合調(diào)音臺等前級設(shè)備進(jìn)行工作，多為純后級放大器，要求功能單一，內(nèi)部放大電路相對簡單，面板上一般只設(shè)有電源開關(guān)和輸出電平調(diào)整電位器，或步進(jìn)衰減器，大多數(shù)還設(shè)有由雙聲道狀態(tài)“橋接”為單聲道放大器的“橋接”開關(guān)；四是從放大器的工作狀態(tài)來看，專業(yè)功率放大器側(cè)重放大器的效率，因此大多為AB類或D類放大器。正是以上的特點使現(xiàn)有專業(yè)功率放大器不同程度地存在電路復(fù)雜，笨重體大，制造成本高，且效率低，不節(jié)能等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種電路簡單，性能良好，經(jīng)濟節(jié)能的D類功率放大電路。
本實用新型的技術(shù)問題是這樣加以解決的這種D類功率放大電路，包括D類集成高音頻功率放大器和D類集成低音頻功率放大器，其輸出端分別連接在所述D類集成高音頻功率放大器、D類集成低音頻功率放大器輸入端的高音頻電平調(diào)節(jié)器和低音頻電平調(diào)節(jié)器，分別設(shè)置在所述高音頻電平調(diào)節(jié)器、低音頻電平調(diào)節(jié)器與前置放大器之間的高通濾波器和低通濾波器，以及將交流輸入電源轉(zhuǎn)換為直流輸出電源的穩(wěn)壓電源。
這種D類功率放大電路的特點是
在所述D類集成高、低音頻功率放大器與相應(yīng)的高、低音頻電平調(diào)節(jié)器之間分別設(shè)有負(fù)反饋高、低音頻壓限器。將功率放大器的部分輸出通過壓限器負(fù)反饋至電平調(diào)節(jié)器，可以避免聲音失真，使功率放大器長時間輸出較大的功率，還可以避免放大器長時間工作在滿功率狀態(tài)，可以減小散熱片，節(jié)省成本。由于功率放大器的額定功率的是在開環(huán)狀態(tài)下輸入一定頻率、一定幅度的正弦信號測定的，而實際使用的輸入信號是音頻信號，其輸出功率處于一種動態(tài)的范圍內(nèi)，在開環(huán)狀態(tài)下留出一定的余量作為其波動的范圍，用負(fù)反饋壓限器加于調(diào)節(jié)，一方面可以壓縮中等以上電平信號的動態(tài)范圍，使聲音信號不超過系統(tǒng)的整體動態(tài)范圍，可以避免聲音失真，使功率放大器長時間輸出較大的功率，而且可以長時間輸出較大的功率；另一方面可以避免放大器長時間工作在滿功率狀態(tài)，可以減小散熱片，節(jié)省成本。
所述D類集成高、低音頻放大器是同時滿足如下條件的D類集成高、低音頻放大器(1)在總諧波失真(未加權(quán))1％的情況下，輸出功率分別至少為150W、50W；(2)設(shè)置負(fù)反饋壓限器后，可長時間連續(xù)輸出總功率至少為120W；(3)功率轉(zhuǎn)換效率至少為90％；(4)瞬態(tài)響應(yīng)不低于10V/μS；(5)信號噪聲比不低于98db。
本實用新型的技術(shù)問題是這樣擇優(yōu)加以解決的在所述前置放大器與低通濾波器之間設(shè)有根據(jù)輸出音量的大小可動態(tài)調(diào)節(jié)輸入信號頻率成分的高通濾波器。由于在輸出音量較大時，如果輸入信號的頻率太低，輸出信號會產(chǎn)生較大的失真，根據(jù)輸出音量的大小，相應(yīng)地動態(tài)調(diào)節(jié)輸入信號的頻率成分，可以減小輸出音頻信號失真。
所述D類集成高、低音頻放大器分別是D類集成高音頻放大器TDA8922B、D類集成低音頻放大器TDA8920B。
本實用新型的技術(shù)問題是這樣進(jìn)一步加以解決的所述可動態(tài)調(diào)節(jié)輸入信號頻率成分的高通濾波器，是帶壓控放大器的高通濾波器，在低音頻功率放大器的輸出端與帶壓控放大器的高通濾波器的控制端之間設(shè)有低音頻信號電平檢測電路，所述帶壓控放大器的高通濾波器的截止頻率與低音頻信號電平成正比。
所述穩(wěn)壓電源由功率至少為所述高音頻功率放大器、低音頻功率放大器輸出功率總和的環(huán)形變壓器與穩(wěn)壓電路級聯(lián)組成。
所述環(huán)形變壓器是負(fù)載電壓范圍比較寬的低成本環(huán)形變壓器，其磁芯成本比較低。
所述環(huán)形變壓器內(nèi)置有負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，在工作溫度高于所允許的最大值時，所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值接近于零。
所述穩(wěn)壓電路是由整流電路和電平調(diào)節(jié)電路級聯(lián)組成的穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路是在環(huán)形變壓器的整流輸出電壓低于設(shè)定的穩(wěn)壓值且高于供應(yīng)功率放大器達(dá)到額定最小輸出電壓的設(shè)定值時直接以環(huán)形變壓器的整流輸出電壓為輸出的穩(wěn)壓電路，其輸出電壓可以在很窄的范圍內(nèi)波動。
還設(shè)有控制端分別連接至貼裝在散熱片上的熱敏開關(guān)、環(huán)形變壓器輸出端的熱保護電路。當(dāng)散熱片的熱傳導(dǎo)溫度高于所允許的最大值時，所述熱敏開關(guān)自動閉合，將控制端接地，熱保護電路實施保護，控制高、低音頻功率放大器停止工作；當(dāng)環(huán)形變壓器過熱使其內(nèi)置的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的工作溫度高于所允許的最大值時，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值接近于零，相當(dāng)于將控制端接地，熱保護電路實施保護，控制高、低音頻功率放大器停止工作。
還設(shè)有控制端連接至環(huán)型變壓器輸出端的低電壓切斷保護電路。所述低電壓切斷保護電路對環(huán)型變壓器輸出電壓進(jìn)行實時檢測，一旦環(huán)型變壓器輸出電壓低于供應(yīng)功率放大器達(dá)到額定最小輸出電壓的設(shè)定值時，低電壓切斷保護電路實施保護，控制高、低音頻功率放大器停止工作。
本實用新型是一種電路簡單，性能良好，經(jīng)濟節(jié)能的D類功率放大電路，其效率高，體積小，重量輕，制作成本大大降低，能有效地解決現(xiàn)有專業(yè)功率放大器價格高、效率低的問題，有利于專業(yè)功率放大器的推廣應(yīng)用，而且適用面廣，既適用于專業(yè)音響制品，也適用于普通消費者使用的家用音響制品。


下面對照附圖并結(jié)合具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步說明。
附圖是本實用新型一具體實施方式
的電路方框簡圖。
具體實施方式
一種專業(yè)音響制品用D類功率放大電路這種D類功率放大電路，包括由PHILIPS公司出品的D類集成高音頻放大器TDA8922B和D類集成低音頻放大器TDA8920B分別組成的高音頻功率放大器1和低音頻功率放大器2，其輸出端分別連接在所述高音頻功率放大器1、低音頻功率放大器2輸入端的高音頻電平調(diào)節(jié)器3和低音頻電平調(diào)節(jié)器4，分別設(shè)置在所述高音頻電平調(diào)節(jié)器3、低音頻電平調(diào)節(jié)器4與前置放大器5之間的高通濾波器6和低通濾波器7，以及將交流輸入電源轉(zhuǎn)換為直流輸出電源的穩(wěn)壓電源。
在所述高音頻功率放大器1與高音頻電平調(diào)節(jié)器3之間設(shè)有負(fù)反饋高音頻壓限器8，將高音頻功率放大器1的部分輸出通過負(fù)反饋高音頻壓限器8負(fù)反饋至高音頻電平調(diào)節(jié)器3。
在所述低音頻功率放大器2與電平調(diào)節(jié)器4之間設(shè)有負(fù)反饋低音頻壓限器9，將低音頻功率放大器2的部分輸出通過負(fù)反饋低音頻壓限器9負(fù)反饋至低音頻電平調(diào)節(jié)器4。
在所述前置放大器5與低通濾波器7之間設(shè)有可動態(tài)調(diào)節(jié)頻率的帶壓控放大器的高通濾波器10，在低音頻功率放大器2的輸出端與帶壓控放大器的高通濾波器10的控制端之間設(shè)有低音頻信號電平檢測電路11，所述帶壓控放大器的高通濾波器10的截止頻率與低音頻信號電平成正比。
在所述前置放大器5與高通濾波器6、帶壓控放大器的高通濾波器10之間還設(shè)有包括高中低三段EQ均衡器的音質(zhì)處理電路。
所述穩(wěn)壓電源由功率至少為所述高音頻功率放大器1、低音頻功率放大器2輸出功率總和的環(huán)形變壓器12與穩(wěn)壓電路13級聯(lián)組成。
所述環(huán)形變壓器12是負(fù)載電壓范圍比較寬的低成本環(huán)形變壓器。
所述環(huán)形變壓器12內(nèi)置有負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，在工作溫度高于所允許的最大值時，所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值接近于零。
所述穩(wěn)壓電路13是由整流電路和電平調(diào)節(jié)電路級聯(lián)組成的穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路13是在環(huán)形變壓器12的整流輸出電壓低于設(shè)定的穩(wěn)壓值且高于供應(yīng)功率放大器達(dá)到額定最小輸出電壓的設(shè)定值時直接以環(huán)形變壓器12的整流輸出電壓為輸出的穩(wěn)壓電路。
還設(shè)有控制端分別連接至貼裝在散熱片上的熱敏開關(guān)16、環(huán)形變壓器12輸出端的熱保護電路14。當(dāng)散熱片的熱傳導(dǎo)溫度高于所允許的最大值時，所述熱敏開關(guān)16自動閉合，將控制端接地，熱保護電路14實施保護，控制高、低音頻功率放大器1、2停止工作；當(dāng)環(huán)形變壓器12過熱使其內(nèi)置的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的工作溫度高于所允許的最大值時，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值接近于零，相當(dāng)于將控制端接地，熱保護電路14實施保護，控制高、低音頻功率放大器1、2停止工作。
還設(shè)有控制端連接至環(huán)型變壓器12輸出端的低電壓切斷保護電路15。所述低電壓切斷保護電路15對環(huán)型變壓器12輸出電壓進(jìn)行實時檢測，一旦環(huán)型變壓器12輸出電壓低于供應(yīng)功率放大器達(dá)到額定最小輸出電壓的設(shè)定值時，低電壓切斷保護電路15實施保護，控制高、低音頻功率放大器1、2停止工作。
所述TDA8920B和TDA8922B芯片在總諧波失真(未加權(quán))1％的情況下，輸出功率分別為150W、50W；設(shè)置負(fù)反饋壓限器后，可長時間連續(xù)輸出總功率為120W；功率轉(zhuǎn)換效率至少為90％；瞬態(tài)響應(yīng)不低于10V/μS；信號噪聲比不低于98db。
本具體實施方式
的D類功率放大電路的主要參數(shù)如下(1)低音頻放大器額定功率(1KHZ，1％THD) 150W額定負(fù)載6OHM額定THD(1W) 0.1％瞬態(tài)響應(yīng)15V/μS信號噪聲比(20Hz～20KHz，unweighted，at 150W)＞101dB(2)高音頻放大器額定功率(1KHZ，1％THD) 50W額定負(fù)載8OHM額定THD(1W) 0.1％瞬態(tài)響應(yīng)15V/μS信號噪聲比(20Hz～20KHz，unweighted，at 150W)＞101dB以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求1.一種D類功率放大電路，包括D類集成高音頻功率放大器和D類集成低音頻功率放大器，其輸出端分別連接在所述D類集成高音頻功率放大器、D類集成低音頻功率放大器輸入端的高音頻電平調(diào)節(jié)器和低音頻電平調(diào)節(jié)器，分別設(shè)置在所述高音頻電平調(diào)節(jié)器、低音頻電平調(diào)節(jié)器與前置放大器之間的高通濾波器和低通濾波器，以及將交流輸入電源轉(zhuǎn)換為直流輸出電源的穩(wěn)壓電源，其特征在于在所述D類集成高、低音頻功率放大器與相應(yīng)的高、低音頻電平調(diào)節(jié)器之間分別設(shè)有負(fù)反饋高、低音頻壓限器。
2.按照權(quán)利要求1所述的D類功率放大電路，其特征在于在所述前置放大器與低通濾波器之間設(shè)有根據(jù)輸出音量的大小可動態(tài)調(diào)節(jié)輸入信號頻率成分的高通濾波器。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的D類功率放大電路，其特征在于所述D類集成高、低音頻放大器分別是D類集成高音頻放大器TDA8922B、D類集成低音頻放大器TDA8920B。
4.按照權(quán)利要求3所述的D類功率放大電路，其特征在于所述可動態(tài)調(diào)節(jié)輸入信號頻率成分的高通濾波器，是帶壓控放大器的高通濾波器，在低音頻功率放大器的輸出端與帶壓控放大器的高通濾波器的控制端之間設(shè)有低音頻信號電平檢測電路，所述帶壓控放大器的高通濾波器的截止頻率與低音頻信號電平成正比。
5.按照權(quán)利要求4所述的D類功率放大電路，其特征在于所述穩(wěn)壓電源由功率至少為所述高音頻功率放大器、低音頻功率放大器輸出功率總和的環(huán)形變壓器與穩(wěn)壓電路級聯(lián)組成。
6.按照權(quán)利要求5所述的，其特征在于所述環(huán)形變壓器是負(fù)載電壓范圍比較寬的低成本環(huán)形變壓器。
7.按照權(quán)利要求6所述的D類功率放大電路，其特征在于所述環(huán)形變壓器內(nèi)置有負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，在工作溫度高于所允許的最大值時，所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值接近于零。
8.按照權(quán)利要求7所述的D類功率放大電路，其特征在于所述穩(wěn)壓電路是由整流電路和電平調(diào)節(jié)電路級聯(lián)組成的穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路是在環(huán)形變壓器的整流輸出電壓低于設(shè)定的穩(wěn)壓值且高于供應(yīng)功率放大器達(dá)到額定最小輸出電壓的設(shè)定值時直接以環(huán)形變壓器的整流輸出電壓為輸出的穩(wěn)壓電路。
9.按照權(quán)利要求8所述的D類功率放大電路，其特征在于設(shè)有控制端分別連接至貼裝在散熱片上的熱敏開關(guān)、環(huán)形變壓器輸出端的熱保護電路，當(dāng)散熱片的熱傳導(dǎo)溫度高于所允許的最大值時，所述熱敏開關(guān)自動閉合，將控制端接地，熱保護電路實施保護，控制高、低音頻功率放大器停止工作；當(dāng)環(huán)形變壓器過熱使其內(nèi)置的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的工作溫度高于所允許的最大值時，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值接近于零，相當(dāng)于將控制端接地，熱保護電路實施保護，控制高、低音頻功率放大器停止工作。
10.按照權(quán)利要求9所述的D類功率放大電路，其特征在于設(shè)有控制端連接至環(huán)型變壓器輸出端的低電壓切斷保護電路，所述低電壓切斷保護電路對環(huán)型變壓器輸出電壓進(jìn)行實時檢測，一旦環(huán)型變壓器輸出電壓低于供應(yīng)功率放大器達(dá)到額定最小輸出電壓的設(shè)定值時，低電壓切斷保護電路實施保護，控制高、低音頻功率放大器停止工作。
專利摘要本實用新型公告了一種D類功率放大電路，包括D類集成高、低音頻功率放大器，其特征在于在高、低音頻功率放大器與相應(yīng)的高、低音頻電平調(diào)節(jié)器之間分別設(shè)有負(fù)反饋高、低音頻壓限器，D類集成高、低音頻放大器在總諧波失真(未加權(quán))1％的情況下，輸出功率分別至少為150W、50W；設(shè)置負(fù)反饋壓限器后，可長時間連續(xù)輸出總功率至少為120W；功率轉(zhuǎn)換效率至少為90％；瞬態(tài)響應(yīng)不低于10V/μS；信號噪聲比不低于98db。其電路簡單，性能良好，經(jīng)濟節(jié)能，效率高，體積小，重量輕，制作成本大大降低，能有效地解決現(xiàn)有專業(yè)功率放大器價格高、效率低的問題，有利于專業(yè)功率放大器的推廣應(yīng)用，而且適用面廣，既適用于專業(yè)音響制品，也適用于普通消費者使用的家用音響制品。
文檔編號H03F3/217GK2829215SQ200520034608
公開日2006年10月18日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者黃宏生, 李鴻安, 張志華, 張志宏 申請人:深圳創(chuàng)維－Rgb電子有限公司