一種音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路的制作方法
【專利說(shuō)明】一種音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001] 本實(shí)用新型涉及音頻功率放大器，尤其涉及一種音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路。 [【背景技術(shù)】]
[0002] 現(xiàn)在音頻產(chǎn)品只具有簡(jiǎn)單的溫度保護(hù)功能，即極限溫度保護(hù)和開(kāi)關(guān)溫度保護(hù)。
[0003] 極限溫度保護(hù)就是設(shè)置一個(gè)溫度臨界點(diǎn)，當(dāng)產(chǎn)品溫度超過(guò)此臨界點(diǎn)，輸出關(guān)閉，然 后當(dāng)產(chǎn)品溫度下降到臨界溫度以下后，輸出再重新打開(kāi)。
[0004] 開(kāi)關(guān)溫度保護(hù)就是當(dāng)產(chǎn)品溫度過(guò)高，超過(guò)溫度臨界點(diǎn)時(shí)，輸出直接關(guān)閉，產(chǎn)品溫度 下降后重新開(kāi)機(jī)，輸出恢復(fù)。
[0005] 只有簡(jiǎn)單的極限溫度保護(hù)功能，產(chǎn)品的輸出很容易在溫度臨界點(diǎn)附近頻繁的關(guān)閉 和打開(kāi)，此時(shí)產(chǎn)品的輸出聲音就會(huì)斷斷續(xù)續(xù)，產(chǎn)品工作在不穩(wěn)定狀態(tài)，而長(zhǎng)時(shí)間工作在不穩(wěn) 定狀態(tài)，很容易造成器件和產(chǎn)品的損壞。聲音斷斷續(xù)續(xù)，也會(huì)極大影響產(chǎn)品的使用感受，弓丨 起用戶的不滿
[0006] 只有簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)溫度保護(hù)功能，當(dāng)產(chǎn)品的溫度達(dá)到一定限度后，輸出直接關(guān)閉，重 新開(kāi)機(jī)才能再次工作。這顯然不符合諸如演唱會(huì)、KTV、文藝匯演等對(duì)音放要求較高的使用 環(huán)境
[0007] 對(duì)于只加入簡(jiǎn)單的溫度保護(hù)功能的產(chǎn)品，為保證產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間正常工作，用戶往往 需要購(gòu)買(mǎi)過(guò)高功率，如3倍甚至5倍的功率產(chǎn)品，這無(wú)疑會(huì)增加用戶不必要的使用成本
[0008] 音頻產(chǎn)品中有很多是應(yīng)用在室外環(huán)境中的，這些產(chǎn)品在工作過(guò)程中幾乎無(wú)人員監(jiān) 護(hù)，產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中很容易造成器件溫度過(guò)高而損壞，另外，產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間在在夏日 酷暑高溫，光照強(qiáng)烈，日照環(huán)境下工作很容易因?yàn)闇囟冗^(guò)高而損壞。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0009] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)音頻功率放大器溫度，防 止音頻功率放大器過(guò)熱影響正常工作的音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路。
[0010] 實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種音頻功率 放大器溫度調(diào)節(jié)電路，包括溫度采樣電路和調(diào)節(jié)電路，音頻功率放大器包括電壓放大電路 和電流放大電路，電流放大電路包括功率芯片，功率芯片固定在散熱器上；調(diào)節(jié)電路包括微 控制器和音量控制電路，音量控制電路的輸入端接音頻功率放大器的音頻信號(hào)輸入端，輸 出端接電壓放大電路的音頻信號(hào)輸入端，控制端接微控制器的控制信號(hào)輸出端；溫度采樣 電路檢測(cè)散熱器的溫度，溫度采樣電路的信號(hào)輸出端接微控制器的控制信號(hào)輸入端。
[0011] 以上所述的音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路，溫度采樣電路包括分壓電路，分壓電 路的一端接直流電源，另一端接地；分壓電路包括串聯(lián)的第一電阻和第二電阻，第一電阻與 第二電阻之間的連接點(diǎn)作為溫度采樣電路的信號(hào)輸出端接微控制器的控制信號(hào)輸入端；第 二電阻為熱敏電阻，熱敏電阻布置在功率芯片的散熱器附近。
[0012] 以上所述的音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路，音量控制電路為音量控制芯片。
[0013] 本實(shí)用新型能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)音頻功率放大器溫度，音頻輸出效果好，可以防止音頻 功率放大器過(guò)熱影響正常工作。
[【附圖說(shuō)明】]
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例音頻功率放大器的原理框圖。
[0016] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路的電路原理圖。
[0017] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例PT2259內(nèi)部模塊框圖。
[0018] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例PT2259與M⑶接線圖。
[0019] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例散熱器溫度-輸入曲線圖。
[0020] 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例散熱器實(shí)測(cè)溫度變化曲線圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0021] 本實(shí)用新型實(shí)施例音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路的結(jié)構(gòu)和原理如圖1至圖6所 示，溫度調(diào)節(jié)電路包括溫度采樣電路和調(diào)節(jié)電路，音頻功率放大器包括電壓放大電路和電 流放大電路，電流放大電路包括功率芯片，功率芯片固定在散熱器上。調(diào)節(jié)電路包括微控制 器（MCU)和音量控制電路，音量控制電路的輸入端接音頻功率放大器的音頻信號(hào)輸入端， 輸出端接電壓放大電路的音頻信號(hào)輸入端，控制端接微控制器的控制信號(hào)輸出端。溫度采 樣電路檢測(cè)散熱器的溫度，溫度采樣電路的信號(hào)輸出端接微控制器的控制信號(hào)輸入端。
[0022] 溫度采樣電路包括分壓電路，分壓電路的一端接直流電源，另一端接地。分壓電 路包括串聯(lián)的電阻R1和電阻R2,電阻R1與電阻R2之間的連接點(diǎn)作為溫度采樣電路的信號(hào) 輸出端接微控制器的控制信號(hào)輸入端。電阻R2為熱敏電阻，熱敏電阻布置在功率芯片的散 熱器附近。
[0023] 在以下實(shí)施例中，音量控制電路采用音量控制芯片PT2259,微處理器（MCU)采用 STM8系列單片機(jī)。
[0024] 溫度采樣電路的傳感器采樣輸入為散熱器上的溫度，傳感器輸出的由溫度轉(zhuǎn)化而 成的電信號(hào)，MCU(STM8系列單片機(jī)）將轉(zhuǎn)化成的電信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理并根據(jù)處理結(jié)果調(diào)整 音量控制芯片PT2259的輸出。
[0025] MCU和PT2259的連接如圖4所示，MCU的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線和PT2259對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線 和時(shí)鐘線對(duì)應(yīng)相連，如圖2所示，PT2259輸出輸送給放大電路，進(jìn)行進(jìn)一步放大和處理，以 達(dá)到能夠?qū)ο到y(tǒng)輸出產(chǎn)生明顯影響的程度，最終影響系統(tǒng)輸出。
[0026] 電阻R1和R2是電源VCC的兩個(gè)分壓電阻，其中R2為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，熱敏 電阻R2靠近功放芯片散熱器。在音頻功率放大器工作過(guò)程中，功放輸出使功放芯片散熱器 的溫度發(fā)生變化，散熱器溫度變化使熱敏電阻阻值發(fā)生變化。因R1為固定電阻，其阻值不 隨溫度變化，R2離地端即溫度檢測(cè)電路的輸出值VT隨功放芯片散熱器的溫度變化而變化， VT的理論值為VT=VCCXR1AR1+R2)，此VT值傳送給控制器MCU。
[0027] 本實(shí)用新型音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路的控制方法如下：
[0028] 在音頻功率放大器正常工作，溫度采樣電路檢測(cè)到散熱器的溫度低于第一設(shè)定值 時(shí)，音頻功率放大器的音量由本身的音量調(diào)節(jié)控制器控制。溫度采樣電路檢測(cè)到散熱器 的溫度高于第一設(shè)定值時(shí)，微控制器減小音量控制電路的輸出，降低音頻功率放大器的音 量。溫度采樣電路檢測(cè)到散熱器的溫度高于第二設(shè)定值時(shí)，微控制器關(guān)閉音量控制電路的 輸出。
[0029] 溫度采樣電路檢測(cè)到散熱器的溫度在第一設(shè)定值與第二設(shè)定值之間時(shí)，散熱器的 溫度越高，微控制器減小音量控制電路輸出的幅度越大。
[0030] 微控制器關(guān)閉音量控制電路的輸出后，溫度采樣電路檢測(cè)到散熱器的溫度降低到 第一設(shè)定值時(shí)，微控制器重新開(kāi)戶音量控制電路的輸出。
[0031] 在本實(shí)施例中，當(dāng)溫度低于85°C時(shí)，MCU對(duì)溫度檢測(cè)輸出的電壓值不做反應(yīng)，音頻 功率放大器的音量完全由MCU外部的音量調(diào)節(jié)控制器控制，當(dāng)溫度高于85°C后，傳輸給MCU 的溫度檢測(cè)電路輸出值超過(guò)臨界值，MCU開(kāi)始對(duì)溫度檢測(cè)電路的輸出值VT做出反應(yīng)，MCU 減小音量控制芯片PT2259的輸出，減小放大電路的輸出即功放輸出（因放大電路為模擬電 路，其放大倍數(shù)不受MCU控制，放大電路的輸出直接受音量控制芯片PT2259輸出的影響）， 表現(xiàn)為輸出功率減小，喇叭等揚(yáng)聲器的輸出音量減小，使散熱器的溫度上升速度減緩。
[0032] 不同溫度上升階段MCU使放大電路的功放輸出的減小幅度是不同的，音量控制芯 片PT2259的音量輸出減小量也是不同的，溫度越高，放大電路的功放輸出減小幅度越大， 從而使得溫度的上升速度越來(lái)越小，同時(shí)PT2259的音量輸出減小也越來(lái)越明顯。
[0033] 當(dāng)散熱器溫度超過(guò)105°C時(shí)，MCU改變PT2259功能位的值，使PT2259進(jìn)入靜音狀 態(tài)，此時(shí)PT2259的輸出關(guān)閉，從而使放大電路的功放輸出關(guān)閉。
[0034] 如圖5所示，當(dāng)散熱器溫度下降到85°C以下時(shí)，電路重新以滿功率輸出，散熱器溫 度達(dá)到85°C后，重新開(kāi)始新一輪輸出功率調(diào)節(jié)和遏制散熱器溫度持續(xù)上升過(guò)程
[0035] 如圖3所示，SDA和SCL是PT2259的控制單元的通信口，是PT2259和MCU之間實(shí) 現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)交換的通道，SDA是IIC數(shù)據(jù)輸入線，SCL是IIC時(shí)鐘輸入線，PT2259的控制 單元的功能位定義和衰減控制單元位定義如表1和表2所示。
[0036] MCU讀取熱敏電阻R2遠(yuǎn)地端的電壓值VT，用MCU內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能將此模擬值 轉(zhuǎn)化為MCU和PT2259控制單元能夠識(shí)別的數(shù)字量，MCU根據(jù)轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)向音量控制芯 片PT2259的控制單元寫(xiě)入相應(yīng)的命令，控制PT2259的工作狀態(tài)和輸出衰減。
[0037] PT2259的輸出減小，但后級(jí)放大電路的參數(shù)和狀態(tài)并不受溫度影響，相對(duì)固定，則 放大電路的輸出也會(huì)減小，最終導(dǎo)致功放輸出功率減小。
[0038] 表1 :PT2259控制單元功能定義表
[0039]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路，音頻功率放大器包括電壓放大電路和電流放大 電路，電流放大電路包括功率芯片，功率芯片固定在散熱器上，其特征在于，包括溫度采樣 電路和調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)電路包括微控制器和音量控制電路，音量控制電路的輸入端接音頻 功率放大器的音頻信號(hào)輸入端，輸出端接電壓放大電路的音頻信號(hào)輸入端，控制端接微控 制器的控制信號(hào)輸出端；溫度采樣電路檢測(cè)散熱器的溫度，溫度采樣電路的信號(hào)輸出端接 微控制器的控制信號(hào)輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路，其特征在于，溫度采樣電路 包括分壓電路，分壓電路的一端接直流電源，另一端接地；分壓電路包括串聯(lián)的第一電阻和 第二電阻，第一電阻與第二電阻之間的連接點(diǎn)作為溫度采樣電路的信號(hào)輸出端接微控制器 的控制信號(hào)輸入端；第二電阻為熱敏電阻，熱敏電阻布置在功率芯片的散熱器附近。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路，其特征在于，音量控制電路 為音量控制芯片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路，包括溫度采樣電路和調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)電路包括微控制器和音量控制電路，音量控制電路的輸入端接音頻功率放大器的音頻信號(hào)輸入端，輸出端接電壓放大電路的音頻信號(hào)輸入端，控制端接微控制器的輸出端；溫度采樣電路檢測(cè)功放芯片散熱器的溫度，信號(hào)輸出端接微控制器的控制信號(hào)輸入端。正常情況下，音頻功率放大器的音量由音量調(diào)節(jié)控制器調(diào)節(jié)；散熱器的溫度高于第一設(shè)定值時(shí)，微控制器減小音量控制電路的輸出；散熱器的溫度高于第二設(shè)定值時(shí)，微控制器關(guān)閉音量控制電路的輸出。本實(shí)用新型能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)音頻功率放大器溫度，音頻輸出效果好，可以防止音頻功率放大器過(guò)熱影響正常工作。
【IPC分類】H03F1-30, H03F3-20
【公開(kāi)號(hào)】CN204442295
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520127508
【發(fā)明人】許金平, 劉萬(wàn)宏, 李耀峰, 孟飛, 童凱
【申請(qǐng)人】深圳市芯電威科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月4日