5V廣泛的交流電源下使用;另外因為D類功放只需要單 電源供電,所有本實用新型中的基于開關電源和D類功放的2. 1聲道數(shù)碼音響系統(tǒng)由原有 的雙電源簡化為單電源,在實際應用中減少電源系統(tǒng)中外圍器件的使用,結構簡單,應用范 圍廣泛。
【附圖說明】
[0017] 圖1為現(xiàn)有技術中變壓器電源加 A/B類音頻功放系統(tǒng)原理圖。
[0018] 圖2為本實用新型的反激式開關電源模塊的原理圖。
[0019] 圖3為本實用新型的功放模塊的原理圖。
【具體實施方式】
[0020] 為了能夠更清楚地描述本實用新型的技術內容,下面結合具體實施例來進行進一 步的描述。
[0021] 現(xiàn)有變壓器電源加 A/B類音頻功放的系統(tǒng)方案主要存在的缺陷是效率低(一般半 功率輸出時整個系統(tǒng)效率在30%以下,滿功率輸出時也不超過50% )。效率低下又使整個 系統(tǒng)發(fā)熱量大,需要安裝大體積的散熱片,造成音響整個系統(tǒng)體積大、重量重。另外由于變 壓器的電壓調整率和負載調整率低,一般此類功放只能在單一交流電源下使用,不能在全 球電壓范圍內使用。
[0022] 本實用新型中采用開關電源加 D類功放的系統(tǒng)方案效率高(半功率輸出時整個 系統(tǒng)效率可達50 %,滿功率輸出時為75 % ),在PCB散熱條件良好的情況下一般不需要額 外使用散熱片,這使得開關電源模塊和功放模塊可以制作在一塊PCB上,可以使相同輸出 功率的音響整個系統(tǒng)體積大大減小,另外,開關電源的電壓調整率和負載調整率高,可以在 85V~265V廣泛的交流電源下使用,此外因為D類功放只需要單電源供電,所有本實用新型 的開關電源模塊可以由原有的雙電源簡化為單電源,可以在實際應用中減少外圍器件的使 用。
[0023] 請參閱圖2至圖3所示,該基于開關電源和D類功放的2. 1聲道數(shù)碼音響系統(tǒng)包 括:
[0024] 開關電源模塊,用以給所述的系統(tǒng)供電;
[0025] 功放模塊,包括左右聲道單元U2,用以提供高低音信號;低音炮單元U3,用以提供 重低音信號。
[0026] 在一種優(yōu)選的實施例中,所述的開關電源模塊為反激式開關電源模塊或正激式開 關電源模塊。其中,以反激式開關電源模塊為例,請參閱圖2所示,所述的反激式開關電源 模塊包括第一濾波單元EMI Filter、整流單元、開關電源控制芯片U1、變壓器、功率管M1、 感應電阻R3、分壓單元、穩(wěn)壓源單元431、頻率電阻R4和光耦合單元817 ;所述的頻率電 阻R4的第一端與所述的開關電源控制芯片Ul的Rl端相連接,所述的頻率電阻R4的第二 端接地;所述的第一濾波單元EMI Filter的輸入端接外部電源,所述的第一濾波單元EMI Fi I ter的輸出端與所述的整流單元的輸入端相連接,所述的整流單元的輸出端、所述的開 關電源控制芯片Ul的電源端以及所述的變壓器的初級線圈的同名端相連接;所述的開端 電源控制芯片Ul的GATE端與所述的功率管Ml的第一端相連接,所述的功率管Ml的第二 端與所述的變壓器的初級線圈的異名端相連接,所述的功率管Ml的第三端、所述的開關電 源控制芯片Ul的SENSE端、所述的感應電阻R3的第一端相連接,所述的感應電阻R3的第 二端接地,所述的變壓器的次級線圈的異名端與所述的分壓單元的第一端相互連接,所述 的分壓單元的第二端接地,所述的光耦合單元817的第一輸入端與所述的分壓單元的第一 端相連接,所述的光親合單元817的第二輸入端與穩(wěn)壓源單元431的第一端相連接,所述的 光耦合單元817的第二輸入端通過電容器與所述的分壓單元的第三端相連接,所述的穩(wěn)壓 源單元431的第二端與所述的分壓單元的第三端相連接,所述的穩(wěn)壓源單元431的第三端 接地,所述的光耦合單元817的第一輸出端接地,所述的光耦合單元817的第二輸出端與所 述的開關電源控制芯片Ul的FB端相連接。
[0027] 在一種優(yōu)選的實施例中,所述的分壓單元包括第一電阻Rl以及第二電阻R2,所述 的第一電阻Rl的第一端、所述的變壓器次級線圈的異名端、所述的光耦合單元817的第一 輸入端相連接,所述的第一電阻Rl的第二端、所述的第二電阻R2的第一端所述的穩(wěn)壓源單 元431的第二端相連接,所述的光耦合單元817的第二輸入端通過電容器與所述的第一電 阻Rl的第二端相連接,所述的第二電阻R2的第二端接地。
[0028] 該開關電源模塊的工作原理是:交流電通過全橋整流后正端為開關電源控制芯片 Ul供電同時接入變壓器初級線圈同名端。開關電源控制芯片Ul的GATE端輸出PffM波形, 控制功率管Ml (在一種優(yōu)選的實施例中,所述的功率管為NMOS器件)的開啟和關閉,使變 壓器初級線圈異名端通過感應電阻R3接地或斷開。感應電阻R3為0.25 Ω電阻,把電流信 號轉為電壓信號反饋到開關電源控制芯片Ul的SENSE端,形成電流環(huán)路。次級線圈的輸 出電壓通過第一電阻RU第二電阻R2分壓后,經過可控精密穩(wěn)壓源單元431和光耦合單元 817反饋到開關電源控制芯片Ul的FB端,形成電壓環(huán)路。電流環(huán)路和電壓環(huán)路同時工作使 次級線圈的輸出電壓穩(wěn)定并且可以快速響應負載的變化。頻率電阻R4的電阻值決定了開 關電源控制芯片Ul的工作頻率
為了使工作頻率遠大于20Hz~20kHz 的音頻區(qū)間,頻率電阻心的取值一般小于IOOkQ。
[0029] 請參閱圖3所示,在一種優(yōu)選的實施例中,所述的功放模塊還包括第一音量控制 電位器R5、第二音量控制電位器R6、第三音量控制電位器R9、第一耦合電容C16、第二耦合 電容C15以及有源濾波器U4 ;所述的第一音量控制電位器R5的第一端以及第二音量控制 電位器R6的第一端分別與立體聲音源相連接;所述的第一音量控制電位器R5的第二端以 及第二音量控制電位器R6的第二端接地;所述的第一音量控制電位器R5的第三端、所述的 第一耦合電容C16的第一端以及所述的左右聲道單元U2的第一輸入端相連接;所述的第二 音量控制電位器R6的第三端、所述的第二耦合電容C15的第一端以及所述的左右聲道單元 U2的第二輸入端相連接;所述的第一耦合電容C16的第二端、第二耦合電容C15的第二端 以及有源濾波器U4的第一輸入端相連接;所述的有源濾波器U4的第二輸入端與一分壓電 路的輸出端相連接;請參閱圖3所示,該分壓電路包括電阻R7和電阻R8,所述的電阻R7的 第一端與電源VCC相連接,所述的電阻R7的第二端與所述的電阻R8的第一端相連接,所述 的電阻R8的第二端接地,所述的電阻R8的第一端與所述的有源濾波器U4的第二輸入端相 連接。所述的有源濾波器U4的輸出端第三音量控制電位器R9的第一端相連接,所述的第 三音量控制電位器R9的第二端接地,所述的第三音量控制電位器R9的第三端與所述的低 音炮單元U3的輸入端相連接。其中,所述的左右聲道單元U2以及所述的低音炮單元U3均 為D類功放。
[0030] 該功放模塊的工作原理是:輸入的立體聲源通過第一音量控制電位器R5、第二音 量控制電位器R6后通過耦合電容CU耦合電容C4輸出至D類功放U2,即左右聲道信號的 功率放大,U2工作在BTL模式。另一路通過第二耦合電容C15、第一耦合電容C16耦合成單 聲道后通過有源濾波器U4和第三音量控制電位器R9, 200HZ以上的信號基本在此被濾去, 輸出的即低音信號,信號進入功放U3,即重低音聲道信號的功率放大,U3工作在PBTL模式。
[0031] 因為使用了免濾波的D類功放,所以在功放的輸出端只需要