[发明专利]音频功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种音频功率放大器，更具体地讲，涉及一种保护电路，用于保护开关电路不受由于突然的电源电压波动导致的可能故障或损坏。

背景技术

D类音频功率放大器是一种开关电路。因此，为了说明的目的而选择D类音频功率放大器。市场上的大多数音频功率放大器是基于AB类放大器的。该构造利用相当低的静态电流，提供非常好的总谐波失真加噪声(THD+N)。然而，AB类推挽式放大器非常低效，并且仅可以实现约60％的效率，这不仅导致功率损耗，还导致附加到功率放大器上的附加大型热沉(heatsink)。

D类放大器的一个主要优点在于效率，可以达到90％以上。通过功率晶体管处的完整信号摆幅来实现高效率。典型的D类放大器电路1000如图1所示，包括基准(在下文中表示为RF)电路1020、脉冲宽度调制器1010、电平移位及驱动级1030、第一MOSFET开关M10、和第二MOSFET开关M20。

在实际使用D类放大器电路1000时，电源电压Vcc可能突然且异常地波动。例如，此种突然的电压波动是由于，例如印刷电路板(PCB)上的变压器故障、电源跟踪(power supply trace)与PCB上的地电位短路、或其他情况导致的。如果此种突然的电压波动要发生，D类放大器1000可能被损坏，或者进行异常操作。

为了防止D类放大器电路1000由于突然的电源电压Vcc波动而可能导致损坏或故障，保护电路是必需的。

以下现有技术参考是公知的。

1)日本实用新型公开No.H5-39095

1993年5月25日公布

2)日本专利公开No.H4-108204

1992年4月9日公布

3)日本专利公开No.S58-81311

1983年5月16日公布

发明内容

本发明的目的在于引入具有针对突然的电源电压波动的保护电路的音频功率放大器。

根据本发明，一种音频功率放大器包括：电源端子，用于接收电源电压；第一和第二开关晶体管，与所述电源端子串联；音频信号通道，用于向所述第一和第二开关晶体管发送脉冲宽度调制驱动信号；基准电路，与电源端子相连，并且产生预定基准电压RF；电容器，用于存储基准电压RF；电源电压检测电路，与电源端子相连，并且产生与电源电压成比例的预定检测到的电压DE；比较器，将基准电压RF与检测到的电压DE相比较，并且当检测到的电压DE落在基准电压RF以下时产生波动信号；以及禁用元件，用于响应所述波动信号而工作，以停止所述第一和第二开关晶体管的操作。

从上面的内容可以清楚，根据本发明的音频功率放大器包括电源电压检测电路和禁用元件。将电源电压检测电路设计为不但检测突然的电压跳变，而且检测电源突然的电压降落。在检测到电源处的突然电压降落时，由电源电压检测电路产生波动信号。在接收所述波动信号之后，禁用元件停止输出功率晶体管的切换。当电源端子处的电源稳定预定时间段时，由检测电路使波动信号SD不起作用。因此，禁用元件允许输出功率晶体管恢复切换，并且使正常操作继续。

发明的效果

根据本发明，可以通过添加电源电压检测电路和禁用元件，利用简单的结构实现不但可以检测突然的电压跳变、而且可以检测电源的突然电压降落的音频功率放大器。

根据本发明，可以用较高精确度检测突然的电压降落。

根据本发明，当检测到突然的电压降落时，禁用元件禁止第一和第二开关晶体管的操作，使得没有声音输出。因此，用户将不会被不愉快的波动声音骚扰。

附图说明

图1示出了根据现有技术的音频功率放大器的方框图；

图2示出了根据本发明第一实施例的音频功率放大器的方框图；

图3示出了在图2的方框图的主要节点处获得的波形的图表；

图4示出了根据本发明第二实施例的音频功率放大器的方框图；

图5示出了在图4的方框图中的主要节点处获得的波形的图表。

具体实施方式

以下描述说明了本发明的最佳方式的实施例。

(第一实施例)

参考图2，示出了作为D类放大器的音频功率放大器100的第一实施例。音频功率放大器100包括用于接收电源电压Vcc的电源端子、基准(RF)电路102、脉冲宽度调制器101、电平移位及驱动级103、以及诸如第一MOSFET开关M1和第二MOSFET开关M2之类的第一和第二开关晶体管。脉冲宽度调制器101和电平移位及驱动级103定义了用于向第一和第二MOSFET开关M1和M2发送脉冲宽度调制驱动信号(PWM驱动信号)的音频信号通道。