[发明专利]AB类放大器及其过温保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及AB类放大器，特别是指一种AB类放大器的过温保护电路及设有该过温保护电路的AB类放大器。

背景技术

在诸如手机、mp3、mp4、PDA等众多的便携式产品中，都会用到音频功率放大器，其工作原理是：将驱动能力很弱的音频信号转化为能够驱动扬声器的电流或电压信号。

音频功率放大器发展至今，基本架构上包括了A类，B类，AB类，D类，G类等，其中AB类音频放大器由于其在成本，效率和音质之间较好的折衷从而得到非常广泛的应用。AB类音频放大器架构成熟，制程简单，但工作效率比较低，一般为20％～50％之间。也就是说，当AB类音频放大器向扬声器负载提供一定的驱动电流时，流经AB类放大器自身的电流更大，同时由于放大器本身存在内阻，所以在放大器自身会消耗比较大的功率，从而在内部产生较大的热量，温度升高。当温度升高到一定值时，会使得AB类功放芯片受到损伤，影响其性能和功能，甚至使得AB类功放芯片被烧坏；同时当AB类放大器与升压电路(比如电荷泵，DC-DC转换器)集成使用时，其系统的工作效率会更低，发热问题会更加严重。

请参阅图1，图1绘示为设有现有技术过温保护电路的AB类放大器的应用结构图。

现有AB类放大器集成于芯片10上，所述芯片10上设有端口1～～端口6，所述AB类放大器包括：第一放大器201，其正输入端连接至端口2、负输入端连接至端口1、输出端连接至端口3；第二放大器202，其负输入端通过电阻100连接第一放大器201的输出端、输出端连接至端口4、输出端还与负输入端通过电阻200连接；偏压调整电路207，提供共模参考电平VDD/2，其一端连接端口5，另一端连接第二放大器202的正输入端。所述第一放大器201的输出端产生输出信号S1，所述第二放大器202的输出端产生输出信号S2。

目前，为防止所述AB类放大器在使用过程中，温度升得过高导致芯片10损坏或烧毁，现有的做法是将过温保护电路105集成于芯片10上。所述过温保护电路105产生开闭信号SD，所述过温保护电路105靠二极管的导通电压降随温度单调线性变化的特性来检测芯片10温度。当温度较高时，所述过温保护电路105产生开闭信号SD跳高，控制第一放大器201及第二放大器202关断；当温度较低时，所述过温保护电路105产生开闭信号SD跳低，控制第一放大器201及第二放大器202重新启动。

外部电路通过端口1～～端口6与所述芯片10相连：所述芯片10需要接地的地方都通过端口6接地；输入电阻Rin，一端连接输入电容Cin，另一端连接端口1；反馈电阻Rf，一端连接端口1，另一端连接端口3；滤波电容Cb，一端连接端口2以及端口5，另一端接地；喇叭210，与端口3、端口4连接，并在输出信号S1、输出信号S2的驱动下工作发声。所述第一放大器201是将输入信号放大Rf/Rin倍，得到具有驱动能力的第一差分信号；而所述第二放大器202是将所述第一差分信号反相后得到具有驱动能力的第二差分信号。扬声器210是在所述第一差分信号及第二差分信号的驱动下工作。采用该类过温保护电路105的AB类放大器，其增益Av＝2Rf/Rin。

当所述AB类放大器长期工作在“过载”状态或者PCB布局上散热设计不好时，现有的AB类放大器的过热保护电路105检测到芯片10的温度超过预设值时，产生开闭信号SD跳高，将第一放大器201及第二放大器202关断，给到扬声器的输出信号S1、输出信号S2停止；当温度回落到预设值时，第一放大器201及第二放大器202重新启动，给到扬声器210的输出信号S1、输出信号S2恢复；此时音乐播放过程中就出现时断时续的不正常播放状态，严重影响到听者的听觉感受。

由于AB类放大器的架构和应用都非常成熟，因此手机、mp3等便携式产品的系统工程师们还是比较多的会选择使用AB类音频放大器。但一旦选定AB类放大器，在设定音量大小时就必须十分的谨慎。一方面，工程师希望能够通过AB类放大器增益设置的比较大，获得比较大的播放音量，这样就能够满足终端用户对音量的基本要求，但如果AB类放大器的增益设置越大，输出功率越大，其自身消耗的功率也越大，加上目前AB类放大器的工作效率低特性，因此，采用现有的过温保护方式，在播放声音的过程中就不免出现AB类放大器频繁的在过温保护和过温恢复之间切换，造成声音播放过程中时断时续；另一方面，工程师如果为保证AB类放大器不受过温损伤，不出现声音播放的时断时续现象，就必须将功放的增益限制在比较小的范围内，这样做的结果是，产品的音量非常小，终端用户对产品性能不认可。

发明内容