專利名稱：數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及音響領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源。
背景技術(shù)：
在許多娛樂(lè)場(chǎng)所，為了營(yíng)造震撼的音響效果，音箱系統(tǒng)近乎達(dá)到它的工作極限，在KTV里許多音箱也都是連續(xù)的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。如何保證音箱在高電流、高電壓長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中的可靠性、穩(wěn)定性，是眾多音響師不得不擔(dān)憂和考慮的問(wèn)題。業(yè)界的同行中，一般會(huì)采用在電路系統(tǒng)中設(shè)置固定保護(hù)電路的方法，即當(dāng)某個(gè)保護(hù)電路檢測(cè)到相應(yīng)的工作點(diǎn)接近異常時(shí)，立即輸出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作(如停止工作或者采取其它措施實(shí)施保護(hù))。但是，這種音箱保護(hù)方式，存在一定的不合理性，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候音箱只是接近某個(gè)危險(xiǎn)值時(shí)，就已經(jīng)停止正常工作和運(yùn)作了。為此，亟需設(shè)計(jì)一種開(kāi)關(guān)電源保護(hù)電路，以保證音箱在高電流、高電壓長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中的可靠性和穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，以保證音箱在高電流、高電壓長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中的可靠性和穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，包括電壓輸入、主電源電路、主電源離線控制電路、功放電路、信號(hào)處理電路及處理器MCU，所述主電源電路輸入端接電源輸入，其輸出端接功放電路以提供電源供電；信號(hào)處理電路的輸出連接到功放的第二輸入端，主電源電路控制端與處理器MCU的狀態(tài)監(jiān)測(cè)端相連，處理器MCU的控制輸出端連接到信號(hào)處理電路和功放，用于控制功放的輸出功率大小。優(yōu)選的，所述信號(hào)處理電路的輸入端接音源輸入。優(yōu)選的，所述電壓輸入內(nèi)包括整流濾波電路。優(yōu)選的，所述數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源設(shè)串行外設(shè)接口，通過(guò)串行外設(shè)接口與上位處理器連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于本實(shí)用新型提供的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源通過(guò)處理器對(duì)電子元器件進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，對(duì)出現(xiàn)過(guò)熱、異?，F(xiàn)象的元器件或電路單元進(jìn)行采樣，再通過(guò)處理器內(nèi)部對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行處理，最終輸出有效保護(hù)控制信號(hào)，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)音響系統(tǒng)的安全可靠保護(hù)。以保證音箱在高電流、高電壓長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中的可靠性和穩(wěn)定性。

圖I為本實(shí)用新型數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源原理框圖。圖2為本實(shí)用新型功放處理器MCU及信號(hào)采集原理圖。[0014]圖3為本實(shí)用新型系統(tǒng)狀態(tài)原理框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖1、2所示，本實(shí)用新型提供的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，包括主電源電路、功放電路、信號(hào)處理電路、處理器MCU、主電源離線控制電路；主電源電路輸入端接電源輸入，其輸出端接功放電路以提供電源供電；主電源電路控制端與處理器MCU輸入端相連，處理器MCU輸出端接信號(hào)處理電路；信號(hào)處理電路輸出端接功放電路第二輸入端，功放電路控制端還與處理器MCU相連。主電源離線控制電路與主電源電路相連，用于控制電源輸出及異常檢測(cè)。外接電網(wǎng)電源經(jīng)過(guò)電源輸入部分的濾波及整流電路輸出高壓的直流到主電源電路，主電源離線控制電路控制主電源工作，主電源輸出所需的電源。在電源電路中加入了異常狀態(tài)的檢測(cè)，他們包括電流、電壓及溫度等信息，所有的異常信息輸入到離線電源控 制電路，當(dāng)電源出現(xiàn)極限狀態(tài)時(shí)，主電源離線控制電路會(huì)自動(dòng)關(guān)閉主電源電路，保護(hù)系統(tǒng)，本保護(hù)系統(tǒng)只有在極限條件下才會(huì)工作。主電源的輸出連接到功放電路，處理器MCU實(shí)時(shí)監(jiān)控主電源和功放的溫度、電流、電壓，還有功放輸出信號(hào)的幅度等信息。輸入的音頻信號(hào)連接到信號(hào)處理電路，當(dāng)處理器MCU通過(guò)狀態(tài)監(jiān)控端口判斷到整個(gè)系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)時(shí)，處理器MCU通過(guò)控制輸出端控制小信號(hào)處理電路輸出正常的信號(hào)到功放的第二輸入端，如果處理器MCU通過(guò)狀態(tài)監(jiān)控端口判斷到整個(gè)系統(tǒng)處于非正常的極限工作狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)綜合處理器通過(guò)控制輸出端控制信號(hào)處理電路適當(dāng)降低輸出信號(hào)的幅度，減小功放和電源的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)安全工作的控制目的。處理器MCU采集主電源電路的工作溫度，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在監(jiān)控過(guò)程中對(duì)溫度的變化率進(jìn)行判斷，當(dāng)檢測(cè)溫度按照特定的變化曲線變化，此溫度曲線輸入到處理器MCU內(nèi)部，處理器MCU通過(guò)分析處理，判斷當(dāng)前監(jiān)控的溫度是否異常，如果確定是異常溫度，則處理器MCU發(fā)出控制命令,控制小信號(hào)處理電路,減小輸出到功放輸入的信號(hào)幅度,適當(dāng)限制功放的輸出功率，從而實(shí)現(xiàn)降低電源溫度，當(dāng)電源溫度回到正常狀態(tài)時(shí)，處理器MCU解除對(duì)小信號(hào)處理電路的控制，恢復(fù)正常工作狀態(tài)。處理器MCU采集工作區(qū)域內(nèi)的環(huán)境溫度，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到一定的設(shè)計(jì)限值時(shí)，處理器MCU將信號(hào)降低一設(shè)定的幅度，當(dāng)環(huán)境溫度繼續(xù)惡化，則處理器進(jìn)一步降低信號(hào)幅度，使整個(gè)系統(tǒng)趨于一種平衡的狀態(tài)下安全工作。處理器MCU采集功放電路的工作溫度，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在監(jiān)控過(guò)程中對(duì)溫度的變化率進(jìn)行判斷，對(duì)于短期內(nèi)的快速溫度變化嚴(yán)密監(jiān)控，此時(shí)說(shuō)明系統(tǒng)有高強(qiáng)度負(fù)載通過(guò)系統(tǒng)，根據(jù)溫升速度適當(dāng)控制最高溫度極限，在不同的溫升曲線下應(yīng)用不同的控制級(jí)另IJ，以達(dá)到智能的目的。處理器MCU實(shí)時(shí)采集功放電路的電流大小，對(duì)電流做到連續(xù)檢測(cè)，在正常的音頻應(yīng)用中，由于音樂(lè)信號(hào)的特殊性，不可能長(zhǎng)時(shí)間有一固定的大電流現(xiàn)象，因此處理器MCU通過(guò)對(duì)故障電流的篩選，當(dāng)有異常電流流過(guò)系統(tǒng)時(shí)，處理器MCU可以將功率輸出降低到一個(gè)合理的水平上，讓系統(tǒng)安全工作。[0021]處理器MCU實(shí)時(shí)釆集功放電路的供電電壓的值，時(shí)刻監(jiān)測(cè)功放的供電電源是否正
堂
巾O處理器MCU實(shí)時(shí)采集功放電路的輸出電壓的大小，實(shí)時(shí)監(jiān)控功放電路的輸出功率
大小。 如2中，本實(shí)用新型提供的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源的核心主要是處理器MCU，他主要是實(shí)時(shí)采集上述的各種監(jiān)控信號(hào)，統(tǒng)一分析，智能處理。主要的控制原理是通過(guò)采集各種監(jiān)控信號(hào)后，分析狀態(tài)，然后控制信號(hào)處理電路輸出受控的信號(hào)到功放電路，實(shí)現(xiàn)智能控制輸出功率，達(dá)到安全工作的目的。由于音頻產(chǎn)品輸出功率的瞬時(shí)性，通常會(huì)有瞬間的大動(dòng)態(tài)信號(hào)要通過(guò)音頻功放產(chǎn)品輸出，為了保證音頻功放產(chǎn)品的可靠工作，常規(guī)的產(chǎn)品會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)固定的保護(hù)措施來(lái)保護(hù)產(chǎn)品，如果要輸出足夠的動(dòng)態(tài)信號(hào)，則這個(gè)保護(hù)點(diǎn)要設(shè)置的很高，否則產(chǎn)品將很容易保護(hù)，這樣一來(lái)要滿足產(chǎn)品可靠的要求，整個(gè)音頻功放產(chǎn)品就要留有非常高的余量，但大部分時(shí)候音頻產(chǎn)品又是工作在相對(duì)較低的功率輸出狀態(tài)下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是的大的余量就造成了成本和資源的浪費(fèi)。本實(shí)用新型提供的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)就是通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，采取動(dòng)態(tài)的保護(hù)點(diǎn)設(shè)置，達(dá)到智能控制的目的，在既可以通過(guò)瞬態(tài)的大功率信號(hào)有有相對(duì)低的平均保護(hù)點(diǎn)，所以本實(shí)用新型提供的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源就不需要非常大的功率余量。本實(shí)用新型提供的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源的動(dòng)態(tài)保護(hù)點(diǎn)的設(shè)置是通過(guò)處理器MCU實(shí)時(shí)采集電源的溫度、功放的溫度、功放輸出電壓和電流，在溫度采集上通過(guò)內(nèi)部時(shí)間軸的計(jì)算得到溫度的變化速率，同時(shí)再結(jié)合功放輸出功率的采集，判斷是否是瞬態(tài)信號(hào)還是故障溫升，然后對(duì)信號(hào)處理電路給予相應(yīng)的控制。如果判斷是瞬態(tài)信號(hào)，則系統(tǒng)讓這個(gè)信號(hào)正常通過(guò)功放電路放大輸出，如果是異常連續(xù)的大信號(hào)，則系統(tǒng)將信號(hào)幅度壓縮后傳輸給功放放大輸出。本數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的SPI (Serial Peripheral Interface-串行外設(shè)接口)總線系統(tǒng)接口，通過(guò)SPI接口與上位處理器連接，當(dāng)本數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源連接在更為復(fù)雜的系統(tǒng)中時(shí)，將透過(guò)定義的通訊協(xié)議，把本數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源的各部分的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)地傳送給上位系統(tǒng)，這樣就可以構(gòu)成更加復(fù)雜，功能跟加完善，安全系數(shù)更高的大型系統(tǒng)，同時(shí)也可以通過(guò)上位系統(tǒng)的顯示功能將本數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源的工作狀態(tài)顯示給用戶，如圖3所示。圖3中為單個(gè)功能部分的獨(dú)立監(jiān)測(cè)和控制，在這個(gè)系統(tǒng)中，所有的監(jiān)測(cè)信號(hào)是同時(shí)進(jìn)入到系統(tǒng)處理器中的，在整個(gè)系統(tǒng)處理中，它們有是有相應(yīng)的聯(lián)系的，它們并不是單獨(dú)存在的，如當(dāng)其中某個(gè)單元達(dá)到某一臨界狀態(tài)時(shí)，在其它的單元中又檢測(cè)出還有較大的余量時(shí)，處理器將綜合做出處理，這將是本數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源的最為靈活的應(yīng)用，它將是采用固定保護(hù)系統(tǒng)的最大區(qū)別之處，也是本數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源最大的優(yōu)點(diǎn)，因此本系統(tǒng)的保護(hù)是智能的。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，包括電壓輸入、主電源電路、主電源離線控制電路、功放電路、信號(hào)處理電路及處理器MCU，所述主電源電路輸入端接電源輸入，其輸出端接功放電路以提供電源供電；信號(hào)處理電路的輸出連接到功放的第二輸入端，主電源電路控制端與處理器MCU的狀態(tài)監(jiān)測(cè)端相連，處理器MCU的控制輸出端連接到信號(hào)處理電路和功放，用于控制功放的輸出功率大小。
2.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述信號(hào)處理電路的輸入端接首源輸入。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述電壓輸入內(nèi)包括整流濾波電路。
4.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源設(shè)串行外設(shè)接口，通過(guò)串行外設(shè)接口與上位處理器連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，包括電壓輸入、主電源電路、主電源離線控制電路、功放電路、信號(hào)處理電路及處理器MCU，所述主電源電路輸入端接電源輸入，其輸出端接功放電路以提供電源供電；信號(hào)處理電路的輸出連接到功放的第二輸入端，主電源電路控制端與處理器MCU的狀態(tài)監(jiān)測(cè)端相連，處理器MCU的控制輸出端連接到信號(hào)處理電路和功放，用于控制功放的輸出功率大小。本實(shí)用新型提供的基于處理器MCU的智能控制的數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源的溫度、功率、電壓和電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)處理器MCU分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)智能控制功放輸出。保證數(shù)字功放開(kāi)關(guān)電源在高電流、高電壓長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中的可靠和穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H04R3/00GK202696865SQ201220263098
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者沈紫輝, 黎剛, 程友平 申請(qǐng)人:國(guó)光電器股份有限公司