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)品只具有簡單的溫度保護功能，即極限溫度保護和開關(guān)溫度保護。
[0003] 極限溫度保護就是設(shè)置一個溫度臨界點，當(dāng)產(chǎn)品溫度超過此臨界點，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。
[0004] 開關(guān)溫度保護就是當(dāng)產(chǎn)品溫度過高，超過溫度臨界點時，輸出直接關(guān)閉，產(chǎn)品溫度 下降后重新開機，輸出恢復(fù)。
[0005] 只有簡單的極限溫度保護功能，產(chǎn)品的輸出很容易在溫度臨界點附近頻繁的關(guān)閉 和打開，此時產(chǎn)品的輸出聲音就會斷斷續(xù)續(xù)，產(chǎn)品工作在不穩(wěn)定狀態(tài)，而長時間工作在不穩(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)，也會極大影響產(chǎn)品的使用感受，弓丨 起用戶的不滿
[0006] 只有簡單的開關(guān)溫度保護功能，當(dāng)產(chǎn)品的溫度達到一定限度后，輸出直接關(guān)閉，重 新開機才能再次工作。這顯然不符合諸如演唱會、KTV、文藝匯演等對音放要求較高的使用 環(huán)境
[0007] 對于只加入簡單的溫度保護功能的產(chǎn)品，為保證產(chǎn)品長時間正常工作，用戶往往 需要購買過高功率，如3倍甚至5倍的功率產(chǎn)品，這無疑會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)品在工作過程中幾乎無人員監(jiān) 護，產(chǎn)品在長時間工作過程中很容易造成器件溫度過高而損壞，另外，產(chǎn)品長時間在在夏日 酷暑高溫，光照強烈，日照環(huán)境下工作很容易因為溫度過高而損壞。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0009] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠自動調(diào)節(jié)音頻功率放大器溫度，防 止音頻功率放大器過熱影響正常工作的音頻功率放大器溫度調(diào)節(jié)電路。
[0010] 實用新型為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(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輸入端，輸 出端接電壓放大電路的音頻信號輸入端，控制端接微控制器的控制信號輸出端；溫度采樣 電路檢測散熱器的溫度，溫度采樣電路的信號輸出端接微控制器的控制信號輸入端。
[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作為溫度采樣電路的信號輸出端接微控制器的控制信號輸入端；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] 本實用新型能夠自動調(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 功率放大器過熱影響正常工作。
[【附圖說明】]
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。
[0015] 圖1是本實用新型實施例音頻功率放大器的原理框圖。
[0016] 圖2是本實用新型實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是本實用新型實施例PT2259內(nèi)部模塊框圖。
[0018] 圖4是本實用新型實施例PT2259與M⑶接線圖。
[0019] 圖5是本實用新型實施例散熱器溫度-輸入曲線圖。
[0020] 圖6是本實用新型實施例散熱器實測溫度變化曲線圖。
[【具體實施方式】]
[0021] 本實用新型實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輸入端， 輸出端接電壓放大電路的音頻信號輸入端，控制端接微控制器的控制信號輸出端。溫度采 樣電路檢測散熱器的溫度，溫度采樣電路的信號輸出端接微控制器的控制信號輸入端。
[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之間的連接點作為溫度采樣電路的信號 輸出端接微控制器的控制信號輸入端。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。
[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，MCU(STM8系列單片機）將轉(zhuǎn)化成的電信號進行相應(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)線和時鐘線和PT2259對應(yīng)的數(shù)據(jù)線 和時鐘線對應(yīng)相連，如圖2所示，PT2259輸出輸送給放大電路，進行進一步放大和處理，以 達到能夠?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，溫度采樣電路檢測到散熱器的溫度低于第一設(shè)定值 時，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。溫度采樣電路檢測到散熱器 的溫度高于第一設(shè)定值時，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。溫度采樣電路檢測到散熱器的溫度高于第二設(shè)定值時，微控制器關(guān)閉音量控制電路的 輸出。
[0029] 溫度采樣電路檢測到散熱器的溫度在第一設(shè)定值與第二設(shè)定值之間時，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，溫度采樣電路檢測到散熱器的溫度降低到 第一設(shè)定值時，微控制器重新開戶音量控制電路的輸出。
[0031] 在本實施例中，當(dāng)溫度低于85°C時，MCU對溫度檢測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 的溫度檢測電路輸出值超過臨界值，MCU開始對溫度檢測電路的輸出值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越小，同時PT2259的音量輸出減小也越來越明顯。
[0033] 當(dāng)散熱器溫度超過105°C時，MCU改變PT2259功能位的值，使PT2259進入靜音狀 態(tài)，此時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，電路重新以滿功率輸出，散熱器溫 度達到85°C后，重新開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 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控制單元能夠識別的數(shù)字量，MCU根據(jù)轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號向音量控制芯 片PT2259的控制單元寫入相應(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，但后級放大電路的參數(shù)和狀態(tài)并不受溫度影響，相對固定，則 放大電路的輸出也會減小，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】
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輸入端，輸出端接電壓放大電路的音頻信號輸入端，控制端接微控 制器的控制信號輸出端；溫度采樣電路檢測散熱器的溫度，溫度采樣電路的信號輸出端接 微控制器的控制信號輸入端。
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作為溫度采樣電路的信號輸出端接微控制器 的控制信號輸入端；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】本實用新型公開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輸入端，輸出端接電壓放大電路的音頻信號輸入端，控制端接微控制器的輸出端；溫度采樣電路檢測功放芯片散熱器的溫度，信號輸出端接微控制器的控制信號輸入端。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，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，微控制器關(guān)閉音量控制電路的輸出。本實用新型能夠自動調(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熱影響正常工作。
【IPC分類】H03F1-30, H03F3-20
【公開號】CN204442295
【申請?zhí)枴緾N201520127508
【發(fā)明人】許金平, 劉萬宏, 李耀峰, 孟飛, 童凱
【申請人】深圳市芯電威科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月4日