一种音频可控电源模块及其应用的PT类功率放大器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种音频可控电源模块及其应用的PT类功率放大器，通过设置音频可控电源输出级单元及信号变换单元，将音频信号进行转换后用于控制音频可控电源输出级单元的输出电压，使音频可控电源输出级单元的输出电压随音频信号的变化而变化。其优点在于，音频可控电源输出级单元的输出电压随音频信号的变化而变化，由音频信号直接控制音频可控电源输出级单元的输出电压，再提供给音频功率输出级工作使用，使音频功率输出级同时具备效率高、发热小、失真小的优点；同时，由于减少了功率元件的使用，降低了所述功率放大器的材料成本。

An Audio Controllable Power Supply Module and Its PT Power Amplifier

【技术实现步骤摘要】
一种音频可控电源模块及其应用的PT类功率放大器
本技术涉及功率放大器，具体涉及一种音频可控电源模块及其应用的PT类功率放大器。
技术介绍
对音频等信号的功率进行放大是常见的处理手段。现有的功率放大器主要分为以下四种类型：1.A类、B类、AB类功率放大器如图1所示，该种类型的功率放大器的电路结构包括依次电连接的外接电源、电源转换级、功率输出级和电压放大级；信号输入端与电压放大级电连接。该类功率放大器存在着功率放大效率低，功率晶体管发热严重的问题。2.H类功率放大器如图2所示，H类功率放大器在B类功率放大器的基础上加入了高压组、低压组、电源及电平比较。其功率输出级的工作电源及工作波形图如图3所示。H类功率放大器能降低功率晶体管发热，但当需要更加良好的降热效果而增加H类功率放大器的级数时，电路的成本及复杂程度也将随之增加，使多级的H类功率放大器并不常见。3.D类功率放大器如图4所示，D类功放指的是D类音频功率放大器(有时也称为数字功放)。通过控制开关单元的ON/OFF，驱动扬声器的放大器称D类放大器。D类放大器首次提出于1958年，近些年已逐渐流行起来。已经问世多年，与一般的线性AB类功放电路相比，D类功放有效率高、体积小等特点。D类功率放大器的效率较高，材料成本也较低。但是其存在开关噪声和辐射干扰，且其信号失真的问题较为严重，特别是大功率D类功率放大器。4.TD类功率放大器如图6所示，TD类功率放大器可以理解为在D类功率放大器的基础上增加了B类功率放大器的放大线路组合而成。D类功率放大器的PWM开关作为B类功率放大器的供给电源。TD类功率放大器的功率输出级的工作电源及其工作波形图如图7所示。TD类功率放大器能有效解决D类功率放大器的开关噪声和失真问题，其功率放大效率也较高，但其存在着材料成本较高的问题。针对上述四种类型的功率放大器存在的不同缺陷，提出一种带有音频可控电源模块的功率放大器是很有必要的。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本技术目的在于提供一种音频可控电源模块及其应用的PT类功率放大器。本技术的音频可控电源输出级单元的输出电压随音频信号的变化而变化，使音频功率输出级的功放效率高，发热少。本技术所述的音频可控电源模块，包括音频可控电源输出级单元和信号变换单元；所述的信号变换单元的输入端连接音频信号输入端，所述的信号变换单元的输出端连接音频可控电源输出级单元的控制输入端；所述的信号变换单元包括缓冲放大和幅值调整电路、反相电路、第一半波整流电路、第二半波整流电路和信号变换电路；所述的缓冲放大和幅值调整电路的信号输出端连接第一半波整流电路的信号输入端，所述缓冲放大和幅值调整电路的信号输出端连接反相电路的信号输入端，所述反相电路的信号输出端连接第二半波整流电路的信号输入端；所述第一半波整流电路和第二半波整流电路的信号输出端连接信号变换电路的信号输入端，所述信号变换电路的信号输出端连接音频可控电源输出级单元的控制输入端。优选地，所述的信号变换电路包括第一高速比较器、第二高速比较器和锯齿波发生器；所述的第一半波整流电路的信号输出端连接第一高速比较器的正输入端；所述第二半波整流电路的输出端连接第二高速比较器的正输入端；所述的锯齿波发生器的信号输出端分别连接第一高速比较器和第二高速比较器的负输入端；所述的第一高速比较器和第二高速比较器的信号输出端连接音频可控电源输出级单元的控制输入端。优选地，所述的音频可控电源输出级单元包括第一驱动电路和第二驱动电路；所述的第一驱动电路包括第一功率开关管和第一功率开关变压器；所述的第一高速比较器的信号输出端经过驱动后连接第一功率开关管的栅极；所述的第一功率开关变压器的输入级串接第一功率开关管后接地；所述第一功率开关变压器的输出级输出正电源电压；所述的第二驱动电路包括第二功率开关管和第二功率开关变压器；所述的第二高速比较器的信号输出端经过驱动后连接第二功率开关管的栅极；所述的第二功率开关变压器的输入级串接第二功率开关管后接地；所述第二功率开关变压器的输出级输出负电源电压。优选地，所述的信号变换电路包括CPU；所述的CPU设有第一ADC端口和第二ADC端口，还设有与所述第一ADC端口相对应的第一输出端口和第二输出端口，与所述第二ADC端口相对应的第三输出端口和第四输出端口；所述的第一半波整流电路的信号输出端连接第一ADC端口，所述的第二半波整流电路的信号输出端连接第二ADC端口，所述的第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口和第四输出端口均与音频可控电源输出级单元的控制输入端连接。优选地，所述的音频可控电源输出级单元包括第三驱动电路和第四驱动电路；所述的第三驱动电路包括第三功率开关管、第四功率开关管和第三功率开关变压器；所述的第一输出端口和第二输出端口经过驱动后分别连接第三功率开关管和第四功率开关管的栅极；所述的第三功率开关管和第四功率开关管串接；所述的第三功率开关变压器的输入级接入在第三功率开关管和第四功率开关管之间；所述的第三功率开关变压器的输出级输出正电源电压。所述的第四驱动电路包括第五功率开关管、第六功率开关管和第四功率开关变压器；所述的第三输出端口和第四输出端口经过驱动后分别连接第五功率开关管和第六功率开关管的栅极；所述的第五功率开关管和第六功率开关管串接；所述的第四功率开关变压器的输入级接入在第三功率开关管和第四功率开关管之间；所述的第四功率开关变压器的输出级输出负电源电压。优选地，所述的信号变换电路包括高频正弦波信号发生器、第一调幅级和第二调幅级；所述的第一半波整流电路的信号输出端连接第一调幅级的信号输入端，所述的第二半波整流电路的信号输出端连接第二调幅级的信号输入端；所述的高频正弦波发生器的信号输出端分别连接第一调幅级和第二调幅级的信号输入端；所述第一调幅级和第二调幅级的信号输出端连接音频可控电源输出级单元的控制输入端。优选地，所述的音频可控电源输出级单元包括第五驱动电路和第六驱动电路；所述的第五驱动电路包括第一NPN型三极管、第一PNP型三极管和第五功率开关变压器；所述第一NPN型三极管和第一PNP型三级管的基级相互连接，发射极相互连接；所述的第一调幅级的信号输出端经过驱动后连接第一NPN型三极管和第一PNP型三级管的基级；所述的第五功率开关变压器的输入级接入在第一NPN型三极管的发射极和第一PNP型三级管的发射极之间；所述的第五功率开关变压器的输出级输出正电源电压；所述的第六驱动电路包括第二NPN型三极管、第二PNP型三极管和第六功率开关变压器；所述第二NPN型三极管和第二PNP型三级管的基级相互连接，发射极相互连接；所述的第二调幅级的信号输出端经过驱动后连接第二NPN型三极管和第二PNP型三级管的基级；所述的第六功率开关变压器的输入级接入在第二NPN型三极管的发射极和第二PNP型三级管的发射极之间；所述的第六功率开关变压器的输出级输出负电源电压。一种应用所述音频可控电源模块的PT类功率放大器，包括音频可控电源模块、音频功率输出级和电压放大级；所述的电压放大级的信号输入端连接音频信号输入端，所述的电压放大级的信号输出端连接音频功率输出级的信号输入端；所述的音频功率输出级的电压输出端形成外部接口；所述的音频可控电源输出级单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种音频可控电源模块，其特征在于，所述音频可控电源模块包括音频可控电源输出级单元(11)和信号变换单元(12)；所述的信号变换单元(12)的输入端连接音频信号输入端，所述的信号变换单元(12)的输出端连接音频可控电源输出级单元(11)的控制输入端；所述的信号变换单元(12)包括缓冲放大和幅值调整电路、反相电路、第一半波整流电路、第二半波整流电路和信号变换电路；所述的缓冲放大和幅值调整电路的信号输出端连接第一半波整流电路的信号输入端，所述缓冲放大和幅值调整电路的信号输出端连接反相电路的信号输入端，所述反相电路的信号输出端连接第二半波整流电路的信号输入端；所述第一半波整流电路和第二半波整流电路的信号输出端连接信号变换电路的信号输入端，所述信号变换电路的信号输出端连接音频可控电源输出级单元(11)的控制输入端。

【技术特征摘要】
1.一种音频可控电源模块，其特征在于，所述音频可控电源模块包括音频可控电源输出级单元(11)和信号变换单元(12)；所述的信号变换单元(12)的输入端连接音频信号输入端，所述的信号变换单元(12)的输出端连接音频可控电源输出级单元(11)的控制输入端；所述的信号变换单元(12)包括缓冲放大和幅值调整电路、反相电路、第一半波整流电路、第二半波整流电路和信号变换电路；所述的缓冲放大和幅值调整电路的信号输出端连接第一半波整流电路的信号输入端，所述缓冲放大和幅值调整电路的信号输出端连接反相电路的信号输入端，所述反相电路的信号输出端连接第二半波整流电路的信号输入端；所述第一半波整流电路和第二半波整流电路的信号输出端连接信号变换电路的信号输入端，所述信号变换电路的信号输出端连接音频可控电源输出级单元(11)的控制输入端。2.根据权利要求1所述一种音频可控电源模块，其特征在于，所述的信号变换电路包括第一高速比较器、第二高速比较器和锯齿波发生器；所述的第一半波整流电路的信号输出端连接第一高速比较器的正输入端；所述第二半波整流电路的输出端连接第二高速比较器的正输入端；所述的锯齿波发生器的信号输出端分别连接第一高速比较器和第二高速比较器的负输入端；所述的第一高速比较器和第二高速比较器的信号输出端连接音频可控电源输出级单元(11)的控制输入端。3.根据权利要求2所述一种音频可控电源模块，其特征在于，所述的音频可控电源输出级单元(11)包括第一驱动电路和第二驱动电路；所述的第一驱动电路包括第一功率开关管和第一功率开关变压器；所述的第一高速比较器的信号输出端经过驱动后连接第一功率开关管的栅极；所述的第一功率开关变压器的输入级串接第一功率开关管后接地；所述第一功率开关变压器的输出级输出正电源电压；所述的第二驱动电路包括第二功率开关管和第二功率开关变压器；所述的第二高速比较器的信号输出端经过驱动后连接第二功率开关管的栅极；所述的第二功率开关变压器的输入级串接第二功率开关管后接地；所述第二功率开关变压器的输出级输出负电源电压。4.根据权利要求1所述一种音频可控电源模块，其特征在于，所述的信号变换电路包括CPU；所述的CPU设有第一ADC端口和第二ADC端口，还设有与所述第一ADC端口相对应的第一输出端口和第二输出端口，与所述第二ADC端口相对应的第三输出端口和第四输出端口；所述的第一半波整流电路的信号输出端连接第一ADC端口，所述的第二半波整流电路的信号输出端连接第二ADC端口，所述的第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口和第四输出端口均与音频可控电源输出级单元(11)的控制输入端连接。5.根据权利要求4所述一种音频可控电源模块，其特征在于，所述的音频可控电源输出级单元(11)包括第三驱动电路和第四驱动电路；所述的第三驱动电路包括第三功率开关管、第四功率开关管和第三功率开关变压器；所述的第一输出端口和第二输出端口经过驱动后分别连接第三功率开关管和第四功率开关管的栅极；所述的第三功率开关管和第四功率开关管串接；所述的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯恒友，
申请(专利权)人：冯恒友，
类型：新型
国别省市：广东,44