集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器及其保护方法技术

本发明专利技术公开了集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器及其保护方法，集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器，用于实时检测输出的电压信号并且对电压信号进行箝位保护，包括DCDC模块和D类功放模块，所述DCDC模块将输出的电压信号VOUT传输到所述D类功放模块，所述D类功放模块连接负载扬声器。本发明专利技术公开的集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器及其保护方法，其克服当前带内置升压DCDC的D类功放芯片，存在输出电压信号VOUT上较高毛刺损毁芯片的缺陷，并且在应用上降低成本，减小布板空间。减小布板空间。减小布板空间。

【技术实现步骤摘要】
集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器及其保护方法


[0001]本专利技术属于模拟集成电路
，具体涉及一种集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器和一种集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器保护方法。

技术介绍

[0002]近年来，便携式音箱，如蓝牙音箱和智能音箱应用越来越广泛，这些设备大部分采用锂电池供电。单节锂电池最高电压在4.2V，大部分的便携音箱为了满足增大输出音量的需求，大多会采用升压DCDC将系统电压提高。
[0003]目前市场上有很多带内置升压DCDC的D类功放芯片，内部有升压DCDC模块和D类功放模块。内置升压DCDC模块将锂电池供电电压提升，输出VOUT电压高于锂电池电压。输出VOUT给D类功放模块供电，增大输出功率，达到提高音量的目的。然而，由于D类功放的负载是呈感性的扬声器，存在从扬声器往VOUT流电流的情况，会使VOUT的电压升高。并且扬声器感性越大，从扬声器往VOUT流的电流越大，VOUT的电压被冲的越高。
[0004]由于VOUT要给D类功放模块供电，VOUT上的电压毛刺会影响D类功放的可靠性，如果毛刺电压超过内部MOS管的击穿电压，芯片将会损毁。因此，绝大部分的带内置升压DCDC的D类功放芯片在应用时需要在VOUT上并一个大容值的电解电容，减小VOUT上的毛刺峰值。但是大容值的电解电容体积会很大，会占用很大的布板空间，做不到方案小型化，且增加成本。并且电解电容存在较大的寄生ESR电阻，扬声器电感越大，往VOUT流动的电流越大，这个电流流过电解电容的ESR电阻时瞬间产生很大的毛刺电压，这个毛刺电压是不可控的，仍然存在损毁芯片的风险。
[0005]因此，针对上述问题，予以进一步改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器及其保护方法，其克服当前带内置升压DCDC的D类功放芯片，存在输出电压信号VOUT上较高毛刺损毁芯片的缺陷，并且在应用上降低成本，减小布板空间。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器及其保护方法，其通过实时检测升压DCDC输出VOUT的电压，箝位VOUT上过高的电压毛刺，从而保护芯片不被损毁，本专利技术能省去升压DCDC输出VOUT上的大体积电容，同时箝位VOUT上的毛刺电压峰值在一个固定的安全值。
[0008]为达到以上目的，本专利技术提供一种集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器，用于实时检测输出的电压信号(VOUT)并且对电压信号进行箝位保护，包括DCDC模块和D类功放模块，所述DCDC模块将输出的电压信号VOUT传输到所述D类功放模块，所述D类功放模块连接负载扬声器，其中：
[0009]所述DCDC模块包括第一电压比较器、第二电压比较器、第一双输入与门、低侧开关管、第二双输入与门、双输入或门、高侧整流管、电阻R12、电阻R13和电阻与R14，其中：
[0010]所述电阻R12和所述电阻R13的共接端输出第一电压Vf1，所述第一电压Vf1与所述第一电压比较器的负极输入端电性连接并且所述第一电压比较器的正极输入端连接基准电压，所述电阻R13和所述电阻R14的共接端输出第二电压Vf2，所述第二电压Vf2与所述第二电压比较器的负极输入端电性连接并且所述第二电压比较器的正极输入端连接基准电压；
[0011]所述第一电压比较器的输出端一路连接所述第一双输入与门的第二输入端电性连接并且所述第一电压比较器的输出端另一路与所述第二双输入与门的第二输入端电性连接，所述第二电压比较器的输出端与所述双输入或门的第二输入端电性连接；
[0012]所述第一双输入与门的输出端与所述低侧开关管的栅极电性连接并且所述低侧开关管的漏极与所述高侧整流管的源极电性连接，所述高侧整流管的漏极输出电压信号VOUT，所述第二双输入与门的输出端与所述双输入或门的第一输入端电性连接并且所述双输入或门的输出端与所述高侧整流管的栅极电性连接。
[0013]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述高侧整流管的漏极还依次通过电阻R10和电阻R11接地，所述低侧开关管的源极接地并且所述低侧开关管的漏极还通过电感L0接电源端VCC。
[0014]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器还包括误差放大器和第一PWM产生电路，其中：
[0015]所述误差放大器的正极输入端连接基准电压并且所述误差放大器的负极输入端连接所述电阻R10和所述电阻R11的共接端(电压反馈信号FB)，以输出误差比较结果到第一PWM产生电路；
[0016]所述误差放大器的输出源与所述第一PWM产生电路的输入端电性连接(第一PWM产生电路的输入端还接入系统时钟)，所述第一PWM产生电路的第一输出端与所述第一双输入与门的第一输入端电性连接并且所述第一PWM产生电路的第二输出端与所述第二双输入与门的第一输入端电性连接，所述第一PWM产生电路用于输出两个频率固定和占空比自动调节的PWM方波。
[0017]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述D类功放模块包括音频输入放大器、第二PWM产生电路、第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第三栅极驱动器和第四栅极驱动器，其中：
[0018]所述音频输入放大器的正极输入端连接参考地并且所述音频输入端的负极输入端连接音频信号，以放大输入的音频信号；
[0019]所述第二PWM产生电路的输入端与所述音频输入放大器的输出端电性连接，所述第二PWM产生电路的第一输出端与所述第一栅极驱动器的输入端电性连接，所述第二PWM产生电路的第二输出端与所述第二栅极驱动器的输入端电性连接，所述第二PWM产生电路的第三输出端与所述第三栅极驱动器的输入端电性连接，所述第二PWM产生电路的第四输出端与所述第四栅极驱动器的输入端电性连接；
[0020]所述第一栅极驱动器的输出端与第一开关管的栅极电性连接，所述第二栅极驱动器的输出端与第二开关管的栅极电性连接，所述第三栅极驱动器的输出端与第三开关管的栅极电性连接，所述第四栅极驱动器的输出端与第四开关管的栅极电性连接；
[0021]所述第一开关管的一端连接电压信号VOUT并且所述第一开关管的另一端连接输
出端OUTN，所述第二开关管的一端接地并且所述第二开关管的另一端连接输出端OUTN，所述第三开关管的一端接地并且所述第三开关管的另一端连接输出端OUTP，所述第四开关管的一端连接电压信号VOUT并且所述第四开关管的另一端连接输出端OUTP(OUTN,OUTP分别接负载扬声器的两个输入，用于驱动扬声器)。
[0022]为达到以上目的，本专利技术提供用于实施集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器的一种集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器保护方法，用于实时检测集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器的输出电压信号VOUT并且对电压信号VOUT进行自动箝位保护，包括以下步骤：
[0023]步骤S1：当DCDC模块输出的电压信号VOUT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器，用于实时检测输出的电压信号并且对电压信号进行箝位保护，其特征在于，包括DCDC模块和D类功放模块，所述DCDC模块将输出的电压信号VOUT传输到所述D类功放模块，所述D类功放模块连接负载扬声器，其中：所述DCDC模块包括第一电压比较器、第二电压比较器、第一双输入与门、低侧开关管、第二双输入与门、双输入或门、高侧整流管、电阻R12、电阻R13和电阻与R14，其中：所述电阻R12和所述电阻R13的共接端输出第一电压Vf1，所述第一电压Vf1与所述第一电压比较器的负极输入端电性连接并且所述第一电压比较器的正极输入端连接基准电压，所述电阻R13和所述电阻R14的共接端输出第二电压Vf2，所述第二电压Vf2与所述第二电压比较器的负极输入端电性连接并且所述第二电压比较器的正极输入端连接基准电压；所述第一电压比较器的输出端一路连接所述第一双输入与门的第二输入端电性连接并且所述第一电压比较器的输出端另一路与所述第二双输入与门的第二输入端电性连接，所述第二电压比较器的输出端与所述双输入或门的第二输入端电性连接；所述第一双输入与门的输出端与所述低侧开关管的栅极电性连接并且所述低侧开关管的漏极与所述高侧整流管的源极电性连接，所述高侧整流管的漏极输出电压信号VOUT，所述第二双输入与门的输出端与所述双输入或门的第一输入端电性连接并且所述双输入或门的输出端与所述高侧整流管的栅极电性连接。2.根据权利要求1所述的一种集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器，其特征在于，所述高侧整流管的漏极还依次通过电阻R10和电阻R11接地，所述低侧开关管的源极接地并且所述低侧开关管的漏极还通过电感L0接电源端VCC。3.根据权利要求2所述的一种集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器，其特征在于，集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器还包括误差放大器和第一PWM产生电路，其中：所述误差放大器的正极输入端连接基准电压并且所述误差放大器的负极输入端连接所述电阻R10和所述电阻R11的共接端，以输出误差比较结果到第一PWM产生电路；所述误差放大器的输出源与所述第一PWM产生电路的输入端电性连接，所述第一PWM产生电路的第一输出端与所述第一双输入与门的第一输入端电性连接并且所述第一PWM产生电路的第二输出端与所述第二双输入与门的第一输入端电性连接，所述第一PWM产生电路用于输出两个频率固定和占空比自动调节的PWM方波。4.根据权利要求3所述的一种集成输出电压保护DCDC芯片的D类功放器，其特征在于，所述D类功放模块包括音频输入放大器、第二PWM产生电路、第一栅极驱动器、第二栅极驱动器、第三栅极驱动器和第四栅极驱动器，其中：所述音频输入放大器的正极输入端连接参考地并且所述音频输入端的负极输入端连接音频信号，以放大输入的音频信号；所述第二PWM产生电路的输入端与所述音频输入放大器的输出端电性连接，所述第二PWM产生电路的第一输出端与所述第一栅极驱动器的输入端电性连接，所述第二PWM产生电路的第二输出端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈林峰，殷明，卢伟超，史佳卉，
申请(专利权)人：嘉兴禾润电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：