一种数字音频功率放大器的电源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数字音频功率放大器的电源系统，涉及电源设计技术领域；包括开关电源模块用于向数字音频功率放大器和控制模块提供可调电源；检测模块，用于实时检测开关电源模块输出端的电压

【技术实现步骤摘要】
一种数字音频功率放大器的电源系统


[0001]本专利技术涉及电源设计
，具体涉及一种数字音频功率放大器的电源系统
。

技术介绍

[0002]数字音频功率放大器系统可靠性设计装置在使用的过程中常碰到机内温度过高，低阻抗扬声器及输出短路造成电流过大，扬声器的功率段与电源供电系统不匹配，通过开关电源恒流模块，恒压模块，故障检测模块
,
温度检测模块
,MCU
控制模块
,
显示屏控制器来控制，起到功率限制及保持功率放大器安全正常工作运行及提高整过系统可靠性
。
[0003]例如1：功率放大器在设计额定功率
3000W(PO)
＝2×
1500W/4
Ω
的扬声器，
(
电压电压电流2×
(77.5V
÷4Ω
)
＝
38.75A)
，已知功率放大器的电压电流，求出开关电源模块需要输出的电压电流，
(
电压2×
(77.5V
×
1.414)
＝2×
110Vdc
＝
220Vdc)
，功率就取
220V
×
14.5A
＝
3190W
大于功率放大器的功率
3000W
才能达到要求，当功率放大器输出接
<4
Ω
的扬声器，比如2×
((77.5v)2/3Q)
＝
4000W
已超出开关电源输出
3190W
额定功率，开关电源模块就很难承受这么大的功率
。
[0004]例如2：额定功率
3190W
连续工作时当温度超过
80
度时，在高温下工作很危险甚至要损害系统，这时通过降低功率的方式
(
例如
1500W)
工作来降低温度
,
当温度下降后功率就升起来，温度随功率的变化来保证整过系统的稳定性
。
例如3：扬声器的功率段与电源供电系统不匹配时，功率放大器需要
2000W(PO)2
×
1000W/4
Ω
的扬声器，输出电压
(
电压电压电流2×
(63.3V
÷4Ω
)
＝
31.65A),
这时通过
LCD
显示屏控制器来设置需要的电流电压给功率放大器的供电系统
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：当数字音频功率放大器出现过流，温度过高，扬声器功率与供电系统不匹配等情况时，现有数字功率放大器对系统的可靠性设计装置不能很好地对数字功率放大器起到整过系统的稳定性作用，本专利技术目的在于提供一种数字音频功率放大器的电源系统，在现有的数字音频功率放大器电源技术基础上，进行结构上的改进，经过检测模块和
MCU
控制模块的配合，使开关电源模块及数字音频功率放大器的输出控制在额定的功率范围内，保证系统的稳定
。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]本方案提供一种数字音频功率放大器的电源系统，包括：
[0008]开关电源模块，用于向数字音频功率放大器
、
控制模块及显示模块提供可调电源；
[0009]检测模块，用于实时检测开关电源模块输出端的电压
、
电流和温度并发送至
MCU
控制模块；所述检测模块连接在开关电源模块的输出端；
[0010]MCU
控制模块，用于根据电压
、
电流和温度调控开关电源模块的输出功率，以及根据电压
、
电流和温度调控数字音频功率放大器的输出功率
。
[0011]本方案工作原理：检测模块在检测到开关电源模块供电电压与数字音频功率放大器的功率不匹配时以及温度过高时，通过
MCU
控制模块调控开关电源模块的输出功率，进行限流控制；当系统存的问题当数字音频功率放大器出现过流，温度过高，扬声器功率段与供电系统不匹配等情况时，现有数字功率放大器对系统的可靠性设计装置不能很好地对数字功率放大器起到整过系统的稳定性作用；本方案提供的数字音频功率放大器的电源系统，在现有的数字音频功率放大器电源技术基础上，进行结构上的改进，经过检测模块和
MCU
控制模块的配合，使开关电源模块及数字音频功率放大器输出控制在额定的功率范围内，在数字音频功率放大器的低阻抗扬声器引起电流过大及扬声器的功率和供电电压不匹配时以及温度过高时，及时进行限流控制，保证系统的稳定
。
[0012]进一步优化方案为，还包括：恒流控制模块
、
恒压控制模块和
LCD
显示模块；
[0013]所述
LCD
显示模块用于显示数字音频功率放大器的输出功率，所述
LCD
显示模块与
MCU
控制模块连接；所述
MCU
控制模块还根据
LCD
显示模块显示数字音频功率放大器的输出功率调控开关电源模块的输出功率；
[0014]所述
MCU
控制模块通过恒流控制模块连接开关电源模块并调控开关电源模块的电流；
[0015]所述
MCU
控制模块通过恒压控制模块连接开关电源模块并调控开关电源模块的电压
。
[0016]进一步优化方案为，还包括：隔离二极管
、
第一光耦合器
U1
和第二光耦合器
U2
；
[0017]所述
MCU
控制模块通过第二光耦合器
U2
连接至开关电源模块；
[0018]所述恒流控制模块和恒压控制模块分别连接一个隔离二极管的负极，隔离二极管的正极连接第一光耦合器
U1。
[0019]进一步优化方案为，所述恒压控制模块的电路结构为：隔离二极管的正极连接
[0020]电阻
R22
一端连接隔离二极管的第一负极，另一端连接的运算放大器
U12A
的输出端；运算放大器
U12A
的正极输入端串联电阻
R19
后连接至
MCU
控制模块；电容
C11
一端连接运算放大器
U12A
的正极输入端，另一端接地；
[0021]运算放大器
U12A
的负极输入端串联电容
C9
和电阻
R21
后接入运算放大器
U12
的输出端，电容
C8
一端连接运算放大器
U12A
的输出端，另一端连接运算放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种数字音频功率放大器的电源系统，其特征在于，包括：开关电源模块，用于向数字音频功率放大器及
MCU
控制模块提供可调电源；检测模块，用于实时检测开关电源模块输出端的电压
、
电流和温度并发送至
MCU
控制模块；所述检测模块连接在开关电源模块的输出端；
MCU
控制模块，用于根据电压
、
电流和温度调控开关电源模块的输出功率，以及根据电压
、
电流和温度调控数字音频功率放大器的输出功率
。2.
根据权利要1所述的一种数字音频功率放大器的电源系统，其特征在于，还包括：恒流控制模块
、
恒压控制模块和
LCD
显示模块；所述
LCD
显示模块用于显示数字音频功率放大器的输出功率，所述
LCD
显示模块与
MCU
控制模块连接；所述
MCU
控制模块还根据
LCD
显示模块显示数字音频功率放大器的输出功率调控开关电源模块的输出功率；所述
MCU
控制模块通过恒流控制模块连接开关电源模块并调控开关电源模块的电流；所述
MCU
控制模块通过恒压控制模块连接开关电源模块并调控开关电源模块的电压
。3.
根据权利要2所述的一种数字音频功率放大器的电源系统，其特征在于，还包括：隔离二极管
、
第一光耦合器
U1
和第二光耦合器
U2
；所述
MCU
控制模块通过第二光耦合器
U2
连接至开关电源模块；所述恒流控制模块和恒压控制模块分别连接一个隔离二极管的负极，隔离二极管的正极连接第一光耦合器
U1。4.
根据权利要3所述的一种数字音频功率放大器的电源系统，其特征在于，所述恒压控制模块的电路结构为：隔离二极管的正极连接电阻
R22
一端连接隔离二极管的第一负极，另一端连接的运算放大器
U12A
的输出端；运算放大器
U12A
的正极输入端串联电阻
R19
后连接至
MCU
控制模块；电容
C11
一端连接运算放大器
U12A
的正极输入端，另一端接地；运算放大器
U12A
的负极输入端串联电容
C9
和电阻
R21
后接入运算放大器
U12
的输出端，电容
C8
一端连接运算放大器
U12A
的输出端，另一端连接运算放大器
U12A
的负极输入端；
100V
‑
220V
的电压源串联电阻
R28
和电阻
R17
后接入运算放大器
U12A
的负极输入端，电容
C12 A
与电阻
R18
组成的串联支路并联在电阻
R17
两侧；电阻
R20
一端连接运算放大器
U12A
的负极输入端，另一端接地
。5.
根据权利要3所述的一种数字音频功率放大器的电源系统，其特征在于，所述恒流控制模块的电路结构为：电阻
R27
一端连接隔离二极管的第二负极，另一端连接运算放大器
U12B
的输出端，运算放大器
U12B
的正极输入端串联电阻
R24
后连接至
MCU
控制模块，运算放大器
U12B
的负极输入端串联电阻
R23
后连接电流采集模块；电容
C15
一端连接运算放大器
U12B
的正极输入端，另一端接地；运算放大器
U12B
的负极输入端串联电阻
R23
和电容
C14
后连接运算放大器
U12B
的输出端；电容
C13
一端连接运算放大器
U12B
的负极输入端，另一端连接运算放大器
U12B
的输出端
。6.
根据权利要1所述的一种数字音频功率放大器的电源系统，其特征在于，所述检测模块包括：电压采集模块
、
电流采集模块和温度采集模块；
所述电流采集模块包括过流检测电阻和电流采集器，过流检测电阻串联在开关电源模块的输出端，所述电流采集模块一端连接过流检测电阻，另一端连接
MCU
控制模块；所述温度采集模块用于采集开关电源模块和数字音频功率放大器的温度
。7.
根据权利要3所述的一种数字音频功率放大器的电源系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪欢，范科峰，
申请(专利权)人：宁波知音音响设备有限公司，
类型：发明
国别省市：