[實用新型]集成升壓電路的音頻功率放大器

有效

• 申請號: 201320542651.4
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN203675057U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 羅建軍;周塔;鄭欣;陳友福;徐光煜
• 申請（專利權）人: 上海智浦欣微電子有限公司
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

技術領域

本實用新型涉及音頻功率放大器，特別涉及集成升壓電路的音頻功率放大器。

背景技術

在移動音頻設備中，D類音頻功率放大器（指數字功率放大器）由于效率高，所需散熱面積小，節省布局等優點被廣泛應用。圖1是傳統的使用D類音頻功放驅動揚聲器的示意圖。D類功放是通過高頻PWM（Pulse?Width?Modulation脈沖寬度調制）波對音頻信號進行調制，采用開關器件來驅動外部揚聲器。由于采用開關技術，輸出是數字信號，如圖2所示，編號21表示高頻調制信號，編號22表示高頻開關信號。一般會產生三方面的EMI（Electro?Magnetic?Interference電磁干擾）高頻噪聲：

1.輸出方波本身上下沿時的高頻信號；

2.死區（PWM的上下橋臂的三極管是不能同時導通的。如果同時導通就會使電源兩端短路，所以，兩路觸發信號要在一段時間內都是使三極管斷開的。這個區域就叫做“死區”）時功率管Mn（圖2中23）、Mp的寄生二極管（圖2中24）開啟和反向恢復（寄生二極管反向恢復時間越短越好）時的尖峰能量；

3.輸出方波上下沿切換時通過PCB（PrintedCircuitBoard，印制電路板）連線上的寄生電容和電感所引起的振鈴能量。這些高頻噪聲會破壞FM（Frequency?Modulation，調頻）接收器端的輸入信號，導致FM接收器無法正常分辨廣播信號。

由于上述高頻EMI噪聲的存在，嚴重影響到FM調頻。

AB類（甲乙類互補推挽）音頻功率放大器因為輸出的是模擬信號，不會產生EMI噪音，但是效率不高。

一種技術方案是將D類、AB類功率放大器集成在一個芯片里，如圖3所示，根據需要自動的選擇合適的音頻功率放大器：在播放音樂時選擇D類功率放大器，在FM調頻時選擇AB類功率放大器，如圖4所示。

該技術方案雖然可以解決FM噪聲干擾問題，但是移動設備里，由于這種音頻設備通常直接連接到電池上，音質，功率等受限于電池電壓,當電池電壓下降會導致輸出削波，音質變差，輸出功率下降，尤其是對于4歐姆或者更高阻抗的揚聲器，輸出功率不大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種集成升壓電路的音頻功率放大器，使得這種音頻功率放大器可以避免音頻功率放大器的輸出功率隨電池電壓的變化而變化，以及由于電池電壓的下降而導致的輸出削波，音質變差的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種集成升壓電路的音頻功率放大器，包含提供恒定電源的內置電源管理模塊，功放選擇模塊，D類音頻功率放大器，AB類音頻功率放大器，輸出模塊；

所述內置電源管理模塊的輸入端輸入電池電壓Vin，輸出端與所述D類音頻功率放大器和所述AB類音頻功率放大器的輸入端并列相連；

所述功放選擇模塊與所述內置電源管理模塊相連，控制所述內置電源管理模塊輸出與所述D類音頻功率放大器或所述AB類音頻功率放大器相匹配的電源電壓；

所述D類音頻功率放大器和所述AB類音頻功率放大器的輸出端與所述輸出模塊的輸入端相連；

所述輸出模塊的輸出端輸出音頻信號。

相對于現有技術而言，利用上述內置電源管理模塊提供的開關升壓電源為音頻功率放大器提供恒定的電源，這樣就可以避免D類、AB類音頻功率放大器的輸出功率隨電池電壓的變化而變化，以及因為電池電壓的下降而導致的輸出削波，音質變差的問題，有著很好的PSRR（Power?Supply?Rejection?Ratio，電源抑制比：把電源電壓看作獨立的信號源，電源紋波與輸出紋波的比值即是PSRR），同時上述內置的電源模塊也可以為外部器件提供穩定的電壓。

作為本實用新型的進一步改進，上述內置電源管理模塊還包含開關升壓電源和電源選擇開關；

所述開關升壓電源的輸入端輸入電池電壓，輸出端與所述電源選擇開關的輸入端相連；

所述電源選擇開關的輸出端與所述D類音頻功率放大器和所述AB類音頻功率放大器的輸入端并列相連；

所述電源選擇開關接收所述功放選擇模塊輸出的控制信號，所述電源選擇開關根據所述控制信號輸出與所述D類音頻功率放大器或所述AB類音頻功率放大器相匹配的電源電壓。

上述電源選擇開關可以根據所述功放選擇模塊選擇的控制信號的模式信號，有選擇的輸出經過上述開關升壓電源升壓后的電池電壓，并與對應的音頻功率放大器相匹配。

另外，上述開關升壓電源將電池電壓Vin進行升壓轉換，輸出恒定的電壓VRG。