[實用新型]具有功率限制功能的D類功放芯片和音頻播放設備

有效

• 申請號: 201420146333.0
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN203775149U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 左事君
• 申請（專利權）人: 深圳創維-RGB電子有限公司
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

技術領域

本實用新型涉及電子產品，特別涉及具有功率限制功能的D類功放芯片和音頻播放設備。

背景技術

D類功放稱D類音頻功率放大器，有時也稱為數字功放，它是一種開關型的功放，與傳統的線性功放相比，D類功放具有效率高、發熱少的特點，被廣泛應用于智能電視、智能手機等消費電子領域。

D類功放基于PWM（Pulse?Width?Modulation，脈寬調制）模式，將音頻信號與采樣的三角波比較，輸出脈沖寬度與音頻信號幅度成正比例的PWM波形，然后經過驅動器將該PWM波形的幅度放大，再由濾波器還原為放大后的音頻信號驅動揚聲器發出聲音。

請參閱圖1，在使用時需要由輸入電容C1、C2提供偏置電壓，在D類功放10放大信號后，通過濾波器20將信號還原驅動揚聲器發出聲音。現有的D類功放10包括：差分運算放大器AMP1、第一比較器CMP1、第二比較器CMP2、第一驅動器和第二驅動器，音頻信號經過差分運算放大器AMP1放大后輸出給第一比較器CMP1和第二比較器CMP2，由第一比較器CMP1和第二比較器CMP2將其與功放內部的三角波發生器產生的三角波信號比較輸出PWM波形，且該PWM波形的脈沖寬度與音頻信號幅度成正比例，所述PWM波形經過第一驅動器和第二驅動器放大后輸出給濾波器，再由濾波器還原為音頻信號驅動揚聲器振動發出聲音。

上述D類功放一般能正常驅動揚聲器發出聲音，但是當輸入的音頻信號的幅度過大時，經濾波器還原后的音頻信號的幅度如果超過了揚聲器的額定值；或者因輸入音頻信號的電流過大使輸入電容C1、C2被短路，而導致還原后的音頻信號為一直流分量等異常情況發生時，揚聲器很可能被燒壞。因此有必要限制D類功放內部運算放大器的輸出功率。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種具有功率限制功能的D類功放芯片和音頻播放設備，能限制D類功放芯片的輸出功率，從而防止揚聲器被損壞。

為了達到上述目的，本實用新型采取了以下技術方案：

一種具有功率限制功能的D類功放芯片，包括：

用于將輸入D類功放芯片的差分音頻信號放大，并與D類功放芯片內部產生的三角波信號比較輸出PWM信號的PWM調制模塊；

所述PWM調制模塊包括用于放大所述差分音頻信號的差分運算放大器；

所述D類功放芯片還包括：

用于限制差分運算放大器的輸出功率的功率限制模塊；

所述差分運算放大器的正相輸入端連接D類功放芯片的第一輸入端，差分運算放大器的反相輸入端連接D類功放芯片的第二輸入端，所述功率限制模塊的正輸出端連接所述差分運算放大器的正相輸出端，功率限制模塊的負輸出端連接所述差分運算放大器的反相輸出端。

所述的具有功率限制功能的D類功放芯片中，所述功率限制模塊包括：

用于產生一反比例電壓的反比電壓生成單元，所述反比例電壓與功率限制模塊的輸入電壓成反比；

用于限制差分運算放大器輸出的最低電平的箝位單元；

用于為所述箝位單元提供偏置電壓和生成箝位單元的柵極電壓的控制電壓生成單元；

所述反比電壓生成單元的輸入端連接D類功放芯片的第三輸入端、反比電壓生成單元的輸出端通過所述控制電壓生成單元連接所述箝位單元。

所述的具有功率限制功能的D類功放芯片中，所述反比電壓生成單元包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻；

所述第一運算放大器的正相輸入端連接D類功放芯片的第三輸入端，第一運算放大器的反相輸入端連接第一運算放大器的輸出端，所述第一運算放大器的輸出端通過第三電阻連接第二運算放大器的反相輸入端；

所述第二運算放大器的正相輸入端通過第一電阻連接D類功放芯片的電源端、還通過第二電阻接地，所述第二運算放大器的反相輸入端通過第四電阻連接所述第二運算放大器的輸出端，所述第二運算放大器的輸出端為反比電壓生成單元的輸出端、連接控制電壓生成單元。

所述的具有功率限制功能的D類功放芯片中，所述第一運算放大器和第二運算放大器為箝位運算放大器。

所述的具有功率限制功能的D類功放芯片中，所述控制電壓生成單元包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第一電容和第五電阻；