[實用新型]隨電池電壓變動而調整增益和動態范圍的功率放大器

有效

• 申請號: 201420273705.6
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN203911878U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 肖鵬
• 申請（專利權）人: 深圳市三德大康電子有限公司
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及的是電子技術領域，具體涉及隨電池電壓變動而調整增益和動態范圍的功率放大器。

背景技術

目前在便攜式的音響產品中大量使用了可充電電池，其大多為鋰電池或者聚合物電池，電池在一定標準所規定的放電條件下放電時，電池的端電壓將逐漸降低，通常從4.2V開始下降，當低于鋰電池的最低工作電壓時，如果還繼續放電則會降低電池重復使用壽命甚至損壞電池。因此這類可充電池一般都加有低壓保護板，保護板監測電池端電壓一旦低于低壓保護電壓時，則斷開輸出端防止過度放電以起到保護作用。視各種情況而言保護電壓一般可設定為2.5-3.5V。按3V算，相當于從4.2V降低了28％。

在音響功率放大電路中，最大的不失真輸出功率受供電電壓的影響較大，通常為反平方特性，即電池降到最高電壓的90％時，最大的不失真輸出功率降低到81％，按上面的例子電壓降低28％算，最大不失真功率也降到了51％。

最大不失真功率在使用中隨電池電壓的下降，由于用戶使用時并沒有加以人工干預，所以功放將可能工作在嚴重的失真狀態，聲音變得非常難聽和刺耳。

實用新型內容

針對現有技術上存在的不足，本實用新型目的是在于提供隨電池電壓變動而調整增益和動態范圍的功率放大器，在檢測電池電壓的同時，由電路自動產生兩種干預，第一種干預是調整動態范圍控制閾值，第二種是降低整體的增益，兩種干預技術的加入，使功率放大器在各個電壓下始終都工作在可控的狀態下，隨著電池電壓的降低其最大不失真功率雖然也隨之下降，但功放沒有進入失真狀態，用戶能始終獲得悅耳的聽音體驗。

為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現：隨電池電壓變動而調整增益和動態范圍的功率放大器，包括輸入緩沖級、可控增益電壓放大級、可調閾值動態范圍控制器、電流放大級、揚聲器負載、可充電池和電池電壓監控和轉換電路，輸入緩沖級、可控增益電壓放大級、可調閾值動態范圍控制器、電流放大級、揚聲器負載依次相連，可充電池分別與輸入緩沖級、可控增益電壓放大級、可調閾值動態范圍控制器、電流放大級和電池電壓監控和轉換電路相連，電池電壓監控和轉換電路與可控增益電壓放大級、可調閾值動態范圍控制器相連；所述的電池電壓監控和轉換電路包括第一電阻-第三電阻，第一運算放大器-第三運算放大器和邏輯電路，第一運算放大器-第三運算放大器的同相輸出端分別通過第一電阻-第三電阻接至檢測的電池電壓端UBAT，第一運算放大器-第三運算放大器的反相輸入端分別接第一參考電壓端UREF1、第二參考電壓端UREF2和第三參考電壓端UREF3，第一運算放大器-第三運算放大器的輸出端分別與邏輯電路的i1腳、i2腳和i3腳相連。

所述的可控增益電壓放大級2包括第一多擲繼電器K1、第四運算放大器，輸入信號端Ui通過第一多擲繼電器分別與第四十一電阻-第四十五電阻、第五電阻及第四運算放大器的同相輸出端相連，第四運算放大器的反相輸入端接第六電阻和第七電阻，第六電阻和第四運算放大器的輸出端接輸出信號端Uo。

所述的可調閾值動態范圍控制器包括第二多擲繼電器、第五運算放大器、第六運算放大器，二極管正極、第六運算放大器的同相輸出端均與輸入信號端Ui相連，二極管負極通過第八電阻接至第一電容和第五運算放大器的一端，第五運算放大器的同相輸出端通過第二多擲繼電器接第九十一電阻-第九十五電阻任意相鄰電阻間的觸點，第五運算放大器的輸出端通過第十電阻接至第二電容和場效應管，場效應管與第十二電阻和第十三電阻相連，第十二電阻接第十一電阻和第六運算放大器的反相輸入端，第十一電阻接第六運算放大器的輸出端和輸出信號端Uo。

本實用新型電路結構保持了處于前端的電壓緩沖級和處于末端的電流放大級，在此之上，本專利將一般功率放大器的電壓增益放大級改為可控增益的電壓放大級，并增加了可調閾值的動態范圍控制器、電池電壓監控和轉換電路。在檢測電池電壓的同時，由電路自動產生兩種干預，第一種干預是調整動態范圍控制閾值，第二種是降低整體的增益，兩種干預技術的加入，使功率放大器在各個電壓下始終都工作在可控的狀態下，隨著電池電壓的降低其最大不失真功率雖然也隨之下降，但功放沒有進入失真狀態，用戶能始終獲得悅耳的聽音體驗。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式來詳細說明本實用新型；

圖1為一般音頻功率放大器的原理框圖；

圖2為本實用新型的原理框圖；

圖3為本實用新型的整體電路圖；

圖4為本實用新型的電池電壓監控和轉換電路；

圖5為本實用新型的可控增益電壓放大級的電路圖；