[發(fā)明專利]揚(yáng)聲器的溫度監(jiān)視

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580040780.5
• 申請(qǐng)日: 2015-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106717022B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·保羅·萊索
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 思睿邏輯國(guó)際半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H04R3/00
• 分類號(hào): H04R3/00;G01K7/16;H04R29/00;G01K13/00
• 代理公司: 31211 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 孫大為

本申請(qǐng)涉及用于確定揚(yáng)聲器(204)的音圈的溫度的方法和裝置，例如作為用于保護(hù)揚(yáng)聲器免于過(guò)熱的系統(tǒng)(208)的一部分。該方法包括用在第一和第二頻率的信號(hào)分量驅(qū)動(dòng)音圈，其中第一頻率(f_H)比第二頻率(f_L)大，并且確定音圈分別在所述第一和第二頻率的電流(I_CM)和電壓(V_CM)的第一和第二指示。該方法包括利用電流和電壓的第一和第二指示確定估算比值，其中所述估算比值對(duì)應(yīng)于在基于音圈的電阻值與基于音圈的電感值之比。然后基于所述估算比值和至少一個(gè)參考值確定音圈的溫度。阻抗抽取模塊(210)可以抽取分別在第一和第二頻率的阻抗值(Z_H，Z_L)。在一些實(shí)施例中，模塊(212)可以確定音圈的電阻(R_EM)和電感(L_EM)的估算值，其由溫度估算模塊(214)來(lái)確定溫度。

本發(fā)明涉及用于監(jiān)視和/或確定揚(yáng)聲器的音圈的溫度的方法和裝置，并且尤其是涉及用于通過(guò)估算揚(yáng)聲器的音圈的溫度保護(hù)揚(yáng)聲器免于過(guò)熱的方法和裝置。

多種不同產(chǎn)品包括音頻電路，例如音頻放大器，連同一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器和/或連接，用于驅(qū)動(dòng)外圍裝置例如耳機(jī)的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器。在一些示例中，所選揚(yáng)聲器將是足夠魯棒和足夠大的，以處理最大功率級(jí)，使得在該最大功率級(jí)放大器可以將信號(hào)連續(xù)輸入該揚(yáng)聲器，即使在最糟糕的環(huán)境條件下，例如最大供電電壓、最大周圍溫度等。然而，具有足夠魯棒的揚(yáng)聲器不總是劃算的，并且特別是對(duì)于便攜式設(shè)備，通常期望將揚(yáng)聲器做得盡可能小和輕。這樣會(huì)潛在地導(dǎo)致音頻驅(qū)動(dòng)電路使揚(yáng)聲器過(guò)載。一個(gè)具體問(wèn)題是揚(yáng)聲器的熱過(guò)載。

一般揚(yáng)聲器包括隔膜，其由相對(duì)于磁鐵支撐的音圈驅(qū)動(dòng)。在一般使用中，施加模擬音頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)到音圈以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。圖1示例了揚(yáng)聲器音圈的電氣模型。當(dāng)施加電壓V_C到音圈時(shí)，電流I_C流過(guò)。由V_C/I_C定義所觀測(cè)的音圈阻抗包括一些電感L_E，但是在低音頻頻率，線圈的歐姆阻抗R_E占據(jù)優(yōu)勢(shì)。可以理解功率P_D在揚(yáng)聲器中主要耗散為在音圈中的歐姆損失(P_D＝I_C²×R_E＝V_C²/R_E)，其會(huì)導(dǎo)致音圈的發(fā)熱。要避免的一個(gè)具體問(wèn)題是音圈的過(guò)熱，其會(huì)導(dǎo)致性能減退和/或損壞揚(yáng)聲器。因此在一些具體應(yīng)用中，會(huì)有揚(yáng)聲器保護(hù)電路用于控制揚(yáng)聲器操作以避免音圈溫度超過(guò)特定限度。

在一些應(yīng)用中，基于所計(jì)算功率耗散和預(yù)先特征化熱阻抗通過(guò)預(yù)定工廠模型建模溫度。

然而，優(yōu)選地，為了避免不精確或者頻帶保護(hù)以接納瞬間熱阻抗變化，更直接地測(cè)量線圈的溫度。

在一些應(yīng)用中，音圈的溫度由傳感器測(cè)量，例如附接到揚(yáng)聲器的熱敏電阻或二極管。然而，該傳感器增加了費(fèi)用并且實(shí)際上還不能將該傳感器足夠近地附接至揚(yáng)聲器以精確地追蹤音圈的溫度。一種已知替代是使用用于線圈繞組的金屬導(dǎo)體材料的溫度系數(shù)。換句話說(shuō)，測(cè)量等效線圈電阻R_E并且使用R_E在參考溫度的已知或校準(zhǔn)值和它的金屬電阻隨著溫度變化的已知值從R_E的隨著時(shí)間的變化推導(dǎo)它的溫度，從而監(jiān)視實(shí)際線圈繞組的溫度，不需要外部傳感器部件。

監(jiān)視音圈的電阻需要測(cè)量跨過(guò)音圈的電壓Vc和流過(guò)線圈的電流Ic。獲取電壓值相對(duì)容易。并且通常這可以從施加到驅(qū)動(dòng)放大器的輸入信號(hào)推導(dǎo)。然而，監(jiān)視線圈電流更復(fù)雜。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及通過(guò)獲取音圈的電阻和電感之比或者其中一些函數(shù)并且將此與校準(zhǔn)值或關(guān)系進(jìn)行比較，估算揚(yáng)聲器的音圈的溫度。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于確定揚(yáng)聲器的音圈的溫度的方法，包括：

用在第一和第二頻率的信號(hào)分量驅(qū)動(dòng)音圈，其中第一頻率比第二頻率大，并且確定音圈分別在所述第一和第二頻率的電流和電壓的第一和第二指示；