[發(fā)明專利]一種單級變換的數(shù)字功放

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710437613.5
• 申請日: 2017-06-11
• 公開（公告）號: CN107182005A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王齊祥;雷家輝;王虎
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市迪士普信息科技有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 佛山幫專知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44387
• 代理人: 顏春艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字功放領(lǐng)域，特別涉及一種單級變化的數(shù)字功放。

背景技術(shù)

音箱用的數(shù)字功放,通常由開關(guān)電源模塊和數(shù)字功放模塊兩部分組成,長期以來,非常多的科技人員在研究一個(gè)課題,即用聲頻信號去調(diào)制開關(guān)電源模塊,開關(guān)電源不再輸出直流電壓,而直接輸出放大的聲頻信號,進(jìn)而免去數(shù)字功放模塊,但是幾十年來在此領(lǐng)域的研究收效甚微。2004年丹麥技術(shù)大學(xué)的索倫和米迦勒先生公開的論文《單級變換的音頻功放和直流交流變換器的高性能、低復(fù)雜度的控制方案》(簡稱《方案》)較早實(shí)現(xiàn)了上述課題，但是真實(shí)電路卻異常復(fù)雜，每個(gè)電子開關(guān)的實(shí)際電路由多個(gè)元件的電路模塊構(gòu)成，單刀雙擲電子開關(guān)的元件幾乎翻倍，所以整機(jī)電路的元件數(shù)量非常多。2016年，由美籍華人陳學(xué)健先生提出的SSA功放(單級式高效聲頻逆變器)，其功放基本原理與《方案》中功放原理相比具有異曲同工之妙，且SSA功放增加了電路單元，因此其造成了電路更為復(fù)雜的問題。

現(xiàn)發(fā)明人在此領(lǐng)域探索分析，提出一種既高效單級變換，又簡單穩(wěn)定的電路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種電路簡單，高效單級變化的開關(guān)電源數(shù)字功放。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種單級變換的數(shù)字功放,包括開關(guān)電源電路、能量回收電路及揚(yáng)聲器，所述開關(guān)電源電路包括相互串聯(lián)的K1與K2，及相互串聯(lián)的電容C1與C2，高頻變壓器T1，整流二極管D1與D2，及電感L1、電容C3、電解電容C4；所述能量回收電路包括K3、電感L2及續(xù)流二極管D3；

其中K1與電容C1的一端連接電源E3的正極，K2與電容C2的一端連接電源E3的負(fù)極且接地；高頻變壓器T1的初級一頭連接于K1與K2之間，初級的另一頭連接于電容C1與C2之間；次級的一頭與整流二極管D1的一端連接，另一頭與整流二極管D2的一端連接，次級中心點(diǎn)接地；整流二極管D1的另一端與整流二極管D2的另一端相連并連接于電感L1的一端，電感L1的另一端與電容C3的一端及C4均相連，電容C3的另一端接地，C4的另一端連接揚(yáng)聲器；

K3的一端連接于整流二極管D1與D2所形成的連接點(diǎn)和電感L1之間，另一端接地，電感L2耦合與L1的一側(cè)構(gòu)成變壓器結(jié)構(gòu)，L2的一端接地，另一端通過續(xù)流二極管D3與電源E3正極相連。

本發(fā)明提供的單級變換的數(shù)字功放，通過高頻變壓器次級進(jìn)行橋式整流后獲得單極性的PWM功率信號，在經(jīng)過L1與C3濾波后將聲頻還原出來，再通過電解電容C4濾除直流，但由于此電流方向時(shí)單向的，而揚(yáng)聲器為交流負(fù)載，因此增加一個(gè)能量回收電路；原來開關(guān)電源電路輸出整流濾波后給揚(yáng)聲器提供聲頻信號的波形上升階段能量，電流是正向的，增加的能量回收電路則提供聲頻信號的波形下降階段能量，電流是反向的，從而可以形成單極性的功放。本發(fā)明提供的單級變換的數(shù)字功放電路結(jié)構(gòu)簡單，且其信號穩(wěn)定，且能實(shí)現(xiàn)高效變換。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種單級變換的數(shù)字功放電子線路圖；

圖2為PWM(雙極性)、APWM、單極性PWM的信號圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1，一種單級變換的數(shù)字功放,包括開關(guān)電源電路、能量回收電路及揚(yáng)聲器，所述開關(guān)電源電路包括相互串聯(lián)的K1與K2，及相互串聯(lián)的電容C1與C2，高頻變壓器T1，整流二極管D1與D2，及電感L1、電容C3、電解電容C4；所述能量回收電路包括K3、電感L2及續(xù)流二極管D3；其中高頻變壓器T1用于隔離電網(wǎng)；電感L1與電容C3構(gòu)成濾波器，用于濾除無關(guān)頻率還原音頻信號；電解電容C4用于隔離直流信號。