[發明專利]具有受控功率供應的用于放大音頻信號的放大器電路

有效

• 申請號: 201880014348.2
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN110366819B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: T·奧爾
• 申請（專利權）人: 思睿邏輯國際半導體有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鄭建暉;關麗麗

本申請涉及用于放大音頻信號的放大器電路。放大器電路(100)具有電壓調節器(201)，用于將供應電壓輸出至放大器(104)。輸出電容器(103)被耦合至該電壓調節器的輸出節點。該電壓調節器在電壓控制模式下可操作以將輸出電壓(V_S)維持在標稱輸出電壓處且在電流控制模式下可操作以限制所汲取的輸入電流超過限定的限制?？刂破?301)在第一模式下可操作以限定標稱輸出電壓不超過第一電壓量級且在第二模式下可操作以將標稱輸出電壓限定為等于第二較高電壓量級。控制器(301)針對音頻信號的高幅度部分監視音頻信號，該高幅度部分能夠導致電壓調節器在電流控制模式下操作以施加電流限制，且在這樣的檢測時從第一模式交換至第二模式，直至音頻信號的這樣的高幅度部分已經被放大。第二電壓量級大于用于放大該音頻信號的高幅度部分的電壓凈空所要求的電壓量級，以便當該電壓調節器在電流控制模式下操作時在該電壓調節器的多個開關循環內允許輸出電壓的電壓下降。

技術領域

本申請涉及放大器電路，且涉及用于向放大器電路(諸如，D類放大器電路)供應功率的方法和裝置，該放大器電路尤其是用于電池供電應用。

背景技術

許多電子設備具有音頻放大器，用于為輸出換能器(例如，揚聲器)生成音頻驅動信號，該輸出換能器可以例如是電子設備本身的板上輸出換能器。

圖1a例示了可以在電池供電設備中實施的放大器電路100的一個實施例，該電池供電設備例如是便攜式設備，諸如移動電話或智能手機或平板計算機等。在使用中，電池101至少在其他功率源不可用的一些使用情況下提供功率源。來自電池101的功率通常至少在一些情況下可以由電壓調節器(諸如，DC-DC轉換器102)調節，該電壓調節器可以例如是本領域技術人員將理解的升壓調節器。由于這樣的DC-DC轉換器102是開關式功率源，所以設置輸出電容器103以橫跨每個開關循環維持在DC-DC轉換器102的輸出處的電壓。維持在DC-DC轉換器102的輸出處的此電壓作為供應電壓V_S被提供至放大器104。

放大器104在一些情況下可以是D類放大器，因為D類放大器通常是相當節能的，且通常對于便攜式電子設備，功率效率是一個重要考慮因素。然而，在一些實施方式中可以使用其他類型的放大器。

放大器104接收輸入信號S_IN(對于D類放大器，該輸入信號S_IN可以是數字信號)且放大該信號以提供用于驅動負載105的驅動信號，該負載例如是主機設備(即，放大器電路100形成其一部分的設備)的揚聲器。

如本領域技術人員將理解的，提供至放大器的供應電壓V_S應足以使放大器能夠在沒有削波(clipping)的情況下放大該輸入信號，從而至少在預期的輸入信號幅度范圍內允許用于放大器輸出級電壓順應(compliance)的凈空(headroom)和DC-DC轉換器輸出電壓紋波(ripple)。

然而，對于電池供電設備，可能存在指定在使用中應從電池101汲取的最大電流的電池電流限制。因此，通常DC-DC轉換器102可以具有輸入電流限制，該輸入電流限制被設定以便確保DC-DC轉換器102的輸入電流不超過電池電流限制。

此輸入電流限制有效地限制DC-DC轉換器102可以輸出的功率，因此對應地限制可以從放大器104輸出的音頻功率。

越來越多地，用于一些電子設備的音頻性能規范會使得在不超過可以在這樣的電子設備中使用的實際電池101的電池電流限制的情況下，DC-DC轉換器102會不能夠滿足放大器104在音頻信號S_IN的峰值電平處的功率需求。因此，為了在不超過電池電流限制的情況下避免不希望的信號削波，可能要求將在使用中所實現的峰值信號電平減小至將期望的峰值信號電平以下。

發明內容

因此，本公開內容的實施方案涉及用于信號放大的方法和裝置，所述方法和裝置至少減輕上文提及的問題中的至少一些。