[發明專利]一種用于揚聲器無源控制的儲能電路及其控制方法

在審

• 申請號: 202111401139.3
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114143666A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 唐寅寅;張晨
• 申請（專利權）人: 南京拓途電子有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00;H02J7/00;H02J7/02;H02J7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于揚聲器無源控制的儲能電路，其特征在于，包括選頻網絡、整流網絡、DC-DC模塊、儲能元件、管理模塊；所述選頻網絡的輸入端連接揚聲器，與所述整流網絡和所述DC-DC模塊依次連接，輸出整形后的可用電壓；所述管理模塊根據揚聲器的能量和所述儲能元件的儲能電壓控制所述DC-DC模塊和優化控制電路性能；

所述選頻網絡為低頻濾波器，截止頻率低于人耳可聽聲頻率范圍的中頻最高值，輸入端連接揚聲器，輸出端連接所述整流網絡；

所述整流網絡將可用頻段內的電壓整形為脈動直流電，輸出端連接所述DC-DC模塊的輸入端，供所述DC-DC模塊調節儲能電壓；

所述DC-DC模塊包括開關管，控制端連接所述管理模塊的輸出端，輸出端連接所述儲能元件，為其提供能量；

所述儲能元件為超級電容，一端連接所述DC-DC模塊的輸出端，另一端接地。

2.如權利要求1所述的一種用于揚聲器無源控制的儲能電路，其特征在于，所述管理模塊包括啟動單元、電源控制單元和驅動單元；所述啟動單元包括第一二極管、第二鉗位二極管、第三二極管、第一電阻和小容量儲能元件；所述第一二極管的正極連接所述小容量儲能元件的正極，負極連接所述電源控制單元的電源端；所述第二鉗位二極管的正極接地，負極連接所述小容量儲能元件的正極；所述第三二極管的正極連接所述整流網絡的輸出端，負極連接所述第一電阻的一端；所述第一電阻的另一端連接所述小容量儲能元件的正極和所述電源管理單元的第一輸入端；所述小容量儲能元件的正極連接所述第一電阻的另一端，負極接地；所述電源控制單元用于控制儲能電路的靜態功耗和控制所述驅動單元，第一輸入端連接所述第一電阻的另一端，第二輸入端經分壓電路連接所述儲能元件的不接地的一端，電源端通過第四二極管連接所述儲能元件不接地的一端和所述第一二極管的負極，輸出端連接所述驅動單元的其中一個輸入端；所述驅動單元用于根據儲能電壓、揚聲器提供的能量和所述電源控制單元的控制調節所述DC-DC模塊中開關管的占空比，主要包括第一運算放大器、第一比較器、第二比較器和與門；所述第一運算放大器的輸入端經分壓電路連接所述整流網絡的輸出端、所述儲能元件不接地的一端，另一輸入端連接參考電壓一，輸出端連接所述第一比較器的一個輸入端；所述第一比較器的另一輸入端為三角波信號，輸出端連接所述與門的一個輸入端；所述第二比較器的一個輸入端直接連接所述儲能元件不接地的一端，另一個輸入端連接參考電壓二，輸出端使能信號連接所述與門的另一個輸入端；所述與門的輸出端連接所述DC-DC模塊的控制端；

其中，當所述電源控制單元的輸入端檢測到所述整流網絡的輸出為0時，即揚聲器無能量、音頻系統關斷時，使能信號為低，即關斷所述驅動單元。

3.如權利要求2所述的一種用于揚聲器無源控制的儲能電路的控制方法，其特征在于，包括：

S1：首次啟動時或揚聲器接收到的低頻能量時，由小容量儲能元件為所述管理模塊提供暫時的電源；

S2：所述電源控制模塊檢測揚聲器接收到的能量，控制所述驅動模塊的開關；

S2.1：所述電源控制模塊檢測揚聲器接收到能量時，打開所述驅動模塊；

S2.2：所述電源控制模塊檢測揚聲器沒有接收到能量時，關斷所述驅動模塊；

S3：所述驅動模塊產生變化的PWM信號；

S3.1：所述驅動模塊以根據揚聲器接收到的信號作為輸入信號，以所述儲能元件上的儲能電壓作為反饋信號，產生PWM信號；

S3.2：所述電源控制模塊根據所述儲能元件上的儲能電壓，通過限制所述驅動模塊產生的PWM信號的最大占空比，限制電路電流；

S4：所述DC-DC模塊根據所述驅動模塊的信號進行開關，控制儲能元件的儲能。