[發明專利]低頻單電源D類功放輸出延時保護的控制方法及系統

在審

• 申請號: 202310602528.5
• 申請日: 2023-05-25
• 公開（公告）號: CN116667799A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 舒崇亭;劉鵬;鄧紅艷
• 申請（專利權）人: 上海船舶電子設備研究所（中國船舶集團有限公司第七二六研究所）
• 主分類號: H03F1/52
• 分類號: H03F1/52;H03F3/217
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種低頻單電源D類功放輸出延時保護的控制系統及方法，包括：隔直電容、充電電阻、功率輸出繼電器、驅動電路以及延時控制電路；所述D類功放輸出端連接所述隔直電容，所述隔直電容后端連接所述充電電阻，所述充電電阻兩端并聯所述功率輸出繼電器；所述隔直電容連接所述功率輸出繼電器，所述功率輸出繼電器的控制端連接所述驅動電路；所述驅動電路連接所述延時控制電路。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體地，涉及低頻單電源D類功放輸出延時保護的控制方法及系統。

背景技術

水聲領域在不斷的提高發射聲源級和擴寬工作頻帶，對功率放大器的需要越來越高，D類功率放大器具有高效率和高功率密度的特點適用于水聲領域的發展需求。

D類功率放大器驅動換能器需經過匹配電路，采用單電源供電的D類功率放大器在匹配時需要采用隔直電路，以避免直流導致匹配變壓器磁偏，提高變壓器的利用率。隔直電路通常由電容組成，當功率放大器工作頻率較低時，為了降低隔直電容對輸出信號的影響，隔直電容的容值需求較大，當開始工作時，具有較大的充電電流，并且頻率較低，可導致匹配變壓器磁飽和，在嚴重時，可能導致功率放大器過流保護或損壞。

專利文獻CN102843106B(申請號：201210362031.2)公開了一種用于D類功放芯片的過流保護方法，包括：滿幅調制步驟、滿幅脈沖信號輸出步驟、判斷步驟、濾波步驟、復原步驟和延時步驟；滿幅調制步驟：接收外界輸入的音頻輸入信號進行滿幅調制，持續輸出相互反相的第一滿幅PWM信號和第二滿幅PWM信號；滿幅脈沖信號輸出步驟中，負載持續輸出滿幅脈沖信號，判斷步驟中所述滿幅脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b，則生成過流信號，并進入濾波步驟；復原步驟中，所述負載不再輸出滿幅脈沖信號。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種低頻單電源D類功放輸出延時保護的控制系統及方法。

根據本發明提供的一種低頻單電源D類功放輸出延時保護的控制系統，包括：隔直電容、充電電阻、功率輸出繼電器、驅動電路以及延時控制電路；

所述D類功放輸出端連接所述隔直電容，所述隔直電容后端連接所述充電電阻，所述充電電阻兩端并聯所述功率輸出繼電器；所述隔直電容連接所述功率輸出繼電器，所述功率輸出繼電器的控制端連接所述驅動電路；所述驅動電路連接所述延時控制電路。

優選地，D類功放開始工作時，所述延時電路開始計時，所述功率輸出繼電器斷開，所述隔直電容通過所述充電電阻充電；當隔直電容的能量達到穩定值時，所述延時電路停止計時，并將當前計時時間輸出到信號，所述延時電路輸出開啟信號；所述開啟信號通過驅動電路閉合所述功率輸出繼電器，并將所述充電電阻短路。

優選地，所述計時時間采用：

其中，RC表示延時電路，V_CC表示輸入電壓，V₀表示延時電容C1上的初始電壓，V_t表示t時刻電容上的電壓。

優選地，所述延時電路采用穩壓二極管，并通過調節穩壓二極管、延時電容和延時電阻延長充電時間；同時利用穩壓二極管減小延時電容和延時電阻。

優選地，所述驅動電路獲取開啟信號后，開啟控制的晶體管，閉合功率輸出繼電器，將充電電阻兩端短路，D類功放輸出到匹配電路。

根據本發明提供的一種低頻單電源D類功放輸出延時保護的控制方法，利用上述所述的低頻單電源D類功放輸出延時保護的控制系統實現：D類功放開始工作時，所述延時電路開始計時，所述功率輸出繼電器斷開，所述隔直電容通過所述充電電阻充電；當隔直電容的能量達到穩定值時，所述延時電路停止計時，并將當前計時時間輸出到信號，所述延時電路輸出開啟信號；所述開啟信號通過驅動電路閉合所述功率輸出繼電器，并將所述充電電阻短路。

優選地，所述計時時間采用：