產生高功率的車用外接擴大機的製作方法

2023-04-30 14:26:06

專利名稱：產生高功率的車用外接擴大機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種產生高功率的車用外接擴大機，尤其涉及一種輸出大電流、高功
率音頻信號的車用外接擴大機。
背景技術：
由於大眾對於生活質量愈來愈重視，因此對於音樂欣賞效果要求相對也愈來愈 高，然而一般車內音響設備的音效以及震撼的效果已經無法達到車主的要求，如要提升車 內音樂的震撼效果，則需另外接上一車用擴大機才可達到車主所要求的水平。因此慢慢的 有許多的車主在添購新車時都會要求車商追加車用擴大機設備或者是自己另行添購，所以 外加車用擴大機已成為現在車主享受震撼音樂不可缺少的設備。 傳統的車用擴大機中，最常見的模擬功率放大器大都由AB類放大器所構成。所述 AB類放大器架構提供良好的總諧波失真效能，屬於線性音頻放大器的一種，這种放大器傳 統上在輸出端使用電晶體組構成一個線性驅動器來限制輸出負載上的電壓振幅，而使放大 器能工作在線性區，因此，導致大量的功率損耗於輸出級的電晶體，使得AB類放大器整體 效率不佳。 另外，因傳統20W(瓦特)以上的汽車功率放大(簡稱功放)，在設計上必須額外由 升壓電路將汽車的電源12V(伏特)升壓轉換為所需的高電壓值，如升壓到48V(伏特)以 上，進而以供應放大部分線路(如前述AB類放大器)的電源，此時上述放大部分線路接設 電源必須為雙電源，並且因前述升壓電路在能量的轉換過程中，會有大約10% _20%的損 耗，又上述AB類放大器在高電壓大電流下會產生大量的能量損耗，因此，使得整個功率放 大的效率一般僅能達到40% _60%左右，舉例來說，若AB類放大器以500W(瓦特)的功率 放大來說，最高效率僅為60%。 因此，其一方面會造成前述能量轉換損耗及產生大量的能量損耗，另一方面當聲 音越大聲相對地耗電量也越大，進而產生的極高熱量又需由散熱片進行散熱，使得整體生 產成本提高且又耗電。 以上所述，現有技術中具有以下缺點
1.增加生產成本。
2.耗電量大。
3.功率放大效率低。 因此，如何解決上述現有的問題與缺點，為本發明人與從事此行業的相關廠商所 亟欲研究改善的方向所在。

發明內容
為有效解決上述的問題，本發明的主要目的，是提供一種輸出大電流、高功率音頻
信號及效率高的產生高功率的車用外接擴大機。 本發明的次要目的，是提供一種能降低成本的產生高功率的車用外接擴大機。
3
本發明的次要目的，是提供一種能減低耗電的產生高功率的車用外接擴大機。
本發明的次要目的，是提供一種直接使用車用電池的電源，並且無升壓電路的產 生高功率的車用外接擴大機。 為達上述目的，本發明提供一種產生高功率的車用外接擴大機，包括一聲頻放大 模塊，其具有一接收輸入音頻信號的音源放大單元，及一將前述音頻信號進行信號倒相的 倒相單元，且前述音源放大單元耦接該倒相單元；一脈寬調變模塊，電性連接該聲頻放大模 塊，依接收該倒相單元及音源放大單元傳送的信號與其內的信號作比較，產生一 P麗信號； 一驅動放大模塊，其耦接該脈寬調變模塊，且具有一輸出級單元及一功率放大單元，依據前 述P麗信號控制該輸出級單元並經該功率放大單元放大及在其內濾波，產生一高電流音頻 信號；一開關控制及靜音模塊，其接收一控制信號，用來控制前述驅動放大模塊；及一濾波 電源供應模塊，其具有一 電源濾波單元及一 電源供應單元，該電源濾波單元分別電性連接 到該功率放大單元、開關控制及靜音模塊及電源供應單元，該電源供應單元分別與該聲頻 放大模塊、脈寬調變模塊及驅動放大模塊電性連接。 本發明具有的有益效果是能有效達到降低成本及減低耗電，且又具有輸出大電 流、高功率信號及效率高的效果。


圖1是本發明的車用外接擴大機的方塊示意圖；
圖2是本發明的車用外接擴大機的另一方塊示意圖；
圖3是本發明的車用外接擴大機的電路示意圖；
圖4是本發明的車用外接擴大機的另一電路示意圖。
附圖標記列表聲頻放大模塊 ...1第十二電阻… R12音源放大單元 ...10第十三電阻… R13倒相單元 ...12第十四電阻… R14脈寬調變模塊 ...2第十五電阻… R15方波產生單元 ...20第十六電阻… R16三角波產生單元 ...22第十七電阻… R17第一脈寬調變單元 ...23第十八電阻… R18第二脈寬調變單元 ...24第十九電阻… R19驅動放大模塊 ...3第二十電阻… R20輸出級單元 ...31第二十一電阻 . R21第一輸出驅動裝置 ...311第二十一電阻 . R21第二輸出驅動裝置 ...312第二十二電阻 . R22功率放大單元 ...33第二十三電阻. R23第一放大裝置 ...331第二十三電阻 . R23第二放大裝置 ...332第二十四電阻. R24開關控制及靜音模塊...4第二十四電阻 . R24丄山 鬼l而 ...41第二十五電阻. R25
/r^V ~ 丄山 柬 一順 ..42第二十五電阻… R25'柬二順 ..43第二十六電阻. R26濾波電源供應模塊 ...5第二十六電阻.R26'電源濾波單元 ...50第二十七電阻. R27電源供應單元 ...52第二十七電阻… R27'車用電池 ...6第二十八電阻… R28揚聲器 ...7第二十九電阻… R29第一電容件 ...CI第三十電阻.R30第二電容件 ...C2第三十一電阻.R31第三電容件 ...C3第三十二電阻.R32第四電容件 ...C4第三十三電阻.R33第五電容件 ...C5第三十四電阻.R34第六電容件 ...C6第三十五電阻.R35第七電容件 ...C7第三十六電阻.R36第八電容件 ...C8第三十七電阻.R37第九電容件 ...C9第三十八電阻… R38第十電容件 ...CIO第三十九電阻… R39第十一電容件 ...Cll第四十電阻… R40第十二電容件 ...C12第四十一電阻… R41第十三電容件 ...C13第四十二電阻.R42第十三電容件 . C13'第一二極體… Dl第十四電容件 ...C14第二二極體.D2第十四電容件 . C14'第三二極體… D3第十五電容件 ...C15第三二極體… D3'第十五電容件 . C15'第四二極體… D4第十六電容件 ...C16第五二極體… D5第十六電容件 . C16'第一稽納二極體.Zl第十七電容件 ... C17第二稽納二極體.Z2第十八電容件 ... C18第三稽納二極體.Z3第十九電容件 ... C19第一雙極性電晶體... Ql
第二十電容件 ... C20第一雙極性電晶體... Ql'
第二十一電容件 ... C21第二雙極性電晶體... Q2
第二十二電容件 ... C22第二雙極性電晶體... Q2'
第二十三電容件 ... C23第三雙極性電晶體... Q3
第二十四電容件 ... C24第四雙極性電晶體... Q4
第二十五電容件 ... C25第五雙極性電晶體... Q5
第二十六電容件 ... C26MOSFET電晶體.U電容組件... CMOSFET電晶體.u'電感組件..第一D型正反器.DF1
5
第一電感件.LI第二D型正反器 . . DF2第一電感件.LI' 第三D型正反器 . . DF3第一電阻.Rl第一 NM0S電晶體 ... Nl第二電阻.R2第二 NM0S電晶體 ... N2第三電阻.R3第一運算放大器 ... Al第四電阻… R4第二運算放大器 ... A2第五電阻.R5第三運算放大器 ... A3第六電阻.R6第四運算放大器 ... A4第七電阻.R7第五運算放大器 ... A5第八電阻… R8第六運算放大器 ... A6第九電阻… R9音源連接器.. J第十電阻… R10電壓源 ...VCC第十一電阻…Rll -接地端 ...GND
具體實施例方式
本發明的上述目的及其結構與功能上的特性，將結合附圖的較佳實施例予以說 明。 請一併參看圖1、圖2所示，本發明是一種產生高功率的車用外接擴大機，在本發 明的一較佳實施例中，所述車用外接擴大機包括一聲頻放大模塊1、一脈寬調變模塊2、一 驅動放大模塊3、一開關控制及靜音模塊4及一濾波電源供應模塊5，前述聲頻放大模塊1
具有一接收輸入音頻信號的音源放大單元io，及一將前述音頻信號進行信號倒相的倒相單
元12，且該音源放大單元10耦接該倒相單元12 ;其中前述音頻信號為從汽車內電子產品所 傳送的聲音信號。 該脈寬調變模塊2電性連接到該聲頻放大模塊1，並依據接收的該倒相單元12及 音源放大單元IO所傳送的信號與其內的信號做比較，產生一P麗(脈衝寬度調製Pulse Width Modulation)信號。該驅動放大模塊3具有一輸出級單元31及一功率放大單元33， 該輸出級單元31依據接收的前述P麗信號控制其內的開關導通及關閉，同時再經該功率放 大單元33放大及在其內進行濾波，產生一高電流音頻信號。 前述開關控制及靜音模塊4接收一控制信號，用來控制該驅動放大模塊3，換言 之，也就是說該開關控制及靜音模塊4依接收的控制信號控制前述驅動放大模塊3的輸出 級單元31及功率放大單元33的電源開閉及關閉前述高電流音頻信號的輸出(如靜音的功 能)。前述濾波電源供應模塊5具有一電源濾波單元50及一電源供應單元52，該電源濾波 單元50分別與該功率放大單元33、開關控制及靜音模塊4及電源供應單元52電性連接，前 述電源供應單元52分別耦接前述聲頻放大模塊1、脈寬調變模塊2及驅動放大模塊3。
前述電源濾波單元50耦接一車用電池6，用來對前述車用電池6的電源濾波，並分 別將前述濾波後的電源供應給該電源供應單元52、開關控制及靜音模塊4及功率放大單元 33 ;前述電源供應單元52用來提供電源給該聲頻放大模塊1、脈寬調變模塊2、驅動放大模 塊3及開關控制及靜音模塊4。 接著參看圖2所示，前述脈寬調變模塊2包括一方波產生單元20、一三角波產生單元22、一第一脈寬調變單元23及一第二脈寬調變單元24，該方波產生單元20電性連接前 述電源供應單元52，用來產生一方波信號，該三角波產生單元22則與所述方波產生單元20 相耦接一起，並用來將接收的前述方波信號轉換成為一三角波信號。 前述第一脈寬調變單元23分別耦接該三角波產生單元22及倒相單元12，並且依 據前述兩者產生的三角波信號及一倒相音頻信號做比較後，產生一第一P麗信號；該第二 脈寬調變單元24則分別與前述音源放大單元10及三角波產生單元22電性連接，並依據前 述兩者產生的放大音頻信號及三角波信號做比較後，以產生一第二P麗信號；其中前述P麗 信號即包括該第一 P麗信號及第二 P麗信號。 前述輸出級單元31包括一第一輸出驅動裝置311及一第二輸出驅動裝置312，該 第一、二輸出驅動裝置311、312分別與前述第一、二脈寬調變單元23、24及電源供應單元52 連接，並且依接收第一、二 P麗信號控制其內的開關動作，例如此時該第一 P麗信號是控制 該第一輸出驅動裝置311其內的開關呈導通或截止狀態，同時該第二 P麗信號控制第二輸 出驅動裝置312其內的開關呈截止或導通狀態，使得前述輸出驅動裝置311、312依據前述 第一、二 P麗信號在高電位及低電位之間切換後，再經所述功率放大單元33放大及在其內 濾波，以產生前述高電流音頻信號；其中前述各輸出驅動裝置交替工作在導通及截止狀態 的開關速度非常快，因而效率極高，所以產生的熱量也很低。 前述功率放大單元33具有一第一放大裝置331及一第二放大裝置332，該第一、二 放大裝置331、332分別與該第一、二輸出驅動裝置311、312、電源供應單元52、開關控制及 靜音模塊4及電源濾波單元50相耦接；另外，前述功率放大單元33電性連接一揚聲器7， 也就是說該功率放大單元33的第一、二放大裝置331、332分別耦接該揚聲器7的正極端及 負極端，並由前述第一、二放大裝置331、332放大及其各內的一低通濾波電路濾波，以產生 前述高電流音頻信號驅動該揚聲器7 ;其中前述揚聲器7為喇叭，用來播放前述高電流音頻 信號。 請參看圖2所示，前述開關控制及靜音模塊4具有一第一端41、一第二端42及一 第三端43，該第一端41與前述功率放大單元33電性連接，該第二端42耦接該電源濾波單 元50，其用來接收經由該電源濾波單元50濾波的車用電池6傳送的電源，該第三端43則用 來接收前述輸入的控制信號。 繼續參看圖2、圖3所示，將就各結構詳細說明 前述聲頻放大模塊1的音源放大單元10設有兩個第一 電容件Cl 、一第一 電阻Rl 、 第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、一音源連接器J及一第一運算放大器Al，前述各第 一電容件Cl 一端分別與該音源連接器J電性連接，其另一端則分別耦接該第一電阻Rl及 第二電阻R2的一端，該第一運算放大器Al的正輸入端與該第二電阻R2的另一端及第四電 阻R4的一端相耦接一起，其負輸入端則與該第一電阻R1的另一端及第三電阻R3的一端電 性連接，其輸出端電性連接該第三電阻R3的另一端，且該輸出端用來輸出前述放大後的音 頻信號；其中該第四電阻R4的另一端與一電壓源VCC耦接，並且前述音源連接器J用來供 與對應一電子產品(圖中未示)的插頭相連接。 前述倒相單元12設有一第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7及一第二運算放 大器A2，該第二運算放大器A2的負輸入端分別與該第五電阻R5的一端及第七電阻R7的一 端電性連接，其正輸入端則與該第六電阻R6的一端耦接，其輸出端耦接前述第七電阻R7的另一端，而該第五電阻R5及第六電阻R6的另一端分別耦接該第一運算放大器A1的輸出端 及前述電壓源VCC ;其中該輸出端用來輸出所述倒相音頻信號。 所述方波產生單元20包括一第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第二電容件 C2、第三電容件C3、第四電容件C4、第一二極體Dl、第二二極體D2、第一 D型正反器DF1、第 二 D型正反器DF2及第三D型正反器DF3，前述各D型正反器具有十四隻接腳位，其中該第 一 D型正反器DF1的一第一接腳位分別與該第九電阻R9及第一二極體Dl的一端相耦接， 一第二接腳位與該第二二極體D2的一端及第十電阻RIO的一端電性連接。 一第三接腳位 電性連接其內的一第五接腳位，一第四接腳位分別跟該第二電容件C2及第八電阻R8的一 端，以及上述第九電阻R9及第一二極體D1的另一端相耦接一起；一第六接腳位則分別與前 述第三電容件C3 —端、該第二二極體D2及第十電阻R10的另一端相耦接，其中該第八電阻 R8、第二電容件C2及第三電容件C3的另一端分別與一接地端GND相連接。
前述第二D型正反器DF2的一第八接腳位及第十接腳位與上述接地端GND電性連 接，一第九接腳位則耦接第十二接腳位；而一第十一接腳位耦接至該第九電阻R9及第一二 極管Dl的一端相接處， 一第十三接腳位則與上述三角波產生單元22耦接，且其輸出前述方 波信號。該第三D型正反器DF3的一第十四接腳位分別耦接該第四電容件C4一端及第一 D型正反器DF1的第五接腳位，其第七接腳位則與該第四電容件C4的另一端及接地端GND 電性連接。 再繼續參看圖3所示，所述三角波產生單元22設有一第十一電阻R11、第五電容件 C5及第六電容件C6，前述第十一電阻Rll的一端耦接至該第二 D型正反器DF2的第十三接 腳位，另一端與該第五、六電容件C5、C6的一端相電性連接，而該第五電容件C5的另一端與 該接地端GND耦接，前述第六電容件C6的另一端與該第一、二脈寬調變單元23、24相接，用 來輸出前述三角波信號。 該第一脈寬調變單元23包括一第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、 第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第七電容件C7、第八電容件C8、第九電容 件C9、第三運算放大器A3及第四運算放大器A4所構成，前述第三運算放大器A3的正輸入 端分別耦接該第十二電阻R12及第十三電阻R13的一端，負輸入端則與該第十四電阻R14 及第八電容件C8的一端相耦接，輸出端分別電性連接於該第十六電阻R16的一端與第八電 容件C8的另一端的相接處。 前述第十四電阻R14的另一端耦接該第十五電阻R15的另一端，並前述兩者的另 一端一起再與前述電壓源VCC相耦接，該第十二電阻R12的另一端電性連接第七電容件C7 的一端，且所述第七電容件C7的另一端則耦接至第二運算放大器A2的輸出端，而該第十七 電阻R17的一端與上述第十三電阻R13的另一端連接，其另一端與該第九電容件C9的一端 電性連接。 該第四運算放大器A4的負輸入端與第十六電阻R16的另一端耦接，並再電性連接 至該第十七電阻R17及第九電容件C9的另一端的相接處，其正輸入端分別與第十五電阻 R15的另一端、第六電容件C6的另一端相連接，其輸出端則與第一輸出驅動裝置311電性連 接，且其用來輸出前述第一 P麗信號。 該第二脈寬調變單元24包括一第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、 第二十一電阻R21、第二十二電阻R22、第十電容件C10、第十一電容件Cll、第十二電容件
8C12、第五運算放大器A5及第六運算放大器A6，前述第五運算放大器A5的正輸入端分別耦 接該第十八電阻R18及第二十電阻R20的一端，負輸入端則與該第十九電阻R19及第十一 電容件Cll的一端相耦接，輸出端分別電性連接於該第二十一電阻R21的一端與第十一電 容件Cll的另一端的相接處。 前述第十八電阻R18的另一端電性連接第十電容件CIO的一端，且所述第十電容 件CIO的另一端則耦接至第一運算放大器A1的輸出端，而該第二十二電阻R22的一端與上 述第二十電阻R20的另一端連接，其另一端與該第十二電容件C12的一端電性連接，並且該 第十九電阻R19的另一端與電壓源VCC耦接。 該第六運算放大器A6的負輸入端與第二十一電阻R21的另一端耦接，並再電性連 接至該第二十二電阻R22及第十二電容件C12的另一端的相接處，其正輸入端電性連接至 前述第四運算放大器A4的正輸入端，其輸出端則與第二輸出驅動裝置312相連接，且其用 來輸出前述第二P麗信號。 請再參看圖2、圖3所示，所述第一輸出驅動裝置311包括一第二十三電阻R23、 第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第十三電容件C13、第十四電容件C14、第三二極 管D3及一 MOSFET(金氧半導體場效電晶體Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)電晶體U，前述M0SFET電晶體U具有八隻接腳位，其中一第一接腳位分別與該 第三二極體D3的陰極端及第十四電容件C14的一端相耦接，且前述第十四電容件C14的另 一端與一第七接腳位相接，一第二接腳位分別電性連接該第二十四電阻R24的一端及第四 運算放大器A4的輸出端。 前述第二十五電阻R25的一端與該M0SFET電晶體U的一第三接腳位耦接，其另一 端分別與該接地端GND及一第六接腳位相接；一第四接腳位分別與該第二十四電阻R24的 另一端、第十三電容件C13及第二十三電阻R23的一端相耦接，並且前述第十三電容件C13 的另一端與接地端GND連接，且該第二十三電阻R23的另一端電性連接該第三D型正反器 DF3的第十四接腳位；一第八接腳位及一第五接腳位分別與上述第一放大裝置331連接。
所述第二輸出驅動裝置312的整體結構及組件間連結關係大致與前述第一輸出 驅動裝置311相同，在此不另外贅訴相同處，在該第二輸出驅動裝置312相較第一輸出驅動 裝置311不同處為該第二輸出驅動裝置312的M0SFET電晶體U'的第三接腳位分別與前 述第一輸出驅動裝置311的M0SFET電晶體U的第三接腳位及開關控制及靜音模塊4相耦 接，且其內的第二十三電阻R23'的一端與第四接腳位、該第二十四電阻R24'的另一端、 第十三電容件C13'的一端電性連接，另一端耦接該第一輸出驅動裝置311的第二十三電 阻R23的另一端。 並且，該第二輸出驅動裝置312的M0SFET電晶體U'的第二接腳位分別與該第六 運算放大器A6的輸出端及其內的第二十四電阻R24的一端相耦接，且其內的第八接腳位及 第五接腳位分別與該第二放大裝置332連接。 請繼續參看圖3所示，前述第一放大裝置331具有一第一 NM0S電晶體Nl、第二 NM0S電晶體N2、第二十六電阻R26、第二十七電阻R27、第一電感件Ll、第十五電容件C15 及第十六電容件16，前述第一、二NM0S電晶體N1、N2的柵極端分別與該第一輸出驅動裝置 311的MOSFET電晶體U的第八、五接腳位電性連接，且該第一NMOS電晶體N1的源極端則分 別與第二 NMOS電晶體N2的漏極端、該第一輸出驅動裝置311的MOSFET電晶體U的第七接
9腳位、第二十六電阻R26及第一電感件LI的一端相耦接；其中前述第二十六電阻R26的一 端與第一電感件L1的一端相耦接處的信號為前述第一P麗信號輸入到該第一、二NMOS晶 體管N1、N2進行放大後產生的一第一高電流P麗信號。 前述第一NMOS電晶體N1的漏極端與該第二十六電阻R26的另一端及所述電壓源 VCC相接，該第二NMOS電晶體N2的源極端則耦接至該接地端GND ;並且該第一電感件L1的 另一端與第十五至第十八電容件C15-C18的一端、第十七電阻R17 —端及揚聲器7的正極 電性連接，該第十五電容件C15的另一端與第二十七電阻R27的一端耦接至接地端GND，前 述第十六電容件C16的另一端、第二十七電阻R27的另一端及所述第九電容件C9的另一端 電性連接；其中該第一電感件L1的另一端與第十五電容件C15形成所述低通濾波電路，其 用來濾除不必要的高頻信號，並且前述第一電感件L1的另一端與第十五電容件C15的一端 相耦接處的信號為所述低通濾波電路對流經的上述第一高電流P麗信號進行濾波後，產生 的前述高電流音頻信號。 —第二十八至第三十電阻R28-R30的一端與所述第十七、十八電容件C17、 C18的 另一端電性連接，其另一端則與揚聲器7的負極電性連接，使該第十八電容件C18的一端及 第三十電阻R30的另一端以輸出前述高電流音頻信號驅動揚聲器7。 所述第二放大裝置332其整體結構及組件間連結關係大致與前述第一放大裝置 331相同，在此不另外贅訴相同處，在該第二放大裝置332相較第一放大裝置331不同處為 該第二放大裝置332的第一、二NM0S電晶體N1' 、N2'的柵極端分別與前述第二輸出驅動 裝置312的M0SFET電晶體U'的第八、五接腳位電性連接，且該第十六電容件C16'的一 端系耦接該第一電感件L1'與第二十八電阻R28的另一端及所述第二十二電阻R22—端， 其另一端則與第二十七電阻R27'的一端及第十二電容件C12的另一端電性連接，前述第 二十七電阻R27'的另一端則耦接至接地端GND。 並且，該第二放大裝置332內的該第二十六電阻R26'的一端與第一電感件L1' 的一端相耦接處的信號為前述第二P麗信號輸入到該第一、二NM0S電晶體N1' 、N2'進 行放大後，產生的一第二高電流P麗信號，而該第一電感件L1'的另一端與第十五電容件 C15'的一端相耦接處的信號為所述低通濾波電路對流經的前述第二高電流P麗信號進行 濾波後，產生的前述高電流音頻信號。 接著參看圖3、圖4所示，前述電源濾波單元50具有8個電容組件C及2個電感 組件L，其中該第1個電容組件C與第2個電容組件C的相對兩端之間各耦接1個電感組 件L，且前述第1個電容組件C的兩端再與所述車用電池6電性連接，並由該第2個電容組 件C依序與其餘6個電容組件分別並聯連接，又該第2至第8個電容組件的正端與所述電 壓源VCC及電源供應單元52電性連接，其負端直接與接地端GND耦接。
該電源供應單元52包括一第三十一至第三十八電阻R31-R38、第十九至第二十五 電容件C19-C25、第一稽納二極體Z1、第二稽納二極體Z2、第四二極體D4、第一雙極性 (Bipolar Junction Transistor,以下簡稱BJT)電晶體Q1、第二雙極性(Bipolar Junction Transistor,以下簡稱BJT)電晶體Q2及第三雙極性(Bipolar Junction Transistor,以下 簡稱BJT)電晶體Q3，前述第一BJT電晶體Q1的基極與該第三十一電阻R31及第三十二電 阻R32的一端相耦接，其射極耦接該第三十一電阻R31的另一端及所述電源濾波單元50的 第8個電容組件C的正端。
並且，前述第三BJT電晶體Q3的集電極與該第三十二電阻R32的另一端電性連 接，其射極直接耦接接地端GND，其基極則耦接該第二稽納二極體Z2的正極，前述第二稽納 二極體Z2的負極分別與第三十七電阻R37、第二十五電容件C25及第四二極體D4的一端電 性連接，而該第四二極體D4及第三十七電阻R37的另一端與第三十八電阻R38的一端相耦 接一起，前述相耦接處為控制信號輸入處，簡言之，該控制信號由前述第四二極體D4及第 三十七電阻R37的另一端與第三十八電阻R38的一端耦接處的輸入信號。
所述第二 BJT電晶體Q2的集電極與第三十三、三十五、三十六電阻R33、 R35、 R36 的一端及該第一BJT電晶體Q1的集電極電性連接，其中該第三十三電阻R33的另一端分別 與第三十四電阻R34、第十九電容件C19及第二十電容件C20的一端以及電壓源VCC相耦 接，前述第三十五電阻R35的另一端與第二十一電容件C21及第二十二電容件C22的一端 及所述電壓源VCC電性連接，而該第三十四電阻R34的另一端與第十九至第二十二電容件 C19-C22的另一端及接地端GND相耦接。 該第二 BJT電晶體Q2的基極分別與第三十六電阻R36的另一端、第一稽納二極 管Zl及第二十三電容件C23的一端電性連接，其射極與該第二十四電容件C24的一端及 前述第一、二輸出驅動裝置311、312的各第二十三電阻23、23'的另一端相耦接，而該第 二十三、二十四電容件C23、 C24及第一稽納二極體Zl的另一端分別與接地端GND連接。
繼續參看圖3、圖4所示，該開關控制及靜音模塊4具有一第三十九至第四十二電 阻R39-R42、第二十六電容件C26、第五二極體D5、第三稽納二極體Z3、第四雙極性(Bipolar Junction Transistor,以下簡稱BJT)電晶體Q4及第五雙極性(Bipolar Junction Transistor,以下簡稱BJT)電晶體Q5，前述第四BJT電晶體Q4的基極耦接第三稽納二極體 Z3的一端，其射極及第二十六電容C26的一端耦接至該接地端GND，其集電極與該第四十一 電阻R41的一端耦接，並且所述第三稽納二極體Z3的另一端分別與該第五二極體D5及第 三十九電阻R39的一端及第二十六電容件C26的另一端電性連接；其中前述第三十九電阻 R39及第五二極體D5的另一端相耦接後，並再與前述第四二極體D4及第三十七電阻R37的 另一端與第三十八電阻R38的一端耦接處電性連接，使得所述控制信號分別由該第四二極 管D4及第五二極體D5的另一端耦接處輸入信號。 前述第五BJT電晶體Q5的基極分別與該第四十二電阻R42的一端及第四十一電 阻R41的另一端電性連接，其射極與該第四十二電阻R42的另一端及前述第二BJT電晶體 Q2的射極相耦接，其集電極與該第四十電阻R40的一端電性連接，並且前述第四十電阻R40 的另一端則再與第二輸出驅動裝置312的M0SFET電晶體U'的第三接腳位電性連接。
所以當前述車用外接擴大機外接設至車上時，僅需將該車用外接擴大機直接接設 於車用電池6(如12V)上，而無須通過額外任何電路進行電壓轉換，並且在線路上僅需單電 源接設。相較於現有技術中需通過升壓電路將汽車的電源12V(伏特)升壓轉換為所需的 高電壓值，前述升壓電路轉換上會產生大量能量損耗，並且於線路上必須為雙電源接設，進 而造成接線上的步驟繁雜，而本發明直接使用車用電池6的電源的方式，使得不僅在接線 上帶來簡便迅速，並且又能有效達到節省整體生產成本及減低耗電的效果。
另外，若此時前述車用外接擴大機驅動揚聲器7播放時，通過該音源放大單元10 內的音源連接器J接收前述音頻信號，並傳送至其內的該音源放大單元10進行信號放大 後，分別將放大的音頻信號傳送至該倒相單元12及該脈寬調變模塊2的第二脈寬調變單元24，而前述倒相單元12將放大的音頻信號進行信號倒相，以產生所述倒相音頻信號並傳送至該脈寬調變模塊2的第一脈寬調變單元23，同時，該方波產生單元20產生的方波信號，該三角波產生單元22依據接收的方波信號轉換為三角波信號後，分別傳送至前述第一、二脈寬調變單元23、24，以使該第一脈寬調變單元23依接收的倒相音頻信號及三角波信號作比較，以產生所述第一 P麗信號，以及該第二脈寬調變單元24依接收的上述放大的音頻信號及三角波信號作比較，以產生所述第二P麗信號。 該驅動放大模塊3的輸出級單元31的第一、二輸出驅動裝置311、312分別依據接收的前述第一、二P麗信號分別控制其內的開關動作，並且前述MOSFET電晶體U、 U'的第五、八接腳位分別輸出前述第一、二P麗信號至前述功率放大單元33的第一、二放大裝置331、332，同時，該第一、二放大裝置331、332對接收的前述第一、二P麗信號進行功率放大後產生前述第一、二高電流P麗信號，前述功率放大的過程中，會通過其內的低通濾波電路將接收上述第一、二高電流P麗信號濾除不必要的高頻信號後，以產生前述高電流音頻信號驅動揚聲器7，因此，使得一方面達到具有降低生產成本及減低耗電，另一方面達到具有較高的效率及輸出大電流、高功率音頻信號及效率高的效果。 以上所述，本發明的一種產生高功率的車用外接擴大機，其具有下列優點
1.具有輸出大電流、高功率音頻信號的效果。
2.降低生產成本。
3.具有省電的效果。
4.功率放大效率高。 5.相較現有的車用擴大機，本發明在組接或實際使用時無須額外增加升壓電路及雙電源，使得本發明整體在實際實施時，直接使用接設的車用電池，進而可避免能量轉換損耗，以達到組裝迅速便利的效果。 以上所述，僅為本發明的較佳具體實施例，但本發明的特徵並不局限於此，任何本領域的技術人員在本發明領域內，可輕易思及的變化或修飾皆應涵蓋在本發明的申請專利範圍中。
權利要求
一種產生高功率的車用外接擴大機，其特徵在於，包括一聲頻放大模塊，其具有一接收輸入音頻信號的音源放大單元，及一將前述音頻信號進行信號倒相的倒相單元，且前述音源放大單元耦接所述倒相單元；一脈寬調變模塊，其電性連接所述聲頻放大模塊，依接收所述倒相單元及音源放大單元傳送的信號與其內的信號作比較，產生一PWM信號；一驅動放大模塊，其耦接所述脈寬調變模塊，且具有一輸出級單元及一功率放大單元，依據前述PWM信號控制所述輸出級單元並經所述功率放大單元放大而產生一高電流音頻信號；一開關控制及靜音模塊，其接收一控制信號，用來控制前述驅動放大模塊；及一濾波電源供應模塊，其具有一電源濾波單元及一電源供應單元，所述電源濾波單元分別耦接所述功率放大單元、開關控制及靜音模塊及電源供應單元，所述電源供應單元分別與所述聲頻放大模塊、脈寬調變模塊及驅動放大模塊相耦接。
2. 如權利要求1所述的產生高功率的車用外接擴大機，其特徵在於，所述開關控制及 靜音模塊具有一第一端、一第二端及一第三端，所述第一端耦接前述功率放大單元，所述第 二端耦接所述電源濾波單元，所述第三端用來接收前述控制信號。
3. 如權利要求1所述的產生高功率的車用外接擴大機，其特徵在於，所述電源濾波單 元耦接一車用電池，以對前述車用電池的電源濾波，並分別供應給所述電源供應單元、開關 控制及靜音模塊及功率放大單元。
4. 如權利要求1所述的產生高功率的車用外接擴大機，其特徵在於，所述脈寬調變模 塊包括一方波產生單元，其電性連接所述電源供應單元，用來產生一方波信號； 一三角波產生單元，其與所述方波產生單元相耦接，用來將前述方波信號轉換為一三 角波信號；一第一脈寬調變單元，其分別耦接所述三角波產生單元及倒相單元，並依據三角波產 生單元產生的三角波信號及倒相單元產生的一倒相音頻信號作比較，產生一第一P麗信 號；及一第二脈寬調變單元，其分別耦接所述音源放大單元及三角波產生單元，並依據音源 放大單元產生的放大音頻信號及三角波產生單元產生的三角波信號作比較，產生一第二 PWM信號。
5. 如權利要求4所述的產生高功率的車用外接擴大機，其特徵在於，所述輸出級單元 包括一第一輸出驅動裝置及一第二輸出驅動裝置，所述第一、二輸出驅動裝置分別與前述 第一、二脈寬調變單元及電源供應單元電性連接，且依接收所述第一、二P麗信號分別控制 其內的開關動作。
6. 如權利要求5所述的產生高功率的車用外接擴大機，其特徵在於，所述功率放大單 元具有一第一放大裝置及一第二放大裝置，所述第一、二放大裝置分別與所述第一、二輸出 驅動裝置、電源供應單元、開關控制及靜音模塊及電源濾波單元相耦接。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的產生高功率的車用外接擴大機，其特徵在於，所述 功率放大單元電性連接一揚聲器，並通過前述高電流音頻信號驅動所述揚聲器。
全文摘要
本發明是一種產生高功率的車用外接擴大機，其包括一聲頻放大模塊、脈寬調變模塊、驅動放大模塊、開關控制及靜音模塊及濾波電源供應模塊，脈寬調變模塊與聲頻放大模塊電性連接，並依接收聲頻放大模塊的倒相單元及音源放大單元傳送的信號與其內的信號做比較，產生一PWM信號，該驅動放大模塊耦接該脈寬調變模塊，並依前述PWM信號控制驅動放大模塊的操作，以產生一高電流音頻信號，該開關控制及靜音模塊接收一控制信號，用來控制驅動放大模塊，該濾波電源供應模塊分別與該聲頻放大模塊、脈寬調變模塊、驅動放大模塊、開關控制及靜音模塊電性連接，因此，有效達到降低成本及省電且又具有輸出大電流、高功率信號及效率高的效果。
文檔編號B60Q5/00GK101783988SQ20091000018
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月15日 優先權日2009年1月15日
發明者孫善齡 申請人:孫善齡