一種新型的音頻功率放大器用開關電源的製作方法

2023-08-06 06:07:16

專利名稱：一種新型的音頻功率放大器用開關電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及音頻功率放大器用的開關電源，特別涉及一種主要應用於300W 以上的音頻功率放大器用的開關電源。
背景技術：
在過去很長的時間裡，傳統的線性電源一直佔領著主導的地位。隨著社會的發展， 傳統的線性電源在使用中也顯示出了它的不足，主要原因有首先，包括音頻功率放大器在內的電子產品都有著向小形化、便攜化的趨勢發展。 而傳統的線性電源無論在體積還是重量上都已經不能滿足這種發展需求。其次，節能環保已成為當今世界的發展趨勢。因此傳統線性電源的低轉換效率 (達到60%已經是很好的變壓器了 )這一缺點也日益突出。第三是近年來金屬價格飛漲，因此傳統線性電源已經沒有價格優勢，甚至在用於大功率的產品上，其在價格上還處於劣勢。在這樣的一個大前提下，具有高轉換效率的開關電源的應用越來越廣泛。但由於開關電源的缺點，嚴重製約了其在音頻功率放大器領域上的應用。主要原因有首先，開關電源的輸出紋波比傳統線性電源大。而音頻功率放大器，特別是大功率的音頻功率放大器的增益很大，電源的紋波經過音頻功率放大器的放大，直接通過揚聲器放出來或疊加到音頻信號上，嚴重影響了產品的音質。其次，音頻功率放大器因為其放大的是音樂信號，因此它的信號的頻率和幅值是變化的，而且音樂中還含有突發信號，因此它對電源的瞬態響應性能要求非常高，也就是說要求電源能夠快速地提供很大的瞬間電流。而一般的開關電源都採用電壓負反饋的方法來設計，而由於電源濾波的需要又必須加上許多大電容，由於這些大電容的存在，其輸出電壓雖然較穩定，但同時也使調節滯後，不能滿足音頻功率放大器電源瞬態響應的要求。再次，由於音頻功率放大器在開關機時處於非穩定狀態，會產生很大的衝擊，產生令人難以接受的衝擊聲音，因此人們在設計音頻功率放大器時都會設計一開關機防衝擊電路。當使用一般開關電源代換相同規格的線性電源在大功率音頻功率放大器上應用時，會使得原來的防衝擊電路失效，這是由於一般的採用電壓負反饋方法的開關電源在斷電時， 其輸出電壓會緩慢減少直至零電位，而不是像線性電源一樣瞬間使得輸出電壓變為零電位，從而使得原來防衝擊電路失效。
發明內容本實用新型的一個目的是提供一種音頻功率放大器用的開關電源，解決一般開關電源存在著的紋波大，瞬態響應性能差的缺陷。本實用新型的再一個目的是提供一種音頻功率放大器用的開關電源，能夠直接替代功率放大器內的傳統線性變壓器電源，而不會使原來的防衝擊電路失效。本實用新型的技術方案如下[0013]一種新型的音頻功率放大器用開關電源，包括一個變壓器，變壓器次級輸出分別接一濾波電路後供電至功率放大器放大電路和功率放大器防衝擊電路；變壓器初級與半橋變換器電路相連，半橋變換器電路還與壓控振蕩器相連並受壓控振蕩器控制；壓控振蕩器還連接有電流採樣電阻，並通過對該電阻的監控控制半橋變換器電路輸出，從而控制變壓器次級的輸出功率；壓控振蕩器還連接有輸入電流檢測電路，檢測輸入電源的通斷。本實用新型的發明原理如下傳統的開關電源通過脈寬調製(PWM)電源死區(關斷時間)來達到控制輸出電壓的目的，而電源死區的大小是影響輸出紋波大小的主要因素之一，電源死區大紋波就大，反之電源死區小紋波就小。由變壓器的基本理論可知，變壓器的初級和次級兩邊的安匝數要相等，即有IpNp = IsNs------①式中Ip 變壓器原邊電流Is 變壓器副邊電流Np:變壓器原邊匝數Ns 變壓器副邊匝數將公式①兩邊求導有
權利要求1.一種新型的音頻功率放大器用開關電源，其特性在於該電源有一個壓控振蕩器 (3)，與其相連有一個交流電檢測電路(5)、一個半橋變換器電路( 和電流採樣電阻R2。
2.依照權利要求1所述的音頻功率放大器用開關電源，其特徵在於交流電檢測電路包括一個二極體D1，該二極體正極與輸入電源相連；負極與壓控振蕩器的埠(31)相連，且與零電位間通過電容C2相連。
3.依照權利要求1所述的音頻功率放大器用開關電源，其特徵在於半橋變換器電路中包括包括兩個場效應管Ql和Q2，Ql的源極與Q2的漏極相連後與變壓器初級線圈(11)的一端相接，Q2的源極與變壓器初級線圈的另一端通過一電容C3相連。
專利摘要本實用新型公開了一種用於音頻功率放大器的開關電源，該電源由變壓器、壓控振蕩器、半橋變換器電路、交流檢測電路、交流濾波電路、功率放大器濾波電路以及防衝擊濾波電路構成。經過功率放大器濾波電路以及防衝擊濾波電路後的電源可直接對至功率放大器供電。交流檢測電路可檢測電源的通斷，並用此信號控制壓控振蕩器。壓控振蕩器通過對變壓器初級電流的監控，控制半橋變換器電路，從而控制變壓器的次級輸出。本實用新型採用壓控振蕩器代替脈寬調製器(PWM)，將死區固定在一個非常小的值，使得電源的紋波非常小；本實用新型採用監控初級電流的方法，使變壓器次級的輸出功率能隨音頻功率放大器的功率升高而快速提升，具有較佳的瞬態響應性能。
文檔編號H02M1/14GK201956918SQ20102023848
公開日2011年8月31日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者宋學東, 陸運 申請人:廣州市運生電器有限公司