CN105337580A - 一种音频功率放大控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种音频功率放大控制电路，包括依次连通的差分放大电路、电压放大电路和电流放大电路以及保护电路，本发明的功率放大电路通过差分放大提高了增益，再通过电压和电流的单独放大，降低了功率在放大过程中的失真和损耗，使得音频功率在有效放大后失真率降低；且本发明通过采用保护芯片，能有效检测出功率放大过程中的问题，并及时提供保护措施，防止电路元件的大面积损伤。

Description

一种音频功率放大控制电路

技术领域：

本发明属于功率放大领域，涉及一种音频功率放大控制电路。

背景技术：

一般放大电路主要用于放大信号的电压或电流，而功率放大电路则主要实现信号的放大，以便送到执行机构中去完成某种任务，如使扬声器发声、继电器动作或仪表指示等。

音频功率放大器广泛应用于家庭影院、音响***、立体声唱机、伺服放大器等电子***中。人们在追求高保真度音频功放的同时，也希望功放有大的输出功率和高效率。因此，设计一种失真度小，输出功率大，效率高的音频功放也有很重要的现实意义。

发明内容：

本发明目的就是为了提供一种失真度小，输出功率大，效率高的音频功率放大控制电路，其技术方案如下：

一种音频功率放大控制电路，其特征在于：包括依次连通的差分放大电路、电压放大电路和电流放大电路，所述差分放大电路包括三极管Q403、三极管Q404、三极管Q409和三极管Q410，所述三极管Q403和三极管Q404为一组连接，三极管Q409和三极管Q410为另一组连接，且两组连接镜像设置；

所述电压放大电路包括两组放大管，分别为三极管Q419和三级管Q431为第一组放大管，三极管Q417和第四三极管Q428为第二组放大管，所述第一组放大管和第二组放大管镜像设置；

所述电流放大电路包括镜像设置的第一组电流放大电路和第二组电流放大电路，第一组电流放大电路包括两个并联的三极管Q432和三极管Q430，第二组电流放大电路包括两个并联的三极管Q427和三极管Q429。

进一步的，所述差分放大电路中三极管Q403的基极连接音频的输入，三极管Q403的集电极连接三极管Q404的集电极，三极管Q403的发射极经电阻R438和电阻R439连三极管Q409的发射极，三极管Q404的发射极经电阻R410接负电源，三极管Q404的基极连接三极管410的基极，三极管Q410的集电极连接三极管Q409的集电极，三极管Q410的发射极经电阻R426连负电源，三极管Q409的基极输出作为电流输出，所述三极管Q410的基极和集电极相连，所述电阻R438和电阻R439之间连接有三极管Q408，且与三极管Q408的集电极连接，三极管Q408的发射极经电阻R419连正电源，三极管Q408的集电极电压作为电压放大电路中第二组放大管的输入；三极管Q403的集电极电压作为电压放大电路中第二组放大管的输入；

三极管Q403和三极管Q404的一组连接与三极管Q409和三极管Q410的一组连接镜像设置，三极管Q403和三极管409的基极电压不同，三极管Q403和三极管Q409的集电极电压相等，三极管Q408的基极电压和三极管Q403的集电极电压差为电阻R438的两端的电压差。

进一步的，所述电压放大电路中三极管Q419的基极连接差分放大电路，三极管Q419的发射极连负电源，三极管Q419的集电极连三极管Q431的基极，三极管Q431的发射极连第一组电流放大电路，三极管Q431的集电极连负电源，三极管Q419和三级管Q431的集电极和基极均连接有补偿电容；三极管Q417的基极连接三极管Q408的基极，三极管Q417的发射极连正电源，三极管Q417的集电极连三极管Q428的基极，三极管Q428的发射极连第二组电流放大电路的输入端，三极管Q428的集电极连负电源，三极管Q417和三极管Q428的集电极和基极均连接有补偿电容；

经差分放大电路后的电压经第一组放大管中的三极管Q419放大一级，再经过三极管Q431二次放大，三极管Q431的发射极电压为输出电压一，同理，差分放大电路中三极管Q408的电压经第二组放大管中的三极管Q417放大一级后，再经过三极管Q428二次放大，三极管Q428的发射极电压为输出电压二，输出电压一和输出电压二的差值为差分放大电路中电压差的二级放大值。

进一步的，所述电流放大电路中三极管Q432的基极和第一组放大管的输出端之间连接有电阻R462，三极管Q430的基极和第一组放大管的输出端之间连接有电阻R461，所述三极管Q432的发射极经电阻R460输出，三极管Q430的发射极经电阻R479输出，所述三极管Q432的集电极和三极管Q430的集电极均连负电源；

三极管Q427的基极和第二组放大管的输出端之间连接有电阻R456，三极管Q429的基极和第二组放大管的输出端之间连接有电阻R457，所述三极管Q427的发射极经电阻R458输出，三极管Q429的发射极经电阻R477输出，所述三极管Q427的集电极和三极管Q429的集电极均连正电源；

电流放大电路以差分放大电路输入端的电压为基准，在电压不变的情况下，将输出的电流放大，输出电流为流经三极管Q432、三极管Q430、三极管Q427和三极管Q429的发射极电流的总和。

进一步的，所述音箱音频功率放大控制电路还设有保护电路，所述保护电路采用保护芯片C1237，且在芯片上连接有过流过压检测单元，继电器保护单元和温度保护单元。

进一步的，所述过流过压检测单元中所述保护芯片C1237的引脚2经电阻R463连接功率放大器输出点，即为过压检测；所述保护芯片C1237的引脚1经电阻R464连有三极管Q433的集电极，三极管Q433的发射极连电源，三极管Q433的基极经电阻R466连有一三极管Q434的的集电极，三极管Q433的发射极和基极间并联有电阻R465和电容437，三极管Q434的发射极连接三极管430的发射极，三极管Q434的基极经电阻468连接三旧感Q429的发射极，三极管Q434的基极和发射极间并联了电阻R470和电容C438；

当三极管Q434和三极管Q433被触发导通后，保护芯片C1237包括的引脚1检测三极管Q430和三极管Q429的发射极端的电流。

进一步的，所述继电器保护单元中包括继电器J401和线圈L401，继电器J401的线圈部一端连接电源，另一端连接保护芯片C1237的引脚6，继电器J401的开关部连接线圈L401的一端，线圈L401的另一端连接功率放大器输出点；

当保护芯片C1237的引脚6输出驱动信号后，继电器J401获电闭合，将放大后的功率输出至外接设备上。

进一步的，所述温度保护单元包括三极管Q435和热敏电阻NTC，所述三极管Q435的集电极连触发信号，三极管Q435的基极经电阻R475连电源，三极管Q435的基极又经电阻R494接地，三极管Q435的发射极经热敏电阻NTC接地，三极管Q435的发射极又经电阻R474接电源；

当热敏电阻NTC检测到温度过高时，热敏电阻NTC的阻值变大，直至三极管Q435导通，输出触发信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的功率放大电路通过差分放大提高了增益，再通过电压和电流的单独放大，降低了功率在放大过程中的失真和损耗，使得音频功率在有效放大后失真率降低；且本发明通过采用保护芯片，能有效检测出功率放大过程中的问题，并及时提供保护措施，防止电路元件的大面积损伤。

附图说明：

图1是本发明的电路原理图。

具体实施方式：

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示：一种音频功率放大控制电路，包括依次连通的差分放大电路、电压放大电路和电流放大电路，所述差分放大电路包括三极管Q403、三极管Q404、三极管Q409和三极管Q410，所述三极管Q403和三极管Q404为一组连接，三极管Q409和三极管Q410为另一组连接，且两组连接镜像设置。

电压放大电路包括两组放大管，分别为三极管Q419和三级管Q431为第一组放大管，三极管Q417和第四三极管Q428为第二组放大管，所述第一组放大管和第二组放大管镜像设置。

电流放大电路包括镜像设置的第一组电流放大电路和第二组电流放大电路，第一组电流放大电路包括两个并联的三极管Q432和三极管Q430，第二组电流放大电路包括两个并联的三极管Q427和三极管Q429。

差分放大电路中三极管Q403的基极连接音频的输入，三极管Q403的集电极连接三极管Q404的集电极，三极管Q403的发射极经电阻R438和电阻R439连三极管Q409的发射极，三极管Q404的发射极经电阻R410接负电源，三极管Q404的基极连接三极管410的基极，三极管Q410的集电极连接三极管Q409的集电极，三极管Q410的发射极经电阻R426连负电源，三极管Q409的基极输出作为电流输出，所述三极管Q410的基极和集电极相连，所述电阻R438和电阻R439之间连接有三极管Q408，且与三极管Q408的集电极连接，三极管Q408的发射极经电阻R419连正电源，三极管Q408的集电极电压作为电压放大电路中第二组放大管的输入；三极管Q403的集电极电压作为电压放大电路中第二组放大管的输入。

三极管Q403和三极管Q404的一组连接与三极管Q409和三极管Q410的一组连接镜像设置，三极管Q403和三极管409的基极电压不同，三极管Q403和三极管Q409的集电极电压相等，三极管Q408的基极电压和三极管Q403的集电极电压差为电阻R438的两端的电压差。

电压放大电路中三极管Q419的基极连接差分放大电路，三极管Q419的发射极连负电源，三极管Q419的集电极连三极管Q431的基极，三极管Q431的发射极连第一组电流放大电路，三极管Q431的集电极连负电源，三极管Q419和三级管Q431的集电极和基极均连接有补偿电容；三极管Q417的基极连接三极管Q408的基极，三极管Q417的发射极连正电源，三极管Q417的集电极连三极管Q428的基极，三极管Q428的发射极连第二组电流放大电路的输入端，三极管Q428的集电极连负电源，三极管Q417和三极管Q428的集电极和基极均连接有补偿电容。

经差分放大电路后的电压经第一组放大管中的三极管Q419放大一级，再经过三极管Q431二次放大，三极管Q431的发射极电压为输出电压一，同理，差分放大电路中三极管Q408的电压经第二组放大管中的三极管Q417放大一级后，再经过三极管Q428二次放大，三极管Q428的发射极电压为输出电压二，输出电压一和输出电压二的差值为差分放大电路中电压差的二级放大值。

电流放大电路中三极管Q432的基极和第一组放大管的输出端之间连接有电阻R462，三极管Q430的基极和第一组放大管的输出端之间连接有电阻R461，所述三极管Q432的发射极经电阻R460输出，三极管Q430的发射极经电阻R479输出，所述三极管Q432的集电极和三极管Q430的集电极均连负电源。

三极管Q427的基极和第二组放大管的输出端之间连接有电阻R456，三极管Q429的基极和第二组放大管的输出端之间连接有电阻R457，所述三极管Q427的发射极经电阻R458输出，三极管Q429的发射极经电阻R477输出，所述三极管Q427的集电极和三极管Q429的集电极均连正电源；

电流放大电路以差分放大电路输入端的电压为基准，在电压不变的情况下，将输出的电流放大，输出电流为流经三极管Q432、三极管Q430、三极管Q427和三极管Q429的发射极电流的总和。

音箱音频功率放大控制电路还设有保护电路，所述保护电路采用保护芯片C1237，且在芯片上连接有过流过压检测单元，继电器保护单元和温度保护单元。

过流过压检测单元中所述保护芯片C1237的引脚2经电阻R463连接功率放大器输出点，即为过压检测；所述保护芯片C1237的引脚1经电阻R464连有三极管Q433的集电极，三极管Q433的发射极连电源，三极管Q433的基极经电阻R466连有一三极管Q434的的集电极，三极管Q433的发射极和基极间并联有电阻R465和电容437，三极管Q434的发射极连接三极管430的发射极，三极管Q434的基极经电阻468连接三旧感Q429的发射极，三极管Q434的基极和发射极间并联了电阻R470和电容C438。

当三极管Q434和三极管Q433被触发导通后，保护芯片C1237包括的引脚1检测三极管Q430和三极管Q429的发射极端的电流。

继电器保护单元中包括继电器J401和线圈L401，继电器J401的线圈部一端连接电源，另一端连接保护芯片C1237的引脚6，继电器J401的开关部连接线圈L401的一端，线圈L401的另一端连接功率放大器输出点。

当保护芯片C1237的引脚1和引脚2检测到功率放大电路的过流时，为了防止保护芯片C1237被击穿，保护芯片C1237的引脚6输出驱动信号，继电器J401获电闭合，功率放大电路的输出电流通过线圈L401储能释放，直至输出的电流达到安全指标，则继电器J401自动断开。

温度保护单元包括三极管Q435和热敏电阻NTC，所述三极管Q435的集电极连触发信号，三极管Q435的基极经电阻R475连电源，三极管Q435的基极又经电阻R494接地，三极管Q435的发射极经热敏电阻NTC接地，三极管Q435的发射极又经电阻R474接电源；

当热敏电阻NTC检测到温度过高时，热敏电阻NTC的阻值变大，直至三极管Q435导通，输出触发信号。

本发明的工作原理为：音频信号经过差分放大电路提高了放大的增益，经过电压放大电路后，单独放大了音频信号的电压，经过电流放大电路后，单独将音频信号的电流放大，从而将音频信号的输出功率放大，因采用电压和电流单独放大，在放大过程中，就降低了电压和电流的损失，功率放大的精度更高，从而降低音频信号的失真。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种音频功率放大控制电路，其特征在于：包括依次连通的差分放大电路、电压放大电路和电流放大电路，所述差分放大电路包括三极管Q403、三极管Q404、三极管Q409和三极管Q410，所述三极管Q403和三极管Q404为一组连接，三极管Q409和三极管Q410为另一组连接，且两组连接镜像设置；

所述电压放大电路包括两组放大管，分别为三极管Q419和三级管Q431为第一组放大管，三极管Q417和第四三极管Q428为第二组放大管，所述第一组放大管和第二组放大管镜像设置；

所述电流放大电路包括镜像设置的第一组电流放大电路和第二组电流放大电路，第一组电流放大电路包括两个并联的三极管Q432和三极管Q430，第二组电流放大电路包括两个并联的三极管Q427和三极管Q429。

2.根据权利要求1所述的一种音频功率放大控制电路，其特征在于：所述差分放大电路中三极管Q403的基极连接音频的输入，三极管Q403的集电极连接三极管Q404的集电极，三极管Q403的发射极经电阻R438和电阻R439连三极管Q409的发射极，三极管Q404的发射极经电阻R410接负电源，三极管Q404的基极连接三极管410的基极，三极管Q410的集电极连接三极管Q409的集电极，三极管Q410的发射极经电阻R426连负电源，三极管Q409的基极输出作为电流输出，所述三极管Q410的基极和集电极相连，所述电阻R438和电阻R439之间连接有三极管Q408，且与三极管Q408的集电极连接，三极管Q408的发射极经电阻R419连正电源，三极管Q408的集电极电压作为电压放大电路中第二组放大管的输入；三极管Q403的集电极电压作为电压放大电路中第二组放大管的输入；

三极管Q403和三极管Q404的一组连接与三极管Q409和三极管Q410的一组连接镜像设置，三极管Q403和三极管409的基极电压不同，三极管Q403和三极管Q409的集电极电压相等，三极管Q408的基极电压和三极管Q403的集电极电压差为电阻R438的两端的电压差。

3.根据权利要求2所述的一种音频功率放大控制电路，其特征在于：所述电压放大电路中三极管Q419的基极连接差分放大电路，三极管Q419的发射极连负电源，三极管Q419的集电极连三极管Q431的基极，三极管Q431的发射极连第一组电流放大电路，三极管Q431的集电极连负电源，三极管Q419和三级管Q431的集电极和基极均连接有补偿电容；三极管Q417的基极连接三极管Q408的基极，三极管Q417的发射极连正电源，三极管Q417的集电极连三极管Q428的基极，三极管Q428的发射极连第二组电流放大电路的输入端，三极管Q428的集电极连负电源，三极管Q417和三极管Q428的集电极和基极均连接有补偿电容；

经差分放大电路后的电压经第一组放大管中的三极管Q419放大一级，再经过三极管Q431二次放大，三极管Q431的发射极电压为输出电压一，同理，差分放大电路中三极管Q408的电压经第二组放大管中的三极管Q417放大一级后，再经过三极管Q428二次放大，三极管Q428的发射极电压为输出电压二，输出电压一和输出电压二的差值为差分放大电路中电压差的二级放大值。

4.根据权利要求3所述的一种音频功率放大控制电路，其特征在于：所述电流放大电路中三极管Q432的基极和第一组放大管的输出端之间连接有电阻R462，三极管Q430的基极和第一组放大管的输出端之间连接有电阻R461，所述三极管Q432的发射极经电阻R460输出，三极管Q430的发射极经电阻R479输出，所述三极管Q432的集电极和三极管Q430的集电极均连负电源；

三极管Q427的基极和第二组放大管的输出端之间连接有电阻R456，三极管Q429的基极和第二组放大管的输出端之间连接有电阻R457，所述三极管Q427的发射极经电阻R458输出，三极管Q429的发射极经电阻R477输出，所述三极管Q427的集电极和三极管Q429的集电极均连正电源；

电流放大电路以差分放大电路输入端的电压为基准，在电压不变的情况下，将输出的电流放大，输出电流为流经三极管Q432、三极管Q430、三极管Q427和三极管Q429的发射极电流的总和。

5.根据权利要求1所述的一种音频功率放大控制电路，其特征在于：所述音箱音频功率放大控制电路还设有保护电路，所述保护电路采用保护芯片C1237，且在芯片上连接有过流过压检测单元，继电器保护单元和温度保护单元。

6.根据权利要求5所述的一种音频功率放大控制电路，其特征在于：所述过流过压检测单元中所述保护芯片C1237的引脚2经电阻R463连接功率放大器输出点，即为过压检测；所述保护芯片C1237的引脚1经电阻R464连有三极管Q433的集电极，三极管Q433的发射极连电源，三极管Q433的基极经电阻R466连有一三极管Q434的的集电极，三极管Q433的发射极和基极间并联有电阻R465和电容437，三极管Q434的发射极连接三极管430的发射极，三极管Q434的基极经电阻468连接三旧感Q429的发射极，三极管Q434的基极和发射极间并联了电阻R470和电容C438；

当三极管Q434和三极管Q433被触发导通后，保护芯片C1237包括的引脚1检测三极管Q430和三极管Q429的发射极端的电流。

7.根据权利要求5所述的一种音频功率放大控制电路，其特征在于：所述继电器保护单元中包括继电器J401和线圈L401，继电器J401的线圈部一端连接电源，另一端连接保护芯片C1237的引脚6，继电器J401的开关部连接线圈L401的一端，线圈L401的另一端连接功率放大器输出点；

当保护芯片C1237的引脚6输出驱动信号后，继电器J401获电闭合，将放大后的功率输出至外接设备上。

8.根据权利要求5所述的一种音频功率放大控制电路，其特征在于：所述温度保护单元包括三极管Q435和热敏电阻NTC，所述三极管Q435的集电极连触发信号，三极管Q435的基极经电阻R475连电源，三极管Q435的基极又经电阻R494接地，三极管Q435的发射极经热敏电阻NTC接地，三极管Q435的发射极又经电阻R474接电源；

当热敏电阻NTC检测到温度过高时，热敏电阻NTC的阻值变大，直至三极管Q435导通，输出触发信号。