CN105407434A - 一种音频功放的输出控制***及具有该***的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种音频功放的输出控制***，包括：开关模块，与音频功放和喇叭连接，用于将音频功放输出的音频信号输出或阻止输出至所述喇叭；分压模块，与音频功放和所述开关模块连接，用于将外部电源提供的电压进行分压；处理模块，与分压模块连接，包括模数转换接口和通用输入/输出接口，用于读取外部电源通过分压模块分压至模数转换接口处的电压值，并判断模数转换接口处的电压值是否小于预设电压阈值，若是，则拉高通用输入/输出接口处电压，令开关模块打开，若否，则表示通用输入/输出接口处电压为低电平，令开关模块保持关闭。本发明可以保护音频功放的输出，避免了因外部大电压对音频功放的损坏。

Description

一种音频功放的输出控制***及具有该***的电子设备

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种控制***，特别是涉及一种音频功放的输出控制***及具有该***的电子设备。

背景技术

T-Box是当今互联汽车车载***中一个非常重要的部件，其主要功能是实现汽车与TSP的互联,当发生严重的意外时，TBOX还可以自动拨打紧急救援电话。通常T-Box会连接一个专门的喇叭作为紧急救援通话时使用，TBOX内置音频功放，用以驱动喇叭。当今主流的音频功放一般为BTL(BridgeTiedLoad)输出，即桥式输出，这种输出是禁止接到一个大于音频功放的输入电压上的，否则就会烧坏音频功放。TBOX和汽车通信是通过一根线束，线束上有几十个信号，在车厂生产汽车时，产线工人把线束插到各个汽车接口。这时候，如果因为工人的误操作，可能会把本应该接到喇叭的信号错接到车载蓄电池接口或者其他有电压的接口，如果不对音频功放的输出不加以保护，车载电池的电压会把音频功放损坏，更糟糕的是，如果当时没有察觉，长时间会把蓄电池的电量耗光而造成汽车无法发动点火，同时，音频功放由于长时间有大电流通过，会产生大量的热而造成其他危险。

因此，如何提供一种音频功放的输出控制***及具有该***的电子设备，以解决现有技术中由于工人误操作把应该接到喇叭的信号错接到车载蓄电池接口或者其他有电压的接口上而造成车载电池的电压损坏音频功放，耗光蓄电池的电量，或者音频功放长时间通过大电流产生大量热量而造成其他危险等等，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种音频功放的输出控制***及具有该***的电子设备，用于解决现有技术中由于工人误操作把应该接到喇叭的信号错接到车载蓄电池接口或者其他有电压的接口上而造成车载电池的电压损坏音频功放，耗光蓄电池的电量，或者音频功放长时间通过大电流产生大量热量而造成其他危险的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种音频功放的输出控制***，所述音频功放的输出控制***与音频功放、喇叭、及外部电源连接，所述音频功放的输出控制***包括：开关模块，与所述音频功放和喇叭连接，用于将所述音频功放输出的音频信号输出或阻止输出至所述喇叭；分压模块，与所述音频功放和所述开关模块连接，用于将所述外部电源提供的电压进行分压；处理模块，与所述分压模块连接，包括模数转换接口和通用输入/输出接口，用于读取所述外部电源通过分压模块分压至所述模数转换接口处的电压值，并判断所述模数转换接口处的电压值是否小于预设电压阈值，若是，则拉高所述通用输入/输出接口处电压，令所述开关模块打开，若否，则表示所述通用输入/输出接口处电压为低电平，令所述开关模块保持关闭。

于本发明的一实施例中，所述预设电压阈值大于当所述音频功放提供所述音频功放的最大输出电压时模数转换接口处的电压值，小于当所述音频功放提供所述音频功放的最大承受电压时模数转换接口处的电压值。

于本发明的一实施例中，所述开关模块包括第一MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管和第二MOS管采用N型MOS管或P型MOS管。

于本发明的一实施例中，当所述第一MOS管和第二MOS管采用N型MOS管时，所述第一MOS管和第二MOS管的栅极电压需大于所述音频功放的最大输出电压与栅源电压绝对值之和；当所述第一MOS管和第二MOS管采用P型MOS管时，所述第一MOS管和第二MOS管的栅极电压需小于所述音频功放的最小输出电压与栅源电压绝对值之差

于本发明的一实施例中，所述音频功放的输出控制***还包括与所述开关模块连接，用于吸收外部的静电以防止静电损坏所述开关模块的保护模块，所述保护模块包括分别与所述第一MOS管和第二MOS管连接的第一保护单元和第二保护单元，所述第一保护单元和第二保护单元分别为TVS二极管。

于本发明的一实施例中，当所述通用输入/输出接口处电压拉高时，与所述外部电源连接的用于控制外部电源的外电源控制模块导通以打开或关闭所述开关模块；当所述通用输入/输出接口处电压拉低时，与所述外部电源连接的用于控制外部电源的外电源控制模块关闭以关闭所述开关模块。

于本发明的一实施例中，所述外电压控制模块包括第一三极管和第二三极管，当所述通用输入/输出接口处电压拉高时，所述第一三极管导通，拉低所述第二三极管的基极电压，导通所述第二三极管。

于本发明的一实施例中，所述第一三极管为P型三极管，所述第二三极管为N型三极管。

于本发明的一实施例中，所述模数转换接口包括第一模数转换接口和第二模数转换接口，所述分压模块包括第一分压单元和第二分压单元，所述第一模数转换接口与所述第一分压单元连接，所述第二模数转换接口与所述第二分压单元连接。

本发明另一方面还提供一种电子设备，所述电子设备包括所述的音频功放的输出控制***。

如上所述，本发明的音频功放的输出控制***及具有该***的电子设备，具有以下有益效果：

本发明所述的音频功放的输出控制***及具有该***的电子设备可以保护音频功放的输出，避免了因外部大电压对音频功放的损坏。

附图说明

图1显示为本发明的音频功放的输出控制***于一实施例中的原理结构示意图。

图2显示为本发明的音频功放的输出控制***于一实施例中的电路图。

图3显示为本发明的电子设备于一实施例中的原理结构示意图。

元件标号说明

1音频功放的输出控制***

11开关模块

12分压模块

13处理模块

14外电源控制模块

15保护模块

121第一分压单元

122第二分压单元

131第一模数转换接口

132第二模数转换接口

133通用输入/输出接口

151第一保护单元

152第二保护单元

2音频功放

3喇叭

4外部电压

5电子设备

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本实施例提供一种音频功放的输出控制***，所述音频功放的输出控制***与音频功放、喇叭、及外部电源连接，所述音频功放的输出控制***包括：

开关模块，与所述音频功放和喇叭连接，用于将所述音频功放输出的音频信号输出或阻止输出至所述喇叭；

分压模块，与所述音频功放和所述开关模块连接，用于将所述外部电源提供的电压进行分压；

处理模块，与所述分压模块连接，包括模数转换接口和通用输入/输出接口，用于读取所述外部电源通过分压模块分压至所述模数转换接口处的电压值，并判断所述模数转换接口处的电压值是否小于预设电压阈值，若是，则拉高所述通用输入/输出接口处电压，令所述开关模块打开，若否，则表示所述通用输入/输出接口处电压为低电平，令所述开关模块保持关闭。

以下将结合图示对本实施例所述的音频功放的输出控制***进行详细阐述。请参阅图1和图2，分别显示为音频功放的输出控制***于一实施例中的原理结构示意图和音频功放的输出控制***于一实施例中的电路图。如图1所示，所述音频功放的输出控制***1与音频功放2、喇叭3、及外部电源4连接，所述音频功放的输出控制***1包括：开关模块11、分压模块12、处理模块13、外电源控制模块14、及保护模块15。

所述开关模块11与音频功放2和喇叭3连接，所述开关模块11用于充当所述音频功放输出的音频信号的输出开关，换句话说就是，所述开关模块11用于将所述音频功放2输出音频信号输出至所述喇叭3或阻止音频信号输出至所述喇叭3。如图2所示，所述开关模块11包括第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2可采用N型MOS管或P型MOS管，在本实施例中，采用N型MOS管。

与所述音频功放2和所述开关模块11连接的分压模块12用于将外部电源4提供的电压进行分压。如图2所示，所述分压模块14包括第一分压单元121和第二分压单元122。所述第一分压单元121分别通过第一电阻R1和第二电阻R2分压，第二分压单元122分别通过第三电阻R3和第四电阻R4分压。

与所述分压模块12连接的处理模块13包括模数转换接口，即第一模数转换接口(ADC1)131和第二模数转换接口(ADC2)132，和通用输入/输出接口(GPIO)133。所述处理模块13用于在打开所述开关模块11前，先读取所述外部电源4通过分压模块12分压至所述第一模数转换接口(ADC1)处和所述第二模数转换接口(ADC2)处的电压值，判断所述第一模数转换接口131处和所述第二模数转换接口132处的电压值是否小于预设电压阈值，若是，所述处理模块13将所述通用输入/输出接口133处的电压从低电平拉高到高电平，当所述通用输入/输出接口133处的电压拉高时，与所述处理模块13的通用输入/输出接口133连接的用于控制外部电源4的外电源控制模块14导通，将所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2中栅极(G极)的电压拉高，约等于外部电源4提供的电压值VDD。在本实施例中，所述预设电压阈值大于当所述音频功放2提供所述音频功放的最大输出电压时模数转换接口处的电压值，即所述第一模数转换接口(ADC1)处和所述第二模数转换接口(ADC2)处的电压值，小于当所述音频功放2提供所述音频功放最大承受电压时模数转换接口处的电压值，即所述第一模数转换接口(ADC1)处和所述第二模数转换接口(ADC2)处的电压值。

所述外电源控制模块14用于控制外部电源4的开或关。如图2所示，所述外电源控制模块14包括第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第一三极管T1，和第二三极管T2，于本实施例中所述第一三极管T1为P型三极管，所述第二三极管为N型三极管。在本实施例中，当所述通用输入/输出接口133处的电压拉高时，所述第一三极管T1导通，拉低T2基极(B极)的电压，第二三极管T2导通，此时，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2中栅极(G极)的电压为高电平。在本实施例中，当所述通用输入/输出接口133处电压拉高时，与所述外部电源连接的用于控制外部电源的外电源控制模块导通以打开或关闭所述开关模块；当所述通用输入/输出接口处电压拉低时，与所述外部电源连接的用于控制外部电源的外电源控制模块关闭以关闭所述开关模块。

在本实施例中，为了确保述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的打开，当所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2采用N型MOS管时，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的栅极电压需大于所述音频功放的最大输出电压与栅源电压绝对值，即栅极与源极之间的压差的绝对值之和；当所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2采用P型MOS管时，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的栅极电压需小于所述音频功放的最小输出电压与栅源电压绝对值，栅极与源极之间的压差的绝对值之差。且当所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2采用N型MOS管时，MOS管Q1和Q2的栅极电压必须要大于源极电压，当所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2采用P型MOS管时，MOS管Q1和Q2的栅极电压必须要小于源极电压，通常音频功放2的输出电压最小值可以到0V，所以需要在S极加负电压。须注意的是，Q1和Q2的导通电阻(Rds(on))必须尽可能的小，以减少消耗在MOSFET上的音频的能量，不会降低喇叭的音量。MOS管Q1和Q2的漏源电压Vds也需注意，Vds如果太小，外部电压也可能会把MOSFET击穿，且由于MOS管对静电比较敏感，容易被静电损坏，因此，所述音频功放的输出控制***1还包括与所述开关模块11连接的，用于吸收外部的静电以防止静电损坏所述开关模块11的保护模块15，如图2所示，所述保护模块包括分别与所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2连接的第一保护单元152和第二保护单元152，所述第一保护单元151和第二保护单元152分别为TVS二极管RV2和RV3。

以下将本实施例所述的音频功放的输出控制***的电路图进行具体描述。如图2所示，所述音频功放2包括正输出端(OUTPUT+)和负输出端(OUTPUT－)，所述第一MOS管Q1的源极连接在正输出端(OUTPUT+)，所述第二MOS管Q2的源极连接在负输出端(OUTPUT－)。第一电阻R1的一端与正输出端(OUTPUT+)连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端相连接，第二电阻R2的另一端接地。第三电阻R3的一端与负输出端(OUTPUT－)连接，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端相连接，第四电阻R4的另一端接地。为了读取所述外部电源4通过分压模块14分压至所述第一模数转换接口(ADC1)处和所述第二模数转换接口(ADC2)处的电压值，所述处理模块13的所述第一模数转换接口131连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，所述第二模数转换接口132连接在第三电阻R3和第四电阻R4之间。当所述处理模块13读取到所述第一模数转换接口(ADC1)处和所述第二模数转换接口(ADC2)处的电压值小于所述预设电压阀值时，所述处理模块13将通用输入/输出接口(GPIO)133处的电压拉高，通用输入/输出接口(GPIO)133连接在第一三级管T1的基极上，第一三级管T1的集电极连接在第七电阻R7的一端，第一三级管T1的发射极接地，第七电阻R7的另一端连接在第二三极管T2的基极上，第二三极管T2的发射极与外部电源4(VDD)连接，第二三极管T2的集电极与第六电阻R6的一端相连接，第六电阻R6的一端的另一端与第二MOS管Q2的栅极连接，第五电阻R5的一端与外部电源4(VDD)连接，第五电阻R5的另一端连接在第二三极管T2的基极。在本实施例中，所述第一MOS管Q1的栅极连接在第八电阻R8的一端，第八电阻的另一端接地，所述第八电阻为拉低电阻(PULL-DOWN)。所述第一MOS管Q1的漏极与第二MOS管Q2的漏极与所述喇叭3连接，TVS二极管RV2的一端与正输出端(OUTPUT+)连接，，RV3的一端与负输出端(OUTPUT－)连接，在本实施例中，TVS二极管RV2和RV2为双向TVS，不分正负。单向TVS负极接信号，正极接地。

本实施例所述的音频功放的输出控制***可以保护音频功放的输出，避免了因外部大电压对音频功放的损坏。

实施例二

本实施例包括一种电子设备，请参阅图3，显示为电子设备于一实施例中的原理结构示意图。如图3所示，所述电子设备5包括实施例一种所描述的音频功放的输出控制***1、音频功放2、及喇叭3。在本实施例中，所述电子设备5具体为车载T-BOX。

综上所述，本发明所述的音频功放的输出控制***及具有该***的电子设备可以保护音频功放的输出，避免了因外部大电压对音频功放的损坏。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种音频功放的输出控制***，其特征在于，所述音频功放的输出控制***与音频功放、喇叭、及外部电源连接，所述音频功放的输出控制***包括：

开关模块，与所述音频功放和喇叭连接，用于将所述音频功放输出的音频信号输出或阻止输出至所述喇叭；

分压模块，与所述音频功放和所述开关模块连接，用于将所述外部电源提供的电压进行分压；

处理模块，与所述分压模块连接，包括模数转换接口和通用输入/输出接口，用于读取所述外部电源通过分压模块分压至所述模数转换接口处的电压值，并判断所述模数转换接口处的电压值是否小于预设电压阈值，若是，则拉高所述通用输入/输出接口处电压，令所述开关模块打开，若否，则表示所述通用输入/输出接口处电压为低电平，令所述开关模块保持关闭。

2.根据权利要求1所述的音频功放的输出控制***，其特征在于：所述预设电压阈值大于当所述音频功放提供所述音频功放的最大输出电压时模数转换接口处的电压值，小于当所述音频功放提供所述音频功放的最大承受电压时模数转换接口处的电压值。

3.根据权利要求2所述的音频功放的输出控制***，其特征在于：所述开关模块包括第一MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管和第二MOS管采用N型MOS管或P型MOS管。

4.根据权利要求3所述的音频功放的输出控制***，其特征在于：

当所述第一MOS管和第二MOS管采用N型MOS管时，所述第一MOS管和第二MOS管的栅极电压需大于所述音频功放的最大输出电压与栅源电压绝对值之和；

当所述第一MOS管和第二MOS管采用P型MOS管时，所述第一MOS管和第二MOS管的栅极电压需小于所述音频功放的最小输出电压与栅源电压绝对值之差。

5.根据权利要求3所述的音频功放的输出控制***，其特征在于：所述音频功放的输出控制***还包括与所述开关模块连接，用于吸收外部的静电以防止静电损坏所述开关模块的保护模块，所述保护模块包括分别与所述第一MOS管和第二MOS管连接的第一保护单元和第二保护单元，所述第一保护单元和第二保护单元分别为TVS二极管。

6.根据权利要求1所述的音频功放的输出控制***，其特征在于：当所述通用输入/输出接口处电压拉高时，与所述外部电源连接的用于控制外部电源的外电源控制模块导通以打开或关闭所述开关模块；

当所述通用输入/输出接口处电压拉低时，与所述外部电源连接的用于控制外部电源的外电源控制模块关闭以关闭所述开关模块。

7.根据权利要求6所述的音频功放的输出控制***，其特征在于：所述外电压控制模块包括第一三极管和第二三极管，当所述通用输入/输出接口处电压拉高时，所述第一三极管导通，拉低所述第二三极管的基极电压，导通所述第二三极管。

8.根据权利要求6所述的音频功放的输出控制***，其特征在于：所述第一三极管为P型三极管，所述第二三极管为N型三极管。

9.根据权利要求1所述的音频功放的输出控制***，其特征在于：所述模数转换接口包括第一模数转换接口和第二模数转换接口，所述分压模块包括第一分压单元和第二分压单元，所述第一模数转换接口与所述第一分压单元连接，所述第二模数转换接口与所述第二分压单元连接。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

如权利要求1-9中任一项所述的音频功放的输出控制***。