CN202602539U

CN202602539U - 一种音频功放用开关电源

Info

Publication number: CN202602539U
Application number: CN 201220298292
Authority: CN
Inventors: 段恩军
Original assignee: State Constant Electronic (huizhou) Co Ltd
Current assignee: State Constant Electronic (huizhou) Co Ltd
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-06-25

Abstract

本实用新型公开了一种音频功放用开关电源。所述电源包括依次连接的一次整流滤波电路、变压器电路、二次整流滤波电路和反馈电路，还包括PWM控制电路、功率开关电路及自动跟踪调校电路；所述功率开关电路与变压器电路连接，PWM控制电路通过功率开关电路控制变压器电路功率输出，所述自动跟踪调校电路连接于二次整流滤波电路及反馈电路之间，反馈电路输出端连接PWM控制电路。本实用新型所述电路工作能效高、性能稳定；且变压器电路输入和输出之间省掉Y电容，使电源的输入和输出部分完全隔离，用于音频功放电路时可有效减小电源输出的漏电电流，改善扬声器有高频干扰噪音而损失音质的问题。

Description

一种音频功放用开关电源

技术领域

本实用新型涉及一种音频功放用开关电源。

背景技术

音频功放（简称多媒体音箱）领域多采用线性电源供电。随着欧美发达国家对节能降耗要求的进一步提高，现有的大体积的音频功放的线性电源已无法满足欧美发达国家的要求，必将逐渐被市场淘汰。另一方面，由于线性电源主要采用铜线、矽钢片和骨架等，铜和矽钢片在线性电源中占的比重达到98%以上，由于全球金属材料价格一路上涨，成本相对较高。而现有的开关电源也无法应用于音频功放电路。由于开关电源电路中通常设有Y电容（用于共模滤波），对扬声器高频有干扰，无法满足音频功放对扬声器低频、中频、高频的频响要求完美音质还原的要求；且开关电源对输出功率的峰值没有动态保护，易损坏功放电路和扬声器，甚至整个损坏整个开关电源。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种音频功放用开关电源。

一种音频功放用开关电源，包括依次连接的一次整流滤波电路、变压器电路、二次整流滤波电路和反馈电路，还包括PWM控制电路、功率开关电路以及自动跟踪调校电路，所述功率开关电路与变压器电路连接，PWM控制电路通过功率开关电路控制变压器电路功率输出，所述自动跟踪调校电路连接于二次整流滤波电路及反馈电路之间，反馈电路输出端连接PWM控制电路。

具体的，所述自动跟踪调校电路包括电阻R21-R25、电容C15、C16及精密电压基准器U3；

具体的，精密电压基准器U3基准端连接电阻R21和电容C16，电阻R21另一端通过电容C15连接精密电压基准器U3稳压端控制U3的回路增益，电容C16连接U3稳压端；电阻R24、R25分别串联在变压器电路正负电压输出端实现对输出功率pk峰值的动态自动跟踪；取样变压器电路正负电压输出端A、B、C三点电压，取样点A电压通过电阻R25、R23接精密电压基准器U3基准端，取样点B电压直接连接精密电压基准器U3第三端，取样点C通过电阻R22接精密电压基准器U3基准端，实现输出电压大小调整。

具体的，所述反馈电路包括稳压管ZD1、电阻R19、R20、光耦U2；光耦U2将变压器二次侧的信号依比例转换到一次侧供给控制芯片U1，则控制芯片U1根据反馈信号控制MOS管Q1的导通和断开实现对输出电压的调整。

具体的，所述变压器电路包括变压器T1；所述变压器T1包括一次侧初级绕组Pin1-Pin2和副绕组Pin3-Pin4，及二次侧的次级绕组Pin6-Pin5和Pin7-Pin8；一次整流滤波电路输出电压经变压器T1初级绕组Pin1-Pin2后接MOS管漏极，MOS管源极通过电流检测电阻R13、R14、R15、R16到地；MOS管源极还通过电阻R11接U1 Pin4；T1初级绕组Pin2端串接二极管D5、再接并联电阻R3、R4、R5及电容C3；变压器T1副绕组Pin3-Pin4感应电压后经二极管D6整流后给电容C6充电，为控制芯片U1提供正常供电；变压器T1次级绕组Pin6-Pin5和Pin8-Pin7的感应电压输出给二次整流滤波电路。

本实用新型所述开关电源具体生产制造简单、成本低、体积小、重量轻的特点，适宜大范围推广和应用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果具体体现在：（1）所述开关电源电路对输出功率的pk峰值设有动态保护，工作能效高、性能稳定；（2）变压器电路输入和输出之间省掉Y电容，使电源的输入和输出部分完全隔离，减小了电源输出的漏电电流，有效改善了扬声器有高频干扰噪音而损失音质的问题。

附图说明

图1本实用新型组成原理示意框图；

图2为本实用新型实施例电路原理示意图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员能够更好地了解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的阐述。

如图1所示，本实用新型所揭示的音频功放用开关电源，包括依次连接的一次整流滤波电路、变压器电路、二次整流滤波电路和反馈电路，还包括PWM控制电路、功率开关电路以及自动跟踪调校电路，所述功率开关电路与变压器电路连接，PWM控制电路通过功率开关电路控制变压器电路功率输出，所述自动跟踪调校电路连接于二次整流滤波电路及反馈电路之间，反馈电路输出端连接PWM控制电路。

其中，一次整流滤波电路包括保险丝F1、热敏电阻NTC1、突波吸收器MR1、共模电感LF1、LF2、X2、电容CX1、桥堆BD1等。交流市电通过保险丝F1、热敏电阻NTC1、共模电感LF1、LF2后，再由桥堆BD1整流成直流电压。保险丝F1在电路出现输入电流大故障时起到熔断保护作用；热敏电阻NTC1用以在电源启动的瞬间限制开机瞬间电流；突波吸收器MR1用于防止雷击；共模电感LF1、LF2、X2电容CX1用于EMI防制。电阻R1、R2为CX1的并联泄放电阻。

其中，变压器电路包括变压器T1、电阻R9、R10、R11、R12、R3、R4、R5、R6、 R7、R8、R13、R14、R15、R16、R28, 二极管D5、D6、D7,电容C3、C4、C5、C6、C101等。功率开关电路包括MOS管Q1。PWM控制电路包括控制芯片 U1、电阻R6、R7、电容C4等。整流滤波后的直流电压通过启动电阻R6、R7给电容C4充电，以提供控制芯片U1 Pin5 所需的电压，保证控制芯片进入工作状态。U1 Pin6输出控制信号通过电阻R28接MOS管Q1栅极。电阻R9在Q1导通时起保护MOS管作用，电阻R10和二极管D7可防止MOS管Q1截止时栅极反相电压对U1的Pin6的损坏。电压也经过变压器T1初级绕组，再经熔断器FB1接MOS管漏极，MOS管源极通过电流检测电阻R13、R14、R15、R16到地，电阻R11接MOS管源极反馈电压给U1 Pin4，T1初级Pin1到Pin2产生感应电动势，二极管D5、电阻R3、R4、R5和电容C3组成尖峰电压吸收电路，防止峰值电压超过MOS管Q1的耐压值，防止MOS管Q1被击穿。变压器T1副绕组Pin3到Pin4感应电压后经二极管D6整流后给电容C6充电，为U1提供正常供电。变压器T1次级绕组Pin6到Pin5和Pin8到Pin7的感应电动势的能量经二极管D8、D9、D10、D11转换成直流。这样电路组成一个闭环回路，输出电压通过反馈电路控制控制芯片U1 的Pin2,U1的Pin6输出一个脉冲控制信号给MOS管Q1,控制MOS管Q1的导通和截止，电阻 R12接U1的 Pin3可以调节控制芯片工作频率。

其中，自动跟踪调校电路包括电阻R21-R25、电容C15、C16及精密电压基准器U3。精密电压基准器U3基准端连接电阻R21和电容C16，电阻R21另一端通过电容C15连接精密电压基准器U3稳压端控制U3的回路增益，电容C16连接U3稳压端；电阻R24、R25分别串联在变压器电路正负电压输出端实现对输出功率pk峰值的动态自动跟踪以保护PWM控制电路和MOS管Q1；取样变压器电路正负电压输出端A、B、C三点电压，取样点A电压通过电阻R25、R23接精密电压基准器U3基准端，取样点B电压直接连接精密电压基准器U3第三端，取样点C通过电阻R22接精密电压基准器U3基准端，实现输出电压大小调整。

其中，反馈电路包括稳压管ZD1、电阻R19、R20、光耦U2；光耦U2将变压器二次侧的信号转换到一次侧，当变压器二次侧的精密电压基准器U3导通后，光耦U2即会将变压器二次侧的电流依比例转换到一次侧。此时控制芯片U1由Pin6输出低电平信号关闭开关管Q1，则电压经稳压管ZD1、电阻R19、光耦合器和电阻R20组成的次级回路实现增益控制。电阻R19用于控制流过光耦U2的电流，R19阻值较小时，流过光耦U2的电流较大，U2转换电流较大，回路增益较快易产生造成振荡；R19阻值较大时，流过光耦合器的电流较小，U2转换电流较小，回路增益较慢，虽然较不易造成振荡，但需注意输出电压是否稳定。

其中，二次整流滤波电路包括二极管D8、D9、D10、D11，电容C7-C14,电阻R17、R18、R26、R27,电感L1、L2和共模电感LF3等。变压器次级绕组输出电压经过二极管D8、D9、D10、D11整流，分正负二路输出，在二极管整流截止的瞬间会有反相电压产生，若反相电压超过二极管的耐压值，二极管会有被击穿的危险，电阻R17、R18和电容C7、C8组成RC电路并联在二极管两端，可适当的减少反相电压值，除保护二极管外也具有改善电路EMI的作用，共模电感LF3也用于改善EMI。电容C9、C10、C11、C12、C13、C14和电感L1、L2组成LC滤波电路，对二次整流输出的电压进行滤波。电阻R26、R27为模拟负载, 用于增加电路稳定性。

图2所示实施例只是本实用新型的较优实施方式，需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1. 一种音频功放用开关电源，包括依次连接的一次整流滤波电路、变压器电路、二次整流滤波电路和反馈电路，其特征在于，还包括PWM控制电路、功率开关电路以及自动跟踪调校电路，所述功率开关电路与变压器电路连接，PWM控制电路通过功率开关电路控制变压器电路功率输出，所述自动跟踪调校电路连接于二次整流滤波电路及反馈电路之间，反馈电路输出端连接PWM控制电路。

2.根据权利要求1所述的音频功放用开关电源，其特征在于，所述自动跟踪调校电路包括电阻R21-R25、电容C15、C16及精密电压基准器U3；

精密电压基准器U3基准端连接电阻R21和电容C16，电阻R21另一端通过电容C15连接精密电压基准器U3稳压端控制U3的回路增益，电容C16连接U3稳压端；

电阻R24、R25分别串联在变压器电路正负电压输出端实现对输出功率pk峰值的动态自动跟踪；

取样变压器电路正负电压输出端A、B、C三点电压，取样点A电压通过电阻R25、R23接精密电压基准器U3基准端，取样点B电压直接连接精密电压基准器U3第三端，取样点C通过电阻R22接精密电压基准器U3基准端，实现输出电压大小调整。

3. 根据权利要求1所述的音频功放用开关电源，其特征在于，所述反馈电路包括稳压管ZD1、电阻R19、R20、光耦U2；光耦U2将变压器二次侧的信号依比例转换到一次侧供给控制芯片U1，则控制芯片U1根据反馈信号控制MOS管Q1的导通和断开实现对输出电压的调整。

4. 根据权利要求1所述的音频功放用开关电源，其特征在于，所述变压器电路包括变压器T1；所述变压器T1包括一次侧初级绕组Pin1-Pin2和副绕组Pin3-Pin4，及二次侧的次级绕组Pin6-Pin5和Pin7-Pin8；

一次整流滤波电路输出电压经变压器T1初级绕组Pin1-Pin2后接MOS管漏极，MOS管源极通过电流检测电阻R13、R14、R15、R16到地；MOS管源极还通过电阻R11接U1 Pin4；T1初级绕组Pin2端串接二极管D5、再接并联电阻R3、R4、R5及电容C3；变压器T1副绕组Pin3-Pin4感应电压后经二极管D6整流后给电容C6充电，为控制芯片U1提供正常供电；变压器T1次级绕组Pin6-Pin5和Pin8-Pin7的感应电压输出给二次整流滤波电路。