CN220915260U - 一种功放输出保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种功放输出保护电路，包括控制模块、检测模块和开关模块，所述开关模块连接在音箱输入端和音频放大器输出端之间，所述检测模块连接在音频放大器输出端和控制模块之间，所述控制模块连接所述开关模块的控制端。本实用新型可有效提高电路安全性。

Description

一种功放输出保护电路

技术领域

本实用新型涉及音箱技术领域，尤其涉及一种功放输出保护电路。

背景技术

音频功率放大器所接的音箱一般比较昂贵，当音频功率放大器电路出现故障时，其输出端直流电位常常会偏离零电平，出现较高的正或负的直流电压。此时如不及时切断功率放大器与音箱，将有直流电压流入音箱则烧毁扬声器，还有在接通电源的瞬间由于放大器的各级放大电路的工作点还没有建立好，电路也会输出一个冲击的POP声，这个POP声也有可能烧坏音箱。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种功放输出保护电路，以解决现有技术音响容易被烧毁的问题。

本实用新型提供如下技术方案：

一种功放输出保护电路，包括控制模块、检测模块和开关模块，所述开关模块连接在音箱输入端和音频放大器输出端之间，所述检测模块连接在音频放大器输出端和控制模块之间，所述控制模块连接所述开关模块的控制端。

优选的，所述控制模块包括控制芯片U1、以及与所述控制芯片U1连接的控制输入模块和控制输出模块，所述控制输入模块还连接所述检测模块，所述控制输出模块还连接所述开关模块。

优选的，所述控制输入模块包括三极管Q5、三极管Q6，所述三极管Q5的基极连接所述检测模块，所述三极管的集电极连接所述三极管Q6的基极，所述三极管Q6的集电极连接在所述控制芯片U1的引脚4和供电端之间，所述三极管Q6的发射极接地。

优选的，所述控制输出模块包括三极管Q9、光耦U2和光耦U3，所述三极管Q9的基极连接所述控制芯片U1的引脚3，所述三极管Q9的发射极接地，所述三极管Q9的集电极连接所述光耦U3的发光二极管的负极，所述光耦U2的发光二极管的正极连接电路电压，所述光耦U2的发光二极管的负极连接所述光耦U3的发光二极管的正极，所述光耦U3的发光二极管的负极连接所述三极管Q9的集电极，所述光耦U2和光耦U3的集电极和发射极均连接所述开关模块。

优选的，所述开关模块包括左声道开关控制模块，所述左声道开关控制模块包括场效应管Q1和场效应管Q2，所述场效应管Q1的源极连接音频放大器输出端，所述场效应管Q1的栅极连接所述光耦U2的集电极，所述场效应管Q1的漏极连接所述场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2的源极连接音箱输入端，所述场效应管Q2的栅极连接所述光耦U2的集电极，所述光耦U2的发射极连接在所述场效应管Q1的漏极和场效应管Q2的漏极之间。

优选的，所述开关模块包括右声道开关控制模块，所述右声道开关控制模块包括场效应管Q7和场效应管Q8，所述场效应管Q7的源极连接音频放大器输出端，所述场效应管Q7的栅极连接所述光耦U3的集电极，所述场效应管Q7的漏极连接所述场效应管Q3的漏极，所述场效应管Q8的源极连接音箱输入端，所述场效应管Q8的栅极连接所述光耦U3的集电极，所述光耦U3的发射极连接在所述场效应管Q7的漏极和场效应管Q8的漏极之间。

优选的，所述检测模块包括左声道检测控制模块，所述左声道检测控制模块包括三极管Q13，所述三极管Q13的基极连接音频放大器输出端，所述三极管Q13的集电极连接三极管Q5的基极，所述三极管Q13的发射极连接有二极管D6的正极，所述二极管D6的负极接地。

优选的，所述检测模块包括右声道检测控制模块，所述右声道检测控制模块包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极连接音频放大器输出端，所述三极管Q3的集电极连接三极管Q5的基极，所述三极管Q3的发射极连接有二极管D8的正极，所述二极管D8的负极接地。

优选的，所述控制模块还包括延时启动模块，所述延时启动模块包括电容C1和电阻R17，所述电容C1的一端连接供电端，所述电容C1的另一端连接所述控制芯片U1的引脚6、引脚2和电阻R17，所述电阻R17的另一端接地。

优选的，还包括防自激模块，所述防自激模块连接在所述音频放大器输出端和开关模块之间。

本实用新型的实施例具有如下有益效果：

上述功放输出保护电路中，包括控制模块、检测模块和开关模块，开关模块连接在音箱输入端和音频放大器输出端之间，检测模块连接在音频放大器输出端和控制模块之间，控制模块连接开关模块的控制端。本实用新型通过在音频放大器和音箱之间设置本功放输出保护电路，通过检测模块检测两者之间的电流电压，然后反馈给控制模块用以控制开关模块的导通/截止，从而控制音频放大器至音箱之间的回路的导通/截止，来达到保护音箱不容易被烧毁的目的，提高了安全性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种功放输出保护电路的原理结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例提供的一种功放输出保护电路的控制模块的原理结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例提供的一种功放输出保护电路的检测模块的原理结构示意图。

图4示出了本实用新型实施例提供的一种功放输出保护电路的开关模块的原理结构示意图。

图5示出了本实用新型实施例提供的一种功放输出保护电路的防自激模块的原理结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1至5，本实用新型提供了一种功放输出保护电路，包括控制模块10、检测模块20和开关模块30，所述开关模块30连接在音箱输入端和音频放大器输出端之间，所述检测模块20连接在音频放大器输出端和控制模块之间，所述控制模块10连接所述开关模块30的控制端。

本实用新型通过在音频放大器和音箱之间设置本功放输出保护电路，通过检测模块检测两者之间的电流电压，然后反馈给控制模块用以控制开关模块的导通/截止，从而控制音频放大器至音箱之间的回路的导通/截止，来达到保护音箱不容易被烧毁的目的，提高了安全性。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，所述控制模块包括控制芯片U1、以及与所述控制芯片U1连接的控制输入模块和控制输出模块，所述控制输入模块还连接所述检测模块，所述控制输出模块还连接所述开关模块。

具体地，控制芯片U1的型号为NE555，是一款8脚时基集成电路芯片。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，所述控制输入模块包括三极管Q5、三极管Q6，所述三极管Q5的基极连接所述检测模块，所述三极管的集电极连接所述三极管Q6的基极，所述三极管Q6的集电极连接在所述控制芯片U1的引脚4和供电端之间，所述三极管Q6的发射极接地。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，所述控制输出模块包括三极管Q9、光耦U2和光耦U3，所述三极管Q9的基极连接所述控制芯片U1的引脚3，所述三极管Q9的发射极接地，所述三极管Q9的集电极连接所述光耦U3的发光二极管的负极，所述光耦U2的发光二极管的正极连接电路电压，所述光耦U2的发光二极管的负极连接所述光耦U3的发光二极管的正极，所述光耦U3的发光二极管的负极连接所述三极管Q9的集电极，所述光耦U2和光耦U3的集电极和发射极均连接所述开关模块。

具体地，三极管Q5为PNP三极管，三极管Q6为NPN三极管，三极管Q5的基极还连接有电阻R6，三极管Q5的发射极和基极之间还连接有电阻R7，三极管Q5的发射极还连接电容C1和电阻R1以及控制芯片U1的引脚8，三极管Q5的集电极还连接有电阻R8，电阻R8的另一端连接有电阻R9，三极管Q6的基极连接在电阻R8和电阻R9之间，电阻R9的另一端接地，三极管Q6的集电极与5V供电端之间连接有电阻R12，控制芯片U1的引脚4连接在三极管Q6的集电极和电阻R9之间，光耦U2的发光二极管的正极连接有电阻R1，电阻R1的另一端连接控制芯片U1的引脚8，控制芯片U1的引脚3和三极管Q9的基极之间还连接有电阻R18。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，所述开关模块包括左声道开关控制模块，所述左声道开关控制模块包括场效应管Q1和场效应管Q2，所述场效应管Q1的源极连接音频放大器输出端，所述场效应管Q1的栅极连接所述光耦U2的集电极，所述场效应管Q1的漏极连接所述场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2的源极连接音箱输入端，所述场效应管Q2的栅极连接所述光耦U2的集电极，所述光耦U2的发射极连接在所述场效应管Q1的漏极和场效应管Q2的漏极之间。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，所述开关模块包括右声道开关控制模块，所述右声道开关控制模块包括场效应管Q7和场效应管Q8，所述场效应管Q7的源极连接音频放大器输出端，所述场效应管Q7的栅极连接所述光耦U3的集电极，所述场效应管Q7的漏极连接所述场效应管Q3的漏极，所述场效应管Q8的源极连接音箱输入端，所述场效应管Q8的栅极连接所述光耦U3的集电极，所述光耦U3的发射极连接在所述场效应管Q7的漏极和场效应管Q8的漏极之间。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，所述检测模块包括左声道检测控制模块，所述左声道检测控制模块包括三极管Q13，所述三极管Q13的基极连接音频放大器输出端，所述三极管Q13的集电极连接三极管Q5的基极，所述三极管Q13的发射极连接有二极管D6的正极，所述二极管D6的负极接地。

具体地，所述左声道检测控制模块还包括电阻R2、电阻R10、电阻R11、三极管Q14、二极管D4和二极管D1。所述左声道检测控制模块还包括左声道滤波模块，所述左声道滤波模块包括电容C2、电容C3，可滤掉交流。其中，所述电阻R2的一端连接在音频放大器输出端和场效应管Q1之间，电阻R2的另一端连接所述电阻R10、二极管D4的负极、电容C2，所述电容C2的另一端连接所述电容C3，所述电容C3的另一端接地，所述电阻R10的另一端连接三极管Q13的基极，二极管D4的正极连接三极管Q14的发射极，三极管Q14的基极连接电阻R11，电阻R11的另一端连接电容C3、二极管D6的负极且接地，三极管Q14的集电极连接三极管Q13的集电极和二极管D1的负极，二极管D1的正极连接电阻R6。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，所述检测模块包括右声道检测控制模块，所述右声道检测控制模块包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极连接音频放大器输出端，所述三极管Q3的集电极连接三极管Q5的基极，所述三极管Q3的发射极连接有二极管D8的正极，所述二极管D8的负极接地。

具体地，所述右声道检测控制模块还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q4、二极管D9和二极管D2。所述左声道检测控制模块还包括右声道滤波模块，所述右声道滤波模块包括电容C5、电容C6，可滤掉交流。其中，所述电阻R3的一端连接在音频放大器输出端和场效应管Q7之间，电阻R3的另一端连接所述电阻R4、二极管D9的负极、电容C5，所述电容C5的另一端连接所述电容C6，所述电容C6的另一端接地，所述电阻R5的另一端连接三极管Q3的基极，二极管D9的正极连接三极管Q4的发射极，三极管Q4的基极连接电阻R5，电阻R5的另一端连接电容C6、二极管D9的负极且接地，三极管Q4的集电极连接三极管Q3的集电极和二极管D2的负极，二极管D2的正极连接电阻R6。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，所述控制模块还包括延时启动模块，所述延时启动模块包括电容C1和电阻R17，所述电容C1的一端连接供电端，所述电容C1的另一端连接所述控制芯片U1的引脚6、引脚2和电阻R17，所述电阻R17的另一端接地。

作为对所述功放输出保护电路的进一步可选的方案，还包括防自激模块40，所述防自激模块40连接在所述音频放大器输出端和开关模块之间。

具体地，所述防自激模块包括左声道安全模块和右声道安全模块，所述左声道安全模块包括电感L2、电阻R14、电阻R13、电容C7，所述电阻R14的一端连接音频放大器输出端，所述电阻R14的另一端连接场效应管Q1的源极，所述电感L2并联在电阻R14的两端，所述电阻R13连接在电阻R14和音频放大器输出端之间，所述电阻R13的另一端连接所述电容C7。所述右声道安全模块包括电感L1、电阻R16、电阻R15和电容C8，电阻R16连接在音频放大器输出端和场效应管Q7的源极之间，电感L1并联在电阻R16的两端，电阻R15的一端连接在电阻R16和音频放大器输出端之间，电阻R15的另一端连接所述电容C8。可有效防止电路自激损坏场效应管及其他电路元器件。

需要说明的是，本实用新型具有开机延时保护功能，一般延时5-8秒左右。具体地，延时启动模块控制芯片U1、电阻R17和电容C1组成，延时的时间由电阻R17和电容C1时间常数决定，改变这两个元件的值可改变控制芯片U1的3脚的输出的时间。上电的瞬间，由于电容C1两端的电压不能突变，此时控制芯片U1的3脚输出端输出低电平，三极管Q9不导通，两个光耦U2、光耦U3的发光二极管没有输出，两个光耦没有输出电压，开关模块的场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q7、场效应管Q8均不导通，音频放大器至音箱的回路截止，从而防止开机的冲击声。当电容C1电压充满电时，此时控制芯片U1的3脚输出端输出高电平，驱动三极管Q9导通，从而驱动两个光耦U2、光耦U3输出电压驱动开关模块的场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q7、场效应管Q8导通，此时音频放大器至音箱的回路导通。

当本实用新型所在电路发生故障，音频放大器输出端出现的直流电压的超过设置值时，此电压变成控制信号反馈给控制芯片U1，从而由控制芯片U1选择性的控制开关模块的截止/导通，以截止/导通功率放大器与音箱的回路，使音箱得到保护。本实用新型设置的阈值电压是+/-1.2V，去掉二极管D4、二极管D6、二极管D8和二极管D9可以把阈值电压调整为+/-0.6V。

具体地，对于左声道：当功放的输出L_AMP_IN输出有正电压的时候，当超过设置的电压值的时候，三极管Q13导通、三极管Q5导通、三极管Q6导通，从而使得控制芯片U1的引脚4被拉低，进而控制芯片U1根据接收到的信号，控制其引脚3输出低电平，使得三极管Q9截止，光耦U2和光耦U3的回路截止，光耦U2、光耦U3没有输出电压，使得场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q7、场效应管Q8不截止，音频放大器输出端至音箱的回路截止。当功放的输出L_AMP_IN输出有负电压的时候，当超过设置的电压值的时候，三极管Q14导通、三极管Q5导通、三极管Q6导通，从而控制芯片U1的引脚4被拉低，控制芯片U1的引脚3输出低电平，使得三极管Q9截止，从而光耦U2和光耦U3没有输出电压，使得场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q7、场效应管Q8不截止，音频放大器输出端至音箱的回路截止。同理，右声道工作原理和左声道相同。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种功放输出保护电路，其特征在于，包括控制模块、检测模块和开关模块，所述开关模块连接在音箱输入端和音频放大器输出端之间，所述检测模块连接在音频放大器输出端和控制模块之间，所述控制模块连接所述开关模块的控制端。

2.根据权利要求1所述的功放输出保护电路，其特征在于，所述控制模块包括控制芯片U1、以及与所述控制芯片U1连接的控制输入模块和控制输出模块，所述控制输入模块还连接所述检测模块，所述控制输出模块还连接所述开关模块。

3.根据权利要求2所述的功放输出保护电路，其特征在于，所述控制输入模块包括三极管Q5、三极管Q6，所述三极管Q5的基极连接所述检测模块，所述三极管的集电极连接所述三极管Q6的基极，所述三极管Q6的集电极连接在所述控制芯片U1的引脚4和供电端之间，所述三极管Q6的发射极接地。

4.根据权利要求2所述的功放输出保护电路，其特征在于，所述控制输出模块包括三极管Q9、光耦U2和光耦U3，所述三极管Q9的基极连接所述控制芯片U1的引脚3，所述三极管Q9的发射极接地，所述三极管Q9的集电极连接所述光耦U3的发光二极管的负极，所述光耦U2的发光二极管的正极连接电路电压，所述光耦U2的发光二极管的负极连接所述光耦U3的发光二极管的正极，所述光耦U3的发光二极管的负极连接所述三极管Q9的集电极，所述光耦U2和光耦U3的集电极和发射极均连接所述开关模块。

5.根据权利要求4所述的功放输出保护电路，其特征在于，所述开关模块包括左声道开关控制模块，所述左声道开关控制模块包括场效应管Q1和场效应管Q2，所述场效应管Q1的源极连接音频放大器输出端，所述场效应管Q1的栅极连接所述光耦U2的集电极，所述场效应管Q1的漏极连接所述场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2的源极连接音箱输入端，所述场效应管Q2的栅极连接所述光耦U2的集电极，所述光耦U2的发射极连接在所述场效应管Q1的漏极和场效应管Q2的漏极之间。

6.根据权利要求4所述的功放输出保护电路，其特征在于，所述开关模块包括右声道开关控制模块，所述右声道开关控制模块包括场效应管Q7和场效应管Q8，所述场效应管Q7的源极连接音频放大器输出端，所述场效应管Q7的栅极连接所述光耦U3的集电极，所述场效应管Q7的漏极连接所述场效应管Q3的漏极，所述场效应管Q8的源极连接音箱输入端，所述场效应管Q8的栅极连接所述光耦U3的集电极，所述光耦U3的发射极连接在所述场效应管Q7的漏极和场效应管Q8的漏极之间。

7.根据权利要求3所述的功放输出保护电路，其特征在于，所述检测模块包括左声道检测控制模块，所述左声道检测控制模块包括三极管Q13，所述三极管Q13的基极连接音频放大器输出端，所述三极管Q13的集电极连接三极管Q5的基极，所述三极管Q13的发射极连接有二极管D6的正极，所述二极管D6的负极接地。

8.根据权利要求3所述的功放输出保护电路，其特征在于，所述检测模块包括右声道检测控制模块，所述右声道检测控制模块包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极连接音频放大器输出端，所述三极管Q3的集电极连接三极管Q5的基极，所述三极管Q3的发射极连接有二极管D8的正极，所述二极管D8的负极接地。

9.根据权利要求2所述的功放输出保护电路，其特征在于，所述控制模块还包括延时启动模块，所述延时启动模块包括电容C1和电阻R17，所述电容C1的一端连接供电端，所述电容C1的另一端连接所述控制芯片U1的引脚6、引脚2和电阻R17，所述电阻R17的另一端接地。

10.根据权利要求1所述的功放输出保护电路，其特征在于，还包括防自激模块，所述防自激模块连接在所述音频放大器输出端和开关模块之间。