电源电路、线性电源和音频设备的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电源电路、线性电源和音频设备。

背景技术：

在相关技术中，一般采用在环形变压器上增加温度保险丝的方式来保护环形变压器和整机电路。当环形变压器发生短路或过压时，环形变压器的输出功率超出限制，温度上升，使得温度保险丝熔断，从而切断电源，保证电路的安全。然而，这种方式一方面需要等到环形变压器的温度上升到很高时才能进行保护，且当环形变压器发生欠压时无法进行保护；另一方面，普通的温度保险丝熔断后环形变压器即无法工作，而可恢复的温度保险丝成本高，恢复慢。因而存在保护不及时、不全面、无法快速恢复的问题。

技术实现要素：

本发明实施方式提供一种电源电路、线性电源和音频设备。

本发明实施方式的电源电路包括：

变压器；

检测电路，所述检测电路连接所述变压器的次级输出端，并用于检测所述变压器的次级输出端是否发生欠压、短路或过压；和

切换电路，所述切换电路连接所述检测电路和所述变压器，所述切换电路在所述检测电路检测到所述变压器的次级输出端发生欠压、短路或过压时，用于切断所述变压器的初级输入端与电源的连接，和在所述检测电路检测到所述变压器的次级输出端没发生欠压、短路和过压时，用于使所述变压器的初级输入端连接所述电源。

本发明实施方式的线性电源包括本发明实施方式的电源电路。

本发明实施方式的音频设备包括本发明实施方式的线性电源。

本发明实施方式的电源电路、线性电源和音频设备通过检测电路对变压器的次级输出端进行检测以判断变压器是否发生欠压、短路或过压，从而能够在变压器发生欠压、短路或过压时快速切断变压器的初级输入端的电源以实现保护功能，同时，在不存在欠压、短路和过压时，切换电路可保证变压器的工作。本发明实施方式的电源电路具有结构简单、成本低及响应速度快的优点。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的电源电路的功能模块示意图。

图2是本发明实施方式的检测电路的电路图。

图3是本发明另一实施方式的检测电路的电路图。

主要元件及符号说明：

电源电路10、变压器12、次级输出端122、第一次级输出绕组1222、第二次级输出绕组1224、初级输入端124、检测电路14、第一检测元件142、第二检测元件144、第一检测子电路146、第二检测子电路148、第一开关模块1482、分压模块1484、干扰吸收模块1486、第二开关模块1488、切换电路16、电源18；

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、第一稳压二极管ZD1、第二稳压二极管ZD2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电容C1。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终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方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

请参阅图1，本发明实施方式的电源电路10包括变压器12、检测电路14和切换电路16。检测电路14连接变压器12的次级输出端122，并用于检测变压器12的次级输出端122是否发生欠压、短路或过压。

切换电路16连接检测电路14和变压器12。切换电路16在检测电路14检测到变压器12的次级输出端122发生欠压、短路或过压时，用于切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接，和在检测电路14检测到变压器12的次级输出端122没发生欠压、短路和过压时，用于使变压器12的初级输入端124连接电源18。

本发明实施方式的电源电路10通过检测电路14对变压器12的次级输出端122进行检测以判断变压器12是否发生欠压、短路或过压，从而能够在变压器12发生欠压、短路或过压时快速切断变压器12的初级输入端124的电源18以实现保护功能，同时，在不存在欠压、短路和过压时，切换电路16可保证变压器12的工作。

在某些实施方式中，变压器12包括环形变压器。

具体地，环形变压器具有良好的输出特性和抗干扰能力，电效率高，散热情况好，可以广泛应用于各种用电设备和其他技术要求较高的电子设备中。

请参阅图1和图2，在某些实施方式中，变压器12的次级输出端122包括第一次级输出绕组1222。检测电路14包括第一检测元件142。第一检测元件142连接第一次级输出绕组1222的正向电压输出端V1+。当第一次级输出绕组1222发生欠压或短路时，第一检测元件142使检测电路14输出表示第一次级输出绕组1222发生欠压或短路的第一控制信号。切换电路16根据第一控制信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。

例如，第一控制信号可以为低电平信号。当第一次级输出绕组1222的正向电压输出端V1+的电压小于第一预定电压值时，第一检测元件142使得检测电路14输出低电平信号，切换电路16根据低电平信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。也即是说，当第一控制信号为低电平信号时，说明变压器12的次级输出端122发生欠压或短路，更具体地，为第一次级输出绕组1222的正向电压输出端V1+发生欠压或短路。

当第一次级输出绕组1222的正向电压输出端V1+的电压大于或等于第一预定电压值时，第一检测元件142使得检测电路14输出高电平的控制信号，切换电路16根据高电平的控制信号使变压器12的初级输入端124与电源18连接。也即是说，当检测电路14输出高电平的控制信号时，说明变压器12的次级输出端122没发生欠压或短路，更具体地，为第一次级输出绕组1222的正向电压输出端V1+没发生欠压或短路。

具体地，在一些例子中，切换电路16可以包括继电器、空气开关或MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等。切换电路16根据检测电路14输出的信号来控制电源18与变压器12的初级输入端124的接通和断开。

需要指出的是，此处对于切换电路16的解释说明同样适用于下面的实施方式。

在某些实施方式中，第一检测元件142包括第一电阻R1。

具体地，第一电阻R1的一端连接第一次级输出绕组1222的正向电压输出端V1+，第一电阻R1的另一端作为检测电路14的输出端并用于输出表示第一次级输出绕组1222发生欠压或短路的第一控制信号。

在一个例子中，当第一次级输出绕组1222的正向电压输出端V1+的电压小于第一预定电压值时，通过第一电阻R1拉低检测电路14的输出端的电平，使得检测电路14的输出端输出低电平信号，切换电路16根据低电平信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。如此，可以实现对第一次级输出绕组1222的正向电压输出端V1+的欠压和短路的保护。

在本发明示例中，第一检测元件142使用单一电阻R1，即实现绕组的欠压和短路检测，电路简单，成本低。

在某些实施方式中，变压器12的次级输出端122包括第二次级输出绕组1224。检测电路14包括第二检测元件144。第二检测元件144连接第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+。当第二次级输出绕组1224发生欠压或短路时，第二检测元件144使检测电路14输出表示第二次级输出绕组1224发生欠压或短路的第二控制信号。切换电路16根据第二控制信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。

例如，第二控制信号可以为低电平信号。当第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+的电压小于第二预定电压值时，第二检测元件144使得检测电路14输出低电平信号，切换电路16根据低电平信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。也即是说，当第二控制信号为低电平信号，说明变压器12的次级输出端122发生欠压或短路，更具体地，为第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+发生欠压或短路。

当第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+的电压大于或等于第二预定电压值时，第二检测元件144使得检测电路14输出高电平的控制信号，切换电路16根据高电平的控制信号使变压器12的初级输入端124与电源18连接。也即是说，当检测电路14输出高电平的控制信号时，说明变压器12的次级输出端122没发生欠压或短路，更具体地，为第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+没发生欠压或短路。

在某些实施方式中，第二检测元件144包括第一二极管D1。

具体地，第一二极管D1的负极连接第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+，第一二极管D1的正极作为检测电路14的输出端并用于输出表示第二次级输出绕组1224发生欠压或短路的第二控制信号。

在一个例子中，当第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+的电压小于第二预定电压值时，通过第一二极管D1拉低检测电路14的输出端的电平，使得检测电路14的输出端输出低电平信号，切换电路16根据低电平信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。如此，可以实现对第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+的欠压和短路的保护。

在本发明示例中，第二检测元件144使用单一二极管D1，即实现绕组的欠压和短路检测，电路简单，成本低。

在某些实施方式中，变压器12的次级输出端122包括第二次级输出绕组1224。检测电路14包括第一检测子电路146。第一检测子电路146连接第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+和反向电压输出端V2-。当第二次级输出绕组1224发生欠压或短路时，第一检测子电路146使检测电路14输出表示第二次级输出绕组1224发生欠压或短路的第三控制信号。切换电路16根据第三控制信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。

例如，第三控制信号可以为低电平信号。当第二次级输出绕组1224的反向电压输出端V2-的电压大于第三预定电压值时，第一检测子电路146使得检测电路14输出低电平信号，切换电路16根据低电平信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。也即是说，当第三控制信号为低电平信号，说明变压器12的次级输出端122发生欠压或短路，更具体地，为第二次级输出绕组1224的反向电压输出端V2-发生欠压或短路。

当第二次级输出绕组1224的反向电压输出端V2-的电压大于或等于第三预定电压值时，第一检测子电路146使得检测电路14输出高电平的控制信号，切换电路16根据高电平的控制信号使变压器12的初级输入端124与电源18连接。也即是说，当检测电路14输出高电平的控制信号时，说明变压器12的次级输出端122没发生欠压或短路，更具体地，为第二次级输出绕组1224的反向电压输出端V2-没发生欠压或短路。

在某些实施方式中，第一检测子电路146包括第一稳压二极管ZD1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一三极管Q1。第一稳压二极管ZD1的正极连接第二次级输出绕组1224的反向电压输出端V2-。第一稳压二极管ZD1的负极连接第二电阻R2的一端。第一三极管Q1的基极连接第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的一端。第一三极管Q1的发射极接地。第一三极管Q1的集电极连接切换电路16。第三电阻R3的另一端连接第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+。

具体地，第一稳压二极管ZD1的正极连接第二次级输出绕组1224的反向电压输出端V2-，第三电阻R3的另一端连接第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+。第一三极管Q1的集电极作为检测电路14的输出端并用于输出表示第二次级输出绕组1224发生欠压或短路的第三控制信号。

在一个例子中，第一三极管Q1为NPN型三极管。

在一个例子中，当第二次级输出绕组1224的反向电压输出端V2-的电压大于第三预定电压值时，第一稳压二极管ZD1截止，第一三极管Q1的基极电压通过第三电阻R3被V2+拉升，导致第一三极管Q1导通拉低检测电路14的输出端的电平，使得检测电路14的输出端输出低电平信号，切换电路16根据低电平信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。如此，可以实现对第二次级输出绕组1224的反向电压输出端V2-的欠压和短路的保护。

以此类推，在某些实施方式中，可以通过增加第一检测元件142和第二检测元件144实现对变压器12的次级输出端122的其他次级输出绕组的正向电压输出端的欠压和短路检测，通过增加第一检测子电路146实现对变压器12的次级输出端122的反向电压输出端的欠压和短路检测。

请参阅图3，在某些实施方式中，变压器12的次级输出端122包括第二次级输出绕组1224。检测电路14包括第二检测子电路148。第二检测子电路148包括第一开关模块1482、分压模块1484、干扰吸收模块1486和第二开关模块1488。第一开关模块1482连接第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+和分压模块1484。分压模块1484连接干扰吸收模块1486和第二开关模块1488。当第二次级输出绕组1224发生过压时，第二检测子电路148使检测电路14输出表示第二次级输出绕组1224发生过压的第四控制信号。切换电路16根据第四控制信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。

例如，第四控制信号可以为低电平信号。当第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+的电压大于第四预定电压值时，第二检测子电路148使得检测电路14输出低电平信号，切换电路16根据低电平信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。也即是说，当第四控制信号为低电平信号，说明变压器12的次级输出端122发生过压，更具体地，为第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+发生过压。

当第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+的电压大于或等于第一预定电压值时，第二检测子电路148使得检测电路14输出高电平的控制信号，切换电路16根据高电平的控制信号使变压器12的初级输入端124与电源18连接。也即是说，当检测电路14输出高电平的控制信号时，说明变压器12的次级输出端122没发生过压，更具体地，为第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+没发生过压。

当然，也可以通过第二检测子电路148实现对变压器12的次级输出端122的其他次级输出绕组的正向电压输出端的过压检测。

可以理解，当变压器12发生过压时，变压器12的次级输出端122的每个次级输出绕组均会出现过压，因而可以通过检测任一次级输出绕组的正向电压输出端的电压，实现对变压器12的过压检测。

在某些实施方式中，第一开关模块1482包括第二稳压二极管ZD2。第二稳压二极管ZD2的正极连接分压模块1484。第二稳压二极管ZD2的负极连接第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+。

具体地，第二稳压二极管ZD2的负极可以连接第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+。第二稳压二极管ZD2在变压器12的次级输出端122发生过压时导通。

在某些实施方式中，分压模块1484包括第四电阻R4和第五电阻R5。第四电阻R4的一端连接第一开关模块1482的一端。第四电阻R4的另一端连接干扰吸收模块1486、第二开关模块1488和第五电阻R5的一端。第五电阻R5的另一端接地。

具体地，第四电阻R4和第五电阻R5用于在第一开关模块1482导通时分压以提升第二开关模块1488的电压，从而使得第二开关模块1488导通以输出表示第二次级输出绕组1224发生过压的第四控制信号。

在某些实施方式中，干扰吸收模块1486包括第一电容C1。第一电容C1的一端连接分压模块1484和第二开关模块1488。第一电容C1的另一端接地。

具体地，第一电容C1用于吸收第二检测子电路148中的干扰。

由于在上电的瞬间电路中可能会出现一些尖峰脉冲造成干扰，导致极管类器件的击穿，为了保证响应速度快，而又不造成误触发，因而较佳地，增加第一电容C1进行噪声和尖峰的抑制。

在某些实施方式中，第二开关模块1488包括第二三极管Q2。第二三极管Q2的基极连接分压模块1484和干扰吸收模块1486。第二三极管Q2的发射极接地。第二三极管Q2的集电极连接切换电路16。

具体地，第二三极管Q2的集电极作为检测电路14的输出端并用于输出表示第二次级输出绕组1224发生过压的第四控制信号。

在一个例子中，第二三极管Q2为NPN型三极管。

下面结合图3来具体说明本发明示例中的第二检测子电路148的工作原理。

在一个例子中，当第二次级输出绕组1224的正向电压输出端V2+大于第四预定电压值时，第二稳压二极管ZD2导通，第四电阻R4和第五电阻R5分压拉升第二三极管Q2的基极电压，导致第二三极管Q2导通拉低检测电路14的输出端的电平，使得检测电路14的输出端输出低电平信号，切换电路16根据低电平信号切断变压器12的初级输入端124与电源18的连接。如此，可以实现对变压器12的过压保护。

可以理解，在变压器12的初级输入绕组的线圈匝数和次级输出绕组的线圈匝数比例是一定的前提下，变压器12的输出的经过整流得到的直流电压与输入的交流电压成比例关系。因而，可以通过变压器12的次级输出端122的直流电压判断初级输入端124的交流电压的高低，从而判断变压器12的初级输入端124是否发生欠压或过压。

由于检测电路14中不存在集成电路的信号传递，因而在变压器12发生欠压、短路或过压时，检测电路14的输出端的响应速度快，一般在几毫秒内就能实现对变压器12的欠压、短路或过压的检测，而且当切换电路16为MCU或其他芯片时，还可以实现对响应时间的控制。

在本发明实施方式的电源电路10中，检测电路14通过变压器12的次级输出端122连接，不需要额外供电，具有结构简单、成本低及响应速度快且响应时间可控的优点，可以用于对变压器12的次级输出端122的任一次级输出绕组的欠压、短路和过压进行保护，并可以任意添加保护线路。而且，切换电路16在变压器12的欠压、短路或过压的情况消除后，能够快速恢复变压器12的正常工作。

本发明实施方式的线性电源包括上述任一实施方式的电源电路10。

本发明实施方式的线性电源通过检测电路14对变压器12的次级输出端122进行检测以判断变压器12是否发生欠压、短路或过压，从而能够在变压器12发生欠压、短路或过压时快速切断变压器12的初级输入端124的电源18以实现保护功能，同时，在不存在欠压、短路和过压时，切换电路16可保证变压器12的工作。

本发明实施方式的音频设备包括本发明实施方式的线性电源。

具体地，音频设备可以但不局限为功放机、音箱、多媒体控制台、数字调音台、音频采样卡、合成器、中高频音箱、话筒、PC中的声卡、耳机、DVD播放设备等音频设备。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。