一种音频功率放大器温度调节电路的制作方法
【专利说明】一种音频功率放大器温度调节电路
[技术领域]
[0001] 本实用新型涉及音频功率放大器，尤其涉及一种音频功率放大器温度调节电路。 [【背景技术】]
[0002] 现在音频产品只具有简单的温度保护功能，即极限温度保护和开关温度保护。
[0003] 极限温度保护就是设置一个温度临界点，当产品温度超过此临界点，输出关闭，然 后当产品温度下降到临界温度以下后，输出再重新打开。
[0004] 开关温度保护就是当产品温度过高，超过温度临界点时，输出直接关闭，产品温度 下降后重新开机，输出恢复。
[0005] 只有简单的极限温度保护功能，产品的输出很容易在温度临界点附近频繁的关闭 和打开，此时产品的输出声音就会断断续续，产品工作在不稳定状态，而长时间工作在不稳 定状态，很容易造成器件和产品的损坏。声音断断续续，也会极大影响产品的使用感受，弓丨 起用户的不满
[0006] 只有简单的开关温度保护功能，当产品的温度达到一定限度后，输出直接关闭，重 新开机才能再次工作。这显然不符合诸如演唱会、KTV、文艺汇演等对音放要求较高的使用 环境
[0007] 对于只加入简单的温度保护功能的产品，为保证产品长时间正常工作，用户往往 需要购买过高功率，如3倍甚至5倍的功率产品，这无疑会增加用户不必要的使用成本
[0008] 音频产品中有很多是应用在室外环境中的，这些产品在工作过程中几乎无人员监 护，产品在长时间工作过程中很容易造成器件温度过高而损坏，另外，产品长时间在在夏日 酷暑高温，光照强烈，日照环境下工作很容易因为温度过高而损坏。
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【发明内容】
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[0009] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够自动调节音频功率放大器温度，防 止音频功率放大器过热影响正常工作的音频功率放大器温度调节电路。
[0010] 实用新型为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种音频功率 放大器温度调节电路，包括温度采样电路和调节电路，音频功率放大器包括电压放大电路 和电流放大电路，电流放大电路包括功率芯片，功率芯片固定在散热器上；调节电路包括微 控制器和音量控制电路，音量控制电路的输入端接音频功率放大器的音频信号输入端，输 出端接电压放大电路的音频信号输入端，控制端接微控制器的控制信号输出端；温度采样 电路检测散热器的温度，温度采样电路的信号输出端接微控制器的控制信号输入端。
[0011] 以上所述的音频功率放大器温度调节电路，温度采样电路包括分压电路，分压电 路的一端接直流电源，另一端接地；分压电路包括串联的第一电阻和第二电阻，第一电阻与 第二电阻之间的连接点作为温度采样电路的信号输出端接微控制器的控制信号输入端；第 二电阻为热敏电阻，热敏电阻布置在功率芯片的散热器附近。
[0012] 以上所述的音频功率放大器温度调节电路，音量控制电路为音量控制芯片。
[0013] 本实用新型能够自动调节音频功率放大器温度，音频输出效果好，可以防止音频 功率放大器过热影响正常工作。
[【附图说明】]
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0015] 图1是本实用新型实施例音频功率放大器的原理框图。
[0016] 图2是本实用新型实施例音频功率放大器温度调节电路的电路原理图。
[0017] 图3是本实用新型实施例PT2259内部模块框图。
[0018] 图4是本实用新型实施例PT2259与M⑶接线图。
[0019] 图5是本实用新型实施例散热器温度-输入曲线图。
[0020] 图6是本实用新型实施例散热器实测温度变化曲线图。
[【具体实施方式】]
[0021] 本实用新型实施例音频功率放大器温度调节电路的结构和原理如图1至图6所 示，温度调节电路包括温度采样电路和调节电路，音频功率放大器包括电压放大电路和电 流放大电路，电流放大电路包括功率芯片，功率芯片固定在散热器上。调节电路包括微控制 器（MCU)和音量控制电路，音量控制电路的输入端接音频功率放大器的音频信号输入端， 输出端接电压放大电路的音频信号输入端，控制端接微控制器的控制信号输出端。温度采 样电路检测散热器的温度，温度采样电路的信号输出端接微控制器的控制信号输入端。
[0022] 温度采样电路包括分压电路，分压电路的一端接直流电源，另一端接地。分压电 路包括串联的电阻R1和电阻R2,电阻R1与电阻R2之间的连接点作为温度采样电路的信号 输出端接微控制器的控制信号输入端。电阻R2为热敏电阻，热敏电阻布置在功率芯片的散 热器附近。
[0023] 在以下实施例中，音量控制电路采用音量控制芯片PT2259,微处理器（MCU)采用 STM8系列单片机。
[0024] 温度采样电路的传感器采样输入为散热器上的温度，传感器输出的由温度转化而 成的电信号，MCU(STM8系列单片机）将转化成的电信号进行相应处理并根据处理结果调整 音量控制芯片PT2259的输出。
[0025] MCU和PT2259的连接如图4所示，MCU的数据线和时钟线和PT2259对应的数据线 和时钟线对应相连，如图2所示，PT2259输出输送给放大电路，进行进一步放大和处理，以 达到能够对系统输出产生明显影响的程度，最终影响系统输出。
[0026] 电阻R1和R2是电源VCC的两个分压电阻，其中R2为负温度系数热敏电阻，热敏 电阻R2靠近功放芯片散热器。在音频功率放大器工作过程中，功放输出使功放芯片散热器 的温度发生变化，散热器温度变化使热敏电阻阻值发生变化。因R1为固定电阻，其阻值不 随温度变化，R2离地端即温度检测电路的输出值VT随功放芯片散热器的温度变化而变化， VT的理论值为VT=VCCXR1AR1+R2)，此VT值传送给控制器MCU。
[0027] 本实用新型音频功率放大器温度调节电路的控制方法如下：
[0028] 在音频功率放大器正常工作，温度采样电路检测到散热器的温度低于第一设定值 时，音频功率放大器的音量由本身的音量调节控制器控制。温度采样电路检测到散热器 的温度高于第一设定值时，微控制器减小音量控制电路的输出，降低音频功率放大器的音 量。温度采样电路检测到散热器的温度高于第二设定值时，微控制器关闭音量控制电路的 输出。
[0029] 温度采样电路检测到散热器的温度在第一设定值与第二设定值之间时，散热器的 温度越高，微控制器减小音量控制电路输出的幅度越大。
[0030] 微控制器关闭音量控制电路的输出后，温度采样电路检测到散热器的温度降低到 第一设定值时，微控制器重新开户音量控制电路的输出。
[0031] 在本实施例中，当温度低于85°C时，MCU对温度检测输出的电压值不做反应，音频 功率放大器的音量完全由MCU外部的音量调节控制器控制，当温度高于85°C后，传输给MCU 的温度检测电路输出值超过临界值，MCU开始对温度检测电路的输出值VT做出反应，MCU 减小音量控制芯片PT2259的输出，减小放大电路的输出即功放输出（因放大电路为模拟电 路，其放大倍数不受MCU控制，放大电路的输出直接受音量控制芯片PT2259输出的影响）， 表现为输出功率减小，喇叭等扬声器的输出音量减小，使散热器的温度上升速度减缓。
[0032] 不同温度上升阶段MCU使放大电路的功放输出的减小幅度是不同的，音量控制芯 片PT2259的音量输出减小量也是不同的，温度越高，放大电路的功放输出减小幅度越大， 从而使得温度的上升速度越来越小，同时PT2259的音量输出减小也越来越明显。
[0033] 当散热器温度超过105°C时，MCU改变PT2259功能位的值，使PT2259进入静音状 态，此时PT2259的输出关闭，从而使放大电路的功放输出关闭。
[0034] 如图5所示，当散热器温度下降到85°C以下时，电路重新以满功率输出，散热器温 度达到85°C后，重新开始新一轮输出功率调节和遏制散热器温度持续上升过程
[0035] 如图3所示，SDA和SCL是PT2259的控制单元的通信口，是PT2259和MCU之间实 现通信和数据交换的通道，SDA是IIC数据输入线，SCL是IIC时钟输入线，PT2259的控制 单元的功能位定义和衰减控制单元位定义如表1和表2所示。
[0036] MCU读取热敏电阻R2远地端的电压值VT，用MCU内部的模数转换功能将此模拟值 转化为MCU和PT2259控制单元能够识别的数字量，MCU根据转化的数字信号向音量控制芯 片PT2259的控制单元写入相应的命令，控制PT2259的工作状态和输出衰减。
[0037] PT2259的输出减小，但后级放大电路的参数和状态并不受温度影响，相对固定，则 放大电路的输出也会减小，最终导致功放输出功率减小。
[0038] 表1 :PT2259控制单元功能定义表
[0039]
【主权项】
1. 一种音频功率放大器温度调节电路，音频功率放大器包括电压放大电路和电流放大 电路，电流放大电路包括功率芯片，功率芯片固定在散热器上，其特征在于，包括温度采样 电路和调节电路，调节电路包括微控制器和音量控制电路，音量控制电路的输入端接音频 功率放大器的音频信号输入端，输出端接电压放大电路的音频信号输入端，控制端接微控 制器的控制信号输出端；温度采样电路检测散热器的温度，温度采样电路的信号输出端接 微控制器的控制信号输入端。
2. 根据权利要求1所述的音频功率放大器温度调节电路，其特征在于，温度采样电路 包括分压电路，分压电路的一端接直流电源，另一端接地；分压电路包括串联的第一电阻和 第二电阻，第一电阻与第二电阻之间的连接点作为温度采样电路的信号输出端接微控制器 的控制信号输入端；第二电阻为热敏电阻，热敏电阻布置在功率芯片的散热器附近。
3. 根据权利要求1所述的音频功率放大器温度调节电路，其特征在于，音量控制电路 为音量控制芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种音频功率放大器温度调节电路，包括温度采样电路和调节电路，调节电路包括微控制器和音量控制电路，音量控制电路的输入端接音频功率放大器的音频信号输入端，输出端接电压放大电路的音频信号输入端，控制端接微控制器的输出端；温度采样电路检测功放芯片散热器的温度，信号输出端接微控制器的控制信号输入端。正常情况下，音频功率放大器的音量由音量调节控制器调节；散热器的温度高于第一设定值时，微控制器减小音量控制电路的输出；散热器的温度高于第二设定值时，微控制器关闭音量控制电路的输出。本实用新型能够自动调节音频功率放大器温度，音频输出效果好，可以防止音频功率放大器过热影响正常工作。
【IPC分类】H03F1-30, H03F3-20
【公开号】CN204442295
【申请号】CN201520127508
【发明人】许金平, 刘万宏, 李耀峰, 孟飞, 童凯
【申请人】深圳市芯电威科技有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月4日