动态升压电路、电子设备及音箱系统的制作方法

本实用新型涉及升压电路
技术领域：
，尤其涉及一种动态升压电路、电子设备及音箱系统。
背景技术：
：目前市场上主流的电池供电音响，其主要应用场景中工作状态为小音量播放状态，但产品设计通常为按额定功率输出的工作电压进行电能供应；即在这种状态下功放本身消耗的静态电流相对大很多；特别是额定输出功率越大的音箱，上述静态消耗电流更不容忽视，使电池容量大大浪费在功放静态消耗电流上。另外市面上的动态升压电路造价成本高，需要采用多路比较器结合mcu（microcontrolunit，微控制单元）进行控制，产品竞争力低。技术实现要素：本实用新型的主要目的在于提供一种动态升压电路、电子设备及音箱系统，旨在提升低容量电池供电的续航时间。为实现上述目的，本实用新型提供了一种动态升压电路，所述动态升压电路包括：升压单元及动态反馈单元；其中，所述升压单元的输入端与供电单元的输出端连接，所述升压单元的输出端和功放单元的输入端连接，所述动态反馈单元的输入端与所述功放单元的反馈端连接，所述动态反馈单元的输出端与所述升压单元的反馈端连接；所述升压单元，用于接收所述供电单元输入的供电电压，对所述供电电压进行升压，并将升压后的供电电压输出至所述功放单元；所述动态反馈单元，用于接收所述功放单元反馈的功放反馈电压，并将上述功放反馈电压转换为功放变化信号输出到所述升压单元；所述升压单元，还用于接收所述功放变化信号，并根据所述功放变化信号对所述供电电压进行动态升压，将动态升压后的供电电压输出至所述功放单元。优选地，所述动态反馈单元包括：反馈接收子单元、分压滤波子单元与转换子单元；其中，所述反馈接收子单元的输入端与所述功放单元的反馈端连接，所述反馈接收子单元的输出端和所述分压滤波子单元的输入端连接，所述分压滤波子单元的输出端与所述转换子单元输入端连接，所述转换子单元的输出端和所述升压单元的反馈端连接。优选地，所述反馈接收子单元包括二极管，所述二极管阳极和所述功放单元的反馈端连接，所述二极管的阴极和所述分压滤波子单元的输入端连接。优选地，所述分压滤波子单元包括：第一电阻及第一电容；其中，所述第一电阻的第二端和所述反馈接收子单元的输出端连接，所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第一电阻的第一端和所述转换子单元的输入端连接，所述第一电容的第二端还和所述转换子单元的另一输入端连接。优选地，所述转换子单元包括第三电阻、第四电阻及三极管；其中，所述第三电阻的第一端和所述分压滤波子单元的输出端、所述三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端和所述三极管的发射极连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极和所述第四电阻的第二端连接，所述第四电阻的第一端和所述升压单元的反馈端连接。优选地，所述升压单元包括升压控制子单元、第一滤波子单元、第二滤波子单元；其中，所述第一滤波子单元的输入端和所述供电单元的输出端连接，所述第一滤波子单元的输出端和所述升压控制子单元的输入端连接；所述升压控制子单元的第一输出端和所述功放单元的第一输入端连接，所述升压控制子单元的反馈端和所述动态反馈单元的输出端连接，所述升压控制子单元的第二输出端和所述功放单元的第二输入端、所述第二滤波子单元的输入端连接；所述第一滤波子单元及所述第二滤波子单元的一端接地。优选地，所述升压控制子单元包括升压控制芯片，所述升压控制芯片的第十四脚和所述动态反馈单元的输出端连接，所述升压控制芯片的第三脚和所述功放单元的第一输入端连接，所述升压控制芯片的第十一脚和所述第一滤波子单元的输出端连接。优选地，所述升压控制子单元还包括：第五电阻、第六电阻及第七电阻，所述第五电阻的第一端、所述第六电阻的第一端及所述第七电阻的第一端和所述第一滤波子单元的输出端连接，所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第二端和所述第七电阻的第二端连接，所述第七电阻的第二端和所述升压控制芯片的第六脚连接。此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包含如上所述的动态升压电路。此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种音箱系统，所述音箱系统包含如上所述的动态升压电路。本实用新型通过提供一种动态升压电路，所述动态升压电路包括：升压单元及动态反馈单元；其中，所述升压单元的输入端与供电单元的输出端连接，所述升压单元的输出端和功放单元的输入端连接，所述动态反馈单元的输入端与所述功放单元的反馈端连接，所述动态反馈单元的输出端与所述升压单元的反馈端连接；所述升压单元，用于接收所述供电单元输入的供电电压，对所述供电电压进行升压，并将升压后的供电电压输出至所述功放单元；所述动态反馈单元，用于接收所述功放单元反馈的功放反馈电压，并将上述功放反馈电压转换为功放变化信号输出到所述升压单元；所述升压单元，还用于接收所述功放变化信号，并根据所述功放变化信号对所述供电电压进行动态升压，将动态升压后的供电电压输出至所述功放单元。实现了在电池容量相同的情况下，有效大幅度提高设备的续航时间；反之则在相同续航时长的状态下，则可使用较小容量的电池供电。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型动态升压电路第一实施例的结构示意图；图2为本实用新型动态升压电路第二实施例的升压单元的电路示意图；图3为本实用新型动态升压电路第二实施例的动态反馈单元的电路示意图；图4为本实用新型动态升压电路第三实施例的动态反馈单元的电路示意图。附图标号说明：标号名称标号名称d1二极管amp功放输入端c1~c15第一至第十五电容vcc电池供电端q1三极管100升压单元l1电感200供电单元r1~r15第一至第十五电阻300功放单元agnd模拟接地脚400动态反馈单元pgnd电源接地脚401反馈接收子单元sw开关控制脚402分压滤波子单元bst升压控制脚403转换子单元sdr栅极驱动脚amp_fb1第一反馈端out输出脚amp_fb1第二反馈端en使能脚103升压控制子单元cldr限流开关驱动脚101第一滤波子单元sense采样脚102第二滤波子单元ss软启动驱动脚u1升压控制芯片fb反馈脚q2mos管comp补偿脚ce1~ce2第一极性电容至第二极性电容vdd电压输入脚d2双极管in输入脚本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种动态升压电路，参考图1，图1为本实用新型动态升压电路第一实施例的结构示意图。所述动态升压电路包括：升压单元100及动态反馈单元400；其中，所述升压单元100的输入端与供电单元200的输出端连接，所述升压单元100的输出端和功放单元300的输入端连接，所述动态反馈单元400的输入端与所述功放单元300的反馈端连接，所述动态反馈单元400的输出端与所述升压单元100的反馈端连接。所述升压单元100，用于接收所述供电单元200输入的供电电压，对所述供电电压200进行升压，并将升压后的供电电压输出至所述功放单元300。易于理解的是，所述供电单元200可以为电池、电源板或交流电源等供电端，本实施例中以电池为例进行说明，本实施例中所述动态升压电路被应用在以电池供电的音箱系统中。易于理解的是，本实施例中，所述功放单元300中为避免因功放输入电压跳变影响瞬时输出功能，功放ic可选取闭环功放。根据功放单元300所需的功放输出功率和负载确认动态工作电压范围，即，确定经过升压单元300升压后的供电电压的最大值与最小值，本实施例中将升压输出设置为12-16v。所述动态反馈单元400，用于接收所述功放单元300反馈的功放反馈电压，并将上述功放反馈电压转换为功放变化信号输出到所述升压单元100。所述升压单元100，还用于接收所述功放变化信号，并根据所述功放变化信号对所述供电电压进行动态升压，将动态升压后的供电电压输出至所述功放单元300。需要说明的是，在常态下，所述功放反馈电压未达到起控点时，所述动态反馈单元400在截止状态，所述升压单元100以最小升压输出向所述功放单元300输出电压。功放单元300在大功率输出时，所述功放反馈电压较大，所述动态反馈单元400处于饱和状态，所述升压单元100以最大升压输出向所述功放单元300输出单元。当功放单元300输出功率变化时，所述功放反馈电压变化，所述动态反馈单元400根据变化的所述功放反馈电压产生变化的功放变化信号发送至所述升压单元100，所述升压单元100根据变化的所述功放变化信号进行升压控制，输出变化的升压电压至所述功放单元300，即可实现供电电压的动态调整。本实用新型通过上述电路，在电池容量相同的情况下，有效大幅度提高音箱的播放续航时间；反之则在相同续航时长的状态下，则可使用较小容量的电池供电；可使产品实现智能化供电，有效提高用户体验；降低产品成本，显著提高产品在市场中的竞争力。基于本实用新型的第一实施例，提出本实用新型动态升压电路的第二实施例，参考图2、图3。图2为本实用新型动态升压电路第二实施例的升压单元的电路示意图；图3为本实用新型动态升压电路第二实施例的动态反馈单元的电路示意图。所述动态反馈单元400包括：反馈接收子单元401、分压滤波子单元402与转换子单元403。所述反馈接收子单元401的输入端与所述功放单元300的反馈端连接，所述反馈接收子单元401的输出端和所述分压滤波子单元402的输入端连接，所述分压滤波子单元402的输出端与所述转换子单元403输入端连接，所述转换子单元403的输出端和所述升压单元100的反馈端连接。所述反馈接收子单元401包括二极管d1，所述二极管d1阳极和所述功放单元300的反馈端连接，所述二极管d1的阴极和所述分压滤波子单元402的输入端连接。于本实施方式中，所述二极管d1为两个，在其他实施方式中，可以根据实际需要对应调整所述二极管d1的数量，在此不做具体限定。需要说明的是，按输出的通道数选取控制反馈取样数，本实施例是采用单通道，故在功放反馈端选取了第一反馈端amp_fb1；如功放输出通道数增多时只需要对应增加二极管数量，将检测信号并联进来即可。所述分压滤波子单元402包括：第一电阻r1及第一电容c1。所述第一电阻r1的第二端和所述反馈接收子单元401的输出端（二极管的阴极）连接，所述第一电阻r1的第一端和所述第一电容c1的第一端连接，所述第一电容c1的第二端接地，所述第一电阻r1的第一端和所述转换子单元403的输入端连接，所述第一电容c1的第二端还和所述转换子单元403的另一输入端连接。在其他实施方式中，所述分压滤波子单元402还包括第二电阻r2以及第二电容c2。需要说明的是，调节第一电容c1电容参数值可调整升压响应速度。在所述动态升压电路应用于音箱系统时，调节所述电容参数还可以起到调整音乐动态的作用。所述转换子单元403包括第三电阻r3、第四电阻r4及三极管q1。所述第三电阻r3的第一端和所述第一电容c1的第一端、所述第一电阻r1的第一端、所述三极管q1的基极连接，所述第三电阻r1的第二端和所述三极管q1的发射极、所述第一电容c1的第二端连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极和所述第四电阻r4的第二端连接，所述第四电阻r4的第一端和所述升压单元100的反馈端连接。需要说明的是，功放单元300通过双通道输入功放反馈电压，经过滤波分压单元402作用，使三极管q1的发射极和基极之间的电压变化，使三极管q1在截止、放大或导通状态之间切换，对应产生不同的功放变化信号输出到所述升压单元100。所述升压单元100包括升压控制子单元103、第一滤波子单元101、第二滤波子单元102。所述第一滤波子单元101的输入端和所述供电单元200的输出端（图2中电池供电端vcc）连接，所述第一滤波子单元101的输出端和所述升压控制子单元103的输入端连接；所述升压控制子单元103的第一输出端和所述功放单元300的第一输入端连接，所述升压控制子单元103的反馈端和所述第四电阻r4的第一端连接，所述升压控制子单元103的第二输出端和所述功放单元300的第二输入端、所述第二滤波子单元102的输入端连接；所述第一滤波子单元101及所述第二滤波子单元102的一端接地。所述升压控制子单元103包括升压控制芯片u1，所述升压控制芯片u1的第十四脚（反馈脚fb）和所述第四电阻r4的第一端连接，所述升压控制芯片u1的第三脚（输出脚out）和所述功放单元300的第一输入端连接，所述升压控制芯片u1的第十一脚（输入脚in）和所述第一滤波子单元101的输出端连接。所述升压控制子单元103还包括：第五电阻r5、第六电阻r6及第七电阻r7，所述第五电阻r5的第一端、所述第六电阻r6的第一端及所述第七电阻r7的第一端和所述第一滤波子单元101的输出端连接，所述第五电阻r5的第二端、所述第六电阻r6的第二端和所述第七电阻r7的第二端连接，所述第七电阻r7的第二端和所述升压控制芯片u1的第六脚连接。需要说明的是，所述升压控制子单元103还包括mos管q2，第八至第十五电阻r8~r15、电感l1、第六至第十二电容c6~c12。需要说明的是，第八电阻r8的第一端和所述第七电阻r7的第一端连接，所述第八电阻r8第二端和所述升压控制芯片u1的第四脚连接，所述第四脚为使能脚en；所述第八电阻r8的第二端和第九电阻r9的第一端连接，所述第九电阻r9第二端接地。所述第八电阻r8的第一端还和所述升压控制芯片u1的第十一脚连接，所述第十一脚为输入脚in。所述第十一脚还和第九电容c9的第一端连接，所述第九电容c9的第二端和第十电容c10的第二端连接，所述第九电容c9的第二端接地。所述第十电容c10的第一端和所述升压控制芯片u1的第十二脚连接，所述第十二脚为电压输入脚vdd。升压控制芯片u1的第六脚为采样脚sense，第五脚为限流开关驱动脚cldr，所述第五脚和第十一电阻r11的第一端连接，所述第十一电阻r11的第二端接地。第十六脚为模拟接地脚agnd，第十六脚接地。第九、十、十七、十八及二十二脚为电源接地脚pgnd。第十五脚为软启动驱动脚ss，第十五脚和第八电容c8的第一端连接，所述第八电容c8的第二端接地。第十三脚为补偿脚comp，第十三脚和第十一电容c11的第一端、第十二电容c12的第一端连接，第十三电阻r13的第一端与第十二电容c12的第二端连接，所述第十一电容c11的第二端和所述第十三电阻r13的第二端连接，所述第十一电容c11的第二端及所述第十三电阻r13的第二端接地。第七、八、十九、二十及二十一脚为开关控制脚sw，均连接到电感l1的第二端与mos管q2之间的通路上。需要说明的是，所述升压控制芯片u1的第一脚为升压控制脚bst，第二脚为sdr栅极驱动脚，所述电感l1的第一端和第七电阻r7的第二端连接，所述电感l1的第二端和第六电容c6的第二端连接，所述第六电容c6的第一端和第十电阻r10的第一端连接，所述第十电阻r10的第二端和所述第一脚连接。所述mos管q2的栅极和所述第二脚连接，所述mos管的源极和第十二电阻r12的第一端连接，所述mos管q2的漏极和第二滤波子单元102的一端连接。第十二电阻r12的第二端和第七电容c7的第一端连接，第七电容c7的第二端和第二滤波子单元102的一端连接。需要说明的是，第十四脚和动态反馈单元400的输出端连接，第十四脚还和第十四电阻r14的第二端、第十五电阻r15的第一端连接，第十四电阻r14的第一端和功放单元300连接，第十五电阻r15的第二端接地。应当理解的是，本实施例中可根据升压控制芯片u1的计算公式计算出最大和最小的升压后的供电电压，具体的可以根据第四、十四、十五电阻的阻值进行计算。本实施例中，电路计算公式为vout=1.225*(1+rh/rl)。则，最小输电压为1.225*(1+412/47)=11.96v。最大输出电压为1.225*(1+412/(47||124))=16.03v。需要说明的是，本实用新型在升压电路的反馈回路中增加了转换子单元403，在常态下三极管q1不导通，输出最小电压信号；在输出功率最大时，功放反馈电压增大，三极管q1完全导通，输出最大电压信号。升压控制芯片u1的第十四脚接收三极管q1输出的电压信号，并根据电压信号进行升压控制。易于理解的是，根据功放单元300的输出功率大小可以调整第一电阻r1、第三电阻r2的分压比参数值。使三极管q1可根据设定值工作于截止、放大和饱和区域，从而达到控制升压电路反馈参数，实现输出电压控制。易于理解的是，本实施例中，调整反馈取样数和分压比参数值使功放供电跟输出功率比更高；同时不会影响音频指标。需要说明的是，本实施例中，在常态下，所述功放反馈电压未达到起控点时，三极管q1不导通，升压单元100的输出电压1.225*(1+412/47)=11.96v；功放在大功率输出时，三极管q1工作在饱和区，升压单元100的输出电压为1.225*(1+412/(47||124))=16.03v。需要说明的是，功放单元300的反馈通道输出功率变大时在第一反馈端amp_fb1反馈的电压变化，经过双极管d2的整形，第一电阻r1和第三电阻r3分压；第一电容c1滤波，将功放输出电压的实时信号输入到三极管q1基极，根据三极管导通原理，三极管q1将根据信号强弱，处于截止、放大和饱和区；升压控制芯片u1的14脚（fb）因为反馈电压的变化，即会自动调整输出电压；升压电路的输出电压范围为12-16v之间跳变；功放则可得到对应的工作电压，且不会在大音量状态下出现音频信号的饱和失真，从实现节能和满足电性能指标的要求。本实用新型通过上述电路，在电池容量相同的情况下，有效大幅度提高音箱的播放续航时间；反之则在相同续航时长的状态下，则可使用较小容量的电池供电；电路简单，布线难度低，系统反应速度快。可使产品实现智能化供电，有效提高用户体验；降低产品成本，显著提高产品在市场中的竞争力。基于本实用新型动态升压电路第二实施例，提出本实用新型动态升压电路第三实施例，参考图4，图4为本实用新型动态升压电路第三实施例的动态反馈单元的电路示意图。本实施例中，将二极管d1替换为双极管d2，实现了双通道反馈。所述反馈接收子单元401包括双极管d2，所述双极管d2阳极的第一输入端和所述功放单元300的第一反馈端amp_fb1连接，所述双极管d2阳极的第二输入端和所述功放单元300的第二反馈端amp_fb2连接，所述双极管d2的阴极和所述分压滤波子单元402的输入端连接。需要说明的是，按输出的通道数选取控制反馈取样数，本实施例是采用2通道，故在功放反馈端选取了第一反馈端amp_fb1和第二反馈端amp_fb2；以此类推，如功放输出通道数增多时只需要对应增加二极管数量，将检测信号并联进来即可。本实施例中，为提升分压滤波子单元402的滤波强度，添加了第二电阻r2和第二电容c2，其中，所述分压滤波子单元402包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1及第二电容c2。所述第一电阻r1的第二端和所述双极管d2的阴极连接，所述第一电阻r1的第一端和所述第一电容c1的第一端、所述第二电阻r2的第二端连接，所述第一电容c1的第二端和所述第二电容c2的第二端连接，所述第二电容c2的第一端和所述第二电阻r2的第一端连接。需要说明的是，调节第一电容c1和第二电容c2电容参数值可调整升压响应速度。在所述动态升压电路应用于音箱系统时，调节所述电容参数还可以起到调整音乐动态的作用。所述转换子单元403包括第三电阻r3、第四电阻r4及三极管q1。所述第三电阻r3的第一端和所述第二电容c2的第一端、所述三极管q1的基极连接，所述第三电阻r1的第二端和所述三极管q1的发射极连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极和所述第四电阻r4的第二端连接，所述第四电阻r4的第一端和所述升压单元100的反馈端连接。需要说明的是，基于第二实施例，本实施例中功放单元300某个通道或者2个的反馈通道输出功率变大时在第一反馈端amp_fb1和第二反馈端amp_fb2反馈的电压变化，经过双极管d2的整形，第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3分压；第一电容c1和第二电容c2滤波，将功放输出电压的实时信号输入到三极管q1基极，根据三极管导通原理，三极管q1将根据信号强弱，处于截止、放大和饱和区；升压控制芯片u1的14脚（fb）因为反馈电压的变化，即会自动调整输出电压；升压电路的输出电压范围为12-16v之间跳变；功放则可得到对应的工作电压，且不会在大音量状态下出现音频信号的饱和失真，从实现节能和满足电性能指标的要求。本实施例通过增加反馈通道和分压滤波子单元中的电容电阻，使得本动态升压电路的功能得到进一步提升，只需简单的零器件，就能实现多通道的反馈和更精确的滤波，同时提升了音箱系统的音乐动态的可调性。此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的动态升压电路。由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种音箱系统，所述音箱系统包括如上所述的动态升压电路。需要说明的是，所述音箱系统可以为带电池供电的音箱、音响系统，如广场舞音箱、partybox、蓝牙音箱。由于本音箱系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。应当理解的是，以上仅为举例说明，对本实用新型的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本实用新型对此不做限制。需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本实用新型的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本实用新型任意实施例所提供的动态升压电路，此处不再赘述。此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页12