专利名称：数字功放定压输出方法
技术领域：
本发明涉及数字功放领域，特别一种利用开关脉冲变压器实现数字功放定压输出的方法。
背景技术：
数字功放采用开关放大技术，是一种新型功放，与传统模拟线性功放相比，具有效率高、功率大、生产调试方便、适应全数字放大需要等优点，是未来功放的发展方向。在某些应用领域，如公共广播系统，需要功放具有定压输出功能，以方便负载网的配置，为了得到特定的输出电压，传统功放采用电压负反馈以降低输出内阻，在输出部分采用音频变压器实现。
数字功放采用开关放大技术，输入的音频信号首先转化成PWM(脉宽编码调制)信号，再利用PWM信号作为开关控制信号来控制功率级开关管的导通与不导通的时间比，经过低通滤波后将开关信号变为模拟音频信号在负载上输出。
数字功放具有极低的输出内阻，阻值为功率开关管导通电阻、滤波器电阻与线路电阻之和，为毫欧级，可以满足定压输出功放对低内阻的要求。目前，数字功放在实现定压输出方面需要解决的问题是如何利用变压器实现定压输出。
数字功放可以采用传统模拟功放定压输出方式，在滤波器之后接音频变压器，对数字功放滤波器输出的模拟音频信号进行电压变换。但模拟音频变压器的体积与重量都很大，这与数字功放所实现的高效率、体积小、重量轻的优点不协调，因此，需要一种实现数字功放定压输出的新方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有简单的电路设计与较低的成本，并且可以减小整机重量与体积的数字功放定压输出方法。
本发明所采用的技术方案是一种数字功放定压输出方法，是采用脉冲开关变压器实现数字功放定压输出。即，电压变换是在滤波器之前采用脉冲开关变压器对开关功率级输出的PWM开关信号进行电压变换，脉冲开关变压器输入、输出的都是PWM开关信号，经过脉冲变压器后幅值变化的PWM开关信号再进入滤波器，变成模拟信号驱动负载。
本发明的电路设计简单、成本较低，并且可以减小整机重量与体积，因此，具有效率高、体积小、重量轻的优点。
图1是数字功放原理示意图；图2是传统功放采用音频变压器实现定压输出方式示意图；图3是采用音频变压器的数字功放定压输出方式示意图；图4是本发明采用脉冲开关变压器的数字功放定压输出方式示意图；图5是脉冲开关变压器原、付边的PWM信号电压幅值的变化示意图；图6是脉冲开关变压器原、付边的PWM信号经过滤波器后电压幅值的变化示意图；图7是图4的电路原理图。
具体实施例方式
数字功放定压输出方法，是采用脉冲开关变压器实现数字功放定压输出。电压变换是在滤波器之前采用脉冲开关变压器对开关功率级输出的PWM开关信号进行电压变换，脉冲开关变压器输入、输出的都是PWM开关信号，经过脉冲变压器后幅值变化的PWM开关信号再进入滤波器，变成模拟信号驱动负载。
最佳实施例如图4所示，定压输出电路的具体电路结构是由数字功放开关功率级1、脉冲开关变压器3及滤波器2共同构成，数字功放开关功率级1的输出与脉冲开关变压器3的原边连接，脉冲开关变压器3的付边与数字功放滤波器2的输入端连接，数字功放滤波器2的输出端接负载。数字功放开关功率级1输出的PWM信号进入脉冲开关变压器3，幅值改变的PWM信号经过滤波器2变为模拟信号，从附图5、附图6可以看出，采用脉冲开关变压器3可以实现数字功放定压输出。
图4的电路原理图如图7所示。整体电路是由集成块U1、Q1、Q2、Q3、Q4、变压器T1、T2、电容、电阻及电感共同构成。其中，集成块U1的脚1通过电阻R1接脚6，脚2通过电容C7接地，脚3通过电阻R5接地，脚4、脚9、脚19均接地，脚5通过电阻R2与电容C10串联后再与电容C9并联接脚6，脚7通过电解电容C13接地，脚10通过电容C8接地，脚11通过电容C8及插座RCA1接地，脚12通过电容C4接地，脚14通过电容C5及插座RCA2接地，脚15通过电容C6接地，脚17接电源VCC，脚21通过电阻R4与电容C12串联后再与电容C11并联接脚20，脚22通过电阻R3接脚20；集成块U1的脚23接数字功放部分的RFBK+，脚24接数字功放部分的RFBK-端，脚25通过电阻R7接电源VCC，脚27接电源VCC，脚28通过电解电容C20接电源VCC，脚29通过电容C22与电解电容C21的并联接电源VCC，脚29还直接接地，脚30通过电阻R15接集成块Q4的脚2，脚31通过电阻R14接集成块Q4的脚4，脚32通过电阻R12接集成块Q3的脚4，脚33通过电阻R13接集成块Q3的脚2，脚34通过电阻R11接集成块Q2的脚2，脚35通过电阻R10接集成块Q2的脚4，脚36通过电阻R8接集成块Q1的脚4，脚37通过电阻R9接集成块Q1的脚2，脚38通过电容C19与电容C18的并联接脚39，脚38还接地，脚39还接电源VCC，脚40通过电解电容C17与脚41一起接电源VCC，脚42通过电阻R6接电源VCC，脚43接数字功放部分的LFBK+，脚44接数字功放部分的LFBK-。
集成块Q1、Q2、Q3、Q4的脚1均接地，集成块Q1、Q2的脚3通过电阻R6接电源VCC，集成块Q3、Q4的脚3通过电阻R7接电源VCC；集成块Q1、Q2、Q3、Q4的脚5、6、7、8、9相连一点为其输出点，基中Q1、Q2的输出点接变压器T1的输入端，Q3、Q4的输出点接变压器T2的输入端，变压器T1、T2的输出端分别通过电阻R16、R17、R18、R19到LFBK+、LFBK-、RFBK-、RFBK+端，及分别再通过电容C25、C26、C27、C28接地；变压器T1输出端的点a通过电感L1接插座JP5的1端、点b通过电感L2接插座JP5的2端，变压器T2输出端的点c通过电感L3接插座JP6的1端、点d通过电感接插座JP6的2端，电感L1、L2、L3、L4分别通过电容C29、C30、C32、C33接地。
在本实施例中，集成块U1型号为LX1721；集成块Q1、Q2、Q3、Q4型号为SI4558DY；变压器T1、T2型号为SPT-10。
权利要求
1.一种数字功放定压输出方法，其特征在于，是采用脉冲开关变压器实现数字功放定压输出，电压变换是在滤波器之前采用脉冲开关变压器对开关功率级输出的PWM开关信号进行电压变换，脉冲开关变压器输入、输出的都是PWM开关信号，经过脉冲变压器后幅值变化的PWM开关信号再进入滤波器，变成模拟信号驱动负载。
2.根据权利要求1所述的数字功放定压输出方法，其特征在于，定压输出电路的具体电路结构是由数字功放开关功率级(1)、脉冲开关变压器(3)及滤波器(2)共同构成，数字功放功率开关级(1)的输出与脉冲开关变压器(3)的原边连接，脉冲开关变压器(3)的付边与数字功放滤波器(2)的输入端连接，数字功放滤波器(2)的输出端接负载。
全文摘要
本发明公开一种数字功放定压输出方法，是采用脉冲开关变压器实现数字功放定压输出。即，电压变换是在滤波器之前采用脉冲开关变压器对开关功率级输出的PWM开关信号进行电压变换，脉冲开关变压器输入、输出的都是PWM开关信号，经过脉冲变压器后幅值变化的PWM开关信号再进入滤波器，变成模拟信号驱动负载。本发明的电路设计简单、成本较低，并且可以减小整机重量与体积，因此，具有效率高、体积小、重量轻的优点。
文档编号H03F3/217GK1549445SQ0312983
公开日2004年11月24日 申请日期2003年5月20日 优先权日2003年5月20日
发明者庄磊, 庄 磊 申请人:庄磊, 庄 磊