一种连续调节d类功放功率的电路及其功率调节方法
【专利摘要】本发明涉及电子【技术领域】，公开了一种连续调节D类功放功率的电路及其功率调节方法，该电路包括：限幅电路和D类功率放大电路，该D类功率放大电路包括积分器子电路；该限幅电路并接在该积分器子电路输入和输出之间，与积分器子电路构成闭合负反馈环路；将该积分器子电路的输出作为该限幅电路的输入，当该积分器子电路的输出电压幅值小于预设的限制电压时，该限幅电路关闭；当该积分器子电路的输出电压幅值等于或大于该预设的限制电压时，该限幅电路开启。该电路比较智能，能够在输入的音频信号电压较小，不需要做功率限制时，自动关闭该限幅电路中各晶体管的电流，减少了限幅电路的功率消耗，简化了电路结构。
【专利说明】—种连续调节D类功放功率的电路及其功率调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子【技术领域】，特别涉及一种连续调节D类功放功率的电路及其功率调节方法。
【背景技术】
[0002]随着人们对音响技术要求的提高，一系列大功率音频功率放大器也相继产生。功率放大器简称功放，人们在使用功放时，对功放的安全性也非常关注，其中一个要求就是避免突发状况下将功放内的扬声器烧毁。
[0003]如图1所示，现有技术避免突发状况下将D类功放内的扬声器烧毁的方案是在功放中设计功率限制电路，该功率限制电路通过调节输入电压的方式来达到功率限制的目的。该功率限制电路包括限幅电路和D类功率放大电路，限幅电路位于整个功率限制电路的前端，D类功率放大电路位于整个功率限制电路的后端，限幅电路和D类功率放大电路相连。在使用时，在前级运放上采用限压电路，限压电路即图1中所示的限幅电路，当输入信号的幅度超过限压电路的预设限制电压时，前级输出信号峰值产生削波，此波形经过D类功率放大电路中的功率放大器后，产生一个电压幅度被限制的放大信号，本领域的技术人
员可以看出功率放大器输出电压限制在之间。
[0004]为了对前级信号电压幅度进行限制，需要对最高电压和最低电压都作限制，其中，丽I和丽2为低电平钳位管，MPl和MP2为高电平钳位管，OPl为限制低电压的运放，OPl具体的电路结构如图2所示，0P2为限制高电压的运放，0P2具体的电路结构如图3所示，当输入信号幅度低于VDD/2-Vs时，OPl输出高电平，通过钳位管丽I (或丽2)将输入信号限制在VDD/2-Vs;当输入信号幅度高于VDD/2+Vs时，0P2输出低电平，通过钳位管MPl (或MP2)将输入信号限制在VDD/2+Vs ;当输入信号幅度在VDD/2-Vs与VDD/2+Vs之间时，OPl输出低电平，0P2输出低电平，MP1、MP2、MN1、MN2均处于关断状态。在OPl中，P1、P2和P7为镜像电流源，P3?P6、N1?N4构成折叠式共源共栅运放，VBU VB2为偏置电源，P8为电平位移管，抵消丽I (或丽2)的阈值电压。在0P2中，N5、N6和Nll为镜像电流源，N7?N10、P9?P12构成折叠式共源共栅运放，VB3、VB4为偏置电源，N12为电平位移管，抵消MPl (或MP2)的阈值电压。
[0005]综上所述，由于现有技术中的功率限制电路采用的是对前级信号电压幅度进行限制，因此需要对最高电压和最低电压都作限制，电路实现复杂。当输入的音频信号电压较小，不需要做功率限制时，限幅电路仍需要工作，需要消耗功率，因此，现有技术中的功率限制电路不智能。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种连续调节D类功放功率的电路及其功率调节方法，该电路比较智能，能够在输入的音频信号电压幅度较小，不需要做功率限制时，自动关闭该限幅电路中各晶体管的电流，减少了限幅电路的功率消耗，简化了电路结构。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种连续调节D类功放功率的电路，包括限幅电路和D类功率放大电路,包括:
[0008]所述D类功率放大电路包括积分器子电路；所述限幅电路并接在所述积分器子电路的输入和输出之间；将所述积分器子电路的输出作为所述限幅电路的输入，当所述积分器子电路的输出电压幅值小于预设的限制电压时，所述限幅电路关闭；当所述积分器子电路的输出电压幅值等于或大于所述预设的限制电压时，所述限幅电路开启。
[0009]本发明的实施方式还提供了一种对上述的连续调节D类功放功率的电路的功率调节方法，包含以下步骤:
[0010]将所述积分器子电路输出的电压输入到所述限幅电路中；
[0011 ] 如果所述积分器子电路输出的电压幅值小于预设的限制电压，则关闭所述限幅电路；
[0012]如果所述积分器子电路输出的电压幅值等于或大于所述预设的限制电压，则开启所述限幅电路。
[0013]本发明实施方式相对于现有技术而言，提供的连续调节D类功放功率的电路比较智能，限幅电路置于D类功放电路的内部，即将该限幅电路并接在积分器子电路输入和输出之间，将积分器子电路的输出作为所述限幅电路的输入，具体工作时，若积分器子电路的输出电压幅值等于或大于预设的限制电压，限幅电路中的晶体管导通，即启动限幅电路；若积分器子电路的输出电压幅值小于预设的限制电压，限幅电路中的晶体管关断，即断开限幅电路；因此，该电路能够在输入的音频信号电压较小，不需要做功率限制时，自动关断该限幅电路中各晶体管的电流，从而减少了限幅电路的功率消耗。
[0014]优选地，所述跨导放大器子电路包含P沟道晶体管Pl?P8及N沟道晶体管NI?N6 ;所述电流镜子电路包含P沟道晶体管P9、PlO及N沟道晶体管N7?N9 ;所述限幅晶体管为NlO ；
[0015]其中，所述P1、所述P2、所述P3、所述P4、所述P5、所述P6、所述P7、所述P8、所述P9及所述PlO的源极均连接电源电压VDD ;所述Pl的栅极、所述P5的漏极、所述P6的栅极及漏极、所述P7的栅极均与所述N4的漏极相连；所述NI的栅极、所述N2的栅极及漏极均与所述P2的漏极相连；所述P2的栅极、所述P3的栅极及漏极、所述P4的漏极及所述P8的栅极均与所述N3的漏极相连；所述P4、所述P5、所述P9的栅极、所述PlO的栅极及漏极均与所述NS的漏极相连；所述N5的栅极及漏极、所述N6的栅极均与所述P7的漏极相连；所述N3及所述N4的栅极、所述NlO的漏极及栅极均与所述P9的漏极相连；所述N7、所述N8及所述N9的栅极连接在一起后与电流源相连；
[0016]所述N1、所述N2、所述N5、所述N6、所述N7、所述N8及所述N9的源极均接地；所述N3和所述N4的源极分别作为所述限幅电路的第一输入端和第二输入端；所述P8与所述N6的漏极连接在一起作为所述限幅电路的第一输出端；所述Pl的漏极与所述NI的漏极连接在一起作为所述限幅电路的第二输出端；所述N7的漏极和所述NlO的源极均连接限制电压Vs。
[0017]将积分器子电路的输出作为限幅电路的输入，也就是将积分器子电路输出的电压输入到N3的源极或N4的源极，当积分器子电路的输出电压幅值小于预设的限制电压时，电压幅度无法达到N3和N4导通所要求的幅度，因此，N3和N4均处于关断状态，此时，N3和N4内部没有电流通过，这样一来，由于整个限幅电路中其他电子器件都是和N3或N4串接在一起的，所以，整个限幅电路中的其他电子器件中也是没有电流通过的，因此，可以理解为整个限幅电路是断开状态的，是没有工作的，跨导放大器输出电流为O，限幅电路不会影响到功放的正常输出；当积分器子电路的输出电压幅值等于或大于预设的限制电压时，电压幅度达到了 N3或N4导通所要求的幅度，因此，N3或N4会在音频信号的每半个周期内轮流导通，此时，N3和N4内部有电流轮流通过，这样一来，由于整个限幅电路中其他电子器件都是和N3或N4串接在一起的，所以，整个限幅电路中的其他电子器件中，与N3或N4构成电流镜像的晶体管也是有电流轮流通过的，因此，可以理解为整个限幅电路是处于工作状态的。通过跨导放大器后的输出拉电流对积分器子电路分流，使得积分器子电路输出电压的幅度受到限制，再经过D类功率放大电路后端的PWM调制电路、后级门驱动器及开关功率管，经低通滤波后，输出幅度受限制的电压信号，起到功率限制的作用。当输入信号弱时，本发明中的限幅电路不参与工作，几乎不消耗多余的功率。同时本发明实现了连续功率调节的目的，取得了更佳的听觉效果，能提高客户的感知。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是现有技术中D类功放的功率限制电路图；
[0019]图2是现有技术中D类功放中OPl的具体电路结构图；
[0020]图3是现有技术中D类功放中0P2的具体电路结构图；
[0021]图4是本发明第一实施方式中的连续调节D类功放功率的电路原理示意图；
[0022]图5是本发明第二实施方式中的连续调节D类功放功率的电路图；
[0023]图6是本发明第二实施方式中连续调节D类功放功率的电路中限幅电路的电路图；
[0024]图7是本发明第二实施方式中连续调节D类功放功率的电路中限幅电路的一种输入信号的波形图；
[0025]图8是本发明第二实施方式中连续调节D类功放功率的电路中限幅电路的一种输入信号的波形图；
[0026]图9是本发明第三实施方式中的对第一实施方式和第二实施方式所述的连续调节D类功放功率的电路的功率的调节方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0028]本发明第一实施方式提供一种连续调节D类功放功率的电路，如图4所示，该连续调节D类功放功率的电路包括限幅电路和D类功率放大电路。积分器子电路和调节子电路组成D类功率放大电路，其中，调节子电路包括PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)调制电路、门驱动器(Gate Driver)及开关功率管；积分器子电路用于对输入信号与输出误差进行积分运算，比较器和三角波发生器组成PWM调制电路，用于将积分器子电路输出信号与三角波电压进行比较，产生PWM信号；门驱动器用于驱动开关功率管。限幅电路并接在积分器子电路和输入和输出之间，用于限制积分器子电路的输出电压幅值。
[0029]在具体工作时，将积分器子电路的输出作为限幅电路的输入，积分器子电路和限幅电路构成负反馈环路，当积分器子电路的输出电压幅值小于预设的限制电压时，限幅电路中的晶体管关断，即断开了限幅电路；当积分器子电路的输出电压幅值等于或大于预设的限制电压时，限幅电路中的晶体管导通，即开启了限幅电路。
[0030]本发明实施方式相对于现有技术而言，提供的连续调节D类功放功率的电路比较智能，限幅电路并接在积分器子电路输入和输出之间，将积分器子电路的输出作为所述限幅电路的输入，具体工作时，若积分器子电路的输出电压幅值等于或大于预设的限制电压，限幅电路中的晶体管导通，即启动限幅电路；若积分器子电路的输出电压幅值小于预设的限制电压，限幅电路中的晶体管导通，即断开限幅电路；因此，该电路能够在输入的音频信号电压较小，不需要做功率限制时，断开该电路中的限幅电路，从而减少了限幅电路的功率消耗。
[0031 ] 本发明第二实施方式提供一种连续调节D类功放功率的电路的具体结构图，如图5所示，该连续调节D类功放功率的电路由限幅电路和D类功率放大电路组成，其中，限幅电路为图5中虚线框中的部分，图5中除限幅电路的部分组成D类功率放大电路，该D类功率放大电路与现有技术相同。 [0032]具体的，由图5可知，该D类功率放大电路包括积分器子电路和调节子电路；调节子电路包括PWM调制电路、门驱动器和开关功率管Ml~M4，积分器子电路包括:电容Cl~C6，电阻R11、R12、R13、R21、R22及R23，积分器Al和A2 ;该积分器子电路为二阶积分器，与限幅电路构成闭合的负反馈环路。PWM调制电路包括三角波发生器、比较器BI和B2。
[0033]其中，Rll及R21的第一端分别连接正向输入电压和反向输入电压；正向输入电压可以为正电压，可以用(IN+)来表示，反向输入电压可以为负电压，可以用(IN-)来表示。Cl、C2及C3顺序相连，C4、C5及C6顺序相连，Rll的第二端同时与Cl的正极、Al的同相输入端及R12的第一端相连，Cl的正极与限幅电路的第一输出端相连；R21的第二端同时与C4的正极、Al的反相输入端及R22的第一端相连，C4的正极与限幅电路的第二输出端相连；A1的反相输出端同时与Cl的负极、R13的第一端和C2的正极相连，Al的同相输出端同时与C4的负极、R23的第一端和C5的正极相连，R13的第二端同时与C2的负极、A2的同相输入端和C3的正极相连，R23的第二端同时与C5的负极、A2的反相输入端和C6的正极相连；C3的负极、A2的反相输出端同时与BI的同相输入端及限幅电路的第一输入端相连；C6的负极、A2的同相输出端同时与B2的同相输入端及限幅电路的第二输入端相连；B1的反相输入端和B2的反相输入端均与三角波发生器TRIP相连；B1和B2的输出端作为门驱动器的输入端使用，Ml及M2的栅极均连接门驱动器的输出端；M3及M4的栅极均连接门驱动器的输出端；M1与M2的漏极与R12的第二端相连连接D类功率放大电路的反相输出端，该D类功率放大电路的反相输出端可以用Vqut-来表示，M3与M4的漏极与R22的第二端相连连接D类功率放大电路的同相输出端，该D类功率放大电路的同相输出端可以用^^^来表示；M1和M4的源极连接电源电压功率电源PVDD ；M2和M3的源极均接地。其中，Ml和M4为P沟道晶体管，M2和M3为N沟道晶体管。
[0034]如图6所示，限幅电路包括跨导放大器子电路、电流镜子电路及限幅晶体管，跨导放大器子电路与电流镜子电路并联连接，限幅晶体管串接在电流镜子电路中。跨导放大器子电路包含P沟道晶体管Pl?P8及N沟道晶体管NI?N6 ;电流镜子电路包含P沟道晶体管P9、P10及N沟道晶体管N7?N9 ;电流镜子电路可以为跨导放大器子电路提供偏置电流，限幅晶体管为NlO ;N3、N4与NlO镜像，构成源极跟随电路。其中沖1、？2、？3、？4、？5、卩6、P7、P8、P9及PlO的源极均连接电源电压VDD ;N7、N8及N9的栅极连接在一起后与电流源相连；P1的栅极、P6的漏极与N4的漏极相连；N1的栅极、N2的栅极及漏极均与P2的漏极相连；P2及P3的栅极均与P4的漏极相连；P3的漏极及P8的栅极均与N3的漏极相连；P4、P5、P9的栅极、PlO的栅极及漏极均与N8的漏极相连；P6及P7的栅极与P5的漏极相连；N5的栅极及漏极、N6的栅极均与P7的漏极相连；N3及N4的栅极、NlO的漏极及栅极均与P9的漏极相连；N1、N2、N5、N6、N7、N8及N9的源极均接地；N3和N4的源极分别作为限幅电路的第一输入端和第二输入端，第一输入端和第二输入端可以分别用Vl和V2来表不；P8与N6的漏极连接在一起作为限幅电路的第一输出端,第一输出端可以用VOl来表不；P1的漏极与NI的漏极连接在一起作为限幅电路的第二输出端，第一输出端可以用V02来表示；N7及N8的栅极均与N9的栅极相连；N7的漏极和NlO的源极均连接限制电压Vs。通过NI和N2的电流的镜像比例和通过N5和N6的电流的镜像比例均为K: 1，K为不等于O的数。通过P2和P3的电流的镜像比例及通过P6和P7的电流的镜像比例为1:1。这样可以通过调节K值的大小调节限幅电路构成的负反馈环路的开环增益。
[0035]具体工作时,将Rll的第一端作为积分器子电路的第一输入端，将R21的输入端作为积分器子电路的第二输入端，积分器子电路的第一输入端的输入信号经RU输入Al的同相输入端，Al的反相输出端输出的信号一路经R13输入A2的同相输入端,另一路经Cl反馈至Al的同相输入端，A2的反相输入端输出的信号一路进入限幅电路的第一输入端，另一路经C3反馈至A2的同相输入端；同理，
[0036]积分器子电路的第二输入端的输入信号经R21输入Al的反相输入端,Al的同相输出端输出的信号一路经R23输入A2的反相输入端，另一路经C4反馈至Al的反相输入端，A2的同相输入端输出的信号一路进入限幅电路的第二输入端，另一路经C6反馈至A2的反相输入端。
[0037]在将限幅电路连接至积分器子电路和门驱动器子电路时，具体的连接方法为:限幅电路的第一输入端同时与C3的负极及A2的反相输出端相连,其中，限幅电路的第一输入端可以为N3的源极；限幅电路的第二输入端与C6的负极及A2的同相输出端相连，限幅电路的第二输入端可以为N4的源极；限幅电路的第一输出端与Cl的正极相连；限幅电路的第二输出端与C4的正极相连。
[0038]以下对照图5及图6中的电路对该连续调节D类功放功率的电路的工作过程进行简单描述。由于积分器A2的差分输出信号是完全对称的信号，因此限幅电路只需要对信号的上半周期或下半周期限制即可，控制方式更为简洁。以对信号的下半周期限幅为例，当积分器A2的输出电压幅度在限制电压以内时，A2的输出电压作为晶体管N3或N4的输入，无法达到N3或N4导通所要求的电压值，因此，N3或N4处于关断状态，相应的，限幅电路中的其他晶体管也处于关断状态，也就是说，限幅电路处于断开状态，连续调节D类功放功率的电路输出不失真的放大信号；当积分器子电路的输出电压幅度大于或等于预设的限制电压时，A2的输出电压作为晶体管N3或N4的输入，可以满足N3或N4导通所要求的电压值，因此，N3或N4处于导通状态，相应的，限幅电路中的其他晶体管也可以被导通，也就是说，限幅电路被启动，在环路负反馈的作用下，积分器子电路的输出电压被限制在设定电压内。
[0039]设D类功放的PWM调制电路调制信号TRIP的三角波峰值为Vt，功率电源PVDD的电源电压为Vp，则从积分器输出端到连续调节D类功放的功率功率的电路输出端的电压增益为A=Vp/Vt，当限幅电路预设的限制电压为Vs时，本领域的技术人员可以推算出功率放大器的输出最高电压幅度为(VDD/2-Vs) XVp/Vt，对应的输入音频信号幅度为
(_/2-Vs、}xfxf该输入音频信号幅度为输入音频信号的电压幅度，当输入音频信
号小于此幅度时，限幅电路不工作，当输入音频信号大于或等于此幅度时，限幅电路将会启动。合理调节Vs的值，就可以控制输出电压幅度(VDD/2-Vs) XVp/Vt的值，这样也就可以将功率放大器限制在不同的输出功率上。此外，Vs的值可以进行连续调整，也就是说可以通过连续调节\的电压值，对该D类功放功率的电路的功率可以进行连续调节。
[0040]在图6所示的限幅电路的结构中，Pl~P8以及NI~N6构成跨导放大器，P9~PlO以及N7~N9组成电流镜，为跨导放大器提供偏置电流，Vs端接设定限制电压，N3、N4与NlO镜像，构成源 极跟随电路，本领域的技术人员可以看出，在负反馈环路的作用下，Vl和V2的源极电压限制在Vs+VgsN10-VgsN3 ^ Vs。其中，VgsNlO表示NlO的源极和栅极间所加的电压的最大值，VgsN3表示NlO的源极和栅极间所加的电压的最大值。由于Vl和V2信号为积分器差分输出信号，因此，当Vs〈VDD/2时，N3管和N4管在每半个音频信号周期内只会轮流导通，现分两种情况分析该跨导放大器子电路的工作过程:
[0041]1、假设预设的限制电压为\，当输入跨导放大器子电路的输入电压幅度小于预设的限制电压时，即Vl的电压值大于Vs时，(即V1>VS*V2>VS)，Vl的电压幅值小于Vs，如图
Y R
7所示，对应的输入音频信号幅度小于内部没有电流通过，因此，
Pl~P8、NI~N6管均没有电流通过，跨导放大器输出电流为0，限幅电路不会影响到功放的正常输出。
[0042]2、当输入跨导放大器子电路的输入电压幅度大于预设的限制电压时(即V1〈VS或
V R
V2〈VS)，如图8所示，对应的输入音频信号幅度大于此时N3管或N4
' 12，
管在每半个音频信号周期内轮流导通，示例的，N3在上半周期导通，N4在下半周期导通。本领域的技术人员可以推算出N3管(或N4管)中通过的电流为Im’N4=gmN3’N4X (Vs-V1),其中，gmN3；N4表示N3管(或N4管)的跨导，因此，Pl~P8、N1~N3或P5~P8、N4~N6管有电流轮流通过，通过跨导放大器后V02 (或V01)的输出电流为IQ2=gmN3，N4X (Vs-V1) XK (K为电流镜像比例)，该电流对积分器分流，使得积分器子电路输出电压的幅度限制在Vs以上，再经过PWM调制电路、后级门驱动器及开关功率管Ml~M4，经过低通滤波后输出幅度受限制的电压信号，起到功率限制的作用。
[0043]将积分器子电路的输出作为限幅电路的输入，也就是将积分器子电路输出的电压输入到N3的源极或N4的源极，当积分器子电路的输出电压幅度小于预设的限制电压时，电压幅度无法达到N3和N4导通所要求的幅度，因此，N3和N4均处于关断状态，此时，N3和N4内部没有电流通过，这样一来，由于整个限幅电路中其他电子器件都是和N3或N4串接在一起的，所以，整个限幅电路中的其他电子器件中也是没有电流通过的，因此，可以理解为整个限幅电路是断开状态的，是没有工作的，跨导放大器输出电流为O，限幅电路不会影响到功放的正常输出；当积分器子电路的输出电压幅度等于或大于预设的限制电压时，电压幅度达到了 N3或N4导通所要求的幅度，因此，N3或N4会在输入音频信号的每半个周期中轮流导通，此时，N3或N4内部有电流轮流通过，这样一来，由于整个限幅电路中其他电子器件都是和N3或N4串接在一起的，所以，整个限幅电路中的其他电子器件中，与N3或N4构成电流镜像的晶体管中也是轮流有电流通过的，因此，可以理解为整个限幅电路是处于工作状态的。通过跨导放大器后的输出拉电流对积分器子电路分流，使得积分器子电路输出电压的幅度受到限制，再经过PWM调制电路、后级门驱动器及开关功率管，经过低通滤波后，输出幅度受限制的电压信号，起到功率限制的作用。当输入信号弱时，本发明中的限幅电路不参与工作，几乎不消耗多余的功率。同时本发明实现了连续功率调节的目的，取得了更佳的听觉效果，能提高客户的感知。
[0044]不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
[0045]本发明的第三实施方式提供一种功率调节方法，该方法用于调节第一实施方式和第二实施方式所述的连续调节D类功放功率的电路，如图9所示，该方法包含以下步骤:
[0046]901、将积分器子电路输出的电压输入到限幅电路中。
[0047]902、判断积分器子电路输出的电压幅值是否小于预设的限制电压。
[0048]如果积分器子电路输出的电压幅值小于预设的限制电压，执行步骤903 ;如果积分器输出的电压幅值等于或大于预设的限制电压，执行步骤904。
[0049]903、关闭限幅电路。
[0050]904、开启限幅电路。
[0051]进一步的，在将积分器子电路输出的电压输入到限幅电路中的步骤之后，在限幅电路中执行以下步骤:
[0052]采用限幅晶体管对预设的限制电压进行电平位移；利用跨导放大器子电路将限幅电路的输入电压与预设的限制电压之间的电压差转换为电流，对前级积分器输入进行分流；利用电流镜子电路为限幅电路提供偏置电流。
[0053]本实施方式中各电路及子电路的具体连接结构及工作原理可以参考第一实施方式及第二实施方式中的相关描述，在此不作赘述。
[0054]本发明实施方式相对于现有技术而言，将积分器子电路的输出作为限幅电路的输入，具体工作时，当积分器子电路的输出电压幅值等于或大于预设的限制电压时，启动限幅电路；当积分器子电路的输出电压幅值小于预设的限制电压时，断开限幅电路；因此，该电路能够在输入的音频信号电压较小，不需要做功率限制时，关断该限幅电路中各晶体管的电流，从而减少了限幅电路的功率消耗。[0055]本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种连续调节D类功放功率的电路，包括限幅电路和D类功率放大电路，其特征在于， 所述D类功率放大电路包括积分器子电路；所述限幅电路并接在所述积分器子电路的输入和输出之间；将所述积分器子电路的输出作为所述限幅电路的输入，当所述积分器子电路的输出电压幅值小于预设的限制电压时，所述限幅电路关闭；当所述积分器子电路的输出电压幅值等于或大于所述预设的限制电压时，所述限幅电路开启。
2.根据权利要求1所述的连续调节D类功放功率的电路，其特征在于，所述限幅电路包括跨导放大器子电路、电流镜子电路及限幅晶体管，所述跨导放大器子电路用于将输入所述限幅电路的电压与所述预设的限制电压的差值转换为电流值，并对所述积分器子电路的输入进行分流；所述电流镜子电路用于为所述跨导放大器子电路提供偏置电流，所述限幅晶体管用于对所述预设的限制电压进行电平位移。
3.根据权利要求2所述的连续调节D类功放功率的电路，其特征在于，所述跨导放大器子电路包含P沟道晶体管Pl~P8及N沟道晶体管NI~N6 ;所述电流镜子电路包含P沟道晶体管P9、PlO及N沟道晶体管N7~N9 ;所述限幅晶体管为NlO ； 其中，所述P1、所述P2、所述P3、所述P4、所述P5、所述P6、所述P7、所述P8、所述P9及所述PlO的源极均连接电源电压VDD ;所述Pl的栅极、所述P5的漏极、所述P6的栅极及漏极、所述P7的栅极均与所述N4的漏极相连；所述NI的栅极、所述N2的栅极及漏极均与所述P2的漏极相连；所述P2的栅极、所述P3的栅极及漏极、所述P4的漏极及所述P8的栅极均与所述N3的漏极相连；所述P4、所述P5、所述P9的栅极、所述PlO的栅极及漏极均与所述NS的漏极相连；所述N5的栅极及漏极、所述N6的栅极均与所述P7的漏极相连；所述N3及所述N4的栅极、所述NlO的漏极及栅极均与所述P9的漏极相连；所述N7、所述NS及所述N9的栅极连接在一起后与电流源相连； 所述N1、所述N2、所述N5、所述N6、所述N7、所述N8及所述N9的源极均接地；所述N3和所述N4的源极分别作为所述限幅电路的第一输入端和第二输入端；所述P8与所述N6的漏极连接在一起作为所述限幅电路的第一输出端；所述Pl的漏极与所述NI的漏极连接在一起作为所述限幅电路的第二输出端；所述N7的漏极和所述NlO的源极均连接限制电压Vs。
4.根据权利要求3所述的连续调节D类功放功率的电路，其特征在于，通过所述P2和所述P3的电流的镜像比例及通过所述P6和所述P7的电流的镜像比例为1:1。
5.根据权利要求3所述的连续调节D类功放功率的电路，其特征在于，所述D类功率放大电路还包括调节子电路； 所述积分器子电路包括:电容Cl~C6，电阻R11、R12、R13、R21、R22及R23，运算放大器Al和A2 ;所述调节子电路包括三角波发生器TRIP、比较器BI和B2 ；门驱动器及开关功率管Ml~M4 ; 其中，所述Rll及所述R21的第一端分别连接正向输入电压和反向输入电压；所述Cl、所述C2及所述C3顺序相连，所述C4、所述C5及所述C6顺序相连，所述Rll的第二端同时与所述Cl的正极、所述Al的同相输入端及所述R12的第一端相连，所述Cl的正极与所述限幅电路的第一输出端相连；所述R21的第二端同时与所述C4的正极、所述Al的反相输入端及所述R22的第一端 相连，所述C4的正极与所述限幅电路的第二输出端相连；所述Al的反相输出端同时与所述Cl的负极、所述R13的第一端和所述C2的正极相连，所述Al的同相输出端同时与所述C4的负极、所述R23的第一端和所述C5的正极相连，所述R13的第二端同时与所述C2的负极、所述A2的同相输入端和所述C3的正极相连，所述R23的第二端同时与所述C5的负极、所述A2的反相输入端和所述C6的正极相连；所述C3的负极、所述A2的反相输出端同时与所述BI的同相输入端及所述限幅电路的第一输入端相连；所述C6的负极、所述A2的同相输出端同时与所述B2的同相输入端及所述限幅电路的第二输入端相连；所述BI的反相输入端和所述B2的反相输入端均与所述TRIP相连；所述BI和所述B2的输出端作为所述门驱动器的输入端使用，所述开关功率管Ml及所述M2的栅极均连接所述门驱动器的输出端；所述开关功率管M3及所述M4的栅极均连接所述门驱动器的输出端；所述Ml与所述M2的漏极与所述R12的第二端相连连接所述D类功率放大电路的反相输出端，所述M3与所述M4的漏极与所述R22的第二端相连连接所述D类功率放大电路的同相输出端；所述Ml和所述M4的源极连接所述功率电源PVDD ;所述M2和所述M3的源极均接地。
6.一种如权利要求1所述的连续调节D类功放功率的电路的功率调节方法，其特征在于，包含以下步骤: 将所述积分器子电路输出的电压输入到所述限幅电路中； 如果所述积分器子电路输出的电压幅值小于预设的限制电压，则关闭所述限幅电路； 如果所述积分器子电路输出的电压幅值等于或大于所述预设的限制电压，则开启所述限幅电路。
7.根据权利要求6所述的功率调节方法，其特征在于，在将所述积分器子电路输出的电压输入到所述限幅电路中之后，在所述限幅电路中执行以下步骤: 采用所述限幅晶体管对所述限幅电路的所述预设的限制电压进行电平位移； 利用所述跨导放大器子电路将所述积分器子电路输出电压与所述预设的限制电压的电压差值转换为电流，对所述积分器子电路的输入进行分流；利用所述电流镜子电路为所述限幅电路提供偏置电流。
【文档编号】H03F1/52GK103929137SQ201410154810
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】郑欣, 徐光煜, 陈友福, 罗建军, 周塔 申请人:上海智浦欣微电子有限公司