一种接地集电极输出功放电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种接地集电极输出功放电路，包括接地集电极功放电路，其包括多组由NPN功放三极管、PNP功放三极管组成的功率放大器，所述PNP功放三极管、NPN功放三极管的集电极均连接地线，由于集电极接地，不仅功耗低，而且不需要设置绝缘垫片，能让功率管与散热器更加可靠地接触，大大提高了功放电路的散热效果，同时也有效降低及节约功放电路的生产成本，而通过偏置调节电路，能对PNP功放三极管、NPN功放三极管的偏置进行平衡调节，使PNP功放三极管、NPN功放三极管对地零电位输出，避免功放电路出现失真，提高功放电路的稳定性及可靠性。
【专利说明】—种接地集电极输出功放电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种功放电路，特别是一种接地集电极输出功放电路。
【背景技术】
[0002]目前在功放电路中，大功率晶体管的散热板一般要接地，为有利散热、简化结构、降低成本，不少产品直接用机壳做散热板，或将散热器贴固在机壳上。而大功率管大都是集电极接外壳(塑封管接散热片)，目前国内外的各种推挽功放电路集电极均不接地而接电源或信号的高电位。这样就带来了绝缘及其可靠性等问题。绝缘垫片(如云母片)及衬套不仅增加了工艺的复杂性，提高了成本，且增加了热阻。由于灰尘、潮湿等外界因素和绝缘垫自身问题，很容易绝缘不良。绝缘不良会造成各种故障，甚至烧坏机器。
实用新型内容
[0003]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种功耗低，大功率晶体管外壳不需要设置绝缘垫片、可调节功放电路偏置的一种接地集电极输出功放电路。
[0004]本实用新型解决其问题所采用的技术方案是:
[0005]一种接地集电极输出功放电路，包括至少一组音频放大电路，和为音频放大电路供电的供电电源，所述音频放大电路包括音频输入接口、信号放大处理电路、音量控制开关、反馈电路、偏置调节电路、接地集电极功放电路和音频输出电路，所述音频输入接口、信号放大处理电路、音量控制开关、反馈电路、接地集电极功放电路和音频输出电路依次连接，所述接地集电极功放电路的输出端与反馈电路的反馈输入端连接，所述接地集电极功放电路包括多组由NPN功放三极管、PNP功放三极管组成的功率放大器，所述反馈电路的输出端分别与NPN功放三极管和PNP功放三极管的基极连接，所述PNP功放三极管、NPN功放三极管的发射极分别与音频输出电路的正负输出端连接，所述PNP功放三极管、NPN功放三极管的集电极均连接地线，所述偏置调节电路用于调节接地集电极功放电路的偏置电压，所述偏置调节电路包括用于调节PNP功放三极管偏置电压的第一可调偏置电阻和用于调节NPN功放三极管偏置电压的第二可调偏置电阻，所述反馈电路的输出端与PNP功放三极管的基极之间通过第一可调偏置电阻连接地线，所述反馈电路的输出端与NPN功放三极管的基极之间通过第二可调偏置电阻连接地线。
[0006]进一步，所述反馈电路的输出端分别通过推动管与PNP功放三极管、NPN功放三极管的基极连接，所述第一可调偏置电阻和第二可调偏置电阻的分别设置于推动管与反馈电路的输出端之间。
[0007]进一步，所述的功率放大器设置有4组。
[0008]进一步，所述供电电源包括AC电源输入接口、整流电路和用于为音频放大电路提供正负电源的稳压模块，所述AC电源输入接口、整流电路和稳压模块依次连接。
[0009]进一步，所述音频放大电路还包括限幅控制电路，所述限幅控制电路包括调幅电路和限幅开关电路，所述反馈电路的输出端经限幅开关电路、调幅电路连接至信号放大处理电路的反馈控制端上。
[0010]进一步，所述限幅开关电路包括一个阀值开关三极管，所属阀值开关三极管的基极与反馈电路的输出端连接，发射极与地连接，集电极与调幅电路连接。
[0011]进一步，所述调幅电路包括互导运算放大器，所述互导运算放大器的正极输入端与信号放大处理电路的输出端连接，所述互导运算放大器的负极输入端连接地线，输出端与限幅开关电路的输出端连接后再反馈连接至信号放大处理电路的反馈输入端上。
[0012]进一步，还包括控制电路，所述控制电路包括由第一开关管和第二开关管组成的复合控制开关电路，所述第一开关管的发射极接地，集电极连接至第二开关管的基极，同时连接至二极管Dl的负极上，其中二极管Dl的正极与稳压模块的负电源连接，第二开关管的集电极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与稳压模块的正电源连接，所述第二开关管的发射极与二极管Dl的负极连接，还包括一 AC稳压电路，所述AC电源输入接口通过AC稳压电路与第一开关管的基极连接，还包括一温控器，所述AC稳压电路设置有控制AC稳压电路输出的对地支路，所述对地支路串联有温控器的常闭开关。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型采用的一种接地集电极输出功放电路，接地集电极功放电路包括多组由NPN功放三极管、PNP功放三极管组成的功率放大器，所述反馈电路的输出端分别与NPN功放三极管和PNP功放三极管的基极连接，所述PNP功放三极管、NPN功放三极管的发射极分别与音频输出电路的正负输出端连接，所述PNP功放三极管、NPN功放三极管的集电极均连接地线，由于集电极接地，不仅功耗低，而且不需要设置绝缘垫片，能让功率管与散热器更加可靠地接触，大大提高了功放电路的散热效果，同时也有效降低及节约功放电路的生产成本，而通过偏置调节电路，能对PNP功放三极管、NPN功放三极管的偏置进行平衡调节，使PNP功放三极管、NPN功放三极管对地零电位输出，避免功放电路出现失真，提高功放电路的稳定性及可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0015]图1是本实用新型的原理框图；
[0016]图2是本实用新型的整体电路原理图；
[0017]图3是本实用新型接地集电极功放电路的电路原理图；
[0018]图4是本实用新型控制电路的等效电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]参照图1-图4，本实用新型的一种接地集电极输出功放电路，包括至少一组音频放大电路1，具体地，参照图2所示,本实施例中包括两组音频放大电路I,和为音频放大电路I供电的供电电源2，所述音频放大电路I包括音频输入接口 101、信号放大处理电路102、音量控制开关103、反馈电路104、偏置调节电路105、接地集电极功放电路106和音频输出电路107，所述音频输入接口 101、信号放大处理电路102、音量控制开关103、反馈电路104、接地集电极功放电路106和音频输出电路107依次连接，所述接地集电极功放电路106的输出端与反馈电路104的反馈输入端连接，所述接地集电极功放电路106包括多组由NPN功放三极管T2、PNP功放三极管T3组成的功率放大器111，所述反馈电路104的输出端分别与NPN功放三极管T2和PNP功放三极管T3的基极连接，所述PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2的发射极分别与音频输出电路107的正负输出端连接，所述PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2的集电极均连接地线，所述偏置调节电路105用于调节接地集电极功放电路106的偏置电压，所述偏置调节电路105包括用于调节PNP功放三极管T3偏置电压的第一可调偏置电阻VRl和用于调节NPN功放三极管T2偏置电压的第二可调偏置电阻VR2，所述反馈电路104的输出端与PNP功放三极管T3的基极之间通过第一可调偏置电阻VRl连接地线，所述反馈电路104的输出端与NPN功放三极管T2的基极之间通过第二可调偏置电阻VR2连接地线，通过调整第一可调偏置电阻VRl和第二可调偏置电阻VR2的阻值，即可调节PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2的工作偏置电压，使没有信号输入时，输出端不消耗功率。
[0020]本实用新型接地集电极功放电路106包括多组由NPN功放三极管T2、PNP功放三极管T3组成的功率放大器111，所述反馈电路104的输出端分别与NPN功放三极管T2和PNP功放三极管T3的基极连接，所述PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2的发射极分别与音频输出电路107的正负输出端连接，所述PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2的集电极均连接地线，由于集电极接地，不仅功耗低，而且不需要设置绝缘垫片，能让功率管与散热器更加可靠地接触，大大提高了功放电路的散热效果，同时也有效降低及节约功放电路的生产成本，而通过偏置调节电路105，能对PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2的偏置进行平衡调节，使PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2对地零电位输出，避免功放电路出现失真，提高功放电路的稳定性及可靠性。
[0021]进一步，所述反馈电路104的输出端分别通过推动管Tl与PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2的基极连接，所述第一可调偏置电阻VRl和第二可调偏置电阻VR2的分别设置于推动管Tl与反馈电路104的输出端之间。推动管Tl能推动PNP功放三极管T3、NPN功放三极管T2更好地工作。
[0022]具体地，所述的功率放大器111设置有4组，每组功率放大器111相互并联，其输出端均与音频输出电路107连接输出。
[0023]进一步，所述供电电源2包括AC电源输入接口 201、整流电路202和用于为音频放大电路I提供正负电源的稳压模块203，所述AC电源输入接口 201、整流电路202和稳压模块203依次连接。
[0024]进一步，所述音频放大电路I还包括限幅控制电路108，所述限幅控制电路108包括调幅电路109和限幅开关电路110，所述反馈电路104的输出端经限幅开关电路110、调幅电路109连接至信号放大处理电路102的反馈控制端上。所述限幅开关电路110包括一个阀值开关三极管Q3，所属阀值开关三极管Q3的基极与反馈电路104的输出端连接，发射极与地连接，集电极与调幅电路109连接。所述调幅电路109包括互导运算放大器LM13600，所述互导运算放大器LM13600的正极输入端与信号放大处理电路102的输出端连接，所述互导运算放大器LM13600的负极输入端连接地线，输出端与限幅开关电路110的输出端连接后再反馈连接至信号放大处理电路102的反馈输入端上。
[0025]当反馈电路104输出的信号幅度过大时，限幅开关电路110的阀值开关三极管Q3导通，连接互导运算放大器LM13600输出端的调幅电流发生变化，从而使调幅电路109向信号放大处理电路102反馈调幅信号，降低信号放大处理电路102的增益，防止功率输出过载。假如限幅保护或者极度过热的情况下，降低增益终止输出，保护扬声器，并保护了核心元器件。
[0026]进一步，还包括控制电路3，所述控制电路3包括由第一开关管Ql和第二开关管Q2组成的复合控制开关电路，所述第一开关管Ql的发射极接地，集电极连接至第二开关管Q2的基极，同时连接至二极管Dl的负极上，其中二极管Dl的正极与稳压模块203的负电源连接，第二开关管Q2的集电极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与稳压模块203的正电源连接，所述第二开关管Q2的发射极与二极管Dl的负极连接，这样，通过第一开关管Ql控制稳压模块203的负电源与地的连接通道，通过第二开关管Q2控制稳压模块203的正电源与地的连接通道，其中第二开关管Q2的基极受第一开关管Ql的控制，还包括一 AC稳压电路31，所述AC电源输入接口 201通过AC稳压电路31与第一开关管Ql的基极连接，还包括一温控器4，所述AC稳压电路31设置有控制AC稳压电路31输出的对地支路32，所述对地支路32串联有温控器4的常闭开关SI，所述温控器4启动时，常闭开关SI闭合，对地支路32接地，AC稳压电路31没有输出，当功放过载工作温控器4检测到温度较高时，断开温控器4的常闭开关SI，AC稳压电路31输出电压。
[0027]以下为控制电路3的详细工作过程描述，当电路启动时，AC电源输入接口 201输出电压，由于电流需要经过整流电路202具有一定的延迟，这时稳压模块203还没有输出，温控器4启动需要时间，常闭开关SI断开，这时电流经过AC稳压电路31后输出至第一开关管Ql的基极，使第一开关管Ql导通，这时稳压模块203的负电源经过二极管Dl接地，经过整流电路202整流后，稳压模块203正常工作，产生从地流向负电源的电流，这时第二开关管Q2导通，稳压模块203的正电源经过第二开关管Q2接地，因此拉低了稳压模块203的输出电压，功放电路不能工作，经过大约5秒的时间，温控器4启动，闭合对地支路32的常闭开关SI，这时AC稳压电路31没有输出，第一开关管Ql截至，同时第二开关管Q2也截至，稳压模块203的正负电源对地断开连接，稳压模块203正常输出，功放正常工作，通过该设计，能让功放电路延迟5秒正常开机，防止功放启动时产生对电路的冲击，有效保护功电路。当AC电源输入接口 201出现正负波动不平衡的情况时，稳压模块203不能正常工作，停止功放电路的输出。当功放电路过载工作时，温控器4检测到温度过高，断开常闭开关SI，使AC稳压电路31有输出让第一开关管Ql、第二开关管Q2导通，这时稳压模块203的正负电源接地，停止功放电路的运行，有效保护功放电路。当正常关机时，温控器4的常闭开关SI首先断开，率先停止AC稳压电路31的输出，终止稳压模块203的输出电压，从而保护扬声器出现直流冲击。该电路的设置能有效提高功放电路的稳定性和安全性，大大延长的功放电路的寿命，使功放电路能正常、稳定地运行。
[0028]以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种接地集电极输出功放电路，其特征在于:包括至少一组音频放大电路(1)，和为音频放大电路(I)供电的供电电源(2)，所述音频放大电路(I)包括音频输入接口(101)、信号放大处理电路(102)、音量控制开关(103)、反馈电路(104)、偏置调节电路(105)、接地集电极功放电路(106)和音频输出电路(107)，所述音频输入接口( 101 )、信号放大处理电路(102)、音量控制开关(103)、反馈电路(104)、接地集电极功放电路(106)和音频输出电路(107 )依次连接，所述接地集电极功放电路(106 )的输出端与反馈电路(104 )的反馈输入端连接，所述接地集电极功放电路(106)包括多组由NPN功放三极管(T2)、PNP功放三极管(T3)组成的功率放大器(111)，所述反馈电路(104)的输出端分别与NPN功放三极管(T2)和PNP功放三极管(T3)的基极连接，所述PNP功放三极管(T3)、NPN功放三极管(T2)的发射极分别与音频输出电路(107)的正负输出端连接，所述PNP功放三极管(T3)、NPN功放三极管(T2)的集电极均连接地线，所述偏置调节电路(105)用于调节接地集电极功放电路(106)的偏置电压，所述偏置调节电路(105)包括用于调节PNP功放三极管(T3)偏置电压的第一可调偏置电阻(VRl)和用于调节NPN功放三极管(T2)偏置电压的第二可调偏置电阻(VR2)，所述反馈电路(104)的输出端与PNP功放三极管(T3)的基极之间通过第一可调偏置电阻(VRl)连接地线，所述反馈电路(104)的输出端与NPN功放三极管(T2)的基极之间通过第二可调偏置电阻(VR2)连接地线。
2.根据权利要求1所述的一种接地集电极输出功放电路，其特征在于:所述反馈电路(104)的输出端分别通过推动管(Tl)与PNP功放三极管(T3)、NPN功放三极管(T2)的基极连接，所述第一可调偏置电阻(VRl)和第二可调偏置电阻(VR2)的分别设置于推动管(Tl)与反馈电路(104)的输出端之间。
3.根据权利要求1所述的一种接地集电极输出功放电路，其特征在于:所述的功率放大器(111)设置有4组。
4.根据权利要求1所 述的一种接地集电极输出功放电路，其特征在于:所述供电电源(2 )包括AC电源输入接口( 201)、整流电路(202 )和用于为音频放大电路(I)提供正负电源的稳压模块(203)，所述AC电源输入接口(201)、整流电路(202)和稳压模块(203)依次连接。
5.根据权利要求1所述的一种接地集电极输出功放电路，其特征在于:所述音频放大电路(I)还包括限幅控制电路(108)，所述限幅控制电路(108)包括调幅电路(109)和限幅开关电路(110)，所述反馈电路(104)的输出端经限幅开关电路(110)、调幅电路(109)连接至信号放大处理电路(102)的反馈控制端上。
6.根据权利要求5所述的一种接地集电极输出功放电路，其特征在于:所述限幅开关电路(110)包括一个阀值开关三极管(Q3)，所属阀值开关三极管(Q3)的基极与反馈电路(104)的输出端连接，发射极与地连接，集电极与调幅电路(109)连接。
7.根据权利要求5所述的一种接地集电极输出功放电路，其特征在于:所述调幅电路(109)包括互导运算放大器(LM13600)，所述互导运算放大器(LM13600)的正极输入端与信号放大处理电路(102)的输出端连接，所述互导运算放大器(LM13600)的负极输入端连接地线，输出端与限幅开关电路(110)的输出端连接后再反馈连接至信号放大处理电路(102)的反馈输入端上。
8.根据权利要求4所述的一种接地集电极输出功放电路，其特征在于:还包括控制电路(3)，所述控制电路(3)包括由第一开关管(Ql)和第二开关管(Q2)组成的复合控制开关电路，所述第一开关管(Ql)的发射极接地，集电极连接至第二开关管(Q2)的基极，同时连接至二极管Dl的负极上，其中二极管Dl的正极与稳压模块(203)的负电源连接，第二开关管(Q2)的集电极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与稳压模块(203)的正电源连接，所述第二开关管(Q2)的发射极与二极管Dl的负极连接，还包括一 AC稳压电路(31)，所述AC电源输入接口( 201)通过AC稳压电路(31)与第一开关管(Ql)的基极连接，还包括一温控器(4)，所述AC稳压电路(31)设置有控制AC稳压电路(31)输出的对地支路(32)，所述对地支路(32)串联有温 控器(4)的常闭开关(SI)。
【文档编号】H03F3/45GK203827300SQ201420079371
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】黄健青 申请人:恩平市金马士音频设备有限公司