基于开关电源和d类功放的2.1声道数码音响系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及领域，尤其涉及，具体是指一种基于开关电源和D类功放的2. 1声 道数码音响系统。
【背景技术】
[0002] 如今，具有双声道加独立重低音的2. 1声道音响系统是消费级市场上最常见的产 品。面对日益激烈的市场竞争，一套低成本、低功耗、高能效的2. 1声道音频功放系统是提 高整套音响产品竞争力的关键。
[0003] 在现有传统的音频功放方案中，如图1所示，为现有变压器电源加 A/B类音频功放 系统原理图。供电由变压器提供，变压器把IlOV或220V交流电转为正负直流电平；音频功 率放大由A/B类音频功率放大器电路A、功率均衡电阻R4、取样电阻R5、反馈电阻R3和反馈 电容C2组成。其中，所述的取样电阻R5串联在扬声器Y的接地回路上。电阻R5的非接地 端1连接到反馈电容C2的负极，电容C2的正极连接到反馈电阻R3, R3的另一脚连接到功 率放大器A的反相输入端。所述的功率均衡电阻R4的一端连接功率放大器A的输出端，R4 的另一端连接到电阻R5的非接地脚1。
[0004] 中国专利CN 202231676 U公开了一种车载音频功率放大器电路，能有效地控制扬 声器的运动状态，扩展汽车音响系统的频响，提高整个音响系统的音质。
[0005] 中国专利CN 201180012282公开了一种音频功率放大器，包括第一放大单元和第 二放大单元，每个放大单元包括：开关电压放大器；输出滤波器；电流补偿器；内电流反馈 回路，其将在输出电感器处所测量的电流的度量反馈给电流补偿器的求和输入；电压补偿 器，其耦合到电流补偿器的求和输入；以及外电压反馈回路。受控信号路径将第一放大单元 的电压补偿器的输出提供给第二放大单元的电流补偿器。第一放大单元和第二放大单元可 随单独的负载进行操作、与驱动公共负载并联地进行操作或者跨桥接式负载进行操作。可 以添加第二对放大单元并使其与第一对放大单元一同操作，以利用桥接式负载的每侧上的 一对并联放大器来驱动单一扬声器。
[0006] 中国专利CN 201120334966 U公开了一种多功能组合音响，包括箱体及与箱体电 连接的两音箱，箱体内设置有微控制器、音频播放模块、视频播放模块及功率放大器，箱体 上设置有分别与微控制器电连接的耳机接口、USB接口、闪存卡接口、若干按键，与视频播放 模块电连接的LCD液晶显示屏及与音频播放模块电连接的旋钮，音箱内置有扬声器并分别 与功率放大器电连接，音频及视频信息通过接口接入，由微控制器选择，音频信息经音频播 放模块由功率放大器放大，通过扬声器实现音频播放，旋钮用于调节音调音量，视频信息经 视频播放模块在LCD液晶显示屏上实现视频播放。
[0007] 综上，现有技术提供了很多解决方案，大多通过工频变压器提供两路直流电平供 电，音频信号通过A/B类音频功放输出的做法，但这个系统发热量大、效率低，必须配套散 热片使用；此外一般这类系统都只能在220V或IlOV的特定交流电源下工作，不能带来理想 的用户体验。 【实用新型内容】
[0008] 本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种通过开关电源 和D类功放的使用提高了整个系统的效率、减小了变压器和功放的发热量、显著减小 15WX2+20W输出级别的2. 1声道数码音响系统的体积、且可以在全球各国IlOV~240V不 同的交流电源下使用的基于开关电源和D类功放的2. 1声道数码音响系统。
[0009] 为了实现上述目的，本实用新型的基于开关电源和D类功放的2. 1声道数码音响 系统具有如下构成：
[0010] 该基于开关电源和D类功放的2. 1声道数码音响系统，其主要特点是，所述的系统 包括开关电源模块、功放模块、低音炮单元，所述的功放模块包括左右声道单元，所述的开 关电源分别与所述的功放模块以及所述的低音炮模块相连接。
[0011] 进一步地，所述的开关电源模块为反激式开关电源模块或正激式开关电源模块。
[0012] 更进一步地，所述的反激式开关电源模块包括第一滤波单元、整流单元、开关电源 控制芯片、变压器、功率管、感应电阻、分压单元、稳压源单元、频率电阻和光耦合单元；所述 的频率电阻的第一端与所述的开关电源控制芯片的Rl端相连接，所述的频率电阻的第二 端接地；所述的第一滤波单元的输入端接外部电源，所述的第一滤波单元的输出端与所述 的整流单元的输入端相连接，所述的整流单元的输出端、所述的开关电源控制芯片的电源 端以及所述的变压器的初级线圈的同名端相连接；所述的开端电源控制芯片的GATE端与 所述的功率管的第一端相连接，所述的功率管的第二端与所述的变压器的初级线圈的异名 端相连接，所述的功率管的第三端、所述的开关电源控制芯片的SENSE端、所述的感应电阻 的第一端相连接，所述的感应电阻的第二端接地，所述的变压器的次级线圈的异名端与所 述的分压单元的第一端相互连接，所述的分压单元的第二端接地，所述的光耦合单元的第 一输入端与所述的分压单元的第一端相连接，所述的光耦合单元的第二输入端与稳压源单 元的第一端相连接，所述的光耦合单元的第二输入端通过电容器与所述的分压单元的第三 端相连接，所述的稳压源单元的第二端与所述的分压单元的第三端相连接，所述的稳压源 单元的第三端接地，所述的光耦合单元的第一输出端接地，所述的光耦合单元的第二输出 端与所述的开关电源控制芯片的FB端相连接。
[0013] 再进一步地，所述的分压单元包括第一电阻以及第二电阻，所述的第一电阻的第 一端、所述的变压器次级线圈的异名端、所述的光耦合单元的第一输入端相连接，所述的第 一电阻的第二端、所述的第二电阻的第一端所述的稳压源单元的第二端相连接，所述的光 耦合单元的第二输入端通过电容器与所述的第一电阻的第二端相连接，所述的第二电阻的 第二端接地。
[0014] 进一步地，所述的功放模块还包括第一音量控制电位器、第二音量控制电位器、第 三音量控制电位器、第一耦合电容、第二耦合电容以及有源滤波器；所述的第一音量控制电 位器的第一端以及第二音量控制电位器的第一端分别与立体声音源相连接；所述的第一音 量控制电位器的第二端以及第二音量控制电位器的第二端接地；所述的第一音量控制电 位器的第三端、所述的第一耦合电容的第一端以及所述的左右声道单元的第一输入端相连 接；所述的第二音量控制电位器的第三端、所述的第二耦合电容的第一端以及所述的左右 声道单元的第二输入端相连接；所述的第一耦合电容的第二端、第二耦合电容的第二端以 及有源滤波器的第一输入端相连接；所述的有源滤波器的第二输入端与一分压电路的输出 端相连接；所述的有源滤波器的输出端第三音量控制电位器的第一端相连接，所述的第三 音量控制电位器的第二端接地，所述的第三音量控制电位器的第三端与所述的低音炮单元 的输入端相连接。
[0015] 进一步地，所述的左右声道单元以及所述的低音炮单元均为D类功放。
[0016] 采用了该实用新型中的基于开关电源和D类功放的2. 1声道数码音响系统，半功 率输出时整个系统的效率可达50 %，满功率输出时为整个系统的效率为70 %以上；在PCB 散热条件良好的情况下一般不需要额外使用散热片；开关电源模块和功放模块可以制作在 一块PCB上，相比同类音响系统体积可以大大减小，且开关电源的电压调整率和负载调整 率高、响应速度快，可以在85V~26