专利名称：一种用于d类功放芯片的过流保护方法
技术领域：
本发明涉及集成电路领域的一种用于D类功放芯片的过流保护方法。
背景技术：
请参阅图1，D类功放芯片处于工作状态时，一旦出现过流，即D类功放芯片上的负载所输出的脉冲信号的高电位电平低于过流阈值b时，D类功放芯片上的第一输出驱动和第二输出驱动能够立即关断，所述第一输出驱动上的第一功率管和所述第二输出驱动上的第二功率管也随之关断，所述PWM调制模块保持工作状态。所述过流阈值b是预先设定的。此时所述D类功放芯片进入过流保护状态，在过流保护状态下，现有的用于D类功放芯片的过流保护方法包括下列步骤调制步骤接收外界输入的音频输入信号进行调制，输出相互反相的第一 PWM信 号和第二 PWM信号；所述音频输入信号的波形如图2所示。脉冲信号输出步骤D类功放芯片上的第一输出驱动和第二输出驱动开启，驱动所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号对所述D类功放芯片的负载的两端进行加载，使所述负载两端形成电压差，所述负载输出脉冲信号，并且在所述脉冲信号处于高电位或者负电位时，所述负载上有电流通过；所述脉冲信号的波形如图3所示，其中Vpower表示所述脉冲信号处于高电位，-Vpower表不所述脉冲信号处于负电位判断步骤当所述负载上有电流流过时，判断所述脉冲信号的高电位电平是否低于过流阈值b，若所述脉冲信号的高电位电平低于过流阈值b，则所述负载的两端分别生成过流信号；滤波步骤对所述过流信号进行脉宽滤波，去除所述过流信号中高电位脉宽低于滤波门限a的毛刺；所述滤波门限a是预先设定的。所述过流信号的波形如图4所示。复原步骤接收所述过流信号进行信号转换，输出关断信号，关断所述第一输出驱动和所述第二输出驱动；延时步骤所述第一输出驱动和所述第二输出驱动保持关断状态若干秒；重复脉冲信号输出步骤、判断步骤、滤波步骤、复原步骤和延时步骤，直至所述脉冲信号的高电位电平高于过流阈值b。采用该方法的缺陷在于在过流保护状态下，所述D类功放芯片一般工作在直流工作点附近，此时第一 PWM信号和第二 PWM信号的高电位脉宽很低，所述负载输出的脉冲信号的高电位脉宽正比于所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号的高电位脉宽，所述负载输出的脉冲信号的高电位电平与所述负载上的电流正相关。因此所述负载输出的脉冲信号的高电位脉宽很低，这进一步造成了过流信号的高电位脉宽很低，即低于所述滤波门限a，如图4所示。这样下面的复原步骤就无法进行，D类功放芯片上的第一输出驱动和第二输出驱动无法关断，造成芯片的烧毁
发明内容
本发明的目的是一种用于D类功放芯片的过流保护方法，其能够解决过流信号在滤波步骤中被误脉宽滤波，导致后续复原步骤和延时步骤无法进行，大电流反复冲击D类功放芯片上的第一输出驱动和第二输出驱动，导致D类功放芯片被烧毁的技术问题。实现上述目的的一种技术方案是一种用于D类功放芯片的过流保护方法，包括下列步骤满幅调制步骤接收外界输入的音频输入信号进行满幅调制，持续输出相互反相的第一满幅PWM信号和第二满幅PWM信号；满幅脉冲信号输出步骤开启D类功放芯片上的第一输出驱动和第二输出驱动，使D类功放芯片上的负载持续输出满幅脉冲信号，在所述满幅脉冲信号的电平处于高电位或者负电位时，所述负载上有电流通过；判断步骤当所述负载上有电流流过时，判断所述满幅脉冲信号的高电位电平是否低于过流阈值b，若所述满幅脉冲信号的高电位电平低于过流阈值b，则生成过流信号，进入滤波步骤；滤波步骤对所述过流信号进行脉宽滤波，去除所述过流信号中高电位脉宽低于滤波门限a的毛刺；复原步骤接收所述过流信号进行信号转换，输出关断信号，关断所述第一输出驱动和所述第二输出驱动，使所述负载停止输出满幅脉冲信号；延时步骤所述第一输出驱动和所述第二输出驱动保持关断状态若干秒；重复满幅脉冲信号输出步骤、判断步骤、滤波步骤、复原步骤和延时步骤，直至判断步骤中检测到所述满幅脉冲信号的高电位电平高于过流阈值b进一步的，所述满幅调制步骤是通过PWM调制模块进行的，在该步骤中，所述PWM调制模块两个输入端之间的电压差始终为满电源幅度电压差。再进一步的，所述PWM调制模块的两个输入端分别旁接一个开关，其中一个开关为电源开关，另一个开关为接地开关，通过将所述电源开关和所述接地开关同时开启，使所述PWM调制模块两个输入端之间的电压差始终为满电源幅度电压差。更进一步的，所述判断步骤是通过分别设置于所述负载的两端第一过流检测模块和第二过流检测模块进行的。还要进一步的，所述滤波步骤是通过两个第一滤波器进行的，该两个第一滤波器分别内置于所述第一过流检测模块和所述第二过流检测模块。还要进一步的，所述满幅脉冲信号输出步骤、所述延时步骤和所述复原步骤都是由所述逻辑控制模块控制的，所述逻辑控制模块是与所述第一过流检测模块和所述第二过流检测模块分别连接的。还要再进一步的，所述滤波步骤是通过内置于所述逻辑控制模块的第二滤波器进行的。还要再进一步的所述电源开关和所述接地开关的开启和关断是通过所述逻辑控制模块控制的。采用了本发明的一种用于D类功放芯片的过流保护方法的技术方案，通过将外来的音频输入信号调制为持续输出的满幅PWM信号，保证所述过流信号的高电位脉宽大于滤波门限a，使过流信号在滤波步骤中不被误脉宽滤波。其技术效果是保证过流信号的脉宽大于设定的滤波门限a，使过流信号在滤波步骤中不被误脉宽滤波，保证复原步骤中对于过流信号的及时响应，及时产生关断信号，关断D类功放芯片上的第一输出驱动和第二输出驱动，防止大电流反复冲击D类功放芯片上的第一输出驱动和第二输出驱动，导致D类功放芯片被烧毁。
图I为现有技术的一种用于D类功放芯片的过流保护电路的结构示意图。图2为外界输入的音频输入信号的波形图。图3为负载输出的脉冲信号的波形图。图4为OC+过流信号或OC-过流信号的波形图。图5为本发明的一种用于D类功放芯片的过流保护方法实施例中所使用的芯片电 路不意图。图6为本发明一种用于D类功放芯片的过流保护方法的流程图。
具体实施例方式请参阅5至图6，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明本实施例在是在如图5所示的D类功放芯片上实施的。请参阅图5，所述D类功放芯片包括放大模块11、PWM调制模块12、第一输出驱动13、第二输出驱动14、负载17和过流保护电路2。所述放大模块11的P输出端和所述PWM调制模块12的P输入端通过依次串联的第一电阻110和第二电阻111连接，所述第二电阻111的输入端旁接有电源开关
24。所述电源开关24的另一端接所述D类功放芯片的电源端。所述放大模块11的N输出端和所述PWM调制模块12的N输入端通过依次串联的第三电阻112和第四电阻113连接，所述第四电阻113的输入端旁接有接地开关25，所述接地开关25的另一端接所述D类功放芯片的电源端。所述第一电阻110和所述第三电阻112的阻值相等，所述第二电阻111和所述第四电阻113的阻值相等。设置所述第二电阻111和所述第四电阻113的主要目的在于保护所述电源开关24、所述接地开关25及所述PWM调制模块12。所述PWM调制模块12的P输出端连接所述第一输出驱动13的输入端，所述的第一输出驱动13的输出端设置第一功率管15 ;所述PWM调制模块12的N输出端连接所述第二输出驱动14的输入端，所述第二输出驱动14的输出端设置第二功率管16。所述负载17的P端接在所述第一功率管15上，所述负载17的N端接在所述第二功率管16上。为了能使所述第一输出驱动13对所述PWM调制模块12进行信号反馈，所述第一功率管15经第一回接电阻18接回所述PWM调制模块12的P输入端，为了能使所述第二输出驱动14对所述PWM调制模块12进行信号反馈，所述第二功率管16经第二回接电阻19接回所述PWM调制模块12的N输入端。所述第一回接电阻18和所述第二回接电阻19的阻值相等。这样的电路设计导致所述第一功率管15和所述第二功率管16因为短接而出现大电流，或者说是短路电流。所述第一功率管15和所述第二功率管16上的电流越大，所述负载17上电流越小，因此设置了与所述负载17并联的过流保护电路2对所述负载17上的电流进行检测。所述过流保护电路2包括依次串联第一过流检测模块21、逻辑控制模块23和第二过流检测模块22，其中所述第一过流检测模块21与所述负载的P端连接，所述过流检测模块22与所述负载17的N端连接。所述逻辑控制模块23的第一节点分别连接所述电源开关24和所述接地开关25，其中所述逻辑控制模块23的第一节点与所述电源开关24之间设置反向器26。同时，所述逻辑控制模块23的第二节点分别连接所述第一输出驱动13和所述第二输出驱动14。下面结合图6对本发明的一种用于D类功放芯片的过流保护方法的实施例进行具体说明所述D类功放芯片进入过流保护状态后，即所述第一输出驱动13和所述第二输出驱动14关断，所述PWM调制模块12正常工作。本发明的一种D类功放芯片的过流保护方法包括下列步骤
满幅调制步骤本实施例中，该步骤是在PWM调制模块12上进行的，由于所述PWM调制模块12的P输入端旁接电源开关24，所述PWM调制模块12的N输入端旁接接地开关
25。这样所述过流保护电路2上的逻辑控制模块23的第一节点可在该方法开始后输出第一跳变信号，将所述电源开关24和所述接地开关25同时开启。由于所述调制模块12的P输入端被所述电源开关24拉到所述D类功放芯片的电源端，即所述调制模块12的P输入端的电压与所述D类功放芯片的电源端的电压相等。所述调制模块12的N输入端被所述接地开关25拉到所述D类功放芯片的接地端，即所述调制模块12的N输入端的电压与所述D类功放芯片的接地端的电压相等。因此所述PWM调制模块12的P输入端和N输入端的之间的电压差就是满电源幅度电压差。所述PWM调制模块12的P输入端和N输入端接收经过所述放大模块11放大的音频输入信号进行满幅调制，所述PWM调制模块12的P输出端持续输出第一满幅PWM信号，所述PWM调制模块12的N输出端持续输出第二满幅PWM信号。所述第一满幅PWM信号和所述第二满幅PWM信号是相互反相的。满幅脉冲信号输出步骤本实施例中，该步骤是由所述逻辑控制模块23进行控制的。所述逻辑控制模块23上的第二节点输出开启信号，开启所述第一输出驱动13和所述第二输出驱动14，所述第一功率管15和所述第二功率管16也随之开启。所述第一输出驱动13驱动所述第一满幅PWM信号对所述负载17的P端进行加载，所述第二输出驱动14驱动所述第二满幅PWM信号对所述负载17的N端进行加载，这样所述负载17的P端被拉到所述D类功放芯片的电源端，所述负载17的N端被拉到所述D类功放芯片的接地端。所述负载17的P端和N端之间形成满电源幅度电压差，所述负载17持续输出满幅脉冲信号。所述满幅脉冲信号处于高电位或者负电位时，所述负载17上有电流通过。所述负载17上电流的电流强度和所述满幅脉冲信号的高电位电平正相关，满幅调制步骤中输出了相互反相的第一满幅PWM信号和第二满幅PWM信号,保证了满幅脉冲信号的高电位脉宽。判断步骤；本实施例中，当所述负载17上有电流流过时，所述第一过流检测模块21和所述第二过流检测模块22判断所述满幅脉冲信号的高电位电平是否低于过流阈值b。当所述第一过流检测模块21检测到所述满幅脉冲信号的高电位电平低于过流阈值b时，所述第一过流检测模块21生成OC+过流信号(正过流信号)，所述第二过流检测模块22检测到所述满幅脉冲信号的高电位电平低于过流阈值b时，所述第二过流检测模块22生成OC-过流信号(负过流信号)。所述OC+过流信号和所述OC-过流信号是相互反相的。所述OC+过流信号和所述OC-过流信号的高电位脉宽正比于所述满幅脉冲信号的高电位脉宽。
滤波步骤本实施例中，所述滤波步骤是分两步进行的。第一步是通过分别内置于所述第一过流检测模块21和所述第二过流检测模块22的第一滤波器进行的。所述第一过流检测模块21内的第一滤波器对所述OC+过流信号进行脉宽滤波，滤去所述OC+过流信号中高电位脉宽低于滤波门限a的毛刺，所述第二过流检测模块22内的第一滤波器对所述OC-过流信号进行脉宽滤波，滤去所述OC-过流信号中高电位脉宽低于滤波门限a的毛刺。第二步是通过内置于所述逻辑控制模块23的第二滤波器进行的，所述第二滤波器同时对所述OC+过流信号和所述OC-过流信号进行脉宽滤波，进一步滤去所述OC+过流信号和所述OC-过流信号中高电位脉宽低于滤波门限a的毛刺。滤波步骤中，两步中的任何一步都是可以单独存在的。由于通过所述满幅调制步骤保证了所述满幅脉冲信号的高电位脉宽，而满幅脉冲信号的高电位脉宽又保证了所述OC+过流信号和所述OC-过流信号的高电位脉宽，因此在滤波步骤中所述OC+过流信号和所述OC-过流信号不会被误脉宽滤波。复原步骤本实施例中，所述逻辑控制模块23对经过滤波步骤进行脉宽滤波的OC+过流信号和OC-过流信号进行信号转换，所述逻辑控制模块23的第二节点输出关断信号，关断所述第一输出驱动13和所述第二输出驱动14，所述第一功率管15和所述第二功率 管16也随之关断，所述负载17停止输出满幅脉冲信号。延时步骤所述第一输出驱动13和所述第二输出驱动14保持关断状态若干秒，这段时间称为第一延时时间。所述第一延时时间是预先设定的。延时步骤结束,重复满幅脉冲信号输出步骤、判断步骤、滤波步骤、复原步骤和延时步骤，直至判断步骤中检测到所述满幅脉冲信号的高电位电平高于过流阈值b为止。判断步骤中检测到所述满幅脉冲信号的高电位电平高于过流阈值b，所述第一输出驱动13和所述第二输出驱动14保持开启状态数秒。这数秒的时间称为第二延时时间。若在这数秒时间内，所述第一过流检测模块21未检测到OC+过流信号，所述第二过流检测模块也未检测到OC-过流信号，则该方法结束。所述逻辑控制模块23的第一节点输出第二跳变信号，关断所述电源开关24和所述接地开关25，所述PWM调制模块12恢复输出第一PWM信号和第二 PWM信号，所述负载17输出脉冲信号，所述D类功放芯片进入正常工作状态。反之，还要重复所述满幅脉冲信号输出步骤、所述判断步骤、所述滤波步骤、所述复原步骤和所述延时步骤，直至判断步骤中重新检测到所述满幅脉冲信号的高电位电平高于过流阈值b为止。若所述第一过流检测模块21或者所述第二过流检测模块22再次检测到所述负载17所输出的脉冲信号的高电位电平低于过流阈值b，则由所述第一过流检测模块21生成OC+过流信号，所述第二过流检测模块22生成OC-过流信号。所述逻辑控制模块23接收所述OC+过流信号和所述OC-过流信号进行信号转换，所述逻辑控制模块23的第二节点再次输出关断信号，关断所述第一输出驱动13和所述第二输出驱动14，所述D类功放芯片再次进入过流保护状态。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种用于D类功放芯片的过流保护方法，包括下列步骤 满幅调制步骤接收外界输入的音频输入信号进行满幅调制，持续输出相互反相的第ー满幅PWM信号和第二满幅PWM信号； 满幅脉冲信号输出步骤开启D类功放芯片上的第一输出驱动和第二输出驱动，使D类功放芯片上的负载持续输出满幅脉冲信号，在所述满幅脉冲信号的电平处于高电位或者负电位时，所述负载上有电流通过； 判断步骤当所述负载上有电流流过时，判断所述满幅脉冲信号的高电位电平是否低于过流阈值b，若所述满幅脉冲信号的高电位电平低于过流阈值b，则生成过流信号，进入滤波步骤； 滤波步骤对所述过流信号进行脉宽滤波，去除所述过流信号中高电位脉宽低于滤波门限a的毛刺； 复原步骤接收所述过流信号进行信号转换，输出关断信号，关断所述第一输出驱动和所述第二输出驱动，使所述负载停止输出满幅脉冲信号； 延时步骤所述第一输出驱动和所述第二输出驱动保持关断状态若干秒； 重复满幅脉冲信号输出步骤、判断步骤、滤波步骤、复原步骤和延时步骤，直至判断步骤中检测到所述满幅脉冲信号的高电位电平高于过流阈值b。
2.根据权利要求I所述的ー种用于D类功放芯片的过流保护方法，其特征在于所述满幅调制步骤是通过PWM调制模块进行的，在该步骤中，所述PWM调制模块两个输入端之间的电压差始终为满电源幅度电压差。
3.根据权利要求2所述ー种用于D类功放芯片的过流保护方法，其特征在于所述PWM调制模块的两个输入端分别旁接一个开关，其中一个开关为电源开关，另ー个开关为接地开关，通过将所述电源开关和所述接地开关同时开启，使所述PWM调制模块两个输入端之间的电压差始终为满电源幅度电压差。
4.根据权利要求3所述的ー种用于D类功放芯片的过流保护方法，其特征在于所述判断步骤是通过分别设置于所述负载的两端第一过流检测模块和第二过流检测模块进行的。
5.根据权利要求4所述的ー种用于D类功放芯片的过流保护方法，其特征在于所述滤波步骤是通过两个第一滤波器进行的，该两个第一滤波器分别内置于所述第一过流检测模块和所述第二过流检测模块。
6.根据权利要求4所述的ー种用于D类功放芯片的过流保护方法，其特征在于所述满幅脉冲信号输出步骤、所述延时步骤和所述复原步骤都是由所述逻辑控制模块控制的，所述逻辑控制模块是与所述第一过流检测模块和所述第二过流检测模块分别连接的。
7.根据权利要求6所述的ー种用于D类功放芯片的过流保护方法，其特征在于所述滤波步骤是通过内置于所述逻辑控制模块的第二滤波器进行的。
8.根据权利要求6或7所述的ー种用于D类功放芯片的过流保护方法，其特征在于所述电源开关和所述接地开关的开启和关断是通过所述逻辑控制模块控制的。
全文摘要
本发明公开了集成电路领域的一种用于D类功放芯片的过流保护方法，包括满幅调制步骤、满幅脉冲信号输出步骤、判断步骤、滤波步骤、复原步骤和延时步骤；满幅调制步骤接收外界输入的音频输入信号进行满幅调制，持续输出相互反相的第一满幅PWM信号和第二满幅PWM信号；满幅脉冲信号输出步骤中，负载持续输出满幅脉冲信号，判断步骤中所述满幅脉冲信号的高电位电平低于过流阈值b，则生成过流信号，并进入滤波步骤；复原步骤中，所述负载不再输出满幅脉冲信号。其技术效果是保证过流信号的高电位脉宽大于滤波门限a，使过流信号在滤波步骤中不被误脉宽滤波，有效防止D类功放芯片被烧毁。
文档编号H03F1/52GK102843106SQ20121036203
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者常祥岭 申请人:上海贝岭股份有限公司