一种无电源变压器的高压功率放大器的制作方法

1.本发明涉及功率放大领域，尤其涉及一种无电源变压器的高压功率放大器。


背景技术：

2.在消防广播设备和民用广播设备等领域，模拟功率放大器组成一般由电源变压器、音频输出变压器、主板等器件组成，设计一般采用ocl式功放电路，ocl式功放电路需要具备：(1)因为无输出电容，故需要正负对称电源才能工作；(2)由于功率放大器前置级功率管耐压较低，正负对称电源电压不能过高。因此功率放大器需要通过电源变压器，把220v交流电压变成两路36v交流电压，经整流滤波后，产生
±
80v的正负直流对称电源供功率放大器工作。
3.而由于电源变压器体积大，重量大，成本高，会使得整个功率放大器的体积、重量和成本大大增加。而且由于电源的效率低，当需要100w功率输出时，则需要150w的电源变压器。这样会无形中增加功率放大器的成本以及企业的成本。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种无电源变压器的高压功率放大器。
5.本发明提供了一种无电源变压器的高压功率放大器，包括电源电路、输入电路、电压放大电路、功率放大输出电路和保护电路；
6.所述输入电路、电压放大电路、功率放大和输出电路依次连接；
7.所述电源电路与所述电压放大电路连接；
8.所述保护电路与所述功率放大和输出电路连接。
9.优选地，所述输入电路的一端与信号输入装置连接，另一端与电压放大电路连接。
10.优选地，所述电源电路的一端与220v交流电源连接，另一端与电压放大电路连接。
11.优选地，所述功率放大输出电路还与扬声器连接。
12.优选地，所述保护电路包括过载检测单元电路、低通滤波单元电路、直流检测单元电路、驱动放大单元电路、触发驱动单元电路、开机延时单元电路、继电器和保护指示单元电路；
13.所述过载检测单元电路一端与功率放大和输出电路连接，另一端与驱动放大单元电路连接；
14.所述低通滤波单元电路一端与功率放大和输出电路连接，另一端与直流检测单元电路连接；
15.所述驱动放大单元电路一端分别与所述过载检测单元电路、低通滤波单元电路连接，另一端与所述触发驱动单元电路连接；
16.所述触发驱动单元电路分别与驱动放大单元电路、开机延时单元电路、继电器、保护指示单元电路连接。
17.优选地，所述电压放大电路包括tda2030运放电路。
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：
19.本发明省去了电源变压器，简化电路，减小调试难度，使得功率放大器的体积、重量和成本大大减小。另外本发明还设计了完善的保护电路，从根本上对功率放大器进行直流、过载及开机延时接通保护，减少功率放大器的故障率，使功率放大器的安全性得到保障。这样的功率放大器的保护电路设计方法，可有效的保护功率放大器，降低功率放大器的故障率，进而起到降低设计成本的作用。
附图说明
20.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
21.图1，为本发明一种无电源变压器的高压功率放大器的一种示例性实施例图。
22.图2，为本发明保护电路的一种示例性实施例图。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种无电源变压器的高压功率放大器，包括电源电路、输入电路、电压放大电路、功率放大输出电路和保护电路；
25.所述输入电路、电压放大电路、功率放大和输出电路依次连接；
26.所述电源电路与所述电压放大电路连接；
27.所述保护电路与所述功率放大和输出电路连接。
28.电源电路主要是省去了电源变压器，采用将电网交流220v电压直接整流滤波产生310v直流高压，供功率放大输出电路的mos功率管工作。电源电路同时提供电压放大电路及保护电路需要的工作电压。
29.优选地，所述输入电路的一端与信号输入装置连接，另一端与电压放大电路连接。
30.输入电路主要是对信号输入装置产生的音频信号的幅度的控制及隔离，采用信号调节旋钮的方式调节控制信号的幅度大小。通过隔离变压器的方式对信号进行隔离，有效地防止了前级信号引起功率放大器自激这样的问题的发生。
31.优选地，所述电源电路的一端与220v交流电源连接，另一端与电压放大电路连接。
32.优选地，所述功率放大输出电路还与扬声器连接。
33.电压放大电路采用tda2030运放设计，tda2030具有输出功率大，调试简单的优点。音频信号经电压放大电路后，信号强度变大，传输能力增强，不失真地进行功率放大。
34.功率放大输出电路中的功率管采用同型号及特性相同地n沟道mos管，功率放大输出电路同时考虑交越失真、震荡以及工作点等问题。
35.优选地，如图2所示，所述保护电路包括过载检测单元电路、低通滤波单元电路、直流检测单元电路、驱动放大单元电路、触发驱动单元电路、开机延时单元电路、继电器和保护指示单元电路；
36.所述过载检测单元电路一端与功率放大和输出电路连接，另一端与驱动放大单元电路连接；
37.所述低通滤波单元电路一端与功率放大和输出电路连接，另一端与直流检测单元电路连接；
38.所述驱动放大单元电路一端分别与所述过载检测单元电路、低通滤波单元电路连接，另一端与所述触发驱动单元电路连接；
39.所述触发驱动单元电路分别与驱动放大单元电路、开机延时单元电路、继电器、保护指示单元电路连接。
40.保护电路是高压功率放大器中最为重要的组成部分之一，保护电路可以有效的保护功率放大器正常工作，也可减少故障率。本发明采取三种保护电路设计，可有效的避免功率放大器烧毁等问题。
41.直流保护部分：当功率放大输出电路的输出端的直流电压的绝对值超过设计限度时，保护电路中的直流检测单元电路，能快速将其检测并进行处理，产生控制信号。控制信号经放大后控制触发器翻转，驱动保护电路动作，断开功率放大输出电路，使功率放大输出电路得以保护。
42.过载保护部分：当功率放大输出电路的输出的电流超过额定输出电流的t倍时，过载检测单元电路输出保护控制信号，控制功率放大输出电路断开，进而起到保护功率放大输出电路的目的。t的值本领域技术人员能够根据实际情况进行设置，优选的，t的值为1。
43.开机延时接通保护：由于功率放大器开机的瞬间，会产生很大的冲击电流，会存在直接烧毁功率放大输出电路的前级和功率放大输出电路包含的单元电路的隐患。通过开机延时单元电路控制继电器驱动电路的工作状态，使继电器在开机时延时1-4秒，这样可有效的避免开机瞬间产生的冲击电流烧毁功率放大器包含的单元电路。
44.优选地，所述电压放大电路包括tda2030运放电路。
45.与现有技术相比，本发明的优点在于：
46.本发明省去了电源变压器，简化电路，减小调试难度，使得功率放大器的体积、重量和成本大大减小。另外本发明还设计了完善的保护电路，从根本上对功率放大器进行直流、过载及开机延时接通保护，减少功率放大器的故障率，使功率放大器的安全性得到保障。这样的功率放大器的保护电路设计方法，可有效的保护功率放大器，降低功率放大器的故障率，进而起到降低设计成本的作用。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。