一种音频功率放大控制电路、芯片与音频功放装置的制作方法

本发明涉及一种音频功放，具体而言，涉及一种音频功率放大控制电路、芯片与音频功放装置。

背景技术：

1、近些年来，音频功放的应用领域越来越广泛。随着智能音响、蓝牙音响、扩音器等应用的日益增长，市场对便携性和音质提出了更高的要求。单节锂电是目前应用最广泛的便携式电源供电方式，为了获取最大功率，保证音质，要求供电电压越高越好。为了突破单节锂电最大4.2v的电压限制，主要途径是通过配置升压电路，实现从3.2v-4.2v到稳定的5v或以上升压供电给音频功放，从而实现更大功率，然而锂电输入的应用中，配置升压电路对音频输出的效率产生了一定的影响，升压电压越高，待机电流越大，在音频信号输出较小的幅度下，效率会比较差，从而影响电池的待机时间。

2、现有技术中，如图1所示，音频功率放大控制电路包括音频输入前置放大电路、d类音频积分电路和音频驱动电路，通过在音频输入前置放大电路的输出端设置音频幅度检测电路，通过预设大小不同的音频幅度参考电压，音频幅度检测电路将音频幅度参考电压与音频输入前置放大电路的输出电压进行比较，若需要升压则音频幅度检测电路向升压控制电路输出升压信号，升压控制电路根据升压信号进行升压并输出给音频驱动电路以进行驱动放大输出。但是，与音频幅度参考电压做比较的音频输入前置放大电路的输出并非最终的输出，与预设的音频幅度参考电压存在较大的误差，无法准确判断最佳的升压调节点，不能保证音频输出的效率，且设置多档升压时，需要设置多个比较器，增加制造成本。

技术实现思路

1、本发明解决了现有技术的问题，提供一种音频功率放大控制电路、芯片与音频功放装置。该音频功放升压控制电路在d类音频积分电路的输出端设置音频信号检测电路，通过音频信号检测电路对音频信号进行采样处理，负反馈放大电路通过音频信号检测电路输出的升压控制信号控制升压电压升高，且通过负反馈控制方式输出稳定的升压电压。

2、为实现上述目的，本发明提供一种音频功率放大控制电路，音频功率放大控制电路包括依次串联的音频输入前置放大电路、d类音频积分电路和音频驱动电路，还包括音频信号检测电路和负反馈放大电路，音频信号检测电路的输入端与d类音频积分电路的输出端电连接，音频信号检测电路的输出端与负反馈放大电路的输入端电连接，负反馈放大电路的输出端与音频驱动电路电连接；

3、音频信号检测电路用于对d类音频积分电路输出的信号进行采样处理，并根据采样处理的结果判断音频功率放大控制电路是否需要升压，若需要升压，向负反馈放大电路输出升压控制信号；

4、负反馈放大电路根据升压控制信号，改变升压电压的采样比例，从而通过负反馈的控制方式，控制负反馈放大电路提升升压电压。

5、在一些实施例中，负反馈放大电路包括升压输出采样电路和升压电路，升压输出采样电路包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，第一输出端用于与求和电路的输入端连接，第一输入端与升压电路的输出端电连接，第二输入端与音频信号检测电路的输出端电连接，升压电路的输入端与求和电路的输出端连接。

6、在一些实施例中，升压输出采样电路包括至少一个开关管和至少一个第一电阻，第一电阻的两端分别与开关管的两端连接，开关管的控制端与音频信号检测电路的输出端电连接。

7、在一些实施例中，开关管为mos管。

8、在一些实施例中，音频信号检测电路包括延时器、异或门和计数器，异或门的第一输入端与d类音频积分电路的输出端电连接，d类音频积分电路的输出端经延时器与异或门的第二输入端电连接，异或门的输出端与计数器的输入端电连接，计数器的输出端与升压输出采样电路的第二输入端电连接，异或门用于对d类音频积分电路输出的pwm信号进行逻辑运算处理。

9、在一些实施例中，计数器的数量大于或者等于两个，计数器的输入端均与异或门的输出端电连接。

10、在一些实施例中，升压电路包括升压控制电路及外围的元器件，升压控制电路包括第一pwm控制器、第一误差放大器、斜波发生器和第二nmos管；

11、第一pwm控制器的第一输入端与第一误差放大器的输出端电连接，第一pwm控制器的第二输入端与第一斜波发生器的输出端电连接，第一pwm控制器的输出端与第二nmos管的栅极电连接，第二nmos管的源极和衬底接地，漏极为升压控制电路的第一接线端，用于接入外围的元器件；第一误差放大器的同相输入端用于与基准电压源的输出端连接，第一误差放大器的反相输入端连接升压输出采样电路。

12、在一些实施例中，外围的元器件包括第一电感、第二pmos管、第一电容；第一电容的阳极和第二pmos管的漏极，均电连接升压控制电路的第二接线端，第一电容的阴极接地，第二pmos管的栅极与第二nmos管的栅极电连接，第二pmos管的源极和第一电感的一端均与升压控制电路的第一接线端连接。

13、本发明还提供一种音频功率放大控制芯片，音频功率放大控制芯片至少包括前述的音频功率放大控制电路。

14、本发明还提供一种音频功放装置，音频功放装置至少包括前述的音频功率放大控制芯片。

15、有益效果：本发明公开一种音频功率放大控制电路、芯片与音频功放装置，本发明在d类音频积分电路的输出端设置音频信号检测电路，通过音频信号检测电路检测d类音频积分电路输出的pwm信号的波形是否正常；当音频信号检测电路在预设时间内，接收到连续不断的pwm信号，pwm信号经音频驱动电路驱动输出；当音频信号检测电路在预设时间内，未接收到pwm信号，pwm信号有明显的丢失，波形失真，则音频信号检测电路向升压电路输出升压控制信号，以升高升压电压pvdd，通过实时判断和比较d类音频积分电路输出的pwm信号，可以实时获取实际输出波形的真实情况，当实际输出波形有失真发生，则实时提升升压电压pvdd，从而确保音频输出信号的输出波形不失真，更准确地调节音频输出信号与功耗的平衡关系，找到最佳的升压电压点。

技术特征：

1.一种音频功率放大控制电路，所述音频功率放大控制电路包括依次串联的音频输入前置放大电路、d类音频积分电路和音频驱动电路，其特征在于，还包括音频信号检测电路和负反馈放大电路，所述音频信号检测电路的输入端与所述d类音频积分电路的输出端电连接，所述音频信号检测电路的输出端与所述负反馈放大电路的输入端电连接，所述负反馈放大电路的输出端与所述音频驱动电路电连接；

2.根据权利要求1所述的音频功率放大控制电路，其特征在于，所述负反馈放大电路包括升压输出采样电路和升压电路，所述升压输出采样电路包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输出端用于与求和电路的输入端连接，所述第一输入端与所述升压电路的输出端电连接，所述第二输入端与所述音频信号检测电路的输出端电连接，所述升压电路的输入端与所述求和电路的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的音频功率放大控制电路，其特征在于，所述升压输出采样电路包括至少一个开关管和至少一个第一电阻，所述第一电阻的两端分别与所述开关管的两端连接，所述开关管的控制端与所述音频信号检测电路的输出端电连接。

4.根据权利要求3所述的音频功率放大控制电路，其特征在于，所述开关管为mos管。

5.根据权利要求2所述的音频功率放大控制电路，其特征在于，所述音频信号检测电路包括延时器、异或门和计数器，所述异或门的第一输入端与所述d类音频积分电路的输出端电连接，所述d类音频积分电路的输出端经所述延时器与所述异或门的第二输入端电连接，所述异或门的输出端与所述计数器的输入端电连接，所述计数器的输出端与所述升压输出采样电路的第二输入端电连接，所述异或门用于对所述d类音频积分电路输出的pwm信号进行逻辑运算处理。

6.根据权利要求5所述的音频功率放大控制电路，其特征在于，所述计数器的数量大于或者等于两个，所述计数器的输入端均与所述异或门的输出端电连接。

7.根据权利要求2所述的音频功率放大控制电路，其特征在于，所述升压电路包括升压控制电路及外围的元器件，所述升压控制电路包括第一pwm控制器、第一误差放大器、斜波发生器和第二nmos管；

8.根据权利要求7所述的音频功率放大控制电路，其特征在于，所述外围的元器件包括第一电感、第二pmos管、第一电容；所述第一电容的阳极和所述第二pmos管的漏极，均电连接所述升压控制电路的第二接线端，所述第一电容的阴极接地，所述第二pmos管的栅极与所述第二nmos管的栅极电连接，所述第二pmos管的源极和所述第一电感的一端均与所述升压控制电路的第一接线端连接。

9.一种音频功率放大控制芯片，其特征在于，所述音频功率放大控制芯片包括如权利要求1至权利要求8任一项所述的音频功率放大控制电路。

10.一种音频功放装置，其特征在于，所述音频功放装置包括如权利要求9所述的音频功率放大控制芯片。

技术总结
本发明公开一种音频功率放大控制电路、芯片与音频功放装置，本发明在D类音频积分电路的输出端设置音频信号检测电路，通过音频信号检测电路检测PWM信号的波形是否正常；当音频信号检测电路判断出PWM信号的波形出现异常，信号有明显的丢失，波形失真，则音频信号检测电路向负反馈放大电路输出升压控制信号，以提升升压电压PVDD，本发明通过实时判断和比较D类音频积分电路输出的PWM信号，可以实时获取实际输出波形的真实情况，当实际输出波形有失真发生，则实时提升升压电压PVDD，从而确保音频输出信号的输出波形不失真，更准确地调节音频输出信号与功耗的平衡关系，找到最佳的升压电压点，最终实现效率最优化。

技术研发人员：骞海荣,刘文博
受保护的技术使用者：芯朗半导体（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15