一种音量助推的驱动装置及移动终端的制作方法

本发明涉及扬声器驱动技术领域，尤其涉及的是一种音量助推的驱动装置及移动终端。

背景技术：

现有的扬声器驱动电路如图1所示，扬声器驱动电路通过音频功放PA将较小的音频输入信号AUD_IN进行功率放大后推动扬声器工作，发出声音。按键信号GPIO控制音频功放PA的启闭。音频功放PA的电源由电池直接供电。但是，电池电压VBAT不是稳定的电源，比如在手机中，电池满电量时为电池电压VBAT为4.2V，低电量时电池电压VBAT为3.6V。

由于音频功放PA的输出信号的最大幅值Vpeak取决于音频功放的供电、即电池电压VBAT的大小，Vpeak≈VBAT。因此音频功放PA输出的声音信号不是稳定的。在实际应用中，会出现这样的问题：当电池电量比较满时，电池电压VBAT高，输出的声音大，声音不失真；当电池电量较低时，电池电压VBAT低，输出的声音小，同时音频功放PA允许的最大输出Vpeak降低，使得原来可以正常输出的信号产生削顶，导致失真和杂音。并且，由于电池电压VBAT最高也只有4.2V，无法驱动一些大功率的扬声器。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种音量助推的驱动装置及移动终端，以解决现有扬声器驱动电路不能驱动大功率的扬声器、在电池电压较低时输出声音较小且失真的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种音量助推的驱动装置，与电池和CPU连接，其包括电源控制模块和功放模块；

所述电源控制模块将电池电压升压输出稳定的直流电源给功放模块供电，还根据用户的按键操作控制直流电源的电压增大或恢复原值；功放模块根据直流电源的大小对输入的音频信号进行对应功率放大后播放。

所述的音量助推的驱动装置，其中，所述电源控制模块包括升压转换器、电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和按键；

所述升压转换器的VIN脚连接第一电阻的一端、电感的一端和电池的正极；升压转换器的EN脚连接第一电阻的另一端；升压转换器的SW脚连接电感的另一端、第二电阻的一端和功放模块，升压转换器的FB脚连接第二电阻的另一端、第三电阻的一端和第四电阻的一端；升压转换器的GND脚接地，按键的一端连接第四电阻的另一端，按键的另一端连接第三电阻的另一端和地。

所述的音量助推的驱动装置，其中，所述第二电阻的阻值为MΩ级，第三电阻和第四电阻的阻值为KΩ级。

所述的音量助推的驱动装置，其中，所述电源控制模块还包括第一电容；所述第一电容的一端连接升压转换器的VIN脚和电池的正极，第一电容的另一端接地。

所述的音量助推的驱动装置，其中，所述电源控制模块还包括二极管；所述二极管的正极连接升压转换器的SW脚和电感的另一端，二极管的负极连接第二电阻的一端和功放模块。

所述的音量助推的驱动装置，其中，所述电源控制模块还包括第二电容；所述第二电容的一端连接二极管的负极，第二电容的另一端连接升压转换器的FB脚。

所述的音量助推的驱动装置，其中，所述电源控制模块还包括第三电容；所述第三电容的一端连接第二电容的一端，第三电容的另一端接地。

所述的音量助推的驱动装置，其中，所述功放模块包括音频功放和扬声器；所述音频功放的IN脚和SD脚连接CPU，音频功放的VDD脚连接二极管的负极，音频功放的OUT+脚和OUT-脚连接扬声器。

所述的音量助推的驱动装置，其中，所述功放模块包括音频功放和扬声器；所述音频功放的IN脚和SD脚连接CPU，音频功放的VDD脚连接第三电容的一端，音频功放的OUT+脚和OUT-脚连接扬声器。

一种移动终端，包括CPU和电池，其还包括所述的音量助推的驱动装置；所述电源控制模块将电池输出的电池电压升压输出稳定的直流电源给功放模块供电，还根据用户的按键操作控制直流电源的电压增大或恢复原值；CPU输出使能信号控制功放模块的启闭状态，功放模块开启时根据直流电源的大小对CPU传输的音频信号进行对应功率放大后播放。

相较于现有技术，本发明提供的音量助推的驱动装置及移动终端，通过电源控制模块将电池电压升压输出稳定的直流电源给功放模块供电，还根据用户的按键操作控制直流电源的电压增大或恢复原值；功放模块根据直流电源的大小对输入的音频信号进行对应功率放大后播放。直流电源稳定不受电池电量的影响，使移动终端在不同电量状态下音量和声音效果达到一致，从而解决了在电池电压较低时输出声音较小且失真的问题，保证了声音的高品质；并且，还能根据按键操作提高直流电源的大小，实现了音量助推的效果，满足用户的大音量需求，实现大功率扬声器的驱动。

附图说明

图1是现有的扬声器驱动电路图。

图2是本发明提供的音量助推的移动终端的结构框图。

图3是本发明提供的音量助推的驱动装置的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种音量助推的驱动装置及移动终端，适用于所有带扬声器的电子产品，如手机、平板、笔记本电脑、音乐播放器等移动终端；能提供稳定可调的电源信号，使移动终端在不同电量状态下音量和声音效果达到一致。还可以提高音频功放的电源信号的电压，起到音量助推（Volume Boost）的效果，提升移动终端的声音品质。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图2和图3，本发明提供的音量助推的驱动装置与电池和CPU连接，包括电源控制模块100和功放模块200；所述电源控制模块100将电池电压VBAT升压输出稳定的直流电源给功放模块200供电，还根据用户的按键操作控制直流电源的电压增大或恢复原值；功放模块200根据直流电源的大小对输入的音频信号进行对应功率放大后播放。

请继续参阅图3，所述电源控制模块100包括升压转换器P1、电感L、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和按键S；所述升压转换器P1的VIN脚连接第一电阻R1的一端、电感L的一端和电池的正极；升压转换器P1的EN脚连接第一电阻R1的另一端；升压转换器P1的SW脚连接电感L的另一端、第二电阻R2的一端和功放模块200，升压转换器P1的FB脚连接第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端；升压转换器P1的GND脚接地，按键S的一端连接第四电阻R4的另一端，按键S的另一端连接第三电阻R3的另一端和地。

本实施例中，所述升压转换器P1的型号为SGM6601。升压转换器P1的VIN脚输入的电压的幅度范围为1.8V~5.5V，此处输入的是电池电压VBAT。升压转换器P1对电池电压VBAT进行升压转换，在其SW脚输出稳定的直流电源VDD，电压的幅度范围为VBAT至38V。直流电源VDD的电压大小由第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值决定。也即是说，直流电源VDD的电压大小可针对不同的移动终端（如手机、平板、笔记本等）的要求对应设置。

所述第二电阻R2的阻值为MΩ级，如1MΩ；第三电阻R3和第四电阻R4的阻值为几百KΩ级，如第三电阻R3为440KΩ；第四电阻R4为530KΩ。则直流电源VDD的电压值V= 1.229 × [R1/ (R3∥R4)]。第三电阻R3和第四电阻R4为并联关系，通过按键S控制两者是否并联。根据上述阻值可得出，当按键S开路时，V = 1.229×（R2 / R3）= 4.0V，直流电源VDD的电压维持稳定输出，不会受电池电量的影响。当按键S通路时，VDD = 1.229×[R2 / (R3∥R4)] = 6.3V。其中，1.229是升压转换器P1的反馈电路参考电压，是一个定值；（R2 / R3）表示第二电阻R2与第三电阻R3串联的阻值，[R2 / (R3∥R4)]表示第三电阻R3与第四电阻R4并联后再与第二电阻R2串联的阻值。因此，无论当前电池电压VBAT是多大，最后输出的直流电源VDD的电压大小仅与第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值决定。这样即可避免在电池电压较低时输出声音较小且失真的问题。另外，通过按键S可控制功放模块200的供电大小，实现额外的音量提升功能；除了能保证移动终端输出的音质不受电池电量的影响，还可以带来Δ= 20 × lg（6.3 / 4.0）= 4dB的音量提升。当用户需求大音量时（比如在嘈杂环境、电话会议应用等情形），按下按键S即可更高的直流电源VDD，驱动大功率的扬声器。需要恢复原值时控制按键S弹起即可。

在具体实施时，所述按键S可由物理按键或者软件按键编程实现。按键S为物理按键时，可兼容移动终端的音量键或按键键。为软件按键时，可显示一按键图标，如接听电话时显示按键图标，被点击则控制按键S按下，再点击则按键S弹起。

第一电阻R1为分压电阻，与升压转换器P1的EN脚的内阻连接，构成分压电路，使升压转换器P1的EN脚处于高电平状态，为常开状态。这样，功放模块200的启闭仅由CPU控制，不受其他影响，控制简单可靠。电感L为升压转换器P1（DC-DC升压转换）的储能电感。

进一步实施例中，所述电源控制模块100还包括用于滤除电池电压VBAT的电源噪声和纹波的第一电容C1, 容值较佳为4.7uF；所述第一电容C1的一端连接升压转换器P1的VIN脚和电池的正极，第一电容C1的另一端接地。

进一步实施例中，所述电源控制模块100还包括用于防止直流电源VDD倒灌的二极管D；所述二极管D的正极连接升压转换器P1的SW脚和电感L的另一端，二极管D的负极连接第二电阻R2的一端和功放模块200。

进一步实施例中，所述电源控制模块100还包括用于对反馈电压进行滤波的第二电容C2（也叫升压反馈电容）；所述第二电容C2的一端连接二极管D的负极，第二电容C2的另一端连接升压转换器P1的FB脚。第二电容C2优选pf级电容，容值较佳为10pF。

进一步实施例中，所述电源控制模块100还包括用于对输出的直流电源VDD进行滤波的第三电容C3；所述第三电容C3的一端连接第二电容C2的一端，第三电容C3的另一端接地。第三电容C3优选uf级电容，容值较佳为1uF。

所述功放模块200包括音频功放P2和扬声器SP；所述音频功放P2的IN脚和SD脚连接CPU，音频功放P2的VDD脚连接二极管D的负极或第三电容C3的一端，音频功放P2的OUT+脚和OUT-脚连接扬声器SP。

扬声器SP的按键由CPU控制，即由CPU输出至音频功放P2的SD脚的使能信号GPIO的高低电平控制。音频功放P2根据直流电源VDD的大小对CPU输出的音频信号AUD_IN进行对应的功率放大，再驱动扬声器SP发声播放。音频信号AUD_IN功率放大后的最大幅值Vpeak≈VDD。

基于上述的音量助推的驱动装置，本发明还提供一种移动终端，请继续参阅图2，包括CPU和电池，还包括上述的音量助推的驱动装置；所述电源控制模块100将电池输出的电池电压VBAT升压输出稳定的直流电源给功放模块200供电，还根据用户的按键操作控制直流电源的电压增大或恢复原值； CPU输出使能信号GPIO控制功放模块200的启闭状态。功放模块200开启时根据直流电源的大小对CPU传输的音频信号进行对应功率放大后播放。

所述移动终端包括所有带扬声器的电子产品，如手机、平板、笔记本电脑、音乐播放器等。

综上所述，本发明的音量助推的驱动装置及移动终端，不受电池电量的影响，能输出稳定可调的直流电源给音频功放供电，使移动终端在不同电量状态下音量和声音效果达到一致；保证了声音的高品质；并且，还能在按键被按下时提高音频功放的供电电压，实现音量助推的效果，满足用户在特定情形下的大音量需求，实现大功率扬声器的驱动。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。