一种大功率6000W数字功放的电源功放系统技术方案

本发明专利技术公开一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，电源采用PFC和半桥开关电源技术，电源过流过压保护，进行电压检测/在线控制，启动/关闭检测控制，输出模式/输出功率检测控制，温度控制，风扇两段加速控制。本发明专利技术的交流电输入到第一桥式整流滤波电路，经过手动闭合软开关电路启动反激式开关电源电路，电源控制电路得到电源后接通软开关启动电路的继电器，交流电通过开关冲击电流保护电路、桥式整流滤波电路、PFC电路升压，然后到达半桥开关电源电路。本发明专利技术的功放模组为双层板排布，布局合理，统一锁附在U型散热片上，散热效果佳，音质保真效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率6000W数字功放的电源功放系统
本专利技术涉及一种功放装置，具体来说，特别是涉及一种脉宽调制的功放模组。
技术介绍
音响功放在生活中应用很广，功率放大器简称功放，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放，其将音频电信号放大后带动音箱的扬声器发出声音。专业功放一般用于会议，演出，厅，堂，场，馆的扩音。设计上以输出功率大，保护电路完善，良好的散热为主。音响功放性能的好坏直接影响到整个音箱播放音质的效果，时常会有声音失真等情况，目前音箱功放有不同的功率的，不同场所使用不同功率的功放，如何改善功放中的信号处理的设计，使其适合于各种不同场合的需求是本文所要探讨的。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。专业功放一般用于会议，演出，厅，堂，场，馆的扩音。设计上以输出功率大，保护电路完善，良好的散热为主。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，电源采用PFC和半桥开关电源技术，电源过流过压保护，功放部分采用PWM脉宽调制电路、MCU控制单元构成，MCU控制单元由MCU单片机控制，进行电压检测/在线控制，启动/关闭检测控制，输出模式/输出功率检测控制，温度控制，风扇两段加速控制。为达上述目的，本专利技术的一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，采用以下的技术方案：一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，包含第一桥式整流滤波电路，交流电输入到第一桥式整流滤波电路，经过手动闭合软开关电路启动反激式开关电源电路，电源控制电路得到电源后接通软开关启动电路的继电器，交流电通过开关冲击电流保护电路、第二桥式整流滤波电路、PFC电路，然后到达半桥开关电源电路，经过变压器隔离输出电路升压输出主电源和各个辅助电源，给功放PWM驱动供电，启动功放，弱信号经过音频压缩电路，到达数字功放PWM脉宽调制电路进行放大，通过LC滤波电路输出，功率最高3000W/4欧姆，同时辅助电源为MCU控制单元供电，检测线路中的温度来控制输入信号的压缩和风扇电源输出电路输出的电压。进一步，反激式开关电源电路连接软开关启动电路，交流电输入首先经过桥式整流滤波，整流出来的直流进入到反激式开关电源电路，输出电源经过整流滤波后为电源控制电路、PFC电路、半桥开关电源电路供电，电源控制电路通电后控制软开关启动电路，接通主电源桥式整流滤波电路(主电源线路)。进一步，交流电输入(交流电源)进来先经过第一桥式整流滤波电路，到达反激式开关电源电路，其驱动光耦IC1启动后，在变压器T3的次级整流滤波得到VCC-PRI电压，经过稳压得到+15V-PRI和+5VP的电压，+5VP的电压为电源控制电路供电，其控制芯片获得电源后控制软开关启动电路的继电器RY1闭合，交流电通过继电器RY1到达开关冲击电流保护电路、第二桥式整流滤波电路、PFC电路，然后到达半桥开关电源电路，变压器隔离输出电路升压，经过主电源桥式整流滤波电路整流滤波后得到主电压和其辅助电源。辅助电源1整流滤波电路经过整流滤波后驱动三极管Q3和三极管Q12，随后继电器RY2线圈通电闭合，将开关冲击电流保护电路上的电阻R3、电阻R4和热敏电阻PR1短路，减少损耗；辅助电源2整流滤波电路感应出来的电压是以主电源负压为基准，通过整流滤波后稳压得到+12V/-VCC的电压，输出到数字功放PWM脉宽调制电路使用；辅助电源3整流滤波电路经稳压后得到±12V电压，输出端分别连接PWM驱动电源电路、音频压缩电路、+5V辅助电源电路、温度检测电路，±12V辅助电源电路的+12V电压经+5V辅助电源电路稳压后得到+5V电源，输出连接MCU控制单元；辅助电源4整流滤波电路输出的电压连接到风扇电源输出电路的散热风扇，风扇转速由MCU控制单元控制。进一步，第一桥式整流滤波电路输入端连接AC交流输入，第一桥式整流滤波电路输出端经过反激式开关电源电路连接电源控制电路、软开关启动电路、半桥开关电源电路，电源控制电路连接软开关启动电路；AC交流输入通过软开关启动电路、开关冲击电流保护电路、第二桥式整流滤波电路、PFC电路后到达半桥开关电源电路，半桥开关电源电路经过变压器隔离输出电路后连接辅助电源1整流滤波电路、主电源桥式整流滤波电路、辅助电源2整流滤波电路、辅助电源3整流滤波电路、辅助电源4整流滤波电路；辅助电源2整流滤波电路经过PWM驱动电源电路、数字功放PWM脉宽调制电路、LC滤波电路后电路通道输出3000W/4欧姆；辅助电源3整流滤波电路经过±12V辅助电源电路、+5V辅助电源电路后接到MCU控制单元；辅助电源4整流滤波电路经过风扇电源输出电路后接到MCU控制单元；MCU控制单元连接音频压缩电路、温度检测电路，音频压缩电路输入端连接信号输入，音频压缩电路输出端连接数字功放PWM脉宽调制电路；辅助电源2整流滤波电路经过主电源桥式整流滤波电路后连接数字功放PWM脉宽调制电路；MCU控制单元连接风扇电源输出电路。在一些实施例中，输入电源采用软开关设计，利用弱电流控制输入强电部分，在处理开机冲击电流时，电源启动正常后，通过继电器短路其冲击电流保护的组件，使在大功率工作时避免额外的无用功率损耗，电源驱动芯片供电使用反激式开关电源供电，在大功率工作时使电源驱动芯片稳定工作。进一步，PFC电路由PFC驱动芯片U8通过图腾柱方式驱动两个并联NMOS管Q4、NMOS管Q5，PFC驱动芯片U8引脚3经过电阻R1、并联电阻R11～R18后接到NMOS管Q4、NMOS管Q5的源极S；PFC驱动芯片U8引脚4经过电阻R64、电阻R63、电感L2后接到NMOS管Q4、NMOS管Q5的漏极D；NMOS管Q4、NMOS管Q5的源极S接地，NMOS管Q4、NMOS管Q5的漏极D通过二极管BD2正极-负极后接到电源正VCC；NMOS管Q4的栅极G和源极S上并联电阻R21，NMOS管Q5的栅极G和源极S上并联电阻R22；PFC驱动芯片U8引脚7通过电阻R10后接到软开关启动电路中的NPN三极管Q2发射极E，NPN三极管Q2集电极C接到+15V-PRI端(即PFC驱动芯片U8引脚7通过电阻R10、NPN三极管Q2接到+15V-PRI端)，PFC驱动芯片U8引脚8接到NPN三极管Q1基极B和PNP三极管Q14基极B；NPN三极管Q1发射极和PNP三极管Q14发射极连接，NPN三极管Q1发射极和PNP三极管Q14发射极通过驱动电阻R19后接到NMOS管Q4栅极G，NPN三极管Q1发射极和PNP三极管Q14发射极通过驱动电阻R20后接到NMOS管Q5栅极G；PNP三极管Q14集电极接地，NPN三极管Q1集电极通过电阻R5后接到PFC驱动芯片U8引脚2，PNP三极管Q14集电极连接PFC驱动芯片U8引脚1；驱动电阻R19和驱动电阻R20分别并联有快速二极管D18和快速二极管D19，快速二极管D18正极和快速二极管D19正极接到NMO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，包含：第一桥式整流滤波电路(01)，其特征在于，交流电输入到第一桥式整流滤波电路(01)，经过手动闭合软开关电路(04)启动反激式开关电源电路(02)，电源控制电路(03)得到电源后接通软开关启动电路(04)，交流电通过开关冲击电流保护电路(05)、第二桥式整流滤波电路(06)、PFC电路(07)，然后到达半桥开关电源电路(08)，经过变压器隔离输出电路(09)升压输出主电源和各个辅助电源，给功放PWM驱动供电，启动功放，弱信号经过音频压缩电路(20)，到达数字功放PWM脉宽调制电路(14)进行放大，通过LC滤波电路(15)输出，功率最高3000W/4欧姆，同时辅助电源为MCU控制单元(19)供电，检测线路中的温度来控制输入信号的压缩和风扇电源输出电路(23)输出的电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，包含：第一桥式整流滤波电路(01)，其特征在于，交流电输入到第一桥式整流滤波电路(01)，经过手动闭合软开关电路(04)启动反激式开关电源电路(02)，电源控制电路(03)得到电源后接通软开关启动电路(04)，交流电通过开关冲击电流保护电路(05)、第二桥式整流滤波电路(06)、PFC电路(07)，然后到达半桥开关电源电路(08)，经过变压器隔离输出电路(09)升压输出主电源和各个辅助电源，给功放PWM驱动供电，启动功放，弱信号经过音频压缩电路(20)，到达数字功放PWM脉宽调制电路(14)进行放大，通过LC滤波电路(15)输出，功率最高3000W/4欧姆，同时辅助电源为MCU控制单元(19)供电，检测线路中的温度来控制输入信号的压缩和风扇电源输出电路(23)输出的电压。


2.根据权利要求1所述的一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，其特征在于，所述反激式开关电源电路(02)连接软开关启动电路(04)，交流电输入首先经过桥式整流滤波(01)，整流出来的直流进入到反激式开关电源电路(02)，输出电源经过整流滤波后为电源控制电路(03)、PFC电路(07)、半桥开关电源电路(08)供电，电源控制电路(03)通电后控制软开关启动电路(04)，接通主电源线路。


3.根据权利要求1所述的一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，其特征在于，所述交流电输入进来先经过第一桥式整流滤波电路(01)，到达反激式开关电源电路(02)，其驱动光耦IC1启动后，在变压器T3的次级整流滤波得到VCC-PRI电压，经过稳压得到+15V-PRI和+5VP的电压，+5VP的电压为电源控制电路(03)供电，其控制芯片获得电源后控制软开关启动电路(04)的继电器RY1闭合，交流电通过继电器RY1到达开关冲击电流保护电路(05)、第二桥式整流滤波电路(06)、PFC电路(07)，然后到达半桥开关电源电路(08)，变压器隔离输出电路(09)升压，经过主电源桥式整流滤波电路(11)整流滤波后得到主电压和其辅助电源。


4.根据权利要求1所述的一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，其特征在于，所述PFC电路(07)由PFC驱动芯片U8通过图腾柱方式驱动两个并联NMOS管Q4、NMOS管Q5，PFC驱动芯片U8引脚3经过电阻R1、并联电阻R11～R18后接到NMOS管Q4、NMOS管Q5的源极S；PFC驱动芯片U8引脚4经过电阻R64、电阻R63、电感L2后接到NMOS管Q4、NMOS管Q5的漏极D；
PFC驱动芯片U8引脚7通过电阻R10后接到反激式开关电源电路(02)中的NPN三极管Q2发射极E，NPN三极管Q2集电极C接到+15V-PRI端，PFC驱动芯片U8引脚8接到NPN三极管Q1基极B和PNP三极管Q14基极B；NPN三极管Q1发射极和PNP三极管Q14发射极连接，NPN三极管Q1发射极和PNP三极管Q14发射极通过驱动电阻R19后接到NMOS管Q4栅极G，NPN三极管Q1发射极和PNP三极管Q14发射极通过驱动电阻R20后接到NMOS管Q5栅极G；PNP三极管Q14集电极接地，NPN三极管Q1集电极通过电阻R5后接到PFC驱动芯片U8引脚2，PNP三极管Q14集电极连接PFC驱动芯片U8引脚1。


5.根据权利要求4所述的一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，其特征在于，所述驱动电阻R19和驱动电阻R20分别并联有快速二极管D18和快速二极管D19，快速二极管D18正极接到NMOS管Q4栅极G，快速二极管D19正极接到NMOS管Q5栅极G；在NMOS管Q4、NMOS管Q5的栅极G和源极S上分别并联电阻R21和电阻R22，在NMOS管Q4、NMOS管Q5的漏极D和源极S上分别并联电容C16和电容C17，电阻R11～R18并联后连接到NMOS管Q4源极S和NMOS管Q5源极S，电阻R11～R18并联充当NMOS管Q4和NMOS管Q5短路保护，NMOS管Q4漏极D和NMOS管Q5漏极D连接快速二极管BD2正极，快速二极管BD2负极接到电源正VCC，电阻R24和电容C20串联后并联在快速二极管BD2上；NMOS管Q5源极S接地。


6.根据权利要求1所述的一种大功率6000W数字功放的电源功放系统，其特征在于，所述半桥开关电源电路(08)采用图腾柱方式推动NMOS管，电源驱动芯片U7引脚2和引脚3连接到+15V-PRI，采用小功率开关电源供电，电源驱动芯片U7引脚14通过二极管D21负极-正极接到+15V-PRI，电源驱动芯片U7引脚14通过并联的电容C52和电容C53后与电源驱动芯片U7引脚12连接，电源驱动芯片U7引脚13通过电阻R38与NPN三极管Q8基极和PNP三极管Q7基极相连，电源驱动芯片U7引脚13通过电阻R43接到光耦U2引脚1，电源驱动芯片U7引脚11通过电阻R37接到NPN三极管Q9基极和PNP三极管Q6基极，NPN三极管Q9基极和PNP三极管Q6基极通过电阻R44接到光耦U3的引脚1，NPN三极...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明龙，
申请(专利权)人：东莞精恒电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44