一种车载音频保护电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种车载音频保护电路及其控制方法，保护电路包括MCU，以及MOS管控制电路和电压检测电路，使用普通的晶体管和阻容件即可及时将外部高压截止，从而保护内部电源，实现保护效果，硬件实现简单；同时本发明专利技术使用MCU可以快速判断短路状态，保护PA芯片。本发明专利技术提供的技术方案能够有效解决音频输出端短路损坏的异常问题，保护T

【技术实现步骤摘要】
一种车载音频保护电路及其控制方法


[0001]本专利技术属于车联网
，具体涉及一种车载音频保护电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着汽车的不断更新迭代，汽车上的附加功能也越来越多，车联网通信终端(以下简称：T
‑
BOX)作为汽车通信的终端设备，自带有一套独立的音频功放系统，连接着扬声器，在紧急救援(以下简称：ecall)时提供通话功能。为了确保该音频系统的可靠性，设计时需要考虑端口的短路保护。因此，T
‑
BOX做设计验证(以下简称：DV)实验时，会将音频功放(以下简称：PA)芯片的两个输出端短路至DC16V高压电源上，要求实验结束后不能出现音频输出功能损坏的情况，以此确认T
‑
BOX音频电路的可靠性。
[0003]如图1所示，PA芯片包括PWM控制器以及4个MOS管，其中，Q1、Q3为P型MOS管，Q2、Q4为N型MOS管，Q1、Q2的栅极短接后连接PWM控制器，Q1的源极接VDD，Q2的源极接地，Q1的漏极与Q2的漏极短接并作为PA芯片的输出引脚1；Q3、Q4的栅极短接后连接PWM控制器，Q3的源极接VDD，Q4的源极接地，Q3的漏极与Q4的漏极短接并作为PA芯片的输出引脚2；PA芯片的两个输出引脚直接连接扬声器的两端。当系统正常工作时，PA芯片的PWM控制器可以根据需要驱动芯片内部的4个MOS管，使扬声器发出声音。
[0004]为了验证产品的可靠性，做DV实验时，需要分别在PA芯片的两个输出端加上DC 16V的高压，配合图2所示。首先，MOS管自身会存在一个体二极管，电流可以在体二极管上单向导通，导通条件是给予正向电压，并且电压大于导通电压0.7V。因此当外部高压加在Q1和Q2的公共端，该公共端电压为DC 16V，PA芯片的内部的VDD为DC 4V，公共端和VDD间形成正向压降，且该压降大于二极管导通电压0.7V，Q1的体二极管方向符合导通条件，将会在该处产生电流，Q2由于体二极管方向相反，不符合导通条件，高压会在Q2上被截止，不会产生电流。同理，Q3会被导通，Q4会被截止。那么外部高压导通进入PA芯片内部，电压超过PA芯片的工作电压4V，会损坏PA芯片的电源，PA芯片将被损坏。
[0005]综上，PA芯片的输出端包含4个MOS管，由于MOS管本身体二极管的存在，当DV实验中输出端接上DC 16V高压后，短路电流将顺着体二极管流向PA芯片的供电端VDD处，VDD电压为DC 4V，这样VDD将会被高压击穿，PA芯片将被损坏。因此为了保护PA芯片，设计一套保护电路是很有必要的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的，在于提供一种车载音频保护电路及其控制方法，能够保护T
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BOX的PA芯片。
[0007]为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：
[0008]一种车载音频保护电路，用于对PA芯片进行保护，PA芯片包括PWM控制器以及第一至第四MOS管，第一、第二MOS管的栅极短接后连接PWM控制器，第一MOS管的源极接VDD，第二MOS管的源极接地，第一MOS管的漏极与第二MOS管的漏极短接并作为PA芯片的第一输出引
脚；第三、第四MOS管的栅极短接后连接PWM控制器，第三MOS管的源极接VDD，第四MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极与第四MOS管的漏极短接并作为PA芯片的第二输出引脚；所述保护电路包括MCU，以及MOS管控制电路和电压检测电路；
[0009]MOS管控制电路包括第七、第八MOS管和第五、第六三极管，第七MOS管的源极连接PA芯片的第一输出引脚，第七MOS管的漏极连接扬声器的一个端子，第八MOS管的源极连接PA芯片的第二输出引脚，第八MOS管的漏极连接扬声器的另一个端子；第七、第八MOS管的栅极短接，并经由第二电阻连接第五三极管的集电极，第七、第八MOS管的短接处与第二电阻之间还分别连接第三电阻的一端和第一电容的一端，第三电阻的另一端和第一电容的另一端接地；第五三极管的发射极接VCC，其基极与发射极之间还连接有第一电阻；第五三极管的基极连接第六三极管的集电极，第六三极管的发射极接地，基极与发射极之间连接有电阻，基极还经由另一电阻连接MCU的控制端；
[0010]所述电压检测电路包括第四至第七电阻和第二、第三电容，其中，第四电阻的一端连接在第七MOS管与扬声器之间，第四电阻的另一端连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端接地，第二电容的一端连接在第四、第五电阻之间，另一端接地，MCU的第一检测端连接在第四、第五电阻之间；第六电阻的一端连接在第八MOS管与扬声器之间，第六电阻的另一端连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端接地，第三电容的一端连接在第六、第七电阻之间，另一端接地，MCU的第二检测端连接在第六、第七电阻之间。
[0011]上述第一、第三MOS管为P型MOS管，第二、第四MOS管为N型MOS管。
[0012]上述第七、第八MOS管均为N型MOS管。
[0013]上述第五三极管为PNP三极管，第六三极管为NPN三极管。
[0014]如前所述的一种车载音频保护电路的控制方法，包括如下步骤：
[0015]步骤1，循环采样第七、第八MOS管的源极电压，当采样到的电压超过PA芯片的工作电压时，判定为短路，并对短路计次加1，并跳转至步骤2；否则清空计数，并跳转至步骤3；
[0016]步骤2，当计次达到设定次数后，MCU关闭MOS管，从而实现对PA的保护；之后循环执行步骤1；
[0017]步骤3，执行过程中，采样电压不超过DC 4V时，保持MOS管状态或打开MOS管，之后循环执行步骤1。
[0018]上述步骤1中，循环采样第七、第八MOS管的源极电压的方法是：分别采样第七、第八MOS管的源极电压，MCU识别上次采样端口，如果是第七MOS管，则采样通道切换至第八MOS管；如果是第八MOS管，则采样通道切换至第七MOS管，循环对第七、第八MOS管进行采样。
[0019]采用上述方案后，本专利技术在PA芯片发生短路时，能够及时将外部高压截止，从而保护内部电源。本专利技术通过设计保护电路，使用普通的晶体管和阻容件即可实现保护效果，硬件实现简单，不需特殊物料，不会有敏感成本的增加；同时本专利技术使用MCU可以快速判断短路状态，保护PA芯片。因此，本专利技术可以有效解决音频输出端短路损坏的异常问题。
附图说明
[0020]图1是现有PA芯片输出端的功能框图；
[0021]图2是DV实验时短路电流流向框图；
[0022]图3是本专利技术的电路图；
[0023]图4是本专利技术中的MOS管控制电路示意图；
[0024]图5是本专利技术中的电压检测电路示意图之一；
[0025]图6是本专利技术中的电压检测电路示意图之二；
[0026]图7是本专利技术的控制方法流程示意图。
具体实施方式
[0027]以下将结合附图，对本专利技术的技术方案及有益效果进行详细说明。
[0028]如图3所示，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载音频保护电路，用于对PA芯片进行保护，PA芯片包括PWM控制器以及第一至第四MOS管，第一、第二MOS管的栅极短接后连接PWM控制器，第一MOS管的源极接VDD，第二MOS管的源极接地，第一MOS管的漏极与第二MOS管的漏极短接并作为PA芯片的第一输出引脚；第三、第四MOS管的栅极短接后连接PWM控制器，第三MOS管的源极接VDD，第四MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极与第四MOS管的漏极短接并作为PA芯片的第二输出引脚；其特征在于：所述保护电路包括MCU，以及MOS管控制电路和电压检测电路；MOS管控制电路包括第七、第八MOS管和第五、第六三极管，第七MOS管的源极连接PA芯片的第一输出引脚，第七MOS管的漏极连接扬声器的一个端子，第八MOS管的源极连接PA芯片的第二输出引脚，第八MOS管的漏极连接扬声器的另一个端子；第七、第八MOS管的栅极短接，并经由第二电阻连接第五三极管的集电极，第七、第八MOS管的短接处与第二电阻之间还分别连接第三电阻的一端和第一电容的一端，第三电阻的另一端和第一电容的另一端接地；第五三极管的发射极接VCC，其基极与发射极之间还连接有第一电阻；第五三极管的基极连接第六三极管的集电极，第六三极管的发射极接地，基极与发射极之间连接有电阻，基极还经由另一电阻连接MCU的控制端；所述电压检测电路包括第四至第七电阻和第二、第三电容，其中，第四电阻的一端连接在第七MOS管与扬声器之间，第四电阻的另一端连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端接地，第二电容的一端连接在第四、...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋榕华，林伟，黄盖，苏小杭，
申请(专利权)人：慧翰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：