具有整流器保护的电源制造技术

一种用于驱动扬声器的装置包括用于驱动选择的扬声器的用户可配置的放大器单元、同步整流器电路和控制系统。每个单元连接在功率轨道之间。整流器电路在轨道上提供电流以供单元消耗。该电流取决于配置。控制系统实现整流器电路和单元的模型，并且响应于有关放大器单元的电气输出的信息，使用该模型来控制音频输入信号。这间接地限制了从同步整流器电路汲取的电流。

Power supply with rectifier protection

A device for driving a loudspeaker includes a user configurable amplifier unit for driving a selected speaker, a synchronous rectifier circuit, and a control system. Each unit is connected between the power tracks. The rectifier circuit supplies current to the orbit for the unit to consume. The current depends on the configuration. The control system implements a model of the rectifier circuit and the unit, and uses the model to control the audio input signal in response to information about the electrical output of the amplifier unit. This indirectly limits the current drawn from the synchronous rectifier circuit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有整流器保护的电源
该公开内容涉及音频放大器，并且尤其涉及用于这样的放大器的电源。
技术介绍
已知的音频放大器包括其中放大单元可以由用户配置以驱动扬声器的那些音频放大器。因为无法提前知道用户最终将如何连接放大单元，所以可能难以提前知道电源能够应付多少电流。仅提供具有可以应付甚至最费力的配置的组件的电源是可能的。但是这样的配置在实践中很少遇到。因此，采用这样的解决方案在经济上是浪费的。
技术实现思路
本专利技术部分地基于对存在保护电源以防过度的电流汲取(current draw)但不必过度工程化放大器的需要的承认。在一个方面，本专利技术以一种用于驱动扬声器的装置为特征。这样的装置包括放大器单元，每个放大器单元连接在第一功率轨道(power rail)和第二功率轨道之间。放大器单元是用户可配置的，以用于驱动选择的扬声器。该装置还包括同步整流器电路，用于在功率轨道上提供电流以供所有放大器单元消耗。该电流取决于用户定义的放大器单元相对于扬声器的配置。该装置进一步包括控制系统，用于实现同步整流器电路和放大器单元的模型。该控制系统被配置为响应于有关放大器单元的电气输出的信息来控制音频输入信号，从而限制从同步整流器电路汲取的电流。在一些实施例中，控制系统包括具有两个反馈回路的反馈控制系统。第一反馈回路与由同步整流器电路处理的电功率相关联，第二反馈回路与控制同步整流器电路的温度相关联。在一些实施例中，模型包括热模型(thermal model)，用于基于由整流器电路耗散的估计来估计温度。在这些实施例中间是那样的实施例，其中该模型进一步包括温度控制器，用于接收由热模型提供的估计的温度与最大允许温度之间的差，并且由此估计最大功率耗散(power dissipation)。附加的实施例是那样的实施例，其中该模型包括整流器功率耗散模型，其提供作为放大器单元的电气输出的函数的由整流器电路耗散的总功率的估计。在这些实施例中间是第一组实施例，其包括那些实施例，其中功率耗散模型被配置为通过对由每个放大器单元耗散的功率之和进行第一时间常数的滤波来生成第一电流，以及通过对从每个放大器单元输出的电流之和进行第二时间常数的滤波来生成第二电流，该第二时间常数短于该第一时间常数。在该第一组实施例内是第二组实施例，其中功率耗散模型还被配置为通过对第一电流和第二电流求和来确定第一轨道电流，并且通过计算第一电流和第二电流之间的差来确定第二轨道电流。在该第二组实施例内是第三组实施例，其中功率耗散模型进一步被配置为确定与第一轨道电流相关联的开关损耗(switching loss)和导电损耗(conductiveloss)，并且还被配置为确定与第二轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗。在该第三组实施例内是第四组实施例，其中功率耗散模型被配置为输出与第一轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗之和以及与第二轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗之和中较大的一个。在另一方面，本专利技术以一种用于驱动扬声器的装置为特征。这样的装置包括放大器单元，每个放大器单元连接在正轨道和负轨道之间。放大器单元是用户可配置的，以用于驱动选择的扬声器。该装置还包括同步整流器电路，用于在正轨道上和在负轨道上提供电流以供放大器单元消耗。该电流取决于用户定义的放大器单元相对于扬声器的配置。该装置还包括整流器功率耗散模型，其提供作为放大器单元的电气输出的函数的由整流器电路耗散的总功率的估计；热模型，用于基于由整流器电路提供的估计来估计温度；温度控制器，用于接收由热模型提供的估计的温度与最大允许温度之间的差，并且由此估计最大允许功率耗散；功率耗散控制器，用于接收最大允许功率耗散与由整流器电路耗散的总功率的估计之间的差；以及限制器，用于接收来自功率耗散控制器的增益控制信号，并且将增益控制应用到音频信号以限制同步整流器电路的功率耗散。在一些实施例中，整流器功率耗散模型被配置为通过对由每个放大器单元耗散的功率之和进行慢速时间常数的滤波来生成慢速电流，并且通过对从每个放大器单元输出的电流之和进行快速时间常数的滤波来生成快速电流。在这些实施例当中是第一组实施例，其中功率耗散模型进一步被配置为通过对慢速电流和快速电流求和来确定正轨道电流，并且通过计算慢速电流与快速电流之间的差来确定负轨道电流。在该第一组中的实施例当中是第二组实施例中的那些实施例，其中功率耗散模型进一步被配置为确定与正轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗，以及确定开关损耗和导电损耗。在该第二组实施例内是第三组实施例，其包括那些实施例，其中功率耗散模型被配置为输出与第一轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗之和以及与第二轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗之和中较大的一个。在另一方面，本专利技术以一种用于驱动扬声器的装置为特征。这样的装置包括多个放大器单元，每个放大器单元连接在第一功率轨道和第二轨道之间。这些放大器单元是用户可配置的，以用于驱动选择的扬声器。该装置进一步包括用于提供电流以供所有放大器单元消耗的装置。该电流取决于用户定义的放大器单元相对于扬声器的配置。在该装置中还包括用于响应于有关放大器单元的电气输出的信息来控制用于提供电流的装置以限制由用于提供电流的装置提供的电流的装置。在该装置的实施例当中是那些实施例，其中用于控制的装置包括用于响应于有关电气输出的信息来控制输入音频信号的装置。根据下面的详细描述以及附图，本专利技术的这些特征和其他特征将是显而易见的，其中:【附图说明】图1示出了被配置为驱动一组扬声器的放大器；图2示出了用于图1的放大器的电源；图3示出了用于图2的电源的四象限隔离转换器；图4示出了由图1的放大器单元汲取的正轨道和负轨道上的电流；图5示出了在确定是否限制图3中所示的整流器的输出中的步骤；图6是用于控制图3中所示的整流器的输出的反馈控制系统的框图；图7是适合于合并到图6的反馈控制系统中的整流器功率耗散模型的图；图8示出了来自图1的、驱动扬声器的放大器单元；图9是图2中所示的电源的动态模型；以及图10是用于图6中使用的控制系统的热模型。【具体实施方式】图1示出了具有多个半桥单元放大器单元12的放大器10，该放大器单元可以由用户配置为以各种配置来驱动多个扬声器14。特定示例示出了八个放大器单元12，每个放大器单元以半桥配置来驱动相应的扬声器14。在2010年3月4日提交的题为“VersatileAudio Power Amplif ier”的美国申请12/717,198中更详细地描述了这样的放大器10,该申请的内容通过引用并入本文。放大器单元12由控制系统16控制，该控制系统使用A/D转换器18将模拟输入转换成数字输入，或者直接接收数字输入。在任何一种情况下，数字音频输入19最终被提供给由微控制器22控制的数字信号处理器(DSP)20。DSP20提供时分复用(TDM)命令到放大器单元12，并且还从每个放大器单元12接收关于该单元12的电气输出(即电压和电流)的信息。放大器单元12经由共享的正轨道24和共享的负轨道26来接收功率。参考图2，电源28将这些轨道24、26中的每个保持在操作电压。在所示的实施例中，操作电压为+80伏特和-80伏特。特别是，第一整流器晶体管44A和第三整流器晶体管44C处理正轨道24上的功率，而第二整流器晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动扬声器的装置，所述装置包括：放大器单元，每个所述单元连接在第一功率轨道和第二功率轨道之间，所述放大器单元是用户可配置的，以用于驱动选择的扬声器；同步整流器电路，用于在所述功率轨道上提供电流以供所有所述放大器单元消耗，所述电流取决于用户定义的所述放大器单元相对于所述扬声器的配置；以及控制系统，用于实现所述同步整流器电路和所述放大器单元的模型，所述控制系统被配置为响应于有关所述放大器单元的电气输出的信息来控制音频输入信号，从而限制从所述同步整流器电路汲取的电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.13 US 13/107,2671.一种用于驱动扬声器的装置，所述装置包括: 放大器单元，每个所述单元连接在第一功率轨道和第二功率轨道之间，所述放大器单元是用户可配置的，以用于驱动选择的扬声器； 同步整流器电路，用于在所述功率轨道上提供电流以供所有所述放大器单元消耗，所述电流取决于用户定义的所述放大器单元相对于所述扬声器的配置；以及 控制系统，用于实现所述同步整流器电路和所述放大器单元的模型，所述控制系统被配置为响应于有关所述放大器单元的电气输出的信息来控制音频输入信号，从而限制从所述同步整流器电路汲取的电流。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制系统包括具有第一反馈回路和第二反馈回路的反馈控制系统，所述第一反馈回路与由所述同步整流器电路处理的电功率相关联，所述第二反馈回路与控制所述同步整流器电路的温度相关联。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述模型包括 热模型，用于基于由所述整流器电路耗散的估计来估计温度。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述模型进一步包括 温度控制器，用于接收由所述热模型提供的所述估计的温度与最大允许温度之间的差，并且由此估计最大功率耗散。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述模型包括 整流器功率耗散模型，所述整流器功率耗散模型提供作为所述放大器单元的所述电气输出的函数的由所述整流器电路耗散的总功率的估计。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述功率耗散模型被配置为 通过对由每个放大器单元耗散的功率之和进行第一时间常数的滤波来生成第一电流，以及 通过对从每个放大器单元输出的电流之和进行第二时间常数的滤波来生成第二电流， 所述第二时间常数短于所述第一时间常数。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述功率耗散模型进一步被配置为 通过对所述第一电流和所述第二电流求和来确定第一轨道电流，以及 通过计算所述第一电流和所述第二电流之间的差来确定第二轨道电流。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述功率耗散模型进一步被配置为 确定与所述第一轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗，以及 确定与所述第二轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗。9.根据权利要求8所述的装置，其中所述功率耗散模型被配置为输出以下两项中较大的一项: 与所述第一轨道电流相关联的开关损耗和导电损耗之和，以及 与所述第二轨道电流相关联的所述开关损耗和所述导电损耗之和。10.一种用于驱动扬声器的装置，所述装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·纽斯鲍姆，Z·科里克，C·J·佩尔金斯，T·W·舍恩，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：
国别省市：