[实用新型]USB瞬态功率音频放大系统有效

专利信息
申请号: 201420868372.1 申请日: 2014-12-30
公开(公告)号: CN204349930U 公开(公告)日: 2015-05-20
发明(设计)人: 沈紫辉;施明华;黎刚 申请(专利权)人: 国光电器股份有限公司
主分类号: H03F3/20 分类号: H03F3/20
代理公司: 深圳市凯达知识产权事务所 44256 代理人: 刘大弯
地址: 510805 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: usb 瞬态 功率 音频 放大 系统
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及USB接口领域,尤其涉及一种USB瞬态功率放大系统。

背景技术

随着USB接口在电脑普遍使用,多媒体播放设备系统也越来越多,特别是在USB声卡的退出,直接使用USB声卡及功放的输出,如何在USB上接上电脑直接替换了电脑声卡和通过数据D/A变成模拟音频信号和输出大功率。由于USB接口标准限定,其接口的输出电压为+5V,电流最大为500mA,即该接口所能输出的连续极限功率为2.5瓦,然而对于音乐播放系统而言,一般的音乐信号输出的峰值(瞬态)不失真功率和其平均输出功率的比值在8:1左右,如图1所示。

也就是说,一个能连续输出2.5W的功率源,能提供给音乐播放系统大约最大20W左右的峰值功率;现有的利用音乐信号这种特性,将USB接口的+5V电源采用DC-DC变换,将电压提升至音频功率放大器系统输出20W左右的电压条件,并采取电容储能的方式,在音乐信号的峰值时提供瞬态能量,而在音乐信号的低谷值时USB通过DC-DC对其补充能量,如图2所示。

上述方式解决了USB接口低电压电源输出较大瞬态峰值功率的问题,但是由于储能电容不能无限制地加大,因此,持续输出大功率受到限制,尤其针对强度大的音乐信号时,存储在电容中的能量很快将被负载耗尽,但此时储能电容中的能量还来不及补充,因此总体的输出能量仍然被2.5瓦这个输入功率限制在很短的时间里,因此该方案输出瞬态功率只能在20瓦量级,不能提供更大的输出功率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种USB瞬态功率放大系统,通过增加电池储能,让同功率级别下的连续输出时间大幅延长,以保证原有瞬态输出时间的条件下大幅提升输出功率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种USB瞬态功率放大系统,包括:

检测保护电路,其一端接USB电源输入,另一端经DC/DC电源电路接电源输出电路;

检测保护电路的另一输出端接电池充放及电池保护电路的输入端;

电池充放及电池保护电路的输出端接DC/DC电源电路,DC/DC电源电路的输出端还接一储能电容,储能电容的另一端接地;

电池充放及电池保护电路的另一输入端接有一组储能电池;

检测保护电路的第三输出端接USB数字音频输入电路的信号端,

USB数字音频输入电路的输入端接USB声卡信号端直接读取电脑上的音频数据流,USB数字音频输入电路的输出端接模拟音频电路的输入端。

进一步优选地,所述电池充放及电池保护电路主要由集成芯片、充电控制集成芯片、放电控制集成芯片、电池组、电容组成,集成芯片的第5管脚经电阻R104接DC/DC电源输入端,集成芯片的第1管脚与充电控制集成芯片的第5管脚相连;集成芯片的第3管脚与放电控制集成芯片的第4管脚相连;充电控制集成芯片的第2、3管脚并联后经电容C111与集成芯片的第5管脚相连,在电容C111与充电控制集成芯片的第2管脚之间连接有充电电池组。

进一步优选地,所述DC/DC电源电路主要有三极管(Q100)、第一升压转换器(U100)、第二升压转换器(U101)、第三升压转换器(U102)及第四升压转换器(U103)组成。

进一步优选地,所述USB数字音频输入电路主要由第一集成电路(U2)、第二集成电路(U107)组成。

进一步优选地,所述模拟音频电路主要由第一放大器(U108A)、第二放大器(U108B)、第一耦合电容(C125)、第二耦合电容(C126)、第三耦合电容(C133)、第四耦合电容(C134)组成,第二集成电路(U107)的15脚和16脚输出模拟音频信号通过第一耦合电容(C125)、第二耦合电容(C126)至放大器(U108)的前级放大后由第三耦合电容(C133)、第四耦合电容(C134)耦合模拟音频输出。

进一步优选地,所述检测保护电路采用自恢复保险丝。

本实用新型与现有技术相比,有益效果在于:本实用新型提供的USB瞬态功率放大系统,通过增加电池储能,让同功率级别下的连续输出时间大幅延长,以保证原有瞬态输出时间的条件下大幅提升输出功率。同时,由于加入了硬件保护电池,即使断开USB电源,保证了在断电的情况下电池处于饱满状态,而不会自动放电。这样也有助于提升系统中电池充放电的性能及寿命。

附图说明

图1为功率、电源、音乐峰值功率及平均音乐功率的关系图;

图2为现有的单一电源功率USB瞬态功率放大系统原理框图;

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