[发明专利]可编程配置的开关模式音频放大器

说明书

技术领域

本文所公开的技术涉及开关模式音频放大器，尤其涉及可驱动在各种配置中的扬声器的开关模式放大器。

背景技术

不像通常被设计为在单个扬声器的配置中操作的家庭音频设备，商用音频设备通常被设计为在若干扬声器的配置中操作，以驱动具有宽范围阻抗的扬声器。商用放大器，其可以产生500-20,000瓦的功率，往往被设计成能够驱动并联的多个扬声器或驱动单个扬声器(如低音扬声器)到高声压级。因为设计单个的放大器通道来驱动每一个不同类型的负载到相同的功率级是不符合成本效益的，因此许多商用放大器都设计为在不同的模式下进行操作。这些模式可以包括使用一个通道来驱动一个或多个扬声器，结合并联的两个或多个放大器通道的输出端来驱动一个或多个扬声器或连接两个或多个通道以驱动桥接负载的扬声器或一种如并联桥接负载的组合。

为了减少在放大器中的功率损耗，许多商用音频放大器采用开关放大器拓扑结构，如D类设计。当任何放大器通道被并联连接时，就很难确保每个通道对输送到负载的电流的同等贡献。为了防止这种情况，多通道放大器设计通常采用特殊的电流监控反馈电路，其操作以确保由每个通道输送的电流是相同的。这种反馈电路不仅增加了放大器设计的成本，而且如果放大器中的每个反馈电路不能正常工作，则其会成为错误的潜在来源。

商用音频放大器的用户所面对的另一个问题是获知将他们的扬声器连接至放大器的最好方式。许多用户会希望驱动具有不同阻抗的扬声器的各种组合。用户通常需要查看罗列了放大器通道的电流和电压容量、各种扬声器的负载阻抗以及其它因素的表格或图表，以确定驱动他们的扬声器负载的最佳方式。用户需要使用这个信息以选择扬声器配置，然后确定如何配置放大器并将他们的扬声器连接到具有所选配置的放大器。

鉴于这些问题，需要一种制造便宜的多通道放大器设计，可以处理放大级驱动并联负载的电流分配问题，并且可以帮助用户确定如何最好地将其扬声器连接至放大器。

概述

如将在下面进一步详细讨论的，所公开的技术涉及一种多通道开关模式功率放大器，其中每个通道可以驱动单独的扬声器负载，可以与一个或多个其它通道组合以驱动并联的负载，或者可以被配置为桥接负载配置或这些配置的组合。每个通道包括误差放大器、调制器和功率放大级。若干信号开关被设置在每个通道内，以用于选择性地连接或断开调制器的输出与在通道内的功率放大级的连接。还提供信号开关以将功率放大级的输出端捆绑并联在一起。当并联操作时，该信号开关由一个或多个可编程的处理器配置以将来自主通道的调制器的输出端连接到一个或多个从通道的功率放大级，以及断开在从通道中的调制器的连接。单个反馈控制电路被用来控制用于主通道的调制器的输出并且从通道的单独的反馈控制是不需要的。

根据本发明的另一方面，可编程的处理器被配置为从用户处接收关于用放大器驱动的扬声器负载的类型和数量的输入。该处理器访问数据库，其可以存储被驱动的多种类型的扬声器的规格。如果该数据库没有包括被驱动的特定类型的扬声器的规格，则处理器提示用户输入规格信息。然后该处理器确定最佳的驱动用户的扬声器的放大器通道的配置。该处理器打开或闭合在放大器中的一个或多个信号开关以获得所确定的配置，并向用户提供关于如何将他们的扬声器连接至放大器的指令。

附图说明

图1是根据所公开的技术的实施方式的可编程配置的开关模式功率放大器的框图；

图2示出了根据公开的技术的实施方式的由可编程的处理器可选择地打开或闭合的放大器通道内和放大器通道之间的若干信号开关；

图3示出了根据公开的技术的实施方式的如何控制在放大器通道之间的电流分配；

图4A-4I示出了根据公开的技术的实施方式的可以由可编程的处理器选择的若干个不同的放大器配置；以及

图5A-5B示出了根据公开的技术的实施方式的由可编程的处理器执行的用于配置放大器以驱动所需的扬声器负载的步骤的流程图。

具体实施例

如将在下面进一步详细讨论的，本文所公开的技术涉及放大器并且尤其是开关模式音频放大器，其可以以若干方式被配置以驱动不同的扬声器负载。