用于pwm調制型音頻功放的輸入短路保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路領域，特別涉及一種用于PWM調制型音頻功放的輸入短路保護電路。
【背景技術】
[0002]開關型中小功率(輸出功率為5瓦至50瓦)的音頻功率放大器(簡稱音頻功放)在消費類電子產品中被廣泛應用，PWM調制(即脈沖寬度調制)是音頻功放的主要調制方式。音頻功放作為功率輸出型器件，其內部一般集成了多種保護機制，如過溫保護、過流保護及過壓保護等，這些保護電路的首要任務是保護音頻功放自身的安全。一般的音頻功放在應用時，其輸入端會接隔直電容以消除輸入信號直流電壓分量造成的輸出功率損耗或音頻功放本身與負載(喇機)的損害。如果音頻功放輸入端的隔直電容(簡稱輸入隔直電容)損壞或者其輸入管腳直接短路到電源和地上，就會造成輸出功率損耗或音頻功放本身與負載的損害。
[0003]現有技術中，通常是通過過流保護或過溫保護來實現對音頻功放的保護功能，但是這兩種保護方式中，過流點和過溫點一般是固定的，而且隨工藝或應用環境會發生較大的偏差，從而容易造成音頻功放保護機制的誤觸發或保護機制的失效，而如果要使過流點和過溫點可以改變，則會增加保護電路的設計復雜度，并且占用音頻功放芯片的更多面積，進而增加成本。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的是防止當PWM調制型音頻功放的輸入隔直電容損壞或輸入管腳直接短路到電源和地上時而造成的輸出功率損耗或該音頻功放本身與負載的損害。
[0005]為實現上述目的，本發明提供一種用于PWM調制型音頻功放的輸入短路保護電路，所述用于PWM調制型音頻功放的輸入短路保護電路包括輸入管腳電壓檢測電路、最大占空比差產生電路、輸出PWM占空比差檢測電路、輸入短路保護信號產生電路及PWM信號輸出電路；其中，
所述輸入管腳電壓檢測電路，用于對所述PWM調制型音頻功放的輸入管腳的電壓進行檢測，當所述輸入管腳的電壓達到預設閾值電壓時，輸出一使能信號至所述輸出PWM占空比差檢測電路及所述輸入短路保護信號產生電路；
所述最大占空比差產生電路，用于產生一預設的最大占空比差信號；
所述PWM信號輸出電路，用于輸出第一 PWM信號和第二 PWM信號；
所述輸出PWM占空比差檢測電路，用于當接收到所述使能信號時，對所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的占空比的差值進行檢測；
所述輸入短路保護信號產生電路，用于當接收到所述使能信號，且當所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的占空比的差值達到預設的所述最大占空比差信號的持續時間超過預設的短路保護預警時長時，則判斷所述PWM調制型音頻功放的輸入管腳出現短路，且輸出一 PWM占空比控制信號至所述PWM信號輸出電路的控制端以控制所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的占空比的差值，達到對所述PWM調制型音頻功放的輸入短路保護目的。
[0006]優選地，所述輸入短路保護信號產生電路還用于:
當接收到所述使能信號，且當所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的占空比的差值達到預設的所述最大占空比差信號的持續時間超過預設的短路保護預警時長時，輸出一短路告警信號，以提醒用戶所述PWM調制型音頻功放的輸入管腳出現了短路。
[0007]優選地，所述輸入管腳電壓檢測電路的檢測端與所述PWM調制型音頻功放的輸入管腳連接，所述輸入管腳電壓檢測電路的輸出端分別與所述輸出PWM占空比差檢測電路的使能端及所述輸入短路保護信號產生電路的使能端連接；所述輸出PWM占空比差檢測電路的檢測端與所述PWM信號輸出電路的輸出端連接，所述輸出PWM占空比差檢測電路的輸出端與所述輸入短路保護信號產生電路的第一輸入端連接；所述最大占空比差產生電路的輸出端與所述輸入短路保護信號產生電路的第二輸入端連接；所述輸入短路保護信號產生電路的輸出端與所述PWM信號輸出電路的控制端連接。
[0008]優選地，所述最大占空比差產生電路包括三角波信號產生電路、第一基準電壓產生電路、第一電壓比較器及第一時序邏輯電路；其中，
所述第一電壓比較器的第一輸入端與所述三角波信號產生電路的輸出端連接，所述第一電壓比較器的第二輸入端與所述第一基準電壓產生電路的輸出端連接，所述第一電壓比較器的輸出端經所述第一時序邏輯電路與所述輸入短路保護信號產生電路的第二輸入端連接。
[0009]優選地，所述輸入管腳電壓檢測電路包括濾波電路、第二基準電壓產生電路、第二電壓比較器及第二時序邏輯電路；其中，
所述第二電壓比較器的第一輸入端經所述濾波電路與所述PWM調制型音頻功放的輸入管腳連接，所述第二電壓比較器的第二輸入端與所述第二基準電壓產生電路的輸出端連接，所述第二電壓比較器的輸出端經所述第二時序邏輯電路分別與所述輸出PWM占空比差檢測電路的使能端及所述輸入短路保護信號產生電路的使能端連接。
[0010]優選地，所述濾波電路包括第一電阻及第一電容；其中，
所述第一電阻的第一端與所述PWM調制型音頻功放的輸入管腳連接，所述第一電阻的第二端與所述第二電壓比較器的第一輸入端連接；所述第一電容的第一端與所述第二電壓比較器的第一輸入端連接，所述第一電容的第二端接地。
[0011]優選地，所述輸入短路保護信號產生電路包括工作電壓輸入端、第三基準電壓產生電路、第一基準電流源、第二基準電流源、第三電壓比較器、時長檢測電路、PMOS管、NMOS管及充放電電路；其中，
所述PMOS管的柵極與所述輸出PWM占空比差檢測電路的輸出端連接，所述PMOS管的源極與所述第一基準電流源的負極連接，所述第一基準電流源的正極與所述工作電壓輸入端連接；所述PMOS管的漏極與所述充放電電路連接；所述NMOS管的漏極與所述充放電電路連接，所述NMOS管的柵極與所述最大占空比差產生電路的輸出端連接，所述NMOS管的源極與所述第二基準電流源的正極連接，所述第二基準電流源的負極接地；所述第三電壓比較器的第一輸入端與所述NMOS管的漏極連接，所述第三電壓比較器的第二輸入端與所述第三基準電壓產生電路的輸出端連接，所述第三電壓比較器的使能端與所述輸入管腳電壓檢測電路的輸出端連接，所述第三電壓比較器的輸出端經所述時長檢測電路與所述PWM信號輸出電路的控制端連接。
[0012]優選地，所述充放電電路包括第二電阻及第二電容；其中，
所述第二電阻的第一端與所述PMOS管的漏極連接，所述第二電阻的第二端與所述第三電壓比較器的第一輸入端連接;所述第二電容的第一端與所述第二電阻的第二端連接，所述第二電容的第二端接地。
[0013]本發明提供的用于HVM調制型音頻功放的輸入短路保護電路，包括輸入管腳電壓檢測電路、最大占空比差產生電路、輸出PWM占空比差檢測電路、輸入短路保護信號產生電路及PWM信號輸出電路；所述輸入管腳電壓檢測電路，用于對所述PWM調制型音頻功放的輸入管腳的電壓進行檢測，當所述輸入管腳的電壓達到預設閾值電壓時，輸出一使能信號至所述輸出PWM占空比差檢測電路及所述輸入短路保護信號產生電路；所述最大占空比差產生電路，用于產生一預設的最大占空比差信號；所述PWM信號輸出電路，用于輸出第一PWM信號和第二 PWM信號；所述輸出PWM占空比差檢測電路，用于當接收到所述使能信號時，對所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的占空比的差值進行檢測；所述輸入短路保護信號產生電路，用于當接收到所述使能信號，且當所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的占空比的差值達到預設的所述最大占空比差信號的持續時間超過預設的短路保護預警時長時，則判斷所述PWM調制型音頻功放的輸入管腳出現短路，且輸出一PWM占空比控制信號至所述PWM信號輸出電路的控制端以控制所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的占空比的差值，達到對所述PWM調制型音頻功放的輸入短路保護目的。本發明能夠防止當PWM調制型音頻功放的輸入隔直電容損壞或輸入管腳直接短路到電源和地上時而造成的輸出功率損耗或該音頻功放本身與負載的損害；同時，本發明還具有電路結構簡單、成本低及易實現的優點。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明用于PWM調制型音頻功放的輸入短路保護電路一實施例的模塊結構示意圖；
圖2是圖1中最大占空比差產生電路一實施例的電路結構示意圖；
圖3是圖1中輸入管腳電壓檢測電路一實施例的電路結構示意圖；
圖4是圖1中輸出PWM占空比差檢測電路與輸入短路保護信號產生電路一實施例的電路連接結構示意圖。
[0015]本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0016]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0017]本發明提供一種用于PWM調制型音頻功放的輸入短路保護電路。
[0018]參照圖1，圖1是本發明用于PWM調制型音頻功放的輸入短路保護電路一實施例的模塊結構示意圖。
[0019]本實施例中，該用于PWM調制型