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​音箱扬声器驱动电路原理图(多种集成电路构成的扬声器保护电路分析)

2023-08-13 10:44 来源:云缪生活 点击:

音箱扬声器驱动电路原理图(多种集成电路构成的扬声器保护电路分析)

扬声器保护电路之一

图4-68所示是采用运放(即运算放大器)集成电路和继电器构成的扬声器保护电路。电路中的A1是集成双运放。K1是继电器,它是常闭式电路,即电路正常工作时K1的两组触点K1-1和K1-2处于接通状态,将左、右声道扬声器接入电路;当电路出现故障时,保护电路动作,继电器K1触点K1-1和K1-2断开,切断左、右声道扬声器。

双运放LM358构成两个电压比较器,直流工作电压 12V经R4、R5分压后,为两个比较器提供 1V的基准电压。一个 1V基准电压加到运放的正相输入端A1的③脚,检测大于 1V的电压。另一个 1V基准电压加到另一个运放的反相输入端,即A1的⑥脚,检测小于 1V的电压。

功放(即功率放大器)左、右声道输出分别经R1、R2隔离,C1、C2滤除交流成分后,加至VD1~VD4组成的桥式检测电路中。

如果功放输出(左或右)偏离中点、出现正的直流电压时,则检测桥输出正电压加至电压比较器反相输入端,即A1的②脚。因为检测桥的硅二极管产生0.6V的管压降,当功放中点直流电压大于 1.6V时,A1的②脚电压大于 1V,A1的输出端①脚变为低电平,这一低电平经电阻R7加到继电器驱动管VT1基极,使VT1基极电压为0V,VT1失去基极电流后处于截止状态,继电器K1断电后触点K1-1和K1-2同时断开,切断左、右声道扬声器,达到保护目的。

图4-68 采用运放集成电路和继电器构成的扬声器保护电路

音箱扬声器驱动电路原理图(多种集成电路构成的扬声器保护电路分析)(1)

图4-69 一路分压电路示意图

R6、R7、C3开机静噪电路如图4-70所示。刚接通电源时,因为 C3 两端电压不能突变,VT1基极电压为0V而截止,继电器不能得电,K1-1和K1-2不能接通,这样开机时的电路冲击声不能加到扬声器中,实现开机静噪目的。

音箱扬声器驱动电路原理图(多种集成电路构成的扬声器保护电路分析)(2)

图4-70 开机静噪电路

随着开机后 12V直流电压通过R6和R7对电容C3的充电(充电电流回路如图4-70所示),VT1基极电压升高,使VT1导通,继电器K1得电进入正常工作状态。

电路分析重要提示

这一电路分析与理解中的关键有下列两点。

(1)双运放LM358构成的两个电压比较器各自完成功放输出端直流电压的正、负偏移检测。因为它们所加的基准电压是一样的,而区别在于基准电压一个加到了电压比较器的同相输入端,另一个加到了反相输入端,所以,它们两个各司其职,分别来检测正的和负的直流电压偏移量。

(2)基准电压是1V,而检测到故障保护时的动作电压一个为 1.6V,一个为-1.6V,原因在于在基准值的基础上加上了检测桥路中一只二极管的0.6V管压降。

扬声器保护电路之二

图4-71所示是另一种采用开关集成电路和继电器构成的扬声器保护电路,电路中的A1是专用开关集成电路,K1是继电器。当电路工作正常时,A1的⑤脚上约有1.6V直流触发电压,A1的②脚输出电流流过继电器K1,继电器中的触点K 1-1和K 1-2接通,扬声器接入电路。当电路出现故障时,⑤脚上的触发电压消失,继电器断电后将扬声器切断。

功放电路的左、右输出端信号分别经电阻R1、R2隔离后混合,C1、C2逆串联后成为无极性电解电容,用来滤除功放电路输出端的音频信号成分。

当功放电路输出端出现故障而导致有正极性直流电压时,这一正极性直流电压经VD1使三极管VT1饱和导通,使VT1集电极直流电压为低电平,这样A1的⑤脚上失去了高电平触发,继电器断电,切断扬声器,电路进入保护状态。回路为:VD1→VT1基极→VT1发射极→VD4→地。图4-72所示是VT1基极电流回路示意图。

当功放电路输出端出现故障而导致有负极性直流电压时,这一负极性直流电压使二极管VD2导通,这样负电压加到了VT1发射极,使VT1饱和导通,使VT1集电极直流电压为低电平,A1的⑤脚上失去高电平触发,继电器断电,切断扬声器,电路进入保护

状态。回路为:地→VD3→VT1基极→VT1发射极→VD2。图4-73所示是这时的VT1基极电流回路示意图。

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图4-71 采用开关集成电路和继电器构成的扬声器保护电路

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图4-72 正极性直流电压时VT1 基极电流回路示意图

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图4-73 负极性直流电压时VT1 基极电流回路示意图

电路中的开机静噪电路工作原理是:刚开机时,因为C3上的电压不能突变,所以A1的⑤脚无触发电压,扬声器不能接入电路,达到静噪目的。

开机后随着 12V通过电阻R3对电容C3的充电,A1的⑤脚得到触发电压,电路进入正常工作状态。

重要提示

这一电路分析的关键点是开关集成电路A1的功能和控制引脚⑤脚上直流触发电压的高低变化。

扬声器保护电路之三

图4-74所示是采用555集成电路和继电器构成的扬声器保护电路,电路中的A1是555集成电路,K1是继电器。

音箱扬声器驱动电路原理图(多种集成电路构成的扬声器保护电路分析)(6)

图4-74 采用555 集成电路和继电器构成的扬声器保护电路

电路分析提示

关于这一电路的工作原理主要说明下列几点。

(1)检测电路与前几种电路基本相同,其工作原理不再说明。

(2)当检测到大于±1.4V绝对值的偏移直流电压时,VT1饱和导通,其集电极为低电平,即集成电路A1的主复位端④脚为低电平,强制A1复位,A1的输出端③脚输出变为低电平,继电器K1失电,切断扬声器,电路进入保护状态。

(3)电路中的C3和R4构成开机静噪电路,其电路工作原理是:利用电容C3两端的电压不能突变的特性,在开机时 12V通过C3加到A1的②脚和⑥脚,使A1的③脚输出低电平,扬声器不能接入电路,达到开机静噪目的。

开机后, 12V电压通过电阻R4对电容C3充电,随着充电的进行,A1 的②脚和⑥脚电压降至 1/3 VCC( 12V)以下,A1触发,A1的③脚输出为高电平,K1吸合,接通扬声器,电路进入正常工作状态。

扬声器保护电路之四

图4-75所示是扬声器保护专用集成电路µPC1237应用电路。电路中的K1是继电器,集成电路µPC1237是专为保护双声道功放和扬声器而设计的专用集成电路,其相关特点如下。

可以可靠地运行于较宽的工作电压下:VCC=25~60V;

包含继电器驱动器:I6Max=80mA;

利用③脚可设定保护状态为锁定或自动复位(此功能在功放过载保护或输出直流漂移保护两种状态下均起作用);

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图4-75 扬声器保护专用集成电路µPC1237 应用电路

只需单电源供电;

只用一个引脚即可检测正压或负压直流漂移,②脚为功放输出漂移检测脚;

支持关机检测(④脚为关机静噪检测脚);

开机延时时间可方便地由外围元件设定;

关机时,可切断继电器,使扬声器和功放断开,从而避免关机噪声(⑦脚为开机静噪检测脚)。

集成电路µPC1237极限参数如下。

音箱扬声器驱动电路原理图(多种集成电路构成的扬声器保护电路分析)(8)

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图4-76所示是集成电路µPC1237内电路方框图。内部包括开机静噪、关机静噪、过载检测、输出直流检测、双稳态多谐振荡器、继电器驱动等电路;外电路中元器件较少,可构成较为完善的扬声器保护电路。

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图4-76 集成电路µPC1237 内电路方框图

关于这一电路的工作原理说明下列几点。

(1)扬声器保护电路工作原理是:集成电路A1的②脚分别通过R1、R2检测功放左、右声道输出端的直流电位,当输出端偏移中点出现正或负的直流电压时,都会使内部双稳态触发器翻转,驱动级截止,继电器K1释放而切断扬声器。

(2)开机静噪电路工作原理是:R3、R4、C3组成静噪电路,刚开机瞬间,因为电容C3上电压不能突变,A1的⑦脚电位为0V,内部电路截止,继电器K1不吸合,扬声器不能接入电路。随着直流工作电压通过电阻R3和R4对C3的充电,2~3s后A1的⑦脚电压升至足够高,内部电路导通,继电器K1吸合,接通扬声器,电路进入正常工作状态。

(3)关机静噪电路工作原理是:电源变压器二次绕组交流电压经VD2半波整流、R5限流降压和C4滤波后,在A1的④脚产生6~8V直流电压。由于电容C4的容量(仅4.7µF)远小于整机电源电路中的滤波电容(2000~20000µF,图中未画出),关机时主滤波电容尚未放完电,④脚即先失电而使内部电路截止,切断扬声器、功放电路后断电。这样关机时主功放产生的关机冲击电流无法流过扬声器,实现关机防冲击保护功能。

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