專(zhuān)利名稱(chēng)：放大器輸出級(jí)的熱保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種放大器輸出級(jí)的熱保護(hù)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及放大器輸出級(jí)的輸出器件的保護(hù)。
背景技術(shù)：
各種電路設(shè)計(jì)已經(jīng)用來(lái)解決在輸出器件中的過(guò)大局部熱量產(chǎn)生問(wèn)題。過(guò)熱導(dǎo)致輸出器件的最終擊穿和損壞。一種通用電路設(shè)計(jì)是V-I限制器。V-I限制器電路通過(guò)連續(xù)檢測(cè)輸出器件的電壓和電流而檢測(cè)出輸出器件中的功率消耗，并且當(dāng)電壓和電流的乘積超過(guò)一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)限制輸出器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出。在授予klees的美國(guó)專(zhuān)利3,234,453、授予Burwen的美國(guó)專(zhuān)利3,500,218、授予Cambell的美國(guó)專(zhuān)利3,526,846、授予Sondermeyer的美國(guó)專(zhuān)利3,536,958、及授予Stanley的美國(guó)專(zhuān)利3,493,879中，描述了V-I限制器電路。
實(shí)施V-I限制器電路的主要優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單性。不需要輔助電源以支持電路，并且電路布局較簡(jiǎn)單。然而，V-I限制器的設(shè)計(jì)一般犧牲了輸出功率，以便在正常操作期間不經(jīng)常發(fā)生的“最壞情況”操作條件下保護(hù)器件。V-I限制器不補(bǔ)償受保護(hù)輸出器件的實(shí)際溫度，而是通常借助于環(huán)境溫度較高的假定設(shè)計(jì)。另外，V-I限制器不補(bǔ)償實(shí)際電源電壓，而是通常借助于高電源電壓的假定設(shè)計(jì)。由于需要額外輸出器件和配件這樣的保險(xiǎn)設(shè)計(jì)導(dǎo)致增大的成本。
因?yàn)閂-I限制器的限制，開(kāi)發(fā)了模擬輸出器件的實(shí)際溫度的保護(hù)電路。這些電路稱(chēng)作結(jié)溫度模擬器(JTS)。JTS保護(hù)電路在授予Stanley的美國(guó)專(zhuān)利4,330,809中描述，并且在此引入如以供參考。
JTS電路通過(guò)相對(duì)于時(shí)間監(jiān)視由輸出器件消耗的瞬時(shí)功率、和連續(xù)計(jì)算在輸出器件與其散熱器之間的溫度差操作。同時(shí)測(cè)量瞬時(shí)散熱器溫度，并且假定溫度差和散熱溫度產(chǎn)生模擬實(shí)時(shí)輸出器件溫度。
JTS保護(hù)電路一般包括一個(gè)在操作期間監(jiān)視模擬輸出器件溫度的輸出限制器。當(dāng)達(dá)到一個(gè)閾值模擬溫度時(shí)，到輸出器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由輸出限制器限制。僅當(dāng)達(dá)到規(guī)定最大輸出器件溫度時(shí)，JTS保護(hù)電路才通過(guò)自動(dòng)減少輸出使放大器輸出最大化。
在傳統(tǒng)上，JTS保護(hù)電路因?yàn)閷?duì)于受保護(hù)電路的設(shè)計(jì)的約束和相關(guān)成本，僅用在額定大于200瓦特的放大器中。在傳統(tǒng)JTS電路設(shè)計(jì)中，模擬電路接地定位，并且由一個(gè)具有+/-15VDC軌道的調(diào)節(jié)電源供電。然而，在實(shí)現(xiàn)JTS電路的放大器中，功率級(jí)典型地借助于擺動(dòng)(非地定位)軌道實(shí)現(xiàn)。因此，實(shí)現(xiàn)JTS的多通道放大器需要用于每個(gè)通道的分離電源、以及用于接地定位JTS電路的輔助調(diào)節(jié)電源。
因?yàn)橛糜诜蛛x調(diào)節(jié)電源的要求，所以在電源軌道接地定位的和經(jīng)常與其它輸出級(jí)(通道)共享的簡(jiǎn)單、低成本半橋放大器中實(shí)現(xiàn)JTS成本過(guò)高。因此，包括熱保護(hù)的低成本放大器典型地使用V-I限制器保護(hù)電路。希望實(shí)現(xiàn)JTS保護(hù)電路，而不承受功率變壓器需要輔助次級(jí)線(xiàn)圈的輔助傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種以大地為參考電位并因此不用一個(gè)分離傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源操作的JTS保護(hù)電路。因此，該JTS保護(hù)電路對(duì)于低成本大功率放大器來(lái)說(shuō)實(shí)用且成本低廉。部分由于在制造期間自動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備的廣泛使用制造包含以大地為參考電位的JTS保護(hù)電路的放大器是可行的。自動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備典型地起“離地”的使用而不使操作人員暴露于危險(xiǎn)，并因此提供這樣一種JTS保護(hù)電路的安全和有效試驗(yàn)。
JTS保護(hù)電路可以在帶有用來(lái)供電輸出級(jí)和JTS保護(hù)電路的放大器直流電源的半橋放大器中操作。JTS保護(hù)電路可以包括一個(gè)功率調(diào)節(jié)器、一個(gè)溫度模擬器、一個(gè)輸出限制器、及一個(gè)偏壓控制器。該功率調(diào)節(jié)器可以包括一個(gè)電容器、一個(gè)電阻器、一個(gè)齊納二極管、及一個(gè)可買(mǎi)到的電壓調(diào)節(jié)器。該功率調(diào)節(jié)器可以連接到放大器直流電源的一個(gè)正(+Vcc)和一個(gè)負(fù)(-Vcc)電源干線(xiàn)(power rail)上，并且也可以連接到輸出級(jí)的一個(gè)放大交流輸出信號(hào)上。在操作期間，功率調(diào)節(jié)器可以提供以輸出級(jí)的放大交流輸出信號(hào)為參考電位的調(diào)節(jié)正(+Vb)和負(fù)(-Vb)電源干線(xiàn)。JTS保護(hù)電路的其它元件也可以以放大交流輸出信號(hào)為參考電位，并且從功率調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)直流軌道接收電能。
因?yàn)镴TS保護(hù)電路以輸出級(jí)的放大交流輸出信號(hào)為參考電位，所以指示通過(guò)輸出級(jí)的電流的電壓數(shù)值可以較小。指示通過(guò)輸出級(jí)的電流的電壓可以由JTS保護(hù)電路用來(lái)模擬在輸出級(jí)內(nèi)的溫度。因?yàn)樵谳敵黾?jí)器件與放大交流輸出信號(hào)之間的電壓數(shù)值差較小，所以指示電流的電壓也較小。相反，如果JTS保護(hù)電路以大地為參考電位，則指示通過(guò)輸出級(jí)的電流的電壓數(shù)值會(huì)大得多，因?yàn)樗鼤?huì)包括放大交流輸出信號(hào)的電壓。由于JTS保護(hù)電路以放大交流輸出信號(hào)為參考電位，所以避免了將指示電流的電壓從大得多的放大交流輸出信號(hào)的電壓中分離。
通過(guò)分析如下附圖和詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它系統(tǒng)、方法、特征及優(yōu)點(diǎn)對(duì)于熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。所有包括在本說(shuō)明中的這樣的輔助系統(tǒng)、方法、特征及優(yōu)點(diǎn)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)、及由附屬權(quán)利要求書(shū)保護(hù)。


參照下面的附圖能更好地理解本發(fā)明。在圖中的元件不必按比例；而是著重于說(shuō)明本發(fā)明的原理。而且，在附圖中，同樣的標(biāo)號(hào)在所有不同附圖中指示對(duì)應(yīng)部分。
圖1是利用由放大器直流電源供電的熱保護(hù)電路的半橋放大器的系統(tǒng)級(jí)方塊圖；圖2用于放大器的熱保護(hù)電路的方塊圖；圖3表示放大器的熱保護(hù)電路的示意圖；圖4表示用于熱保護(hù)電路的功率調(diào)節(jié)器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是半橋放大器10的系統(tǒng)級(jí)方塊圖。負(fù)載500在圖1中表示成連接在半橋放大器10與地之間。或者，一個(gè)全橋放大器可以建造成第一半橋放大器10連接到負(fù)載500的第一輸入端上，而第二半橋放大器10連接到負(fù)載500的第二輸入端上。因?yàn)檫@樣一種全橋放大器的每個(gè)半橋放大器10是相同的，所以這里只描述一個(gè)這樣的半橋放大器10。
圖1中所示的半橋放大器10在輸入信號(hào)線(xiàn)20上接收一個(gè)輸入信號(hào)，并且把輸出信號(hào)線(xiàn)30上的一個(gè)放大交流輸出信號(hào)提供給負(fù)載500。負(fù)載500說(shuō)明性地表示為一個(gè)揚(yáng)聲器。然而，負(fù)載500可以是任何一個(gè)要求放大交流輸出信號(hào)的電氣器件。輸入信號(hào)線(xiàn)20上的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)的每個(gè)可以大地為參考電位。
半橋放大器10包括放大器直流電源100、輸入誤差放大器200、熱保護(hù)電路300、及輸出級(jí)400。放大器直流電源100可以是任何能夠產(chǎn)生以大地為參考電位的直流電源干線(xiàn)(power rail)的常規(guī)直流電源。示出的放大器直流電源100包括一個(gè)第一放大器電源110和一個(gè)第二放大器電源120。第一放大器電源110可以為放大器10的輸出級(jí)400提供+Vcc電源干線(xiàn)112。第二放大器電源120可以為放大器10的輸出級(jí)400提供-Vcc電源干線(xiàn)122。+Vcc電源干線(xiàn)112和-Vcc電源干線(xiàn)122都可以大地為參考電位。
輸入誤差放大器200可以是任何用來(lái)接收輸入信號(hào)和輸出反饋信號(hào)、以及由此產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)400的第一和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路或器件。輸入到輸入誤差放大器200的輸入信號(hào)可以是輸入信號(hào)線(xiàn)20上的輸入信號(hào)，而輸出反饋信號(hào)可以是輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)。輸入誤差放大器200可以確定輸入信號(hào)線(xiàn)20上的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)之間的差。這個(gè)差可以放大，并且由輸入誤差放大器200轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致是信號(hào)線(xiàn)40上的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv和信號(hào)線(xiàn)50上的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)-Drv的放大差。第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)-Drv可以驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)400，以減小輸入信號(hào)線(xiàn)20上的輸入信號(hào)與在輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)之間的誤差。
輸出級(jí)400可以作為A類(lèi)、B類(lèi)、AB類(lèi)、H類(lèi)、G類(lèi)、或任何其它類(lèi)型的線(xiàn)性或切換放大器操作。此外，輸出級(jí)400可以利用任何常規(guī)放大器輸出布局建造，如準(zhǔn)互補(bǔ)、全互補(bǔ)等。對(duì)于這些布局的每一個(gè)，輸出級(jí)400可以包括各個(gè)級(jí)和輸出器件。
示出的輸出級(jí)400包括第一輸出級(jí)410、第二輸出級(jí)420、第一電流檢測(cè)電阻器412、及第二電流檢測(cè)電阻器422。第一輸出級(jí)410可以提供輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)的正部分。第二輸出級(jí)420可以提供輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)的負(fù)部分。
第一輸出級(jí)410可以包括一個(gè)或多個(gè)功率處理輸出器件，如安裝在一個(gè)或多個(gè)散熱器上的半導(dǎo)體。第二輸出級(jí)420同樣也可包括一個(gè)或多個(gè)輸出器件。功率處理輸出器件可以是能夠高頻切換高電壓和/大電流的任何器件，如雙極結(jié)晶體管(NPN或PNP)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、或任何其它類(lèi)型的半導(dǎo)體的一些組合。
代表由第一和第二輸出級(jí)410和420耗散的瞬時(shí)功率的功率信號(hào)可以由熱保護(hù)電路300利用。由第一和第二輸出級(jí)410或420之一耗散的瞬時(shí)功率可以通過(guò)把跨過(guò)輸出級(jí)410或420之一的電壓值乘以通過(guò)相應(yīng)輸出級(jí)410或420的電流值而確定。通過(guò)從把電能提供到相應(yīng)輸出級(jí)410或420的電源干線(xiàn)(分別為+Vcc 112或-Vcc 122)的電壓中減去輸出級(jí)400的放大交流輸出信號(hào)的電壓值，可以確定跨過(guò)輸出級(jí)410或420的電壓。
通過(guò)測(cè)量第一和第二輸出級(jí)410和420的輸出電流可以確定瞬時(shí)電流。用來(lái)產(chǎn)生代表通過(guò)輸出級(jí)410或420之一的電流值的電流檢測(cè)信號(hào)的一個(gè)電路涉及與相應(yīng)輸出級(jí)410或420的輸出串聯(lián)連接的一個(gè)電流檢測(cè)電阻器。跨過(guò)電阻器的電壓降可以提供電流檢測(cè)信號(hào)。如圖1中所示，第一電流檢測(cè)電阻器412可以在第一電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)414上產(chǎn)生一個(gè)代表通過(guò)第一輸出級(jí)410的電流值的第一電壓信號(hào)。同樣，第二電流檢測(cè)電阻器422可以在第二電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)424上產(chǎn)生用于第二輸出級(jí)420的第二電壓信號(hào)。用來(lái)產(chǎn)生代表通過(guò)輸出級(jí)410和420的電流的值的任何機(jī)構(gòu)，如大磁阻(GMR)傳感器，可以用來(lái)在第一和第二電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)414和424上產(chǎn)生電流檢測(cè)信號(hào)。
第一和第二電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)414和424上的第一和第二電壓信號(hào)以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)為參考電位。因此，第一和第二電壓信號(hào)的數(shù)值可以較小，因?yàn)樵诘谝慌c第二輸出級(jí)410與420的輸出端和輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)之間的電壓較小。
如果第一和第二電壓信號(hào)代之以如在現(xiàn)有技術(shù)中那樣以大地為參考電位，則第一和第二電壓信號(hào)的數(shù)值要大得多。這是因?yàn)榈谝缓偷诙妷盒盘?hào)包括在輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)的電壓。在這樣一種布置中，可以利用能夠從大數(shù)值第一和第二電壓信號(hào)“分離出”跨過(guò)電阻器412和422下降的小電壓的高精度元件。這些小電壓每個(gè)可以例如小于一個(gè)伏特，而放大交流輸出信號(hào)可以超過(guò)一百伏特。
熱保護(hù)電路300因此以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)為參考電位，以促進(jìn)“分離出”跨過(guò)電阻器412和422的小電壓。示出的熱保護(hù)電路300包括保護(hù)電路301和功率調(diào)節(jié)器600。熱保護(hù)電路300的電能可以由放大器直流電源100提供。更具體地說(shuō)，功率調(diào)節(jié)器600可以從+Vcc和-Vcc電源干線(xiàn)112和122接收電能電能，并且把調(diào)節(jié)的+Vb和-Vb電源干線(xiàn)630和640提供給功率保護(hù)電路301。另外，保護(hù)電路301可以從+Vcc和-Vcc電源干線(xiàn)112和122接收電能。到熱保護(hù)電路300的輸入信號(hào)也可以包括輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)、和第一和第二電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)414和424上的第一和第二電壓信號(hào)。
在操作期間，熱保護(hù)電路300可以模擬第一輸出級(jí)410和/或第二輸出級(jí)420的一個(gè)或多個(gè)功率處理輸出器件的溫度。為了防止輸出級(jí)400的功率處理輸出器件過(guò)熱，當(dāng)模擬溫度升高到一個(gè)閾值以上時(shí)，熱保護(hù)電路300可以限制信號(hào)線(xiàn)40上的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv和信號(hào)線(xiàn)50上的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)-Drv。
圖2是在圖1所示的熱保護(hù)電路300的方塊圖。熱保護(hù)電路300包括保護(hù)電路301和功率調(diào)節(jié)器600。保護(hù)電路301包括溫度傳感器340、第一溫度模擬器302、第二溫度模擬器304、第一輸出限制器370、第二輸出限制器380、及偏壓控制器390。
溫度傳感器340可以是任何能夠檢測(cè)在輸出級(jí)400中的至少一個(gè)散熱器的實(shí)際溫度并提供一個(gè)代表被測(cè)溫度的信號(hào)的電路或器件。熱保護(hù)電路300的第一溫度模擬器302和第二溫度模擬器304每個(gè)可以是任何能夠產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)功率處理輸出器件的模擬溫度的電路或器件。
第一和第二輸出限制器370和380的每個(gè)可以是任何可根據(jù)一個(gè)接收到的溫度信號(hào)把驅(qū)動(dòng)電流的一部分從輸出級(jí)400(圖1)分路出來(lái)的電路或器件。偏壓控制器390可以是任何用來(lái)接收溫度信號(hào)并提供偏壓信號(hào)的電路或器件。
圖3是在圖1所示的熱保護(hù)電路300的電路原理圖。熱保護(hù)電路300包括保護(hù)電路301和功率調(diào)節(jié)器600。保護(hù)電路301包括溫度傳感器340、第一溫度模擬器302、第二溫度模擬器304、第一輸出限制器370、第二輸出限制器380、及偏壓控制器390。
所示的溫度傳感器340包括至少一個(gè)溫度檢測(cè)器件341、第一電阻器342、第二電阻器343、第三電阻器344、及第四電阻器345。在圖3中所示的溫度傳感器340包括一個(gè)單溫度檢測(cè)器件341。然而，溫度傳感器340可以包括另外的溫度檢測(cè)器件?？梢园ㄒ粋€(gè)以上的溫度檢測(cè)器件341，其中第一輸出級(jí)410的期望功率耗散與第二輸出級(jí)420的期望功率耗散顯著不同。當(dāng)只使用一個(gè)溫度檢測(cè)器件341時(shí)，輸出級(jí)400的散熱可以以與第一和第二輸出級(jí)410和420的溫度相等的方式配置?；蛘?，溫度檢測(cè)器件341可以定位在散熱器的最熱部分處。
溫度檢測(cè)器件341可以是任何能夠提供隨檢測(cè)到的溫度變化的散熱器溫度信號(hào)的電路或器件。例如，溫度檢測(cè)器件341可以是一個(gè)熱敏電阻、一個(gè)熱敏晶體管、一個(gè)熱電偶、一個(gè)熱敏集成電路、或任何能夠提供代表檢測(cè)到的溫度的信號(hào)的其它這樣的器件。所示的溫度檢測(cè)器件341可以是一個(gè)熱敏集成電路，如由National Semiconductor制造的LM35DT。為了接收電能，溫度檢測(cè)器件341可以連接在調(diào)節(jié)的+Vb電源干線(xiàn)630(功率調(diào)節(jié)器600的正輸出)與在輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)之間。溫度檢測(cè)器件341可以產(chǎn)生一個(gè)隨散熱器的溫度的變化而變化的溫度輸出信號(hào)，該溫度檢測(cè)器件341安裝在散熱器上。
電阻器342和345可以分別將溫度從屬電流加入第一和第二虛擬接地求和節(jié)點(diǎn)346和347。第一和第二虛擬接地求和節(jié)點(diǎn)346和347可以從溫度傳感器340接收溫度輸出信號(hào)。來(lái)自電阻器343和344的固定電流可以分別為溫度模擬器302和304產(chǎn)生所需的溫度信號(hào)偏移。
第一溫度模擬器302和第二溫度模擬器304的每一個(gè)可以為一個(gè)或多個(gè)功率處理輸出器件產(chǎn)生模擬溫度。例如，第一溫度模擬器302或第二溫度模擬器304的每一個(gè)可以是一個(gè)數(shù)字計(jì)算機(jī)或一個(gè)模擬計(jì)算機(jī)。第一和第二溫度模擬器302和304可以接收一個(gè)或多個(gè)信號(hào)，由該信號(hào)可以計(jì)算由第一或第二輸出級(jí)410或420耗散的瞬時(shí)功率。另外，來(lái)自溫度傳感器340的散熱溫度信號(hào)可以被第一和第二溫度模擬器302和304接收。根據(jù)接收到的信號(hào)，第一和第二溫度模擬器302和304可以分別是用來(lái)產(chǎn)生代表第一或第二輸出級(jí)410或420的一個(gè)或多個(gè)功率處理輸出器件的模擬溫度的模擬溫度信號(hào)的裝置。
圖3所示的第一溫度模擬器302包括第一乘法器320和第一模擬電路330。第二溫度模擬器304同樣可以包括第二乘法器350和第二模擬電路360。第一和第二乘法器320和350可以把一個(gè)第一輸入電壓乘以一個(gè)第二輸入電壓，并且提供代表乘積的輸出電流。
第一乘法器320可以是任何能夠根據(jù)跨過(guò)第一級(jí)410的電壓、和通過(guò)第一輸出級(jí)410的電流產(chǎn)生代表由第一輸出級(jí)410耗散的瞬時(shí)功率的功率信號(hào)的電路或器件。如以前討論的那樣，跨過(guò)第一級(jí)410的電壓可以是輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)的電壓與+Vcc電源干線(xiàn)112的電壓之間的電壓差。指示通過(guò)第一輸出級(jí)410的瞬時(shí)電流的電流檢測(cè)信號(hào)可以是第一電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)414上的第一電壓信號(hào)。
同樣，第二乘法器350可以是任何能夠根據(jù)一個(gè)瞬時(shí)電壓信號(hào)和一個(gè)電流檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生代表由第二輸出級(jí)420耗散的瞬時(shí)功率的功率信號(hào)的電路或器件。第二乘法器350可以以與第一乘法器320相同的方式操作。
如圖3中所示，第一乘法器320可以是一個(gè)兩象限跨導(dǎo)乘法器。第一乘法器320包括雙極結(jié)晶體管321的匹配對(duì)、第一電阻器322、第二電阻器323、第三電阻器324及電位器325。雙極結(jié)晶體管321的匹配對(duì)包括第一晶體管327和第二晶體管326。第一乘法器320可以以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)或以上的電壓操作。因而，第一和第二晶體管327和326可以是PNP晶體管。
第一電阻器322可以連接在+Vcc電源干線(xiàn)112與第一和第二晶體管327和326的公共連接發(fā)射極之間。第一電阻器322可以把與施加到第一功率級(jí)410上的電壓成正比的電流提供給第一和第二晶體管327和326。在操作期間，第二電阻器323可以連接在第一電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)414與第一晶體管327的基極之間。第二電阻器323可以創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)第一晶體管327、與在第一電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)414上的第一電流檢測(cè)信號(hào)的電壓成正比的電流。
第三電阻器324可以連接在第一晶體管367的基極與輸出信號(hào)線(xiàn)30之間。電阻器323和324可以偏壓匹配對(duì)321。第二晶體管326的基極可以連接到輸出信號(hào)線(xiàn)30上。這使乘法器320以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)為參考電位。換句話(huà)說(shuō)，乘法器320隨在輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)“浮動(dòng)”。由第一乘法器320產(chǎn)生的輸出可以是第一和第二晶體管327和326的集電極電流之和。由第一乘法器320產(chǎn)生的輸出可以是以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)的第一功率信號(hào)為參考。這個(gè)第一功率信號(hào)可以代表由第一輸出級(jí)410耗散的瞬時(shí)功率。
第二乘法器350也可以是兩象限跨導(dǎo)乘法器。第二乘法器350包括雙極結(jié)晶體管351的匹配對(duì)、第一電阻器352、第二電阻器353、第三電阻器354及電位器355。雙極結(jié)晶體管351的匹配對(duì)包括第一晶體管357和第二晶體管356。第二乘法器350可以以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)或以下的電壓操作。因而，第一和第二晶體管357和356可以是NPN晶體管。
第二乘法器350可以以與第一乘法器320相同的方式操作。然而，第二乘法器350可以連接到-Vcc電源干線(xiàn)122和第二電流檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)424上。因而，由第二乘法器350產(chǎn)生的輸出可以是代表由第二輸出級(jí)420耗散的瞬時(shí)功率的第二功率信號(hào)。
匹配對(duì)321和351可以彼此一起工作，并且可能彼此不完全匹配。為了平衡操作，標(biāo)準(zhǔn)電位器325和355可以分別包括在第一和第二乘法器320和350中，以修整在匹配對(duì)321的第一晶體管327與第二晶體管326和匹配對(duì)351的第一晶體管357與第二晶體管356之間的基極對(duì)基極偏移電壓。
第一模擬電路330可以產(chǎn)生一個(gè)是隨由乘法器320產(chǎn)生的第一功率信號(hào)、和由溫度傳感器340產(chǎn)生的第一溫度信號(hào)而變化的第一模擬溫度信號(hào)。同樣，第二模擬電路360可以產(chǎn)生一個(gè)是隨由乘法器350產(chǎn)生的第二功率信號(hào)、和由溫度傳感器340產(chǎn)生的第二溫度信號(hào)而變化的第二模擬溫度信號(hào)。
第一和第二模擬電路330和360可以是任何能夠模型化輸出級(jí)400的功率處理輸出器件一個(gè)或多個(gè)的熱阻抗的電路或器件。第一模擬電路330包括第一運(yùn)算放大器331、第二運(yùn)算放大器332、第一電阻器333、第二電阻器334、及反饋網(wǎng)絡(luò)335。第一運(yùn)算放大器331可以是一個(gè)高增益運(yùn)算放大器。第一和第二運(yùn)算放大器331和332的非倒相輸入端可以連接到輸出信號(hào)線(xiàn)30上。像這樣，第一模擬電路330的所有輸入端和輸出端可以以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出為參考。換句話(huà)說(shuō)，第一模擬電路330隨輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)“浮動(dòng)”。
第一和第二電阻器333和334可以匹配，并且形成一個(gè)具有第一終端336、一個(gè)第二終端337、及一個(gè)公共節(jié)點(diǎn)338的電阻器網(wǎng)絡(luò)。第一終端336可以連接到乘法器320的第二晶體管326的集電極上，連接到第一虛擬接地求和節(jié)點(diǎn)346上，及連接到第一運(yùn)算放大器331的倒相輸入端上。第二終端337可以連接到乘法器320的第一晶體管327的集電極上，并且連接到第二運(yùn)算放大器332的倒相輸入端上。公共節(jié)點(diǎn)338可以連接到第一運(yùn)算放大器331的輸出上。第一運(yùn)算放大器331和電阻器網(wǎng)絡(luò)可以作為一個(gè)電流反射鏡操作以產(chǎn)生一個(gè)組合輸出電流。
反饋網(wǎng)絡(luò)335可以包括一個(gè)電阻器-電容器(RC)網(wǎng)絡(luò)、電阻器-電感器(RL)網(wǎng)絡(luò)、和/或電阻器-電感器-電容器(RLC)網(wǎng)絡(luò)，以模型化第一輸出級(jí)410的功率處理輸出器件的一個(gè)或多個(gè)的熱阻抗。所示的反饋網(wǎng)絡(luò)335是作為一個(gè)三級(jí)電阻器-電容器(RC)網(wǎng)絡(luò)。反饋網(wǎng)絡(luò)335可以是任何級(jí)的，然而，利用高級(jí)數(shù)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的模擬。
反饋網(wǎng)絡(luò)335可以連接在第二運(yùn)算放大器332的輸出端與倒相輸入端之間。第二運(yùn)算放大器332和反饋網(wǎng)絡(luò)335可以把來(lái)自電流反射鏡的組合輸出電流轉(zhuǎn)換成第一溫度信號(hào)線(xiàn)306上的第一溫度信號(hào)。第一溫度信號(hào)可以表示第一輸出級(jí)410的功率處理輸出器件的一個(gè)或多個(gè)的溫度。
與第一模擬電路330相同，第二模擬電路360包括第一運(yùn)算放大器361、第二運(yùn)算放大器362、第一電阻器363、第二電阻器364、及反饋網(wǎng)絡(luò)365。像第一模擬電路330，第二模擬電路360隨輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)“浮動(dòng)”。
第二模擬電路360可以以與第一模擬電路330相同的方式操作，不同之處在于第二模擬電路360可連接到第二乘法器350上而不是第一乘法器320上。另外，第二模擬電路360可以連接到第二虛擬接地求和節(jié)點(diǎn)347上，而不是連接到第一虛擬接地求和節(jié)點(diǎn)346上。因而，由第二模擬電路360產(chǎn)生的輸出可以是表示第二輸出級(jí)420的，而不是第一輸出級(jí)410的，功率處理輸出器件的一個(gè)或多個(gè)的溫度的第二溫度信號(hào)線(xiàn)308上的第二溫度信號(hào)。
第一和第二輸出限制器370和380的每一個(gè)可以根據(jù)接收溫度信號(hào)把驅(qū)動(dòng)電流的一部分從輸出級(jí)400分路開(kāi)。例如，第一和第二輸出限制器370和380的分路元件可以是機(jī)械驅(qū)動(dòng)的電位器或變阻器、雙極結(jié)晶體管、MOSFET、或三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)。因而，第一和第二輸出限制器370和380可以是用來(lái)限制在輸出級(jí)400中由功率處理輸出器件耗散的功率的裝置。
如圖3所示，第一輸出限制器370包括第一二極管371、第一電阻器372、晶體管373、第二二極管374、及第二電阻器375。第一二極管371的陽(yáng)極可以連接到信號(hào)線(xiàn)40上。第一二極管371的陰極可以連接到晶體管373的集電極上。晶體管373的發(fā)射極可以連接到輸出信號(hào)線(xiàn)30上。晶體管373的基極可以連接到二極管374的陰極上，連接到第一電阻器372上，及連接到第二電阻器375上。第二二極管374的陽(yáng)極可以連接到輸出信號(hào)線(xiàn)30上。第一電阻器372也可以連接到調(diào)節(jié)-Vb電源干線(xiàn)640、功率調(diào)節(jié)器600的負(fù)輸出上。第二電阻器375可以連接到從溫度模擬器302延伸的第一溫度信號(hào)線(xiàn)306上。
第一和第二電阻器372和375及第二二極管374可以起一個(gè)電壓偏移和衰減網(wǎng)絡(luò)的作用，以增大第一溫度信號(hào)線(xiàn)306上的第一溫度信號(hào)的電壓動(dòng)態(tài)特性。這可能允許來(lái)自溫度模擬器302的第一溫度信號(hào)的最大電壓的修整，以增大代表的溫度范圍。第一二極管371可以防止電流在相反方向上流經(jīng)晶體管373。當(dāng)來(lái)自溫度模擬器302的第一溫度信號(hào)增大到一個(gè)閾值溫度以上時(shí)，可以啟動(dòng)晶體管373。閾值溫度可以是在其以上模型化的功率處理輸出器件經(jīng)歷熱損壞的溫度。當(dāng)啟動(dòng)晶體管373時(shí)，信號(hào)線(xiàn)40上的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv的電流的一部分可以從第一輸出級(jí)410分路開(kāi)。這種分路可以限制由第一輸出級(jí)410耗散的功率。
與第一輸出限制器370相同，第二輸出限制器380包括第一二極管381、第一電阻器382、晶體管383、第二二極管384、及第二電阻器385。第二輸出限制器370可以以與第一輸出限制器370相同的方式操作。到第二輸出限制器380的一個(gè)輸出可以是在來(lái)自第二溫度模擬器304的第二溫度信號(hào)線(xiàn)308上的第二溫度信號(hào)。在操作期間，第二輸出限制器380可以把信號(hào)線(xiàn)50上的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)-Drv的電流的一部分從第二輸出級(jí)420分路開(kāi)。
在操作期間，因?yàn)檩敵黾?jí)400的功率處理輸出器件耗散功率，所以它們可能變熱，并因此傳導(dǎo)性更好。因?yàn)樗鼈冏兊脗鲗?dǎo)性更好，所以輸出級(jí)400的功率處理輸出器件可能在信號(hào)線(xiàn)40和50上要求較小驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv和-Drv，以在靜態(tài)條件期間保持靜態(tài)電流流動(dòng)。當(dāng)在輸入信號(hào)線(xiàn)20上沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)同時(shí)半橋放大器正在操作的同時(shí)，靜態(tài)條件可能發(fā)生。
如果當(dāng)在輸入信號(hào)線(xiàn)20上沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)信號(hào)線(xiàn)40和50上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv和-Drv保持恒定，那么通過(guò)輸出級(jí)400的靜態(tài)電流可能增大。因?yàn)橥ㄟ^(guò)輸出級(jí)400的靜態(tài)電流增大，輸出級(jí)400的功率處理輸出器件可能耗散更多功率，并且連續(xù)變得更熱。以這種方式，當(dāng)輸入信號(hào)線(xiàn)20上沒(méi)有信號(hào)或有較小信號(hào)時(shí)，通過(guò)輸出級(jí)400的靜態(tài)電流、和功率處理輸出器件的溫度可能連續(xù)增大。
偏壓控制器390可以用一個(gè)偏壓信號(hào)偏壓輸出級(jí)400(圖1)。偏壓信號(hào)可以基于由第一溫度模擬器302提供的第一溫度信號(hào)。在操作期間，偏壓信號(hào)可以是偏壓信號(hào)線(xiàn)40和50上的第一和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv和-Drv。這種偏壓可以動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)信號(hào)線(xiàn)40和50上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv和-Drv，以便保持通過(guò)輸出級(jí)400的靜態(tài)電流基本恒定。一個(gè)基本恒定的靜態(tài)電流使在放大交流輸出信號(hào)中的噪聲和輸出級(jí)400中產(chǎn)生的熱量最小。
如圖3所示，偏壓控制器390是一個(gè)用來(lái)偏壓輸出級(jí)400的裝置，偏壓控制器390包括第一晶體管391、第二晶體管399、第一電阻器392、第二電阻器393、第三電阻器394、第四電阻器395、電容器396、第五電阻器397、及變阻器398。第一和第二晶體管391和399可以是晶體管的一個(gè)匹配對(duì)，如雙極結(jié)晶體管。
第一電阻器392可以連接在調(diào)節(jié)+Vb電源干線(xiàn)630與第一晶體管391的發(fā)射極之間。第二電阻器393可以連接在調(diào)節(jié)+Vb電源干線(xiàn)630與第二晶體管399的發(fā)射極之間。第一晶體管391的基極可以連接到第一晶體管391的集電極、第二晶體管399的基極、第三電阻器394、及第四電阻器395上。第三電阻器394也可以連接到來(lái)自第一溫度模擬器302的第一溫度信號(hào)線(xiàn)306上。第四電阻器395也可以連接到變阻器398上。變阻器398也可以連接到輸出信號(hào)線(xiàn)30上。第二晶體管399的集電極可以連接到信號(hào)線(xiàn)40上，信號(hào)線(xiàn)40攜帶第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv。電容器396和第五電阻器397可以連接在信號(hào)線(xiàn)40與信號(hào)線(xiàn)50之間。
第一和第二晶體管391和399、第一和第二電阻器392和393可以作為一個(gè)電流反射鏡操作。電流反射鏡可能具有等于第一電阻器392的值除以第二電阻器393的值的增益。到電流反射鏡的輸入可以從包括第三和第四電阻器394和395、及變阻器398的可調(diào)節(jié)但固定電阻器網(wǎng)絡(luò)引出。來(lái)自第一溫度模擬器302的第一溫度信號(hào)線(xiàn)306上的第一溫度信號(hào)可以經(jīng)第四電阻器394施加到電阻器網(wǎng)絡(luò)上。電流反射鏡的輸出可以分別為信號(hào)線(xiàn)40和50上的第一和第二信號(hào)+Drv和-Drv提供偏置電壓。
變阻器398可允許進(jìn)行輸出級(jí)400的偏壓的手動(dòng)調(diào)節(jié)，以使通過(guò)輸出級(jí)400的靜態(tài)電流最小。例如，當(dāng)首先裝配放大器時(shí)，或者當(dāng)替換在輸出級(jí)400中的輸出器件時(shí)，變阻器398可以用來(lái)初始調(diào)節(jié)輸出級(jí)400的偏壓。第五電阻器397和電容器396可以作為一個(gè)防止在第一和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)+Drv和-Drv之間的交流交擾的低通濾波器操作。
如圖3所示，功率調(diào)節(jié)器600可以是用來(lái)調(diào)節(jié)直流功率的裝置。例如，功率調(diào)節(jié)器600可以是任何用來(lái)從+Vcc和-Vcc電源干線(xiàn)112和122接收電能、并提供以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)為參考電位的調(diào)節(jié)+Vb和-Vb電源干線(xiàn)630和640的電路或器件。如以前討論的那樣，熱保護(hù)電路300的元件，包括第一和第二溫度模擬器302和304、第一和第二輸出限制器370和380、溫度傳感器340及偏壓控制器390，可以以放大交流輸出信號(hào)為參考，并且從調(diào)節(jié)+Vb和-Vb電源干線(xiàn)630和640接收電能。
圖4是功率調(diào)節(jié)器600的示意圖。功率調(diào)節(jié)器600可以包括第一功率調(diào)節(jié)器610和第二功率調(diào)節(jié)器620。第一功率調(diào)節(jié)器610可以從第一放大器電源110接收+Vcc電源干線(xiàn)112并產(chǎn)生調(diào)節(jié)+Vb電源干線(xiàn)630。調(diào)節(jié)+Vb電源干線(xiàn)630可以以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)為參考。第二功率調(diào)節(jié)器620同樣可以從第二放大器電源120接收-Vcc電源干線(xiàn)122并產(chǎn)生調(diào)節(jié)-Vb電源干線(xiàn)640。調(diào)節(jié)-Vb電源干線(xiàn)640同樣可以以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)為參考電位。
第一功率調(diào)節(jié)器610包括電阻器611、第一電容器612、二極管613、電壓調(diào)節(jié)器614、及第二電容器615。電壓調(diào)節(jié)器614可以是一個(gè)集成電路電壓調(diào)節(jié)器，如由National Semiconductor制造的78L15。二極管613可以是具有大于最小值但小于用于電壓調(diào)節(jié)器614的最大額定輸入電壓的齊納損壞電壓的齊納二極管。
電阻器611可以連接在+Vcc電源干線(xiàn)112與電壓調(diào)節(jié)器614的輸入端之間。二極管613可以連接在輸出信號(hào)線(xiàn)30與電壓調(diào)節(jié)器614的輸入端之間。第一電容器612可以連接在輸出信號(hào)線(xiàn)30與電壓調(diào)節(jié)器614的輸入端之間。第二電容器615可以連接在輸出信號(hào)線(xiàn)30與電壓調(diào)節(jié)器614的輸出端之間。
使用具有說(shuō)明電壓值的例子可以理解第一功率調(diào)節(jié)器610的操作的解釋。電壓值只是說(shuō)明性的，并且可以使用其它值。在操作期間，第一功率調(diào)節(jié)器610可以從+Vcc電源干線(xiàn)112接收電能。電壓調(diào)節(jié)器614可以以最小輸入電壓(如18伏特)操作，以便保持調(diào)節(jié)輸出電壓，如15伏特。二極管613可以具有諸如24伏特之類(lèi)的齊納損壞電壓。齊納二極管613可以提供在跨過(guò)電容器612和在電壓調(diào)節(jié)器614的輸入端的齊納損壞電壓。只要在+Vcc電源干線(xiàn)112與輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)之間的電壓差大于約25伏特，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。
因?yàn)榭邕^(guò)第一電容器612可能有24伏特的電位，第一電容器612可以充電到24伏特的電位。因此，在+Vcc電源干線(xiàn)112與輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)之間的電壓差一旦下降到低于24伏特，第一電容器612就可以把電流放電到電壓調(diào)節(jié)器614。在這種條件存在的同時(shí)，第一電容器612也可把電流放電到放大器電源110?？梢园娮杵?11以便限制這種電流流動(dòng)，并且可能能夠處理一些功率消耗，例如二或三瓦特。
第一電容器612可以定尺寸成保持用于電壓調(diào)節(jié)器614的最小輸入電壓，以維持用于確定時(shí)間段的調(diào)節(jié)操作。確定時(shí)間段可以基于最高輸出電平和輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)的最長(zhǎng)間隔。如果在+Vcc電源干線(xiàn)112與輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)之間的電壓差可能高得足以損壞電壓調(diào)節(jié)器614，則可以包括二極管613。
在操作期間，電壓調(diào)節(jié)器614的輸入可以通過(guò)+Vcc電源干線(xiàn)112或通過(guò)第一電容器612提供有用于調(diào)節(jié)操作的最小電壓。電壓調(diào)節(jié)器61 4可以把調(diào)節(jié)+Vb電源干線(xiàn)630提供到熱保護(hù)電路300的其它元件，如以前討論的那樣?？梢园娙萜?15以在重負(fù)載的短時(shí)間段期間保持+Vb電源干線(xiàn)630的電壓。
第二功率調(diào)節(jié)器620同樣包括電阻器621、第一電容器622、二極管623、電壓調(diào)節(jié)器624、及第二電容器625。電壓調(diào)節(jié)器624可以是一個(gè)集成電路電壓調(diào)節(jié)器，如由National Semiconductor制造的79L15。二極管613可以是具有大于最小值但小于用于電壓調(diào)節(jié)器624的最大額定輸入電壓的齊納損壞電壓的齊納二極管。
與第一功率調(diào)節(jié)器610相同，第二功率調(diào)節(jié)器620是可操作的以從-Vcc 122電源干線(xiàn)接收電能，并且產(chǎn)生以輸出信號(hào)線(xiàn)30上的放大交流輸出信號(hào)為參考電位的調(diào)節(jié)-Vb電源干線(xiàn)640。調(diào)節(jié)-Vb電源干線(xiàn)640可以提供到熱電路300的其它元件，如以前討論的那樣。
再參照?qǐng)D1-4，熱保護(hù)電路300可以在帶有一個(gè)用來(lái)供電輸出級(jí)400的放大器直流電源100的半橋放大器10中操作。熱保護(hù)電路300可以從放大器電源100接收電能。在熱保護(hù)電路300內(nèi)的功率調(diào)節(jié)器600可以把調(diào)節(jié)功率提供到第一和第二溫度模擬器302和304、第一和第二輸出限制器370和380、及偏壓控制器390。功率調(diào)節(jié)器600可以允許熱保護(hù)電路300以放大交流輸出信號(hào)為參考進(jìn)行操作。通過(guò)以放大交流輸出信號(hào)為參考電位的操作，熱保護(hù)電路300可以以比如果其以大地為參考電位的更小的電壓和電流操作。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，但對(duì)于熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員顯然，在本發(fā)明范圍內(nèi)的多個(gè)其他實(shí)施例和實(shí)施是可能的。因而，除附屬權(quán)利要求書(shū)和其等效物之外，本發(fā)明不受限制。
權(quán)利要求
1.一種放大器輸出級(jí)的熱保護(hù)電路，其中該輸出級(jí)從以大地為參考電位的放大器電源干線(xiàn)上接收直流電能，并且產(chǎn)生一個(gè)放大交流輸出信號(hào)，該熱保護(hù)電路包括一個(gè)功率調(diào)節(jié)器，該功率調(diào)節(jié)器是可操作的，以從以大地為參考電位的放大器電源干線(xiàn)提供以放大交流輸出信號(hào)為參考電位的調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)；以及保護(hù)電路，連接到功率調(diào)節(jié)器上，其中該保護(hù)電路以放大交流輸出信號(hào)為參考電位，并且由該調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)激勵(lì)以熱保護(hù)輸出級(jí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱保護(hù)電路，其中該功率調(diào)節(jié)器包括一個(gè)第一電容器、一個(gè)電阻器、及一個(gè)帶有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的電壓調(diào)節(jié)器，其中電壓調(diào)節(jié)器、第一電容器、及電阻器的輸入端的每個(gè)連接在放大器電源干線(xiàn)與放大交流輸出信號(hào)之間，并且電壓調(diào)節(jié)器的輸出端連接在調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)與放大交流輸出信號(hào)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱保護(hù)電路，其中該功率調(diào)節(jié)器包括一個(gè)連接在放大器電源干線(xiàn)與放大交流輸出信號(hào)之間的齊納二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱保護(hù)電路，其中功率調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括一個(gè)第二電容器，第二電容器連接在調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)與放大交流輸出信號(hào)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱保護(hù)電路，其中放大器電源干線(xiàn)包括一個(gè)正放大器電源干線(xiàn)和一個(gè)負(fù)放大器電源干線(xiàn)，并且該功率調(diào)節(jié)器包括一個(gè)第一功率調(diào)節(jié)器和一個(gè)第二功率調(diào)節(jié)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱保護(hù)電路，其中該第一功率調(diào)節(jié)器是可操作的以產(chǎn)生一個(gè)以放大交流輸出信號(hào)參考電位的調(diào)節(jié)的正電源干線(xiàn)，該調(diào)節(jié)的正電源干線(xiàn)由以大地為參考電位的正放大器電源干線(xiàn)產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱保護(hù)電路，其中該第二功率調(diào)節(jié)器是可操作的以產(chǎn)生以放大交流輸出信號(hào)為參考電位的一個(gè)調(diào)節(jié)的負(fù)電源干線(xiàn)，該調(diào)節(jié)的負(fù)電源干線(xiàn)由以大地為參考電位的負(fù)放大器電源干線(xiàn)產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱保護(hù)電路，其中該保護(hù)電路包括一個(gè)溫度模擬器，并且該輸出級(jí)包括一個(gè)輸出器件，溫度模擬器是可操作的以提供一個(gè)模擬溫度信號(hào)，該模擬溫度信號(hào)指示輸出器件的模擬溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱保護(hù)電路，其中該保護(hù)電路進(jìn)一步包括一個(gè)輸出限制器，該輸出限制器是可操作的，以便當(dāng)輸出器件的模擬溫度高于一個(gè)閾值溫度時(shí)，減小由隨模擬溫度信號(hào)變化的輸出器件消耗的電能。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱保護(hù)電路，其中該保護(hù)電路進(jìn)一步包括一種偏壓控制器，該偏壓控制器是可操作的以產(chǎn)生隨模擬溫度信號(hào)變化的輸出級(jí)偏壓信號(hào)，該偏壓信號(hào)是可操作的以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出級(jí)的偏壓，以便在靜態(tài)條件期間保持通過(guò)輸出級(jí)的基本恒定靜態(tài)電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱保護(hù)電路，其中該保護(hù)電路包括一種偏壓控制器，其中該偏壓控制器是可操作的以調(diào)節(jié)輸出級(jí)的偏壓，以便保持通過(guò)輸出級(jí)的基本恒定靜態(tài)電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱保護(hù)電路，其中該偏壓控制器是可操作的，以便調(diào)節(jié)隨輸出級(jí)的模擬溫度變化的偏壓。
13.一種放大器輸出級(jí)的熱保護(hù)電路，其中該輸出級(jí)從放大器直流電源干線(xiàn)接收直流電能，并且產(chǎn)生一個(gè)放大交流輸出信號(hào)，該熱保護(hù)電路包括一個(gè)直流功率的調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置是可操作的，以從以大地為參考電位的放大器電源干線(xiàn)產(chǎn)生以放大交流輸出信號(hào)為參考電位的調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)；以及輸出級(jí)的熱保護(hù)裝置，該熱保護(hù)裝置連接到調(diào)節(jié)裝置上，其中該熱保護(hù)裝置以放大交流輸出信號(hào)為參考電位，并且由調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)激勵(lì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱保護(hù)電路，其中該放大器直流電源干線(xiàn)包括一個(gè)正直流放大器電源干線(xiàn)和一個(gè)負(fù)直流放大器電源干線(xiàn)，并且用于調(diào)節(jié)的裝置包括一個(gè)第一調(diào)節(jié)裝置和一個(gè)第二調(diào)節(jié)裝置，第一調(diào)節(jié)裝置是可操作的以便由正直流放大器電源干線(xiàn)產(chǎn)生一個(gè)以放大交流輸出信號(hào)為參考電位的正調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)，第二調(diào)節(jié)裝置是可操作的以便由負(fù)直流放大器電源干線(xiàn)產(chǎn)生一個(gè)以放大交流輸出信號(hào)為參考的負(fù)調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱保護(hù)電路，其中這些調(diào)節(jié)裝置是一個(gè)包括電容器、電阻器、及電壓調(diào)節(jié)器的功率調(diào)節(jié)器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱保護(hù)電路，其中該功率調(diào)節(jié)器包括一個(gè)齊納二極管。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱保護(hù)電路，其中這些熱保護(hù)裝置包括用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)模擬溫度信號(hào)的裝置，并且該輸出級(jí)包括一個(gè)輸出器件，其中模擬溫度信號(hào)指示輸出器件的溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱保護(hù)電路，其中該熱保護(hù)裝置進(jìn)一步包括用來(lái)限制由輸出器件消耗的功率的裝置，該限制裝置是可操作的，以便減小由隨模擬溫度信號(hào)變化的輸出器件消耗的功率。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱保護(hù)電路，其中該熱保護(hù)裝置進(jìn)一步包括一個(gè)輸出級(jí)的偏壓裝置，該偏壓裝置是可操作的以產(chǎn)生隨模擬溫度信號(hào)變化的輸出級(jí)偏壓信號(hào)，該偏壓信號(hào)是可操作的以調(diào)節(jié)輸出級(jí)的偏壓，以保持通過(guò)輸出級(jí)的基本恒定靜態(tài)電流。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱保護(hù)電路，其中該熱保護(hù)裝置包括一個(gè)輸出級(jí)的偏壓裝置，該偏壓的裝置是可操作的以調(diào)節(jié)輸出級(jí)的偏壓，以便保持通過(guò)輸出級(jí)的基本恒定靜態(tài)電流。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱保護(hù)電路，其中該偏壓裝置是可操作的，以便隨輸出級(jí)的模擬溫度變化的調(diào)節(jié)偏壓。
22.一種放大器，包括一個(gè)放大器直流電源，其是可操作的以產(chǎn)生以大地為參考電位的放大器電源干線(xiàn)；一個(gè)以大地為參考電位的輸出級(jí)，是可操作的以接收放大器電源干線(xiàn)并產(chǎn)生一個(gè)放大交流輸出信號(hào)；一個(gè)功率調(diào)節(jié)器，該功率調(diào)節(jié)器是可操作的，以從放大器電源干線(xiàn)提供參考放大交流輸出信號(hào)的一個(gè)調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)；以及保護(hù)電路，連接到該功率調(diào)節(jié)器上，保護(hù)電路以放大交流輸出信號(hào)為參考電位，并且由調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)激勵(lì)以熱保護(hù)輸出級(jí)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的放大器，其中該輸出級(jí)配置為一個(gè)半橋放大器。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的放大器，其中該輸出級(jí)配置為一個(gè)全橋放大器。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的放大器，其中該功率調(diào)節(jié)器包括一個(gè)第一電容器、一個(gè)電阻器、及一個(gè)帶有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的電壓調(diào)節(jié)器，其中該電壓調(diào)節(jié)器、第一電容器、及電阻器的輸入端每個(gè)連接在放大器電源干線(xiàn)與放大交流輸出信號(hào)之間，并且電壓調(diào)節(jié)器的輸出端連接在調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)與放大交流輸出信號(hào)之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的放大器，其中該功率調(diào)節(jié)器包括一個(gè)連接在放大器電源干線(xiàn)與放大交流輸出信號(hào)之間的齊納二極管。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的放大器，其中該功率調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括一個(gè)第二電容器，該第二電容器連接在調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)與放大交流輸出信號(hào)之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的放大器，其中該保護(hù)電路包括一個(gè)溫度模擬器，并且該輸出級(jí)包括一個(gè)輸出器件，溫度模擬器是可操作的以提供一個(gè)模擬溫度信號(hào)，模擬溫度信號(hào)指示輸出器件的模擬溫度。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的放大器，其中該保護(hù)電路進(jìn)一步包括一個(gè)輸出限制器，該輸出限制器是可操作的以減小由隨模擬溫度信號(hào)變化的輸出器件消耗的功率。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的放大器，其中該保護(hù)電路進(jìn)一步包括一種偏壓控制器，該偏壓控制器是可操作的以偏壓輸出級(jí)，以便在靜態(tài)條件期間保持通過(guò)輸出級(jí)的基本恒定靜態(tài)電流。
31.一種放大器，包括一個(gè)直流電源，其是可操作的以產(chǎn)生以大地為參考參考電位的放大器電源干線(xiàn)；一個(gè)以大地為參考電位的輸出級(jí)，其是可操作的以接收放大器電源干線(xiàn)并產(chǎn)生一個(gè)放大交流輸出信號(hào)；一個(gè)功率調(diào)節(jié)器，該功率調(diào)節(jié)器是可操作的，以從放大器電源干線(xiàn)產(chǎn)生以放大交流輸出信號(hào)為參考電位的一個(gè)調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)；以及一種偏壓控制器，該偏壓控制器以放大交流輸出信號(hào)為參考電位并且由調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)激勵(lì)；其中該偏壓控制器是可操作的以偏壓輸出級(jí)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的放大器，其中該偏壓控制器是可操作的，以便在靜態(tài)條件期間保持通過(guò)輸出級(jí)的基本恒定靜態(tài)電流。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的放大器，其中該偏壓控制器是可操作的，以隨輸出級(jí)溫度變化而偏壓輸出級(jí)。
34.一種熱保護(hù)放大器輸出級(jí)的方法，其中該輸出級(jí)接收直流電能并且產(chǎn)生一個(gè)放大交流輸出信號(hào)，該方法包括把直流電能提供到輸出級(jí)的輸出器件，直流電能以大地為參考電位；用一個(gè)輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)輸出器件，從而使該輸出器件由直流功率產(chǎn)生一個(gè)放大交流輸出信號(hào)；調(diào)節(jié)直流電能，以提供以放大交流輸出信號(hào)為參考單位的調(diào)節(jié)直流電能；用以放大交流輸出信號(hào)為參考電位的調(diào)節(jié)直流電能激勵(lì)熱保護(hù)電路；用熱保護(hù)電路產(chǎn)生一個(gè)模擬溫度信號(hào)，模擬溫度信號(hào)指示輸出器件的模擬溫度的模擬溫度信號(hào)；以及當(dāng)輸出器件的模擬溫度高于一個(gè)閾值溫度時(shí)，借助于熱保護(hù)電路減小到輸出器件的輸入信號(hào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中產(chǎn)生一個(gè)模擬溫度信號(hào)的步驟包括用熱保護(hù)電路接收一個(gè)電流檢測(cè)信號(hào)，該電流檢測(cè)信號(hào)指示通過(guò)輸出級(jí)的電流；用熱保護(hù)電路接收一個(gè)電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)指示跨過(guò)輸出級(jí)的電壓；以及用熱保護(hù)電路接收一個(gè)溫度信號(hào)，該溫度信號(hào)指示輸出級(jí)的溫度，其中根據(jù)電流信號(hào)、電壓信號(hào)、和溫度信號(hào)產(chǎn)生模擬溫度信號(hào)。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括用保護(hù)電路偏壓輸出級(jí)，以在靜態(tài)條件期間保持通過(guò)輸出級(jí)的基本恒定靜態(tài)電流。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種產(chǎn)生一個(gè)放大交流輸出信號(hào)的放大器熱保護(hù)電路。該熱保護(hù)電路可以由一個(gè)供電輸出級(jí)的放大器電源供電。該放大器電源可以參考接地。該熱保護(hù)電路包括一個(gè)功率調(diào)節(jié)器，以把調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)提供給熱保護(hù)電路的其它元件。該調(diào)節(jié)的電源干線(xiàn)可以以放大輸出信號(hào)參考電位。
文檔編號(hào)H03F1/52GK1492578SQ0315747
公開(kāi)日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2003年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月23日
發(fā)明者G·R·斯坦利, G R 斯坦利 申請(qǐng)人:哈曼國(guó)際工業(yè)有限公司