專利名稱：一種用于d類功放芯片的過流保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域的一種用于D類功放芯片的過流保護方法。
背景技術(shù)：
請參閱圖1，D類功放芯片處于工作狀態(tài)時，一旦出現(xiàn)過流，即D類功放芯片上的負載所輸出的脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b時，D類功放芯片上的第一輸出驅(qū)動和第二輸出驅(qū)動能夠立即關(guān)斷，所述第一輸出驅(qū)動上的第一功率管和所述第二輸出驅(qū)動上的第二功率管也隨之關(guān)斷，所述PWM調(diào)制模塊保持工作狀態(tài)。所述過流閾值b是預(yù)先設(shè)定的。此時所述D類功放芯片進入過流保護狀態(tài)，在過流保護狀態(tài)下，現(xiàn)有的用于D類功放芯片的過流保護方法包括下列步驟調(diào)制步驟接收外界輸入的音頻輸入信號進行調(diào)制，輸出相互反相的第一 PWM信 號和第二 PWM信號；所述音頻輸入信號的波形如圖2所示。脈沖信號輸出步驟D類功放芯片上的第一輸出驅(qū)動和第二輸出驅(qū)動開啟，驅(qū)動所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號對所述D類功放芯片的負載的兩端進行加載，使所述負載兩端形成電壓差，所述負載輸出脈沖信號，并且在所述脈沖信號處于高電位或者負電位時，所述負載上有電流通過；所述脈沖信號的波形如圖3所示，其中Vpower表示所述脈沖信號處于高電位，-Vpower表不所述脈沖信號處于負電位判斷步驟當(dāng)所述負載上有電流流過時，判斷所述脈沖信號的高電位電平是否低于過流閾值b，若所述脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b，則所述負載的兩端分別生成過流信號；濾波步驟對所述過流信號進行脈寬濾波，去除所述過流信號中高電位脈寬低于濾波門限a的毛刺；所述濾波門限a是預(yù)先設(shè)定的。所述過流信號的波形如圖4所示。復(fù)原步驟接收所述過流信號進行信號轉(zhuǎn)換，輸出關(guān)斷信號，關(guān)斷所述第一輸出驅(qū)動和所述第二輸出驅(qū)動；延時步驟所述第一輸出驅(qū)動和所述第二輸出驅(qū)動保持關(guān)斷狀態(tài)若干秒；重復(fù)脈沖信號輸出步驟、判斷步驟、濾波步驟、復(fù)原步驟和延時步驟，直至所述脈沖信號的高電位電平高于過流閾值b。采用該方法的缺陷在于在過流保護狀態(tài)下，所述D類功放芯片一般工作在直流工作點附近，此時第一 PWM信號和第二 PWM信號的高電位脈寬很低，所述負載輸出的脈沖信號的高電位脈寬正比于所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號的高電位脈寬，所述負載輸出的脈沖信號的高電位電平與所述負載上的電流正相關(guān)。因此所述負載輸出的脈沖信號的高電位脈寬很低，這進一步造成了過流信號的高電位脈寬很低，即低于所述濾波門限a，如圖4所示。這樣下面的復(fù)原步驟就無法進行，D類功放芯片上的第一輸出驅(qū)動和第二輸出驅(qū)動無法關(guān)斷，造成芯片的燒毀
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種用于D類功放芯片的過流保護方法，其能夠解決過流信號在濾波步驟中被誤脈寬濾波，導(dǎo)致后續(xù)復(fù)原步驟和延時步驟無法進行，大電流反復(fù)沖擊D類功放芯片上的第一輸出驅(qū)動和第二輸出驅(qū)動，導(dǎo)致D類功放芯片被燒毀的技術(shù)問題。實現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是一種用于D類功放芯片的過流保護方法，包括下列步驟滿幅調(diào)制步驟接收外界輸入的音頻輸入信號進行滿幅調(diào)制，持續(xù)輸出相互反相的第一滿幅PWM信號和第二滿幅PWM信號；滿幅脈沖信號輸出步驟開啟D類功放芯片上的第一輸出驅(qū)動和第二輸出驅(qū)動，使D類功放芯片上的負載持續(xù)輸出滿幅脈沖信號，在所述滿幅脈沖信號的電平處于高電位或者負電位時，所述負載上有電流通過；判斷步驟當(dāng)所述負載上有電流流過時，判斷所述滿幅脈沖信號的高電位電平是否低于過流閾值b，若所述滿幅脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b，則生成過流信號，進入濾波步驟；濾波步驟對所述過流信號進行脈寬濾波，去除所述過流信號中高電位脈寬低于濾波門限a的毛刺；復(fù)原步驟接收所述過流信號進行信號轉(zhuǎn)換，輸出關(guān)斷信號，關(guān)斷所述第一輸出驅(qū)動和所述第二輸出驅(qū)動，使所述負載停止輸出滿幅脈沖信號；延時步驟所述第一輸出驅(qū)動和所述第二輸出驅(qū)動保持關(guān)斷狀態(tài)若干秒；重復(fù)滿幅脈沖信號輸出步驟、判斷步驟、濾波步驟、復(fù)原步驟和延時步驟，直至判斷步驟中檢測到所述滿幅脈沖信號的高電位電平高于過流閾值b進一步的，所述滿幅調(diào)制步驟是通過PWM調(diào)制模塊進行的，在該步驟中，所述PWM調(diào)制模塊兩個輸入端之間的電壓差始終為滿電源幅度電壓差。再進一步的，所述PWM調(diào)制模塊的兩個輸入端分別旁接一個開關(guān)，其中一個開關(guān)為電源開關(guān)，另一個開關(guān)為接地開關(guān)，通過將所述電源開關(guān)和所述接地開關(guān)同時開啟，使所述PWM調(diào)制模塊兩個輸入端之間的電壓差始終為滿電源幅度電壓差。更進一步的，所述判斷步驟是通過分別設(shè)置于所述負載的兩端第一過流檢測模塊和第二過流檢測模塊進行的。還要進一步的，所述濾波步驟是通過兩個第一濾波器進行的，該兩個第一濾波器分別內(nèi)置于所述第一過流檢測模塊和所述第二過流檢測模塊。還要進一步的，所述滿幅脈沖信號輸出步驟、所述延時步驟和所述復(fù)原步驟都是由所述邏輯控制模塊控制的，所述邏輯控制模塊是與所述第一過流檢測模塊和所述第二過流檢測模塊分別連接的。還要再進一步的，所述濾波步驟是通過內(nèi)置于所述邏輯控制模塊的第二濾波器進行的。還要再進一步的所述電源開關(guān)和所述接地開關(guān)的開啟和關(guān)斷是通過所述邏輯控制模塊控制的。采用了本發(fā)明的一種用于D類功放芯片的過流保護方法的技術(shù)方案，通過將外來的音頻輸入信號調(diào)制為持續(xù)輸出的滿幅PWM信號，保證所述過流信號的高電位脈寬大于濾波門限a，使過流信號在濾波步驟中不被誤脈寬濾波。其技術(shù)效果是保證過流信號的脈寬大于設(shè)定的濾波門限a，使過流信號在濾波步驟中不被誤脈寬濾波，保證復(fù)原步驟中對于過流信號的及時響應(yīng)，及時產(chǎn)生關(guān)斷信號，關(guān)斷D類功放芯片上的第一輸出驅(qū)動和第二輸出驅(qū)動，防止大電流反復(fù)沖擊D類功放芯片上的第一輸出驅(qū)動和第二輸出驅(qū)動，導(dǎo)致D類功放芯片被燒毀。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)的一種用于D類功放芯片的過流保護電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為外界輸入的音頻輸入信號的波形圖。圖3為負載輸出的脈沖信號的波形圖。圖4為OC+過流信號或OC-過流信號的波形圖。圖5為本發(fā)明的一種用于D類功放芯片的過流保護方法實施例中所使用的芯片電 路不意圖。圖6為本發(fā)明一種用于D類功放芯片的過流保護方法的流程圖。
具體實施例方式請參閱5至圖6，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結(jié)合附圖進行詳細地說明本實施例在是在如圖5所示的D類功放芯片上實施的。請參閱圖5，所述D類功放芯片包括放大模塊11、PWM調(diào)制模塊12、第一輸出驅(qū)動13、第二輸出驅(qū)動14、負載17和過流保護電路2。所述放大模塊11的P輸出端和所述PWM調(diào)制模塊12的P輸入端通過依次串聯(lián)的第一電阻110和第二電阻111連接，所述第二電阻111的輸入端旁接有電源開關(guān)
24。所述電源開關(guān)24的另一端接所述D類功放芯片的電源端。所述放大模塊11的N輸出端和所述PWM調(diào)制模塊12的N輸入端通過依次串聯(lián)的第三電阻112和第四電阻113連接，所述第四電阻113的輸入端旁接有接地開關(guān)25，所述接地開關(guān)25的另一端接所述D類功放芯片的電源端。所述第一電阻110和所述第三電阻112的阻值相等，所述第二電阻111和所述第四電阻113的阻值相等。設(shè)置所述第二電阻111和所述第四電阻113的主要目的在于保護所述電源開關(guān)24、所述接地開關(guān)25及所述PWM調(diào)制模塊12。所述PWM調(diào)制模塊12的P輸出端連接所述第一輸出驅(qū)動13的輸入端，所述的第一輸出驅(qū)動13的輸出端設(shè)置第一功率管15 ;所述PWM調(diào)制模塊12的N輸出端連接所述第二輸出驅(qū)動14的輸入端，所述第二輸出驅(qū)動14的輸出端設(shè)置第二功率管16。所述負載17的P端接在所述第一功率管15上，所述負載17的N端接在所述第二功率管16上。為了能使所述第一輸出驅(qū)動13對所述PWM調(diào)制模塊12進行信號反饋，所述第一功率管15經(jīng)第一回接電阻18接回所述PWM調(diào)制模塊12的P輸入端，為了能使所述第二輸出驅(qū)動14對所述PWM調(diào)制模塊12進行信號反饋，所述第二功率管16經(jīng)第二回接電阻19接回所述PWM調(diào)制模塊12的N輸入端。所述第一回接電阻18和所述第二回接電阻19的阻值相等。這樣的電路設(shè)計導(dǎo)致所述第一功率管15和所述第二功率管16因為短接而出現(xiàn)大電流，或者說是短路電流。所述第一功率管15和所述第二功率管16上的電流越大，所述負載17上電流越小，因此設(shè)置了與所述負載17并聯(lián)的過流保護電路2對所述負載17上的電流進行檢測。所述過流保護電路2包括依次串聯(lián)第一過流檢測模塊21、邏輯控制模塊23和第二過流檢測模塊22，其中所述第一過流檢測模塊21與所述負載的P端連接，所述過流檢測模塊22與所述負載17的N端連接。所述邏輯控制模塊23的第一節(jié)點分別連接所述電源開關(guān)24和所述接地開關(guān)25，其中所述邏輯控制模塊23的第一節(jié)點與所述電源開關(guān)24之間設(shè)置反向器26。同時，所述邏輯控制模塊23的第二節(jié)點分別連接所述第一輸出驅(qū)動13和所述第二輸出驅(qū)動14。下面結(jié)合圖6對本發(fā)明的一種用于D類功放芯片的過流保護方法的實施例進行具體說明所述D類功放芯片進入過流保護狀態(tài)后，即所述第一輸出驅(qū)動13和所述第二輸出驅(qū)動14關(guān)斷，所述PWM調(diào)制模塊12正常工作。本發(fā)明的一種D類功放芯片的過流保護方法包括下列步驟
滿幅調(diào)制步驟本實施例中，該步驟是在PWM調(diào)制模塊12上進行的，由于所述PWM調(diào)制模塊12的P輸入端旁接電源開關(guān)24，所述PWM調(diào)制模塊12的N輸入端旁接接地開關(guān)
25。這樣所述過流保護電路2上的邏輯控制模塊23的第一節(jié)點可在該方法開始后輸出第一跳變信號，將所述電源開關(guān)24和所述接地開關(guān)25同時開啟。由于所述調(diào)制模塊12的P輸入端被所述電源開關(guān)24拉到所述D類功放芯片的電源端，即所述調(diào)制模塊12的P輸入端的電壓與所述D類功放芯片的電源端的電壓相等。所述調(diào)制模塊12的N輸入端被所述接地開關(guān)25拉到所述D類功放芯片的接地端，即所述調(diào)制模塊12的N輸入端的電壓與所述D類功放芯片的接地端的電壓相等。因此所述PWM調(diào)制模塊12的P輸入端和N輸入端的之間的電壓差就是滿電源幅度電壓差。所述PWM調(diào)制模塊12的P輸入端和N輸入端接收經(jīng)過所述放大模塊11放大的音頻輸入信號進行滿幅調(diào)制，所述PWM調(diào)制模塊12的P輸出端持續(xù)輸出第一滿幅PWM信號，所述PWM調(diào)制模塊12的N輸出端持續(xù)輸出第二滿幅PWM信號。所述第一滿幅PWM信號和所述第二滿幅PWM信號是相互反相的。滿幅脈沖信號輸出步驟本實施例中，該步驟是由所述邏輯控制模塊23進行控制的。所述邏輯控制模塊23上的第二節(jié)點輸出開啟信號，開啟所述第一輸出驅(qū)動13和所述第二輸出驅(qū)動14，所述第一功率管15和所述第二功率管16也隨之開啟。所述第一輸出驅(qū)動13驅(qū)動所述第一滿幅PWM信號對所述負載17的P端進行加載，所述第二輸出驅(qū)動14驅(qū)動所述第二滿幅PWM信號對所述負載17的N端進行加載，這樣所述負載17的P端被拉到所述D類功放芯片的電源端，所述負載17的N端被拉到所述D類功放芯片的接地端。所述負載17的P端和N端之間形成滿電源幅度電壓差，所述負載17持續(xù)輸出滿幅脈沖信號。所述滿幅脈沖信號處于高電位或者負電位時，所述負載17上有電流通過。所述負載17上電流的電流強度和所述滿幅脈沖信號的高電位電平正相關(guān)，滿幅調(diào)制步驟中輸出了相互反相的第一滿幅PWM信號和第二滿幅PWM信號,保證了滿幅脈沖信號的高電位脈寬。判斷步驟；本實施例中，當(dāng)所述負載17上有電流流過時，所述第一過流檢測模塊21和所述第二過流檢測模塊22判斷所述滿幅脈沖信號的高電位電平是否低于過流閾值b。當(dāng)所述第一過流檢測模塊21檢測到所述滿幅脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b時，所述第一過流檢測模塊21生成OC+過流信號(正過流信號)，所述第二過流檢測模塊22檢測到所述滿幅脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b時，所述第二過流檢測模塊22生成OC-過流信號(負過流信號)。所述OC+過流信號和所述OC-過流信號是相互反相的。所述OC+過流信號和所述OC-過流信號的高電位脈寬正比于所述滿幅脈沖信號的高電位脈寬。
濾波步驟本實施例中，所述濾波步驟是分兩步進行的。第一步是通過分別內(nèi)置于所述第一過流檢測模塊21和所述第二過流檢測模塊22的第一濾波器進行的。所述第一過流檢測模塊21內(nèi)的第一濾波器對所述OC+過流信號進行脈寬濾波，濾去所述OC+過流信號中高電位脈寬低于濾波門限a的毛刺，所述第二過流檢測模塊22內(nèi)的第一濾波器對所述OC-過流信號進行脈寬濾波，濾去所述OC-過流信號中高電位脈寬低于濾波門限a的毛刺。第二步是通過內(nèi)置于所述邏輯控制模塊23的第二濾波器進行的，所述第二濾波器同時對所述OC+過流信號和所述OC-過流信號進行脈寬濾波，進一步濾去所述OC+過流信號和所述OC-過流信號中高電位脈寬低于濾波門限a的毛刺。濾波步驟中，兩步中的任何一步都是可以單獨存在的。由于通過所述滿幅調(diào)制步驟保證了所述滿幅脈沖信號的高電位脈寬，而滿幅脈沖信號的高電位脈寬又保證了所述OC+過流信號和所述OC-過流信號的高電位脈寬，因此在濾波步驟中所述OC+過流信號和所述OC-過流信號不會被誤脈寬濾波。復(fù)原步驟本實施例中，所述邏輯控制模塊23對經(jīng)過濾波步驟進行脈寬濾波的OC+過流信號和OC-過流信號進行信號轉(zhuǎn)換，所述邏輯控制模塊23的第二節(jié)點輸出關(guān)斷信號，關(guān)斷所述第一輸出驅(qū)動13和所述第二輸出驅(qū)動14，所述第一功率管15和所述第二功率 管16也隨之關(guān)斷，所述負載17停止輸出滿幅脈沖信號。延時步驟所述第一輸出驅(qū)動13和所述第二輸出驅(qū)動14保持關(guān)斷狀態(tài)若干秒，這段時間稱為第一延時時間。所述第一延時時間是預(yù)先設(shè)定的。延時步驟結(jié)束,重復(fù)滿幅脈沖信號輸出步驟、判斷步驟、濾波步驟、復(fù)原步驟和延時步驟，直至判斷步驟中檢測到所述滿幅脈沖信號的高電位電平高于過流閾值b為止。判斷步驟中檢測到所述滿幅脈沖信號的高電位電平高于過流閾值b，所述第一輸出驅(qū)動13和所述第二輸出驅(qū)動14保持開啟狀態(tài)數(shù)秒。這數(shù)秒的時間稱為第二延時時間。若在這數(shù)秒時間內(nèi)，所述第一過流檢測模塊21未檢測到OC+過流信號，所述第二過流檢測模塊也未檢測到OC-過流信號，則該方法結(jié)束。所述邏輯控制模塊23的第一節(jié)點輸出第二跳變信號，關(guān)斷所述電源開關(guān)24和所述接地開關(guān)25，所述PWM調(diào)制模塊12恢復(fù)輸出第一PWM信號和第二 PWM信號，所述負載17輸出脈沖信號，所述D類功放芯片進入正常工作狀態(tài)。反之，還要重復(fù)所述滿幅脈沖信號輸出步驟、所述判斷步驟、所述濾波步驟、所述復(fù)原步驟和所述延時步驟，直至判斷步驟中重新檢測到所述滿幅脈沖信號的高電位電平高于過流閾值b為止。若所述第一過流檢測模塊21或者所述第二過流檢測模塊22再次檢測到所述負載17所輸出的脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b，則由所述第一過流檢測模塊21生成OC+過流信號，所述第二過流檢測模塊22生成OC-過流信號。所述邏輯控制模塊23接收所述OC+過流信號和所述OC-過流信號進行信號轉(zhuǎn)換，所述邏輯控制模塊23的第二節(jié)點再次輸出關(guān)斷信號，關(guān)斷所述第一輸出驅(qū)動13和所述第二輸出驅(qū)動14，所述D類功放芯片再次進入過流保護狀態(tài)。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于D類功放芯片的過流保護方法，包括下列步驟 滿幅調(diào)制步驟接收外界輸入的音頻輸入信號進行滿幅調(diào)制，持續(xù)輸出相互反相的第ー滿幅PWM信號和第二滿幅PWM信號； 滿幅脈沖信號輸出步驟開啟D類功放芯片上的第一輸出驅(qū)動和第二輸出驅(qū)動，使D類功放芯片上的負載持續(xù)輸出滿幅脈沖信號，在所述滿幅脈沖信號的電平處于高電位或者負電位時，所述負載上有電流通過； 判斷步驟當(dāng)所述負載上有電流流過時，判斷所述滿幅脈沖信號的高電位電平是否低于過流閾值b，若所述滿幅脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b，則生成過流信號，進入濾波步驟； 濾波步驟對所述過流信號進行脈寬濾波，去除所述過流信號中高電位脈寬低于濾波門限a的毛刺； 復(fù)原步驟接收所述過流信號進行信號轉(zhuǎn)換，輸出關(guān)斷信號，關(guān)斷所述第一輸出驅(qū)動和所述第二輸出驅(qū)動，使所述負載停止輸出滿幅脈沖信號； 延時步驟所述第一輸出驅(qū)動和所述第二輸出驅(qū)動保持關(guān)斷狀態(tài)若干秒； 重復(fù)滿幅脈沖信號輸出步驟、判斷步驟、濾波步驟、復(fù)原步驟和延時步驟，直至判斷步驟中檢測到所述滿幅脈沖信號的高電位電平高于過流閾值b。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于D類功放芯片的過流保護方法，其特征在于所述滿幅調(diào)制步驟是通過PWM調(diào)制模塊進行的，在該步驟中，所述PWM調(diào)制模塊兩個輸入端之間的電壓差始終為滿電源幅度電壓差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述ー種用于D類功放芯片的過流保護方法，其特征在于所述PWM調(diào)制模塊的兩個輸入端分別旁接一個開關(guān)，其中一個開關(guān)為電源開關(guān)，另ー個開關(guān)為接地開關(guān)，通過將所述電源開關(guān)和所述接地開關(guān)同時開啟，使所述PWM調(diào)制模塊兩個輸入端之間的電壓差始終為滿電源幅度電壓差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種用于D類功放芯片的過流保護方法，其特征在于所述判斷步驟是通過分別設(shè)置于所述負載的兩端第一過流檢測模塊和第二過流檢測模塊進行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種用于D類功放芯片的過流保護方法，其特征在于所述濾波步驟是通過兩個第一濾波器進行的，該兩個第一濾波器分別內(nèi)置于所述第一過流檢測模塊和所述第二過流檢測模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種用于D類功放芯片的過流保護方法，其特征在于所述滿幅脈沖信號輸出步驟、所述延時步驟和所述復(fù)原步驟都是由所述邏輯控制模塊控制的，所述邏輯控制模塊是與所述第一過流檢測模塊和所述第二過流檢測模塊分別連接的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種用于D類功放芯片的過流保護方法，其特征在于所述濾波步驟是通過內(nèi)置于所述邏輯控制模塊的第二濾波器進行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的ー種用于D類功放芯片的過流保護方法，其特征在于所述電源開關(guān)和所述接地開關(guān)的開啟和關(guān)斷是通過所述邏輯控制模塊控制的。
全文摘要
本發(fā)明公開了集成電路領(lǐng)域的一種用于D類功放芯片的過流保護方法，包括滿幅調(diào)制步驟、滿幅脈沖信號輸出步驟、判斷步驟、濾波步驟、復(fù)原步驟和延時步驟；滿幅調(diào)制步驟接收外界輸入的音頻輸入信號進行滿幅調(diào)制，持續(xù)輸出相互反相的第一滿幅PWM信號和第二滿幅PWM信號；滿幅脈沖信號輸出步驟中，負載持續(xù)輸出滿幅脈沖信號，判斷步驟中所述滿幅脈沖信號的高電位電平低于過流閾值b，則生成過流信號，并進入濾波步驟；復(fù)原步驟中，所述負載不再輸出滿幅脈沖信號。其技術(shù)效果是保證過流信號的高電位脈寬大于濾波門限a，使過流信號在濾波步驟中不被誤脈寬濾波，有效防止D類功放芯片被燒毀。
文檔編號H03F1/52GK102843106SQ20121036203
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者常祥嶺 申請人:上海貝嶺股份有限公司