【功放有什么保护电路】由各种集成电路组成的扬声器保护电路分析

扬声器保护电路之一

图4-68示出了由运算放大器(运算放大器)集成电路和继电器组成的扬声器保护电路。电路的A1是集成双运算放大器。K1是继电器，即电路正常工作时K1的两组触点K1-1和K1-2连接在一起，将左右扬声器连接到电路的NC电路。电路出现故障时，保护电路行为，断开继电器K1触点K1-1和K1-2，切断左右声道扬声器

双运算放大器LM358构成两个电压比较器，LM 358在DC工作电压12V通过R4、R5分压后为两个比较器提供1V的基准电压。将1V基准电压添加到运算放大器的正常输入部A1的脚，检测大于1V的电压。另一个1V基准电压被添加到另一个运算放大器相反输入端A1的脚上，以检测低于1V的电压。

功率放大器(即功率放大器)左右通道输出分别由R1、R2隔离、C1、C2过滤AC成分，然后添加到VD1~VD4构成的桥接检测电路中。

如果功率放大器输出(左侧或右侧)偏离中点，产生正DC电压，则检测桥输出正电压，并将其添加到电压比较器的相反输入端，即A1的脚。由于桥上的硅二极管检测到0.6V的管压降，因此功率放大器的中点DC电压大于1.6V时，A1的脚电压大于1V，A1的输出端脚变低。该低电平通过电阻R7添加到继电器驱动管VT1基极，VT1基极电压为0V，VT1失去基极电流后处于阻塞状态，继电器K1断电后发生触点K1。

直流操作电压12V通过电阻R3、两个感应桥内部二极管、电阻R1、R2和BL1、BL2构成分压电路。图4-69显示了分压电路图。分压后的2.4V电压被添加到其他电压比较器的相同输入端，即A1的脚。

如果放大器坏了，输出端的直流电压变成负值，A1的脚电压也会随之降低。如果功率放大器输出的DC电压小于1.8V，A1的脚电压小于基准电压1V，A1的输出端脚变得低电平，从而阻断继电器驱动管VT1，保护电路行为，切断扬声器以达到保护目的。

图4-68由运算放大器集成电路和继电器组成的扬声器保护电路

图4-69电压分配电路图

R6、R7、C3启动静态噪声电路如图4-70所示。第一次开机时，C3两端的电压不能突变，VT1基极电压被0V切断，继电器不能获得电力，K1-1和K1-2不能连接，所以开机时不能将电路冲击声音添加到扬声器中，所以开机时不能实现静态噪音。

图4-70启动静态噪声电路

通电后，随着12V直流电压通过R6和R7对电容器C3充电(请参见充电电流电路图4-70)，VT1基极电压升高，VT1通电，继电器K1正常工作。

电路分析重要提示

分析和理解此电路的关键是：

(1)由双运算放大器LM358组成的两个电压比较器分别完成功率输出端子DC电压的正负偏移检测。因为他们添加的基准电压是相同的，不同的是基准电压被添加到电压比较器的相同输入端，其他人被添加到相反输入端，所以两者都各自做好了检测正负直流电压偏移的工作。

(2)基准电压为1V，检测到故障保护时，工作电压为1.6V，一个为-1.6V。这是因为基准值加上检测其中一个桥上二极管的0.6V管压降。

扬声器保护电路2

图4-71示出了另一个由开关集成电路和继电器组成的扬声器保护电路。电路中A1是专用开关集成电路，K1是继电器。电路正常工作时，A1的脚约有1.6V直流触发电压，A1的脚输出电流通过继电器K1流动，继电器的触点K 1-1和K 1-2连接，扬声器连接到电路。电路故障后脚的触发电压消失，继电器断电后扬声器被切断。

功率放大器电路的左右输出信号分别在电阻R1、R2隔离后混合。C1、C2反向连接成为无极电解电容器，用于过滤功率放大器电路输出的音频信号成分。

当功率放大器电路输出失败，产生双极直流电压时，该双极直流电压通过VD1通过晶体管VT1饱和传导，使VT1集电极直流电压处于低水平，导致A1的脚失去高电流触发器，继电器断电，切断扬声器，电路进入保护状态。电路为VD1VT1底座VT1发射塔VD4土地。图4-72显示了VT1基准电流电路图。

这种负极性直流电压在功率放大器电路输出出现故障，导致负极性直流电压时产生2。

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。

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

图4-72 正极性直流电压时VT1 基极电流回路示意图

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。

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);

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。

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。

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。