头戴耳机磁流体驱动电路系统的制作方法

本发明属于磁流体耳机，具体涉及到头戴耳机磁流体驱动电路系统。

背景技术：

1、磁流体耳机是将磁流体材料融合声学结构与外观设计的新型耳机，声学上把磁流体填入单元磁路间隙，可自动定心音圈、抑制振动失真、辅助散热降噪，让音质更纯净通透，低频瞬态表现更优异；外观层面则在耳罩或外壳内置密闭磁流体腔体，借助磁场与音频信号联动，使磁流体随音乐节奏呈现流动变幻的形态纹理，光影层次灵动独特。整机多搭配简约精致的机身造型，质感高级，把声学性能与可视化动态美学融为一体，兼具高保真听音体验与极具辨识度的视觉艺术效果。

2、现有的磁流体耳机，大多采用单路音频信号驱动扬声器与磁流体效果模块的设计，并且不具备多级降温和过热保护电路，这种磁流体耳机，虽然实现了依托音频信号同步触发磁流体随音乐律动变化、提升耳机视觉观感与听音氛围感，但是其实际使用中还存在以下缺陷：

3、1.采用单路音频信号同时供给扬声器与磁流体模块，无独立分频隔离与信号屏蔽结构，中高频音频信号易与磁流体低频驱动信号发生相互串扰，容易造成耳机发声失真、底噪增大，严重影响音频播放音质；

4、2.缺乏分级温控采样与多级过热保护机制，无法实时监测功放、磁流体线圈等核心发热部件的工作温度，整机温升过高时只能直接断电停机，不仅耐高温工作上限低，还会直接中断音乐播放，无法保留基础听音功能，使用安全性与用户体验较差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供头戴耳机磁流体驱动电路系统。

2、解决上述技术问题所采用的技术方案是：头戴耳机磁流体驱动电路系统，包括耳机电源、单通道电子断路器、过流过压保护模块、主控mcu模块、蓝牙无线传输模块、数字信号处理器、数字信号发生器、双路独立功放模块、耳机发声单元、磁场稳压滤波模块、磁流体相位同步模块、磁流体电磁铁及温感采样保护模块；所述耳机电源的输出端连接单通道电子断路器，所述单通道电子断路器的输出端连接过流过压保护模块；所述过流过压保护模块分别连接主控mcu模块与磁场稳压滤波模块；所述磁场稳压滤波模块的输出端连接双路独立功放模块；所述蓝牙无线传输模块的输出端连接数字信号处理器，所述数字信号处理器的输出端与主控mcu模块双向通信；所述主控mcu模块的输出端连接数字信号发生器，所述数字信号发生器分别输出全频段支路信号与低频支路信号至双路独立功放模块；所述双路独立功放模块的全频段通道连接耳机发声单元，低频通道连接磁流体相位同步模块；所述磁流体相位同步模块的输出端连接磁流体电磁铁；所述温感采样保护模块实时采集电路工作温度并反馈至主控mcu模块，主控mcu模块根据温度信号分级控制低频供电支路及整机电源的工作状态。

3、进一步的，所述单通道电子断路器为整机电源总保护器件，串联设置于耳机电源与过流过压保护模块之间，用于接收主控mcu模块的控制信号，实现整机电源的切断与恢复。

4、通过上述技术方案，由单通道电子断路器作为整机总控开关对设备整机电源进行通断控制与一级总保护，并协同过流过压保护模块共同完成整套电路的基础电气防护工作，有效规避电压电流异常带来的电路损伤问题，电路电源经过规范分流处理后形成两路独立供电体系，一路稳定为主控mcu模块以及后端蓝牙、数字信号处理等音频处理电路持续供电，另一路则通过磁场稳压滤波模块净化电源工况后，为双路独立功放模块的低频与全频段供电支路提供分区、分级的独立供电支持，同时蓝牙无线传输模块负责接收外部无线音频信号并配合数字信号处理器完成信号解码与波形整形处理，将处理后的标准音频信号传输至主控mcu模块进行集中运算与逻辑处理，再由内置分频功能的数字信号发生器对音频信号进行精准分频与音效调节处理，分别输出全频段信号与低频信号至双路独立功放模块的对应通道，通过双路独立功放模块分别驱动耳机发声单元实现音频发声以及经磁流体相位同步模块校准信号相位后驱动磁流体电磁铁稳定工作，同时依托布设在电路关键发热点位的温感采样保护模块实时采集各核心部件的工作温度并持续反馈采样信号至主控mcu模块，使主控mcu模块能够依据实时温度数据精准执行温控逻辑，完成对低频供电支路通断以及整机电源启停的分级智能温控保护控制。

5、进一步的，所述过流过压保护模块分别为主控mcu模块与磁场稳压滤波模块提供独立的过流、过压及esd防护，其输出端分为两路，一路为小信号链路供电，另一路为磁流体驱动功率链路供电。

6、通过上述技术方案，使过流过压保护模块针对性对电路的小信号供电链路与磁流体驱动功率供电链路实现完全分离的独立防护作业，能够精准分别对主控mcu模块及其附属音频处理电路构成的小信号电路回路、以及磁场稳压滤波模块所承载的磁流体驱动功率电路回路进行全方位的过流、过压及esd静电防护，彻底划分并隔离耳机电路的低压信号供电回路与大功率功率供电回路，有效杜绝单一供电链路出现故障、电压电流异常或静电干扰时相互串扰影响的问题，大幅提升整体电路的供电隔离性、运行稳定性与使用安全性。

7、进一步的，所述磁场稳压滤波模块为低噪声dc-dc与ldo二级稳压架构，接收过流过压保护模块的供电信号，输出纹波小于10mv的纯净电源，为磁流体驱动回路提供稳定供电。

8、通过上述技术方案，采用dc-dc与ldo相结合的二级稳压架构对前端输入的供电电压进行逐级降压稳压与高频降噪处理，能够有效滤除电源波动与杂波干扰并输出低纹波的纯净稳定电压，持续为大功率的磁流体驱动回路提供高精度、低干扰的优质工作电源，有效规避电源纹波与电压波动带来的工作异常，保障磁流体整体驱动工况始终处于平稳、可靠的供电环境中。

9、进一步的，所述主控mcu内置双路独立通断控制程序，其两个通道分别控制双路独立功放模块的低频供电支路及全频段供电支路，各通道的过流阈值可独立配置。

10、通过上述技术方案，利用双路相互独立且支持程序配置的芯片搭建多路负载供电通道并实现各通道的电气隔离，可根据低频供电支路、全频段供电支路的不同用电需求分别设定匹配的独立过流保护阈值，同时所有供电通道统一接受主控mcu模块的智能通断管控，精准实现各用电支路的独立过流安全防护与自动化、可编程的智能供电切换功能。

11、进一步的，所述温感采样保护模块包括设置于双路独立功放模块、磁流体电磁铁线圈及磁场稳压滤波模块上的多个ntc热敏电阻，实时采集各关键部件的工作温度并反馈至主控mcu模块。

12、通过上述技术方案，依托分别布置在双路独立功放模块、磁流体电磁铁线圈以及磁场稳压滤波模块三处核心发热部件上的多个ntc热敏电阻，对电路运行过程中各关键部件的实时工作温度进行全方位、多点位的精准采集，并持续将采集到的温度数据实时反馈传输至主控mcu模块，为设备后续分级温控保护功能的有序运行提供完整、精准且可靠的原始数据支撑。

13、进一步的，所述主控mcu模块内置二级过热保护逻辑：当温度达到第一阈值时，切断低频供电支路；当温度达到第二阈值时，切断全频段供电支路，并控制单通道电子断路器切断整机电源。

14、通过上述技术方案，主控mcu模块依托内置的二级过热保护逻辑按照温度阈值分级作出管控响应，在温度升至第一阈值时，断开磁流体对应的低频供电支路以降低发热负载，在温度升至第二阈值时，切断全频段供电支路并联动单通道电子断路器断开整机电源，形成逐级递进的过热防护机制以保障电路在不同温升工况下均可安全运行。

15、进一步的，所述双路独立功放模块包括全频段d类功放通道与低频a类功放通道，两个通道采用独立电源轨与地平面，并通过磁珠与共模电感实现信号隔离，避免磁流体驱动信号与音频信号的串扰。

16、通过上述技术方案，将双路独立功放模块划分为全频段d类功放通道与低频a类功放通道并采用独立电源轨与地平面布局，同时借助磁珠与共模电感完成两路信号的隔离处理，能够有效阻隔磁流体驱动信号与常规音频信号之间的相互干扰，保障全频段音频播放与低频磁流体驱动各自信号传输的纯净度与稳定性。

17、进一步的，所述磁流体相位同步模块内置锁相环电路，以双路独立功放模块的全频段音频信号为参考时钟，对低频驱动信号进行相位补偿与整形，输出与音频低频信号相位差≤±1μs的驱动信号至磁流体电磁铁。

18、通过上述技术方案，借助磁流体相位同步模块内部集成的锁相环电路，以双路独立功放模块输出的全频段音频信号作为基准参考时钟，对输入的低频驱动信号进行精准相位补偿与波形整形处理，能够输出与音频低频信号相位差控制在±1μs范围内的高精度驱动信号输送至磁流体电磁铁，保证磁流体驱动动作与音频信号时序高度同步。

19、进一步的，所述数字信号发生器内置分频器，可根据主控mcu模块的配置参数，将音频信号分为全频段支路信号与低频支路信号，分别输出至双路独立功放模块的对应通道，实现音频信号的分频输出。

20、通过上述技术方案，数字信号发生器可依据主控mcu模块下发的配置参数，利用内置分频器对音频信号进行拆分处理，分离出全频段支路信号与低频支路信号并分别输送至双路独立功放模块对应通道，同步完成音频信号的分频传输。

21、本发明的有益效果如下：

22、1.本发明通过数字信号发生器对音频信号进行分频处理，分离出全频段支路信号与低频支路信号并分别输送至双路独立功放模块的对应通道，实现全频段音频信号与低频驱动信号的分路独立传输与放大输出，从电路通路层面将中高频音频与磁流体低频驱动信号相互隔离，有效避免中高音频信号串扰叠加至磁流体驱动回路而造成工作异常、振动失真的问题；

23、2.本发明通过主控mcu模块内置二级过热保护逻辑构成分级降温和过热保护机构，在温度逐级升高时依次切断磁流体低频供电支路、再切断全频段供电及整机电源，温升前期仅关闭发热较大的磁流体负载仍保留基础音乐播放功能，既大幅提升设备整体耐高温工作上限，又通过逐级断电防护模式避免电路过热烧毁，有效保障整机长期工作的运行安全性与使用可靠性。