【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声電力増幅回路ユニットへの電源供給を接地回路を介して行う音声電力増幅装置における地絡保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、接地回路を介して電源供給されるカーオーディオ用の電力増幅回路は、ラインレベルの信号をスピーカ駆動するに充分な出力まで増幅するもので、ＣＤやＭＤ等のディスク再生機器やＡＭ・ＦＭ放送を受信するチューナ機器に内蔵して構成される場合と、独立したメインアンプユニットとして構成される場合が多く、また、当該回路は集積回路化されて用いられる場合が多い。
【０００３】
このような音声電力増幅装置（アンプユニット）は、例えば図６に示すように、入力、出力、電源及びシャシ（ユニット接地端子）という４種類の接続端子を有して構成され、入力端子には、ディスク再生機器やチューナ機器から出力されるラインレベルの音声信号が供給され、出力端子にはスピーカ線を介してスピーカが接続され、電源端子には、車両のシャシＡ点に片端（負極端）が接続されたバッテリＢの他端（正極端）がアクセサリ電源スイッチ等を介した出力が接続され、このシャシＡ点が接地回路を介してシャシＢ点に接続され、該シャシＢ点がアンプユニットのシャシ端子に接続されている。
【０００４】
シャシＡ点とシャシＢ点は、離れた部位に位置され、車両のシャシ構成部材でなる接地回路を介して電気接続されている。
【０００５】
また、電源端子に片端が接続された平滑用チョークコイルＣＨの他端がコンデンサＣを介してシャシ端子に接続され、コンデンサＣの両端に生じる平滑化された電源がパワーアンプ部ＩＣの電源入力端（正負のそれぞれの端）に接続される。パワーアンプ部ＩＣの信号入力端には入力端子が接続され、スピーカ出力端が出力端子に接続され、不図示のスピーカが接続される。
【０００６】
従って、バッテリＢの正極出力が、電源端子と平滑用チョークコイルＣＨを介してパワーアンプ部ＩＣに供給され、同時にバッテリＢのマイナス極出力が、シャシＡ点からシャシを介してシャシＢ点とシャシ端子を介してパワーアンプ部ＩＣに供給され、入力端子に供給された音声信号が所定ゲインでスピーカ信号のレベルまで増幅され、出力端子を介してスピーカに供給される。
【０００７】
ここで正規に配線を行った後に、何らかの原因によってパワーアンプ部ＩＣの出力端子に接続されたスピーカ線が誤接続部Ｘを介してシャシＣ点に接続されてしまったり、即ち、車両内のスピーカ配線の引き回しの不具合により配線が車体ボディへ噛み込まれて接地されてしまったり、アンプユニットを取り付けるときに誤って当該の出力端子をシャシに接続してしまったときには、バッテリＢの正極から電流ａ，ｂ，ｃの経路で、電源端子、平滑用チョークコイルＣＨ、コンデンサＣ、シャシ端子を介してシャシＢ点に電流が流れる。
【０００８】
これと同時に、アンプユニットのＧ点から電流ｄ，ｅ，ｆ，ｇの経路でバッテリＢの負極に電流が流れる。このときの符号ｅは、内部寄生電流であってパワーアンプ部ＩＣの集積回路内部に生じている抵抗、トランジスタ、ダイオード等による内部寄生電流である。
【０００９】
従って、パワーアンプ部ＩＣの有する内部寄生電流ｅに起因する異常な電流が流れるので回路素子が破壊されてしまう可能性がある。
【００１０】
このためにＧ点と出力端子の間に地絡保護用ダイオードＤを設け、アノードをＧ点に接続し、カソードを出力端子に接続することによって、電流ｄ，ｈ，ｉの経路に電流が迂回して流れるようにし、前述の電流ｄ，ｅ，ｆ，ｇの経路による電流を低減させることによって、パワーアンプ部ＩＣの素子破壊を防止している（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−７６５９号公報（第３頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の音声電力増幅装置の地絡保護装置に用いられている地絡保護用ダイオードは、パワーアンプ部のスピーカ出力端子を実質的に地絡させたときに流れる大電流に耐える電流容量を要し、これに伴って大型のダイオードが必要とされ、装置の小型化要求に応えることができない。
【００１３】
回路に付加される地絡保護用ダイオードは、パワーアンプ部の内部寄生電流に基づく順方向電圧降下より小さいものが求められるために素子価格が上昇し、音声電力増幅装置の全体価格が上昇する虞がある。
【００１４】
また、地短絡保護用ダイオードの特性は、パワーアンプ部の構成回路部品の特性偏差を加味して決定する必要があるが、１種のダイオードで全てのパワーアンプ部に対応させることは難しく、何種類かの特性を有する地短絡保護用ダイオードを準備し、実際のパワーアンプ部の特性偏差に合わせて選別して用いたりしなければならず製造管理が繁雑化する虞がある。
【００１５】
また、パワーアンプ部の回路構成が、複数チャンネルの音声電力増幅であった場合には、そのチャンネル分の外付けの地絡保護用ダイオードを必要とするため構成が複雑化、特にプリント基板に回路実装する際に基板面積が大きくなったり印刷配線パターンの設計の自由度が低下するという問題もある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、従来は必要とされている外付けの地短絡保護用ダイオードを用いずに、音声電力増幅回路の特性偏差に充分に対応させることができ、構成が複雑化したり製造管理が繁雑になることのない音声電力増幅装置の地絡保護装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明による音声電力増幅装置の地絡保護装置は、次に記載するような特徴的な構成を採用している。
【００１８】
（１）音声電力増幅回路ユニットへの電源供給を接地回路を介して行う音声電力増幅装置において、
前記音声電力増幅回路ユニットへの電源入力用接地端子と、前記電力増幅回路ユニットのユニット接地端子との間に介挿されたスイッチ回路と、
前記音声電力増幅回路ユニットに印加される前記電源部からの印加電源電圧と前記ユニット接地端子との間の電圧を電圧検出部で検出し、該検出に基づいて適正と判定されたときに前記スイッチ回路をオン制御し、前記電力増幅回路ユニットの回路が接地短絡と判定されたときにオフ制御するスイッチ駆動信号を生成する制御部とを具備する音声電力増幅装置の地絡保護装置。
【００１９】
（２）前記制御部は、前記電圧検出部で検出された判定信号を時定数回路に入力し、該時定数回路の出力を前記スイッチ駆動信号として生成するように構成する上記（１）の音声電力増幅装置の地絡保護装置。
【００２０】
（３）前記制御部は、前記電圧検出部による判定信号を所定時間毎に複数回に亘って検出し、複数の判定信号が一致したときに前記スイッチ駆動信号を生成するように構成する上記（１）の音声電力増幅装置の地絡保護装置。
【００２１】
（４）前記制御部は、前記電圧検出部で検出される判定信号を得る際に、正常な判定信号が得られた後に、前記電源部からユニット接地端子に対して電流を強制的に流した状態で前記電圧検出部で再び検出するように構成する上記（１）の音声電力増幅装置の地絡保護装置。
【００２２】
（５）前記制御部は、前記電圧検出部で検出される判定信号を得る際に、正常な判定信号が得られた後に、前記電源部からユニット接地端子に対して負荷を接続した状態で前記電圧検出部で再び検出するように構成する上記（１）の音声電力増幅装置の地絡保護装置。
【００２３】
（６）前記スイッチ回路は、機械的リレー接点を含んで構成する上記（１）乃至（５）のいずれかの音声電力増幅装置の地絡保護装置。
【００２４】
（７）前記スイッチ回路は、半導体スイッチ素子を含んで構成する上記（１）乃至（５）の音声電力増幅装置の地絡保護装置。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。音声電力増幅装置は、図１に示すように音声電力増幅回路ユニット（パワーアンプ部ＩＣ）への電源供給をバッテリＢから接地回路を介して行うものであり、パワーアンプＩＣには、入力、出力、電源及びシャシ（ユニット接地端子）という４種類の接続端子を有して構成される。
【００２６】
入力端子には、ディスク再生機器やチューナ機器から出力されるラインレベルの音声信号が供給され、出力端子にはスピーカ線を介してスピーカが接続され、電源端子には、車両のシャシＡ点に片端（負極端）が接続されたバッテリＢの他端（正極端）がアクセサリ電源スイッチ等を介した出力が接続され、このシャシＡ点が接地回路を介してシャシＢ点に接続され、該シャシＢ点がアンプユニットのシャシ端子に接続されている。
【００２７】
シャシＡ点とシャシＢ点は、離れた部位に位置され、車両のシャシ構成部材でなる接地回路を介して電気接続されている。
【００２８】
また、電源端子に片端が接続された平滑用チョークコイルＣＨの他端がコンデンサＣを介してシャシ端子に接続され、コンデンサＣの両端に生じる平滑化された電源がパワーアンプ部ＩＣの電源入力端（正負のそれぞれの端）に接続される。パワーアンプ部ＩＣの信号入力端には入力端子が接続され、スピーカ出力端が出力端子に接続され、不図示のスピーカが接続される。
【００２９】
従って、バッテリＢの正極出力が、電源端子と平滑用チョークコイルＣＨを介してパワーアンプ部ＩＣに供給され、同時にバッテリＢのマイナス極出力が、シャシＡ点からシャシを介してシャシＢ点とシャシ端子を介してパワーアンプ部ＩＣに供給され、入力端子に供給された音声信号が所定ゲインでスピーカ信号のレベルまで増幅され、出力端子を介してスピーカに供給される。
【００３０】
さらに、パワーアンプＩＣの電源入力用接地端子とシャシ端との間にスイッチ回路ＳＷが介挿され、コンデンサＣの両端に制御部ＣＯＮＴが接続されている。
【００３１】
制御部ＣＯＮＴは、アンプユニットに印加されるバッテリＢ（電源部）からの印加電源電圧とシャシ端子（ユニット接地端子）との間の電圧を検出する電圧検出部と、該検出に基づいて適正と判定されたときにスイッチ回路ＳＷをオン制御し、アンプユニットの回路が接地短絡（地絡）と判定されたときにオフ制御するスイッチ駆動信号を生成する回路部を有して構成されている。
【００３２】
従って、バッテリＢの正極出力が、電源端子と平滑用チョークコイルＣＨを介してパワーアンプ部ＩＣに供給され、同時にバッテリＢの負極出力が、シャシＡ点からシャシを介してシャシＢ点とシャシ端子を介してパワーアンプ部ＩＣに供給され、入力端子に供給された音声信号が所定ゲインでスピーカ信号のレベルまで増幅され、出力端子を介してスピーカに供給される。
【００３３】
ここで正規に配線を行った後に、何らかの原因によって出力端子に接続されたスピーカ線が誤接続部Ｘを介してシャシＣ点に接続されてしまったり、設置取り付けのときに誤って出力端子をシャシに接続してしまったときには、従来の技術によれば、バッテリＢの正極から電流ａ，ｂ，ｃの経路で、電源端子、平滑用チョークコイルＣＨ、コンデンサＣ、シャシ端子を介してシャシＢ点に電流が流れ電流ｊ，ｅ，ｋの経路で異常電流が流れるのであるが、本発明においてはスイッチ回路ＳＷがシャシとパワーアンプＩＣの電源供給端子との間に介在され、しかもこのスイッチ回路がオフ制御されるので異常電流が流れることがない。
【００３４】
即ち、コンデンサＣの両端電圧は、制御部ＣＯＮＴによって常に検出されていて検出電圧が異常（異常電流が流れることによって生じる電圧降下）になったときに生成されるスイッチ駆動信号によってスイッチ回路ＳＷがオフ制御されるので異常電流によって回路素子が破壊されることを防止され、パワーアンプ部ＩＣの有する内部寄生電流ｅに起因する異常な電流が流れず回路素子が破壊されてしまうことがない。
【００３５】
一方、異常電流が流れない正常時には、制御部ＣＯＮＴによる電圧検出に基づくスイッチ駆動信号によってスイッチ回路ＳＷがオン制御されているので通常の音声電力増幅の動作を行わせることができる。
【００３６】
今までの動作原理を図２を用いて詳しく説明すると、スピーカＳＰの一端が何らかの原因で誤接続部Ｘを介してシャシＥ点に接続されてしまった場合、電源とシャシＥ点の間に流れる総電流ｉ０は、電流ｉ１，ｉ９，ｉ４を加算したものとなる。なお、電流ｉ９は、電流ｉ７，ｉ５，ｉ２，ｉ３を加算した電流である。
【００３７】
サブストレート、出力トランジスタＱ１のコレクタの経路でダイオードＤ１にｉ１なる電流が流れ、そのＶＦが大きくなるとトランジスタＱ３のベース電流（電流ｉ２が増加し、同トランジスタＱ３がオン状態にされ、これに伴って出力トランジスタＱ１のベース電流（電流ｉ６）が増加する。
【００３８】
すると、出力トランジスタＱ１がオフ状態からオン状態に変化され、トランジスタＱ２のベース電流（電流ｉ７）が増加し、同トランジスタＱ２がオフ状態からオン状態に変化し、出力トランジスタＱ１とトランジスタＱ２の間にループ状の電流ｉ８が発生する。
【００３９】
ここで、トランジスタＱ３のベース電流（電流ｉ２）が増加してオンされることに伴って出力トランジスタＱ１がオンされることに起因するループ状の電流ｉ８が流れることを防止するには、ダイオードＤ１の特性を低ＶＦとすればよく、このようなダイオードＤ１を外付けで接続構成したものが従来技術における地絡保護装置であるが、この構成によれば前述のような種々の不具合があるので、本発明は当該ダイオードＤ１をスイッチ回路に置き換えて構成すると共に、電源からの印加電源電圧とシャシ端子（ユニット接地端子）との間の電圧を検出し、該検出に基づいて適正と判定されたときにスイッチ回路ＳＷをオン制御し、接地短絡（地絡）と判定されたときにオフ制御することによって種々の問題を解消している。
【００４０】
さて、図１に示す制御部ＣＯＮＴの具体的な構成は、例えば図３に示すように、電圧検出部１で検出された判定信号を抵抗３とコンデンサ４で形成される時定数回路に入力し、該時定数回路の出力電圧を規準電圧源５の出力電圧とを比較器２によって比較し、その出力をスイッチ駆動信号として生成するように構成することによって前述のスイッチ回路ＳＷ（図１参照）を制御、即ち正常時にオンに制御され、異常時にオフ制御される。
【００４１】
また、図４に示すように、電圧検出部６で検出された判定信号、例えば正常時にＨレベルで異常時にＬレベルの信号をシフトレジスタ７の入力端とリセット端に入力し、当該判定信号をアンドゲート９を用いてクロック信号毎にシフトし、シフトレジスタ７の各出力の一致をアンドゲート８によって求めることによってスイッチ駆動信号を生成するように構成することによって、前述のスイッチ回路ＳＷ（図１参照）を制御、即ち正常時にオンに制御し、異常時にオフ制御する動作をより確実に行なわせることができる。
【００４２】
さらに、図１に示す制御部ＣＯＮＴの具体的な構成は、図５に示すように構成してもよい。即ち、電圧検出部１１の出力、例えば正常時にＨレベルで異常時にＬレベルの信号によって単安定マルチ１２をトリガし、その出力でスイッチ回路１３を制御するように構成し、かつ電源１０と接地端の間に負荷抵抗１５とスイッチ回路１３の直列回路を接続し、電圧検出部１１の出力と単安定マルチ１２の出力の一致をアンドゲート１４で取り、同アンドゲート１４の出力をスイッチ駆動信号として、前述のスイッチ回路ＳＷ（図１参照）を制御、即ち正常時にオンに制御し、スイッチ駆動信号を生成するように構成してもよい。
【００４３】
この場合には、電圧検出部１１で検出される判定信号を得る際に、正常な判定信号が得られたときに、電源部からユニット接地端子に対して電流を強制的に流すように、具体例としてスイッチ回路１３をオンすることによって負荷抵抗１５による強制的な電流が流され、この状態で電圧検出部１１による電圧検出が再び行われる。
【００４４】
よって、電圧検出部１１の出力信号と単安定マルチ１２の出力信号の一致をアンドゲート１４で取ることによってスイッチ駆動信号を生成することによって、前述のスイッチ回路ＳＷ（図１参照）を制御、即ち正常時にオンに制御され、異常時にオフ制御される動作をより確実に行なわせることができる。
【００４５】
なお、今まで説明したスイッチ回路は、機械的リレー接点を含んで構成したり、半導体スイッチ素子を含んで構成することが考えられるが、いずれであっても、もしくは別形態のスイッチであってもよいことは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、従来は必要とされていた外付けの地短絡保護用ダイオードを用いずに、音声電力増幅回路の特性偏差に充分に対応させることができ、構成が複雑化したり製造管理が繁雑になることのない音声電力増幅装置の地絡保護装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による音声電力増幅装置の地絡保護装置のブロック回路図である。
【図２】本発明による音声電力増幅装置の地絡保護装置の動作原理を従来技術と比較しながら説明するための回路図である。
【図３】図１中に示される制御部の第１の具体例を示す回路図である。
【図４】図１中に示される制御部の第２の具体例を示す回路図である。
【図５】図１中に示される制御部の第３の具体例を示す回路図である。
【図６】従来の音声電力増幅装置の地絡保護装置の一例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
Ｂ バッテリ
Ｃ コンデンサ
Ｄ 地短絡保護用ダイオード
ＣＨ 平滑用チョークコイル
ＩＣ パワーアンプ部
ＳＷ スイッチ回路
ＣＯＮＴ 制御部
１ 電圧検出部
２ 比較器
３ 抵抗
４ コンデンサ
５ 規準電圧源
６ 電圧検出部
７ シフトレジスタ
８ アンドゲート
９ アンドゲート
１０ 電源
１１ 電圧検出部
１２ 単安定マルチ
１３ スイッチ回路
１４ アンドゲート
１５ 負荷抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground fault protection device in an audio power amplifier that supplies power to an audio power amplifier circuit unit via a ground circuit.
[0002]
[Prior art]
Generally, a power amplifier circuit for car audio, which is supplied with power via a grounding circuit, amplifies a line-level signal to an output sufficient to drive a speaker, and reproduces a disk such as a CD or MD, an AM / FM, or the like. In many cases, the circuit is built in a tuner device for receiving a broadcast, and in many cases, it is configured as an independent main amplifier unit. In addition, the circuit is often used as an integrated circuit.
[0003]
Such an audio power amplifying device (amplifier unit) has, for example, as shown in FIG. 6, four types of connection terminals of an input, an output, a power supply, and a chassis (unit ground terminal). A line level audio signal output from a disk reproducing device or a tuner device is supplied, a speaker is connected to an output terminal via a speaker line, and a power terminal is connected to a chassis A point at one end (negative electrode end). The other end (positive terminal) of the battery B to which is connected is connected to an output via an accessory power switch or the like, this chassis A is connected to a chassis B via a ground circuit, and the chassis B is connected to an amplifier unit. Connected to the chassis terminal.
[0004]
Chassis A point and Chassis B point are located at distant parts and are electrically connected via a grounding circuit which is a chassis component of the vehicle.
[0005]
The other end of the smoothing choke coil CH having one end connected to the power supply terminal is connected to the chassis terminal via the capacitor C, and the smoothed power generated at both ends of the capacitor C is connected to the power input terminal of the power amplifier IC. (Positive and negative ends). An input terminal is connected to a signal input terminal of the power amplifier IC, a speaker output terminal is connected to an output terminal, and a speaker (not shown) is connected.
[0006]
Therefore, the positive output of the battery B is supplied to the power amplifier unit IC via the power supply terminal and the smoothing choke coil CH, and at the same time, the negative output of the battery B is supplied from the chassis A to the chassis B via the chassis. The audio signal supplied to the power amplifier IC via the terminal and supplied to the input terminal is amplified to a speaker signal level with a predetermined gain, and supplied to the speaker via the output terminal.
[0007]
Here, after the wiring is performed properly, the speaker line connected to the output terminal of the power amplifier IC may be connected to the chassis C via the erroneous connection part X for some reason. If the wiring is bitten into the vehicle body and grounded due to a faulty wiring, or if the corresponding output terminal is erroneously connected to the chassis when installing the amplifier unit, the current a , B, and c, a current flows to the chassis B via the power supply terminal, the smoothing choke coil CH, the capacitor C, and the chassis terminal.
[0008]
At the same time, a current flows from the point G of the amplifier unit to the negative electrode of the battery B through a path of the currents d, e, f, and g. The symbol e at this time is an internal parasitic current, which is generated inside the integrated circuit of the power amplifier IC by a resistor, a transistor, a diode, and the like.
[0009]
Therefore, an abnormal current due to the internal parasitic current e of the power amplifier IC flows, and the circuit element may be destroyed.
[0010]
For this purpose, a ground fault protection diode D is provided between the point G and the output terminal, the anode is connected to the point G, and the cathode is connected to the output terminal. The power amplifier IC is prevented from destruction by reducing the current flowing through the paths of the currents d, e, f, and g (see, for example, Patent Document 1).
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-7659 A (page 3, FIG. 1)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The ground fault protection diode used in the ground fault protection device of the conventional audio power amplifier requires a current capacity that can withstand a large current flowing when the speaker output terminal of the power amplifier is substantially grounded. Accordingly, a large-sized diode is required, and it is impossible to meet the demand for downsizing of the device.
[0013]
The grounding protection diode added to the circuit is required to be smaller than the forward voltage drop based on the internal parasitic current of the power amplifier unit, so that the element price increases and the overall price of the audio power amplifier may increase. There is.
[0014]
It is necessary to determine the characteristics of the short-circuit protection diode by taking into account the characteristic deviation of the circuit components of the power amplifier. However, it is difficult to use a single diode for all power amplifiers. A ground short-circuit protection diode having some kind of characteristics must be prepared and selected according to the characteristic deviation of the actual power amplifier unit, which may complicate the production management.
[0015]
In addition, if the circuit configuration of the power amplifier section is a multi-channel audio power amplification, an external ground fault protection diode for each channel is required, which complicates the configuration. There are also problems that the substrate area increases when mounting, and that the degree of freedom in designing the printed wiring pattern is reduced.
[0016]
Therefore, an object of the present invention is to make it possible to sufficiently cope with the characteristic deviation of an audio power amplifier circuit without using an external ground short-circuit protection diode, which is conventionally required, and to complicate the structure or to manufacture the circuit. An object of the present invention is to provide a ground fault protection device for an audio power amplifying device without complicated management.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a ground fault protection device for an audio power amplifying device according to the present invention employs the following characteristic configuration.
[0018]
(1) In an audio power amplifier that supplies power to an audio power amplifier circuit unit via a ground circuit,
A power supply ground terminal for the audio power amplifier circuit unit, and a switch circuit inserted between a unit ground terminal of the power amplifier circuit unit,
A voltage detector detects a voltage between the power supply voltage applied from the power supply unit applied to the audio power amplifier circuit unit and the unit ground terminal, and determines that the switch is appropriate based on the detection. A control unit for turning on a circuit and generating a switch drive signal for turning off the circuit of the power amplification circuit unit when it is determined that the circuit of the power amplification circuit unit is short-circuited to ground.
[0019]
(2) The sound according to (1), wherein the control unit inputs the determination signal detected by the voltage detection unit to a time constant circuit, and generates an output of the time constant circuit as the switch drive signal. Ground fault protection device for power amplifier.
[0020]
(3) The control unit detects the determination signal from the voltage detection unit a plurality of times at predetermined time intervals, and generates the switch drive signal when the plurality of determination signals match. The ground fault protection device of the audio power amplification device of 1).
[0021]
(4) When obtaining a determination signal detected by the voltage detection unit, the control unit forcibly flows a current from the power supply unit to the unit ground terminal after obtaining a normal determination signal. The ground fault protection device of the audio power amplifying device according to the above (1), wherein the voltage detection unit detects again in the state.
[0022]
(5) When obtaining a determination signal detected by the voltage detection unit, the control unit may obtain a determination signal in a state where a load is connected from the power supply unit to a unit ground terminal after a normal determination signal is obtained. The ground fault protection device of the audio power amplifying device according to the above (1), wherein the voltage detection unit detects the voltage again.
[0023]
(6) The ground fault protection device for an audio power amplifier according to any one of (1) to (5), wherein the switch circuit includes a mechanical relay contact.
[0024]
(7) The ground fault protection device of the audio power amplifying device according to (1) to (5), wherein the switch circuit includes a semiconductor switch element.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The audio power amplifying apparatus supplies power to an audio power amplifying circuit unit (power amplifier unit IC) from a battery B via a ground circuit as shown in FIG. , Power supply and chassis (unit ground terminal).
[0026]
The input terminal is supplied with a line-level audio signal output from a disc reproducing device or a tuner device, the output terminal is connected to a speaker via a speaker line, and the power terminal is connected to a point A of the vehicle at one end. The other end (positive end) of the battery B to which the (negative end) is connected is connected to an output via an accessory power switch or the like, and the chassis A is connected to the chassis B via a ground circuit. The point is connected to the chassis terminal of the amplifier unit.
[0027]
Chassis A point and Chassis B point are located at distant parts and are electrically connected via a grounding circuit which is a chassis component of the vehicle.
[0028]
The other end of the smoothing choke coil CH having one end connected to the power supply terminal is connected to the chassis terminal via the capacitor C, and the smoothed power generated at both ends of the capacitor C is connected to the power input terminal of the power amplifier IC. (Positive and negative ends). An input terminal is connected to a signal input terminal of the power amplifier IC, a speaker output terminal is connected to an output terminal, and a speaker (not shown) is connected.
[0029]
Therefore, the positive output of the battery B is supplied to the power amplifier unit IC via the power supply terminal and the smoothing choke coil CH, and at the same time, the negative output of the battery B is supplied from the chassis A to the chassis B via the chassis. The audio signal supplied to the power amplifier IC via the terminal and supplied to the input terminal is amplified to a speaker signal level with a predetermined gain, and supplied to the speaker via the output terminal.
[0030]
Further, a switch circuit SW is inserted between the power input ground terminal of the power amplifier IC and the chassis end, and the control unit CONT is connected to both ends of the capacitor C.
[0031]
The control unit CONT includes a voltage detection unit that detects a voltage between a power supply voltage applied to the amplifier unit from the battery B (power supply unit) and a chassis terminal (unit ground terminal). A circuit section is provided which generates a switch drive signal for controlling the switch circuit SW to be turned on when it is determined, and to be turned off when the circuit of the amplifier unit is determined to be short-circuited to ground (ground fault).
[0032]
Accordingly, the positive output of the battery B is supplied to the power amplifier unit IC via the power supply terminal and the smoothing choke coil CH, and at the same time, the negative output of the battery B is supplied from the chassis A through the chassis to the chassis B and the chassis terminal. The audio signal supplied to the power amplifier unit IC via the input terminal is amplified to the level of the speaker signal with a predetermined gain, and supplied to the speaker via the output terminal.
[0033]
After proper wiring, the speaker line connected to the output terminal may be connected to the chassis C via the incorrect connection portion X for some reason, or the output terminal may be mistakenly connected to the chassis at the time of installation. According to the conventional technology, when the power supply terminal, the smoothing choke coil CH, the capacitor C, and the chassis terminal pass through the path of the currents a, b, and c from the positive electrode of the battery B, Current flows through the path of the currents j, e, and k. In the present invention, the switch circuit SW is interposed between the chassis and the power supply terminal of the power amplifier IC. Since the off control is performed, no abnormal current flows.
[0034]
That is, the voltage across the capacitor C is always detected by the control unit CONT, and the switch circuit SW is turned off by a switch drive signal generated when the detected voltage becomes abnormal (a voltage drop caused by the flow of an abnormal current). Since the control is controlled, the circuit element is prevented from being destroyed by the abnormal current, and the abnormal current due to the internal parasitic current e of the power amplifier IC does not flow, so that the circuit element is not destroyed.
[0035]
On the other hand, in a normal state where no abnormal current flows, the switch circuit SW is controlled to be turned on by a switch drive signal based on voltage detection by the control unit CONT, so that normal audio power amplification operation can be performed.
[0036]
The operating principle up to now will be described in detail with reference to FIG. 2. If one end of the speaker SP is connected to the chassis E via the erroneous connection X for some reason, the current flows between the power supply and the chassis E. The total current i0 is the sum of the currents i1, i9, i4. The current i9 is a current obtained by adding the currents i7, i5, i2, and i3.
[0037]
A current i1 flows through the diode D1 through the path between the substrate and the collector of the output transistor Q1, and when the VF increases, the base current of the transistor Q3 (the current i2 increases and the transistor Q3 is turned on. The base current (current i6) of output transistor Q1 increases.
[0038]
Then, the output transistor Q1 is changed from the off state to the on state, the base current (current i7) of the transistor Q2 is increased, the transistor Q2 is changed from the off state to the on state, and the output transistor Q1 is connected between the output transistor Q1 and the transistor Q2. A loop current i8 is generated.
[0039]
Here, in order to prevent the flow of the loop-shaped current i8 caused by the turning on of the output transistor Q1 as the base current (current i2) of the transistor Q3 increases and turns on, the diode D1 Is a low VF, and the diode D1 is externally connected to the ground fault protection device in the related art. However, according to this configuration, there are various problems as described above. According to the present invention, the diode D1 is replaced with a switch circuit, and a voltage between a power supply voltage applied from a power supply and a chassis terminal (unit ground terminal) is detected, and it is determined that the voltage is appropriate based on the detection. Various problems are solved by controlling the switch circuit SW to be turned on when it is determined to be off, and by controlling the switch circuit SW to be turned off when it is determined that a ground short circuit (ground fault) has occurred.
[0040]
The specific configuration of the control unit CONT shown in FIG. 1 is such that, for example, as shown in FIG. 3, a determination signal detected by the voltage detection unit 1 is input to a time constant circuit formed by the resistor 3 and the capacitor 4. By comparing the output voltage of the time constant circuit with the output voltage of the reference voltage source 5 by the comparator 2 and generating the output as a switch drive signal, the above-described switch circuit SW (see FIG. 1) , That is, it is turned on when it is normal and off when it is abnormal.
[0041]
As shown in FIG. 4, a determination signal detected by the voltage detection unit 6, for example, a signal of H level in normal state and a signal of L level in abnormal state is input to the input terminal and the reset terminal of the shift register 7, and the determination signal is output. The above-described switch circuit SW (FIG. 1) is configured such that the switch drive signal is generated by shifting each clock signal using the AND gate 9 and determining the coincidence of each output of the shift register 7 by the AND gate 8. ) Control, that is, the operation of turning on when normal, and the operation of turning off when abnormal, can be performed more reliably.
[0042]
Further, the specific configuration of the control unit CONT shown in FIG. 1 may be configured as shown in FIG. That is, an output of the voltage detecting unit 11, for example, a signal of H level in a normal state and a signal of an L level in an abnormal state triggers the monostable multi, and the switch circuit 13 is controlled by the output. , A series circuit of a load resistor 15 and a switch circuit 13 is connected, and the output of the voltage detector 11 and the output of the monostable multi-function device 12 are matched by an AND gate 14, and the output of the AND gate 14 is used as a switch drive signal. The above-described switch circuit SW (see FIG. 1) may be configured to be controlled, that is, turned on in a normal state, to generate a switch drive signal.
[0043]
In this case, when obtaining a determination signal detected by the voltage detection unit 11, when a normal determination signal is obtained, a current is forcibly passed from the power supply unit to the unit ground terminal. For example, turning on the switch circuit 13 causes a forced current to flow through the load resistor 15, and in this state, voltage detection by the voltage detection unit 11 is performed again.
[0044]
Therefore, the output signal of the voltage detection unit 11 and the output signal of the monostable multi 12 are matched by the AND gate 14 to generate a switch drive signal, thereby controlling the switch circuit SW (see FIG. 1), that is, It is possible to more reliably perform an operation that is controlled to be turned on in a normal state and controlled to be turned off in an abnormal state.
[0045]
Note that the switch circuit described so far may be configured to include a mechanical relay contact or may be configured to include a semiconductor switch element. However, any switch or another type of switch may be used. The good thing is, of course.
[0046]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to sufficiently cope with the characteristic deviation of the audio power amplifier circuit without using an external ground short-circuit protection diode conventionally required. In addition, it is possible to provide a ground fault protection device for an audio power amplifying device without complicating the configuration or complicating manufacturing management.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram of a ground fault protection device of an audio power amplification device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the operation principle of the ground fault protection device of the audio power amplifying device according to the present invention in comparison with the prior art.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a first specific example of a control unit shown in FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second specific example of the control unit shown in FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a third specific example of the control unit shown in FIG.
FIG. 6 is a block circuit diagram illustrating an example of a ground fault protection device of a conventional audio power amplification device.
[Explanation of symbols]
B Battery C Capacitor D Ground short-circuit protection diode CH Smoothing choke coil IC Power amplifier section SW Switch circuit CONT Control section 1 Voltage detection section 2 Comparator 3 Resistor 4 Capacitor 5 Reference voltage source 6 Voltage detection section 7 Shift register 8 AND gate 9 AND Gate 10 Power Supply 11 Voltage Detector 12 Monostable Multi 13 Switch Circuit 14 AND Gate 15 Load Resistance
