JP2007088529A

JP2007088529A - 増幅装置

Info

Publication number: JP2007088529A
Application number: JP2005271248A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Mitamura; 篤三田村
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-04-05

Abstract

【課題】本発明は、大型化することなく大電流に連続的に耐えられる新規の増幅装置を提供する。
【解決手段】パワースイッチ素子３に流れる電流値を検出する電流検出回路１１と、この電流検出回路で検出した電流が一定期間以上一定基準を超えて流れ続けているか否かを検出する連続過電流検出回路１２と、前記電流検出回路で検出した電流が上限基準を超えて流れたか否かを検出するピーク過電流検出回路１３と、前記連続過電流検出回路で一定期間以上一定基準を超えて電流が流れ続けたことを検出した場合、若しくは、前記ピーク過電流検出回路で上限基準を超えて電流が流れたこと検出した場合に、増幅装置１の動作を停止させる出力停止回路１４と、を備えてあることを特徴とする増幅装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばオーディオなどに用いられるパワースイッチ素子を備えた増幅装置に関するものである。

一般に増幅装置は、音楽信号を増幅する場合、オーディオアンプの平均出力電流は小さいが、大きな突発音など再生する場合、非常に大きな電流を短時間で出力する必要があった。そのため、パワーアンプ出力には過電流による機器破損を防ぐための過電流保護機能を付加していることが一般的である（例えば、特許文献１の従来例参照）。
特開２００５−１２３６９５公報

一般に増幅装置の出力電流上限は増幅装置自体の損失による増幅装置の温度上昇と密接に関連しており、出力電流を大きくする場合、増幅装置のパワースイッチ素子を大きくし、その放熱機構も大型なものにする必要がある。

上記の条件の下、従来の増幅装置は、突発的な大音量に対応するだけの電流を流せる設計にし、過電流として検出される電流値はこの大音量時の電流より若干大きめに設定されているため、実際には起こりえないほどの大電流に連続して耐えるよう設計しなければならず、増幅装置が大型化並びに高コスト化するという課題があった

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、大型化することなく突発的な大出力を出力することができ、かつ適切な過電流状態で増幅装置の動作を停止することができる新規の増幅装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明に係る増幅装置は、パワースイッチ素子に流れる電流値を検出する電流検出回路と、この電流検出回路で検出した電流がそれぞれ異なった設定基準を超えて流れ続けているか否かを検出する複数の過電流検出回路と、前記過電流検出回路のうち、少なくとも一つの過電流検出回路で前記設定基準を超えて電流が流れ続けたことを検出した場合に、増幅装置の動作を停止させる出力停止回路と、を備えてあることを特徴とする

前記過電流検出回路の一つは、前記電流検出回路で検出した電流が一定期間以上一定基準を超えて流れ続けているか否かを検出する連続過電流検出回路であることを特徴とする。
前記過電流検出回路の一つは、前記電流検出回路で検出した電流が上限基準を超えて流れたか否かを検出するピーク過電流検出回路であることを特徴とする。

前記連続過電流検出回路で一定期間以上一定基準を超えて電流が流れ続けたことを検出した場合、若しくは、前記ピーク過電流検出回路で上限基準を超えて電流が流れたこと検出した場合に、前記出力停止回路に過電流検出信号を出力するＯＲ回路を備えてあることを特徴とする。

本発明によれば、一定期間以上一定基準を超えて過電流が流れ続けた場合、若しくは、上限基準を超えて過電流が流れた場合にのみアンプの動作を停止させるため、増幅装置を大型化することなく、過電流による増幅装置の破壊を防ぐことができるという効果がある。

一般にある程度の大電流が短時間流れる場合、増幅装置自身の損失による発熱も短期間となり、連続で大電流を流す場合に比べ温度上昇は大幅に小さくなるという効果がある。

したがって、本発明のように瞬間的にある程度の大電流を流すような構成にしても、発熱が小さいために増幅装置が破壊することなく、かつ、発熱が大きくなる連続的な過電流状態では増幅装置の動作を停止させ、破壊を防ぐことができる効果がある。

さらに、瞬間的に前記パワースイッチ素子が破壊するような非常に大きな大電流が流れる場合、前記ピーク過電流検出回路により瞬間的にこの大電流を検出し、前記出力停止回路により増幅装置の動作を停止させ増幅装置の破壊を防ぐ効果がある。

また、本発明によれば、比較的簡単な構成で、過電流による増幅装置の破壊を防ぐことができることで、増幅装置の低コスト化を図ることもできる効果がある。

発明を実施するための最良の形態に係る増幅装置の回路図を図１に示す。図１図示の増幅装置１は、二対のパワースイッチ素子３Ａ，３Ｂを備え、一方のパワースイッチ素子３Ａは正電源２Ａと接続し、他方のパワースイッチ素子３Ｂは負電源２Ｂを接続してある。また、これらパワースイッチ素子３Ａ，３Ｂの出力にインダクタ５及び平滑コンデンサ６及び直流阻止コンデンサ７を介してスピーカ４を接続してある。

本発明では、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂに流れる電流値を検出する電流検出回路１１を備えてある。本実施例においては、一方のパワースイッチ素子３Ａの入力部に接続してある。なお、電流検出回路１１はパワースイッチ素子３Ａ，３Ｂに流れる電流値を検出することができればよいため、場所は問わない。

さらに、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂ自体のオン抵抗を電流検出回路１１とし、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂに流れる電流値を検出しても本発明を実現可能である。

本発明では、電流検出回路１１で検出した電流が一定期間以上一定基準を超えて流れ続けているか否かを検出する連続過電流検出回路１２を備えてある。本実施例においては、連続過電流検出回路１２を比較器で構成し、この比較器で電流検出回路１１の出力電圧と基準電圧とを比較して一定期間以上過電流であるかを検出している。

本発明では、電流検出回路１１で検出した電流が上限基準を超えて流れたか否かを検出するピーク過電流検出回路１３を備えてある。本実施例においては、ピーク過電流検出回路１３を比較器で構成し、この比較器で電流検出回路１１の出力電圧と基準電圧とを比較して過電流を検出している。

本発明では、連続過電流検出回路１２で一定期間以上一定基準を超えて電流が流れ続けたことを検出した場合、若しくは、ピーク過電流検出回路１３で上限基準を超えて電流が流れたこと検出した場合に、増幅装置１の動作を停止させる出力停止回路１４を備えてある。本実施例においては、出力停止回路１４をＡＮＤ回路で構成し、入力信号と過電流検出信号とを入力し、過電流検出信号を検出した場合に、ドライバ１５に信号を送信して、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂをオフさせて、増幅装置の動作を停止させるようにしてある。

本発明では、連続過電流検出回路１２で一定期間以上一定基準を超えて電流が流れ続けたことを検出した場合、若しくは、ピーク過電流検出回路１３で上限基準を超えて電流が流れたこと検出した場合に、出力停止回路１４に過電流検出信号を出力するＯＲ回路１６を備えてある。

以上のように構成されている増幅装置の作用について図２の波形図に基づいて説明する。先ず、通常時、即ち過電流として検知されない場合について説明する。この場合は、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂはオン・オフを繰り返し、パルス波形を形成する。このとき、電流検出回路１１では、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂに流れる電流値を検出する。

電流検出回路１１で検出した電流は連続過電流検出回路１２及びピーク過電流検出回路１３でそれぞれ基準電流と比較される。通常時においては、それぞれ検出電流は基準電流を満たないため、ハイ信号が出力される。この信号はＯＲ回路１６を介して出力停止回路１４に出力される。通常時は出力停止回路１４に入力信号と基準電流信号とが出力されるため、出力停止回路１４からオン信号が出力される。この信号がドライバ１５を介して、オン信号としてパワースイッチ素子３Ａ，３Ｂに出力され、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂはオンの状態が続く。

続いて、例えば突発的な大音量が流れることにより、増幅装置に過電流が上限基準を超えて流れた場合について説明する。この場合も通常時と同様に、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂはオン・オフを繰り返し、パルス波形を形成し、電流検出回路１１では、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂに流れる電流値を検出する。

電流検出回路１１で検出した電流はピーク過電流検出回路１３で基準電流と比較される。この場合においては、検出電流は上限基準電流を超えるため、ロウ信号が出力される。この信号が流れると、ＯＲ回路１６で過電流検出信号を出力し、出力停止回路１４には過電流検出信号が入力される。過電流検出信号はロウ信号であるため、出力停止回路１４には入力信号のみ出力されることとなるため、出力停止回路１４からオフ信号が出力され、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂはオフする。

続いて、例えば大音量が長時間流れることにより、増幅装置に過電流が一定期間以上一定基準以上流れ続けた場合について説明する。この場合も通常時と同様に、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂはオン・オフを繰り返し、パルス波形を形成し、電流検出回路１１では、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂに流れる電流値を検出する。

電流検出回路１１で検出した電流は連続過電流検出回路１２で基準電流と比較される。この場合においては、検出電流は基準電流を一定期間以上超えることにより、ロウ信号が出力される。この信号が流れると、ＯＲ回路１６で過電流検出信号を出力し、出力停止回路１４には過電流検出信号が入力される。過電流検出信号はロウ信号であるため、出力停止回路１４には入力信号のみ出力されることとなるため、出力停止回路１４からオフ信号が出力され、パワースイッチ素子３Ａ，３Ｂはオフする。

以上より、一定期間以上一定基準を超えて過電流が流れ続けた場合、若しくは、上限基準を超えて過電流が流れた場合にのみアンプの動作を停止させるため、増幅装置を大型化することなく、過電流による増幅装置の破壊を防ぐことができる。また、比較的簡単な構成で、過電流による増幅装置の破壊を防ぐことができることで、増幅装置の低コスト化を図ることもできる。

なお、本実施例において、連続過電流検出回路１２及びピーク過電流検出回路１３に比較器を用いたり、出力停止回路１４にＡＮＤ回路を用いたりしているが、本発明はこれらに限定されず、特許請求の範囲に記載してある内容を全て含む。

また、本実施例において、過電流検出回路として、電流検出回路１１で検出した電流が一定期間以上一定基準を超えて流れ続けているか否かを検出する連続過電流検出回路１２と、電流検出回路１１で検出した電流が上限基準を超えて流れたか否かを検出するピーク過電流検出回路１３とを備えてあるが、その他の基準を設けてもよい。また、過電流検出回路を三つ以上設けてもよい。ただし、電流検出回路で検出した電流をそれぞれ異なった設定基準で検出する必要はある。

本発明によれば、一定期間以上一定基準を超えて過電流が流れ続けた場合、若しくは、上限基準を超えて過電流が流れた場合にのみアンプの動作を停止させるため、増幅装置を大型化することなく、過電流による増幅装置の破壊を防ぐことができ、産業上利用可能である。

また、本発明によれば、比較的簡単な構成で、過電流による増幅装置の破壊を防ぐことができることで、増幅装置の低コスト化を図ることもでき、産業上利用可能である。

本発明に係る増幅装置を示した回路図である。図１図示実施形態に係る電流波形図である。

符号の説明

１増幅装置
２正電源
３Ａ，３Ｂパワースイッチ素子
４スピーカ
５インダクタ
６平滑コンデンサ
７直流阻止コンデンサ
１１電流検出回路
１２連続過電流検出回路
１３ピーク過電流検出回路
１４出力停止回路
１５ドライバ
１６ＯＲ回路

Claims

パワースイッチ素子に流れる電流値を検出する電流検出回路と、この電流検出回路で検出した電流がそれぞれ異なった設定基準を超えて流れ続けているか否かを検出する複数の過電流検出回路と、前記過電流検出回路のうち、少なくとも一つの過電流検出回路で前記設定基準を超えて電流が流れ続けたことを検出した場合に、増幅装置の動作を停止させる出力停止回路と、を備えてあることを特徴とする増幅装置。
前記過電流検出回路の一つは、前記電流検出回路で検出した電流が一定期間以上一定基準を超えて流れ続けているか否かを検出する連続過電流検出回路であることを特徴とする請求項１記載の増幅装置。
前記過電流検出回路の一つは、前記電流検出回路で検出した電流が上限基準を超えて流れたか否かを検出するピーク過電流検出回路であることを特徴とする請求項１又は２記載の増幅装置。
前記過電流検出回路で前記設定基準を超えて電流が流れ続けたことを検出した場合に、前記出力停止回路に過電流検出信号を出力するＯＲ回路を備えてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の増幅装置。