JP2008219547A - Excess current protection device of amplifier - Google Patents

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Jun Otani
純 大谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the excess current protection device of an amplifier capable of controlling currents flowing in the respective D-class amplifiers constituting a bridge connection type amplifier with the same design value as the one when a single end type amplifier is constituted when the state of a load short-circuit, etc. is continued for a long period of time when the bridge connection type amplifier is constituted. <P>SOLUTION: The excess current protection device of the amplifier is provided with a plurality of D-class amplifiers 6, 7 operably constituted as the single end type amplifier or the bridge connection type amplifier each of which has an input and an output and in which a duty ratio of a PWM modulation signal is controlled by a DSP 5 and an output level is controlled. The excess current protection device is constituted so as to create OR signals of outputs of the excess current detection circuits 8, 9 provided at the D-class amplifiers 6, 7 constituting the bridge connection type amplifier and to supply the OR signals to the DSP 5 when the D-class amplifiers 6, 7 constitute the bridge connection type amplifier. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アンプの過電流保護装置に係り、特に、シングルエンド形アンプあるいはブリッジ接続形アンプとして動作可能に構成されたデジタルアンプに最適な過電流保護装置に関する。   The present invention relates to an overcurrent protection device for an amplifier, and more particularly to an overcurrent protection device optimal for a digital amplifier configured to be operable as a single-ended amplifier or a bridge-connected amplifier.

パワー段がデジタル(スイッチングモード)で動作して出力するデジタルアンプにおいては、出力端子につながれた負荷がショート状態あるいはインピーダンスが非常に小さくなり出力電流が過大になった場合、パワー段を構成するパワーMOSFET等の構成部品が破壊しないように保護する必要がある。   In digital amplifiers that output with the power stage operating in digital mode (switching mode), the power that constitutes the power stage when the load connected to the output terminal is short-circuited or the impedance becomes very small and the output current becomes excessive It is necessary to protect components such as MOSFETs from destruction.

このような過電流状態からパワー段を保護するための従来のデジタルアンプの過電流保護装置としては、例えば、ローパスフィルタを構成するリアクトルコイルの印加電圧を検出し、この検出信号をマイコンへ入力して、この入力した検出信号と、予め設定した基準値(動作レベル)とを比較し、検出信号が基準値を超えたとき、出力リレー回路等の遮断を行ないパワー段を構成するパワーMOSFET等の構成部品を過電流からの保護するように構成したものが提案されている。(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional digital amplifier overcurrent protection device for protecting the power stage from such an overcurrent state, for example, a voltage applied to a reactor coil constituting a low-pass filter is detected, and this detection signal is input to a microcomputer. The input detection signal is compared with a preset reference value (operation level), and when the detection signal exceeds the reference value, the output relay circuit and the like are shut off and the power MOSFET that constitutes the power stage There have been proposed components configured to protect against overcurrent. (For example, refer to Patent Document 1).

また、従来のアンプには、それぞれが入力及び出力を有する複数のDクラスアンプを備え、DSP(Digital Signal Processor)によってPWM(Pulse Width Modulation)変調信号のデューティー比が制御されて出力レベルがコントロールされるシングルエンド形アンプあるいはブリッジ接続形アンプとして動作するように構成したものがある。   Further, the conventional amplifier includes a plurality of D class amplifiers each having an input and an output, and the output level is controlled by controlling the duty ratio of a PWM (Pulse Width Modulation) modulation signal by a DSP (Digital Signal Processor). Some are configured to operate as single-ended amplifiers or bridge-connected amplifiers.

このように、構成されたアンプにおける過電流保護装置としては、例えば、出力端子につながれた負荷がショート状態またはインピーダンスが非常に小さくなり、過電流状態になったとき、それぞれのDクラスアンプが持つ過電流検出回路が過電流を検出して、この検出信号に基づきDSPがPWM変調信号のデューティー比を制御して過電流が発生したDクラスアンプの出力を減衰させて電流量を制限し、パワー段を構成するパワーMOSFET等の構成部品を過電流から保護するように構成したものがある。   As described above, the overcurrent protection device in the configured amplifier has, for example, each D-class amplifier when the load connected to the output terminal is short-circuited or the impedance becomes very small and the overcurrent state occurs. The overcurrent detection circuit detects the overcurrent, and based on this detection signal, the DSP controls the duty ratio of the PWM modulation signal to attenuate the output of the D class amplifier where the overcurrent has occurred and limit the amount of current, Some are configured to protect components such as power MOSFETs constituting the stage from overcurrent.

このようなアンプの過電流保護装置の具体例としては、例えば、図2に示すように回路構成されたものがある。なお、この図2の回路構成は、ブリッジ接続形アンプを構成した状態を示している。
この図2に示すアンプの過電流保護装置は、次の各部分から構成されている。
まず、入力端子1は、例えば、ステレオ信号の左チャンネル信号またはブリッジ接続時の入力信号が印加される。一方、入力端子2には、ステレオ信号の右チャンネル信号が印加される。3、4は、ADコンバータで、入力端子1及び2に印加されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、DSP5に供給する。
A specific example of such an overcurrent protection device for an amplifier is, for example, one having a circuit configuration as shown in FIG. The circuit configuration of FIG. 2 shows a state where a bridge connection type amplifier is configured.
The overcurrent protection device for an amplifier shown in FIG. 2 includes the following parts.
First, for example, a left channel signal of a stereo signal or an input signal at the time of bridge connection is applied to the input terminal 1. On the other hand, the right channel signal of the stereo signal is applied to the input terminal 2. Reference numerals 3 and 4 denote AD converters that convert the analog signals applied to the input terminals 1 and 2 into digital signals and supply them to the DSP 5.

DSP5は、Dクラスアンプ6及び7にそれぞれ対応して形成したレベルコントロール部51及び52を備えている。このDSP5によって、Dクラスアンプ6及び7は、PWM変調信号のデューティー比が制御されて出力レベルがコントロールされるように構成されている。また、このDクラスアンプ6及び7は、その出力側に、それぞれ過電流検出回路8及び9を備えている。また、10、11はDクラスアンプ6及び7の出力側に設けたローパスフィルタである。   The DSP 5 includes level control units 51 and 52 formed corresponding to the D class amplifiers 6 and 7, respectively. By this DSP 5, the D class amplifiers 6 and 7 are configured such that the output level is controlled by controlling the duty ratio of the PWM modulation signal. The D class amplifiers 6 and 7 are provided with overcurrent detection circuits 8 and 9 on their output sides. Reference numerals 10 and 11 denote low-pass filters provided on the output side of the D class amplifiers 6 and 7.

上記の過電流検出回路8及び9は、出力端子12及び13に接続されたスピーカ等の負荷14がショート状態またはインピーダンスが非常に小さくなり過電流状態になったとき、過電流を検出して、この検出信号をDSP5のレベルコントロール部51及び52へそれぞれ供給するように構成している。検出信号が供給されたレベルコントロール部51及び52は、その検出信号に基づき、PWM変調信号のデューティー比を制御することにより、Dクラスアンプ6及び7の出力を減衰させて電流量を制限し、スイッチングのためのパワーMOSFETの最大定格を超えないように電流量を制限して保護するよう構成している。   The overcurrent detection circuits 8 and 9 detect the overcurrent when the load 14 such as a speaker connected to the output terminals 12 and 13 is in a short state or when the impedance becomes very small and the overcurrent state is entered. This detection signal is configured to be supplied to the level controllers 51 and 52 of the DSP 5, respectively. The level controllers 51 and 52 to which the detection signal is supplied control the duty ratio of the PWM modulation signal based on the detection signal, thereby attenuating the outputs of the D class amplifiers 6 and 7 to limit the current amount, The current amount is limited and protected so as not to exceed the maximum rating of the power MOSFET for switching.

また、このように構成した過電流保護装置を持つアンプにおいて、負荷14がショート状態またはインピーダンスが非常に小さくなった状態が継続したときは、以下のように過電流検出回路8及び9とDSP5のレベルコントロール部51及び52が働いて、パワーMOSFETに流れる電流量を一定値以下に保つことができるように構成している。   Further, in the amplifier having the overcurrent protection device configured as described above, when the load 14 continues to be short-circuited or the impedance is very small, the overcurrent detection circuits 8 and 9 and the DSP 5 are The level controllers 51 and 52 are configured to operate so that the amount of current flowing through the power MOSFET can be kept below a certain value.

図2において、チャンネルCH1側の過電流検出回路8あるいはチャンネルCH2側の過電流検出回路9のいずれかの電流値が検出感度以上になると、過電流検出回路8あるいは9が過電流を検出して、その検出信号を出力し、DSP5のレベルコントロール部51または52が働いて、過電流を検出した側の電流のレベルを瞬時に絞ることができる。   In FIG. 2, when the current value of either the overcurrent detection circuit 8 on the channel CH1 side or the overcurrent detection circuit 9 on the channel CH2 side exceeds the detection sensitivity, the overcurrent detection circuit 8 or 9 detects the overcurrent. Then, the detection signal is output, and the level control unit 51 or 52 of the DSP 5 operates to instantaneously reduce the current level on the side where the overcurrent is detected.

図3の電流の変化を示すタイムチャートは、通常動作状態の回路が負荷14のショートによって過電流状態となったとき、DSP5により制御されて変化する電流の状態の一例を示したものである。   The time chart showing the change in current in FIG. 3 shows an example of the state of the current that is controlled and changed by the DSP 5 when the circuit in the normal operation state becomes an overcurrent state due to a short circuit of the load 14.

この図3に示すように、通常の電流値で動作していた回路に、大電流が流れると、過電流検出回路8(または過電流検出回路9)が働き、その直後、DSP5によって、図3のAで示すように、出力レベルが小さく絞られる。この後、過電流検出信号がDSP5に入力されなければ、DSP5は出力を徐々に大きくしていく。そして、DSP5は出力レベルをショート発生前の出力レベルまで電流量を徐々に戻す。   As shown in FIG. 3, when a large current flows through a circuit operating at a normal current value, the overcurrent detection circuit 8 (or the overcurrent detection circuit 9) works, and immediately after that, the DSP 5 causes the circuit shown in FIG. As shown by A, the output level is narrowed down. Thereafter, if the overcurrent detection signal is not input to the DSP 5, the DSP 5 gradually increases the output. The DSP 5 gradually returns the current amount to the output level before the occurrence of the short circuit.

したがって、このアンプの過電流保護装置においては、負荷14がショート状態あるいは低インピーダンス状態が長く続いた場合、「過電流検出回路8(または過電流検出回路9)が過電流を検出→図3のAで示すように、DSP5が出力を絞る→過電流検出信号なし→DSP5が出力レベルを徐々に大きくして行き、図3のBに至る→再び過電流を検出してDSP5が出力を絞る→・・・」と、負荷14のショート状態あるいは低インピーダンス状態が解消されるまで同じ動作を繰り返すことになる。   Therefore, in the overcurrent protection device of this amplifier, if the load 14 has been in a short state or low impedance state for a long time, “overcurrent detection circuit 8 (or overcurrent detection circuit 9) detects overcurrent → FIG. As shown by A, the DSP 5 throttles the output → no overcurrent detection signal → the DSP 5 gradually increases the output level and reaches B in FIG. 3 → the overcurrent is detected again, and the DSP 5 throttles the output → ... ”, And the same operation is repeated until the short state or low impedance state of the load 14 is resolved.

特開2005−203968号公報JP 2005-203968 A

以上に述べた図2に示す従来のアンプの過電流保護装置では、負荷をシングルエンド形アンプを構成するように接続した状態で過電流保護が働いた場合、電流量は、DSP5のPWM制御で駆動されるDクラスアンプ6及び7が出力する負荷にかかる電圧を減衰させることにより制御することができ、それ以外の要因で電流値が増加することはない。   In the overcurrent protection device for the conventional amplifier shown in FIG. 2 described above, when overcurrent protection is activated with the load connected to form a single-ended amplifier, the amount of current is controlled by the PWM control of the DSP 5. Control can be performed by attenuating the voltage applied to the load output by the driven D class amplifiers 6 and 7, and the current value does not increase due to other factors.

一方、過電流検出回路8及び9の過電流を検出する精度には、必ず誤差や温度特性がある。特に、図2のようにブリッジ接続形アンプを構成した場合、ブリッジ接続を構成するチャンネルCH1側とチャンネルCH2側に同じ電流量が流れ、これが過電流状態になったとしても、上記の理由により、2つの回路のそれぞれの過電流検出回路8及び9を同時に同じ期間働かせることができないという課題があった。   On the other hand, the accuracy of detecting the overcurrent of the overcurrent detection circuits 8 and 9 always has errors and temperature characteristics. In particular, when a bridge connection type amplifier is configured as shown in FIG. 2, even if the same amount of current flows in the channel CH1 side and the channel CH2 side constituting the bridge connection, and this becomes an overcurrent state, There was a problem that the overcurrent detection circuits 8 and 9 of the two circuits could not be operated simultaneously for the same period.

すなわち、ブリッジ接続形アンプを構成しているチャンネルCH1とチャンネルCH2のうち片方の例えば、過電流検出回路8だけが過電流を検出し、もう一方の過電流検出回路9が過電流を検出しない場合、DSP5は、過電流を検出したチャンネルCH1側の出力レベルを下げ、もう一方の過電流を検出しないチャンネルCH2側は下げないという状態が発生する。   That is, when one of the channels CH1 and CH2 constituting the bridge connection type amplifier, for example, only the overcurrent detection circuit 8 detects the overcurrent, and the other overcurrent detection circuit 9 does not detect the overcurrent. In this case, the DSP 5 lowers the output level on the channel CH1 side where the overcurrent is detected, and does not lower the other channel CH2 side where the overcurrent is not detected.

このように、ブリッジ接続形アンプを構成した場合、過電流状態になって、一方のチャンネルCH1側の過電流検出回路8が働いて電流値を下げようとしても、もう一方のチャンネルCH2側が電流を流し続けようとするため、ブリッジ接続形アンプ全体の電流のレベルが下がりきらない。このため、中途半端に電流が流れ続けてブリッジ接続形アンプトータルとして、DSP5が意図とするレベルまで電流値が下がらないという問題がある。   In this way, when the bridge connection type amplifier is configured, even if the overcurrent detection circuit 8 on one channel CH1 side works to lower the current value due to the overcurrent state, the other channel CH2 side supplies the current. The current level of the bridge-connected amplifier as a whole cannot be reduced because it keeps flowing. For this reason, there is a problem that current continues to flow halfway and the current value does not decrease to the level intended by the DSP 5 as the bridge-connected amplifier total.

さらに、チャンネルCH1側とチャンネルCH2側の2つのチャンネルが共に過電流を検出しても、DSP5が電流値のレベルを下げたり、再び上げたりするタイミングがずれると、やはり、DSP5が意図とするレベルまで電流値が下がりきらない。このため、ブリッジ接続形アンプにおける負荷14のショートでは、「チャンネルCH1とチャンネルCH2が同期せずに過電流検出→電流値のレベルを絞る→出力を徐々に大きくする」という動作を繰り返すため、シングルエンド形アンプを構成した場合に比べて、パワーMOSFETに流れる電流量が多くなり、この電流による温度上昇のため、パワーMOSFETの破壊が起こる場合があった。   Furthermore, even if the two channels on the channel CH1 side and the channel CH2 side both detect an overcurrent, if the timing at which the DSP 5 lowers the level of the current value or increases it again shifts, the DSP5 will again achieve the intended level. Until the current value does not fall. For this reason, when the load 14 in the bridge-connected amplifier is short-circuited, the operation of “overcurrent detection → thresholding the current value level → sequentially increasing the output without channel CH1 and channel CH2 being synchronized” is repeated. Compared with the case where an end-type amplifier is configured, the amount of current flowing through the power MOSFET increases, and the power MOSFET may be destroyed due to the temperature rise caused by this current.

本発明は、上述した図2に示すような従来のアンプの過電流保護装置の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、特に、ブリッジ接続形アンプを構成した場合に過電流状態が発生し、ブリッジ接続の片側のチャンネルのみ過電流検出回路が動作しても、DSPによってブリッジ接続形アンプの両側のチャンネルの電流を同時に同じレベルで絞ることができるアンプの過電流保護装置を提供することを目的としている。   The present invention seeks to solve the problems of the conventional amplifier overcurrent protection device as shown in FIG. 2, and particularly when a bridge-connected amplifier is configured. An overcurrent protection device for an amplifier that can simultaneously reduce the current of the channels on both sides of the bridge-connected amplifier to the same level by the DSP even if a situation occurs and the overcurrent detection circuit operates only on one side of the bridge-connected channel It is intended to provide.

本発明のアンプの過電流保護装置は、上記の目的を達成するために、アンプに備えた過電流検出手段が過電流を検出したとき、この検出結果に基づき、前記アンプの出力を減衰させて電流量を絞るように構成したものである。   In order to achieve the above object, the overcurrent protection device for an amplifier according to the present invention attenuates the output of the amplifier based on the detection result when the overcurrent detection means provided in the amplifier detects the overcurrent. The current amount is reduced.

また、第2の課題解決手段は、それぞれが入力及び出力を有し、DSPによってPWM変調信号のデューティー比が制御されて出力レベルがコントロールされるシングルエンド形アンプあるいはブリッジ接続形アンプとして動作可能に構成した複数のDクラスアンプと、前記Dクラスアンプにそれぞれ備えた過電流検出回路が過電流を検出したとき、この検出結果に基づき前記DSPがPWM変調信号のデューティー比を制御して過電流が発生したDクラスアンプの出力を減衰させて電流量を絞るように構成した過電流保護回路とを備えたアンプの過電流保護装置において、
前記Dクラスアンプがブリッジ接続形アンプを構成したとき、このブリッジ接続形アンプを構成したそれぞれのDクラスアンプに備えた過電流検出回路の出力のOR信号をつくり、このOR信号を前記DSPへ供給するように構成して、前記ブリッジ接続を構成するDクラスアンプが過電流を発生したとき、同時に同じ動作で前記ブリッジ接続形アンプを構成するDクラスアンプの出力を減衰させて電流量を絞るようにしたものである。
Further, the second problem solving means can operate as a single-ended amplifier or a bridge-connected amplifier, each having an input and an output, and the output level is controlled by controlling the duty ratio of the PWM modulation signal by the DSP. When an overcurrent is detected by a plurality of configured D class amplifiers and an overcurrent detection circuit provided in each of the D class amplifiers, the DSP controls the duty ratio of the PWM modulation signal based on the detection result, and the overcurrent is detected. In an overcurrent protection device for an amplifier comprising an overcurrent protection circuit configured to attenuate the output of the generated D class amplifier and reduce the amount of current,
When the D class amplifier constitutes a bridge connection type amplifier, the OR signal of the output of the overcurrent detection circuit provided in each D class amplifier constituting the bridge connection type amplifier is generated, and this OR signal is supplied to the DSP. When the D class amplifier that constitutes the bridge connection generates an overcurrent, the output of the D class amplifier that constitutes the bridge connection amplifier is simultaneously attenuated by the same operation to reduce the current amount. It is a thing.

また、第3の課題解決手段は、前記第2の課題解決手段におけるアンプの過電流保護装置において、前記過電流検出回路を前記複数のDクラスアンプの出力側にそれぞれ備えるとともに、前記Dクラスアンプがブリッジ接続形アンプを構成したとき、そのブリッジ接続形アンプを構成するそれぞれのDクラスアンプに備えた過電流検出回路の出力のOR信号をつくり、このOR信号を前記ブリッジ接続形アンプを構成するそれぞれのDクラスアンプを制御する前記DSPのそれぞれの入力端子へ供給するように構成したものである。   According to a third problem solving means, in the overcurrent protection device for an amplifier in the second problem solving means, the overcurrent detection circuit is provided on the output side of each of the plurality of D class amplifiers. Form a bridge connection type amplifier, an OR signal of the output of the overcurrent detection circuit provided in each D class amplifier constituting the bridge connection type amplifier is generated, and this OR signal constitutes the bridge connection type amplifier. Each D-class amplifier is configured to be supplied to each input terminal of the DSP that controls the D-class amplifier.

本発明のアンプの過電流保護装置は、アンプに備えた過電流検出手段が過電流を検出したとき、この検出結果に基づき、アンプの出力を減衰させて電流量を絞るように構成したことにより、意図しない電流による温度上昇によって、アンプのパワートランジスタ等が破壊されるのを未然に防ぐことができる。   According to the amplifier overcurrent protection device of the present invention, when the overcurrent detection means provided in the amplifier detects an overcurrent, based on this detection result, the output of the amplifier is attenuated to reduce the amount of current. It is possible to prevent the power transistor of the amplifier from being destroyed due to a temperature rise due to an unintended current.

また、本発明のアンプの過電流保護装置は、ブリッジ接続形アンプを構成したそれぞれのDクラスアンプに備えた過電流検出回路の出力のOR信号をつくり、このOR信号をDSPへ供給して、ブリッジ接続を構成するDクラスアンプに過電流が発生したとき、同時に同じ動作でブリッジ接続形アンプを構成するDクラスアンプの出力を減衰させて電流量を絞るように構成したことによって、ブリッジ接続形アンプを構成時に負荷がショートした場合やショートに近いインピーダンス状態が長く続いた場合であっても、ブリッジ接続形アンプを構成するそれぞれのDクラスアンプに流れる電流を、シングルエンド接続形アンプを構成した場合と同じ設計値で制御することができる。このため、意図しない電流による温度上昇によって、DクラスアンプのパワーMOSFETが破壊されるのを未然に防ぐことができる。   The overcurrent protection device for an amplifier according to the present invention generates an OR signal of an output of an overcurrent detection circuit included in each D class amplifier constituting the bridge connection type amplifier, and supplies the OR signal to the DSP. When an overcurrent occurs in the D class amplifier constituting the bridge connection, the current is reduced by attenuating the output of the D class amplifier constituting the bridge connection type amplifier by the same operation at the same time. Even when the load is short-circuited when the amplifier is configured or when the impedance state close to the short-circuit continues for a long time, the current flowing through each D-class amplifier constituting the bridge-connected amplifier is configured as a single-ended connected amplifier. It can be controlled with the same design value as the case. For this reason, it is possible to prevent the power MOSFET of the D-class amplifier from being destroyed due to a temperature rise due to an unintended current.

以下、本発明の実施の形態について、図1に基づいて説明する。
なお、本実施の形態は、既に図2を用いて説明した従来のアンプの過電流保護装置に本発明を適用したものであって、図2と同様の構成動作を行う部分には同一符号を付し、その構成動作の説明は省略もしくは簡略化して記載し、本発明の要部について詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the present invention is applied to the conventional overcurrent protection device for an amplifier already described with reference to FIG. 2, and the same reference numerals are given to the parts performing the same configuration operation as in FIG. The description of the configuration operation is omitted or simplified, and the main part of the present invention will be described in detail.

図1において、1は入力端子で、例えば、ステレオ信号の左チャンネル信号またはブリッジ接続時の入力信号が印加される。2は入力端子で、ステレオ信号の右チャンネル信号が印加される。3、4は、ADコンバータで、入力端子1及び2に印加されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、DSP5に供給する。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an input terminal to which, for example, a left channel signal of a stereo signal or an input signal at the time of bridge connection is applied. Reference numeral 2 denotes an input terminal to which a right channel signal of a stereo signal is applied. Reference numerals 3 and 4 denote AD converters that convert the analog signals applied to the input terminals 1 and 2 into digital signals and supply them to the DSP 5.

DSP5は、Dクラスアンプ6及び7にそれぞれ対応して形成したレベルコントロール部51及び52を備えている。このDSP5によって、Dクラスアンプ6及び7は、PWM変調信号のデューティー比が制御されて出力レベルがコントロールされるように構成されている。また、このDクラスアンプ6及び7は、その出力側に、それぞれ過電流検出回路8及び9を備えている。また、10、11はDクラスアンプ6及び7の出力側に設けたローパスフィルタである。   The DSP 5 includes level control units 51 and 52 formed corresponding to the D class amplifiers 6 and 7, respectively. By this DSP 5, the D class amplifiers 6 and 7 are configured such that the output level is controlled by controlling the duty ratio of the PWM modulation signal. The D class amplifiers 6 and 7 are provided with overcurrent detection circuits 8 and 9 on their output sides. Reference numerals 10 and 11 denote low-pass filters provided on the output side of the D class amplifiers 6 and 7.

上記の過電流検出回路8及び9は、出力端子12及び13に接続されたスピーカ等の負荷14がショート状態またはインピーダンスが非常に小さくなり過電流状態になったとき、過電流を検出して、この検出信号をDSP5のレベルコントロール部入力端子511及び521へそれぞれ供給するように構成している。検出信号が供給されたレベルコントロール部51及び52は、その検出信号に基づき、PWM変調信号のデューティー比を制御することにより、Dクラスアンプ6及び7の出力を減衰させて電流量を絞り、スイッチングのためのパワーMOSFETの最大定格を超えないように電流量を制限して保護するよう構成している。   The overcurrent detection circuits 8 and 9 detect the overcurrent when the load 14 such as a speaker connected to the output terminals 12 and 13 is in a short state or when the impedance becomes very small and the overcurrent state is entered. This detection signal is configured to be supplied to the level control unit input terminals 511 and 521 of the DSP 5, respectively. The level control units 51 and 52 to which the detection signal is supplied control the duty ratio of the PWM modulation signal based on the detection signal, thereby attenuating the outputs of the D class amplifiers 6 and 7 to reduce the current amount and switching. Therefore, the current MOSFET is configured to be protected by limiting the amount of current so as not to exceed the maximum rating of the power MOSFET.

15はOR信号伝送線路であって、過電流検出回路8、9の両出力間に配置され、図1に示すようにDクラスアンプ6、7がブリッジ接続形アンプを構成したとき、過電流検出回路8、9の出力のOR信号をつくり、このOR信号をDSP5のレベルコントロール部入力端子511及び521へそれぞれ供給するように構成し、ブリッジ接続形アンプを構成したときの過電流の保護を同時に、同じ動作で行なうことができるようにしている。   An OR signal transmission line 15 is arranged between both outputs of the overcurrent detection circuits 8 and 9, and when the D class amplifiers 6 and 7 constitute a bridge connection type amplifier as shown in FIG. An OR signal of the output of the circuits 8 and 9 is generated and this OR signal is supplied to the level control unit input terminals 511 and 521 of the DSP 5, respectively, and overcurrent protection when a bridge connection type amplifier is configured is simultaneously provided. , So that the same operation can be performed.

このように、本実施の形態では、ブリッジ接続形アンプを構成したそれぞれのDクラスアンプ6、7に備えた過電流検出回路8、9の出力のOR信号をOR信号伝送線路15を介してつくり、このOR信号をDSP5のレベルコントロール部入力端子511及び521へそれぞれ供給する。そして、ブリッジ接続を構成するDクラスアンプ6、7に過電流が発生したとき、同時に同じ動作でブリッジ接続形アンプを構成するDクラスアンプの出力を減衰させて電流量を絞ることができ、パワーMOSFETが破壊されるのを未然に防ぐことができる。   As described above, in the present embodiment, the OR signals of the outputs of the overcurrent detection circuits 8 and 9 provided in the respective D class amplifiers 6 and 7 constituting the bridge connection type amplifier are generated via the OR signal transmission line 15. The OR signal is supplied to the level control unit input terminals 511 and 521 of the DSP 5, respectively. When an overcurrent occurs in the D class amplifiers 6 and 7 constituting the bridge connection, the current amount can be reduced by attenuating the output of the D class amplifier constituting the bridge connection amplifier by the same operation at the same time. It is possible to prevent the MOSFET from being destroyed.

さらに、ブリッジ接続形アンプを構成時に、負荷がショートした場合やショートに近いインピーダンス状態が長く続いた場合であっても、ブリッジ接続形アンプを構成するそれぞれのDクラスアンプ6、7に流れる電流量を、シングルエンド接続形アンプを構成した場合と同じ設計値で制御することができ、この結果、意図しない電流による温度上昇によって、Dクラスアンプ6,7のパワーMOSFETが破壊されるのを未然に防ぐことができるアンプの過電流保護装置を実現することができる。   Further, when the bridge connection type amplifier is configured, even if the load is short-circuited or the impedance state close to the short-circuit continues for a long time, the amount of current flowing through each of the D class amplifiers 6 and 7 constituting the bridge connection type amplifier Can be controlled with the same design value as when a single-ended connection type amplifier is configured. As a result, the power MOSFETs of the D class amplifiers 6 and 7 can be destroyed due to a temperature rise caused by an unintended current. An amplifier overcurrent protection device that can be prevented can be realized.

本発明の実施の形態に係るアンプの過電流保護装置の概略回路構成を示す図である。It is a figure which shows schematic circuit structure of the overcurrent protection apparatus of the amplifier which concerns on embodiment of this invention. 従来のアンプの過電流保護装置の概略回路構成を示す図である。It is a figure which shows schematic circuit structure of the overcurrent protection apparatus of the conventional amplifier. 通常動作状態の回路が負荷のショートによって過電流状態となったとき、DSPにより制御されて変化する電流の状態の一例を示すタイムチャートである。6 is a time chart illustrating an example of a state of a current that is controlled and changed by a DSP when a circuit in a normal operation state becomes an overcurrent state due to a short circuit of a load.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力端子
2 入力端子
3 ADコンバータ
4 ADコンバータ
5 DSP
51 レベルコントロール部
52 レベルコントロール部
511 レベルコントロール部入力端子
521 レベルコントロール部入力端子
6 Dクラスアンプ
7 Dクラスアンプ
8 過電流検出回路
9 過電流検出回路
10 ローパスフィルタ
11 ローパスフィルタ
12 出力端子
13 出力端子
14 負荷
15 OR信号伝送線路
1 Input Terminal 2 Input Terminal 3 AD Converter 4 AD Converter 5 DSP
51 Level Control Unit 52 Level Control Unit 511 Level Control Unit Input Terminal 521 Level Control Unit Input Terminal 6 D Class Amplifier 7 D Class Amplifier 8 Overcurrent Detection Circuit 9 Overcurrent Detection Circuit 10 Low Pass Filter 11 Low Pass Filter 12 Output Terminal 13 Output Terminal 14 Load 15 OR signal transmission line

Claims (3)

アンプに備えた過電流検出手段が過電流を検出したとき、この検出結果に基づき、前記アンプの出力を減衰させて電流量を絞るように構成したことを特徴とするアンプの過電流保護装置。   An overcurrent protection device for an amplifier, characterized in that when the overcurrent detection means provided in the amplifier detects an overcurrent, the output of the amplifier is attenuated based on the detection result to reduce the amount of current. それぞれが入力及び出力を有し、DSPによってPWM変調信号のデューティー比が制御されて出力レベルがコントロールされるシングルエンド形アンプあるいはブリッジ接続形アンプとして動作可能に構成した複数のDクラスアンプと、
前記Dクラスアンプにそれぞれ備えた過電流検出回路が過電流を検出したとき、この検出結果に基づき前記DSPがPWM変調信号のデューティー比を制御して過電流が発生したDクラスアンプの出力を減衰させて電流量を絞るように構成した過電流保護回路と
を備えたアンプの過電流保護装置において、
前記Dクラスアンプがブリッジ接続形アンプを構成したとき、このブリッジ接続形アンプを構成したそれぞれのDクラスアンプに備えた過電流検出回路の出力のOR信号をつくり、このOR信号を前記DSPへ供給するように構成して、前記ブリッジ接続を構成するDクラスアンプが過電流を発生したとき、同時に同じ動作で前記ブリッジ接続形アンプを構成するDクラスアンプの出力を減衰させて電流量を絞るようにしたことを特徴とするアンプの過電流保護装置。
A plurality of D-class amplifiers each configured to be operable as a single-ended amplifier or a bridge-connected amplifier, each having an input and an output, the output level of which is controlled by controlling the duty ratio of the PWM modulation signal by the DSP;
When an overcurrent detection circuit provided in each of the D class amplifiers detects an overcurrent, the DSP controls the duty ratio of the PWM modulation signal based on the detection result to attenuate the output of the D class amplifier in which the overcurrent has occurred. In an overcurrent protection device for an amplifier having an overcurrent protection circuit configured to reduce the amount of current,
When the D class amplifier constitutes a bridge connection type amplifier, the OR signal of the output of the overcurrent detection circuit provided in each D class amplifier constituting the bridge connection type amplifier is generated, and this OR signal is supplied to the DSP. When the D class amplifier that constitutes the bridge connection generates an overcurrent, the output of the D class amplifier that constitutes the bridge connection amplifier is simultaneously attenuated by the same operation to reduce the current amount. An overcurrent protection device for an amplifier.
前記過電流検出回路を前記複数のDクラスアンプの出力側にそれぞれ備えるとともに、前記Dクラスアンプがブリッジ接続形アンプを構成したとき、そのブリッジ接続形アンプを構成するそれぞれのDクラスアンプに備えた過電流検出回路の出力のOR信号をつくり、このOR信号を前記ブリッジ接続形アンプを構成するそれぞれのDクラスアンプを制御する前記DSPのそれぞれの入力端子へ供給するように構成したことを特徴とする請求項2記載のアンプの過電流保護装置。   The overcurrent detection circuit is provided on the output side of each of the plurality of D class amplifiers, and when the D class amplifier constitutes a bridge connection type amplifier, each of the D class amplifiers constituting the bridge connection type amplifier is provided. An OR signal of the output of the overcurrent detection circuit is generated, and this OR signal is supplied to each input terminal of the DSP that controls each D class amplifier constituting the bridge connection type amplifier. The overcurrent protection device for an amplifier according to claim 2.
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