JP3694621B2 - Speaker control system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカに供給される駆動電流を制御するスピーカ制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
電気的な音声信号を音に変換するための装置がスピーカであり、動電形、静電形、圧電形等のさまざまな方式が採用されている。例えば、動電形(ダイナミック)スピーカは、振動体となる円錐状のコーンと、このコーンの頂部近傍に配置された永久磁石と、永久磁石の近傍でコーンに固定された状態で設けられたボイスコイルとを含んで構成されている。増幅された音声信号をボイスコイルに入力することにより、ボイスコイルの周囲に磁束が発生するため、永久磁石の近傍に配置されたボイスコイルに力が作用し、この力によってコーンが振動して、電気的な音声信号から音への変換が行われる。
【0003】
また、上述したスピーカを駆動する場合、ボイスコイルによってコーンを振動させる必要があるため、ある程度の駆動電力が必要になる。このため、微少な音声信号をアンプ装置によって増幅し、増幅後の音声信号がスピーカに入力される。最近のアンプ装置では、パワートランジスタ等を用いて構成されたパワーICが出力段に用いられており、このパワーICは、接続された負荷が変動しても出力電圧を維持するように動作する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のアンプ装置に用いられているパワーICは、負荷変動があった場合にも出力電圧が一定になるように動作するため、スピーカのボイスコイルが部分的に短絡してこの両端電圧が低下した場合に、この両端電圧を上げようとして過大な電流が流れるという問題があった。例えば、負荷インピーダンスが4Ωのスピーカのボイスコイルが部分的に短絡して、負荷インピーダンスが0.5Ωに低下した場合を考えると、低下したボイスコイルの両端電圧を元の値に戻すためには約8倍の電流を流す必要があるため、急激に駆動電流が上昇することになる。
【0005】
また、このような電流値の変動は、アンプ装置の出力段に用いられているパワーICの動作の結果として生じるものであるため、アンプ装置の動作を制御する制御装置等では、パワーICからスピーカのボイスコイルに過大な電流が流れたときの異常を検出することができなかった。この異常を早期に検出することができれば、パワーICの動作を停止させる等の制御を行って、過大な電流供給を長時間にわたって行ったことによる故障等の防止が可能になる。
【0006】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、スピーカに過大な駆動電流が流れることを防止することができるスピーカ制御システムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、スピーカ等の異常を検出することができるスピーカ制御システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のスピーカ制御システムは、スピーカに印加される駆動電圧を電圧検出手段で検出するとともに、このスピーカに供給される駆動電流を電流検出手段で検出し、検出された駆動電圧の大きさに応じて設定された所定の最大電流値を越えないように、駆動電流制限手段によって駆動電流の大きさが制限されている。駆動電圧の大きさに応じて最大電流値が設定され、これを越える駆動電流の供給動作が制限されるため、スピーカの負荷変動によって駆動電圧が急に小さくなった場合であっても、この駆動電圧を一定にするために過大な駆動電流が流れることを防止することができる。
【0008】
特に、上述した最大電流値は、接続が許容されるスピーカの最小インピーダンスを考慮して各駆動電圧毎に設定することが望ましい。接続が許容される各負荷インピーダンスのスピーカに対して動作を保証することができるとともに、スピーカのボイスコイルの短絡等によって生じる急激な駆動電圧の低下が生じた場合の過大な駆動電流の供給を確実に防止することができる。
【0009】
また、スピーカを駆動する駆動手段の電流供給動作を制御する駆動制御手段を設け、上述した駆動電流制限手段によって駆動電流の供給動作が制限されたときに、駆動手段による駆動電流の供給動作を停止させることが望ましい。スピーカに異常があって駆動電流が所定の最大電流値を越える場合には、駆動手段による過大な電流供給動作を停止させることにより、駆動手段が故障に至ることを防止することができる。
【0010】
また、上述した駆動電流制限手段によって駆動電流の供給動作が制限されたときに、通知手段によって異常発生の通知を行うことが望ましい。最大電流値を越えるような過大な電流値が流れてその供給動作が制限されたときに、その事実を異常発生通知として出力することにより、この通知に基づく対策や表示を行うことが容易となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスピーカ制御システムを適用した一実施形態のアンプ装置について、図面を参照しながら説明する。
【0012】
図1は、一実施形態のアンプ装置の構成を示す図である。同図に示す本実施形態のアンプ装置100は、スピーカ駆動部110、駆動電流制限回路120、制御部130を含んで構成されている。なお、実際にはアンプ装置100に入力された音声信号に対して音量や音質等の制御がなされるが、これらの制御機構に関する構成については省略するものとする。
【0013】
スピーカ駆動部110は、入力された音声信号に基づいて、アンプ装置100に接続されたスピーカ200を駆動する駆動電流を出力する。例えば、パワートランジスタを含んでパッケージングされたパワーICによって構成されており、入力される音声信号の振幅値に応じて駆動電流が制御されるようになっている。
【0014】
駆動電流制限回路120は、スピーカ駆動部110からスピーカ200に供給される電流値が所定の最大電流値を越えたときに、この電流供給動作を制限するためのものであり、電位差検出部2、電流検出部3、電流制御部4、抵抗5〜7を含んで構成されている。
【0015】
電位差検出部2は、スピーカ200の端子間電圧を検出するためのものであり、この端子間に接続された抵抗5の両端の電位差を検出する。この検出結果は、スピーカ200に対する駆動電圧として判定部11に向けて出力される。なお、抵抗5は、スピーカ200の両端電圧を検出するために用いられるため、スピーカ200の駆動動作に影響を与えない程度に、スピーカ200の負荷インピーダンスよりも充分大きなインピーダンス(抵抗値)のものが用いられる。
【0016】
電流検出部3は、スピーカ200に供給される駆動電流を検出するためのものであり、この駆動電流の供給される信号路上に挿入された2つの抵抗6、7の両端電圧を測定し、この測定値に基づいて駆動電流値を検出する。この検出結果は、判定部11に向けて出力される。具体的には、一方の抵抗6は、スピーカ駆動部110の正極側出力端子に接続された信号線路上に挿入されており、この信号線路を駆動電流が流れたときに抵抗6の両端に生じる端子間電圧が電流検出部3によって測定される。また、他方の抵抗7は、スピーカ駆動部110の負極側出力端子に接続された信号線路上に挿入されており、この信号線路を駆動電流が流れたときに抵抗7の両端に生じる端子間電圧が電流検出部3によって測定される。なお、上述した2つの抵抗6、7のそれぞれに流れるスピーカ200の駆動電流の値は正常時には同じであるため、いずれか一方を省略するようにしてもよい。また、これらの抵抗6、7は、スピーカ200に流れる駆動電流を検出するために用いられるため、スピーカ200の駆動動作に影響を与えない程度に、スピーカ200の負荷インピーダンスよりも充分小さなインピーダンス(抵抗値)のものが用いられる。
【0017】
電流制御部4は、スピーカ200に過剰の駆動電流が供給されたときに、この供給動作を制限するものであり、この制限動作を行うために、判定部11、スイッチ12、13を含んで構成されている。一方のスイッチ12は、スピーカ駆動部110の正極側出力端子とスピーカ200の一方の入力端子とを接続する信号線路に挿入されており、この信号線路上を流れる駆動電流の供給動作を制限するために用いられる。また、他方のスイッチ13は、スピーカ駆動部110の負極側出力端子とスピーカ200の他方の入力端子とを接続する信号線路に挿入されており、この信号線路上を流れる駆動電流の供給動作を制限するために用いられる。
【0018】
判定部11は、電位差検出部2および電流検出部3の各検出結果が入力されており、これらの検出結果に基づいてスイッチ12、13の開閉状態を制御する。具体的には、判定部11は、電位差検出部2によって検出されたスピーカ200の端子間電圧(駆動電圧)の値に応じた最大電流量があらかじめ設定されており、電流検出部3によって検出された駆動電流の値がこの最大電流値を越えない場合には、スイッチ12、13を全閉の状態で制御する。すなわち、この場合には駆動電流を制限する動作は行われない。一方、判定部11は、電流検出部3によって検出された駆動電流の値が上述した最大電流値を越えた場合には、スイッチ12、13を所定のデューティ比で開閉することにより駆動電流を制限し、電流検出部3によって検出された駆動電流の値がこの最大電流値を越えないように制御する。このようにして駆動電流の制限動作が行われると、判定部11から制御部130に対して、駆動電流が制限された旨を知らせるための所定の通知信号が送られる。
【0019】
また、図1に示した制御部130は、アンプ装置100の全体を制御する。この制御部130は、電流制御部4内の判定部11から出力された通知信号を受け取ると、スピーカ駆動部110に対して動作停止指示を送って、スピーカ200に対する駆動電流の供給動作を停止させる。
【0020】
上述した電位差検出部2、抵抗5が電圧検出手段に、電流検出部3、抵抗6、抵抗7が電流検出手段に、判定部11、スイッチ12および13を含む電流制御部4が駆動電流制限手段に、制御部130が駆動制御手段にそれぞれ対応する。
【0021】
本実施形態のアンプ装置100はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図2は、アンプ装置100の動作手順を示す流れ図であり、主に駆動電流制限回路120による動作手順が示されている。
【0022】
駆動電流制限回路120が動作を開始すると、まず、電位差検出部2は、抵抗5の両端の電位差V1を検出する(ステップ100)。検出された電位差の値は、スピーカ200に印加される駆動電圧V1として、電流制御部4内の判定部11に向けて出力される。
【0023】
また、電流検出部3は、抵抗6の両端電圧V2を測定し、この両端電圧V2を抵抗6の抵抗値R1で割ることにより、スピーカ駆動部110とスピーカ200とを接続する一方の信号線路を介して流れる駆動電流I1を検出するとともに、抵抗7の両端電圧V3を測定し、この両端電圧V3を抵抗7の抵抗値R2で割ることにより、スピーカ駆動部110とスピーカ200とを接続する他方の信号線路を介して流れる駆動電流I2を検出する(ステップ101)。検出された駆動電流I1、I2は、電流制御部4内の判定部11に向けて出力される。なお、上述した駆動電圧V1の検出動作と、駆動電流I1、I2の検出動作は、同じタイミングで行われる。
【0024】
次に、電流制御部4内の判定部11は、電位差検出部2を用いて検出されたスピーカ200の駆動電圧V1に対応する所定の最大電流値Imaxと、電流検出部3によって検出されたスピーカ200の駆動電流I1、I2とを比較し、これらの各電流値I1、I2が最大電流値Imax以上であるか否かを判定する(ステップ102)。実際には、スピーカ200のボイスコイル(図示せず)の両端のそれぞれに流れ込む駆動電流I1、I2は同じであるため、本実施形態では、これらの平均値I3(=(I1+I2)/2)と最大電流値Imaxとを比較するものとする。
【0025】
図3は、検出された駆動電圧V1と最大電流値Imaxとの関係を示す図である。所定のインピーダンスZを有するボイスコイルに印加される駆動電圧V1と、このときに流れる電流値Iとの間には、I=V1/Zの関係がある。したがって、スピーカ200のボイスコイルに短絡等の異常がない場合に、検出された駆動電圧V1に対応して流れる電流値が定まるため、測定誤差等を考慮してこの電流値よりも1[A]程度高い値がその駆動電圧V1に対応する最大電流Imaxとして設定される。また、スピーカ200の負荷インピーダンスが異なると、駆動電圧V1が同じであっても流れる電流値が異なってくるため、本実施形態では一般に使用されるスピーカ200の最小の負荷インピーダンスを2[Ω]として各駆動電圧V1に対応する駆動電流値を求め、誤動作や音質劣化等を考慮してこの駆動電流値よりも1[A]程度加算した値が上述した最大電流値Imaxとして設定されている。
【0026】
したがって、上述したステップ102においては、検出された駆動電圧V1に対応する駆動電流I3が、図3においてハッチングが付された領域に含まれるか否かが判定されることになる。駆動電流I3がその時点での駆動電圧V1に対応する最大電流値Imax以上である場合、すなわち検出された電流値I3が図3においてハッチングが付された領域に含まれている場合には、上述したステップ102において肯定判断がなされ、次に判定部11は、スイッチ12、13の開閉制御を行うことにより、スピーカ200に供給される駆動電流I1、I2を制限する(ステップ103)。例えば、判定部11は、スイッチ12、13を所定周期で繰り返し開閉するとともに、このときの開状態と閉状態のデューティー比を調整することにより、スピーカ200に供給される駆動電流I1、I2がその時点の駆動電圧V1に対応した最大電流値Imaxとほぼ等しくなるように制御する。なお、電流制限が行われた場合の電流値は、必ずしもその時点の駆動電圧V1に対応する最大電流値Imaxに一致させる必要はなく、この最大電流値Imax以下であればよい。
【0027】
このようにして駆動電流I1、I2が制限されると、次に、判定部11は、駆動電流を制限した旨の通知を制御部130に向けて出力する(ステップ104)。その後、ステップ100に戻って駆動電圧V1の検出動作以降が繰り返される。
【0028】
また、駆動電流I3がその時点での駆動電圧V1に対応する最大電流値Imax未満である場合、すなわち検出された電流値I3が図3においてハッチングが付された領域に含まれていない場合には、上述したステップ102において否定判断がなされ、その後、ステップ100に戻って駆動電圧V1の検出動作以降が繰り返される。
【0029】
このように、本実施形態の駆動電流制限回路120は、正常であって最も小さい負荷インピーダンスを有するスピーカ200が接続された場合に流れる電流値(最大電流値Imax)を越えるような駆動電流がスピーカ200に供給されている場合に、この駆動電流の供給動作を制限している。したがって、スピーカ200のボイスコイルが短絡した場合であっても過大な駆動電流が流れることを防止することができる。
【0030】
また、このような駆動電流の供給動作が制限された場合に、その旨の通知が駆動電流制限回路120から出力されるため、この通知を受け取った制御部130は、スピーカ駆動部110内のパワーICの動作を停止させることができ、長時間にわたって過大な電流供給を行うことにより、スピーカ駆動部110が故障するなどの不測の事態を回避することができる。
【0031】
図4は、駆動電圧V1と最大電流値Imaxとの関係を示す図であり、接続されるスピーカ200の負荷インピーダンスを横軸にとった場合の駆動電圧V1と最大電流値Imaxの関係が示されている。なお、スピーカ200の負荷インピーダンスがほぼ2[Ω]以下の領域では、負荷インピーダンスが高くなればなるほど駆動電圧V1が急激に上昇し、負荷インピーダンスが2[Ω]以上の領域では、負荷インピーダンスが高くなってもそれ程駆動電圧V1が高くならないのは、実際にスピーカ駆動部110に内蔵されたパワーICの特性が非線形になっているためである。このように、本実施形態では、駆動電流制限回路120によって駆動電流が制限されるため、例えばスピーカ200のボイスコイルが部分的に短絡して駆動電圧V1が急激に低下するような場合であっても、この駆動電圧V1の低下に伴って供給可能な駆動電流の値も低下し、過大な駆動電流がスピーカ200に供給されることを防止することができる。
【0032】
図5は、本実施形態の駆動電流制限回路120を用いない従来のアンプ装置によってスピーカ200を駆動した場合の駆動電圧と駆動電流の関係を示す図である。図4に示した関係と比較すると、従来はスピーカ200の駆動電圧が低下すると、この値を維持しようとして過大な駆動電流が流れていたことがわかる。
【0033】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、電流制御部4内のスイッチ12、13を開閉するデューティー比を調整することによりスピーカ200に供給される駆動電流を制限するようにしたが、バイポーラトランジスタやFETあるいはその他の素子を用いて信号線路に流れる電流値をアナログ的に制御するようにしてもよい。
【0034】
また、上述した実施形態では、駆動電流制限回路120によって駆動電流の制限動作が行われた場合に、その旨の通知を制御部130に送ってスピーカ駆動部110の動作を停止させる場合を説明したが、スピーカ駆動部110の動作を停止させる代わりに、あるいはこの停止動作と並行して、利用者に向けてアラームを出力するようにしてもよい。例えば、このアラームの出力によって、所定の表示灯が点灯するものとすると、この表示灯の点灯状態を確認した利用者は、アンプ装置100やスピーカ200に異常が発生したことを知ることができるため、早期に修理に出すなどの対策をとることができる。
【0035】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、駆動電圧の大きさに応じて最大電流値が設定され、これを越える駆動電流の供給動作が制限されるため、スピーカの負荷変動によって駆動電圧が急に小さくなった場合であっても、この駆動電圧を一定にするために過大な駆動電流が流れることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態のアンプ装置の構成を示す図である。
【図2】駆動電流制御回路の各部の動作を示す流れ図である。
【図3】駆動電圧と最大電流との関係を示す図である。
【図4】電流制限が行われた駆動電圧と駆動電流との関係を示す図である。
【図5】従来の駆動電圧と駆動電流との関係を示す図である。
【符号の説明】
2 電位差検出部
3 電流検出部
4 電流制御部
5、6、7 抵抗
11 判定部
12、13 スイッチ
100 アンプ装置
110 スピーカ駆動部
120 駆動電流制限回路
130 制御部
200 スピーカ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker control system that controls a drive current supplied to a speaker.
[0002]
[Prior art]
A device for converting an electrical audio signal into sound is a speaker, and various systems such as an electrodynamic type, an electrostatic type, and a piezoelectric type are adopted. For example, an electrodynamic (dynamic) speaker is a cone-shaped cone that is a vibrating body, a permanent magnet disposed near the top of the cone, and a voice that is fixed to the cone near the permanent magnet. And a coil. By inputting the amplified audio signal to the voice coil, a magnetic flux is generated around the voice coil. Therefore, a force acts on the voice coil arranged near the permanent magnet, and the cone vibrates by this force. Conversion from an electrical audio signal to sound is performed.
[0003]
Further, when driving the above-described speaker, it is necessary to vibrate the cone with the voice coil, so that a certain amount of driving power is required. For this reason, a minute audio signal is amplified by the amplifier device, and the amplified audio signal is input to the speaker. In a recent amplifier device, a power IC configured using a power transistor or the like is used in an output stage, and this power IC operates so as to maintain an output voltage even when a connected load fluctuates.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the power IC used in the above-described conventional amplifier device operates so that the output voltage becomes constant even when the load fluctuates. When the voltage is lowered, there is a problem that an excessive current flows to increase the voltage across the both ends. For example, when the voice coil of a speaker with a load impedance of 4Ω is partially short-circuited and the load impedance is reduced to 0.5Ω, it is about Since it is necessary to flow eight times the current, the drive current increases rapidly.
[0005]
In addition, since such a fluctuation in current value occurs as a result of the operation of the power IC used in the output stage of the amplifier device, in a control device or the like that controls the operation of the amplifier device, An abnormality was not detected when an excessive current flowed through the voice coil. If this abnormality can be detected at an early stage, it is possible to perform control such as stopping the operation of the power IC and to prevent failure due to excessive current supply for a long time.
[0006]
The present invention has been created in view of such a point, and an object thereof is to provide a speaker control system capable of preventing an excessive drive current from flowing through the speaker. Another object of the present invention is to provide a speaker control system capable of detecting an abnormality of a speaker or the like.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the speaker control system according to the present invention detects the drive voltage applied to the speaker by the voltage detection means, and detects the drive current supplied to the speaker by the current detection means. The magnitude of the drive current is limited by the drive current limiting means so as not to exceed a predetermined maximum current value set according to the magnitude of the set drive voltage. The maximum current value is set according to the magnitude of the drive voltage, and the drive current supply operation exceeding this is limited, so even if the drive voltage suddenly decreases due to load fluctuations of the speaker, this drive It is possible to prevent an excessive drive current from flowing in order to keep the voltage constant.
[0008]
In particular, the maximum current value described above is desirably set for each drive voltage in consideration of the minimum impedance of a speaker that is allowed to be connected. Operation is assured for speakers with each load impedance that is allowed to be connected, and excessive drive current supply is ensured in the event of a sudden drop in drive voltage caused by a short circuit of the speaker's voice coil, etc. Can be prevented.
[0009]
In addition, drive control means for controlling the current supply operation of the drive means for driving the speaker is provided, and when the drive current supply operation is restricted by the drive current limiting means described above, the drive current supply operation by the drive means is stopped. It is desirable to make it. When the speaker is abnormal and the drive current exceeds a predetermined maximum current value, it is possible to prevent the drive means from being broken by stopping the excessive current supply operation by the drive means.
[0010]
In addition, when the drive current supply operation is limited by the above-described drive current limiting means, it is desirable to notify the occurrence of abnormality by the notification means. When an excessive current value exceeding the maximum current value flows and its supply operation is restricted, the fact is output as an abnormality occurrence notification, making it easy to take measures and display based on this notification .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an amplifier device according to an embodiment to which the speaker control system of the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an amplifier device according to an embodiment. The amplifier device 100 of this embodiment shown in the figure includes a speaker driving unit 110, a driving current limiting circuit 120, and a control unit 130. In practice, the sound volume and sound quality are controlled with respect to the audio signal input to the amplifier device 100, but the configuration relating to these control mechanisms will be omitted.
[0013]
The speaker driving unit 110 outputs a driving current for driving the speaker 200 connected to the amplifier device 100 based on the input audio signal. For example, it is configured by a power IC packaged including a power transistor, and the drive current is controlled according to the amplitude value of the input audio signal.
[0014]
The drive current limiting circuit 120 is for limiting the current supply operation when the current value supplied from the speaker driver 110 to the speaker 200 exceeds a predetermined maximum current value. The current detection unit 3, the current control unit 4, and resistors 5 to 7 are included.
[0015]
The potential difference detection unit 2 detects a voltage between terminals of the speaker 200, and detects a potential difference between both ends of a resistor 5 connected between the terminals. This detection result is output toward the determination unit 11 as a driving voltage for the speaker 200. Since the resistor 5 is used to detect the voltage across the speaker 200, the resistor 5 has an impedance (resistance value) sufficiently larger than the load impedance of the speaker 200 so as not to affect the driving operation of the speaker 200. Used.
[0016]
The current detection unit 3 is for detecting the drive current supplied to the speaker 200. The current detection unit 3 measures the voltage across the two resistors 6 and 7 inserted on the signal path to which the drive current is supplied. A drive current value is detected based on the measured value. This detection result is output toward the determination unit 11. Specifically, one resistor 6 is inserted on a signal line connected to the positive output terminal of the speaker driving unit 110, and is generated at both ends of the resistor 6 when a drive current flows through the signal line. The voltage between terminals is measured by the current detection unit 3. The other resistor 7 is inserted on a signal line connected to the negative output terminal of the speaker driving unit 110, and a terminal voltage generated at both ends of the resistor 7 when a drive current flows through the signal line. Is measured by the current detector 3. In addition, since the value of the drive current of the speaker 200 flowing through each of the two resistors 6 and 7 described above is the same during normal operation, either one may be omitted. Since these resistors 6 and 7 are used to detect the drive current flowing through the speaker 200, the impedance (resistor) is sufficiently smaller than the load impedance of the speaker 200 so as not to affect the driving operation of the speaker 200. Value) is used.
[0017]
The current control unit 4 limits the supply operation when an excessive drive current is supplied to the speaker 200. The current control unit 4 includes a determination unit 11 and switches 12 and 13 for performing the limit operation. Has been. One switch 12 is inserted in a signal line that connects the positive output terminal of the speaker drive unit 110 and one input terminal of the speaker 200, and limits the supply operation of the drive current flowing on the signal line. Used for. The other switch 13 is inserted in a signal line that connects the negative output terminal of the speaker driving unit 110 and the other input terminal of the speaker 200, and restricts the supply operation of the drive current flowing on this signal line. Used to do.
[0018]
The determination unit 11 receives the detection results of the potential difference detection unit 2 and the current detection unit 3, and controls the open / close state of the switches 12 and 13 based on the detection results. Specifically, in the determination unit 11, a maximum current amount corresponding to the value of the inter-terminal voltage (drive voltage) of the speaker 200 detected by the potential difference detection unit 2 is set in advance, and is detected by the current detection unit 3. If the drive current value does not exceed the maximum current value, the switches 12 and 13 are controlled in a fully closed state. That is, in this case, the operation for limiting the drive current is not performed. On the other hand, when the value of the drive current detected by the current detection unit 3 exceeds the maximum current value described above, the determination unit 11 limits the drive current by opening and closing the switches 12 and 13 with a predetermined duty ratio. Then, control is performed so that the value of the drive current detected by the current detection unit 3 does not exceed the maximum current value. When the drive current limiting operation is performed in this manner, the determination unit 11 sends a predetermined notification signal for notifying the controller 130 that the drive current is limited.
[0019]
Further, the control unit 130 illustrated in FIG. 1 controls the entire amplifier device 100. When the control unit 130 receives the notification signal output from the determination unit 11 in the current control unit 4, the control unit 130 sends an operation stop instruction to the speaker drive unit 110 to stop the drive current supply operation to the speaker 200. .
[0020]
The potential difference detection unit 2 and the resistor 5 described above are the voltage detection means, the current detection unit 3, the resistor 6 and the resistor 7 are the current detection means, and the current control unit 4 including the determination unit 11 and the switches 12 and 13 is the drive current limiting unit. In addition, the control unit 130 corresponds to a drive control unit.
[0021]
The amplifier device 100 of the present embodiment has such a configuration, and the operation thereof will be described next. FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure of the amplifier device 100, and mainly shows an operation procedure by the drive current limiting circuit 120.
[0022]
When the drive current limiting circuit 120 starts operating, first, the potential difference detection unit 2 detects the potential difference V1 across the resistor 5 (step 100). The detected potential difference value is output to the determination unit 11 in the current control unit 4 as the drive voltage V <b> 1 applied to the speaker 200.
[0023]
In addition, the current detection unit 3 measures the voltage V2 across the resistor 6 and divides the voltage V2 across the resistor 6 by the resistance value R1 of the resistor 6 so that one signal line connecting the speaker driving unit 110 and the speaker 200 is connected. And the voltage V3 across the resistor 7 is measured, and the voltage V3 across the resistor 7 is divided by the resistance value R2 of the resistor 7 so that the other of the speaker driver 110 and the speaker 200 is connected. A drive current I2 flowing through the signal line is detected (step 101). The detected drive currents I1 and I2 are output toward the determination unit 11 in the current control unit 4. Note that the detection operation of the drive voltage V1 and the detection operation of the drive currents I1 and I2 are performed at the same timing.
[0024]
Next, the determination unit 11 in the current control unit 4 includes a predetermined maximum current value Imax corresponding to the driving voltage V1 of the speaker 200 detected using the potential difference detection unit 2 and the speaker detected by the current detection unit 3. 200 drive currents I1 and I2 are compared, and it is determined whether or not each of these current values I1 and I2 is equal to or greater than the maximum current value Imax (step 102). Actually, since the drive currents I1 and I2 flowing into both ends of the voice coil (not shown) of the speaker 200 are the same, in this embodiment, these average values I3 (= (I1 + I2) / 2) and The maximum current value Imax is compared.
[0025]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the detected drive voltage V1 and the maximum current value Imax. There is a relationship of I = V1 / Z between the drive voltage V1 applied to the voice coil having the predetermined impedance Z and the current value I flowing at this time. Therefore, when there is no abnormality such as a short circuit in the voice coil of the speaker 200, the value of the current that flows corresponding to the detected drive voltage V1 is determined. A somewhat high value is set as the maximum current Imax corresponding to the drive voltage V1. Also, if the load impedance of the speaker 200 is different, the value of the flowing current will be different even if the drive voltage V1 is the same. Therefore, in this embodiment, the minimum load impedance of the speaker 200 that is generally used is 2 [Ω]. A drive current value corresponding to each drive voltage V1 is obtained, and a value obtained by adding about 1 [A] to the drive current value in consideration of malfunction or sound quality deterioration is set as the above-described maximum current value Imax.
[0026]
Therefore, in step 102 described above, it is determined whether or not the drive current I3 corresponding to the detected drive voltage V1 is included in the hatched area in FIG. When the drive current I3 is equal to or greater than the maximum current value Imax corresponding to the drive voltage V1 at that time, that is, when the detected current value I3 is included in the hatched region in FIG. In step 102, an affirmative determination is made, and then the determination unit 11 performs open / close control of the switches 12 and 13, thereby limiting the drive currents I1 and I2 supplied to the speaker 200 (step 103). For example, the determination unit 11 repeatedly opens and closes the switches 12 and 13 in a predetermined cycle, and adjusts the duty ratio between the open state and the closed state at this time, so that the drive currents I1 and I2 supplied to the speaker 200 are Control is performed so as to be approximately equal to the maximum current value Imax corresponding to the driving voltage V1 at the time. Note that the current value when the current is limited does not necessarily need to match the maximum current value Imax corresponding to the driving voltage V1 at that time, and may be equal to or less than the maximum current value Imax.
[0027]
When the drive currents I1 and I2 are thus limited, the determination unit 11 then outputs a notification that the drive current is limited to the control unit 130 (step 104). Thereafter, returning to step 100, the operation after the detection operation of the drive voltage V1 is repeated.
[0028]
Further, when the drive current I3 is less than the maximum current value Imax corresponding to the drive voltage V1 at that time, that is, when the detected current value I3 is not included in the hatched region in FIG. In step 102 described above, a negative determination is made, and then the process returns to step 100 to repeat the operation for detecting the drive voltage V1.
[0029]
As described above, the drive current limiting circuit 120 of this embodiment has a drive current that exceeds the current value (maximum current value Imax) that flows when the speaker 200 that is normal and has the smallest load impedance is connected. When the current is supplied to 200, the drive current supply operation is limited. Therefore, it is possible to prevent an excessive driving current from flowing even when the voice coil of the speaker 200 is short-circuited.
[0030]
In addition, when such a drive current supply operation is limited, a notification to that effect is output from the drive current limit circuit 120, and therefore the control unit 130 that has received this notification has the power in the speaker drive unit 110. The operation of the IC can be stopped, and by supplying an excessive current for a long time, an unexpected situation such as a failure of the speaker driving unit 110 can be avoided.
[0031]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the drive voltage V1 and the maximum current value Imax, and shows the relationship between the drive voltage V1 and the maximum current value Imax when the load impedance of the connected speaker 200 is taken on the horizontal axis. ing. In the region where the load impedance of the speaker 200 is approximately 2 [Ω] or less, the drive voltage V1 increases rapidly as the load impedance increases. In the region where the load impedance is 2 [Ω] or more, the load impedance is high. The reason why the drive voltage V1 does not increase so much is that the characteristics of the power IC incorporated in the speaker drive unit 110 are actually non-linear. Thus, in this embodiment, since the drive current is limited by the drive current limiting circuit 120, for example, the voice coil of the speaker 200 is partially short-circuited and the drive voltage V1 is suddenly reduced. However, the value of the drive current that can be supplied also decreases as the drive voltage V1 decreases, and an excessive drive current can be prevented from being supplied to the speaker 200.
[0032]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the drive voltage and the drive current when the speaker 200 is driven by a conventional amplifier device that does not use the drive current limiting circuit 120 of the present embodiment. Compared with the relationship shown in FIG. 4, it can be seen that, when the driving voltage of the speaker 200 is lowered, an excessive driving current has flowed in an attempt to maintain this value.
[0033]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the drive current supplied to the speaker 200 is limited by adjusting the duty ratio for opening and closing the switches 12 and 13 in the current control unit 4. The current value flowing in the signal line may be controlled in an analog manner using the element.
[0034]
Further, in the above-described embodiment, when the drive current limiting operation is performed by the drive current limiting circuit 120, a case in which the notification is sent to the control unit 130 to stop the operation of the speaker driving unit 110 has been described. However, instead of stopping the operation of the speaker driving unit 110, or in parallel with this stopping operation, an alarm may be output to the user. For example, if a predetermined indicator lamp is turned on by the output of this alarm, a user who has confirmed the lighting state of the indicator lamp can know that an abnormality has occurred in the amplifier device 100 or the speaker 200. Measures such as sending out repairs early can be taken.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the maximum current value is set according to the magnitude of the drive voltage, and the supply operation of the drive current exceeding this is limited. Even when the drive voltage becomes smaller, it is possible to prevent an excessive drive current from flowing in order to keep the drive voltage constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an amplifier device according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of each part of the drive current control circuit.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a driving voltage and a maximum current.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a drive voltage and a drive current subjected to current limitation.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a conventional driving voltage and a driving current.
[Explanation of symbols]
2 Potential difference detection unit 3 Current detection unit 4 Current control unit 5, 6, 7 Resistance 11 Determination unit 12, 13 Switch 100 Amplifier device 110 Speaker drive unit 120 Drive current limiting circuit 130 Control unit 200 Speaker

Claims (4)

スピーカを駆動する駆動手段と、
前記スピーカに印加される駆動電圧を検出する電圧検出手段と、
前記スピーカに供給される駆動電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された駆動電圧の大きさに応じて設定された所定の最大電流値を越えないように、前記電流検出手段によって検出される電流値に基づいて、前記スピーカに供給される駆動電流を制限する駆動電流制限手段と、
を備えることを特徴とするスピーカ制御システム。
Driving means for driving the speaker;
Voltage detecting means for detecting a driving voltage applied to the speaker;
Current detection means for detecting a drive current supplied to the speaker;
Based on the current value detected by the current detection means so as not to exceed a predetermined maximum current value set according to the magnitude of the drive voltage detected by the voltage detection means, the speaker is supplied to the speaker. Drive current limiting means for limiting the drive current;
A speaker control system comprising:
請求項1において、
前記駆動電流制限手段は、接続が許容される前記スピーカの最小インピーダンスを考慮して各駆動電圧毎に設定された前記最大電流値を、前記電流検出手段によって検出された駆動電流が越えたときに、前記駆動手段から前記スピーカに供給される電流値を制限することを特徴とするスピーカ制御システム。
In claim 1,
When the drive current detected by the current detection means exceeds the maximum current value set for each drive voltage in consideration of the minimum impedance of the speaker that is allowed to be connected, the drive current limiting means A speaker control system for limiting a current value supplied to the speaker from the driving means.
請求項2において、
前記駆動手段による前記駆動電流の供給動作を制御する駆動制御手段をさらに備えており、
前記駆動電流制限手段によって前記スピーカに対して供給される駆動電流の供給動作が制限されたときに、前記駆動制御手段によって、前記駆動手段による前記駆動電流の供給動作を停止させることを特徴とするスピーカ制御システム。
In claim 2,
Drive control means for controlling supply operation of the drive current by the drive means;
When the drive current supply operation supplied to the speaker is restricted by the drive current limiting means, the drive control means stops the drive current supply operation by the drive means. Speaker control system.
請求項2において、
前記駆動電流制限手段によって前記スピーカに対して供給される駆動電流の供給動作が制限されたときに、異常発生の通知を行う通知手段をさらに備えることを特徴とするスピーカ制御システム。
In claim 2,
A speaker control system, further comprising a notification unit that notifies the occurrence of an abnormality when a drive current supply operation supplied to the speaker is limited by the drive current limiting unit.
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