JP5187640B2 - Pulse width modulation circuit and switching amplifier - Google Patents

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Description

本発明は、パルス幅変調回路に関し、詳細には、マルチバイブレータを備えるパルス幅変調回路に関する。   The present invention relates to a pulse width modulation circuit, and more particularly to a pulse width modulation circuit including a multivibrator.

図4は従来のパルス幅変調回路60を示す回路図である。パルス幅変調回路60は、コンデンサC1、C2をトランジスタQ2、Q1のコレクタ電流によって充放電することにより、インバータINV1、INV2からハイレベルまたはローレベルの2つのレベルを有するパルスを出力する。そして、トランジスタQ1に入力信号であるオーディオ信号inを入力し、定電流からのトランジスタQ1、Q2のコレクタ電流の分配比を制御し、コンデンサC1、C2の充電時間を制御することによって、出力パルスのパルス幅を変調する。その結果、パルス幅変調回路60は、インバータINV1、INV2からそれぞれPWM(パルス幅変調)信号を出力する(例えば、特許文献1〜3)。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional pulse width modulation circuit 60. The pulse width modulation circuit 60 outputs pulses having two levels of high level or low level from the inverters INV1 and INV2 by charging and discharging the capacitors C1 and C2 with the collector currents of the transistors Q2 and Q1. Then, the audio signal in which is an input signal is input to the transistor Q1, the distribution ratio of the collector currents of the transistors Q1 and Q2 from the constant current is controlled, and the charging time of the capacitors C1 and C2 is controlled, so that the output pulse of Modulate the pulse width. As a result, the pulse width modulation circuit 60 outputs PWM (pulse width modulation) signals from the inverters INV1 and INV2, respectively (for example, Patent Documents 1 to 3).

パルス幅変調回路60は、インバータINV1、INV2の入力が、一方がハイレベルであり、他方がローレベルである場合に、発振動作(一方がハイレベルを出力する時に、他方がローレベルを出力する動作を繰り返すことをいう)を継続し、PWM信号を出力することができる。しかし、コンデンサC1、C2の両方が充電された状態になり、インバータINV1、INV2の入力が共にハイレベルになると、発振動作が停止し、PWM信号を出力できなくなるという問題がある。   The pulse width modulation circuit 60 oscillates when one of the inputs of the inverters INV1 and INV2 is at a high level and the other is at a low level (when one outputs a high level, the other outputs a low level). (Referring to repeating the operation), and the PWM signal can be output. However, if both the capacitors C1 and C2 are charged and the inputs of the inverters INV1 and INV2 both become high level, there is a problem that the oscillation operation stops and the PWM signal cannot be output.

ここで、パルス幅変調回路60が電源オン状態から電源オフ状態に移行する際の動作について説明する。電源電圧VAがオフ状態になることにより、定電流回路62からトランジスタQ1、Q2を介してコンデンサC1、C2に電流が流れなくなる。一方、インバータINV1、INV2用の電源電圧VBも徐々に電圧が低下していくが、完全に電源電圧VBが0Vになるまでの間に、電源電圧VBからダイオードD1を介してコンデンサC1に漏れ電流(逆電流)が流れ、コンデンサC1を充電する。また、電源電圧VBからダイオードD2を介してコンデンサC2に漏れ電流が流れ、コンデンサC2を充電する。   Here, the operation when the pulse width modulation circuit 60 shifts from the power-on state to the power-off state will be described. When the power supply voltage VA is turned off, no current flows from the constant current circuit 62 to the capacitors C1 and C2 via the transistors Q1 and Q2. On the other hand, although the power supply voltage VB for the inverters INV1 and INV2 also gradually decreases, the leakage current from the power supply voltage VB to the capacitor C1 through the diode D1 until the power supply voltage VB becomes 0V completely. (Reverse current) flows and charges the capacitor C1. Further, a leakage current flows from the power supply voltage VB to the capacitor C2 via the diode D2, and charges the capacitor C2.

ダイオードD1、D2の温度が低い場合には、ダイオードD1、D2を介してコンデンサC1、C2に流れる漏れ電流は数nA(例えば、約3nA)程度と小さく、電源VBが0Vになるまでの間に、コンデンサC1、C2が漏れ電流によって充電されたとしても、インバータINV1、INV2の入力が共にハイレベルになることがなく、出力が共にローレベルになることはない。従って、電源オン状態に移行する際には、インバータINV1、INV2の入力が、一方がハイレベル、他方がローレベルという状態が生じ、パルス幅変調回路60は正常に発振動作を開始することができる。   When the temperature of the diodes D1 and D2 is low, the leakage current flowing through the capacitors C1 and C2 via the diodes D1 and D2 is as small as several nA (for example, about 3 nA), and the power supply VB is 0V Even if the capacitors C1 and C2 are charged by the leakage current, the inputs of the inverters INV1 and INV2 do not become high level, and the outputs do not become low level. Therefore, when shifting to the power-on state, the inputs of the inverters INV1 and INV2 are in a state where one is at a high level and the other is at a low level, and the pulse width modulation circuit 60 can normally start an oscillation operation. .

一方、ダイオードD1、D2の温度が例えば100度程度まで上昇すると、ダイオードD1、D2を介してコンデンサC1、C2に流れる漏れ電流は200倍の約600nA程度まで上昇する。従って、電源VBが0Vになるまでの間に、漏れ電流によりコンデンサC1、C2がかなり充電されることにより、インバータINV1、IN2が発振動作を継続し、電源VBが0Vになる(つまり、インバータINV1、INV2が動作しなくなる)直前の僅かな時間において、インバータINV1、INV2の入力が共にハイレベルになるような電荷がコンデンサC1、C2に充電され、インバータINV1、INV2の出力が共にローレベルになってしまう期間が生じる。電源オフ状態になった後、十分に時間が経過してから、電源オン状態に移行する場合には、コンデンサC1、C2の充電電圧が放電されている、又は、インバータINV1、INV2が動作を停止し、共にローレベルを出力していないので、パルス幅変調回路60は正常に発振動作を開始することができる。しかし、電源VBが未だ0Vになっておらず、インバータINV1、INV2が未だ動作を継続し、入力が共にハイレベルであり、出力が共にローレベルである、この僅かな時間に、再度電源オン状態に移行する場合、パルス幅変調回路60が発振動作を開始できない。   On the other hand, when the temperature of the diodes D1 and D2 rises to about 100 degrees, for example, the leakage current flowing through the capacitors C1 and C2 via the diodes D1 and D2 rises to about 600 nA, which is 200 times. Therefore, the capacitors C1 and C2 are considerably charged by the leakage current until the power supply VB becomes 0V, so that the inverters INV1 and IN2 continue to oscillate and the power supply VB becomes 0V (that is, the inverter INV1 In a short period of time just before INV2 stops operating), the capacitors C1 and C2 are charged with such charges that the inputs of the inverters INV1 and INV2 are both high, and the outputs of the inverters INV1 and INV2 are both low. A period will occur. When a sufficient time elapses after the power is turned off and the power is turned on, the charging voltages of the capacitors C1 and C2 are discharged, or the inverters INV1 and INV2 stop operating. However, since both of them do not output a low level, the pulse width modulation circuit 60 can normally start an oscillation operation. However, the power supply VB is not yet 0V, the inverters INV1 and INV2 continue to operate, both the inputs are high level, and the outputs are both low level. When shifting to, the pulse width modulation circuit 60 cannot start the oscillation operation.

特開2007―28455号公報JP 2007-28455 A 特開2006―352269号公報JP 2006-352269 A 特許第3591519号Japanese Patent No. 3591519

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電源オフ状態に移行する際に、漏れ電流によって蓄積手段が充電され、2つの出力素子の入力が共にハイレベルになり、次に電源オン状態に移行する際に、発振動作を開始することができないとい問題を解決するパルス幅変調回路を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems. The object of the present invention is to charge the storage means by a leakage current when shifting to a power-off state, so that both inputs of two output elements are at a high level. Then, the next object is to provide a pulse width modulation circuit that solves the problem that the oscillation operation cannot be started when the power supply is turned on.

本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路は、第1蓄積手段、第2蓄積手段、第1の出力素子および第2の出力素子を有し、第1の電流により前記第1蓄積手段が充電され、かつ、第2の電流により前記第2蓄積手段が充電されることにより、前記第1の出力素子および前記第2の出力素子からパルスを出力するパルス発生手段と、入力信号に基づいて、一定電流からの前記第1の電流と前記第2の電流との分配比を制御し、前記第1の電流による前記第1蓄積手段の充電時間、および、前記第2の電流による前記第2蓄積手段の充電時間を制御することにより、前記パルスのパルス幅を制御する変調手段と、電源オン状態から電源オフ状態に移行する際に、漏れ電流を所定箇所にバイパスさせることにより、前記漏れ電流が前記第1蓄積手段および/または前記第2蓄積手段へと流れることを阻止する阻止手段とを備える。   A pulse width modulation circuit according to a preferred embodiment of the present invention includes a first storage unit, a second storage unit, a first output element, and a second output element, and the first storage unit is charged by a first current. And, based on the input signal, pulse generation means for outputting a pulse from the first output element and the second output element by charging the second storage means with a second current, The distribution ratio between the first current and the second current from a constant current is controlled, the charging time of the first storage means by the first current, and the second storage by the second current By controlling the charging time of the means, the modulation means for controlling the pulse width of the pulse, and by shifting the leakage current to a predetermined location when shifting from the power-on state to the power-off state, the leakage current is reduced. Said And a blocking means for preventing the flow to the storage means and / or said second storage means.

好ましい実施形態においては、前記パルス発生手段が第1ダイオードおよび第2ダイオードを有し、前記漏れ電流が、前記第1ダイオードを介して前記第1蓄積手段へと流れ、かつ、前記第2ダイオードを介して前記第2蓄積手段へと流れるものであり、前記阻止手段が、前記第1ダイオードから前記第1蓄積手段へと流れる漏れ電流を前記所定箇所へとバイパスさせる第1抵抗、および/または、前記第2ダイオードから前記第2蓄積手段へと流れる漏れ電流を前記所定箇所へとバイパスさせる第2抵抗を有する。   In a preferred embodiment, the pulse generation means has a first diode and a second diode, the leakage current flows to the first storage means via the first diode, and the second diode A first resistor that bypasses leakage current flowing from the first diode to the first storage means to the predetermined location, and / or A second resistor for bypassing leakage current flowing from the second diode to the second storage means to the predetermined location;

好ましい実施形態においては、前記第1抵抗が、電源オン状態の際に前記第1の電流を前記第1蓄積手段へと流すことができ、かつ、電源オフ状態に移行する際に前記漏れ電流を前記第1蓄積手段へと流さないような抵抗値に設定されており、前記第2抵抗が、電源オン状態の際に前記第2の電流を前記第2蓄積手段へと流すことができ、かつ、電源オフ状態に移行する際に前記漏れ電流を前記第2蓄積手段へと流さないような抵抗値に設定されている。   In a preferred embodiment, the first resistor can flow the first current to the first storage means when the power is on, and the leakage current is reduced when the power is turned off. The resistance value is set so as not to flow to the first storage means, and the second resistor can flow the second current to the second storage means when the power is on; and The resistance value is set so that the leakage current does not flow to the second accumulating means when shifting to the power-off state.

本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路は、第1蓄積手段、第2蓄積手段、第1の出力素子および第2の出力素子を有し、第1の電流により前記第1蓄積手段が充電され、かつ、第2の電流により前記第2蓄積手段が充電されることにより、前記第1の出力素子および前記第2の出力素子からパルスを出力するパルス発生手段と、入力信号に基づいて、一定電流からの前記第1の電流と前記第2の電流との分配比を制御し、前記第1の電流による前記第1蓄積手段の充電時間、および、前記第2の電流による前記第2蓄積手段の充電時間を制御することにより、前記パルスのパルス幅を制御する変調手段とを備え、前記第1の出力素子および前記第2の出力素子に電源電圧を供給する電源ラインと前記第1蓄積手段との間に第1ダイオードが接続され、前記電源ラインと前記第2蓄積手段との間に第2ダイオードが接続され、前記第1ダイオードと所定箇所との間に第1抵抗が接続されている、および/または、前記第2ダイオードと所定箇所との間に第2抵抗が接続されている。   A pulse width modulation circuit according to a preferred embodiment of the present invention includes a first storage unit, a second storage unit, a first output element, and a second output element, and the first storage unit is charged by a first current. And, based on the input signal, pulse generation means for outputting a pulse from the first output element and the second output element by charging the second storage means with a second current, The distribution ratio between the first current and the second current from a constant current is controlled, the charging time of the first storage means by the first current, and the second storage by the second current Modulation means for controlling a pulse width of the pulse by controlling a charging time of the means, a power supply line for supplying a power supply voltage to the first output element and the second output element, and the first storage 1st die between means An anode is connected, a second diode is connected between the power supply line and the second storage means, a first resistor is connected between the first diode and a predetermined location, and / or A second resistor is connected between the second diode and a predetermined location.

阻止手段は、電源オン状態から電源オフ状態に移行する際に、漏れ電流を所定箇所にバイパスさせることにより、漏れ電流が第1蓄積手段および/または第2蓄積手段へと流れることを阻止する。従って、漏れ電流によって第1蓄積手段および/または第2蓄積手段が充電され、第1の出力素子および第2の出力素子の入力が共にハイレベルになることが防止され、次に電源オン状態に移行する際に、発振動作を開始することができないとい問題を解決することができる。   The blocking unit prevents the leakage current from flowing to the first storage unit and / or the second storage unit by bypassing the leakage current to a predetermined location when shifting from the power-on state to the power-off state. Therefore, the first storage means and / or the second storage means are charged by the leakage current, and both the inputs of the first output element and the second output element are prevented from going to a high level, and then the power is turned on. When shifting, the problem that the oscillation operation cannot be started can be solved.

本発明の好ましい実施形態によるスイッチングアンプを示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram illustrating a switching amplifier according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路を示す概略回路図である。1 is a schematic circuit diagram illustrating a pulse width modulation circuit according to a preferred embodiment of the present invention. 図2のパルス幅変調回路の動作を示すタイムチャートである。3 is a time chart showing the operation of the pulse width modulation circuit of FIG. 2. 従来のパルス幅変調回路を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the conventional pulse width modulation circuit.

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。まず、図1を参照して、本発明のパルス幅変調回路20が適用されるスイッチングアンプの概略構成を説明する。スイッチングアンプ10は、パルス幅変調回路20、ドライバ11、スイッチング出力回路12、LPF(Low Pass Filter)13を備える。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments. First, the schematic configuration of a switching amplifier to which the pulse width modulation circuit 20 of the present invention is applied will be described with reference to FIG. The switching amplifier 10 includes a pulse width modulation circuit 20, a driver 11, a switching output circuit 12, and an LPF (Low Pass Filter) 13.

パルス幅変調回路20は、入力信号をパルス幅変調して第1のPWM信号OUT1および第2のPWM信号OUT2を生成する。第1のPWM信号OUT1および第2のPWM信号OUT2は、通常、一方がハイレベルの信号である場合に他方がローレベルの信号である。ドライバ11は、第1のPWM信号OUT1および第2のPWM信号OUT2が入力され、電源電圧に基づいて、後述のスイッチ素子を駆動するための駆動信号DRV1およびDRV2を出力する。   The pulse width modulation circuit 20 performs pulse width modulation on the input signal to generate the first PWM signal OUT1 and the second PWM signal OUT2. The first PWM signal OUT1 and the second PWM signal OUT2 are usually low level signals when one is a high level signal. The driver 11 receives the first PWM signal OUT1 and the second PWM signal OUT2, and outputs drive signals DRV1 and DRV2 for driving a switch element described later based on the power supply voltage.

スイッチング出力回路12は、第1の電源(例えば正の電源+VD)と第2の電源(例えば負の電源−VD)との間に接続され、駆動信号に応答して正の電源+VDまたは負の電源−VDを出力する。スイッチング出力回路12は、スイッチ素子(例えば、MOSFET)15、16を有する。   The switching output circuit 12 is connected between a first power source (for example, a positive power source + VD) and a second power source (for example, a negative power source −VD), and responds to a drive signal with a positive power source + VD or a negative power source. Output power -VD. The switching output circuit 12 includes switch elements (for example, MOSFETs) 15 and 16.

LPF13は、スイッチング出力回路12の出力端とスイッチングアンプ10の出力端との間に接続され、高周波成分を除去して、スピーカー等の負荷に出力する。LPF13は、コイル17およびコンデンサ18を有する。   The LPF 13 is connected between the output end of the switching output circuit 12 and the output end of the switching amplifier 10, removes high frequency components, and outputs to a load such as a speaker. The LPF 13 has a coil 17 and a capacitor 18.

図2は、パルス幅変調回路20の概略構成を説明する回路図である。パルス幅変調回路20は、パルス発生手段21、変調手段22、および、阻止手段23を備える。パルス発生手段21および変調手段22は、無安定マルチバイブレータを使用したPWM回路を構成する。   FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the pulse width modulation circuit 20. The pulse width modulation circuit 20 includes a pulse generation unit 21, a modulation unit 22, and a blocking unit 23. The pulse generating means 21 and the modulating means 22 constitute a PWM circuit using an astable multivibrator.

パルス発生手段21は、電流I1および電流I2により、コンデンサC1、C2に電荷を充電し、第1の出力素子および第2の出力素子からハイレベルまたはローレベルの2つのレベルを有するパルスを出力する。第1の出力素子、第2の出力素子は、本例では、インバータINV1、INV2である。インバータINV1、INV2は、入力が所定の閾値以上になるとローレベルの信号を出力し、入力が所定の閾値未満になるとハイレベルの信号を出力する。インバータINV1、INV2は、発振動作(一方のインバータがハイレベルを出力する時に、他方のインバータがローレベルを出力する動作を繰り返すことをいう)を実行することにより、それぞれパルスを出力する。   The pulse generating means 21 charges the capacitors C1 and C2 with the currents I1 and I2, and outputs a pulse having two levels of high level or low level from the first output element and the second output element. . In this example, the first output element and the second output element are inverters INV1 and INV2. The inverters INV1 and INV2 output a low level signal when the input exceeds a predetermined threshold, and output a high level signal when the input falls below the predetermined threshold. The inverters INV1 and INV2 each output a pulse by executing an oscillation operation (which means that when one inverter outputs a high level, the other inverter repeats an operation that outputs a low level).

パルス発生手段21は、インバータINV1、INV2、コンデンサC1、C2、ダイオードD1、D2を含み、コンデンサC1、C2の充電時間に対応した幅のパルスを出力する。インバータINV1およびINV2は、出力パルスのハイレベルに略対応する電源VBおよびローレベルに略対応する電源(または、接地電位、総称して所定箇所という。)VCに接続されている。インバータINV1は、出力がコンデンサC2の一端に接続され、入力がコンデンサC1の一端とトランジスタQ2のコレクタとに接続されている。インバータINV2は、出力がコンデンサC1の他端に接続され、入力がコンデンサC2の他端とトランジスタQ1のコレクタとに接続されている。ダイオードD1は、電源電圧ラインVBとコンデンサC1の一端との間に接続され、ダイオードD2は、電源電圧ラインVBとコンデンサC2の他端との間に接続されている。   The pulse generation means 21 includes inverters INV1 and INV2, capacitors C1 and C2, and diodes D1 and D2, and outputs a pulse having a width corresponding to the charging time of the capacitors C1 and C2. The inverters INV1 and INV2 are connected to a power supply VB substantially corresponding to the high level of the output pulse and a power supply (or ground potential, generically referred to as a predetermined location) VC substantially corresponding to the low level. The inverter INV1 has an output connected to one end of the capacitor C2, and an input connected to one end of the capacitor C1 and the collector of the transistor Q2. The inverter INV2 has an output connected to the other end of the capacitor C1, and an input connected to the other end of the capacitor C2 and the collector of the transistor Q1. The diode D1 is connected between the power supply voltage line VB and one end of the capacitor C1, and the diode D2 is connected between the power supply voltage line VB and the other end of the capacitor C2.

変調手段22は、入力信号(例えば、オーディオ信号)inに基づいて電流I1と電流I2との分配比を制御することにより、インバータINV1、INV2の出力パルスのパルス幅を変化させる。変調手段22は、定電流回路25、トランジスタQ1、Q2、抵抗R1、R2を有する。定電流回路25は、電源VAに接続され、定電流Iを発生させる。電流I1はトランジスタQ1のコレクタ電流であり、電流I2はトランジスタQ2のコレクタ電流であり、電流I1と電流I2との和は、定電流回路25で発生される定電流Iに等しい。すなわち、電流I1と電流I2とは、定電流Iから分配されている。トランジスタQ1のベースに入力信号inが与えられることにより、電流I1と電流I2との分配比が入力信号inに応じて制御される。その結果、コンデンサC1およびC2の充電時間が制御され、インバータINV1、INV2の出力パルスのパルス幅を変化させることができる。   The modulation means 22 changes the pulse width of the output pulses of the inverters INV1 and INV2 by controlling the distribution ratio between the currents I1 and I2 based on the input signal (for example, audio signal) in. The modulation means 22 includes a constant current circuit 25, transistors Q1 and Q2, and resistors R1 and R2. The constant current circuit 25 is connected to the power source VA and generates a constant current I. The current I1 is the collector current of the transistor Q1, the current I2 is the collector current of the transistor Q2, and the sum of the current I1 and the current I2 is equal to the constant current I generated by the constant current circuit 25. That is, the current I1 and the current I2 are distributed from the constant current I. By applying the input signal in to the base of the transistor Q1, the distribution ratio between the current I1 and the current I2 is controlled according to the input signal in. As a result, the charging time of the capacitors C1 and C2 is controlled, and the pulse widths of the output pulses of the inverters INV1 and INV2 can be changed.

阻止手段23は、パルス幅変調回路20が電源オン状態から電源オフ状態に移行する際に、漏れ電流を所定箇所である電源電圧ラインVCにバイパスさせることにより、漏れ電流がコンデンサC1および/またはC2へと流れることを阻止する。詳細には、阻止手段23は、電源オフ状態に移行する際に、電源電圧ラインVBからダイオードD1を介してコンデンサC1へと漏れ電流(逆電流)が流れることを阻止し、および/または、電源電圧ラインVBからダイオードD2を介してコンデンサC2へと漏れ電流(逆電流)が流れることを阻止する。これにより、電源オフ状態に移行する際に、コンデンサC1、C2が漏れ電流により充電され、インバータINV1、INV2の入力が共にハイレベルの状態で電源オフ状態になることが防止される。   When the pulse width modulation circuit 20 shifts from the power-on state to the power-off state, the blocking unit 23 bypasses the leakage current to the power supply voltage line VC, which is a predetermined location, so that the leakage current is reduced to the capacitors C1 and / or C2. Stop flowing into. Specifically, the blocking unit 23 prevents a leakage current (reverse current) from flowing from the power supply voltage line VB to the capacitor C1 through the diode D1 and / or when the power supply is turned off. The leakage current (reverse current) is prevented from flowing from the voltage line VB to the capacitor C2 via the diode D2. This prevents the capacitors C1 and C2 from being charged by the leakage current when shifting to the power-off state, and prevents the power-off state when both the inputs of the inverters INV1 and INV2 are at a high level.

阻止手段23は、抵抗R3およびR4を有する。抵抗R3はダイオードD1のアノードと電源電圧ラインVCとの間に接続されており、ダイオードD1からの漏れ電流を電源電圧ラインVCへと流す(バイパスさせる、または、迂回させる。)。抵抗R4はダイオードD2のアノードと電源電圧ラインVCとの間に接続されており、ダイオードD2からの漏れ電流を電源電圧ラインVCへと流す(バイパスさせる、または、迂回させる。)。抵抗R3の抵抗値は、パルス幅変調回路20が電源オン状態の際に電流I2をコンデンサC1へと流すことができ、かつ、電源オフ状態に移行する際に漏れ電流をコンデンサC1へと流さないような値に設定されている。そのため、特に限定されないが、抵抗R3は、1メガΩ程度の大きな抵抗値に設定されている。同様に、抵抗R4の抵抗値は、パルス幅変調回路20が電源オン状態の際に電流I1をコンデンサC2へと流すことができ、かつ、電源オフ状態に移行する際に漏れ電流をコンデンサC2へと流さないような値に設定されている。そのため、特に限定されないが、抵抗R4は、1メガΩ程度の大きな抵抗値に設定されている。   The blocking means 23 has resistors R3 and R4. The resistor R3 is connected between the anode of the diode D1 and the power supply voltage line VC, and causes a leakage current from the diode D1 to flow (bypass or bypass) the power supply voltage line VC. The resistor R4 is connected between the anode of the diode D2 and the power supply voltage line VC, and causes a leakage current from the diode D2 to flow (bypass or bypass) the power supply voltage line VC. The resistance value of the resistor R3 is such that the current I2 can flow to the capacitor C1 when the pulse width modulation circuit 20 is in the power-on state, and the leakage current does not flow to the capacitor C1 when the power-off state is entered. It is set to such a value. Therefore, although not particularly limited, the resistance R3 is set to a large resistance value of about 1 megaΩ. Similarly, the resistance value of the resistor R4 is such that the current I1 can flow to the capacitor C2 when the pulse width modulation circuit 20 is in the power-on state, and the leakage current to the capacitor C2 when the power-off state is entered. It is set to a value that does not flow. Therefore, although not particularly limited, the resistance R4 is set to a large resistance value of about 1 megaΩ.

以上の構成を有するパルス幅変調回路20について、図3を参照して、PWM信号を出力する基本動作を説明する。図3の各波形は、図2の各点の波形に対応している。   With respect to the pulse width modulation circuit 20 having the above configuration, a basic operation for outputting a PWM signal will be described with reference to FIG. Each waveform in FIG. 3 corresponds to the waveform at each point in FIG.

電流I2はダイオードD1を通して電源VBに流れる。一方、電流I1はコンデンサC2へと流れ、コンデンサC2を充電する。コンデンサC2が充電されることにより、A点の電位は徐々に上昇していく(t1〜t2)。t2において、インバータINV2の入力(A点)がインバータINV2の閾値以上になると、インバータINV2の出力(D点)がローレベルに反転する。インバータINV2の出力がローレベルになると、コンデンサC1が放電し、コンデンサC1を介してインバータINV2の出力に接続されているインバータINV1の入力(B点)がローレベルになり、インバータINV1の出力(C点)がハイレベルに反転する。インバータINV1の出力がハイレベルに反転すると、インバータINV2の入力(A点)がハイレベルになる。この後、電流I2によってコンデンサC1が充電されることによって、上記と逆の動作が行われる(t2〜t3)。なお、コンデンサC2の充電によりインバータINV2の入力がローレベルから閾値まで達する時間は電流I1の大きさによって制御され、コンデンサC1の充電によりインバータINV1の入力がローレベルから閾値まで達する時間は電流I2の大きさによって制御される。この動作を繰り返すことにより、インバータINV1、INV2からはハイレベルまたはローレベルのパルスを交互に出力する。   The current I2 flows to the power supply VB through the diode D1. On the other hand, the current I1 flows to the capacitor C2 and charges the capacitor C2. As the capacitor C2 is charged, the potential at the point A gradually increases (t1 to t2). At t2, when the input (point A) of the inverter INV2 becomes equal to or higher than the threshold value of the inverter INV2, the output (point D) of the inverter INV2 is inverted to a low level. When the output of the inverter INV2 becomes low level, the capacitor C1 is discharged, the input (point B) of the inverter INV1 connected to the output of the inverter INV2 via the capacitor C1 becomes low level, and the output of the inverter INV1 (C The point is reversed to high level. When the output of the inverter INV1 is inverted to a high level, the input (point A) of the inverter INV2 becomes a high level. Thereafter, the capacitor C1 is charged with the current I2, whereby the reverse operation is performed (t2 to t3). The time for the input of the inverter INV2 to reach the threshold value from the low level by charging the capacitor C2 is controlled by the magnitude of the current I1, and the time for the input of the inverter INV1 to reach the threshold value from the low level by charging the capacitor C1 Controlled by size. By repeating this operation, high-level or low-level pulses are alternately output from the inverters INV1 and INV2.

次に、パルス幅変調回路20が電源オン状態から電源オフ状態に移行する際の動作を説明する。電源電圧ラインVAから電圧が供給されなくなり、電流I1および電流I2がコンデンサC1、C2へと流れなくなる。一方、電源電圧ラインVBからの電圧も徐々に低下するが、電源電圧VBが0Vになるまでの間に、漏れ電流が、電源電圧ラインVBからダイオードD1を介してコンデンサC1へと流れようとし、電源電圧ラインVBからダイオードD2を介してコンデンサC2へと流れようとする。しかし、ダイオードD1を介して流れる漏れ電流は、抵抗R3を介してその大半が電源電圧ラインVCへとバイパスされることにより、コンデンサC1へと流れることが阻止される。ダイオードD2を介して流れる漏れ電流は、抵抗R4を介してその大半が電源電圧ラインVCへとバイパスされることにより、コンデンサC2へと流れることが阻止される。   Next, the operation when the pulse width modulation circuit 20 shifts from the power-on state to the power-off state will be described. The voltage is not supplied from the power supply voltage line VA, and the current I1 and the current I2 do not flow to the capacitors C1 and C2. On the other hand, the voltage from the power supply voltage line VB gradually decreases, but before the power supply voltage VB becomes 0 V, leakage current tends to flow from the power supply voltage line VB to the capacitor C1 via the diode D1. An attempt is made to flow from the power supply voltage line VB to the capacitor C2 via the diode D2. However, most of the leakage current flowing through the diode D1 is prevented from flowing to the capacitor C1 by being bypassed to the power supply voltage line VC via the resistor R3. Most of the leakage current flowing through the diode D2 is prevented from flowing to the capacitor C2 by being bypassed to the power supply voltage line VC via the resistor R4.

その結果、パルス幅変調回路20が電源オフ状態になる際に、漏れ電流によりコンデンサC1、C2がかなり充電されるという状態が生じず、「インバータINV1、IN2が発振動作を継続し、電源VBが0Vになる(つまり、インバータINV1、INV2が動作しなくなる)直前の僅かな時間において、インバータINV1、INV2の入力が共にハイレベルになるような電荷がコンデンサC1、C2に充電され、インバータINV1、INV2の出力が共にローレベルになってしまう期間が生じる」ことがない。従って、電源VBが未だ0Vになっておらず、インバータINV1、INV2が未だ動作を継続している僅かな時間に、再度電源オン状態に移行する場合であっても、インバータINV1、INV2の入力が共にハイレベルになることが防止され、パルス幅変調回路20が発振動作を開始しないという問題を解決できる。   As a result, when the pulse width modulation circuit 20 is turned off, there is no state in which the capacitors C1 and C2 are considerably charged due to the leakage current, and “the inverters INV1 and IN2 continue to oscillate and the power supply VB Charges such that the inputs of the inverters INV1 and INV2 both become high level are charged in the capacitors C1 and C2 in a short time immediately before reaching 0V (that is, the inverters INV1 and INV2 stop operating), and the inverters INV1 and INV2 There is no period during which both outputs are low level. Therefore, even when the power supply VB is not yet 0 V and the inverters INV1 and INV2 are still operating, the input of the inverters INV1 and INV2 is not changed even when the power is turned on again. Both are prevented from becoming high level, and the problem that the pulse width modulation circuit 20 does not start the oscillation operation can be solved.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。例えば、第1および第2の出力素子は、トランジスタやMOSFET等のスイッチ素子でもよい。さらに、第1の出力素子および第2の出力素子の入力が共にローレベルのときに発振が停止する構成にも、本発明が適用される。つまり、本実施形態のハイレベルとローレベルとを入れ替えた場合にも適用され得る。また、抵抗R3と抵抗R4とのいずれか一方のみが設けられてもよい。また、漏れ電流は、接地電位等にバイパスされてもよい。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment. For example, the first and second output elements may be switching elements such as transistors and MOSFETs. Furthermore, the present invention is also applied to a configuration in which oscillation stops when both the inputs of the first output element and the second output element are at a low level. That is, the present invention can also be applied when the high level and the low level of the present embodiment are interchanged. Further, only one of the resistor R3 and the resistor R4 may be provided. Further, the leakage current may be bypassed to the ground potential or the like.

本発明は、例えばオーディオ用のスイッチングアンプに用いられるパルス幅変調回路として特に好適に採用され得る。   The present invention can be particularly suitably employed as a pulse width modulation circuit used in, for example, an audio switching amplifier.

20 パルス幅変調回路
21 パルス発生手段
22 変調手段
23 阻止手段
20 Pulse width modulation circuit 21 Pulse generation means 22 Modulation means 23 Blocking means

Claims (3)

第1蓄積手段、第2蓄積手段、第1の出力素子および第2の出力素子、第1ダイオードおよび第2ダイオードを有し、第1の電流により前記第1蓄積手段が充電され、かつ、第2の電流により前記第2蓄積手段が充電されることにより、前記第1の出力素子および前記第2の出力素子からパルスを出力するパルス発生手段と、
入力信号に基づいて、一定電流からの前記第1の電流と前記第2の電流との分配比を制御し、前記第1の電流による前記第1蓄積手段の充電時間、および、前記第2の電流による前記第2蓄積手段の充電時間を制御することにより、前記パルスのパルス幅を制御する変調手段と、
電源オン状態から電源オフ状態に移行する際に、前記第1ダイオードを介して前記第1蓄積手段へと流れる漏れ電流、および/または、前記第2ダイオードを介して前記第2蓄積手段へと流れる漏れ電流を所定箇所にバイパスさせることにより、前記漏れ電流が前記第1蓄積手段および/または前記第2蓄積手段へと流れることを阻止する阻止手段とを備え
前記阻止手段が、前記第1ダイオードから前記第1蓄積手段へと流れる前記漏れ電流を前記所定箇所へとバイパスさせる第1抵抗、および/または、前記第2ダイオードから前記第2蓄積手段へと流れる前記漏れ電流を前記所定箇所へとバイパスさせる第2抵抗を有する、パルス幅変調回路。
A first accumulator, a second accumulator, a first output element and a second output element , a first diode and a second diode , wherein the first accumulator is charged by a first current; and Pulse generating means for outputting a pulse from the first output element and the second output element by charging the second storage means with a current of 2;
Based on the input signal, the distribution ratio between the first current and the second current from a constant current is controlled, the charging time of the first storage means by the first current, and the second current Modulation means for controlling the pulse width of the pulse by controlling the charging time of the second storage means by current;
When transitioning from a power-on state to a power-off state, a leakage current flows to the first storage means via the first diode and / or flows to the second storage means via the second diode. A blocking means for preventing the leakage current from flowing to the first storage means and / or the second storage means by bypassing the leakage current to a predetermined location ;
The blocking means flows from the first diode to the first storage means to bypass the leakage current to the predetermined location and / or from the second diode to the second storage means. that having a second resistor to bypass the leakage current to the predetermined portion, a pulse width modulation circuit.
前記第1抵抗が、電源オン状態の際に前記第1の電流を前記第1蓄積手段へと流すことができ、かつ、電源オフ状態に移行する際に前記漏れ電流を前記第1蓄積手段へと流さないような抵抗値に設定されており、
前記第2抵抗が、電源オン状態の際に前記第2の電流を前記第2蓄積手段へと流すことができ、かつ、電源オフ状態に移行する際に前記漏れ電流を前記第2蓄積手段へと流さないような抵抗値に設定されている、請求項に記載のパルス幅変調回路。
The first resistor can pass the first current to the first storage means when the power is on, and the leakage current flows to the first storage means when the power is turned off. Is set to a resistance value that does not flow,
The second resistor can pass the second current to the second storage means when the power is on, and the leakage current flows to the second storage means when the power is turned off. The pulse width modulation circuit according to claim 1 , wherein the resistance value is set so as not to flow.
請求項1または2に記載のパルス幅変調回路を備える、スイッチングアンプ。
Comprising a pulse width modulation circuit according to claim 1 or 2, switching amplifier.
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