JP5454560B2

JP5454560B2 - スイッチングアンプ

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Publication number: JP5454560B2
Application number: JP2011267396A
Authority: JP
Inventors: 和輝山本; 俊史岡村
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: JP2013121023A

Description

本発明は、スイッチングアンプに関する。

オーディオ用のアンプとしてスイッチングアンプが使用されている（下記特許文献１）。スタンバイ状態の時にスイッチングアンプへの電源電圧の供給を遮断し、スイッチングアンプの動作を停止させるために、スイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）のドレインに供給される電源電圧を遮断するリレースイッチが設けられている。スイッチング素子の出力は負荷であるスピーカーに接続されており、電源電圧に基づいて大きな電流を流す必要があるので、リレースイッチを使用する必要がある。つまり、電源電圧を遮断するスイッチとしてトランジスタを使うと、大電流によりトランジスタの耐電流を超えてしまい、トランジスタが破損する恐れがあるので、トランジスタを使用することができない。従って、リレースイッチを使用する必要があるが、リレースイッチは、コストが高く大型でありスイッチオンオフ時にノイズが発生するといった問題がある。

特開平６−１９６９４１号

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、リレースイッチを使用することなくスイッチングアンプの動作を停止させることができるスイッチングアンプを提供することにある。

本発明の好ましい実施形態によるスイッチングアンプは、入力信号に基づいて、スイッチ素子をオンオフ制御するドライブ信号を生成して、出力するドライバと、前記ドライバから前記ドライブ信号が供給されることによりオンオフ動作し、オン状態の時に、供給されるスイッチ素子用電源電圧を出力することにより、入力信号を増幅するスイッチ素子と、通常動作状態において前記ドライバにドライバ用電源電圧を供給し、スタンバイ状態において前記ドライバに前記ドライバ用電源電圧を供給しないように切換えるドライバ用電源電圧制御部とを備え、前記通常動作状態および前記スタンバイ状態の両状態において、前記スイッチ素子用電源電圧が前記スイッチ素子に供給され、前記ドライバ用電源電圧が、前記ドライバを動作するための正側電源電圧および負側電源電圧と、前記ドライバのドライブ信号出力用の電源電圧とを含む。

本実施形態では、スイッチングアンプへの電源電圧を遮断する箇所に特徴がある。具体的には、スイッチ素子ではなく、ドライバに供給する電源電圧を遮断する。ドライバは、電源電圧が供給されなくなると、ドライブ信号を出力しなくなる。従って、スイッチ素子がスイッチング動作を実行しなくなり（共にオフ状態になり）、スイッチ素子に電源電圧を供給しない場合と同じように、スイッチングアンプの動作を停止させることができる。ドライバへの電源電圧の供給には、大きな電流が流れないので、リレースイッチの代わりに、トランジスタを使用することができる。トランジスタを使用することで、小型、安価、スイッチング時のノイズの低減といった効果が得られる。

好ましい実施形態においては、前記ドライバ用電源電圧制御部がトランジスタを含み、通常動作状態において前記トランジスタがオン状態になることによって前記ドライバにドライバ用電源電圧を供給し、スタンバイ状態において前記トランジスタがオフ状態になることによって前記ドライバに前記ドライバ用電源電圧を供給しない。

リレースイッチを使用することなくスイッチングアンプの動作を停止させることができるスイッチングアンプを提供することができる。

本発明の好ましい実施形態によるオーディオ装置を示すブロック図である。スイッチングアンプを示す回路図である。スイッチング電源を示す回路図である。制御回路を示す回路図である。制御回路３の動作を示すタイミングチャートである。制御回路３の動作を示すタイミングチャートである。制御回路３の動作を示すタイミングチャートである。

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。図１に示すとおり、本実施形態のオーディオ装置は、スイッチングアンプ１と、スイッチング電源２と、制御回路３とを備える。スイッチングアンプ１は、入力される入力信号（オーディオ信号）を増幅して、外部に接続されるスピーカー（負荷）に増幅されたオーディオ信号を供給する。スイッチング電源２は、入力される交流電源電圧から直流電源電圧を生成し、スイッチングアンプ１に供給する。制御回路３は、スイッチングアンプ１と、スイッチング電源２との動作を制御する回路である。

［スイッチングアンプ］
図２は、スイッチングアンプ１を示す回路図である。スイッチングアンプ１は、ドライバＱ１と、スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ、コイルＬ１、コンデンサＣ１）とを概略有する。ドライバＱ１は、信号入力端子ＳＩＮに入力される入力信号（例えばオーディオ信号）から、スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３をオンオフ制御するための、例えばパルス幅変調信号であるドライブ信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２を生成する。ドライバＱ１は、出力端子ＨＯからスイッチ素子Ｑ２にハイサイドのドライブ信号ＤＲＶ１を供給し、出力端子ＬＯからスイッチ素子Ｑ３にローサイドのドライブ信号ＤＲＶ２を供給する。ドライブ信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２は、ハイレベル及びローレベルの２値を有し、例えば、一方がハイレベルのとき他方がローレベルである。

スイッチ素子Ｑ２、Ｑ３は、例えばＭＯＳＦＥＴが採用される。ＭＯＳＦＥＴＱ２は、ゲートがドライバＱ１の出力端子ＨＯに接続され、ソースがＭＯＳＦＥＴＱ３のドレインとドライバＱ１の端子ＶＳとＬＰＦとに接続され、ドレインがノードＸ４に接続されて正側の電源電圧＋Ｂが供給される。ノードＸ４は、図３のノードＸ４に接続されている。ＭＯＳＦＥＴＱ３は、ゲートがドライバＱ１の出力端子ＬＯに接続され、ドレインがＭＯＳＦＥＴＱ２のソースとドライバＱ１の端子ＶＳとＬＰＦとに接続され、ソースがノードＸ５に接続されて負側の電源電圧−Ｂが供給される。ノードＸ５は、図３のノードＸ５に接続されている。ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３には、オーディオ装置が通常動作状態および前記スタンバイ状態の両状態において、電源電圧＋Ｂ、−Ｂが常時供給され続けている。

ＭＯＳＦＥＴＱ２は、例えば、ドライブ信号ＤＲＶ１がハイレベルの時にオン状態に、ローレベルの時にオフ状態になる。ＭＯＳＦＥＴＱ３は、例えば、ドライブ信号ＤＲＶ２がハイレベルの時にオン状態に、ローレベルの時にオフ状態になる。ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３は一方がオン状態の時、他方がオフ状態になる。ＭＯＳＦＥＴＱ２がオン状態の時に、正の電源電圧＋ＢがＬＰＦに供給され、ＭＯＳＦＥＴＱ３がオン状態の時に、負の電源電圧−ＢがＬＰＦに供給される。

ＬＰＦは、ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３から供給される電圧から高周波成分を除去し、負荷であるスピーカーに増幅されたオーディオ信号を供給する。

スイッチングアンプ１は、電源制御部１Ａ、１Ｂをさらに有する。ドライバＱ１は、電源入力端子ＶＡＡ、ＶＳＳを有し、電源入力端子ＶＡＡに電源電圧ＶＡＡが入力され、かつ、電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳが入力されることにより、オン状態となって動作（例えばドライブ信号を生成して出力する処理）を実行するが、電源電圧が供給されないと、オフ状態となって動作を実行しない。電源制御部１Ａは、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＡＡに電源電圧ＶＡＡを供給する状態と、供給しない状態とを、制御回路３からの制御信号に応じて切換える。すなわち、例えば、オーディオ装置がスタンバイ状態の時、プロテクト動作を実行する時、低電圧が検出された時に、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＡＡに電源電圧ＶＡＡを供給せず、通常動作状態にはドライバＱ１の電源入力端子ＶＡＡに電源電圧ＶＡＡを供給する。同じく、電源制御部１Ｂは、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳを供給する状態と、供給しない状態とを、制御回路３からの制御信号に応じて切換える。すなわち、オーディオ装置がスタンバイ状態の時、プロテクト動作を実行する時、低電圧が検出された時に、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳを供給せず、通常動作状態にはドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳを供給する。従って、スタンバイ状態の時には、ドライバＱ１に電源電圧ＶＡＡ、ＶＳＳを供給せず、スイッチングアンプ１の動作を停止させることができるので、オーディオ装置の消費電力を低減できる。また、プロテクト動作を実行する時、低電圧が検出された時に、ドライバＱ１に電源電圧ＶＡＡ、ＶＳＳを供給せず、スイッチングアンプ１の動作を停止させることができるので、破損や誤動作を防止できる。

電源制御部１Ａは、抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、コンデンサＣ２、Ｃ３と、トランジスタＱ４と、ダイオードＤ１と、三端子レギュレータ（電圧安定化部）Ｑ５とを有する。トランジスタＱ４は、ベースが抵抗Ｒ３を介してノードＸ１に接続され、エミッタが抵抗Ｒ１を介してノードＸ４に接続され、電源電圧＋Ｂが供給され、コレクタが三端子レギュレータＱ５の入力端子Ｉに接続されている。三端子レギュレータの出力端子Ｏは、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＡＡに接続されている。ノードＸ１は、図４のノードＸ１に接続され、制御回路３からの制御信号が入力される。トランジスタＱ４は、ノードＸ１からローレベルの信号がベースに供給されるとオン状態になるので、電源電圧＋Ｂを三端子レギュレータＱ５に供給する。このとき、三端子レギュレータＱ５は、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＡＡに電源電圧ＶＡＡを供給する。一方、トランジスタＱ４は、ノードＸ１からローレベルの信号がベースに供給されなくなるとオフ状態になるので、電源電圧＋Ｂを三端子レギュレータＱ５に供給しない。このとき、三端子レギュレータＱ５は、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＡＡに電源電圧ＶＡＡを供給しない。

電源制御部１Ｂは、抵抗Ｒ４〜Ｒ６と、コンデンサＣ４、Ｃ５と、トランジスタＱ６と、ダイオードＤ２と、三端子レギュレータ（電圧安定化部）Ｑ７とを有する。トランジスタＱ６は、ベースが抵抗Ｒ６を介してノードＸ２に接続され、エミッタが抵抗Ｒ４を介してノードＸ５に接続され、電源電圧−Ｂが供給され、コレクタが三端子レギュレータＱ７の入力端子Ｉに接続されている。三端子レギュレータの出力端子Ｏは、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに接続されている。ノードＸ２は、図４のノードＸ２に接続されている。トランジスタＱ６は、ノードＸ２からハイレベルの信号がベースに供給されるとオン状態になるので、電源電圧−Ｂを三端子レギュレータＱ７に供給する。このとき、三端子レギュレータＱ７は、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳを供給する。一方、トランジスタＱ６は、ノードＸ２からハイレベルの信号がベースに供給されなくなるとオフ状態になるので、電源電圧−Ｂを三端子レギュレータＱ７に供給しない。このとき、三端子レギュレータＱ７は、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳを供給しない。

図３に示すように、スイッチングアンプ１は、電源制御部１Ｃをさらに有する。電源制御部１Ｃは、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＢを供給する状態と、供給しない状態とを、制御回路３からの制御信号に応じて切換える。すなわち、オーディオ装置がスタンバイ状態の時、プロテクト動作を実行する時、低電圧が検出された時に、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＢを供給せず、通常動作状態にはドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＢを供給する。ドライバＱ１は、電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＣＣが供給されているとき、ドライブ信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２を生成して出力し、電源電圧が供給されていないとき、ドライブ信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２を出力しない。

電源制御部１Ｃは、抵抗Ｒ１３と、ダイオードＤ７、Ｄ８と、トランジスタＱ１３、Ｑ１４と、コンデンサＣ９と、三端子レギュレータ（電圧安定化部）Ｑ１５とを有する。トランジスタＱ１３は、ベースがトランジスタＱ１４のコレクタに接続され、エミッタがダイオードＤ７、抵抗Ｒ１３を介してトランスＴの二次巻線に接続されて、電源電圧が供給され、コレクタが三端子レギュレータＱ１５の入力端子Ｉに接続されている。トランジスタＱ１４は、コレクタがトランジスタＱ１３のベースに接続され、エミッタがノードＸ５に接続され、ベースがノードＸ３に接続されている。ノードＸ３は、図４のノードＸ３に接続され、制御回路３からの制御信号が供給される。

三端子レギュレータＱ１５の出力端子Ｏは、ノードＸ６に接続されている。ノードＸ６は、図２のノードＸ６（すなわち、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣ）に接続されている。ノードＸ３からハイレベルの信号がトランジスタＱ１４のベースに供給されると、トランジスタＱ１４がオン状態に、トランジスタＱ１３がオン状態になる。このとき、三端子レギュレータＱ１５は、トランスＴの二次巻線からの電圧が供給されるので、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＢを供給する。一方、ノードＸ３からハイレベルの信号がトランジスタＱ１４のベースに供給されなくなると、トランジスタＱ１４がオフ状態に、トランジスタＱ１３がオフ状態になる。このとき、三端子レギュレータＱ１５は、トランスＴの二次巻線からの電圧が供給されないので、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＢを供給しない。

［スイッチングアンプ１の作用効果］
スタンバイ状態の時にスイッチングアンプ１への電源電圧の供給を遮断する場合に、ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３のドレインに電源電圧＋Ｂ、−Ｂを供給する経路を遮断するためにはリレースイッチが必要となる。これは、ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３がスピーカーに接続されており、電源電圧＋Ｂ、−Ｂに基づいて大きな電流を流す必要があるからである。つまり、電源電圧＋Ｂ、−Ｂを遮断するスイッチとしてトランジスタを使うと、大電流によりトランジスタの耐電流を超えてしまい、トランジスタが破損する恐れがあるので、トランジスタを使用することができない。従って、リレースイッチを使用する必要があるが、リレースイッチは、コストが高く大型でありスイッチオンオフ時にノイズが発生するといった問題がある。本実施形態では、電源電圧を遮断する箇所に特徴がある。具体的には、ＭＯＳＦＥＴではなく、ドライバＱ１に供給する電源電圧ＶＡＡ、ＶＳＳ、ＶＢを遮断する。ドライバＱ１は、電源電圧ＶＡＡ及びＶＳＳ、あるいは、電源電圧ＶＢが供給されなくなると、ドライブ信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２を生成して出力しなくなる（ドライブ信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２が共にローレベルになる）。従って、ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３がスイッチング動作を実行しなくなり（ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３が共にオフ状態になり）、ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３に電源電圧＋Ｂ、−Ｂを供給しない場合と同じように、スイッチングアンプの動作を停止させることができる。ドライバＱ１への電源電圧ＶＡＡ、ＶＳＳ、ＶＢの供給には、大きな電流が流れないので、リレースイッチの代わりに、トランジスタを使用することができる。トランジスタを使用することで、小型、安価、スイッチング時のノイズの低減といった効果が得られる。

さらに、リレースイッチを使用してＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３への電源電圧＋Ｂ、−Ｂの供給有無を切換える場合、スタンバイ状態から通常動作状態に移行する際に、ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３のスイッチング動作が安定するまでに時間がかかる。しかし、本実施形態によると、ＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３に供給する電源電圧＋Ｂ、−Ｂは遮断せず、スタンバイ状態においても常時供給されているので、このような問題を解決することができる。また、リレースイッチを使用しないので、リレースイッチのオンオフ動作によるノイズ発生を防止することができる。

［スイッチング電源］
図３は、主に、スイッチング電源２を示す回路図である。スイッチング電源２は、全波整流回路Ｄ３、Ｄ６と、平滑コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２と、スイッチ素子Ｑ８、Ｑ９と、抵抗Ｒ７〜Ｒ１３と、ダイオードＤ４、Ｄ５、Ｄ７と、コンデンサＣ７、Ｃ８、Ｃ１０と、トランスＴと、スイッチング制御回路Ｑ１２とを有する。全波整流回路Ｄ３は、入力される交流電源電圧を全波整流し、平滑コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２は全波整流回路Ｄ３からの直流電圧を平滑し、直流電圧をスイッチ素子Ｑ８、Ｑ９に供給する。

スイッチ素子Ｑ８、Ｑ９は、例えばＭＯＳＦＥＴが採用される。ＭＯＳＦＥＴＱ８は、ソースがＭＯＳＦＥＴＱ９のドレインに接続され、かつ、コンデンサＣ６を介してトランスＴの一次巻線に接続され、ゲートが抵抗Ｒ９を介してスイッチング制御回路Ｑ１２のハイサイド制御端子ＨＶＧに接続され、ドレインが全波整流回路Ｄ３の正側出力端子に接続されて、正の直流電圧（ハイレベル信号）が供給される。ＭＯＳＦＥＴＱ９は、ドレインがＭＯＳＦＥＴＱ８のソースに接続され、かつ、コンデンサＣ６を介してトランスＴの一次巻線に接続され、ゲートが抵抗Ｒ１０を介してスイッチング制御回路Ｑ１２のローサイド制御端子ＬＶＧに接続され、ソースが接地電位（ローレベル信号）に接続される。

スイッチング制御回路Ｑ１２は、ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９のオンオフ動作を制御する。ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９は一方がオン状態の時に、他方はオフ状態となる。ＭＯＳＦＥＴＱ８は、ゲートにスイッチング制御回路Ｑ１２の制御端子ＨＶＧからハイレベルの信号が供給されるとオン状態となり、正の直流電圧をトランスＴの一次巻線に供給する。ＭＯＳＦＥＴＱ９は、ゲートにスイッチング制御回路Ｑ１２の制御端子ＬＶＧからハイレベルの信号が供給されるとオン状態となり、接地電位をトランスＴの一次巻線に供給する。

トランスＴは、一次巻線に供給された電圧を降圧して、二次巻線に出力する。トランスＴの二次巻線に誘起した電圧は、全波整流回路Ｄ６で全波整流される。全波整流回路Ｄ６は、正側出力端子から正の電源電圧＋ＢをノードＸ４に出力し、負側出力端子から負の電源電圧−ＢをノードＸ５に出力する。また、トランスＴの二次巻線に誘起した電圧は、抵抗Ｒ１３、ダイオードＤ７、コンデンサＣ１０によって整流および平滑されて、電源制御部１Ｃを介して、電源電圧ＶＢとしてノードＸ６に出力される。また、トランスＴの三次巻線に誘起された電圧は、ダイオードＤ４、Ｄ５、コンデンサＣ７によって整流および平滑されて、スイッチング制御回路Ｑ１２の電源入力端子ＶＣＣに供給される。

スイッチング電源２は、帰還制御部２Ａを有する。帰還制御部２Ａは、スイッチング電源２に対して負帰還回路を形成させて、負帰還信号を与えるか、又は、負帰還経路を形成させず、負帰還信号を与えないかを切換える。帰還制御部２Ａは、スタンバイ状態においては、スイッチング電源２に負帰還信号を与え、通常動作状態においては、スイッチング電源２に負帰還信号を与えない。

帰還制御部２Ａは、トランジスタＱ１７、Ｑ１８と、抵抗Ｒ１９〜Ｒ２７と、コンデンサＣ１１〜Ｃ１４と、ダイオードＤ１０、Ｄ１１と、フォトカプラ（ＬＥＤＱ１９、及び、フォトトランジスタＱ１０）と、シャントレギュレータＳＲとを有する。抵抗Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２は、トランスＴの二次巻線に誘起した電圧が抵抗Ｒ２６、ダイオードＤ１０を介して供給され、当該電源電圧を分圧して基準電圧としてシャントレギュレータＳＲのＲＥＦ端子に供給する。

シャントレギュレータＳＲは、ＲＥＦ端子に入力される電圧と内部基準電圧との差に応じて、カソードからアノードに流れる電流を変化させる。つまり、ＲＥＦ端子に入力される電圧が大きいとカソード−アノード間電流が大きくなり、ＲＥＦ端子に入力される電圧が小さいとカソード−アノード間電流が小さくなる。シャントレギュレータＳＲは、ＲＥＦ端子が抵抗Ｒ２１とＲ２２との接続点に接続され、アノードが接地電位に接続され、カソードがトランジスタＱ１８のエミッタに接続されている。

ＬＥＤＱ１９は、シャントレギュレータＳＲに流れるカソード−アノード間電流に応じて電流が流れ、その電流値に応じた光信号を生成し、フォトトランジスタＱ１０に送信する。シャントレギュレータＳＲに流れるカソード−アノード間電流はトランスＴの二次巻線の電圧に基づいているので、この光信号もトランスＴの二次巻線の電圧によって変化し、この光信号が負帰還信号に相当する。ＬＥＤＱ１９は、カソードがトランジスタＱ１８のコレクタに接続され、アノードが抵抗Ｒ２５を介して電源電圧ラインに接続されている。

トランジスタＱ１７、Ｑ１８は、負帰還信号をスイッチング制御回路Ｑ１２に供給するか否かを、制御回路３からの制御信号に応じて切換える。トランジスタＱ１７は、ベースがノードＸ９に接続され、エミッタが接地電位に接続され、コレクタが抵抗Ｒ１９を介して電源電圧ラインに接続されている。ノードＸ９は、図４のノードＸ９に接続されている。トランジスタＱ１８は、ベースがトランジスタＱ１７のコレクタに接続され、エミッタがシャントレギュレータＳＲのカソードに接続され、コレクタがＬＥＤＱ１９のカソードに接続されている。

動作を説明する。例えば通常動作状態においては、ノードＸ９からハイレベルの信号が供給され、トランジスタＱ１７がオン状態になり、トランジスタＱ１８はオフ状態になる。トランジスタＱ１８がオフ状態になると、ＬＥＤＱ１９は、シャントレギュレータＳＲに対して開放されるので、電流が流れなくなる。その結果、負帰還信号がスイッチング制御回路Ｑ１２に供給されない。詳細には、図３において、フォトトランジスタＱ１０にコレクタ電流が流れないので、スイッチング制御回路Ｑ１２のＣＯＭＰ端子には電流が流れない。従って、スイッチング制御回路１２は、常時、制御端子ＨＶＧ、ＬＶＧからハイレベル及びローレベルを繰り返す信号を出力し、ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９を交互にオンオフ動作させる。従って、通常動作状態では、負帰還が実行されずに、高い電源電圧が出力される。

一方、例えばスタンバイ状態においては、ノードＸ９からハイレベルの信号が供給されず、トランジスタＱ１７がオフ状態になり、トランジスタＱ１８がオン状態になる。トランジスタＱ１８がオン状態になると、ＬＥＤＱ１９は、シャントレギュレータＳＲに接続された状態になるので、電流が流れる。この電流は、シャントレギュレータＳＲのカソード−アノード間電流に応じて変化するので、トランスＴの二次巻線に誘起する電圧に応じて変化することになる。ＬＥＤＱ１９は、流れる電流に応じて光信号を負帰還信号としてフォトトランジスタＱ１０のベースに供給する。その結果、スイッチング制御回路Ｑ１２のＣＯＭＰ端子から、フォトトランジスタＱ１０に向かって、コレクタ電流が流れる。このコレクタ電流は、ＬＥＤＱ１９に流れる電流に応じた電流値（ＬＥＤＱ１９に流れる電流が大きいほど大きくなる）である。スイッチング制御回路Ｑ１２は、このコレクタ電流の値によって、ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９をスイッチング動作させるかを決定する。つまり、このコレクタ電流が大きい（つまりトランスＴの二次巻線の電圧が大きい）と、ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９にスイッチング動作を停止させ（共にオフ状態にし）、コレクタ電流が小さい（つまりトランスＴの二次巻線の電圧が小さい）と、ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９にスイッチング動作を実行させる。従って、負帰還が実行され、間欠的にスイッチング動作を実行し、トランスＴの二次巻線の電圧を必要最低限の電圧に保ち、無駄な消費電力を削減することができる。

以上のように、帰還制御部２ＡのノードＸ９に供給する信号をハイレベルとローレベルとに切換えることによって、ＬＥＤＱ１９に電流が流れる状態と、流れない状態とを切換える。その結果、スイッチング制御回路Ｑ１２に帰還信号を供給する状態と、帰還信号を供給しない状態とを切換えることができる。

スイッチング電源２の作用効果を説明する。通常動作状態においては、負帰還信号がスイッチング制御回路Ｑ１２に供給されず、ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９は常時スイッチング動作を実行するので、スイッチングアンプ１が出力するオーディオ信号の音質を向上することが出来る。一方、スタンバイ状態においては、負帰還信号がスイッチング制御回路Ｑ１２に供給されて、ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９は間欠的にスイッチング動作を実行するので、出力する電源電圧を最低限に抑えることができ、消費電力を低減できる。従来は、通常動作状態用の電源回路と、スタンバイ用の電源回路とを設けることによって、電源電圧を切換えていたが、１つのスイッチング電源によって通常動作状態用の電源回路と、スタンバイ用の電源回路とを兼用することができ、電源回路の規模を小さく、部品点数を削減することができる。

［制御回路３］
図４は、制御回路３の構成を示す回路図である。制御回路３は、スイッチングアンプ１の電源制御部１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各トランジスタＱ４、Ｑ６、Ｑ１３のオンオフを制御し、ドライバＱ１への各電源電圧の供給有無を制御する。また、制御回路３は、スイッチング電源２の帰還制御部２ＡのトランジスタＱ１７をオンオフ制御し、負帰還信号をスイッチング制御回路Ｑ１２に供給するか否かを制御し、スイッチング電源２を通常動作状態、又は、スタンバイ状態に切り替えさせる。また、制御回路３は、入力信号が供給開始されてから、ドライバＱ１の動作が安定する所定時間だけ、ドライバＱ１の動作を停止させるための停止制御信号をドライバＱ１に出力する。

制御回路３は、トランジスタＱ２０〜Ｑ４４と、抵抗Ｒ２８〜Ｒ５８と、コンデンサＣ１５〜Ｃ２７と、フォトカプラ（ＬＥＤＱ３０、フォトトランジスタＱ１１（図３参照））とを概略有する。以下では、制御回路３の主要部分の接続関係を説明する。

トランジスタＱ２１は、ベースがダイオードＤ１８、Ｄ１９の各カソードに接続され、エミッタが接地電位に接続され、コレクタがトランジスタＱ２２のベースに接続されている。トランジスタＱ２２は、ベースに入力信号が供給され、エミッタが接地電位に接続され、コレクタがトランジスタＱ２３のベースに接続されている。トランジスタＱ２３は、コレクタがトランジスタＱ２４のエミッタと、トランジスタＱ３２、Ｑ３３の各ベースとに接続され、エミッタが電源電圧ラインに接続されている。トランジスタＱ２４は、ベースが抵抗Ｒ３２を介して接地電位に接続され、コレクタがダイオードＤ１３、抵抗Ｒ３４を介してノードＸ２に接続され、かつ、ダイオードＤ１４、抵抗Ｒ３５を介してノードＸ３に接続されている。

トランジスタＱ２５は、ベースが、コンデンサＣ１６、抵抗Ｒ３３を介してトランジスタＱ２３のコレクタに接続され、エミッタが接地電位に接続され、コレクタが、抵抗Ｒ３６を介してトランジスタＱ２７のベースに接続され、かつ、抵抗Ｒ３９、ダイオードＤ１７を介して、トランジスタＱ２８のベースに接続されている。ツェナーダイオードＤ１５は、カソードが抵抗Ｒ３３とコンデンサＣ１６との接続点に接続され、アノードが接地電位に接続されている。トランジスタＱ２６は、ベースがトランジスタＱ３６のベースと、抵抗Ｒ４９を介してトランジスタＱ３７のコレクタと、トランジスタＱ３８のコレクタとに接続されている。トランジスタＱ２７は、エミッタが電源電圧ラインに接続され、コレクタが抵抗Ｒ３７を介してトランジスタＱ４２のベースに接続されている。

トランジスタＱ２８は、ベースがコンデンサＣ１８を介して電源電圧ラインに接続され、エミッタが電源電圧ラインに接続され、コレクタがトランジスタＱ２９のベースと、抵抗Ｒ４０を介して接地電位と、コンデンサＣ１９とに接続されている。トランジスタＱ２９は、コレクタがダイオードＤ１８を介してトランジスタＱ２１のベースに接続され、かつ、抵抗Ｒ４１を介してＬＥＤＱ３０のアノードに接続され、エミッタがコンデンサＣ１９とトランジスタＱ４４のコレクタとに接続されている。ＬＥＤＱ３０のカソードは接地電位に接続されている。トランジスタＱ３２は、エミッタが接地電位に接続され、コレクタがノードＸ１に接続されている。ノードＸ１は、図２のノードＸ１に接続されている。

トランジスタＱ４２は、エミッタが接地電位に接続され、コレクタがノードＸ８に接続されている。ノードＸ８は、図２のノードＸ８に接続され、すなわち、ドライバＱ１のＲＥＳＥＴ入力端子に接続されている。トランジスタＱ４３は、ベースが抵抗Ｒ５８を介してノードＸ８に接続され、コレクタが接地電位に接続され、エミッタが抵抗Ｒ５７を介してトランジスタＱ４４のベースに接続されている。トランジスタＱ４４のエミッタは、電源電圧ラインに接続されている。

以下、動作を説明する。図５〜図７は、制御回路３の各部の動作を示すタイミングチャートであり、各符号は制御回路３の各部の動作波形等に対応している。
［スタンバイ状態時に、入力信号（オーディオ信号）が入力開始されたとき］
図５のタイミングチャートを参照して説明する。時刻ｔ１に、入力信号が入力開始されると（図５の（１）、時刻ｔ１）、入力信号は図示しない整流平滑回路で整流および平滑され、トランジスタＱ２２のベースに正の電圧が供給され、トランジスタＱ２２をオン状態にさせる。トランジスタＱ２２がオン状態になると、トランジスタＱ２３のベースが接地電位に接続された状態になり、トランジスタＱ２３がオン状態になる（図５の（２）、時刻ｔ１）。つまり、入力信号が検出される。トランジスタＱ２３がオン状態になることにより、制御回路３は、スイッチングアンプ１のドライバＱ１へ電源電圧の供給を開始させ、スイッチング制御回路１２に負帰還信号を供給しないように制御する。

詳細には、トランジスタＱ２３のエミッタのハイレベルが、ダイオードＤ１２を介して、ノードＸ９へと出力される（図５の（３）、時刻ｔ１）。ノードＸ９は、図３のノードＸ９に接続されているので、帰還制御部２ＡのトランジスタＱ１７のベースにハイレベルの信号が供給され、トランジスタＱ１７をオン状態に制御する。上述のように、トランジスタＱ１７をオン状態に制御することで、負帰還信号がスイッチング制御回路Ｑ１２に供給されなくなり、スイッチング電源回路２は常時スイッチング動作を実行し、スタンバイ状態から電源オン状態に移行する。

トランジスタＱ２３のエミッタのハイレベルが、トランジスタＱ２４のエミッタに供給されるので、トランジスタＱ２４がオン状態になる。トランジスタＱ２４がオン状態になると、ハイレベルの信号がダイオードＤ１３、抵抗Ｒ３４を介してノードＸ２に出力される。ノードＸ２は、図２のノードＸ２に接続されている。従って、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＢのトランジスタＱ６のベースにハイレベルの信号が供給され、トランジスタＱ６をオン状態に制御することができる。上述のように、トランジスタＱ６がオン状態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳが入力される。

さらに、トランジスタＱ２４がオン状態になると、ハイレベルの信号が、ダイオードＤ１４、抵抗Ｒ３５を介してノードＸ３に出力される。ノードＸ３は、図３のノードＸ３に接続されている。従って、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＣのトランジスタＱ１４のベースにハイレベルの信号が供給され、トランジスタＱ１４がオン状態になる。トランジスタＱ１３は、ベースが接地電位に接続されて、オン状態になる。上述のように、トランジスタＱ１３がオン状態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＢが入力される。

トランジスタＱ２３のエミッタのハイレベルが、トランジスタＱ３２のベースに供給されるので、トランジスタＱ３２がオン状態になる。トランジスタＱ３２がオン状態になると、ローレベルの信号（接地電位）がノードＸ１に出力される。ノードＸ１は、図２のノードＸ１に接続されている。従って、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＡのトランジスタＱ４のベースにローレベルの信号が供給され、トランジスタＱ４をオン状態に制御することができる。上述のように、トランジスタＱ４がオン状態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＡＡに電源電圧ＶＡＡが入力される。

このように、入力信号が入力開始されると、トランジスタＱ２３をオン状態にすることで、各電源制御部１Ａ〜１Ｃのトランジスタをオン状態に制御でき、ドライバＱ１に電源電圧ＶＡＡ、ＶＳＳ、ＶＣＣを供給開始することができる。

ここで、スイッチングアンプ１のドライバＱ１は、電源電圧ＶＡＡ、ＶＳＳ、ＶＢが供給開始されたあと、安定動作を実行可能となるまでの間は、ドライブ信号を出力しないように制御される必要がある。ドライバＱ１は、ＲＥＳＥＴ端子を有する。安定動作が実行可能となりまでのドライブ信号を出力すると、ノイズの発生やＭＯＳＦＥＴの破損につながる危険性があるからである。ＲＥＳＥＴ端子に例えばローレベルの信号が供給されると、ドライバＱ１は、ドライブ信号ＤＲＶ１、ＤＲＶ２の出力を停止する。

トランジスタＱ２３のエミッタのハイレベルが、抵抗Ｒ３３を介してツェナーダイオードＤ１５で定電圧化されて、コンデンサ１６を瞬間的に充電する。トランジスタＱ２５は、ベースにはコンデンサＣ１６の充電電圧であるハイレベルの信号が供給され、オン状態になる。トランジスタＱ２５がオン状態になると、トランジスタＱ２５のエミッタのローレベルの信号（接地電位）が抵抗Ｒ３６を介してトランジスタＱ２７のベースに供給され、トランジスタＱ２７がオン状態になる（図５の（４）、時刻ｔ１）。トランジスタＱ２７のエミッタのハイレベルの信号が抵抗Ｒ３７を介してトランジスタＱ４２のベースに供給され、トランジスタＱ４２がオン状態になる。トランジスタＱ４２のエミッタのローレベルの信号（接地電位）がノードＸ８に出力される（図５の（５）、時刻ｔ１）。ノードＸ８は、図２のノードＸ８に接続されている。従って、スイッチングアンプ１のドライバＱ１のＲＥＳＥＴ端子にはローレベルの信号が入力され、ドライバＱ１は、ドライブ信号の出力を停止する。

トランジスタＱ２５がオン状態になった後、コンデンサＣ１６の充電電圧は、トランジスタＱ２５の内部抵抗を介して接地電位へと徐々に放電される。この放電時間は、コンデンサＣ１６とトランジスタＱ２５の内部抵抗との時定数に依存する。所定時間経過後に、コンデンサＣ１６の充電電圧が低下すると、トランジスタＱ２５はオフ状態になる。すると、先ほどとは逆の動作により、トランジスタＱ２７、Ｑ４２がオフ状態になる（図５の（４）、時刻ｔ３）。従って、ドライバＱ１のＲＥＳＥＴ端子にローレベルの信号が入力されなくなり、ドライバＱ１はドライブ信号の出力を開始することが出来る（図５の（１０）、時刻ｔ３）。このように、トランジスタＱ２５がオン状態になってからオフ状態になるまでの時間、つまり、コンデンサＣ１６とトランジスタＱ２５の内部抵抗との時定数に従ってコンデンサＣ１６の充電電圧が放電されるまでの時間が、ドライバＱ１が安定動作を開始できるまでドライブ信号を出力停止させる時間に相当している。

さらに、トランジスタＱ２５がオン状態になると、トランジスタＱ２５のエミッタのローレベルの信号（接地電位）が抵抗Ｒ３９、ダイオードＤ１７を介してトランジスタＱ２８のベースに供給され、トランジスタＱ２８はオン状態になる。トランジスタＱ２８がオン状態になると、トランジスタＱ２８のエミッタのハイレベルの信号がトランジスタＱ２９のベースに供給され、トランジスタＱ２９がオフ状態になる（図５の（６）、時刻ｔ１）。ここで、上述の通りノードＸ８がローレベルになると、トランジスタＱ４３のベースにローレベルの信号が供給され、トランジスタＱ４３がオン状態になる。すると、トランジスタＱ４３のコレクタのローレベルの信号（接地電位）がトランジスタＱ４４のベースに供給され、トランジスタＱ４４がオン状態になる。すると、トランジスタＱ４４のエミッタのハイレベルの信号がトランジスタＱ２９のエミッタに供給される。

もし、トランジスタＱ２９がオン状態であると、ハイレベルの信号がＬＥＤＱ３０のアノードに供給され、ＬＥＤＱ３０に電流が流れ、フォトトランジスタＱ１１がオン状態になり、スイッチング制御回路Ｑ１２のＶＲＥＦ端子の５Ｖ電圧がＳＴＯＰ端子に入力され、スイッチング制御回路Ｑ１２が動作を停止してしまう。このような問題が生じる原因は、ノードＸ８が、後述するプロテクト用のローレベルの信号が供給されるノードにもなっているからである。しかしながら、トランジスタＱ２９がオフ状態になることで、ＬＥＤＱ３０に電流が流れることが防止され、スイッチング制御回路Ｑ１２が動作を停止することを防止することができる。なお、トランジスタＱ２５がオフ状態になった後、トランジスタＱ２８のエミッタからコンデンサＣ１８に電流が流れてコンデンサＣ１８を充電する期間が存在し、この期間はトランジスタＱ２８がオン状態を継続する（図５の（６）、時刻ｔ４まで）。コンデンサＣ１８が充電完了し、トランジスタＱ２８のエミッタからコンデンサＣ１８に電流が流れなくなると、トランジスタＱ２８がオフ状態になる。従って、トランジスタＱ２５がオフ状態になった後の所定期間もトランジスタＱ２９のオフ状態を継続し、誤ってスイッチング制御回路Ｑ１２の動作を停止させることを防止することが出来る。

［入力信号（オーディオ信号）が入力されなくなったとき］
先ほどとは逆に、入力信号が入力されなくなると（図５の（１）、時刻ｔ５）、図４の抵抗Ｒ１００及びコンデンサＣ１００の時定数による一定時間経過した後、トランジスタＱ２２のベースに正の電圧が供給されなくなり、トランジスタＱ２２はオフ状態になり、トランジスタＱ２３がオフ状態になる（図５の（２）、時刻ｔ６）。トランジスタＱ２３がオフ状態になることにより、制御回路３は、スイッチングアンプ１のドライバＱ１へ電源電圧の供給を停止させ、スイッチング制御回路１２に負帰還信号を供給し、スタンバイ状態に移行させるように制御する。

詳細には、トランジスタＱ２３がオフ状態になると、ダイオードＤ１２のアノードがローレベル（接地電位）に接続されオフ状態になる。従って、図３の帰還制御部２ＡのトランジスタＱ１７のベースにハイレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ１７がオフ状態になる。上述のように、トランジスタＱ１７がオフ状態になると、負帰還信号がスイッチング制御回路Ｑ１２に供給されるようになり、スイッチング電源回路２は通常動作状態からスタンバイ状態に移行する。

トランジスタＱ２４がオフ状態になるので、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＢのトランジスタＱ６のベースにハイレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ６はオフ状態になる。上述のように、トランジスタＱ６がオフ状態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳが入力されなくなる。

トランジスタＱ２４がオフ状態になると、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＣのトランジスタＱ１４のベースにハイレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ１４がオフ状態になる。トランジスタＱ１３は、ベースが接地電位に接続されなくなり、オフ状態になる。上述のように、トランジスタＱ１３がオフ態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＢが入力されなくなる。

トランジスタＱ２３がオフ状態になると、トランジスタＱ３２がオフ状態になり、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＡのトランジスタＱ４のベースにローレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ４がオフ状態になる。上述のように、トランジスタＱ４がオフ状態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＡＡに電源電圧ＶＡＡが入力されなくなる。

このように、入力信号が入力されなくなると、トランジスタＱ２３をオフ状態にすることで、各電源制御部１Ａ〜１Ｃの各トランジスタをオフ状態に制御でき、ドライバＱ１に電源電圧ＶＡＡ、ＶＳＳ、ＶＢを供給停止することができる。従って、スイッチングアンプ１の動作を停止させることができる（図５の（１０）、時刻ｔ６）。

［プロテクト動作］
図６のタイミングチャートを参照して説明する。ノードＸ８にはプロテクト信号（ローレベルの信号）が供給される（図６の（５）、時刻ｔ１１）。プロテクト信号は、図４の温度検出部３Ａによって所定箇所の温度が閾値以上になった場合に、ノードＸ８に対して供給される。その他に、図示省略するが、スイッチングアンプ１のＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３の出力信号にＤＣ（直流成分）が含まれているかを検出し、含まれている場合に、プロテクト信号がノードＸ８に供給される。また、スイッチング電源２の全波整流回路Ｄ６の出力である電源電圧＋Ｂ、−Ｂにパンピング現象が生じているかを検出し、生じている場合に、プロテクト信号がノードＸ８に供給される。これらの検出回路自体は周知技術であるので、詳述を割愛する。

ノードＸ８に供給されたプロテクト信号（ローレベルの信号）は、ドライバＱ１のＲＥＳＥＴ端子に入力される。従って、ドライバＱ１は、ドライブ信号の出力を停止することができる。また、ノードＸ８に供給されたプロテクト信号（ローレベルの信号）は、トランジスタＱ４３のベースに供給され、トランジスタＱ４３はオン状態になる。トランジスタＱ４３のコレクタのローレベルの信号（接地電位）がトランジスタＱ４４のベースに供給され、トランジスタＱ４４がオン状態になる。トランジスタＱ４４のエミッタのハイレベルの信号がトランジスタＱ２９のエミッタに供給される。トランジスタＱ２９のベースは接地電位に接続されているので、トランジスタＱ２９はオン状態になる。

従って、トランジスタＱ２９のエミッタのハイレベルが、抵抗Ｒ４１を介してＬＥＤＱ３０のアノードに供給され、ＬＥＤＱ３０に電流が流れ、フォトトランジスタＱ１１がオン状態になる。すると、スイッチング制御回路Ｑ１２のＶＲＥＦ端子は５Ｖ電圧を出力しているので、ＳＴＯＰ端子に５Ｖ電圧が入力される。つまり、ＶＲＥＦ端子からフォトトランジスタＱ１１を介してＳＴＯＰ端子に電流が流れる。スイッチング制御回路Ｑ１２は、ＳＴＯＰ端子の入力電圧が４．５Ｖを超える（そのような電流が流れると）と、動作を停止し、制御端子ＨＶＧおよび制御端子ＬＶＧから常にローレベルの信号を出力し、ＭＯＳＦＥＴＱ８、Ｑ９のオンオフ動作を停止させる。従って、スイッチング電源２の動作を停止させることが出来る（図６の（７）、時刻ｔ１１）。

さらに、トランジスタＱ２９のエミッタのハイレベルの信号は、ダイオードＤ１８を介してトランジスタＱ２１のベースに供給され、トランジスタＱ２１はオン状態になる。トランジスタＱ２１のエミッタのローレベルの信号（接地電位）がトランジスタＱ２２のベースに供給され、トランジスタＱ２２がオフ状態になる。従って、トランジスタＱ２３もオフ状態になり、その結果、入力信号が供給されない場合と同様に、スイッチングアンプ１のドライバＱ１への電源電圧の供給を停止し、負帰還信号をスイッチング制御回路Ｑ１２に供給しないように制御する。

すなわち、トランジスタＱ２３がオフ状態になると、ダイオードＤ１２のアノードがローレベル（接地電位）に接続されオフ状態になる。従って、図３の帰還制御部２ＡのトランジスタＱ１７のベースにハイレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ１７がオフ状態になる。上述のように、トランジスタＱ１７がオフ状態になると、負帰還信号がスイッチング制御回路Ｑ１２に供給されるようになる。

トランジスタＱ２４がオフ状態になるので、ダイオードＤ１３はオフ状態になり、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＢのトランジスタＱ６のベースにハイレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ６はオフ状態になる。上述のように、トランジスタＱ６がオフ状態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳが入力されなくなる。

さらに、トランジスタＱ２４がオフ状態になると、ダイオードＤ１４がオフ状態になり、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＣのトランジスタＱ１４のベースにハイレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ１４がオフ状態になる。トランジスタＱ１３は、ベースが接地電位に接続されなくなり、オフ状態になる。上述のように、トランジスタＱ１３がオンフ態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＣＣに電源電圧ＶＢが入力されなくなる。

［低電圧検出部］
図３および図４に示すように、制御回路３は、低電圧検出部３Ｂを有する。低電圧検出部３Ｂは、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、ツェナーダイオードＤ９、Ｄ２０、コンデンサＣ２、トランジスタＱ１６、Ｑ２６、Ｑ３５、Ｑ３６、Ｑ３７、Ｑ３８、Ｑ３９を有する。低電圧検出部は、トランスＴの二次巻線に誘起する電圧が低電圧であることを検出し、低電圧であることが検出された場合に、帰還制御部２Ａをスイッチング制御回路Ｑ１２に帰還信号を供給させないよう制御し、スイッチング電源２を通常動作状態に維持させる。

トランジスタＱ１６は、ベースが、抵抗Ｒ１５、Ｒ１６の並列回路、ツェナーダイオードＤ９を介してダイオードＤ７のカソードに接続され、エミッタがノードＸ５に接続され、コレクタが抵抗Ｒ１８を介して、ノードＸ７、すなわち、トランジスタＱ３９のベースに接続されている。トランジスタＱ３７は、ベースが抵抗Ｒ４７を介してトランジスタＱ３５のコレクタに接続され、エミッタが電源電圧ラインに接続され、コレクタが抵抗Ｒ４９を介してトランジスタＱ３８のコレクタとダイオードＤ２０のアノードとに接続されている。トランジスタＱ３８は、エミッタが接地電位に接続され、ベースがトランジスタＱ３９のコレクタに接続され、コンデンサＣ２を介して接地電位に接続されている。トランジスタＱ３９は、エミッタが電源電圧ラインに接続されている。ダイオードＤ２０のカソードは、ノードＸ９に接続されている。ノードＸ９は、図３のノード９、すなわち、トランジスタＱ１７のベースに接続されている。トランジスタＱ３５は、ベースが抵抗Ｒ４３を介してトランジスタＱ２３のコレクタに接続され、エミッタが接地電位に接続されている。

［低電圧検出時の動作］
図７のタイミングチャートのｔ２１〜ｔ２２を参照して説明する。トランスＴの二次巻線の電圧が低電圧になると、トランジスタＱ１６のベースにローレベルの信号が供給されるので、トランジスタＱ１６はオフ状態になる（低電圧が検出される）。トランジスタＱ１６のエミッタのローレベルの信号（接地電位）がトランジスタＱ３９のベースに供給されなくなり、トランジスタＱ３９がオフ状態になる（図７の（８）、時刻ｔ２１）。トランジスタＱ３８のベースにハイレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ３８がオフ状態になる。ここで、入力信号が入力されて、トランジスタＱ２３がオン状態であるとき、トランジスタＱ３５のベースにハイレベルの信号が供給されて、トランジスタＱ３５はオン状態である。従って、トランジスタＱ３７は、ベースにローレベルの信号（接地電位）が供給されるので、オン状態になっている（図７の（９）、時刻ｔ２１）。

トランジスタＱ３７がオン状態、Ｑ３８がオフ状態になるので、トランジスタＱ３７のエミッタのハイレベルの信号が抵抗Ｒ４９、ダイオードＤ２０を介してノードＸ９に出力される（図７の（３）、時刻ｔ２１）。図３のように、ノードＸ９はトランジスタＱ１７のベースに接続されているので、トランジスタＱ１７は、ベースにハイレベルの信号が供給されてオン状態を継続する。上述の通り、トランジスタＱ１７がオン状態になると、負帰還信号がスイッチング制御回路Ｑ１２に供給されなくなり、スイッチング電源が通常動作状態を維持する。なお、後述するように、低電圧が検出されると、トランジスタＱ２３がオフ状態になり、ダイオードＤ１２がオフ状態になるので、ノードＸ９からはローレベルの信号を出力しようとする（スタンバイ状態に移行させようとする）が、ダイオードＤ２０からのハイレベルの信号がノードＸ９に出力されるので、スタンバイ状態に移行することを防止することが出来る。

トランジスタＱ３７がオン状態、Ｑ３８がオフ状態になると、トランジスタＱ３７のエミッタのハイレベルの信号が抵抗Ｒ４９、ダイオードＤ１９を介してトランジスタＱ２１のベースに供給され、トランジスタＱ２１がオン状態になる。トランジスタＱ２１のエミッタのローレベルの信号（接地電位）がトランジスタＱ２２のベースに供給され、トランジスタＱ２２がオフ状態になる。従って、トランジスタＱ２３もオフ状態になり、その結果、入力信号が供給されない場合と同様に、スイッチングアンプ１のドライバＱ１への電源電圧の供給を停止する。

詳細には、トランジスタＱ２３がオフ状態になると、トランジスタＱ２４がオフ状態になるので、ダイオードＤ１３はオフ状態になり、スイッチングアンプ１の電源制御部１ＢのトランジスタＱ６のベースにハイレベルの信号が供給されなくなり、トランジスタＱ６はオフ状態になる。上述のように、トランジスタＱ６がオフ状態になると、ドライバＱ１の電源入力端子ＶＳＳに電源電圧ＶＳＳが入力されなくなる。

また、トランジスタＱ３７のエミッタのハイレベルの信号は、抵抗Ｒ４９を介してトランジスタＱ２６のベースに供給され、トランジスタＱ２６はオン状態になる。トランジスタＱ２７のベースにローレベルの信号（接地電位）が供給され、トランジスタＱ２７はオン状態になる。トランジスタＱ４２のベースにハイレベルの信号が供給されて、トランジスタＱ４２がオン状態になる。従って、ローレベルの信号がノードＸ８から出力され、図２のスイッチングアンプ２のドライバＱ１のＲＥＳＥＴ端子に入力され、ドライバＱ１のドライブ信号出力を停止させることができる（図７の（４）、時刻ｔ２１）。つまり、上述の通り、トランジスタＱ４、Ｑ６、Ｑ１３をオフ状態に制御し、ドライバＱ１への電源電圧の供給を停止するが、多少のタイムラグが想定されるので、ドライバＱ１のＲＥＳＥＴ端子にローレベルの信号を供給することにより、ドライバＱ１のドライブ信号出力動作を迅速に停止させることができる。

トランジスタＱ２６がオン状態になると、トランジスタＱ２８のベースにローレベルの信号（接地電位）が供給され、トランジスタＱ２８がオン状態になる。トランジスタＱ２９のベースにハイレベルの信号が供給されてトランジスタＱ２９がオフ状態になる（図７の（６）、時刻ｔ２１）。もし、トランジスタＱ２９がオン状態であると、ハイレベルの信号がＬＥＤＱ３０のアノードに供給され、ＬＥＤＱ３０に電流が流れ、フォトトランジスタＱ１１がオン状態になり、スイッチング制御回路Ｑ１２のＶＲＥＦ端子の５Ｖ電圧がＳＴＯＰ端子に入力されてしまい、スイッチング制御回路Ｑ１２が動作を停止してしまう。このような問題が生じる原因は、ノードＸ８が、プロテクト用のローレベルの信号が供給されるノードにもなっているからである。しかしながら、トランジスタＱ２９がオフ状態になることで、ＬＥＤＱ３０に電流が流れることが防止され、スイッチング制御回路Ｑ１２が動作を停止することを防止することができる。

なお、トランジスタＱ２３がオフ状態になると、トランジスタＱ３５がオフ状態になるので、トランジスタＱ３７はオン状態を維持できなくなる。トランジスタＱ３７がオフ状態になると、上述した低電圧検出時の動作を実行することができなくなる。しかし、一旦、トランジスタＱ３７がオン状態になったとき、トランジスタＱ３７のエミッタのハイレベルがトランジスタＱ３６のベースに供給され、トランジスタＱ３６はオン状態になる。トランジスタＱ３７のベースにはローレベルの信号が供給されるので、トランジスタＱ３７はオン状態を継続することが出来る（図７の（９）、時刻ｔ２１）。

低電圧検出部３Ｂの作用効果を説明する。まず、スイッチング電源がスタンバイ状態である場合には、以下の問題が生じる。電源電圧が低電圧になったとき、スイッチング電源２がスタンバイ状態になってしまうと、平滑用のコンデンサＣ１０１、Ｃ１０２の充電電圧が直ぐにはスイッチング電源２において電源電圧の出力に使用されずに、比較的長い期間が残存する。低電圧が検出されて、スイッチングアンプ１のドライバＱ１の動作を停止させると、負荷が軽くなった状態になるので、トランジスタＱ１６のベースに供給される電圧が上昇し、トランジスタＱ１６がオン状態になってしまう。つまり、低電圧であるにもかかわらず、一旦低電圧ではないと判断してしまう。そのため、スイッチングアンプ１のドライバＱ１の動作を開始させてしまう。すると、負荷が重くなった状態になり、トランジスタＱ１６のベースに供給される電圧が低下し、トランジスタＱ１６がオフ状態になる。このように、コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２の充電電圧が完全に消費されるまでの間、低電圧を検出してスイッチングアンプの動作を停止させる処理と、低電圧を検出せずスイッチングアンプの動作を開始させる処理とを長い期間にわたり繰り返してしまい、その結果、スピーカーからノイズが発生するという問題がある。

本例の低電圧検出部３Ｂでは、上述の通り、低電圧を検出したときに、スイッチング電源２のスイッチング制御回路Ｑ１２への負帰還信号の供給を停止し、スタンバイ状態に移行することを防止し、通常動作状態を継続させる。従って、コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２の充電電圧は、通常動作状態により、迅速に電源電圧の生成のために使用されて消費される。従って、低電圧を検出してスイッチングアンプの動作を停止させる処理と、低電圧を検出せずスイッチングアンプの動作を開始させる処理とを繰り返す時間を短時間で終了させることが出来る。

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。

本発明は、例えばオーディオアンプに好適に採用され得る。

１スイッチングアンプ
２スイッチング電源
３制御回路

Claims

入力信号に基づいて、スイッチ素子をオンオフ制御するドライブ信号を生成して、出力するドライバと、
前記ドライバから前記ドライブ信号が供給されることによりオンオフ動作し、オン状態の時に、供給されるスイッチ素子用電源電圧を出力することにより、入力信号を増幅するスイッチ素子と、
通常動作状態において前記ドライバにドライバ用電源電圧を供給し、スタンバイ状態において前記ドライバに前記ドライバ用電源電圧を供給しないように切換えるドライバ用電源電圧制御部とを備え、
前記通常動作状態および前記スタンバイ状態の両状態において、前記スイッチ素子用電源電圧が前記スイッチ素子に供給され、
前記ドライバ用電源電圧が、前記ドライバを動作するための正側電源電圧および負側電源電圧と、前記ドライバのドライブ信号出力用の電源電圧とを含む、スイッチングアンプ。
前記ドライバ用電源電圧制御部がトランジスタを含み、通常動作状態において前記トランジスタがオン状態になることによって前記ドライバにドライバ用電源電圧を供給し、スタンバイ状態において前記トランジスタがオフ状態になることによって前記ドライバに前記ドライバ用電源電圧を供給しない、請求項１に記載のスイッチングアンプ。