JP6433067B2

JP6433067B2 - オーディオ用増幅装置

Info

Publication number: JP6433067B2
Application number: JP2015093350A
Authority: JP
Inventors: 康浩関根
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: JP2016213563A

Description

本発明は、オーディオ信号を増幅して出力するオーディオ用増幅装置に関する。

従来から、スピーカが接続された伝送ラインの短絡を検出したときにデジタルアンプへの入力をミュートし、その後経過時間に基づいてミュート処理を終わらせるようにしたオーディオ用増幅装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このオーディオ用増幅装置では、短絡検出後からの経過時間に基づいてミュート処理を終了させることにより、過電流の保護状態から自動復帰することができる。

特開２００９−２６８０１３号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された構成では、経過時間に基づいて過電流保護を終わらせるため、過電流の保護状態から自動復帰することはできるが、過電流の原因が取り除かれない場合には同じ原因によって過電流状態が何度も繰り返されるという問題があった。

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、過電流発生時に過電流状態を停止させることができるとともに、過電流発生の繰り返しを防止することができるオーディオ用増幅装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のオーディオ用増幅装置は、入力されるオーディオ信号を増幅するアンプと、所定の電流供給路を介してアンプに供給される電流の過電流状態の発生の有無を判定する過電流判定手段と、電流供給路を介した電流の供給あるいは遮断を行うスイッチと、過電流判定手段によって過電流状態が発生した旨の判定が行われたときに、スイッチを用いて電流供給を遮断するとともに、アンプの出力レベルを所定量減衰させ、その後、スイッチを用いて電流の供給を再開する過電流保護処理手段とを備えている。

過電流発生時に電流供給路を介した電流を遮断することにより、過電流状態を停止させることができる。また、アンプの出力レベルを所定量減衰させた後に電流供給を再開することにより、その後のアンプに対する供給電流を減らすことができ、過電流発生の繰り返しを防止することが可能となる。

また、上述した電流供給路を介して供給される電流値を検出する電流検出手段をさらに備え、過電流判定手段は、電流検出手段の検出結果に基づいて過電流状態の発生の有無を判定することが望ましい。これにより、アンプに供給される電流値を正確に検出し、その過電流状態を確実に判定することが可能となる。

また、上述したアンプの前段に設けられ、入力されるオーディオ信号に対する減衰利得を設定する信号処理手段をさらに備え、過電流保護処理手段は、信号処理手段に対して減衰利得を所定量低下させる指示を行うことが望ましい。アンプに入力するオーディオ信号の信号レベルを減衰させることにより、アンプによる増幅動作に必要な電流を容易に減らして過電流状態を解消することが可能になる。

また、上述した過電流保護処理手段は、アンプの出力レベルを所定量減衰させる回数が所定回数に達したときに、スイッチを用いて電流の供給を再開せずに、所定のエラー処理を行うことが望ましい。これにより、アンプに入力するオーディオ信号の信号レベル以外の要因で過電流状態が発生している場合に、過電流状態が解消しないことによる素子や回路の破損を防止することができる。

また、上述した過電流保護処理手段は、スイッチを用いて電流供給を遮断してから、所定の待ち時間経過後に、電流供給を再開することが望ましい。これにより、アンプの出力レベルを所定量減衰させるために必要な時間を確保し、この出力レベル減衰による過電流発生の繰り返し防止の効果を高めることができる。

一実施形態のオーディオ用増幅装置の構成を示す図である。過電流保護回路によって行われる過電流保護の動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明を適用した一実施形態のオーディオ用増幅装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態のオーディオ用増幅装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態のオーディオ用増幅装置は、信号処理部１０、パワーアンプ２０、ＤＣ−ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）３０、過電流保護回路４０を備えている。

信号処理部１０は、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）によって構成されており、オーディオソース（図示せず）から入力されるオーディオ信号に対して信号処理を行って出力する。この信号処理には、入力されるオーディオ信号を変更可能な利得で減衰させる利得制御処理や、マルチバンドイコライザ処理、ラウドネス処理、フィルタ処理などが含まれる。

パワーアンプ２０は、信号処理部１０の後段に設けられており、信号処理部１０を介して入力されるオーディオ信号を電力増幅して後段のスピーカ２２を駆動する。

ＤＣ−ＤＣ変換器３０は、バッテリ端子から延びる電流供給路としてのバッテリライン３２に接続されており、バッテリライン３２から供給される電圧（例えば１２Ｖ）をパワーアンプ２０の動作電圧に変換する。

過電流保護回路４０は、パワーアンプ２０が過電流状態となったときに、パワーアンプ２０に対する電流供給を停止するとともに、このパワーアンプ２０の出力レベルを減衰させ、その後、パワーアンプ２０に対する電流供給を再開することにより、過電流保護動作を行う。

この過電流保護回路４０は、シャント抵抗４１、電流検出部４２、過電流判定部４３、スイッチ（ＳＷ）４４、スイッチ（ＳＷ）制御部４５、過電流保護処理部４６を含んで構成されている。

シャント抵抗４１は、バッテリライン３２に直列に挿入されており、バッテリライン３２に流れる電流を電圧に変換する。電流検出部４２は、シャント抵抗４１の両端電圧に基づいて、バッテリライン３２に流れる電流値を検出する。過電流判定部４３は、電流検出部４２によって検出されたバッテリライン３２を流れる電流値と過電流発生を示す基準値とを比較することにより、過電流発生の有無を判定する。

スイッチ４４は、バッテリライン３２に直列に挿入されており、バッテリライン３２を介した電流の供給あるいは遮断を行う。スイッチ制御部４５は、スイッチ４４のオン（供給）／オフ（遮断）を制御する。

過電流保護処理部４６は、過電流判定部４３によって過電流状態が発生した旨の判定が行われたときに、スイッチ４４をオフしてパワーアンプ２０に対する電流供給を遮断するとともに、パワーアンプ２０の出力レベルを所定量減衰させ、その後、スイッチ４４をオンしてパワーアンプ２０に対する電流の供給を再開する。

上述した過電流判定部４３が過電流判定手段に、スイッチ制御部４５、過電流保護処理部４６が過電流保護処理手段に、電流検出部４２が電流検出手段に、信号処理部１０が信号処理手段にそれぞれ対応する。

本実施形態のオーディオ用増幅回路はこのような構成を有しており、次に、過電流保護動作について説明する。

図２は、過電流保護回路４０によって行われる過電流保護の動作手順を示す流れ図である。本実施形態のオーディオ用増幅装置の電源が投入されると、スイッチ制御部４５は、スイッチ４４をオンにしてバッテリライン３２を介した電流供給を開始する（ステップ１００）。これにより、ＤＣ−ＤＣ変換器３０を介して供給される電力によって、パワーアンプ２０によるオーディオ信号の増幅動作が開始され、スピーカ２２から増幅されたオーディオ音が出力される。

このようなオーディオ音の出力動作と並行して、電流検出部４２は、シャント抵抗４１の両端電圧に基づく電流値の検出を行う（ステップ１０２）。また、過電流判定部４３は、検出した電流値が基準値以下か否かを判定する（ステップ１０４）。検出した電流値が基準値以下であって過電流状態でない場合には肯定判断が行われ、ステップ１０２の電流検出以降の動作が繰り返される。

また、検出した電流値が基準値を超える過電流状態の場合にはステップ１０４の判定において否定判断が行われる。この場合には、スイッチ制御部４５は、スイッチ４４をオフしてバッテリライン３２を介して供給されていた電流を遮断する（ステップ１０６）。

また、過電流保護処理部４６は、信号処理部１０に指示を送って、パワーアンプ２０の出力レベルを所定量（例えば、１０ｄＢ）減衰させる（ステップ１０８）。また、過電流保護処理部４６は、過電流の検出回数は５回目か否かを判定する（ステップ１１０）。５回に達しない場合（４回以下の場合）には否定判断が行われ、過電流保護処理部４６は、所定の待ち時間が経過したか否かを判定する（ステップ１１２）。所定の待ち時間が経過するまでは否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、所定の待ち時間が経過するとステップ１１２の判定において肯定判断が行われる。次に、ステップ１００に戻って、スイッチ４４をオンすることによる電流供給の開始以降の動作が繰り返される。

また、過電流の検出回数が５回に達した場合にはステップ１１０の判定において肯定判断が行われる。次に、過電流保護処理部４６は、スイッチ４４のオフ状態（電流遮断）を維持して、所定のエラー処理を行う（ステップ１１４）。

このように、本実施形態のオーディオ用増幅装置では、過電流発生時にバッテリライン３２を介した電流を遮断することにより、パワーアンプ２０における過電流状態を停止させることができる。また、パワーアンプ２０の出力レベルを所定量減衰させた後に電流供給を再開することにより、その後のパワーアンプ２０に対する供給電流を減らすことができ、過電流発生の繰り返しを防止することが可能となる。

また、バッテリライン３２を介して供給される電流値を検出する電流検出部４２を備え、この電流検出部４２の検出結果に基づいて過電流状態の発生の有無を判定することにより、パワーアンプ２０に供給される電流値を正確に検出し、その過電流状態を確実に判定することが可能となる。

また、入力されるオーディオ信号に対する減衰利得を設定する信号処理部１０を備え、この信号処理部１０に対して減衰利得を所定量低下させる指示を行うことにより、パワーアンプ２０による増幅動作に必要な電流を容易に減らして過電流状態を解消することが可能になる。

また、パワーアンプ２０の出力レベルを所定量減衰させる回数が所定回数（５回）に達したときに、スイッチ４４を用いて電流の供給を再開せずに、所定のエラー処理を行っており、これにより、パワーアンプ２０に入力するオーディオ信号の信号レベル以外の要因で過電流状態が発生している場合に、過電流状態が解消しないことによる素子や回路の破損を防止することができる。

また、スイッチ４４を用いて電流供給を遮断してから、所定の待ち時間経過後に、電流供給を再開することにより、パワーアンプ２０の出力レベルを所定量減衰させるために必要な時間を確保し、この出力レベル減衰による過電流発生の繰り返し防止の効果を高めることができる。

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、１個のスピーカ２２が接続されている場合について説明したが、複数個のスピーカ２２のそれぞれを別々のパワーアンプ２０で駆動する場合には、各パワーアンプ２０毎に供給電流を検出して過電流発生の有無を検出する必要がある。また、この場合には、出力されるオーディオ音のバランスを維持するためには、いずれかのパワーアンプ２０において過電流状態が発生したときに、全てのパワーアンプ２０の出力レベルが同時に所定量減衰するように制御する必要がある。

１０信号処理部
２０パワーアンプ
２２スピーカ
３０ＤＣ−ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）
３２バッテリライン
４０過電流保護回路
４１シャント抵抗
４２電流検出部
４３過電流判定部
４４スイッチ（ＳＷ）
４５スイッチ（ＳＷ）制御部
４６過電流保護処理部

Claims

入力されるオーディオ信号を増幅するアンプと、
所定の電流供給路を介して前記アンプに供給される電流の過電流状態の発生の有無を判定する過電流判定手段と、
前記電流供給路を介した電流の供給あるいは遮断を行うスイッチと、
前記過電流判定手段によって過電流状態が発生した旨の判定が行われたときに、前記スイッチを用いて電流供給を遮断するとともに、前記アンプの出力レベルを所定量減衰させ、その後、前記スイッチを用いて電流の供給を再開する過電流保護処理手段と、
を備えることを特徴とするオーディオ用増幅装置。
請求項１において、
前記電流供給路を介して供給される電流値を検出する電流検出手段をさらに備え、
前記過電流判定手段は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて過電流状態の発生の有無を判定することを特徴とするオーディオ用増幅装置。
請求項１または２において、
前記アンプの前段に設けられ、入力されるオーディオ信号に対する減衰利得を設定する信号処理手段をさらに備え、
前記過電流保護処理手段は、前記信号処理手段に対して前記減衰利得を前記所定量低下させる指示を行うことを特徴とするオーディオ用増幅装置。
請求項１〜３のいずれか一項において、
前記過電流保護処理手段は、前記アンプの出力レベルを前記所定量減衰させる回数が所定回数に達したときに、前記スイッチを用いて電流の供給を再開せずに、所定のエラー処理を行うことを特徴とするオーディオ用増幅装置。
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記過電流保護処理手段は、前記スイッチを用いて前記電流供給を遮断してから、所定の待ち時間経過後に、前記電流供給を再開することを特徴とするオーディオ用増幅装置。