JP6820171B2 - D級アンプ回路、その制御方法、オーディオ出力装置、電子機器 - Google Patents
D級アンプ回路、その制御方法、オーディオ出力装置、電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6820171B2 JP6820171B2 JP2016180241A JP2016180241A JP6820171B2 JP 6820171 B2 JP6820171 B2 JP 6820171B2 JP 2016180241 A JP2016180241 A JP 2016180241A JP 2016180241 A JP2016180241 A JP 2016180241A JP 6820171 B2 JP6820171 B2 JP 6820171B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- class
- amplifier circuit
- transistor
- detection signal
- overcurrent detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 76
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 101000836005 Homo sapiens S-phase kinase-associated protein 1 Proteins 0.000 description 10
- 102100025487 S-phase kinase-associated protein 1 Human genes 0.000 description 10
- 102100022116 F-box only protein 2 Human genes 0.000 description 8
- 101000824158 Homo sapiens F-box only protein 2 Proteins 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
- H03F3/2171—Class D power amplifiers; Switching amplifiers with field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
- H03F3/2173—Class D power amplifiers; Switching amplifiers of the bridge type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
- H03F1/523—Circuit arrangements for protecting such amplifiers for amplifiers using field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/181—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers
- H03F3/183—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/185—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/181—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers
- H03F3/183—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/187—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/03—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being designed for audio applications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/171—A filter circuit coupled to the output of an amplifier
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/351—Pulse width modulation being used in an amplifying circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/426—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier comprising circuitry for protection against overload
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/462—Indexing scheme relating to amplifiers the current being sensed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
IOUT=1/L×∫vdt …(1)
したがって、電圧vが一定であるとすれば、出力電流IOUTは時間とともに一定の傾きで増大していく。図1のハーフブリッジのD級アンプにおいて、ハイサイドトランジスタMHがオンのとき、v≒VCCであるから(電気音響変換素子202の電圧をゼロと近似している)、式(2)が成り立つ。
IOUT=VCC/L×t …(2)
安全に回路を保護できる。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。
回路を1つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
またインダクタLに流れる直流電流成分が許容電流IDC_MAXを超え、磁気飽和によりインダクタLのインダクタンス値が低下すると、トランジスタMLに流れる電流IMLは第2しきい値IOCP2に達する。この場合は、第1時間(判定時間)τ1よりも短い検出遅延で過電流検出信号S3Lをアサートすることで、トランジスタMLに流れる電流が過度に上昇する前に、過電流状態を検出でき、電流IMLがハッチングを付す破壊領域に入る前に、適切な保護を施すことができる。
VDSH=RON×IMH
ローサイドトランジスタについても同様である。
本発明は、フルブリッジ型の出力段を有するBTL(Bridged Transformerless)方式のD級アンプにも適用可能である。図8は、BTL方式のD級アンプ回路100Aのブロック図である。出力段102Aは、4個のトランジスタMHP,MLP,MHN,MLNを含む。過電流検出回路130HP,130LP,130HN,130LNは、4個のトランジスタMHP,MLP,MHN,MLNそれぞれの電流を監視対象として構成される。そのほかについては図4と同様である。BTL方式のD級アンプの動作方式は限定されず、OUTPピンの電圧VOUTPとOUTNピンの電圧VOUTNが相補的な関係となる差動方式であってもよい。
ハイサイドトランジスタMHはPチャンネルMOSFETであってもよい。
過電流状態が検出されたときの保護処理は特に限定されない。たとえば、過電流が検出されたトランジスタのターンオフ、出力段のスイッチングの停止に代えて、あるいはそれに加えて、過電流検出信号S3H,S3Lを、図示しない上位のコントローラや、D級アンプ回路100の外部に設けられるCPU(Central Processing Unit)やマイクロコントローラに供給するようにしてもよい。この場合、外部のCPU等において、適切な保護処理を実行できる。
最後に、オーディオ出力装置200のアプリケーションを説明する。図9(a)〜(c)は、電子機器1の外観図である。図9(a)は電子機器1の一例であるディスプレイ装置600である。ディスプレイ装置600は、筐体602、スピーカ2を備える。オーディオ出力装置200は筐体に内蔵され、スピーカ2を駆動する。スピーカ2は、電気音響変換素子202に相当する。
Claims (12)
- インダクタを介して電気音響変換素子と接続されるブリッジ型の出力段と、
オーディオ信号に応じたパルス信号に応じて、前記出力段を駆動する駆動回路と、
(i)前記出力段を構成する監視対象のトランジスタに流れる電流が第1しきい値を超えた状態が所定の第1時間持続すると、または(ii)前記監視対象のトランジスタがターンオンしてから所定の第2時間経過以降に、前記監視対象のトランジスタに流れる電流が、第1しきい値より高い第2しきい値を超えると、過電流検出信号をアサートする過電流検出回路と、
を備え、
前記過電流検出回路は、
前記監視対象のトランジスタに流れる電流に応じた電流検出信号を、前記第1しきい値に対応する第1しきい値電圧と比較し、比較結果を示す第1比較信号を生成する第1コンパレータと、
前記電流検出信号を、前記第2しきい値に対応する第2しきい値電圧と比較し、比較結果を示す第2比較信号を生成する第2コンパレータと、
前記第1比較信号および前記第2比較信号にもとづいて前記過電流検出信号を生成する判定回路と、
を含むことを特徴とするD級アンプ回路。 - 前記過電流検出信号のアサートに応答して、前記監視対象のトランジスタがターンオフすることを特徴とする請求項1に記載のD級アンプ回路。
- 前記過電流検出信号のアサートが所定のサイクル数、連続発生すると、前記出力段のスイッチングが停止することを特徴とする請求項1または2に記載のD級アンプ回路。
- 外部の回路と接続されるフェイルピンをさらに備え、前記過電流検出信号に応じて前記フェイルピンの電気的状態を変化させることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のD級アンプ回路。
- 前記電流検出信号は、前記監視対象のトランジスタの電圧降下に応じていることを特徴とする請求項1に記載のD級アンプ回路。
- 前記監視対象のトランジスタは、ハイサイドトランジスタとローサイドトランジスタの両方であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のD級アンプ回路。
- 前記出力段はフルブリッジ回路であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のD級アンプ回路。
- ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のD級アンプ回路。
- 電気音響変換素子と、
請求項1から8のいずれかに記載のD級アンプ回路と、
前記D級アンプ回路と前記電気音響変換素子の間に設けられたインダクタを含むフィルタ回路と、
を備えることを特徴とするオーディオ出力装置。 - 電気音響変換素子と、
請求項1から8のいずれかに記載のD級アンプ回路と、
前記D級アンプ回路と前記電気音響変換素子の間に設けられたインダクタを含むフィルタ回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - インダクタを介して電気音響変換素子と接続されるD級アンプ回路の制御方法であって、
オーディオ信号に応じたパルス信号を生成するステップと、
前記パルス信号に応じて前記D級アンプ回路の出力段を駆動するステップと、
(i)前記出力段を構成する監視対象のトランジスタに流れる電流が第1しきい値を超えた状態が所定の第1時間持続すると、または(ii)前記監視対象のトランジスタがターンオンしてから所定の第2時間経過以降に、前記監視対象のトランジスタに流れる電流が、第1しきい値より高い第2しきい値を超えると、過電流検出信号をアサートするステップと、
を備え、
前記過電流検出信号をアサートするステップは、
前記監視対象のトランジスタに流れる電流に応じた電流検出信号を、前記第1しきい値に対応する第1しきい値電圧と比較し、比較結果を示す第1比較信号を生成するステップと、
前記電流検出信号を、前記第2しきい値に対応する第2しきい値電圧と比較し、比較結果を示す第2比較信号を生成するステップと、
前記第1比較信号および前記第2比較信号にもとづいて前記過電流検出信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。 - 前記過電流検出信号のアサートが所定のサイクル数、連続発生すると、前記出力段のスイッチングを停止するステップをさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の制御方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016180241A JP6820171B2 (ja) | 2016-09-15 | 2016-09-15 | D級アンプ回路、その制御方法、オーディオ出力装置、電子機器 |
CN201710812006.2A CN107834985B (zh) | 2016-09-15 | 2017-09-11 | D级放大电路、其控制方法、音频输出装置、电子设备 |
US15/705,868 US10367459B2 (en) | 2016-09-15 | 2017-09-15 | Class-D amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016180241A JP6820171B2 (ja) | 2016-09-15 | 2016-09-15 | D級アンプ回路、その制御方法、オーディオ出力装置、電子機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018046431A JP2018046431A (ja) | 2018-03-22 |
JP6820171B2 true JP6820171B2 (ja) | 2021-01-27 |
Family
ID=61560948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016180241A Active JP6820171B2 (ja) | 2016-09-15 | 2016-09-15 | D級アンプ回路、その制御方法、オーディオ出力装置、電子機器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10367459B2 (ja) |
JP (1) | JP6820171B2 (ja) |
CN (1) | CN107834985B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7149104B2 (ja) | 2018-05-28 | 2022-10-06 | ローム株式会社 | 半導体集積回路、オーディオ出力装置、電子機器 |
CN108832900B (zh) * | 2018-05-31 | 2024-07-12 | 北京集创北方科技股份有限公司 | 运算放大电路及其过流保护方法 |
CN116647128A (zh) * | 2018-10-05 | 2023-08-25 | 罗姆股份有限公司 | 开关控制装置、驱动装置、绝缘型dc/dc转换器、ac/dc转换器、电源适配器 |
US11546709B2 (en) * | 2019-09-23 | 2023-01-03 | Texas Instruments Incorporated | Audio playback under short circuit conditions |
JP2021150656A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | ヤマハ株式会社 | D級アンプ |
JP7191062B2 (ja) * | 2020-06-05 | 2022-12-16 | 株式会社藤商事 | 遊技機 |
JP7262424B2 (ja) * | 2020-06-05 | 2023-04-21 | 株式会社藤商事 | 遊技機 |
JP7191064B2 (ja) * | 2020-06-05 | 2022-12-16 | 株式会社藤商事 | 遊技機 |
TWI724980B (zh) * | 2020-10-14 | 2021-04-11 | 立積電子股份有限公司 | 放大電路 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5973569A (en) * | 1998-02-25 | 1999-10-26 | National Semiconductor Corporation | Short-circuit protection and over-current modulation to maximize audio amplifier output power |
US7071752B2 (en) * | 2001-08-31 | 2006-07-04 | Texas Instruments Incorporated | Amplifiers |
US7706545B2 (en) * | 2003-03-21 | 2010-04-27 | D2Audio Corporation | Systems and methods for protection of audio amplifier circuits |
JP4801357B2 (ja) * | 2005-02-21 | 2011-10-26 | ローム株式会社 | 信号増幅回路およびそれを用いた電子機器 |
US20070139109A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-21 | Jun Honda | Class d amplifier with start-up click noise elimination |
US7286010B2 (en) * | 2006-01-26 | 2007-10-23 | D2Audio Corporation | Systems and methods for over-current protection |
US7649414B2 (en) * | 2006-08-10 | 2010-01-19 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus to reduce substrate voltage bounces and spike voltages in switching amplifiers |
US20080043391A1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Timer reset circuit for overcurrent protection of switching power amplifier |
US7570118B1 (en) * | 2007-09-27 | 2009-08-04 | Cirrus Logic, Inc. | Thermal overload protection circuit and method for protecting switching power amplifier circuits |
US7554409B1 (en) * | 2007-09-27 | 2009-06-30 | Cirrus Logic, Inc. | Over-current protection circuit and method for protecting switching power amplifier circuits |
TW200926581A (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-16 | C Media Electronics Inc | Voltage detection type over-current protection device used in D-class amplifier |
US7705673B2 (en) * | 2008-01-07 | 2010-04-27 | Texas Instruments Incorporated | Over-current sensing during narrow gate drive operation of class D output stages |
CN101567668A (zh) * | 2008-04-24 | 2009-10-28 | 骅讯电子企业股份有限公司 | 应用于d类放大器的电压检测式过电流保护装置 |
JP5562781B2 (ja) * | 2010-09-21 | 2014-07-30 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 保護装置、相補型保護装置、信号出力装置、ラッチアップ阻止方法、及びプログラム |
EP2562932B1 (en) * | 2011-08-25 | 2014-11-19 | Nxp B.V. | Integrated circuit |
US9705394B2 (en) * | 2012-05-01 | 2017-07-11 | Shunzou Ohshima | Overcurrent protection power supply apparatus |
JP6023595B2 (ja) * | 2013-01-22 | 2016-11-09 | ローム株式会社 | フラッシュ用発光素子の駆動回路およびそのコントローラ、それを用いたフラッシュ装置、電子機器 |
JP6307302B2 (ja) * | 2014-02-19 | 2018-04-04 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具およびその駆動装置 |
-
2016
- 2016-09-15 JP JP2016180241A patent/JP6820171B2/ja active Active
-
2017
- 2017-09-11 CN CN201710812006.2A patent/CN107834985B/zh active Active
- 2017-09-15 US US15/705,868 patent/US10367459B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180076781A1 (en) | 2018-03-15 |
CN107834985A (zh) | 2018-03-23 |
JP2018046431A (ja) | 2018-03-22 |
US10367459B2 (en) | 2019-07-30 |
CN107834985B (zh) | 2021-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6820171B2 (ja) | D級アンプ回路、その制御方法、オーディオ出力装置、電子機器 | |
US7889011B2 (en) | Output short circuit and load detection | |
TWI261967B (en) | Rush current limiting circuit for a PFM control charge pump | |
JP5537270B2 (ja) | 出力回路 | |
US7705673B2 (en) | Over-current sensing during narrow gate drive operation of class D output stages | |
US20060261886A1 (en) | System and method for reducing audible artifacts in an audio system | |
US20080043391A1 (en) | Timer reset circuit for overcurrent protection of switching power amplifier | |
JP2009207242A (ja) | 電源装置 | |
JP2012023852A (ja) | 過電流保護回路、及び半導体装置 | |
US20070139839A1 (en) | Overcurrent detection circuit and switching circuit | |
WO2006043391A1 (ja) | 駆動装置 | |
US20110267731A1 (en) | Over-current protection for a switch mode class D audio amplifier | |
US10734955B2 (en) | Audio amplifier, audio output device including the same, and electronic apparatus | |
US20080048732A1 (en) | Abnormality detection circuit | |
JP6943650B2 (ja) | ハイサイドトランジスタの駆動回路、それを用いたdc/dcコンバータの制御回路、dc/dcコンバータ | |
US7265614B2 (en) | Amplifier circuit with reduced power-off transients and method thereof | |
US20100231297A1 (en) | Electronic device for self oscillating class d system | |
US7786795B2 (en) | Class-D amplifier circuit | |
US20100019775A1 (en) | Short-circuit detecting circuit | |
JP7149104B2 (ja) | 半導体集積回路、オーディオ出力装置、電子機器 | |
JP2008141612A (ja) | 負荷駆動装置の故障検出装置および負荷駆動用ic | |
US6801058B1 (en) | Circuit and method for over-current sensing and control | |
US7679380B2 (en) | Overcurrent detection device | |
JP2017195535A (ja) | スイッチング回路、d級アンプの駆動回路、電子機器、スイッチング電源 | |
JP2008205662A (ja) | スイッチングアンプ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190808 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200707 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200721 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200901 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6820171 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |