功率放大装置以及音频系统制造方法及图纸

实施方式涉及功率放大装置以及音频系统。实施方式的功率放大装置具备三个以上的BTL放大器和闭环部。三个以上的BTL放大器具有被桥接的第一以及第二输出放大器，输出将第一输入信号放大后的第一输出信号。闭环部串联连接有与三个以上的BTL放大器分别对应的开关电路，能够构成闭环。第二输出放大器的输出端子与对应的开关电路的一端连接，开关电路通过接通而导通、或者通过断开而切断。或者通过断开而切断。或者通过断开而切断。

【技术实现步骤摘要】
功率放大装置以及音频系统
[0001]相关申请
[0002]本申请享受以日本专利申请2020－51585号(申请日：2020年3月23日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。


[0003]实施方式涉及功率放大装置以及音频系统。

技术介绍

[0004]搭载于车载用音频装置的功率放大装置通常以B级、AB级桥的电路形式进行动作，一般设置于有限的空间。因此，难以设置较大的散热片等散热器件，由高热引起的音频装置的半导体器件的损伤、短寿命化成为问题。另外，近年来，车载用音频装置的大功率化、多信道化、多媒体化不断发展，进一步期望高效率且发热少的功率放大器系统。
[0005]作为多用于单一的电源轨道即车载用的功率放大装置方式，一般已知有所谓的多级横向层叠构成(日文：多段横積構成)的功率放大装置。但是，在多级横向层叠构成中，需要用于在输出放大器间进行电流交换的开关电路。由于该开关电路在小信号模式时(高效率动作时)需要供给小～中功率，因此需要能够处理与小～中功率对应的电力的功率容量的开关电路。

技术实现思路

[0006]实施方式提供一种能够进一步降低开关电路的功率容量的功率放大装置以及音频系统。
[0007]本实施方式的功率放大装置具备三个以上的BTL放大器和闭环部。三个以上的BTL放大器具有被桥接的第一以及第二输出放大器，输出将第一输入信号放大后的第一输出信号。闭环部串联连接有与三个以上的BTL放大器分别对应的开关电路，能够构成闭环。第二输出放大器的输出端子与对应的开关电路的一端连接，开关电路通过接通而导通、或者通过断开而切断。
附图说明
[0008]图1是表示包含功率放大装置的音频系统的一个例子的构成图。
[0009]图2是表示图1所示的输出放大器A1的构成的一个例子的图。
[0010]图3是表示图1所示的输出放大器A1的构成的其他例的图。
[0011]图4是表示图1所示的第一控制电路FBN1的构成的一个例子的图。
[0012]图5是详细地示出包含功率放大装置的音频系统的构成的图。
[0013]图6是表示BTL放大器的输出波形与模式的关系的一个例子的图。
[0014]图7是表示小信号模式下的驱动状态例的图。
[0015]图8是表示电流的流动的图。
[0016]图9是表示负极性信号的情况下的电流的流动的图。
[0017]图10是表示第一以及第二BTL放大器为大信号模式、第三以及第四BTL放大器为小信号模式时的驱动状态例的图。
[0018]图11是表示图10所示的信号模式下的电流例的图。
[0019]图12是表示小信号模式时的输出信号例的图。
[0020]图13是表示第一至第四输入信号的组合例的图。
[0021]图14是表示第二BTL放大器B2以及第四BTL放大器B4为语音再现时的电流例的图。
[0022]图15是表示图14所示的第二BTL放大器B2以及第四BTL放大器B4为大信号模式的情况下的电流例的图。
[0023]图16是表示第一BTL放大器以及第三BTL放大器为语音再现时的电流例的图。
[0024]图17是表示图16所示的第一BTL放大器以及第三BTL放大器为大信号模式的情况下的电流例的图。
[0025]图18是表示第三BTL放大器以及第四BTL放大器为语音再现时的电流例的图。
[0026]图19是表示图18所示的第三BTL放大器以及第四BTL放大器为大信号模式的情况下的电流例的图。
[0027]图20是对消耗电力进行比较的图。
[0028]图21是表示包含变形例的功率放大装置的音频系统的一个例子的构成图。
[0029]图22是表示变形例的第一BTL放大器以及第二BTL放大器为语音再现时的电流例的图。
[0030]图23是表示由图22所示的第一BTL放大器以及第二BTL放大器为大信号模式的情况下的电流例的图。
具体实施方式
[0031]以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。另外，在所附的附图中，为了便于图示与理解，根据实物的比例尺以及纵横的尺寸比等而适当变更并夸大比例尺以及纵横的尺寸比等。
[0032](一实施方式)
[0033]图1是表示包含一实施方式的功率放大装置100的音频系统的一个例子的构成图。功率放大装置100具备第一电位线LVDD、第二电位线LGND、第一至第四BTL放大器B1～B4、闭环部CL、第一至第四控制电路FBN1～FBN4、以及第一至第四比较器Comp12、Comp24、Comp31、Comp43。
[0034]第一电位线LVDD被供给第一电位(电源电压)VDD。第二电位线LGND被供给比第一电位VDD低的第二电位GND。为了简化说明，将本实施方式的第二电位设为GND＝0而进行处理。
[0035]第一至第四BTL放大器B1～B4分别具备两个BTL(桥接负载：Bridge Tied Load或者平衡无变压器：Balanced Transless)型的放大器，该两个BTL型的放大器具有输出级晶体管被桥接的输出桥电路。
[0036]第一BTL放大器B1具有被桥接的输出放大器A1、A2。这些输出放大器A1、A2具有电流供给端子、电流排出端子、以及输出端子TA11、TA12。而且，在输出端子TA11、TA12间连接
有作为负载的扬声器S1。第一BTL放大器B1输出将输入至输入端子IN1的第一输入信号(第一信道ch1的信号)放大后的第一输出信号。通过在输出端子TA11、TA12间输出第一输出信号(流过负载电流)，从扬声器S1输出与第一输入信号相应的声音。
[0037]另外，第二BTL放大器B2具有被桥接的输出放大器A3、A4。这些输出放大器A3、A4具有电流供给端子、电流排出端子、以及输出端子TA21、TA22。而且，在输出放大器A3、A4的输出端子TA21、TA22间连接有作为负载的扬声器S2。第二BTL放大器B2输出将输入至输入端子IN2的第二输入信号(第二信道ch2的信号)放大后的第二输出信号。通过在输出放大器A3、A4的输出端子TA21、TA22间输出第二输出信号(流过负载电流)，从扬声器S2输出与第二输入信号相应的声音。
[0038]另外，第三BTL放大器B3具有被桥接的输出放大器A5、A6。这些输出放大器A5、A6具有电流供给端子、电流排出端子、以及输出端子TA31、TA32。而且，在输出放大器A5、A6的输出端子TA31、TA32间连接有作为负载的扬声器S3。第三BTL放大器B3输出将输入至输入端子IN3的第三输入信号(第三信道ch3的信号)放大后的第三输出信号。通过在输出放大器A5、A6的输出端子间TA5、TA6输出第三输出信号(流过负载电流)，从扬声器S3输出与第三输入信号相应的声音。
[0039]另外，第四BTL放大器B4具有被桥接的输出放大器A7、A8。这些输出放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率放大装置，具备：三个以上的BTL放大器，具有被桥接的第一输出放大器以及第二输出放大器，并输出对输入信号进行了放大的输出信号；以及闭环部，串联连接分别与所述三个以上的BTL放大器对应的多个开关电路，能够构成闭环，所述第二输出放大器的输出端子与所述对应的开关电路的一端连接，所述开关电路通过将与两端连接的两个BTL放大器的输出端子间接通而导通、或者通过将与两端连接的两个BTL放大器的输出端子间断开而切断。2.如权利要求1所述的功率放大装置，在所述三个以上的BTL放大器的各个中的输入信号的振幅小于第一阈值的情况下，所述多个开关电路全部接通。3.权利要求1所述的功率放大装置，所述多个开关电路的各个在与两端连接的两个BTL放大器中的输入信号的振幅的至少一方为所述第一阈值以上的情况下断开。4.如权利要求3所述的功率放大装置，在被供给第一电位的第一电位线与被供给低于所述第一电位的第二电位的第二电位线之间分别连接所述多个BTL放大器，所述第一阈值对应于所述多个BTL放大器各自的输出信号的振幅为所述第一电位与所述第二电位的电位差的1/2时的所述多个BTL放大器各自的输入信号，在所述多个BTL放大器各自的输出信号的振幅小于所述第一阈值时，所述多个BTL放大器各自的输出信号的振幅被设定为小于所述第一电位与所述第二电位的电位差的1/2。5.如权利要求4所述的功率放大装置，所述功率放大装置还具备多个比较器，该多个比较器在与所述开关电路的两端连接的所述两个BTL放大器中的各个输入信号的振幅小于所述第一阈值的情况下，输出使所述开关电路接通的信号，另一方面，在所述两个BTL放大器中的各个输入信号的至少一方的振幅为所述第一阈值以上的情况下，输出使所述开关电路断开的信号。6.如权利要求1至5中任一项所述的功率放大装置，所述功率放大装置还具备多个控制电路，该多个控制电路分别与所述多个BTL放大器对应，根据所述输入信号而控制所述第一输出放大器以及所述第二输出放大器的输出。7.如权利要求6所述的功率放大装置，所述控制电路分别控制所述第一输出放大器以及所述第二输出放大器的增益，以使输出信号相对于对应的所述输入信号的所述BTL放大器的差动增益成为规定值。8.如权利要求7所述的功率放大装置，所述控制电路具备：差动输出电路，其输入端被输入第一输入信号，并从第一输出端以及第二输出端将基于所述第一输入信号的差动信号输出；第一电阻，一端与所述差动输出电路的所述第一输出端连接，另一端与所述第一输出放大器的第一正相输入端连接且与所述第二输出放大器的第一反相输入端连接；第二电阻，一端与差动输出电路的第二输出端连接，另一端与所述第二输出放大器的
第一正相输入端连接且与所述第一输出放大器的第一反相输入端连接；第三电阻，一端与所述第一电阻的另一端连接，另一端与所述第二输出放大器的输出端子连接；第四电阻，一端与所述第二电阻的另一端连接，另一端与所述第一输出放大器的输出端子连接；第五电阻，一端与所述第一输出放大器的输出端连接，另一端与所述第一输出放大器的第二反相输入端以及第二输出放大器的第二反相输入端连接；第八电阻，一端与所述第二输出放大器的输出端连接，另一端与所述第五电阻的另一端连接；第一控制开关，电流路径的一端与所述第五电阻的另一端连接，所述电流路径的另一端与所述第一输出放大器的第二正相输入端连接且与所述第二输出放大器的第二正相输入端连接，并与所述第一开关电路同步地接通或者断开；电容器，一端被供给基准电压，另一端与所述第一控制开关的电流路径的另一端连接；第六电阻，一端与反馈端子连接，另一端与所述第一输出放大器的第三反相输入端以及所述第二输出放大器的第三反相输入端连接；第二控制开关，电流路径的一端与所述第六电阻的另一端连接，所述电流路径的另一端与所述第一输出放大器的第三正相输入端连接且与所述第二输出放大器的第三正相输入端连接，与所述第一控制开关互补地接通或者断开；以及第七电阻，一端被供给所述基准电压，另一端与所述第二控制开关的电流路径的另一端连接，所述第一输出放大器从输出端子输出与所述第一输出放大器的第一正相输入端和第一反相输入端的电位差、第二正相输入端和第二反相输入端的电位差以及第三正相输入端和第三反相输入端的电位差相应的信号，所述第二输出放大器从输出端子输出与所述第二输出放大器的第一正相输入端和第一反相输入端的电位差、第二正相输入端和第二反相输入端的电位差以及第三正相输入端和第三反相输入端的电位差相应的信号。9.如权利要求8所述的功率放大装置，所述多个控制电路各自的所述反馈端子相互连接。10.权利要求8所述的功率放大装置，所述第一输出放大器具备：第一MOS晶体管，在电流供给端子连接电流路径的一端，在输出端子连接所述电流路径的另一端；以及第二MOS晶体管，在输出端子连接所述电流路径的一端，在电流排出端子连接所述电流路径的另一端，根据所述第一输出放大器的第一正相输入端和第一反相输入端的电位差、第二正相输入端和第二反相输入端的电位差以及第三正相输入端和第三反相输入端的电位差，将所述第一MOS晶体管与所述第二MOS晶体管互补地控制为接通或者断开。11.一种音频系统，具备：多个扬声器；以及<...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内明，鹤见博幸，
申请(专利权)人：东芝电子元件及存储装置株式会社，
类型：发明
国别省市：