D类放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种Ｄ类放大器，具有一个切换放大单元，它包括一对切换元件。该单元驱动切换元件，并且产生脉冲放大切换信号。该放大器也具有一个信号产生单元，它产生每个用来驱动切换元件的脉冲宽度调制信号，并且把产生的脉冲宽度调制信号供给到切换放大单元。切换放大单元包括一个检测子单元，它检测切换元件的操作状态。信号产生单元包括一个停滞时间设置子单元，它通过使用在逻辑装置中的传播延迟时间延迟脉冲宽度调制信号的每一个而相对于切换元件设置停滞时间。信号产生单元也包括一个控制子单元，它基于检测子单元的检测结果控制停滞时间设置子单元，以基于切换元件的操作状态改变停滞时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于声频用途的D类放大器。
技术介绍
声频仪器广泛使用D类放大器以便实现其效率提高、尺寸减小及重量减轻。日本专利申请公开No.2002-204149公开的D类放大器包括包括一对切换元件的半桥切换放大单元、或包括两对切换元件的全桥切换放大单元；和驱动器单元，用来驱动切换放大单元。驱动器单元接收通过脉冲宽度调制一个模拟信号得到的脉冲宽度调制(PWM)信号、或包含通过对一个模拟信号进行一位A/D转换得到的信号的PWM信号。驱动器单元控制在切换放大单元中成对的切换元件的一个，从而它能以与接收PWM信号的相位相同的相位接通或断开。驱动器单元也控制另一个切换元件，从而它能以与接收PWM信号的相位相反的相位接通或断开。由切换元件的这种接通或断开而脉冲放大的切换信号使用一个低通滤波器进行频带限制，由此实现一个放大的模拟信号。当基于来自驱动器单元的驱动信号驱动成对的切换元件时，如果高侧和低侧的切换元件被同时接通，则可能出现一个大的击穿电流，由此引起过热产生和/或因此损坏这样的元件。因而，在D类放大器中，提供一个停滞时间设置单元以延迟用来接通一个切换元件的计时，从而通过设置同时断开高侧和低侧的切换元件的停滞时间可以防止大的击穿电流流过。然而，如果停滞时间太长，来自扬声器的再现声频输出可能严重失真，由此降低声频质量。因此，用于停滞时间的时间段如此设计，使得能实现击穿电流发生和声频质量的折衷。停滞时间设置单元通过使用包括例如一个电容器和一个电阻器的积分器延迟一个信号而设置停滞时间。图1表示涉及相关技术的停滞时间设置单元90的一种构造。输入信号Din供给到两输入“与”门91的一个输入终端和一个电阻器92的一个终端。电阻器92的另一个终端通过一个电容器93接地。“与”门91的另一个输入终端连接到在电阻器92与电容器93之间的连接点P上。图2表明涉及相关技术的停滞时间设置单元90的操作。图2A示出一个供给到停滞时间设置单元90的输入信号Din。图2B示出在连接点P中的信号Dp的电平。图2C示出从“与”门91输出的输出信号Dout。在当输入信号Din到达其高电平H时的时间点t11处，在连接点P中的信号Dp的电平以由电阻器92的电阻和电容器93的电容确定的一个时间常数升高。在当信号Dp的电平超过“与”门91的一个阈值Vth时的时间点t12处，供给到“与”门91的两个输入信号都成为其高电平H。因而，从“与”门91输出的输出信号Dout从其低电平L变到其高电平H。在当输入信号Din下降到其低电平L时的时间点t13处，供给到“与”门91的输入信号中的任一个成为其低电平。因而，从“与”门91输出的输出信号Dout从其高电平H变到其低电平L。供给到“与”门91的输入信号中的任一个能使用电阻器92和电容器93积分的这种构造允许停滞时间设置单元90把在输入信号Din中的上升沿的计时从时间点t11延迟到时间点t12。然而，如果使用这样的构造，当电阻器92的电阻和电容器93的电容失真并且它们的温度发生变化时，其停滞时间可能远离停滞时间的希望值。而且，作为在以上日本专利申请公开No.2002-204149中公开的相关技术，当发生温度变化时，如果能根据温度变化控制供给到一个倒相器的电压以便相对于输入信号以高保真接通或断开切换元件，则这可能导致使功率单元的构造复杂。另外，在以上日本专利申请公开No.2002-204149中公开的相关技术中，在要供给到倒相器的电压的变化范围下确定用来接通或断开元件的计时调节的范围。难以无限制地设置计时调节范围。鉴于上文，有必要提供一种D类放大器，该D类放大器通过防止在切换元件中产生过多热量和该元件由于过多热量产生而损坏而具有优良声频质量。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供有一种D类放大器。该D类放大器具有一个切换放大单元，该切换放大单元包括一对切换元件。该单元驱动切换元件，并且产生脉冲放大切换信号。该放大器也具有一个信号产生单元，该信号产生单元产生每个用来驱动切换元件的脉冲宽度调制信号，并且把产生的脉冲宽度调制信号供给到切换放大单元。切换放大单元包括一个检测子单元，该检测子单元检测切换元件的操作状态。信号产生单元包括一个停滞时间设置子单元，该停滞时间设置子单元通过使用在逻辑装置中的传播延迟时间延迟脉冲宽度调制信号中的每一个而相对于切换元件设置停滞时间。信号产生单元也包括一个控制子单元，该控制子单元基于检测子单元的检测结果控制停滞时间设置子单元，以基于切换元件的操作状态改变停滞时间。在本专利技术的实施例中，作为切换元件的操作状态，检测切换元件的温度或流过它们的电流。当切换元件进入其中切换元件中的损耗增大并且检测结果达到一个预定阈值(即切换元件的温度升高或者流过它们的电流增大而达到其阈值)的操作状态中时，产生一个用来延长在一个逻辑装置中的传播延迟时间的程序或者选择一个具有长传播延迟时间的延迟电路，以延长停滞时间。可选择的是，当切换元件进入其中切换元件中的损耗减小并且检测结果达到一个预定阈值(即切换元件的温度下降或者流过它们的电流减小而达到阈值)的操作状态中时，产生一个用来缩短在一个逻辑装置中的传播延迟时间的程序或者选择一个具有短传播延迟时间的延迟电路，以缩短停滞时间。根据本专利技术的实施例，利用在一个要延迟脉冲宽度调制信号的逻辑装置中的传播延迟时间，允许相对于切换元件设置停滞时间。这种停滞时间根据切换元件的操作状态而变化。因而，通过利用在一个要设置停滞时间的逻辑装置中的传播延迟时间，停滞时间的变化可以几乎不发生，从而能根据切换元件的操作状态准确地改变停滞时间。根据本专利技术的实施例，当切换元件进入其中切换元件中的损耗增大并且检测结果达到一个预定阈值的操作状态中时，延长停滞时间，或者当切换元件进入其中切换元件中的损耗减小并且检测结果达到一个预定阈值的操作状态中时，缩短停滞时间。当切换元件的温度升高时，延长停滞时间，从而能防止在切换元件中产生过多热量和该元件由于过多热量产生而损坏。当切换元件的温度没有升高时，缩短停滞时间。这能够使D类放大器具有一种优良的声频质量。而且，根据本专利技术的实施例，在切换元件中的热量产生被控制到其低值，由此避免散热器，或者使其尺寸更小。这能够提供一种便宜的D类放大器。根据本专利技术的实施例，有可能通过使用可编程逻辑装置设置停滞时间、根据切换元件的状态产生一个程序、及控制可编程逻辑装置，来改变停滞时间。这允许停滞时间无限制地改变。根据本专利技术的实施例，提供每个具有独立传播延迟时间的多个延迟电路，延迟电路中的每一个包含逻辑装置，并且基于切换元件的操作状态选择延迟电路中的任意一个，由此改变停滞时间。这允许容易地改变停滞时间。本说明书的结论部分特别指出和直接要求保护本专利技术的主题。然而，本领域的技术人员通过借助于附图阅读说明书的其余部分，将最好地理解本专利技术的组成和操作方法、以及其另外的优点和目的，在附图中类似标号是指类似元件。附图说明图1是方块图，用来表明相关技术的停滞时间设置单元的构造；图2A至2C是曲线图，每个用来解释相关技术的停滞时间设置单元的操作；图3是方块图，用来表明根据本专利技术的D类放大器的一个实施例的一种构造；图4用来表明在根据本专利技术的D类放大器的一个实施例中使用的停滞时间设置单元的一种构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｄ类放大器，包括：切换放大装置，包括一对切换元件，所述切换放大装置驱动切换元件并且产生脉冲放大切换信号；和信号产生装置，用来产生每个用来驱动切换元件的脉冲宽度调制信号，并且把产生的脉冲宽度调制信号供给到切换放大装置， 其中，切换放大装置包括用来检测切换元件的操作状态的检测装置；并且其中信号产生装置包括：停滞时间设置装置，用来通过使用在逻辑装置中的传播延迟时间延迟脉冲宽度调制信号中的每一个而相对于切换元件设置停滞时间；和控制装置 ，用来基于检测装置的检测结果控制停滞时间设置装置，以基于切换元件的操作状态改变停滞时间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大栗一敦，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]