一种功率放大装置，其特征在于，具备： 开关部，其包括被供给电源电压的高端开关与低端开关的串联电路；和 控制部，其用于与输入交流信号Ｖｉ对应并以设定了规定的接通、断开期间比的周期使所述开关部进行动作，驱动连接于所述高端开关与所述低端开关的连接点之间的负载， 所述控制部，具有： 脉冲调制部，其输入所述输入交流信号Ｖｉ，从其输入交流信号Ｖｉ由规定的调制灵敏度生成脉冲信号并输出； 运算部，其从所述电源电压Ｖｃ检测出其直流电压成分（Ｅｃ），将电源电压值（Ｖｃ）对所述直流成分（Ｅｃ）的比（Ｖｃ／Ｅｃ）与所述调制灵敏度相乘，或者将所述直流成分（Ｅｃ）对所述电源电压值（Ｖｃ）的比（Ｅｃ／Ｖｃ）与所述输入交流信号Ｖｉ相乘；和 驱动部，其基于所述脉冲信号驱动所述开关部。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将从声音信号等得到的输入交流信号进行功率放大，并施加在扬声器等的电声音转换器中的功率放大装置，特别是具备输入交流信号的D级放大功能的功率放大装置中的电源电压变动补偿。
技术介绍
声音扬声器的驱动多利用构成简单的A级、B级、AB级等的线性型的功率放大装置。这种线性型功率放大装置，从工作原理来看，由于功率放大装置自身的功率损耗大，随着输出功率变大，功率放大装置自身的消耗功率所带来的发热也变大。因此，存在需要用于使这些热发散的大散热器等的课题。在此，在输出功率大的功率放大装置中，使用称作D级的切换型的功率放大装置。具备D级放大功能的功率放大装置，通过接通或断开供给功率的输出段的功率开关，在输出端子间高速切换产生正电源电压或零电压或负电源电压。由在该输出端子与负载之间具备的功率低通滤波器(LPF)除去可听外高频域功率，对负载只供给可听频域的功率。在开关处于接通状态时，电流流过端子间电压极小，此外在断开状态时，与电压相关，但通过电流几乎为零，因此作为这些积的开关自身的功率消耗都变小。在这种功率放大装置中，存在根据电源电压的变动输出交流信号Vo也变动的问题。作为改善该问题的方法，具有例如让用于接通、断开功率开关的驱动脉冲的脉宽调制的三角波电压Vt的振幅Et与电源电压Vc成比例的技术(例如，参照专利文献1)。除此之外，作为现有技术，有专利文献2、3、4、5。作为涉及具备D级放大功能的功率放大装置的技术，一般公知如图6A所示，由H形桥式构成的4个开关电路驱动负载，即称作桥式连接负载(bridge-tied load；以下称作BTL)的技术。如图6A所示的功率放大装置的构成及其动作概述如下。从直流电源10供给电压值Vc的第1开关电路11，由作为N沟道MOSFET的第1高端(high side)开关111与第1低端(low side)开关112构成。同样，第2开关电路12，由作为N沟道MOSFET的第2高端开关121与第2低端开关122构成。将第1开关电路11的输出端子、即第1高端开关111与第1低端开关112之间的连接点作为端子X，将第2开关电路12的输出端子、即第2高端开关121与第2低端开关122之间的连接点作为端子Y，在端子X与端子Y之间连接电感线圈13与负载14的串联体。控制电路150是控制第1开关电路11以及第2开关电路12的各开关电路的电路，由脉宽调制(PWM)电路40、第1驱动电路51以及第2驱动电路52构成。信号源16输出输入交流信号Vi。PWM电路40是将输入交流信号Vi的振幅变为脉宽的电路，将由三角波发生电路300产生的三角波电压Vt与输入交流信号Vi通过比较器41进行比较，将该结果作为M1输出，此外，将该结果用反相器42反转，输出反转后的M2。第1驱动电路51，由输入信号M1并驱动第1高端开关111的放大器511，和输入信号M1并驱动第1低端开关112的反相放大器512构成。第2驱动电路52，由输入信号M2并驱动第2高端开关121的放大器521，和输入信号M2并驱动第2低端开关122的反相放大器522构成。图6B是以上所述构成的现有的功率放大装置的时序图。如图6B所示，三角波电压Vt将电压值Et作为振幅，以周期T在+Et之间增减。周期T设置为比输入交流信号Vi(t)的变化快得多。该三角波电压Vt与输入交流信号Vi由比较器41进行比较。输出该比较器41的输出信号M1以及通过反相器42的其反相信号M2。三角波电压Vt的瞬时值比输入交流信号Vi的瞬时值小，信号M1在Vt(t)＜Vi(t)时，变为高(H)电平。信号M1的周期T中的高电平的期间的比例δ(称作占空比)，由下式表示。δ＝(1+Vi/Et)/2 ...(1) 第1高端开关111根据信号M1接通、断开，第1低端开关112根据信号M1的反转信号接通、断开。即第1开关电路11中的第1高端开关111与第1低端开关112交替接通、断开。另一方面，第2高端开关121据信号M2接通、断开，第2低端开关122根据信号M2的反转信号接通、断开。即第2开关电路12中的第2高端开关121与第2低端开关122分别进行与第1开关电路11相反的开闭动作。因此，在信号M1为高电平期间，端子X变为直流电源10的一端的电压值Vc，端子Y变为直流电源10的另一端的电压值0，即零电位；在信号M1为低(L)电平期间，端子X变为零电位，端子Y变为电源电压值Vc。以上所述的切换动作以三角波电压Vt的周期T重复进行。由于该周期T被设定为很短到可忽略输入交流信号Vi的变动的程度，因此出现于端子X的脉冲电压的平均电位Vx、另一方端子Y的平均电位Vy，采用信号M1的占空比δ表示为Vx＝δ·VcVy＝(1-δ)·Vc根据由电感线圈13的平滑作用，在负载14的两端产生平均电位Vx和平均电位Vy的差电压。负载14的两端电压即输出交流信号Vo由下式表示。Vo＝Vx-Xy＝(2δ-1)·Vc ...(2)在此，若将(1)式代入(2)式，则可得到Vo＝(Vc/Et)·Vi ...(3)即输出交流信号Vo变为将输入交流电压Vi放大为(Vc/Et)倍的电压。由此，在图6A、图6B中所示的现有技术中，输入交流电压Vi由PWM电路40进行脉宽调制，由BTL输出部放大，整体的增益变为(Vc/Et)。(3)式中的Et是涉及部分PWM电路40的脉冲调制部的调制灵敏度，Vc是BTL输出部的增益要素。在这种直流电源10的电压值Vc中，重叠由将大电流供给负载14时的输出内部电阻引起的脉动(ripple)变化或整流商用电源后时残留的脉动量，随着减小这些量电路规模或损耗功率增大。在图6A的功率放大装置的构成中，通过Vc的变动，放大率(Vc/Et)变动，这使得输出交流信号Vo的电平变动或失真增加。关于改善由这种电源电压的变动引起的输出交流信号Vo的变动，作为一例，如专利文献1中公开的那样，存在使三角波电压Vt的振幅Et与电源电压Vc成比例的技术。图7A是专利文献1中所示的三角波发生电路的电路构成与其动作波形图。以下说明图7A的三角波发生电路的构成与其动作。在图7A中，端子A1是输入直流电源电压Vc的端子，与电阻R1连接。由字母符号表示的ADD是运算放大器，电阻R2与电阻R3连接，进行反相放大器的动作。相同的Cx、Cy是比较器，同样FE是触发器。此外，INT是运算放大器，在这种情况下，电阻R0与电容器C0相连接，进行模拟积分器的动作。模拟积分器INT的输出为三角波电压Vt。首先，运算放大器ADD放大率足够大，由电阻R3进行负反馈，由于按照其正负输入端子间几乎不产生电位差的方式进行动作，因此电阻R2与电阻R3之间的连接点G的电位变为零电位。因此，电阻R1与电阻R2之间的连接点A2的电位Va2变为由电阻R1与电阻R2分压直流电源电压Vc后的电位，由下式表示。Va2＝Vc·R2/(R1+R2)...(4)此外，运算放大器ADD的输出端子A3的电位Va3若电阻R2与电阻R3的各电阻值相等，则如下式所示，变为反相连接点A2的电位。Va3＝-Va2＝-Vc·R2/(R1+R2) ...(5)另一方面，在运算放大器INT中，设置触发器FE，如图7B的虚线所示，其输出Q(连接点A4的电压)变为正一定电压(V本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：石井卓也，池田雅春，明石裕树，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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