[发明专利]D类放大器电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种D类放大器电路。

背景技术

D类放大器电路将输入信号转换为恒定振幅的脉冲宽度调制信号并且放大功率，例如，D类放大器电路用于音频信号的功率放大。D类放大器电路以二进制进行操作并且因此大大地减少晶体管的损耗。此外，D类放大器电路具有下述优点，不管输入信号的振幅是大还是小，它都具有比线性放大器高的效率。

例如，D类放大器电路包括：积分电路，该积分电路用于对输入信号进行积分；比较电路，该比较电路用于在积分电路的输出信号和预定的三角波信号之间进行比较；以及脉冲宽度放大器，该脉冲宽度放大器用于输出基于比较电路而被脉冲宽度调制的脉冲宽度调制信号。脉冲宽度放大器的输出信号被反馈到积分电路的输入。脉冲宽度放大器的输出信号通过由线圈、电容器等等组成的低通滤波器并且变成用于驱动扩音器等等的负载的模拟信号。

例如，作为D类放大器电路，如在专利文献1中和非专利文献1中公布的放大器是已知的。

[专利文献1]JP-A-2006-217106

[非专利文献1]Jun HONDA编辑和撰写的″Designing andManufacturing of Class D/Digital amplifier(D类/数字放大器的设计和制造)″，CQ Publishing CO.，ltd，2004，p51-

这样，如上所述的D类放大器电路涉及如下所述的要考虑或者要解决的各种问题：

例如，在如专利文献1中公布的半桥D类放大器电路中，必须安装相对较大电容的电容器以防止DC电流流入负载(参考专利文献1的[权利要求1]等等中的“AC耦合电容器“或者[图1])。安装电容器是对整个装置的小型化等的大阻碍。因此，优选地，规避安装电容器；为了实现安装电容器的规避，例如，将正和负两种电源电位提供给半桥电路的方法是可用的。然而，出现了必须提供两种电源的新的缺点。

为了使用全桥D类放大器电路而不是半桥电路，因为差动信号被给予全桥电路，所以能够适当地解决上述问题。(对于该构造，参考非专利文献1的第50页、[图3-7]等等)。即，没有要求用于防止DC电流流入负载的电容器并且不需要提供正和负两种电源。在这样的情况下，然而，还出现下述问题，例如，如果假定使用单极电源，则D放大电路不能够应用于要求接地标准的负载(例如，立体声耳机、立体声耳塞等等)。

此外，在如上所述的D放大器电路中还存在脉动(pumping)现象的问题。在广泛的意义上这里提及的脉动现象涉及其中由于某些原因引起电源电压的不稳定性的现象。更加具体地，由于形成一部分上述低通滤波器的线圈的响应延迟(进一步具体地，例如，与响应于组成半桥的两个开关元件从一个到另一个的切换的电压变化有关的电流的(方向中的)变化延迟)等等引起电源电压的不稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种D类放大器电路，该D类放大器电路能够解决上述问题中的至少一些。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种D类放大器电路，用于响应于输入信号来生成脉冲信号，该脉冲信号的脉冲宽度是被调制的，该D类放大器电路包括：

第一开关元件，该第一开关元件具有被设定为电源电位的第一端和被电气地连接至第一节点的第二端；

第二开关元件，该第二开关元件具有被设定为基准电位的第一端和被电气地连接至第一节点的第二端；

第三开关元件，该第三开关元件具有被电气地连接至第二节点的第一端和被设定为基准电位的第二端；

第一电容元件，该第一电容元件具有分别被电气地连接至第一节点和第二节点的第一电极和第二电极；

第四开关元件，该第四开关元件具有被电气地连接至第一节点的第一端和被电气地连接至输出端的第二端；

第五开关元件，该第五开关元件具有被电气地连接至第二节点的第一端和被电气地连接至输出端的第二端；以及

控制部，该控制部控制第一开关元件至第五开关元件中的每一个的非导通状态与导通状态之间的转变，以控制流入负载的电流方向，该负载具有被电气地连接至输出端的第一端和被设定为基准电位的第二端，使得电流在第一时刻从负载的第一端流到负载的第二端并且电流在第二时刻从负载的第二端流到负载的第一端。

优选地，控制部控制第一开关元件至第五开关元件中的每一个的导通状态与非导通状态之间的转换，以便于：

使第一开关元件和第三开关元件进入导通状态并且使其它的开关元件进入非导通状态，以使第一电容元件充电，