[发明专利]数字放大器

说明书

技术领域

本发明涉及数字放大器，使输出级的开关元件进行开关动作，对输入信号进行D类放大。

背景技术

数字放大器通过PWM（Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制）变换将模拟的输入信号变换为数字脉冲信号，利用该数字脉冲信号使FET等有源元件（开关元件）进行开关动作，由此进行功率放大（D类放大）。并且，使功率放大后的数字脉冲信号通过LC电路的低通滤波器，由此得到对源信号进行功率放大后的模拟的输出信号。

当在负载侧产生了过电流、谐振等情况下，这种数字放大器具有保护输出级的开关元件等放大电路的功能。例如，在由于负载短路等而成为过电流状态时，利用在放大器输出部设置的继电器等切断输出来保护开关元件。并且，在与数字放大器连接的扬声器较少时等轻负载时（高阻抗时），在放大器输出部的低通滤波器产生谐振，放大电路有可能由于该谐振现象而损坏。为了防止基于这种谐振现象的数字放大器的损坏，已经公知有这样的技术（例如参照专利文献1），检测轻负载时的谐振电流，在过大的谐振电流流过的情况下使输入信号静音，由此保护放大电路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－258903号公报

发明内容

发明要解决的课题

在诸如上述专利文献1的结构中存在这样的问题，即如果检测到轻负载时的谐振电流就马上使输入信号静音，在下一次恢复为正常动作的情况下，由于PWM电路中的动作的初始化，数字放大器的起动需要时间。在这种情况下，将导致输出（声音等）由于输入信号的静音而停止。

另外，为了保护数字放大器的电路，也可以考虑装配采用模拟电路的电流限制器的结构，该模拟电路限制放大电路的输出电流。在这种结构中，存在电流限制器的控制产生相位延迟而来不及进行电流限制动作的情况。并且，如果假设该控制延迟而进行电流限制控制，则电流限制器发挥作用的时间过早而使得频次增加，产生容易导致输出切断的问题。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种数字放大器，能够缩短检测输出电流的异常的时间，尽可能地不停止输出，在异常时能够保护放大电路。

用于解决课题的手段

本发明提供一种对输入信号进行D类放大的数字放大器，该数字放大器具有：开关元件，根据基于所述输入信号的数字脉冲信号的驱动信号进行开关动作；驱动电路，向所述开关元件供给所述驱动信号；输出滤波器，包括与所述开关元件的输出部连接的低通滤波器；以及异常状态检测部，被设于所述开关元件的输出部，检测来自所述开关元件的输出电流的异常状态，并输出异常状态检测信号，所述异常状态检测部具有使所述异常状态检测信号的相位超前的进相功能，在根据所述异常状态检测信号检测到输出电流的异常状态的情况下，所述驱动电路停止所述驱动信号，使所述开关元件的开关动作停止。

根据上述结构，在检测到异常状态时使来自驱动电路的驱动信号停止，使开关元件的开关动作停止，由此能够进行电流限制动作，而且不需进行停止输入信号、切断输出信号等动作。并且，根据异常状态检测部的进相功能，能够消除或者降低异常状态检测信号的相位延迟。因此，能够缩短检测输出电流的异常的时间，尽可能地不停止输出，在异常时能够保护放大电路。

并且，在本发明的上述数字放大器中，所述异常状态检测部包括：过电流检测电路，检测来自所述开关元件的输出电流中的预定值以上的过电流，并输出过电流检测信号作为所述异常状态检测信号；以及进相电路，使所述过电流检测信号的相位超前。

根据上述结构，作为输出电流的异常状态，在检测到来自开关元件的输出电流中的预定值以上的过电流的情况下，停止驱动信号，使开关元件的开关动作停止，能够进行电流限制。在这种情况下，在发生过电流时能够快速进行电流限制动作，尽可能地不停止输出，能够保护包括开关元件的放大电路。

并且，在本发明的上述数字放大器中，所述异常状态检测部包括谐振电流检测电路，检测与在所述输出滤波器发生谐振时的输出电流相关的预定值以上的谐振电流，并输出谐振电流检测信号作为所述异常状态检测信号。

根据上述结构，作为输出电流的异常状态，在检测到与在输出滤波器发生谐振时的输出电流相关的预定值以上的谐振电流的情况下，停止驱动信号，使开关元件的开关动作停止，能够进行电流限制。在这种情况下，当在输出部发生谐振时能够快速进行电流限制动作，使影响不波及到可听范围内的输出，能够保护包括开关元件的放大电路。