[发明专利]D类功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及D类功率放大器，被称为恒压系统的扬声器系统、或低阻抗(4Ω、8Ω)扬声器等设备可连接至该D类功率放大器。

背景技术

通常已知如下的D类功率放大器，该D类功率放大器通过D类操作方法来执行功率放大，该D类操作方法将输入的模拟信号转换为脉冲宽度调制(PWM)信号，并且通过该脉冲宽度调制信号对输出级的开关元件进行开-关控制。

图4和图5示出了作为传统的D类功率放大器的示例的D类放大器的结构。图4中示出了半桥连接的示例，图5中示出了全桥连接的示例。

首先，在半桥连接的情况下，如图4所示，一个扬声器SPx连接至一个D类功率放大单元Dx。

随后，在D类功率放大单元Dx中，待放大的模拟音频信号作为输入信号IN被输入，其电压由PWM调制器X进行PWM调制，从而转换为PWM信号。随后，将此PWM信号提供给设置在正端电源(+V)和输出信号线之间的开关元件Sxa和设置在负端电源(-V)和输出信号线之间的开关元件Sxb中的每一个，以互补地驱动开关元件Sxa和Sxb。即，开关元件Sxa和Sxb被驱动为(例如)当PWM信号为高电平时，开关元件Sxa接通并且同时开关元件Sxb关断，并且相反的，当PWM信号为低电平时，开关元件Sxa关断并且同时开关元件Sxb接通。

以此方式，在开关元件Sxa导通时电流由正端电源流向输出信号线，在开关元件Sxb导通时电流由输出信号线流向负端电源。通过使随着PWM信号的高/低而改变的电流流过由线圈Lx和电容器Cx形成的低通滤波器，使得用于PWM转换的载波信号能够被移除，由此将该电流解调为模拟音频信号，该模拟音频信号为经过功率放大的输入信号IN(其可以输出的最高电压依赖于电源的电压)。因此，通过将通过低通滤波器的信号经过音频输出端子提供给扬声器SPx，可以利用模拟音频信号(其为放大后的输入信号IN)来驱动扬声器SPx。注意，由扬声器返回至D类功率放大单元Dx的信号流向放大器的地。

此外，在全桥连接的情况下，如图5所示，一个扬声器SPx连接至两个D类功率放大单元Dx、Dy。

随后，在D类功率放大单元Dx中，类似于图4中的情况，作为功率放大后的输入信号IN的模拟音频信号被提供至扬声器SPx。

另一方面，输入信号IN通过反转器E在正和负之间反转，并且被输入至D类功率放大单元Dy。随后，类似于D类功率放大单元Dx中的情况，该反转后的信号在PWM调制器Y中被进行PWM调制，并且利用作为调制结果的PWM信号来互补地驱动开关元件Sya和Syb。因此，经由通过由线圈Ly和电容器Cy形成的低通滤波器，除了正负被反转以外与D类功率放大单元Dx侧的模拟音频信号完全相同的模拟音频信号能够被提供至扬声器SPx。注意，D类功率放大单元Dx和D类功率放大单元Dy之间具有共同的电源。

此处，通过将扬声器SPx的两个端子分别连接至D类功率放大单元Dx和Dy，使得能够利用分别由D类功率放大单元Dx和Dy提供的模拟音频信号的差异信号来驱动扬声器SPx。分别由D类功率放大单元Dx和Dy提供的模拟音频信号为在正和负之间进行了反转了的两个信号(如上所述)，因此采用这种差异信号可以使得扬声器SPx由作为在半桥连接情况下的电压的两倍的电压来驱动。

这样的D类功率放大器被认为是相当高效的放大器。此外，作为与这种D类功率放大器相关的技术，例如，PTL1和PTL2中描述的技术也被人们所熟知。

此外，广泛采用了(例如)阻抗为4Ω或8Ω的低阻抗单扬声器作为连接至D类功率放大器的扬声器。但是，除了上述扬声器以外，通过被称为恒压系统的系统来将多个扬声器并行地连接也是可行的。

这种恒压系统将具有高电压和低电流的音频信号由放大器传输至各个扬声器，通过在每个扬声器的输入单元中提供的降压变压器将其变换为低压信号，并且采用该低压信号来驱动扬声器。即，高阻抗的信号线被用作将放大器和每个扬声器连接起来的主要信号线，并且多个扬声器经过各降压变压器分别与放大器并行连接。

这种恒压系统在(例如)NPL1中进行了描述。

{引用列表}

{专利文献}

{PTL1}JP 2010-41474 A

{PTL2}JP 2009-200551 A

{非专利文献}