[发明专利]D级放大电路、其控制方法、音频输出装置、电子设备

说明书

提供一种考虑了电感的直流叠加特性的过电流保护。桥型的输出级(102)经由电感(L)而与电声转换元件(202)连接。驱动电路(104H、104L)根据与音频信号(S₁)相应的脉冲信号(S_2H、S_2L)来驱动输出级(102)。(i)若在构成输出级(102)的监视对象的晶体管(M_L)中流过的电流(I_ML)超过第1阈值(I_OCP1)的状态持续预定的第1时间(τ₁)，或(ii)若从监视对象的晶体管(M_L)变为导通起经过预定的第2时间(τ₂)以后在监视对象的晶体管(M_L)中流过的电流(I_ML)超过比第1阈值(I_OCP1)高的第2阈值(I_OCP2)，则过电流检测电路(130L)将过电流检测信号(S_3L)置于有效。

技术领域

本发明涉及驱动扬声器或耳机的D级放大电路。

背景技术

为了将微弱的音频信号放大并驱动扬声器或耳机等的电声转换元件，而使用D级放大电路。图1是D级放大电路的输出级的电路图。D级放大电路100R包括半桥型的输出级102、驱动电路104H、104L、以及脉宽调制器106。

输出级102包含被设置在电源管脚VCC与输出管脚OUT之间的高侧晶体管M_H、及被设置在输出管脚OUT与接地管脚GND之间的低侧晶体管M_L。OUT管脚经由LC滤波器204及输出耦合电容器205而与电声转换元件202连接。

脉宽调制器106接收模拟或者数字的音频信号，并生成占空比(脉宽)根据音频信号而变化的PWM信号。驱动电路104H、104L基于脉宽调制器106所生成的PWM信号来驱动高侧晶体管M_H、低侧晶体管M_L。

当大电流流过输出级102时，输出级102的晶体管M_H、M_L的电路元件的可靠性有可能下降。因此，在D级放大电路100R的输出级102上设置有过电流保护电路120H、120L。

过电流保护电路120H将流过高侧晶体管M_H的电流I_MH与过电流检测的阈值I_OCP进行比较。若流过高侧晶体管M_H的电流I_MH超过阈值I_OCP，则被判定为过电流状态，高侧晶体管M_H被强制地截止。同样，对于过电流保护电路120L，若流过低侧晶体管M_L的电流I_ML超过阈值I_OCP，则判定为过电流状态，在过电流状态下，低侧晶体管M_L被强制地截止。

过电流保护电路120H(120L)容易受到输出级102的开关噪声的影响。因此，通过规定预定的判定时间τ₁，并将在比判定时间τ₁短的时间发生的I_MH＞I_OCP的状态掩蔽，仅将比判定时间τ₁长地I_MH＞I_OCP的状态作为过电流保护的对象，从而能够抑制噪声的影响。

图2的(a)、(b)是表示过电流保护的动作的波形图。首先，参照图2的(a)，说明通常的过电流保护动作。为了容易理解，作为D级放大电路100R的负载，集中于LC滤波器204的电感L。通常，在流过电感的电流I_OUT与电感的电压v之间，以下的式(1)成立。

I_OUT＝1/L×∫vdt…(1)