(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅して増幅信号を出力する増幅部と、
第１の電圧を生成する電源と、
前記電源と前記増幅部との間に設けられ、前記第１の電圧を前記増幅部に供給するバイパス回路と、
前記バイパス回路と並列に設けられ、前記第１の電圧を昇圧させた第２の電圧を常時生成する昇圧回路と、
前記増幅信号が前記第１の電圧より低く定められた基準電圧に比して大きいときには前記第２の電圧を前記増幅部に電源電圧として供給し、前記増幅信号が前記第１の電圧に比して小さいときには前記第１の電圧を前記増幅部に電源電圧として供給する選択切替回路を有することを特徴とする増幅回路。
【請求項２】
前記増幅部は、入力信号を増幅して増幅信号を生成する信号増幅部と、
前記第１又は第２の電圧を用いて増幅信号に追従して変動する第３の電圧を生成し、該第３の電圧を前記信号増幅部に電源電圧として供給する補助電源部を有することを特徴とする請求項１記載の増幅回路。
【請求項３】
前記選択切替回路は、前記第１の電圧よりも低い基準電圧と前記増幅部とを比較するコンパレータと、
前記昇圧回路と前記増幅部との間に設けられ、前記増幅信号が前記基準電圧に比して大きいときにはＯＮして前記第２の電圧を前記増幅部に供給し、前記増幅信号が前記基準電圧に比して小さいときにはＯＦＦして前記第１の電圧を前記増幅部に供給するスイッチング素子を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の増幅回路。
【請求項４】
前記昇圧回路は、
ＯＮ/ＯＦＦ動作してそのデューティ比で前記第１の電圧を昇圧させるスイッチ素子と、
前記スイッチング素子のＯＮ/ＯＦＦ動作を制御するオシレータとを少なくとも具備する昇圧チョッパであることを特徴とする請求項１,請求項２又は請求項３記載の増幅回路。
【請求項５】
ＡＭラジオが前記アンプ若しくは前記昇圧回路の近傍で動作しているときには、前記昇圧回路の動作を停止させ、かつ前記増幅回路の信号を一括して制御するマイコンを有することを特徴とする請求項１記載の増幅回路。
【請求項６】
前記昇圧回路は、ＯＮ/ＯＦＦ動作してそのデューティ比で前記第１の電圧を昇圧させるスイッチング素子と、該スイッチング素子のＯＮ/ＯＦＦ動作を制御するオシレータとを少なくとも具備し、
前記マイコンは、前記ＡＭラジオ動作信号が入力されたときに前記オシレータの動作を停止させることを特徴とする請求項５記載の増幅回路。
【請求項７】
前記電源は電池であって、車載用の用途に用いられることを特徴とする請求項１,請求項２,請求項３,請求項４,請求項５,又は請求項６記載の増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は増幅回路に関し、更に詳しく言えば、車載用のオーディオアンプなどに用いられる増幅回路の効率の改善を目的とする。
近年、車載用のオーディオアンプなどに用いられる増幅回路においても大出力の要求が高まっており、唯一の電源であるバッテリーを用いてできるだけ大きな出力のアンプを構成することが要求されてきている。
【０００２】
【従来の技術】
従来例に係る車載用のオーディオアンプのシステムについて説明する。このシステムは、図７に示すように、バッテリー３１，ＤＣ／ＤＣコンバータ３２，アンプ３３とスピーカＳＰを有する。
車載用のアンプでは、通常その電源は車載用のバッテリー３１からとっている。この電圧は通常９〜１６Ｖ程度の電圧しか生成出来ず、また、負荷となるスピーカＳＰは４Ωのものが通常一般的なので、バッテリー３１の生成する電圧を直接アンプの電源電圧として用いると、せいぜい２０Ｗ程度の出力しか得ることはできないという事情があった。
【０００３】
そこで、図７に示す従来回路ではＤＣ／ＤＣコンバータ３２などを用いてバッテリー３１の生成する定電圧を昇圧したのちに、アンプ３３に電源電圧として供給していた。これによりアンプ３３に供給される電源電圧はバッテリー３１の生成する電圧よりも高電圧になるので、直接バッテリーを電源としていた場合に比してアンプ３３の出力が大きくなる。
【０００４】
上記回路ではＤＣ／ＤＣコンバータ３２によってバッテリー３１の生成する電圧を常時昇圧させ、これを電源電圧としているが、このＤＣ／ＤＣコンバータ３２の効率は、その効率が８０％程度と低い。
また、無信号時や微小な信号が出力されるような場合にも、常時高い昇圧電圧がアンプ３３に供給されているために、出力電力に対する消費電力のロスが大きくなり、アンプ３３全体の効率が低くなってしまうという問題が生じていた。
【０００５】
このような問題を回避すべく、以下に示すような回路が本発明の発明者などによって提案されている。
この回路は、図８に示すような回路であって、バッテリー４１，昇圧チョッパ４２，アンプ４３，バイパス回路４４及びスピーカＳＰを有する回路である。
以下で上記回路の動作について説明する。
【０００６】
まず、電源が投入されると、バッテリー４１から１２Ｖの定電圧が当該回路に供給される。
このときにはスイッチング回路ＳＷ４１はＯＦＦしており、アンプ４３には、バッテリが生成する定電圧がバイパス回路４４を経由して電源電圧として供給され、これを用いて入力信号ＡＳが増幅されて、アンプ４３より増幅信号ＺＳが生成される。
【０００７】
このとき、コンパレータ４５によって図８のａ点の電位Ｖａと、増幅信号ＺＳとの電位差Ｖａ−ＺＳは常時検出されている。増幅信号ＺＳが比較的小レベルで図８のａ点の電位Ｖａすなわち電源電圧＋Ｖｃと、増幅信号ＺＳとの電位差Ｖａ−ＺＳが所定の電圧５Ｖ以上の場合には、コンパレータ４５はスイッチング回路ＳＷ４１の動作を停止させ、バイパス回路４４を介して定電圧Ｖｂをアンプ４３に供給し、これをアンプ４３の電源電圧としている。
【０００８】
一方、増幅信号ＺＳのレベルが大きくなってａ点の電位Ｖａに近づき、増幅信号ＺＳとの電位差Ｖａ−ＺＳが所定の電圧５Ｖ以下になると、コンパレータ４５がスイッチング回路ＳＷ４１のＯＮ／ＯＦＦ動作を開始させる。
すると、スイッチング回路ＳＷ４１のＯＮ／ＯＦＦ動作の開始に伴って昇圧チョッパ４２が動作を開始し、定電圧±Ｖｂを昇圧させる。するとａ点の電位Ｖａすなわち電源電圧＋Ｖｃが上昇し、昇圧チョッパ４２によって生成された高電圧がアンプ４３に電源電圧として供給される。
【０００９】
再び増幅信号ＺＳのレベルが小出力になり、ａ点の電位Ｖａと、増幅信号ＺＳとの電位差Ｖａ−ＺＳが所定の電圧５Ｖ以上になると、コンパレータ１５がスイッチング回路ＳＷ４１のＯＮ／ＯＦＦ動作を停止させ、アンプ４３に供給される電源電圧は再びバイパス回路４４を介して供給される定電圧となる。
上記の図８に示す増幅回路によれば、増幅信号ＺＳが大きくなってａ点の電位Ｖａと増幅信号ＺＳとの電位差Ｖａ−ＺＳが小さくなり、放置しておけば増幅信号ＺＳが定電圧Ｖｂを上回ろうとして出力がクリップして歪んでしまうような場合にも、ａ点の電位Ｖａと増幅信号ＺＳとの電位差Ｖａ−ＺＳが所定の電圧５Ｖ以下に低下した時点で、コンパレータ４５によって昇圧チョッパ４２を動作させてａ点の電位Ｖａを昇圧させてアンプ４３の電源電圧を上昇させることにより、アンプ４３の出力の歪みを防止することができる。
【００１０】
なおかつ図７に示す従来回路では、効率の悪いＤＣ／ＤＣコンバータなどの昇圧回路を常時動作させてそのまま電源電圧としており、これが効率低下の原因となっていたが、図８に示す回路では、効率の低い昇圧チョッパ４２が動作するのは大レベルの増幅信号ＺＳが出力されたときのみであって、増幅信号ＺＳのレベルが比較的低い時には効率の悪い昇圧チョッパ４２は動作していないので、常時昇圧回路を動作させていた図７に示す回路に比して、その効率を向上させることが可能になる。
【００１１】
車載用の用途にはハイブリッドＩＣに上記の回路を搭載して用いるという試みがなされてきていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の図８に示す回路では、昇圧チョッパ４４は常時動作して昇圧電圧を生成しているのではなく、増幅信号ＺＳが大きくなってａ点の電位Ｖａと増幅信号ＺＳとの電位差Ｖａ−ＺＳが５Ｖ以下になるまでは昇圧チョッパ４４は動作せず、５Ｖ以下になった時点ではじめて定電圧＋Ｖｂの昇圧を開始するので、増幅信号ＺＳが２０kHzに近い高周波の信号である場合には、増幅信号ＺＳの変化が急峻になり、昇圧チョッパ４４の動作がこの急峻な変化に追従出来ず、増幅信号ＺＳが電源電圧±Ｖｃｃにまで達してしまい、アンプの出力が歪んでしまうなどの問題が生じていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の欠点に鑑み成されたもので、図１に示すように、入力信号を増幅して増幅信号を出力する増幅部と、第１の電圧を生成する電源と、前記電源と前記増幅部との間に設けられ、前記第１の電圧を前記増幅部に供給するバイパス回路と、前記バイパス回路と並列に設けられ、前記第１の電圧を昇圧させた第２の電圧を常時生成する昇圧回路と、前記増幅信号が前記定電圧に比して大きいときには前記第２の電圧を前記増幅部に電源電圧として供給し、前記増幅信号が前記定電圧に比して小さいときには前記第１の電圧を前記増幅部に電源電圧として供給する選択切替回路を有することを特徴とする増幅回路や、
本発明に係る増幅回路において、ＡＭラジオが前記アンプ若しくは前記昇圧回路の近傍で動作しているときに、前記昇圧回路の動作を停止させ、かつ前記増幅回路の信号を一括して制御するマイコンを有することを特徴とする増幅回路により、高周波の増幅信号にも余裕を持って追従でき、しかも高効率なアンプの提供を目的とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下で本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（１）第１の実施形態
本発明の第１の実施形態の車載用オーディオアンプは、図１に示すような回路であって、バッテリー１１，昇圧チョッパ１２，バイパス回路１３，スイッチング回路１４，アンプ１５及びスピーカＳＰを有する。
【００１５】
バッテリー１１は電源の一例であって、第１の電圧の一例である１２Ｖの定電圧＋Ｖｂを生成するものである。
昇圧チョッパ１２は昇圧回路の一例であって、コイルＬ１１，ダイオードＤ１１，コンデンサＣ１１，発振器１２Ａ及びスイッチングトランジスタＳＷ１１を有し、バッテリー１１が生成した定電圧＋Ｖｂを昇圧させて、第２の電圧の一例である１８Ｖ程度の昇圧電圧を常時生成する回路である。
【００１６】
バイパス回路１３は、昇圧チョッパ１２と並列接続されたダイオードＤ１２からなり、定電圧＋Ｖｂをそのままアンプ１５に伝達する回路である。
スイッチング回路１４は選択切替回路の一例であって、コンパレータ１４ＡとスイッチングトランジスタＳＷ１２を有し、増幅信号ＺＳと、図１のａ点の電位Ｖａすなわちアンプ１５の出力電圧を常時検出し、ａ点の電位Ｖａが、定電圧＋Ｖｂよりも低い基準電圧Ｖref 以下になったときに、スイッチングトランジスタＳＷ１２をＯＦＦさせてバイパス回路１３を選択し、ａ点の電位Ｖａが基準電圧Ｖref 以上のときにはスイッチングトランジスタＳＷ１２をＯＮさせて昇圧チョッパ１２を選択する回路である。
【００１７】
アンプ１５は、増幅部の一例であって、自身に入力される入力信号ＡＳを増幅して増幅信号ＺＳを生成し、４ΩのスピーカＳＰに出力する回路である。このアンプ１５は、図１に示すように、２つのアンプ１５Ａ、１５ＢがＢＴＬ（Balanced Transformerless）接続されることで構成されており、各々のアンプ１５Ａ、１５Ｂのゲインの２倍のゲインを得ることにより、出力電力の増大を図っている。
【００１８】
以下で上記回路の動作について説明する。
まず、電源が投入されると、バッテリー１１から１２Ｖの定電圧＋Ｖｂが当該回路に供給される。次いで発振器１２Ａが作動してスイッチングトランジスタＳＷ１１がＯＮ／ＯＦＦ動作をすることにより昇圧チョッパ１２が動作を開始し、これによって昇圧された１８Ｖ程度の昇圧電圧が生成される。
【００１９】
この時点ではスイッチングトランジスタＳＷ１２はＯＦＦしており、アンプ１５には、バッテリが生成する１２Ｖの定電圧＋Ｖｂがバイパス回路１３を経由して電源電圧として供給され、これを用いて入力信号ＡＳが増幅されて、アンプ１５より増幅信号ＺＳが生成される。
上記回路の動作中、常にコンパレータ１４Ａによって図１のａ点の電位Ｖａと、基準電圧Ｖref とが比較されており、ａ点の電位Ｖａが予め決められた所定の基準電圧Ｖref 以上であるか否かで当該回路の動作が異なる。なお本実施形態においてはこの基準電圧Ｖref は１０Ｖとしている。
【００２０】
すなわち、増幅信号ＺＳが比較的小レベルでａ点の電位Ｖａが１０Ｖの基準電圧Ｖref 以下の場合には、コンパレータ１４Ａの出力はローレベル（以下で“Ｌ”と称する）になり、スイッチングトランジスタＳＷ１２はＯＦＦしてバイパス回路１３を介して定電圧＋Ｖｂがそのまま電源電圧＋Ｖｃｃとして供給される。このときも昇圧チョッパ１２は動作中であり、１８Ｖ程度の昇圧電圧は生成されているが、スイッチングトランジスタＳＷ１２がＯＦＦしているのでこの昇圧チョッパ１２には負荷が接続されていない状態となっており、昇圧チョッパ１２での消費電力はゼロである。従って昇圧電圧が生成されても、これによって消費電力が大きくなるということはなく、アンプ全体の効率が低下することはない。
【００２１】
増幅信号ＺＳが大レベルになりａ点の電位Ｖａが１０Ｖの基準電圧Ｖref 以上になった場合には、コンパレータ１４Ａの出力がハイレベル（以下で“Ｈ”と称する）になるのでスイッチングトランジスタＳＷ１２はＯＮして昇圧チョッパ１２で昇圧した１８Ｖ程度の昇圧電圧がアンプ１５に電源電圧＋Ｖｃｃとして供給される。
【００２２】
再び増幅信号ＺＳのレベルが小出力になり、図１のａ点の電位Ｖａが基準電圧Ｖref を下回ると、コンパレータ１４Ａの出力が“Ｌ”になり、アンプ１５に供給される電源電圧は再びバイパス回路１３を介して供給される定電圧＋Ｖｂとなる。
以上の動作をまとめると、上記回路では図２に示すように増幅信号ＺＳの大小に応じて変化する電源電圧±Ｖｃｃがアンプ１５に供給され、これによって入力信号ＡＳが増幅されて増幅信号ＺＳが生成されることになる。
【００２３】
従って、増幅信号ＺＳが大きくなって放置しておけば１２Ｖ程度の定電圧Ｖｂを上回ろうとして出力がクリップして歪んでしまうような場合にも、図２に示すようにａ点の電位Ｖａが１０Ｖの基準電圧Ｖref を超えた時点で、スイッチングトランジスタＳＷ１２がＯＮして昇圧チョッパ１２を選択し、昇圧チョッパ１２で常時生成される１８Ｖ程度の昇圧電圧が電源電圧±Ｖｃｃとしてアンプ１５に供給されるので、アンプ１５の出力が歪んでしまうことを防止することができる。
【００２４】
また、上記回路では昇圧チョッパ１２が常時動作しているが、増幅信号ＺＳが小さく、バイパス回路１３からの定電圧＋Ｖｂが電源電圧となる場合にはスイッチングトランジスタＳＷ１２がＯＦＦしていて昇圧チョッパ１２には負荷がないことになるので、この場合の昇圧チョッパ１２の消費電力はゼロであり、増幅回路全体の効率は低下せず、図３に示すように従来のＡＢ級のアンプに比して効率が向上している。
【００２５】
なお、図３は従来のＡＢ級のアンプと、本実施形態に係るアンプとについて出力電力と消費電力との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、出力電力が１〜１０Ｗの、通常の使用での出力電力帯では、従来のＡＢ級のアンプに比して消費電力が図３に示すように低く、本実施形態に係るアンプの効率が高いことがわかる。
【００２６】
さらに、本実施形態に係る回路では昇圧チョッパ１２は常時動作して１８Ｖ程度の昇圧電圧を生成して、必要なときだけスイッチング回路１４で昇圧チョッパ１２を選択して昇圧電圧を電源電圧としてアンプ１５に供給しているので、増幅信号ＺＳの変化に余裕をもって追従可能な電源電圧±Ｖｃｃを常時アンプ１５に供給することができ、従来の図８に示す回路において増幅信号ＺＳが高周波の信号である場合に、昇圧チョッパ４４の動作が増幅信号ＺＳの変化に追従出来ないため生じていた出力の歪みなどを極力抑止することが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態では車載用のオーディオアンプに上記増幅回路を適用した場合について説明しているが本発明はこれに限らず、単一電源の生成する定電圧を昇圧させて大出力を得るという増幅回路であればどのような回路であっても、同様の効果を奏する。
ただ、車載用のオーディオアンプは、電源がバッテリーのみであってその最大出力が限られているので、大出力を得る場合には、上記のような構成をとる必要があるので、このような用途に用いると、本実施形態の回路の効果が大きいので、このような用途に用いることが好ましい。
【００２８】
更に、本実施の形態では、２つのアンプ１５Ａ、１５ＢをＢＴＬ接続することでアンプ１５を構成しているが、本発明はこれに限らず、大出力の単一アンプを用いても同様の効果を奏する。
（２）第２の実施形態
以下で、本発明の第２の実施形態に係る増幅回路について説明する。なお、第１の実施形態と共通する事項については重複を避けるため説明を省略する。
【００２９】
本実施形態に係る増幅回路が第１の実施形態と異なる点は、図１に示すアンプ１５が、高効率アンプと称するアンプであるという点のみであって、あとは図１に示す回路と同一であるため、この高効率アンプの構成及び動作について以下で詳述する。
この高効率アンプは具体的には図４に示すような回路であって、信号増幅部の一例であるアンプ１と、補助電源部２とを有する。
【００３０】
アンプ１は、後述の電源電圧＋Ｖｃを用いて、入力信号ＡＳを増幅して増幅信号ＺＳを出力するものである。これはそれぞれ入力信号ＡＳを電圧増幅する電圧増幅部と、電圧増幅部の出力を電流増幅する電流増幅部を有するが、特に図示はしていない。
補助電源部２はオフセット電圧生成回路４と、コンパレータ７と、チョッパ電源８とを有する回路であって、図１のバイパス回路１３又は昇圧チョッパ１２のいずれかから供給される電源電圧＋Ｖｃｃを、増幅信号ＺＳの増減に応じて変化させて、第３の電圧の一例であるアンプ１の高電位側の電源電圧＋Ｖｃ１としてアンプ１に供給するものである。具体的には、増幅信号ＺＳに、オフセット電圧生成回路４によって生成されるオフセット電圧を上乗し、この電圧に追従するように変化する電圧＋Ｖｃ１をアンプ１の高電位側の電源電圧として供給している。
【００３１】
なお、このアンプ１には、アンプ１の低電位側の電源電圧＋Ｖｃ２を供給する回路が図示はされていないが設けられている。その回路構成は補助電源部２と対称であって、動作も同様なので説明を省略する。
以下で上記の高効率アンプの動作について説明する。以下では、補助電源部２によって生成される高電位側の電源電圧＋Ｖｃ１の生成動作について説明し、低電位側の電源電圧＋Ｖｃ２の生成動作については説明を省略する。
【００３２】
まず補助電源部２に、バイパス回路１３若しくは昇圧チョッパ１２で生成された電源電圧＋Ｖｃｃが印加される。
次いで入力信号ＡＳがアンプ１によって増幅されて増幅信号ＺＳが生成されて不図示のスピーカに出力され、同時に補助電源部２にも出力される。
するとオフセット電圧生成回路４によって増幅信号ＺＳに一定電圧が上乗されてコンパレータ７の非反転入力部＋に入力される。一方、コンパレータ７の反転入力部−にはチョッパ電源８から出力される電源電圧＋Ｖｃ１が入力されており、常に電源電圧＋Ｖｃと一定電圧が上乗された増幅信号ＺＳとは比較されている。
【００３３】
コンパレータ７の出力はチョッパ電源８のスイッチング回路ＳＷに接続されており、一定電圧が上乗された増幅信号ＺＳが電源電圧＋Ｖｃ１を上回るとコンパレータ７の出力が“Ｈ”になってスイッチング回路ＳＷがＯＮされて電源電圧＋Ｖｃ１が上昇し、逆に一定電圧が上乗された増幅信号ＺＳが電源電圧＋Ｖｃ１を下回るとコンパレータ７の出力が“Ｌ”になってスイッチング回路ＳＷがＯＦＦされて電源電圧＋Ｖｃ１が下降する。
【００３４】
以上の動作により、電源電圧＋Ｖｃ１は図５に示すように増幅信号ＺＳに一定電圧が上乗された電圧に追従するように変化しながら図４に示すアンプ１に供給される。同様にして、不図示の回路により、同じく増幅信号ＺＳより一定電圧分だけ低い低電位側の電源電圧＋Ｖｃ２が生成される。
このように、増幅信号ＺＳの増減に応じて変動する電源電圧＋Ｖｃ１、＋Ｖｃ２を用いて、アンプ１によって入力信号ＡＳが増幅されて増幅信号ＺＳがスピーカに出力される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態で用いている図４に示す高効率アンプは、図５に示すように小レベルの入力信号ＡＳが入力された時には高電位側の電源電圧＋Ｖｃ１を低下させ、大レベル入力時には電源電圧＋Ｖｃ１を上昇させるというように信号に応じて電源電圧を変化させているので、小レベルの信号が入力されているときに大電圧をアンプ１に供給して電源電圧としていたような場合に生じるアンプの消費電力のロスを抑制することができるので、一般のアンプに比して効率が高い。これは低電位側の電源電圧＋Ｖｃ２についても同様である。
【００３６】
このようにして、第１の実施形態で説明した効率の良い図１に示す増幅回路のアンプ１５として、効率の高い図４に示すような高効率アンプを用いているので、一定電圧をそのまま信号増幅部の電源電圧として用いている通常のアンプを用いた第１の実施形態の回路に比して、さらに効率を向上させることが可能になる。
【００３７】
なお、本実施形態では図４に示すような回路構成の高効率アンプについて説明しているが、本発明はこれに限らず、増幅信号ＺＳに一定電圧が上乗された電圧に追従するように変化する電源電圧によって動作するようなアンプであれば、凡そどのような回路構成をとっても、同様の効果を奏する。
また、本実施形態では高効率アンプのアンプ１を１個のアンプで構成しているが、本発明はこれに限らず、例えば２個のアンプを第１の実施形態と同様にしてＢＴＬ接続しても良い。
【００３８】
（３）第３の実施形態
以下で本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第１，第２の実施形態と共通する事項については重複を避ける為に説明を省略する。
本実施形態に係る増幅回路は、図６に示すような回路であって、バッテリー１１，昇圧チョッパ１２，バイパス回路１３，スイッチング回路１４，アンプ１５，マイコン１６及びスピーカＳＰを有する。
【００３９】
この回路は図１の第１の実施形態の回路に酷似しており、図１の回路との構成上の相違点はマイコン１６がオシレータ１２Ａに接続されている点のみである。他の構成部分の機能及び動作はほぼ図１の回路と同様なので、ここでは説明を省略する。
マイコン１６、本実施形態に係る増幅回路の制御を司る回路であって、外部の操作者が操作する操作パネルや、他の外部機器などから入力される信号を全て一旦取り込み、これらの信号に基づいて当該増幅回路の各部に種々の制御信号を出力し、これらの制御を司るものである。近年のオーディオシステムにおいては、信号を制御する都合上、必須のものとなっている。
【００４０】
本実施形態では、ＡＭラジオがアンプの近傍で動作していることを示すＡＭラジオ動作信号ＡＭを用いて、後述の昇圧回路１５の動作を制御する機能がこのマイコン１６に付加されている点が第１の実施形態と異なり、これが本実施形態における回路の特徴点である。
以下で上記回路の動作について説明する。この回路の動作上の特徴は、ＡＭラジオが当該増幅回路の近くで動作している際に現れ、それ以外の通常動作時の動作は第１の実施形態で説明した動作と全く同じなので説明を省略する。
【００４１】
以下で、上記増幅回路の近くでＡＭラジオが動作している時の動作について説明する。
カーオーディオなどではチューナ、アンプ、ＣＤプレイヤーなどが一体化されているシステムがあるが、このようなものについてはこれらの動作を全て一括して制御するマイコンが設けられており、各々の機器の間の操作を一括して制御している。このようなシステムを組む場合には、第１，第２の実施形態においても図示はしていないが、このようなマイコンは現在必須といってもよい。
【００４２】
このようなシステムでは、アンプ１５と不図示のラジオチューナーは近接しているので、ラジオ放送受信時には、スイッチング素子ＳＷ１１のスイッチングノイズがラジオ放送に漏れこんでしまい、ラジオから雑音として出力されてしまうという問題が生じていた。特にＡＭラジオの周波数帯はスイッチング素子ＳＷ１１のスイッチング周波数に近いので、この現象が顕著であった。
【００４３】
本実施形態の回路ではＡＭラジオが動作している際には、その旨を示すＡＭラジオ動作信号がマイコン１６に入力される。このＡＭ動作信号をマイコンが検出したときには、マイコンがオシレータに動作停止信号Ｓ０を出力し、これによりオシレータ１２Ａが動作を停止する。
オシレータ１２Ａが動作を停止することにより、スイッチング素子ＳＷ１１はＯＦＦし、ＡＭラジオが動作している間は昇圧回路１２はその動作を停止する。これによりアンプ１５には、バイパス回路１３を経由して定電圧が電源電圧として供給されることになる。
【００４４】
従って、ＡＭラジオが動作している間はスイッチング素子ＳＷ１１がＯＮ／ＯＦＦ動作をしないので、このスイッチングノイズがＡＭラジオに漏れこんでノイズが出力されることを抑止することが可能になる。
このとき、アンプの電源電圧が低い定電圧なので、ＡＭラジオの出力信号が大きいときには出力が歪むこともあるが、ＡＭラジオの信号は元々音質がそれほど良好ではないので、多少出力が歪んでもとくに問題はない。
【００４５】
なお、本実施形態ではＡＭラジオ動作信号ＡＭがマイコン１６から出力された場合について説明しているが、本発明はこれに限らない。
また、本実施形態ではマイコン１６がオシレータ１２Ａの動作を停止することでスイッチング素子ＳＷ１１のスイッチング動作を停止させているが、本発明はこれに限らず、何らかの手段で最終的にスイッチング素子ＳＷ１１の動作を停止させることができればよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本実施形態に係る増幅回路によれば、昇圧回路は常時定電圧を昇圧させて昇圧電圧を生成しており、かつ選択切替回路によって増幅信号が定電圧に比して大きいときには昇圧電圧を増幅部に電源電圧として供給させ、小さいときにはバイパス回路を介して定電圧を増幅部に電源電圧として供給させているので、増幅信号が大きくなって放置しておけば定電圧を上回ろうとしてアンプの出力が歪んでしまうような場合にも、増幅信号が定電圧に比して大きくなりこれを超えようとした時点で常時生成されている昇圧電圧が増幅部に電源電圧として供給されるので、アンプの出力が歪んでしまうことを極力抑止することが可能となる。
【００４７】
また、昇圧回路は常時動作しているものの、昇圧回路が選択されていないときにはこの昇圧回路には負荷が接続されていないので、この場合の昇圧回路の消費電力はゼロであり、増幅回路全体の効率は低下せず、従来のＡＢ級のアンプなどに比して効率を向上させることが可能となる。
さらに、増幅信号が大きくなって昇圧電圧を必要とするまで昇圧チョッパを動作させず、必要になった時点ではじめてこれを動作させて定電圧の昇圧を開始するため、増幅信号が高周波の信号である場合には昇圧チョッパの動作が増幅信号の変化に追従出来なかった従来の回路と異なり、本発明に係る回路では昇圧回路は常時動作して昇圧電圧を生成して、必要なときだけ選択切替回路で昇圧回路を選択して昇圧電圧を電源電圧として増幅部に供給しているため、増幅信号の変化に余裕をもって追従出来るので、適切な電源電圧を常時増幅部に供給することが可能となり、従来特に信号が高周波の場合に生じていたアンプの出力が歪んでしまうなどの問題を極力抑止することが可能になる。
【００４８】
なお、本発明に係る増幅回路において、増幅部は、入力信号を増幅して増幅信号を生成する信号増幅部と、電源電圧を用いて増幅信号に追従して変動する電圧を生成し、信号増幅部の電源電圧とする補助電源部を有する高効率アンプである。
この高効率アンプは、増幅信号の大小に応じて信号増幅部の電源電圧を供給しているので、増幅信号が大きい時には大きな電源電圧を、小さい時には小さな電源電圧を供給しているので、小レベルの信号が入力されているときに大電圧を電源電圧としてアンプに供給していたような場合に生じるアンプの消費電力のロスを抑制することができるので、定電圧を電源電圧として供給している一般のアンプに比して効率が高く、これを本発明に係る増幅回路の増幅部として用いることでさらに効率が向上する。
【００４９】
また、本発明に係る増幅回路において、選択切替回路は昇圧回路と増幅部との間に設けられたスイッチング素子を有し、定電圧よりも低い基準電圧と増幅信号とを比較し、増幅信号が基準電圧に比して大きいときにはスイッチング素子をＯＮさせて昇圧回路からの昇圧電圧を増幅部に電源電圧として供給し、増幅信号が基準電圧に比して小さいときにはスイッチング素子をＯＦＦさせてバイパス回路からの定電圧を増幅部に電源電圧として供給させている。
【００５０】
単に定電圧と増幅信号を比較していたのでは増幅信号が急峻に増加したような場合に、当該回路がその急峻な増加に追従できず、増幅信号が定電圧を超えようとして定電圧にまで達してしまうことで、増幅信号が歪んでしまうような事態が生じていたが、本発明では定電圧よりも低い基準電圧と増幅信号を比較して、この基準電圧に基づいてバイパス回路と昇圧回路の選択をしているので、例えば急峻に増幅信号が増加しても、定電圧に達する以前に基準電圧を超えた時点で昇圧回路が選択されて昇圧電圧が電源電圧として供給されるので、このような場合に増幅信号が歪んでしまうという事態を極力抑止することが可能になる。
【００５１】
さらに、本発明に係る増幅回路において、電源は電池であって、車載用の用途に用いられることが望ましい。すなわち、車載用のオーディオアンプの電源はバッテリーのみであって、この電圧は単一電圧であるため出力を増大させたい場合には昇圧回路が必要となり、上記した本発明に係る増幅回路のもたらす効果は大きいからである。
【００５２】
また、本発明に係る増幅回路において、ＡＭラジオがアンプ若しくはスイッチング素子を有する昇圧回路の近傍で動作しているときに、昇圧回路の動作を停止させ、かつ前記増幅回路の信号を一括して制御するマイコンを有するので、昇圧回路がスイッチング素子を有する場合に、そのスイッチングノイズがＡＭラジオ受信中にノイズとして漏れこんでしまうという従来生じていた問題を抑止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１，第２の実施形態に係る増幅回路の回路図である。
【図２】本発明の第１，第２の実施形態に係る増幅回路の動作を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の作用効果を説明するグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る高効率アンプの回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る高効率アンプの動作を説明する図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る高効率アンプの動作を説明する図である。
【図７】従来例に係る車載用のオーディオアンプの第１の回路図である。
【図８】従来例に係る車載用のオーディオアンプの第２の回路図である。
【符号の説明】
１      アンプ
２      補助電源部
４      オフセット電圧生成回路
７      コンパレータ
８      チョッパ電源
１１    バッテリー（電源）
１２    昇圧チョッパ（昇圧回路）
１３    バイパス回路
１４    スイッチング回路（選択切替回路）
１５    アンプ（増幅部）
１６    マイコン
ＡＳ    入力信号
ＺＳ    増幅信号
＋Ｖｂ  定電圧（第１の電圧）
＋Ｖｃ  電源電圧（第３の電圧）
Ｖref   基準電圧
ＡＭ    ＡＭラジオ動作信号
Ｓ０    動作停止信号
【図１】
0003540522.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003540522.tif 000007
【図７】
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【図８】
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