(57)【要約】【課題】負荷へ従来より多くの電力を供給し得るスイッチング回路及びディジタル電力増幅器を提供する。【解決手段】本発明のスイッチング回路は、第１〜第４のスイッチング素子をこの順序で環状に接続すると共に、一端が第１及び第４のスイッチング素子の接続点に、他端が第２及び第３のスイッチング素子の接続点に接続された直流電源を有するスイッチング回路ユニットを複数個備えている。複数個のスイッチング回路ユニットは縦続接続され、初段のスイッチング回路ユニットの一方の外部接続端子が負荷の一方の端子に接続し、最終段のスイッチング回路ユニットの他方の外部接続端子が負荷の他方の端子に接続されている。本発明のディジタル電力増幅器は、スイッチング回路として、本発明のスイッチング回路を適用している。【選択図】　　　図１
2004088577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第４のスイッチング素子をこの順序で環状に接続すると共に、一端が上記第１及び第４のスイッチング素子の接続点に接続され他端が上記第２及び第３のスイッチング素子の接続点に接続された直流電源を有するスイッチング回路ユニットをＮ（Ｎは２以上の整数）個備え、
ｎ（ｎは２〜Ｎ）段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第２のスイッチング素子の接続点を、ｎ−１段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第３及び第４のスイッチング素子の接続点に接続すると共に、１段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第２のスイッチング素子の接続点を、負荷の一方の端子に接続し、Ｎ段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第３及び第４のスイッチング素子の接続点を負荷の他方の端子に接続し、
全ての上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第３のスイッチング素子が、第１のオンオフ制御信号に応じてオンオフし、全ての上記スイッチング回路ユニットの上記第２及び第４のスイッチング素子が、上記第１のオンオフ制御信号とは相補関係にある第２のオンオフ制御信号に応じてオンオフする
ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項２】
交流電源が印加される１個の１次巻線とＮ個の２次巻線とを有するトランスの各２次巻線と、その２次巻線の誘起起電圧を整流、平滑する整流平滑手段とで、上記各スイッチング回路ユニットの上記直流電源が構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング回路。
【請求項３】
全て又は一部の上記スイッチング回路ユニットが着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチング回路。
【請求項４】
入力アナログ信号を正相及び逆相のＰＷＭ信号に変換すると共に、フィードバック信号に応じた変換特性の補償構成を有するＰＷＭ変調回路と、直流電源から負荷への順方向又は逆方向への電力供給をスイッチング制御する複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、上記正相及び逆相のＰＷＭ信号に応じ、上記スイッチング回路内の所定のスイッチング素子をオンオフ駆動する、上記正相のＰＷＭ信号が入力される第１のドライバ及び上記逆相のＰＷＭ信号が入力される第２のドライバを有するドライバ部と、上記負荷への電力供給状態を上記ＰＷＭ変調回路へフィードバックするフィールドバック回路とを有するディジタル電力増幅器において、
上記スイッチング回路として、請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチング回路を適用すると共に、上記ドライバ部内の上記第１及び第２のドライバとして、上記ＰＷＭ変調回路側と上記スイッチング回路とを電気的に絶縁させるアイソレーションドライバを適用したことを特徴とするディジタル電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイッチング回路及びディジタル電力増幅器に関し、特に、耐圧が小さいスイッチング素子を適用してスイッチングして高電力を負荷に供給し得るようにしようとしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力を増幅する増幅器（アンプ）のディジタル化が急速に進みつつある。特に、オーディオアンプにおいては、本格的な採用に目覚ましいものがあり、ディジタル電力増幅器（いわゆるスイッチングアンプ）を搭載する機器としてはＤＶＤプレイヤ、ミニコンポ、テレビ受像器、パソコン、携帯電話機等がある。これは、これら機器の高機能化等に伴って生じた、オーディオアンプに対する小型化や低消費電力化の要求に対応するものである。
【０００３】
スイッチングアンプにおいては、例えば、高低の一対の電源ライン間に、２個のスイッチング素子の直列回路を２組接続すると共に、各組のスイッチング素子間の接続点間に負荷（スピーカ）及びローパスフィルタを接続し、音響信号を変換したディジタル信号に応じて、スイッチング素子をオンオフ制御し、ローパスフィルタによって再びアナログ的信号に戻された音響信号を負荷を供給するようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現状、アナログアンプのオーディオアンプにおいては出力電力が１ｋＷ以上のものも存在している。一方、ディジタル電力増幅器（スイッチングアンプ）を適用したオーディオアンプにおいては出力電力が２００〜３００Ｗのものが一般的である。
【０００５】
スイッチングアンプは、アナログアンプに置き換えられて適用されることを考慮すると、アナログアンプが実現できると同様な高出力化が望まれている。
【０００６】
しかしながら、従来のスイッチングアンプは、スイッチング素子を必須の構成要素としており、スイッチング素子における耐圧が出力電力を制約し、上述のように、出力電力が２００〜３００Ｗ程度が上限であった。
【０００７】
そのため、負荷へ従来より多くの電力を供給し得るスイッチング回路及びディジタル電力増幅器が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、第１の本発明のスイッチング回路は、第１〜第４のスイッチング素子をこの順序で環状に接続すると共に、一端が上記第１及び第４のスイッチング素子の接続点に接続され他端が上記第２及び第３のスイッチング素子の接続点に接続された直流電源を有するスイッチング回路ユニットをＮ（Ｎは２以上の整数）個備え、ｎ（ｎは２〜Ｎ）段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第２のスイッチング素子の接続点を、ｎ−１段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第３及び第４のスイッチング素子の接続点に接続すると共に、１段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第２のスイッチング素子の接続点を、負荷の一方の端子に接続し、Ｎ段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第３及び第４のスイッチング素子の接続点を負荷の他方の端子に接続し、全ての上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第３のスイッチング素子が、第１のオンオフ制御信号に応じてオンオフし、全ての上記スイッチング回路ユニットの上記第２及び第４のスイッチング素子が、上記第１のオンオフ制御信号とは相補関係にある第２のオンオフ制御信号に応じてオンオフすることを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明のディジタル電力増幅器は、入力アナログ信号を正相及び逆相のＰＷＭ信号に変換すると共に、フィードバック信号に応じた変換特性の補償構成を有するＰＷＭ変調回路と、直流電源から負荷への順方向又は逆方向への電力供給をスイッチング制御する複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、上記正相及び逆相のＰＷＭ信号に応じ、上記スイッチング回路内の所定のスイッチング素子をオンオフ駆動する、上記正相のＰＷＭ信号が入力される第１のドライバ及び上記逆相のＰＷＭ信号が入力される第２のドライバを有するドライバ部と、上記負荷への電力供給状態を上記ＰＷＭ変調回路へフィードバックするフィールドバック回路とを有するディジタル電力増幅器であって、上記スイッチング回路として、第１の本発明のスイッチング回路を適用すると共に、上記ドライバ部内の上記第１及び第２のドライバとして、上記ＰＷＭ変調回路側と上記スイッチング回路とを電気的に絶縁させるアイソレーションドライバを適用したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明によるスイッチング回路及びディジタル電力増幅器の第１の実施形態を図面を参照しながら、詳述する。
【００１１】
図１は、第１の実施形態のディジタル電力増幅器の概念構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、第１の実施形態のディジタル電力増幅器１は、ＰＷＭ変調回路２と、ドライバ部３、ＢＴＬ（Ｂｒｉｄｇｅｄ　Ｔｒａｎｓｌｅｓｓ）型スイッチング回路４と、負荷（ＺＬ）５と、フィールドバック回路６を有する。
【００１３】
ＰＷＭ変調回路２には、入力オーディオ信号ＡＵＤと、比較基準となる例えば三角波信号ＲＥＦとが入力され、入力オーディオ信号ＡＵＤをアナログ的に増幅した後、三角波信号ＲＥＦとの比較処理によって、入力オーディオ信号ＡＵＤを、相補的なＰＷＭ信号（正相及び逆相のＰＷＭ信号）に変換するものである。正相及び逆相のＰＷＭ信号は、当然に１ビットのディジタル信号である。
【００１４】
ＢＴＬ型スイッチング回路４は、Ｎ個のＢＴＬ型スイッチング回路ユニット４−１〜４−Ｎ（Ｎは２以上の整数）を後述のようにカスケード（縦続）接続したものである。
【００１５】
各スイッチング回路ユニット４−ｎ（ｎは１〜Ｎ）は、例えば、ＭＯＳＦＥＴでなる第１〜第４のスイッチング素子Ｓｎａ〜Ｓｎｄと、直流電源Ｅｎとを有する。
【００１６】
直流電源Ｅｎのプラス端子は、第１及び第４のスイッチング素子Ｓｎａ及びＳｎｄの電流導入側端子に接続され、直流電源Ｅｎのマイナス端子は、第２及び第３のスイッチング素子Ｓｎｂ及びＳｎｃの電流導出側端子に接続されている。また、第１のスイッチング素子Ｓｎａの電流導出側端子は第２のスイッチング素子Ｓｎｂの電流導入側端子に接続され、第３のスイッチング素子Ｓｎｃの電流導入側端子は第４のスイッチング素子Ｓｎｄの電流導出側端子に接続されている。
【００１７】
さらに、第１のスイッチング素子Ｓｎａの電流導出側端子及び第２のスイッチング素子Ｓｎｂの電流導入側端子の接続点は、前段（第ｎ−１段）のスイッチング回路ユニット４−（ｎ−１）との接続点となっており、第３のスイッチング素子Ｓｎｃの電流導入側端子及び第４のスイッチング素子Ｓｎｄの電流導出側端子の接続点は、後段（第ｎ＋１段）のスイッチング回路ユニット４−（ｎ＋１）との接続点となっている。
【００１８】
なお、第１段のスイッチング回路ユニット４−１の第１のスイッチング素子Ｓ１ａの電流導入側端子及び第２のスイッチング素子Ｓ１ｂの電流導出側端子の接続点は、負荷５の一方の端子と接続され、最終段（第Ｎ段）のスイッチング回路ユニット４−Ｎの第３のスイッチング素子ＳＮｃの電流導入側端子及び第４のスイッチング素子ＳＮｄの電流導出側端子の接続点は、負荷５の他方の端子と接続されている。この負荷５の他方の端子は接地されている。
【００１９】
全ての段のスイッチング回路ユニット４−１〜４−Ｎの第１のスイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ及び第３のスイッチング素子Ｓ１ｃ〜ＳＮｃは、ドライバ部３の正相用ドライバ３Ｐによってオンオフ制御されるものであり、全ての段のスイッチング回路ユニット４−１〜４−Ｎの第２のスイッチング素子Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ及び第４のスイッチング素子Ｓ１ｄ〜ＳＮｄは、ドライバ部３の逆相用ドライバ３Ｎによってオンオフ制御されるものである。
【００２０】
ドライバ部３は、上述のように、正相用ドライバ３Ｐ及び逆相用ドライバ３Ｎを有する。両ドライバ３Ｐ及び３Ｎは、例えば、フォトカプラやトランスや光ファイバを一部に利用したものなどの、電気的な絶縁構成を有するアイソレーションドライバでなる。両ドライバ３Ｐ及び３Ｎとしては、入力である正相及び逆相のＰＷＭ信号が１ビットのディジタル信号であるので、高速動作するものを適用できる。
【００２１】
正相用ドライバ３Ｐは、ＰＷＭ変調回路２からの正相のＰＷＭ信号に応じ、駆動対象のスイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃをオンオフ制御し、逆相用ドライバ３Ｎは、ＰＷＭ変調回路２からの逆相のＰＷＭ信号に応じ、駆動対象のスイッチング素子Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄをオンオフ制御する。
【００２２】
負荷５は、例えば、図２に示すように、ローパスフィルタＬＰＦ（Ｌ及びＣ）及び負荷本体（スピーカ）ＳＰからなるものであり、ローパスフィルタＬＰＦによって、スイッチング回路４による正方向又は逆方向の電流をアナログ的なオーディオ信号に変換し直して負荷本体（スピーカ）ＳＰを駆動するものである。
【００２３】
ここで、図３は、図１におけるＢＴＬ型スイッチング回路４及び負荷５の部分は参考のために書き直したものであり、実質的な接続関係は、図１の場合と同一である。なお、特許請求の範囲は、この図３の表記に準じて表現されている。
【００２４】
フィールドバック回路６は、負荷５への伝達特性（位相やレベルなど）を、ＰＷＭ変調回路２（例えばそのアナログアンプ部分に）にフィードバックさせるものである。
【００２５】
この第１の実施形態の場合、負荷５への電流経路には、従来より多い、２×Ｎ個のスイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ及びＳ１ｃ〜ＳＮｃ、又は、Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ及びＳ１ｄ〜ＳＮｄがオン動作して介在している。各スイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃ、Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄとしては、同一規格のものを適用しているが、製品ばらつきなどによって、各スイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃ、Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄにおけるオン抵抗などが異なることも生じ、伝達特性が所望するものから変化する恐れがある。そこで、フィールドバック回路６を介してフィードバックさせることにより全体として伝達特性の安定化を図っている。
【００２６】
スイッチング回路４は、図１に示すように、アース電位を低電源電位として動作するものであり、一方、ＰＷＭ変調回路２は、例えば、内部のアナログアンプやコンパレータなどに演算増幅器を適用していてプラスマイナス電源で動作し、基準電位がスイッチング回路４とは異なっている。そのため、正相用ドライバ３Ｐ及び逆相用ドライバ３Ｎとして、電気的な絶縁構成を有するもの以外を適用した場合には、これら基準電位の相違によって動作が安定しない恐れがある。
【００２７】
そこで、正相用ドライバ３Ｐ及び逆相用ドライバ３Ｎとして電気的な絶縁構成を有するもの（アイソレーションドライバ）を適用することとした。
【００２８】
アナログ信号をドライブするアイソレーションドライバ（例えばフォトカプラ）としては、一般に高速動作するものは少ないが、この第１の実施形態の場合、１ビットのディジタル信号（ＰＷＭ信号）をドライブするので、高速動作するアイソレーションドライバを入手し易く、正相用ドライバ３Ｐ及び逆相用ドライバ３Ｎの動作速度が問題となることはない。
【００２９】
この第１の実施形態においても、ＰＷＭ変調回路２やドライバ部３の基本動作や、フィールドバック回路６の機能などは、従来のものと同様である。
【００３０】
そこで、以下では、ＢＴＬ型スイッチング回路４による負荷への電流供給（電力供給）の様子を説明する。
【００３１】
上述のように、スイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃは、正相用ドライバ３Ｐによって正相のＰＷＭ信号に応じてオンオフ制御され、スイッチング素子Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄは、逆相用ドライバ３Ｎによって逆相のＰＷＭ信号に応じてオンオフ制御される。
【００３２】
従って、スイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃがオン（閉成）しているときには、スイッチング素子Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄはオフ（開放）しており、逆に、スイッチング素子Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄがオン（閉成）しているときには、スイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃはオフ（開放）している。
【００３３】
図４は、前者の場合での負荷への電流経路（一点鎖線）を示しており、図５は、後者の場合での負荷への電流経路（一点鎖線）を示している。
【００３４】
スイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃがオンしているときには、図４に示すように、各直流電源Ｅ１〜ＥＮが直列に接続され、各直流電源Ｅ１〜ＥＮによる電流が合成されて、負荷５に対して、正方向に流れる。また、負荷５から見ると、電圧も、直流電源Ｅ１〜ＥＮの合成電圧が正方向に印加される。
【００３５】
しかし、スイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃはそれぞれ、適宜、直流電源Ｅ１、…、ＥＮ間に挟まれた位置に位置するので、各スイッチング素子Ｓ１ａ〜ＳＮａ、Ｓ１ｃ〜ＳＮｃへの印加電圧は、直流電源Ｅ１〜ＥＮによる合成電圧ではなく、１個の直流電源Ｅ１、…、ＥＮによる電圧となる。
【００３６】
同様に、スイッチング素子Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄがオンしているときには、図５に示すように、各直流電源Ｅ１〜ＥＮが直列に接続され、各直流電源Ｅ１〜ＥＮによる電流が合成されて、負荷５に対して、逆方向に流れる。また、負荷５から見ると、電圧も、直流電源Ｅ１〜ＥＮの合成電圧が逆方向に印加される。
【００３７】
しかし、この場合も、スイッチング素子Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄがそれぞれ、適宜、直流電源Ｅ１、…、ＥＮ間に挟まれた位置に位置するので、各スイッチング素子Ｓ１ｂ〜ＳＮｂ、Ｓ１ｄ〜ＳＮｄへの印加電圧は、直流電源Ｅ１〜ＥＮによる合成電圧ではなく、１個の直流電源Ｅ１、…、ＥＮによる電圧となる。
【００３８】
上記第１の実施形態によれば、ＢＴＬ型スイッチング回路を上述のように、複数のＢＴＬ型スイッチング回路ユニットの縦続接続によって構成したことにより、負荷への供給電力を従来に比して格段的に大きくすることも可能であり、高出力のディジタル電力増幅器を実現することもできる。
【００３９】
また、縦続接続するＢＴＬ型スイッチング回路ユニットの個数選択によって、所望する出力電力を容易に得ることもできる。
【００４０】
ここで、負荷への供給電力が大きくなっても、各スイッチング素子への印加電圧は、直流電源の１個分程度に抑えることができ、耐圧が小さなスイッチング素子を適用しても、上述のような効果を得ることができる。
【００４１】
さらに、負荷への電力供給に介在するスイッチング素子の数が従来より多くなっても、ＰＷＭ変調回路へフィードバック回路を介してフィードバックすると共に、ＰＷＭ変調回路からの出力信号（１ビットのディジタル信号）に応じてスイッチング素子をドライブするドライバとして、アイソレーションドライバを適用したので、良好な伝達特性を得ることができる。
【００４２】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明によるスイッチング回路及びディジタル電力増幅器の第２の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【００４３】
図６は、第２の実施形態のディジタル電力増幅器の概略構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一符号を付して示している。
【００４４】
第１の実施形態においては、スイッチング回路ユニット４−１〜４−Ｎにおける直流電源Ｅ１〜ＥＮが電池のようなイメージで説明した。
【００４５】
この第２の実施形態は、図６に示すように、交流電源（例えば商用電源）ＡＣから、スイッチング回路ユニット４−１〜４−Ｎにおける直流電源（Ｅ１〜ＥＮ）を形成するものである。
【００４６】
すなわち、２次側にスイッチング回路ユニット４−１〜４−Ｎの数だけの２次巻線を有するトランスＴＲの一次巻線Ｔ１に交流電源ＡＣに印加し、各２次巻線Ｔ２１〜Ｔ２Ｎに誘起された起電圧をダイオードＤ１〜ＤＮで整流すると共に、平滑用コンデンサＣ１〜ＣＮで整流出力を平滑することにより、スイッチング回路ユニット４−１〜４−Ｎにおける直流電源（Ｅ１〜ＥＮ）を形成している。
【００４７】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、当初の電源として、交流電源（例えば商用電源）を適用することができるという効果をも奏する。
【００４８】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明によるスイッチング回路及びディジタル電力増幅器の第３の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【００４９】
図７は、第３の実施形態のディジタル電力増幅器の要部構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一符号を付して示している。図７は、第１段及び第２段のスイッチング回路ユニット４−１及び４−２の周辺構成を示している。
【００５０】
第３の実施形態の場合、第２段〜第Ｎ段のスイッチング回路ユニット４−２〜４−Ｎはそれぞれ、１個のプリント基板によって構成されており、マザー基板に対し、着脱自在なものである。ここで、マザー基板（又は着脱対象のプリント基板）側には着脱の検出構成（図示せず）が設けられている。その検出結果によって、図７に示す（例えば機構的なスイッチ）スイッチＳＷ１及びＳＷ２が、スイッチング回路ユニット４−１、４−２間のドライバ出力の供給、非供給を制御すると共に、スイッチＳＷ３が、スイッチング回路ユニット４−１及び４−２間の接続、又は、スイッチング回路ユニット４−１及び負荷５の一方の端子間の接続を制御する。スイッチング回路ユニット４−２以降の着脱に関しても同様な処理構成が設けられている。
【００５１】
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、スイッチング回路ユニットの数を容易に切り替えられるという効果をも奏する。
【００５２】
（Ｄ）他の実施形態
上記各実施形態の説明では、各直流電源Ｅ１〜ＥＮの電圧値の関係について言及しなかったが、全ての電圧値が等しくても良く、また、全て又は一部の電圧値が異なっていても良い。
【００５３】
また、本発明は、スイッチング回路の構成に特徴を有するものであり、ＰＷＭ変調回路２や、ドライバ部３や、フィールドバック回路６などは、いかなる構成のものを適用しても良い。
【００５４】
さらに、本発明によるスイッチング回路の用途は、ディジタル電力増幅器に限定されず、スイッチング回路を要する種々の装置に適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスイッチング回路やディジタル電力増幅器によれば、スイッチング回路を、４個のスイッチング素子及び直流電源でなる、複数のスイッチング回路ユニットを縦続接続して構成したことにより、スイッチング素子の耐圧を大きくすることなく、負荷への供給電力を従来に比して格段的に大きくすることも可能であり、また、スイッチング回路ユニットの個数選択によって、所望する出力電力を容易に得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のディジタル電力増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の負荷の内部の回路図である。
【図３】図１のスイッチング回路構成を別の面から書き直した構成を示すブロック図である。
【図４】図１のスイッチング回路における正相電流経路を示す説明図である。
【図５】図１のスイッチング回路における逆相電流経路を示す説明図である。
【図６】第２の実施形態のディジタル電力増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【図７】第３の実施形態の要部の説明図である。
【符号の説明】
１…ディジタル電力増幅器、２…ＰＷＭ変調回路、３…ドライバ部、４…スイッチング回路、４−１〜４−Ｎ…スイッチング回路ユニット、５…負荷、６…フィードバック回路、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄ、〜、ＳＮａ、ＳＮｂ、ＳＮｃ、ＳＮｄ…スイッチング素子、Ｅ１〜ＥＮ…直流電源。
【図１】
2004088577.tif 000003
【図２】
2004088577.tif 000004
【図３】
2004088577.tif 000005
【図４】
2004088577.tif 000006
【図５】
2004088577.tif 000007
【図６】
2004088577.tif 000008
【図７】
2004088577.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月27日(2003.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第４のスイッチング素子をこの順序で環状に接続すると共に、一端が上記第１及び第４のスイッチング素子の接続点に接続され他端が上記第２及び第３のスイッチング素子の接続点に接続された直流電源を有するスイッチング回路ユニットをＮ（Ｎは２以上の整数）個備え、
ｎ（ｎは２〜Ｎ）段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第２のスイッチング素子の接続点を、ｎ−１段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第３及び第４のスイッチング素子の接続点に接続すると共に、１段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第２のスイッチング素子の接続点を、ローパスフィルタを有する負荷の一方の端子に接続し、Ｎ段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第３及び第４のスイッチング素子の接続点を負荷の他方の端子に接続し、
全ての上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第３のスイッチング素子が、第１のオンオフ制御信号に応じてオンオフし、全ての上記スイッチング回路ユニットの上記第２及び第４のスイッチング素子が、上記第１のオンオフ制御信号とは相補関係にある第２のオンオフ制御信号に応じてオンオフする
ことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項２】
交流電源が印加される１個の１次巻線とＮ個の２次巻線とを有するトランスの各２次巻線と、その２次巻線の誘起起電圧を整流、平滑する整流平滑手段とで、上記各スイッチング回路ユニットの上記直流電源が構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチング回路。
【請求項３】
全て又は一部の上記スイッチング回路ユニットが着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチング回路。
【請求項４】
入力アナログ信号を正相及び逆相のＰＷＭ信号に変換すると共に、フィードバック信号に応じた変換特性の補償構成を有するＰＷＭ変調回路と、直流電源から負荷への順方向又は逆方向への電力供給をスイッチング制御する複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、上記正相及び逆相のＰＷＭ信号に応じ、上記スイッチング回路内の所定のスイッチング素子をオンオフ駆動する、上記正相のＰＷＭ信号が入力される第１のドライバ及び上記逆相のＰＷＭ信号が入力される第２のドライバを有するドライバ部と、上記負荷への電力供給状態を上記ＰＷＭ変調回路へフィードバックするフィールドバック回路とを有するディジタル電力増幅器において、
上記スイッチング回路として、請求項１〜３のいずれかに記載のスイッチング回路を適用すると共に、上記ドライバ部内の上記第１及び第２のドライバとして、上記ＰＷＭ変調回路側と上記スイッチング回路とを電気的に絶縁させるアイソレーションドライバを適用したことを特徴とするディジタル電力増幅器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、第１の本発明のスイッチング回路は、第１〜第４のスイッチング素子をこの順序で環状に接続すると共に、一端が上記第１及び第４のスイッチング素子の接続点に接続され他端が上記第２及び第３のスイッチング素子の接続点に接続された直流電源を有するスイッチング回路ユニットをＮ（Ｎは２以上の整数）個備え、ｎ（ｎは２〜Ｎ）段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第２のスイッチング素子の接続点を、ｎ−１段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第３及び第４のスイッチング素子の接続点に接続すると共に、１段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第２のスイッチング素子の接続点を、ローパスフィルタを有する負荷の一方の端子に接続し、Ｎ段目の上記スイッチング回路ユニットの上記第３及び第４のスイッチング素子の接続点を負荷の他方の端子に接続し、全ての上記スイッチング回路ユニットの上記第１及び第３のスイッチング素子が、第１のオンオフ制御信号に応じてオンオフし、全ての上記スイッチング回路ユニットの上記第２及び第４のスイッチング素子が、上記第１のオンオフ制御信号とは相補関係にある第２のオンオフ制御信号に応じてオンオフすることを特徴とする。