(57)【要約】【課題】スピーカ等が短絡した時や定格外のスピーカが接続された時に各部品を保護し、アンプ内の部品が異常温度上昇する事を防止し、コストが安い音響装置を提供する。【解決手段】電源部５と、電源部５が出力する電圧を降圧するレギュレータ部２と、レギュレータ部２に接続されたアンプ７と、アンプ７に接続されたスピーカ８，９とを備え、アンプ７又はスピーカ８，９が短絡した場合に、レギュレータ部２に内蔵された保護回路は、レギュレータ部２の出力電圧を停止させる。【選択図】図１
2005341053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部と、前記電源部が出力する電圧を降圧するレギュレータ部と、前記レギュレータ部に接続されたアンプと、前記アンプに接続されたスピーカとを備え、前記アンプ又は前記スピーカが短絡した場合に、前記レギュレータ部に内蔵された保護回路は、前記レギュレータ部の出力電圧を停止させる事を特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記レギュレータ部に供給される電流を測定する電流検出部を設け、前記アンプに内蔵された保護部を前記電流検出部に接続させ、前記電流検出部がしきい値を検出すると、前記保護部は、前記アンプの出力電圧を停止させる事を特徴とする請求項１の音響装置。
【請求項３】
前記保護部の入力側に接続された外部端子を前記アンプに設け、前記アンプ内の部品の温度を検出する温度検出部を設け、前記温度検出部の出力側を前記外部端子に接続させ、前記電流検出部の出力側を前記外部端子に接続させた事を特徴とする請求項２の音響装置。
【請求項４】
前記電流検出部は少なくとも、抵抗と、増幅回路と、比較回路と、反転回路とを有し、前記抵抗は前記電源部と前記レギュレータ部との間に接続され、前記増幅回路は前記抵抗による降圧電圧を増幅し、前記比較回路は前記増幅された電圧と基準電圧とを比較し、前記反転回路は前記比較回路の出力電圧を反転して出力する事を特徴とする請求項２の音響装置。
【請求項５】
前記アンプはＤ級アンプである事を特徴とする請求項２の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置は、例えば特許文献１に示されている。この特許文献１によると、出力回路の短絡時に、負荷駆動回路の焼損を防止する保護装置が示されている。
【特許文献１】特開２００１−６８９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記装置において、出力回路がスピーカであり、このスピーカの定格が例えばインピーダンス８Ωとする。そして例えば、使用者が誤って、インピーダンス４Ωのスピーカを、この装置に接続したとする。この時、アンプ等に流れる電流は定格値の２倍となり、スピーカやアンプやレギュレータ部や電源部が加熱する、第１の欠点がある（この時、上記保護装置は動作しない）。
【０００４】
更に上記装置では、アンプ内の部品(例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ等)は異常温度上昇しても安全装置が無い、第２の欠点がある。この欠点を解消するために、温度検出部を設けた場合、電流検出部に従い動作する第１の保護部に加えて、温度検出部に従い動作する第２の保護部が必要となる。その結果、装置のコストが高くなる、第３の欠点がある。
【０００５】
従って、本発明はこの様な従来の欠点を考慮して、スピーカ等が短絡した時や定格外のスピーカが接続された時に各部品を保護し、アンプ内の部品が異常温度上昇する事を防止し、かつコストが安い音響装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の本発明では、電源部と、電源部が出力する電圧を降圧するレギュレータ部と、レギュレータ部に接続されたアンプと、アンプに接続されたスピーカとを備え、アンプ又はスピーカが短絡した場合に、レギュレータ部に内蔵された保護回路は、レギュレータ部の出力電圧を停止させる。
【０００７】
請求項２の本発明では、レギュレータ部に供給される電流を測定する電流検出部を設けアンプに内蔵された保護部を電流検出部に接続させ、電流検出部がしきい値を検出すると保護部は、アンプの出力電圧を停止させる。
【０００８】
請求項３の本発明では、保護部の入力側に接続された外部端子を前記アンプに設け、アンプ内の部品の温度を検出する温度検出部を設け、温度検出部の出力側を外部端子に接続させ、電流検出部の出力側を外部端子に接続させた。
【０００９】
請求項４の本発明では、電流検出部は少なくとも、抵抗と、増幅回路と、比較回路と、反転回路とを有し、抵抗は電源部とレギュレータ部との間に接続され、増幅回路は抵抗による降圧電圧を増幅し、比較回路は増幅された電圧と基準電圧とを比較し、反転回路は比較回路の出力電圧を反転して出力する。
【００１０】
請求項５の本発明では、アンプはＤ級アンプであるものとする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の本発明では、電源部と、電源部が出力する電圧を降圧するレギュレータ部と、レギュレータ部に接続されたアンプと、アンプに接続されたスピーカとを備え、アンプ又はスピーカが短絡した場合に、レギュレータ部に内蔵された保護回路は、レギュレータ部の出力電圧を停止させる。上記構成により、アンプまたはスピーカが短絡した場合に、レギユレータ部の出力電圧を停止させるので、アンプ又はスピーカの各部品に過電流が流れる事を防止できる。
【００１２】
請求項２の本発明では、レギュレータ部に供給される電流を測定する電流検出部を設けアンプに内蔵された保護部を電流検出部に接続させ、電流検出部がしきい値を検出すると保護部は、アンプの出力電圧を停止させる。上記構成により、アンプに定格外のスピーカが接続された場合に、電流検出部がしきい値を検出し、保護部はアンプの出力電圧を停止させる。その結果、上記の場合には、アンプやスピーカの各部品に過電流が流れる事を防止できる。
【００１３】
請求項３の本発明では、保護部の入力側に接続された外部端子を前記アンプに設け、アンプ内の部品の温度を検出する温度検出部を設け、温度検出部の出力側を外部端子に接続させ、電流検出部の出力側を外部端子に接続させた。この様に、温度検出部の出力側をアンプの外部端子に接続させ、電流検出部の出力側を同一の外部端子に接続させ、単一の保護部が温度検出による出力停止動作と、電流検出による出力停止動作を行う。この様に、外部端子が１個であり、２つの出力停止動作を、１個の保護部で行うので、コストが安くなる。
【００１４】
請求項４の本発明では、電流検出部は少なくとも、抵抗と、増幅回路と、比較回路と、反転回路とを有し、抵抗は電源部とレギュレータ部との間に接続され、増幅回路は抵抗による降圧電圧を増幅し、比較回路は増幅された電圧と基準電圧とを比較し、反転回路は比較回路の出力電圧を反転して出力する。検出電圧は細かく変動するが、一度、しきい値を越えると、基準電圧を下げる。比較回路を構成するコンパレータの出力側と、基準電圧用の入力側との間に設けられた抵抗が上記動作を行わせる。その結果、検出電圧が微妙に下がっても、上記コンパレータの出力電圧は変化しない。
【００１５】
請求項５の本発明では、アンプはＤ級アンプであるものとする。Ｄ級アンプにおいて、スピーカに対し、デジタルパルス信号を出力するので、他のクラスのアンプに比べ、低歪率を有し、高いＳ／Ｎ比を有する出力信号を与える事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図１ないし図４に従い、本発明を実施するための最良の形態に係る音響装置１を説明する。図１は、この音響装置１のブロック図である。図２は、音響装置１に用いられるレギュレータ部２等の電気回路図である。図３は、レギュレータ部２に用いられる三端子レギュレータ３のブロック図である。図４は、音響装置１に用いられる電流検出部４の電気回路図である。
【００１７】
電源部５は例えば、トランスと、ブリッジ整流回路と、平滑回路（共に図示せず）等からなり、例えば入力側が商用電源（交流１００ボルト）に接続されている。電源部５は例えば、直流１４ボルトを出力する。
【００１８】
電源部５の出力側は抵抗６（例えば、０．３３Ω）を介して、レギュレータ部２の入力側に接続されている。レギュレータ部２は、電源部５が出力する電圧を、例えば直流１３ボルトに降圧し、出力するものである。
【００１９】
アンプ７の入力側はレギュレータ部２の出力側に接続されている。アンプ７の出力側はスピーカ８，９に接続されている。電流検出部４は、レギュレータ部２に供給される電流を測定するものである。
【００２０】
温度検出部１２は、アンプ７内の部品（例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ等）の温度を検出するものである。温度検出部１２は例えば、電源受入部１３と、抵抗１４と、サーミスタ１５と、ダイオード１６等からなる。
【００２１】
電源受入部１３は、電源供給部（図示せず）から例えば、直流５ボルトを受け入れるものである。サーミスタ１５は例えば、ポジスタ（株式会社  村田製作所が所有するサーミスタの登録商標）である。サーミスタ１５は、アンプ７の部品の表面に取り付けられている。
【００２２】
サーミスタ１５の一側は、抵抗１４を介して、電源受入部１３に接続され、サーミスタ１５の他側は接地されている。ダイオード１６の一側は、抵抗１４とサーミスタ１５との接続点に接続されている。ダイオード１６の他側は、外部端子１７に接続されている。上記部品１３，１４，１５，１６等により、温度検出部１２は構成されている。
【００２３】
アンプ７に内蔵された保護部１８の入力側は、アンプ７の外部端子１７に接続されている。温度検出部１２の出力側は、外部端子１７に接続されている。
【００２４】
電流検出部４の出力側はダイオードを介して、外部端子１７に接続されている。即ち、アンプ７に内蔵された保護部１８は、電流検出部４に接続されている。
【００２５】
アンプ７は例えば、変調器１９と、電源供給部２０と、変調器２１と、保護部１８と、制御部２３と、駆動部２４，２５等から構成されている。
【００２６】
第１アナログ音声信号は端子１０を介して入力され、増幅器（図示せず）により増幅される。変調器１９は、入力された上記増幅信号のパルス幅を変調し、駆動部２４（ＭＯＳ−ＦＥＴ等からなる）へ出力する。
【００２７】
電源供給部２０の入力側には、レギュレータ部２からの出力電圧（例えば、直流１３ボルト）が入力される。電源供給部２０は駆動部２４に対し、電源を供給する。これにより駆動部２４はスピーカ８に対し、所定の出力電圧を出力する。
【００２８】
同様に、第２アナログ音声信号は端子１１を介して入力され、増幅器（図示せず）により増幅される。変調器２１は、入力された上記増幅信号のパルス幅を変調し、駆動部２５（ＭＯＳ−ＦＥＴ等からなる）へ出力する。
【００２９】
電源供給部２０の入力側には、レギュレータ部２からの出力電圧（例えば、直流１３ボルト）が入力される。電源供給部２０は駆動部２５に対し、電源を供給する。これにより駆動部２５はスピーカ９に対し、所定の出力電圧を出力する。この様に、アンプ７はＤ級アンプにて構成されている。
【００３０】
保護部１８の出力側は、駆動部２４の制御端子および駆動部２５の制御端子に接続されている。保護部１８は例えば、コンパレータと、複数の論理回路等から構成されている。以上の部品により、この音響装置１は構成されている。
【００３１】
なお、上記説明と異なり、電流検出部４と同じ構成をした第２電流検出部４ａ（図示せず）を設けても良い。そして、第２電流検出部４ａの入力側は、電源部５の出力側に接続されている。
【００３２】
そして、電流検出部４の出力側と、第２電流検出部４ａの出力側は、アンドゲート（図示せず）の入力側に接続されている。アンドゲートの出力側は外部端子１７に接続されている。
【００３３】
次に、図２に従い、レギュレータ部２を説明する。端子２６は電源部５の出力側に接続されている。端子２７は、アンプ７に設けられた電源供給部２０の入力側に接続されている。
【００３４】
レギュレータ部２は、抵抗２８と、トランジスタ２９と、三端子レギュレータ３と、抵抗３０と、可変抵抗３１と、抵抗３２と、コンデンサ３３等から構成されている。抵抗６は端子２６と、導電部３５との間に接続されている。コンデンサ３６の一側は導電部３５に接続され、他側は接地されている。
【００３５】
トランジスタ２９のエミッタは導電部３５に接続され、コレクタは導電部３７に接続され、ベースは三端子レギュレータ３の端子ａに接続されている。抵抗２８は上記エミッタと、上記ベースとの間に接続されている。
【００３６】
三端子レギュレータ３の端子ｂは接地されている。抵抗３０と可変抵抗３１と抵抗３２からなる直列回路の一側は、導電部３７に接続されている。三端子レギュレータ３の端子ｃは、可変抵抗３１と抵抗３２との接続点に接続されている。コンデン３３の一側は導電部３７に接続され、他側は、可変抵抗３１と抵抗３２との接続点に接続されている。
【００３７】
コンデンサ３４の一側は導電部３７に接続され、他側は接地されている。上記部品２８，２９，３，３０，３１，３２，３３等により、レギュレータ部２は構成されている。
【００３８】
次に、図３に従い、三端子レギュレータ３を説明する。三端子レギュレータ３は、スタート回路３８と、定電流回路３９と、基準電圧回路４０と、定電流回路４１と、保護手段４２と、増幅器４３と、保護回路４４等により、構成されている。
【００３９】
スタート回路３８の第１端子は導電部４５に接続され、第２端子は端子ｂに接続され、第３端子は導電部４６に接続されている。スタート回路３８は、電源投入と同時に、正常動作を開始するものである。定電流回路３９の一側は導電部４５に接続され、他側は導電部４６に接続されている。
【００４０】
基準電圧回路４０は第１端子を介して、基準電圧を出力するものである。基準電圧回路４０の第１端子は、導電部４６に接地されている。基準電圧回路４０の第２端子は端子ｂに接続されている。
【００４１】
定電流回路４１の一側は導電部４５に接続され、他側は保護手段４２の第１端子に接続されている。保護手段４２の第２端子は基準電圧回路４０の第３端子に接続されている。保護手段４２の第３端子は、トランジスタ４７のエミッタに接続されている。
【００４２】
図３に示す様に、保護手段４２は、トランジスタ４７のエミッタとベースとの間に接続されている。保護手段４２は、端子ａから入力される入力電圧が過大になる程、導電部４５を流れる電流を小さくする様に、動作する。この様にして、保護手段４２はトランジスタ４７の動作を保護する。
【００４３】
増幅器４３は例えばコンパレータ等からなり、その第１入力端子は端子ｃに接続されている。増幅器４３の第２入力端子は基準電圧回路４０の第１端子（出力側）に接続されている。
【００４４】
増幅器４３の出力端子は導電部４８に接続されている。トランジスタ４７のベースは導電部４８に接続されている。定電流回路４１の他側は導電部４８に接続され、保護手段４２の第１端子に接続されている。
【００４５】
保護回路４４の一側は導電部４８に接続されている。保護回路４４の他側は、増幅器４３の第１入力端子と、端子ｃとの接続点に接続されている。保護回路４４は、複数の定電流源と、複数のトランジスタと、抵抗等から構成されている。以上の部品により、三端子レギュレータ３は構成されている。
【００４６】
上記構成により、レギュレータ部２は定電圧（例えば、直流１３ボルト）を、アンプ７に対して出力する。即ち、アンプ７と、スピーカ８，９において、許容範囲内で負荷電流が変動しても、レギュレータ部２は一定の電圧を出力する。
【００４７】
しかし、アンプ７又はスピーカ８，９において、負荷電流が許容範囲を、はるかに越えた場合、レギュレータ部２に設けられた保護回路４４は、出力電圧をゼロにする。即ち、上記負荷電流が許容範囲を、はるかに越えた場合、導電部４５を流れる電流が増加する。この時、保護回路４４に設けられた第１トランジスタがオンし、端子ｃから出力される出力電圧が低下し、ゼロになる。
【００４８】
この様に、アンプ７又はスピーカ８，９が短絡した場合には、上記負荷電流は急速に増える。この時、レギュレータ部２に内蔵された保護回路４４は、レギュレータ部２の出力電圧を停止させる。
【００４９】
次に、図４に従い、電流検出部４を説明する。電流検出部４は、端子４９と、抵抗６と増幅回路５０と、平滑回路５１と、比較回路５２と、反転回路５３と、端子５４等から構成されている。
【００５０】
端子４９は、電源部５の出力側に接続されている。抵抗６は、端子４９と、レギュレータ部２の入力側との間に接続されている。即ち、抵抗６は、電源部５とレギュレータ部２との間に接続されている。
【００５１】
導電部５５は、抵抗６とレギュレータ部２との接続点と、抵抗５６の一つの入力側との間に接続されている。抵抗５６の他側は、コンパレータ５７の一つの入力側に接続されている。抵抗５８は、抵抗５６とコンパレータ５７との接続点と、コンパレータ５７の出力側との間に接続されている。
【００５２】
導電部５９は、端子４９と抵抗６との接続点と、抵抗６０の一側との間に接続されている。抵抗６０の他側は、コンパレータ５７の他の入力側との間に接続されている。抵抗６１の一入力側は、抵抗６０とコンパレータ５７との接続点に接続されている。抵抗６１の他側は接地されている。
【００５３】
上記部品５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１等により、増幅回路５０は構成されている。この様に、増幅回路５０は、抵抗６による降圧電圧を増幅し、出力するものである。
【００５４】
抵抗６２は、コンパレータ５７の出力側と、コンパレータ６３の一つの入力側との間に接続されている。コンデンサ６４の一側は、抵抗６２とコンパレータ６３との接続点に接続されている。コンデンサ６４の他側は接地されている。
【００５５】
この抵抗６２とコンデンサ６４とにより、平滑回路５１は構成されている。平滑回路５１は、コンパレータ５７の出力電圧を平滑するものである。
【００５６】
比較回路５２は、コンパレータ６３と、電源受入部６５と、抵抗６６と、抵抗６７と、抵抗６８と、導電部６９等により、構成されている。
【００５７】
電源受入部６５は、電源供給部（図示せず）から、所定の直流電圧を受け入れるものである。抵抗６６，６７からなる直列回路の一側は電源受入部６５に接続され、上記直列回路の他側は接地されている。
【００５８】
抵抗６８の一側は、抵抗６６と抵抗６７との接続点に接続されている。抵抗６８の他側は、コンパレータ６３の出力側に接続されている。
【００５９】
上記部品からなる比較回路５２は、上記増幅され、平滑された電圧（以下に、検出電圧と呼ぶ）と、基準電圧とを比較する。抵抗６を流れる電流が、しきい値に到達した時、コンパレータ６３へ入力される検出電圧が基準電圧と同一になる様に、基準電圧は設定されている。
【００６０】
コンパレータ６３のプラス側は基準電圧が入力され、マイナス側は検出電圧が入力される。従って、検出電圧が基準電圧より低ければ、コンパレータ６３はＶＣＣ（所定の直流電圧）を出力する。検出電圧が基準電圧以上になれば、コンパレータ６３はゼロボルトを出力する。
【００６１】
反転回路５３は例えば、電源受入部７０と、抵抗７１と、抵抗７２と、抵抗７３と、トランジスタ７４とにより、構成されている。
【００６２】
電源受入部７０は、電源供給部（図示せず）から、所定の直流電圧を受け入れるものである。抵抗７１は、電源受入部７０と、トランジスタ７４のコレクタとの間に接続されている。上記コレクタと抵抗７１との接続点は、導電部７５を介して、端子５４に接続されている。
【００６３】
トランジスタ７４のベースと、コンパレータ６３の出力側との間に、抵抗７２が接続されている。抵抗７３の一側は、トランジスタ７４のベースと抵抗７２との接続点に接続されている。抵抗７３の他側は、トランジスタ７４のエミッタと共に接地されている。
【００６４】
上記部品７０，７１，７２，７３，７４，７５等により、反転回路５３は、比較回路５２の出力電圧を反転して、出力するものである。即ち、検出電圧が基準電圧より低ければ（通常時）、電流検出部４はゼロボルト（Ｌｏｗ信号）を出力する。検出電圧が基準電圧以上（過電流時）になれば、電流検出部４はＨｉｇｈ信号を出力する。以上の部品によりこの音響装置１は構成されている。
【００６５】
次に、図１ないし図４に従い、音響装置１の動作を説明する。例えば、各々のインピーダンスが定格（８Ω）であるスピーカ８，９がアンプ７に接続された場合、抵抗６を流れる電流は、しきい値より小さい（通常時）。この時、電流検出部４はしきい値より小さい電流を検出し、アンプ７の外部端子１７に対し、Ｌｏｗ信号を出力する。
【００６６】
この時、外部端子１７に接続された保護部１８には、Ｌｏｗ信号が入力される。そして保護部１８は、駆動部２４の制御端子および駆動部２５の制御端子にＨｉｇｈ信号を出力する。
【００６７】
その結果、駆動部２４，２５はオンし、アンプ７はスピーカ８，９に対し、所定の出力電圧を出力する。スピーカ８，９は所定の音声を出力する。
【００６８】
また例えば、各々のインピーダンスが４Ωのスピーカ８ａ，９ａ（図示せず）が間違って、アンプ７に接続された場合には、抵抗６を流れる電流は、しきい値より大きい（過電流時）。この時、電流検出部４は、しきい値を検出し（具体的には、しきい値以上の電流を検出）、外部端子１７に対し、Ｈｉｇｈ信号を出力する。
【００６９】
この時、保護部１８には、Ｈｉｇｈ信号が入力される。そして、保護部１８は、駆動部２４の制御端子および駆動部２５の制御端子にＬｏｗ信号を出力する。
【００７０】
その結果、駆動部２４，２５はオフし、アンプ７はスピーカ８ａ，９ａに対し、出力電圧の供給を停止する。スピーカ８ａ，９ａの音声は停止する。即ち、電流検出部４がしきい値を検出すると、アンプ７の保護部１８は、アンプ７の出力電圧を停止させる。
【００７１】
更に、サーミスタ１５は雰囲気温度が高くなる程、抵抗が大きくなる物が用いられる。例えば、室温（約２０℃）で、ゼロΩであり、雰囲気温度が８０℃になった時、抵抗値が１０ｋΩになるものが用いられる。
【００７２】
例えば、室温状態の時、サーミスタ１５の抵抗は約ゼロΩであり、ダイオード１６を介して、抵抗１４とサーミスタ１５との接続点に、接続された外部端子１７には、Ｌｏｗ信号が入力される。また、スピーカ８，９がアンプ７に接続されているとする。
【００７３】
この時、保護部１８にはＬｏｗ信号が入力され、保護部１８は、駆動部２４の制御端子および駆動部２５の制御端子に、Ｈｉｇｈ信号を出力する。その結果、駆動部２４，２５はオンし、アンプ７はスピーカ８，９に対し、所定の出力電圧を出力する。スピーカ８，９は所定の音声を出力する。
【００７４】
また、サーミスタ１５はアンプ７内の部品（例えば、駆動部２４，２５であり、ＭＯＳ−ＦＥＴ等からなる）の表面上に固定されている。
【００７５】
何らかの異常状態により、上記部品は異常温度上昇し、サーミスタ１５は、しきい値温度（例えば、約８０℃）を検出したとする。この時、温度検出部１２は外部端子１７に対し、Ｈｉｇｈ信号（例えば、直流２．５ボルト）を出力する。
【００７６】
この時、保護部１８にはＨｉｇｈ信号が入力され、保護部１８は、駆動部２４の制御端子および駆動部２５の制御端子に、Ｌｏｗ信号を出力する。
【００７７】
その結果、駆動部２４，２５はオフし、アンプ７はスピーカ８，９に対し、出力電圧を停止する。そして、サーミスタ１５が検出しているアンプ７内の上記部品は、温度が低下し、正規の使用温度範囲に戻り、異常温度による部品の破壊が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係る音響装置１のブロック図である。
【図２】上記音響装置１に用いられるレギュレータ部２の電気回路図である。
【図３】上記レギュレータ部２に用いられる三端子レギュレータ３のブロック図である。
【図４】上記音響装置１に用いられる電流検出部４の電気回路図である。
【符号の説明】
【００７９】
２  レギュレータ部
５  電源部
７  アンプ
８，９  スピーカ
【図１】
2005341053.tif 000003
【図２】
2005341053.tif 000004
【図３】
2005341053.tif 000005
【図４】
2005341053.tif 000006