(57)【要約】    【課題】  一般的にこれらのオーディオアンプ用スイッチング電源はオーディオアンプが必要とする電流のピークが非常に高いもので、これを供給できないと音質が劣化してしまい、必要なピーク電流を常に供給するためには電源の大型化と高コスト化が避けられない。    【解決手段】  本発明は、オーディオアンプ用スイッチング電源の入力端子Ｖｉｎと出力端子Ｖｏｕｔの間に介装したトランスＴ１と、一次巻線Ｐに接続したスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子に接続した電流検出回路２とドライブ回路３と、ドライブ回路に接続したＰＷＭコンパレータ４と、ＰＷＭコンパレータに接続した発振器５とエラーアンプ６とを備え、電流検出回路２とエラーアンプ６との間にタイマー回路１ａと過電流検出回路１ｂと基準電圧可変回路１ｃとを接続した過電流保護回路１を介装したものである。    【選択図】  図１
2005261141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオアンプ用スイッチング電源の入力端子と出力端子の間に介装した一次巻線と二次巻線とを有したトランスと、該トランスの一次巻線に接続したスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続した電流検出回路とドライブ回路と、該ドライブ回路に接続したＰＷＭコンパレータと、該ＰＷＭコンパレータに接続した発振器とエラーアンプとを備えたオーディオアンプ用スイッチング電源において、前記電流検出回路と前記エラーアンプとの間にタイマー回路と過電流検出回路と基準電圧可変回路とを接続した過電流保護回路を介装したことを特徴とするオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路に関するものであり、更に詳細には、音質劣化の原因であるピーク電流の供給不足を解消すると共に、小型化、低コスト化を図るオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にこれらのオーディオアンプ用スイッチング電源はオーディオアンプが必要とする電流のピークが平均負荷に対して１０倍以上と非常に高いもので、これを電源側が供給できないと音質が劣化してしまうため、必要なピーク電流を常に供給できるスイッチング電源の信頼性を確保するためには電源の大型化と高コスト化が避けられないものである。
【０００３】
そして、各種のスイッチング電源回路は夫々開発されており、例えば、ＩＣ３の電源ラインＶｃに接続されたコンデンサＣの充放電によって作成された交流信号を分周回路２５によって分周して間欠的にスイッチング駆動するために、分周回路２５の計数出力が印加されたＡＮＤゲート２６と２７によって分周数を切り替えて出力することにより、間欠駆動周波数を切換可能とし、更に、発振回路１６の発振周波数の切換を制御する端子の信号を間欠周波数の切換制御信号に利用することにより、端子数を増加することなく機能の向上を図るもの（特許文献１参照）や、出力１の過電流検出素子６で過電流を検出した場合には、ＰＷＭ制御回路４の制御により出力電圧ＶＯＵＴが一定レベル以下になったことを電圧低下検出回路１０が検出し、開放接点駆動回路２が動作し、開放接点付きスイッチ１を駆動させ、一方、出力２の電流検出素子１２で過電流を検出した場合には、電流−電圧変換回路１５の出力により開放接点駆動回路２の動作を無効とするため、開放接点付きスイッチ１は動作しないことにより、過電流保護動作時に入力側の開放接点付きスイッチを断とする出力と断としない出力を混在させることができるもの（特許文献２参照）が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２８７４４４号公報
【特許文献２】特開２０００−２０１４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
然し乍ら、ＩＣ３の電源ラインＶｃに接続されたコンデンサＣの充放電によって作成された交流信号を分周回路２５によって分周して間欠的にスイッチング駆動するために、分周回路２５の計数出力が印加されたＡＮＤゲート２６と２７によって分周数を切り替えて出力することにより、間欠駆動周波数を切換可能とし、更に、発振回路１６の発振周波数の切換を制御する端子の信号を間欠周波数の切換制御信号に利用することにより、端子数を増加することなく機能の向上を図るものでは、スタンバイ状態における負荷の大きさに応じて間歇駆動する周波数を切換設定することができるので、消費電力の低減を意図した場合でも、安定した電圧を２次側に供給することが可能となるものであるが、電源の小型化と低コスト化は図れないものである。
【０００５】
更に、出力１の過電流検出素子６で過電流を検出した場合には、ＰＷＭ制御回路４の制御により出力電圧ＶＯＵＴ１が一定レベル以下になったことを電圧低下検出回路１０が検出し、開放接点駆動回路２が動作し、開放接点付きスイッチ１を駆動させ、一方、出力２の電流検出素子１２で過電流を検出した場合には、電流−電圧変換回路１５の出力により開放接点駆動回路２の動作を無効とするため、開放接点付きスイッチ１は動作しないことにより、過電流保護動作時に入力側の開放接点付きスイッチを断とする出力と断としない出力を混在させることができるものでは、１つのトランスから２つ以上の電源出力を得る電源回路であって、過電流保護はできるものの前述同様に電源の小型化と低コスト化は図れないものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の課題に鑑み、鋭意研鑽の結果、オーディオアンプ用スイッチング電源の入力端子と出力端子の間に介装した一次巻線と二次巻線とを有したトランスと、トランスの一次巻線に接続したスイッチング素子と、スイッチング素子に接続した電流検出回路とドライブ回路と、ドライブ回路に接続したＰＷＭコンパレータと、ＰＷＭコンパレータに接続した発振器とエラーアンプとを備えたオーディオアンプ用スイッチング電源において、電流検出回路とエラーアンプとの間にタイマー回路と過電流検出回路と基準電圧可変回路とを接続した過電流保護回路を介装したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路は、音質劣化の原因である負荷の急速な変動により発生するピーク電流の供給不足を解消するもので、供給可能なピーク電流の制御をタイマー回路を使用した２段制御としたため、瞬間的には電流制限値を高く設定できることから、音質が劣化しない為に必要なピーク電流の供給を可能とし、一定時間ピーク電流が連続した場合には電流制限値を低く抑えて制御を行うことから、電源回路の小型化と低コスト化が実現できるものであり、画期的で実用性の高い発明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明はオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路に関するものであり、更に詳細には、音質劣化の原因であるピーク電流の供給不足を解消すると共に、小型化、低コスト化を図るオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路に関するものであり、オーディオアンプ用スイッチング電源の入力端子Ｖｉｎと出力端子Ｖｏｕｔの間に介装した一次巻線Ｐと二次巻線Ｓとを有したトランスＴ１と、該トランスＴ１の一次巻線Ｐに接続したスイッチング素子Ｑ１と、該スイッチング素子Ｑ１に接続した電流検出回路２とドライブ回路３と、該ドライブ回路３に接続したＰＷＭコンパレータ４と、該ＰＷＭコンパレータ４に接続した発振器５とエラーアンプ６とを備えたオーディオアンプ用スイッチング電源において、前記電流検出回路２と前記エラーアンプ６との間にタイマー回路１ａと過電流検出回路１ｂと基準電圧可変回路１ｃとを接続した過電流保護回路１を介装したものである。
【実施例】
【０００９】
以下、本発明のオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路の実施例の図面を用いて詳細に説明すると、図１は本発明のオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路の実施例の回路図であり、図２は本発明のオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路の実施例のタイムチャートである。
【００１０】
即ち、本発明のオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路は、図１に図示する如く、オーディオアンプ用スイッチング電源の入力端子Ｖｉｎと出力端子Ｖｏｕｔの間にトランスＴ１を介装しているもので、トランスＴ１は一次巻線Ｐと二次巻線Ｓを有しているものであり、一次巻線Ｐは一方を入力端子Ｖｉｎに接続すると共に他方は後述するスイッチング素子Ｑ１と接続しており、一対の入力端子Ｖｉｎの間にはコンデンサＣ１を介装しており、出力端子Ｖｏｕｔの片方はダイオードＤ１と平滑コイルＬ１とを直列させて二次巻線Ｓとに接続させると共に、他方は二次巻線Ｓに接続させており、更に、夫々の入力端子Ｖｏｕｔの間にはダイオードＤ２とコンデンサＣ２とを並列に接続させているものである。
【００１１】
そして、スイッチング素子Ｑ１はトランスＴ１の一次巻線Ｐと接続すると共に、後述する電流検出回路２とドライブ回路３に接続されているものである。
【００１２】
次に、ドライブ回路３の出力はスイッチング素子Ｑ１と接続され、ドライブ回路３の入力は後述するＰＷＭコンパレータ４の出力に接続させているものである。
【００１３】
次いで、ＰＷＭコンパレータ４は出力をドライブ回路３の入力に接続させると共に、ＰＷＭコンパレータ４の反転入力を発振器５に接続させており、ＰＷＭコンパレータ４の非反転入力は後述するエラーアンプ６の出力に接続させており、発振器５から出力される三角波とエラーアンプ６から出力される電圧を比較して、ドライブ回路３に出力しているものである。
【００１４】
更には、エラーアンプ５６過電流保護用のもので、エラーアンプ６の出力をＰＷＭコンパレータ４の非反転入力と接続させると共に、エラーアンプ６の反転入力は後述する過電流保護回路１の基準電圧可変回路１ｃに接続させているもので、エラーアンプ６の非反転入力は電流検出回路２と接続させると共に、エラーアンプ６と電流検出回路２の間に分岐点を設けて後述する過電流保護回路１のタイマー回路１ａと接続させているものであり、出カ電圧と後述する過電流保護回路１の基準電圧可変回路１ｃからの電圧との差を増幅してＰＷＭコンパレータ４に供給するものである。
【００１５】
そして、過電流保護回路１は電流検出回路２とエラーアンプ６との間に介装されるもので、電流検出回路２の出力にエラーアンプ６の非反転入力が接続され、電流検出回路２の出力とエラーアンプ６の非反転入力との間に分岐点を設けてタイマー回路１ａの入力と接続され、エラーアンプ６の反転入力は基準電圧可変回路１ｃに接続されており、過電流保護回路１はタイマー回路１ａと過電流検出回路１ｂと基準電圧可変回路１ｃとを接続させたものである。
【００１６】
次に、タイマー回路１ａは入力に電流検出回路２とエラーアンプ６の非反転入力とが接続され、出力に後述する過電流検出回路１ｂに接続させているもので、電流検出回路２の働きで、電流から変換された電圧により一定時間をかけて充電された電圧を過電流検出回路１ｂに出力するものである。
【００１７】
次いで、過電流検出回路１ｂは入力にタイマー回路１ａが接続され、出力に後述する基準電圧可変回路１ｃに接続させているもので、タイマー回路１ａより出力された電圧が設定された検出閾値以上の値に成った場合に後述する基準電圧可変回路１ｃに基準を切り換える信号を出力するものである。
【００１８】
更に、基準電圧可変回路１ｃは入力に過電流検出回路１ｂが接続され、出力に過電流保護用のエラーアンプ６の反転入力に接続され、過電流検出回路１ｂからの信号により、基準電圧を低く可変することにより、過電流保護の設定値を低く設定変更するものである。
【００１９】
そして、図２に図示するタイムチャートの如く、前述のように構成したオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路の動作について、過電流保護値Ｈ期間「１」と、過電流保護値移行期間「２」と、過電流保護値Ｌ期間「３」とについて詳述する。
【００２０】
つまり、「１」の過電流保護値Ｈ期間では、ピーク電流が流れ始めて当初は過電流保護用のエラーアンプ６の反転入力に印可されている基準電圧が高く設定されているために、電流検出回路２により電圧に変換される電流が、この高い設定値を超えるピーク電流でないかぎり、エラーアンプ６からＰＷＭコンパレータ４に出力される電圧に変化は無く、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ時間は変化しないものであるが、電流検出回路２より出力される電圧により、タイマー回路１ａ内で充電された電圧が過電流検出回路１ｂに出力されるものである。
【００２１】
次に、「２」の過電流保護値移行期間過では、一定時間ピーク電流が流れ続けて、タイマー回路１ａ内で充電され、電流検出回路２に出力される電圧が、過電流検出回路１ｂ内で設定された検出閾値に達すると、過電流検出回路１ｂより基準電圧可変回路１ｃに基準電圧を切替る信号が出力され、エラーアンプ６の反転入力に印加されている基準電圧が低く設定されているため、電流検出回路２により電圧に変換される電流が、この低い設定値を超えるピーク電流となり、エラーアンプ６からＰＷＭコンパレータ４に出力される電圧は高く変化し、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ時間は短くなり、出力電流はこの制御により低く抑えられるものである。
【００２２】
次いで、「３」の過電流保護値Ｌ期間では、電流検出回路２により電圧に変換される電流が、低く設定された基準電圧と同じ値まで低下すると、エラーアンプ６からＰＷＭコンパレータ４に出力される電圧は高い値で安定し、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ時間は短く、出力電流は低い値で安定するものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明のオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路は、一定の時間のみ必要なピーク電流を供給し、ピーク電流が連続する場合は過電流保護の制御が働くため、一般的にオーディオアンプ用アンプのように、必要とする電流のピークが平均負荷に対して１０倍以上と非常に高く、断続的に比較的短い時間に発生する負荷に対して、最適なサイズとコストで必要性能を確保できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明のオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路の実施例の回路図である。
【図２】図２は本発明のオーディオアンプ用スイッチング電源における過電流保護回路の実施例のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２５】
１      過電流保護回路  
１ａ    タイマー回路
１ｂ    過電流検出回路
１ｃ    基準電圧可変回路
２      電流検出回路
３      ドライブ回路
４      ＰＷＭコンパレータ
５      発振器
６      エラーアンプ
Ｖｉｎ  入力端子
Ｖｏｕｔ出力端子
Ｔ１    トランス
Ｐ      一次巻線
Ｓ      二次巻線
Ｑ１    スイッチング素子
Ｃ１．Ｃ２  コンデンサ
Ｄ１．Ｄ２  ダイオード
Ｌ１  平滑コイル
【図１】
2005261141.tif 000003
【図２】
2005261141.tif 000004