(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のソースより得られるオーディオ信号をパワーアンプ回路で増幅してスピーカを駆動するオーディオ装置において、
前記パワーアンプ回路を構成する半導体素子の温度を検出し、前記温度が所定温度以上になると、予め定められた順序で順次段階的に所定の各回路ブロックへの電源回路による電源の供給を停止制御する熱保護回路を有する
ことを特徴とするオーディオ装置。
【請求項２】
前記熱保護回路は、
前記パワーアンプ回路に供給する前記電源を優先的に停止制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ装置。
【請求項３】
前記所定の各回路ブロックは、
少なくとも機構駆動回路を含み、
前記熱保護回路は、
前記機構駆動回路に供給する前記電源を最も低い優先順位により停止制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ装置。
【請求項４】
前記電源の供給を停止制御する対象は、全体の動作を制御する制御回路を除いた各回路ブロックである
ことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ装置。
【請求項５】
オーディオ信号を増幅してスピーカを駆動するパワーアンプ回路と、
所定の各回路ブロックに電源を供給する電源回路と、
前記パワーアンプ回路を構成する半導体素子の温度を検出し、前記温度が所定温度以上になると、予め定められた順序で順次段階的に前記所定の各回路ブロックへの電源回路による電源の供給を停止制御する熱保護回路と
を備えることを特徴とする集積回路。
【請求項６】
前記熱保護回路は、
前記パワーアンプ回路に供給する前記電源を優先的に停止制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の集積回路。
【請求項７】
前記所定の各回路ブロックは、
少なくとも機構駆動回路を含み、
前記熱保護回路は、
前記機構駆動回路に供給する前記電源を最も低い優先順位により停止制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の集積回路。
【請求項８】
前記電源の供給を停止制御する対象は、全体の動作を制御する制御回路を除いた各回路ブロックである
ことを特徴とする請求項５に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ装置及び集積回路に関し、例えば車載用のオーディオ装置に適用することができる。本発明は、温度上昇により順次段階的に電源の供給を停止制御することにより、高出力の回路を電源回路と高密度に実装する場合でも、熱保護による使い勝手の劣化を有効に回避できるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車載用のオーディオ装置においては、極めて大出力により種々のソースを試聴できるようになされている。このようなオーディオ装置においては、過酷な条件で使用されて大出力によりスピーカを駆動することにより、所定の熱保護回路を用いて熱暴走による半導体の破壊を防止するようになされている。
【０００３】
すなわち図７に示すように、この種のオーディオ装置においては、４チャンネル分のパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４がプリアンプ３と共に１つのチップに集積回路化されて構成される。図８に示すように、これによりオーディオ装置では、各種ソースより得られるオーディオ信号をこのようなチップによる集積回路に入力し、プリアンプ３を介してこのオーディオ信号を各パワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４に振り分け、さらにパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４によりスピーカＳＰ１〜ＳＰ４を駆動するようになされている。熱保護回路４は、このパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４の出力段を構成するトランジスタの温度を所定の感熱素子により検出し、この検出結果によりパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４に供給する電源を停止するようになされ、これによりパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４の熱暴走による破壊を防止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】
ところでこの種のオーディオ装置においては、今後、さらに高出力化されると考えられる。また同様に、高集積化され、例えば各部に電源を供給するオーディオ装置全体の電源回路もパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４と共に集積回路化されると考えられる。
【０００５】
このように電源回路をパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４と共に集積回路化した場合に、従来と同様に、熱保護回路により単に電源の供給を停止制御すると、使い勝手が悪くなる問題がある。すなわちこのような熱保護回路により電源を制御して保護する場合には、冷却により元の状態に復帰するように電源を立ち上げることになる。
【０００６】
しかしながらこのような電源回路においては、マイコンに電源を供給する場合もあり、マイコンにおいては、電源起動時においては、所定の処理手順を実行して全体の制御を開始する。これにより冷却により電源を立ち上げた場合には、不完全に動作が立ち上がる場合が考えられ、動作が不安定になる恐れがある。
【０００７】
すなわちこのようなマイコンの不安定な動作により、熱保護回路が働く前までは、コンパクトディスクを試聴していたにも係わらず、電源が復帰した後においては、ラジオの番組がスピーカより大音量により出力されること等が考えられる。またこの場合に、コンパクトディスクよりロードしたＴＯＣのデータが失われることにより、改めてアンローディング、ローディングの処理を実行しなければならなくなる場合等も考えられる。また操作子の操作を受け付けない等の重大な問題の発生も考えられる。
【０００８】
また機構駆動回路の１つである例えば光ディスク装置のサーボ回路等にあっては、電源が復帰した場合には、改めて制御目標を設定し直す必要がある。これにより信号処理回路と同様の単なる電源の復帰によっては、電源が立ち下がる前の動作を保証することが困難になる。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高出力の回路を電源回路と高密度に実装する場合でも、熱保護による使い勝手の劣化を有効に回避することができるオーディオ装置を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、オーディオ装置に適用して、パワーアンプ回路を構成する半導体素子の温度を検出し、該検出結果に応じて順次段階的に所定の各部への電源の供給を停止制御する熱保護回路を有するようにする。
【００１１】
また請求項５の発明においては、集積回路に適用して、パワーアンプ回路を構成する半導体素子の温度を検出し、該検出結果に応じて順次段階的に所定の各部への電源の供給を停止制御する熱保護回路を有するようにする。
【００１２】
請求項１の構成によれば、順次段階的に電源の供給を停止制御することにより、最も電力消費の激しい回路ブロック、何ら全体の動作を不安定にする等の要因を有していない回路ブロック等の動作を優先的に停止して速やかに温度上昇を防止し、また復帰後においては、正常な動作を確保することができる。これにより高出力の回路を電源回路と高密度に実装する場合でも、熱保護による使い勝手の劣化を有効に回避することができる。
【００１３】
これにより請求項５の構成によれば、このようなオーディオ装置に適用して好適な集積回路を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１５】
（１）第１の実施の形態の構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るオーディオ装置を示すブロック図である。このオーディオ装置１１は、車載用であり、プリアンプ３、パワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４が電源回路１２と共に集積回路化されて作製される。
【００１６】
図２は、この集積回路のチップレイアウトを示す平面図である。この集積回路チップは、全体が長方形形状により作製され、長手側の両隅部をそれぞれ短辺側に等分割して得られる四隅の領域に、それぞれ各チャンネルのパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４がレイアウトされる。また中央の領域において、上下端の中央の領域に電源回路がレイアウトされ、残った領域にプリアンプ３がレイアウトされる。なお熱保護回路においては、レイアウトの領域が微小であることによりこの図２においては記載を省略する。
【００１７】
図３は、この集積回路チップによる集積回路１３の実装状態を示す斜視図である。この集積回路１３は、大型のヒートシンクに背面を密着させた状態で、基板に垂直に配置される。さらにこの大型のヒートシンクがこの装置の外装を兼用するように構成され、これにより集積回路１３で発生する熱を効率良く放熱できるようになされている。
【００１８】
このようにして集積回路１３が実装されてなるオーディオ装置１１において、電源回路１２は、パワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４の駆動用電源を生成するパワーアンプ用電源回路１２Ａ、パワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４以外のオーディオ信号処理回路の駆動用電源を生成するオーディオ用電源回路１２Ｂ、機構駆動回路の駆動用電源を生成する機構駆動用電源回路１２Ｃ、マイコンの駆動用電源を生成するマイコン用電源回路１２Ｄにより構成される。これら各系統の電源回路１２Ａ〜１２Ｄのうち、パワーアンプ用電源回路１２Ａ、オーディオ用電源回路１２Ｂ、機構駆動用電源回路１２Ｃは、それぞれ熱保護回路１５の制御により独立してそれぞれ電源の供給を停止するようになされている。
【００１９】
かくするにつき、オーディオ回路１６は、このオーディオ用電源回路１２Ｂより出力される電源により動作するオーディオ信号処理回路等であり、この実施の形態では、チューナーにおけるフロントエンドからオーディオ信号の出力回路までの信号処理回路、コンパクトディスク及びミニディスクの再生装置における光ピックアップ出力よりオーディオ信号を再生して出力するまでの信号処理回路、テープレコーダにおける磁気ヘッドの出力信号よりオーディオ信号を再生して出力するまでの信号処理回路が割り当てられるようになされている。
【００２０】
これに対して機構駆動回路１７は、機構駆動用電源回路１２Ｃより出力される電源により動作する構成であり、コンパクトディスク及びミニディスクの再生装置におけるスピンドルモータ及び光ピックアップのサーボ回路、ローディング機構、テープレコーダにおけるテープ走行、ローディング機構の駆動回路が割り当てられるようになされている。
【００２１】
すなわち図４に光ディスク再生装置を例に取って説明すると、光ディスク２２は、ピット列によりオーディオデータ等の種々のデータが記録され、光ピックアップ２３は、半導体レーザーよりレーザービームを出射して光ディスク２２に照射し、その戻り光を受光して受光結果を出力する。ＲＦＡＭＰ２４は、この受光結果を増幅して出力する。
【００２２】
信号処理回路（ＤＳＰ）２５は、ＲＦＡＭＰ２４の出力信号を信号処理することにより、トラッキングエラー量、フォーカスエラー量、光ディスク２２の回転速度、現在位置等の情報を取得する。信号処理回路（ＤＳＰ）２５は、これらの情報によりそれぞれフォーカス駆動回路２８、トラック駆動回路２９を駆動して光ピックアップ２３の対物レンズを可動し、フォーカス制御、トラッキング制御する。また回転速度の情報によりスピンドル駆動回路３１を介してスピンドルモータ３３を駆動し、これにより光ディスク２２を所定の回転速度により回転駆動する。また現在位置の位置情報に基づいてスレッド駆動回路３０を駆動し、これにより光ピックアップ２３を種々の位置にシークさせる。これらによりこの光ディスク再生装置２１においては、光ピックアップ２３、ＲＦＡＭＰ２４、信号処理回路２５、各駆動回路２８〜３１が機構駆動回路１７を構成するようになされている。
【００２３】
さらにＤＳＰ２５は、ＲＦＡＭＰ２４の出力信号を信号処理することにより、ピット列に応じて信号レベルが変化する再生データを生成し、光ディスク２２のフォーマットに対応するこの再生データのデータ処理により、光ディスク２２に記録されたオーディオデータを再生する。メモリ２６は、このオーディオデータを一時保持して出力し、ディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）２７は、このメモリ２６より出力されるオーディオデータをディジタルアナログ変換処理してオーディオ信号を出力する。これによりこの光ディスク再生装置２１では、メモリ２６、ディジタルアナログ変換回路２７、信号処理回路２５の一部が、オーディオ回路１６を構成するようになされている。
【００２４】
これに対してマイコン１８は、このオーディオ装置１１の動作を制御するコントローラであり、各種ソースの状態を記憶して全体の動作を制御する。すなわちマイコン１８は、チューナーにおけるフロントエンドのシンセサイザを制御してユーザーの所望するチャンネルを受信できるようにする。またコンパクトディスク、ミニディスクのＴＯＣのデータ等を取得して保持し、このＴＯＣのデータに応じて機構駆動回路を制御し、これによりユーザーの所望するオーディオ信号を再生できるようにする。
【００２５】
熱保護回路１５は、パワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４を構成する出力段トランジスタの温度をモニタし、この温度に応じて電源回路１２による電源の供給を停止制御し、これにより熱暴走による故障を防止する。
【００２６】
この処理において、熱保護回路１５は、順次段階的に電源の供給を停止制御し、これにより放熱により電源が復帰した場合には、速やかに電源の供給を停止した状態を再現できるようになされている。またマイコン用電源回路１２Ｄについては、制御対象から除外し、これにより動作が不安定となることが無いように、さらには電源が復帰した場合には、速やかに電源の供給を停止した状態を再現できるようになされている。
【００２７】
具体的に、熱保護回路１５は、温度が所定温度以上となると、始めにパワーアンプ用電源回路１２Ａに電源供給の停止を指示する。さらに所定時間経過しても温度が低下しない場合、続いてオーディオ用電源回路１２Ｂに電源供給の停止を指示する。さらにこのようにしても所定時間経過して温度が低下しない場合、熱保護回路１５は、さらに機構駆動用電源回路１２Ｃに電源供給の停止を指示する。
【００２８】
またこのように電源の供給を停止して温度が所定温度以下に低下すると、電源供給の停止を指示した電源回路に電源の立ち上げを指示する。なおこのように機構駆動回路１７まで電源を立ち下げた場合、マイコン１８は、電源の復帰により機構駆動回路１７にフォーカスサーチ等の処理を指示し、また必要に応じて保持したＴＯＣのデータにより機構駆動回路１７の動作を制御して電源立ち下げ時の状態を再現するようになされている。
【００２９】
（２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、このオーディオ装置１１は、ユーザーによりコンパクトディスク、ミニディスクが装填されると、機構駆動回路１７によりこれらの装填が検出されてマイコン１８に通知され、マイコン１８による機構駆動回路１７、オーディオ回路１６の制御によりこのコンパクトディスク等がローディングされてＴＯＣのデータが再生される。さらにこのＴＯＣのデータに従ったマイコン１８による機構駆動回路１７、オーディオ回路１６の制御によりこのコンパクトディスク等よりオーディオ信号が再生され、このオーディオ信号が集積回路１３によるプリアンプ３に入力される。
【００３０】
またユーザーがテープカセットを装填した場合には、同様に、機構駆動回路１７によりこれらの装填が検出されてマイコン１８に通知され、マイコン１８による機構駆動回路１７、オーディオ回路１６の制御によりこのテープカセットがローディングされて再生され、その結果得られるオーディオ信号が集積回路１３によるプリアンプ３に入力される。
【００３１】
またユーザーがラジオ放送の試聴を指示すると、この指示がマイコン１８により検出され、このマイコン１８によるオーディオ回路の制御により、所望のチャンネルを受信して得られるオーディオ信号がプリアンプ３に入力される。
【００３２】
このようにして各種ソースより得られるオーディオ信号は、プリアンプ３により音質、音量等が補正された後、パワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４に振り分けられ、各パワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４により増幅されてスピーカＳＰ１〜ＳＰ４が駆動される。これによりこのオーディオ装置１１では、ユーザーの所望するオーディオ信号を試聴することができる。
【００３３】
オーディオ装置１１では、このようにオーディオ信号を順次処理するプリアンプ３とパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４とが集積回路により一体化されていることにより、その分部品点数を少なくすることができ、また基板実装の際に、プリアンプ３とパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４と接続しなくても良いことにより、その分、全体構成を簡略化することができる。またこのオーディオ装置１１では、これらプリアンプ３、パワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４に加えて各種の電源回路１２Ａ〜１２Ｄが一体化されていることにより、このようなオーディオ装置において主たる発熱部をまとめてヒートシンクにより冷却することができる。これによってもオーディオ装置１１では、全体構成を簡略化することができる。
【００３４】
特に、この種のオーディオ装置を構成するＤＳＰ、マイコン等においては、電源電圧が低下する傾向にあり、この場合、消費電流の増大により電源回路の発熱量が増大することになる。このような場合でも、この実施の形態のように、パワーアンプ回路と一体化してまとめて冷却すれば、その分、少ない部品点数により効率良く各回路ブロックを冷却することができる。
【００３５】
このようにしてオーディオ信号によりスピーカＳＰ１〜ＳＰ４を駆動するにつき、車載の場合には、車内の温度が著しく高くなる場合もあり、このような条件下で、大出力によりスピーカＳＰ１〜ＳＰ４を駆動している場合、最も発熱量の高いパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４の出力段を構成するトランジスタが熱暴走により破壊することになる。
【００３６】
オーディオ装置１１では、このような温度上昇が熱保護回路１５でモニタされ、所定温度以上となると、始めに、復帰の容易な回路ブロックであるパワーアンプ回路ｃｈ１〜ｃｈ４への電源供給が停止される。またこの電源供給の停止でも温度が下がらない場合、次いで復帰の容易な回路ブロックであるオーディオ回路への電源供給が停止され、さらにこれでも温度が下がらない場合には、機構駆動回路１７への電源供給が停止される。これによりオーディオ装置１１では、順次段階的に、最も発熱の大きい回路ブロックより動作が停止されて発熱が防止される。また最終的には、マイコン１８に対しては電源を供給したままの状態で、他のブロックへの電源の供給が停止制御される。
【００３７】
これによりオーディオ装置１１では、復帰の容易な回路ブロックより順次段階的に電源の供給を停止し、速やかに温度を下げるようになされ、また温度が下がった後においては、確実に元の状態に復帰して熱保護による使い勝手の劣化を有効に回避することができる。
【００３８】
特に、近年、車載のオーディオ装置においては、高出力化する傾向があり、例えば閉め切った車内で大音量によりオーディオを試聴している場合には、頻繁に熱保護回路が電源の供給を停止を指示する場合も考えられる。しかしながらこの実施の形態のように、発熱部をまとめて外装としてのヒートシンクにより放熱しながら、順次段階的に復帰の容易な回路ブロックより順次電源の供給を停止すれば、このように頻繁に熱保護回路が働く場合でも、熱保護回路が働いている時間を短くすることができる。また何らかの異常により急激に温度上昇した場合でも、確実に装置の故障を防止することができる。
【００３９】
（３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、温度上昇により順次段階的に電源の供給を停止制御することにより、高出力の回路を電源回路と高密度に実装する場合でも、安定に動作を再開することができ、これにより熱保護による使い勝手の劣化を有効に回避することができる。
【００４０】
特に、パワーアンプ回路に供給する電源を優先的に停止制御することにより、最も発熱の大きい回路ブロックであり、かつ最も復帰の容易な回路ブロックを最優先により動作を停止することができ、これにより安定に動作を再開することができ、これにより熱保護による使い勝手の劣化を有効に回避することができる。
【００４１】
また機構駆動回路に供給する電源を最も低い優先順位により停止制御することにより、安定に動作を再開することができ、これにより熱保護による使い勝手の劣化を有効に回避することができる。
【００４２】
さらには全体の動作を制御する制御回路を除いて、電源の供給を停止制御することにより、制御回路においては、このように熱保護回路が動作する前の状態を記憶して、電源復帰後において、元の状態を再現することができ、これにより例えばそれまでコンパクトディスクを聞いていたのに、ラジオ放送がスピーカより出力される等の不都合を防止することができる。
【００４３】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、電源の供給を停止しても温度が下がらない場合に、順次電源の供給を停止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、異なるしきい値温度を各回路ブロックに設定することにより、順次電源の供給を停止制御するようにしてもよい。すなわち例えばパワーアンプ回路については、温度１５０度により電源の供給を停止し、オーディオ回路については、温度１６０度により電源の供給を停止する。さらに機構駆動回路については、温度１７０度により電源の供給を停止する。このようにしても、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また上述の実施の形態においては、パワーアンプ回路を半導体基板の隅部に、電源回路を中央の上下に、残りの領域にプリアンプをレイアウトする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図５及び図６に示すように、種々のレイアウトにより配置する場合に広く適用することができる。なお図５は、電源回路を上端部に沿ってレイアウトした場合であり、図６は、電源回路を中央にレイアウトした場合である。またその他の集積回路を用いたいわゆるマルチチップの場合にも広く適用することができる。なおマルチチップの場合には、ヒートシンクを介して、他の集積回路チップに熱が伝搬することになり、この熱による損傷を防止することになる。
【００４５】
また上述の実施の形態においては、４チャンネルのオーディオ装置に本発明を適用する場合にについて述べたが、本発明はこれに限らず、２チャンネルのオーディオ装置にも適用することができ、またこれら以外のチャンネル数の場合でも広く適用することができる。
【００４６】
また上述の実施の形態においては、プリアンプ、パワーアンプ回路を電源回路と共に集積回路化する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、高出力の回路を電源回路と高密度に実装する場合、さらにはこのようような回路を別体に実装する場合に広く適用することができる。
【００４７】
また上述の実施の形態においては、本発明を車載用のオーディオ装置に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々のオーディオ装置に広く適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、温度上昇により順次段階的に電源の供給を停止制御することにより、高出力の回路を電源回路と高密度に実装する場合でも、熱保護による使い勝手の劣化を有効に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るオーディオ装置を示すブロック図である。
【図２】図１のオーディオ装置に適用される集積回路のレイアウトを示す平面図である。
【図３】図２の集積回路の実装状態を示す斜視図である。
【図４】光ディスク再生装置を示すブロック図である。
【図５】電源回路を集積回路チップの上端部に沿ってレイアウトした場合を示す平面図である。
【図６】電源回路を集積回路チップの中央にレイアウトした場合を示す平面図である。
【図７】従来のチップアウトを示す平面図である。
【図８】従来のオーディオ装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
３……プリアンプ、４、１５……熱保護回路、１２……電源回路、１３……集積回路、１６……オーディオ回路、１７……機構駆動回路、１８……マイコン、ｃｈ１〜ｃｈ４……パワーアンプ回路、ＳＰ１〜ＳＰ４……スピーカ
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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