(57)【要約】【課題】過電流が流れる前に異常を検出して動作を停止させることが可能な増幅装置および増幅方法を提供すること。【解決手段】アナログ信号の入力を受ける入力手段（駆動回路５２）と、入力手段から入力されたアナログ信号に応じて電源電力をスイッチングして出力するスイッチング手段（半導体スイッチ５３，５４）と、スイッチング手段から出力される出力信号に所定の周波数の信号が含まれている場合には、スイッチング手段の動作を停止させる停止手段（制御回路５０、保護回路５１）と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号の入力を受ける入力手段と、
上記入力手段から入力された上記アナログ信号に応じて電源電力をスイッチングして出力するスイッチング手段と、
上記スイッチング手段から出力される出力信号に所定の周波数の信号が含まれている場合には、上記スイッチング手段の動作を停止させる停止手段と、
を有することを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
前記スイッチング手段から出力される前記出力信号を平滑化する平滑化手段をさらに有し、
前記停止手段は、前記平滑化手段に固有の共振周波数に対応する周波数の信号が出力された場合には、前記スイッチング手段の動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の増幅装置。
【請求項３】
前記スイッチング手段の出力信号から前記所定の周波数の信号を抽出する抽出手段と、
上記抽出手段によって抽出された信号を整流する整流手段と、
上記整流手段から出力される信号と基準電圧とを比較する比較手段と、をさらに有し、
上記整流手段から出力される信号が上記基準電圧よりも大きいと上記比較手段が判断した場合には、前記停止手段は、前記スイッチング手段の動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の増幅装置。
【請求項４】
前記抽出手段は、前記所定の周波数以上の信号を抽出することを特徴とする請求項３記載の増幅装置
【請求項５】
前記スイッチング手段が出力する信号の振幅を制限する制限手段をさらに有し、
前記抽出手段は、上記制限手段によって振幅が制限された信号から所定の周波数以上の信号を抽出することを特徴とする請求項３記載の増幅装置。
【請求項６】
アナログ信号の入力を受ける入力ステップと、
上記入力ステップにおいて入力された上記アナログ信号に応じて電源電力をスイッチングして出力するスイッチングステップと、
上記スイッチングステップにおいて出力される出力信号に所定の周波数の信号が含まれている場合には、上記スイッチングステップの動作を停止させる停止ステップと、
を有することを特徴とする増幅方法。
【請求項７】
前記スイッチングステップから出力される前記出力信号を平滑化する平滑化ステップをさらに有し、
前記停止ステップは、前記平滑化ステップの固有の共振周波数に対応する周波数の信号が出力された場合には、前記スイッチングステップの動作を停止させることを特徴とする請求項６記載の増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅装置および増幅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ信号を高効率で増幅する方法として、アナログ信号の信号レベルに応じて、パルス幅を制御するパルス幅変調（Pulse Width Modulation）または単位時間あたりのパルスの密度を制御するパルス密度変調（Pulse Density Modulation）がある。近年では、これらの変調方式を利用することで、高効率にアナログ信号を増幅可能な増幅装置（いわゆるＤ級アンプ）が多く使用されている。
【０００３】
ところで、このような変調方式を採用する増幅装置の出力端子が短絡された場合に、増幅装置を保護する保護回路としては、従来、図６のような回路が知られている。
【０００４】
図６に示すように、従来における保護回路が設けられた増幅装置は、制御回路１０、電圧電流比較回路１１、整流回路１２、電流検出回路１３、電圧検出回路１４、駆動回路１５、半導体スイッチ１６，１７、抵抗１８，１９、インダクタ２０、キャパシタ２１、出力端子２２、直流電源２３，２４によって構成されている。
【０００５】
ここで、制御回路１０は、駆動回路１５を制御する回路であり、出力端子２２が短絡された場合には、駆動回路１５の動作を停止させる。
【０００６】
電圧電流比較回路１１は、電流検出回路１３によって検出された半導体スイッチ１６，１７にそれぞれ流れる出力電流と、電圧検出回路１４によって検出された出力端子２２に現れる出力電圧とを比較し、電圧レベルよりも電流レベルが高くなった場合には、出力端子２２が短絡状態であると判断して、制御回路１０に通知する。
【０００７】
整流回路１２は、電圧検出回路１４によって検出された電圧を整流して直流信号に変換して出力する。
【０００８】
電流検出回路１３は、抵抗１８，１９に現れる電圧によって、半導体スイッチ１６，１７にそれぞれ流れる電流を検出する。
【０００９】
電圧検出回路１４は、出力端子２２に現れる電圧を検出する。
【００１０】
駆動回路１５は、増幅しようとするアナログ信号に応じて、半導体スイッチ１６，１７をスイッチング制御し、例えば、ＰＷＭによってアナログ信号を増幅させる。
【００１１】
半導体スイッチ１６，１７は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）等によって構成され、駆動回路１５によってスイッチング制御される。これらがスイッチングされることにより、アナログ信号に応じた出力電圧が出力端子２２に現れる。
【００１２】
抵抗１８，１９は、半導体スイッチ１６，１７に流れる電流を検出するための抵抗である。抵抗１８は、半導体スイッチ１６に流れる電流（半導体スイッチ１６から出力端子２２へ流れる電流）を検出する。抵抗１９は、半導体スイッチ１７に流れる電流（出力端子２２から半導体スイッチ１７へ流れる電流）を検出する。
【００１３】
インダクタ２０およびキャパシタ２１は、平滑回路（ローパスフィルタ）を構成し、半導体スイッチ１６，１７からの出力信号に含まれる高周波のノイズ成分を除去する。
【００１４】
出力端子２２は、半導体スイッチ１６，１７の出力信号を出力する端子であり、当該端子には不図示のスピーカが接続される。
【００１５】
直流電源２３，２４は、直流電力を供給する。なお、直流電源２３は、正側電源であり、直流電源２４は負側電源である。
【００１６】
つぎに、以上の従来例の動作を説明する。
【００１７】
半導体スイッチ１６，１７がスイッチング動作している最中に、出力端子２２が短絡されたとすると、負荷インピーダンスが下がった状態となる。すると、出力電圧は減少し、出力電流が増加した状態となる。電流検出回路１３は、抵抗１８，１９に現れる電圧を検出し電圧電流比較回路１１に検出値として供給する。また、電圧検出回路１４は、出力電圧を検出し、整流回路１２に検出値として供給する。
【００１８】
整流回路１２は、電圧検出回路１４から供給された検出値を整流して電圧電流比較回路１１に供給する。
【００１９】
電圧電流比較回路１１は、電圧と電流とを比較し、電圧レベルより電流レベルが高くなった場合には、出力端子２２が短絡状態であるとして、制御回路１０に通知する。
【００２０】
制御回路１０は、電圧電流比較回路１１によって、電圧レベルより電流レベルが高くなったことが検出された場合には、駆動回路１５の動作を停止させる。その結果、半導体スイッチ１６，１７が過電流によって破壊されることを防止できる。
【００２１】
なお、上記以外の方法としては、例えば、特許文献１に開示されているように、出力コイルに２次巻線を追加して電流を検出し、検出された電流値によってスイッチング動作を停止する方法がある。また、特許文献２に開示されているように、出力コイルの両端の電圧を検出し、過電流が検出された場合には、スイッチング動作を停止する方法がある。
【００２２】
【特許文献１】特開平０５−１６０６４９号公報（要約書、特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００５−２０３９６８号公報（要約書、特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、前述の図６に示す方法では、出力端子２２が解放された状態で、かつ、出力電圧レベルが高い状態において、出力端子２２が短絡された場合、出力電流レベルが出力電圧レベルを上回るには（過電流状態が検出されるには）、ある程度の時間を要する。その結果、半導体スイッチ１６，１７の動作点がＡＳＯ（安全動作領域）を外れてしまい、素子が劣化したり、破損したりするという問題点がある。特に、図６の例では、整流回路１２の後段の回路にキャパシタを使用している場合には、検出電圧がある時間維持されてしまうため、過電流の検出が遅れてしまうという問題点がある。
【００２４】
また、特許文献１，２に開示される技術では、ＬＣフィルタを構成するインダクタンスの電圧を検出して過電流を検出している。このため、過電流を検出するためには、インダクタンスにある程度の電流が流れる必要があることから、検出までに時間を要するという問題点がある。また、検出回路にローパスフィルタが挿入されていることから、検出信号に遅延を生じ、検出が遅くなるという問題点がある。さらに、インダクタンスの両端の電圧を検出することから、当該インダクタンスに流れる電流が飽和した後は電流が検出できない。このため、飽和した後に流れる大きな電流を検出できないという問題点がある。
【００２５】
本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、過電流が流れる前に異常を検出して動作を停止させることが可能な増幅装置および増幅方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上述の目的を達成するため、本発明の増幅装置は、アナログ信号の入力を受ける入力手段と、入力手段から入力されたアナログ信号に応じて電源電力をスイッチングして出力するスイッチング手段と、スイッチング手段から出力される出力信号に所定の周波数の信号が含まれている場合には、スイッチング手段の動作を停止させる停止手段と、を有する。
【００２７】
また、他の発明の増幅装置は、上述の発明に加えて、スイッチング手段から出力される出力信号を平滑化する平滑化手段をさらに有し、停止手段は、平滑化手段に固有の共振周波数に対応する周波数の信号が出力された場合には、スイッチング手段の動作を停止させるようにしている。
【００２８】
また、他の発明の増幅装置は、上述の発明に加えて、スイッチング手段の出力信号から所定の周波数の信号を抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された信号を整流する整流手段と、整流手段から出力される信号と基準電圧とを比較する比較手段と、をさらに有し、整流手段から出力される信号が基準電圧よりも大きいと比較手段が判断した場合には、停止手段は、スイッチング手段の動作を停止させるようにしている。
【００２９】
また、他の発明の増幅装置は、上述の発明に加えて、抽出手段は、所定の周波数以上の信号を抽出するようにしている。
【００３０】
また、他の発明の増幅装置は、上述の発明に加えて、スイッチング手段が出力する信号の振幅を制限する制限手段をさらに有し、抽出手段は、制限手段によって振幅が制限された信号から所定の周波数以上の信号を抽出するようにしている。
【００３１】
また、本発明の増幅方法は、アナログ信号の入力を受ける入力ステップと、入力ステップにおいて入力されたアナログ信号に応じて電源電力をスイッチングして出力するスイッチングステップと、スイッチングステップにおいて出力される出力信号に所定の周波数の信号が含まれている場合には、スイッチングステップの動作を停止させる停止ステップと、を有する。
【００３２】
また、他の発明の増幅方法は、前述の発明に加えて、スイッチングステップから出力される出力信号を平滑化する平滑化ステップをさらに有し、停止ステップは、平滑化ステップの固有の共振周波数に対応する周波数の信号が出力された場合には、スイッチングステップの動作を停止させるようにしている。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、過電流が流れる前に異常を検出して動作を停止させることが可能な増幅装置および増幅方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施の形態に係る増幅装置の構成例を示す図である。なお、本発明の実施の形態に係る増幅方法については、増幅装置の動作として説明する。この図に示すように、本発明の実施の形態に係る増幅装置は、制御回路５０、保護回路５１、駆動回路５２、半導体スイッチ５３，５４、インダクタ５５、キャパシタ５６、出力端子５７、および、直流電源５８，５９を主要な構成要素としている。
【００３６】
ここで、停止手段の一部および停止ステップの一部としての制御回路５０は、駆動回路５２を制御する回路である。すなわち、出力端子５７が短絡された場合には、駆動回路５２の動作を停止させる。
【００３７】
停止手段の一部および停止ステップの一部としての保護回路５１は、出力端子５７が短絡されたときに現れる共振電圧を検出し、当該共振電圧が検出された場合には、制御回路５０に対して短絡が生じたことを検出信号の状態により通知する。
【００３８】
入力手段および入力ステップとしての駆動回路５２は、増幅しようとするアナログ信号の振幅に応じた駆動信号を半導体スイッチ５３，５４のゲートに供給し、半導体スイッチ５３，５４をスイッチング動作させる回路である。より具体的には、例えば、ＰＷＭ変調の場合は、駆動回路５２は、三角波発生回路および比較回路等によって構成され、増幅しようとするアナログ信号と、三角波発生回路からの三角波とを比較し、その大小関係に応じて半導体スイッチ５３，５４をスイッチング動作させる。なお、駆動回路５２は、制御回路５０から供給される停止信号の状態に応じて、スイッチング動作を停止する。
【００３９】
スイッチング手段およびスイッチングステップとしての半導体スイッチ５３，５４は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ等によって構成され、駆動回路５２によってゲートに供給される駆動信号に応じてオンまたはオフの状態となり、出力端子５７に増幅した信号を出力する。なお、半導体スイッチ５３，５４は、プッシュプル動作を行い、アナログ信号の正相側については半導体スイッチ５３が担当し、逆相側については半導体スイッチ５４が担当する。
【００４０】
平滑化手段の一部および平滑化ステップの一部としてのインダクタ５５および平滑化手段の一部および平滑化ステップの一部としてのキャパシタ５６は、ローパスフィルタを構成し、半導体スイッチ５３，５４から出力された信号に含まれている高調波成分を除去する。なお、図１に示す実施の形態が、例えば、ウーハ用の増幅装置である場合、インダクタ５５およびキャパシタ５６によって構成されるローパスフィルタのカットオフ周波数は、例えば、３ｋＨｚに設定される。
【００４１】
出力端子５７は、インダクタ５５およびキャパシタ５６によって高調波のノイズ成分が除去された信号を出力する端子であり、例えば、図示せぬスピーカ等が接続される。
【００４２】
直流電源５８，５９は、直流電力を供給する。なお、直流電源５８は、正側電源であり、直流電源５９は負側電源である。
【００４３】
つぎに、図２を参照して、図１に示す保護回路５１の詳細な構成例について説明する。図２は、図１に示す保護回路５１の詳細な構成例を示すブロック図である。この図に示すように、保護回路５１は、振幅制限回路ブロック７０、ハイパスフィルタブロック７１、整流回路ブロック７２、および、コンパレータブロック７３を主要な構成要素としている。
【００４４】
制限手段としての振幅制限回路ブロック７０は、抵抗５１ｂ，５１ｆ、演算増幅器５１ｃ、ツェナーダイオード５１ｄ，５１ｅを主要な構成要素としており、入力端子５１ａを介して入力された出力端子５７に現れる出力電圧の振幅を制限して出力する。すなわち、振幅制限回路ブロック７０は、入力端子５１ａに入力される電圧を、ツェナーダイオード５１ｄ，５１ｅのツェナー電圧に応じて制限し、所定の範囲内に収まる振幅の電圧として出力する。例えば、ツェナーダイオード５１ｄ，５１ｅのツェナー電圧がそれぞれ１０Ｖである場合には、振幅がプラスマイナス１０Ｖ程度（実際には順方向のバイアス電圧を加えた範囲）に制限される。なお、具体的な素子値としては、例えば、抵抗５１ｂ，５１ｆは１００ｋΩであり、ツェナーダイオード５１ｄ，５１ｅは、ツェナー電圧が１０Ｖのものを使用する。
【００４５】
抽出手段としてのハイパスフィルタブロック７１は、キャパシタ５１ｇ，５１ｉ，５１ｊ、演算増幅器５１ｍ、および、抵抗５１ｈ，５１ｋ，５１ｎを主要な構成要素としており、これらは３次のハイパスフィルタを構成している。ハイパスフィルタブロック７１は、例えば、カットオフ周波数が３ｋＨｚであり、カットオフ周波数以上の信号を通過させ、それ以下の周波数については減衰させる。なお、具体的な素子値としては、キャパシタ５１ｇが０．０１μＦであり、キャパシタ５１ｉ，５１ｊが０．０３３μＦであり、抵抗５１ｈが２２ｋΩであり、抵抗５１ｋが１０ｋΩであり、抵抗５１ｎが２．２ｋΩである。
【００４６】
整流手段としての整流回路ブロック７２は、ダイオード５１ｏ、抵抗５１ｐ，５１ｒおよびキャパシタ５１ｑを主要な構成要素としており、ハイパスフィルタブロック７１の出力信号を整流し、直流信号に変換して出力する。なお、具体的な素子値としては、例えば、抵抗５１ｐが１ｋΩであり、抵抗５１ｒが１００ｋΩであり、キャパシタ５１ｑが０．０１μＦである。
【００４７】
比較手段としてのコンパレータブロック７３は、抵抗５１ｓ，５１ｔ、定電圧回路５１ｖ、および、演算増幅器５１ｕを主要な構成要素としており、整流回路ブロック７２の出力信号と、抵抗５１ｓに現れる電圧とを比較し、これらの関係に応じた電圧を出力する。なお、具体的な素子値としては、例えば、抵抗５１ｓが１ｋΩであり、抵抗５１ｔが１５ｋΩであり、定電圧回路５１ｖが１５Ｖである。その場合、抵抗５１ｓに現れる電圧は、約０．９Ｖであるので、整流回路ブロック７２の出力信号が０．９Ｖよりも大きい場合には負の電圧が出力され、０．９Ｖよりも小さい場合には正の電圧が出力される。
【００４８】
つぎに、以上の実施の形態の動作について説明する。
【００４９】
まず、通常時の動作について説明する。通常時においては、駆動回路５２が増幅しようとするアナログ信号に応じた駆動信号を生成し、半導体スイッチ５３，５４をスイッチング動作させる。その結果、半導体スイッチ５３，５４は、アナログ信号の振幅に応じてオンまたはオフの状態とされ、それに応じて電力が直流電源５８，５９から供給される。インダクタ５５およびキャパシタ５６は、半導体スイッチ５３，５４からの出力に含まれる高周波の成分を除去し、入力されたアナログ信号と略同波形の増幅されたアナログ信号を出力する。
【００５０】
なお、このとき、保護回路５１では、振幅制限回路ブロック７０によって、出力端子５７に現れる出力電圧の振幅がプラスマイナス１０Ｖの範囲に制限され、ハイパスフィルタブロック７１に供給される。ハイパスフィルタブロック７１は、カットオフ周波数である３ｋＨｚ以下の信号については減衰して出力する。ここで、本実施の形態の増幅装置は、ウーハ用であるので、入力信号には３ｋＨｚ以下の信号しか含まれていないため、ハイパスフィルタブロック７１からは音声信号は出力されない。すなわち、音声信号は減衰されて遮断される。このため、整流回路ブロック７２からの出力信号はゼロであるので、コンパレータブロック７３の出力信号（検出信号）は正の信号（ハイの状態）となる。
【００５１】
つぎに、短絡時の動作について説明する。例えば、出力端子５７に接続されているスピーカケーブルが振動によって外れたり、または、スピーカケーブルがユーザの足に引っ掛かって断線したりすることにより、出力端子５７がグランドに対して短絡した場合を考える。その場合、出力電圧が大きいと、無負荷状態において短絡されることになるので、前述の従来の装置では、半導体スイッチを保護することができない。
【００５２】
本実施の形態の場合、出力端子５７とグランドとが短絡されると、図３（Ａ）に示すように、出力電圧には振動電圧が発生する。この図の例では、時刻ｔ１において、出力電圧が所定の振幅を有する場合に、出力端子５７がグランドに短絡されている。
【００５３】
このような場合、まず、キャパシタ５６に蓄積されている電荷が一時的に放電されるため、図３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１において瞬間的に出力電流が流れる。
【００５４】
その後、インダクタ５５に対して電流が通じ、インダクタ５５とキャパシタ５６によって形成される回路により共振が発生し、これらの素子の共振周波数に応じた共振電圧が出力端子５７に出力される。具体的には、これらの素子のカットオフ周波数は、３ｋＨｚ程度であるので、３ｋＨｚ程度の共振電圧が発生する。
【００５５】
なお、出力端子５７が短絡されることから、出力電圧は０Ｖとなるようにも考えられるが、実際にはキャパシタ５６から出力端子５７までのパターンのインピーダンスが存在するので、０Ｖとはならずに共振電圧が発生する。すなわち、図３（Ａ）に示すように、時刻ｔ１の直後には、振動電圧が発生する。
【００５６】
保護回路５１の振幅制限回路ブロック７０は、出力電圧が所定の範囲（プラスマイナス１０Ｖ程度の範囲）に収まるように制限を行って出力する。なお、このような動作をさせるのは、出力電圧の電圧が高いため、プラスマイナス１５Ｖ程度の電圧で動作する演算増幅器が破損しないようにするためである。
【００５７】
振幅制限回路ブロック７０によって振幅の制限がなされた出力信号は、ハイパスフィルタブロック７１に入力される。ハイパスフィルタブロック７１では、３ｋＨｚ以下の信号が減衰されて出力される。ここで、本発明の実施の形態の増幅装置は、ウーハ用であり、入力される信号の周波数は、３ｋＨｚ未満であるので、ハイパスフィルタブロック７１から出力される信号からは音声信号が除外された状態となる。一方、インダクタ５５とキャパシタ５６による共振電圧は、前述のように３ｋＨｚ程度であるので、当該信号はハイパスフィルタブロック７１を通過する。その結果、ハイパスフィルタブロック７１からは、共振電圧のみが出力される。
【００５８】
なお、インダクタ５５およびキャパシタ５６によって構成される平滑回路のカットオフ周波数は、通常は、ナイキスト周波数以上に設定されている。このため、ハイパスフィルタブロック７１のカットオフ周波数を平滑回路のカットオフ周波数と略同じになるように設定すれば、音声信号は遮断され、共振電圧は通過される。
【００５９】
ハイパスフィルタブロック７１を通過した共振電圧は、整流回路ブロック７２に入力され、そこで、整流されて直流電圧に変換される。
【００６０】
整流回路ブロック７２から出力された直流電圧は、コンパレータブロック７３に入力される。コンパレータブロック７３は、入力された直流電圧と、抵抗５１ｓに現れる電圧とを比較し、前者が後者を上回った場合には負の信号（ローの信号）を、それ以外の場合には正の信号（ハイの信号）を出力する。通常動作時には、ハイパスフィルタブロック７１の出力は０であるので、正の信号が出力されるが、共振電圧が入力されると、整流回路ブロック７２からは所定の直流電圧が出力される。このとき、直流電圧が抵抗５１ｓに現れる電圧を上回る場合には、出力電圧は負の状態となる。コンパレータブロック７３からの出力は、出力端子５１ｗを介して検出信号として制御回路５０に供給される。
【００６１】
制御回路５０は、保護回路５１の出力信号が正の状態（ハイの状態）である場合には、通常動作状態であるとして、駆動回路５２の動作を維持させる。一方、保護回路５１の出力信号が負の状態（ローの状態）に変化した場合には、短絡が発生したと判断し、直ちに駆動回路５２の動作を停止させる。その結果、駆動回路５２は、半導体スイッチ５３，５４への駆動信号の供給を停止するので、半導体スイッチ５３，５４は、オフの状態を維持する。その結果、直流電源５８，５９からの電力の供給が停止される。半導体スイッチ５３，５４が保護される。
【００６２】
なお、短絡が発生してから半導体スイッチ５３，５４が遮断されるまでは、マイクロセカンドのオーダである。したがって、図３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２においてインダクタ５５が飽和した後には、過大な電流が流れ始めるが、本実施の形態では、短絡が生じる時刻ｔ１からインダクタ５５が飽和する時刻ｔ２までの間に、半導体スイッチ５３，５４を停止させるため、このような過大な電流が流れることを防止できる。半導体スイッチ５３，５４を確実に保護できる。
【００６３】
図４は、保護回路５１による保護動作を行わない場合における出力電圧と、出力電流との関係を示す図である。出力端子５７が短絡されると、図４（Ｂ）に示すように、共振電圧が発生する。そして、ｔａで示すポイントにおいて、インダクタ５５が飽和すると、ｔｂで示す期間に短絡電流が流れる。これにより、半導体スイッチ５３，５４が破壊される。
【００６４】
図５は、保護回路５１による保護動作を行った場合における出力電圧、出力電流、検出信号および停止信号の状態を示す図である。図５（Ｃ）に示すように、Ｔａで示すタイミングにおいて、出力端子５７とグランドとが短絡されると、図５（Ａ）に示すように、保護回路５１から出力される検出信号が直ちにローの状態となる（検出信号は一定時間回路で保持している）。その結果、制御回路５０から出力される停止信号もローの状態となり、駆動回路５２からの駆動信号が遮断されるので、半導体スイッチ５３，５４がオフの状態となる。このとき、図５（Ｄ）の破線内に示すように、出力電流には、図４（Ａ）に示すような過大な電流は流れないので、半導体スイッチ５３，５４は保護される。
【００６５】
以上に説明したように、本発明の実施の形態に係る増幅装置では、短絡時に発生する共振電圧を検出して半導体スイッチ５３，５４の動作を停止するようにしたので、無負荷状態で、かつ、出力電圧が高い状態において、出力端子５７がグランドに短絡されたときでも、短絡電流が流れる前に半導体スイッチ５３，５４の動作を停止することができるので、半導体スイッチ５３，５４を確実に保護することができる。
【００６６】
また、保護回路５１の入力段には、振幅制限回路ブロック７０を設けるようにしたので、出力端子５７に現れる出力電圧が大きい場合であっても内部の回路を確実に保護することができる。
【００６７】
また、保護回路５１の振幅制限回路ブロック７０の後段には、ハイパスフィルタブロック７１を設け、音声信号を減衰させるようにしたので、音声信号による誤動作を防止することができる。また、一般的に、ハイパスフィルタは、位相の遅延を生じないことから、位相の遅延による共振電圧の検出の遅れを生じることがない。
【００６８】
なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００６９】
例えば、以上の実施の形態では、保護回路５１によって短絡の発生が検出された場合には、制御回路５０によって半導体スイッチ５３，５４の動作を停止するようにしたが、インダクタ５５と出力端子５７の間、インダクタ５５と半導体スイッチ５３，５４の間、または、直流電源５８と半導体スイッチ５３の間および直流電源５９と半導体スイッチ５４の間に、他の半導体スイッチまたは機械的スイッチ（例えば、リレー等）を挿入し、これらのスイッチをオフの状態にするようにしてもよい。
【００７０】
また、以上の実施の形態では、振幅制限回路ブロック７０を入力段に設けるようにしたが、例えば、ハイパスフィルタブロック７１をパッシブフィルタ（受動フィルタ）によって構成し、振幅制限回路ブロック７０を省略するようにしてもよい。
【００７１】
また、以上の実施の形態では、ハイパスフィルタブロック７１を使用するようにしたが、例えば、共振電圧の周波数に対応する通過帯域を有するバンドパスフィルタブロックを使用するようにしてもよい。
【００７２】
また、以上の実施の形態では、保護回路５１はアナログ回路によって構成するようにしたが、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を用いて、ディジタル的に処理するようにしてもよい。
【００７３】
また、以上の実施の形態では、ウーハ用の増幅装置を例に挙げて説明したが、これ以外の増幅装置に本発明を提供することが可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、例えば、家庭用オーディオ装置およびカーオーディオ装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態に係る増幅装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す保護回路の詳細な構成例を示す回路図である。
【図３】図１に示す出力端子がグランドに短絡された場合の出力電圧および出力電流の時間的な変化を示す図である。
【図４】図１に示す保護回路が動作していない状態において、出力端子がグランドに短絡されたときの出力電圧および出力電流の時間的な変化を示す図である。
【図５】図１に示す保護回路が動作している状態において、出力端子がグランドに短絡されたときの検出信号、停止信号、出力電圧、および、出力電流の時間的な変化を示す図である。
【図６】従来の増幅装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
５０  制御回路（停止手段の一部、停止ステップの一部），５１  保護回路（停止手段の一部、停止ステップの一部），５２  駆動回路（入力手段、入力ステップ），５３，５４  半導体スイッチ（スイッチング手段、スイッチングステップ），５５  インダクタ（平滑化手段の一部、平滑化ステップの一部），５６  キャパシタ（平滑化手段の一部、平滑化ステップの一部），７０  振幅制限回路ブロック（制限手段），７１  ハイパスフィルタブロック（抽出手段），７２  整流回路ブロック（整流手段），７３  コンパレータブロック（比較手段）
【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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