(57)【要約】      （修正有）【課題】従来のディジタルアンプよりも、スピーカー端子間に生じるひずみ（リップル）が少なく、音質の向上、入出力コンデンサの小型化が可能となるディジタルアンプを提供すること。【解決手段】２つの降圧形インバータを並列に有し、これらのインバータの出力端子間にスピーカーを接続し、少なくともマイナス端子及び又はプラス端子と各降圧形インバータの出力端子との間にコンデンサを設けたオーディオディジタルアンプにおいて、一方の降圧形インバータの１対の直列スイッチSHaとSLaを対称にオン・オフさせ、これとは逆相で、他方の降圧形インバータの１対の直列スイッチSHbとSLbを対称にオン・オフさせると共に、これら2対のスイッチに位相差を持たせて２相駆動させる駆動制御部を設けたことを特徴とするオーディオディジタルアンプ。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの降圧形インバータを並列に有し、これらのインバータの出力端子間にスピーカーを接続し、マイナス端子及び又はプラス端子と各降圧形インバータの出力端子との間にコンデンサを設け、又は前記コンデンサの他に各降圧形インバータの出力端子間にコンデンサを設けたオーディオディジタルアンプにおいて、
一方の降圧形インバータの１対の直列スイッチを対称にオン・オフさせ、これとは逆相で、他方の降圧形インバータの１対の直列スイッチを対称にオン・オフさせると共に、これら2対のスイッチに位相差を持たせて２相駆動させる２相駆動制御部を設けたことを特徴とするオーディオディジタルアンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低出力電圧リップル特性を実現するためのオーディオディジタルアンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オーディオディジタルアンプは、高効率で、小型軽量化が可能なため、近年、ポータブル機器をはじめとして、需要が拡大している。ディジタルアンプには、一般的に、特許文献１(特開２００３−２７３６５６号公報)に示すようなフルブリッジ形ディジタルアンプが用いられている。この回路を図９に示す。
図９において、一対の降圧形インバータINV1とINV2は、入力直流電源Eiに並列に接続し、降圧形インバータINV1は、一対のスイッチ素子SHa、SLa、を設け、スイッチ素子SHaとスイッチ素子SLaの中間とスピーカーSP入力端子との間にインダクタLaを設け、インダクタLaの出力側と入力直流電源Eiのマイナス端子間にコンデンサCa、を設け、降圧形インバータINV2は、一対のスイッチ素子SHb、SLb、を設け、スイッチ素子SHbとスイッチ素子SLbの中間とスピーカーSP入力端子との間にインダクタLbを設け、インダクタLbの出力側と入力直流電源Eiのマイナス端子間にコンデンサCb、を設けたものである。
そしてスイッチング制御は、４つのスイッチ素子のうち、スイッチSHaとSLaを対称にオン・オフさせ、これとは逆相で、SHbとSLbを対象にオン・オフさせている。
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【０００３】
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【０００４】
図１３に示す回路例２は、モータードライブ等に一般的に用いられるインバータ回路である。この回路は、図９との違いは、インダクタLaとLbの出力間に、一個のコンデンサCSPを設けたところである。この回路のスイッチの駆動は、図１４に示すように、１８０度の位相差で２相駆動させる。つまり、対となるスイッチSHaとSLaと１８０°の位相差で、対となるスイッチSHbとSLbをスイッチングさせる。このようにする事で、スピーカーの音量が小さい時ほど、インダクタLa、Lbを流れる電流iLa、iLbの交流成分が小さくなるため、スピーカーの電圧歪みや効率が改善できる。ただし、このインバータ回路は、スピーカーがグランド（ＧＮＤ）から浮いた状態となっているため、オーディオディジタルアンプに応用した場合、コモンモードノイズなどが無視できなくなる。また、スピーカーの電圧を検出することも困難である。
【特許文献１】特開２００３−２７３６５６号公報
【特許文献２】特開２００５−１０９５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、ディジタルアンプのスピーカーの生じる歪みを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明におけるディジタルアンプは、２つの降圧形インバータを並列に有し、これらのインバータの出力端子間にスピーカーを接続し、少なくともマイナス端子及び又はプラス端子と各降圧形インバータの出力端子との間にコンデンサを単段又は多段に設け、多くとも前記コンデンサの他に各降圧形インバータの出力端子間にコンデンサを設けたオーディオディジタルアンプにおいて、
一方の降圧形インバータの１対の直列スイッチを対称にオン・オフさせ、これとは逆相で、他方の降圧形インバータの１対の直列スイッチを対称にオン・オフさせると共に、これら2対のスイッチに位相差を持たせて２相駆動させる駆動制御部を設けたことを特徴とするオーディオディジタルアンプ。
即ち本発明のオーディオディジタルアンプは、基本構成が図９に示した従来のフルブリッジ形ディジタルアンプとメイン回路の構成と同じであるが、コンデンサ配置を前記の特徴のように構成し、これをフルブリッジ回路として動作させるのではなく、図１３に示したインバータ回路のように、２対のスイッチ素子は位相をずらしてスイッチングさせる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のオーディオディジタルアンプは、前記構成によりメイン回路の部品数を増やすことなく、スピーカー端子間に生じるひずみ（リップル）を小さくすることができるため音質が向上する。さらに、入出力コンデンサやインダクタの小型化が可能となる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明を実施するための最良の形態は以下の実施例と共に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１に本発明のオーディオディジタルアンプの実施例1の回路図を示す。また、図２に図１回路各部のスイッチング制御の波形を示す。図１において、メイン回路構成は、図９と同じ例で同一部分は同一符号を付してあり、一対の降圧形インバータINV1とINV2は、入力直流電源Eiに並列に接続し、降圧形インバータINV1は、一対のスイッチ素子SHa、SLa、を設け、スイッチ素子SHaとスイッチ素子SLaの中間とスピーカーSP入力端子との間にインダクタLaを設け、インダクタLaの出力側と入力直流電源Eiのマイナス端子間にコンデンサCa、を設け、降圧形インバータINV2は、一対のスイッチ素子SHb、SLb、を設け、スイッチ素子SHbとスイッチ素子SLbの中間とスピーカーSP入力端子との間にインダクタLbを設け、インダクタLbの出力側と入力直流電源Eiのマイナス端子間にコンデンサCb、を設けたものである。
スイッチの駆動制御には、２相駆動制御部Driを用いて、スイッチSHaとSLaを対称にオン・オフさせ、これとは逆相で、SHbとSLbを対称にオン・オフさせる。ただし、これら2対のスイッチは、１８０度の位相差で２相駆動させる。
【実施例２】
【００１０】
実施例２としては、コンデンサとインダクタの接続方法例を各種紹介する。
接続方法例は、前記特徴に記載の通り複数存在し、図３から図７にその接続例を示す。また、コンデンサとインダクタを複数段接続することも可能であり２段接続の一例を図８に示す。そしてこれらいずれのスイッチ駆動制御も実施例１の図２に示すものと同様のスイッチ駆動制御によりリップル削減効果を得ることができるのでその説明を省略する。  
なお、図３から図８において、各回路の各構成部分は、図１に示す同一部分には同一符号を付して説明を省略し、コンデンサ配置のみを次に紹介する。
図３におけるコンデンサ配置は、入力直流電源Eiのマイナス端子及びプラス端子と各降圧形インバータINV1とINV2のインダクタLa、Lbの出力端子との間にコンデンサCHa、CHb、CLa、CLbを設けたものである。
図４におけるコンデンサ配置は、入力直流電源Eiのマイナス端子と各降圧形インバータINV1とINV2のインダクタLa、Lbの出力端子との間にコンデンサCa、CSPを設けたものである。
図５におけるコンデンサ配置は、入力直流電源Eiのプラス端子と各降圧形インバータINV1とINV2のインダクタLa、Lbの出力端子との間にコンデンサCa、Cbを設けたものである。
図６におけるコンデンサ配置は、入力直流電源Eiのプラス端子と各降圧形インバータINV1のインダクタLaの出力端子との間にコンデンサCaを設け、更に入力直流電源Eiのマイナス端子と降圧形インバータINV2のインダクタLbの出力端子との間コンデンサCbを設けたものである。
図７におけるコンデンサ配置は、入力直流電源Eiのプラス端子と降圧形インバータINV1のインダクタLaの出力端子との間にコンデンサCaを設け、更に降圧形インバータINV1のインダクタLaの出力端子と降圧形インバータINV2のインダクタLbの出力端子との間に、コンデンサCSPを設けたものである。
図８におけるコンデンサ配置は、入力直流電源Eiのマイナス端子及び又はプラス端子と各降圧形インバータINV1とINV2の直列一対のインダクタLa、LbとLa'、Lb'の各出力端子との間にコンデンサCa、Ca'、Cb 、Cb'を設けた多段式のものである。
この他にコンデンサ配置は、複数例が存在するが、その何れもが少なくとも一個のコンデンサが入力直流電源Eiのマイナス端子又はプラス端子に接続している即ちグランドしていることが条件である。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
オーディオディジタルアンプはアナログアンプに比べて効率が良く、小型化が可能であるため、小型化と電池寿命の向上が重要なポータブル電子機器に利用されはじめている。また、薄型テレビ、5.1chシアターシステム、カーオーディオの小型化、低消費電力化にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のオーディオディジタルアンプの回路図である。
【図２】実施例１のオーディオディジタルアンプ回路各部の電圧電流波形図である。
【図３】実施例２として、コンデンサとインダクタの接続方法の１例を紹介する回路図である。
【図４】図３同様にコンデンサとインダクタの接続方法の２例を紹介する回路図である。
【図５】図３同様にコンデンサとインダクタの接続方法の３例を紹介する回路図である。
【図６】図３同様にコンデンサとインダクタの接続方法の４例を紹介する回路図である。
【図７】図３同様にコンデンサとインダクタの接続方法の５例を紹介する回路図である。
【図８】図３同様にコンデンサとインダクタの接続方法の６例を紹介する回路図である。
【図９】従来のフルブリッジ形ディジタルアンプ例１を示す回路図である。
【図１０】従来のフルブリッジ形ディジタルアンプ例１の音声入力波形及びスピーカー両端電圧波形である。
【図１１】従来のフルブリッジ形ディジタルアンプ例１のＬＣフィルターを小さくしたときのスピーカー両端電圧波形である。
【図１２】従来のフルブリッジ形ディジタルアンプ例１の回路各部の電圧電流波形である。
【図１３】従来のフルブリッジ形ディジタルアンプ例２を示す回路図である。
【図１４】従来のフルブリッジ形ディジタルアンプ例２の回路各部の電圧電流波形である。
【符号の説明】
【００１３】
Ei                   入力直流電源
SHa、SHb、 SLa、SLb      スイッチ素子
Ca、Cb、CHa、CHb、CLa、CLb、CSP、Ca'、Cb'      コンデンサ
La、Lb、La'、Lb'               インダクタ
SP                    スピーカー
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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