(57)【要約】【課題】負荷を駆動させる駆動素子に過電流が発生した場合であっても、駆動素子の停止状態を保持し続けることなく、駆動素子の長寿命化を図る。【解決手段】過電流保護回路（１０）は、負荷（２）を駆動するための駆動素子（３０１〜３０４）に流れる電流を監視し、当該電流が所定の閾値以上となったことを検出した場合には、検出結果に応じて所定の保護時間だけ前記負荷の駆動を停止させるための制御を行う。このとき、前記過電流保護回路は、前記検出が行われた回数をカウントし、検出回数に応じて前記所定の保護時間を変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を駆動するための駆動素子に流れる電流を監視し、所定の閾値以上の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部による検出結果に応じて、所定の保護時間だけ前記負荷の駆動を停止させるための制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、前記検出が行われた回数をカウントし、検出回数に応じて、前記所定の保護時間を変更する、過電流保護回路。
【請求項２】
前記制御部は、前記検出回数がＮ回（Ｎは１以上の整数）となったら、前記所定の保護時間を延ばすように変更する、請求項１記載の過電流保護回路。
【請求項３】
前記制御部は、前記検出を監視するための探索期間において前記検出が行われたとき、前記検出回数をカウントアップする、請求項２記載の過電流保護回路。
【請求項４】
前記探索期間は、前記所定の保護時間経過後の所定の期間である、請求項３記載の過電流保護回路。
【請求項５】
所定時間が設定される第１レジスタと、
前記第１レジスタの所定時間よりも長くされる時間が設定される第２レジスタと、
前記探索期間が設定される前記第３レジスタと、を更に有し、
前記第１レジスタ、前記第２レジスタ、及び前記第３レジスタは、外部から設定可能とされる、請求項４記載の過電流保護回路。
【請求項６】
前記制御部は、前記検出回数がＮ回となるまでは、前記所定の保護時間を前記第１レジスタの値に応じて決定し、前記検出回数がＮ回となったら、それ以降の前記所定の保護時間を前記第２レジスタの値に応じて決定する、請求項５記載の過電流保護回路。
【請求項７】
負荷を駆動するための駆動素子と、前記駆動素子に流れる電流に応じて前記駆動素子の動作を制御する請求項１記載の過電流保護回路と、を有する半導体装置。
【請求項８】
負荷を駆動するための駆動素子に流れる電流を監視し、所定の閾値以上の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部による検出結果に応じて、前記駆動素子の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記検出が行われたとき、所定の保護時間だけ前記駆動素子の動作を停止させるための制御を行うと共に、前記所定の保護時間の経過後に前記負荷の駆動を停止するために設けた第１の探索期間において前記検出が行われた回数に応じて、前記所定の保護時間を変更し、前記第１の探索期間の経過後の第２の探索期間において前記検出が行われた回数に応じて、前記駆動素子の駆動能力を調整する、過電流保護回路。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１の探索期間の検出回数がＮ回（Ｎは１以上の整数）となったら、前記所定の保護時間を延ばすように変更する、請求項８記載の過電流保護回路。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第２の探索期間の検出回数がＭ回（Ｍは１以上の整数）となったら、前記駆動素子の駆動能力を制限する制御を行う、請求項９記載の過電流保護回路。
【請求項１１】
前記駆動素子の駆動能力を制限する制御は、前記駆動素子に入力する信号の信号レベルを低下させる制御である、請求項１０記載の過電流保護回路。
【請求項１２】
前記駆動素子の駆動能力を制限する制御は、前記駆動素子に入力する信号のパルス幅の変動幅を低減させる制御である、請求項１０記載の過電流保護回路。
【請求項１３】
所定時間が設定される第１レジスタと、
前記第１レジスタの所定時間よりも長くされる時間が設定される第２レジスタと、
前記第１の探索期間が設定される前記第３レジスタと、
前記第２の探索期間が設定される前記第４レジスタと、を更に有し、
前記第１レジスタ、前記第２レジスタ、前記第３レジスタ、及び前記第４レジスタは、外部から設定可能とされる、請求項１０記載の過電流保護回路。
【請求項１４】
前記制御部は、前記検出回数がＮ回となるまでは、前記所定の保護時間を前記第１レジスタの値に応じて決定し、前記検出回数がＮ回となったら、それ以降の前記所定の保護時間を前記第２レジスタの値に応じて決定する、請求項１３記載の過電流保護回路。
【請求項１５】
負荷を駆動するための駆動素子と、前記駆動素子に流れる電流に応じて駆動素子の動作を制御する請求項８記載の過電流保護回路と、を有する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流保護回路、及び当該回路を備える半導体装置に関し、特に負荷を駆動するための駆動回路に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータやスピーカ等の負荷を駆動する駆動回路において、負荷駆動時等に負荷を駆動するためのスイッチング素子、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ等に過電流が流れた場合にスイッチ素子の動作を停止させてスイッチ素子や負荷を保護する過電流保護回路が内蔵されている。過電流が流れることにより、スイッチング素子の破壊あるいは劣化等による製品寿命が短くなること等を防止するためである。過電流保護回路の従来例として、下記特許文献１に開示がある。
【０００３】
特許文献１に記載の過電流保護回路は、ＤＣモータを負荷とし、スイッチング素子により負荷を駆動する駆動回路において、負荷駆動時にスイッチング素子に過電流が流れた場合には、予め規定した時間だけスイッチング素子を強制的にオフさせ、そのオフする頻度を監視し、その頻度が所定の度合い以上になったときに当該オフ状態を保持させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０８２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の過電流保護回路によれば、スイッチング素子のオフ状態を保持してしまうと、電源再投入等が無い限り当該オフ状態を解除することができない。このことは、例えば、負荷がスピーカの場合に問題となる。例えば、オーディオ機器等の分野では、負荷駆動時にスイッチング素子に過電流が流れた場合であっても音声が出力されない状態を保持し続けることなく、自動的に復帰させることが要求される。特許文献１に記載の過電流保護回路では、スイッチング素子の保護を行うことができるが、自動復帰をすることができないため、当該要求を満足することができない。
【０００６】
本発明の目的は、負荷を駆動させる駆動素子に過電流が発生した場合であっても、駆動素子の停止状態を保持し続けることなく、駆動素子の長寿命化を図ることにある。
【０００７】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００９】
すなわち、過電流保護回路は、負荷を駆動するための駆動素子に流れる電流を監視し、当該電流が所定の閾値以上となったことを検出した場合には、検出結果に応じて所定の保護時間だけ前記負荷の駆動を停止させるための制御を行う。このとき、前記過電流保護回路は、前記検出が行われた回数をカウントし、検出回数に応じて前記所定の保護時間を変更する。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１１】
すなわち、過電流保護回路は、負荷を駆動させる駆動素子に過電流が発生した場合であっても、駆動素子の停止状態を保持し続けることなく、駆動素子の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る過電流保護回路１０を備えた駆動装置１の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、過電流の発生する状況の一例を示す説明図である。
【図３】図３は、駆動装置１における過電流検出に係る処理の手順を示す説明図である。
【図４】図４は、探索期間内に過電流検出が行われた場合のシーケンスを示す説明図である。
【図５】図５は、探索期間外に過電流検出が行われた場合のシーケンスを示す説明図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る過電流保護回路１２を備えた駆動装置２の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、音声信号の出力のタイミングの一例を示す説明図である。
【図８】図８は、探索期間１及び探索期間２の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、探索期間１内に過電流検出が行われた場合のシーケンスを示す説明図である。
【図１０】図１０は、探索期間２内に過電流検出が行われた場合のシーケンスを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１４】
〔１〕（過電流検出後復帰までの時間を検出回数に応じて変更する）
本発明の代表的な実施の形態に係る過電流保護回路（１０）は、負荷（２）を駆動するための駆動素子（３０１〜３０４）に流れる電流を監視し、所定の閾値以上の電流を検出する電流検出部（１０１＿Ａ、１０１＿Ｂ）と、前記電流検出部による検出結果に応じて、所定の保護時間だけ前記負荷の駆動を停止させるための制御を行う制御部（１０２）と、を有し、前記制御部は、前記検出が行われた回数をカウントし、検出回数に応じて、前記所定の保護時間（保護時間１）を変更する。
【００１５】
これによれば、駆動素子に過電流が流れた場合には、所定の保護時間だけ駆動素子の保護を行うから、負荷の駆動を停止させた状態を保持し続けることなく、自動的に保護状態から復帰することが可能となる。また、過電流の検出回数をカウントすることで、過電流が発生する異常状態の頻度を把握することができるから、その異常状態が解消する可能性を把握することができ、異常状態の解消する可能性に応じて保護時間を変更することができる。
【００１６】
〔２〕（Ｎ回検出で、復帰時間を長くする）
項１の過電流保護回路において、前記制御部（１０２、１０３）は、前記検出回数がＮ回（Ｎは１以上の整数）となったら、前記所定の保護時間を延ばすように変更する。
【００１７】
前述のように、過電流が発生する異常状態が継続する場合であっても、項１の過電流保護回路によれば、負荷の駆動を停止させた状態を保持し続けることがないため、過電流の検出による駆動素子の保護と保護状態からの復帰とが繰り返される。このような場合、保護状態から復帰する毎に駆動素子に過電流が流れることになる。そこで、項２の過電流保護回路によれば、過電流を検出する回数がＮ回となったとき、異常状態が解消する可能性が低いと判断し、駆動素子を保護する時間を延長させることで、駆動素子に過電流が流れる頻度を低減させることができる。また、負荷がスピーカの場合には、過電流による異音の発生の頻度を低減させることができる。
【００１８】
〔３〕（探索期間内の検出をカウントアップ）
項１又は２の過電流保護回路において、前記制御部（１０２、１０３）は、前記検出を監視するための探索期間（ＴＳ）において前記検出が行われたとき、前記検出回数をカウントアップする。
【００１９】
〔４〕（探索期間は停止解除後の一定期間）
項３の過電流保護回路において、前記探索期間は、前記所定の保護時間経過後の所定の期間である。
【００２０】
過電流が発生する異常状態が解消されていない場合、保護状態からの復帰後の所定時間内に過電流検出が繰り返し発生する可能性が高い。この点を踏まえ、項４の過電流保護回路では、保護状態から復帰してから所定の期間に発生した過電流検出の回数をカウントすることで、過電流が発生し得る異常状態が解消されているか否かを把握することができ、解消されていない場合には、駆動素子に過電流が流れる頻度を低減させることができる。
【００２１】
〔５〕（レジスタ）
項３又は４の過電流保護回路において、所定時間が設定される第１レジスタ（１０４）と、前記第１レジスタの所定時間よりも長くされる時間が設定される第２レジスタ（１０５）と、前記探索期間が設定される前記第３レジスタ（１０６）とを更に有し、前記第１レジスタ、前記第２レジスタ、及び前記第３レジスタは、外部から設定可能とされる。
【００２２】
これによれば、負荷の駆動を停止させる保護時間と、変更後の保護時間と、前記探索期間とを所望の値に設定することが可能となる。
【００２３】
〔６〕（Ｎ回検出で、復帰時間を長くする）
項５の過電流保護回路において、前記制御部は、前記検出回数がＮ回となるまでは、前記所定の保護時間を前記第１レジスタの値に応じて決定し、前記検出回数がＮ回となったら、それ以降の前記所定の保護時間を前記第２レジスタの値に応じて決定する。
【００２４】
これによれば、保護時間の変更を容易に実現することが可能となる。
【００２５】
〔７〕（ドライバＩＣ）
本発明の代表的な実施の形態に係る半導体装置（１）は、負荷（２）を駆動するための駆動素子（３０１〜３０４）と、前記駆動素子に流れる電流に応じて前記駆動素子の動作を制御する項１乃至６の何れかの過電流保護回路と、を有する。
【００２６】
これによれば、負荷駆動用のドライバＩＣにおいて、項１乃至６の何れかの過電流保護回路の機能を実現することが可能となる。
【００２７】
〔８〕（ミュート期間と信号出力期間で区別して検出）
本発明の代表的な実施の形態に係る過電流保護回路（１２）は、負荷（２）を駆動するための駆動素子（３０１〜３０４）に流れる電流を監視し、所定の閾値以上の電流を検出する電流検出部（１０１＿Ａ、１０１＿Ｂ）と、前記電流検出部による検出結果に応じて、前記駆動素子の動作を制御する制御部（１２２）と、を有し、前記制御部は、前記検出が行われたとき、所定の保護時間（保護時間１）だけ前記駆動素子の動作を停止させるための制御を行うと共に、前記所定の保護時間の経過後に前記負荷の駆動を停止するために設けた第１の探索期間（探索期間１（ＴＳ１））において前記検出が行われた回数に応じて、前記所定の保護時間を変更し（保護時間２）、前記第１の探索期間の経過後の第２の探索期間（探索期間２（ＴＳ２））において前記検出が行われた回数に応じて、前記駆動素子の駆動能力を調整する。
【００２８】
駆動素子の動作を停止させるための保護時間の経過後に前記負荷の駆動を停止するために設けた第１の探索期間、例えば、負荷がスピーカの場合における音声信号を出力しないミュート期間、において過電流検出が行われた場合には、負荷端の天絡又は地絡が過電流の発生の原因と考えられる。また、前記第１の探索期間の経過後の第２の探索期間における過電流の発生は、負荷端の天絡又は地絡ではなく、負荷端子間の短絡をはじめとするインピーダンス低下や過大な信号の入力が原因と考えられる。そこで、項８の過電流保護回路によれば、第１の探索期間と第２の探索期間の夫々において過電流が検出された回数を把握するから、過電流の発生する原因を把握することができる。更に項８の過電流保護回路によれば、駆動素子の動作を停止させた状態を保持し続けることはなく、過電流の発生原因に応じて駆動素子の保護を最適化することが可能となる。
【００２９】
〔９〕（ミュート期間にＮ回検出で、復帰時間を長くする）
項８の過電流保護回路において、前記制御部（１２２、１２３）は、前記第１の探索期間の検出回数がＮ回（Ｎは１以上の整数）となったら、前記所定の保護時間を延ばすように変更する。
【００３０】
これによれば、過電流の発生原因が、例えば、負荷端の天絡又は地絡である場合には、項２と同様に、駆動素子に過電流が流れる頻度を低減させることができる。また、負荷がスピーカの場合には、過電流による異音の発生の頻度を低減させることができる。
【００３１】
〔１０〕（第２探索期間にＭ回検出で、出力レベルを調整する）
項８又は９の過電流保護回路において、前記制御部（１２２）は、前記第２の探索期間の検出回数がＭ回（Ｍは１以上の整数）となったら、前記駆動素子の駆動能力を制限する制御を行う。
【００３２】
これによれば、過電流の発生原因が、例えば、負荷端子間のショート状態をはじめとするインピーダンスの低下や過大な信号入力である場合には、前記駆動素子の駆動能力を制限することで、負荷の駆動を停止させることなく駆動素子の保護を行うことが可能となる。また、負荷がスピーカの場合には、過電流による異音の発生の防止することができる。
【００３３】
〔１１〕（出力レベル制御は、ゲインの制御）
項１０の過電流保護回路において、前記駆動素子の駆動能力を制限する制御は、前記駆動素子を駆動するための信号の信号レベルを低下させる制御である。
【００３４】
これによれば、駆動素子を駆動するための信号がアナログ信号である場合には、当該信号のゲインを低下させることで、駆動素子の駆動能力を制限することができる。
【００３５】
〔１２〕（出力レベル制御は、Ｄｕｔｙ比の変化の制御）
項１０の過電流保護回路において、前記駆動素子の駆動能力を制限する制御は、前記駆動素子に入力する信号のパルス幅の変動幅を低減させる制御である。
【００３６】
これによれば、駆動素子の駆動方法がＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御である場合には、パルスの変動幅を制限することで、駆動素子の駆動能力を制限することができる。
【００３７】
〔１３〕（復帰時間等が外部から設定可能）
項８乃至１２の何れかの過電流保護回路において、所定時間が設定される第１レジスタ（１０４）と、前記第１レジスタの所定時間よりも長くされる時間が設定される第２レジスタ（１０５）と、前記第１の探索期間が設定される前記第３レジスタ（１０６）と、前記第２の探索期間が設定される前記第４レジスタ（１０７）と、を更に有し、前記第１レジスタ、前記第２レジスタ、前記第３レジスタ、及び前記第４レジスタは、外部から設定可能とされる。
【００３８】
これによれば、負荷の駆動を停止させる保護時間及び変更後の保護時間と、第１の探索期間及び第２の探索期間とを所望の値に設定することが可能となる。
【００３９】
〔１４〕（Ｎ回検出で、復帰時間を長くする）
項１３の過電流保護回路において、前記制御部は、前記検出回数がＮ回となるまでは、前記所定の保護時間を前記第１レジスタの値に応じて決定し、前記検出回数がＮ回となったら、それ以降の前記所定の保護時間を前記第２レジスタの値に応じて決定する。
【００４０】
これによれば、保護時間の変更を容易に実現することが可能となる。
【００４１】
〔１５〕（ドライバＩＣ）
本発明の代表的な実施の形態に係る半導体装置（４）は、負荷（２）を駆動するための駆動素子（３０１〜３０４）と、前記駆動素子に流れる電流に応じて駆動素子の動作を制御する項８乃至１４の何れかの過電流保護回路と、を有する。
【００４２】
これによれば、負荷駆動用のドライバＩＣにおいて、項８乃至１４の何れかの過電流保護回路の機能を実現することが可能となる。
【００４３】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００４４】
≪実施の形態１≫
図１は、実施の形態１に係る過電流保護回路を備えた、スピーカの駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。同図に示される駆動装置１は、特に制限されないが、公知のＣＭＯＳ集積回路の製造技術によって１個の単結晶シリコンのような半導体基板に形成されている。
【００４５】
駆動装置１は、例えば、音声信号をＰＷＭ変調し、Ｄ級動作によりＬＰＦ（Ｌｏｗ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）３＿Ａ及び３＿Ｂを介してスピーカ２を駆動するドライバ回路である。駆動装置１は、信号生成部４０、過電流保護回路１０、プリドライバ部２０＿Ａ〜２０＿Ｂ、及び出力部３０＿Ａ〜３０＿Ｂを備える。
【００４６】
信号生成部４０は、入力された音声信号をパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＷＭ））し、生成したデジタル信号５１をプリドライバ部２０＿Ａ及び２０＿Ｂに与える。
【００４７】
プリドライバ２０１〜２０４は、出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂを駆動するためのバッファ回路であり、信号生成部４０から受け取ったデジタル信号５１に基づいて、出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂを駆動する。
【００４８】
出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂは、ＬＰＦ３＿Ａ及び３＿Ｂを介してスピーカを駆動するための駆動素子であり、プリドライバ２０１〜２０４を介して入力されたデジタル信号５１に応じて、負荷であるスピーカを駆動する。出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂは、例えば、ハイサイドのＭＯＳトランジスタ３０１及び３０３と、ローサイドのＭＯＳトランジスタ３０２及び３０４を備える。
【００４９】
駆動装置１は、上述のようにスピーカ２を駆動する際、スピーカ２の駆動素子であるＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４に流れる電流を監視し、過電流を検出した場合には、プリドライバ部２０＿Ａ及び２０＿ＢによりＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の駆動を制御して、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４やスピーカ２等の保護を行う、過電流保護機能を備える。以下、過電流保護機能について、関連する機能部の動作と共に説明する。
【００５０】
駆動装置１における過電流保護動作は、過電流保護回路１０により制御される。過電流保護回路１０は、電流検出部１０１＿Ａ、１０１＿Ｂ、制御部１０２、及びレジスタ１０４〜１０６を備える。
【００５１】
初めに過電流検出時の基本動作について説明する。先ず、出力部３０＿ＡのＭＯＳトランジスタ３０１又は３０２に所定の閾値よりも大きな電流が流れると、出力部３０＿ＡのＭＯＳトランジスタ３０１又は３０２に流れる電流を監視する電流検出部１０１＿Ａが、検出信号５２を出力する。例えば、前記所定の閾値を８［Ａ］とした場合、スピーカ駆動時にハイサイドのＭＯＳトランジスタ３０１に流れる電流が８［Ａ］を超えたとき、電流検出部１０１＿Ａは、検出信号を出力することにより過電流が発生したことを伝える。当該過電流の検出方法としては、特に限定するものではないが、例えば、ＭＯＳトランジスタ３０１又は３０２に流れる電流に対応する電流を生成し、生成した電流を電圧に変換して、変換された電圧と所定の閾値を比較することで過電流の発生の有無を判別したり、ＭＯＳトランジスタ３０１又は３０２に流れる電流の経路に抵抗を設け当該抵抗の両端の電圧を測定し所定の閾値と比較することで過電流の発生の有無を判別したり、直接出力ＯＵＴ１の電圧を測定し所定の閾値を比較することで過電流の発生の有無を判別したりすること等によりなされる。なお、過電流検出１０１＿Ｂも電流検出部１０１＿Ａと同様に、出力部３０＿ＢのＭＯＳトランジスタ３０１又は３０２に流れる電流の監視と過電流の検出を行う。
【００５２】
制御部１０２は、コントロールロジック回路１０８、及びシーケンスカウンタ部１０３を備え、電流検出部１０１＿Ａ又は１０１＿Ｂにより過電流の検出が行われると、検出信号５２を受け取ったコントロールロジック回路１０８が、各機能部の動作を制御して、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４やスピーカ２等を保護する動作を開始する。具体的には、コントロールロジック回路１０８は、電流検出部１０１＿Ａ又は１０１＿Ｂから検出信号５２を受け取ると、プリドライバ２０１〜２０４を制御してＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の動作を停止させる。これにより、出力端子ＯＵＴ１及びＯＵＴ２がハイ・インピーダンス（ｈｉｇｈ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ（Ｈｉ−Ｚ））状態となり、スピーカの駆動が停止する。このとき、コントロールロジック回路１０８は、必要に応じて信号生成部４０の動作を制御し、プリドライバ２０１〜２０４への信号の出力を停止させる。更にコントロールロジック回路１０８は、前述のＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の動作停止の制御と共に、シーケンスカウンタ部１０３に対して保護の開始を示す保護開始信号５３を出力する。保護開始信号５３を受け取ったシーケンスカウンタ部１０３は、内部に備えるタイマ部１０３１により、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の動作を停止させる期間（以下、「保護時間」とも称する。）の計時を開始する。シーケンスカウンタ部１０３は、タイマ部１０３１とカウンタ部１０３２を有し、タイマ部１０３１は、設定された時間の計測を行う複数のタイマ回路を備える。タイマ部１０３１は、例えば、シーケンスカウンタ部１０３により保護時間がプリセットされ、プリセットされた保護時間をダウンカウントすることにより時間の計測を行う。シーケンスカウンタ部１０３は、例えば、時間情報が設定されたレジスタ１０４の値を保護時間１として、タイマ部１０３１にプリセットする。例えば、レジスタ１０４に１［ｓ］の時間情報が設定されている場合には、タイマ部１０３１は１［ｓ］の時間の計測を行う。なお、レジスタ１０４は、外部のホスト装置から値が設定可能とされる。
【００５３】
タイマ部１０３１による保護時間の計測が完了すると、シーケンスカウンタ部１０３はＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の保護状態の解除が可能であることを示す復帰可能信号５４を出力する。復帰可能信号５４を受けとったコントロールロジック回路１０８は、プリドライバ２０１〜２０４を制御してＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の保護状態を解除する。これにより、駆動装置１は、通常動作が可能な状態に戻る。
【００５４】
上述のように、駆動装置１は、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４に過電流が発生すると、上記方法によりＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４やスピーカ２等を保護するための動作を行う。この過電流が発生する可能性が高い状況として考えられるのは、例えば、図２に示される状態である。
【００５５】
図２は、駆動装置１を含んだスピーカ駆動システムにおいて、過電流の発生する状況の一例を示す説明図である。
【００５６】
図２に示されるように、過電流が発生する状況としては、製品基板の異常等により、駆動装置１の出力端子ＯＵＴ１、２に接続される配線ラインが天絡状態又は地絡状態となる場合である。この場合は、出力段３０＿Ａ又は３０＿Ｂの負荷がＬＰＦ３＿Ａ又は３＿Ｂとなるので、過電流が流れる可能性が高い。また、負荷端がショート状態となった場合も、出力部３０＿Ａと出力部３０＿Ｂがお互いに負荷となる関係になってしまうことで、音声信号の出力時に過電流が発生する可能性が高い。その他の過電流が発生する状況としては、過大な音声信号が駆動装置１に入力された場合、エンドユーザが誤ってインピーダンスの低いスピーカを接続した場合、又はスピーカ２の故障等によりインピーダンスが低下した場合等が考えられる。
【００５７】
これらの状況のうち、天絡状態及び地絡状態と負荷端のショート状態は、数秒程度の保護時間内で異常状態が解消する可能性は低い。そこで、実施の形態１に係る駆動装置１では、保護動作解除後の所定の期間内に過電流検出される回数をカウントし、その検出回数に応じて保護時間を変更する機能を備える。以下、当該機能について詳細に説明する。
【００５８】
前述のように過電流が検出され、所定の保護時間の経過後に保護動作が解除されたとき、シーケンスカウンタ部１０３は、タイマ部１０３１を用いて、再度の過電流検出が行われるか否かを探索するための期間（以下、「探索期間」と称する。）ＴＳの計測を開始する。例えば、タイマ部１０３１は、シーケンスカウンタ部１０３により探索期間として所定の時間がプリセットされ、プリセットされた時間をダウンカウントすることにより時間の計測を行う。シーケンスカウンタ部１０３は、例えば、時間情報が設定されたレジスタ１０６の値を探索期間ＴＳとして、タイマ部１０３１にプリセットする。例えば、レジスタ１０６に１０［ｍｓ］の時間情報が設定されている場合には、タイマ部１０３１は探索期間ＴＳとして、１０［ｍｓ］の時間の計測を行う。当該レジスタ１０６は他のレジスタ１０４等と同様に、外部から値が設定可能とされる。
【００５９】
この探索期間ＴＳ内に再度の過電流が発生し、コントロールロジック回路１０８から保護開始信号５３が出力されると、シーケンスカウンタ部１０３はその検出回数を計測する。具体的には、シーケンスカウンタ部１０３は、内部にカウンタ部１０３２を備え、そのカウンタ部１０３２が探索期間ＴＳ内に出力された保護開始信号５３の回数をカウントし、検出回数を保持する。例えば、駆動装置１の通常動作時に過電流検出があると、前述のように保護動作状態に移行し、保護時間の経過後、通常動作に復帰するが、その復帰後の探索期間ＴＳ内に再度の過電流検出があった場合には、カウンタ部１０３２が検出回数をカウントし、検出回数を“２回”として当該情報を保持する。
【００６０】
シーケンスカウンタ部１０３は、上述のように、保護動作状態が解除される毎に探索期間ＴＳ内の過電流検出の有無の監視と検出回数のカウントを行う。そして、検出回数が所定の回数に至ったとき、保護時間を長くするように変更する。具体的には、シーケンスカウンタ部１０３はカウンタ部１０３２の保持する検出回数がＮ回（Ｎは、１以上の整数）となったとき、タイマ部１０３１にプリセットする保護時間を変更する。例えば、シーケンスカウンタ部１０３は、カウンタ部１０３２がカウントする検出回数が８回となったとき、保護時間の参照先のレジスタをレジスタ１０４から、レジスタ１０４よりも長い時間の情報が設定されるレジスタ１０５に変更し、レジスタ１０５の値を保護時間２としてタイマ部１０３にプリセットする。例えば、レジスタ１０４に保護時間１として１［ｓ］が設定され、レジスタ１０５に保護時間２として４［ｓ］が設定されている場合に、検出回数が８回となると、タイマ部１０３１の計測する保護時間が１［ｓ］から４［ｓ］に変更される。なお、レジスタ１０５もレジスタ１０４等と同様に、外部から設定可能とされる。
【００６１】
このように、一定期間が経過しても過電流が発生する異常状態が改善されない場合には、駆動装置１は保護時間を延長して、異常状態が改善されるまで、保護動作状態と通常動作状態の切り替えを繰り返し実行する。
【００６２】
上述した過電流検出に係る処理の流れを、図３を用いて詳細に説明する。
【００６３】
図３は、駆動装置１における過電流検出に係る処理の手順を示す説明図である。
【００６４】
図３において、参照符号（Ａ）に示される図はシーケンスカウンタ部１０３の状態を示したものである。また、参照符号（Ｂ）に示される図は、電流検出部１０１＿Ａ又は１０１＿Ｂの状態を示したものであり、参照符号（Ｃ）に示される図は、出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂの状態を示したものである。参照符号（Ａ）〜（Ｃ）に示される夫々の図は、夫々の処理のタイミングが対応されて示されている。
【００６５】
ここでは、同図に示されるように、駆動装置１の通常動作時に過電流検出されていない状態を初期状態とし、初期状態におけるシーケンスカウンタ部１０３の動作状態をイニシャル状態（Ｓ１０１）とする。また、一例として、初期設定された保護時間を１［ｓ］、変更後の保護時間を４［ｓ］とし、保護時間が変更される検出回数を８回とする。
【００６６】
先ず、イニシャル状態（Ｓ１０１）において、過電流の検出が行われると（Ｓ１０２）、シーケンスカウンタ部１０３は、保護開始信号５３に応じて、タイマ部１０３１により保護時間の計時を開始する（Ｓ１０３）。このときコントロールロジック回路１０８は、プリドライバ２０１〜２０４を制御してＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の動作を停止させて保護動作に移行させる。これにより出力はハイ・インピーダンス状態となる。
【００６７】
そして、保護時間（１秒）の計時が完了すると、シーケンスカウンタ部１０３は復帰可能信号５４を出力する（Ｓ１０４）。これにより、コントロールロジック回路１０８は、保護状態を解除して通常動作に移行させる。このとき、シーケンスカウンタ部１０３は、タイマ１０３１を用いて、保護状態解除後の探索期間ＴＳ内の計測を開始する（Ｓ１０５）。ステップ１０５における探索期間ＴＳ内に過電流検出がなされなかった場合には、ステップ１０１に戻り、イニシャル状態となる。一方、探索期間内ＴＳに過電流検出が行われて保護開始信号５３が出力されると、シーケンスカウンタ部１０３はカウンタ部１０３２を用いて検出回数をカウントアップする（Ｓ１０６）。例えば、図３に示される場合には、ステップ１０２で一度検出していることから、ステップ１０６における検出回数は“２回”となる。その後、ステップ１０３〜１０６と同様の処理が行われ、検出回数が８回となったとき、シーケンスカウンタ部１０３は保護時間を１［ｓ］から４［ｓ］に変更して、保護タイマ１０３１により保護時間（４秒）の計時を開始する（Ｓ１０８）。そして、保護時間（４秒）の計時が完了すると、シーケンスカウンタ部１０３は復帰可能信号５４を出力する（Ｓ１０９）。これにより、コントロールロジック回路１０８は、保護状態を解除して通常動作に移行させる。このとき、シーケンスカウンタ部１０３は、ステップ１０５と同様に、タイマ部１０３１を用いて探索期間ＴＳの計測を開始する（Ｓ１１０）。ステップ１１０における探索期間ＴＳ内に過電流検出がなされなかった場合には、ステップ１０１に戻り、イニシャル状態となる。このとき、シーケンスカウンタ部１０３は、保護時間の情報が設定されているレジスタの参照先を、レジスタ１０５（４［ｓ］）からレジスタ１０４（１［ｓ］）に変更し、変更したレジスタ１０４（１［ｓ］）の値をタイマ部１０３１にプリセットする。一方、探索期間ＴＳ内に過電流検出が行われた場合には（Ｓ１１１）、ステップ１０８に移行し、上記と同様の処理を繰り返す。
【００６８】
図４及び図５に、駆動装置１における過電流検出時のシーケンスの一例を示す。
【００６９】
図４は、探索期間ＴＳ内に過電流検出が行われた場合のシーケンスを示す説明図である。
【００７０】
参照符号４０１には、天絡及び地絡や負荷端ショート等の過電流が発生し得る異常状態の有無が示され、参照符号４０２には、異常状態の有無に応じた過電流検出のタイミングが示され、参照符号４０３には、異常状態の有無に応じた駆動装置１の出力状態が示される。なお、同図では、保護時間１を１［ｓ］、保護時間２を４［ｓ］とした場合を一例として示しているが、これに限られない。
【００７１】
同図に示されるように、探索期間ＴＳ内の過電流検出により、１秒間の保護動作状態への移行と通常動作への復帰が繰り返し実行され、８回目の探索期間ＴＳ内での過電流検出後に、保護動作状態の保護時間が１秒から４秒に変更される。
【００７２】
図５は、探索期間ＴＳ外に過電流検出が行われた場合のシーケンスを示す説明図である。
【００７３】
同図に示されるように、過電流検出により、１秒間の保護動作状態への移行と通常動作への復帰が繰り返し実行されるが、探索期間ＴＳ外に検出されているため、保護時間の切り替わりは起こらない。
【００７４】
尚、特に図示していないが、探索期間ＴＳ外に過電流検出が行われた場合においても、異常状態が所定の回数でも改善しない場合は、保護時間の切り替えを行うようにしてもよい。
【００７５】
以上実施の形態１に係る過電流保護を備えた駆動装置１によれば、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４に過電流が流れた場合には、保護時間だけ出力部３０＿Ａ又は３０＿Ｂの動作を停止させるから、負荷の駆動を停止させた状態を保持し続けることなく、自動的に保護状態から復帰することが可能となる。また、過電流の検出回数をカウントすることで過電流が発生する異常状態の頻度を把握し、一定期間が経過しても過電流が発生する異常状態が改善されない場合には、保護時間を延長することで、瞬間的でも過電流が流れる頻度を抑えることができる。これにより、駆動装置１は、過電流保護状態からの自動復帰の機能を備えつつ、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の製品寿命の劣化の低減と過電流発生によるスピーカ２の異音発生の頻度の低減に資する。
【００７６】
≪実施の形態２≫
図６は、実施の形態２に係る過電流保護回路を備えた、スピーカの駆動装置の構成の一例を示すブロック図である。同図に示される駆動装置２は、実施の形態１に係る駆動装置１と同様に過電流保護機能を備えるが、更に、過電流が発生するタイミングに応じて、保護の方法を最適化する機能を備える。
【００７７】
駆動装置２は、特に制限されないが、公知のＣＭＯＳ集積回路の製造技術によって１個の単結晶シリコンのような半導体基板に形成されている。同図に示される駆動装置２の構成要素のうち、駆動装置１と同様の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
駆動装置２は、信号生成部４１、過電流保護回路１２、プリドライバ部２０＿Ａ〜２０＿Ｂ、出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂを備える。
【００７９】
信号生成部４１は、アンプ部４１１とＰＷＭコントロール部４１２を有する。例えば、外部からアナログの音声信号５５が入力されると、アンプ部４１１が入力信号５５を増幅し、ＰＷＭコントロール部４１２が増幅された音声信号５６に基づいてスピーカ２を駆動するためのデジタルの駆動信号５１を生成し、プリドライバ２０１〜２０４に出力する。
【００８０】
過電流保護回路１２は、実施の形態１に係る過電流保護回路１０の構成要素に加え、後述する探索期間２の時間情報が設定されるレジスタ１０７と、制御部１２２内に出力調整部１２１を更に有する。以下、過電流保護回路１２による保護動作について説明する。
【００８１】
過電流検出時の基本動作は、実施の形態１に係る過電流保護回路１０と同様である。すなわち、過電流保護回路１２により過電流の検出をなされると、駆動装置２は保護動作状態に移行し、所定の保護時間の経過後、通常動作に復帰する。実施の形態１に係る過電流保護回路１０と異なる機能は以下である。すなわち、過電流保護回路１０では、通常動作状態への復帰後に探索期間ＴＳを設け、探索期間ＴＳ内での過電流検出が発生した回数に応じて保護時間を変更させた。実施の形態２に係る過電流保護回路１２では、通常動作状態への復帰後に探索期間１（ＴＳ１）と探索期間２（ＴＳ２）の２つの探索期間を設け、夫々の探索期間内に過電流検出が発生した回数をカウントし、夫々の検出回数に応じて保護の方法を変更する。
【００８２】
初めに探索期間１（ＴＳ１）と探索期間２（ＴＳ２）について説明する。
【００８３】
上記の図２で述べたように、過電流が発生する原因として考えられる異常状態は、天絡状態及び地絡状態と、負荷端ショートをはじめとするインピーダンスの低下等である。このうち、天絡状態及び地絡状態による過電流は音声信号を出力していないときでも発生し得る。例えば、Ｄ級動作によるスピーカ駆動の場合、音声信号を出力しない場合であっても、デューティ比５０％のＰＷＭ駆動信号により、出力部３０＿Ａ及び３０＿ＢのＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４がスイッチング動作をするミュート期間が存在し、当該期間には過電流が発生し得る。
【００８４】
図７は、音声信号の出力のタイミングの一例を示す説明図である。
【００８５】
同図に示すように、過電流検出による保護動作状態の解除後、所定の期間はミュート期間７０１とされ、この期間７０１には音声信号を出力させない。ミュート期間７０１の経過後、音声信号の出力が可能な状態へと移行するが、ミュート期間の解除後の所定の期間は、ポップ音を防止するためのソフトミュート解除期間７０２とされ、音声信号のゲインを目標とするゲインになるように徐々に変化させる。そして、このソフトミュート解除期間７０２を経て、音声信号が規定のゲインで出力されるようになる。
【００８６】
上記のように、異常状態が天絡状態又は地絡状態である場合には、音声信号が出力されないミュート期間であってもＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４がデューティ比５０％の駆動信号によりスイッチング動作をしていることから、過電流が発生する。一方、異常状態がショート状態をはじめとする低インピーダンス状態、又は過大入力状態である場合には、ミュート期間では、デューティ比５０％の出力信号がＬＰＦ３＿Ａ及び３＿Ｂにより平滑化され、その平滑化された電圧がスピーカ２の両端に印加されるため、スピーカ２に電流が流れず過電流は発生しない。そこで、実施の形態２では、上記ミュート期間と同一の期間を探索期間１（ＴＳ１）とし、探索期間１において過電流が検出された場合には、天絡状態又は地絡状態が過電流発生の原因と判断する。また、ミュート期間解除後の所定の期間を探索期間２として、探索期間１において過電流検出されず、探索期間２において過電流検出された場合には、負荷端のショートをはじめとする低インピーダンス状態又は過大入力状態等が過電流発生の原因と判断する。
【００８７】
図８は、探索期間１（ＴＳ１）及び探索期間２（ＴＳ２）の一例を示す説明図である。
【００８８】
同図では、一例として保護時間を１［ｓ］、ミュート期間を１０［ｍｓ］、ソフトミュート解除期間を２０［ｍｓ］としているが、特に限定されない。
【００８９】
同図に示されるように、異常状態の発生により過電流検出が発生すると、保護時間だけ駆動装置２の出力がハイ・インピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）となり、保護状態となる。そして、異常が取り除かれ保護状態が解除されると、駆動装置２は通常動作に移行する。通常動作の開始後は、ミュート期間とソフトミュート解除期間を経て通常の音声出力状態となる。このとき、過電流保護回路１２では、保護状態解除後のミュート期間と同一の期間を探索期間１として、天絡・地絡原因の過電流発生の有無を監視し、この期間の過電流検出の回数をカウントする。また、過電流保護回路１２では、ミュート期間（探索期間１）経過後の所定の期間を探索期間２として、負荷端のショートをはじめとする低インピーダンス状態等を原因とする過電流発生の有無を監視し、この期間の過電流検出の回数をカウントする。
【００９０】
次に、探索期間１及び探索期間２における検出回数に応じた保護動作の最適化について説明する。
【００９１】
前述したように、探索期間１における過電流検出は天絡状態又は地絡状態が原因と考えられるため、数秒の保護時間内で異常状態が解消される可能性は低い。そこで、過電流保護回路１２は、探索期間１内での過電流検出が連続して発生し、異常状態が解消しない場合には、実施の形態１と同様に、保護時間を長くする制御を行う。一方、探索期間２における過電流検出は負荷端の低インピーダンス状態や過大入力が原因と考えられるため、スピーカ２による音声の出力レベルを低下させることで過電流の発生を抑えることができる場合がある。そこで、過電流保護回路１２は、探索期間２内での過電流検出が連続して発生し、異常状態が解消しない場合には、スピーカ２を駆動する信号の出力レベルを低下させる制御を行う。
【００９２】
上記の保護動作に係る過電流保護回路１２による具体的な制御方法について以下に詳細に説明する。
【００９３】
先ず、電流検出部１０１＿Ａ又は１０１＿Ｂが過電流を検出すると、実施の形態１と同様の方法により、コントロールロジック回路１０８がシーケンスカウンタ部１２３に対して保護開始信号５３を出力すると共に、プリドライバ２０１〜２０４を介して出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂの動作を停止させる。保護開始信号５３を受け取ったシーケンスカウンタ部１２３は、実施の形態１と同様の方法によりタイマ部１２３１を用いて保護時間１の計測を開始する。計時終了後、シーケンスカウンタ部１２３は、復帰可能信号５４を出力すると共に、タイマ部１２３１を用いて探索期間１の計測を開始する。例えば、シーケンスカウンタ部１２３は、時間情報が設定されたレジスタ１０６を参照し、その値を探索期間１としてタイマ部１２３１にプリセットし、タイマ部１２３１はプリセットされた時間の計測を行う。
【００９４】
以降の処理について、探索期間１内に過電流が検出される場合と、探索期間１内に過電流が検出されず、探索期間２内に過電流が検出される場合の２つの場合に分けて説明する。
【００９５】
先ず、探索期間１内に再度の過電流が発生した場合は、コントロールロジック回路１０８により保護開始信号５３が出力され、シーケンスカウンタ部１２３におけるカウンタ部１２３２がその検出回数をカウントし、検出回数の情報を保持する。例えば、探索期間１内に再度の過電流検出があった場合には、カウンタ部１２３２が検出回数をカウントし、検出回数を“２回”として検出回数の情報を保持する。その後は、再度、保護動作状態に移行し、所定の保護時間の経過後、通常動作状態に復帰する。そして、その復帰後の探索期間１内に過電流検出があると、カウンタ部１２３２が検出回数をカウントし、検出回数を“３回”として検出回数の情報を更新する。上記の動作は、異常状態が解消されるまで繰り返し実行され、保持する検出回数がＮ回数に至ったとき、シーケンスカウンタ部１２３は保護時間が長くなるように変更する。具体的な方法は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９６】
次に、探索期間１内に過電流が発生せず、探索期間２内に過電流が発生した場合について説明する。
【００９７】
シーケンスカウンタ部１２３はタイマ部１２３１による探索期間１の計測が終了すると、引き続きタイマ部１２３１を用いて探索期間２の計測を開始する。例えば、シーケンスカウンタ部１２３は、時間情報が設定されたレジスタ１０７を参照し、その値を探索期間２としてタイマ部１２３１にプリセットし、タイマ部１２４１はプリセットされた時間の計測を行う。レジスタ１０７は他のレジスタ１０４等と同様に、外部からその値が設定可能とされる。
【００９８】
探索期間２内に過電流が発生すると、コントロールロジック回路１０８により保護開始信号５３が出力され、シーケンスカウンタ部１２３におけるカウンタ部１２３２がその検出回数をカウントし、検出回数を保持する。例えば、探索期間２内に再度の過電流検出があった場合には、カウンタ部１２３２が検出回数をカウントし、検出回数を“２回”として検出回数の情報を保持する。その後は、再度、保護動作状態に移行し、所定の保護時間の経過後、通常動作状態に復帰する。そして、その復帰後の探索期間１内に過電流検出が無く、探索期間２内に過電流検出があった場合には、カウンタ部１２３２が検出回数をカウントし、検出回数を“３回”として検出回数の情報を更新する。上記の動作は、異常状態が解消されるまで繰り返し実行され、保持する検出回数が所定の回数に至ったとき、コントロールロジック回路１０８が出力調整部１２１を介して、スピーカ２を駆動する信号の出力レベルを制限する（以下、「出力アッテネート状態」とも称する）。具体的には、シーケンスカウンタ部１２３はカウンタ部１２３２の保持する検出回数がＭ回（Ｍは、１以上の整数）となったとき、検出回数が所定の回数になったことを示す信号５７をコントロールロジック回路１０８に与え、コントロールロジック回路１０８がその信号５７を受けて、出力調整部１２１に対し、スピーカ２を駆動する信号の出力レベルを制限するように指示をする。その指示を受けた出力調整部１２１は、例えば、アンプ部４１１のゲインを調整したり、ＰＷＭコントロール部４１２により生成される駆動信号５１のパルス幅の変化を調整したりすることで、スピーカ２を駆動する信号の出力レベルを制限する。例えば、出力調整部１２１がアンプ部４１１のゲインを低下させると、ＰＷＭコントロール部４１２に入力される増幅された音声信号５６の電圧レベルが低下するため、ＰＷＭコントロール部４１２が生成する駆動信号５１のパルス幅の変化が抑制される。これにより、スピーカ２の両端の電圧レベルが低下し、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４に流れる電流が減少する。また、出力調整部１２１が、ＰＷＭコントロール部４１２によるパルス幅変調時のパルス幅の変動を制限すると、パルス幅の変化が抑制された駆動信号５１が生成される。これにより、スピーカ２の両端の電圧レベルが低下し、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４に流れる電流が減少する。なお、出力調整部１２１による駆動信号の出力レベルの制限は、上記のようにアンプ部４１１とＰＷＭコントロール部４１２の何れか一方を制御することで実現してもよいし、双方を制御することで実現してもよい。
【００９９】
図９及び図１０に、駆動装置２における過電流検出時のシーケンスの一例を示す。
【０１００】
図９は、探索期間１（ＴＳ１）内に過電流検出が行われた場合のシーケンスを示す説明図である。
【０１０１】
参照符号５０１には、天絡及び地絡や負荷端ショート等の異常状態の有無が示され、参照符号５０２には、異常状態の有無に応じた過電流検出のタイミングが示され、参照符号５０３には、異常状態の有無に応じた駆動装置２の出力状態が示される。なお、同図では、保護時間１を１［ｓ］、保護時間２を４［ｓ］とした場合を一例として示しているが、これに限られない。
【０１０２】
同図に示されるように、探索期間１（ＴＳ１）内の過電流検出により、１秒間の保護動作状態への移行と通常動作への復帰が繰り返し実行され、８回目の探索期間ＴＳ１内での過電流検出後に、保護動作状態の保護時間が１秒から４秒に変更される。
【０１０３】
尚、探索期間１（ＴＳ１）の間に異常状態が発生しない場合は、デューティ５０％のミュート期間は探索期間１（ＴＳ１）と同等の期間であるが、探索期間１（ＴＳ１）の間に異常状態が発生した場合は、この時点で出力回路３０＿Ａ又は３０＿Ｂはハイ・インピーダンスとなり、デューティ５０％のミュート期間は解除される。
【０１０４】
図１０は、探索期間２（ＴＳ２）内に過電流検出が行われた場合のシーケンスを示す説明図である。
【０１０５】
同図では、保護時間１を１［ｓ］、ミュート期間を１０［ｍｓ］とした場合を一例として示しているが、これに限られない。
【０１０６】
同図に示されるように、探索期間２（ＴＳ２）内の過電流検出により、１秒間の保護動作状態への移行と通常動作への復帰が繰り返し実行され、８回目の探索期間ＴＳ２内での過電流検出後に出力アッテネート状態に移行する。
【０１０７】
以上実施の形態２に係る過電流保護回路１２を備えた駆動装置２によれば、過電流が発生する異常状態を、天絡状態又は地絡状態による異常状態と、負荷端ショートをはじめとする低インピーダンス状態又は過大入力状態による異常状態とで区別するから、異常状態に応じた保護の方法を最適化することができる。これにより駆動装置２は、過電流保護状態からの自動復帰の機能を備えつつ、ＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の製品寿命の劣化の低減と過電流発生によるスピーカ２の異音発生の頻度の低減に資する。
【０１０８】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１０９】
例えば、実施の形態１及び２では、過電流保護回路１０及び１２をスピーカを負荷とするシステムに適用する場合を一例として示したが、これ以外にＭＯＳトランジスタ等の駆動素子により負荷を駆動し、過電流保護が必要なシステムであれば適用可能である。例えば、ＢＴＬ（Ｂｒｉｄｇｅｄ  Ｔｒａｎｓｌｅｓｓ）方式によるモータ駆動システムや、電源回路等にも適用することができる。
【０１１０】
レジスタ１０４〜１０７は、外部のホスト装置から値が設定可能とされるが、駆動装置１、４が内部にＣＰＵ等のホスト装置を備えているようなシステムＬＳＩの場合には、その内部のホスト装置がレジスタ１０４〜１０７の設定をしてもよい。
【０１１１】
また、実施の形態２に係る信号生成部４１は、上記構成に限られない。例えば、デジタルの音声信号を入力する場合には、ＰＷＭコントロール部４１２が入力された音声信号をデコードし、デコードした信号に基づいて駆動信号５１を生成してもよい。この場合、信号生成部４１はアンプ部４１１を不要とし、出力アッテネート状態は、出力調整部１２１によりＰＷＭコントロール部４１２における駆動信号５１の生成時のパルスの変動幅を制限することにより実現される。
【０１１２】
更に、実施の形態２に係る過電流保護回路１２では、探索期間１における過電流の連続検出回数により保護時間を延長させる方法を一例として示したが、これに限られず、例えば、連続検出後に出力部３０＿Ａ及び３０＿ＢのＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の動作を停止させて、その状態を保持し、連続検出があったことを示す信号を出力する方法でもよい。例えば、天絡状態や地絡状態の異常状態は、駆動装置２を含んだスピーカ駆動システムの製造時において発生する可能性が高く、エンドユーザが当該システムを使用する際に発生する可能性は低い。そこで、音声を出力することを目的としない製造時において発生する可能性が高い天絡状態や地絡状態では、出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂの動作の停止を保持することでＭＯＳトランジスタ３０１〜３０４の寿命の低下をより抑制することが可能となる。更に、過電流検出が連続して起こったことを示す信号を出力することで異常により動作が停止していることを外部に通知することができる。また、当該探索期間１における連続検出後の保護方法を切換え可能としてもよい。例えば、過電流保護回路１２の内部に外部ホスト装置から値の設定が可能なレジスタを設け、そのレジスタの値に応じて、探索期間１における連続検出後の保護方法を、保護時間を延長させる方法と出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂの動作を停止させて保持する方法の間で切り替え可能としてもよい。これによれば、例えば、スピーカ駆動システムの製造時には出力部３０＿Ａ及び３０＿Ｂの動作停止を保持する方法に設定し、製品出荷時には保護時間を延長させる方法に設定することで、使用状態に適した保護方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１、４  駆動装置
２  スピーカ
３＿Ａ、３＿Ｂ  ＬＰＦ
１０、１２  過電流保護回路
５１  駆動信号
５２  検出信号
５３  保護開始信号
５４  復帰可能信号
５５  音声信号
５６  増幅された音声信号
５７  検出回数が所定の回数になったことを示す信号
１０１＿Ａ、１０１＿Ｂ  電流検出部
１０２、１２２  制御部
１０８  コントロールロジック回路
１０４〜１０７  レジスタ
１０３、１２３  シーケンスカウンタ部
１２１  出力調整部
１０３１、１２３１  タイマ部
１０３２、１２３２  カウンタ部
４０、４１  信号生成部
４１１  アンプ部
４１２  ＰＷＭコントロール部
２０＿Ａ、２０＿Ｂ  プリドライバ部
２０１〜２０４  プリドライバ
３０＿Ａ、３０＿Ｂ  出力部
３０１〜３０４  ＭＯＳトランジスタ
４０１、５０１  異常状態の有無
４０２、５０２  過電流検出
４０３、５０３  出力状態
ＴＳ  探索期間
ＴＳ１  探索期間１
ＴＳ２  探索期間２
ＯＵＴ１、ＯＵＴ２  出力端子
【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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