(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子及び第２端子を有する第１負荷の前記第１端子に接続される第１出力端子を有する第１増幅器と、
第１端子及び第２端子を有する第２負荷の前記第１端子に接続される第２出力端子を有する第２増幅器と、
前記第１負荷の第２端子と前記第２負荷の第２端子とに接続される第３出力端子を有する第３増幅器と、
前記第１出力端子と前記第３出力端子との間に接続される第１スイッチと、
前記第２出力端子と前記第３出力端子との間に接続される第２スイッチと、
を備え、
前記第１増幅器、前記第３増幅器及び前記第１スイッチが第１ブリッジ増幅器を構成し、前記第２増幅器、前記第３増幅器及び前記第２スイッチが第２ブリッジ増幅器を構成することを特徴とするスピーカ用駆動装置。
【請求項２】
前記第１負荷に電力を供給する場合、
前記第１ブリッジ増幅器が前記第１スイッチを開状態にし、前記第１増幅器及び第３増幅器により前記第１負荷に電力を供給し、前記第２ブリッジ増幅器が前記第２スイッチを閉状態にし、前記第２増幅器をフローティング状態にし、前記第２負荷への電力の供給を停止し、
前記第２負荷に電力を供給する場合、
前記第２ブリッジ増幅器が前記第２スイッチを開状態にし、前記第２増幅器及び第３増幅器が前記第２負荷に電力を供給し、かつ、前記第１ブリッジ増幅器が前記第１スイッチを閉状態にし、前記第１増幅器をフローティング状態にし、前記第１負荷への電力の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用駆動装置。
【請求項３】
前記第１ブリッジ増幅器及び前記第２ブリッジ増幅器は、それぞれが動作基準周期の半周期において交互に信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ用駆動装置。
【請求項４】
前記第１負荷を流れるループ電流と、前記第２負荷を流れるループ電流が互いに独立したループをなすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスピーカ用駆動装置。
【請求項５】
第１端子及び第２端子を有する第１負荷の前記第１端子に接続される第１出力端子を有する第１増幅器と、
第１端子及び第２端子を有する第２負荷の前記第１端子に接続される第２出力端子を有する第２増幅器と、
前記第１負荷の第２端子と前記第２負荷の第２端子とに接続される第３出力端子を有する第３増幅器と、
前記第１出力端子と前記第３出力端子との間に接続される第１スイッチと、
前記第２出力端子と前記第３出力端子との間に接続される第２スイッチと、を有し、
前記第１増幅器、前記第３増幅器及び前記第１スイッチが第１ブリッジ増幅器を構成し、前記第２増幅器、前記第３増幅器及び前記第２スイッチが第２ブリッジ増幅器を構成するスピーカ用駆動装置と、
前記第１負荷に電力を供給する場合、
前記第１ブリッジ増幅器に対しては、前記第１スイッチを開状態にさせ、前記第１増幅器及び第３増幅器から前記第１負荷に電力を供給させるパルス幅変調信号を出力し、前記第２ブリッジ増幅器に対しては前記第２スイッチを閉状態にさせ、前記第２増幅器出力をフローティング状態にさせ、前記第２負荷への電力の供給を停止させるパルス幅変調信号を出力し、
前記第２負荷に電力を供給する場合、
前記第２ブリッジ増幅器に対しては、前記第２スイッチを開状態にさせ、前記第２増幅器及び第３増幅器から前記第２負荷に電力を供給させ、前記第１ブリッジ増幅器に対しては前記第１スイッチを閉状態にさせ、前記第１増幅器をフローティング状態にさせ、前記第１負荷への電力の供給を停止させるパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号生成手段と、
を備えることを特徴とするスイッチングアンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ用駆動装置及びスイッチングアンプにかかり、特に、３極単頭のステレオプラグを用いてスピーカの駆動アンプに接続されるスピーカを駆動するスピーカ用駆動装置及びスイッチングアンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ステレオヘッドホンスピーカが普及している。ステレオヘッドホンスピーカは、３極単頭のステレオプラグを用いてスピーカの駆動アンプに接続されることが多い。ステレオプラグはグランド端子と２チャネルの信号端子であることがほとんどであり、駆動アンプはＡＢ級アンプで構成されている。負荷であるヘッドホンスピーカは、グランドレベルを基準電位として駆動アンプに接続されている。
【０００３】
駆動アンプの直流電圧供給源が正極の単電源である場合、駆動アンプの信号基準レベルは通常グランドレベルではない。このため、駆動アンプを安定して動作させるには、駆動アンプとスピーカ間に比較的サイズの大きなキャパシタを直列に接続して直流成分を除去する必要がある。
いっそうの長時間駆動を目指す携帯機器では、ヘッドホンスピーカを駆動する駆動アンプをＡＢ級アンプよりも電力効率が良好なスイッチングアンプに置き換えることが望ましい。しかし、現状では、最も普及している３極単頭ステレオプラグに対応した３端子出力を可能とするスイッチングアンプは普及していない。
【０００４】
また、３端子出力の仕様において、駆動アンプをＡＢ級アンプから電力効率が良好であるスイッチングアンプに置き換えた場合、ヘッドホンスピーカはグランド端子を基準に２チャンネルのハーフブリッジ構成の出力回路によって駆動されることになる。
しかし、このような構成では、無負荷時が最もリブル電流が大きくなる。このため、直接スピーカを駆動すると、スピーカが発熱して破壊する可能性がある。このような可能性を低減するためには、比較的大きなインダクタとキャパシタを持つＬＣフィルタを挿入し、リプル電流を除去する必要が生じる。３端子出力の仕様を満たし、かつＬＣフィルタを必要としないステレオスピーカ駆動回路の例として、特許文献１、２が挙げられる。
【０００５】
図６は、３端子出力ステレオスピーカの駆動回路が負荷を駆動するために動作している状態（負荷駆動状態）を示した図である。駆動回路は、３つの増幅器７０、８０、９０を有している。増幅器７０、８０は接続点ＯＵＴ１、ＯＵＴＣによって接続されている。また、増幅器８０、９０は接続点ＯＵＴＣ、ＯＵＴ２によって接続されている。ＯＵＴ１−ＯＵＴＣ間を第１チャネル、ＯＵＴＣ−ＯＵＴ２間を第２チャネルとする。第１チャネルには負荷（スピーカ）Ｌ１が、第２チャネルには負荷（スピーカ）Ｌ２がそれぞれ接続されている。
【０００６】
増幅器８０は、第１チャネルと第２チャネルとに時分割で共用される増幅器である。
図６（ａ）では、第１チャネルが正極性の信号を出力し、第２チャネルは信号を出力していない。６（ｂ）では、第１チャネルが負極性の信号を出力し、第２チャネルは信号を出力していない。図６（ｃ）では、第２チャネルが正極性の信号を出力し、第１チャネルは信号を出力していない。また、図６（ｄ）では、第２チャネルが負極性の信号を出力し、第２チャネルは信号を出力していない。図６（ｅ）は、第１チャネル、第２チャネルが共に信号を出力していない場合の駆動回路の負荷駆動状態を示している。
【０００７】
図７は、図６に示した第１チャネル、第２チャネルの信号出力のタイミングを説明するための図である。図中に示したタイミングＴ８ａは、第１チャネルが信号を出力し、第２チャネルが信号を出力しない期間を示す。タイミングＴ８ｂは、第２チャネルが信号を出力し、第１チャネルが信号を出力しない期間を示す。
なお、本発明の効果を分かりやすくするために増幅器７０の出力信号ＯＵＴ１、増幅器８０の出力信号ＯＵＴＣ、増幅器９０の出力信号ＯＵＴ２を図７中に理想的な信号を点線で示し、信号駆動により変動する電圧を実線で示す。
【０００８】
特許文献１に記載された発明では、１サイクルの半周期であるＴ８ａの期間に第１チャネルが負荷Ｌ１を駆動し、もう一方の半周期であるＴ８ｂの期間に第２チャネルが負荷Ｌ２を駆動する。
図７に示したように、Ｔ８ａの期間、スピーカの駆動回路に入力される制御信号ＩＮＡがローレベル、ＩＮＢがハイレベル、ＩＮＣがハイレベルである場合、駆動回路は、図６（ａ）の負荷駆動状態に遷移する。この際、増幅器７０ではトランジスタ７１がオン、トランジスタ７２がオフし、出力ＯＵＴ１がハイレベルになる。また、増幅器８０ではトランジスタ８１がオフ、トランジスタ８２がオンし、出力ＯＵＴＣがローレベルとなる。さらに、増幅器９０では、トランジスタ９１がオフ、トランジスタ９２がオンし、出力ＯＵＴ２がローレベルとなる。
【０００９】
増幅器７０、８０、９０が動作することによって、第１チャネルの出力ＯＵＴ１−ＯＵＴＣが正極性になるように負荷Ｌ１に信号が出力される。また、第２チャネルの出力ＯＵＴ２−ＯＵＴＣがＴ８ａに示す点線になるように、負荷Ｌ２には信号が出力されることがない。
図７に示した期間Ｔ８ａにおいて、制御信号ＩＮＡがハイレベル、ＩＮＢがローレベル、ＩＮＣがローレベルの場合、図６に示した駆動回路は（ｂ）に示した負荷駆動状態に遷移する。この際、増幅器７０ではトランジスタ７１がオフ、トランジスタ７２がオンし、出力ＯＵＴ１がローレベルとなり、増幅器８０ではトランジスタ８１がオン、トランジスタ８２がオフし、出力ＯＵＴＣがハイレベルとなる。増幅器９０では、トランジスタ９１がオン、トランジスタ９２がオフし、出力ＯＵＴ２がハイレベルとなる。第１チャネルの出力ＯＵＴ１−ＯＵＴＣが負極性になるように、負荷Ｌ１には信号が出力される。また、第２チャネルの出力ＯＵＴ２−ＯＵＴＣがＴ８ａに示す点線になるように、負荷Ｌ２には信号が出力されることがない。
【００１０】
また、図７に示したＴ８ｂの期間において、制御信号ＩＮＡがハイレベル、ＩＮＢがローレベル、ＩＮＣがハイレベルである場合、図６の駆動回路は（ｃ）に示した負荷駆動状態に遷移する。この際、増幅器７０ではトランジスタ７１がオフ、トランジスタ７２がオンし、出力ＯＵＴ１がローレベルとなる。増幅器８０では、トランジスタ８１がオフ、トランジスタ８２がオンし、出力ＯＵＴＣがローレベルとなる。増幅器９０では、トランジスタ９１がオン、トランジスタ９２がオフし、出力ＯＵＴ２はハイレベルとなる。このとき、第２チャネルの出力ＯＵＴ２−ＯＵＴＣが正極性になるように、負荷Ｌ２に信号が出力される。第１チャネルの出力ＯＵＴ１−ＯＵＴＣがＴ８ｂに示す点線になるように、負荷Ｌ１には信号が出力されることがない。
【００１１】
図７に示したＴ８ｂの期間において、制御信号ＩＮＡがローレベル、ＩＮＢがハイレベル、ＩＮＣがローレベルのとき、図６の駆動回路は（ｄ）の負荷駆動状態に遷移する。増幅器７０では、トランジスタ７１がオン、トランジスタ７２がオフし、出力ＯＵＴ１がハイレベルとなる。増幅器８０では、トランジスタ８１がオン、トランジスタ８２がオフし、出力ＯＵＴＣがハイレベルとなる。増幅器９０では、トランジスタ９１がオフ、トランジスタ９２がオンし、出力ＯＵＴ２がローレベルとなる。また、第２チャネルの出力ＯＵＴ２−ＯＵＴＣが負極性になるように、負荷Ｌ２に信号が出力される。第１チャネルの出力ＯＵＴ１−ＯＵＴＣがＴ８に示す点線になるように、負荷Ｌ１には信号が出力されることがない。
【００１２】
図７に示したＴ８ａまたはＴ８ｂの期間に制御信号ＩＮＡがハイレベル、ＩＮＢがハイレベル、ＩＮＣがハイレベルの場合、図６に示した駆動回路は（ｅ）の負荷駆動状態に遷移する。この際、増幅器７０ではトランジスタ７１がオフし、トランジスタ７２がオンし、出力ＯＵＴ１がローレベルとなる。増幅器８０では、トランジスタ８１がオフし、トランジスタ８２がオンし、出力ＯＵＴＣがローレベルとなる。増幅器９０では、トランジスタ９１がオフ、トランジスタ９２がオンし、出力ＯＵＴ２がローレベルとなる。
このような負荷駆動状態では、第１チャネルの出力ＯＵＴ１−ＯＵＴＣ、第２チャネルの出力ＯＵＴ２−ＯＵＴＣが共にゼロになるように、負荷Ｌ１、負荷Ｌ２には信号が出力されることがない。
【特許文献１】特表２００５−５１０１０７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３０１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の３端子出力のステレオスピーカは、グランドを基準に信号処理を行っているため、チャネル間で共有される出力増幅回路を介して一方のチャネルからもう一方のチャネルに信号干渉を発生しやすい。信号干渉の発生は、チャネル間における音声の漏れの原因となり得る。
以下、信号干渉の発生について説明する。図８は、トランジスタが負荷を駆動するために動作している状態（負荷駆動状態）を示した図であって、図６に示したように電流が流れる場合の回路やチャネルを、その機能に応じて抵抗やトランジスタに置き換えて示している。このような図８を、本明細書では、トランジスタのオン抵抗を考慮した負荷駆動状態を示す図と記す。
【００１４】
例えば、図８（ｃ）は、図６（ａ）のオン抵抗を考慮した負荷駆動状態を示している。図８（ｃ）に示すように、第１チャネルでは、オン抵抗ｒ７１とオン抵抗ｒ８２を通して出力ＯＵＴ１−ＯＵＴＣが正極性になるように負荷Ｌ１に電流が流れる。第２チャネルでは、負荷Ｌ２が、両方の端子ＯＵＴ２、ＯＵＴＣがグランドレベルになるようにオン抵抗ｒ８２、オン抵抗ｒ９２を介してグランドに接続される。電流は、Ｌ２に蓄積されたエネルギーが放出される方向に流れる。
【００１５】
ここでは、説明を簡単にするため、負荷Ｌ２に蓄積されているエネルギーをゼロと仮定し、第２チャネルに負荷Ｌ２による回生電流が流れないものとする。増幅器８０は、第１チャネルと第２チャネルで共用する第２増幅器である。増幅器８０の出力ＯＵＴＣの電位は、第１チャネルが負荷Ｌ１を駆動するために流す電流Ｉ１ｐがオン抵抗ｒ８２に流れることによってグランドレベルよりも（Ｉ１ｐ×ｒ８２）だけ上昇する。この結果、出力ＯＵＴＣと、オン抵抗ｒ９２を介してグランドレベルにあるＯＵＴ２との間に電位差が発生する。
【００１６】
したがって、第２チャネルには、ＯＵＴ２−ＯＵＴＣ間の電位差（Ｉ１ｐ×ｒ８２）によって不要な電流が流れ、第２チャネルは第１チャネルから干渉を受けることになる。このとき第２チャネルＯＵＴ２−ＯＵＴＣでは、図７のタイミングＴ８ａに示す期間に負極性のノイズ電圧が発生する。このノイズ電圧を図中に実線で示す。
図６（ｅ）は、第１チャネルと第２チャネルが電力を供給しない負荷駆動状態を示している。図８（ｄ）は、図６（ｅ）のオン抵抗を考慮した負荷駆動状態を説明するための図である。図６（ｅ）に示した状態では、第１チャネルが負荷Ｌ１の両方の端子ＯＵＴ１、ＯＵＴＣがグランドレベルになるようにオン抵抗ｒ７２、オン抵抗ｒ８２を介してグランドに接続されている。電流は、Ｌ１に蓄積されたエネルギーが放出される方向に流れる。
【００１７】
第２チャネルでは、負荷Ｌ２の両方の端子ＯＵＴ２、ＯＵＴＣがグランドレベルになるようにオン抵抗ｒ８２、オン抵抗９２を介してグランドに接続されている。電流は、Ｌ２に蓄積されたエネルギーが放出される方向に流れる。
以上の構成において、第２チャネルに負荷Ｌ２による回生電流が流れないと仮定すると、第１負荷Ｌ１は、第１チャネルが負荷Ｌ１に蓄積されたエネルギーを放出している期間、回生電流Ｉ１ｃをｒ８２に流す。このことにより、共用される増幅器８０の出力ＯＵＴＣは、グランドレベルよりも（Ｉ１ｃ×ｒ８２）だけ上昇あるいは下降し、グランドレベルにあるＯＵＴ２に対して電位差を生じる。
【００１８】
したがって、第２チャネルには、ＯＵＴ２−ＯＵＴＣ間の電位差（Ｉ１ｃ×ｒ８２）によって不要な電流が流れ、第２チャネルは第１チャネルから干渉を受けることになる。このとき、第２チャネルＯＵＴ２−ＯＵＴＣでは、図７のタイミングＴ８ａに示す期間に負極性のノイズ電圧が発生する。このノイズ電圧を図中に実線で示す。
すなわち、第１チャネルがＬ１に信号を出力する図６（ａ）、（ｂ）の負荷駆動状態、及び第１チャネルも第２チャネルも信号を出力しない図６（ｅ）の負荷駆動状態では、第２チャネルの負荷Ｌ２には図７に示したタイミングＴ８ａの期間に、実線で示したノイズ電圧が発生する。
【００１９】
また、第２チャネルが負荷Ｌ２に信号を出力する図６（ｃ）、６（ｄ）の負荷駆動状態、及び第１チャネルも第２チャネルも信号を出力しない図６（ｅ）の負荷駆動状態におけるトランジスタのオン抵抗を考慮した場合、第１チャネルの負荷Ｌ１には図７に示したタイミングＴ８ｂの期間に実線で示したノイズ電圧が発生する。
この問題を回避する方法の１つとして、第１チャネル、第２チャネル共有の増幅器であるトランジスタ８０のサイズを大きくすることでオン抵抗ｒ８２を小さくすることが考えられる。しかし、集積回路のチップサイズはより縮小化すべきであり、信号干渉を抑制するためにトランジスタを大型化することは好ましくない。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、３線出力増幅器を用い、チャネル間の信号干渉を抑えて、かつ小型化に有利なスピーカ用駆動装置及びこのスピーカ用駆動装置を用いたスイッチングアンプ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】
【００２０】
以上の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載のスピーカ用駆動装置は、  第１端子及び第２端子を有する第１負荷の前記第１端子に接続される第１出力端子を有する第１増幅器と、第１端子及び第２端子を有する第２負荷の前記第１端子に接続される第２出力端子を有する第２増幅器と、前記第１負荷の第２端子と前記第２負荷の第２端子とに接続される第３出力端子を有する第３増幅器と、前記第１出力端子と前記第３出力端子との間に接続される第１スイッチと、前記第２出力端子と前記第３出力端子との間に接続される第２スイッチと、を備え、前記第１増幅器、前記第３増幅器及び前記第１スイッチが第１ブリッジ増幅器を構成し、前記第２増幅器、前記第３増幅器及び前記第２スイッチが第２ブリッジ増幅器を構成することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項２に記載のスピーカ用駆動装置は、請求項１に記載の発明において、前記第１負荷に電力を供給する場合、前記第１ブリッジ増幅器が前記第１スイッチを開状態にし、前記第１増幅器及び第３増幅器により前記第１負荷に電力を供給し、前記第２ブリッジ増幅器が前記第２スイッチを閉状態にし、前記第２増幅器をフローティング状態にし、前記第２負荷への電力の供給を停止し、前記第２負荷に電力を供給する場合、前記第２ブリッジ増幅器が前記第２スイッチを開状態にし、前記第２増幅器及び第３増幅器が前記第２負荷に電力を供給し、かつ、前記第１ブリッジ増幅器が前記第１スイッチを閉状態にし、前記第１増幅器をフローティング状態にし、前記第１負荷への電力の供給を停止することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項３に記載のスピーカ用駆動装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記第１ブリッジ増幅器及び前記第２ブリッジ増幅器は、それぞれが動作基準周期の半周期において交互に信号を出力することを特徴とする。
また、請求項４に記載のスピーカ用駆動装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記第１負荷を流れるループ電流と、前記第２負荷を流れるループ電流が互いに独立したループをなすことを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載のスイッチングアンプは、第１端子及び第２端子を有する第１負荷の前記第１端子に接続される第１出力端子を有する第１増幅器と、第１端子及び第２端子を有する第２負荷の前記第１端子に接続される第２出力端子を有する第２増幅器と、前記第１負荷の第２端子と前記第２負荷の第２端子とに接続される第３出力端子を有する第３増幅器と、前記第１出力端子と前記第３出力端子との間に接続される第１スイッチと、前記第２出力端子と前記第３出力端子との間に接続される第２スイッチと、を有し、前記第１増幅器、前記第３増幅器及び前記第１スイッチが第１ブリッジ増幅器を構成し、前記第２増幅器、前記第３増幅器及び前記第２スイッチが第２ブリッジ増幅器を構成するスピーカ用駆動装置と、前記第１負荷に電力を供給する場合、前記第１ブリッジ増幅器に対しては、前記第１スイッチを開状態にさせ、前記第１増幅器及び第３増幅器から前記第１負荷に電力を供給させるパルス幅変調信号を出力し、前記第２ブリッジ増幅器に対しては前記第２スイッチを閉状態にさせ、前記第２増幅器出力をフローティング状態にさせ、前記第２負荷への電力の供給を停止させるパルス幅変調信号を出力し、前記第２負荷に電力を供給する場合、前記第２ブリッジ増幅器に対しては、前記第２スイッチを開状態にさせ、前記第２増幅器及び第３増幅器から前記第２負荷に電力を供給させ、前記第１ブリッジ増幅器に対しては前記第１スイッチを閉状態にさせ、前記第１増幅器をフローティング状態にさせ、前記第１負荷への電力の供給を停止させるパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号生成手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明は、第１ブリッジ増幅器と第２ブリッジ増幅器とを構成したためにスピーカ用駆動装置の出力効率を高めることができる。また、第１スイッチ、第２スイッチを切替えることにより、第１チャネル、第２チャネルの一方にだけ電力を供給し、この電力供給の間、他方には電力を供給することがないよう構成できる。さらに、電力を供給するチャネルと電力を供給しないチャネルとに基準電位の異なる電流を流すよう構成することができるので、第１チャネルと第２チャネルとの干渉を抑えることができる。
【００２５】
そして、このような構成によって干渉を抑えることにより、第１チャネル、第２チャネル共有の増幅器となる素子のサイズを大きくする必要がなく、スピーカ用駆動装置の素子の大きさが増幅器によって大型化することを回避することができる。
したがって、このような発明は、３線駆動構成において信号品質を劣化させる要因のチャネル間のクロストークや混変調を、ＩＣのチップエリアを最小限のサイズにしながら抑えることができる。したがって、小型で、かつ、高品質な信号をスピーカに供給することが可能なスピーカ用駆動装置を提供することができる。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、比較的簡単な回路構成及び動作によってスイッチを切替えて請求項１の効果が得られるスピーカ用駆動装置を提供することができる。
請求項３に記載の発明は、前記第１ブリッジ増幅器及び前記第２ブリッジ増幅器が動作基準周期の半周期において交互に信号を出力するので、互いに干渉することなく第１負荷、第２負荷に交互に信号を出力することができる。
請求項４の記載の発明は、前記第１負荷を流れるループ電流と、前記第２負荷を流れるループ電流が互いに独立しているため、第１負荷に出力される信号と第２負荷に出力される信号とが干渉することを効果的に抑えることができる。
【００２７】
請求項５の発明は、第１ブリッジ増幅器と第２ブリッジ増幅器とを構成したためにスピーカ用駆動装置の出力効率を高めることができる。また、パルス幅変調信号生成手段が第１スイッチ、第２スイッチを切替えることにより、第１チャネル、第２チャネルの一方にだけ電力を供給し、この電力供給の間、他方には電力を供給することがないよう構成できる。さらに、電力を供給するチャネルと電力を供給しないチャネルとに基準電位の異なる電流を流すよう構成することができるので、第１チャネルと第２チャネルとの干渉を抑えることができる。
【００２８】
そして、このような構成によって干渉を抑えることにより、第１チャネル、第２チャネル共有の増幅器となる素子のサイズを大きくする必要がなく、スピーカ用駆動装置の素子の大きさが増幅器によって大型化することを回避することができる。
したがって、このような発明は、３線駆動構成において信号品質を劣化させる要因のチャネル間のクロストークや混変調を、ＩＣのチップエリアを最小限のサイズにしながら抑えることができる。したがって、小型で、かつ、高品質な信号をスピーカに供給することが可能なスイッチングアンプ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】
【００２９】
以下、本発明の増幅器の一実施形態を説明する。なお、この実施形態は、本発明を限定するものではない。
図１は、本発明の一実施形態のスイッチングアンプ１を示した図である。
スイッチングアンプ１は、第１チャネルの出力信号ＯＵＴ１−ＯＵＴＣと、第２チャネルの出力信号ＯＵＴ２−ＯＵＴＣを出力する増幅器１０、増幅器２０、増幅器３０、パルス幅変調のための入力信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３、Ｖｂ４を出力する誤差抑圧部５０、パルス幅変調信号Ｖ１ｃ、Ｖ２ｃ、及びＶ３ｃ、Ｖ４ｃを出力するパルス幅変調部５１、パルス幅変調信号に基づくスイッチング制御信号ＤＲ１Ｐ、ＤＲ１Ｎ、ＤＲ２Ｐ、ＤＲ２Ｎを出力して増幅器１０、３０を駆動するゲートドライバ５２、パルス幅変調信号に基づくスイッチング制御信号ＤＲＣＰ、ＤＲＣＮを出力して増幅器２０を駆動するＬＯＧＩＣ５７、５８と、第１チャネルのフィードバックをするローパスフィルタＬＰＦ５３、ＬＰＦ５４、第２チャネルのフィードバックをするＬＰＦ５５、ＬＰＦ５６を備えている。
【００３０】
このようなスイッチングアンプ１は、スピーカ用駆動装置１００（以下、実施形態中では単に駆動装置と記す）と、パルス幅変調信号生成するための構成（パルス幅変調信号生成手段）とに大別される。以下、本実施形態のスイッチングアンプ１の駆動装置１００、パルス幅変調信号生成手段についてそれぞれ説明する。
（１）  駆動装置
図１に示したスイッチングアンプのうち、駆動装置１００は、増幅器１０、増幅器２０、増幅器３０を備えている。本実施形態では、増幅器１０が第１増幅器、増幅器３０が第２増幅器、増幅器２０が第３増幅器に相当する。増幅器１０は、スイッチング素子であるトランジスタ１１、１２を有し、増幅器２０はスイッチング素子であるトランジスタ２１、２２を有し、増幅器３０はスイッチング素子であるトランジスタ３１、３２を有している。トランジスタ１１、１２、２１、２２、３１、３２は、ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。
【００３１】
トランジスタ１１、１２は、３つの端子１４０、４１、４２を有している。トランジスタ２１、２２は、端子２４０、４１、４２を有し、トランジスタ３１、３２は、端子３４０、４１、４２を有している。
トランジスタ１１、１２の端子１４０は、接続点ＯＵＴ１に接続されている。トランジスタ２１、２２の端子２４０は接続点ＯＵＴＣに、トランジスタ３１、３２の端子３４０は接続点ＯＵＴ２にそれぞれ接続されている。
本実施形態では、ＯＵＴ１に接続される端子１４０を第１の出力端子とする。また、ＯＵＴＣに接続されている端子２４０を第３の出力端子、ＯＵＴ２に接続されている端子３４０を第２の出力端子とする。ＯＵＴ１、ＯＵＴＣ間は第１チャネルとなり、ＯＵＴＣ、ＯＵＴ２間は第２チャネルとなる。第１チャネルには第１負荷Ｌ１が、第２チャネルには第２負荷Ｌ２が接続されている。
【００３２】
本実施形態の負荷Ｌ１、Ｌ２は、ダイナミック型スピーカなどの誘導性負荷である。ただし、本実施形態の駆動装置１００の負荷は誘導性負荷に限定されるものではない。
負荷Ｌ１は、端子４６、４７を有している。トランジスタ１１、１２の端子１４０は、ＯＵＴ１を介して端子４６と接続する。すなわち、増幅器１０は、端子４６、４７を有する負荷Ｌ１の端子４６に接続される端子１４０を有するものといえる。
【００３３】
同様に、負荷Ｌ２は端子４８、４９を有している。トランジスタ２１、２２の端子２４０は、ＯＵＴＣを介して端子４７及び４９と接続する。すなわち、増幅器２０は、端子４６、４７を有する負荷Ｌ１の端子４７、及び端子４８、４９を有する負荷Ｌ２の端子４９に接続される端子２４０を有するものといえる。また、トランジスタ３１、３２の端子３４０は、ＯＵＴ２を介して端子４８と接続する。すなわち、増幅器３０は、端子４８、４９を有する負荷Ｌ２の端子４８に接続される端子３４０を有するものといえる。
【００３４】
以上の構成では、Ｌ１が第１負荷に相当し、Ｌ２が第２負荷に相当する。さらに、負荷Ｌ１の端子４６、４７のうち端子４６が第１負荷の第１端子、端子４７が第２端子に、負荷Ｌ２の端子４８、４９のうち端子４８が第１端子、端子４９が第２端子にそれぞれ相当する。また、負荷Ｌ１の端子４６にＯＵＴ１を介して接続される端子１４０は第１出力端子である。負荷Ｌ２の端子４８に接続される端子３４０は第２出力端子、第１負荷Ｌ１の端子４７と第２負荷Ｌ２の端子４９に接続される端子２４０は第３出力端子である。
【００３５】
なお、トランジスタ１１、１２、２１、２２、３１、３２の端子４１は、電源（Ｖｃｃ）またはグランドＧＮＤに接続される。端子４３は、スイッチング制御信号ＤＲ１Ｐ、ＤＲ１Ｎ、ＤＲＣＰ、ＤＲＣＮ、ＤＲ２Ｐ、ＤＲ２Ｎが入力される端子となる。
また、駆動装置１００は、接続点ＯＵＴ１と接続点ＯＵＴＣとを接続するスイッチング素子として機能するトランジスタ１０１、１０２と、接続点ＯＵＴ２、ＯＵＴＣとを接続するスイッチング素子として機能するトランジスタ１０３、１０４とを有している。前記したように、接続点ＯＵＴ１は端子１４０と接続され、接続点ＯＵＴＣは端子２４０と接続され、接続点ＯＵＴ２は端子３４０と接続されている。このような、トランジスタ１０１、１０２は、そのオン状態、オフ状態に切替えることによって端子１４０と端子２４０とを接続する第１スイッチとして機能する。トランジスタ１０３、１０４は、端子２４０と端子３４０とを接続する第２スイッチとして機能する。
【００３６】
なお、トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４も、３つの端子４３、４４、４５を持っている。トランジスタ１０１、１０２の端子４３は、ＯＵＴ１を介して負荷Ｌ１の端子４６に接続されている。また、トランジスタ１０１、１０２の端子４４、トランジスタ１０３、１０４の端子４４はＯＵＴＣを介して負荷Ｌ１の端子４７及び負荷Ｌ２の端子４９に接続されている。トランジスタ１０３、１０４の端子４３はＯＵＴ２を介して負荷Ｌ２の端子４８に接続されている。
【００３７】
このような構成において、増幅器１０、２０、トランジスタ１０１、１０２が第１ブリッジ増幅器を構成する。また、増幅器２０、３０、トランジスタ１０３、１０４が第２ブリッジ増幅器を構成する。
トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４には、ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタが適用される。また、トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のいずれもが、端子４３、４４、４５を有している。トランジスタ１０１、１０２の端子４３は、接続点ＯＵＴ１を介して負荷Ｌ１の端子４６に接続されている。トランジスタ１０３、１０４の端子４３は、接続点ＯＵＴ２を介して負荷Ｌ２の端子４８に接続されている。
【００３８】
また、トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４の端子４４は、接続点ＯＵＴＣを介して端子４７、端子４９に接続されている。端子４５は、チャネルセレクト制御信号ＣＨＳＥＬＰ、ＣＨＳＥＬＮの入力に使用される。
チャネルセレクト制御信号ＣＨＳＥＬＰ、ＣＨＳＥＬＮは、駆動装置１００が動作するサイクル（動作基準サイクル）Ｔの半周期ごとに遷移する信号である。増幅器１０、増幅器２０、増幅器３０は、チャネルセレクト制御信号ＣＨＳＥＬＰ、ＣＨＳＥＬＮにしたがってトランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４をオン、オフする。トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のオン、オフによって第１チャネル、第２チャネルが選択される。
【００３９】
また、トランジスタ１１、１２、２１、２２、３１、３２は、スイッチング制御信号ＤＲ１Ｐ、ＤＲ１Ｎ、ＤＲＣＰ、ＤＲＣＮ、ＤＲ２Ｐ、ＤＲ２Ｎに基づいてオン、オフする。トランジスタのオン、オフによって第１チャネルの負荷Ｌ１、または第２チャネルの負荷Ｌ２に対する電力供給が制御される。
なお、駆動装置１００には、電源Ｖｃｃ、ＧＮＤがある。負荷Ｌ１、負荷Ｌ２がＶｃｃと電気的に切り離されている状態をフローティング状態という。負荷Ｌ１、負荷Ｌ２がＶｃｃとＧＮＤとの間に電気的に接続されていない状態を、本明細書では電力の供給が停止されていると記すものとする。
【００４０】
（２）パルス幅変調信号生成手段
本実施形態のスイッチングアンプでは、誤差抑圧部５０、パルス幅変調部５１がパルス幅変調信号生成手段として機能する。誤差抑圧部５０は、信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、及びＶｂ３、Ｖｂ４を出力する。信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、及びＶｂ３、Ｖｂ４は、後述するように、出力された信号と入力信号との誤差を最小にするフィードバックの結果得られる信号である。
【００４１】
パルス幅変調部５１は、誤差抑圧部５０から出力された信号Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３、Ｖｂ４に基づき、第１チャネルと第２チャネルのパルス幅変調信号Ｖ１ｃ、Ｖ２ｃ、及びＶ３ｃ、Ｖ４ｃを出力する。ゲートドライバ５２は、パルス幅変調信号Ｖｃ１及びセレクト信号ＣＨＳＥＬＰに基づいてスイッチング制御信号ＤＲ１Ｐ、ＤＲ１Ｎを出力する。増幅器１０は、スイッチング制御信号ＤＲ１Ｐ、ＤＲ１Ｎによって駆動される。また、ゲートドライバ５２は、パルス変調信号Ｖｃ３及びセレクト信号ＣＨＳＥＬＰに基づいてスイッチング信号ＤＲ２Ｐ、ＤＲ２Ｎを出力する。スイッチング信号ＤＲ２Ｐ、ＤＲ２Ｎは、増幅器３０を駆動する。
【００４２】
さらに、スイッチングアンプのＬＯＧＩＣ５７、ＬＯＧＩＣ５８は、パルス幅変調信号Ｖｃ２、Ｖｃ４及びセレクト信号ＣＨＳＥＬＰに基づき、スイッチング信号ＤＲＣＰ、ＤＲＣＮを出力する。増幅器２０は、スイッチング信号ＤＲＣＰ、ＤＲＣＮによって駆動する。
ＬＰＦ５３、ＬＰＦ５４は、第１チャネルの端子４６、４７に現われる出力信号ＯＵＴ１−ＯＵＴＣを、誤差抑圧部５０に出力信号Ｖ１ａ、Ｖ２ａとしてフィードバックさせる。ＬＦＰ５５、ＬＰＦ５６は、第２チャネルの端子４８、４９に現われる出力信号ＯＵＴ２−ＯＵＴＣを、誤差抑圧部５０に対して出力信号Ｖ３ａ、Ｖ４ａとしてフィードバックさせる。
【００４３】
誤差抑圧部５０は、第１チャネルにはＬＰＦ５３、ＬＰＦ５４を介してフィードバックされた出力信号Ｖ１ａ、Ｖ２ａの振幅と、入力信号Ｖ１ｉ、Ｖ２ｉの振幅の誤差が最小になる出力信号Ｖ１ｂ、Ｖ２ｂをパルス幅変調部５１に出力する。第２チャネルには、ＬＰＦ５５、ＬＰＦ５６を介してフィードバックされた出力信号Ｖ３ａ、Ｖ４ａの振幅と、入力信号Ｖ３ｉ、Ｖ４ｉの振幅の誤差を最小にする出力信号Ｖ３ｂ、Ｖ４ｂをパルス幅変調部５１に出力する。
【００４４】
（３）負荷駆動状態
図２は、本実施の形態の駆動装置１００の駆動状態を説明するための図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ第１チャネルに接続された負荷Ｌ１に電力を供給して駆動する際の負荷駆動状態を示している。なお、負荷Ｌ１に対する電力の供給は、第１チャネル（負荷Ｌ１）に信号を出力するために行われるものであって、電力供給のタイミングと第１チャネルへの信号出力のタイミングは略一致している。
【００４５】
駆動装置１００は、周期的に出力される信号である動作基準サイクルＴに基づいて動作している。第１チャネルは、動作基準サイクルＴの半周期の間負荷Ｌ１に信号を出力する。その間第２チャネルは負荷Ｌ２信号を出力しない。図２（ａ）〜（ｄ）は、第１チャネルが負荷Ｌ１に電力を供給し、第２チャネルが負荷Ｌ２に電力を供給しない期間に存在する４つの負荷駆動状態をそれぞれ示している。
【００４６】
なお、以下に示す増幅器におけるトランジスタのオン、オフの制御は、セレクト信号やパルス幅変調信号に基づいて実行される。ゲートドライバ５２及びＬＯＧＩＣ５７、５８は、セレクト信号やパルス幅変調信号に基づいてスイッチング制御信号を出力し、各トランジスタを駆動する構成である。
図２（ａ）に示した負荷駆動状態では、スイッチング制御信号が、駆動装置１００のトランジスタ１１、２２、１０４をオンし、トランジスタ１２、２１、３１、３２、１０１、１０２、１０３をオフする。この結果、ＯＵＴ１はＶＣＣレベルに、ＯＵＴＣはＧＮＤレベルに、ＯＵＴ２はＯＵＴＣレベルになる。このような状態では、ＯＵＴ１からＯＵＴＣに電流Ｉ１ｐが流れて第１チャネルの負荷Ｌ１に信号が出力される。また、第２チャネルの負荷Ｌ２には、蓄積された電力が放出されることによって回生電流Ｉ２ｃが流れる。
【００４７】
図２（ｂ）に示した負荷駆動状態では、スイッチング制御信号が、駆動装置１００のトランジスタ１２、２１、１０３をオンし、トランジスタ１１、２２、３１、３２、１０１、１０２、１０４をオフする。この結果、ＯＵＴ１はＧＮＤレベルに、ＯＵＴＣはＶＣＣレベルに、ＯＵＴ２はＯＵＴＣレベルになる。ＯＵＴＣからはＯＵＴ１に電流Ｉ１ｎが流れて第１チャネルの負荷Ｌ１に対し信号が出力される。第２チャネルの負荷Ｌ２には、蓄積された電力が放出されることによって回生電流Ｉ２ｃが流れる。
【００４８】
図２（ｃ）に示した負荷駆動状態では、スイッチング制御信号が、駆動装置１００のトランジスタ１２、２２、１０４をオンし、トランジスタ１１、２１、３１、３２、１０１、１０２、１０３をオフする。この結果、ＯＵＴ１はＧＮＤレベルに、ＯＵＴＣはＧＮＤレベルに、ＯＵＴ２はＯＵＴＣレベルになる。第１チャネルの負荷Ｌ１に蓄積された電力が放出されることによって回生電流Ｉ１ｃが流される。第２チャネルの負荷Ｌ２に蓄積された電力が放出されるため、回生電流Ｉ２ｃが流れる。
【００４９】
図２（ｄ）に示した負荷駆動状態では、スイッチング制御信号が、駆動装置１００のトランジスタ１１、２１、１０３をオンし、トランジスタ１２、２２、３１、３２、１０１、１０２、１０４をオフする。この結果、ＯＵＴ１はＶＣＣレベルに、ＯＵＴＣはＶＣＣレベルに、ＯＵＴ２はＯＵＴＣレベルになる。第１チャネルの負荷Ｌ１に蓄積された電力が放出されるため、回生電流Ｉ１ｃが流れる。また、第２チャネルの負荷Ｌ２に蓄積された電力が放出されて回生電流Ｉ２ｃが流れる。
【００５０】
以上のように、図２（ａ）〜（ｄ）に示した駆動装置１００では、増幅器１０、増幅器２０がトランジスタで接続されて第１ブリッジ増幅器が構成されていて、Ｖｃｃから負荷Ｌ１に電力を供給するに際し、第１ブリッジ増幅器の増幅器１０、増幅器２０を接続するトランジスタ１０１及び１０２を開状態（オフ）にさせている。また、増幅器１０、増幅器２０によって負荷Ｌ１に電力を供給している。そして、増幅器２０、増幅器３０を接続するトランジスタ１０４または１０３を閉状態（オン）にしている。
さらに、図２（ａ）〜（ｄ）に示した負荷駆動状態では、増幅器３０をＶｃｃに接続するトランジスタ３１、増幅器３０をＧＮＤに接続するトランジスタ３２をオフすることによって増幅器３０をフローティング状態にし、Ｖｃｃから負荷Ｌ２への電力の供給を停止している。
【００５１】
次に、負荷Ｌ２に電力を供給する場合の本実施形態の駆動装置１００の負荷駆動状態を、図３を使って説明する。図３は、本実施形態の駆動装置１００の駆動状態を説明するための図である。なお、負荷Ｌ２に対する電力の供給は、第２チャネル（負荷Ｌ２）に信号を出力するために行われるものであって、電力供給のタイミングと第２チャネルへの信号出力のタイミングは略一致している。
【００５２】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ第１チャネルが負荷Ｌ１に電力を供給せず、第２チャネルが負荷Ｌ２に電力を供給する期間に存在する４つの負荷駆動状態をそれぞれ示している。
図３（ａ）に示した負荷駆動状態では、スイッチング制御信号が、駆動装置１００のトランジスタ２２、３１、１０２をオンし、トランジスタ１１、１２、２１、３２、１０１、１０３、１０４をオフする。この結果、ＯＵＴ１はＯＵＴＣレベルに、ＯＵＴＣはＧＮＤレベルに、ＯＵＴ２はＶＣＣレベルになる。このような状態では、ＯＵＴ２からＯＵＴＣに電流Ｉ２ｐが流れて第２チャネルの負荷Ｌ２に信号が出力される。また、第１チャネルの負荷Ｌ１には、蓄積された電力が放出されることによって回生電流Ｉ１ｃが流れる。
【００５３】
図３（ｂ）に示した負荷駆動状態では、スイッチング制御信号が、駆動装置１００のトランジスタ２１、３２、１０１をオンし、トランジスタ１１、１２、２２、３１、１０２、１０３、１０４をオフする。この結果、ＯＵＴ１はＯＵＴＣレベルに、ＯＵＴＣはＶＣＣレベルに、ＯＵＴ２はＧＮＤレベルになる。このような状態では、ＯＵＴＣからＯＵＴ２に電流Ｉ２ｎが流れて第２チャネルの負荷Ｌ２に信号が出力される。また、第１チャネルの負荷Ｌ１には、蓄積された電力が放出されることによって回生電流Ｉ１ｃが流れる。
【００５４】
図３（ｃ）に示した負荷駆動状態では、スイッチング制御信号が、駆動装置１００のトランジスタ２２、３２、１０２をオンし、トランジスタ１１、１２、２１、３１、１０１、１０３、１０４をオフする。この結果、ＯＵＴ１はＯＵＴＣレベルに、ＯＵＴＣはＧＮＤレベルに、ＯＵＴ２はＧＮＤレベルになる。このような状態では、第２チャネルの負荷Ｌ２には回生電流Ｉ２ｃが流れる。また、第１チャネルの負荷Ｌ１には、蓄積された電力が放出されることによって回生電流Ｉ１ｃが流れる。
【００５５】
図３（ｄ）に示した負荷駆動状態では、スイッチング制御信号が、駆動装置１００のトランジスタ２１、３１、１０１をオンし、トランジスタ１１、１２、２２、３２、１０２、１０３、１０４をオフする。この結果、ＯＵＴ１はＯＵＴＣレベルに、ＯＵＴＣはＶＣＣレベルに、ＯＵＴ２はＶＣＣレベルになる。このような状態では、第２チャネルの負荷Ｌ２には回生電流Ｉ２ｃが流れる。また、第１チャネルの負荷Ｌ１には、蓄積された電力が放出されることによって回生電流Ｉ１ｃが流れる。
【００５６】
以上のように、図３（ａ）〜（ｄ）に示した駆動装置１００では、増幅器２０、増幅器３０がスイッチング素子で接続されて第２ブリッジ増幅器を構成していて、Ｖｃｃから負荷Ｌ２に電力を供給するに際し、第２ブリッジ増幅器の増幅器２０、増幅器３０を接続するトランジスタ１０３、１０４を開状態（オフ）にさせている。また、増幅器２０、増幅器３０によって負荷Ｌ２に電力を供給している。そして、増幅器１０、増幅器２０を接続するトランジスタ１０１または１０２を閉状態（オン）にしている。
さらに、図３（ａ）〜（ｄ）に示した負荷駆動状態では、増幅器１０をＶｃｃに接続するトランジスタ１１、増幅器１０をＧＮＤに接続するトランジスタ１２をオフすることによって増幅器１０をフローティング状態にし、Ｖｃｃから負荷Ｌ１への電力の供給を停止している。
【００５７】
図４、図５は、図１に示した駆動装置１００の各構成が出力する信号を説明するための図である。なお、各構成が出力する信号とは、図示したように、チャネルセレクト制御信号ＣＨＳＥＬＰ、ＣＨＳＥＬＮ、パルス変調信号Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３、Ｖｃ４、スイッチング制御信号ＤＲ１Ｐ、ＤＲ１Ｎ、ＤＲ２Ｐ、ＤＲ２Ｎ、ＤＲＣＰ、ＤＲＣＮ、ＯＵＴ１、ＯＵＴＣ、ＯＵＴ２及びＯＵＴ１−ＯＵＴＣ間、ＯＵＴ２−ＯＵＴＣ間の電位である。
【００５８】
図４中に示した期間Ｔ４ａ、Ｔ４ｂは、いずれも駆動装置１００の動作の基準信号である動作基準周期（サイクル）Ｔの半周期を示している。期間Ｔ４ａは、第１チャネルが正極性の信号を出力する期間である。また、期間Ｔ４ｂは、第２チャネルが正極性の信号を出力する期間である。
期間Ｔ４ａでは、図２に示した駆動装置１００の駆動負荷状態が、図２（ａ）の状態、（ｃ）の状態、（ｄ）の状態に連続して遷移する。期間Ｔ４ｂでは、図２に示した駆動装置１００の駆動負荷状態が、図３（ａ）の状態、（ｃ）の状態、（ｄ）の状態に連続して遷移する。
【００５９】
図５中に示した期間Ｔ５ａ、Ｔ５ｂは、いずれも駆動装置１００の動作基準サイクルＴの半周期を示している。期間Ｔ５ａは、第１チャネルが負極性の信号を出力する期間である。また、期間Ｔ５ｂは、第２チャネルが負極性の信号を出力する期間である。期間Ｔ５ａでは、図２に示した駆動装置１００の駆動負荷状態が、図２（ｂ）の状態、（ｃ）の状態、（ｄ）の状態に連続して遷移する。期間Ｔ５ｂでは、図３に示した駆動装置１００の駆動負荷状態が、図３（ｂ）の状態、（ｃ）の状態、（ｄ）の状態に連続して遷移する。
【００６０】
ここで、本実施形態によって得られる効果について、図２（ａ）、（ｃ）に示した負荷駆動状態を例にして説明する。
図２（ａ）の負荷駆動状態においてオンしているスイッチング素子のオン抵抗を考慮した負荷駆動状態は、図８に示した図８（ａ）のようになる。また、図２（ｃ）の負荷駆動状態においてオンしているスイッチング素子のオン抵抗を考慮した負荷駆動状態は、図８に示した図８（ｂ）のようになる。図８（ａ）、（ｂ）に示したトランジスタ１１のオン抵抗をｒ１１、トランジスタ１２のオン抵抗をｒ１２、トランジスタ２２のオン抵抗をｒ２２、トランジスタ１０４のオン抵抗をｒ１０４とそれぞれ記す。
【００６１】
駆動装置１００が図２（ａ）の負荷駆動状態にある場合、第１チャネルの負荷Ｌ１にはＯＵＴ１からＯＵＴＣに電流Ｉ１ｐが流れる。このとき、ＯＵＴ１の電位はＶＣＣ−（Ｉ１ｐ×ｒ１１）となり、ＯＵＴＣの電位は（Ｉｐ１×ｒ２２）となる。このとき、第２チャネルには、負荷Ｌ２に蓄積された電力を放出するための回生電流Ｉ２ｃが流れる。ただし、ＯＵＴ２はＧＮＤレベルではなく、ＯＵＴＣレベルである。このため、回生電流はＯＵＴＣレベルを基準に流れ、このときのＯＵＴ２の電位はＯＵＴＣ±（Ｉ２ｃ×ｒ１０４）となる。
【００６２】
第１チャネルの出力は、以下の式（１）で表される。
ＯＵＴ１−ＯＵＴＣ＝ＶＣＣ−（Ｉ１ｐ×ｒ１１）−（Ｉｐ１×ｒ２２）    （１）
また、第２チャネルの出力は、以下の式（２）で表される。
ＯＵＴ２−ＯＵＴＣ＝ＯＵＴＣ±（Ｉ２ｃ×ｒ１０４）−ＯＵＴＣ
＝±（Ｉ２ｃ×ｒ１０４）                            （２）
上記した式によれば、第１チャネルに流れる電流、第２チャネルに流れる電流を流れるループ電流はそれぞれ独立していて、互いに干渉することがないことが明らかである。
【００６３】
また、駆動装置１００が図２（ｃ）の負荷駆動状態にある場合、第１チャネルの負荷Ｌ１に蓄積された電力を放出するための回生電流Ｉ１ｃが流れる。このとき、ＯＵＴ１の電位は±（Ｉ１ｃ×ｒ１２）となり、ＯＵＴＣの電位は±（Ｉ１ｃ×ｒ２２）となる。第２チャネルには、負荷Ｌ２に蓄積された電力が放出されるために電流Ｉ２ｃが流れる。ただし、ＯＵＴ２はＧＮＤレベルではなく、ＯＵＴＣレベルである。このため、回生電流はＯＵＴＣレベルを基準に流れ、このときのＯＵＴ２の電位はＯＵＴＣ±（Ｉ２ｃ×ｒ１０４）となる。
【００６４】
第１チャネルの出力は、以下の式（３）で表される。
ＯＵＴ１−ＯＵＴＣ＝±Ｉ１ｃ（ｒ１２−ｒ２２）                    （３）
また、第２チャネルの出力は、以下の式（４）で表される。
ＯＵＴ２−ＯＵＴＣ＝ＯＵＴＣ±（Ｉ２ｃ×ｒ１０４）−ＯＵＴＣ
＝±（Ｉ２ｃ×ｒ１０４）                            （４）
上記した式によれば、第１チャネルに流れる電流、第２チャネルに流れる電流を流れるループ電流はそれぞれ独立していて、互いに干渉することがないことが明らかである。
【００６５】
なお、本実施形態の駆動装置１００では、全ての負荷駆動状態において、上記したのと同様に、ＯＵＴＣを基準とするループ電流が負荷に信号を出力しないチャネルを流れる。一方、信号を出力するチャネルを流れるループ電流はＧＮＤを基準にする。このことから、本実施形態は、２つのチャネルを流れるループ電流が独立していて、互いに干渉しない３端子出力のスピーカ用駆動装置を提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のスピーカ用駆動装置は、電力効率が良いだけではなく、スピーカとの間に挿入されるサイズの大きな直流成分除去用キャパシタを不要とするためコスト、実装面積の削減を図ることができる。このため、小型軽量化の進むバッテリー駆動の携帯機器のヘッドホンスピーカ駆動アンプとして好適なスピーカ用駆動装置やスイッチングアンプを構成するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態のスイッチングアンプ１を示した図である。
【図２】本実施の形態の駆動装置の駆動状態を説明するための図である。
【図３】本実施の形態の駆動装置の駆動状態を説明するための他の図である。
【図４】図１に示した駆動装置の各構成が出力する信号を説明するための図である。
【図５】図１に示した駆動装置の各構成が出力する信号を説明するための他の図である。
【図６】従来の３端子出力ステレオスピーカの駆動回路が負荷を駆動するために動作している状態を示した図である。
【図７】図６に示した第１チャネル、第２チャネルの信号出力のタイミングを説明するための図である。
【図８】図２と図６に示した駆動状態をオン抵抗を考慮して表した図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  スイッチングアンプ
１０，２０，３０  増幅器
１１，１２，２１，２２，３１，３２，１０１，１０２，１０３，１０４  トランジスタ
４６，４７，４８，４９，１４０，２４０，３４０  端子
５０  誤差抑圧部
５１  パルス幅変調部
５２  ゲートドライバ
１００  スピーカ用駆動装置
【図１】
0004865667.tif 000002
【図２】
0004865667.tif 000003
【図３】
0004865667.tif 000004
【図４】
0004865667.tif 000005
【図５】
0004865667.tif 000006
【図６】
0004865667.tif 000007
【図７】
0004865667.tif 000008
【図８】
0004865667.tif 000009