JP3863663B2

JP3863663B2 - Amplifier circuit

Info

Publication number: JP3863663B2
Application number: JP16499998A
Authority: JP
Inventors: 栄寿前原; 高久牧野; 聡杉本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2018-06-12
Also published as: JPH11355053A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ機器に用いて好適な増幅回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、増幅回路において、無駄な電力損失を抑えるとともに、増幅回路の出力信号をひずまないようにするため、その出力レベルに応じて増幅回路の電源電圧を切り換える技術が知られている。増幅回路の入力または出力が小中レベルのとき増幅部の電源電圧を低くしておき、増幅部の入力または出力が大となった場合のみ増幅部の電源電圧を高くするものである。図３は上記の如き従来の増幅回路を示す図である。
【０００３】
図３において、増幅回路の動作中、昇圧チョッパ２内部の発振器２Ａが作動して、スイッチングトランジスタＳＷ１がオン／オフ動作することにより昇圧チョッパ２が動作し、これによりバッテリーからの定電圧Ｖｂが昇圧され、昇圧電圧が生成される。
【０００４】
この時点では、スイッチングトランジスタＳＷ２はオフしており、出力増幅部５には、定電圧Ｖｂがバイパス回路３を経由して電源電圧として印加される。電圧Ｖｂを電源電圧とする出力増幅部５において、入力信号ＡＳは増幅されて、出力増幅信号ＺＳが生成される。
【０００５】
上記の如き動作の間、常にコンパレータ４Ａによって図３のａ点の電位Ｖａと、基準電圧Ｖｒｅｆとが比較されており、ａ点の電位Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆ以上か否か検出される。
【０００６】
出力増幅部５の出力増幅信号ＺＳが小または中レベルで図３のａ点の電位Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆ以下の場合、コンパレータ４Ａの出力信号はＬレベルとなり、スイッチングトランジスタＳＷ２はオフするので、バイパス回路３を介して定電圧Ｖｂが出力増幅部５に電源電圧として印加される。
【０００７】
また、出力増幅信号ＺＳが大レベルとなり、ａ点の電位Ｖａが基準レベル以上になった場合、コンパレータ４Ａの出力はＨレベルになるので、スイッチトランジスタＳＷ２はオンして昇圧チョッパ２からの昇圧電圧Ｖｕが電源電圧として出力増幅器５に印加される。
【０００８】
再び出力増幅信号ＺＳが小または中レベルになり、図３中の電位Ｖａが基準電圧Ｖｒｅｆより下回ると、コンパレータ４Ａの出力レベルがＬレベルになり、バッテリー５の定電圧Ｖｂが出力増幅部５に印加される。
【０００９】
よって、出力増幅部５の出力レベルがＶｒｅｆより高くなった場合のみ、出力増幅部５の電源電圧として電圧Ｖｂより高い昇圧電圧Ｖｕが印加されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図３の増幅回路では、出力レベルが小または中レベルのとき出力増幅部５の電源電圧はバッテリーからの定電圧Ｖｂとなる。出力レベルが中レベルのときには損失電力を低減することはできる。しかし、出力増幅部５の出力レベルが小レベルのとき、前記出力レベルは定電圧Ｖｂより大きく下回るので、損失電力が大きくなっていた。そこで、本発明は、増幅回路の出力レベルが小レベルで高効率化を図ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題に鑑みて成され、第１に、昇圧回路と、降圧回路と、電圧降下手段と、選択切替回路とを備え、選択切替回路が、増幅信号が電圧降下手段から発生する電圧より大きい時、昇圧回路の昇圧電圧を増幅部の電源電圧として供給し、増幅信号が電圧降下手段から発生する電圧より小さく且つ前記降圧電圧より大きい時、電源の定電圧を増幅部の電源電圧として供給し、更に、増幅信号が降圧電圧より小さい時、降圧回路の降圧電圧を増幅部の電源電圧として供給することで解決するものである。
【００１２】
第２に、前記昇圧回路は、スイッチング回路を備えた昇圧チョッパで、前記降圧回路は、スイッチング回路を備えた降圧チョッパで、解決するものである。
【００１３】
第３に、電源と、増幅部と、昇圧回路と、降圧回路と、電圧降下手段と、第１及び第２選択切替回路とを備え、第１選択切替回路が、増幅信号が電圧降下手段から発生する電圧より大きい時、昇圧回路の昇圧電圧を増幅部の電源電圧として供給し、第２選択切替回路が、増幅信号が電圧降下手段から発生する電圧より小さく且つ降圧電圧より大きい時、定電圧を増幅部の電源電圧として供給し、増幅信号が降圧電圧より小さい時、降圧回路の降圧電圧を増幅部の電源電圧として供給することで解決するものである。
【００１４】
第４に、電圧降下手段は、定電圧のラインに逆方向に接続されたツェナーダイオードである。
【００１５】
第５に、定電圧を生成する電源と、
入力信号を増幅して増幅信号を出力する増幅部と、
前記電源の＋側と接続された第１のコイル、第１のダイオード、前記第１のコイルと前記第１のダイオードとの第１の交点と接地ラインとの間に接続された第１のスイッチング素子および前記第１のダイオードの出力と前記接地ラインとの間に接続された第１のコンデンサとで成り、前記第１のスイッチング素子のスイッチングにより前記第１のコンデンサが充電されて昇圧電圧を生成する昇圧回路と、
前記電源の＋側の電圧から第１の降圧電圧を生成するツェナーダイオードと、
前記第１のダイオードと前記第１のコンデンサとの第２の交点に接続された第３のスイッチング素子を含めて構成され、前記増幅部の出力電圧の方が前記第１の降圧電圧よりも大きくなった時、前記第３のスイッチング素子を介して前記第２の交点の電圧を前記増幅部の電源として供給し、前記増幅部の出力電圧の方が前記第１の降圧電圧よりも小さくなった時、前記第３のスイッチング素子により前記第２の交点と前記増幅部の電源端子とを遮断する第１の切り替え回路と、
前記電源の＋側と接続された第２のスイッチング素子、第２のコイル、前記第２のスイッチング素子と前記第２のコイルとの第３の交点と接地ラインとの間に接続された第２のダイオードおよび前記第２のコイルの出力と前記接地ラインとの間に接続された第２のコンデンサとで成り、前記第２のスイッチング素子のスイッチングにより前記第２のコンデンサが充放電されて第２の降圧電圧を生成する降圧回路と、
前記第２のスイッチング素子を含めて構成され、前記増幅部の出力電圧の方が前記第１の降圧電圧よりも小さく且つ前記第２の降圧電圧よりも大きい時、前記第２のスイッチング素子を介して前記電源の＋側と前記第３の交点とを接続することにより、前記電源の＋側の電圧を前記増幅部の電源として供給し、前記増幅部の出力電圧の方が前記第２の降圧電圧よりも小さくなった時、前記第２のスイッチング素子により前記電源の＋側と前記第３の交点との間をスイッチングすることにより、前記第２の降圧電圧を前記増幅部の電源として供給する第２の切り替え回路と、を有することで解決するものである。
【００１６】
以上、出力レベルが大中小の時、それぞれ増幅部の電源を大中小に変え、出力レベルが小レベルの時も高効率化を実現できる。
【００１７】
また増幅部に於ける出力信号と増幅部の電源電圧が同一になると、出力信号がクリップするため、実際は、設定される増幅部の電源電圧よりも若干小さい電圧に出力信号が成った時に、前記電源電圧が供給される構成となっている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態を示す図であり、１は定電圧Ｖｂを提供する定電圧電源（バッテリー）、２は昇圧チョッパ回路、３は降圧チョッパ回路、４は増幅部、５は増幅部４の出力増幅信号ＺＳをモニターし、定電圧Ｖｂに比して大きい時、昇圧チョッパ回路２を動作させ増幅部の電源に昇圧電圧を供給するための第１の選択切替回路、６は増幅部４の出力増幅信号ＺＳをモニターし、定電圧Ｖｂに比して小さい時、降圧チョッパ回路３を動作させ増幅部４の電源に降圧電圧を供給するための第２の選択切替回路であり、また入力信号ＡＳを増幅する増幅部４の増幅出力ＺＳは、スピーカーＳＰから出力される。
【００１９】
つまり図２に示すように、増幅部の出力増幅信号ＺＳのレベルに応じて、増幅部４に加えられる電源は、定電圧Ｖｂ、これよりも高い電圧Ｖ１およびＶｂよりも低いＶ２に設定される。
【００２０】
では、図１を参照しながら具体的に説明する。
定電圧電源１（例えばバッテリー）の上端（ａ点）には直流電圧ＶｂＶ、下端に０Ｖ（接地）が発生し、このａ点と増幅部４の点ｂとの間には、第１のコイルＬ１１、第１のダイオードＤ１２、第３のスイッチング素子ＳＷ１２が直列接続されている。また第１のコイルＬ１１と第１のダイオードＤ１２との交点（以下第１の交点１１と呼ぶ）と接地ライン１０との間には、第１のスイッチング素子ＳＷ１１が接続され、第１のダイオードＤ１２と第３のスイッチング素子ＳＷ１２との交点（以下第２の交点１２と呼ぶ）と接地ライン１０との間には、第１のコンデンサＣ１１が接続されている。また第１のスイッチング素子ＳＷ１１をオンオフ制御する比較回路ＯＰ４が設けられ、この比較回路ＯＰ４の−端子には、基準電圧Ｖｒｅｆ１が接続され、＋端子は第２の交点１２が接続されている。また第１のコイルＬ１１の手前の点Ｃには電圧降下手段、ここではツェナーダイオードＺＤ１が逆向きに接続され、比較回路ＯＰ１の＋端子に接続され、−端子は増幅部４の出力ライン、ここでは点ｄと接続され、更に比較回路ＯＰ１の出力は、第３のスイッチング素子ＳＷ１２をオンオフ制御している。
【００２１】
以上の構成に於いて、点線で囲んでいるように、Ｌ１１、Ｄ１２、ＳＷ１１、ＯＰ４およびＣ１１で昇圧回路２を構成している。またＯＰ１、ＳＷ１２およびＺＤ１で第１の切替回路５を構成している。
【００２２】
一方、点ａと点ｂとの間には、第２のスイッチング素子ＳＷ２２、第２のコイルＬ２２および第３のダイオードＤ２２が順次直列接続されている。また第２のスイッチング素子ＳＷ２２と第２のコイルＬ２２との間（以下第３の交点１３と呼ぶ）と接地ライン１４との間には、第２のダイオードＤ２３が接続され、第２のコイルＬ２２と第３のダイオードＤ２２との間（以下点ｅと呼ぶ）と接地ライン１４との間には、第２のコンデンサＣ２２が接続されている。更には、第２のスイッチング素子ＳＷ２２は、比較回路ＯＰ２によりオンオフ制御されている。この比較回路ＯＰ２の第１の−端子と点ａと間には、電圧降下手段、ここではツェナーダイオードＺｄ２を介して＋の端子に接続された比較回路ＯＰ３が接続されている。また比較回路ＯＰ２の第２の−端子には、基準電圧Ｖｒｅｆ２が接続され、＋端子は、点ｅと接続されている。
【００２３】
以上の構成に於いて、点線で囲まれているように、ＳＷ２２、Ｌ２２、Ｄ２３、Ｃ２２およびＯＰ２で降圧回路３を構成し、ＯＰ３、ＯＰ２、ＳＷ２２、Ｚｄ２およびＶｒｅｆ２で第２の切替回路６を構成している。
【００２４】
続いて、動作説明をする。まずＶｂ＝１３Ｖ、降圧された定電圧＝８Ｖとして、この間の切替動作を説明する。増幅部４により出力された電圧ＺＳがＯＰ３の−端子にフィードバックされ、Ｖｂ−Ｖ（Ｚｄ２）と比較される。そしてＺＳの出力が、Ｖｂ−Ｖ（Ｚｄ２）よりも高くなった時、ＯＰ３はＨｉｇｈに成る。このＨｉｇｈの信号がＯＰ２に入力されると、ＯＰ２の出力は、Ｈｉｇｈになり、ＳＷ２２はＨｉｇｈ（ＯＮ）に成り、Ｃ２２は、充電されて点ｅはＶｂ（１３Ｖ）に成る。次に出力電圧ＺＳがＶｂ−Ｖ（Ｚｄ２）より低くなると、ＯＰ３は、Ｌｏｗに成る。このＬｏｗ信号がＯＰ２に入力されると、降圧電圧８Ｖを生成するために以下の動作を行う。
【００２５】
つまりＳＷ２２がＬｏｗ（ＯＦＦ）に成り、Ｃ２２の電圧は、Ｄ２２を介して増幅部４へ放電して８Ｖに成ろうとする。この時、ＯＰ２に於いて、Ｖｒｅｆ２と点ｅの電圧が比較され、点ｅの電圧がＶｒｅｆ２＝８Ｖよりも小さくなると、ＯＰ２はＨｉｇｈに成り、ＳＷ２２はＨｉｇｈ（ＯＮ）と成る。このＳＷ２２がＯＮすると、点ａのＶｂがＣ２２に印加され、Ｃ２２の充電電圧は、８Ｖより高くなろうとする。この時、Ｖｒｅｆ２と点ｅが比較され、ＯＰ２は、Ｌｏｗになり、ＳＷ２２はＬｏｗ（ＯＦＦ）する。ＳＷ２２がＬｏｗ（ＯＦＦ）に成ると、Ｃ２２は、前記放電パスにより８Ｖより低くなろうとする。この状態が繰り返され、点ｅの電圧は８Ｖ±数ミリＶ（または８Ｖ±数十ミリＶ）の間で、約８Ｖの定電圧を生成する。
【００２６】
次に、Ｖｂ＝１３Ｖと昇圧された定電圧＝１８Ｖの間の切替動作を説明する。増幅部４により出力された電圧ＺＳがＯＰ１の−端子にフィードバックされ、Ｖｂ−Ｖ（Ｚｄ１）と比較される。そしてＺＳの出力が、Ｖｂ−Ｖ（Ｚｄ１）よりも高くなった時、ＯＰ１はＨｉｇｈに成る。このＨｉｇｈの信号がＳＷ１２に入力されると、ＳＷ１２はＨｉｇｈ（ＯＮ）に成り、Ｃ１１は、充電電圧（１８Ｖ）に成る。次に出力電圧ＺＳがＶｂ−Ｖ（Ｚｄ１）より低くなると、ＯＰ１は、Ｌｏｗに成る。このＬｏｗ信号がＳＷ１２に入力されると、ＳＷ１２は、ＯＦＦし、前述したＳＷ２２がＯＰ２の制御信号により制御され、Ｖｂ＝１３Ｖまたは８Ｖが増幅部の電源に供給される。ここで昇圧電圧１８Ｖを生成するために以下の動作を行う。
【００２７】
つまりＳＷ１２がＨｉｇｈ（ＯＮ）に成り、Ｃ１１の電圧は、充電されて１８Ｖに成ろうとする。この時、ＯＰ４に於いて、Ｖｒｅｆ１と第２の交点１２の電圧が比較され、第２の交点１２の電圧がＶｒｅｆ１＝１８Ｖよりも大きくなると、ＯＰ４はＬｏｗ（ＯＦＦ）に成り、ＳＷ１１はＬｏｗ（ＯＦＦ）と成る。するとＣ２２に充電された電荷が増幅部を介して放電し、１８Ｖよりも下がろうとする。そしてＶｒｅｆ１と第２の交点１２の電圧が比較され、第２の交点が１８Ｖよりも下がると、ＯＰ４はＨｉｇｈ（ＯＮ）に成り、ＳＷ１１は、Ｈｉｇｈ（ＯＮ）に成り、再度１８Ｖに成ろうと増加してゆく。この状態が繰り返され、第２の交点１２の電圧は１８Ｖ±数ミリＶ（または１８Ｖ±数十ミリＶ）の間で、約１８Ｖの定電圧を生成する。
【００２８】
図２で説明すれば出力信号が小の時、第３のスイッチング素子ＳＷ１２は、ＯＦＦし、第２のスイッチング素子ＳＷ２２がＯＮ・ＯＦＦし、約８Ｖの電源を作る。また出力信号がＶｂを越える時は、第２のスイッチング素子ＳＷ２２がＯＦＦし、第１のスイッチング素子ＳＷ１２がＯＮし、第１のスイッチング素子ＳＷ１１のＯＮ・ＯＦＦ動作により、１８Ｖを維持する。また出力信号がＶｂ＝１３Ｖと８Ｖとの間では、第３のスイッチング素子ＳＷ１２は、ＯＦＦし、第２のスイッチング素子ＳＷ２２は、ＯＮし続け、Ｖｂ＝１３Ｖを維持し続ける。
【００２９】
ここで電源１自身が１３Ｖなので、基準電圧Ｖｒｅｆ１を１８Ｖにするには、別途昇圧させる回路が必要になる。そのため、第１のコンデンサＣ１１と並列接続し、第２の交点と接地ライン１０との間に二つの抵抗を接続し、抵抗分割で発生する分圧電圧を比較回路ＯＰ４の＋端子に接続しても良い。この回路図は、図４の点線で囲まれた部分に示す。つまり増幅部の電源として１８Ｖを供給するとき、分圧電圧として１３Ｖよりも小さい電圧、ここでは９Ｖを発生させるようにする。そしてこの分圧電圧９Ｖが前後するのをＶｒｅｆ１＝９Ｖとして比較してＳＷ１１を制御する。
【００３０】
また降圧回路の比較回路ＯＰ２の＋端子も同様である。点ｅと接地ライン１４の間に二つの抵抗を接続し、分圧電圧をＯＰ２の＋端子にフィードバックする。ここでは、８Ｖの電源供給なので、例えば点ｅが８Ｖの時分圧電圧が４Ｖと成るように設定し、この点ｅが前後するのを、Ｖｒｅｆ２＝４Ｖで比較して制御している。
【００３１】
図１の比較回路ＯＰ４は、基準電圧Ｖｒｅｆ１＝１８Ｖと第２の交点１２を比較して第１のスイッチング素子ＳＷ１１を制御していたが、図４の様にして制御しても良い。図４は、図１の昇圧回路に於いて、比較回路ＯＰ４の所を説明するものであり、違いは−端子に発振回路ＯＳＣ、第１の＋端子に基準電圧Ｖｒｅｆ１、第２の＋端子に第２の交点１２が接続されている点である。また点線で囲まれた分圧電圧の構造を採用する場合は、比較回路の＋端子は、点１２とのコンタクトから点線で示した接続となる。
【００３２】
実線の回路を簡単にその動作を説明する。点線の回路は、電圧が変わるだけで実質同じでありここでは、その説明を省略する。第１の＋端子と第２の＋端子が比較され、低い電圧が優先され三角波発生回路ＯＳＣの三角波と比較され、ＳＷ１１のＯＮ・ＯＦＦ制御が成される。つまり第２の交点１２が仮に１７．５Ｖであれば、これと三角波が比較され、第２の交点１２が１８．５Ｖであれば、基準電圧１８Ｖと三角波が比較される。つまり決まった三角波に対して、第２の交点１２が１８Ｖ以上で有れば、一定のデューティー比でＯＮ・ＯＦＦ制御され、１８Ｖよりも低く、その差が大きくなるに従いＳＷ１１のＯＮ時間が長くなるように制御され、第２の交点１２に１８Ｖが生成される。
【００３３】
【発明の効果】
以上、第１の切替回路と第２の切替回路の採用により、第３のスイッチング素子と第２のスイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ制御でき、出力レベルが大中小の時、それぞれ増幅部の電源を大中小に変えることが可能となった。そのため、出力レベルが小レベルの時も高効率化を実現でき、ロスを抑制できるため、放熱器の小型化が実現できる。
【００３４】
また増幅部に於ける出力信号と増幅部の電源電圧が同一になると、出力信号がクリップするため、実際は、設定される増幅部の電源電圧よりも若干小さい電圧に出力信号が成った時に、前記電源電圧が供給される構成となっている。つまり電圧Ｖｂにダイオードやツェナーダイオード等の電圧降下手段を介してＶｂよりも若干下がった値で出力を比較しているため、前記クリップを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する回路図である。
【図２】図１の動作を説明する図である。
【図３】従来の増幅回路を説明する回路図である。
【図４】図１の昇圧回路の別の制御方法を説明する図である。
【符号の説明】
Ｌ１１第１のコイル
Ｄ１２第１のダイオード
ＳＷ１１第１のスイッチング素子
Ｃ１１第１のコンデンサ
ＳＷ２２第２のスイッチング素子
Ｌ２２第２のコイル
Ｄ２３第２のダイオード
Ｌ２２第２のコイル
Ｃ２２第２のコンデンサ
ＳＷ１２第３のスイッチング素子
ＯＰ比較回路
１定電圧電源
２昇圧回路
３降圧回路
４増幅部
５第１の切替回路
６第２の切替回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an amplifier circuit suitable for use in audio equipment.
[0002]
[Prior art]
In general, in an amplifier circuit, a technique for switching a power supply voltage of the amplifier circuit according to an output level is known in order to suppress useless power loss and prevent distortion of an output signal of the amplifier circuit. The power supply voltage of the amplifying unit is lowered when the input or output of the amplifying circuit is at a small or medium level, and the power supply voltage of the amplifying unit is increased only when the input or output of the amplifying unit becomes large. FIG. 3 is a diagram showing a conventional amplifier circuit as described above.
[0003]
In FIG. 3, during the operation of the amplifier circuit, the oscillator 2A inside the boost chopper 2 is operated, and the switching transistor SW1 is turned on / off to operate the boost chopper 2, whereby the constant voltage Vb from the battery is boosted. Thus, a boosted voltage is generated.
[0004]
At this time, the switching transistor SW2 is off, and the constant voltage Vb is applied to the output amplifier 5 as a power supply voltage via the bypass circuit 3. In the output amplifying unit 5 using the voltage Vb as the power supply voltage, the input signal AS is amplified to generate an output amplified signal ZS.
[0005]
During the operation as described above, the comparator 4A always compares the potential Va at point a in FIG. 3 with the reference voltage Vref, and detects whether the potential Va at point a is equal to or higher than the reference voltage Vref.
[0006]
When the output amplification signal ZS of the output amplifier 5 is small or medium level and the potential Va at the point a in FIG. 3 is equal to or lower than the reference voltage Vref, the output signal of the comparator 4A becomes L level, and the switching transistor SW2 is turned off. A constant voltage Vb is applied to the output amplifier 5 as a power supply voltage via the circuit 3.
[0007]
Further, when the output amplification signal ZS becomes a high level and the potential Va at the point a becomes equal to or higher than the reference level, the output of the comparator 4A becomes the H level, so that the switch transistor SW2 is turned on and the boost voltage from the boost chopper 2 is turned on. Vu is applied to the output amplifier 5 as a power supply voltage.
[0008]
When the output amplification signal ZS becomes low or medium level again and the potential Va in FIG. 3 falls below the reference voltage Vref, the output level of the comparator 4A becomes L level, and the constant voltage Vb of the battery 5 is supplied to the output amplification unit 5. Applied.
[0009]
Therefore, only when the output level of the output amplifier 5 becomes higher than Vref, the boosted voltage Vu higher than the voltage Vb is applied as the power supply voltage of the output amplifier 5.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the amplifier circuit of FIG. 3, when the output level is low or medium level, the power supply voltage of the output amplifier 5 becomes the constant voltage Vb from the battery. When the output level is a medium level, the power loss can be reduced. However, when the output level of the output amplifier 5 is a low level, the output level is much lower than the constant voltage Vb, so that the power loss is large. Therefore, an object of the present invention is to achieve high efficiency when the output level of the amplifier circuit is small.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. First, it comprises a booster circuit, a step-down circuit , a voltage drop means, and a selection switch circuit , and the selection switch circuit generates an amplified signal from the voltage drop means. when greater than the voltage which supplies a boosted voltage of the booster circuit as a power supply voltage of the amplifying section, when the amplification signal and greater than the reduced voltage less than the voltage generated from the voltage drop means, the power supply of the amplifier to a constant voltage power supply When the amplified signal is smaller than the step-down voltage, the step-down voltage of the step-down circuit is supplied as the power supply voltage of the amplifier.
[0012]
Second, the step-up circuit is a step-up chopper provided with a switching circuit, and the step-down circuit is a step-down chopper provided with a switching circuit.
[0013]
Thirdly, a power source, an amplifying unit, a booster circuit, a step-down circuit, a voltage drop unit, and first and second selection switching circuits are provided, and the first selection switching circuit receives an amplified signal from the voltage drop unit. When the generated voltage is larger than the generated voltage, the boosted voltage of the booster circuit is supplied as the power supply voltage of the amplifying unit, and when the second selection switching circuit is smaller than the voltage generated from the voltage drop means and larger than the stepped-down voltage, the constant voltage Is supplied as the power supply voltage of the amplification unit, and when the amplified signal is smaller than the step-down voltage, the step-down voltage of the step-down circuit is supplied as the power supply voltage of the amplification unit.
[0014]
Fourth, the voltage drop means is a Zener diode connected in the reverse direction to the constant voltage line .
[0015]
Fifth, a power supply that generates a constant voltage;
An amplifier for amplifying the input signal and outputting the amplified signal;
A first coil connected to the positive side of the power supply, a first diode, a first switching connected between a first intersection of the first coil and the first diode and a ground line. And a first capacitor connected between the output of the first diode and the ground line, and the first capacitor is charged by switching of the first switching element to generate a boosted voltage. A booster circuit to
A Zener diode that generates a first step-down voltage from a voltage on the + side of the power supply;
A third switching element connected to a second intersection of the first diode and the first capacitor is included, and an output voltage of the amplifying unit is larger than the first step-down voltage. The voltage at the second intersection is supplied as a power source for the amplifying unit via the third switching element, and the output voltage of the amplifying unit is smaller than the first step-down voltage. A first switching circuit that shuts off the second intersection and the power supply terminal of the amplifying unit by the third switching element;
The second switching element connected to the positive side of the power source, the second coil, the second switching element connected between the third intersection of the second switching element and the second coil and the ground line. And a second capacitor connected between the output of the second coil and the ground line, and the second capacitor is charged / discharged by switching of the second switching element, and the second capacitor . A step-down circuit for generating a step-down voltage of
When the output voltage of the amplifying unit is smaller than the first step-down voltage and larger than the second step-down voltage, the second switching element is included. By connecting the positive side of the power source and the third intersection point, the positive side voltage of the power source is supplied as the power source of the amplifying unit, and the output voltage of the amplifying unit is the second step-down voltage. when it becomes smaller than the voltage, by switching between the third intersection with + side of the power supply by the second switching element, to supply the second step-down voltage as the power source of the amplifying section This is solved by having a second switching circuit.
[0016]
As described above, when the output level is large, medium and small, the power supply of the amplifying unit is changed to large, medium and small, respectively, and high efficiency can be realized even when the output level is small.
[0017]
In addition, when the output signal in the amplifying unit and the power supply voltage of the amplifying unit become the same, the output signal is clipped, so in fact, when the output signal is a little smaller than the power supply voltage of the set amplifying unit, The power supply voltage is supplied.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. 1 is a constant voltage power supply (battery) for providing a constant voltage Vb, 2 is a step-up chopper circuit, 3 is a step-down chopper circuit, 4 is an amplifying unit, and 5 is an amplifier. A first selection switching circuit for monitoring the output amplification signal ZS of the unit 4 and operating the boost chopper circuit 2 to supply the boosted voltage to the power supply of the amplification unit when it is larger than the constant voltage Vb. A second selection switching circuit for monitoring the output amplification signal ZS of the unit 4 and operating the step-down chopper circuit 3 to supply the step-down voltage to the power source of the amplification unit 4 when the output amplified signal ZS is smaller than the constant voltage Vb; The amplified output ZS of the amplifying unit 4 that amplifies the input signal AS is output from the speaker SP.
[0019]
That is, as shown in FIG. 2, according to the level of the output amplification signal ZS of the amplification unit, the power supply applied to the amplification unit 4 is set to a constant voltage Vb, higher voltages V1 and V2 lower than Vb. .
[0020]
Now, a specific description will be given with reference to FIG.
A DC voltage VbV is generated at the upper end (point a) of the constant voltage power supply 1 (for example, a battery), and 0 V (ground) is generated at the lower end. Between the point a and the point b of the amplifier 4, the first coil L11, the first diode D12, and the third switching element SW12 are connected in series. A first switching element SW11 is connected between the intersection of the first coil L11 and the first diode D12 (hereinafter referred to as the first intersection 11) and the ground line 10, and the first diode D12 is connected. A first capacitor C <b> 11 is connected between the intersection between the first switching element SW <b> 12 and the third switching element SW <b> 12 (hereinafter referred to as the second intersection 12) and the ground line 10. Further, a comparison circuit OP4 for controlling on / off of the first switching element SW11 is provided. The reference voltage Vref1 is connected to the negative terminal of the comparison circuit OP4, and the second intersection 12 is connected to the positive terminal. A voltage drop means, here a Zener diode ZD1, is connected in the reverse direction to the point C before the first coil L11, and is connected to the + terminal of the comparison circuit OP1, and the-terminal is the output line of the amplifying unit 4, here Is connected to the point d, and the output of the comparison circuit OP1 controls the third switching element SW12 on and off.
[0021]
In the above configuration, the booster circuit 2 is configured by L11, D12, SW11, OP4, and C11 as surrounded by a dotted line. Further, the first switching circuit 5 is constituted by OP1, SW12 and ZD1.
[0022]
On the other hand, between the point a and the point b, the second switching element SW22, the second coil L22, and the third diode D22 are sequentially connected in series. A second diode D23 is connected between the second switching element SW22 and the second coil L22 (hereinafter referred to as the third intersection 13) and the ground line 14, and the second coil L22. And a third diode D22 (hereinafter referred to as a point e) and the ground line 14 are connected with a second capacitor C22. Furthermore, the second switching element SW22 is on / off controlled by the comparison circuit OP2. A comparison circuit OP3 connected to a positive terminal via a voltage drop means, here a zener diode Zd2, is connected between the first negative terminal of the comparison circuit OP2 and the point a. Further, the reference voltage Vref2 is connected to the second − terminal of the comparison circuit OP2, and the + terminal is connected to the point e.
[0023]
In the above configuration, the step-down circuit 3 is composed of SW22, L22, D23, C22 and OP2 as surrounded by the dotted line, and the second switching circuit 6 is composed of OP3, OP2, SW22, Zd2 and Vref2. It is composed.
[0024]
Next, the operation will be described. First, assuming that Vb = 13V and the reduced constant voltage = 8V, the switching operation between them will be described. The voltage ZS output by the amplifying unit 4 is fed back to the negative terminal of OP3 and compared with Vb−V (Zd2). When the output of ZS becomes higher than Vb−V (Zd2), OP3 becomes High. When this High signal is input to OP2, the output of OP2 becomes High, SW22 becomes High (ON), C22 is charged, and point e becomes Vb (13V). Next, when the output voltage ZS becomes lower than Vb−V (Zd2), OP3 becomes Low. When this Low signal is input to OP2, the following operation is performed in order to generate the step-down voltage 8V.
[0025]
That is, SW22 becomes Low (OFF), and the voltage of C22 is discharged to the amplifying unit 4 via D22 and tries to reach 8V. At this time, Vref2 is compared with the voltage at the point e at OP2, and when the voltage at the point e becomes smaller than Vref2 = 8V, OP2 becomes High and SW22 becomes High (ON). When SW22 is turned on, Vb at point a is applied to C22, and the charging voltage of C22 tends to be higher than 8V. At this time, Vref2 and point e are compared, OP2 goes low, and SW22 goes low (OFF). When SW22 becomes Low (OFF), C22 tends to become lower than 8V due to the discharge path. This state is repeated, and the voltage at the point e generates a constant voltage of about 8V between 8V ± several milliV (or 8V ± tens of milliV).
[0026]
Next, the switching operation between Vb = 13V and the boosted constant voltage = 18V will be described. The voltage ZS output by the amplifying unit 4 is fed back to the negative terminal of OP1 and compared with Vb−V (Zd1). When the output of ZS becomes higher than Vb−V (Zd1), OP1 becomes High. When this High signal is input to SW12, SW12 becomes High (ON), and C11 becomes the charging voltage (18V). Next, when the output voltage ZS becomes lower than Vb−V (Zd1), OP1 becomes Low. When this Low signal is input to SW12, SW12 is turned OFF, SW22 described above is controlled by the control signal of OP2, and Vb = 13V or 8V is supplied to the power supply of the amplifying unit. Here, the following operation is performed to generate the boosted voltage 18V.
[0027]
That is, SW12 becomes High (ON), and the voltage of C11 is charged and tries to reach 18V. At this time, Vref1 and the voltage at the second intersection 12 are compared at OP4. When the voltage at the second intersection 12 becomes higher than Vref1 = 18V, OP4 becomes Low (OFF), and SW11 becomes Low ( OFF). Then, the electric charge charged in C22 is discharged through the amplifying unit and tries to drop below 18V. Then, the voltage at Vref1 and the second intersection 12 is compared, and when the second intersection drops below 18V, OP4 becomes High (ON), SW11 becomes High (ON), and increases again to reach 18V. I will do it. This state is repeated, and the voltage of the second intersection 12 generates a constant voltage of about 18V between 18V ± several milliV (or 18V ± tens of milliV).
[0028]
Referring to FIG. 2, when the output signal is small, the third switching element SW12 is turned OFF, and the second switching element SW22 is turned ON / OFF to create a power supply of about 8V. When the output signal exceeds Vb, the second switching element SW22 is turned OFF, the first switching element SW12 is turned ON, and 18V is maintained by the ON / OFF operation of the first switching element SW11. When the output signal is between Vb = 13V and 8V, the third switching element SW12 is turned off, the second switching element SW22 is kept on, and Vb = 13V is maintained.
[0029]
Here, since the power source 1 itself is 13V, a circuit for boosting the voltage separately is required to set the reference voltage Vref1 to 18V. Therefore, the first capacitor C11 is connected in parallel, two resistors are connected between the second intersection and the ground line 10, and the divided voltage generated by the resistance division is connected to the + terminal of the comparison circuit OP4. Also good. This circuit diagram is shown in a portion surrounded by a dotted line in FIG. That is, when 18V is supplied as the power source of the amplification unit, a voltage lower than 13V, in this case 9V, is generated as the divided voltage. SW11 is controlled by comparing the divided voltage 9V before and after as Vref1 = 9V.
[0030]
The same applies to the + terminal of the comparison circuit OP2 of the step-down circuit. Two resistors are connected between the point e and the ground line 14, and the divided voltage is fed back to the + terminal of OP2. Here, since the power supply is 8 V, for example, the point e is set so that the time-divided voltage of 8 V is 4 V, and this point e is controlled in comparison with Vref2 = 4 V.
[0031]
The comparison circuit OP4 in FIG. 1 compares the reference voltage Vref1 = 18V and the second intersection 12 to control the first switching element SW11. However, the comparison circuit OP4 may be controlled as shown in FIG. FIG. 4 illustrates the comparison circuit OP4 in the booster circuit of FIG. 1. The difference is that the oscillation circuit OSC is at the negative terminal, the reference voltage Vref1 is at the first positive terminal, and the reference voltage Vref1 is at the second positive terminal. This is the point where the second intersection 12 is connected. When a divided voltage structure surrounded by a dotted line is employed, the positive terminal of the comparison circuit is connected from the contact with the point 12 by the dotted line.
[0032]
The operation of the solid line circuit will be briefly described. The dotted line circuit is substantially the same except that the voltage is changed, and the description thereof is omitted here. The first + terminal and the second + terminal are compared, the low voltage is prioritized and compared with the triangular wave of the triangular wave generating circuit OSC, and the ON / OFF control of SW11 is performed. That is, if the second intersection 12 is 17.5V, this is compared with the triangular wave, and if the second intersection 12 is 18.5V, the reference voltage 18V is compared with the triangular wave. In other words, if the second intersection 12 is 18V or higher with respect to a fixed triangular wave, the ON / OFF control is performed at a constant duty ratio, which is lower than 18V, and the ON time of SW11 becomes longer as the difference increases. Thus, 18V is generated at the second intersection 12.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, by adopting the first switching circuit and the second switching circuit, the third switching element and the second switching element can be controlled ON / OFF, and when the output level is large, medium, or small, the power supply of the amplifier is increased. It became possible to change to small and medium. Therefore, high efficiency can be realized even when the output level is small, and loss can be suppressed, so that the radiator can be downsized.
[0034]
In addition, when the output signal in the amplifying unit and the power supply voltage of the amplifying unit become the same, the output signal is clipped, so in fact, when the output signal is a little smaller than the power supply voltage of the set amplifying unit, The power supply voltage is supplied. That is, since the output is compared with the voltage Vb at a value slightly lower than Vb through voltage drop means such as a diode or a Zener diode, the clipping can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a conventional amplifier circuit.
FIG. 4 is a diagram for explaining another control method of the booster circuit of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
L11 1st coil D12 1st diode SW11 1st switching element C11 1st capacitor SW22 2nd switching element L22 2nd coil D23 2nd diode L22 2nd coil C22 2nd capacitor SW12 3rd Switching element OP comparison circuit 1 constant voltage power supply 2 step-up circuit 3 step-down circuit 4 step-down circuit 4 amplifying unit 5 first switching circuit 6 second switching circuit

Claims

定電圧を生成する電源と、
入力信号を増幅して増幅信号を出力する増幅部と、
前記定電圧を昇圧させ、昇圧電圧を生成する昇圧回路と、
前記定電圧を降圧させ、降圧電圧を生成する降圧回路と、
前記定電圧を所定電圧だけ電圧降下させる電圧降下手段と、
前記増幅信号が前記電圧降下手段から発生する電圧より大きい時、前記昇圧回路の前記昇圧電圧を前記増幅部の電源電圧として供給し、前記増幅信号が前記電圧降下手段から発生する電圧より小さく且つ前記降圧電圧より大きい時、前記定電圧を前記増幅部の電源電圧として供給し、前記増幅信号が前記降圧電圧より小さい時、前記降圧回路の前記降圧電圧を前記増幅部の電源電圧として供給するべく、前記昇圧電圧、前記定電圧、前記降圧電圧を切り替える選択切替回路と、
を有することを特徴とする増幅回路。A power supply that generates a constant voltage;
An amplifier for amplifying the input signal and outputting the amplified signal;
A booster circuit for boosting the constant voltage and generating a boosted voltage;
A step-down circuit for stepping down the constant voltage and generating a step-down voltage;
Voltage drop means for dropping the constant voltage by a predetermined voltage;
Wherein when the amplified signal is greater than the voltage generated from the voltage drop means, and supplying the boosted voltage of the booster circuit as a power supply voltage of said amplifying unit, said amplifying signal and less than the voltage generated from the voltage drop means the when greater than the step-down voltage, and supplies the constant voltage as the power supply voltage of the amplifying section, when the amplified signal is less than said reduced voltage, Beku supplying the step-down voltage of the step-down circuit as a power supply voltage of the amplifying section, A selection switching circuit for switching the boost voltage, the constant voltage, and the step-down voltage ;
An amplifier circuit comprising:

前記昇圧回路は、スイッチング電源を備えた昇圧チョッパであって、前記降圧回路は、スイッチング回路を備えた降圧チョッパであることを特徴とする請求項１記載の増幅回路。 2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the step-up circuit is a step-up chopper provided with a switching power supply, and the step-down circuit is a step-down chopper provided with a switching circuit.

定電圧を生成する電源と、
入力信号を増幅して増幅信号を出力する増幅部と、
前記定電圧を昇圧させ、昇圧電圧を生成する昇圧回路と、
前記定電圧を降圧させ、降圧電圧を生成する降圧回路と、
前記定電圧を所定電圧だけ電圧降下させる電圧降下手段と、
前記増幅信号が前記電圧降下手段から発生する電圧より大きい時、前記昇圧回路の前記昇圧電圧を前記増幅部の電源電圧として供給するべく切り替える第１選択切替回路と、
前記増幅信号が前記電圧降下手段から発生する電圧より小さく且つ前記降圧電圧より大きい時、前記定電圧を前記増幅部の電源電圧として供給し、前記増幅信号が前記降圧電圧より小さい時、前記降圧電圧を前記増幅部の電源電圧として供給するべく、前記定電圧と前記降圧電圧を切り替える第２選択切替回路と、
を有することを特徴とする増幅回路。A power supply that generates a constant voltage;
An amplifier for amplifying the input signal and outputting the amplified signal;
A booster circuit for boosting the constant voltage and generating a boosted voltage;
A step-down circuit for stepping down the constant voltage and generating a step-down voltage;
Voltage drop means for dropping the constant voltage by a predetermined voltage;
A first selection switching circuit for switching to supply the boosted voltage of the booster circuit as a power supply voltage of the amplifying unit when the amplified signal is larger than a voltage generated from the voltage drop means;
When the amplified signal is smaller than the voltage generated from the voltage drop means and larger than the step-down voltage, the constant voltage is supplied as a power supply voltage of the amplifier, and when the amplified signal is smaller than the step-down voltage, the step-down voltage A second selection switching circuit that switches between the constant voltage and the step-down voltage to supply a power supply voltage of the amplifying unit;
An amplifier circuit comprising:

前記電圧降下手段は、前記定電圧のラインに逆方向に接続されたツェナーダイオードであることを特徴とする請求項３記載の増幅回路。4. The amplifier circuit according to claim 3 , wherein the voltage drop means is a Zener diode connected in a reverse direction to the constant voltage line .

定電圧を生成する電源と、
入力信号を増幅して増幅信号を出力する増幅部と、
前記電源の＋側と接続された第１のコイル、第１のダイオード、前記第１のコイルと前記第１のダイオードとの第１の交点と接地ラインとの間に接続された第１のスイッチング素子および前記第１のダイオードの出力と前記接地ラインとの間に接続された第１のコンデンサとで成り、前記第１のスイッチング素子のスイッチングにより前記第１のコンデンサが充電されて昇圧電圧を生成する昇圧回路と、
前記電源の＋側の電圧から第１の降圧電圧を生成するツェナーダイオードと、
前記第１のダイオードと前記第１のコンデンサとの第２の交点に接続された第３のスイッチング素子を含めて構成され、前記増幅部の出力電圧の方が前記第１の降圧電圧よりも大きくなった時、前記第３のスイッチング素子を介して前記第２の交点の電圧を前記増幅部の電源として供給し、前記増幅部の出力電圧の方が前記第１の降圧電圧よりも小さくなった時、前記第３のスイッチング素子により前記第２の交点と前記増幅部の電源端子とを遮断する第１の切り替え回路と、
前記電源の＋側と接続された第２のスイッチング素子、第２のコイル、前記第２のスイッチング素子と前記第２のコイルとの第３の交点と接地ラインとの間に接続された第２のダイオードおよび前記第２のコイルの出力と前記接地ラインとの間に接続された第２のコンデンサとで成り、前記第２のスイッチング素子のスイッチングにより前記第２のコンデンサが充放電されて第２の降圧電圧を生成する降圧回路と、
前記第２のスイッチング素子を含めて構成され、前記増幅部の出力電圧の方が前記第１の降圧電圧よりも小さく且つ前記第２の降圧電圧よりも大きい時、前記第２のスイッチング素子を介して前記電源の＋側と前記第３の交点とを接続することにより、前記電源の＋側の電圧を前記増幅部の電源として供給し、前記増幅部の出力電圧の方が前記第２の降圧電圧よりも小さくなった時、前記第２のスイッチング素子により前記電源の＋側と前記第３の交点との間をスイッチングすることにより、前記第２の降圧電圧を前記増幅部の電源として供給する第２の切り替え回路と、
を有することを特徴とした増幅回路。A power supply that generates a constant voltage;
An amplifier for amplifying the input signal and outputting the amplified signal;
A first coil connected to the positive side of the power supply, a first diode, a first switching connected between a first intersection of the first coil and the first diode and a ground line. And a first capacitor connected between the output of the first diode and the ground line, and the first capacitor is charged by switching of the first switching element to generate a boosted voltage. A booster circuit to
A Zener diode that generates a first step-down voltage from a voltage on the + side of the power supply;
A third switching element connected to a second intersection of the first diode and the first capacitor is included, and an output voltage of the amplifying unit is larger than the first step-down voltage. The voltage at the second intersection is supplied as a power source for the amplifying unit via the third switching element, and the output voltage of the amplifying unit is smaller than the first step-down voltage. A first switching circuit that shuts off the second intersection and the power supply terminal of the amplifying unit by the third switching element;
The second switching element connected to the positive side of the power source, the second coil, the second switching element connected between the third intersection of the second switching element and the second coil and the ground line. And a second capacitor connected between the output of the second coil and the ground line, and the second capacitor is charged / discharged by switching of the second switching element, and the second capacitor . A step-down circuit for generating a step-down voltage of
When the output voltage of the amplifying unit is smaller than the first step-down voltage and larger than the second step-down voltage, the second switching element is included. By connecting the positive side of the power source and the third intersection point, the positive side voltage of the power source is supplied as the power source of the amplifying unit, and the output voltage of the amplifying unit is the second step-down voltage. when it becomes smaller than the voltage, by switching between the third intersection with + side of the power supply by the second switching element, to supply the second step-down voltage as the power source of the amplifying section A second switching circuit;
An amplifier circuit characterized by comprising: