專利名稱：驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器等負(fù)載的驅(qū)動(dòng)裝置。
此外，本說明書的記述基于作為本件申纟青的優(yōu)先^又基礎(chǔ)的
第 一個(gè)曰本專利申^t(曰本凈爭愿2006—135596, 2006年5月15曰申 i青)、第二個(gè)曰本專利申i奮(曰本凈爭愿2007—42485, 2007年2月22 日申請(qǐng))的說明書的記載，通過參照這些日本專利申請(qǐng)?zhí)?，設(shè)為 這些日本專利申請(qǐng)的說明書的記載內(nèi)容構(gòu)成本說明書的 一 部
背景技術(shù)：
便攜電話等信息設(shè)備成為內(nèi)置有各種功能的非常多功能 化的產(chǎn)品。這些信息設(shè)備大多數(shù)都是由電池驅(qū)動(dòng)，因此連續(xù)使 用時(shí)間受到限制，當(dāng)考慮今后進(jìn)一步的功能化時(shí)，希望所內(nèi)置 的各個(gè)部件都是低功耗的。例如，作為內(nèi)置在便攜電話中的消 耗大功率的部件，存在發(fā)送用功率放大器、液晶顯示用背光燈 等，但是再現(xiàn)來電鈴聲等聲音的擴(kuò)聲用揚(yáng)聲器也是消耗大功率 的部件之一。最近，作為低功耗化對(duì)策之一，將揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng) 方法從以往的AB級(jí)放大器替換為功率效率良好的開關(guān)放大器 的產(chǎn)品越來越多。
圖8表示構(gòu)成為作為負(fù)載具備動(dòng)圈式揚(yáng)聲器等感應(yīng)性負(fù)載 的開關(guān)放大器(D級(jí)放大器)的情況下的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)例(例如 參照專利文獻(xiàn)l、 2)。
驅(qū)動(dòng)裝置3具備驅(qū)動(dòng)電路20,其對(duì)輸出信號(hào)Vp-n2進(jìn)行輸 出；誤差抑制電路ll,其生成第一誤差抑制信號(hào)Voutl;作為脈 沖調(diào)制單元的脈寬調(diào)制電路(P WM) 12,其輸出作為脈沖調(diào)制信號(hào)的開關(guān)控制信號(hào)Vpl、 Vp2;柵極驅(qū)動(dòng)器13;以及作為第一反 饋單元的低通濾波器(LPF1、 LPF2)14、 15。
驅(qū)動(dòng)電3各20具有由多個(gè)開關(guān)元件101、 102、 103、 104構(gòu)成 的開關(guān)電路100 ，驅(qū)動(dòng)電路20的連接點(diǎn)OUTP和OUTN之間的端 子之間連接有作為負(fù)載的感應(yīng)性負(fù)載L1。
各開關(guān)元件IOI、 102、 103、 104(MOSFET等晶體管)具有 第一端子40(連接點(diǎn)OUTP、 OUTN)，其被連接在感應(yīng)性負(fù)載L1 的一個(gè)輸出端子50上；第二端子41,其被連接在電源(Vcc)或地 的端子上；以及第三端子42,其被輸入開關(guān)控制信號(hào)Vplp、 Vpln、 Vp2p、 Vp2n。
開關(guān)電路100根據(jù)各開關(guān)控制信號(hào)Vplp、 Vpln、 Vp2p、 Vp2n 對(duì)各開關(guān)元件IOI、 102、 103、 104進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制，控制 向感應(yīng)性負(fù)載L1的電力供給。在感應(yīng)性負(fù)載L1的端子與各開關(guān) 元件IOI、 102、 103、 104的第一端子40之間的連接點(diǎn)(OUTP、 OUTN)上設(shè)置的輸出端子50、 51中出現(xiàn)作為感應(yīng)性負(fù)載L1的端 子間電壓的輸出信號(hào)Vp-n2。
低通濾波器(LPF1、 LPF2)14、 15將在驅(qū)動(dòng)電路20的輸出端 子50、 51上出現(xiàn)的輸出信號(hào)Vp-n2通過誤差抑制電路ll內(nèi)的反 饋用電阻RF1、 RF2反饋到端子9a、 9b。在此，作為反饋的信號(hào)， 使用輸出信號(hào)V2a、 V2b。
誤差抑制電路ll構(gòu)成為積分器，該積分器由如下部分構(gòu) 成差動(dòng)放大電i 各lll;連接在端子9a與10a之間的電容器C2; 連接在端子9b與10b之間的電容器C3;分別連接在輸入端子83_ 端子9a間、輸入端子8b-端子9b間的輸入用電阻RS1、 RS2;以 及連接在端子9a、 9b上的反饋用電阻RF1、 RF2。在該誤差抑制 電路11中，將通過低通濾波器(LPF1、 LPF2)14、 15反饋的輸出 信號(hào)V2a、 V2b的振幅、與輸入到輸入端子8a、 8b的輸入信號(hào)Vin
5的振幅進(jìn)行比較，檢測(cè)信號(hào)間的振幅的誤差。生成校正該誤差 的電壓(第 一 誤差抑制信號(hào)Voutl)使得抑制該檢測(cè)出的信號(hào)間 的振幅的誤差。在此，不是離散地進(jìn)行處理而是連續(xù)地進(jìn)行處 理。
在此，在圖8中，為了評(píng)價(jià)開關(guān)放大器的輸入再現(xiàn)性，為 了方便而在驅(qū)動(dòng)電^各20的輸出端子50、 51上連接低通濾波器 (LPF3、 LPF4)16、 17,從低通濾波器(LPF3、 LPF4)16、 17的輸 出端子52、 53取出輸出信號(hào)Vp-n20。此外，這些低通濾波器 (LPF3、 LPF4)16、 17也可以不包括在驅(qū)動(dòng)裝置3中，與作為開 關(guān)放大器的動(dòng)作無關(guān)。
作為電路動(dòng)作，根據(jù)所生成的第一誤差抑制信號(hào)Voutl通過
脈寬調(diào)制電路(PWM)12制作作為調(diào)制了脈寬的脈沖調(diào)制信號(hào)的 開關(guān)控制信號(hào)Vpl、 Vp2,該所制作的開關(guān)控制信號(hào)Vpl、 Vp2 通過柵極驅(qū)動(dòng)器13被輸入到各開關(guān)元件101、 102、 103、 104的 第三端子42上，從而進(jìn)行各開關(guān)元件IOI、 102、 103、 104的導(dǎo) 通、截止控制，對(duì)感應(yīng)負(fù)載L1進(jìn)行電流I的供給控制。
圖9表示脈寬調(diào)制電^各(P W M) 12和棚—及驅(qū)動(dòng)器13的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
脈寬調(diào)制電路(PWM)12由三角波發(fā)生器90、兩個(gè)比較器 91a、 91b構(gòu)成。三角波發(fā)生器90產(chǎn)生作為基準(zhǔn)信號(hào)的三角波。 所產(chǎn)生的三角波作為比較處理用而被輸入到比較器91a、 91b。 柵極驅(qū)動(dòng)器13由兩個(gè)滯后時(shí)間發(fā)生電3各92a、 92b和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電 路93a、 93b構(gòu)成。
圖10表示從圖9所示的脈寬調(diào)制電路(PWM)12和柵極驅(qū)動(dòng) 器13輸出的各種信號(hào)的波形的時(shí)序圖。
在脈寬調(diào)制電路(PWM)12中，將從誤差抑制電路ll的端子 10a、 10b輸出的第一誤差抑制信號(hào)Voutl與作為基準(zhǔn)信號(hào)的三角波302進(jìn)行比較，作為其比較結(jié)果輸出脈沖調(diào)制信號(hào)Vpl、 Vp2。
在柵極驅(qū)動(dòng)器13中，將脈沖調(diào)制信號(hào)Vpl輸入到滯后時(shí)間 發(fā)生電路9 2 a,通過滯后時(shí)間發(fā)生電路9 2 a 4吏脈沖調(diào)制信號(hào)V p 1 的上升時(shí)間或下降時(shí)間分別延遲滯后時(shí)間。接著，通過驅(qū)動(dòng)電 路93a對(duì)延遲的信號(hào)進(jìn)行緩沖，并作為開關(guān)控制信號(hào)Vplp、 Vpln 而進(jìn)行輸出。根據(jù)這些開關(guān)控制信號(hào)Vplp、 Vpln對(duì)晶體管lOl 和晶體管102進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
同樣地，將脈沖調(diào)制信號(hào)V p 2輸入到滯后時(shí)間發(fā)生電路 92b ，通過滯后時(shí)間發(fā)生電路92b使脈沖調(diào)制信號(hào)Vp2的上升時(shí) 間或下降時(shí)間分別延遲滯后時(shí)間。接著，通過驅(qū)動(dòng)電路93b對(duì)延 遲的信號(hào)進(jìn)行緩沖，并作為開關(guān)控制信號(hào)Vp2p、 Vp2n而進(jìn)行輸 出。根據(jù)這些開關(guān)控制信號(hào)Vp2p、 Vp2n對(duì)晶體管103和晶體管 104進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
這樣，在柵極驅(qū)動(dòng)器13中，如圖10所示，為了向各個(gè)脈沖 調(diào)制信號(hào)Vp 1 、 Vp2插入數(shù)ns 數(shù)1 Ons左右的無重疊期間(滯后時(shí) 間)，輸出線是開關(guān)控制信號(hào)Vplp、 Vpln、 Vp2p、 Vp2n的四個(gè)。 其結(jié)果，不會(huì)使晶體管101和晶體管102 —對(duì)、或者晶體管103 和晶體管104的一對(duì)分別在信號(hào)發(fā)生變化的瞬間同時(shí)導(dǎo)通而從 電源向:l也流過大電 流o
專利文獻(xiàn)l:美國專利第6614297號(hào)il明書
專利文獻(xiàn)2:美國專利第6262632號(hào)說明書

發(fā)明內(nèi)容
在圖8的開關(guān)放大器中，將根據(jù)開關(guān)波形的電壓誤差等各 種誤差產(chǎn)生原因而成為失真的輸出波形的輸出信號(hào)V2a、 V2b 反饋到端子9a、 9b，由誤差抑制電路1U全測(cè)該反饋的輸出信號(hào) V2a、 V2b與輸入信號(hào)Vin之間的誤差成分，通過反饋環(huán)增益抑制該誤差，作為校正該誤差的電壓而生成第 一 誤差抑制信號(hào) Voutl,其中，上述開關(guān)波形的電壓誤差是由于開關(guān)信號(hào)上升延 遲、電源電壓的變動(dòng)、各開關(guān)元件的導(dǎo)通電阻的不匹配而引起
的。將該第 一誤差抑制信號(hào)Voutl輸入到脈寬調(diào)制電^各(PWM)12 而進(jìn)行處理。
圖11表示纟皮輸入到脈寬調(diào)制電路(P W M) 12的輸入信號(hào)的波 形的信號(hào)水平的變化。在此，作為輸入信號(hào)波形，示出了從誤 差抑制電路ll輸入到脈寬調(diào)制電路(PWM)12的第 一誤差抑制信 號(hào)Voutl中的誤差抑制電路ll的端子10a上的信號(hào)波形。
輸入信號(hào)波形300表示根據(jù)圖8的方式的輸入信號(hào)波形。另 一方面，輸入信號(hào)波形301表示所期待的輸入再現(xiàn)性良好的輸入 信號(hào)波形。從該圖可知，輸入信號(hào)波形300與所期待的輸入信號(hào) 波形301相比，離期待值偏離誤差量A。此外，302是作為在制 作脈寬調(diào)制信號(hào)時(shí)使用的基準(zhǔn)信號(hào)的三角波。
這樣，在脈寬調(diào)制電路(PWM)12中，如果僅僅如圖8的方 式那樣用反饋環(huán)增益對(duì)輸入信號(hào)波形3 0 0進(jìn)行校正，則在抑制波 形失真上自然存在限度，無法輸出所期待的輸入再現(xiàn)性良好的 信號(hào)而在輸出信號(hào)Vp-n2的輸出波形上產(chǎn)生失真(例如，如后述 的圖4的(C)的波形那樣失真)，在對(duì)產(chǎn)品要求高性能的情況下， 無法滿足規(guī)格。
在圖8所示的開關(guān)放大器中，將輸出信號(hào)V2a、 V2b進(jìn)行反 饋而通過反饋環(huán)的增益抑制信號(hào)波形的失真，但是期待進(jìn) 一 步 改善輸出信號(hào)的輸入再現(xiàn)性。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種更有效地抑制開關(guān)放大 器所輸出的信號(hào)波形的失真、能夠生成進(jìn)一 步改善輸出信號(hào)的 輸入再現(xiàn)性的信號(hào)波形的驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明是 一 種驅(qū)動(dòng)裝置，使用開關(guān)元件來控制對(duì)于負(fù)載的電力供給，其特征在于，具備驅(qū)動(dòng)單元，其具有由被連接在 上述負(fù)載上的多個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成的開關(guān)電路；第一反饋單元，
入信號(hào)的輸入端子側(cè)；誤差抑制單元，其被連接在上述輸入端 子上，將由上述第一反饋單元反饋的輸出信號(hào)與上述輸入信號(hào) 進(jìn)行比較，從而4全測(cè)這些信號(hào)間的誤差，生成4交正該誤差的誤 差抑制信號(hào)；控制單元，其根據(jù)上述誤差抑制信號(hào)控制上述驅(qū) 動(dòng)單元的上述多個(gè)開關(guān)元件的動(dòng)作切換；以及第二反饋單元， 其檢測(cè)從上述誤差抑制單元輸出的信號(hào)的斜率成分，將上述斜 率成分反饋到上述誤差抑制單元的輸入端子側(cè)，其中，上述誤 差抑制單元將合成信號(hào)與上述輸入信號(hào)進(jìn)行比較從而檢測(cè)這些 信號(hào)間的誤差，生成校正該誤差的誤差抑制信號(hào)，其中，上述 合成信號(hào)是將由上述第一反饋單元反饋的輸出信號(hào)與由上述第 二反饋單元反饋的上述斜率成分相加而得到的信號(hào)。
并且，本發(fā)明的特征在于，上述第二反饋單元是對(duì)從上述 誤差抑制單元輸出的信號(hào)進(jìn)行微分的微分電路。
并且，本發(fā)明的特征在于，上述第二反饋單元是高通濾波 器、或者帶通濾波器。
并且，本發(fā)明的特征在于，上述負(fù)載是電容性負(fù)載、或者 感應(yīng)性負(fù)載。
并且，本發(fā)明的特征在于，上述負(fù)載是壓電揚(yáng)聲器、或者 動(dòng)圈式揚(yáng)聲器。
另外，本發(fā)明的信息設(shè)備的特征在于，具備上述驅(qū)動(dòng)裝 置，其使用上述開關(guān)元件來控制對(duì)于負(fù)載的電力供給；信息處 理部，其具有通信功能和信息處理功能，控制上述驅(qū)動(dòng)裝置； 以及電池，其對(duì)上述驅(qū)動(dòng)裝置和上述信息處理部供給電力。
根據(jù)本發(fā)明，將負(fù)載兩端的輸出端子上出現(xiàn)的輸出信號(hào)被
9反饋到輸入端子側(cè)的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行比較從而檢測(cè)該 信號(hào)之間的誤差，為了抑制該檢測(cè)的信號(hào)之間的誤差而生成校 正該誤差的第 一 誤差抑制信號(hào)，除此之外檢測(cè)第 一 誤差抑制信 號(hào)的斜率，為了抑制該檢測(cè)的斜率信號(hào)和輸入信號(hào)之間的斜率 誤差而生成校正該斜率誤差的第二誤差抑制信號(hào)，根據(jù)該誤差 抑制信號(hào)進(jìn)行對(duì)負(fù)載的電力供給控制，由此能夠提高輸出信號(hào) 波形的輸入信號(hào)的再現(xiàn)性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，將上述驅(qū)動(dòng)裝置嵌入到信息設(shè)備中，
進(jìn)行對(duì)負(fù)載的電力供給控制，因此例如能夠顯著提高揚(yáng)聲器的 音質(zhì)。


圖l是表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的、由開關(guān)放大器 構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖2是表示作為運(yùn)算電路18的一例的微分電路的圖。 圖3是說明驅(qū)動(dòng)裝置中的基本的電路動(dòng)作的流程圖。 圖4是表示驅(qū)動(dòng)裝置的電路內(nèi)的各部中生成的各種信號(hào)的 波形的波形圖。
圖5是表示對(duì)輸入到運(yùn)算電路的波形進(jìn)行了微分的情況下 的波形的波形圖。
圖6是表示作為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的、由開關(guān)放大器構(gòu) 成的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖7是表示作為本發(fā)明的第三實(shí)施方式的、由便攜電話等便 攜信息終端構(gòu)成的信息設(shè)備的結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖8是表示作為以往的方式的、由開關(guān)放大器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝 置的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖9是表示脈沖調(diào)制單元和柵極驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖IO表示從脈寬調(diào)制電路(PWM)12和4冊(cè)才及驅(qū)動(dòng)器13輸出的
各種信號(hào)波形的時(shí)序圖。
圖ll是表示輸入到脈寬調(diào)制電路(PWM)的輸入信號(hào)波形的 信號(hào)水平的變化的波形圖。
附圖標(biāo)記i兌明
1、 2、 3:驅(qū)動(dòng)裝置；8a、 8b:輸入端子；9a、 9b:端子； 10:驅(qū)動(dòng)電路；11:誤差抑制電路；12:脈寬調(diào)制電路(PWM); 13:柵極驅(qū)動(dòng)器；14、 15:低通濾波器(LPF1、 LPF2); 16、 17: 低通濾波器(LPF3、 LPF4); 18:運(yùn)算電路；19a、 19b:誤差抑 制電路輸出ll、脈沖調(diào)制電路12、運(yùn)算電路18的連接點(diǎn)；30a、 30b:運(yùn)算電路18的輸出端子；40:第 一 端子(連接點(diǎn)OUTP 、 OUTN); 41:第二端子；42:第三端子；50、 51:輸出端子； 52、 53:端子；100:開關(guān)電路；101、 102、 103、 104:開關(guān)元 件；200:便攜信息終端；201:揚(yáng)聲器；202:信息處理部；203: 電池；204: LSI; Ll:感應(yīng)性負(fù)載；Cl:電容性負(fù)載。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
根據(jù)圖1 圖5說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。此外，對(duì)于與 上述圖8的結(jié)構(gòu)相同的部分，省略其說明，附加相同的附圖標(biāo)記。
在本例中，說明作為本發(fā)明所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成為作為 負(fù)載具備動(dòng)圏式揚(yáng)聲器等感應(yīng)性負(fù)載的開關(guān)放大器(D級(jí)放大 器)的情況的例子。
(電路結(jié)構(gòu))
圖l表示在開關(guān)放大器用驅(qū)動(dòng)裝置l上作為第二反饋單元設(shè) 置了運(yùn)算電路18的情況的結(jié)構(gòu)例。驅(qū)動(dòng)裝置l具備驅(qū)動(dòng)電路IO,其對(duì)輸出信號(hào)Vp-nl進(jìn)行輸 出；運(yùn)算電路18,其檢測(cè)第一誤差抑制信號(hào)Voutl的斜率來生成 斜率信號(hào)；誤差抑制電路ll，其被反饋第一誤差抑制信號(hào)Voutl 的斜率信號(hào)，由此能夠生成新的第二誤差抑制信號(hào)Vout2;作為 脈沖調(diào)制單元的脈寬調(diào)制電路(P WM) 12,其輸出脈沖調(diào)制信號(hào) Vpl、 Vp2;柵極驅(qū)動(dòng)器13，其將開關(guān)控制信號(hào)Vplp、 Vpln、 Vp2p、 Vp2n輸出到驅(qū)動(dòng)電路10的各開關(guān)元件101、 102、 103、 104;以及作為第一反饋單元的低通濾波器(LPF1、 LPF2)14、 15。在此，誤差抑制電^各11構(gòu)成為積分器。
驅(qū)動(dòng)電路10具有由多個(gè)開關(guān)元件101、 102、 103、 104構(gòu)成 的開關(guān)電路100,在驅(qū)動(dòng)電路10的連接點(diǎn)OUTP和OUTN之間的 端子間連接有作為負(fù)載的感應(yīng)性負(fù)載L1。
在此，為了評(píng)價(jià)開關(guān)放大器的輸入再現(xiàn)性，為了方便而在 驅(qū)動(dòng)電路10的輸出端子50 、 51上連4妻低通濾波器(LPF3 、 LPF4)16、 17,從低通濾波器(LPF3、 LPF4)16、 17的輸出端子 52、 53取出輸出信號(hào)Vp-n10。此外，這些低通濾波器(LPF3 、 LPF4)16、 17也可以不包括在驅(qū)動(dòng)裝置1中，與作為開關(guān)放大器 的動(dòng)作無關(guān)。
說明各部分的結(jié)構(gòu)。
運(yùn)算電路18被連接在誤差抑制電路ll與脈寬調(diào)制電路 (PWM)12之間。該運(yùn)算電路18的輸入側(cè)的連接線19a、 19b分歧 連接在從誤差抑制電路ll輸出第 一誤差抑制信號(hào)Voutl的輸出 線上，該運(yùn)算電路18的輸出側(cè)的連接線30a、 30b纟皮連接在誤差 抑制電路11內(nèi)的電阻RF3、 RF4上。
運(yùn)算電路18是用于檢測(cè)信號(hào)的斜率的電路，例如使用微分 電路構(gòu)成，但是并不限定于該結(jié)構(gòu)。除此之外，例如也可以使 用使高于所設(shè)定的截止頻率的頻率成分通過的高通濾波器、限制了通頻帶的帶通濾波器來構(gòu)成。
圖2表示作為運(yùn)算電路1 8的 一 例的微分電路。運(yùn)算電路1 8
由差動(dòng)力丈大電i 各112、分別連接在輸入端子19a、 19b與差動(dòng)》丈大 電路112的輸入端子之間的電容器C4、 C5、以及分別連沖姿在差 動(dòng)放大電路112的輸入端子與輸出端子30a、 30b之間的電阻R1、 R2構(gòu)成。在這種情況下，通過對(duì)所輸入的信號(hào)進(jìn)行微分來檢測(cè) 斜率之后，輸出包含該檢測(cè)出的斜率的微分信號(hào)。
在運(yùn)算電路18中，在檢測(cè)出從誤差抑制電路ll輸出的第一 誤差抑制信號(hào)Voutl的斜率之后，包含該4僉測(cè)出的斜率的纟企測(cè)信 號(hào)Vfb2與被反饋的輸出信號(hào)Vla、 Vlb —起被輸入到誤差抑制電 路ll。
然后，在誤差抑制電路ll中將包含該;險(xiǎn)測(cè)信號(hào)Vfb2的斜率 的輸出信號(hào)Vla、 Vlb與輸入信號(hào)Vin的斜率進(jìn)行比較，生成校 正該誤差的第二誤差抑制信號(hào)Vo u 12使得抑制該信號(hào)間的斜率 的誤差。
在此，輸入信號(hào)Vin可以是差動(dòng)信號(hào)，也可以是將輸入端子 8a或8b連接在基準(zhǔn)信號(hào)水平上的單端輸入。并且，也可以將誤 差抑制電路11也設(shè)為單端結(jié)構(gòu)，將作為差動(dòng)輸出的OUTP 、 OUTN變換成單端來反饋到誤差抑制電路11 。
另外，驅(qū)動(dòng)電路10可以是全橋結(jié)構(gòu)，也可以是半橋結(jié)構(gòu)。 在半橋結(jié)構(gòu)的情況下，感應(yīng)性負(fù)載L1的一個(gè)端子被接地，驅(qū)動(dòng) 電i 各10成為由兩個(gè)開關(guān)元件101、 102(或者103、 104)構(gòu)成的結(jié) 構(gòu)。
(電路動(dòng)作)
首先，說明圖l所示的驅(qū)動(dòng)裝置l的動(dòng)作的概要。
圖3是說明驅(qū)動(dòng)裝置1中的基本的電路動(dòng)作的流程圖。
在步驟S1中，將在輸出端子50、 51上出現(xiàn)的輸出信號(hào)Vp-nl通過低通濾波器(LPF1、 LPF2)14、 15作為輸出信號(hào)Vla、 Vlb 而反饋到輸入側(cè)的端子9a、 9b側(cè)，其中，上述輸出端子50、 51 被設(shè)置在感應(yīng)性負(fù)載Ll的端子與各開關(guān)元件lOl、 102、 103、 104的第一端子40之間的連接點(diǎn)上。該被反饋的輸出信號(hào)Vla、 Vlb的電壓值蓄積在差動(dòng)放大電路lll的電容器C2、 C3中。
在步驟S2中，將被反饋的輸出信號(hào)Vla、 Vlb的大小(振幅) 與輸入信號(hào)Vin的大小(振幅)進(jìn)行比較，來檢測(cè)該信號(hào)間的大小 (振幅)的誤差，生成校正該誤差的第一誤差抑制信號(hào)Voutl使得 抑制該檢測(cè)出的信號(hào)間的振幅的誤差。
在步驟S3中，將構(gòu)成第二反饋單元的運(yùn)算電路18所檢測(cè)出 的、包含第 一 誤差抑制信號(hào)Vo u 11的斜率成分的檢測(cè)信號(hào)V fb2 通過RF3 、 RF4輸入到誤差抑制電路11上，為了抑制輸入信號(hào)Vin 的斜率成分的誤差而生成校正該誤差的第二誤差抑制信號(hào) Vout2。
在步驟S4中，根據(jù)所生成的第二誤差抑制信號(hào)Vout2，通過 脈寬調(diào)制電路(PWM)12制作調(diào)制了脈寬的脈沖調(diào)制信號(hào)Vpl、 Vp2。該所制作的脈沖調(diào)制信號(hào)Vpl、 Vp2通過柵極驅(qū)動(dòng)器13被 輸入到各開關(guān)元件IOI、 102、 103、 104的第三端子42，從而對(duì) 各開關(guān)元件IOI、 102、 103、 104進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制，對(duì)感應(yīng) 性負(fù)載L1進(jìn)行電流I的供給控制。
(斜率)
斜率是指表示相對(duì)于連續(xù)信號(hào)的時(shí)間變化的電壓振幅的位 移量。
例如，檢測(cè)信號(hào)Vfb2是由運(yùn)算電路18輸出的、對(duì)第一誤差 抑制信號(hào)Voutl進(jìn)行微分得到的信號(hào)。該輸出微分信號(hào)Vfb2表示 第一誤差抑制信號(hào)Voutl的斜率變(第二誤差抑制信號(hào))
說明第二誤差抑制信號(hào)Vout2的作用。
圖4的(A) (C)表示驅(qū)動(dòng)電路1的電路內(nèi)的各部分生成的各 種信號(hào)的波形。
在上述圖l的驅(qū)動(dòng)裝置l中，將來自驅(qū)動(dòng)電路10的輸出信號(hào) Vp-nl輸入到構(gòu)成反饋電路的低通濾波器14、 15。然后，將由 低通濾波器14、 15反饋的輸出信號(hào)Vla、 Vlb、與輸入信號(hào)Vin 進(jìn)行比較。由此，根據(jù)包括差動(dòng)放大電路lll的增益的環(huán)增益生 成抑制了被反饋的輸出信號(hào)Vla、 Vlb與輸入信號(hào)Vin之間的信 號(hào)間的誤差成分的第 一 誤差抑制信號(hào)Vo u 11 。
該所生成的第 一 誤差抑制信號(hào)Vo u 11使作為脈沖調(diào)制信號(hào) 的開關(guān)控制信號(hào)Vpl、 Vp2的占空比發(fā)生變化，4旦是存在沒有通 過誤差抑制電路ll抑制的波形的誤差成分?？梢詫谠摰?一誤差抑制信號(hào)Voutl中的誤差成分認(rèn)為是輸出信號(hào)波形的斜 率與輸入信號(hào)波形的斜率的差異。
因此，在本例中將包含有該斜率成分的差異的第 一 誤差抑 制信號(hào)Voutl引入到由微分電路構(gòu)成的運(yùn)算電路18，將作為斜率 成分的輸出微分信號(hào)Vfb2通過反饋電阻RF3、RF4輸入到誤差抑 制電i 各11 。
在運(yùn)算電路1 8是微分電路的情況下，該檢測(cè)信號(hào)Vfb2是使 對(duì)第 一 誤差抑制信號(hào)Vo u 11進(jìn)行微分得到的信號(hào)翻轉(zhuǎn)的信號(hào)。例 如圖5的(A)所示，在第 一 誤差抑制信號(hào)Vout 1是正弦波的情況 下，成為如圖5的(B)所示的檢測(cè)信號(hào)Vfb2那樣的波形。
誤差抑制電路11運(yùn)算檢測(cè)信號(hào)V fb 2的變化量，輸出第二誤 差抑制信號(hào)Vo ut 2 。在第 一 誤差抑制信號(hào)Vo u 11是無失真的波形 的情況下，第二誤差抑制信號(hào)Vout2僅成為相位前進(jìn)了與根據(jù)第 一誤差抑制信號(hào)Vo u 11生成的檢測(cè)信號(hào)V fb 2的變化量相應(yīng)的量的波形，而波形質(zhì)量沒有變化。
在第 一誤差抑制信號(hào)Voutl如圖4的(B)那樣信號(hào)波形被失
真成從零交叉點(diǎn)朝向頂點(diǎn)的方向的頂點(diǎn)附近其斜率較晚地變緩
慢的情況下，與圖5的(B)所示的無失真情況下的檢測(cè)信號(hào)V fb2 相比，圖4的(A)所示的檢測(cè)信號(hào)Vfb2'的電壓水平上升與斜率變 得急劇的部分相當(dāng)?shù)牧俊?br> 當(dāng)該檢測(cè)信號(hào)Vfb2'被輸入到誤差抑制電路ll時(shí)，相加量只 增加信號(hào)波形的斜率急劇的點(diǎn)，因此僅是信號(hào)波形的斜率急劇 的點(diǎn)的斜率變得緩和，如圖4的(B)所示，作為改善了失真的波 形而生成第二誤差抑制信號(hào)Vout2。另外，通過加上檢測(cè)信號(hào) Vfb2'而變大的部分的信號(hào)水平通過第 一反饋單元(低通濾波器 14、 15)由誤差抑制電路ll進(jìn)行校正。
在此，使用式進(jìn)行說明，在將第一誤差抑制信號(hào)Voutl設(shè)為 axsin(cot)時(shí)，檢測(cè)信號(hào)Vfb2'為bxcos(cot),作為進(jìn)行了校正的信 號(hào)的第二誤差抑制信號(hào)Vout2為rxsin(cot+a) 、 r二 Va2 + b2 、 0^tan、b/a)。因此，在沒有高次諧波失真的情況下照原樣再現(xiàn) 輸入信號(hào)(只有振幅、相位微變)，僅在有高次諧波失真的情況 下，斜率比作為失真要素的輸入信號(hào)更陡的部位的相加量變得 比沒有失真的情況大，因此施加校正使得斜率變緩，能夠減少 失真成分。
為了作為其改善效果而評(píng)價(jià)輸入再現(xiàn)性，當(dāng)將來自為了方 便而連接在圖1的驅(qū)動(dòng)電路10的輸出端子50、 5 l上的低通濾波器 16、 17的輸出信號(hào)Vp-n10、與來自為了方便而連接在圖8的驅(qū) 動(dòng)電路20的輸出端子50、 51上的低通濾波器16、 17的輸出信號(hào) Vp-n20進(jìn)行比較時(shí)，如圖4的(C)所示，能夠輸出與輸出信號(hào) Vp-n20相比、與信號(hào)間的斜率的誤差量相對(duì)應(yīng)地校正了 △ Vp-n 的輸出信號(hào)Vp-nlO。即，通過使用作為第二反饋單元、即運(yùn)算電路18的效果所 生成的第二誤差抑制信號(hào)Vo u 12,改善感應(yīng)性負(fù)載L1上出現(xiàn)的波 形的失真，能夠進(jìn)一步提高輸入再現(xiàn)性。
如以上說明，在僅由第一反饋構(gòu)成的開關(guān)放大器(參照?qǐng)D8) 中，在將構(gòu)成電路的電阻、電容值選擇了能夠內(nèi)置在IC中的實(shí) 際上最佳的值的情況下，作為波形質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法之 一 的 THD(總諧波失真)值最好是65 70dB左右。
與此相對(duì)，在本發(fā)明所涉及的具備構(gòu)成第二反饋的運(yùn)算電 路18的開關(guān)放大器(參照?qǐng)Dl)中，在選擇了能夠內(nèi)置在IC中的實(shí) 際上最佳的值的情況下，時(shí)域中的信號(hào)波形如圖4的(C)所示那 樣正弦波的頂點(diǎn)附近的尖銳部分變緩和，改善輸入信號(hào)的再現(xiàn) 性。
當(dāng)在頻率區(qū)域中觀察它時(shí)，失真成分在偶數(shù)次、奇數(shù)次都 整體下降，THD提高至80dB左右。當(dāng)將該THD與僅由第一反饋 構(gòu)成的開關(guān)放大器(參照?qǐng)D8)進(jìn)行比較時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)10 d B左右的 特性改善。
此外，為了應(yīng)對(duì)近年來正在增加采用的立體聲裝置，IC芯 片大小參考以內(nèi)置2ch開關(guān)放大器的情況為對(duì)象的2mmx2mm左 右的大小。
根據(jù)圖6說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。
在本例中，說明作為本發(fā)明所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成為作為 負(fù)載具備了壓電揚(yáng)聲器等電容性負(fù)載的開關(guān)放大器(D級(jí)放大 器)的情況下的例子。此外，對(duì)于與上述第一例子相同的部分， 省略其說明，附加相同的附圖標(biāo)記。
圖6表示在開關(guān)放大器用驅(qū)動(dòng)裝置2上作為第二反饋單元 設(shè)置了運(yùn)算電路18的情況下的結(jié)構(gòu)例。驅(qū)動(dòng)電J 各10具有由多個(gè)開關(guān)元件101、 102、 103、 104構(gòu)成 的開關(guān)電路100,驅(qū)動(dòng)電路10的連4妄點(diǎn)OUTP與OUTN之間的端 子間連接有作為負(fù)載的電容性負(fù)載C1。
與圖l所示的第一實(shí)施方式之間僅不同于負(fù)載，包括運(yùn)算 電路18的其它部分相同。
接著使用上述圖3的流程圖說明驅(qū)動(dòng)裝置1中的基本電路 動(dòng)作。
在步驟S1中，將在輸出端子50、 51上出現(xiàn)的輸出信號(hào)Vp-nl 通過低通濾波器(LPF1、 LPF2)14、 15作為輸出信號(hào)Vla、 Vlb 反饋到輸入側(cè)的端子9a、 9b側(cè)，其中，上述l^出端子50、 51一皮 設(shè)置在電容性負(fù)載Cl的端子與各開關(guān)元件lOl、 102、 103、 104 的第一端子40之間的連接點(diǎn)上。輸出信號(hào)Vla、 Vlb的電壓值蓄 積在差動(dòng)放大電路lll的電容器C2、 C3中。
在步驟S2中，將被反饋的輸出信號(hào)Vla、 Vlb的大小(振幅) 與輸入信號(hào)Vin的大小(振幅)進(jìn)行比較，來檢測(cè)該信號(hào)間的大小 (振幅)的誤差，為了抑制該檢測(cè)出的信號(hào)間的振幅的誤差而生 成校正該誤差的第 一誤差抑制信號(hào)Voutl 。
在步驟S3中，將包含第一誤差抑制信號(hào)Voutl的斜率成分的 檢測(cè)信號(hào)Vfb2通過RF3、 RF4輸入到誤差抑制電路ll，為了抑制 輸入信號(hào)Vin的斜率成分的誤差而生成校正該誤差的第二誤差 抑制信號(hào)Vout2,其中，上述第一誤差抑制信號(hào)Voutl是構(gòu)成第 二反饋單元的運(yùn)算電路18所檢測(cè)出的信號(hào)。
在步驟S4中，根據(jù)所生成的第二誤差抑制信號(hào)Vout2,通過 脈寬調(diào)制電路(PWM)12制作調(diào)制了脈寬的脈沖調(diào)制信號(hào)Vpl、 Vp2。該所制作的脈沖調(diào)制信號(hào)Vpl、 Vp2被輸入到柵極驅(qū)動(dòng)器 13,制作開關(guān)控制信號(hào)Vplp、 Vpln、 Vp2p、 Vp2n。
從柵極驅(qū)動(dòng)器13輸出的開關(guān)控制信號(hào)Vplp、 Vpln、 Vp2p、Vp2n被輸入到各開關(guān)元件101、 102、 103、 104的第三端子42。 由此，進(jìn)行各開關(guān)元件IOI、 102、 103、 104的導(dǎo)通、截止控制， 對(duì)電容性負(fù)載C1進(jìn)行電流I的供給控制。
因而，通過使用作為第二反饋單元、即運(yùn)算電路18的效果 而生成的第二誤差抑制信號(hào)Vout2，進(jìn)行信號(hào)的校正處理，從而 改善電容性負(fù)載C1上出現(xiàn)的波形的失真，能夠進(jìn)一步提高輸入 再現(xiàn)性。
根據(jù)圖7說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。此外，對(duì)于與上述各 例相同的部分，省略其i兌明，附加相同的附圖標(biāo)記。
本例表示具備上述圖l的驅(qū)動(dòng)裝置l或者圖6的驅(qū)動(dòng)裝置2
的信息設(shè)備的例子。
圖7表示由便攜電話等便攜信息終端200構(gòu)成的信息設(shè)備 的結(jié)構(gòu)例。
便攜信息終端200具有作為負(fù)載(感應(yīng)性負(fù)載、電容性負(fù) 載)的動(dòng)圏式揚(yáng)聲器或壓電揚(yáng)聲器等揚(yáng)聲器201;驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的 圖1的驅(qū)動(dòng)裝置1或圖6的驅(qū)動(dòng)裝置2;具有通信功能、信息處理 功能、以及操作處理功能的信息處理部202;以及對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置l 或驅(qū)動(dòng)裝置2、信息處理部202供給電力的電池203。信息處理部 202向驅(qū)動(dòng)裝置l或驅(qū)動(dòng)裝置2輸出輸入信號(hào)Vin。驅(qū)動(dòng)裝置l或驅(qū) 動(dòng)裝置2根據(jù)輸入信號(hào)Vin將輸出信號(hào)Vp-nl輸出到揚(yáng)聲器2(H, 向揚(yáng)聲器供給電力。此外，也可以將驅(qū)動(dòng)裝置1或驅(qū)動(dòng)裝置2、 信息處理部202作為LSI204而集成化。
如以上說明，將驅(qū)動(dòng)裝置1或2嵌入到信息設(shè)備200中，進(jìn) 行對(duì)于負(fù)載的電力的供給控制，因此例如能夠顯著提高揚(yáng)聲器 的音質(zhì)。
19
權(quán)利要求
1. 一種驅(qū)動(dòng)裝置，使用開關(guān)元件來控制對(duì)于負(fù)載的電力供給，其特征在于，具備驅(qū)動(dòng)單元，其具有由被連接在上述負(fù)載上的多個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成的開關(guān)電路；第一反饋單元，其將在上述負(fù)載的輸出端子上出現(xiàn)的輸出信號(hào)反饋到被輸入輸入信號(hào)的輸入端子側(cè)；誤差抑制單元，其被連接在上述輸入端子上，將由上述第一反饋單元反饋的輸出信號(hào)與上述輸入信號(hào)進(jìn)行比較，從而檢測(cè)這些信號(hào)間的誤差，生成校正該誤差的誤差抑制信號(hào)；控制單元，其根據(jù)上述誤差抑制信號(hào)控制上述驅(qū)動(dòng)單元的上述多個(gè)開關(guān)元件的動(dòng)作切換；以及第二反饋單元，其檢測(cè)從上述誤差抑制單元輸出的信號(hào)的斜率成分，將上述斜率成分反饋到上述誤差抑制單元的輸入端子側(cè)，其中，上述誤差抑制單元將合成信號(hào)與上述輸入信號(hào)進(jìn)行比較從而檢測(cè)這些信號(hào)間的誤差，生成校正該誤差的誤差抑制信號(hào)，其中，上述合成信號(hào)是將由上述第一反饋單元反饋的輸出信號(hào)與由上述第二反饋單元反饋的上述斜率成分相加而得到的信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 上述第二反饋單元是對(duì)從上述誤差抑制單元輸出的信號(hào)進(jìn)行微分的微分電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 上述第二反饋單元是高通濾波器、或者帶通濾波器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征 在于，上述負(fù)載是電容性負(fù)載、或者感應(yīng)性負(fù)載。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征 在于，上述負(fù)載是壓電揚(yáng)聲器、或者動(dòng)圏式揚(yáng)聲器。
6. —種信息設(shè)備，其特征在于，具備 權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其使用開關(guān)元件來控制對(duì)于負(fù)載的電力供給；信息處理部，其具有通信功能和信息處理功能，控制上述 驅(qū)動(dòng)裝置；以及電池，其對(duì)上述驅(qū)動(dòng)裝置和上述信息處理部供給電力。
全文摘要
從感應(yīng)性等負(fù)載中輸出輸入信號(hào)再現(xiàn)性好的輸出信號(hào)的波形。將出現(xiàn)在負(fù)載L1兩端輸出端子(50，51)上的輸出信號(hào)Vp-n1被反饋到輸入端子(9a，9b)側(cè)的輸出信號(hào)V1a、V1b與輸入信號(hào)Vin進(jìn)行比較從而檢測(cè)該信號(hào)之間的誤差，為了抑制該檢測(cè)出的信號(hào)之間的誤差而生成校正該誤差的第一誤差抑制信號(hào)Vout1，并且，檢測(cè)第一誤差抑制信號(hào)Vout1的斜率，生成如通過該檢測(cè)的斜率信號(hào)抑制與輸入信號(hào)Vin之間的斜率誤差的第二誤差抑制信號(hào)Vout2，根據(jù)該誤差抑制信號(hào)的誤差量來變更向負(fù)載L1供給電能的期間和不供給電能的期間之間的比率。
文檔編號(hào)H03K17/687GK101443998SQ20078001753
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者海保敏夫, 町田純一 申請(qǐng)人:旭化成電子材料元件株式會(huì)社