JPH0583040B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0583040B2 JPH0583040B2 JP29575785A JP29575785A JPH0583040B2 JP H0583040 B2 JPH0583040 B2 JP H0583040B2 JP 29575785 A JP29575785 A JP 29575785A JP 29575785 A JP29575785 A JP 29575785A JP H0583040 B2 JPH0583040 B2 JP H0583040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inductance
- capacitive
- capacitive load
- energy
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、たとえばＤ／Ａ変換可能な高分子圧
電ヘツドホンのような、容量性拡声器の駆動回路
における、省電力駆動装置に関するものである。 （従来の技術） 上記した種類の容量性拡声器は、駆動信号とし
てデイジタル信号を与えると、その内部構造によ
りこれをアナログ信号に自身で変換し、音声を発
生するものとして知られている。この場合、駆動
信号はデイジタル信号であるから、当然にある電
圧VH（VH＞０）と０電圧との２種のものとな
る。従来における容量性拡声器（以下、容量負荷
という）の駆動回路を第２図について説明する
と、１はオペアンプで、電源端子１ａには正電源
２から正電圧＋VDDが与えられ、電源端子１ｂに
は負電源３から負電圧−VSSが与えられて作動す
るものである。 オペアンプ１の反転入力端子１ｃは抵抗器４
（抵抗値R1）を介して入力端子５が接続され、入
力電圧Viを与えられるようになつている。オペア
ンプ１の非反転入力端子１ｄは接地されている。
またオペアンプ１の出力端子１ｅにはトランジス
タ６，７のベースが接続され、トランジスタ６の
コレクタは正電源２へ、またトランジスタ７のコ
レクタは負電源３に、それぞれ接続されている。
トランジスタ６，７のエミツタは、−極が接地さ
れた容量負荷８（容量Ｃ）の他極と、一端がオペ
アンプ１の反転入力端子１ｃに接続された抵抗器
９の他極とに接続されている。 以下、この回路の作動を説明する。始めに駆動
電圧がV00であるとすると、容量負荷８に貯えら
れている電荷量は０である。次に駆動電圧V0が
VHになると、トランジスタ６を負荷電流が流れ
出し、容量負荷８に電荷Ｑ＝CVHが供給されるこ
とになる。簡単のためと、実際上ほとんど問題に
ならないため、音声となつて空間に放射されるエ
ネルギを無視して説明をすすめる。このとき容量
負荷８にはWL＝Ｃ・VH 2／２のエネルギが貯えら
れたことになる。 再び駆動電圧が０になると、今度はトランジス
タ７から負荷電流が流れ込み、容量負荷８の電荷
量はＱ＝０となる。つまり、この過程で負荷に貯
えられていたエネルギＷ＝Ｃ・HH 2／２が消費さ
れてしまつたことになる。 （発明が解決しようとする問題点） 以上説明したように従来の回路においては、ト
ランジスタ６，７の電力消費を無視した場合にお
いても、１サイクルの駆動電圧の変化（Ｏ→VH
→０）に際して、確実にエネルギＷ＝Ｃ・VH 2／
２の消費が発生することになる。ちなみに駆動電
圧VHを10V、容量負荷８の容量を0.1μF、１秒間
のくり返しサイクル数を44.1KHzとすると、電力
消費は0.22W程度となる。特に電池動作の機器に
おいては、電池寿命が重要であり、電力消費は可
能な限り押える必要があるために、上述の機構で
発生する電力消費といえども、無視することはで
きないことになる。本発明はこの問題を解決する
ことを目的として成されたものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するための手段とし
て、容量性拡声器と該容量性拡声器を駆動する出
力回路との間をスイツチング素子とインダクタン
スとの直列回路を介して接続し、前記容量性拡声
器と電源との間を前記インダクタンスとは密結合
した第２のインダクタンスを介して接続し、前記
スイツチング素子を、前記容量性拡声器を駆動す
るときのみオンとなるよう制御する回路を設けた
ものである。 （作 用） このような構成とすれば、容量負荷を駆動しな
い時には容量負荷に貯えられたエネルギが第２の
インダクタンスを介して電源に戻されることにな
るので、無駄な電力消費をしないことになる。 （実施例） 次に、本発明の一実施例を、第１図について第
２図と同一の部材には同一の符号を付して説明す
ると、この回路では、オペアンプ１の反転入力端
子１ｃと出力端子１ｅとの間に抵抗器１０が接続
されており、また出力端子１ｃには抵抗器１１を
介して、スイツチング素子としてのトランジスタ
１２のベースが接続されている。トランジスタ１
２のコレクタは正電源２に接続され、またベース
も抵抗器１３を介して正電源２に接続されてい
る。トランジスタ１２のエミツタはインダクタン
ス１４を介して容量負荷８の−極に接続されてい
る。また容量負荷８の−極は、インダクタンス１
４と密結合させた逆巻きの第２のインダクタンス
１５とダイオード１６の直列回路を介して、正電
源２に接続されている。 このように構成されたこの回路の作動を説明す
る。この場合にも、駆動電圧は０とVHの２値の
みとし、トランジスタ１２およびダイオード１６
の電圧降下は無視すると、第２図のものと異なる
部分は、まず、トランジスタ１２のエミツタ側か
らインダクタンス１４を介して容量負荷８に接続
され、トランジスタ１２はオペアンプ１の出力に
よつてオン状態とフローテイング状態のみが許さ
れるようにしたことであり、また容量負荷から第
２のインダクタンス１５（インダクタンス１４と
密結合）とダイオード１６を介して正電源２に接
続されたことである。そしてインダクタンス１
４，１５は値が相等しく、また相互インダクタン
スを介して電気的に充分に結合していることであ
る。 始めに駆動電圧V0が０であれば、容量負荷８
に貯えられている電荷はＱ＝０である。次にトラ
ンジスタ１２がオンとなると、VHを一定と近似
して VH＝Ｌdi／dt＋１／Ｃ∫idt が成立し、これを解くと、
電ヘツドホンのような、容量性拡声器の駆動回路
における、省電力駆動装置に関するものである。 （従来の技術） 上記した種類の容量性拡声器は、駆動信号とし
てデイジタル信号を与えると、その内部構造によ
りこれをアナログ信号に自身で変換し、音声を発
生するものとして知られている。この場合、駆動
信号はデイジタル信号であるから、当然にある電
圧VH（VH＞０）と０電圧との２種のものとな
る。従来における容量性拡声器（以下、容量負荷
という）の駆動回路を第２図について説明する
と、１はオペアンプで、電源端子１ａには正電源
２から正電圧＋VDDが与えられ、電源端子１ｂに
は負電源３から負電圧−VSSが与えられて作動す
るものである。 オペアンプ１の反転入力端子１ｃは抵抗器４
（抵抗値R1）を介して入力端子５が接続され、入
力電圧Viを与えられるようになつている。オペア
ンプ１の非反転入力端子１ｄは接地されている。
またオペアンプ１の出力端子１ｅにはトランジス
タ６，７のベースが接続され、トランジスタ６の
コレクタは正電源２へ、またトランジスタ７のコ
レクタは負電源３に、それぞれ接続されている。
トランジスタ６，７のエミツタは、−極が接地さ
れた容量負荷８（容量Ｃ）の他極と、一端がオペ
アンプ１の反転入力端子１ｃに接続された抵抗器
９の他極とに接続されている。 以下、この回路の作動を説明する。始めに駆動
電圧がV00であるとすると、容量負荷８に貯えら
れている電荷量は０である。次に駆動電圧V0が
VHになると、トランジスタ６を負荷電流が流れ
出し、容量負荷８に電荷Ｑ＝CVHが供給されるこ
とになる。簡単のためと、実際上ほとんど問題に
ならないため、音声となつて空間に放射されるエ
ネルギを無視して説明をすすめる。このとき容量
負荷８にはWL＝Ｃ・VH 2／２のエネルギが貯えら
れたことになる。 再び駆動電圧が０になると、今度はトランジス
タ７から負荷電流が流れ込み、容量負荷８の電荷
量はＱ＝０となる。つまり、この過程で負荷に貯
えられていたエネルギＷ＝Ｃ・HH 2／２が消費さ
れてしまつたことになる。 （発明が解決しようとする問題点） 以上説明したように従来の回路においては、ト
ランジスタ６，７の電力消費を無視した場合にお
いても、１サイクルの駆動電圧の変化（Ｏ→VH
→０）に際して、確実にエネルギＷ＝Ｃ・VH 2／
２の消費が発生することになる。ちなみに駆動電
圧VHを10V、容量負荷８の容量を0.1μF、１秒間
のくり返しサイクル数を44.1KHzとすると、電力
消費は0.22W程度となる。特に電池動作の機器に
おいては、電池寿命が重要であり、電力消費は可
能な限り押える必要があるために、上述の機構で
発生する電力消費といえども、無視することはで
きないことになる。本発明はこの問題を解決する
ことを目的として成されたものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するための手段とし
て、容量性拡声器と該容量性拡声器を駆動する出
力回路との間をスイツチング素子とインダクタン
スとの直列回路を介して接続し、前記容量性拡声
器と電源との間を前記インダクタンスとは密結合
した第２のインダクタンスを介して接続し、前記
スイツチング素子を、前記容量性拡声器を駆動す
るときのみオンとなるよう制御する回路を設けた
ものである。 （作 用） このような構成とすれば、容量負荷を駆動しな
い時には容量負荷に貯えられたエネルギが第２の
インダクタンスを介して電源に戻されることにな
るので、無駄な電力消費をしないことになる。 （実施例） 次に、本発明の一実施例を、第１図について第
２図と同一の部材には同一の符号を付して説明す
ると、この回路では、オペアンプ１の反転入力端
子１ｃと出力端子１ｅとの間に抵抗器１０が接続
されており、また出力端子１ｃには抵抗器１１を
介して、スイツチング素子としてのトランジスタ
１２のベースが接続されている。トランジスタ１
２のコレクタは正電源２に接続され、またベース
も抵抗器１３を介して正電源２に接続されてい
る。トランジスタ１２のエミツタはインダクタン
ス１４を介して容量負荷８の−極に接続されてい
る。また容量負荷８の−極は、インダクタンス１
４と密結合させた逆巻きの第２のインダクタンス
１５とダイオード１６の直列回路を介して、正電
源２に接続されている。 このように構成されたこの回路の作動を説明す
る。この場合にも、駆動電圧は０とVHの２値の
みとし、トランジスタ１２およびダイオード１６
の電圧降下は無視すると、第２図のものと異なる
部分は、まず、トランジスタ１２のエミツタ側か
らインダクタンス１４を介して容量負荷８に接続
され、トランジスタ１２はオペアンプ１の出力に
よつてオン状態とフローテイング状態のみが許さ
れるようにしたことであり、また容量負荷から第
２のインダクタンス１５（インダクタンス１４と
密結合）とダイオード１６を介して正電源２に接
続されたことである。そしてインダクタンス１
４，１５は値が相等しく、また相互インダクタン
スを介して電気的に充分に結合していることであ
る。 始めに駆動電圧V0が０であれば、容量負荷８
に貯えられている電荷はＱ＝０である。次にトラ
ンジスタ１２がオンとなると、VHを一定と近似
して VH＝Ｌdi／dt＋１／Ｃ∫idt が成立し、これを解くと、
【式】
が得られる。ここでトランジスタ１２のオン時間
T1をsin（T1／√）＝１となるように、すなわ
ちT1＝π√／２の如くに選ぶと、ｔ＝T1にお
いて、容量負荷８に貯えられる電荷量はＱ＝∫T 10
idt＝CL・VHとなり、貯えられるエネルギは、
Ｃ・VH 2／２となる。このときのインダクタンス
１４の電流はｉ＝V0√であるから、イン
ダクタンス１４に貯えられるエネルギはLi 2／２
＝CL・VH 2／２となり、容量負荷８に貯えられる
エネルギと全く相等しい。したがつてこの両者の
保有エネルギの和はCL・VH 2である。 次に駆動電流V0がフローテイング状態になる
と、相互インダクタンスを介して第２のインダク
タンス１５が能動的になり、これがダイオード１
６を介して正電源２に電流を逆流させようとす
る。このとき成立する式は、 VDD＝Ｌdi／dt＋１／Ｃ∫idt であり、初期条件はｉ（０）＝−V0√、Ｑ
（０）＝Ｃ・VHである。これらの条件で式を解く
と、電流ｉが求まり、
T1をsin（T1／√）＝１となるように、すなわ
ちT1＝π√／２の如くに選ぶと、ｔ＝T1にお
いて、容量負荷８に貯えられる電荷量はＱ＝∫T 10
idt＝CL・VHとなり、貯えられるエネルギは、
Ｃ・VH 2／２となる。このときのインダクタンス
１４の電流はｉ＝V0√であるから、イン
ダクタンス１４に貯えられるエネルギはLi 2／２
＝CL・VH 2／２となり、容量負荷８に貯えられる
エネルギと全く相等しい。したがつてこの両者の
保有エネルギの和はCL・VH 2である。 次に駆動電流V0がフローテイング状態になる
と、相互インダクタンスを介して第２のインダク
タンス１５が能動的になり、これがダイオード１
６を介して正電源２に電流を逆流させようとす
る。このとき成立する式は、 VDD＝Ｌdi／dt＋１／Ｃ∫idt であり、初期条件はｉ（０）＝−V0√、Ｑ
（０）＝Ｃ・VHである。これらの条件で式を解く
と、電流ｉが求まり、
【化】
を得る。VDD∝VHとみなせば、第１項は無視で
き、
き、
【式】
と近似される。この電流はｔ＝π√／２（＝
T1）において０となり停止する。このとき容量
負荷８の電荷は、 Ｑ＝−∫T 10idt−Ｑ（０） ＝０ となり、完全に容量負荷８からは消失する。すな
わち、容量負荷８に貯えられていたエネルギＣ・
VH 2／２は容量負荷８から流出する。またインダ
クタンス１４のエネルギはLi 2／２＝０である。
したがつて両者合計でＣ・VH 2のエネルギが流出
したことになる。ところで正電源２には上式の電
流が流入するために、エネルギの回収があるはず
であるので、これを計算する。正電源２へのエネ
ルギの流入は∫ivdtで計算でき、 ∫T 10ivdt＝VDD∫T 10idt＝Ｃ・VH 2（∵VH≒VD） を得る。したがつて、トランジスタ１２がオンの
間に容量負荷８に供給されたエネルギは、トラン
ジスタ１２がフローテイング状態の間に電源に回
収されることが明らかになつた。 （発明の効果） 本発明は以上説明したように構成したものであ
るから、駆動信号を８ビツトのPCM信号とし、
各々2N（Ｎ＝０〜７）に比例した面積を有するよ
うに区分された振動板を有するような面積分割型
直接Ｄ／Ａ変換型容量性スピーカ、またはヘツド
ホン等の拡声器に適用することによつて、音声信
号を省電力で音圧に変換することができるので、
その利用範囲はきわめて大きいものである。
T1）において０となり停止する。このとき容量
負荷８の電荷は、 Ｑ＝−∫T 10idt−Ｑ（０） ＝０ となり、完全に容量負荷８からは消失する。すな
わち、容量負荷８に貯えられていたエネルギＣ・
VH 2／２は容量負荷８から流出する。またインダ
クタンス１４のエネルギはLi 2／２＝０である。
したがつて両者合計でＣ・VH 2のエネルギが流出
したことになる。ところで正電源２には上式の電
流が流入するために、エネルギの回収があるはず
であるので、これを計算する。正電源２へのエネ
ルギの流入は∫ivdtで計算でき、 ∫T 10ivdt＝VDD∫T 10idt＝Ｃ・VH 2（∵VH≒VD） を得る。したがつて、トランジスタ１２がオンの
間に容量負荷８に供給されたエネルギは、トラン
ジスタ１２がフローテイング状態の間に電源に回
収されることが明らかになつた。 （発明の効果） 本発明は以上説明したように構成したものであ
るから、駆動信号を８ビツトのPCM信号とし、
各々2N（Ｎ＝０〜７）に比例した面積を有するよ
うに区分された振動板を有するような面積分割型
直接Ｄ／Ａ変換型容量性スピーカ、またはヘツド
ホン等の拡声器に適用することによつて、音声信
号を省電力で音圧に変換することができるので、
その利用範囲はきわめて大きいものである。
第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は
従来のものの回路図である。 １……オペアンプ、２……正電源、３……負電
源、５……入力端子、８……容量負荷、１２……
トランジスタ、１４……インダクタンス、１５…
…第２のインダクタンス、１６……ダイオード。
従来のものの回路図である。 １……オペアンプ、２……正電源、３……負電
源、５……入力端子、８……容量負荷、１２……
トランジスタ、１４……インダクタンス、１５…
…第２のインダクタンス、１６……ダイオード。
Claims (1)
- １ 容量性拡声器と該容量性拡声器を駆動する出
力回路との間をスイツチング素子とインダクタン
スとの直列回路を介して接続し、前記容量性拡声
器と電源との間を前記インダクタンスとは密結合
した第２のインダクタンスを介して接続し、前記
スイツチング素子を、前記容量性拡声器を駆動す
るときのみオンとなるよう制御する回路を設けた
ことを特徴とする容量性拡声器の省電力駆動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29575785A JPS62155698A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 容量性拡声器の省電力駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29575785A JPS62155698A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 容量性拡声器の省電力駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62155698A JPS62155698A (ja) | 1987-07-10 |
| JPH0583040B2 true JPH0583040B2 (ja) | 1993-11-24 |
Family
ID=17824769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29575785A Granted JPS62155698A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 容量性拡声器の省電力駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62155698A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI962386A0 (fi) * | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Kari Johannes Pirk Kirjavainen | Elektroakustisk omvandlare |
| JP5494108B2 (ja) | 2010-03-26 | 2014-05-14 | セイコーエプソン株式会社 | 容量性負荷駆動装置、液体噴射装置および印刷装置 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29575785A patent/JPS62155698A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62155698A (ja) | 1987-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10284090B2 (en) | Combined boost converter and power converter | |
| US8008969B1 (en) | Single supply class-D amplifier | |
| US4100501A (en) | Audio frequency power amplifier | |
| CN116009636B (zh) | 一种压控恒流源驱动电路 | |
| JP4366540B2 (ja) | パルス幅変調回路及びそれを用いたスイッチングアンプ | |
| US6538590B1 (en) | Transient noise reduction circuits, systems and methods in power digital-to-analog converters | |
| US4045744A (en) | Low-frequency power amplifier | |
| JPH0583040B2 (ja) | ||
| JPS6142887B2 (ja) | ||
| JP3073408B2 (ja) | 三角波信号のクランプ回路 | |
| CN114696760A (zh) | 消除d类音频功放掉电噗声的电路结构及其电路系统 | |
| JPH10327021A (ja) | 増幅器用電圧供給回路 | |
| KR20030079762A (ko) | Ｄ급 증폭기 에너지 제어 | |
| JP2586551B2 (ja) | 鋸波の振幅制御回路 | |
| JP3118870B2 (ja) | 誤差増幅回路 | |
| JP3577309B1 (ja) | デジタルアンプ | |
| JP4385320B2 (ja) | Ｐｗｍ変調回路 | |
| JP2752836B2 (ja) | 電圧・電流変換回路 | |
| JP2840073B2 (ja) | 直流定電流定電圧電源装置 | |
| JPH0342746Y2 (ja) | ||
| JP2740413B2 (ja) | 電源回路 | |
| JP2003250191A (ja) | 圧電スピーカー用消費電力低減装置 | |
| CN111414038A (zh) | 一种数字音频功率放大器及电子设备 | |
| CN115542993A (zh) | 高精度PWM转换4-20mA的电流输出电路 | |
| JPH0328153B2 (ja) |