[发明专利]转换器的驱动器

说明书

                          技术领域

本发明涉及转换器，例如扬声器的转换器，特别涉及用来驱动转换器的装置，特别是压电的或其它电容性的转换器。

                          背景技术

材料技术的发展已经在音频和相关应用里提供使用愈来愈多如压电式之类的“电压驱动”转换器。这些转换器有提供具主导性的电容性负荷至驱动放大器的趋向，因此，需要预防不稳定性或过度的高频电流。具有等级B及等级AB式放大器的高电容性负荷的使用也因这种负荷的低电源因素而导致非常低的效率。本发明提供一种新方法以趋动这种装置，并提供安全且非常有效率的电源转换器。

                          发明内容

根据本发明，提供了一种电容性转换器的驱动器，包括：

一用来接收输入信号的信号输入端，

用来接收电源的电源输入端，

一连接至输出端的输出电感，

一具有至少一个连接于该电源输入端与该输出电感之间的切换器的切换输出级，

一依据该输入信号以控制该切换输出级的调制器，

一用来感测经由该输出电感所提供的输出电流的电流感测器，以及

一经由该调制器将该感测到的输出电流负返馈的负返馈回路。

切换放大器可以有效率地驱动一个电容性转换器。

电流驱动输出可以大幅地减少该输出电感与电容性负荷所造成的共振问题。

该电流驱动输出可以提供该转换器的自然性平等化特性(naturalequalisation)。

特殊应用集成电路(ASIC)可以将上述所有装置整合成一方便的元件。

该切换输出级可以包括两个推挽式晶体管对，每一对皆经由相应的输出电感连接至相应的输出端。此电容性转换器可以耦合于该输出端之间。为了稳定输出，可将另外的电容连接于该输出端之间以减轻电路上该电容性转换器的变化或漂移所造成的影响。

切换放大器技术如等级D对于音频电源放大器的应用已广为人知。通过减少放大器电路(主要是输出级)的消耗电源而得到效率，其输出装置的运作以切换器而不是线性电阻元件的方式。传统非切换放大器的效率在负荷趋近纯阻抗的负荷时会降到零；在这些条件下，切换放大器因而比较适合而能维持高运作效率。

使用切换器放大器的电感性负荷驱动会显得相对直接，因为需要某些数量的电感以将切换放大器输出整合成平滑的电流波形。若需要，可单纯地增加更多的电感。

驱动电容性负荷显得较有价值，因为输出电感会与有效的负荷电容产生共振。在实际的应用中，发现此共振的Q因子通常远大于1且在工作区域频率上限处有下降的趋势。在使用开路或闭路电压驱动时，必须小心不要使得LC组合共振，此时高的Q因子会导致严重的电压放大(加在电感及其负荷上)以及流经放大器输出的大电流。增加电阻串可以降低Q因子，但也会大幅减少效率。

根据本发明的其他技术，将切换放大器如受控电流源一般运作，在工作(音频)频带内大幅而有效率地增加其输出阻抗。该电感与电容(LC)组合的Q因子可因而降低以提供安全的运作。其副作用为，此电容性负荷的电流源驱动提供一个随着频率增加而趋近于6dB/八进位(octave)的自然滚抹(naturalroll-off)。这在某些情况下是需要的，因为配合此转换器有平化上升响应的趋向，而在音频使用上产生较广的工作频宽。若需要修正响应，可以在放大器级之前主动地或被动地提供进一步平衡。

放大器输出级的切换频率可以大幅地高过由输出电感与电容构成的LC组合所形成的共振频率。然后，此高阻抗(电流)输出延展至足够高的频率以降低电路的Q因子而不导致回路不稳定。

本发明也包括一种驱动电容性转换器的方法，包括

提供一输入信号，

使用切换器产生一由该输入信号所控制的切换输出信号，

经由一输出电感输出该切换输出信号，

经由该输出电感驱动该电容性转换器，

感测通过该输出电感的输出电流以及

返馈该感测到的输出电流以提供负返馈。

                          附图说明

现在，通过举例，参照附图，描述本发明的特殊具体实施例，其中

图1表示根据本发明装置的方块图，以及

图2(含图2a及图2b)表示详细的电路图。

                        具体实施方式