扬声器驱动器及其操作方法与流程

本发明涉及扬声器驱动器及其操作方法，更具体地，涉及配置为驱动压电扬声器的扬声器驱动器及其操作方法。

背景技术：

压电效应是指当对压电体施加压力或振动时发生电介质极化并因此产生电的效应(直接压电效应)，以及当对压电体施加电时产生振动的效应(逆压电效应)。压电扬声器是电容式扬声器，并且当施加相同的ac电压时通常会以较高的频率产生较大的声压，其中，电容式扬声器配置为在应用压电效应并且因此通过施加到扬声器的两端的电压产生移位时产生声音。

由于压电扬声器是电路中的电容性负载，因此当压电扬声器通过具有高频率的驱动电压驱动时，压电扬声器的阻抗减小，并且因此流向压电扬声器的电流突然增加。可以考虑插入串联电阻器的方法以限制流向压电扬声器的过电流，但是在这种情况下，会因为过电流而从串联电阻器产生大量热量，并且因此会增加功率损耗，并且此外，由于需要具有大尺寸的串联电阻器来限制过电流，因此难以小型化。

同时，ab类放大器通常用作配置为驱动压电扬声器的放大器。众所周知，ab类放大器的能量效率仅为20％至50％，容易产生热量，并且其体积较大。

本发明的背景技术在专利号为10-2006-0055642的韩国早期公开专利(公开于2006年5月24日)中公开。

技术实现要素：

技术问题

本发明旨在提供扬声器驱动器及其操作方法，该扬声器驱动器配置为在不使用串联电阻器的情况下限制通过ab类放大器以高频率驱动压电扬声器时产生的过电流，以消除常规扬声器驱动器中的诸如发热、功率损耗以及体积增大的问题。

技术方案

本发明的一个方面提供了扬声器驱动器，扬声器驱动器包括放大器部和控制器，其中，放大器部配置为输出输入信号基于供应电压被放大的脉冲电压，以驱动通过驱动电压产生声音的电容式扬声器，使得通过对脉冲电压进行滤波而形成的驱动电压被施加到电容式扬声器，控制器配置为调节在高频率范围内的输入音频信号的幅度，并且将输入音频信号作为输入信号传输到放大器部，以限制由具有高频率的驱动电压施加到电容式扬声器的过电流。

在本发明中，控制器可以对输入音频信号进行信号处理，并且衰减在高频率范围内的输入音频信号的幅度。

本发明还可以包括电感元件，电感元件连接在放大器部与电容式扬声器之间，以与电容式扬声器一起形成低通滤波器(lpf)，并且防止由脉冲电压和电容式扬声器引起的短路电流。

在本发明中，放大器部可以为包括脉冲宽度调制器和开关部的d类放大器，脉冲宽度调制器配置为对输入信号进行脉冲宽度调制，以产生脉冲宽度调制信号，开关部依据脉冲宽度调制信号进行切换，以输出脉冲电压。

本发明还可以包括电容器和升压转换器部，其中，电容器配置为产生供应给放大器部的供应电压，升压转换器部配置为从电源部向电容器输出电流，使得在电容器中形成电源部的电源电压被升压的供应电压。

在本发明中，升压转换器部可以为包括第一升压开关和第二升压开关的同步升压转换器，第一升压开关切换为将电流从电源部输出到电容器或者将电流从电容器返回到电源部，第二升压开关将电流从电源部激励到地，并且与第一升压开关互补地切换。

本发明还可以包括音频接口部，音频接口部配置为接收音频源信号并对音频源信号进行信号处理，以产生输入音频信号并将输入音频信号传输到控制器，其中，音频接口部接收作为数字信号的音频源信号，以防止由放大器部的切换操作和升压转换器部的切换操作引起的切换噪声施加到音频源信号。

本发明还可以包括电流检测部，电流检测部配置为检测流向电容式扬声器的电流，其中，控制器可基于由电流检测部检测到的电流确定电容式扬声器的阻抗变化，并且可基于确定结果调节输入音频信号的幅度或确定电容式扬声器是否被烧坏。

在本发明中，电容式扬声器可以为压电扬声器。

本发明的另一方面提供了扬声器驱动器的操作方法，该方法包括：由控制器调节在高频率范围内的输入音频信号的幅度，并且产生将要输入到放大器部的输入信号，以限制施加到配置为通过驱动电压产生声音的电容式扬声器的过电流；以及由放大器部输出输入信号基于供应电压被放大的脉冲电压，以驱动电容式扬声器，并且将通过对脉冲电压进行滤波而形成的驱动电压施加到电容式扬声器。

有益效果

根据本发明的一个方面，通过使用预定的信号处理而不是串联电阻器限制通过ab类放大器以高频率驱动压电扬声器时产生的过电流，本发明能够消除常规扬声器驱动器中的诸如发热、功率损耗和体积增大的问题，并且提高能量效率。

附图说明

图1和图2是用于描述根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器的整体电路配置的示例性视图。

图3是示出根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器中连接有电源部、升压转换器部、电容器、放大器部、电感元件和电容式扬声器的电路配置的示例性视图。

图4是用于描述根据本发明的一个实施方式的在扬声器驱动器中衰减在高频率范围内的输入音频信号的幅度的方法的示例性视图。

图5至图9是示出在根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器中可去除过电流的效果的仿真结果。

图10是示出根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器的操作方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明的扬声器驱动器及其操作方法的一个实施方式。在该过程中，为了清楚和便于描述，附图中所示的线的粗细、元件的尺寸等可被夸大。此外，稍后将描述的术语是考虑到本发明中的功能而确定的术语，并且可以根据用户或操作者的意图或习惯而改变。因此，术语应在整个说明书的内容的基础上定义。

图1和图2是用于描述根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器的整体电路配置的示例性视图，图3是示出根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器中连接有电源部、升压转换器部、电容器、放大器部、电感元件和电容式扬声器的电路配置的示例性视图，图4是用于描述根据本发明的一个实施方式的在扬声器驱动器中衰减在高频率范围内的输入音频信号的幅度的方法的示例性视图，并且图5至图9是示出可在根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器中去除过电流的效果的仿真结果。

参考图1，根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器可以包括电源部100、升压转换器部200、电容器c、音频接口部300、控制器400、放大器部500和电感元件lf，并且可以基于上述配置驱动电容式扬声器cl。在本实施方式中，电容式扬声器cl可以是配置为通过驱动电压产生声音的压电扬声器，并且因此可以在电路方面建模为电容性负载。首先，将参考图1总体描述根据本实施方式的扬声器驱动器的配置。

电源部100可以供应电源电压以驱动根据本实施方式的扬声器驱动器，并且可以实现为配置为在扬声器驱动器可以适用的各种装置(例如，诸如智能电话、电视等的移动通信终端)中供应电源电压的电池。电源部100的电源电压由稍后将描述的升压转换器部200进行升压，并且存储在电容器c中，并且随后作为供应电压传输到稍后将描述的放大器部500。

升压转换器部200可以将电流从电源部100输出到稍后将描述的电容器c，从而可以在电容器c中形成电源部的电源电压已被升压的供应电压，并且因此电容器c可以产生供应给放大器部500的供应电压。

即，如上所述，本实施方式中的电容式扬声器cl可以实现为压电扬声器，并且由于与动态扬声器相比，需要较高的驱动电压来驱动压电扬声器，所以升压转换器部200可以执行可以对电源部100的电源电压进行升压并且传输到放大器部500的功能。同时，本实施方式中的升压转换器部200可以是具有半桥形状并且包括第一升压开关210和第二升压开关230的同步升压转换器，并且稍后将进行详细描述。

音频接口部300可以接收音频源信号，并对音频源信号进行信号处理以生成输入音频信号，并将输入音频信号传输到稍后将描述控制器400，并且控制器400可以处理接收到的音频信号并将输入音频信号传输到放大器部500。因此，放大器部500可以输出从控制器400传输的输入信号基于供应电压而放大的脉冲电压。

在这里，将清楚地定义术语以易于掌握本实施方式。音频源信号是指输入到音频接口部300的信号，输入音频信号是指从音频接口部300传输到控制器400的信号，并且输入信号是指从控制器400传输到放大器部500的信号。电源电压是指电源部100产生的电压，供应电压是指电源电压由升压转换器部200进行升压并存储在电容器c中并且随后供应到放大器部500的电压，脉冲电压是指从放大器部500输出的电压，并且驱动电压是指施加到电容式扬声器cl的电压。

基于上述内容，在下文中，将详细描述根据本实施方式的扬声器驱动器的操作。

首先，在放大器部500的描述中，放大器部500可以输出输入信号基于供应电压而放大的脉冲电压，以驱动通过驱动电压产生声音的电容式扬声器cl，使得通过对脉冲电压进行滤波而形成的驱动电压可以施加到电容式扬声器cl。

具体地，如上所述，电源部100的电源电压可以由升压转换器部200进行升压并存储在电容器c中，并且存储在电容器c中的电压可以作为供应电压施加到放大器部500。基于从电容器c供应的供应电压，放大器部500可以放大输入信号以产生和输出脉冲电压。

对于上述操作，放大器部500可以包括脉冲宽度调制器和开关部，其中，脉冲宽度调制器配置为对输入信号进行脉冲宽度调制以产生脉冲宽度调制信号，开关部依据脉冲宽度调制信号进行切换以输出脉冲电压。

脉冲宽度调制器可以通过经由比较器和预先设计的载波信号对输入信号进行脉冲宽度调制来产生脉冲宽度调制信号，并且所产生的脉冲宽度调制信号被输入到开关部。如图3的(a)中所示，开关部可以包括第一开关511、第二开关513、第三开关515和第四开关517，并且这些开关中的每个可以实现为金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。具体地，开关部可以包括漏极端子连接到电容器c并且接收供应电压的第一开关511和第三开关515，以及漏极端子连接到第一开关511和第三开关515的源极端子并且源极端子接地的第二开关513和第四开关517。脉冲宽度调制信号可以通过包括逆变器的预定栅极驱动器分支为第一脉冲宽度调制信号至第四脉冲宽度调制信号，并且由于第一脉冲宽度调制信号至第四脉冲宽度调制信号分别输入到第一开关511、第二开关513、第三开关515和第四开关517，并且因此第一开关511、第二开关513、第三开关515和第四开关517被切换，所以可以输出脉冲电压。由于稍后将描述的电感元件lf连接到放大器部500的输出端子，所以通过对脉冲电压进行过滤而形成的模拟驱动电压被施加到电容式扬声器cl，并且因此可以驱动电容式扬声器cl。

放大器部500可以被实现为d类放大器，并且因此，与通过ab类放大器驱动电容式扬声器cl的情况相比，可以提高能量效率。

同时，如上所述，当将具有高频率的驱动电压施加到电容式扬声器cl时，由于电容式扬声器cl的阻抗减小，因此流向电容式扬声器cl的电流突然增加。为了限制流向电容式扬声器cl的过电流，可以考虑插入串联电阻器的方法，但是在这种情况下，会因为过电流而从串联电阻器产生大量热量，并且因此会增加功率损耗。此外，由于需要具有大尺寸的串联电阻器来限制过电流，因此难以小型化。

由于施加到电容式扬声器cl的驱动电压的频率取决于输入到放大器部500的输入信号的频率，因此为了防止将具有高频率的驱动电压施加到电容式扬声器cl，需要对从控制器400输入到放大器部500的输入信号进行事先的信号处理。

为此，控制器400可以调节从音频接口部300输入的输入音频信号的在高频率范围内的幅度，并且将输入音频信号传输到放大器部500，以通过具有高频率的驱动电压来限制施加到电容式扬声器cl的过电流。

即，在本实施方式中，不采用将物理串联电阻元件插入到放大器部500的输出端子中的配置，而采用仅经由对将要输入到放大器部500的信号在高频率范围内进行事先的信号处理而通过具有高频率的驱动电压来限制施加到电容式扬声器cl的过电流的配置。

在这种情况下，控制器400可以对输入音频信号进行信号处理，并且衰减在高频率范围内的输入音频信号的幅度，以产生将要输入到放大器部500的输入信号。幅度衰减的输入音频信号的高频率范围是指可听频率带附近的高频率范围(例如，10khz至20khz)。作为衰减在高频率范围内的输入音频信号的大小的方法，可以采用诸如低通滤波器lpf、高通衰减器等的所中方法。即，如图4中①所示，当输入音频信号的频率在所有频率带中增加时，控制器400可以衰减输入音频信号的幅度，或者，如图4中②所示，控制器400可以在低于预先设计的参考频率fref(fref大于20hz且小于20khz)的频带内保持输入音频信号的幅度，并且当输入音频信号的频率在预先设计的参考频率以上的频带内增加时，可以衰减输入音频信号的幅度。在图4中，av是指施加到输入音频信号的幅度的增益，并且a1是指参考增益。控制器400可以包括数字信号处理器(dsp)以对输入音频信号进行上述信号处理。

由此，由于高频率成分减少的输入音频信号作为输入信号被输入到放大器部500，并且因此，从放大器部500输出的脉冲电压和施加到电容式扬声器cl的驱动电压中的每个的高频率成分减少，可以限制施加到电容式扬声器cl的过电流。

由于仅通过上述配置(即，输入音频信号的信号处理)防止了可流向电容式扬声器cl的过电流，所以可以解决在使用串联电阻器时产生的诸如发热和功率损耗以及体积增大的问题。

电感元件lf可以连接在放大器部500与电容式扬声器cl之间，以形成低通滤波器(lpf)，低通滤波器配置为与电容式扬声器cl一起去除除可听频率带之外的高频率成分，并且电感元件lf可以实现为具有设计的电感值的电感器。由于电感元件lf连接到放大器部500的输出端子，因此通过对脉冲电压进行滤波而形成的模拟驱动电压被施加到电容式扬声器cl，并且因此可以驱动电容式扬声器cl。

此外，电感元件lf可以执行防止由来自放大器部500的脉冲电压和电容式扬声器cl引起的短路电流的功能。即，由于因通过开关的切换操作而输出脉冲电压的d类放大器的特性，当连接到电容性负载时可能会产生瞬间变化很大的短路电流，因此通过连接到放大器部500的输出端子的电感元件lf可以防止瞬间变化很大的短路电流的产生。

此外，由于电感元件lf连接在放大器部500与电容式扬声器cl之间，因此可以最小化在驱动电容式扬声器cl的过程和电流从电容式扬声器cl返回的过程(稍后将描述)期间的功率损耗。

图1示出了电感元件lf仅连接到电容式扬声器的前端的配置，但是根据本实施方式，如图2中所示，电感元件lf1和电感元件lf2可以实现为分别连接到电容式扬声器的前端和后端的配置，并且在图1和图2中，电感元件lf、电感元件lf1和电感元件lf2的电路功能相同。

同时，如图3的(a)中所建模并示出的，内部电阻器rf和内部电阻器rl存在于电感元件lf和电容式扬声器cl中，并且可以通过内部电阻器rf和内部电阻器rl以及放大器部500的第一开关511、第二开关513、第三开关515和第四开关517的导通的电阻来防止因为由电感元件lf和电容式扬声器cl导致的lc谐振而引起的电流增加。在这种情况下，关于图3的(a)，可以应用这种电路设计方式，在该电路设计方式中，设计用于放大器部500的输出端子右侧处的电路的q因子并且掌握实现所设计的q因子所需的电阻值以设计电感元件lf以及第一开关511、第二开关513、第三开关515和第四开关517。图3的(b)示出了对图2中的电路配置中的电感元件lf2的内部电阻器rf2的建模，并且图3的(b)中的电路功能与图3的(a)中的电路功能相同。

图5至图9是示出通过根据本实施方式的扬声器驱动器可以去除过电流的效果的仿真结果。

图5和图6示出在输入音频信号不具有高频率成分的情况下电容式扬声器cl的驱动电压和电流的仿真结果。图5中的vin是具有1khz的频率的输入音频信号，并且vpwm_ad1、vpwm_ad2、vpwm_bd1和vpwm_bd2分别是第一脉冲宽度调制信号至第四脉冲宽度调制信号的仿真波形。图6示出了根据图5中的输入的仿真结果，并且在图6中，vload是电容式扬声器cl的驱动电压，而iload是流向电容式扬声器cl的电流。

图8和图9示出在输入音频信号具有高频率成分的情况下电容式扬声器cl的驱动电压和电流的仿真结果。图8中的vin是具有20khz的频率的输入音频信号，并且vpwm_ad1、vpwm_ad2、vpwm_bd1和vpwm_bd2分别是第一脉冲宽度调制信号至第四脉冲宽度调制信号的仿真波形。图9示出了根据图8中的输入的仿真结果，并且在图9中，vload是电容式扬声器cl的驱动电压，而iload是流向电容式扬声器cl的电流。可以检查出图9中的iload的幅度(峰到峰)与图6中的iload的幅度(峰到峰)相似，并且检查出总谐波失真(thd)约为0.07％。结果表明，施加到电容式扬声器cl的驱动电压的幅度通过衰减具有高频率的输入音频信号的幅度的信号处理而减小，并且因此，当具有高频率的输入音频信号被输入到控制器400时，可以限制由于因高频率引起的电容式扬声器cl的阻抗增加而导致的过电流。

此外，在升压转换器部200的详细描述中，如上所述，升压转换器部200可以将电流从电源部100输出到电容器c，使得可以在电容器c中形成电源部100的电源电压被升压的供应电压。升压转换器部200可以包括第一升压开关210和第二升压开关230，并且第一升压开关210和第二升压开关230可以实现为mosfet。

如图3的(a)中所示，第一升压开关210的漏极端子、电容器c的一个端子和供应电压从其向放大器部500供应的节点共同地连接，并且第一升压开关210的源极端子连接到电源部100。第二升压开关230的漏极端子连接至第一升压开关210的源极端子，并且第二升压开关230的源极端子接地。平滑电容器c1和用于升压转换器的电感器l1可以连接到从电源部100连接到第一升压开关210和第二升压开关230的连接节点的节点，并且在图3的(a)中示出了线路电阻器r1和用于升压转换器的电感器l1的内部电阻器r2的建模。

基于电路配置，第一升压开关210可以切换为将电流从电源部100输出到电容器c，或者将电流从电容器c返回到电源部100(即，可以是导通的或者断开的)，并且第二升压开关230可以将电流从电源部100激励到地，并且在这种情况下，第一升压开关210和第二升压开关230可以互补地切换。第一升压开关210和第二升压开关230中的每个的切换操作可以由从控制器400或上位控制设备输入的控制信号来控制。因此，本实施方式中的升压转换器部200可以实现为具有半桥形状并且包括第一升压开关210和第二升压开关230的同步升压转换器。

当更详细地描述升压转换器部200实现为半桥形的同步升压转换器的技术特征时，在ab类放大器的情况下，在驱动扬声器的过程期间累积在电容式扬声器cl中的所有电压在ab类放大器的开关中作为热量而消耗。然而，如上所述，本实施方式中的放大器部500可以实现为d类放大器，并且由于重复了如下过程：在驱动电容式扬声器cl的过程中，来自电容器c的电流通过d类放大器的开关施加到电容式扬声器cl的过程(例如，导通第二开关513和第三开关515，而断开第一开关511和第四开关517(电容式扬声器cl的电压小于或等于电容器c的电压))以及来自电容式扬声器cl的电流通过d类放大器的开关引入电容器c的过程(例如，断开全部第一开关511、第二开关513、第三开关515和第四开关517(电容式扬声器cl的电压大于或等于电容器c的电压))，因此驱动了电容式扬声器cl。

在这种情况下，当来自电源部100的电流通过升压转换器部200单向输出到电容器c时，电容器c的电压增加不受限制，并且因此可能引起扬声器驱动器烧坏，并且在电容式扬声器cl的电压大于或等于电容器c的电压的情况下，电容器c的电压的增加可以进一步加大。因此，本实施方式中的升压转换器部200可以将电流从电源部100输出到电容器c，并且可以包括第一升压开关210，使得当电容器c的电压增加到预定的水平或更高时，可以将来自电容器c的电流返回到电源部100以限制电容器c的电压的增加。即，第一升压开关210允许电流在电源部100和电容器c之间双向流动。在根据图5至图7的仿真示例中，图6中的iload(流向电容式扬声器cl的电流)具有正值和负值的情况是指电流被引入到电容式扬声器cl中和从电容式扬声器cl中离开的情况，以及图7的isupply(流向电源部100的电流)具有正值和负值的情况是指电流可以在电源部100和电容器c之间双向流动的情况。

此外，由于升压转换器部200以包括第一升压开关210和第二升压开关230的半桥的形状实现，因此可以对其进行控制使得第一升压开关210和第二升压开关230的切换频率可以不存在于可听频率带中，并且因此，可以减小由于第一升压开关210和第二升压开关230中的每个的切换操作而引起的切换噪声。

另外，在音频接口部300的详细描述中，音频接口部300可以接收音频源信号并对音频源信号进行行信号处理，以生成输入音频信号并将输入音频信号传输到控制器400。在这种情况下，音频接口部300可以接收作为数字信号的音频源信号(即，音频接口部300可以接收数字音频源信号)，并且为此，本实施方式可以进一步包括配置为将第一模拟音频源信号转换为数字音频源信号的模拟-数字转换器(adc)。

具体地，如上所述，本实施方式采用d类放大器作为放大器部500，并且采用半桥形状的同步升压转换器作为升压转换器部200。因此，由d类放大器和半桥升压转换器中的每个的切换操作特性引起的切换噪声可能施加到音频源信号，并且当音频源信号输入为模拟信号形状时，通过扬声器输出的声音的质量可能由于易受噪声影响的模拟信号的特性而降低。

因此，本实施方式中的音频接口部300可以接收作为对噪声稳健的数字信号的音频源信号，以防止由放大器部500的切换操作和升压转换器部200的切换操作引起的切换噪声施加到音频源信号(即，音频接口部300可以接收数字音频源信号)。根据升压转换器部200，由于升压转换器部200实现为半桥形状的升压转换器，因此可以对其进行控制使得第一升压开关210和第二升压开关230的切换频率可以不存在于可听频率带中，并且通过将音频源信号输入为对噪声稳健的数字信号的配置，可以双重地减小由于升压转换器部200的切换操作引起的切换噪声。

音频接口部300可以根据集成芯片间声音(i2s)或时分多路复用(tdm)对数字音频源信号进行数字信号处理，以产生具有脉冲编码调制(pcm)数据形状的输入音频信号，并且随后将输入音频信号传输到控制器400。

因此，控制器400可以从音频接口接收pcm数据形状的数字输入音频信号，并且进行衰减在高频率范围内的pcm数据形状的数字输入音频信号的幅度的数字信号处理，以形成待输入到放大器部500的数字输入信号，并且放大器部500可以放大数字输入信号以输出脉冲电压。为此，放大器部500可以实现为全数字d类放大器，并且放大器部500的脉冲宽度调制器可以实现为pcm-脉冲宽度调制(pwm)转换器。因此，在本实施方式中，由于在从音频源信号输出脉冲电压的过程期间产生的所有信号都是数字信号，因此，即使是当采用d类放大器和半桥升压转换器时，也可以有效减小由d类放大器和半桥升压转换器中的每个的切换操作引起的切换噪声的影响。

同时，如图1中所示，本实施方式可以进一步包括电流检测部600，电流检测部600配置为检测流向电容式扬声器cl的电流，并且因此，控制器400可以基于由电流检测部600检测到的电流来确定电容式扬声器cl的阻抗变化，并且基于确定结果可以调节输入音频信号的幅度或者确定电容式扬声器cl是否被烧坏。

具体地，当控制器400为配置为控制本实施方式中的扬声器驱动器的操作的上位控制设备时，可以掌握由升压转换器部200和电容器c产生的供应电压、从放大器部500输出的脉冲电压以及施加到电容式扬声器cl的驱动电压，并且因此，可以通过检测通过电流检测部600流向电容式扬声器cl的电流i并用驱动电压v计算电流i来获得电容式扬声器cl的阻抗z(即，|z|＝|v|/|i|)。根据本实施方式，控制器400可以通过配置为直接检测施加到电容式扬声器cl的驱动电压的电压检测部来掌握施加到电容式扬声器cl的驱动电压。

因此，控制器400可以监控电容式扬声器cl的阻抗以确定变化，并且由于输入音频信号的幅度通过阻抗的变化进行调节，因此可以根据当前检测到的阻抗控制电容式扬声器cl以积极驱动电容式扬声器cl。基于设计者的意图和实验结果，根据阻抗的变化来调节输入音频信号的幅度的具体方式可以以不同的方式进行设计。此外，考虑到正常状态下的电容式扬声器cl的阻抗值，当电容式扬声器cl的当前检测到的阻抗脱离预定的预期范围时，控制器400可以确定电容式扬声器cl被烧坏。

图10是示出根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器的操作方法的流程图。

在参考图10对根据本发明的一个实施方式的扬声器驱动器的操作方法进行的描述中，首先，音频接口部300接收音频源信号并对音频源信号进行信号处理，以产生输入音频信号并将输入音频信号传输到控制器400(s100)。

在操作s100中，音频接口部300接收作为数字信号的音频源信号，以防止将由放大器部500的切换操作和升压转换器部200的切换操作引起的切换噪声施加到音频源信号。

随后，控制器400调节在高频率范围内的输入音频信号的幅度，并且产生将要输入到放大器部500的输入信号，以限制施加到电容式扬声器cl的过电流(s200)。

在操作s200中，控制器400对输入音频信号进行信号处理，并且衰减在高频率范围内的输入音频信号的幅度，以产生将要输入到放大器部500的输入信号。

同时，升压转换器部200可以将电流从电源部100输出到电容器c，从而可以在电容器c中形成供应电压，其中，电源部100的电源电压进行了升压并供应至放大器部500(s300)。如上所述，本实施方式中的升压转换器部200可以实现为包括互补地进行操作的第一升压开关210和第二升压开关230的同步升压转换器。

操作s300配置为与操作s100和操作s200并行执行，并且时序操作顺序不限于上述顺序。

在执行了操作s100至操作s300之后，放大器部500输出输入信号基于供应电压被放大的脉冲电压，以驱动电容式扬声器cl，使得通过对脉冲电压进行滤波而形成的驱动电压被施加到电容式扬声器cl(s400)。由于与电容式扬声器cl一起形成低通滤波器(lpf)的电感元件lf连接到放大器部500的输出端子，因此通过对脉冲电压进行滤波而形成的模拟驱动电压被施加到电容式扬声器cl，并且因此可以驱动电容式扬声器cl。电感元件lf可以执行防止由来自放大器部500的脉冲电压和电容式扬声器cl引起的短路电流的功能。此外，由于电感元件lf连接在放大器部500与电容式扬声器cl之间，因此可以最小化在电流引入到电容式扬声器cl的过程和电流从电容式扬声器cl返回的过程期间的功率损耗。

通过操作s100至操作s400，由于具有减少的高频率成分的输入音频信号作为输入信号被输入到放大器部500，因此减少了从放大器部500输出的脉冲电压和施加到电容式扬声器cl的驱动电压中的每个的高频率成分，可以限制施加到电容式扬声器cl的过电流。

同时，如图10中所示，本实施方式可以进一步包括操作s500至操作s700。

具体地，电流检测部600在驱动电容式扬声器cl的过程中检测流向电容式扬声器cl的电流(s500)。

接下来，控制器400基于由电流检测部600检测到的电流确定电容式扬声器cl的阻抗变化(s600)。

随后，控制器400基于操作s600中的阻抗变化的确定结果调节输入音频信号的幅度或者确定电容式扬声器cl是否被烧坏(s700)。

稍后将描述上述实施方式的效果。

在本实施方式中，由于不是通过使用串联电阻器的方法而是仅通过衰减在高频率范围内的输入音频信号的幅度的信号处理来限制压电扬声器以高频率驱动时产生的过电流，因此可以消除常规的扬声器驱动器中的诸如发热、功率损耗和体积问题的问题。此外，由于不是采用用于驱动常规压电扬声器的ab类放大器，而是采用d类放大器，因此可以减少功率损耗并且可以提高能量效率。

由于电感元件lf(即电感器)连接在d类放大器与压电扬声器之间，因此模拟驱动电压可以根据从d类放大器输出的脉冲电压施加到压电扬声器。此外，可以通过电感元件lf防止在d类放大器和压电元件直接连接时可能产生的短路电流。另外，可以最小化在电流通过电感元件lf引入电容式扬声器cl的过程和电流从电容式扬声器cl返回的过程期间产生的功率损耗。

在本实施方式中，由于采用了配置为通过d类放大器驱动压电扬声器的配置，因此电流被引入压电扬声器并从压电扬声器泄漏以驱动压电扬声器，并且从压电扬声器泄漏的电流累积在电容器c中。在这种情况下，当来自电源部100的电流通过升压转换器部200单向输出到电容器c时，电容器c的电压增加不受限制。因此，在本实施方式中，可以采用包括第一升压开关210的同步升压转换器，以允许电流在电源部100和电容器c之间双向流动，使得来自电容器c的电流可以返回到电源部100。此外，由于升压转换器部200以包括第一升压开关210和第二升压开关230的半桥的形状实现，因此可以控制升压转换器部200，使得对第一升压开关210和第二升压开关230的切换频率可以不存在于可听频率带中，并且因此，可以减小由第一升压开关210和第二升压开关230中的每个的切换操作引起的切换噪声。

由于可以将由d类放大器和半桥升压转换器中的每个的切换操作特性引起的切换噪声施加到音频源信号，因此，在本实施方式中，可以将作为稳健的数字信号的音频源信号输入到噪声，并且因此可以有效降低切换噪声。

由于依据压电扬声器的阻抗的变化调节了输入音频信号的幅度，因此可以更积极地驱动压电扬声器，并且由于在驱动压电扬声器的过程中确定了压电扬声器是否被烧坏，因此可以有利于压电扬声器的维护。

如上所述，参考附图中所示的实施方式描述了本发明，以上描述仅是示例性的实施方式，并且本领域技术人员可以进行各种修改和其他等同的实施方式。因此，本发明的技术范围应由稍后将描述的权利要求确定。