JP2001504302A - 保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電力増幅器（１）内の保護回路は、電力増幅器（１）の最大出力電流を制限し、電力増幅器（１）内の補償キャパシタ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を急速に再充電することにより、電力増幅器（１）の過励振時に電力増幅器（１）内の電力流出の量と期間とを制限するように適合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 保護回路 産業上の利用分野 本発明は保護回路に係わり、更に詳細には加入者線インタフェース回路内の電 力増幅器を、例えば落雷によって引き起こされる関連する電話回線上の急激な電 圧変化に対して保護するための保護回路に関する。 従来の技術 急激な電圧変化が電力増幅器の出力端子上に出現する時、電力増幅器は過励振 されて最大出力電流を生じ、電力増幅器内の全ての補償キャパシタが再充電され て新たな電圧が出力端子に現れるまで電力を損失する。これは電力増幅器を破壊 する可能性もある。 電力増幅器内の電流制限が良く知られている方法で実施されており、その場合 １つの抵抗器が増幅器内の複数の電力トランジスタと直列に相互接続されている 。その様な抵抗器内の電流が十分高くなると、１つのトランジスタが導通となっ て駆動電流が電力トランジスタを短絡される。これらの直列抵抗器での問題は、 これらが正常状態中にも特別なオーバーヘッド電圧を必要とし、それが常に容易 に得られる訳では無い点である。 発明の目的と要約 本発明の目的は電力増幅器の出力電流の値と同様にその期間とを、過励振の場 合に制限することである。 これは一般的に電力増幅器内の補償キャパシタを本発明に基づき、従来知られ ている電力増幅器に比較して過励振時により急速に再充電することにより実現さ れる。 これにより損傷を与える期間、高出力電流が制限されるはずである。 図面の簡単な説明 本発明を以下に添付図を参照して更に詳細に説明するが、１枚の図にはそれ自 体として既知である電力増幅器が、本発明に基づく保護回路の１つの実施例を有 する構成を示す。 提出された実施例 図はそれ自体は既知の電力増幅器を示し、これは本発明に基づく保護回路を有 する。電力増幅器は全体として１で示されており、それぞれ２つの入力端子２及 び３と、１つの出力端子４を有する。 良く知られているやり方で、電力増幅器１は２つの入力端子と１つの出力端子 を有するトランスコンダクタンス増幅器Ａ１を含む。トランスコンダクタンス増 幅器Ａ１の入力端子は電力増幅器１の入力端子２，３に接続されており、従って 同時に図示されている電力増幅器の入力端子を構成する。トランスコンダクタン ス増幅器Ａ１の出力端子は積分器結合増幅器Ｆ１の入力端子に結合されており、 その入力端子と出力端子との間に補償キャパシタＣ１が接続されている。 増幅器Ｆ１の出力端子はノードＮ経由でトランスコンダクタンス増幅器Ａ２の 第一入力端子５に接続されており、そのもう一方の入力端子６は電力増幅器１の 出力端子４に接続されている。 トランスコンダクタンス増幅器Ａ２は２つの出力端子７および８を有する；出 力端子７は積分器結合増幅器Ｆ２の入力端子に接続されており、その入力端子と 出力端子との間には補償キャパシタＣ２が接続され、その出力端子は電力増幅器 １の出力端子４に接続されている。増幅器Ｆ２の供給電圧端子は接地電位に接続 されている。 同様なやり方で、トランスコンダクタンス増幅器Ａ２の出力端子８は積分器結 合増幅器Ｆ３の入力端子に接続されており、その入力端子と出力端子との間には 補償キャパシタＣ３が接続され、その出力端子は電力増幅器１の出力端子４に接 続されている。増幅器Ｆ３の供給電圧端子は供給電圧ＶＢＡＴに接続されている 。 ここで電力増幅器１に含まれるように説明されている構成部品は、その様な増 幅器の中に通常含まれている構成部品である。 図面に図示されている、本発明に基づく保護回路の実施例は第一抵抗器Ｒ１を 含み、これは電力増幅器１の出力端子４と配線接続端子９との間に相互接続され ており、この配線接続端子９を経由して、詳細は図示していないがラインインタ フェース回路が二線式電話線（図示せず）の１本の配線に信号を供給するように 意図されている。 逆向き直列接続されたツェナーダイオードＺ１およびＺ２が配線接続端子９と ノードＮ、すなわち増幅器Ｆ１の出力端子とトランスコンダクタンス増幅器Ａ２ の入力端子５との接続点、との間に相互接続されている。 抵抗器Ｒ２が増幅器Ｆ１の供給電圧端子と供給電圧ＶＢＡＴとの間に接続され ている。増幅器Ｆ１の供給電圧端子は更に２つのトランジスタＴ１とＴ２のベー スに接続されており、それらのエミッタは供給電圧ＶＢＡＴに接続されている。 トランジスタＴ１のコレクタは、一方で増幅器Ｆ１の入力端子に、またもう一 方でトランジスタＴ３のエミッタに接続されている。トランジスタＴ３のベース は供給電圧ＶＢＡＴに接続され、そのコレクタは一方で増幅器Ｆ２の入力端子に 、そしてもう一方で陰極が接地電位に接続されているダイオードＤ１の陽極に接 続されている。 トランジスタＴ２のコレクタは、一方で増幅器Ｆ３の入力端子に、そしてもう 一方で陽極が供給電圧ＶＢＡＴに接続されているダイオードＤ２の陰極に接続さ れている。 図示されている実施例に於いて、電力増幅器１の入力端子２及び３は一方でそ れぞれの電流発生器Ｉ１とＩ２にそれぞれ接続されており、もう一方でそれぞれ の抵抗器Ｒ３およびＲ４を介してそれぞれ電力増幅器１の配線接続端子９と出力 端子４とに接続されている。 通常動作中、電力増幅器１からの出力電流は入力電流Ｉ１とＩ２との間の差を 増幅コピーしたものである。この条件で配線接続端子９上の電圧はノードＮ、す なわち増幅器Ｆ１の出力端子、トランスコンダクタンス増幅器Ａ２の入力端子５ 及びツェナーダイオードＺ２の陽極との相互接続点の電圧に等しい。 配線接続端子９上の電圧が急激に正または負に変化した際に、ノードＮ内の電 圧はそれほど急激には変化出来ないが、それはノードＮの電圧が増幅器Ｆ１のス リューレートで制限されるためである。 配線接続端子９とノードＮとの間の電圧差はツェナーダイオードＺ１またはＺ ２のツェナー電圧に相当する。この電圧差の量がツェナーダイオードＺ１または Ｚ２のツェナー電圧に達した時に、ノードＮ内の電圧が配線接続端子９の電圧変 化によって強制的に変化させられる。従って、配線接続端子９とノードＮの間の 電圧差がＺ１またはＺ２のツェナー電圧に一定に保たれ、これによって電力増幅 器１の最大出力電流がツェナー電圧を抵抗器Ｒ１の抵抗値で割った値に制限され る。 配線接続端子９上の電圧変化がツェナーダイオードＺ１またはＺ２のツェナー 電圧よりも大きい場合、ノードＮの電圧が変化させられる。 ノードＮの電圧が急激に正方向に変化すると、抵抗器Ｒ２を流れる電流が十分 大きくなり、トランジスタＴ１の導通を開始させる。ここで増幅器Ｆ１に接続さ れたキャパシタＣ１がノードＮの電圧まで急速に再充電される。同様に、増幅器 Ｆ３に接続されたキャパシタＣ３がトランジスタＴ２を通して再充電され、この トランジスタＴ２もまた抵抗器Ｒ２の電圧降下によって導通状態となる。 増幅器Ｆ２に接続されたキャパシタＣ２も、ダイオードＤ１を通して再充電さ れるが、これはそれほど重要では無く、それは増幅器Ｆ２の供給電圧端子が接地 電位に接続されている環境下では増幅器Ｆ２が活性状態では無いためである。 ノードＮの電圧が急激に負方向に変化すると、キャパシタＣ１はトランジスタ Ｔ３のエミッタを供給電圧ＶＢＡＴ以下に引き下げようとする。これにより、ト ランジスタＴ３が導通となり、キャパシタＣ１がノードＮの電圧まで急速に再充 電される。トランジスタＴ３を通るキャパシタＣ１の充電電流はまた、キャパシ タＣ２を急速に再充電するために使用される。キャパシタＣ３はダイオードＤ２ 経由で再充電されるが、この再充電は重要では無く、それはこの環境で増幅器Ｆ ３が活性状態で無いからである。 本発明に基づく保護回路によって、電力増幅器に含まれる補償キャパシタを急 速に再充電することで、一方では過励振時に電力増幅器から出力される最大出力 電流と、もう一方では電力増幅器が過励振され最大出力電流を出力する時間とが 制限される。 電力増幅器１をその出力端子４上に出現する急激な正及び負の電圧変化に対し て保護するための上記の保護回路は、本発明によれば電力増幅器１に含まれる補 償キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３を急速に再充電するように適合されている。キャ パシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３を急速に再充電することにより、電力増幅器１内の各々 個別の増幅器Ｆ１，Ｆ２及びＦ３がそれぞれ保護される。従って、電力増幅器１ の保護はそれぞれの増幅器Ｆ１，Ｆ２及びＦ３を保護することで行われる。 従って、増幅器Ｆ１が先に述べた様に、その出力端子すなわちノードＮ上に現 れる急激な正電圧変化に対して保護されるが、これはトランジスタＴ１が導通と なって供給電圧ＶＧＡＴへの電流経路を確立し、これによってキャパシタＣ１が 急速に再充電されることで実現される。 その出力端子すなわちノードＮ上に現れる急激な負電圧変化に対して、増幅器 Ｆ１が先に述べたように保護されるが、これはトランジスタＴ３が導通となって ダイオードＤ１を経由する接地電位への電流経路を確立し、これによってキャパ シタＣ１が再充電されることで実現される。 トランジスタＴ１およびＴ３が一般的な場合、既知の別のスイッチで置き換え ることが可能なことを指摘しておきたい。 図示された電力増幅器１および保護回路の実施例に於いて、両増幅器Ｆ２およ びＦ３は先に説明したように関連するキャパシタＣ２およびＣ３のそれぞれを、 ダイオードＤ１で確立された接地電位への電流経路を通して、またトランジスタ Ｔ２により確立された供給電圧ＶＢＡＴへの電流経路を通してそれぞれ再充電す ることにより保護される。増幅器Ｆ２およびＦ３の出力端子が相互接続されてい るという観点から、キャパシタＣ２は急激な負電圧変化に対して再充電され、一 方キャパシタＣ３は急激な正電圧変化に対して再充電される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. その入力端子とその出力端子との間に相互接続されたキャパシタ（Ｃ１） を有する増幅器（Ｆ１）内の、その出力端子上に出現する急激な電圧変化に対し て増幅器（Ｆ１）を保護するための保護回路であって、 ・第一スイッチ（Ｔ１）が急激な正電圧変化に際して、増幅器（Ｆ１）の入力端 子から第一供給電圧源（ＶＢＡＴ）への第一電流経路を確立するように適合され ており、 ・第二スイッチ（Ｔ３）が急激な負電圧変化に際して、増幅器（Ｆ１）の入力 端子から第二供給電圧源への第二電流経路を確立するように適合されていること を特徴とする、前記保護回路。 2. 電話線の１本の配線を配線接続端子（９）を経由して供給するためのライ ンインタフェース回路内の、２つの入力端子（２，３）と１つの出力端子（４） を有する電力増幅器（１）の保護回路であって、この電力増幅器（１）が、 ・２つの入力端子と１つの出力端子を有する第一トランスコンダクタンス増幅 器（Ａ１）で、該トランスコンダクタンス増幅器（Ａ１）の入力端子が電力増幅 器（１）の入力端子を構成し、トランスコンダクタンス増幅器（Ａ１）の出力端 子が、その入力端子と出力端子との間に第一キャパシタ（Ｃ１）が接続されてい る第一増幅器（Ｆ１）の入力端子に接続されている、前記トランスコンダクタン ス増幅器（Ａ１）と ・２つの入力端子（５，６）と２つの出力端子（７，８）とを有し、第一入力 端子（５）が第一増幅器（Ｆ１）の出力端子に接続され、第二入力端子（６）が 電力増幅器（１）の出力端子（４）に接続されている、第二トランスコンダクタ ンス増幅器（Ａ２）と、 ・その入力端子と出力端子との間に第二キャパシタ（Ｃ２）が接続され、その 入力端子が第二トランスコンダクタンス増幅器（Ａ２）の第一出力端子（７）に 接続され、その出力端子が電力増幅器（１）の出力端子（４）に接続されており 、一方その供給電圧端子が接地電位に接続されている、第二増幅器（Ｆ２）と、 ・その入力端子と出力端子との間に第三キャパシタ（Ｃ３）が接続され、その 入力端子が第二トランスコンダクタンス増幅器（Ａ２）の第二出力端子（８）に 接続され、その出力端子が電力増幅器（１）の出力端子（４）に接続されており 、一方その供給電圧端子が供給電圧（ＶＢＡＴ）に接続されている、第三増幅器 （Ｆ３）とを含み、前記保護回路が、 ・電力増幅器（１）の出力端子（４）と配線接続端子（９）との間に相互接続 された第一抵抗器（１）と、 ・配線接続端子（９）と第一増幅器（Ｆ１）の出力端子との間に相互接続され た２つの逆方向直列接続されたツェナーダイオード（Ｚ１，Ｚ２）と、 ・第一増幅器（Ｆ１）の供給電圧端子と供給電圧（ＶＢＡＴ）との間に相互接 続された第二抵抗器（Ｒ２）であって、供給電圧端子が第一及び第二トランジス タ（Ｔ１，Ｔ２）のベースに接続され、そのエミッタが供給電圧（ＶＢＡＴ）に 接続されており、第一トランジスタ（Ｔ１）のコレクタは一方で第一増幅器（Ｆ １）の入力端子に接続されており、もう一方で第三トランジスタ（Ｔ３）のエミ ッタに接続され、この第三トランジスタ（Ｔ３）のベースは供給電圧（ＶＢＡＴ ）に接続されており、そのコレクタは一方で第二増幅器（Ｆ２）の入力端子に接 続され、もう一方で第一ダイオード（Ｄ１）の陽極に接続されており、その陰極 は接地電位に接続され、その一方第二トランジスタ（Ｔ２）のコレクタが一方で 第三トランジスタ（Ｆ３）の入力端子に接続され、もう一方で第二ダイオード（ Ｄ２）の陰極に接続されており、この陽極が供給電圧（ＶＢＡＴ）に接続されて いる、前記第二抵抗器（Ｒ２）とを含むことを特徴とする、前記保護回路。