JP3351637B2 - Power amplifier circuit - Google Patents

Power amplifier circuit

Info

Publication number
JP3351637B2
JP3351637B2 JP24429994A JP24429994A JP3351637B2 JP 3351637 B2 JP3351637 B2 JP 3351637B2 JP 24429994 A JP24429994 A JP 24429994A JP 24429994 A JP24429994 A JP 24429994A JP 3351637 B2 JP3351637 B2 JP 3351637B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
power
low
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 - Fee Related
Application number
JP24429994A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08111615A (en
Inventor
健一 女鹿
Original Assignee
アイワ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイワ株式会社 filed Critical アイワ株式会社
Priority to JP24429994A priority Critical patent/JP3351637B2/en
Publication of JPH08111615A publication Critical patent/JPH08111615A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3351637B2 publication Critical patent/JP3351637B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ミニコンポやCDラ
ジカセ、ステレオ装置などのオーディオ装置やオーディ
オ・ビデオ装置などに適用して好適な電力増幅回路、特
に電力損失を軽減できる電力増幅回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power amplifying circuit suitable for use in audio equipment such as mini-components, CD radio cassette players, stereo equipment, and audio / video equipment, and more particularly to a power amplifying circuit capable of reducing power loss.

【0002】[0002]

【従来の技術】ミニコンポやCDラジカセなどのオーデ
ィオ装置では、近年小型化が進む一方で高出力化の傾向
にある。出力を高めるには電力増幅器(パワーアンプ)
の電源電圧を高くする他、この電力増幅器に見合った容
量の大きな電源トランスや、パワーIC,放熱器等を使
用すればよい。
2. Description of the Related Art In recent years, audio devices such as mini-components and CD radio-cassettes have been reduced in size and tend to have higher output. Power amplifier to increase output (power amplifier)
In addition to increasing the power supply voltage of the power amplifier, a power supply transformer having a large capacity corresponding to the power amplifier, a power IC, a radiator, or the like may be used.

【0003】しかし、大容量トランスを使用するとコス
トアップを招来したり、高い電源電圧が電力増幅器や電
源トランスに印加されるため発熱量が多くなり、これに
伴って筐体内部の温度上昇に伴うメカニズムの動作不良
を起こしたり、素子の電気的特性が変化(劣化など)し
たりする。
However, the use of a large-capacity transformer leads to an increase in cost, and a high power supply voltage is applied to the power amplifier and the power transformer, so that the amount of heat generated increases, and as a result, the temperature inside the housing rises. The malfunction of the mechanism occurs, and the electrical characteristics of the element change (deterioration, etc.).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するため、電力増幅器の出力電圧に注目し、出力電圧が
低いときは低い電源電圧を使用し、出力電圧が高いとき
には高い電源電圧を使用するように切り替え使用するこ
とが考えられる。例えば図6に示すように低周波信号の
出力電圧VOが低いとき(区間Lb)には低い電源電圧
VPL(20ボルトぐらい)を動作電源として選択し、高
い出力電圧(区間La)のときには高い電源電圧VPH
(40〜45ボルト)をその動作電源として選択する。
In order to solve such a problem, attention is paid to the output voltage of the power amplifier. When the output voltage is low, a low power supply voltage is used, and when the output voltage is high, a high power supply voltage is used. It is conceivable to switch and use it. For example, as shown in FIG. 6, when the output voltage VO of the low frequency signal is low (section Lb), the low power supply voltage VPL (about 20 volts) is selected as the operating power supply, and when the output voltage VO is high (section La), the high power supply voltage is used. Voltage VPH
(40-45 volts) as its operating power source.

【0005】このように出力電圧に応じて電源電圧を変
更できればトランスの大容量化を抑え、筐体内部の発熱
も抑制できる。これによって装置のコストダウンも図れ
る。電源電圧の切替手段としてはリレー装置などの機械
的なスイッチング手段を使用することができる。
[0005] If the power supply voltage can be changed in accordance with the output voltage as described above, the capacity of the transformer can be suppressed, and the heat generation inside the housing can be suppressed. As a result, the cost of the apparatus can be reduced. As the power supply voltage switching means, a mechanical switching means such as a relay device can be used.

【0006】リレー装置を使用して電源電圧を切り換え
るときの切り替えタイミングを図7に示す。出力電圧V
Oが基準レベル±REFを越えたときは(時点a)、こ
の時点aでリレー装置が作動して電圧検出時点aとほぼ
同時に低い電源電圧VPLから高い電源電圧VPHに切り替
えられる。
FIG. 7 shows the switching timing when the power supply voltage is switched using the relay device. Output voltage V
When O exceeds the reference level ± REF (time point a), at this time point a, the relay device is operated, and the voltage is switched from the low power supply voltage VPL to the high power supply voltage VPH almost simultaneously with the voltage detection time point a.

【0007】しかし、リレー装置を切るときは動作作動
時のようには迅速に切り替えることができない。つまり
リレー装置への動作電圧を遮断しても、電圧遮断時点後
直ちにはリレーが作動しない。そのため、図7に示すよ
うにある時間τだけ遅れて作動するようになり、時点c
になってから低い電源電圧VPHへと電源電圧が切り替え
られることになる。
However, when the relay device is turned off, it cannot be switched quickly as in the case of the operation. That is, even if the operating voltage to the relay device is cut off, the relay does not operate immediately after the voltage cutoff. As a result, as shown in FIG.
After that, the power supply voltage is switched to the low power supply voltage VPH.

【0008】そのため、図8に示すように出力電圧VO
のレベルが断続的に変化し、その断続期間が上述したタ
イムラグτよりも短いようなとき、図8の例ではτ1〜
τ3のような断続期間であるときには、効果的に電源電
圧の切り替えを行なうことができなくなってしまう。し
たがって実際にこのリレー装置をオーディオ装置に搭載
したとしても、実効的な電源電圧の切り替えを行なうこ
とができず、発熱の問題、消費電力の問題は未解決のま
まとなる。
For this reason, as shown in FIG.
8 intermittently changes and the intermittent period is shorter than the above-mentioned time lag τ, in the example of FIG.
If the period is an intermittent period such as τ3, the power supply voltage cannot be effectively switched. Therefore, even if this relay device is actually mounted on an audio device, effective switching of the power supply voltage cannot be performed, and the problem of heat generation and the problem of power consumption remain unresolved.

【0009】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、特に電源切り替え手段として
高速電力スイッチング素子を使用することによって出力
電圧に即応して電源電圧を切り替えることができるよう
にした電力増幅回路を提案するものである。
In view of the above, the present invention has solved such a conventional problem. In particular, by using a high-speed power switching element as a power supply switching means, the power supply voltage can be switched in response to the output voltage. The present invention proposes a power amplifying circuit described above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る電力増幅回路は、低圧電源又は高圧電
源に接続される低周波電力増幅器と、この低周波電力増
幅器の出力電圧と低圧電源から生成された基準電圧とを
比較しその差に基づいて当該低周波電力増幅器への低圧
電源の接続又は高圧電源の接続を切り替える電源切替手
段とを備え、この電源切替手段は、高圧電源制御用の高
速電力スイッチング素子と、低周波電力増幅器の出力電
圧と低圧電源から生成された基準電圧との差に基づいて
高速電力スイッチング素子をオン・オフ制御する電圧比
較手段とを有し、電圧比較手段には高速電力スイッチン
グ素子のオン・オフ制御用のトランジスタが設けられ、
トランジスタをオンさせる電圧と当該トランジスタをオ
フさせる電圧を異ならせる動作をヒステリシス特性とし
たとき、電源切替手段では高圧電源が低周波電力増幅器
に接続されている場合であって、当該出力電圧が基準電
圧よりも低くなった場合、ヒステリシス特性に基づいて
当該低周波電力増幅器への高圧電源の接続から低圧電源
への接続をするようになされることを特徴とするもので
ある。
In order to solve the above-mentioned problems, a power amplifier circuit according to the present invention comprises a low-voltage power supply or a high-voltage power supply.
Low-frequency power amplifier connected to the
Between the output voltage of the amplifier and the reference voltage generated from the low-voltage power supply.
Compare and based on the difference the low voltage to the low frequency power amplifier
Power supply switch to switch between power supply connection and high voltage power supply connection
And a power switching means for controlling the high voltage power supply.
Fast power switching element and output power of low frequency power amplifier
Voltage and the reference voltage generated from the low voltage power supply
Voltage ratio for on / off control of high-speed power switching element
And a high-speed power switch.
A transistor for on / off control of the switching element is provided,
The voltage to turn on the transistor and the
The operation to change the voltage to be turned
Power supply switching means, the high-voltage power supply
Is connected to the
If the pressure becomes lower than the pressure,
From the connection of the high-voltage power supply to the low-frequency power amplifier to the low-voltage power supply
Connection to the Internet .

【0011】[0011]

【作用】図1に示す電力増幅回路10にあって、正側の
出力の例に採ると、電圧比較手段は、正側出力電圧検出
用のダイオード50、高速電力スイッチング素子のオン
・オフ制御用のトランジスタQe、基準電圧生成用の定
電圧ダイオード32と抵抗器34等から構成される。そ
して、点rの電位Vrが(6)式に示すように低い電源
電圧VPLと基準電圧VSとの差に等しくなるように出力
電圧VOのレベルが高くなると、このとき始めてトラン
ジスタQeがオンし、またトランジスタQcがオンす
る。
[Action] In the power amplifier circuit 10 shown in FIG. 1, the positive side of the
Taking the output example, the voltage comparison means detects the positive output voltage.
ON of the diode 50 for high-speed power switching
・ Off-control transistor Qe, reference voltage generation constant
It comprises a voltage diode 32, a resistor 34 and the like. So
Then , when the level of the output voltage VO rises so that the potential Vr at the point r becomes equal to the difference between the low power supply voltage VPL and the reference voltage VS as shown in the equation (6), the transistor Qe is turned on for the first time. , And the transistor Qc is turned on.

【0012】したがって出力電圧VOがその電圧レベル
に至るまではトランジスタQcがオフとなっているか
ら、電力増幅器18の電源電圧としては低い方の電源電
圧VPLが供給される。
Therefore, since the transistor Qc is off until the output voltage VO reaches the voltage level, the lower power supply voltage VPL is supplied as the power supply voltage of the power amplifier 18.

【0013】しかし、出力電圧VOが上述した電圧レベ
ルに至ると、トランジスタQeがオンし、これに伴って
トランジスタQcがオンする。そうすると、このトラン
ジスタQcを介して高い方の電源電圧VPHが電力増幅器
18に印加され、電源電圧の切り替えが行なわれる。
However, when the output voltage VO reaches the above-mentioned voltage level, the transistor Qe is turned on, and accordingly, the transistor Qc is turned on. Then, the higher power supply voltage VPH is applied to power amplifier 18 via transistor Qc, and the power supply voltage is switched.

【0014】トランジスタQcがオンした後で出力電圧
VOが低下し始め、(6)式の値に近づくとトランジス
タQcがオフするから電源電圧は元の低い方の電源電圧
VPLに戻る。
After the transistor Qc is turned on, the output voltage VO starts to drop, and when the value approaches the value of the equation (6), the transistor Qc is turned off, so that the power supply voltage returns to the original lower power supply voltage VPL.

【0015】ここで電源電圧がVPH側に切り替わると、
その時点から接続点rの電圧Vrは(7)式のように、
電源電圧がVPLからVPHに変わる。そのため、今度はト
ランジスタQcがオフする接続点rの電圧レベルは、ト
ランジスタQeがオンする電圧レベルよりも高くなる。
これは(7)式右辺第2項の値が(6)式の右辺第2項
よりも大きくなるからである。したがって図3に示すよ
うにトランジスタQeのオンする出力電圧VOと、オフ
する出力電圧VOが異なってくる。これを電源切替手段
30のヒステリシス特性と呼ぶ。
Here, when the power supply voltage is switched to the VPH side,
From that point on, the voltage Vr at the connection point r becomes
The power supply voltage changes from VPL to VPH. Therefore, the voltage level of the connection point r at which the transistor Qc turns off is higher than the voltage level at which the transistor Qe turns on.
This is because the value of the second term on the right side of equation (7) becomes larger than the value of the second term on the right side of equation (6). Therefore, as shown in FIG. 3, the output voltage VO at which the transistor Qe is turned on is different from the output voltage VO at which the transistor Qe is turned off. This is called the hysteresis characteristic of the power supply switching means 30.

【0016】電源電圧を高い方の電源電圧VPHに切り替
えるためのスイッチング素子としては高速電力スイッチ
ング素子を使用しているので、出力電圧のレベル変動に
正しく追従しながら電源電圧を切り替えることができ
る。
Since a high-speed power switching element is used as a switching element for switching the power supply voltage to the higher power supply voltage VPH, the power supply voltage can be switched while correctly following the level fluctuation of the output voltage.

【0017】[0017]

【実施例】続いて、この発明に係る電力増幅回路の一例
を上述したオーディオ装置の電力出力段に適用した場合
について、図面を参照して詳細に説明する。
Next, a case where an example of a power amplifier circuit according to the present invention is applied to a power output stage of the above-described audio device will be described in detail with reference to the drawings.

【0018】図1はこの発明をオーディオ装置の最終出
力段に設けられる電力増幅回路に適用した場合であっ
て、図はそのうちRチャネルの構成を示す。この電力増
幅回路10は電圧増幅器14を有し、その入力端子12
に供給された低周波信号(音声信号)が所定レベルまで
増幅される。電圧増幅器14としては図のようにオペア
ンプ16で構成された電圧アンプを使用することができ
る。
FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a power amplifier circuit provided in a final output stage of an audio device, and FIG. 1 shows the configuration of an R channel. This power amplifier circuit 10 has a voltage amplifier 14 and an input terminal 12 thereof.
Is amplified to a predetermined level. As the voltage amplifier 14, a voltage amplifier constituted by an operational amplifier 16 as shown in the figure can be used.

【0019】電圧増幅器14は2電源駆動方式であっ
て、端子17(17a,17b)より電圧の高い電源電
圧VPH(±VPH)が印加される。これは高出力アンプ
(100〜130W程度)用であって、本例では40〜
45ボルトの動作電圧が使用される。
The voltage amplifier 14 is of a dual power supply drive type, and is supplied with a power supply voltage VPH (± VPH) having a higher voltage than the terminals 17 (17a, 17b). This is for a high-output amplifier (about 100 to 130 W).
An operating voltage of 45 volts is used.

【0020】電圧増幅器14より出力された低周波信号
はさらに電力増幅器18に供給される。この電力増幅器
18は図のようにコンプリメンタリ接続された一対の電
力トランジスタQa,Qbで構成され、その接続中点が
出力端子20となる。出力端子20には負荷となるRチ
ャネル用のスピーカ(図示しない)が接続される。
The low frequency signal output from the voltage amplifier 14 is further supplied to a power amplifier 18. The power amplifier 18 is composed of a pair of power transistors Qa and Qb that are complementarily connected as shown in FIG. The output terminal 20 is connected to an R channel speaker (not shown) serving as a load.

【0021】電力増幅器18の電源も2電源方式であっ
て、端子22(22a,22b)を介して印加される電
源電圧VPLは上述した電源電圧VPHよりも低い電圧であ
る。この例では±20ボルトに選ばれている。電源電圧
VPLに対する正負の電源路28a,28b上には後述す
るように、電源電圧として高い方の電源電圧を使用した
ときの逆流阻止用のダイオード24,26が接続され
る。
The power supply of the power amplifier 18 is also of a dual power supply type, and the power supply voltage VPL applied via the terminal 22 (22a, 22b) is lower than the above-described power supply voltage VPH. In this example, ± 20 volts is selected. On the positive and negative power supply paths 28a and 28b with respect to the power supply voltage VPL, diodes 24 and 26 for preventing backflow when a higher power supply voltage is used as the power supply voltage are connected as described later.

【0022】この発明では電力増幅器18に対する電源
電圧として低圧の電源電圧VPLの他に、高圧の電源電圧
VPHによっても駆動される。そのため、電力増幅器18
に対する電源路27a,27b上には電源切替手段30
が設けられる。
In the present invention, the power amplifier 18 is driven not only by the low-voltage power supply voltage VPL but also by the high-voltage power supply voltage VPH. Therefore, the power amplifier 18
Power supply switching means 30 on power supply paths 27a and 27b for
Is provided.

【0023】まず、正側の高圧電源路27aと低圧電源
路28aとの間には高速電力スイッチング素子Qcが接
続される。同じく負側の高圧電源路27bと低圧電源路
28bとの間には高速電力スイッチング素子Qdが接続
される。高速で動作する電力スイッチング素子としては
パワーMOS・FETなどを使用できる。
First, a high-speed power switching element Qc is connected between the positive high-voltage power supply path 27a and the low-voltage power supply path 28a. Similarly, a high-speed power switching element Qd is connected between the high voltage power supply path 27b and the low voltage power supply path 28b on the negative side. As a power switching element that operates at high speed, a power MOS FET or the like can be used.

【0024】これらスイッチング素子Qc,Qdを制御
するために以下の構成が付加される。正側電源端子22
aと接地間には定電圧素子である定電圧ダイオード32
と抵抗器34の直列回路が接続されて接続中点p1に対
し基準電圧が生成される。本例では定電圧ダイオードと
してツェナーダイオードが使用される。同様に、負側電
源端子22bと接地間にも定電圧ダイオード36と抵抗
器38の直列回路が接続され、接続中点p2に所定の基
準電圧が得られるように構成される。
The following configuration is added to control these switching elements Qc and Qd. Positive power supply terminal 22
a constant voltage diode 32 as a constant voltage element
And a series circuit of the resistor 34 are connected to generate a reference voltage for the connection midpoint p1. In this example, a Zener diode is used as a constant voltage diode. Similarly, a series circuit of a constant voltage diode 36 and a resistor 38 is connected between the negative power supply terminal 22b and the ground, so that a predetermined reference voltage is obtained at a connection midpoint p2.

【0025】これら接続中点p1,p2と各スイッチン
グ素子Qc,Qdとの間にはスイッチング素子として機
能するトランジスタQe,Qfが接続される。スイッチ
ング素子Qc,Qdのゲートに接続された抵抗器40,
42,44,46はそれぞれ適切な制御用ゲート電圧を
得るための分圧用抵抗器である。
Transistors Qe and Qf functioning as switching elements are connected between the connection middle points p1 and p2 and the switching elements Qc and Qd. A resistor 40 connected to the gates of the switching elements Qc and Qd,
Reference numerals 42, 44 and 46 denote voltage dividing resistors for obtaining an appropriate control gate voltage.

【0026】一方、低圧電源路28aと低周波信号の出
力端子20との間には直列接続された一対の抵抗器5
4,56および58,60が接続され、一方の接続中点
rには正側出力電圧を検出するためのダイオード50を
介して上述したトランジスタQeのベースが接続され
る。同じく、抵抗器58,60側の接続中点sにも負側
の出力電圧を検出するためのダイオード52を介してト
ランジスタQfのベースが接続される。
On the other hand, a pair of resistors 5 connected in series is connected between the low-voltage power supply path 28a and the output terminal 20 of the low-frequency signal.
4, 56 and 58, 60 are connected, and the base of the above-described transistor Qe is connected to one connection midpoint r via a diode 50 for detecting a positive output voltage. Similarly, the base of the transistor Qf is also connected to a connection midpoint s between the resistors 58 and 60 via a diode 52 for detecting a negative output voltage.

【0027】この構成にあって電源切替手段30のうち
鎖線で囲まれた回路部分はLチャネル側の電力増幅回路
の電源切替手段の一部として兼用できる。
In this configuration, a circuit portion of the power supply switching means 30 surrounded by a chain line can also be used as a part of the power supply switching means of the power amplifier circuit on the L channel side.

【0028】この発明では図2に示すように出力端子2
0に得られる低周波信号のうちその出力電圧VOが低圧
の電源電圧VPLではもはや駆動できないレベルになる前
に、電力増幅器18に印加する電源電圧として、今まで
よりも高圧の電源電圧VPHに切り替えられる。上述した
ように高速の電力スイッチング素子Qc,Qdが使用さ
れているためこの電源電圧の切り替えは高速に行なわれ
る。したがって低周波信号の波形が図2曲線LOのよう
な出力電圧波形であったときには、電力増幅器18に印
加される電源電圧は同図曲線L+,L-のように出力電圧
波形に対応して変化する。
According to the present invention, as shown in FIG.
Before the output voltage VO of the low-frequency signal obtained at 0 becomes a level that can no longer be driven by the low-voltage power supply voltage VPL, the power supply voltage applied to the power amplifier 18 is switched to the higher-power supply voltage VPH. Can be Since the high-speed power switching elements Qc and Qd are used as described above, the switching of the power supply voltage is performed at high speed. Therefore, when the waveform of the low-frequency signal is the output voltage waveform as shown by the curve L0 in FIG. 2, the power supply voltage applied to the power amplifier 18 corresponds to the output voltage waveform as shown by the curves L + and L- in FIG. Change.

【0029】続いて電源切替動作を詳細に説明する。正
側と負側とでは電源切り替え動作は全く同じであるの
で、正側の電源切り替え動作について以下に説明する。
定電圧ダイオード32,36の定電圧値をVz、トラン
ジスタQe,Qfのベース・エミッタ間電圧をVBE、ダ
イオード50,52の降下電圧をVF、抵抗器54,5
6の抵抗値をRa,Rbとして説明する。
Next, the power supply switching operation will be described in detail. Since the power switching operation on the positive side and the negative side is exactly the same, the power switching operation on the positive side will be described below.
The constant voltage value of the constant voltage diodes 32 and 36 is Vz, the base-emitter voltage of the transistors Qe and Qf is VBE, the drop voltage of the diodes 50 and 52 is VF, and the resistors 54 and 5
The resistance value of No. 6 will be described as Ra and Rb.

【0030】出力端子20に得られた出力電圧VOの電
圧波形は図2曲線LOであるものとする。接続中点rの
電圧Vrは、出力端子20したがって接続中点qの電圧
がVOであることから、(1)式のように表わすことが
できる。
It is assumed that the voltage waveform of the output voltage VO obtained at the output terminal 20 is a curve Lo in FIG. The voltage Vr at the connection midpoint r can be expressed as in equation (1) since the voltage at the output terminal 20 and therefore at the connection midpoint q is VO.

【0031】[0031]

【数1】 (Equation 1)

【0032】また、トランジスタQeがオンするための
条件は、 Vr−VF≧VP1+VBE ・・・・・(2) ここに、 VP1=VPL−VZ ・・・・・(3) ∴Vr≧VPL−(VZ−VF−VBE) ・・・・・(4) ここで、基準電圧VSとして、 VS=VZ−VF−VBE ・・・・・・(5) とおけば、(4)式は、 Vr≧VPL−VS ・・・・・(6) となる。つまり、接続中点rの電圧Vrが、低圧の電源
電圧VPLと基準電圧VSとの差の電圧に近づき、(6)
式を満たす値となったときにトランジスタQeがオンす
る。Vrが大きくなるということは、数1でもわかると
おり出力電圧VOそのものが大きくなることである。そ
のため、図3に示すように出力電圧VOの値が(6)式
を満たす前まで、つまりVr<VPL−VSの間はトラン
ジスタQeはオフ状態を保持する。その結果、スイッチ
ング素子Qcもオフのままであるから、電力増幅器18
には端子22aからの低圧電源電圧+VPLがその動作電
圧として印加される。
The condition for turning on the transistor Qe is as follows: Vr−VF ≧ VP1 + VBE (2) where VP1 = VPL−VZ (3) ∴Vr ≧ VPL− ( (VZ-VF-VBE) (4) Here, as the reference voltage VS, if VS = VZ-VF-VBE (5), the equation (4) becomes: Vr ≧ VPL-VS (6) That is, the voltage Vr at the connection midpoint r approaches the voltage of the difference between the low-voltage power supply voltage VPL and the reference voltage VS, and (6)
When the value satisfies the expression, the transistor Qe turns on. An increase in Vr means an increase in the output voltage VO itself, as can be seen from equation (1). Therefore, as shown in FIG. 3, the transistor Qe keeps the off state before the value of the output voltage VO satisfies the expression (6), that is, while Vr <VPL-VS. As a result, the switching element Qc also remains off, so that the power amplifier 18
Is supplied with the low-voltage power supply voltage + VPL from the terminal 22a as its operating voltage.

【0033】ここで基準電圧VSは、電源電圧VPLと曲
線LO(すなわちVO)がどのくらい近づいたときに電源
電圧VPLを電源電圧VPHに切り替えるかの値である。こ
の値は定電圧ダイオード32、トランジスタQe、ダイ
オード50を適宜選択することにより設定可能で、本実
施例の場合例えばVS=4ボルト程度を設定する。この
ことから、トランジスタQeをオンさせるための電圧V
rは電源電圧VPLを基準としてそこから設定電圧VSを
引いた値を基に設定される(このときの出力VOは数1
により表される)。Vrを、例えば接地点や出力VO=
0の点等のような絶対値をとり得る点からの一定値とし
なかったのは次の理由による。
Here, the reference voltage VS is a value indicating how close the power supply voltage VPL and the curve LO (that is, VO) are to switch the power supply voltage VPL to the power supply voltage VPH. This value can be set by appropriately selecting the constant voltage diode 32, the transistor Qe, and the diode 50. In this embodiment, for example, VS is set to about 4 volts. From this, the voltage V for turning on the transistor Qe is
r is set based on a value obtained by subtracting the set voltage VS from the power supply voltage VPL as a reference (the output VO at this time is expressed by the following equation (1)).
). Vr is, for example, the ground point or output VO =
The reason why the absolute value such as the zero point is not set to a constant value from the following points is as follows.

【0034】本例のようなオーディオ機器では電源は家
庭用コンセントからの商用電源を使用するのが普通であ
る。その商用電源からの整流出力を利用するため商用電
源電圧の変動やリップル発生により電源電圧VPHやVPL
も当然変動する。また電源電圧VPLは電力増幅器18の
出力により負荷変動を起こし、これも電源電圧VPLが変
動する一因となる。
In the audio equipment of this embodiment, a commercial power supply from a household outlet is generally used as a power supply. Since the rectified output from the commercial power supply is used, the power supply voltage VPH or VPL
Naturally fluctuates. Further, the power supply voltage VPL causes a load change due to the output of the power amplifier 18, which also causes the power supply voltage VPL to change.

【0035】例えば出力VOが0の点を基準にある一定
の電圧に達したとき、電源電圧VPLからVPHに切り替わ
るよう設定すると、電源電圧VPLが低下しているときに
出力電圧VOが上昇した際、電源電圧VPLに出力VOの値
が接近しトランジスタQaのコレクタ、エミッタ間の電
圧が低下するためHFEが低下する。そして電源電圧V
PLがVPHに切り替わる前に波形歪みを生ずる。
For example, if the output voltage VO is set to switch from the power supply voltage VPL to the voltage VPH when the output VO reaches a certain voltage based on the point 0, the output voltage VO increases when the power supply voltage VPL decreases. , The value of the output VO approaches the power supply voltage VPL, and the voltage between the collector and the emitter of the transistor Qa decreases, so that the HFE decreases. And the power supply voltage V
Waveform distortion occurs before PL switches to VPH.

【0036】それを防止するため本願ではトランジスタ
Qeをオンし、電源電圧VPLをVPHに切り替えるときの
Vrの値を電源電圧VPLを基に設定している。
In order to prevent this, in the present application, the transistor Qe is turned on, and the value of Vr when the power supply voltage VPL is switched to VPH is set based on the power supply voltage VPL.

【0037】これに対して、(6)式を満たすように出
力電圧VOのレベルが上昇すると、トランジスタQeが
オンする。そうすると、トランジスタQeの電流通路が
閉じるのでスイッチング素子Qcがオンする。これによ
って端子17aを介して高圧の電源電圧+VPHが電力増
幅器18に印加され、この電源電圧+VPHを基準にして
電力増幅される(図2参照)。
On the other hand, when the level of the output voltage VO rises so as to satisfy the expression (6), the transistor Qe turns on. Then, since the current path of the transistor Qe is closed, the switching element Qc is turned on. As a result, a high power supply voltage + VPH is applied to the power amplifier 18 via the terminal 17a, and the power is amplified based on the power supply voltage + VPH (see FIG. 2).

【0038】図1の構成で、出力電圧VOの検出に対す
るヒステリシス特性を付与するため 、Ra》Rb ・・・・・(7) のように選んである。例えば、 VPL=20V VS=4V、よってVr=16V Ra=100KΩ Rb=1KΩ のように選んだ場合、トランジスタQeがオンするため
の電圧VOは、数1より大凡、 VO=15.96ボルト(図3の点m) となる。つまり、出力電圧VOが16ボルト程度まで高
くなると、電源電圧は高圧の電圧+VPHに切り替えられ
る。
In the configuration of FIG. 1, in order to provide a hysteresis characteristic to the detection of the output voltage VO, the following is selected: Ra >> Rb (7). For example, if VPL = 20V, VS = 4V, and thus Vr = 16V, Ra = 100KΩ, Rb = 1KΩ, the voltage VO for turning on the transistor Qe is approximately VO = 15.96 volts from equation (1). 3 point m). That is, when the output voltage VO increases to about 16 volts, the power supply voltage is switched to the high voltage + VPH.

【0039】これに対して、トランジスタQeがオフす
る条件を考えると次のようになる。(1)式は(8)式
のように変わる。これは電源電圧が切り替えられたため
である。
On the other hand, the condition for turning off the transistor Qe is as follows. Equation (1) changes as in equation (8). This is because the power supply voltage has been switched.

【0040】[0040]

【数2】 (Equation 2)

【0041】そのために、この(8)式を利用すると、
トランジスタQeがオフする出力電圧VOは、大凡、 VO=15.7ボルト(図3の点n) となる。つまり、トランジスタQeがオンする電圧とオ
フする電圧が相違することになり、これは取りも直さず
電源電圧切り替えのための検出電圧に対してヒステリシ
ス特性が付与されたことになる。
For this purpose, using this equation (8),
The output voltage VO at which the transistor Qe is turned off is approximately VO = 15.7 volts (point n in FIG. 3). That is, the voltage at which the transistor Qe is turned on is different from the voltage at which the transistor Qe is turned off. This means that the detection voltage for switching the power supply voltage is given a hysteresis characteristic.

【0042】このヒステリシス特性によって、例えば図
4に示すように低周波信号LOに対してノイズNが混入
したようなときでもそのノイズレベルが、上述した例に
よればおよそ0.2ボルト以上のノイズでないと、トラ
ンジスタQeがオフしない。
Due to this hysteresis characteristic, even when noise N is mixed into the low frequency signal Lo as shown in FIG. 4, for example, the noise level becomes approximately 0.2 volts or more according to the above-described example. Otherwise, the transistor Qe does not turn off.

【0043】つまり、一対の抵抗器54,56とその値
を上述したような値に選定することによって、ヒステリ
シス特性が付与され、このヒステリシス特性によってノ
イズに強く、非常に安定した電源切り替え処理を実現で
きる。
That is, by selecting the pair of resistors 54 and 56 and their values as described above, a hysteresis characteristic is provided, and the hysteresis characteristic realizes a very stable power supply switching process that is resistant to noise. it can.

【0044】ここで、上述したようにスイッチング素子
Qcは高速動作をするパワーMOS・FETなどの電気
的スイッチング素子を使用しているので、電源電圧の切
替は非常に高速で行なわれる。そのため、図2のように
低周波信号のレベル変動に追従してタイムラグを持つこ
となく即座に電源電圧の切り替えを実現できる。
Here, as described above, since the switching element Qc uses an electric switching element such as a power MOS FET which operates at a high speed, the switching of the power supply voltage is performed at a very high speed. Therefore, as shown in FIG. 2, it is possible to immediately switch the power supply voltage without a time lag following the level change of the low frequency signal.

【0045】このように低周波信号のレベルの大きさに
応じて電源電圧の値を切り替えることによって電力増幅
器18の放熱器としては小型のものを使用できるように
なり、それに伴って使用する電源トランスも小容量化で
きる。因みに、従来では同一の電源電圧(高電圧)VPH
を使用していたため、図5Aのように斜線で示す領域が
電力増幅器18の熱損失となる。
By switching the value of the power supply voltage in accordance with the level of the low-frequency signal, a small radiator for the power amplifier 18 can be used. Can also be reduced in capacity. Incidentally, conventionally, the same power supply voltage (high voltage) VPH
5A, the area indicated by oblique lines as shown in FIG.

【0046】これに対して、この発明のように低周波信
号のレベルに応じて電源電圧の切り替えを行なうと、電
力損失領域は同図Bの斜線図示のように減少する。その
結果、例えば120W(ワット)級電力増幅器であって
も、60W級電力増幅器において使用される放熱器と、
それに見合った小容量電源トランスを使用できるように
なる。このように以下の効果が得られる。 (1)高速スイッチングが可能なため消費電力が大幅に
節減され、省電力形の装置を実現できる。 (2)装置内での発熱部は従来と共通なためスイッチン
グ動作によって低圧の電源電圧を使用できる動作区間が
そのまま発熱減少領域となって、熱損失が大幅に低減で
きる。放熱器も小型化できる。 (3)電力増幅器の使用電力が少なくなるため電源トラ
ンスの小さなものを使用でき、装置の小型化、軽量化、
さらにはコストダウンに貢献する。 (4)図1鎖線で図示する回路部分はR,L2チャネル
で兼用できるので全体の回路構成を簡略化でき、これも
装置全体の小型化、コストダウンに寄与する。など数々
の特徴を得ることができる
On the other hand, when the power supply voltage is switched in accordance with the level of the low frequency signal as in the present invention, the power loss area is reduced as shown by the hatched area in FIG. As a result, a radiator used in a 60 W class power amplifier, for example, even with a 120 W (watt) class power amplifier,
The corresponding small capacity power transformer can be used. Thus, the following effects can be obtained. (1) High-speed switching enables large power consumption
It is possible to realize a power-saving device with reduced power consumption. (2) Since the heating section in the device is common to the conventional
The operation section where the low-voltage power supply voltage can be used
It becomes the heat generation reduction area as it is, and the heat loss is greatly reduced
Wear. The radiator can be downsized. (3) Since power consumption of the power amplifier is reduced, power supply
Small size, lighter,
Furthermore, it contributes to cost reduction. (4) The circuit part shown by the chain line in FIG.
Can also be used, so that the overall circuit configuration can be simplified,
This contributes to downsizing of the entire device and cost reduction. And many more
Characteristic can be obtained .

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように、この発明に係る電力増幅
回路によれば、低周波電力増幅器の出力電圧と低圧電源
から生成された基準電圧とを比較しその差に基づいて当
該低周波電力増幅器への低圧電源の接続又は高圧電源の
接続を切り替える電源切替手段を備え、この電源切替手
段には、高速電力スイッチング素子のオン・オフ制御用
のトランジスタが設けられ、電源切替手段では、低周波
電力増幅器に高圧電源が接続されている場合であって、
当該出力電圧が基準電圧よりも低くなった場合は、ヒス
テリシス特性に基づいて当該低周波電力増幅器への高圧
電源の接続から低圧電源への接続をするようになされ
る。この構成によって、高速電力スイッチング素子のオ
ン・オフ制御用のトランジスタをオンさせる電圧と当該
トランジスタをオフさせる電圧の差以上のノイズが低周
波信号に混入したとき、当該トランジスタをオフするの
で、ノイズが混入したようなときでも、このヒステリシ
ス特性によって高圧電源の接続を維持できるので、ノイ
ズに強く、非常に安定した電源切り替え処理を実現する
ことができる。
As described above , according to the power amplifier circuit of the present invention, the output voltage of the low-frequency power amplifier and the low-voltage power supply
Is compared with the reference voltage generated from the
Connecting a low-voltage power supply to the low-frequency power amplifier or connecting a high-voltage power supply
Power supply switching means for switching connection;
The stage is for ON / OFF control of high-speed power switching element
Transistors are provided, and the power switching means
When a high-voltage power supply is connected to the power amplifier,
If the output voltage becomes lower than the reference voltage,
High voltage to the low frequency power amplifier based on the teresis characteristics
The connection from the power supply to the low-voltage power supply is made
You. With this configuration, the high-speed power switching element
Voltage to turn on the transistor
Low frequency noise above the voltage difference that turns off the transistor
When the signal is mixed into the wave signal, the transistor is turned off.
Therefore, even when noise is mixed in,
The connection of the high voltage power supply can be maintained by the
And realizes a very stable power supply switching process.
be able to.

【0048】これによれば、以下のような効果が得られ
る。 (1)高速スイッチングが可能なため消費電力が大幅に
節減され、省電力形の装置を実現できる。 (2)装置内での発熱部は従来と共通なためスイッチン
グ動作によって低圧の電源電圧を使用できる動作区間が
そのまま発熱減少領域となって、熱損失が大幅に低減で
きる。放熱器も小型化できる。 (3)電力増幅器の使用電力が少なくなるため電源トラ
ンスの小さなものを使用でき、装置の小型化、軽量化、
さらにはコストダウンに貢献する。 (4)図1鎖線で図示する回路部分はR,L2チャネル
で兼用できるので全体の回路構成を簡略化でき、これも
装置全体の小型化、コストダウンに寄与する。など数々
の特徴を得ることができる。
According to this, the following effects can be obtained. (1) Since high-speed switching is possible, power consumption is greatly reduced, and a power-saving device can be realized. (2) Since the heat generating portion in the device is common to the conventional one, the operation section in which a low-voltage power supply voltage can be used by the switching operation becomes the heat generation reducing region as it is, and the heat loss can be greatly reduced. The radiator can be downsized. (3) Since the power consumption of the power amplifier is reduced, a small power transformer can be used.
Furthermore, it contributes to cost reduction. (4) Since the circuit portion shown by the chain line in FIG. 1 can be shared by the R and L2 channels, the entire circuit configuration can be simplified, which also contributes to downsizing and cost reduction of the entire device. And many other features.

【0049】したがってこの発明は上述したように各種
オーディオ機器やビデオ機器などの電力増幅系に適用し
て極めて好適である。
Therefore, the present invention is extremely suitable for application to a power amplification system of various audio equipment and video equipment as described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る電力増幅回路の一例を示す系統
図である。
FIG. 1 is a system diagram showing an example of a power amplifier circuit according to the present invention.

【図2】電源電圧切り替え動作の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a power supply voltage switching operation.

【図3】電源電圧切り替え動作の詳細説明図である。FIG. 3 is a detailed explanatory diagram of a power supply voltage switching operation.

【図4】図3と同様に電源電圧切り替え動作の詳細説明
図である。
FIG. 4 is a detailed explanatory diagram of a power supply voltage switching operation similarly to FIG. 3;

【図5】電源切り替えに伴う熱損失の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of heat loss due to power supply switching.

【図6】電源電圧切換の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of power supply voltage switching.

【図7】従来の電源電圧切り替え例を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of conventional power supply voltage switching.

【図8】同じく従来の電源電圧切り替え例を示す説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of conventional power supply voltage switching.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 電圧増幅器 18 電力増幅器 30 電源切替手段 Qc,Qd 高速電力スイッチング素子 Qe,Qf スイッチング用トランジスタ VPL 低圧の電源電圧 VPH 高圧の電源電圧 Reference Signs List 14 voltage amplifier 18 power amplifier 30 power supply switching means Qc, Qd high-speed power switching element Qe, Qf switching transistor VPL low-voltage power supply voltage VPH high-voltage power supply voltage

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 低圧電源又は高圧電源に接続される低周
波電力増幅器と、 前記低周波電力増幅器の出力電圧と低圧電源から生成さ
れた基準電圧とを比較しその差に基づいて当該低周波電
力増幅器への低圧電源の接続又は高圧電源の接続を切り
替える電源切替手段とを備え、 前記電源切替手段は、 高圧電源制御用の高速電力スイッチング素子と、 前記低周波電力増幅器の出力電圧と低圧電源から生成さ
れた基準電圧との差に基づいて前記高速電力スイッチン
グ素子をオン・オフ制御する電圧比較手段とを有し、 前記電圧比較手段には、 前記高速電力スイッチング素子のオン・オフ制御用のト
ランジスタが設けられ、 前記トランジスタをオンさせる電圧と当該トランジスタ
をオフさせる電圧を異ならせる動作をヒステリシス特性
としたとき、 前記電源切替手段では、 前記高圧電源が低周波電力増幅器に接続されている場合
であって、当該出力電圧が基準電圧よりも低くなった場
合、前記ヒステリシス特性に基づいて当該低周波電力増
幅器への高圧電源の接続から低圧電源への接続をするよ
うになされる ことを特徴とする電力増幅回路。
A low frequency power supply connected to a low voltage power supply or a high voltage power supply.
Wave power amplifier and the output voltage of the low frequency power amplifier and the low voltage power supply.
With the reference voltage, and based on the difference,
Disconnect the low-voltage power supply or high-voltage power supply to the power amplifier.
Power supply switching means for switching, the power supply switching means includes a high-speed power switching element for controlling a high- voltage power supply, and an output voltage and a low-voltage power supply generated from the low-frequency power amplifier.
The high-speed power switch based on the difference from the reference voltage
Voltage comparing means for controlling on / off of the switching element , wherein the voltage comparing means includes a transistor for controlling on / off of the high-speed power switching element.
A transistor is provided, a voltage for turning on the transistor and the transistor
The hysteresis characteristic makes the operation to turn off the voltage different
When a, in the power supply switching means, when the high voltage power supply is connected to the low-frequency power amplifier
And the output voltage becomes lower than the reference voltage.
The low frequency power increase based on the hysteresis characteristic.
Connect the high-voltage power supply to the low-voltage power supply
Power amplifier circuit, characterized in that Uninasa be.
JP24429994A 1994-10-07 1994-10-07 Power amplifier circuit Expired - Fee Related JP3351637B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24429994A JP3351637B2 (en) 1994-10-07 1994-10-07 Power amplifier circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24429994A JP3351637B2 (en) 1994-10-07 1994-10-07 Power amplifier circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08111615A JPH08111615A (en) 1996-04-30
JP3351637B2 true JP3351637B2 (en) 2002-12-03

Family

ID=17116678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24429994A Expired - Fee Related JP3351637B2 (en) 1994-10-07 1994-10-07 Power amplifier circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3351637B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10204070A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-14 Miele & Cie Method and circuit arrangement for avoiding the standby discharge of a battery-supplied signal evaluation circuit for a sensor
JP2009147891A (en) * 2007-12-13 2009-07-02 Toshiaki Nagasawa Audio power amplifier
JP5333111B2 (en) * 2009-09-18 2013-11-06 ヤマハ株式会社 Amplification equipment
JP5333112B2 (en) * 2009-09-18 2013-11-06 ヤマハ株式会社 Power amplifier circuit
JP5445517B2 (en) 2011-06-08 2014-03-19 ヤマハ株式会社 Power control circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08111615A (en) 1996-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4878147A (en) Electromagnetic coil drive device
US6741099B1 (en) Transistor driver circuit
US20070222486A1 (en) Driver circuit connected to pulse shaping circuitry
JPH0947019A (en) Self-excited dc-dc converter
WO1995031852A1 (en) Load driving device
US20050258890A1 (en) Switching control circuit with reduced dead time
US4371841A (en) Circuit arrangement for eliminating turn-on and turn-off clicks in an amplifier
JP3351637B2 (en) Power amplifier circuit
EP0608855A1 (en) Power supply voltage detecting apparatus
US6891708B2 (en) Reduced current and power consumption structure of drive circuit
US5706187A (en) Switching power source circuitry having a current bypass circuit
JPH10135804A (en) Driving circuit device for semiconductor device controlled by electric field effect
US4859927A (en) Power supply with improved switching regulator
US5519357A (en) Biasing arrangement for a quasi-complementary output stage
JP2001222331A (en) System and method for switching current consumption characteristic and ripple rejection characteristic of constant voltage regulator
JPH09213893A (en) Semiconductor device
US5973486A (en) Differential power sensor circuit
JP2596163Y2 (en) Chopper circuit
JP3343833B2 (en) Power amplifier
JP2001284971A (en) Amplifier circuit and abnormality detecting method for switching means for the same
JPS6122345Y2 (en)
JP2891208B2 (en) Switch circuit with inrush current limiting function
JPH08292806A (en) Input circuit of control unit
KR100396831B1 (en) Inverter circuit having power-saving function
CN115622017A (en) Reverse protection circuit and load switch

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees