JP3997316B2 - 出力制限回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は出力制限回路に関し、特に、増幅器出力段の発熱の抑制に使用して好適な出力制限回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の出力制限回路では、出力信号検出、時定数の設定をハードウエアで行ったり、製品の発熱が大きいモード、例えぱサラウンドモードなどに切り替わった場合に、強制的に出カ制限をかけたりしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術には以下に示すような欠点があった。
（１）検出時間、検出レベルにばらつきが生じ、通常使用状態でも回路が働くことがあり、信頼性に欠ける。
〈２）ハード部品点数が多くなり、コストの点で不利である。
〈３）モードによつて、強制的に出力制限をかけた時には、ユーザーに大出カ時のパワーギャランティーをすることが出来ない。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、通常使用状態で回路が働いたりしないので信頼性があり、ハード部品点数が少ないのでコストの点で有利であり、強制的に出力制限をかけたりしないのでユーザーに大出カ時のパワーギャランテイーをすることが可能な出力制限回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため本願発明では、各チャンネルの出力電流を制限する出力制限手段と、前記各チャンネルの信号強度を検出しその強度を表わす強度信号を出力する検出手段と、マイクロコンピュータとを備え、該マイクロコンピュータは、前記強度信号が入力される入力端子を有し、該入力端子には、前記各チャンネルの強度信号のうち前側左右の各チャンネルの強度信号を加算した一つの加算信号と、前記各チャンネルの強度信号のうち前側左右のチャンネル以外の各チャンネルの強度信号を加算した他の加算信号とが入力され、これら各加算信号が共に所定の閾値を超過した状態が所定の時間継続したときに前記出力制限手段に作動を命令し前記各チャンネルの出力電流を制限させると共に、前記作動を命令したあと前記各加算信号の何れかが前記所定の閾値を下回りそれが所定の時間継続したときに前記出力制限手段への作動の命令を解除し前記各チャンネルの出力電流の制限を解除させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細を図示実施の形態例に基いて説明する。図１に実施の形態例の５チャンネル増幅器１の回路構成を示す（本発明に係る部分のみ）。図に於て、２は、Ｌｃｈの出力段であり、不図示電圧増幅段から供給されるＬｃｈの音声信号ＡＳＬ＋，ＡＳＬ−を増幅し、Ｌｃｈ出力信号Ｌｏｕｔを出力する（Ｌｃｈはレフトチャンネルの意。）。他のチャンネルＲｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈにも同一構造の出力段２が設けられており（図を見易くするため図示省略。）、これらは各チャンネルの音声信号を増幅し、各チャンネル出力信号Ｒｏｕｔ，Ｃｏｕｔ，ＳＬｏｕｔ，ＳＲｏｕｔを出力する（Ｒｃｈはライトチャンネル、Ｃｃｈはセンターチャンネル、ＳＬｃｈはサラウンドレフトチャンネル、ＳＲｃｈはサラウンドライトチャンネルの意。）。
【０００８】
各チャンネルの出力段２は、増幅器出力段として通常備えられる構成と、本発明実施のため備えられた構成とから成る。通常備えられる構成は、トランジスタをダーリントン接続し、ダイオード、抵抗を付加して成る出力トランジスタＱ１，Ｑ２、可変抵抗ＶＲ１及び固定抵抗Ｒ１である。これらで形成された回路の動作は良く知られている。説明は略す。
【０００９】
本発明実施のため出力段２に備えられたのは、抵抗Ｒ２，Ｒ３、ダイオードＤ１，Ｄ２、トランジスタＱ３，Ｑ４から成る電流リミッター３である。これらは各出力トランジスタＱ１，Ｑ２の１段目のトランジスタＱ１１，Ｑ２１のベース電流をバイパスする。
この電流リミッター３の接続を説明すると、先ず、抵抗Ｒ２の一端が出力トランジスタＱ１の１段目のトランジスタＱ１１のベースに接続されている。抵抗Ｒ２の他端はダイオードＤ１のアノードに接続されている。ダイオードＤ１のカソードはトランジスタＱ３のコレクタに接続されている。トランジスタＱ３のエミッターは出力トランジスタＱ２の２段目のトランジスタＱ２２のコレクタに接続されている。
【００１０】
トランジスタＱ４のコレクタはＬｃｈの出力端子４に接続されている。トランジスタＱ４のエミッタはダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは抵抗Ｒ３の一端に接続されている。抵抗Ｒ３の他端は出力トランジスタＱ２の１段目のトランジスタＱ２１のベースに接続されている。
【００１１】
各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの各出力端子５〜８には、抵抗とダイオードから成る検出回路１１〜１５が接続されている。各抵抗は、一端が前記各チャンネルの出力端子４〜８に接続されており、他端が各ダイオードのアノードに接続されている。これら検出回路１１〜１５は、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの信号強度を検出し、その強度を表わす強度信号を出力する。
【００１２】
１７は第１の加算回路、１８は第２の加算回路である。第１の加算回路１７には、Ｌｃｈ，Ｒｃｈの検出回路１１，１２の各ダイオードのカソードが接続されている。第２の加算回路１８には、Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの検出回路１３〜１５の各ダイオードのカソードが接続されている。
これにより、第１の加算回路１７はＬｃｈの強度信号とＲｃｈの強度信号とを加算した第１の加算信号ＡＤ１を発生する。また、第２の加算回路１８はＣｃｈの強度信号とＳＬｃｈの強度信号とＳＲｃｈの強度信号を加算した第２の加算信号ＡＤ２を発生する。
【００１３】
２１はマイクロコンピュータであり（図にはμ−ｃｏｍと表示）、入力端子ＤＥＴ１，ＤＥＴ２、出力端子ｌｉｍｉｔｔｅｒ，Ｐｏｗｅｒ ｒｅｌａｙを備えている。入力端子ＤＥＴ１には第１の加算信号ＡＤ１、入力端子ＤＥＴ２には第２の加算信号ＡＤ２が供給される。出力端子ｌｉｍｉｔｔｅｒの出力信号ＳＯは、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈのトランジスタＱ３，Ｑ４のベースに供給される。
【００１４】
マイクロコンピュータ２１は入力端子ＤＥＴ１及びＤＥＴ２の入力信号レベル、即ち第１の加算信号ＡＤ１及び第２の加算信号ＡＤ２の信号レベルを常にモ二タしている。これら第１の加算信号ＡＤ１及び第２の加算信号ＡＤ２の信号レベルは、通常は所定の閾値Ｘを超えない。この場合、出力端子ｌｉｍｉｔｔｅｒの出力信号ＳＯは低レベルに保たれており、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈのトランジスタＱ３，Ｑ４は遮断された状態にある。従って、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの出力トランジスタＱ１，Ｑ２には通常のベース電流が流れ、これらの出力信号は通常の大きさとなる。
【００１５】
しかし、大きな出力になり、第１の加算信号ＡＤ１及び第２の加算信号ＡＤ２の両方の信号レベルが所定の閾値Ｘを超え、且つそれが所定の時間、例えば５秒間継続した場合には、マイクロコンピュータ２１は出力端子ｌｉｍｉｔｔｅｒの出力信号ＳＯを高レベルにする。
これにより、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの電流リミッター３のトランジスタＱ３，Ｑ４は導通する。従って、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの出力トランジスタＱ１，Ｑ２のベース電流が、これらトランジスタＱ３，Ｑ４に引き込まれ、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの出力トランジスタＱ１，Ｑ２のベース電流が減少し、これに伴って、これらのコレクタ電流も減少する。この結果、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの出力トランジスタＱ１，Ｑ２の発熱が抑制される。
【００１６】
また、このようにして各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの電流リミッター３のトランジスタＱ３，Ｑ４が導通したあと、第１の加算信号ＡＤ１又は第２の加算信号ＡＤ２の何れかの信号レベルが所定の閾値Ｘを下回り、且つそれが所定の時間、例えば５秒間継続した場合には、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの出力トランジスタＱ１，Ｑ２の発熱は許容範囲に戻る。そこで、マイクロコンピュータ２１は出力端子ｌｉｍｉｔｔｅｒの出力信号ＳＯを低レベルに戻す。
【００１７】
これにより、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの電流リミッター３のトランジスタＱ３，Ｑ４が遮断される。従って、各チャンネルＬｃｈ，Ｒｃｈ，Ｃｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの出力トランジスタＱ１，Ｑ２のベース電流が、本来の値に戻り、各チャンネルの出力信号Ｌｏｕｔ，Ｒｏｕｔ，Ｃｏｕｔ，ＳＬｏｕｔ，ＳＲｏｕｔも本来の値に戻る。
【００１８】
なお、実施の形態例では、ＬｃｈとＲｃｈ、ＣｃｈとＳＬｃｈとＳＲｃｈとに強度信号をまとめたが、全ての強度信号を独立してマイクロコンピュータ２１に取り込んでも良い。この場合、例えば５チャンネルのうち３チャンネル以上の強度信号が閾値Ｘを超過し、その状態が例えば５秒間継続したとき、出力端子ｌｉｍｉｔｔｅｒの出力信号ＳＯを高レベルにし、また、このように高レベルにしたあと閾値Ｘを超過した強度信号が５チャンネルのうち２チャンネル以下になった場合に出力端子ｌｉｍｉｔｔｅｒの出力信号ＳＯを低レベルにする等すると良い。
【００１９】
また、閾値Ｘは、製品によつてどのようにも設定できる。
また、実施の形態例では、出力端子ｌｉｍｉｔｔｅｒの出力信号ＳＯを高レベルにする迄の時間或いは低レベルに戻すまでの時間を例えば５秒としたが、この時間は、製品によつてどのようにも設定できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明では、各チャンネルの強度信号のうち前側左右の各チャンネルの強度信号を加算して一つの加算信号とし、各チャンネルの強度信号のうち前側左右のチャンネル以外の各チャンネルの強度信号を加算して他の加算信号とし、これらが共に所定の閾値を超過した状態が所定の時間継続したときにマイクロコンピュータが出力制限手段に作動を命令し各チャンネルの出力電流を制限させると共に、作動を命令したあと各加算信号の何れかが所定の閾値を下回りそれが所定の時間継続したときにマイクロコンピュータが出力制限手段への作動の命令を解除し各チャンネルの出力電流の制限を解除させるようにした。
これにより、
（１）部品点数が少なくなり、コストメリットが大きくなる。
（２）誤動作の可能性が減り、過大信号が適続して入力された時のみに製品の異常温度上昇を防ぐべく回路が動作するので、信頼性が向上する。
（３）あらゆる動作条件（モード）で、ユーザーに対し、出カ制限無しの大出カを供給することができる。
【００２２】
それに加えて、各出力トランジスタの装置全体としての発熱量をより的確に抑制することが可能となる。即ち、多チャンネルの出力は、大きくは、前側左右のＬｃｈ，Ｒｃｈの組と、この前側左右のチャンネル以外の組、例えばＣｃｈ，ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈとに分けられる。そして、これら夫々の組については、それらの強度信号を加算した状態で見たときが、その組の出力の全体を的確に反映するものとなる。また、各加算信号については、何れもが閾値を超えたか否かで見たときが、その増幅器の出力の全体を的確に反映したものとなる。本願発明の強度信号の組合わせは、このような出力信号の特性に適合させたもので、この組合わせを使用することで、上述のとおり、各出力トランジスタの装置全体としての発熱量をより的確に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例の５チャンネル増幅器１の構成を示す回路図。
【符号の説明】
ＡＳＬ＋，ＡＳＬ−…電圧増幅段から供給されるＬｃｈの音声信号
Ｌｏｕｔ，Ｒｏｕｔ，Ｃｏｕｔ，ＳＬｏｕｔ，ＳＲｏｕｔ…各チャンネル出力信号
ＡＤ１，ＡＤ２…第１，第２の加算信号
ＳＯ…ｌｉｍｉｔｔｅｒ端子の出力信号
１…５チャンネル増幅器 ２…出力段
３…電流リミッター ４〜８…各チャンネルの出力端子
１１〜１５…検出回路 １７…第１の加算回路
１８…第２の加算回路 ２１…マイクロコンピュータ

Claims (1)

1. 各チャンネルの出力電流を制限する出力制限手段と、
   前記各チャンネルの信号強度を検出しその強度を表わす強度信号を出力する検出手段と、
   マイクロコンピュータとを備え、
   該マイクロコンピュータは、前記強度信号が入力される入力端子を有し、該入力端子には、前記各チャンネルの強度信号のうち前側左右の各チャンネルの強度信号を加算した一つの加算信号と、前記各チャンネルの強度信号のうち前側左右のチャンネル以外の各チャンネルの強度信号を加算した他の加算信号とが入力され、これら各加算信号が共に所定の閾値を超過した状態が所定の時間継続したときに前記出力制限手段に作動を命令し前記各チャンネルの出力電流を制限させると共に、前記作動を命令したあと前記各加算信号の何れかが前記所定の閾値を下回りそれが所定の時間継続したときに前記出力制限手段への作動の命令を解除し前記各チャンネルの出力電流の制限を解除させる
   ことを特徴とする出力制限回路。

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