JPH0239612A - 電力増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業、１−の利用分野） この発明は、たとえば電圧信号によって出力電圧をυ１
０１１する電流制限回路を有する電力増幅器に関ケる。

（従来の技術） 従来、出力端と制御Ｉ端との電位差がある一定常圧を越
えると、電流に制限がかかる電力増幅器が開発されてい
る。

このような電力増幅器では、たとえば第７図に示すよう
に、電力増幅回路Ａ１の出力（ＯＵＴ＞がセンシング抵
抗Ｒ８Ｃに供給されることにより、ここで電圧降下によ
る電圧（電圧信号）Ｖｓｃが発生さ゛れる。そして、こ
の電圧Ｖｓｃが、電流制限１，１１御喘子（電流１１限
端子）ＳＣに加えられることにより、電力増幅回路Ａ１
ｅ作されるようになっている。

ところで、上記のような電力増幅器にあっては、？！流
制限端子ＳＣに加える電圧Ｖｓｃの電流電圧変換率が一
定であるため、電力増幅回路にお４プる７ｔｆ流制限値
が固定の値とされている。このため、連続して電流を流
した場合を考慮すると、その上限は、索ｒの許容発熱量
の上限に限られるものである。したがって、電流ルリ限
偵を連続定格値以下に設定しなければならなかった。

（発明が解決しようとする課題） 従来の電力増幅器においては、電流制限出力制御端子に
加える電圧のｆｆｉ流電圧電圧変換率定であり、電力増
幅回路における１！流制限値が固定の値とされているた
め、電流υ１限埴を連続定格値以下に設定しなければＶ
ならないといった問題があった。

本発明は」−記問題点を解決するもので、電流ｔ１１１
限制御端ｒに加える電圧の電流電圧変換率を変更でき、
電力増幅回路における電流電圧変更率を変更し、電流制
限値を可変にすることができる電力増幅器を促供づるこ
とを目的とするものである。

［発明の構成］ （１題を解決するための手段） この発明の電力増幅器においては、入ノｊされる電Ｉｌ
′：信号により出力電圧を利１ｉＤする′ｆｆｉ流υ１
限喘子を有した電力増幅器と、この電力増幅器の電流制
限端子に入力される電圧信号の電流電圧変換率を変更し
、電力増幅器における電流制限値を可変するＪ、うにし
た＄１１　′ｍ手段とを具備したことを特徴とづるらの
である。さらに＃、ＩＩ　１１１手段は、入力される電
ｆｆ信；シの供給から所定時間が経過されるまでの間に
電圧を指数関数的に降下させる第１の時定数回路と、ｌ
’ｌｉｊ記所定時開所定時間た後に指数関数的に上″Ｒ
さける第２の時定数回路とによって構成され、この第１
の時定数回路と第２の時定数回路とににり前記Ｔｉ流＆
ｌｊ限端子に入力される電圧をυ制御して？Ｉｔ流制限
値を可変するようにしたことを特徴どするものである。

さらにまた、ｔＩｌｌｔｌ１手段は、利得設定回路によ
って構成され、この利得設定回路によって設定される利
得に応じて前記電流＆１１限端子に加える電圧を制御し
て電流制限値を可変するようにしたことを特徴とするも
のである。

（作用） この発明は、電流１１１１限端子に印加する電圧信号を
制御することで、？１！流電圧変換率を変更することに
より、電流制限回路における電ｉ＊ｔＩＩＪ限（１を可
９するようにしたものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の電力増幅器を概略的に示すものであ
る。′Ｒ電流制限回路内蔵された電力増幅回路Ａ１は、
入力端子ＩＮ、出力端子ＯＵＴ及び電流制御端子（電流
制限−子）ＳＣを有するものである。この電力増幅回路
へ１の出力端子ＯＵＴには、センシング抵抗Ｒｓｃを介
して負荷Ｒ＋−が接続されている。

センシング抵抗Ｒｓｃの両端間には、変更手段としての
第１の時定数回路を構成する抵抗Ｒ１とコンｆン’ＪＣ
Ｉ、第２の時定数回路を構成する抵抗Ｒ１とコンデンサ
Ｃ２、及び演鐸増幅器としてのＡベア７ンブＡ２が接続
されている。すなわもこのセンシング抵抗Ｒｓｃの一端
（電力増幅回路Ａ１の出力端子ＯＵＴ側）は、抵抗Ｒ１
を介してオペアンプ△２の非反転入力端に接続され、抵
抗］）１の両端間にはコンデンサＣ１が接続されている
。

この抵抗Ｒ＋とコンデンサＣ１の接続点は、コンデンサ
Ｃ２及び抵抗Ｒ２を介して、ＡペアンプＡ２の反転入力
端に接続されている。また、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ
２の接続点はセンシング抵抗Ｒｓｃの他端に接続されて
いる。一方、オペアンプＡ２の出ツノ端は、電力増幅回
路Ａ１のＮ流＆ｌＪ限端子ＳＣに接続されているととも
に、フィードバック抵抗１り【を介してオペアンプ△２
の反転入力端に接続されている。

ここで、入力側にステップ状の入力信号を加え、出力側
に負荷ＲＬとして抵抗負荷が接続されている場合を考え
てみる。この時、電力増幅回路Ａ１の電流制限制６１１
端子ＳＣに印加される電圧（Ｍ圧信号）は一定である。

従って、電圧Ｖｓｃは、第２図に示す如く、入力信号の
供給（ｔ−０）から所定時１５１ｊｔが経過されるまで
は第１時定数回路を構成する抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１
との時定数によって指数関数的に降下れる。Ｊ、た、所
定時間ｔ１を経過した後には、第２の時定数回路を構成
１６抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２どの時定数によって指数
関数的に上昇され、限りなく印加限界電圧ＶｓＬに近付
くものである。この印加限界電圧Ｖｓしは、Ｒｔに流れ
る電流（負荷Ｍ流）Ｉｔに応じて下式により決定される
電圧である。

ＶｓＬ−［ｃＲｓｃ（Ｒｒ／Ｒ２１） この式により、電流ν１限が働いている時は、Ｖｌ　（
ＯＵＴ−Ｒｓｃ間の電圧）− Ｒｓｃ　Ｉｔ　＋Ｖｓｃ　＝一定 となるため、負荷ＲＬを流れる電流ＩＬは、第３図に示
す如く、所定時間ｔ１の時に最大値（［Ｓａ×）を持ら
、以降収束最大Ｍ流ＩＬＬに収束される。

すなわら、第１の時定数回路の時定数Ｒｓ　Ｃ１、及び
第２の時定数回路の時定数ＲＩＣ２を適当な値に設定す
ることによって、所定時間ｔ１とこの所定時間ｔ１にお
ける最大出力電流（ｒ−ａｘ）を任意な鎗に設定するこ
とができる。また、この時の収束最大？！を流ＩＬＬの
値は、素子あるいは端子の連続定格値よりやや低め（連
続定格値の約０゜５〜０．８倍の値）に設定すれば良い
。これにより、入力が供給された摂の一定時間（第２の
時定数回路の時定数Ｒｓ　Ｃ２により決定される所定時
１７１ｊｔ＞に限って、連続定格値より大きい電流ＩＬ
を負荷すなわら連続定格値の約２倍以上（素子の瞬間最
大定格）の電流ＲＬに対して流づことができる。この場
合、一定時間（ｔｌ）が経過されると、負荷１でＬに流
れる電流ＩＬは収束最大？ｆｉ流ＩＬＬに収束される。

このため、回路および機構部における安全性などは保証
されている。

また、センシング抵抗Ｒｓｃによる電圧降下は、オペア
ンプＡ２により適当に増幅される。従って、センシング
抵抗Ｒｓｃが小さい値で済むため、小型化が図れる、し
かもセンシング抵抗Ｒｓｃで時下される電圧ＩＬＲ１３
Ｃによる電源電圧の損失、およびセンシング抵抗Ｒ８Ｃ
で消費される電圧１１２Ｒ８ｃによる電力の損失を小さ
く押えることが可能である。

上記したように、Ｔｉ流υ１限制御端子に印加する電圧
信号を制御１ｌ１１Ｊることで、電流電圧変換率を変更
することにより、電流ｖ１限回路におけるｌ流＆ｌＩ限
値を可変にするようにしている。

ずなわら、？１流制限Ｍｉｌｌ喘子に印加する電圧を、
第１．第２の時定数回路によりある時間を基準として指
数関数的に制御することでＷｌ流電圧を変換率を変更さ
せて、電力増幅回路Ａ１における電流制限値を可変する
ようにしている。これにより、入力信号が供給された後
の一定時間に限って、連続定格値より大きい′Ｆｉ流を
負荷に対して流すことが可能となる。

また、センシング抵抗による電圧降下をオペアンプで増
幅するようにしている。これにより、センシング抵抗の
抵抗値を小さくすることができるため、このセンシング
抵抗による電圧降下および電力損失を小さくすることが
可能となる。

従って、電力増幅器の電流制限回路における７電流制限
値を一時的に連続定格値以上に設定づることができると
ともに、特に間欠使用のドライブ回路などにＪｊいては
小型で、かつ効率の良いものとすることができるもので
ある。

尚、上ン実施例においては、電流Ｉ制限−１一端子に印
加する電圧を、第１．第２の時定数回路によりｔＩＩｊ
ＩＩＩＩすることでＮ流電正変換率を変更させて、電力
増幅器の電流制限回路における電流電圧制限値を可変に
するようにしたが、これに限らず、たとえばオペアンプ
の利得を切換えることによってｌｌｆｆｍｆｆ１圧変換
率を変更２ヒて、電力増幅器の電流制限回路における電
流制限値を可変するようにしても良い。この場合、たと
えば第４図に示すように、センシング抵抗Ｒｓｃの両端
間に、変更手段としての利得設定回路を構成するスイッ
チ回路ＳＷ％およびオペアンプＡ２　　（演算増幅ＩＩ
）などを接続して構成される。

すなわち、センシング抵抗Ｒｓｃの一端（Ｍ力増幅回路
Ａ１の出力端子ＯＵＴ側）は、オペアンプＡ２の非反転
入力端に接続されている。このオペアンプ△２の反転入
力端は、抵抗Ｒ１を介して、センシング抵抗Ｒｓｃの他
端に接続されているとともに、抵抗Ｒ２を介してスイッ
チ回路ＳＷの第１の固定接点ＳＷｔに、また抵抗Ｒ３を
介してスイッチ回路ＳＷの第２の固定接点Ｓ　Ｗ　２に
接続されている。一方、ＡベアシブＡ２の出り端は、電
力増幅回路Ａ１の電流制限制御端子（電流制限端子）Ｓ
Ｃに接続されているとともに、スイッチ回路ＳＷの可動
接片ＳＷ３に接続されている。尚、スイッチ回路ＳＷは
、図示していない外部の論理回路により供給される論理
レベルの制御信号により制御可能なアナログスイッチな
どによって構成されている。

ここで、入力側にステップ状の入力信号を加え、抵抗Ｒ
２の値を抵抗Ｒ３の値よりも小さり（Ｒ２＜Ｒ３）−Ｊ
る。そして、入力信号の供給があった時（ｔ−０）から
所定時間ｔ１を経過するまではスイッチ回路ＳＷを接点
Ｓ　Ｗ　ｓ側に設定し、所定時間ｔ１を経過した後はス
イッチ回路ＳＷを接点ＳＷ２側に設定したとする。する
と、電力増幅回路Ａ１の電流制限Ｉｌｌ　１０端子ＳＣ
に印加される電圧（１！圧信号）は一定となるように制
御されるので、Ｖｓｃは、第５図に示す如く、所定時間
ｔ１が経過されるよでは抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ＋とによって
決定されるＭｆＶｓ２とされる。また、所定時間１１を
経過した後には、抵抗Ｒ３と抵抗１で１とによって決定
される値Ｖ３１に変化される。

これに、Ｊ、す、負荷ＲＬを流れる電流（負荷電流）Ｉ
Ｌは、第６図に示す如く、所定時間ｔ１を経過するまで
は、電流ＩＬ２で示される値とされ、以降？！流１１−
１で示される値に変化される。この場合、電流ＩＬＩを
連続最大定格値よりやや低め、すなわち；を続最大定格
値の約０．５〜０．８倍の値に設定し、電流ＩＬ２の値
を所定時間ｔ１の長さに応じて連続最大定格値の１．５
倍〜２倍に設定しておくことにより、スイッチ回路ＳＷ
を外部から制御して利得を切換えることによって、−時
的に連続最大定格値より大きい電流ＩＬを冑ることが可
能となる。

また、センシング抵抗Ｒｓｃによる電圧降下は、オペア
ンプＡ２により適当に増幅される。従って、センシング
抵抗ＲＳ　ｃが小さい値で流むため、小型化が図れ、し
かもセンシング抵抗Ｒｓｃで降下される電圧１＋−Ｒｓ
ｃによる電源電圧の損失、およびセンジグ抵抗Ｒｓｃで
消費される電圧ＩＬ２Ｒｓｃによる電力の損失を小さく
抑えることが可能である。

さらに、スイッチ回路ＳＷは、それを制御する制御信号
が論理レベルであれば良く、外部のＣＰＵ（セントラル
・プロセッシング・ユニツ１−）、あるいはタイマ（い
ずれも図示しない）などによって制御することができる
。

このように、電流制限制御端子に印加する電圧を、外部
からの制御により利得を制御することで電流電圧変換率
を変更させることでも、電力増幅器の電流制限回路（図
示していない）における電流ｖ１限値を変更することが
可能である。

すなわら、電力増幅器内に設けられた電流制限回路の７
ｔｆ流制限値を外部からの制御により可変とづることが
できるようにしている。これにＪ、す、電流制限回路に
おける電流制限値を一時的に連続定格値以上に設定する
ことができる。従って、必要に応じて連続定格値より大
きい電流を負間に対して流すことが可能となるものであ
る。

また、前述した実施例同様に、センシング抵抗の抵抗値
を小さくすることができる。このため、このセンシング
抵抗にＪ、る電圧降下および電力損失を小さくすること
が可能となり、特に間欠使用のドライ１回路などにＪ３
いては小型で、かつ効率的なドライブ回路とすることが
できる乙のである。

その他、この発明の要旨を変えない範囲にＪ３いて、種
々変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、電流制限υ制
御端子に加える電圧の′ｉＦ１流電圧変電圧変換率でき
、電力増幅回路における電流電圧変更率を変更し、電流
制限値を可変にすることができる電力増幅器を提供する
ことができるため、−時的にＷｉ流ＩＩ　ｍ値を連続定
格値以上に設定Ｊることができ、特に間欠使用のドライ
ブ回路などにおいては小型で、かつ効率の良いものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図は電力増幅器を概略的に示す構成図、第２図は電
圧の変化を説明するために示す図、第３図は負荷電流の
変化を説明づるために示す図、第４図乃至第６図はこの
発明の他の実施例を示１ものぐ、第４図は電力増幅器を
概略的に示づ構成図、第５図は電圧の変化を説明するた
めに示す図、第６図は負荷？！ｉ流の変化を説明するた
めに示す図、第７図は従来技術を説明するために示１図
である。 八１・・・７を力増幅回路、Ａ２・・・オペアンプ、Ｒ
Ｌ・・・負荷、Ｒｓｃ・・・センシング抵抗、Ｒ１，Ｒ
２・・・抵抗、Ｃｔ　、Ｃ２・・・コンデンサ、ＳＷ・
・・スイッチ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力される電圧信号により出力電圧を制御する電
   流制限端子を有した電力増幅器と、 この電力増幅器の電流制限端子に入力される電圧信号の
   電流電圧変換率を変更し、前記電力増幅器における電流
   制限値を可変するようにした制御手段と、を具備したこ
   とを特徴とする電力増幅器。
2. （２）入力される電圧信号により出力電圧を制御する電
   流制限端子を有した電力増幅器と、 入力される電圧信号の供給から所定時間が経過されるま
   での間に電圧を指数関数的に降下させる第１の時定数回
   路と、前記所定時間を経過した後に指数関数的に上昇さ
   せる第２の時定数回路とによって構成され、この第１の
   時定数回路と第２の時定数回路とにより前記電流制限端
   子に入力される電圧を制御して電流制限値を可変するよ
   うにした制御手段と、 を具備したことを特徴とする電力増幅器。
3. （３）入力される電圧信号により出力電圧を制御する電
   流制限端子を有した電力増幅器と、 利得設定回路によつて構成され、この利得設定回路によ
   って設定される利得に応じて前記電流制限端子に加える
   電圧を制御して電流制限値を可変するようにした制御手
   段と、 を具備したことを特徴とする電力増幅器。