JPH0346579Y2

JPH0346579Y2 -

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Publication number: JPH0346579Y2
Application number: JP1983139828U
Authority: JP
Priority date: 1983-09-08
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1991-10-02
Also published as: JPS6047312U

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野本考案は、増幅器の保護回路に関し、特に
OCL（アウトプツト・コンデンサ・レス）BTL
（バランスド・トランスフオーマー・レス）増幅
器に用いて好適な保護回路に関する。 (ロ) 従来技術入力信号を増幅して第１出力信号を発生する第
１増幅器と、前記第１出力信号と逆相の第２出力
信号を発生する第２増幅器とを備え、前記第１出
力信号を負荷の一端に、前記第２出力信号を前記
負荷の他端に直接印加して前記負荷を駆動する
OCL・BTL増幅器が知られている。この増幅器
は、負荷の両端に互いに逆相の出力信号を印加す
る様に構成されているので、単一の増幅器を用い
た場合に比べ約４倍のパワーアツプを計ることが
出来、かつ出力コンデンサを必要としないので、
周波数特性の改善を計ることが出来るという利点
を有する。しかして、通常の場合、第１及び第２
増幅器の出力中点電圧が１／２V_cc（ただし、V_ccは電源電圧）に固定されているので、前記第１及び第
２増幅器が正常動作状態にある限り、負荷に直流
電流が流れることは無い。しかしながら、誤つて
負荷の一端が接地（地絡）されると、地絡されな
い側の増幅器の前記出力中点電圧（１／２V_cc）に応じた直流電流が前記負荷に流れ、負荷破壊が生じ
る危険がある。また、第１及び第２増幅器は通常
直流帰還回路を備えているので、その直流帰還作
用により、前記第１及び第２増幅器を構成する出
力トランジスタが破壊される危険がある。その為、従来からOCL・BTL増幅器に対して
は、保誤回路が付加されており、地絡の発生時
に、前記保護回路を動作させ、前記OCL・BTL
増幅器の保護を行つていた。第１図は、その様な
従来のBTL増幅器の保護回路の一例を示すもの
で、１は前置駆動トランジスタ２と駆動トランジ
スタ３及び４と出力トランジスタ５及び６とを有
する第１増幅器、７は前置駆動トランジスタ８と
駆動トランジスタ９及び１０と出力トランジスタ
１１及び１２とを有し、前記第１増幅器１と同一
の構成と成された第２増幅器、１３は一端が前記
第１増幅器１の出力中点Ａに、他端が前記第２増
幅器７の出力中点Ｂにそれぞれ接続された負荷と
なるスピーカ、１４は基準電圧（2V_BE）（ただし
V_BEはトランジスタのベース・エミツタ間電圧）
を発生するダイオード１５と、前記基準電圧と前
記出力中点Ａの電圧とを比較検出する第１検出ト
ランジスタ１６と、前記基準電圧と前記出力中点
Ｂの電圧とを比較検出する第２検出トランジスタ
１７と、前記第１検出トランジスタ１６がオンし
たときオンする第１駆動トランジスタ１８と、前
記第２検出トランジスタ１７がオンしたときオン
する第２駆動トランジスタ１９と、前記第１及び
第２駆動トランジスタ１８及び１９の一方のトラ
ンジスタのオンに応じてオンし、第１及び第２増
幅器１及び７の入力信号をそれぞれ遮断する第１
及び第２遮断トランジスタ２０及び２１とによつ
て構成される保護回路である。しかして、第１増
幅器１の出力中点Ａには、第２図実線イに示す如
き第１出力信号が、第２増幅器７の出力中点Ｂに
は、第２図点線ロに示す如き第２出力信号がそれ
ぞれ発生し、それがスピーカ１３の両端に印加さ
れる。その際、前記第１及び第２出力信号は、第
２図に示される下側飽和残り電圧V_X（＞V_BE）を
有しており、第１及び第２検出トランジスタのベ
ース電圧は2V_BE、エミツタ電圧はV_Xとなるから、
正常時において前記第１及び第２検出トランジス
タ１６及び１７がオンすることはなく、保護回路
１４が保護動作を行うこともない。一方、出力中点Ａの地絡が発生すると、前記下
側飽和残り電圧V_Xが零となり、第１検出トラン
ジスタ１６がオンとなる。そして、前記第１検出
トランジスタ１６がオンとなると、第１駆動トラ
ンジスタ１８をオンとなり、第１及び第２遮断ト
ランジスタ２０及び２１もオンとなつて、第１及
び第２増幅器１及び７の入力信号が遮断され、保
護動作が達成される。同様に、出力中点Ｂの地絡
が発生すると、下側残り電圧V_Xが零となり、第
２検出トランジスタ１７、第２駆動トランジスタ
１９、第１及び第２遮断トランジスタ２０及び２
１が順次オンとなり、第１及び第２増幅器１及び
７の入力信号が遮断され、保護動作が行なわれ
る。上述の如く、第１図の保護回路は、負荷の一端
が地絡されたとき、保護動作を行い、BTL増幅
器を破壊から保護することが出来るが、様々な理
由により誤動作するという欠点を持つている。例
えば、負荷のインピーダンスが変化して大となつ
たり、飽和抵抗の小なる出力トランジスタを使用
すると、下側飽和残り電圧V_Xが小となり、正常
時でも保護回路が働くという誤動作を生じる。ま
た、地絡時に、わずかなインピーダンスが存在す
ると、地絡状態にも関わらず保護回路が動作しな
くなる。出力トランジスタのコレクタ最大電流を
10Aとすれば、前記インピータンスは0.06Ωとい
う小さな値となる。更に、第１図の保護回路は、
温度変化による誤動作、電源投入時の誤動作等を
生じるので、あまり好ましいものではなかつた。 (ハ) 考案の目的本考案は、上述の点に鑑み成されたもので、地
絡時に確実に動作して増幅器の保護を行うことが
出来る増幅器の保護回路を提供せんとするもので
ある。 (ニ) 考案の構成本考案に係る増幅器の保護回路は、プツシユプ
ル接続された上側パワートランジスタのベース電
圧に応じた電圧を発生する電圧発生回路と、該電
圧発生回路の出力電圧レベルを検出する検出トラ
ンジスタと、該検出トランジスタの動作に応じて
増幅器の信号路を遮断する遮断トランジスタと、
前記増幅器の正常動作時に前記検出トランジスタ
の検出動作を停止させ、前記増幅器の地絡時に前
記検出トランジスタの検出動作の停止解除を行う
制御トランジスタとによつて構成される。 (ホ) 実施例第３図は、本考案の一実施例を示す回路図で、
２２は前置駆動トランジスタ２３と、第１及び第
２駆動トランジスタ２４及び２５と、第１及び第
２出力トランジスタ２６及び２７とから成る
SEPP（シングルエンデツド・プツシユプル）・
OCL増幅器、２８及び２９は前記第１出力トラ
ンジスタ２６のベース・エミツタ間電圧V_BEを分
圧する為の第１及び第２分圧抵抗、３０は該第１
及び第２分圧抵抗２８及び２９の分圧点の電圧を
検出する検出トランジスタ、３１はトランジスタ
３２及び３３から成り、前記検出トランジスタ３
０のコレクタ電流を反転する電流反転回路、３４
はツエナーダイオード３５とダイオード３６及び
３７とから成り、前記電流反転回路３１のコレク
タ電流に応じた電圧を発生する直列回路、３８は
該直列回路３４から発生する電圧に応じて、第１
駆動トランジスタ２４のベース信号を遮断する第
１遮断トランジスタ、３９はベースが増幅器２２
の出力中点に、エミツタが電源電圧を分圧する第
３及び第４分圧抵抗４０及び４１の分圧点に、コ
レクタが抵抗４２を介して前記検出トランジスタ
３０のベースにそれぞれ接続された制御トランジ
スタ、及び４３はブートストラツプ回路である。
尚、４４は前記第１遮断トランジスタ３８とベー
ス及びエミツタが共通接続された第２遮断トラン
ジスタで、増幅器２２が非反転増幅器として負荷
に対してBTL接続される場合、反転増幅器（図
示せず）の信号を遮断する為のものである。次に動作を説明する。いま、増幅器２２が正常
動作状態にあるとすれば、前段から入力端子４５
に印加される入力信号が、前置駆動トランジスタ
２３で増幅され、前記前置駆動トランジスタ２３
の出力信号のうち正信号が第１駆動トランジスタ
２４及び第１出力トランジスタ２６で増幅され、
負信号が第２駆動トランジスタ２５及び第２出力
トランジスタ２７で増幅される。そして、前記第
１出力トランジスタ２６のエミツタ及び前記第２
出力トランジスタ２７のコレクタに得られる増幅
された信号は、互いにプツシユプルの関係で出力
端子４６から負荷に供給される。ところで、制御トランジスタ３９のエミツタに
は、第３及び第４分圧抵抗４０及び４１により
〔１／２V_cc−V_BE〕（ただし、V_BEは制御トランジスタ３９のベース・エミツタ間電圧）程度のバイア
ス電圧が印加されている。一方、前記制御トラン
ジスタ３９のベースは、増幅器２２の出力中点に
接続されているから、第１出力トランジスタ２６
がオンとなる出力信号の半サイクルにおいては、
前記制御トランジスタ３９のベース電圧が１／２V_cc 以上となる。従つて、増幅器２２が正常動作状態
にあり、前記第１出力トランジスタ２６がオンす
る期間においては、制御トランジスタ３９がオン
し続け、その結果検出トランジスタ３０のベース
電流が側路されるので、前記検出トランジスタ３
０がオンすることは無い。尚、第２出力トランジ
スタ２７がオンする負の半サイクルにおいては、
増幅器２２の出力中点電圧が１／２V_cc以下となり、制御トランジスタ３９がオフとなるが、その期間
には、第１駆動トランジスタ２４もオフしてお
り、検出トランジスタ３０がオンすることは無い
ので、何ら問題はない。次に、何らかの理由により、出力端子４６が地
絡されたとすると、第１出力トランジスタ２６の
コレクタ・エミツタ間に電源電圧Vccがすべてか
かり、前記第１出力トランジスタ２６のコレクタ
電流が増大し、前記第１出力トランジスタ２６の
ベース電流も増大する。その結果、前記第１出力
トランジスタ２６のベース・エミツタ間電圧が増
大し、第１及び第２分圧抵抗２８及び２９の分圧
点の電圧も増大する。前記第１及び第２分圧抵抗
２８及び２９は、検出トランジスタ３０の感度を
定めるもので、第２分圧抵抗２９の値を大にする
に従い感度が低下する。通常の場合、第１分圧抵
抗２８の値よりも第２分圧抵抗２９の値を大とす
るが、それらの比は設計に応じて定められる。また、出力端子４６が地絡すると、制御トラン
ジスタ３９のベースが零電位となり、前記制御ト
ランジスタ３９が直ちにオフとなる。その為、第
１及び第２分圧抵抗２８及び２９の分圧点に得ら
れる電圧が検出トランジスタ３０のベースに印加
され、該検出トランジスタ３０がオンとなる。そ
して、前記検出トランジスタ３０がオンになる
と、そのコレクタ電流が電流反転回路３１で反転
され、直列回路３４に供給される。前記直列回路
３４に電流が供給されると、その端子電圧が
〔V_Z＋2V_D〕（ただし、V_Zはツエナーダイオード
３５の両端電圧、V_Dはダイオード３６及び３７
の両端電圧）となり、第１及び第２遮断トランジ
スタ３８及び４４がオンする。前記第１遮断トラ
ンジスタ３８がオンすることにより、第１駆動ト
ランジスタ２４のベース信号が遮断され、該第１
駆動トランジスタ２４がオフとなるとともに、第
１出力トランジスタ２６がオフとなつて破壊から
保護される。また、第２遮断トランジスタ４４に
よりBTL増幅器の他方の増幅器を制御すれば、
同様の保護が達成される。尚、実施例の保護回路は、BTL接続されない
単なるOCL増幅器の場合にも使用出来る。 (ヘ) 考案の効果以上述べた如く、本考案にれば、OCL増幅器、
特にOCL・BTL増幅器の出力中点が地絡された
時に、前記増幅器及び負荷の破壊保護を行うこと
が出来る。また、本考案に依れば、大出力時と地
絡時とを区別し、地絡時のみ有効に働く誤動作の
無い保護回路を提供出来る。更に本考案に依れ
ば、第１乃至第４分圧抵抗の分圧比を定めるだけ
で保護範囲が決まるから、簡単な構成で応用範囲
が広く、しかも集積回路化が容易な増幅器の保護
回路が提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の増幅器の保護回路を示す回路
図、第２図はその説明に供する為の特性図、及び
第３図は本考案の一実施例を示す回路図である。主な図番の説明、２２……OCL増幅器、２８，
２６，４０，４１……分圧抵抗、３０……検出ト
ランジスタ、３８，４４……遮断トランジスタ、
３９……制御トランジスタ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

プツシユプル接続された正側パワートランジス
タのベース電圧に応じた電圧を発生する電圧発生
回路と、該電圧発生回路の出力端と増幅器の出力
中点との間にベース・エミツタ路が接続され、前
記出力端の電圧と前記出力中点の電圧との差電圧
を検出する検出トランジスタと、該検出トランジ
スタから発生する検出信号に応じて増幅器の信号
路を遮断する為、前記検出信号に応答する遮断ト
ランジスタと、増幅器の出力中点と基準電位点と
の間にベース・エミツタ路が接続され、コレクタ
が前記電圧発生回路の出力端に接続された制御ト
ランジスタとから成り、前記増幅器の正常動作時
に前記増幅器の出力中点に得られる交流信号によ
り制御トランジスタをオンとし、検出トランジス
タの動作を強制的に停止させるとともに、前記増
幅器の出力中点の地絡時に、前記制御トランジス
タをオフとし、前記検出トランジスタの強制停止
を解除して、前記出力中点の地絡時のみ増幅器を
破壊から保護する保護動作を行なう様にした増幅
器の保護回路。