JPH06196941A - パルス幅変調増幅回路 - Google Patents

パルス幅変調増幅回路

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JPH06196941A
JPH06196941A JP43A JP35795392A JPH06196941A JP H06196941 A JPH06196941 A JP H06196941A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35795392 A JP35795392 A JP 35795392A JP H06196941 A JPH06196941 A JP H06196941A
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JP
Japan
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circuit
pulse width
output
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pass filter
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JP43A
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English (en)
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Masayoshi Yoshida
正芳 吉田
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Kenwood KK
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Kenwood KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 保護回路の接続によっても歪の発生が抑制さ
れるパルス幅変調増幅回路を提供する。 【構成】 Pチャンネル電界効果トランジスタ4とNチ
ャンネル電界効果トランジスタ5のコンプリメンタリ回
路6を出力段とするパルス幅変調増幅回路において、N
チャンネル電界効果トランジスタ5のソースに直列に接
続されて電流が所定値以上であることを検出する電流検
出回路17と、電流検出回路17による検出出力によっ
て電源をオフ状態に制御するスイッチ回路19とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパルス幅変調増幅回路に
関し、さらに詳しくは出力端の短絡、地絡等による破壊
からの保護回路を備えたパルス幅変調増幅回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のパルス幅変調増幅回路は、図3に
示すように増幅器1によって増幅された入力信号として
の音声信号を、図示しない発振器からの発振出力をキャ
リア信号(例えば周波数100〜200kHz)として
供給されるパルス幅変調回路2に供給し、パルス幅変調
回路2によって音声信号のレベルに基づいてキャリア信
号のデューティ比を変化させるパルス幅変調し、ドライ
ブ回路3に供給し、ドライブ回路3においてパルス幅変
調出力を反転した反転パルスを生成し、パルス幅変調出
力とその反転パルスとを出力する。
【0003】ドライブ回路3から出力されるパルス幅変
調出力によって、Pチャンネル電界効果トランジスタ4
とNチャンネル電界効果トランジスタ5とからなるコン
プリメンタリ回路6を駆動し、ドライブ回路3から出力
されるパルス幅変調出力の反転パルスによって、Pチャ
ンネル電界効果トランジスタ7とNチャンネル電界効果
トランジスタ8とからなるコンプリメンタリ回路9を駆
動する。コンプリメンタリ回路6および9の出力はコイ
ル10および11とコンデンサ12とからなるローパス
フィルタ13に供給し、ローパスフィルタ13にて高周
波成分を除去し、ローパスフィルタ13の出力でスピー
カ14を駆動している。ここで、ドライブ回路3、コン
プリメンタリ回路6および9、ローパスフィルタ13は
バランストトランスフォーマレス回路を構成している。
【0004】さらに、Pチャンネル電界効果トランジス
タ4および7側に、コンプリメンタリ回路6および9に
流れる電流を抵抗によって検出し、検出電流が所定値以
上を検出する電流検出回路15を接続し、電流検出回路
15の出力によって電源を遮断するスイッチ回路16を
設けて、所定値以上の電流がコンプリメンタリ回路6、
および/または9に流れたとき電源を遮断して、トラン
ジスタを破壊から保護している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のパルス幅変調増幅回路によれば、電流検出のた
めにコンプリメンタリ回路の電源側に抵抗が直列に接続
されることになって、パルス幅変調増幅回路の特徴であ
る効率が低下させられるという問題点があった。これ
は、ドレイン−ソース間のオン抵抗が低い電界効果トラ
ンジスタを使用した場合には効率の低下が顕著になる。
さらに、電界効果トランジスタのオン抵抗に直列に抵抗
を接続すると、電源側の電界効果トランジスタのオン抵
抗とアース側の電界効果トランジスタのオン抵抗との間
に差が生ずることになる。オン抵抗による電圧降下のた
め、パルス出力に振幅変調がかかるが、コンプリメンタ
リの上下電界効果トランジスタのオン抵抗に差がある
と、この振幅変調成分が相殺されず、これが歪の発生に
つながるという問題点もあった。とくに低インピーダン
スの負荷を駆動する場合はこの歪は無視できないものと
なる。
【0006】本発明は、過電流による破壊から保護さ
れ、かつ歪の発生または効率の低下が抑制されるパルス
幅変調増幅回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のパルス幅変調増
幅回路は、Pチャンネル電界効果トランジスタとNチャ
ンネル電界効果トランジスタのコンプリメンタリ回路を
出力段とするパルス幅変調増幅回路において、Nチャン
ネル電界効果トランジスタのソースに直列に接続されて
電流が所定値以上流れたことを検出する電流検出手段
と、電流検出手段の検出出力に基づいて電源をオフ状態
に制御する遮断手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】本発明のパルス幅変調増幅回路は、出力段
にローパスフィルタを備えたパルス幅変調増幅回路にお
いて、ローパスフィルタの出力を入力としてキャリアリ
プルを抽出するハイパスフィルタと、ハイパスフィルタ
の出力レベルが所定値未満となったことを検出する検出
手段と、検出手段からの検出出力によって電源をオフ状
態に制御する遮断手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
【作用】電流検出手段および遮断手段を備えた本発明の
パルス幅変調増幅回路によれば、電界効果トランジスタ
に過電流が流れたときは、遮断手段によって電源が遮断
されて電界効果トランジスタが過電流による破壊から保
護される。この場合に電流検出手段はNチャンネル電界
効果トランジスタのソースに接続されている。一般的に
コンプリメンタリ接続用のパワーMOS電界効果トラン
ジスタは構造上Nチャンネル電界効果トランジスタのド
レイン−ソース間抵抗の方がPチャンネル電界効果トラ
ンジスタのドレイン−ソース間抵抗よりも低い。このた
め電流検出に抵抗が使用され、該抵抗をNチャンネル電
界効果トランジスタに接続することにより、電源側の電
界効果トランジスタのオン抵抗とアース側の電界効果ト
ランジスタのオン抵抗との間の差が少なくなる。この結
果、電流検出抵抗がNチャンネル電界効果トランジスタ
に接続されたことにより歪の悪化は抑制される。
【0010】ハイパスフィルタ、検出手段および遮断手
段を備えた本発明のパルス幅変調増幅回路によれば、ロ
ーパスフィルタの出力にキャリアリプルが残留してお
り、キャリアリプルがハイパスフィルタによって検出さ
れる。キャリアリプルのレベルが所定値未満となったと
きは遮断手段によって電源が遮断される。ここで、負荷
の短絡、地絡等のよってキャリアリプルは減少するが、
ハイパスフィルタの出力レベルが所定値未満、すなわち
キャリアリプルに基づくレベルが所定値未満となったと
きは電源が遮断されて、過電流による破壊から電界効果
トランジスタが保護される。この場合に電界効果トラン
ジスタ等のスイッチ素子に直列に電流検出抵抗を接続し
ているわけではなく、パルス幅変調増幅回路の効率の悪
化は抑制される。
【0011】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。図1は
本発明の第1実施例の構成を示すブロック図である。
【0012】本第1実施例は上記従来例と同様にバラン
ストトランスフォーマレス回路と協働するパルス幅変調
増幅回路の場合の例である。
【0013】本第1実施例において、図3に示した構成
要素と同一構成要素には同じ符号を付して示し、重複を
避けるためその説明は省略する。本第1実施例において
は、Nチャンネル電界効果トランジスタ5のソース側に
電流検出回路17を接続して、コンプリメンタリ回路6
に流れる電流を抵抗によって検出し、検出電流が所定値
以上であることを検出する。電流検出回路17の検出出
力によって電源を遮断するスイッチ回路19を駆動し
て、スイッチ回路19によって電源を遮断する。
【0014】同様に、Nチャンネル電界効果トランジス
タ8のソース側に電流検出回路18を接続して、コンプ
リメンタリ回路9に流れる電流を抵抗によって検出し、
検出電流が所定値以上であることを検出する。電流検出
回路18の検出出力によって電源を遮断するスイッチ回
路19を駆動して、スイッチ回路19によって電源を遮
断する。
【0015】次に、上記のように構成した本第1実施例
の作用について説明する。コンプリメンタリ回路6に所
定値以上の電流が流れると電流検出器17によって検出
され、電流検出器17の出力によってスイッチ回路19
が開放されて電源が遮断されて、コンプリメンタリ回路
6が過電流による破壊から保護される。同様に、コンプ
リメンタリ回路9に所定値以上の電流が流れると電流検
出器18によって検出され、電流検出器18の出力によ
ってスイッチ回路19が開放されて電源が遮断されて、
コンプリメンタリ回路6が過電流による破壊から保護さ
れる。
【0016】しかるに、この場合に電流検出回路17、
18は夫々各別にNチャンネル電界効果トランジスタ
5、8のソースに接続されているため、電流検出に抵抗
が使用されて、該抵抗がNチャンネル電界効果トランジ
スタのソースに接続されても、構造上Nチャンネル電界
効果トランジスタ5、8のドレイン−ソース間抵抗の方
がPチャンネル電界効果トランジスタ4、7のドレイン
−ソース間抵抗よりも低く、電流検出抵抗がNチャンネ
ル電界効果トランジスタに接続されることにより、Pお
よびNチャンネル電界効果トランジスタのオン抵抗間の
差は少なくなり、歪の悪化は抑制されることになる。
【0017】なお、上記した第1実施例においてバラン
ストトランスフォーマレス回路と協働するパルス幅変調
増幅回路の場合を例示したが、バランストトランスフォ
ーマレス回路でなくても適用でき、コンプリメンタリ回
路が対になっている必要はなく、何れか一方のみの回路
構成であっても同様に適用できる。
【0018】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図2は本発明の第2実施例の構成を示すブロック図
である。
【0019】第2実施例は上記第1実施例と同様にバラ
ンストトランスフォーマレス回路と協働する場合の例で
ある。
【0020】本第2実施例においては、第1実施例にお
ける電流検出回路17、18およびスイッチ回路19に
代わって、ローパスフィルタ13の夫々の出力点Aおよ
びBの出力を入力としてキャリアリプルを抽出するハイ
パスフィルタ20と、ハイパスフィルタ20の出力レベ
ルが所定値未満となったことを検出する振幅検出回路2
1と、振幅検出回路21の検出出力によって電源をオフ
状態に制御するスイッチ回路22を設けた。
【0021】なお、本第2実施例において、第1実施例
におけるコンプリメンタリ回路6に対応するコンプリメ
ンタリ回路61はP、Nチャンネル接合型電界効果トラ
ンジスタ41、51にて構成し、第1実施例におけるコ
ンプリメンタリ回路9に対応するコンプリメンタリ回路
91はP、Nチャンネル接合型電界効果トランジスタ7
1、81にて構成した場合を例示しているが、P、Nチ
ャンネル接合型電界効果トランジスタ41、51、7
1、81に代わって、第1実施例の場合と同様にP、N
チャンネルMOS電界効果トランジスタであって差し支
えない。
【0022】次に、上記のように構成した第2実施例の
作用について説明する。ドライバ回路3を介して出力さ
れるパルス幅変調回路2からのパルス変調出力によって
コンプリメンタリ回路61が駆動され、パルス幅変調回
路2からのパルス変調出力を反転したドライバ回路3か
ら出力される反転パルによってコンプリメンタリ回路9
1が駆動される。
【0023】コンプリメンタリ回路61の出力およびコ
ンプリメンタリ回路91の出力はローパスフィルタ13
に供給されて、パルス変調回路2に供給されたキャリア
信号成分を除去し、ローパスフィルタ13の出力によっ
てスピーカが駆動される。この場合にローパスフィルタ
13の出力点AおよびBの出力はハイパスフィルタ20
に供給して、ローパスフィルタ13の出力中のキャリア
信号成分、すなわちキャリアリプルが抽出される。
【0024】ローパスフィルタ13によってキャリアリ
プルは除去されてはいるが、ローパスフィルタ13の出
力中にはキャリアリプルが残存し、残存キャリアリプル
がハイパスフィルタ20によって抽出される。残存キャ
リアリプルを抽出したハイパスフィルタ20の出力レベ
ルが所定値未満となったときは、振幅検出回路21にお
いて検出される。振幅検出回路21において所定値未満
であると検出されるとスイッチ回路22が駆動されて、
電源がスイッチ回路22によってオフ状態に制御され
る。
【0025】ローパスフィルタ13の出力点におけるキ
ャリアリプルが同位相のときは出力点AB間のキャリア
リプルは減少するが、キャリアリプルの周波数において
コンデンサ12のインピーダンスが0でない限り、キャ
リアリプルが残存する。この残存キャリアリプルは出力
点AB間が短絡されたとき、現れることはなく、また、
出力点AまたはBが電源またはアースに短絡したとき、
コンプリメンタリ回路61および91に過大な電流が流
れるが、キャリアリプルは現れない。
【0026】しかるに、ハイパスフィルタ20の出力レ
ベルが所定値未満となったときは振幅検出回路21によ
って検出され、電源が遮断されるために、電流検出回路
によらずにコンプリメンタリ回路61および91を過電
流による破壊から保護することができ、さらに効率の低
下および歪の増加が抑制される。
【0027】なお、上記した第2実施例においてバラン
ストトランスフォーマレス回路と協働するパルス幅変調
増幅回路の場合を例示したが、バランストトランスフォ
ーマレス回路でなくても適用でき、コンプリメンタリ回
路が対になっている必要はなく、何れか一方のみの回路
構成であっても同様に適用できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明した如く本発明のパルス幅変調
増幅回路によれば、電流検出回路をコンプリメンタリ回
路のNチャンネル電界効果トランジスタのソースに接続
し、電検出電流か所定値以上となったとき電源を遮断す
るように構成したため、出力段を構成する電界効果トラ
ンジスタを過電流による破壊から保護することができ、
パルス幅変調増幅回路の歪が増加することが抑制される
効果がある。
【0029】また、ローパスフィルタの出力中に残存す
るキャリアリップルをハイパスフィルタによって抽出
し、ハイパスフィルタの出力レベルが所定値未満となっ
たとき電源を遮断するように構成したため、電流検出回
路の接続することなしに、出力段を構成する電界効果ト
ランジスタを過電流による破壊から保護することができ
ると共に、パルス幅変調増幅回路の効率が低下すること
が抑制される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】本発明の第2実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図3】従来例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
2 パルス幅変調回路 3 ドライブ回路 4、7、41および71 Pチャンネル電界効果トラン
ジスタ 5、8、51および81 Nチャンネル電界効果トラン
ジスタ 6、9、61および91 コンプリメンタリ回路 13 ローパスフィルタ 17および18 電流検出回路 19および22 スイッチ回路 20 ハイパスフィルタ 21 振幅検出回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Pチャンネル電界効果トランジスタとN
    チャンネル電界効果トランジスタのコンプリメンタリ回
    路を出力段とするパルス幅変調増幅回路において、Nチ
    ャンネル電界効果トランジスタのソースに直列に接続さ
    れて電流が所定値以上流れたことを検出する電流検出手
    段と、電流検出手段の検出出力に基づいて電源をオフ状
    態に制御する遮断手段とを備えたことを特徴とするパル
    ス幅変調増幅回路。
  2. 【請求項2】 出力段にローパスフィルタを備えたパル
    ス幅変調増幅回路において、ローパスフィルタの出力を
    入力としてキャリアリプルを抽出するハイパスフィルタ
    と、ハイパスフィルタの出力レベルが所定値未満となっ
    たことを検出する検出手段と、検出手段からの検出出力
    によって電源をオフ状態に制御する遮断手段とを備えた
    ことを特徴とするパルス幅変調増幅回路。
JP43A 1992-12-25 1992-12-25 パルス幅変調増幅回路 Pending JPH06196941A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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