JPH0669732A - 電力増幅回路 - Google Patents

電力増幅回路

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JPH0669732A
JPH0669732A JP4221858A JP22185892A JPH0669732A JP H0669732 A JPH0669732 A JP H0669732A JP 4221858 A JP4221858 A JP 4221858A JP 22185892 A JP22185892 A JP 22185892A JP H0669732 A JPH0669732 A JP H0669732A
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JP
Japan
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circuit
voltage
output
output terminal
short
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JP4221858A
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English (en)
Inventor
Kazuma Fujito
和磨 藤戸
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷のインピーダンスの変化に拘らず確実に
動作する短絡保護回路を有する電力増幅回路を提供す
る。 【構成】 短絡保護回路31に電源ライン24と出力端
子26の短絡に基づく電流を検知するカレントミラー回
路部34を設け、このカレントミラー回路部34で短絡
に基づく電流が検知されたときに出力電圧検出回路部3
2を作動させて予め設定した検知電圧と出力端子26の
電圧とを比較し、比較結果に基づき保護動作を行うよう
にし、負荷28が高インピーダンスの場合に出力端子2
6の電圧が検知電圧を超えるようなことがあっても出力
電圧検出回路部32は作動することがなく、短絡保護回
路31が誤動作することがない。そのため、負荷28の
インピーダンスの変化に拘らず短絡保護回路31は確実
に動作する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばIC化に好適す
る短絡保護回路が組み込まれた電力増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、比較的消費電力の大きい電力増幅
回路、例えば音響機器パワーアンプやテレビジョンなど
の音声出力増幅回路等をIC化しようとする場合、出力
端子と電源ラインとの短絡、いわゆる天絡があったとき
の回路保護のために短絡保護回路が組み込まれている。
【0003】このような従来の短絡保護回路が組み込ま
れた電力増幅回路の構成例について、図面を参照して説
明する。図2は電力増幅回路の構成を示す回路図であ
る。
【0004】図2において、電力増幅回路1は、出力段
部が出力トランジスタ2,3を有してシングルエンドプ
ッシュプル方式(以下SEPP方式と記す)を構成する
もので、出力トランジスタ2,3には入力端子4を有す
る出力増幅回路部5が接続されると共に出力端子6が設
けられている。
【0005】出力端子6には出力カップリングコンデン
サ7を介して負荷8が接地ライン9との間に接続されて
いる。なお10は電圧がVCCである電源ラインである。
【0006】一方、11は短絡保護回路で、出力電圧検
出回路部12と保護回路部13とで構成されている。出
力電圧検出回路部12には、出力端子6の電圧が入力さ
れるようになっていて、この入力された電圧と予め設定
された検知電圧とが比較されるようになっており、また
出力電圧検出回路部12の出力が保護回路部13に入力
されるようになっている。
【0007】そして、保護回路部13の出力が電力増幅
回路1に入力するように接続されており、出力電圧検出
回路部12での出力端子6の電圧と検知電圧との比較結
果に基づき、例えば出力端子6の電圧が検知電圧を超え
ると、保護回路部13が作動し、出力トランジスタ2,
3をカットオフして出力端子6に電流が流れないよう
に、短絡保護回路11で電力増幅回路1の動作を制御す
る。
【0008】すなわち、従来の電力増幅回路1の出力端
子6には、インピーダンスが2Ω〜8Ω程度のスピーカ
等の負荷8が固定して接続されるのが主であり、この場
合、電力増幅回路1が定常の最大の動作している時の出
力端子6の出力電圧波形は、図3の波形図に示す出力電
圧波形Xの通りとなっている。
【0009】この出力電圧波形Xは、電圧VCCの電源ラ
イン10と接地ライン9の間の電圧領域内で波高値VXP
となる波形を形成し、波高値VXPの電源電圧VCCに対す
る残り電圧はVH (=VCC−VXP)となっている。一
方、出力電圧検出回路部12には、予め電源電圧VCC
対する残り電圧VS が、 VS <VH となるよう
な検知電圧VD (=VCC−VS )が設定される。なお検
知電圧VD は電源電圧VCCよりも約0.5V(=VS
程度低くなるように設定されている。
【0010】このため、万一、出力端子6と電源ライン
10とが接触する天絡が生じた場合には、出力端子6の
電圧が上昇して検知電圧VD を超え、出力電圧検出回路
部12及び保護回路部13でなる短絡保護回路11が作
動し、出力トランジスタ2,3をカットオフし、出力端
子6に電流が流れないようにして回路保護が行われる。
【0011】しかしながら、テレビジョンなどにおいて
は、出力をスピーカからイヤホーンに切り換えて使用さ
れることがある。この場合、音声用パワーアンプの負荷
8として、スピーカ等の数Ωの低インピーダンスのもの
から、イヤホーンのように数百Ωの高インピーダンスの
ものが接続されることになる。負荷8が数百Ωの高イン
ピーダンスのもので軽負荷状態になると、定常の最大の
動作している時の出力端子6の出力電圧波形は、図4の
波形図に示す出力電圧波形Yの通りとなる。
【0012】この出力電圧波形Yは、電圧VCCの電源ラ
イン10と接地ライン9の間の電圧領域内で波高値VYP
となる波形を形成し、波高値VYPの電源ライン10の電
圧VCCに対する残り電圧はVL (=VCC−VYP)となっ
ている。そして負荷が高インピーダンスであるため、出
力電圧波形Yの波高値VYPの残り電圧VL は0.2V〜
0.1V程度の値を取り、 VL <VS の関係に
なってしまう。
【0013】このため、出力端子6に負荷8として高イ
ンピーダンスのイヤホーンを接続すると、出力端子6の
電圧が上昇して検知電圧VD を超えてしまい、出力端子
6と電源ライン10とが接触する天絡が生じたものと誤
認識され、誤動作を引き起こしてしまう。そして正常な
電力増幅は行なわれず、発振等の異常現象が生じてしま
ったり、出力トランジスタ2,3がカットオフされ出力
端子6に電流が流れなくなってしまう。
【0014】このような高インピーダンスの負荷8での
短絡保護回路11の作動をなくそうとするには、検知電
圧VD をより電源ライン10の電圧VCCに近いものとす
るよう検知電圧VD の電圧VCCに対する残り電圧V
S を、出力電圧波形Yにおける波高値VYPの残り電圧V
L の0.2V〜0.1Vよりも小さく設定すればよい
が、出力電圧検出回路部12での0.1Vよりも小さい
値の設定は非常に困難である。
【0015】あるいは、負荷8を低インピーダンスにす
るために別にダミーの負荷を追加してもよいが、外部部
品を増加しなければならない不都合がある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上記のように出力端子
に接続される負荷のインピーダンスが変化すると、従来
は場合によって短絡保護回路が誤動作し、発振等の異常
現象を生じてしまう。このような状況に鑑みて本発明は
なされたもので、その目的とするところは負荷のインピ
ーダンスの変化に拘らず確実に動作する短絡保護回路を
有する電力増幅回路を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の電力増幅回路
は、電源ラインと出力端子との短絡に対する保護を行う
ようにした短絡保護回路と、この短絡保護回路に設けら
れ予め設定した検知電圧と出力端子の電圧とを比較する
ようにした出力電圧検出回路部とを有し、出力電圧検出
回路部での比較結果に基づき短絡保護回路によって保護
動作を行うようにした電力増幅回路において、短絡保護
回路に電源ラインと出力端子の短絡に基づく電流を検知
する電流検出回路部を設け、この電流検出回路部で電流
が検知されたときに出力電圧検出回路部を作動させるよ
うにしたことを特徴とするものである。
【0018】
【作用】上記のように構成された電力増幅回路は、短絡
保護回路に電源ラインと出力端子の短絡に基づく電流を
検知する電流検出回路部を設け、この電流検出回路部で
電流が検知されたときに出力電圧検出回路部を作動させ
て予め設定した検知電圧と出力端子の電圧とを比較し、
比較結果に基づき保護動作を行うよう構成したことによ
り、負荷が高インピーダンスの場合には、出力端子の電
圧が検知電圧を超えるようなことがあっても出力端子に
電源ラインと出力端子の短絡に基づくような電流は検出
されず、出力電圧検出回路部は作動することがなく、短
絡保護回路が誤動作することがない。そのため、負荷の
インピーダンスの変化に拘らず確実に動作する短絡保護
回路が設けられたものとすることができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を参照して説
明する。図1は電力増幅回路の構成を示す回路図であ
る。
【0020】図1において、電力増幅回路21は、出力
段部がnpn型の上段側出力トランジスタ22と下段側
出力トランジスタ23を、エミッタを接地側とするよう
に電圧がVCCである電源ライン24と接地ライン25の
間に接続してなるSEPP方式のものである。そして上
段側出力トランジスタ22のエミッタが接続された下段
側出力トランジスタ23のコレクタに出力端子26が設
けられ、この出力端子26と接地ライン25の間に出力
カップリングコンデンサ27を介して負荷28が接続さ
れる。
【0021】さらに、両出力トランジスタ22,23の
ベースには、入力端子29を有する出力増幅回路部30
のそれぞれに対応する出力側が接続されており、出力増
幅回路部30で電圧増幅された外部からの入力信号が入
力されるようになっている。
【0022】一方、31は短絡保護回路で、出力電圧検
出回路部32と保護回路部33、及びカレントミラー回
路部34とで構成されている。そして出力電圧検出回路
部32には、下段側出力トランジスタ23のコレクタに
設けられた出力端子26の電圧が入力されるようになっ
ている。
【0023】また、カレントミラー回路部34は、出力
電圧検出回路部32に接続される電源ライン24に直列
に挿入されたpnp型のトランジスタ35と、それぞれ
のコレクタを互いに接続した状態で、出力段部の両出力
トランジスタ22,23に並列になるように電源ライン
24と接地ライン25の間に挿入されたpnp型のトラ
ンジスタ36とnpn型のトランジスタ37の、3つの
電流検出用トランジスタを備え、下段側出力トランジス
タ23のコレクタ電流に比例した検出電流を発生するよ
うに構成されている。
【0024】これらトランジスタのうち、電源ライン2
4にエミッタを接続したトランジスタ36は、エミッタ
とベースの間にリーク防止用の抵抗38が接続されると
共にベースとコレクタが導通するように接続されてお
り、またトランジスタ36のベースと電源ライン24に
直列に挿入されたトランジスタ35のベースとは接続さ
れて導通状態になっている。一方接地ライン25にエミ
ッタを接続したトランジスタ37は、そのベースが下段
側出力トランジスタ23のベースに接続された状態にな
っている。
【0025】そしてまた、出力電圧検出回路部32は、
入力された出力端子26の電圧と予めVCCよりも低い電
圧に設定された検知電圧VD0とが比較されるようになっ
ていて、比較結果が保護回路部33に入力されるように
なっている。
【0026】さらに、保護回路部33の出力が電力増幅
回路21に入力するように接続されており、出力電圧検
出回路部32での出力端子26の電圧と検知電圧VD0
の比較結果に基づき、例えば出力端子26の電圧が検知
電圧VD0を超えると、保護回路部33が作動し、上段側
出力トランジスタ22と下段側出力トランジスタ23を
カットオフ状態にして出力端子26に電流が流れないよ
うに、短絡保護回路31で電力増幅回路21の動作を制
御する。
【0027】このように構成されているので、上段側出
力トランジスタ22が動作状態にある場合は、一方の下
段側出力トランジスタ23はカットオフ状態にあり、ま
た逆に下段側出力トランジスタ23が動作状態にある場
合は、一方の上段側出力トランジスタ22はカットオフ
状態になっている。
【0028】そして、下段側出力トランジスタ23がカ
ットオフ状態にある場合は、この下段側出力トランジス
タ23ベースにそのベースが接続されているカレントミ
ラー回路34のトランジスタ37もカットオフ状態とな
っている。このため、トランジスタ36もオフ状態でト
ランジスタ36,37には電流が流れず、トランジスタ
35もオフ状態を継続するので出力電圧検出回路部32
は作動せず、保護回路部33も作動しない。
【0029】それ故、例えば負荷28がイヤホーン等の
ような数百Ωの高インピーダンスのもので軽負荷状態に
なっていて、出力電圧波形がクリップするまで電力増幅
回路21を動作させた場合、上半波がクリップしている
瞬間には、上段側出力トランジスタ22は動作状態にあ
り、一方の下段側出力トランジスタ23はカットオフ状
態にある。
【0030】この場合には下段側出力トランジスタ23
がカットオフ状態であるから、この下段側出力トランジ
スタ23にベースが接続されているトランジスタ37も
カットオフ状態で、他のトランジスタ35,36もオフ
状態となっているので電流が流れず、出力端子26の電
圧の値の如何に拘らず出力電圧検出回路部32は作動せ
ず、そして保護回路部33も作動しない。
【0031】これにより、負荷28が軽負荷状態にあっ
て出力電圧波形が上半波でクリップするような状態であ
っても、この状態を電源ライン24と出力端子26が短
絡したものと誤認識することがなく、短絡保護回路31
が誤動作することがない。また、例えば負荷28がスピ
ーカ等の数Ωの低インピーダンスの比較的重負荷状態で
は、勿論のことながら誤認識によって短絡保護回路31
が誤動作することがない。
【0032】次に、電源ライン24と出力端子26が短
絡した場合には、出力端子26の電圧はVCCで検知電圧
D0を超えた状態にあって、上段側出力トランジスタ2
2はコレクタとエミッタの間の電圧が0Vとなり動作し
ない。一方、下段側出力トランジスタ23は正常の動作
を行うように動作しようとするが、コレクタが電源ライ
ン24に短絡した状態であるので正常な動作が行われ
ず、限りなく電流を流し続けようとする。
【0033】この下段側出力トランジスタ23がオン状
態にあってコレクタに電流が流れるため、この電流を検
出してトランジスタ37もオン状態になって検出電流I
1 が流れる。これによって他のトランジスタ35,36
もオン状態となり、トランジスタ35にスイッチング電
流I2 が流れる。
【0034】そして、スイッチング電流I2 が流れるこ
とによって出力電圧検出回路部32が作動するようにな
り、出力端子26の電圧と検知電圧VD0の比較が行われ
る。この時、出力端子26には電源ライン24の短絡に
よって検知電圧VD0を超えた電圧VCCが入力されてい
る。
【0035】こうして出力電圧検出回路部32で比較さ
れた結果に基づき、保護回路部33が作動し、下段側出
力トランジスタ23をカットオフ状態にして出力端子2
6に電流が流れないようになる。このように電力増幅回
路21は短絡保護回路31によって破壊されないよう
に、その動作が制御される。
【0036】以上のように、電源ライン24と出力端子
26とが短絡した場合においては、短絡が出力電圧検出
回路部32で正確に認識され、短絡保護回路31が誤り
なく動作して電力増幅回路21が破壊することが防止さ
れる。また負荷28のインピーダンスが変化し軽負荷状
態になっただけでは、短絡保護回路31が誤動作するこ
とがなくなる。
【0037】尚、本発明は上記の実施例のみに限られる
ものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して
実施し得るものである。
【0038】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、短絡保護回路に電源ラインと出力端子の短絡に基づ
く電流を検知する電流検出回路部を設け、この電流検出
回路部で電流が検知されたときに出力電圧検出回路部を
作動させて予め設定した検知電圧と出力端子の電圧とを
比較し、比較結果に基づき保護動作を行うよう構成した
ことにより、負荷のインピーダンスの変化に拘らず確実
に動作する短絡保護回路が設けられた電力増幅回路を提
供することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電力増幅回路の回路図
である。
【図2】従来例を示す電力増幅回路の回路図である。
【図3】上記での低インピーダンス負荷時の出力電圧波
形を示す波形図である。
【図4】上記での高インピーダンス負荷時の出力電圧波
形を示す波形図である。
【符号の説明】
21…電力増幅回路 24…電源ライン 26…出力端子 28…負荷 31…短絡保護回路 32…出力電圧検出回路部 34…カレントミラー回路部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源ラインと出力端子との短絡に対する
    保護を行うようにした短絡保護回路と、この短絡保護回
    路に設けられ予め設定した検知電圧と前記出力端子の電
    圧とを比較するようにした出力電圧検出回路部とを有
    し、前記出力電圧検出回路部での比較結果に基づき前記
    短絡保護回路によって保護動作を行うようにした電力増
    幅回路において、前記短絡保護回路に前記電源ラインと
    出力端子の短絡に基づく電流を検知する電流検出回路部
    を設け、この電流検出回路部で前記電流が検知されたと
    きに前記出力電圧検出回路部を作動させるようにしたこ
    とを特徴とする電力増幅回路。
JP4221858A 1992-08-21 1992-08-21 電力増幅回路 Withdrawn JPH0669732A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006123770A1 (ja) * 2005-05-19 2006-11-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 映像システム
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Date Code Title Description
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Effective date: 19991102