JPH0714129B2 - 電力増幅器の最終段の保護装置 - Google Patents

電力増幅器の最終段の保護装置

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JPH0714129B2
JPH0714129B2 JP61133993A JP13399386A JPH0714129B2 JP H0714129 B2 JPH0714129 B2 JP H0714129B2 JP 61133993 A JP61133993 A JP 61133993A JP 13399386 A JP13399386 A JP 13399386A JP H0714129 B2 JPH0714129 B2 JP H0714129B2
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ボツテイ エオダルド
ステフアニ フアブリジオ
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エスジ−エス マイクロエレツトロニカ ソチエタ ペル アツイオニ
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52Circuit arrangements for protecting such amplifiers

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば、乗物上のラジオセツトにおいて使用
される種類の低電圧で作動する電力増幅器の最終段に影
響を及ぼすどのような短絡に対しても保護するための装
置に関する。
特に、本発明の保護装置は、プツシユプル型の増幅器で
あつて、第1のトランジスタのコレクタ及びエミツタが
供給電圧の正極の負荷端子の間に接続され、第2のトラ
ンジスタのコレクタ及びエミツタが供給電圧の負極と前
記の同じ負荷端子の間に接続され、また他方の負荷端子
が接地されているものの保護に有用である。
従来の技術 知られているように、このような増幅器の種類は、主と
して抵抗性の負荷にしばしば接続され、その抵抗は高い
電力出力を与えるため2オーム以下と低い。この結果、
増幅器が負荷に供給すべき電流は、その増幅器のプツシ
ユプル段を構成するトランジスタによつて許容される上
限電流よりも大きくはないが悪名高く全く大きい。
従来の設計においては、短絡に対しての上述のプツシユ
プル型増幅器の保護は、増幅器から負荷への出力電流を
感知して動作し、その電流が最大許容電流に近い設定し
きい値電流に到達するとそれを遮断する装置によつて達
成される。
その従来の保護装置は、必要な保護条件に達しないもの
であるがその理由は、増幅器の正常な動作状態において
さえ作動して増幅器を止め、そして負荷への出力が電源
の正又は負の極へ短絡している場合には増幅器の最終ト
ランジスタに対して極めて高くかつ危険な電流ピークを
生じることがあるからである。
他の従来の種類の保護は、正又は負の極が増幅器出力に
短絡する結果として回路の最も小さい許容電圧より低い
電位差がトランジスタ最終段の両端に現われるのに応答
するセンサの使用に基づいている。
この従来の種類の保護は、大きな電流が短絡路を通つて
流れるために短絡路両端間に不可避的に存在する小さな
抵抗がその両端に電位差を発生し、この電位差は最終段
トランジスタ両端の最も小さい許容電圧を超えるかも知
れずそして従つて検知されなくなるのでトランジスタに
対して危険がある。
この場合、短絡が生じてはいるが保護装置は作動できな
い。
発明が解決しようとする問題点 本発明の根底にある問題は、従つて、増幅器の正常の作
動状態における増幅出力電流に制限を課することなく正
常の増幅器作動と短絡状態との間に明確な区別を与える
のに有効なプツシユプル型増幅器の最終段のための短絡
に対する保護を与えることである。
問題点を解決するための手段 この問題は、本発明によれば、プツシユプル増幅器の最
終段の短絡に対する保護のための上述において特定した
装置によつて解決され、この装置は、 第1のトランジスタを通つて流れる電流に応答する第1
の電流センサ、 第2のトランジスタを通つて流れる電流に応答する第2
の電流センサ、 上記第1及び第2のセンサによつて感知された電流値を
示すそれぞれの電圧信号を発する第1及び第2の電流電
圧変換器と、 上記第1の変換器からの上記電圧信号を第1の設定され
た基準正電圧と比較する第1の電圧比較器と、 上記第2の変換器からの上記電圧信号を上記設定された
基準電圧と比較する第2の電圧比較器と、 上記第1及び第2の電圧比較器は上記設定された基準分
圧を超える上記電圧信号のどちらについても処理しそし
てそれぞれの出力信号を発し、 上記負荷に印加される瞬時値を第2の設定され基準電圧
の負の値及び正の値とそれぞれ比較する第3及び第4の
電圧比較器と、 上記第3及び第4の電圧比較器は上記負荷に印加される
電圧の上記瞬時絶対値が上記第2の設定された基準電圧
の絶対値を超えるかどうかに従つてそれぞれの出力信号
を発し、 上記第1及び第3の電圧比較器の両方が設けられている
ときは、これらからの出力信号により起動される第1の
双安定回路と、 上記第2及び第4の電圧比較器の両方が設けられている
ときは、これらからの出力信号により起動される第2の
双安定回路と、 上記電源供給回路において上記増幅器に接続され上記両
双安定回路のどちらからの出力信号によつても制御され
る切替スイツチとを含むことを特徴としている。
実施例 本発明を図面を参照して説明するが、図面には本発明に
よる短絡に対する保護装置の好ましい、しかし排他的で
はない実施例が図示的に示されている。
図において、増幅器1の最終段は従来のプツシユプル構
成に接続されたトランジスタT1及びT2を含むものとして
示される。トランジスタT1は、例えばnpn型で、そのコ
レクタ及びエミツタは電源電圧の正極+Vccと負荷RLの
端子2の間に接続され、負荷RLの他方の端子3は従来の
ように接地される。
他方のトランジスタT2は、例えば、pnp型で、そのコレ
クタ及びエミツタが供給電圧の負荷−Vccと負荷RLの同
じ端子2の間に接続される。
トランジスタT1及びT2のベースは増幅器の残余の回路に
接続されるが、この回路は従来のものでありまた本発明
とは無関係であるので図示されない。
本発明によれば、保護装置は、第1のトランジスタT1
通つて流れる電流を図示的に示した機能的結合4を介し
て感知する第1の電流センサSI1、及びトランジスタT2
を通つて流れる電流を図式的に示した機能的結合5を用
いて感知する第2の電流センサSI2を含む。
第1の電流センサSI1及び第2の電流センサSI2には、そ
れ自体は知られている電流電圧変換器が組み合わされて
おり、これらはCV1及びCV2で示される。変換器CV1及びC
V2は、トランジスタT1及びT2についてセンサSI1及びSI2
により感知された電流値を示すそれぞれの電圧信号V1
びV2を発生するように動作する。
上述の電流電圧変換器CV1及びCV2は、それぞれの図式的
に示した機能的結合6及び7を介してそれぞれ演算電圧
比較回路CMV1及びCMV2に接続され、ここで電圧信号V1
びV2は第1の設定された基準正電圧+VREF1と比較され
るが、この基準正電圧+VREF1はトランジスタT1又はT2
の一方から、その他方が短絡になつたとき供給される最
大電流Imaxを示すように選択される。
本発明による保護装置は、さらにそれ自体は知られてい
る第3及び第4の演算電圧比較回路を含み、これらはCM
V3及びCMV4で示される。
電圧比較器CMV3及びCMV4は、それぞれのリンク8及び9
を介して負荷RLの端子2に接続され、これにより負荷RL
に印加される電圧V0の瞬時値を感知する。
電圧値V0は、以下に説明するように、その符号に従つ
て、CMV3又はCMV4のどちらかの電圧比較器によつて、増
幅器への供給電圧の値を超えない絶対値の第2の設定さ
れた基準電圧VREF2と比較される。
電圧比較器CMV1及びCMV2は、それぞれ線10及び11を通つ
て第1の双安定回路であるフリツプフロツプFF1に接続
されるが、一方、電圧比較器CMV2及びCMV4はそれぞれ線
12及び13を通つて第2の双安定回路であるフリツプフロ
ツプFF2に接続される。
フリツプフロツプFF1及びFF2の出力はそれぞれ線14及び
15を通つて切替えスイツチSWに接続され、このスイツチ
SWは図式的に示した機能結合16を介して増幅器1への電
源回路に接続される。
本発明の保護装置は次のように動作する。
トランジスタT2が短絡したとすると、センサS1はトラン
ジスタT1を通つて流れる電流を感知する。この電流は変
換器CV1によつて対応する電圧信号に変換され、そして
そこからでる電圧信号V1はリンク6を通つて電圧比較器
CMV1に供給され、そこで基準電圧+VREF1と比較され
る。
基準電圧VREF1は、増幅器において短絡の場合にトラン
ジスタT1から供給できる電流値Imaxを表わしているの
で、もし電圧信号V1が基準電圧より高く読み取られると
比較器CMV1は出力信号S1を発生し、これは線10を通つて
フリツプフロツプFF1に供給される。
上述のように、増幅器における短絡の場合のトランジス
タからの許容電流を表わしている基準電圧+VREF1は、
正常作動状態においてプツシユプル段から負荷へ供給さ
れるべき最大電流よりはつきりと低い電流値を表わすよ
うに選定してもよい。従つて、保護装置は、従来の装置
におけるように、正常の作動状態フアクタに起因して高
い負荷電流が存在する場合でもトリガされるのを防止さ
れる。
上述の状況では、フリツプフロツプFF1はスイツチSWに
作用する状態には未だ入つておらず、実際上、これ以上
の条件が満たされなければならない。もし、上述のよう
に、トランジスタT2に短絡が生起すると、接続点2にお
ける電位は電源−Vccの負極と同じ電位になろうとす
る。
この接続点に現われる実際の電圧はリンク8を通つて比
較器CMV3に印加され、ここで第2の基準電圧の負の値−
VREF2と比較される。後者の基準電圧は、その絶対値に
おいて増幅器供給電圧Vccの値より少しも高くないよう
に選定される。
電圧V0を第2の基準電圧VREF2と比較して、もし前者の
絶対値が後者の絶対値を超えると、即ち、ここに示した
例では、V0<−VREF2となると、比較器CMV3の出力には
信号R3が現われ、これはリンク11を通つてフリツプフロ
ツプFF1へ供給される。
両方の信号S1及びS3が存在すると、フリツプフロツプFF
1はその状態が変化する。その出力信号はリング14を通
つてスイツチSWの動作を制御し、スイツチSWは次にリン
ク16を通つて増幅器1への電源に作用して、「オフ」に
するか又は待ち状態にする。
フリツプフロツプFF1の状態は、例えば短絡状態が続い
ているため増幅器電流源がスイツチオフされることによ
つて電流供給がゼロになる結果として電流に関係する信
号S1が存在しなくても変化しないまま残ることになる。
フリツプフロツプFF1は、実際上は、ここに示した例で
は、電圧V0が基準電圧VREF2より下がるとき、即ち短絡
状態が除去されたとき生じるリセツトコマンドを受けた
ときのみ他方の状態に移り、そして切替スイツチSWを介
して増幅器に通電する。短絡状態によつてトランジスタ
T1が影響を受ける場合にも同様な動作モードに起こる。
この場合、条件が満たされ、これによりトランジスタT2
を通る電流が、第1の基準電圧VREF1が対応する最大許
容電流を超え、そして負荷RLでの電圧V0が第2の基準値
の正の値+VREF2を超えると、比較器CMV2からの出力信
号S2と電圧比較器CMV4からの出力信号R4が双安定回路FF
2をトリガして動作させ、そしてリンク15を通つてスイ
ツチSWを駆動する。
上述の記載から、短絡に対する本発明の保護装置は、短
絡した状態を正常作動状態とは明確に分離した状態で動
作し、また増幅器が正しく動作しているときは増幅器の
出力電流に何ら制限を加えないことが理解されるであろ
う。
本装置は、部分的に無効負荷をもつものにも採用でき、
この場合には、当業者が容易に認識できるように、短絡
が発生した場合にトランジスタを通る許容電流Imaxに密
接に関係する第1の基準電圧VREF1、及び第2の基準電
圧VREF2に対する値を適切に選択し、保護装置の好まし
くない遮断を避けることのみが要求される。
本保護装置のための材料及び構成部品は、特定の構造上
の要求に付随して、特許請求の範囲に記載された本発明
の保護の範囲から逸脱することなく選択することができ
る。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の短絡に対する保護装置の実施例のブロ
ツク図である。 図において、 1……増幅器、 T1,T2……第1及び第2のトランジスタ、 SI1,SI2……第1及び第2の電流センサ、 CV1,CV2……第1及び第2の電流電圧変換器、 CMV1,CMV2,CMV3,CMV4……第1、第2、第3及び第4の
電圧比較器、 FF1,FF2……第1及び第2の双安定回路(フリツプフロ
ツプ)、 SW……切替スイツチ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−724(JP,A) 特開 昭58−31605(JP,A) 実開 昭58−116315(JP,U) 実開 昭58−116316(JP,U)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】短絡に対する低電圧源で動作する電力増幅
    器の最終段の保護装置であつて、上記最終段はプツシユ
    プル型であつて供給電圧の正極(+Vcc)と負荷(RL)
    の端子の間に接続される第1のトランジスタ(T1)と、
    上記供給電圧の負極(−Vcc)と負荷(RL)の上記端子
    の間に接続される第2のトランジスタ(T2)を含み、上
    記負荷の他方の端子は接地されるものにおいて、 上記第1のトランジスタ(T1)を通つて流れる電流に応
    答する第1の電流センサ(SI1)と、 上記第2のトランジスタ(T2)を通つて流れる電流に応
    答する第2の電流センサ(SI2)と、 上記両センサ(SI1,SI2)によつて感知された電流値を
    示すそれぞれの電圧信号(V1,V2)を発する第1(CV1
    及び第2(CV2)の電流電圧変換器と、 上記第1の変換器(CV1)からの上記電圧信号(V1)を
    第1の設定された基準正電圧(+VREF1)と比較する第
    1の電圧比較器(CMV1)と、 上記第2の変換器(CV2)からの上記電圧信号(V2)を
    上記設定された基準電圧(+VREF1)と比較する第2の
    電圧比較器(CMV2)と、 上記第1及び第2の電圧比較器は上記設定された基準電
    圧(+VREF1)を超える上記電圧信号(V1又はV2)のど
    ちらについても処理しそしてそれぞれの出力信号(S1,S
    2)を発し、 上記負荷(RL)に印加される瞬時値(V0)を第2の設定
    された基準電圧(VREF2)の負の値及び正の値とそれぞ
    れ比較する第3(CMV3)及び第4(CMV4)の電圧比較器
    と、 上記第3及び第4の電圧比較器(CMV3,CMV4)は上記負
    荷(RL)に印加される電圧(V0)の上記瞬時絶対値が上
    記第2の設定された基準電圧(VREF2)の絶対値を超え
    るかどうかに従つてそれぞれの出力信号(R3,R4)を発
    し、 上記第1(CMV1)及び上記第3(CMV3)の電圧比較器の
    両方が設けられているときは、これらからの出力信号
    (S1,R3)により起動される第1の双安定回路(FF1
    と、 上記第2(CMV2)及び上記第4(CMV4)の電圧比較器か
    らの出力信号により起動される第2の双安定回路(F
    F2)と、 上記電源供給回路において上記増幅器(1)に接続され
    上記両双安定回路のどちらからの出力信号によつても制
    御される切替スイツチ(SW)とを含むことを特徴とする
    電力増幅器の最終段の保護装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項の保護装置であつ
    て、上記第1及び第2の電圧比較器のための上記第1の
    設定された基準電圧(+VREF1)の値は、上記増幅プツ
    シユプル段におけるトランジスタ(T1,T2)のどちらか
    によつて、上記トランジスタの他方が短絡にしたときに
    供給される最大電流(Imax)の値を示すことを特徴とす
    る電力増幅器の最終段の保護装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項の保護装置であつ
    て、上記第3及び第4の電圧比較器のための上記第2の
    設定された基準電圧(VREF2)の絶対値は上記増幅器の
    最終段への供給電圧の値よりも少しも高くないことを特
    徴とする電力増幅器の最終段の保護装置。
JP61133993A 1985-06-12 1986-06-11 電力増幅器の最終段の保護装置 Expired - Fee Related JPH0714129B2 (ja)

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