JPH11177350A - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

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JPH11177350A
JPH11177350A JP9346059A JP34605997A JPH11177350A JP H11177350 A JPH11177350 A JP H11177350A JP 9346059 A JP9346059 A JP 9346059A JP 34605997 A JP34605997 A JP 34605997A JP H11177350 A JPH11177350 A JP H11177350A
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晶宏 三谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定電圧制御用のトランジスタにコレクタ損失
の小さなものを使用できる増幅回路を提供する。 【解決手段】 on/off制御端子がハイのときトラ
ンジスタ54をオンにし、定電圧ダイオード53を短絡
してトランジスタ51のベースは定電圧ダイオード52
の電圧で制御され、出力側の電圧Veは低く制御され
る。この状態で増幅回路1の入力がないときは定電圧回
路5の入力側の電圧Vcが高く、電圧比較器57の中点
電圧も高くなり定電圧ダイオード56の電圧を超えると
トランジスタ55をオンに、トランジスタ54をオフに
してトランジスタ51のベースは定電圧ダイオード52
と53が直列になった高い電圧で制御され、出力側の電
圧Veが高くなるためトランジスタ51内部の損失が少
なくなり低コレクタ損失のトランジスタでよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は入力信号を電圧増幅
したのち電力増幅する増幅回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、音響用増幅回路において要求され
る出力が増大してきている。しかしながら価格は年々下
降してきており、増幅回路の出力増大とコストダウンと
を両立させなければならなくなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】基本回路構成を変えず
に増幅回路の出力を上げるには、電源の電圧を高くする
必要がある。そのためには、定電圧回路に使用するトラ
ンジスタは高コレクタ損失(Pc)の部品を使わなけれ
ばならず、コストアップの要因となっていた。
【0004】本発明は、増幅回路の出力増大のため電源
電圧を上げても、定電圧回路に使用するトランジスタに
従来のように高コレクタ損失のものを必要としないよう
にする手段を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1の増幅回路は、入力信号を電圧増
幅するための電圧増幅手段と、電圧増幅手段の出力を入
力して電力増幅する電力増幅手段と、電力増幅手段へ直
流電源電圧を供給する電源手段と、電源手段の直流電源
電圧を定電圧化して電圧増幅手段へ直流電源電圧として
供給する定電圧回路手段とを備えた構成であり、電力増
幅手段の小出力時に定電圧回路手段の直流出力電圧を高
くするように作用する。
【0006】これにより小出力時の定電圧回路手段内部
の電圧低下すなわち損失を少なくでき、コレクタ損失の
小さいトランジスタを用いることができてコストを安く
することができる。
【0007】また請求項2の増幅回路は、請求項1の構
成において、定電圧回路手段は電源手段の直流電源電圧
を検出してそれが高いときには直流出力電圧を高くする
ように作用するものであり、電源電圧の変動から電力増
幅手段の出力を検出するもので、請求項1と同様な効果
を得ることができる。
【0008】つぎに請求項3の増幅回路は、請求項1の
構成において定電圧回路手段は少なくとも2種類以上ま
たは連続的に変化する直流出力電圧を有し、電力増幅手
段の大出力時に低い電圧を発生して電圧増幅手段の出力
電圧を制限し、電力増幅手段の小出力時に高い電圧を発
生することにより回路中の損失を低下させるように作用
するものであり、請求項1のさらに具体的な実現方法を
示すものである。
【0009】そして請求項4の増幅回路は、請求項1ま
たは2の構成において、定電圧回路手段の出力変化は電
力増幅手段の出力変化または電源手段の直流電源電圧の
変化に対してヒステリシス特性を持つように作用するも
のであり、微細な電源電圧変動の影響を受けにくくする
ものである。
【0010】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明の
実施の形態1の増幅回路について、図面を参照しながら
説明する。図1は本発明の実施の形態1の増幅回路のブ
ロック図である。増幅回路1は簡単のために4チャンネ
ルの増幅回路のうち1チャンネル分だけを示す。増幅回
路1は電圧増幅手段である電圧増幅段2と電力増幅手段
である電力増幅段3とよりなり、この増幅回路1を動作
させるための電源電圧をトランス4で変圧したAC電圧
を整流回路7で整流する電源手段で直流電源電圧として
電力増幅段3に供給するとともに、さらに定電圧回路手
段である正電圧側の定電圧回路5と負電圧側の定電圧回
路6とで定電圧化して定電圧直流電源電圧として電圧増
幅段2に供給する。制御切り替え回路8は2チャンネル
時と4チャンネル時とで定電圧回路5,6の出力電圧を
切り換えることによって4チャンネル時に増幅回路1の
最大出力を低下させるためのものである。
【0011】入力信号は増幅回路1で増幅された後出力
されるが、増幅回路1は一般的に入力信号は電圧増幅段
2でその振幅を増幅され、その後電力増幅段3で電流を
増幅して出力される構成となっている。ここで増幅回路
1の出力しうる最大出力電圧は電圧増幅段2で決まり、
電圧増幅段2が出力しうる最大電圧は、電圧増幅段2に
供給される電圧すなわち定電圧回路5の直流出力電圧で
ある。言い替えればこの電圧によって増幅回路1の最大
出力を制限している。
【0012】定電圧回路5の入力側の電圧をVc、出力
側の電圧をVeとし、流れる電流をIceとすると、定
電圧回路5中のトランジスタに必要なコレクタ損失Pc
は、 Pc=(Vc−Ve)*Ice となる。しかしながら実際に使用するトランス4は、そ
の内部抵抗のために高負荷時すなわち電力増幅段3の大
出力時に、無負荷時(小出力時)より出力される電圧が
低くなるのが一般的である。ここで高負荷時の電圧をV
load、無負荷時の電圧をVload+Vαとすれば、高負荷
時にトランジスタに必要なコレクタ損失Pcは、 Pc=(Vload−Ve)*Ice であり、無負荷時では、 Pc=(Vload+Vα−Ve)*Ice となる。故に無負荷時には高負荷時より、トランジスタ
に必要なコレクタ損失PcはVα*Iceだけ大きくな
り、その分だけ高価なコレクタ損失Pcの大きなトラン
ジスタを使用しなくてはならなくなる。
【0013】ここでVeを高く設定できれば、前述の
式、 Pc=(Vload+Vα−Ve)*Ice より、トランジスタのコレクタ損失Pcを低く設定でき
るころがわかるが、Veは電圧増幅段2の最大出力を制
限している電圧であるので、無条件に高く設定できな
い。
【0014】ここで、本発明では、無負荷時に限りこの
定電圧回路より出力される電圧を高く設定することにし
た。すなわち無負荷時には入力信号が無いので、出力を
制限する必要はない。ゆえに上記の定電圧回路の出力電
圧Veを高く設定してもよい訳で、これにより、従来よ
りコレクタ損失Pcの小さいトランジスタを使用できる
こととなり、コストダウンできる。
【0015】図2は図1の中の定電圧回路5の実際の回
路図である。トランジスタ51は電圧増幅段2に供給す
る電圧Veを制御する。定電圧ダイオード52,53は
抵抗器R1とともに定電圧回路5の入力側の電圧Vcを
分圧してトランジスタ51のベース電位を規定し出力側
の電圧Veを決定する。トランジスタ54は定電圧ダイ
オード53を短絡することによってトランジスタ51の
ベース電位を変化させる。トランジスタ54のベース−
エミッタ間に接続されたトランジスタ55のベースと電
圧比較器57の中点との間には図の極性の定電圧ダイオ
ード56が接続され、電圧比較器57は定電圧回路5の
入力側の電圧Vcとグランドの間に接続されている。さ
らにトランジスタ54のコレクタと電圧比較器57の中
点の間には抵抗器R2が接続され、この接続点とグラン
ドの間にはコンデンサC1が接続されている。トランジ
スタ54のベースには制御切り替え回路8からのon/
off制御端子が接続されている。
【0016】このように構成され、つぎにその動作を説
明する。2チャンネル使用時には増幅回路1の出力電力
を低下させる必要がないので、制御切り替え回路8はo
n/off制御端子をローにして、トランジスタ54を
トランジスタ55の入力の状態に無関係にオフにし、ト
ランジスタ51のベースは定電圧ダイオード52,53
が直列になった電圧で制御され、定電圧回路5の出力側
の電圧Veは高く制御される。
【0017】4チャンネル使用時には、4つの増幅回路
が使用されるので、総合の消費電力が増え、個々の増幅
回路の出力を低下させる必要があり、制御切り替え回路
8はon/off制御端子に制御電圧ハイを加えてトラ
ンジスタ54をオンにし、定電圧ダイオード53を短絡
してトランジスタ51のベースは定電圧ダイオード52
の電圧で制御され、定電圧回路5の出力側の電圧Veは
低く制御される。
【0018】この状態で増幅回路1の入力がないとき、
すなわち無負荷時には、定電圧回路5の入力側の電圧V
cが高く、電圧比較器57の中点電圧も高くなり定電圧
ダイオード56の電圧を超えるとトランジスタ55をオ
ンにし、トランジスタ54をオフにさせるので、トラン
ジスタ51のベースは定電圧ダイオード52と53が直
列になった高い電圧で制御され、定電圧回路5の出力側
の電圧Veが高くなる。
【0019】増幅回路1の入力が大きく電力増幅段3の
出力が大きいときには、トランス4から出力される電圧
すなわち定電圧回路5の入力側の電圧Vcが小出力時に
比べて低くなり、電圧比較器57の中点電圧も低くなり
定電圧ダイオード56の電圧を超えられずトランジスタ
55はオフとなり、トランジスタ54をオンにさせるの
で、定電圧ダイオード53はトランジスタ54で短絡さ
れ、トランジスタ51のベースは定電圧ダイオード52
のみの低い電圧で制御され、定電圧回路5の出力側の電
圧Veが低くなり、電圧増幅段2の出力電圧を制限す
る。
【0020】ここで抵抗器R2の動作を説明すると、定
電圧回路5の入力側の電圧Vcの細かい変化で出力側の
電圧Veが細かく変化するのを防ぐためのもので、電圧
Vcが低くなろうとするとき、電圧比較器57の中点
は、抵抗器R2によってトランジスタ54のコレクタ電
圧を印加され、電圧比較器57で規定された電圧より高
い電圧に維持され、中点電圧がより低い電圧にならない
とトランジスタ55はオフにならない。またそうしてト
ランジスタ54がいったんオフになるとトランジスタ5
4がオンとなり、抵抗器R2によって電圧比較器57の
中点に低い電圧が印加されるので、Vcがより高くなっ
て電圧比較器57の中点がより高くならないとトランジ
スタ55がオンにならないという正帰還によるヒステリ
シス現象を用いて電圧切り替えを安定に行うものであ
る。コンデンサC1は電圧比較器57の中点に加わる電
源のリップルの影響を除くためのものである。
【0021】以上のようにトランジスタ51は、Vcの
高い時にはVeも高く、Vcの低いときにはVeも低く
出力すればよいので、Veの電圧が一定の回路よりもコ
レクタ損失Pcの低いトランジスタを使用することがで
き、コストダウンできることになる。
【0022】ここでは定電圧回路5のみについて説明し
たが、定電圧回路6についても相補的に同様の回路で同
様の動作を行い、無負荷時には−Vcの絶対値が高くな
れば−Veの絶対値も高くなるように動作する。
【0023】またこの実施形態では定電圧回路5は2段
階に直流出力電圧を変化し得るように説明したが、3段
階以上に変化するようにしても、また図2の定電圧回路
のトランジスタ54,55で構成する部分を入力電圧を
アナログ的に増幅するようにして、定電圧ダイオード5
2,53に代えてトランジスタの内部抵抗の変化でトラ
ンジスタ51の出力電圧Veを連続的に変化させても同
様の効果を得ることができる。
【0024】このように本実施の形態では、定電圧回路
手段は電源手段の直流電源電圧を検出してそれが高いと
きには直流出力電圧を高くするように作用することによ
り、定電圧回路手段の直流出力電圧が一定のときよりも
定電圧制御用のトランジスタ51内部の損失を少なくで
き、コレクタ損失Pcの小さいトランジスタでよく、コ
ストを低減することができる。
【0025】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2の増幅回路のブロック図である。実施の形態1で
は、電力増幅段の小出力時に定電圧回路の出力電圧を高
めるために電源電圧の低下を検出することにより電力増
幅段の出力を検出したが、本実施形態では電力増幅段の
出力そのものを検出しようとするものである。増幅回路
全体の構成は図1とほぼ同一であり、出力信号を分岐し
て定電圧回路5a,6aに加えて電力増幅段3の出力を
検出する点が異なる。図3の中の定電圧回路5aの実際
の回路図を図4に示す。図4において、トランジスタ5
1aは電圧増幅段2に供給する電圧Veを制御する。定
電圧ダイオード52a,53aは抵抗器R1とともに定
電圧回路5aの入力側の電圧Vcを分圧してトランジス
タ51aのベース電位を規定し出力側の電圧Veを決定
する。トランジスタ54aは定電圧ダイオード53aを
短絡することによってトランジスタ51aのベース電位
を変化させる。トランジスタ54aのエミッタとグラン
ド間に接続されたトランジスタ55aのベースと電圧比
較器57aの中点との間には図の極性の定電圧ダイオー
ド56aが接続され、電圧比較器57aは、電力増幅段
3の出力を抵抗器R3を介して整流するダイオード58
によって充電されるコンデンサC2と並列に接続されて
いる。トランジスタ54aのベースには制御切り替え回
路8からのon/off制御端子が接続されている。
【0026】このように構成され、つぎにその動作を説
明する。2チャンネル使用時には増幅回路1の出力電力
を低下させる必要がないので、制御切り替え回路8はo
n/off制御端子をローにして、トランジスタ54a
をオフにし、トランジスタ55aの状態に関わりなくト
ランジスタ51aのベースは定電圧ダイオード52a,
53aが直列になった電圧で制御され、定電圧回路5の
出力側の電圧Veは高く制御される。
【0027】4チャンネル使用時には、4つの増幅回路
が使用されるので、総合の消費電力が増え、個々の増幅
回路の出力を低下させる必要があり、制御切り替え回路
8はon/off制御端子に制御電圧ハイを加えてトラ
ンジスタ54をオン可能な状態にする。
【0028】この状態で増幅回路1の入力(したがって
出力)がないとき、すなわち無負荷時には、電圧比較器
57aの中点電圧が定電圧ダイオード56aのツェナー
電圧を超えないため、トランジスタ55aはオフとな
り、トランジスタ54aはオン可能であってもトランジ
スタ54aのコレクタはオープンとなり、トランジスタ
51のベースは定電圧ダイオード52と53が直列にな
った高い電圧で制御され、定電圧回路5の出力側の電圧
Veが高くなる。
【0029】on/off制御端子の制御電圧がハイ
で、トランジスタ54がオン可能な状態において、電力
増幅段3の出力が大きくなると、抵抗器R3を介してコ
ンデンサC2が充電され、電圧比較器57aに印加さ
れ、その中点の電圧が定電圧ダイオード56aのツェナ
ー電圧を超えたとき、トランジスタ55aはオンとな
り、したがってトランジスタ54aのコレクタはグラン
ド電位となり、定電圧ダイオード53aを短絡してトラ
ンジスタ51aのベースは定電圧ダイオード52aの電
圧で制御され、定電圧回路5の出力側の電圧Veは低く
制御される。
【0030】このように本実施の形態では、定電圧回路
手段は電力増幅段の出力を検出してそれが小さいときに
は直流出力電圧を高くするように作用することにより、
定電圧回路手段の直流出力電圧が一定のときよりも定電
圧制御用のトランジスタ51a内部の損失を少なくで
き、コレクタ損失Pcの小さいトランジスタでよく、コ
ストを低減することができる。本実施の形態においても
実施の形態1における変形は同様に可能である。たとえ
ば出力の微少な変化に対して定電圧回路手段の出力電圧
がヒステリシス特性を持つようにすることもできる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明の増幅回路
は、請求項1または3の構成により、電力増幅手段の小
出力時に定電圧回路手段の直流出力電圧を高くするよう
に作用するので、小出力時の定電圧回路手段内部の電圧
低下すなわち損失を少なくでき、コレクタ損失の小さい
トランジスタを用いることができてコストを安くするこ
とができる。
【0032】また請求項2の構成により、定電圧回路手
段は電源手段の直流電源電圧を検出してそれが高いとき
には直流出力電圧を高くするように作用するものであ
り、電源電圧の変動を検出して出力を知ることができ、
請求項1と同様な効果を得ることができる。
【0033】そして請求項4の構成により、定電圧回路
手段の出力変化は電力増幅手段の出力変化または電源手
段の直流電源電圧の変化に対してヒステリシス特性を持
つので、微細な電源電圧変動の影響を受けないという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の増幅回路のブロック図
【図2】同じく図1中の定電圧回路5の回路図
【図3】同じく実施の形態2の増幅回路のブロック図
【図4】同じく図3中の定電圧回路5aの回路図
【符号の説明】
1 増幅回路 2 電圧増幅段 3 電力増幅段 4 トランス 5 定電圧回路(正電圧側) 6 定電圧回路(負電圧側) 7 整流回路 8 制御切り替え回路 51,51a 定電圧回路の出力トランジスタ 52,52a ツェナーダイオード 53,53a ツェナーダイオード 54,54a トランジスタ 55,55a トランジスタ 56,56a ツェナーダイオード 57,57a 電圧比較器 58 ダイオード R1,R2,R3 抵抗器 C1,C2 コンデンサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を電圧増幅するための電圧増幅
    手段と、 前記電圧増幅手段の出力を入力して電力増幅する電力増
    幅手段と、 前記電力増幅手段へ直流電源電圧を供給する電源手段
    と、 前記電源手段の直流電源電圧を定電圧化して前記電圧増
    幅手段へ定電圧直流電源電圧として供給する定電圧回路
    手段とを備え、 前記電力増幅手段の小出力時に前記定電圧回路手段の直
    流出力電圧を高くすることを特徴とする増幅回路。
  2. 【請求項2】 定電圧回路手段は電源手段の直流電源電
    圧を検出してそれが高いときには直流出力電圧を高くす
    ることを特徴とする請求項1記載の増幅回路。
  3. 【請求項3】 定電圧回路手段は少なくとも2種類以上
    または連続的に変化する直流出力電圧を有し、 電力増幅手段の大出力時に低い電圧を発生して電圧増幅
    手段の出力電圧を制限し、 前記電力増幅手段の小出力時に高い電圧を発生すること
    により回路中の損失を低下させるものである請求項1記
    載の増幅回路。
  4. 【請求項4】 定電圧回路手段の出力変化は電力増幅手
    段の出力変化または電源手段の直流電源電圧の変化に対
    してヒステリシス特性を持つことを特徴とする請求項1
    または2記載の増幅回路。
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