JPS583409B2

JPS583409B2 - 電力増幅器

Info

Publication number: JPS583409B2
Application number: JP663077A
Authority: JP
Inventors: 太田尾和正
Original assignee: Torio KK
Current assignee: Torio KK
Priority date: 1977-01-24
Filing date: 1977-01-24
Publication date: 1983-01-21
Also published as: JPS5391647A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は音響機器の出力段に使用される電力増幅器に関
するものである。

この種電力増幅器においては、増幅素子を動作させる電
源電圧を信号レベルに応じて変化させて電力効率を高め
ることが行われており、たとえば大信号時に電源電圧を
高くし、小信号時に電源電圧を低くしている。

この場合従来は、異なるレベルの電源電圧を得るために
、それぞれに対してトランスの巻線と整流回路が必要で
構成が複雑になり、これはさらに製造作業性、スペース
、価格などの問題へつながる。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、異なるレベル
の複数の電源電圧をトランスの１つの巻線と一組の整流
回路を用いて得ることができ、構成が簡単で製造作業性
、スペース、価格などの問題も解決できる電力増幅器を
提供することを目的とする。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明すると、第
１図において、１１は入力信号源で、この入力信号源１
１はＮＰＮ形のトランジスタ１２、ＰＮＰ形のトランジ
スタ１３（共に増幅素子）のベースに接続されており、
このトランジスタ１２，１３のエミツタは共通接続され
負荷１４を介して接地される。

１５は電源トランスで、１次巻線がＡＣ１００〔■〕の
商用電源に接続される。

一方、電源トランス１５の２次巻線は中点が接地される
とともに、両端がダイオードブリッジ整流回路１６の交
流入力側に接続される。

この整流回路１６は４本のダイオード１７１〜１７４を
ブリッジ接続して構成され、直流出力部の一方であるＡ
点には電源平滑用のコンデンサ１８の一端が接続され、
このコンデンサ１８の他端は接地される。

また、整流回路１６のＡ点にはダイオード１９のアノー
ドが接続されるもので、このダイオード１９のカソード
が上記トランジスタ１２のコレククに接続される。

さらに、ダイオード１９のカソード側に電源平滑用のコ
ンデンサ２０の一端が接続され、このコンデンサ２０の
他端がスイッチ２１の可動端子２１ａに接続されるもの
で、このスイッチ２１の第１，第２の固定端子２ｌｂ，
２１ｃはコンデンサ１８の両端に接続される。

この場合、第１の固定端子２１ｂがコンデンサ１８の他
端、第２の固定端子２１ｃがコンデンサ１８の一端に接
続される。

同様に、整流回路１６の直流出力部の他方であるＢ点お
よびトランジスタ１３のコレクタ側にも電源平滑用のコ
ンデンサ２２，２３、ダイオード２４およびスイッチ２
５が設けられており、コンデンサ２２はＢ点と接地間に
接続され、ダイオード２４はＢ点とトランジスタ１３の
コレクタ間に、Ｂ点側にカソード、トランジスタ１３側
にアノードを設けて接続され、コンデンサ２３はダイオ
ード２４のアノ一ドとスイッチ２５の可動端子２５ａ間
に接続されており、スイッチ２５の第１，第２の固定端
子２５ｂ，２５ｏはコンデンサ２２の両端に接続される
。

この場合、第１の固定端子２５ｂがコンデンサ２２の接
地された他端、第２の固定端子２５ｃがコンデンサ２２
の一端に接続される。

次に、動作について説明するが、増幅素子であるトラン
ジスタ１２．１３にはそのベースに入力信号が供給され
ることにより電流が流れ、この電流は負荷１４に流れる
。

この場合、入力信号の正の半波においてはトランジスタ
１２に電流が流れ、このトランジスタ１２を介して負荷
１４に電流が流れ、負の半波においてはトランジスタ１
３に電流が流れ、このトランジスタ１３を介して負荷１
４に電流が流れる。

一方、商用電源のＡＣ１００Ｖの電圧が電源トランス１
５の１次巻線に供給されており、これにより電源トラン
ス１５の２次巻線から所望の電圧が取出される。

そして、この電圧がダイオードブリッジ整流回路１６に
より整流されるとともに、コンデンサ１８，２０または
２２，２３により平滑されて直流に変換されるものであ
り、この直流電圧が上記トランジスタ１２．１３に供給
されることによりこのトランジスタ１２，１３が上述の
ように動作可能となる。

ところで、トランジスタ１２．１３に直流電圧を供給す
る場合、コンデンサ１８．２０または２２．２３に充電
された電圧が供給源となり、このコンデンサ１８，２０
または２２，２３は整流回路１６の出力電圧により直
接またはダイオード１９．２４を介して個々にその電圧
レベル■１マで充電される。

しかして、スイッチ２１、２５は小信号時可動端子２１
ａ，２５ａが第１の固定端子２１ｂ，２５ｂに接続され
るもので、可動端子２１ａ，２５ａか第１の固定端子２
ｌｂ，２５ｂに接続されると、コンデンサ２０．２３の
他端が接地され、これによりコンデンサ１８，２０また
は２２，２３が並列接続となる。

したがって、コンデンサ１８，２０または２２，２３が
トランジスタ１２．１３に対する電圧の供給源となるが
、この場合は電圧■，がトランジスタ１２．１３に供給
される。

すなわち、トランジスク１２，１３は、小信号時、電圧
ｖ１の低い電源電圧で動作する。

一方、大信号時、スイッチ２１．２５は可動端子２１ａ
，２５ａが第２の固定端子２１ｃ，２５ｃに接続される
もので、可動端子２１ａ，２５ａが第２の固定端子２１
ｃ，２５，に接続されると、コンデンザ２０．２３の他
端がコンデンサ１８，２２の一端に接続され、ダイオー
ド１９，２４がオフずるので、コンデンサ１８，２０ま
たは２２．２３が直列接続さなる。

この場合、コンデンサ１８，２０，２２，２３は個々に
電圧■１まで充電されている。

したがって、コンデンサ１８，２０または２２，
２３が直列接続されると、それぞれの全体の電圧は２Ｖ
１となり、この電圧２■１がトランジスタ１２．１３に
供給される。

すなわち、トランジスタ１２．１３は、大信号時、電圧
２■１の高い電源電圧で動作する。

したがって、このような電力増幅器によれば、小信号時
に電源平滑用のコンデンサ１８，２０または２２，２３
を並列接続することにより低い電源電圧を得、大信号時
にコンデンサ１８．２０または２２．２３を直列接続す
ることにより高い電源電圧を得るものであるから、異な
るレベルの電源電圧を電源トランス１５の１つの２次巻
線と一組の整流回路１６を用いて得ることができ、構成
が簡単で製造作業性、スペース、価格などの問題も解決
できる。

また、小信号時、つまり音楽信号を入力した時の平均レ
ベルでは、コンデンサ１８，２０または２２，２３が
並列接続となるので電圧変動、リツプル含有率も低く抑
えられる。

さらに、信号レベルに応じて電源電圧が変化するので電
力効率が高まることは勿論であり、これにより放熱板、
電源トランス１５の小型化が可能になる。

上記実施例では、スイッチ２１、２５によりスイッチ回
路を構成して、コンデンサ１８，２０または２２，２３
の小信号時の並列接続と大信号時の直列接続とをスイッ
チ２１、２５で行うようにしているが、半導体素子によ
りスイッチ回路を構成して上記接続を自動的に行うよう
にしたのが第２図に示す第２の実施例である。

したがって、この実施例においては、入力信号源１１が
ダイオード２６およびツエナーダイオード２７を介して
ＮＰＮ形のトランジスタ２８のベースに接続されており
、このトランジスタ２８のベースは抵抗２９を介して接
地される。

また、トランジスタ２８のベースがＰＮＰ形のトランジ
スタ３０のベースに接続され、このトランジスタ３０の
コレクタがＮＰＮ形のトランジスタ３１のベースに接続
されており、このトランジスタ３１のコレクタがＰＮＰ
形のトランジスタ３２のベースに接続されるもので、こ
のトランジスタ３２のコレクタおよびトランジスタ３１
のエミツタは接地される。

一方、トランジスタ２８のエミツタ、トランジスタ３０
のエミツタおよびトランジスタ３２のエミツタが共通接
続されるもので、この共通接続部にコンデンサ２０の他
端が接続される。

また、共通接続部にダイオード３３のカソードが接続さ
れ、このダイオード３３のアノードが接地されており、
このダイオード３３がトランジスタ３２と並列に設けら
れる。

同様に、ダイオード３４、ツエナーダイオード３５、抵
抗３６、トランジスタ３７，３８，３９，４０およびダ
イオード４１が設けられており、入力信号源１１がダイ
オード３４およびツエナーダイオード３５を介してＰＮ
Ｐ形のトランジスタ３７のベースに接続され、このトラ
ンジスタ３７のベースが抵抗３６を介して接地される。

また、トランジスタ３７のベースがＮＰＮ形のトランジ
スタ３８のベースに接続され、このトランジスタ３８の
コレクタがＰＮＰ形のトランジスタ３９のベースに接続
されており、このトランジスタ３９のコレクタがＮＰＮ
形のトランジスタ４０のベースに接続されるもので、こ
のトランジスタ４０のコレクタおよびトランジスタ３９
のエミツタは接地される。

一方、トランジスタ３７のエミツタ、トランジスタ３８
のエミツタおよびトランジスタ４０のエミツタが共通接
続されるもので、この共通接続部にコンデンサ２３の他
端が接続される。

また、共通接続部にダイオード４１のアノードが接続さ
れ、このダイオード４１のカソ一ドが接地されている。

なお、第２図において、第１図と同一部分は同一符号を
付してその説明を省略する。

すなわち、小信号時、トランジスタ２８はオフ状態であ
り、一方３段ダーリントン回路のトランジスタ３２はオ
ン状態となる。

したがって、コンデンサ２０は充電時にトランジスタ３
２を介して他端が接地され、放電時にダイオード３３を
介して接地されるものであり、これによりコンデンサ１
８，２０が小信号時に並列接続となる。

一方、大信号が入ってトランジスタ１２のベース電位が
上昇すると、ダイオード２６およびツエナーダイオード
２７を介してトランジスタ３０に逆バイアスがかゝり、
このトランジスタ３０を含む３段ダーリントン回路のト
ランジスタ３２がオフ状態となる。

一方、ダイオード２６およびツエナーダイオード２７を
介してトランジスタ２８がオン状態となるもので、この
トランジスタ２８がオン状態となることによりこのトラ
ンジスタ２８を介してコンデンサ２０の他端がコンデン
サ１８の一端に接続され、ダイオード１９．３３がオフ
するので、コンデンサ１８．２０が直列接続となる。

なお、上記説明はトランジスタ１２、コンデンサ１８，
２０側に関してであるが、トランジスタ１３、コンデン
サ２２．２３側に関しても、ダイオード３４、ツエナー
ダイオード３５、トランジスタ３７，３８，３９，４０
およびダイオード４１により同様に行われる。

また、第３図は第３の実施例を示し、この場合はＮ個の
コンデンサとＮ−１個のスイッチを用意することにより
Ｎ種のレベルの電源電圧を作り、信号レベルに応じて増
幅素子の電源電圧を細かに変化させるようにしたもので
ある。

すなわち、Ｎ個のコンデンサ４２，，４２２・・・４２
ｎの一端がＮ一１個のダイオード４３．，４３２・・・
４３ｎ−１を順次介在して接続される。

また、整流器側端のコンデンサ４２ｎの他端が接地され
るとともに、このコンデンサ４２ｎを除くその他のコン
デンサ４２１，４２２・・・４２ｎ−１の他端がＮ−１
個のスイッチ４１、，４４２・・・４４，１の可動端子
４４ａに順次接続されており、このスイッチ４４１，４
４２・・・４４．１の第１の固定端子４４１，が整流器
側の隣接するコンデンサ４２２，４２３・・・４２ｎの
他端に接続され、第２の固定端子４４ｏが同一コンデン
サ４２２，４２３・・・４２ｎの一端に接続される。

すなわち、Ｎ−１個のスイッチ４４１，４４２・・・４
４ｎ−１すべての可動端子４４ａを第１の固定端子４４
ｂに接続すればＮ個のコンデンサ４２１，４２２・・・
４２ｎが並列接続されるが、信号レベルの増大に応じて
増幅素子側のスイッチ４２１から順次可動端子４４ａを
第２の固定端子４４ｃに接続すれば、Ｎ個のコンデンサ
４２１，４２２・・・４２ｎが順次直列接続されるよう
になり、電源電圧を信号レベルの増大に応じて細かに高
く変化させることができる。

以上詳述したように、本発明の電力増幅器によれば、電
源電圧を信号レベルに応じて変化させることができるが
、電源平滑用のコンデンサの接続の切換えにより電源電
圧を変化させるようにしたから、構成が簡単で製造作業
性、スペース、価格などの問題も解決でき、しかも小信
号時の電圧変動、リツプル含有率を低く抑えることがで
きるなど多大な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電力増幅器の一実施例を示す回路
構成図、第２図および第３図はそれぞれ本発明の他の実
施例を示す回路構成図である。１１・・・・・・入力信号源、１２，１３・・・・・・
トランジスタ、１５・・・・・・電源トランス、１６・
・・・・・ダイオードブリッジ整流回路、１８，２０・
・・・・・コンデンサ、２１・・・・・・スイッチ、２
２，２３・・・・・・コンデンサ、２５・・・・・・ス
イッチ、２７・・・・・・ツエナーダイオード、２８，
３０〜３２・・・・・・トランジスタ、３３・・・・・
・ダイオード、３５・・・・・・ツエナーダイオード、
３７〜４０・・・・・・トランジスタ、４１・・・・・
・ダイオード、４２１〜４２ｎ・・・・・・コンデンサ
、４４１〜４４ｎ−１・・・・・・スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】１増幅素子を動作させる電源電圧を信号レベルに応じ
て変化させるようにした電力増幅器において、個々に充
電される電源平滑用の複数のコンデンサと、このコンデ
ンサを並列接続から信号レベルの増大に応じて直列接続
に切換えるスイッチ回路とを具備することを特徴とする
電力増幅器。２スイッチ回路を半導体素子を用いて構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電力増幅器。