JPS59158608A - 出力回路 - Google Patents

出力回路

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JPS59158608A
JPS59158608A JP58033497A JP3349783A JPS59158608A JP S59158608 A JPS59158608 A JP S59158608A JP 58033497 A JP58033497 A JP 58033497A JP 3349783 A JP3349783 A JP 3349783A JP S59158608 A JPS59158608 A JP S59158608A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルス幅変調電力増幅回路などのスイッチング
素子によって駆動される出力回路に関し、特に出力段の
スイッチング時における電力損失を極小に抑えるように
した出力回路に関する。
この種の出力回路として例えばパルス幅変調電力増幅回
路があり、第１図はその従来回路會示して込ろ。
図において、正電源、負電源を各々供給する電源端子１
，２の間には、バフ　−ＭＯＳ　Ｆ　ＥＴ　Ｑｌ、Ｑ、
がコンプリメンタリ接続されてお）、各ゲートにはパル
ス幅変調信号が入力されて−る。
またＦ　Ｅ　Ｔ　Ｑｓ　−（ｈの接続点は、インダクタ
し。
、容量Ｃ３による低域通過フィルタ３に接続され、その
出力は出力端子４に導かれている。ＦＥＴ　Ｑｌ−Ｑｌ
は通常、その逆方向にダイオード全内蔵する構造になっ
てお）、これは第１図のＤｓ−Ｄｔで示される。
第２図にＮチャンネルパワーＭＯ８ＦＥＴ　の特性の典
型的な例を示す。横軸にト°レイン、ソース間電圧ＶＤ
Ｓ、縦軸にドレイン電流ＩＤをとり、ゲート、ンース間
電圧ＶＧＳｆパラメータにしたものである。ＶＤＳ＜０
の部分が上記の内蔵ダイオード°の特性に相当する。
パルス幅変調電力増幅器では％通常、そのキヤリア周波
数を除去するために出力にインダクタと容邦とを用すた
フィルタが用いられるが、このインダクタの逆起電流を
吸収するために第１図のＤｌ、Ｄ、に相当するダイオー
ドが必要トなる。しかし、上記のようなＭＯＳＦＥＴを
出力段に用いれば、このダイオードを内蔵しておシ、回
路の簡素化をはかることができた。
しかし、この内蔵ダイオードは逆回復時間が長く、逆回
復電流も比較的太きｂため以下に述べるような欠点を有
している。
いま、正側に変調が深くかけられ、ＦＥＴＱｓ、Ｑ、の
接わ゛「点の電圧が第３図ａに示すｖｌのようになった
場合を考える。このときインダクタＬ１にＩ″ｉ、ＦＥ
ＴＱｔの順電流ｉ、（第３シ＋ｂ）と内蔵ダイオードＤ
、のＪ＠雷電流２（ＦＥＴ　Ｑ　ｘの逆電流）とが交互
に流れ、理想的には第３図Ｃの実線で示すようになる。
しかし、実際には上記内蔵ダイオードの逆回復時間が数
百ｎ８ｅｅ程度あり、電流ｉ、は第３図Ｃの破線で示す
ような波形となる。このときＦ”ＥＴＱ□は導通してい
るため、電流１１　も第３図１ｂの破線で示すような波
形になる。この電流はクロスカレントと呼ばれ、正電源
→ＦＥＴＱ１−４゛イオードＤ２→負電源という経路を
流れるため、電力打ｉ失が非常に犬きくなって［７丼う
。従来、パルス幅変ｆｌｔ＋ｊｌ　ＩＩｔ力増幅器を構
成しても、その本来のメリットである効率の良さを十分
に竹保できなかったのは上記の原因に起因するところが
犬きｂ０実験によると、変ｐ＋　＋かけた時の出力段の
全軍力石失の６０〜７０％が上記原因によるものである
ことが判明した６植１図の回路を用いたときの出力電力
と出力段重、力損失および効率の一例ｆ第４図に示す。
従来のパルス幅変調宵５力増幅器の出力回路は以上のよ
うにダイオードの逆回復電流の影簀によってその本来の
メリットである効率の良さを十分に発揮できず、実用化
が阻害されてｂた。
この発ＢＩＪＦｉ上［ｉ已のような従来のものの欠点を
除去するために成されたもので、出力段のスイッチング
素子に通常のスイッチング動作に影響’ｒ４４なり程度
のインダクテイブ素子を直列に挿入し、かつ逆起電流吸
収用の高速ダイオードを別個に設けることによって、効
率の良い出力回路を提供すふことを目的として因る。
以下、この発明の一実施例を図に基いて説明する。第５
図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、第１図と
同一箇所には同−付合を付しである。パワーＭＯ８ＦＥ
ＴＱ　１およびＱ２の各ト°レインを、インダクテイブ
素子Ｌ２．Ｌｓを通じて接続し、この接続点にダイオー
ドＤ、のアノードおよびダイオードＤ４のカソードを接
続する。ダイオード”　Ｄ　、のカソードおよびダイオ
ードＤ４の７ノート°は各々正および負電源に接続する
。
インダクテイブ素子Ｌ　２−　Ｌ　ａは１通常のスイッ
チング動作に影響を与えない程度のインダクタンス（２
μＨ以下）を有するもので、たとえば空芯フィルやビー
ズコアなどを…いる。また、ダイオードＤ！、Ｄ４は高
速スイッチング用のもので、たとえば逆回復時間が数十
ｎ８ｅｅ以下の素子を主因る。
次に、この発明の動作につｂて説明する。圧側に変調が
深くかけられたときの谷部の電圧。
電流波形を第６図に示す。ここで電流ｉ３は、ダイオー
ドＤ４を順方向に流れる電流である。
また第６図の一部を拡大し電流１２とｉ、を分けて詳し
く図示したものが第７図である。ＦＥＴＱｌが非導通と
なり電流ｉ□が遮断されるとダイオードＤ２およびＤ４
を通じ電流１２およびｉ３が各々流れはじめる。このと
き、インダクテイブ素子Ｌ３が存在するため、まず全電
流が１３に流れ徐々にｌ、が増加する。電流ｉ、が増加
方向にあると、インダクテイブ素子Ｌ３において電圧降
下を生じＺ、ため、ダイオードＤ。
にはあ捷り大きな順方向電圧が立たず、電流の大半はダ
イオードＤ４を流れた状態で推移する。次にＦＥＴＱＩ
が導通すると電圧２／１１は正電源電圧近くまで上昇す
るが、このときのダイオードＤ２．Ｄ４の動作を詳しく
述べる。ダイオードＤ４は瞬時的に逆電圧が印加され順
電、流が遮断されて逆回復電流が流れる。しかし、ダイ
オード”Ｄ、が高速ダイオードであることから、この逆
回復電流はわず゛かなもので、しかも逆回復時間も短し
、、７一方、ダイオードＤ２は、インダクテイプ素子り
、が直列に存在してしるため、電流ｉ、の変化は比較的
ゆるやかとなり、逆回復を流も抑えられ、第７図ａ、ｌ
）のようになる。
この結果、これ倉合成した波形ｉ２＋ｉ、け第６図Ｃに
示すようζ二逆回復電流の非常に小さｂものとなり、正
電源→ＦＥＴＱｓ→ダイオードＤ２゜Ｄ４→負電源とじ
う経路を流れるいわゆるクロヌカ１／ントが大幅に減少
することがわかる。これによって、出力段における電力
損失は著しく改善され、効率が大幅に向上する。この発
明に基〈回路で実験した結果を第８図に示す。
なお、上Ｈ１実施例では出力段のスイッチング用にパワ
ーＭＯ８ＦＥＴを用いたものを示したが、これはＭＯＳ
ＦＥＴに限定されるものでなく、双方向性を持つ素子で
あ九ば上記実施例と同様の効果を奏する。
また、上記の説明ではコモン、ソースの場合の例を用い
たが、コモン、ドレインであってもそのドレインまたは
ソースにインダクテイプ累子を挿入することによシ上記
実施例と同様の効果を奏する。さらに第９図に示すよう
に、スイッチング素子に同極性の素子（図ではＮチャン
ネル）を用Ｉｎ７）場合にも、各素子に直列にインダク
テイプ素子Ｌｘ　−Ｌｓｔ−用いることによって同様の
効果を奏する。
菫だ、上記の例ではスイッチング素子が双方向性を有す
るものにつ込て説明したが、バイポーラトランジスタの
ような単一方向性の素子を使用した場合にもベース、コ
レクタ間のＰＮ接合を通して流れる電流を抑えるために
上記のようなインダクテイプ素子を甲因ることは有効で
ある。
第１Ｏ図乃至第１２図はこのバイポーラトランジスタＱ
　１−　Ｑ、Ｉを用いたときの実施例を示し、上記実施
例と同様の動作及び効果を有する。
尚、上記各実施例ではパルス偏置ｇｌＡＮ力増幅回路に
ついて説明したが、スイッチング電源のように高速スイ
ッチング動作が要求される回路ｌ二も適用できる。
以上のよ、うに、この発明によれば、出力段スイッチン
グ素子の逆方向電流を抑えることができるようにインダ
クテイブ素子を用いたので、クロスカレントを激減させ
ることができ、効率のすぐれた出力回路を実現すること
ができる、
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のパルス幅変調電力増幅器の出力回路を示
す回路図、第２図はパワーＭＯ８ＦＥＴの特性の一例を
示す図、第３図ａ、ｂ、ｃは従来のパルス幅変調電力増
幅器の出力回路の各部動作波形ケ示す図、第４図は従来
のパルス幅変調電力増幅器の出力電力に対する出力段電
力損失および効率の例を示す図、第５図は本発明の一実
施例による出力回路を示す回路図、第６図ａ、ｂ、→砲
７図ａ、ｂは本発明の詳細な説明するための各部波形を
示す図、第８図は本発明による出力電力に対する出力段
電力損失および動電の例を示す図、第９図乃至第１２図
はそれぞれ本発明の他の実施例を示す回路図である。 １．２・・・・・・電源端子 ３・・・・・・低域通過フィルタ ４・・・・・・出力端子 Ｑ＝、Ｑ２・・・・・・ＭＯ８ＦＦ；Ｔまたはバイポー
ラトランジスタ Ｌ、、　Ｌ、・・・・・・インダクティプ累守Ｄ□〜Ｄ
４・・・・・・ダイオード 特許出願人 パイオニア株式会社 第１図 第２図 第３図 一第４図 ’ｒ−ｖり了ＪＦＩ！ＩＪ’　Ｅｌρ０１ＣＨｔ湘【緊
力利側Ｊ１女１に目１ 出力電力　（Ｗ） 第５図 弔６図 第７図　　　　第８図 ０　　　　　５０　　　　　ｌｏ。 あり電力（Ｗ） 第９図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）正電源と負電源間に一対のスイッチング素子が直
    列に接続され、その接続点を出力端とする出力回路であ
    って、前記スイッチング素子の接続点と正負各軍、源間
    にダイオードを各々接続するとともに、各スイッチング
    素子に直列にインダクテイブ素子を挿入したことを特徴
    とする出力回路。
  2. （２）　　前記スイッチング素子は双方向性素子である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の出力回路
    。
JP58033497A 1983-02-28 1983-02-28 出力回路 Granted JPS59158608A (ja)

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JP58033497A JPS59158608A (ja) 1983-02-28 1983-02-28 出力回路
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JPH0357643B2 JPH0357643B2 (ja) 1991-09-02

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