JPS6012807B2 - Ｂｔｌ方式増幅装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＢＴＬ（母ｌａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓ＆ｒｍｅ
ｒにｓｓ）方式を用いた増幅器（以下アンプと示す）の
保護回路に関するものである。

ＢＴＬ方式とは第１図に示す様に同一の入力信号源に対
して、等しい電圧電流利得を持つ互いに逆相のアンプ１
、アンプ２を配置し、各アンプの出力端間に負荷３を接
続して出力を取り出す方式である。

この方式に依れば出力として取り出すことのできる電圧
及び電流が理論的には単独で上記アンプを使用した場合
に比べて２倍になるのでパワーとしては４倍のものを取
り出すことができることになる。

この為、／・ィパワー化を目指す場合に有利な構成であ
るが、アンプ１及びアンプ２の出力機が直接負荷３に接
続されるので負荷３は直流的に接地電位（ＧＮＤ）から
浮いた状態になる。したがって何らかの原因でアンプ１
又はアンプ２の出力側が直流的に短絡されると、短絡さ
れた側のアンプには大電流が流れ破壊に至る危険性があ
る。例えば第１図に示した様に負荷３としてスピーカが
接続される場合、実際にはスピーカの外皮は接地される
のでスピーカを接続する時に、上記のごとき事故が起る
確率が非常に高い。この為従来は第２図に示す様に端子
５−５′，６一６′間に破壊防止用コンデンサ、あるい
はヒューズを接続して、スピーカの両端が直流的に短絡
しても各アンプが破壊しない様にしていた。

しかし、コンデンサを用いるとすると大容量のものが必
要であるため高価となるし、またヒューズは切れる度に
取り換えなければならず非常に不便であった。この様な
理由からＢＴＬ方式は従来実用性に欠ける面があった。

本発明は上記の様な欠点に鑑みなされたもので、目的と
するところは、ＢＴＬ方式のアンプに復元性を有し、か
つ低廉な保護回路を設けることにより、ＢＴＬ方式をよ
り実用的なものにすることである。本発明においては、
ＢＴＬ方式のアンプの出力端間に負荷と並列に等インピ
ーダンスを有するインピーダンス体の直列接続を接続し
、これらのインピーダンス体の共通の接続点の電位が、
負荷側に短絡事故が発生した時に変化することを利用し
、これを検出して、アンプに過大電流が流れるのを速や
かに防ぐ構成をとっている。

以下図面を参照しながら本発明につき説明する。

第３図ａ，ｂは本発明の基本概念を説明するための図面
である。

すなわちアンプー、アンプ２、負荷３よりなる従来のＢ
ＴＬ方式の増幅装置の構成に対し、アンプー、アンプ２
の出力端間に負荷３に並列に、等しいインピーダンスを
有するインピーダンス体７，８の直列接続を接続してい
る。

さてここでインピーダンス体７，８の接続点ａの直流電
位について考えてみる。アンプー、アンプ２の直流出力
電位が等しく、また交流出力も互いに逆相で等しい振幅
を持っているとすれば、接続点ａの直流電位は交流出力
波形に関係なく一定電位（アンプ１，２の出力電位）と
なる。

すなわちアンプ１，２の直流出力電位が電源電圧Ｖｃｃ
の１／２つまり１／２Ｖｃｃに選ばれたとすると、ａ点
の電位は交流出力波形に関係なく常に１′２Ｖづこなる
。さてここで第３図ｂの様に何らかの原因により負荷の
スピーカ３の片方の端子（例えばアンプ２側）が接地電
位に短絡されたとすると、ａ点にはアンプ１の交流出力
の１／２が出てくるが、その平均直流電位は、この場合
、アンプーの直流出力電位の１／２すなわち１ノ４Ｖｃ
ｃに低下する。

これはアンプ１側に接地短絡事故が起きても同様である
。本発明は上記の現象、すなわち負荷側に接地短絡事故
が発生した時にａ点の直流電位が例えば１／２Ｖｃｃか
ら１／４Ｖｃｃに変化することに注目してなされたもの
である。さて第４図は本発明の一実施例を示す図である
。

第３図ａ，ｂ、に示すそれぞれの構成要素に相当するも
のについては同符号を付すことにより説明を省略する。
さてインピーダンス体７，８の接続部ａは比較器９の反
転入力側（以下（一）側と示す）に接続され、この比較
器９の非反転入力側（以下（十）側と示す）には設定電
圧Ｖｒｅｆが接続されている。

そして、この比較器９の出力はＮＰＮ形トランジスタ１
０，１１のベースに供給されており、トランジスタ１０
，１１のェミッ外ま接地されている。またコレクタはそ
れぞれアンプー，２に接続されている。今、アンプー，
２の直流出力電位が１／２Ｖｃｃ、設定電圧Ｖｒ〆が３
／８Ｖｃｃであるとする。

正常な動作の時にはａ点の電位は１／２Ｖｃｃとなり、
１／２Ｖｃｃ＞３／８Ｖはであるため比較器９の出力は
低電位○となるためトランジスタ１０，１１は動作せず
アンプ１，２は正常な増幅動作を続ける。さて、負荷側
（例えばアンプ２側）に援地短絡事故が発生するとａ点
の電位はＦｉｇ５に示す如く変化する。

すなわちアンプーの直流出力電位の１／２、すなわち１
／４Ｖｃｃにアンプーの交流出力の１／２が重畳される
ことになる。さて、トランジスター０，１１力ＩＯＮす
るのは比較器９の出力が高電位｛１｝‘こなる時、すな
わち設定値Ｖｒｅｆの方がａ点の電位より高くなる時で
ある。

したがって第５図で言えばｔ，〜ｔ２間ということにな
る。

そして、このｔ，〜ｔ２間にはトランジスタ１０，１
１が○Ｎし、アンプ１，２の保護動作が開始される。こ
の保護動作としては例えば、トランジスタ１０，１１が
アンプ１，２に流入する電流をバイパスすることにより
行なわれる。これによりアンプ１，２の出力が零になる
。ところで第５図からも明らかな様にアンプ１の交流出
力が大きい場合、負荷側が接地短絡事故を起こしてもｔ
ｏ〜Ｌの様にａ点電位が３／８Ｖｃｃより高い範囲が出
てくる可能性がある。しかし例えば設定電圧Ｖｒｅｆを
３／８Ｖはとし、アンプ１の交流出力がひずみのない交
流信号であるとすると、し〜ｔ，は最大１／３サイクル
期間であり、この期間にのみアンプ１，２に過電流が流
れることになるため、アンプー，２のＡＳ．○（安全動
作領域）は実効的にブル副こ向上することになる。

したがって第４図の構成によりＢＴＬ方式のアンプ１，
２は負荷側短絡時において保護されることになる。勿論
、設定電圧Ｖｒｅｆを３／８Ｖｃ。よりもさらに大きく
すればｔｏ〜ら間はさらに締まることになる。第６図は
保護回路の構成の一例を具体的に示した図であり、電流
スイッチ回路を付加することにより保護回路に復元性が
付加されている。

すなわちインピーダンス体７，８はそれぞれ抵抗７１，
７４、ダイオード７２，７３および抵抗８１，８４、ダ
イオード８２，８３により形成されている。

そして、比較器９はトランジスタ９１，９２、抵抗９３
により構成されており、保護回路に復元性をもたせるた
めにトランジスタ１０１，１０４，１０７、抵抗１０３
，１０４，１０５、ダイオード１０６よりなる一連の構
成により電流スイッチ回路が形成されている。さて動作
について説明する。

正常な動作状態の時低抗７１とダイオード７２の接続点
ｂ、抵抗８１、ダイオード８２の接続点ｃの電位は等し
いためトランジスター０１，１０４は動作しない。

したがって比較器９には電流が流れない。さて、負荷側
、例えばアンプ２側に接地短絡事故が発生するとアンプ
２側の出力電位は雲電位となり、アンプ１の直流出力電
位（例えば１′２Ｖｃｃ）との間に１／２Ｖｃｃの電位
差が生ずる。

これによりｂ−ｃ間にも電位差が生じトランジスタ１０
１，１０４が○Ｎし、比較器９に電流が流れ始める。そ
して比較器９の設定電圧Ｖｒｅｆを３′８Ｖｑに設定し
ておくとすると３／８Ｖｃｃ＞ａ点の電位の関係の時に
トランジスタ９２カのＮし、同時にトランジスタ１０，
１ １が○Ｎして、所定の保護動作が行なわれる。さて
、この保護動作の結果、アンプ１、アンプ２の両方の出
力端の電位が接地電位に等しくなったとすると、ｂ−ｃ
間の電位差が再びなくなるためトランジスター０１，１
０４には電流が流れなくなり、したがって比較器９にも
電流が流れなくなり、トランジスタ１０，１ １も○Ｆ
Ｆして、最初の状態に復元する。

第７図は本発明の他の一実施例を示す図である。

第４図に示す構成要素に相当するものについては同一符
号を付すことにより説明を省略する。ごて第７図の実施
例は比較器９，９′を備えておりその両出力力ミＡＮＤ
回路１２に加えられ、このＡＮＤ回路１ ２の出力によ
りトランジスタ１０，１１が動作する様になっている。
したがって比較器９，９′の両出力が高電位【１’の時
にトランジスタ１０，１１がＯＮする構成になっている
。つまり設定電圧Ｖｒｅｆ，，Ｖｒｅｆ２の関係がＶｒ
ｅｆ．＞Ｖｒｅｆ２の時、接続点ａの電位ＶａがＶｒｅ
ｆ，＞Ｖａ＞Ｖｒｅｆ２の時にトランジスタ１０，１１
０Ｎしてアンプ１，２に対する保護動作が行なわれるよ
うになっている。したがってアンプ１，２の直流出力電
位が１／２ＶＱであるとすると、例えばＶｒｅｆ，＝１
／２Ｖｃｃ，Ｖｒ繁２＝０と選ぶことによってトランジ
スタ１０，１１が０くＶａ＜１′２Ｖｃｃの範囲でＯＮ
するので、第５図を参照すれば明らかな如く、負荷側に
接地短絡事故が発生した時にアンプ１，２を保護する動
作が行なわれることになる。

勿論、Ｖａ≧１′２ＶｑＶａＳＯの時にはトランジスタ
ー０，１ １は○Ｎしないため保護回路の保護動作が行
なわれるので、アンプ１，２の出力がなくなり、ａ点の
電位が零になった時にトランジスタ１０，１１は○ＦＦ
し、アンプ１，２は増幅動作を行なう様になり、元の状
態に復帰する。なお、本発明の説明中保護動作がアンプ
１，２に対するバイパス作用によって行なわれる旨述べ
たが、これは例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限
定するものではないことを理解すべきである。以上説明
した様に、本発明は正常な動作時と、負荷側に接地短絡
事故が起した異常動作時とで直流電位が変化するａ点を
設けたため、この点の電位変化によって動作する復元性
を有する保護回路が容易にＢＴＬ方式のアンプに付加可
能となった。

また、保護回路もトランジスタ、抵抗等により構成でき
るため、ＩＣ化も可能であり生産性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第２図は従釆のＢＴＬ方式増幅装置を示す図
、第３図ａ，ｂ、は本発明の概念を説明するための図で
あり、第４図乃至第７図は本発明の一実施例およびａ点
の電位の様子をそれぞれ示す図である。 １，２・・・・・・アンプ、３・・…・負荷、７，８・
・…・インピーダンス体、９，９′・・・・・・比較器
、１０，１１・…・・トランジスタ、１２・・・・・・
ＡＮＤ回路。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一の入力信号をそれぞれ正相及び逆相で同一電圧
   利得にて増幅する第一の正相増幅器及び第二の逆相増幅
   器を有し、前記第一と第二の増幅器の出力端間に負荷を
   接続して出力を取り出すＢＴＬ方式の増幅装置に於いて
   等しいインピーダンスを持つ第一、第二のインピーダン
   ス体の直列接続を前記第一、第二の増幅器の出力端間に
   前記負荷と並列に接続し、負荷側短絡時に前記第一、第
   二のインピーダンス体の共通接続部の電位が変化するこ
   とにより動作して、前記第一、第二の増幅器に過電流が
   流れるのを防止する保護回路が備えられていることを特
   徴とするＢＴＬ方式の増幅装置。 ２ 前記保護回路が、前記第一、第二のインピーダンス
   体の接続部の電位と、設定された設定電圧とを比較する
   比較手段を備え、この比較手段の出力に応じて動作する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＢＴＬ方
   式の増幅装置。