JPS60198907A - トランスレス式プツシユプル出力回路 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、各出力段トランジスタのベース間に接続した
バイアス電圧源によって無負荷時電流を自動的に調整す
る回路装置を備えた相補形出力段トランジスタを有する
トランスレス式プッシュプル出力段（ＯＴＬブツシュゾ
ル回路）に関する。

従来の技術 その種の回路装置は、ブツシュゾルで作動する出力段に
よる負荷電流の零点通過の際の伝送歪の除去のため、例
えば出力段のクリルファクタの低減のために、無負荷時
電流として出力段を流れるクロスカレントを必要とする
。この無負荷時電流は、固定的に調整され、効率を良く
するためにはできる限り小さくしなければならない。こ
の調整の際、効率の良さと出方段のクリルファクタの小
ささとのがね合いの点で良好な対策を講する必要がある
。固定的に調整された無負荷時電流の場合、熱的に不安
定になる恐れがあり、それによって電力トランジスタが
被荷電流は、出力段トランジスタの・々イ゛アス電圧□
を介して調整される。この出力段トランジスタの調整は
、著しい困難性がある。と言うのは、ＵＢ６／工。特性
曲線は指数関数的に上昇し、温度依存性が太きいからで
ある。そのため、・９イアス電圧の発生のために、例え
ばサーミスタ、ダイオ−Ｐまたはトラン、ノスタのよう
な温度依存の素子が使われる。これらの素子は、出力ト
ランジスタと同じ熱依存性を有しておシ、出力段トラン
ジスタと熱的に密に接触させなければならない。

発明が解決しようとする問題点 このような手段は、例えば、回路装置が別個の素子で構
成されている場合、〜・くつかの重要な欠点を有してい
る。個々の素子の製作上のばらつきを補償するために、
生産中、費用がかかる調整過程を必要とする。電力トラ
ンジスタと感温素子とを完全に熱結合することはできな
いのｆ１無条件に熱的な安定を保証することは↑きない
。その結果、無負荷電流が高くなり、それによって先ず
効率が悪くなる。無負荷電流が更に高くなると、出力段
トランジスタが破壊されることがある。供給電圧の変動
によ、つて、無負荷電流および熱的な安定性が影響を受
けるおそれがアシ、それによって、供給電圧の制御され
ない可聴周波増幅器の場合、特に問題となる。前述の欠
点は、例えば、ノ・イゾリツド構成のプッシュプル装置
にもあてはまる。このハイブリツｒ構成のプッシュプル
装置の場合、制御ユニットは有利にはモノリシックに集
積化され、出力段素子は個別に構成されている（例えば
、ナショナル・セミコンダクタ社の集積回路ＬＭ３９１
）。集積化された電力増幅器の場合でも、この問題を除
去することはできない。

しかし、自動的な無負荷電流調整装置を用いると、前述
の欠点を完全に除去することがｆきる。ドイツ連邦共和
国特許第２７２５０６”）号明細書には、ブツシュゾル
トランジスタのコレクタ電流を制御する回路装置が記載
されている。しかし、前述の回路は、比較的高い無負荷
電流を発生し、効率を良くじなければならないプッシュ
プル出力段、即ちＡＢ級〒作動する、無負荷時電流の小
さな出力段には使うことが１きない。

Ｐイツ連邦共和国特許出願公開公報第２６１４３９９号
には、ＡＢ級で作動する、無負荷電流の小さな出力段が
記載されておシ、この出力段の効率は良いが、回路コス
トが高く、モノリシックで集積化しても回路コストが高
過ぎる。

本発明の課題は、前述の欠点を完全に除去することにあ
る。

問題点を解決するための手段 この課題は、本発明によると、ブツシュゾル出力回路の
一方の回路分岐に電流測定用の回路装置を接続し、この
回路装置は、ブツシュゾル出力回路の他方の回路分岐に
流れる負荷電流の調整可能な限界値の超越の際、〜負荷
電流によって制御可能な切換段を介して、出力段の無負
荷時電流に比例して流れるコンデンサの放電電流を制御
するように構成され、このコンデンサは定電流源によっ
て充電可能であり、このコンデンサの電圧によってバイ
アス電圧源が制御されるように構成した回路装置を設け
たことによって解決される。

実施例 第１図は、本発明のトランスレス式プッシュプル出力回
路の実施例の簡単な回路を示す。

この回路略図を用（・て、本発明のトランスレス式ブツ
シュゾル出力回路の原理について説明する。ｌ、２−ｔ
’、２つの相補形出力段トランジスタが示されておシ、
この２つの相補形出力段トランジスタの各エミッタは相
互に接続され、この各エミッタには負荷インピーダンス
３が接続されている。各出力段トランジスタは、バイア
ス電圧源牛な用いてバイアスされて℃・る。入力電圧は
、通常のように１端子５からコンデンサ７を介して前置
増幅器６に供給される。前置増幅器６０入力側は、抵抗
８を介してアースされている。前置増幅器６の出力側は
、出力段トランジスタｌ、２の各ベースと接続されてい
る。出力段の出力側から、ブツシュゾル電圧が抵抗９を
介して前置増幅器６の反転入力側に供給され、この反転
入力側は、抵抗１０およびこの抵抗１０に直列接続され
たコンデンサ１１を介してアースされている。

第２図、第３図は、第１図の回路の動作説明に供する電
流ダイアダラムを示す。

次に、第２図、第３図を用いて、自動的な無負荷時電流
調整の原理について説明する。出力段の一方のトランジ
スタｌのコレクタ線には、抵抗１２が接続されており、
この抵抗１２には、ここを流れる電流によって電圧Ｕエ
　が生じる。他方のトランジスタ２のコレクタ線には、
トランジスタ１と同様に、同じ目的で抵抗１３が接続さ
れている。抵抗１３の、トランジスタ２のフレフタと接
続されている側の端子は、電圧比較器１４の正の入力側
に接続されており、この電圧比較器１４の負の入力側に
は、基準電圧ＵＲが供給されている。この基準電圧ＵＲ
Ｋよって定められる、インピーダンス３を流れる負荷電
施工、は、トランジスタ２の作動の場合、抵抗１３をも
流れ、この負荷電施工、が、調整可能な限界値を超過す
ると、出力段の無負荷時電流工□　によって抵抗１２に
生じる電圧降下Ｕ１は、シンＩルで示したスイッチ１５
を介して電流源１６に作用する。即ち、出力段の一方の
回路２に負荷電施工、が流れると常に、出力段の他方の
回路分岐１の無負荷時電流工□　が測定されて評価され
る。電圧降下Ｕ１　の大きさ、即ち出力トランジスタ２
の負荷期間（フェーズ）中の電流工、の大きさは、定電
流源１７によって充電されるコンデンサ１６の放電電流
を決める。放電電流の大きさに応じて、即ち出力段に生
じる無負荷時電流に依存して、コンデンサ１６に生じる
電圧が変化する。この電圧は、バイアス電圧源牛に作用
を及ぼす、ないしバイアス電圧源Φを制御し、その際そ
の制御は次のように行なわれる、即ち無負荷電施工□が
増大すると共にバイアス電圧Ｕｙ　が小さくなり、それ
によって無負荷時電流稲は低減制御されるように上記制
御が行なわれる。この制御方式は、負荷インピーダンス
３での電圧値についての情報を必要とせず、電流のみが
評価される。それ故、負荷インピーダンス３は、例えば
スピーカの場合のように、任意の複素抵抗を有すること
が！き、それによって無負荷時電流の制御が何らかの形
式で影響を受けることはない。

抵抗１２，１３１ｃよって測定される電流を、他の形式
で検出してもよいことは言う迄もない第２図には、トラ
ンジスタｌを流れる電流工。

、トランジスタ２を流れる電流工２、ならびにインピー
ダンス３を流れる電流工、が示されている。負荷電施工
、の零点通過の際、負荷電施工ＬＫ加えてトランジスタ
１．２を流れるクロスカレント（ないしもれ電流）工、
の無負荷時電流稲が生じる。第３図には、放電電流工。

Ｅがクロスカレントエ。と−緒に示されている。

第４図は、本発明のトランスレス式プッシュプル出力回
路の実施例の詳細な回路を示す。

次に、集積技術ｆ容易に製作ｆきる本願回路装置の動作
について、第４図を用いて説明するこの第４図において
同じ番号を付した構成素子は、第１図ｆ既に説明した構
成素子に相応している。前置増幅器６の出力電圧は、こ
こでは更にドライバトラン・ジスタ１８．ＩＱを介して
出力段トランジスタ１．２に供給される。ドライバトラ
ンジスタ１８の作動抵抗は、２０で示され、ドライバト
ランジスタ１ｇの作動抵抗は、２１で示されている。抵
抗１２で、トランジスタ２の作動期間（フェーズ）中の
クロスカレントエ、に対する尺度である電圧Ｕ１　が測
定される。負荷電流■ＬＫよって生じる抵抗１３−ｔ’
の電圧降下が、基準レベルＵＢ　を下回る大きさＫなる
とすぐに、前述の電圧Ｕ１　が評価される。抵抗２７で
の基準レベルＵＢは、抵抗２３、ツェナダイオ−Ｆ２４
、トランジスタ２５，２８、抵抗４４を備えた定電流源
によって発生される。素子２２，２６．２９はカレント
ミラーな形成している。抵抗１３↑の１手降下が充分な
大きさになると、トランジスタ２９を流れるカレントミ
ラー回路の電流がカレントミラー２８゜３０によって生
じる電流よりも小さくなるので、トランジスタ３２が飽
和状態におかれなくなる。これは、第１図の原理回路の
閉成状態のスイッチ１５に相応する。トランジスタ３１
，３７．３３，４３．３４は、演算増幅器を構成してお
り、この演算増幅器の非反転入力側はトランジスタ３１
のベースであシ、その反転入力側はトランジスタ３７の
ペースである。トランジスタ３５によって、この演算増
幅器はフィードバックされているの〒、トランジスタ３
２が非導通の場合、抵抗３６〒の電圧は抵抗１２での電
圧Ｕ１　に相応する。その際、トランジスタ３５のコレ
クタ電流（＝工。８）は、近似的に抵抗３６を流れる電
流に相応する。トランジスタ３１．３７，３３，４３，
３４．３５および抵抗３６から構成される装置は、電圧
−電流変換器〒ある。トランジスタ３５は、測定された
電圧Ｕ、に応じて、準定電流源４２によって充電される
コンデンサ１６の放電電流工。Ｆ、夕制御する０コンデ
ンサ１６での電圧は、トランジスタ３８、抵抗３９、ト
ランジスタダイオ−１４０、トランジスタ４１から構成
されたカレントミラー回路を介してバイアス電圧源生に
作用する。

例えば、無負荷時電流が上昇すると、コンデンサ１６は
放電し、バイアス電圧源としての抵抗４に流れる電流が
よシ少なくなるので、・ζイアスミ圧が低下し、その結
果、所望のように無負荷時電流が低減する。こうして、
閉制御ループが形成される。前述の回路装置は、直流電
圧の調整を介して無負荷時電流の調整が行なわれる一連
の総てのブツシュゾル増幅器に適用できる発明の効果 本発明によると、制御ループを用いて無負荷時電流を調
整ｆき、任意の励振および任意の負荷インピーダンスの
もとで所望のように作動し、その際、回路技術上のコス
＋は最小限しか必要としないという利点が得ら・れる。

手動による調整は最早や必要としない。自動的な制御に
よって、回路の絶対的な熱的安定性が確得される。また
く感温素子を必要としないばかＢ”ｔ＝なく、両軍力ト
ランジスタが異なった作動温度受あっても構わない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のトランスレス式ブツシュゾル出力回
路の実施例の簡単な回路図、第２図、第３図は、第１図
の回路の動作説明に供する電流ダイアダラム、第４図は
、本発明のトランスレス式ブツシュゾル出力回路の実施
例の詳細な回路図である。 １．２・・・相補形出力トランジスタ、３・・・負荷イ
ンピーダンス、牛・・・バイアス電圧源、５・・・端子
、６・・・前置増幅器、１４・・・電圧比較器、１６゜
１７・・・電流源、１８，１９・・・ドライバトランジ
スタ、２０．２１・・・作動抵抗、ＩＩ、・・・負荷電
流、工、・・・無負荷時電流、■。８・・・放電電流、
工。・・・クロスカレント

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各出力段トランジスタのペース間に接続したバイアス電
   圧源によって無負荷時電流を自動的に調整する回路装置
   を備えた相補形出力段トランジスタを有するトランスレ
   ス式プッシュプル出力回路において、ブツシュゾル出力
   回路の一方の回路分岐に電流測定用の回路装置を接続し
   、該回路装置は、ブツシュゾル出力回路の他方の回路分
   岐に流れる負荷電流の、調整可能な限界値の超過の際、
   前記負荷電流によって制御可能な切換段を介して、出力
   段の無負荷時電流に比例して流れるコンデンサの放電電
   流を制御するように構成され、該コンデンサは定電流源
   によって充電可能であり、該コンデンサの電圧によって
   バイアス電圧源が制御されるように構成した回路装置を
   設けたことを特徴とするトランスレス式ブツシュゾル出
   力回路。