JPS62144411A - Power amplifier circuit - Google Patents
Power amplifier circuitInfo
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- JPS62144411A JPS62144411A JP60284218A JP28421885A JPS62144411A JP S62144411 A JPS62144411 A JP S62144411A JP 60284218 A JP60284218 A JP 60284218A JP 28421885 A JP28421885 A JP 28421885A JP S62144411 A JPS62144411 A JP S62144411A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電力増幅回路に係り、更に詳述すれば。[Detailed description of the invention] [Field of application of the invention] The present invention relates to a power amplifier circuit, and more particularly, to a power amplifier circuit.
超音波振動子等の大きな容量性や誘導性を有する負荷を
、整合回路を用いずに効率よく、駆動することが可能な
低周波電力増幅器に関するものである。The present invention relates to a low frequency power amplifier that can efficiently drive a large capacitive or inductive load such as an ultrasonic transducer without using a matching circuit.
従来の電力増幅回路では、大きな容量性や誘導性を有す
る負荷を駆動する場合、出力と負荷の間に整合回路を挿
入し、容量成分または誘導成分を打消して駆動する必要
があった。このような回路方式では整合回路を構成する
電圧変換および移相素子として、低周波変成器、低周波
コイルおよびコンデンサ等が必要となる。これらの素子
は、使用周波数が低くまた使用周波数が低く使用電力が
大きくなるにつれて、大型、高損失となり、機器の電力
効率の低下、大型化を招く欠点があった。In conventional power amplifier circuits, when driving a load having large capacitance or inductive properties, it is necessary to insert a matching circuit between the output and the load to cancel out the capacitive or inductive components. Such a circuit system requires a low frequency transformer, a low frequency coil, a capacitor, etc. as voltage conversion and phase shifting elements constituting the matching circuit. These elements have disadvantages in that the frequency used is low, and as the frequency used is low and the power used increases, the device becomes large and has high loss, leading to a decrease in power efficiency and an increase in the size of the device.
低周波電力増幅器の使用素子を小型化し、さらに電力効
率を改善する方式として例えば電力回路基礎講座4「パ
ルスとディジタル回路」(第2版)小柴典居著(オーム
社)の第11章パルス通信の項に記載されているように
、Pu1se Width Modulation;(
PWM)方式が提案され、実用化されている。このよう
な方式では、出力の歪を減少させるために、出力電圧を
検出しこれを入力電圧と比較して出力電圧を制御する方
法が用いられている。An example of a method for miniaturizing the elements used in low-frequency power amplifiers and further improving power efficiency is Chapter 11 Pulse Communication in Power Circuit Basic Course 4 "Pulses and Digital Circuits" (2nd edition) written by Noriyoshi Koshiba (Ohmsha). As described in the section, Pulse Width Modulation; (
PWM) method has been proposed and put into practical use. In such a system, in order to reduce output distortion, a method is used in which the output voltage is detected and compared with the input voltage to control the output voltage.
しかし、この出力電圧を検出する方法では、負荷の電圧
と電流の間に位相差が存在する場合には、発振等の不安
定現象が生じ、あるいは有効な電力伝達が不可能となる
。このためインピーダンスの整合回路は必要不可欠とな
り、結果的に電力効率の低下と機器の大型化を招いてし
まうと云う欠点があった。However, with this method of detecting the output voltage, if a phase difference exists between the voltage and current of the load, unstable phenomena such as oscillation occur, or effective power transfer becomes impossible. For this reason, an impedance matching circuit is indispensable, which has the disadvantage of resulting in a decrease in power efficiency and an increase in the size of the device.
本発明は上述した従来の欠点を除去することを目的とす
るもので、大型、低効率の低周波トランスおよび低周波
コイルによる整合回路を使用することなく、小型、高効
率のトランスおよび低域通過フィルタを使用して、大き
な容量性や誘導性の負荷を駆動可能な電力増幅器を提供
することにある。It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks. The object of the present invention is to provide a power amplifier capable of driving large capacitive or inductive loads using a filter.
本発明は前述した目的を達成するために、使用周波数よ
り充分高い周波数で最終段をスイッチングし、これをト
ランスおよび低域通過回路を介して負荷に電力を供給す
る様に構成し、負荷に流れる電流を検出して、これと入
力信号を比較した値を用いて負荷電流が入力信号に追従
する様に制御することとした。スイッチング周波数が高
いため、使用するトランス・コイルには小型高効率のも
のが使用可能となり、高効率で小型は容量性や誘導性の
負荷を駆動できる電力増幅器が構成できる。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention switches the final stage at a frequency sufficiently higher than the operating frequency, and configures the final stage to supply power to the load via a transformer and a low-pass circuit. We decided to detect the current and use the value obtained by comparing this with the input signal to control the load current so that it follows the input signal. The high switching frequency allows the use of small, highly efficient transformers and coils, making it possible to construct highly efficient, compact power amplifiers that can drive capacitive and inductive loads.
以下、本発明を図に示す一実施例について詳細に説明す
る。Hereinafter, one embodiment of the present invention shown in the drawings will be described in detail.
本発明の電力増幅回路は、差動入力型OPアンプで構成
されており、非反転入力端子に入力信号が後述するカー
レントトランス(CT)15からオペアンプ17と帰環
抵抗18とで構成された電流/電圧変換回路IVCON
の出力が反転入力端子に入力するように構成されたコン
パレータ2と、該コンパレータ2の出力と発振器4の出
力とで動作するD−FF3とで構成されたパルス幅変調
回路PWMと、前記D−FFのQ、Q出力をバッファ回
路5.6を介して取込むトランジスタ7.8と電源9と
平滑コンデンサ10およびトランス11とで構成したス
イッチング回路SWと、前記トランスの出力に接続され
たコイル12.14とコンデンサ13とで構成されたロ
ーパスフィルタLPFと、前記フィルタの出力と負荷1
6との間に前記したアンプを構成するOPアンプの反転
および非反転入力に出力するカーレントトランス(CT
)15とで構成されている。The power amplifier circuit of the present invention is composed of a differential input type OP amplifier, and an input signal is input to a non-inverting input terminal from a current transformer (CT) 15, which will be described later, and is composed of an operational amplifier 17 and a return resistor 18. Current/voltage conversion circuit IVCON
A pulse width modulation circuit PWM includes a comparator 2 configured such that the output of the D-FF is input to an inverting input terminal, and a D-FF3 that operates using the output of the comparator 2 and the output of the oscillator 4; A switching circuit SW consisting of a transistor 7.8 that takes in the Q and Q outputs of the FF via a buffer circuit 5.6, a power supply 9, a smoothing capacitor 10, and a transformer 11, and a coil 12 connected to the output of the transformer. .14 and a capacitor 13, and the output of the filter and the load 1.
A current transformer (CT
) 15.
本発明の電力増幅器は以上の如く構成されており、以下
本増幅器の動作について説明する。The power amplifier of the present invention is constructed as described above, and the operation of the present amplifier will be explained below.
負荷16に流れる電流は、カーレントトランス15によ
り検出され、OPアンプ17と抵抗器18により構成さ
れる電流/電圧(I/V)変換回路I/VCONで電圧
に変換され、コンパレータ2の反転入力端に入力され非
反転入力端子に入力される入力信号1と比較される。こ
の比較結果を発振器4の出力でD−FF3にラッチし、
ラッチ結果が正のときにはバッファ5を通してトランジ
スタ7を導通させ、負のときにはバッファ6を通してト
ランジスタ8を導通させる。各トランジスタ7.8の導
通、非導通に応じて、電源9.平滑コンデンサ10より
トランス11の一次側に供給された電力は、二次側に矩
形波電圧として出力される。この矩形波電圧出力が、コ
イルに、コンデンサ13およびコイル14で構成された
ローパスフィルタにより高周波成分が除去された後に、
負荷16に与えられる。The current flowing through the load 16 is detected by the current transformer 15, converted to voltage by the current/voltage (I/V) conversion circuit I/VCON constituted by the OP amplifier 17 and the resistor 18, and then sent to the inverting input of the comparator 2. It is compared with the input signal 1 inputted to the terminal and inputted to the non-inverting input terminal. This comparison result is latched into D-FF3 with the output of oscillator 4,
When the latch result is positive, transistor 7 is made conductive through buffer 5, and when it is negative, transistor 8 is made conductive through buffer 6. Depending on whether each transistor 7.8 is conductive or non-conductive, the power supply 9. Power supplied from the smoothing capacitor 10 to the primary side of the transformer 11 is output as a rectangular wave voltage to the secondary side. After high frequency components are removed from this rectangular wave voltage output by a low-pass filter composed of a capacitor 13 and a coil 14,
applied to load 16.
このように、本実施例によれば、発振器4の周波数を適
当な値に選ぶことにより、トランス11.コイル12.
14.コンデンサ13を小型のものが使用でき、したが
ってスイッチングが高効率で実現できる。As described above, according to this embodiment, by selecting the frequency of the oscillator 4 to an appropriate value, the transformer 11. Coil 12.
14. A small capacitor 13 can be used, and therefore switching can be achieved with high efficiency.
本発明によれば負荷に流れる電流を電流/電圧変換して
入力電圧を比較検出して、出力電流が入力電圧に追従す
るように終段アンプを構成するトランジスタをスイッチ
ング制御するようにしたので、容量性または誘導性を有
する負荷を駆動する低周波電力増幅器を大型のトランス
や整合回路を使用せず、スイッチング回路で構成できる
ので、機器の小型化および電力効率を向上し得る等の効
果がある。According to the present invention, the current flowing through the load is converted into a current/voltage, the input voltage is compared and detected, and the switching of the transistors constituting the final stage amplifier is controlled so that the output current follows the input voltage. Low-frequency power amplifiers that drive capacitive or inductive loads can be configured with switching circuits without using large transformers or matching circuits, which has the effect of downsizing equipment and improving power efficiency. .
図は本発明の一実施例を示す電力増幅回路の回路図であ
る。
1・・・信号入力、2・・・電圧比較器、3・・・D−
FF、4・・・発振器、5,6・・・バッファ、7,8
・・・トランジスタ、9・・・電源、10・・・平滑コ
ンデンサ+ 11・・・トランス、12・・・コイル、
13・・・コンデンサ、14・・・コイル、15・・・
カーレントトランス、16・・・負荷、17・・・OP
アンプ、18・・・抵抗。The figure is a circuit diagram of a power amplifier circuit showing one embodiment of the present invention. 1... Signal input, 2... Voltage comparator, 3... D-
FF, 4... Oscillator, 5, 6... Buffer, 7, 8
...transistor, 9...power supply, 10...smoothing capacitor + 11...transformer, 12...coil,
13... Capacitor, 14... Coil, 15...
Current transformer, 16...Load, 17...OP
Amplifier, 18...resistance.
Claims (1)
検出して、出力電流が入力電圧に追従するように、終段
アンプを構成するトランジスタをスイッチング制御する
ようにしたことを特徴とする電力増幅回路。A power amplifier characterized by comparing and detecting the input voltage obtained by converting the current flowing through the load into a current/voltage, and controlling the switching of the transistors forming the final stage amplifier so that the output current follows the input voltage. circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60284218A JPS62144411A (en) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Power amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60284218A JPS62144411A (en) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Power amplifier circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62144411A true JPS62144411A (en) | 1987-06-27 |
Family
ID=17675694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60284218A Pending JPS62144411A (en) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Power amplifier circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62144411A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5831450A (en) * | 1995-06-01 | 1998-11-03 | Texas Instruments Incorporated | System for improved response time output buffer unit having individual stages for signal generation and buffering and output stage applying signal determined by input signal |
WO2004019487A1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Digital amplification device |
JP2011097504A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Power supply circuit |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5519045U (en) * | 1978-07-24 | 1980-02-06 |
-
1985
- 1985-12-19 JP JP60284218A patent/JPS62144411A/en active Pending
Patent Citations (1)
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