JPS63124609A - Ｐｗｍ電力増幅器のドライブ回路 - 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ＰＷＭ電力増幅器のドライブ回路に関し、特に
回路構成の簡素化を図ったＰＷＭ電力増幅器のドライブ
回路に関する。

〔従来の技術〕

ＰＷＭ電力増幅器は、電力能率が大きく、消費電力が少
ないといったその特徴が着目され近時多用されつつある
。

また、ＰＷＭ電力増幅器の構成における電力増幅回路は
、プッシュプル電力増幅回路に比しても印加電源電圧を
２倍とすることができ、従って電源フィーダー（ｆｅｅ
ｄｅｒ　）もそれだけ細くすることが可能となる等の特
徴をもつブリッジ型電力増幅回路が多用される傾向にあ
る。ＰＷＭ＝ｉ利用するこのブリッジ型電力増幅回路の
基本形態は、たとえば電力型ＭＯ８ＦＥＴの如き半導体
能動素子を利用するスイッチング回路をブリッジの４辺
に配置し、中立辺には負荷を接続した状態で電源電圧を
印加してスイッチング回路をスイッチングすることによ
り負荷に２値増幅出力を供給する形式で動作する。この
場合、各スイッチング回路をスイッチングする入力ゲー
ト信号はＰＷＭ型式の２値のパルス信号である。ＰＷＭ
増幅器のドライブ回路は、ブリッジ型増幅回路をスイッ
チング、すなわちドライブするに十分なドライブ電圧を
発生し供給するものであり、信号波形としては勿論ＰＷ
Ｍ波が利用される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来のこの種のＰＷＭ電力増幅
器のドライブ回路は、ＰＷＭ波自体がトランスを通過す
ることができ力いため、電力増幅回路と直接結合した回
路形式でドライブする必要がある。このように電力増幅
回路から分離しない形式でドライブする場合には、両者
にまたがるグ２／ド回路等の共通ラインを介してパルス
性の不要成分が電力増幅回路側に誘導され、これを誤動
作せしめる危険性が極めて高くなるのでこの問題の発生
を排除する工夫を施すことを前提としてドライブ動作を
行なわせることが必要となる。

このため、ブリッジ型電力増幅回路を対象とするドライ
ブ回路の場合には、互いに分離独立した４チヤンネルの
ドライバー回路を構成してブリッジ４辺を構成するスイ
ッチング回路をドライブすることが必要となる。また、
ブリッジ型電力増幅回路自体の電源供給についても、共
通電源１個を含み互いに分離独立した３個の電源回路が
スイッチング回路のために必要となシ、ドライブ回路の
構成はもとより電力増幅回路の構成も極めて複雑化する
という欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、ＰＷＭ信号その
ものを一旦トーンバースト信号に変換してトランス通過
全可能とするという手段を備えることにより、回路構成
を大幅に簡素化するＰＷＭ電力増幅器のドライブ回路を
提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明のＰＷＭ電力増幅器のドライブ回路は、ブリッジ
型電力増幅回路を利用するＰＷＭ電力増幅器のドライブ
回路において、第１（Ｄ　Ｐ　Ｗへ１値号ととのＰＷＭ
信号の極性を反転した第２のＰＷＭ信号とをそれぞれ同
一周波数の第１および第２のトーンバースト信号に変換
したうえいずれも同一の２出力結合トランスを介して出
力して全波整流した４個の整流出力をブリッジ型電力増
幅回路の２対のドライブ電圧とするドライブ電圧発生手
段を備えて構成される。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。第
１図に示す実施例のドライブ回路は、トランス１．コン
パレータ２．三角波発生器３．インバータ４．矩形波発
振器５，６．）ランス９゜１０、および全波整流ｍｔ１
〜１４から成るドライブ回路と、このドライブ回路によ
って駆動されるブリッジ電力増幅回路１５．およびブリ
ッジ電力増幅回路１５の出力を受けてトランス１から入
力する入力信号波形を再生する積分回路としてのコイル
１６およびコンデンサ１７．ならびに再生入力信号波形
を供給される負荷１８等を含んで構成される。

トランス１．コンパレータ２．三角波発生器３はＰＷＭ
波発生回路を形成する。

ここで先ず、ＰＷＭ波発生の基本について説明する。第
４図はＰＷＭ波発生の基本を示すブロック図、第５図は
ＰＷＭ波発生を説明するための波形図である。

所定の周波数を有する正弦波の入力信号をコンパレータ
２１に入力し、これと三角波発生器２２から出力する三
角波とを比較することにより入力信号の周波数に対応し
てパルス幅変調を受けたＰＷＭ波が容易に得られる。第
５図のＰＷＭ入力とＰＷＭ出力は、コンパレータ２１に
よる比較処理の内容を示すものである。

コンパレータ２１から出力されるＰＷＭ出力はパルス増
幅器２３で所定のレベルに増幅され、このあとコイル２
４．コンデンサ２５による低域フィルタで入力信号成分
のみを抽出し負荷２６に供給する。この場合、電力増幅
を受持つパルス増幅器８は、オンもしくはオフの２値の
論理値を対象とし、スイッチング素子金利用して２値増
幅し、極めて低電力消費のもとで高い電力効率が得られ
る。なお、比較信号としての三角波パルス周波数は入力
信号の数倍乃至数１０倍を必要とし、従ってスイッチン
グ素子は高速スイッチング可能なものとする必要がある
。

ふたたび第１図に戻って実施例の説明を続行する。トラ
ンス１から入力信号としての正弦波を、また三角波発生
器３から比較波としての三角波を受けたコンパレータ２
はＰＷＭ波を出力する。

第３図は第１図の実施例における主要波形図である。以
下に第３図を参照しつつ第１図の説明を続行する。

第３図に示すコンパレータ２出力は第１のＰＷＭ信号と
してインバータ４および矩形波発振器５に出力される。

インバータ４は、入力した第１のＰＷＭ信号の極性を反
転して出力、このインバータ４の出力は第２のＰＷＭ信
号として矩形波発振器６に供給される。

矩形波発振器５は、入力する第１のＰＷＭ信号が正のと
きのみ所定の周波数ｆの信号を出力する矩形波発振器と
して動作し、その出力を演算増幅器７に供給する。演算
増幅器７はこれ全所定のレベルまで増幅して出力、この
演算増幅器７の出力は第１のトーンバースト信号として
トランス９に供給さｎる。

一方、矩形波発振器６も、入力する第２のＰＷＭ信号が
正のときのみ周波数ｆの信号を出力する矩形波発振器と
して動作しその出力を演算増幅器８に供給する。演算増
幅器８は入力を所定のレベルまで増幅して出力し、この
演算増幅器８の出力は第２のトーンバースト信号として
トランス１０に供給される。上記した第１および第２の
ＰＷＭ信号、ならびに第１および第２のトーンバースト
信号はいずれも第３図にその一例を示す。

トランス９およびトランス１０はいずれも２出力の結合
トランスとして構成され、所定の同じ巻線比の２個の２
次側に同一レベルのトーンバースト信号を発生する。中
間タップ付のこれらトランスの２次側の出力は、トラン
ス９にあっては全波整流器１１および１２に、またトラ
ンス１０にあっては全波整流器１３および１４に供給さ
れる。

こうして全波整流された４個の整流出力はドライブ信号
としてブリッジ電力増幅回路１５に供給される。

トランス９，１００２次側で得られる４個の整流出力の
うち全波整流器１１および１２の出力側に得られる整流
出力は、第１のＰＷＭ信号のＯレベルを超える部分に対
応した整流出力であシ、第３図の波形図で示すと、Ｐｌ
のレベル範囲の第１のＰＷＭ信号の波形に同じく、レベ
ルそのものはブリッジ電力増幅回路１５のスイッチング
ドライブに必要な値を有するものである。

また、全波整流回路１３．１４の出力整流は、第１のＰ
ＷＭ信号の０レベルを超えない部分に対応した整流出力
であり、第３図の波形図で示すとＰ２のレベル範囲の第
２のＰＷＭ信号の波形に同じく、レベルは全波整流回路
１１および１２の出力と同じ値を有するものである。

ブリ、ジ電力増幅回路１５はこれら２対４個の全波整流
出力パルスをドライブ電圧としてスイッチング素子をス
イッチングすることにより、第１のＰＷＭ信号と同じ波
形でレベルのみ負荷１８に対する必要印加レベルに増幅
した出力を発生する。

第２図は第１図のブリッジ電力増幅回路１５の部分を詳
細に示すブロック図である。

ブリッジ電力増幅回路１５は、スイッチング回路１５１
〜１５４を４辺に配置し、中立辺にはコイル１６．コン
デンサ１７を介して負荷１８が接結される。スイッチン
グ回路１５１〜１５４は、高スィッチング速度と高電圧
を配慮し電力型ＭＯ８Ｆ　Ｅ　Ｔ　＝ｉミスイツチング
子として利用するスイッチング回路であり、それぞれ全
波整流器１１〜１２の出力する全波整流出力パルスを電
力型ＭＯ８ＦＥＴのゲート電極に受けてスイッチングさ
れ、コイル１６とコンデンサ１７から成る低域フィルタ
に第１のＰＷＭ信号と同じ波形でレベル増幅されたＰＷ
Ｍ信号出力を発生するような２値増幅を行なう。

コイル１６．コンデンサ１７によって構成される低域フ
ィルタは、とのＰＷＭ信号出力からもとの入力信号の正
弦波を抽出し負荷１８に供給する。

こうして、結合用のトランス９．ｌＯによって電力増幅
回路と分離した状態で独立的に動作可能なドライブ回路
を構成することができ、しかもブリ、ジ電力増幅回路１
５を駆動するためのドライブ回路は極めて簡素化された
２チヤンネル構成ですみ、さらにブリッジ電力増幅回路
も１個の電源ですますことができる。このような簡素化
を可能とする理由は、基本的には本発明の特徴であるＰ
ＷＭ信号のトーンバースト化処理による。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ブリ、ジ型電力増
幅回路を利用するＰＷＭ電力増幅器のドライブ回路にお
いて、′ＰＷＭ信号をトーンバースト信号に変換したう
えトランスを介して出力したのちこれを全波整流したも
のをドライブ電圧として利用することにより、回路構成
を大幅に簡素化しうるＰＷＭ電力増幅器のドライブ回路
が実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図のブリ、ジ電力増幅回路の部分を詳細に示せブロック
図、第３図は第１図の実施例における主要波形図、第４
図はＰＷＭ波発生の基本を示すブロック図、第５図はＰ
ＷＭ波発生を説明するための波形図である。 １．９．１０・・・・・・トランス、２．２１・・・・
・・コンパレータ・３＃２２・・・・・°三仲波発生器
、４・・・・・・インバータ、５．６・・・・・・矩形
波発振器、７，８・・・・・・演算増幅器、１１〜１４
・・・・・・全波整流器、１５・・・・・・ブリッジ電
力増幅器、１６．２４・・・・・・コイル、１７．２５
・・・・・・コンデンサ、１８．２６・・・・・・負荷
、２３・・・・・・パルス増幅器、１５１〜１５４・・
・・・・スイッチング回路。 ＄　３　　凹 ＄　４　閃 等　５　団

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブリッジ型電力増幅回路を利用するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ
   　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）
   電力増幅器のドライブ回路において、第１のＰＷＭ信号
   とこのＰＷＭ信号の極性を反転した第２のＰＷＭ信号と
   をそれぞれ同一周波数の第１および第２のトーンバース
   ト（ｔｏｎｅ　ｂｕｒｓｔ）信号に変換したうえいずれ
   も同一の２出力結合トランスを介して出力して全波整流
   した４個の整流出力をブリッジ型電力増幅回路の２対の
   ドライブ電圧とするドライブ電圧発生手段を備えて成る
   ことを特徴とするＰＷＭ電力増幅器のドライブ回路。