JPH03159408A - スイッチングアンプの保護回路 - Google Patents
スイッチングアンプの保護回路Info
- Publication number
- JPH03159408A JPH03159408A JP1298956A JP29895689A JPH03159408A JP H03159408 A JPH03159408 A JP H03159408A JP 1298956 A JP1298956 A JP 1298956A JP 29895689 A JP29895689 A JP 29895689A JP H03159408 A JPH03159408 A JP H03159408A
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- signal
- switching amplifier
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- switching
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
ＰＷＭ信号を人力とするスイッチングアンプの保護回路
に関し、 スイッチングアンプの異常時に電力増幅段のスイッチン
グ素子を破壊しないようにすることを目的とし、 一定のキャリア周波数でパルス幅変調したＰＷＭ信号を
ドライバ段に入力し、その出力で電力増幅段の直列スイ
ッチング素子を排他的に駆動するスイッチングアンプの
保護回路であって、前記ドライバ段の入力または前記電
力増幅段の出力から前記キャリアを抽出するバンドパス
フィルタと、該フィルタの出力レベルを検知するレベル
検知回路と、該レベル検知回路の出力が一定値以下に低
下したときは、前記ドライバ段の出力を全て非駆動レベ
ルに固定する制御回路とを備えるよう構或する。
に関し、 スイッチングアンプの異常時に電力増幅段のスイッチン
グ素子を破壊しないようにすることを目的とし、 一定のキャリア周波数でパルス幅変調したＰＷＭ信号を
ドライバ段に入力し、その出力で電力増幅段の直列スイ
ッチング素子を排他的に駆動するスイッチングアンプの
保護回路であって、前記ドライバ段の入力または前記電
力増幅段の出力から前記キャリアを抽出するバンドパス
フィルタと、該フィルタの出力レベルを検知するレベル
検知回路と、該レベル検知回路の出力が一定値以下に低
下したときは、前記ドライバ段の出力を全て非駆動レベ
ルに固定する制御回路とを備えるよう構或する。
本発明はＰＷＭ信号を入力とするスイッチングアンプの
保護回路に関する。
保護回路に関する。
近年のオーディオ機器はソース（音源）のデジタル化に
伴ない各部もデジタル化される傾向にある。スピーカを
駆動する電力増幅器もその一例で、ここにスイノチング
アンプと呼ばれるデジタルアンプを使用すると高効率に
大出力を実現できる。
伴ない各部もデジタル化される傾向にある。スピーカを
駆動する電力増幅器もその一例で、ここにスイノチング
アンプと呼ばれるデジタルアンプを使用すると高効率に
大出力を実現できる。
第５図はスイッチングアンプの説明図で、ＳＰはスビー
カ、Ｑ，−Ｑ．は電力増幅段のスイッチング素子、Ｇ，
は駆動信号、Ｇ２はその反転信号、ＶＣＣは電源、ＧＮ
Ｄはアースである。素子Ｑ．，Ｑ．は信号Ｇ．がＨ（ハ
イ）のときにオンとなり、スピーカＳＰに実線矢印の極
性で駆動電流を流す。
カ、Ｑ，−Ｑ．は電力増幅段のスイッチング素子、Ｇ，
は駆動信号、Ｇ２はその反転信号、ＶＣＣは電源、ＧＮ
Ｄはアースである。素子Ｑ．，Ｑ．は信号Ｇ．がＨ（ハ
イ）のときにオンとなり、スピーカＳＰに実線矢印の極
性で駆動電流を流す。
これに対し素子Ｑ．，Ｑ４は信号Ｇ２がＨのときにオン
になり、スビーカＳＰに逆極性の電流（破線矢印で示す
）を流す。本例はＢＴＬ方弐としているため素子数が多
いが、簡単にはスピーカＳＰの一端を接地し、他端側の
素子対Ｑ．，Ｑ２またはＱ ３ １Ｑ４を用いるだけで
よい。
になり、スビーカＳＰに逆極性の電流（破線矢印で示す
）を流す。本例はＢＴＬ方弐としているため素子数が多
いが、簡単にはスピーカＳＰの一端を接地し、他端側の
素子対Ｑ．，Ｑ２またはＱ ３ １Ｑ４を用いるだけで
よい。
駆動信号Ｇ，，Ｇ．は第６図に示すように一定周期Ｔ（
キャリア）のパルス列の各パルスのデュ−ティをオーデ
ィオ信号の振幅に応じて変化させたＰＷＭ（パルス幅変
調）信号である。このＰＷＭ信号で素子Ｑ．−Ｑ．を駆
動すると、スピーカＳＰにはＶＣＣの振幅を持つパルス
電圧が印加され、それによりＰＷＭ信号のデューテイに
応した平均振幅の駆動電流が流れる。この駆動電流によ
り元のアナログ値に復元されたオーディオ信号がスビー
カＳＰから再生される。
キャリア）のパルス列の各パルスのデュ−ティをオーデ
ィオ信号の振幅に応じて変化させたＰＷＭ（パルス幅変
調）信号である。このＰＷＭ信号で素子Ｑ．−Ｑ．を駆
動すると、スピーカＳＰにはＶＣＣの振幅を持つパルス
電圧が印加され、それによりＰＷＭ信号のデューテイに
応した平均振幅の駆動電流が流れる。この駆動電流によ
り元のアナログ値に復元されたオーディオ信号がスビー
カＳＰから再生される。
［発明が解決しようとする課題］
上述したスイッチングアンプはスイッチング素子Ｑ１〜
Ｑ４からなる電力増幅段と、該素子を駆動するドライバ
段とで構成されるが、入出力の信号線に天絡や地絡が生
したり、スピーカＳＰの端子間が短絡したりする異常が
生ずると、電力増幅段に異常電流が流れて素子Ｑ．−Ｑ
４を熱破壊する問題がある。
Ｑ４からなる電力増幅段と、該素子を駆動するドライバ
段とで構成されるが、入出力の信号線に天絡や地絡が生
したり、スピーカＳＰの端子間が短絡したりする異常が
生ずると、電力増幅段に異常電流が流れて素子Ｑ．−Ｑ
４を熱破壊する問題がある。
本発明はこのような異常時に電力増幅段の全スイッチン
グ素子を強制的にオフにすることで、その熱破壊を防止
しようとするものである。
グ素子を強制的にオフにすることで、その熱破壊を防止
しようとするものである。
第１図は本発明の原理図で、■はスイソチングアンプの
入力または出力信号線、２は該信号線ｌを通るＰＷＭ信
号のキャリアを検出する狭帯域のＢＰＦ （ハ゛ンドバ
スフィノレタ）、３はＳｉＢＰＦ２の出力レヘルを検知
するレベル検知回路、４は該検知回路３の検知出力を一
定値と比較してスイッチングアンプの動作／非動作を決
定する制御回路である。
入力または出力信号線、２は該信号線ｌを通るＰＷＭ信
号のキャリアを検出する狭帯域のＢＰＦ （ハ゛ンドバ
スフィノレタ）、３はＳｉＢＰＦ２の出力レヘルを検知
するレベル検知回路、４は該検知回路３の検知出力を一
定値と比較してスイッチングアンプの動作／非動作を決
定する制御回路である。
スイッチングアンプが正常に動作しているときは信号線
１にＰＷＭ信号の電圧波形が現われる。
１にＰＷＭ信号の電圧波形が現われる。
ＰＷＭ信号は所定周波数のパルス列をキャリアとしてパ
ルス幅変調したものであるから、該キャリアの有無を検
出すればスイッチングアンプの正異常を判別できる。
ルス幅変調したものであるから、該キャリアの有無を検
出すればスイッチングアンプの正異常を判別できる。
第１図のＢＰＦ２、レベル検知回路３、制御回路４はこ
のためのもので、最終段の制御回路４はレヘル検知回路
３の出力が一定値以下に低下したらスイッチングアンプ
を非動作状態にする制御信号を出力する。スイッチング
アンプの動作状態とは電力増幅用スイッチング素子がオ
ン、オフできる状態であり、非動作状態とは該素子が全
てオフに固定された状態である。
のためのもので、最終段の制御回路４はレヘル検知回路
３の出力が一定値以下に低下したらスイッチングアンプ
を非動作状態にする制御信号を出力する。スイッチング
アンプの動作状態とは電力増幅用スイッチング素子がオ
ン、オフできる状態であり、非動作状態とは該素子が全
てオフに固定された状態である。
〔実施例］
第２図は本発明の一実施例を示す構戊図で、１０はオー
ディオ信号の振幅情報によってパルス符号変調されたＰ
ＣＭ信号を人力とし、それを例えば１９２ＫＨｚのキャ
リア周波数でパルス幅変調したＰＷＭ信号に変換するＰ
ＣＭ／ＰＷＭ変換回路、２０はドライバ段２１と電力増
幅段２２からなるスイッチングアンプである。
ディオ信号の振幅情報によってパルス符号変調されたＰ
ＣＭ信号を人力とし、それを例えば１９２ＫＨｚのキャ
リア周波数でパルス幅変調したＰＷＭ信号に変換するＰ
ＣＭ／ＰＷＭ変換回路、２０はドライバ段２１と電力増
幅段２２からなるスイッチングアンプである。
ＰＣＭ／ＰＷＭ変換回路ＩＯの出力ＰＷＭ信号は人力信
号線ＩＡを通してドライバ段２１に入力する。ドライバ
段２１はこのＰＷＭ信号と同相のゲート駆動信号ＧＩ、
並びに逆相のゲート駆動信号Ｇ２を作威し、これらで電
力増幅段２２のスインチング素子Ｑ，．Ｑ．を排他的に
駆動する。この電力増幅段２２の出力は出力信号線ＩＢ
を通してスピーカＳＰの一端に印加される。本例は第５
図のスイッチング素子Ｑ．．Ｑ．を省いた簡易形を示し
ているため、スビーカＳＰの他端は接地されている。
号線ＩＡを通してドライバ段２１に入力する。ドライバ
段２１はこのＰＷＭ信号と同相のゲート駆動信号ＧＩ、
並びに逆相のゲート駆動信号Ｇ２を作威し、これらで電
力増幅段２２のスインチング素子Ｑ，．Ｑ．を排他的に
駆動する。この電力増幅段２２の出力は出力信号線ＩＢ
を通してスピーカＳＰの一端に印加される。本例は第５
図のスイッチング素子Ｑ．．Ｑ．を省いた簡易形を示し
ているため、スビーカＳＰの他端は接地されている。
出力信号線１ＢはＢＰＦ２の人力側にも接続されている
。このＢＰＦ２は中心周波数１９２ＫＨｚの狭帯域特性
であり、これでスイッチングアンプ２０の出力側からＰ
ＷＭ信号のキャリアだけを抽出する。このＢＰＦ２の後
段のレベル検知回路３は検波器３Ａと積分器３Ｂからな
り、前者で包路線検波したレベルを後者で積分して平均
化する。
。このＢＰＦ２は中心周波数１９２ＫＨｚの狭帯域特性
であり、これでスイッチングアンプ２０の出力側からＰ
ＷＭ信号のキャリアだけを抽出する。このＢＰＦ２の後
段のレベル検知回路３は検波器３Ａと積分器３Ｂからな
り、前者で包路線検波したレベルを後者で積分して平均
化する。
この積分器３Ｂの出力の大小を判定する制御回路４には
比較器を使用し、ここで積分出力を一定の判定値と比較
する。積分出力はキャリアがあれば判定値より充分に高
く、このとき制御信号は正常レベルのＬ（ロー）を示す
。これに対しキャリアが消失して積分出力が判定値以下
になると、制御信号は異常レベルのＨ（ハイ）になる。
比較器を使用し、ここで積分出力を一定の判定値と比較
する。積分出力はキャリアがあれば判定値より充分に高
く、このとき制御信号は正常レベルのＬ（ロー）を示す
。これに対しキャリアが消失して積分出力が判定値以下
になると、制御信号は異常レベルのＨ（ハイ）になる。
ドライバ段２１は例えば第３図のような回路構戊をゲー
ト駆動信号Ｇ，，Ｇ．の数だけ備え、制御信号がＬ（正
常）のときはトランジスタＴ３がオフであるから、ＰＷ
Ｍ信号のＨ，Ｌによって出力段のトランジスタＴ，，Ｔ
２を排他的にオン、オフし、ゲート駆動信号Ｇ１または
Ｇ２をＨまたはＬにする。第４図はこの動作波形図であ
る。
ト駆動信号Ｇ，，Ｇ．の数だけ備え、制御信号がＬ（正
常）のときはトランジスタＴ３がオフであるから、ＰＷ
Ｍ信号のＨ，Ｌによって出力段のトランジスタＴ，，Ｔ
２を排他的にオン、オフし、ゲート駆動信号Ｇ１または
Ｇ２をＨまたはＬにする。第４図はこの動作波形図であ
る。
これに対し、制御信号がＨ（異常）になるとトランジス
タＴ３がオンになるため、出力段のトランジスタはＴ１
がオフ固定、Ｔ２がオン固定になり、ゲート駆動信号Ｇ
＋，Ｇｚはいずれも第４図のようにＬ （ＧＮＤ）にな
る。このゲート駆動信号Ｇ＋，ＧｚがＬになると第２図
のスイッチング素子Ｑ．．Ｑｚはいずれもオフになるた
め、出力信号線ＩＢへの通電経路はＶＣＣ側からもＧＮ
Ｄ側からも遮断される。
タＴ３がオンになるため、出力段のトランジスタはＴ１
がオフ固定、Ｔ２がオン固定になり、ゲート駆動信号Ｇ
＋，Ｇｚはいずれも第４図のようにＬ （ＧＮＤ）にな
る。このゲート駆動信号Ｇ＋，ＧｚがＬになると第２図
のスイッチング素子Ｑ．．Ｑｚはいずれもオフになるた
め、出力信号線ＩＢへの通電経路はＶＣＣ側からもＧＮ
Ｄ側からも遮断される。
入力信号線ＩＡからキャリア検出するときは同様構或の
保護回路３０をもう１組設け、これらの出力をオアゲー
ト４０で合或して単一の制御信号とする。但し、ＰＷＭ
信号入力は振幅５■程度であるのに対し、スイッチング
出力は振幅１５Ｖ程度あるのでこの違いを考慮する必要
はある。この様な複合構戊は電源の立上げ、立下げ時に
各部を順次チェックしながらスイッチングアンプを動作
させる場合に必要である。但し、出力側の過電流チェｙ
７クだけでよければ、出力信号線ＩＢについての実線構
或だけで充分である。
保護回路３０をもう１組設け、これらの出力をオアゲー
ト４０で合或して単一の制御信号とする。但し、ＰＷＭ
信号入力は振幅５■程度であるのに対し、スイッチング
出力は振幅１５Ｖ程度あるのでこの違いを考慮する必要
はある。この様な複合構戊は電源の立上げ、立下げ時に
各部を順次チェックしながらスイッチングアンプを動作
させる場合に必要である。但し、出力側の過電流チェｙ
７クだけでよければ、出力信号線ＩＢについての実線構
或だけで充分である。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば、スイッチングアンプ
の電力増幅用スイッチング素子に長時間異常電流が流れ
ることを未然に防止できるので、スイッチングアンプの
入出力信号線が天絡、地絡したり、スピーカの端子間が
短絡した場合でも、スイッチング素子を破壊せずに済む
利点がある。
の電力増幅用スイッチング素子に長時間異常電流が流れ
ることを未然に防止できるので、スイッチングアンプの
入出力信号線が天絡、地絡したり、スピーカの端子間が
短絡した場合でも、スイッチング素子を破壊せずに済む
利点がある。
第１図は本発明の原理図、
第２図は本発明の一実施例を示す構戒図、第３図はドラ
イバ段の回路図、 第４図はその動作波形図、 第５図はスインチングアンプの説明図、第６図はその動
作波形図である。 図中、２はバンドパスフィルタ、３はレベル検知回路、
４は制御回路、２０はスイッチングアンプ、 ２ １はドライバ段、 ２２は電力増幅段、 Ｑ１． Ｑ２ はスイ ッチング素子、 ３０は保護回路である。 出 願 人 富士通テ ン株式会社
イバ段の回路図、 第４図はその動作波形図、 第５図はスインチングアンプの説明図、第６図はその動
作波形図である。 図中、２はバンドパスフィルタ、３はレベル検知回路、
４は制御回路、２０はスイッチングアンプ、 ２ １はドライバ段、 ２２は電力増幅段、 Ｑ１． Ｑ２ はスイ ッチング素子、 ３０は保護回路である。 出 願 人 富士通テ ン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一定のキャリア周波数でパルス幅変調したＰＷＭ信
号をドライバ段（２１）に入力し、その出力（Ｇ＿１、
Ｇ＿２）で電力増幅段（２２）の直列スイッチング素子
（Ｑ＿１、Ｑ＿２）を排他的に駆動するスイッチングア
ンプの保護回路であって、 前記ドライバ段（２１）の入力または前記電力増幅段（
２２）の出力から前記キャリアを抽出するバンドパスフ
ィルタ（２）と、 該フィルタの出力レベルを検知するレベル検知回路（３
）と、 該レベル検知回路の出力が一定値以下に低下したときは
、前記ドライバ段の出力（Ｇ＿１、Ｇ＿２）を全て非駆
動レベルに固定する制御回路（４）とを備えることを特
徴とするスイッチングアンプの保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298956A JP2808024B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | スイッチングアンプの保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298956A JP2808024B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | スイッチングアンプの保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159408A true JPH03159408A (ja) | 1991-07-09 |
| JP2808024B2 JP2808024B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=17866360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1298956A Expired - Fee Related JP2808024B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | スイッチングアンプの保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808024B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007189621A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Kenwood Corp | 増幅装置および増幅方法 |
| JP2007258903A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Toa Corp | 共振電流検出装置及びデジタルアンプの保護装置 |
| JP2008228157A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Toa Corp | 電力増幅器 |
| US8848331B2 (en) | 2010-09-21 | 2014-09-30 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Protection device, complementary protection device, signal output device, latch-up preventing method, and computer-readable medium |
-
1989
- 1989-11-17 JP JP1298956A patent/JP2808024B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007189621A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Kenwood Corp | 増幅装置および増幅方法 |
| JP2007258903A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Toa Corp | 共振電流検出装置及びデジタルアンプの保護装置 |
| JP2008228157A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Toa Corp | 電力増幅器 |
| US8848331B2 (en) | 2010-09-21 | 2014-09-30 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Protection device, complementary protection device, signal output device, latch-up preventing method, and computer-readable medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2808024B2 (ja) | 1998-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090731 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |