JPH03216007A - 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
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- JPH03216007A JPH03216007A JP2011578A JP1157890A JPH03216007A JP H03216007 A JPH03216007 A JP H03216007A JP 2011578 A JP2011578 A JP 2011578A JP 1157890 A JP1157890 A JP 1157890A JP H03216007 A JPH03216007 A JP H03216007A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 14
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 14
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Landscapes
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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〕
デジタル信号を入力とするスイノチングアンプの保護回
路に関し、 電力増幅部のスイッチング素子を過電流で破壊しないよ
うにすることを目的とし、 ドライハ部から出力される駆動信号で電力増幅部のスイ
ソチング素子を選択的に駆動するスイッチングアンプの
保護回路であって、前記電力増幅部のチョークコイルに
２次巻線を設け、該２次巻線に流れる電流値が一定値を
越えたときは、前記駆動信号を全て非駆動レベルに固定
する過電流検出部を備えるよう構成する。
路に関し、 電力増幅部のスイッチング素子を過電流で破壊しないよ
うにすることを目的とし、 ドライハ部から出力される駆動信号で電力増幅部のスイ
ソチング素子を選択的に駆動するスイッチングアンプの
保護回路であって、前記電力増幅部のチョークコイルに
２次巻線を設け、該２次巻線に流れる電流値が一定値を
越えたときは、前記駆動信号を全て非駆動レベルに固定
する過電流検出部を備えるよう構成する。
〔産業上の利用分野］
本発明はデジタル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。
の保護回路に関する。
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、ここにスイッチング
アンプと呼ばれるデジタルアンプを使用すると高効率で
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、ここにスイッチング
アンプと呼ばれるデジタルアンプを使用すると高効率で
大出力を実現できる。
第４図はスイッチングアンプの説明図で、ＳＰはスピー
カ、Ｑ，〜Ｑ，は電力増幅部のスイッチング素子、Ｇ，
〜Ｇ４は駆動信号、ＶＣＣは電源、ＧＮＤはアースであ
る。素子Ｑ，．Ｑ．ば信号Ｇ＋，Ｇ４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Ｑ２，Ｑ．は信号Ｇ２，Ｇ
．がＨのときにオンになり、スピーカＳＰＹこ逆極性の
電流（破線矢印で示す）を流す。
カ、Ｑ，〜Ｑ，は電力増幅部のスイッチング素子、Ｇ，
〜Ｇ４は駆動信号、ＶＣＣは電源、ＧＮＤはアースであ
る。素子Ｑ，．Ｑ．ば信号Ｇ＋，Ｇ４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Ｑ２，Ｑ．は信号Ｇ２，Ｇ
．がＨのときにオンになり、スピーカＳＰＹこ逆極性の
電流（破線矢印で示す）を流す。
駆動信号Ｇ ｌ， Ｇ ｚは例えば第５図に示すように
一定周朋Ｔ（キャリア）のパルス列の各パルスのデュー
ティをオーディオ信号の振幅に応じて変化させた互いに
逆相のＰＷＭ （パルス幅変調）信号であり、Ｇ２の振
幅が■。，のときＧ１の振幅は２ＶＣＣに設定する。同
様に駆動信号Ｇ，はＧ１を反転した振幅２ＶｃｃのＰＷ
Ｍ信号であり、また駆動信号Ｇ４はＧ２を反転した振幅
■。，のＰＷＭ信号である。このＰＷＭ信号で素子Ｑ１
〜Ｑ４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
ューティに応じ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
号がスピーカＳＰから再生される。
一定周朋Ｔ（キャリア）のパルス列の各パルスのデュー
ティをオーディオ信号の振幅に応じて変化させた互いに
逆相のＰＷＭ （パルス幅変調）信号であり、Ｇ２の振
幅が■。，のときＧ１の振幅は２ＶＣＣに設定する。同
様に駆動信号Ｇ，はＧ１を反転した振幅２ＶｃｃのＰＷ
Ｍ信号であり、また駆動信号Ｇ４はＧ２を反転した振幅
■。，のＰＷＭ信号である。このＰＷＭ信号で素子Ｑ１
〜Ｑ４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
ューティに応じ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
号がスピーカＳＰから再生される。
〔発明が解決しようとする課題］
上述したスイノチングアンプはスイソチング素′：Ｆ−
Ｑ１〜Ｑ４やチョークコイルＬ，−Ｌ．等を含む電力増
幅部と、該素子を駆動するドライハ部とで構成されるが
、電力増幅部内で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、素子Ｑ，−
Ｑ．に異常電流が流れて該素子を熱破壊する問題がある
。
Ｑ１〜Ｑ４やチョークコイルＬ，−Ｌ．等を含む電力増
幅部と、該素子を駆動するドライハ部とで構成されるが
、電力増幅部内で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、素子Ｑ，−
Ｑ．に異常電流が流れて該素子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部の全スイソチン
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。
本発明は、ドライハ部から出力される駆動信号で電力増
幅部のスイノチング素子を選択的に駆動するスイッチン
グアンプの保護回路であって、前記電力増幅部のチョー
クコイルに２次巻線を設け、該２次巻線に流れる電流値
が一定値を越えたときは、前記駆動信号を全て非駆動レ
ヘルに固定する過電流検出部を備えることを特徴とする
ものである。
幅部のスイノチング素子を選択的に駆動するスイッチン
グアンプの保護回路であって、前記電力増幅部のチョー
クコイルに２次巻線を設け、該２次巻線に流れる電流値
が一定値を越えたときは、前記駆動信号を全て非駆動レ
ヘルに固定する過電流検出部を備えることを特徴とする
ものである。
〔作用］
電力増幅部のチョークコイルにはスイノチング素子に流
れる電流がそのまま流れる。従って、このチョークコイ
ルに２次巻線を設けると、該２次巻線にはスインチング
素子に流れる電流に比例した２次電流が流れるので、該
スイノチング素子に過電流が流れたときそれを２次電流
として検出できる。この過電流検出方法は、アナログア
ンプで行われている電′流検出方法の欠点、つまり電流
検出用抵抗を挿入したことによる電圧降下が生しないた
め、スイッチングアンプの高効率を妨げずに済む。
れる電流がそのまま流れる。従って、このチョークコイ
ルに２次巻線を設けると、該２次巻線にはスインチング
素子に流れる電流に比例した２次電流が流れるので、該
スイノチング素子に過電流が流れたときそれを２次電流
として検出できる。この過電流検出方法は、アナログア
ンプで行われている電′流検出方法の欠点、つまり電流
検出用抵抗を挿入したことによる電圧降下が生しないた
め、スイッチングアンプの高効率を妨げずに済む。
２次巻線を使用した過電流検出部は過電流を検出したと
き、ドライハ部の出力（駆動信号）を全て非駆動レヘル
に固定して全てのスインチング素子を非通電状態にする
。この結果、電力増幅部内で天絡や地絡が生じたり、ス
ピーカ端子間が短絡したときでもスイッチング素子を破
壊させずに済む。
き、ドライハ部の出力（駆動信号）を全て非駆動レヘル
に固定して全てのスインチング素子を非通電状態にする
。この結果、電力増幅部内で天絡や地絡が生じたり、ス
ピーカ端子間が短絡したときでもスイッチング素子を破
壊させずに済む。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図で、１はＰＷＭ
信号発生部である。このＰＷＭ信号発生部［は例えばオ
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
ＰＣＭ信号を入力とし、それを一定周波数のキャリアで
パルス幅変調したＰＷＭ信号に変換するＰＣＭ／ＰＷＭ
変換回路である。２はスイッチングアンプのドライバ部
、３はその電力増幅部、４は過電流検出部である。
信号発生部である。このＰＷＭ信号発生部［は例えばオ
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
ＰＣＭ信号を入力とし、それを一定周波数のキャリアで
パルス幅変調したＰＷＭ信号に変換するＰＣＭ／ＰＷＭ
変換回路である。２はスイッチングアンプのドライバ部
、３はその電力増幅部、４は過電流検出部である。
ドライハ部２はＰＷＭ信号と同相の駆動信号Ｇ．Ｇ４、
並びに逆相の駆動信号Ｇ．，Ｇ３を作成し、これらを出
力端子２１〜２４から出力して電力増幅部３のスイッチ
ング素子Ｑ，〜Ｑ４を選択的に駆動する。
並びに逆相の駆動信号Ｇ．，Ｇ３を作成し、これらを出
力端子２１〜２４から出力して電力増幅部３のスイッチ
ング素子Ｑ，〜Ｑ４を選択的に駆動する。
電力増幅部３はスイッチング素子Ｑ．−Ｑ４の他に出力
平滑用フィルタを構成するチョークコイルＬ．，ＬＸと
コンデンサＣ１〜Ｃ３や、電源ノイズを除去するチョー
クコイルＬ３を備える。
平滑用フィルタを構成するチョークコイルＬ．，ＬＸと
コンデンサＣ１〜Ｃ３や、電源ノイズを除去するチョー
クコイルＬ３を備える。
過電流検出部４は電力増幅部３のチョークコイルし１〜
Ｌ３の１つ（本例ではＬ３）に電磁結合した２次巻線Ｌ
０と、この２次巻線Ｌ。に流れる２次電流を電圧Ｖ，に
変換する抵抗Ｒ，と、この電圧ｖｌが一定値を越えたと
きにオフになるトランンスタＴ１およびそのヘース人力
抵抗Ｒ２，Ｒ３と、このトランジスタＴ，がオンのとき
にそのエミッタ・コレクタ間に流れる電流を制限する抵
抗Ｒ４を備え、トランジスタＴ１のエミッタ電圧Ｖ２を
ドライハ部２の異常検知端子２５に与える。
Ｌ３の１つ（本例ではＬ３）に電磁結合した２次巻線Ｌ
０と、この２次巻線Ｌ。に流れる２次電流を電圧Ｖ，に
変換する抵抗Ｒ，と、この電圧ｖｌが一定値を越えたと
きにオフになるトランンスタＴ１およびそのヘース人力
抵抗Ｒ２，Ｒ３と、このトランジスタＴ，がオンのとき
にそのエミッタ・コレクタ間に流れる電流を制限する抵
抗Ｒ４を備え、トランジスタＴ１のエミッタ電圧Ｖ２を
ドライハ部２の異常検知端子２５に与える。
トライハ部２はこの端子２５のレベルがＬ（正常）のと
きは端子２１〜２４からの出力Ｇ，〜Ｇ４を入力に応し
てＨ，Ｌに切替えることができるが、端子２５がＨ（異
常）になると端子２１〜２４からの出力Ｇ．−Ｇ．を入
力番こよらず強制的に全てＬ６こする。
きは端子２１〜２４からの出力Ｇ，〜Ｇ４を入力に応し
てＨ，Ｌに切替えることができるが、端子２５がＨ（異
常）になると端子２１〜２４からの出力Ｇ．−Ｇ．を入
力番こよらず強制的に全てＬ６こする。
第２図は動作波形図で、左半分は正常時、右半分は異常
時である。正常時にはチョークコイルＬ，を流れて電力
増幅部３へ流入する電流１１の値は許容される最大電流
レベル以下であり、このときは電圧■１ も低いのでト
ランジスタＴ１はオンしている。従って、ドライハ部２
の異常検知端子２５に加わる電圧Ｖ２はしで、出力端子
２１〜２４からの駆動信号０１〜Ｇ４は人力に同期して
Ｈ，Ｌに変化している。このため、スイノチング素子Ｑ
．−Ｑ．はＱ．，Ｑ．とＱ．，Ｑ．をそれぞれ組として
オン、オフしてスビーカＳＰを駆動している。
時である。正常時にはチョークコイルＬ，を流れて電力
増幅部３へ流入する電流１１の値は許容される最大電流
レベル以下であり、このときは電圧■１ も低いのでト
ランジスタＴ１はオンしている。従って、ドライハ部２
の異常検知端子２５に加わる電圧Ｖ２はしで、出力端子
２１〜２４からの駆動信号０１〜Ｇ４は人力に同期して
Ｈ，Ｌに変化している。このため、スイノチング素子Ｑ
．−Ｑ．はＱ．，Ｑ．とＱ．，Ｑ．をそれぞれ組として
オン、オフしてスビーカＳＰを駆動している。
これに対し、電流ｌ１が最大電流レベルを越える異常時
には電圧■１が一定値より高《なるためトランジスタＴ
１がオフし、電圧■２がＨになる。
には電圧■１が一定値より高《なるためトランジスタＴ
１がオフし、電圧■２がＨになる。
このときドライバ部２は出力端子２１〜２４を強制的に
Ｌにするため、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ，は全てオフ
になる。この結果、電流１１が大きくてもそれが素子Ｑ
１〜Ｑ，に流れ続けることはないので、素子Ｑ，−Ｑ．
の熱破壊を未然に防止できる。
Ｌにするため、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ，は全てオフ
になる。この結果、電流１１が大きくてもそれが素子Ｑ
１〜Ｑ，に流れ続けることはないので、素子Ｑ，−Ｑ．
の熱破壊を未然に防止できる。
ドライバ部２は出力端子２ｎ（但し、ｎ＝１〜４）を強
制的にＬにするために、例えば第３図のような構成を各
端子毎に有する。同図のＴ ｚ ，Ｔ ３は人力ＰＷＭ
信号で排他的に駆動される逆タイプの直列トランジスタ
で、その共通工ミッタが駆動信号Ｇｎの出力端子２ｎに
接続されている。Ｒ，はヘース電流制限抵抗であり、こ
こまでは既設のドライバ構成である。この構成にトラン
ジスタＴ４とヘース入力抵抗Ｒ．，Ｒ，を加え、異常検
知端子２．ラの′電圧ｖ２がＨになったらトランジスタ
Ｔ４をオンにしてトランジスタＴ ｚ ， Ｔ ｓのベ
ースを強制的に接地し、出力ＯｎをＬに固定する。
制的にＬにするために、例えば第３図のような構成を各
端子毎に有する。同図のＴ ｚ ，Ｔ ３は人力ＰＷＭ
信号で排他的に駆動される逆タイプの直列トランジスタ
で、その共通工ミッタが駆動信号Ｇｎの出力端子２ｎに
接続されている。Ｒ，はヘース電流制限抵抗であり、こ
こまでは既設のドライバ構成である。この構成にトラン
ジスタＴ４とヘース入力抵抗Ｒ．，Ｒ，を加え、異常検
知端子２．ラの′電圧ｖ２がＨになったらトランジスタ
Ｔ４をオンにしてトランジスタＴ ｚ ， Ｔ ｓのベ
ースを強制的に接地し、出力ＯｎをＬに固定する。
尚、以上の説明では電源部のチョークコイルＬ３に２次
巻線Ｌ０を設けたが、これは出力平滑用フィルタ部のチ
ョークコイルＬ．またはＬ２でもよい。
巻線Ｌ０を設けたが、これは出力平滑用フィルタ部のチ
ョークコイルＬ．またはＬ２でもよい。
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、電力増幅部内で天絡や
地絡が生じたり、スピーカの端子間が短絡した場合でも
、スイン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、電力増幅部内で天絡や
地絡が生じたり、スピーカの端子間が短絡した場合でも
、スインチング素子を破壊せずに済む利点がある。
また、過電流検出に電圧降下を発生させる挿入抵抗を使
用しないので、スイッチングアンプの高効率性を損なわ
ずに済む。
用しないので、スイッチングアンプの高効率性を損なわ
ずに済む。
第Ｌ図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はその
動作波形図、 第３図はトライ八部の回路図、 第４図はスイッチングアンプの説明図、第５図はその動
作波形図である。 図中、２はドライハ部、３は電力増幅部、４は過電流検
出部、Ｑ１〜Ｑ４はスイッチング素子、Ｌ．−Ｌ．はチ
ョークコイル、Ｌ０は２次巻線である。 出 順 人 富士通テン株式会社
動作波形図、 第３図はトライ八部の回路図、 第４図はスイッチングアンプの説明図、第５図はその動
作波形図である。 図中、２はドライハ部、３は電力増幅部、４は過電流検
出部、Ｑ１〜Ｑ４はスイッチング素子、Ｌ．−Ｌ．はチ
ョークコイル、Ｌ０は２次巻線である。 出 順 人 富士通テン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ドライバ部（２）から出力される駆動信号（Ｇ＿１
〜Ｇ＿４）で電力増幅部（３）のスイッチング素子（Ｑ
＿１〜Ｑ＿４）を選択的に駆動するスイッチングアンプ
の保護回路であって、 前記電力増幅部のチョークコイル（Ｌ＿１〜Ｌ＿３）に
２次巻線（Ｌ＿０）を設け、該２次巻線に流れる電流値
が一定値を越えたときは、前記駆動信号（Ｇ＿１〜Ｇ＿
４）を全て非駆動レベルに固定する過電流検出部（４）
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 |
|---|---|---|---|
| JP2011578A JPH03216007A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2011578A JPH03216007A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | スイッチングアンプの保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216007A true JPH03216007A (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=11781798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011578A Pending JPH03216007A (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | スイッチングアンプの保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03216007A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003046345A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Sony Corp | パワーアンプ装置 |
| JP2005341550A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-12-08 | Yamaha Corp | Ｄ級増幅器 |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2011578A patent/JPH03216007A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003046345A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Sony Corp | パワーアンプ装置 |
| JP2005341550A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-12-08 | Yamaha Corp | Ｄ級増幅器 |
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