JPH0590847A - Power amplifier - Google Patents

Power amplifier

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Publication number
JPH0590847A
JPH0590847A JP3276722A JP27672291A JPH0590847A JP H0590847 A JPH0590847 A JP H0590847A JP 3276722 A JP3276722 A JP 3276722A JP 27672291 A JP27672291 A JP 27672291A JP H0590847 A JPH0590847 A JP H0590847A
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JP
Japan
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voltage
power supply
output
positive
comparator
Prior art date
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Pending
Application number
JP3276722A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirosuke Sato
博亮 佐藤
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
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Publication of JPH0590847A publication Critical patent/JPH0590847A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a highly efficient power amplifier by varying two positive/ negative power supply voltages so that the voltage between the emitter and collector of the output stage transistor in a complimentary symmetric circuit can hold a predetermined voltage value regardless of an input signal condition. CONSTITUTION:Terminals 3 and 4 of variable voltage power supply VVC are supplied with positive and negative voltages, respectively. Both the switching power supply circuit (at the positive power supply side) of power supply VVC and the switching power supply circuit (at the negative power supply side) act the same operation. That is, output voltages that have the same absolute values as those of the voltages set at the non-reversible input terminals of their respective comparators 21 and 34 and that have predetermined polarities are output to output terminals 5 and 7. Accordingly, the voltage difference between the collector and emitter of output stage transistor Q1 of the SEPP circuit and the voltage difference between the collector and emitter of output stage transistor Q2 of the SEPP are controlled by power supply VVC so as to be kept constant regardless of the variation in amplitude of a signal subject to amplification. With this, the power amplifier can highly efficiently carry out amplification operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電力増幅器に関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to power amplifiers.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から各種の構成態様の電力増幅器が
知られているが、例えば音響機器における出力回路とし
てはシングル・エンデッド・プッシュ・プル(SEP
P)が広く使用されて来ている。そして、前記したSE
PP回路の効率はB級PP回路の効率78.5%と同じ
値を示すが、電力消費を少なくすることが望まれる電子
機器、例えば携帯用のラジオ受信器付きの磁気テープレ
コーダー等に用いられる電力増幅器としては、より一
層、効率の高い電力増幅器が望まれた。効率の高い電力
増幅器としては、従来からパルス幅変調型の電力増幅器
が知られている。図5は前記したパルス幅変調型の電力
増幅器の概略構成を示すブロック図であって、図におい
て48は増幅の対象にされている音声信号Sb{図6の
(b)参照}の入力端子であり、49はパルス幅変調回路
である。前記のパルス幅変調回路49では搬送波源50
から供給されている搬送波Sa{図6の(a)参照}
を、前記した音声信号Sbによってパルス幅変調して、
パルス幅変調波Sc{図6の(c)参照}を出力してパルス
増幅器51に供給する。
2. Description of the Related Art Conventionally, power amplifiers having various configurations have been known. For example, as an output circuit in an audio device, a single ended push pull (SEP) is used.
P) has been widely used. And the above-mentioned SE
The efficiency of the PP circuit shows the same value as the efficiency of the class B PP circuit of 78.5%, but it is used in electronic devices for which power consumption is desired to be reduced, such as a magnetic tape recorder with a portable radio receiver. As a power amplifier, a power amplifier with higher efficiency has been desired. A pulse width modulation type power amplifier has been conventionally known as a highly efficient power amplifier. FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the above-mentioned pulse width modulation type power amplifier. In FIG. 5, reference numeral 48 denotes an audio signal Sb to be amplified (in FIG. 6).
(see (b)), and 49 is a pulse width modulation circuit. In the pulse width modulation circuit 49, the carrier source 50
Carrier wave Sa supplied from {see (a) of FIG. 6}
Is pulse-width modulated by the above-mentioned audio signal Sb,
The pulse width modulated wave Sc {see (c) of FIG. 6} is output and supplied to the pulse amplifier 51.

【0003】パルス増幅器によって増幅されたパルス幅
変調波Scは、スイッチイング回路52,53の開閉制
御信号として用いられ、前記したスイッチング回路5
2,53はオン,オフの状態が互に逆となるように開閉
制御されて、前記したスイッチング回路52がオンの状
態のときには電源56のプラス側→オンの状態のスイッ
チング回路52→低域通過濾波器54→負荷(スピー
カ)55→電源56のマイナス側の回路により負荷55
に電流を流し、また、前記したスイッチング回路53が
オンの状態のときには電源57のプラス側→負荷(スピ
ーカ)55→低域通過濾波器54→オンの状態のスイッ
チング回路53→電源57のマイナス側の回路により負
荷55に電流を流す。そして、前記した負荷55には図
6の(d)に示されているような波形の信号Sd、すな
わち、増幅の対象にされている音声信号Sb{図6の
(b)参照}と同一の波形の信号を流される。前記したパ
ルス幅変調型の電力増幅器は、出力段の半導体素子がス
イッチング動作を行なって、負荷に電力を供給するよう
にしているために、出力段の半導体素子によって無駄に
消費される電力が極めて少なく、したがって高い効率の
電力増幅器として動作できる。
The pulse width modulated wave Sc amplified by the pulse amplifier is used as an opening / closing control signal for the switching circuits 52 and 53, and the switching circuit 5 described above is used.
2, 53 are controlled to open and close so that the ON and OFF states are opposite to each other, and when the switching circuit 52 is in the ON state, the plus side of the power supply 56 → the switching circuit 52 in the ON state → low pass. Filter 54 → load (speaker) 55 → load 55 by the circuit on the negative side of power supply 56
When the switching circuit 53 is in the ON state, the positive side of the power source 57 → the load (speaker) 55 → the low-pass filter 54 → the switching circuit 53 in the ON state → the negative side of the power source 57. An electric current is caused to flow to the load 55 by the circuit. Then, the load 55 described above has a signal Sd having a waveform as shown in FIG. 6D, that is, the audio signal Sb to be amplified {in FIG.
The signal having the same waveform as in (b) is sent. In the above-mentioned pulse width modulation type power amplifier, since the semiconductor element of the output stage performs the switching operation to supply the power to the load, the power wasted by the semiconductor element of the output stage is extremely small. It can operate as a power amplifier with few and therefore high efficiency.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記したパ
ルス幅変調型の電力増幅器では搬送波Saの周波数とし
て、変調波となされる音声信号Sbの最高周波数値の数
十倍にしないと、良好な出力信号が得られないために、
スイッチング回路としても前記した高い周波数値となさ
れている搬送波Saの繰返し周波数を有する開閉制御信
号によって良好なスイッチング制御が行なわれるような
高価なスイッチング素子が必要とされる他に、前記のよ
うに高い周波数値の信号が用いられることにより不要な
放射電磁界が生じることが問題になる。それで、パルス
幅変調型の電力増幅器が例えばラジオ受信器付きの磁気
テープレコーダー等のように、放射電磁界によって信号
の受信を行なう機能部分を備えているような電子機器の
場合には、前記のように電力増幅器から生じる不要な放
射電磁界が無線受信部で受信されないように厳重な電磁
遮蔽ならびに静電遮蔽を施すことが必要とされるという
等の欠点があった。
However, in the above-mentioned pulse width modulation type power amplifier, the frequency of the carrier wave Sa must be several tens of times the maximum frequency value of the audio signal Sb to be a modulated wave, and a good output is obtained. Because no signal is obtained,
Also as the switching circuit, an expensive switching element is required so that good switching control can be performed by the switching control signal having the repetition frequency of the carrier wave Sa, which is set to the high frequency value described above. There is a problem that an unnecessary radiated electromagnetic field is generated by using the signal of the frequency value. Therefore, in the case of an electronic device in which the pulse width modulation type power amplifier has a functional portion for receiving a signal by a radiated electromagnetic field, such as a magnetic tape recorder with a radio receiver, the above As described above, there are drawbacks such as that it is necessary to perform strict electromagnetic shielding and electrostatic shielding so that an unnecessary radiated electromagnetic field generated from the power amplifier is not received by the wireless reception unit.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は少なくとも出力
段が相補対称回路として構成されていて正負2電源から
動作用電力が供給されるようになされている電力増幅器
において、出力段の各トランジスタのコレクタ・エミッ
タ間電圧が入力信号の状態とは無関係に予め定められた
電圧値に保持されるように正負2電源の電圧を変化させ
るようにする手段を設けてなる電力増幅器を提供する。
According to the present invention, in a power amplifier in which at least an output stage is constructed as a complementary symmetrical circuit and operating power is supplied from two positive and negative power supplies, each transistor of the output stage is provided. Provided is a power amplifier including means for changing the voltage of two positive and negative power supplies so that the collector-emitter voltage is maintained at a predetermined voltage value regardless of the state of an input signal.

【0006】[0006]

【作用】相補対称回路として構成されている出力段の各
トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧が入力信号の
状態とは無関係に予め定められた電圧値に保持されるよ
うに正負2電源の電圧を変化させることにより、出力段
の各トランジスタで生じる損失が極めて少なくなり高い
効率の電力増幅器を提供できる。
The voltage of the two positive and negative power supplies is changed so that the collector-emitter voltage of each transistor in the output stage, which is configured as a complementary symmetric circuit, is maintained at a predetermined voltage value regardless of the state of the input signal. By doing so, the loss generated in each transistor of the output stage is extremely reduced, and a highly efficient power amplifier can be provided.

【0007】[0007]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の電力増幅
器の具体的な内容を詳細に説明する。図1は本発明の電
力増幅器の一実施例のブロック図、図2は本発明の電力
増幅器の動作を説明するための波形図、図3は可変電圧
電源の構成原理及び動作原理を説明するためのブロック
図、図4は図3に示されている可変電圧電源の動作を説
明するための波形図である。図1において1は増幅の対
象にされている信号(例えば音響信号)の入力端子、2は
励振段の電圧増幅器であり、前記した励振段の電圧増幅
器2からの出力信号は、トランジスタQ1,Q2、抵抗R1
〜R5、ダイオードD1,D2よりなるSEPP回路の出力
段に入力信号として与えられ、前記した出力段からの出
力信号は負荷47に供給される。前記した出力段の動作
用電力は図1中に一点鎖線枠VVCで示されている可変
電圧電源における端子5〜7から出力段に供給されてい
る。可変電圧電源VVCには、端子3に対して正電圧が
与えられ、また端子4には負電圧が与えられている。前
記した可変電圧電源VCCは、電力増幅器の出力段のト
ランジスタQ1,Q2におけるそれぞれのトランジスタの
コレクタ・エミッタ間電圧Vceが、増幅の対象にされて
いる音響信号の振幅の変化とは無関係に、予め定められ
た電圧値に保持されている状態にさせるような動作用電
圧を、前記した端子5〜7を介して電力増幅器の出力段
に供給できるように構成されている電源であって、それ
は例えばスイッチング電源を変形することによって構成
できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The specific contents of the power amplifier of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram of an embodiment of the power amplifier of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the power amplifier of the present invention, and FIG. 3 is for explaining the configuration principle and operation principle of a variable voltage power supply. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the variable voltage power supply shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 is an input terminal of a signal (for example, an acoustic signal) to be amplified, 2 is a voltage amplifier of the excitation stage, and the output signal from the voltage amplifier 2 of the excitation stage is the transistors Q1 and Q2. , Resistance R1
˜R5 and diodes D1 and D2 are applied as an input signal to the output stage of the SEPP circuit, and the output signal from the output stage is supplied to the load 47. The operating power of the output stage described above is supplied to the output stage from terminals 5 to 7 in the variable voltage power supply shown by the chain line frame VVC in FIG. To the variable voltage power supply VVC, a positive voltage is applied to the terminal 3 and a negative voltage is applied to the terminal 4. In the variable voltage power supply VCC described above, the collector-emitter voltage Vce of each of the transistors Q1 and Q2 in the output stage of the power amplifier is preset regardless of the change in the amplitude of the acoustic signal to be amplified. A power supply configured to be capable of supplying an operating voltage for maintaining a predetermined voltage value to the output stage of the power amplifier via the terminals 5 to 7 described above. It can be configured by modifying the switching power supply.

【0008】図3は前記した可変電圧電源VVCの構成
原理及び動作原理を説明するためのスイッチング電源の
ブロック図であるが、この図3では図1中に示されてい
る正負の2電源からなる可変電圧電源VVCにおける端
子3と端子5との間に構成されている正電源側の回路構
成の基本的な構成部分だけを代表的に示してある。ま
た、図4は図3に示されている可変電圧電源の動作説明
用の波形図である。図3においてQはPチャンネルのス
イッチング・パワーMOS・FET(以下Pチャンネル
のFET Qのように記載されることもある)であって、
平滑コンデンサCsによって平滑された正電源入力がソ
ースに供給されている前記のPチャンネルのFET Q
は、コンパレータCOMPからゲートに供給されている
電圧がローレベルのときにはオンの状態になって、正電
源入力電力を図中の実線矢印のようにドレインから還流
コイルLを介して平滑コンデンサCと負荷とに供給し、
また前記したコンパレータCOMPからゲートに供給さ
れている電圧がハイレベルのときには前記のPチャンネ
ルのFET Qがオフの状態になる。前記のPチャンネ
ルのFET Qがオフの状態になると、Pチャンネルの
FET Qがオンの状態のときに還流コイルL中に蓄積
されていた磁気エネルギが、回路中に電流として回収さ
れて図中の点線矢印のように還流ダイオードDを通して
流れる。
FIG. 3 is a block diagram of a switching power supply for explaining the configuration principle and operation principle of the variable voltage power supply VVC described above. In FIG. 3, the positive and negative power supplies shown in FIG. 1 are used. Only the basic components of the circuit configuration on the positive power source side, which is configured between the terminals 3 and 5 in the variable voltage power source VVC, are shown representatively. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the variable voltage power supply shown in FIG. In FIG. 3, Q is a P-channel switching power MOS FET (hereinafter sometimes referred to as P-channel FET Q),
The P-channel FET Q whose positive power supply input smoothed by the smoothing capacitor Cs is supplied to the source.
Is turned on when the voltage supplied from the comparator COMP to the gate is at a low level, and the positive power supply input power is supplied from the drain to the smoothing capacitor C via the return coil L as shown by the solid line arrow in the figure. And supply to
Further, when the voltage supplied from the comparator COMP to the gate is at a high level, the P-channel FET Q is turned off. When the P-channel FET Q is turned off, the magnetic energy accumulated in the return coil L when the P-channel FET Q is turned on is recovered as a current in the circuit, It flows through the free wheeling diode D as indicated by the dotted arrow.

【0009】前記したPチャンネルのFET Qのオン
オフ動作によって負荷側に与えられる電力量は、Pチャ
ンネルのFET Qのオンの状態の期間に比例して増加
するから、PチャンネルのFET Qのドレインと負荷
との間に設けられている還流コイルLと平滑コンデンサ
Cとによって平滑された状態でスイッチング電源の負荷
に供給される電圧値は、PチャンネルのFET Qのオ
ンの状態の期間とオフの状態の期間との比を変化させる
ことによって変化できる。そして、PチャンネルのFE
T Qのオンの状態の期間とオフの状態の期間との比
は、例えば、予め定められた波高値を有する三角波信号
が反転入力端子に供給されているコンパレータの非反転
入力端子に、可変電圧を供給することによってコンパレ
ータから出力される図4の(b)〜(d)に例示されて
いるようにパルス幅の変化している信号をPチャンネル
のFET Qのゲートに供給することによって容易に変
化させることができる。
Since the amount of electric power supplied to the load side by the ON / OFF operation of the P-channel FET Q described above increases in proportion to the period during which the P-channel FET Q is in the ON state, the amount of power supplied to the drain of the P-channel FET Q is The voltage value supplied to the load of the switching power supply in a state of being smoothed by the return coil L and the smoothing capacitor C provided between the load and the load is the period of the P channel FET Q in the ON state and the OFF state. It can be changed by changing the ratio with the period. And FE of P channel
The ratio of the on-state period and the off-state period of T Q is, for example, a variable voltage applied to the non-inverting input terminal of the comparator in which a triangular wave signal having a predetermined peak value is supplied to the inverting input terminal. By supplying a signal having a varying pulse width to the gate of the FET Q of the P channel, as illustrated in FIGS. Can be changed.

【0010】図4の(a)はコンパレータの反転入力端
子に供給されている予め定められた波高値を有する三角
波信号と、コンパレータの非反転入力端子に与えられて
いる可変電圧(図中の+Vx→0→−Vx)とを示して
おり、図4の(b)はコンパレータのコンパレータの非
反転入力端子に対して供給された電圧が−Vxのときに
コンパレータの出力側からPチャンネルのFET Qの
ゲートに与えられる電圧波形を示しており、また、図4
の(c)はコンパレータのコンパレータの非反転入力端
子に対して供給された電圧が0Vのときにコンパレータ
の出力側からPチャンネルのFET Qのゲートに与え
られる電圧波形を示し、さらに、図4の(d)はコンパ
レータのコンパレータの非反転入力端子に対して供給さ
れた電圧が+Vxのときにコンパレータの出力側からP
チャンネルのFET Qのゲートに与えられる電圧波形
を示している。
FIG. 4A shows a triangular wave signal having a predetermined peak value supplied to the inverting input terminal of the comparator and a variable voltage (+ Vx in the figure) applied to the non-inverting input terminal of the comparator. → 0 → −Vx), and FIG. 4 (b) shows that when the voltage supplied to the non-inverting input terminal of the comparator is −Vx, the P-channel FET Q from the output side of the comparator is shown. 4 shows the voltage waveform applied to the gate of FIG.
(C) shows a voltage waveform given to the gate of the FET Q of the P channel from the output side of the comparator when the voltage supplied to the non-inverting input terminal of the comparator is 0V. (D) is P from the output side of the comparator when the voltage supplied to the non-inverting input terminal of the comparator is + Vx.
It shows the voltage waveform applied to the gate of the FET Q of the channel.

【0011】前記のような動作を行なう図3中のコンパ
レータの非反転端子に対して、PチャンネルのFET
Qのドレインと負荷との間に設けられている還流コイル
Lと平滑コンデンサCとによって平滑された状態でスイ
ッチング電源の負荷に供給される正電圧をフィードバッ
ク抵抗Rbを介して帰還させるとともに、前記のコンパ
レータの非反転端子に対して、設定電圧入力端子からコ
ンパレータ入力抵抗Raを介して出力電圧制御用の可変
負電圧を供給した場合には、前記した負荷に供給される
正電圧の電圧値は、前記した出力電圧制御用の可変負電
圧の電圧値の変化に応じて変化する。前記の点を具体例
について説明すると次のとおりである。すなわち、前記
したフィードバック抵抗Rbとコンパレータ入力抵抗R
aとの抵抗値を同一とし、また設定電圧入力端子に−5
Vの負電圧を与えたとし、さらにコンパレータの反転端
子にピーク・ピーク値が0.1V(±50mV)の三角波
電圧が供給されていると、さらにまた正電源入力の電圧
値が+10Vであるとした場合を例にとって考えると、
まず電源の投入時にはPチャンネルのFET Qのドレ
インと負荷との間に設けられている平滑コンデンサCの
端子電圧は0Vであるから、この状態におけるコンパレ
ータの非反転入力端子への供給電圧は−2.5Vとな
る。
A P-channel FET is connected to the non-inverting terminal of the comparator in FIG. 3 which operates as described above.
The positive voltage supplied to the load of the switching power supply in a state smoothed by the return coil L and the smoothing capacitor C provided between the drain of Q and the load is fed back via the feedback resistor Rb, and When a variable negative voltage for output voltage control is supplied from the set voltage input terminal to the non-inverting terminal of the comparator via the comparator input resistor Ra, the voltage value of the positive voltage supplied to the load is It changes according to the change in the voltage value of the variable negative voltage for controlling the output voltage. A specific example of the above point will be described as follows. That is, the feedback resistor Rb and the comparator input resistor R
The resistance value is the same as a, and the set voltage input terminal is -5
If a negative voltage of V is applied, and if the triangular wave voltage with a peak-to-peak value of 0.1 V (± 50 mV) is supplied to the inverting terminal of the comparator, the voltage value of the positive power supply input is +10 V. Taking the case of doing as an example,
First, when the power is turned on, the terminal voltage of the smoothing capacitor C provided between the drain of the P-channel FET Q and the load is 0 V, so the voltage supplied to the non-inverting input terminal of the comparator in this state is -2. It becomes 0.5V.

【0012】前記のようにコンパレータの非反転入力端
子への供給電圧が−2.5Vの場合には、コンパレータ
の非反転入力端子の電圧は反転入力端子に供給されてい
る三角波の±50mVの電圧値よりも充分に低いため
に、コンパレータの出力は三角波電圧の電圧値の変化と
は無関係に常にローレベルの状態になる。それで、Pチ
ャンネルのFET Qは連続的にオンの状態を続けて、
平滑コンデンサCの端子電圧が0Vから次第に上昇して
行く。前記したPチャンネルのFET Qのオンの状態
は、平滑コンデンサCの端子電圧が4.9Vに達するま
で続き、平滑コンデンサCの端子電圧が4.9V以上に
なると、コンパレータにおける三角波電圧との比較結果
に対応してパルス幅が変化しているハイレベルの状態の
電圧がコンパレータからPチャンネルのFET Qのゲ
ートに供給されるようになり、PチャンネルのFET
Qは前記したハイレベルの状態の電圧がゲートに供給さ
れている状態でオフになるから、平滑コンデンサCの端
子電圧が4.9V以上になった場合にはPチャンネルの
FET Qはスイッチング動作を開始する。前記したP
チャンネルのFET Qのスイッチング動作は、平滑コ
ンデンサCの端子電圧が4.9V付近においてはオンの
期間が長く、前記の電圧値の上昇につれてオンの期間が
短くなって行く(図4参照)というようなものであり、
平滑コンデンサCの端子電圧が5.1V以上においては
PチャンネルのFET Qはオフの状態を続けることに
なる。
When the voltage supplied to the non-inverting input terminal of the comparator is -2.5 V as described above, the voltage of the non-inverting input terminal of the comparator is ± 50 mV of the triangular wave supplied to the inverting input terminal. Since it is sufficiently lower than the value, the output of the comparator is always in the low level state regardless of the change in the voltage value of the triangular wave voltage. So, the P-channel FET Q keeps on continuously,
The terminal voltage of the smoothing capacitor C gradually rises from 0V. The above-mentioned ON state of the FET Q of the P channel continues until the terminal voltage of the smoothing capacitor C reaches 4.9V, and when the terminal voltage of the smoothing capacitor C becomes 4.9V or more, the comparison result with the triangular wave voltage in the comparator The high-level voltage with the pulse width changing corresponding to is supplied from the comparator to the gate of the P-channel FET Q, and the P-channel FET
Since Q turns off when the high level voltage is supplied to the gate, when the terminal voltage of the smoothing capacitor C becomes 4.9 V or higher, the P-channel FET Q starts switching operation. Start. P mentioned above
In the switching operation of the FET Q of the channel, the ON period is long when the terminal voltage of the smoothing capacitor C is around 4.9 V, and the ON period becomes shorter as the voltage value rises (see FIG. 4). Is something
When the terminal voltage of the smoothing capacitor C is 5.1 V or more, the FET Q of the P channel remains off.

【0013】図3に示されているスイッチング電源回路
では、前記のようなPチャンネルのFET Qのスイッ
チング動作によって、スイッチング電源の出力として負
荷に供給される正電源の電圧値は、設定電圧入力端子に
設定された負電圧が−5Vの場合には+5Vとなされ、
また、設定電圧入力端子に設定された負電圧が例えば0
Vの場合には、スイッチング電源の出力として負荷に供
給される正電源の電圧値は0Vとなされ、さらに設定電
圧入力端子に設定された負電圧が例えば−10Vの場合
には、スイッチング電源の出力として負荷に供給される
正電源の電圧値+10Vとなされるというように、スイ
ッチング電源の出力として負荷に供給される正電源の電
圧値は、設定電圧入力端子に設定される負電圧の電圧値
と絶対値が同一な正電圧となっている。
In the switching power supply circuit shown in FIG. 3, the voltage value of the positive power supply, which is supplied to the load as the output of the switching power supply by the switching operation of the P-channel FET Q as described above, is the set voltage input terminal. If the negative voltage set to is -5V, it is + 5V,
Further, the negative voltage set at the set voltage input terminal is, for example, 0
In the case of V, the voltage value of the positive power supply supplied to the load as the output of the switching power supply is 0V, and when the negative voltage set in the set voltage input terminal is, for example, -10V, the output of the switching power supply is The voltage value of the positive power supply supplied to the load as the output of the switching power supply is the same as the voltage value of the positive power supply supplied to the load as the voltage value of the negative voltage set to the set voltage input terminal. Positive voltage with the same absolute value.

【0014】これまで、図1中に示されている正負の2
電源からなる可変電圧電源VVCにおける端子3と端子
5,6との間にPチャンネルのスイッチング・パワーMO
S・FET10を含んで構成されている正電源側の回路
構成の基本的な構成部分だけを代表的に示してある図3
を参照して、可変電圧電源VVCに使用されているスイ
ッチング電源回路の構成原理及び動作原理を説明して来
たが、図1中に示されている可変電圧電源VVCにおけ
る端子4と端子7,6との間にNチャンネルのスイッチ
ング・パワーMOS・FET11を含んで構成されてい
る負電源側の回路構成や動作も、前述した正電源側のス
イッチング電源回路の場合と同様なことは容易に理解で
きるところであるから、負電源側におけるスイッチング
電源回路についての具体的な記述は省略する。
Up to now, the positive and negative two shown in FIG.
P-channel switching power MO between terminal 3 and terminals 5 and 6 of variable voltage power supply VVC
FIG. 3 representatively shows only the basic components of the circuit configuration on the positive power source side including the S-FET 10.
The configuration principle and operation principle of the switching power supply circuit used for the variable voltage power supply VVC have been described with reference to FIG. 1, but the terminal 4 and the terminal 7 in the variable voltage power supply VVC shown in FIG. It is easy to understand that the circuit configuration and operation on the negative power source side including the N-channel switching power MOS FET 11 between 6 and 6 are similar to those of the positive power source side switching power source circuit described above. Since it is possible, a detailed description of the switching power supply circuit on the negative power supply side will be omitted.

【0015】さて、図1中に示されている正負の2電源
からなる可変電圧電源VVCにおける端子3と端子5,
6との間にPチャンネルのスイッチング・パワーMOS・
FET10を含んで構成されている正電源側のスイッチ
ング電源回路と、端子4と端子7,6との間にNチャン
ネルのスイッチング・パワーMOS・FET11を含ん
で構成されている負電源側のスイッチング電源回路とに
おいて、8,9は平滑コンデンサ(図3中の平滑コンデ
ンサCsと対応)、14,15は還流コイル(図3中の
還流コイルLと対応)12,13は還流ダイオード(図
3中の還流デイオードDと対応)、16,17は平滑コ
ンデンサ(図3中の平滑コンデンサCと対応)、21,
34はコンパレータ(図3中のコンパレータCOMPと
対応)、25,38はフィードバック抵抗(図3中のフ
ィードバック抵抗Rbと対応)、27,40はコンパレ
ータ入力抵抗(図3中のコンパレータ入力抵抗Raと対
応)である。
Now, the terminal 3 and the terminal 5, in the variable voltage power supply VVC composed of two positive and negative power supplies shown in FIG.
P channel switching power MOS between 6 and
A switching power supply circuit on the positive power supply side including the FET 10, and a switching power supply on the negative power supply side including the N-channel switching power MOS FET 11 between the terminal 4 and the terminals 7 and 6. In the circuit, 8 and 9 are smoothing capacitors (corresponding to the smoothing capacitor Cs in FIG. 3), 14 and 15 are return coils (corresponding to the return coil L in FIG. 3) 12, 13 are return diodes (in FIG. 3). Reflux diode D), 16 and 17 are smoothing capacitors (corresponding to smoothing capacitor C in FIG. 3) 21,
34 is a comparator (corresponding to the comparator COMP in FIG. 3), 25 and 38 are feedback resistors (corresponding to the feedback resistor Rb in FIG. 3), 27 and 40 are comparator input resistors (corresponding to the comparator input resistor Ra in FIG. 3). ).

【0016】可変電圧電源VVCにおける正電源側の出
力端子5がコレクタに接続されている電力増幅器の出力
段のトランジスタQ1のエミッタは、抵抗R1を介して可
変電圧電源VVCにおける端子6に接続されており、ま
た、可変電圧電源VVCにおける負電源側の出力端子7
がコレクタに接続されている電力増幅器の出力段のトラ
ンジスタQ2のエミッタは、抵抗R2を介して可変電圧電
源VVCにおける前記した端子6に接続されている。そ
して前記した端子6と正電源側のコンパレータ21にお
ける非反転入力端子との間には、演算増幅器28と抵抗
29,30とによって構成されている反転増幅器IAp
と、コンパレータ入力抵抗27との直列回路を含む回路
が接続されており、また前記した端子6と負電源側のコ
ンパレータ34における非反転入力端子との間には、演
算増幅器41と抵抗42,43とによって構成されてい
る反転増幅器IAmと、コンパレータ入力抵抗40との
直列回路を含む回路が接続されている。
The emitter of the transistor Q1 at the output stage of the power amplifier in which the output terminal 5 on the positive power supply side of the variable voltage power supply VVC is connected to the collector is connected to the terminal 6 of the variable voltage power supply VVC via the resistor R1. Output terminal 7 on the negative power supply side of the variable voltage power supply VVC.
The emitter of the transistor Q2 at the output stage of the power amplifier, which is connected to the collector, is connected to the terminal 6 of the variable voltage power supply VVC via the resistor R2. An inverting amplifier IAp composed of an operational amplifier 28 and resistors 29 and 30 is provided between the terminal 6 and the non-inverting input terminal of the positive power supply side comparator 21.
And a comparator input resistor 27 are connected to a circuit including a series circuit, and an operational amplifier 41 and resistors 42 and 43 are provided between the terminal 6 and the non-inverting input terminal of the negative power supply side comparator 34. A circuit including a series circuit of an inverting amplifier IAm configured by and a comparator input resistor 40 is connected.

【0017】前記した正電源側のコンパレータ21にお
ける非反転入力端子と接地との間には、コンパレータ2
1に過大な入力が供給されないようにするためのクラン
プダイオード26が接続されており、また、前記のコン
パレータ21における非反転入力端子と平滑コンデンサ
16の非接地側の端子との間には、フィードバック抵抗
25と、電力増幅器の出力段のトランジスタQ1におけ
るコレクタ・エミッタ間電圧設定用のレベルシフト用の
ダイオード22,23とが直列に接続されているととも
に、前記したフィードバック抵抗25とレベルシフトダ
イオード23との接続点には、負のバイアス電圧源から
抵抗24を介して、前記したレベルシフト用のダイオー
ド22,23に対して所定のバイアス電圧が印加される
ようになされている。また、前記した負電源側のコンパ
レータ34における非反転入力端子と接地との間には、
コンパレータ34に過大な入力が供給されないようにす
るためのクランプダイオード39が接続されており、ま
た、前記のコンパレータ34における非反転入力端子と
平滑コンデンサ17の非接地側の端子との間には、フィ
ードバック抵抗38と、電力増幅器の出力段のトランジ
スタQ2におけるコレクタ・エミッタ間電圧設定用のレベ
ルシフト用のダイオード35,36とが直列に接続され
ているとともに、前記したフィードバック抵抗38とレ
ベルシフトダイオード36との接続点には、正のバイア
ス電圧源から抵抗37を介して、前記したレベルシフト
用のダイオード35,36に対して所定のバイアス電圧
が印加されるようになされている。
The comparator 2 is provided between the non-inverting input terminal of the comparator 21 on the positive power source side and the ground.
1, a clamp diode 26 is connected to prevent an excessive input from being supplied, and a feedback is provided between the non-inverting input terminal of the comparator 21 and the non-grounding side terminal of the smoothing capacitor 16. The resistor 25 and the level shift diodes 22 and 23 for setting the collector-emitter voltage in the output stage transistor Q1 of the power amplifier are connected in series, and the feedback resistor 25 and the level shift diode 23 described above are connected. A predetermined bias voltage is applied from the negative bias voltage source to the level shift diodes 22 and 23 through the resistor 24 at the connection point. Further, between the non-inverting input terminal of the comparator 34 on the negative power source side and the ground,
A clamp diode 39 for preventing an excessive input from being supplied to the comparator 34 is connected, and between the non-inverting input terminal of the comparator 34 and the non-grounded side terminal of the smoothing capacitor 17, The feedback resistor 38 and the level shift diodes 35 and 36 for setting the collector-emitter voltage of the transistor Q2 at the output stage of the power amplifier are connected in series, and the feedback resistor 38 and the level shift diode 36 described above are connected. A predetermined bias voltage is applied from a positive bias voltage source to the level shift diodes 35 and 36 via a resistor 37 at a connection point between the and.

【0018】前記した正電源側のコンパレータ21にお
ける反転入力端子と負電源側のコンパレータ34におけ
る反転入力端子とには、1端が接地されている三角波基
準電圧の設定用抵抗46の他端が接続されているととも
に、三角波基準電圧の入力端子44との間には結合コン
デンサ45が接続されている。図1に示す実施例におい
ては前記した正電源側のコンパレータ21の出力側とP
チャンネルのスイッチング・パワーMOS・FET10
のゲートとの間には、トランジスタ18,19と出力抵
抗20とによって構成されているゲート駆動増幅器が接
続されており、また前記した負電源側のコンパレータ3
4の出力側とNチャンネルのスイッチング・パワーMO
S・FET11のゲートとの間には、トランジスタ3
1,32と出力抵抗33とによって構成されているゲー
ト駆動増幅器が接続されている。すなわち、スイッチン
グ素子として用いられるPチャンネルのスイッチング・
パワーMOS・FET10及びNチャンネルのスイッチ
ング・パワーMOS・FET11は、それらのソースと
ドレイン端子間に比較的に大きな静電容量(数百PF〜
数千PF程度)を有しているから、スイッチング動作時
におけるオン→オフ、オフ→オンの動作速度を高めるた
めには、大きな電流容量を有する駆動回路が必要とされ
るので図1に示す実施例においてはゲート駆動増幅器を
用いるような構成態様としてあるが、Pチャンネルのス
イッチング・パワーMOS・FET10及びNチャンネ
ルのスイッチング・パワーMOS・FET11のゲート
を駆動するのに充分な出力が得られる演算増幅器がコン
パレータ21,34の代わりに使用される場合には、前
記したゲート駆動増幅器は使用しなくてもよい。
The inverting input terminal of the comparator 21 on the positive power supply side and the inverting input terminal of the comparator 34 on the negative power supply side are connected to the other end of the triangular wave reference voltage setting resistor 46 whose one end is grounded. In addition, a coupling capacitor 45 is connected between the input terminal 44 of the triangular wave reference voltage and the input terminal 44. In the embodiment shown in FIG. 1, the output side of the comparator 21 on the positive power source side and P
Channel switching power MOS FET10
A gate drive amplifier composed of transistors 18 and 19 and an output resistor 20 is connected between the gate of the comparator 3 and the gate of the negative power supply side comparator 3 described above.
4 output side and N channel switching power MO
A transistor 3 is provided between the gate of the S-FET11.
A gate drive amplifier composed of 1, 32 and an output resistor 33 is connected. That is, P-channel switching used as a switching element
The power MOS-FET 10 and the N-channel switching power MOS-FET 11 have a relatively large capacitance (several hundred PF) between their source and drain terminals.
Since a drive circuit having a large current capacity is required in order to increase the operation speed of ON → OFF and OFF → ON at the time of switching operation, the drive circuit having the large current capacity is required. In the example, the configuration is such that a gate drive amplifier is used, but an operational amplifier capable of obtaining an output sufficient to drive the gates of the P-channel switching power MOS FET 10 and the N-channel switching power MOS FET 11 Is used instead of the comparators 21 and 34, the gate drive amplifier described above need not be used.

【0019】前記のような構成の可変電圧電源VVCを
備えている図1に示されている電力増幅器において、入
力端子1に供給された増幅の対象にされている信号(例
えば音響信号)は励振段の電圧増幅器2によって増幅さ
れた後に、終段のトランジスタQ1,Q2、抵抗R1〜R
5、ダイオードD1,D2よりなるSEPP回路の出力段
に入力信号として与えられて、前記した出力段から出力
された出力信号は負荷47に供給されるが、本発明の電
力増幅器における前記したSEPP回路の出力段の動作
態様は、終段の各トランジスタQ1,Q2におけるコレク
タの電圧とエミッタの電圧との差の電圧が、図2の波形
図に例示されているように増幅の対象にされている信号
の大きさの変化とは無関係に一定に保持された状態で、
可変電圧電源VVCによって制御されるようになされて
いる。図2中の曲線E1は可変電圧電源VVCの正電源
側の出力端子5から電力増幅器の出力段のトランジスタ
Q1のコレクタに供給される動作用電圧の電圧値であ
り、また図2中の曲線E2は可変電圧電源VVCの負電
源側の出力端子7から電力増幅器の出力段のトランジス
タQ2のコレクタに供給される動作用電圧の電圧値であ
り、さらに図中の曲線VpはトランジスタQ1,Q2のエ
ミッタから出力される電力増幅器の出力電圧を示してい
る。なお、電力増幅器の出力段のトランジスタQ1のエ
ミッタに接続されている抵抗R1及び電力増幅器の出力
段のトランジスタQ2のエミッタに接続されている抵抗
R2などは、増幅器からの出力電力が減少しないように
抵抗値の小さな抵抗器が使用されているので、前記の抵
抗R1,R2による電圧降下量は考慮しなくても大きな支
障は生じない。
In the power amplifier shown in FIG. 1 provided with the variable voltage power supply VVC having the above-mentioned structure, the signal (eg, acoustic signal) to be amplified supplied to the input terminal 1 is excited. After being amplified by the stage voltage amplifier 2, the final stage transistors Q1 and Q2 and resistors R1 to R
5. The output signal of the SEPP circuit, which is composed of the diodes D1 and D2, is supplied as an input signal to the load 47. The output signal of the SEPP circuit is supplied to the load 47. In the operation mode of the output stage, the difference voltage between the collector voltage and the emitter voltage in each of the final stage transistors Q1 and Q2 is targeted for amplification as illustrated in the waveform diagram of FIG. With the signal held constant regardless of the change in signal magnitude,
It is adapted to be controlled by the variable voltage power supply VVC. The curve E1 in FIG. 2 is the voltage value of the operating voltage supplied from the output terminal 5 on the positive power supply side of the variable voltage power supply VVC to the collector of the transistor Q1 in the output stage of the power amplifier, and the curve E2 in FIG. Is the voltage value of the operating voltage supplied from the output terminal 7 on the negative power supply side of the variable voltage power supply VVC to the collector of the transistor Q2 at the output stage of the power amplifier, and the curve Vp in the figure is the emitter of the transistors Q1 and Q2. It shows the output voltage of the power amplifier output from the. It should be noted that the resistance R1 connected to the emitter of the transistor Q1 in the output stage of the power amplifier and the resistance R2 connected to the emitter of the transistor Q2 in the output stage of the power amplifier do not reduce the output power from the amplifier. Since a resistor having a small resistance value is used, a large trouble does not occur even if the voltage drop amount due to the resistors R1 and R2 is not considered.

【0020】トランジスタQ1のコレクタに対して可変
電圧電源VCCから供給されている動作用電圧の電圧値
E1を示している図2中の曲線E1における平坦な部分
と、トランジスタQ2のコレクタに対して可変電圧電源
VCCから供給されている動作用電圧の電圧値E2を示
している図2中の曲線E2における平坦な部分とは、前
記したそれぞれのトランジスタQ1,Q2のコレクタ電流
の微小な部分と対応している各トランジスタQ1,Q2の
コレクタ電圧を示している。図2中に示されている正の
電圧範囲内における曲線E1と曲線Vpとの差の電圧
は、可変電圧電源VCCにおける正電源中に設けられて
いるレベルシフトダイオード22,23によって設定さ
れた電圧値に略々対応しており、また、図2中に示され
ている負の電圧範囲内における曲線E2と曲線Vpとの
差の電圧は、可変電圧電源VCCにおける負電源中に設
けられているレベルシフトダイオード35,36によっ
て設定された電圧値に略々対応している。トランジスタ
Q1のエミッタに接続されている抵抗R1及びトランジス
タQ2のエミッタに接続されている抵抗R2などによる電
圧降下量は、前記したレベルシフトダイオードによって
設定された電圧値に比べて無視できる程に小さい。
The flat part of the curve E1 in FIG. 2 showing the voltage value E1 of the operating voltage supplied from the variable voltage power supply VCC to the collector of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q2 are variable. The flat portion in the curve E2 in FIG. 2 showing the voltage value E2 of the operating voltage supplied from the voltage power supply VCC corresponds to the minute portion of the collector current of each of the transistors Q1 and Q2 described above. The collector voltages of the respective transistors Q1 and Q2 are shown. The voltage of the difference between the curve E1 and the curve Vp in the positive voltage range shown in FIG. 2 is set by the level shift diodes 22 and 23 provided in the positive power supply of the variable voltage power supply VCC. The voltage corresponding to the value substantially corresponds to the difference between the curve E2 and the curve Vp in the negative voltage range shown in FIG. 2 is provided in the negative power supply of the variable voltage power supply VCC. It substantially corresponds to the voltage value set by the level shift diodes 35 and 36. The amount of voltage drop due to the resistor R1 connected to the emitter of the transistor Q1 and the resistor R2 connected to the emitter of the transistor Q2 is negligibly small compared to the voltage value set by the level shift diode.

【0021】図1に示されている可変電圧電源VVCに
おける端子6と正電源側のコンパレータ21における非
反転入力端子との間に接続されている演算増幅器28と
抵抗29,30とによって構成されている反転増幅器I
Apは、電力増幅器の終段のトランジスタQ1,Q2のエ
ミッタから出力された電力増幅器の出力電圧Vpを反転
増幅し、それを正側電源の設定電圧としてコンパレータ
入力抵抗27を介して正電源側のコンパレータ21にお
ける非反転入力端子に供給し、また、可変電圧電源VV
Cにおける端子6と負電源側のコンパレータ34におけ
る非反転入力端子との間に接続されている演算増幅器4
1と抵抗42,43とによって構成されている反転増幅
器IAmは、電力増幅器の終段のトランジスタQ1,Q2
のエミッタから出力された電力増幅器の出力電圧Vpを
反転増幅し、それを負側電源の設定電圧としてコンパレ
ータ入力抵抗40を介して負電源側のコンパレータ34
における非反転入力端子に供給する。
The variable voltage power supply VVC shown in FIG. 1 is composed of an operational amplifier 28 and resistors 29 and 30 connected between the terminal 6 and the non-inverting input terminal of the positive power supply side comparator 21. Inverting amplifier I
Ap inverts and amplifies the output voltage Vp of the power amplifier output from the emitters of the transistors Q1 and Q2 at the final stage of the power amplifier, and sets it as the set voltage of the positive side power supply through the comparator input resistor 27 to the positive power supply side. The voltage is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 21, and the variable voltage power supply VV
Operational amplifier 4 connected between terminal 6 at C and the non-inverting input terminal at comparator 34 on the negative power supply side
1 and the resistors 42 and 43, the inverting amplifier IAm is the final stage transistor Q1 and Q2 of the power amplifier.
The output voltage Vp of the power amplifier output from the emitter of the inverter is inverted and amplified, and the inverted voltage is set as the setting voltage of the negative power source, and the negative voltage side comparator 34
Supply to the non-inverting input terminal at.

【0022】前記のように正電源側のコンパレータ21
の非反転入力端子には、電力増幅器の出力段のトランジ
スタQ1におけるコレクタ・エミッタ間電圧を設定するレ
ベルシフト用のダイオード22,23とフィードバック
抵抗25とを介して、PチャンネルのFET10のドレ
インと端子5との間に設けられている平滑コンデンサ1
6の端子電圧が供給されており、また前記のコンパレー
タ21の反転入力端子には三角波電圧の入力端子44か
ら結合コンデンサ45を介して基準の三角波電圧が供給
されているから、可変電圧電源VVCにおける正電源側
のスイッチング電源回路ではゲート駆動増幅器、Pチャ
ンネルのスイッチング・パワーMOS・FET10、還
流コイル14と還流ダイオード12及び平滑コンデンサ
16、基準の三角波電圧が反転入力端子に供給されてい
る正電源側のコンパレータ21、電力増幅器の出力段、
反転増幅器IAp、レベルシフト用のダイオード22,
23とフィードバック抵抗25等の回路による自動電圧
制御動作により、前記したレベルシフト用のダイオード
22,23によって予め設定された電圧値と対応する絶
対値の正電圧を、常に可変電圧電源VVCの端子5,6
間に発生させうるようにするパルス幅の出力信号をコン
パレータ21から出力させて、それがトランジスタ1
8,19と出力抵抗20とによって構成されているゲー
ト駆動増幅器を介してPチャンネルのスイッチング・パ
ワーMOS・FET10のゲートに与えられるようにさ
れている。
As described above, the comparator 21 on the positive power source side
To the non-inverting input terminal of the P-channel FET 10 via the feedback resistors 25 and the level shifting diodes 22 and 23 for setting the collector-emitter voltage in the transistor Q1 of the output stage of the power amplifier. Smoothing capacitor 1 provided between
6 is supplied, and the inverting input terminal of the comparator 21 is supplied with the reference triangular wave voltage from the triangular wave voltage input terminal 44 through the coupling capacitor 45. In the switching power supply circuit on the positive power supply side, a gate drive amplifier, a P-channel switching power MOS FET 10, a freewheel coil 14 and a freewheeling diode 12, a smoothing capacitor 16, and a reference triangular wave voltage are supplied to the inverting input terminal on the positive power supply side. Comparator 21, power amplifier output stage,
An inverting amplifier IAp, a level shift diode 22,
By the automatic voltage control operation by the circuit such as 23 and the feedback resistor 25, the positive voltage of the absolute value corresponding to the voltage value preset by the level shifting diodes 22 and 23 is always applied to the terminal 5 of the variable voltage power supply VVC. , 6
An output signal with a pulse width that can be generated between them is output from the comparator 21, which is the transistor 1
It is adapted to be applied to the gate of the P-channel switching power MOS FET 10 via a gate drive amplifier composed of 8 and 19 and an output resistor 20.

【0023】また、負電源側のコンパレータ34の非反
転入力端子には、電力増幅器の出力段のトランジスタQ
2におけるコレクタ・エミッタ間電圧を設定するレベルシ
フト用のダイオード35,36とフィードバック抵抗3
8とを介して、NチャンネルのFET11のドレインと
端子7との間に設けられている平滑コンデンサ17の端
子電圧が供給されており、また前記のコンパレータ34
の反転入力端子には三角波電圧の入力端子44から結合
コンデンサ45を介して基準の三角波電圧が供給されて
いるから、可変電圧電源VVCにおける負電源側のスイ
ッチング電源回路ではゲート駆動増幅器、Nチャンネル
のスイッチング・パワーMOS・FET11、還流コイル
15と還流ダイオード13及び平滑コンデンサ17、基
準の三角波電圧が反転入力端子に供給されている負電源
側のコンパレータ34、電力増幅器の出力段、反転増幅
器IAm、レベルシフト用のダイオード35,36とフ
ィードバック抵抗38等の回路による自動電圧制御動作
により、前記したレベルシフト用のダイオード35,3
6によって予め設定された電圧値と対応する絶対値の負
電圧を、常に可変電圧電源VVCの端子7,6間に発生
させうるようにするパルス幅の出力信号をコンパレータ
34から出力させて、それがトランジスタ31,32と
出力抵抗33とによって構成されているゲート駆動増幅
器を介してNチャンネルのスイッチング・パワーMOS
・FET11のゲートに与えられるようにされている。
The non-inverting input terminal of the negative power supply side comparator 34 has a transistor Q at the output stage of the power amplifier.
Level-shifting diodes 35 and 36 for setting collector-emitter voltage in 2 and feedback resistor 3
8 is supplied to the terminal voltage of the smoothing capacitor 17 provided between the drain of the N-channel FET 11 and the terminal 7, and the comparator 34
Since the reference triangular wave voltage is supplied to the inverting input terminal of the triangular wave voltage from the input terminal 44 of the triangular wave voltage via the coupling capacitor 45, in the switching power supply circuit on the negative power supply side of the variable voltage power supply VVC, the gate drive amplifier and the N channel are connected. Switching power MOS-FET 11, free wheel coil 15, free wheel diode 13, smoothing capacitor 17, negative comparator side comparator 34 whose reference triangular wave voltage is supplied to the inverting input terminal, output stage of power amplifier, inverting amplifier IAm, level By the automatic voltage control operation by the circuits such as the shift diodes 35 and 36 and the feedback resistor 38, the level shift diodes 35 and 3 described above.
The comparator 34 outputs an output signal having a pulse width that allows a negative voltage having an absolute value corresponding to the voltage value preset by 6 to be constantly generated between the terminals 7 and 6 of the variable voltage power supply VVC. Is an N-channel switching power MOS via a gate drive amplifier composed of transistors 31 and 32 and an output resistor 33.
-It is designed to be applied to the gate of FET 11.

【0024】すなわち、図1中に示されている可変電圧
電源VVCにおける正電源側のスイッチング電源回路と
負電源側のスイッチング電源回路とは、それぞれ図3を
参照して既述したのと同様な動作を行なって、それぞれ
のコンパレータ21,34の非反転入力端子側に設定さ
れた電圧値の絶対値と同一の絶対値で所定の極性を有す
る出力電圧が出力端子5と出力端子7とに出力するか
ら、前記のような構成の可変電圧電源VVCを備えてい
る図1に示されている電力増幅器における前記したSE
PP回路の出力段の動作態様は、終段の各トランジスタ
Q1,Q2におけるコレクタの電圧とエミッタの電圧との
差の電圧が、図2の波形図に例示されているように増幅
の対象にされている信号の大きさの変化とは無関係に一
定に保持された状態で、可変電圧電源VVCによって制
御されるのであり、それにより電力増幅器は高い効率で
増幅動作を行なうことができる。立体音響信号の再生装
置に使用される電力増幅器の場合には、左チャンネル信
号用の電力増幅器と、右チャンネル用の電力増幅器とに
おける大きい方の信号電圧によって制御されるようにし
た共通の可変電圧電源を用いることができる。すなわ
ち、立体音響信号における大振幅成分はたいてい低周波
帯域の信号、及びモノラル信号であるから、前記のよう
に左右チャンネルの電力増幅器について共通の可変電圧
電源を用いるようにしても大きな支障を生じさせること
がない。
That is, the switching power supply circuit on the positive power supply side and the switching power supply circuit on the negative power supply side in the variable voltage power supply VVC shown in FIG. 1 are the same as those already described with reference to FIG. By performing the operation, an output voltage having a predetermined polarity with the same absolute value as the absolute value of the voltage value set on the non-inverting input terminal side of each comparator 21, 34 is output to the output terminals 5 and 7. Therefore, the SE in the power amplifier shown in FIG. 1 including the variable voltage power supply VVC having the above-described configuration is
The operation mode of the output stage of the PP circuit is such that the difference voltage between the collector voltage and the emitter voltage in each of the final stage transistors Q1 and Q2 is targeted for amplification as illustrated in the waveform diagram of FIG. It is controlled by the variable voltage power supply VVC while being kept constant regardless of the change in the magnitude of the signal being generated, whereby the power amplifier can perform an amplifying operation with high efficiency. In the case of a power amplifier used in a stereophonic sound signal reproducing apparatus, a common variable voltage controlled by the larger signal voltage in the power amplifier for the left channel signal and the power amplifier for the right channel. A power supply can be used. That is, since the large-amplitude component in the stereophonic audio signal is usually a low-frequency band signal and a monaural signal, even if the common variable voltage power supply is used for the power amplifiers of the left and right channels as described above, it causes a big trouble. Never.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の電力増幅器は相補対称回路として構成
されている出力段の各トランジスタのコレクタ・エミッ
タ間電圧が入力信号の状態とは無関係に予め定められた
電圧値に保持されるように正負2電源の電圧を変化させ
ることにより、出力段の各トランジスタで生じる損失が
極めて少なくなるために、電力増幅器の発熱量の大巾な
減少と、高い効率の極めて高い電力増幅器を容易に提供
できるのであり、また、本発明の電力増幅器の可変電圧
電源で使用される三角波電圧は、従来のパルス幅変調型
の電力増幅器において使用されていた搬送波の繰返し周
波数よりも大巾に低い繰返し周波数の三角波電圧(例え
ば100KH以下の繰返し周波数の三角波電圧)が使用
されるので、可変電圧電源からの不要輻射が少なく、し
たがって可変電圧電源部分に簡単な静電遮蔽や電磁遮蔽
を施しただけで、放射電磁界の受信機能を有する構成部
分に対しても支障を与えることがないようにできる等の
利点が得られる。
As is clear from the above description, the power amplifier of the present invention is constructed as a complementary symmetrical circuit, and the collector-emitter voltage of each transistor in the output stage is independent of the state of the input signal. By changing the voltage of the positive and negative 2 power supplies so that the voltage is maintained at a predetermined voltage value, the loss generated in each transistor of the output stage is extremely reduced, and the heat generation amount of the power amplifier is greatly reduced. The triangular wave voltage used in the variable voltage power supply of the power amplifier of the present invention is the carrier wave used in the conventional pulse width modulation type power amplifier. Since a triangular wave voltage with a repetition frequency much lower than the repetition frequency (for example, a triangular wave voltage with a repetition frequency of 100 KH or less) is used, There is little unnecessary radiation from the power supply, so even if simple electrostatic or electromagnetic shielding is applied to the variable voltage power supply part, it will not interfere with the component part that has the function of receiving radiated electromagnetic fields. The advantages such as being able to be obtained are obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の電力増幅器の一実施例のブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a power amplifier of the present invention.

【図2】本発明の電力増幅器の動作を説明するための波
形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the power amplifier of the present invention.

【図3】可変電圧電源の構成原理及び動作原理を説明す
るためのブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram for explaining a configuration principle and an operation principle of a variable voltage power supply.

【図4】図3に示されている可変電圧電源の動作を説明
するための波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the variable voltage power supply shown in FIG.

【図5】パルス幅変調型の電力増幅器の概略構成を示す
ブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a pulse width modulation type power amplifier.

【図6】パルス幅変調型の電力増幅器の動作を説明する
ための波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the pulse width modulation type power amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…増幅の対象にされている信号(例えば音響信号)の入
力端子、2…励振段の電圧増幅器、5〜7…端子、11
…Nチャンネルのスイッチング・パワーMOS・FE
T、22,23,35,36…電力増幅器の出力段のト
ランジスタQ1,Q2におけるコレクタ・エミッタ間電圧
設定用のレベルシフト用のダイオード、47…負荷、V
VC…可変電圧電源、Q1,Q2…トランジスタ、R1〜
R5…抵抗、D1,D2…ダイオード、Q,10…Pチャン
ネルのスイッチング・パワーMOS・FET、Cs,
C,8,9…平滑コンデンサ、D,12,13…還流コ
ンデンサ、IAp,IAm…反転増幅器、COMP,2
1,34…コンパレータ、L,14,15…還流コイ
ル、Rb,25,38…フィードバック抵抗、Ra,2
7,40…コンパレータ入力抵抗、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input terminal of the signal (for example, acoustic signal) to be amplified, 2 ... Excitation stage voltage amplifier, 5-7 ... Terminal, 11
... N-channel switching power MOS / FE
T, 22, 23, 35, 36 ... Level shift diode for setting collector-emitter voltage in transistors Q1 and Q2 of output stage of power amplifier, 47 ... Load, V
VC ... Variable voltage power supply, Q1, Q2 ... Transistor, R1 ...
R5 ... Resistor, D1, D2 ... Diode, Q, 10 ... P channel switching power MOS FET, Cs,
C, 8, 9 ... Smoothing capacitors, D, 12, 13 ... Return capacitors, IAp, IAm ... Inverting amplifier, COMP, 2
1, 34 ... Comparator, L, 14, 15 ... Return coil, Rb, 25, 38 ... Feedback resistance, Ra, 2
7, 40 ... Comparator input resistance,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも出力段が相補対称回路として
構成されていて正負2電源から動作用電力が供給される
ようになされている電力増幅器において、出力段の各ト
ランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧が入力信号の状
態とは無関係に予め定められた電圧値に保持されるよう
に正負2電源の電圧を変化させるようにする手段を設け
てなる電力増幅器。
1. A power amplifier in which at least an output stage is configured as a complementary symmetric circuit and operating power is supplied from two positive and negative power supplies, the collector-emitter voltage of each transistor in the output stage is input. A power amplifier provided with means for changing the voltage of the positive and negative two power supplies so that the voltage is held at a predetermined voltage value irrespective of the state of the signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5594375A (en) * 1994-06-29 1997-01-14 Baxter International Inc. Electrical power amplifier for continuous cardiac output monitoring
CN115362631A (en) * 2020-03-30 2022-11-18 罗姆股份有限公司 Comparator circuit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58105606A (en) * 1981-12-17 1983-06-23 Pioneer Electronic Corp Power supplying circuit for amplifier

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58105606A (en) * 1981-12-17 1983-06-23 Pioneer Electronic Corp Power supplying circuit for amplifier

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5594375A (en) * 1994-06-29 1997-01-14 Baxter International Inc. Electrical power amplifier for continuous cardiac output monitoring
CN115362631A (en) * 2020-03-30 2022-11-18 罗姆股份有限公司 Comparator circuit

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