JPH0635539Y2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は、パワーアンプに電源電圧を印加する電源装置
に関し、特に、公称インピーダンス値の異なるスピーカ
に対して、それぞれ所望の定格出力が得られる様に設計
された音響増幅器のパワートランジスタの熱破壊を防止
する為の電源装置に係る。

（ロ）従来の技術 音響増幅器に接続されるスピーカとしては、従来、公称
インピーダンスが８Ωのものが主流であったが、最近、
公称インピーダンスが６Ωや４Ωのものに取って代わっ
てきている。その為、音響増幅器は、スピーカの低イン
ピーダンス化に伴って、８Ωの負荷に対する定格出力の
他に低インピーダンス、例えば４Ωの負荷に対する定格
出力が設定され、その定格出力を満足する様に電源回路
が設計される。

ところで、音響増幅器のパワーアンプに印加する電源電
圧を一定とした場合、該パワーアンプに接続されるスピ
ーカのインピーダンスが低いほど、電流が流れるので、
同一の電源回路であれば、低インピーダンス時における
定格出力の方が大きく出来る。

しかしながら、パワーアンプに接続されるスピーカのイ
ンピーダンスが低いと、逆にパワーアンプの出力段を構
成するパワートランジスタに大電流が流れるので、該パ
ワートランジスタの発熱が問題になる。その為、従来、
例えば特開昭61-251214号公報に示される如く、高い電
源電圧を発生する電源と、低い電源電圧を発生する電源
とを備え、パワーアンプに接続されるスピーカの公称イ
ンピーダンス値に応じて使用する電源を切り換える電源
回路が知られている。すなわち、前記電源回路は、公称
インピーダンス値の大きいスピーカが接続されると、パ
ワーアンプに高い電源電圧が印加される様に切り換えら
れ、一方、公称インピーダンス値の小さいスピーカが接
続されると、パワーアンプに低い電源電圧が印加される
様に切り換えられる。その為、前記電源回路を使用すれ
ば、パワーアンプに接続されるスピーカの公称インピー
ダンスが大きいときパワーアンプの出力は前記電源回路
の能力内で可能な限り大となり、一方、スピーカの公称
インピーダンスが小さいときパワーアンプの発熱が押さ
えられる。

（ハ）考案が解決しようとする課題 しかしながら、上述の如く、パワーアンプに接続される
スピーカのインピーダンスに応じて電源を切り換える方
法では、低インピーダンスのスピーカの使用時において
は、パワーアンプのパワートランジスタが熱破壊を起こ
す可能性の無い温度であってもパワーアンプに低い電源
電圧が印加されるので、その状態においても電源回路の
電源電圧供給能力が十分に利用されておらず、低インピ
ーダンスにおけるパワーアンプのスピーカ駆動能力を低
下させる結果となり、得策ではない。

（ニ）課題を解決するための手段 本考案は、上述の点に鑑み成された電源装置で、パワー
アンプの出力段を構成するパワートランジスタの放熱を
行う為のヒートシンクと、該ヒートシンクの温度に応じ
て励磁されるリレーと、該リレーの励磁状態に応じて発
生される電源電圧が第１レベルあるいは該第１レベルよ
り低い第２レベルに切換えられる電源回路とから成り、
前記ヒートシンクの温度が所定値に達したとき、前記電
源回路から第２レベルの電源電圧を発生する様にしたも
のである。

（ホ）作用 本考案は、パワートランジスタの温度をヒートシンクに
より検出し、該ヒートシンクの温度が所定値に達するま
ではパワーアンプに高い方の第１レベルの電源電圧を印
加する様にし、前記ヒートシンクの温度が所定値に達す
るとパワーアンプに低い方の第２レベルの電源電圧を印
加する様にしてパワートランジスタが熱破壊を起こす可
能性の無い温度のときは、低インピーダンスのスピーカ
の使用時であっても電源回路の電源電圧供給能力を十分
に利用し、逆にパワートランジスタが熱破壊を起こす可
能性の有る温度になったときは、高インピーダンスのス
ピーカの使用時であってもパワーアンプに印加する電源
電圧を低い方の第２レベルに切り換える様にしている。

（ヘ）実施例 図は本考案の一実施例を示す回路図で、（１）は商用電
源、（２）は一次巻線が電源スイッチ（３）を介して該
商用電源（１）に接続された電源トランス、（４）は該
電源トランス（２）の二次巻線の終端から発生される交
流電圧を整流する為のブリッジ型の第１整流回路、
（５）は前記電源トランス（２）の二次巻線の中間タッ
プから発生される交流電圧を整流する為のブリッジ型の
第２整流回路、（６）及び（７）は前記第１及び第２整
流回路（４）及び（５）により整流された直流電圧を平
滑する平滑コンデンサ、（８）は該平滑コンデンサ
（６）及び（７）の端子電圧が電源電圧として印加され
ると共に入力端子（９）に入力される音響信号に応じて
出力端子（10）に接続されるスピーカ（11）を駆動する
パワーアンプ、（12）は該パワーアンプ（８）の出力段
を構成するパワートランジスタ（図示せず）を放熱する
為のヒートシンク、（13）は該ヒートシンク（12）に当
接されると共に所定の第１温度からの温度上昇に応じて
抵抗値が急激に増大する第１正特性サーミスタ、（14）
及び（15）は、それぞれ電源トランス（２）の二次巻線
のそれぞれの終端と第１整流回路（４）との間に挿入さ
れたリレー接点、（16）は該リレー接点（14）及び（1
5）を励磁するリレーコイル、（17）は該リレーコイル
（16）を駆動する駆動トランジスタ、（18）は前記第１
正特性サーミスタ（13）と電源端子（19）に接続された
抵抗（20）とにより分圧された電圧がベースバイアスと
して印加されると共に前記駆動トランジスタ（17）を制
御する制御トランジスタ、（21）は抵抗（22）及びコン
デンサ（23）から成り、前記制御トランジスタ（18）が
オフした際の前記駆動トランジスタ（17）のベース電圧
を徐々に上昇させる為の時定数回路、（24）は前記ヒー
トシンク（12）に当接されると共に第１温度より高い所
定の第２温度からの温度上昇に応じて抵抗値が急激に増
大する第２正特性サーミスタ、（25）はパワーアンプ
（８）の入力端をアースするミューティングトランジス
タ、（26）は前記第２正特性サーミスタ（24）とアース
された抵抗（27）とにより分圧された電圧がベースバイ
アスとして印加されると共に前記ミューティングトラン
ジスタ（25）を制御する制御トランジスタである。尚、
図において、ヒートシンク（12）は第１及び第２正特性
サーミスタ（13）及び（24）のそれぞれに隣接して２つ
描かれているが、同一のものである。

今、電源スイッチ（３）が閉成され、電源が投入される
と、電源トランス（２）の二次巻線には、商用電源
（１）からの交流電圧を該電源トランス（２）により変
圧した交流電圧が発生する。ここで、リレー接点（14）
及び（15）は、リレーコイル（16）が励磁されていない
状態において、開放状態にあり、また、電源端子（19）
には、第１あるいは第２整流回路（４）あるいは（５）
からの直流電圧が平滑コンデンサ（６）及び（７）を介
して平滑された後に供給され、前記直流電圧を定電圧化
する定電圧回路（図示せず）を介した後の電源電圧（＋
V_CC）が印加される。その為、電源投入直後において、
リレー接点（14）及び（15）は開放状態にあるので、パ
ワーアンプ（８）には第２整流回路（５）を介して得ら
れる低い方の第２レベルの電源電圧が印加される。

ところで、制御トランジスタ（18）のベースには、電源
端子（19）に印加される電源電圧（＋V_CC）を抵抗（2
0）及び第１正特性サーミスタ（13）により分圧した電
圧が印加され、制御トランジスタ（26）のベースには、
電源端子（28）に印加される電源電圧（＋V_CC）を第２
正特性サーミスタ（24）及び（27）により分圧した電圧
が印加される。ここで、前記第１正特性サーミスタ（1
3）としては、ヒートシンク（12）の温度が所定の第１
温度、例えば100℃に達したとき制御トランジスタ（1
8）がオンする様に前記第１温度で急激に抵抗値が増大
するものを使用し、前記第２正特性サーミスタ（24）と
しては、ヒートシンク（12）の温度が前記第１温度より
も高い所定の第２温度、例えば120℃に達したとき制御
トランジスタ（26）がオフする様に前記第２温度で急激
に抵抗値が増大するものを使用している。そして、電源
投入時において、通常、ヒートシンク（12）は冷えてお
り、前記第１温度未満であるので、電源端子（19）に電
源電圧（＋V_CC）が印加されても制御トランジスタ（1
8）はオフ状態である。その為、前記電源端子（19）に
電源電圧（＋V_CC）が印加されると、コンデンサ（23）
が該コンデンサ（23）と抵抗（22）とにより設定される
充電時定数に応じて徐々に充電される。そして、前記コ
ンデンサ（23）の充電が進み、該コンデンサ（23）の端
子電圧を抵抗（29）及び（30）により分圧した電圧が駆
動トランジスタ（17）をオンさせる電圧に達すると、該
駆動トランジスタ（17）がオンするので、電源が投入さ
れてから前記コンデンサ（23）の充電時定数に応じた所
定時間後には、リレーコイル（16）が通電される。前記
リレーコイル（16）が通電されると、リレー接点（14）
及び（15）は励磁され、閉成される。その為、電源トラ
ンス（２）の二次巻線の両端に発生される交流電圧が第
１整流回路（４）により整流される様になるので、パワ
ーアンプ（８）には該第１整流回路（４）により整流さ
れ、平滑コンデンサ（６）及び（７）により平滑された
第２レベルより高い第１レベルの電源電圧が印加される
様になる。この場合、リレー接点（14）及び（15）は、
平滑コンデンサ（６）及び（７）が完全に放電されてい
る様な電源投入直後に直ちに閉成されないので、前記リ
レー接点（14）及び（15）に定格を越える様なラッシュ
電流が流れることにより前記リレー接点（14）及び（1
5）が焼損する様なことがない。

一方、電源投入時において、当然、ヒートシンク（12）
は第２温度未満でもあるので、電源端子（28）に電源電
圧（＋V_CC）が印加されると、制御トランジスタ（26）
は直ちにオンする。その為、ミューティングトランジス
タ（25）はオフするので、入力端子（９）に入力される
音響信号はパワーアンプ（８）に入力され、スピーカ
（11）は該パワーアンプ（８）により前記音響信号に応
じて駆動される状態になる。

上述のパワーアンプ（８）に第１レベルの電源電圧が印
加されている状態で第１レベルの電源電圧が印加されて
いる状態におけるパワーアンプ（８）の設計インピーダ
ンスよりも出力端子（10）に接続されたスピーカ（11）
の定格インピーダンスが低く、かつ入力端子（９）に大
レベルの音響信号が連続的に入力されると、前記パワー
アンプ（８）の出力段を構成するパワートランジスタに
大電流が連続して流れ、ヒートシンク（12）から放熱さ
れる熱量より前記パワートランジスタから発熱される熱
量が上回るので、該パワートランジスタの温度は上昇す
る。そして、前記パワートランジスタの発熱によりヒー
トシンク（12）の温度が上昇し、該ヒートシンク（12）
が第１温度に達すると、第１正特性サーミスタ（13）の
抵抗値の増大により制御トランジスタ（18）のベースに
印加される電圧が増加し、該制御トランジスタ（18）が
オンする。前記制御トランジスタ（18）がオンすると、
駆動トランジスタ（17）がオフするので、リレーコイル
（16）に電流が流れなくなる。その為、前記リレーコイ
ル（16）によるリレー接点（14）及び（15）の励磁が解
除され、該リレー接点（14）及び（15）は開放する。し
たがって、パワーアンプ（８）に第１レベルより低い第
２レベルの電源電圧が印加される様になるので、パワー
トランジスタに流れる電流が減少され、該パワートラン
ジスタからの発熱が減少される。この場合、出力端子
（10）に接続されるスピーカ（11）が公称インピーダン
スの低いものであれば、前記パワーアンプ（８）に印加
される電源電圧が第２レベルであってもスピーカ（11）
を特別に大出力で駆動しない限り、パワーアンプ（８）
のスピーカ駆動能力は十分である。

前記パワートランジスタの発熱が減少し、ヒートシンク
（12）の温度が下降し、該ヒートシンク（12）の温度が
第１温度より下降すると、第１正特性サーミスタ（13）
の抵抗値が減少し、制御トランジスタ（18）のベースに
印加される電圧が再び該制御トランジスタ（18）をオフ
させる電圧まで低下するので、前記制御トランジスタ
（18）がオフする。その為、コンデンサ（23）の充電が
開始され、該コンデンサ（23）の充電開始後、所定時間
には駆動トランジスタ（17）がオンするので、再びリレ
ーコイル（16）は通電される。したがって、リレー接点
（14）及び（15）が閉成することによりパワーアンプ
（８）には第１レベルの電源電圧が印加される様にな
り、再びパワーアンプ（８）のスピーカ駆動能力は増大
する。

一方、パワーアンプ（８）に第２レベルの電源電圧が印
加される様になっても入力端子（９）に大レベルの音響
信号が連続的に入力され、尚もパワートランジスタの温
度が上昇する状態が続くことによりヒートシンク（12）
が第２温度に達すると、今度はミューティングトランジ
スタ（25）がオンしてパワーアンプ（８）に入力される
入力信号が遮断される。すなわち、前記ヒートシンク
（12）が第２温度に達すると、第２正特性サーミスタ
（24）の抵抗値が増大し、制御トランジスタ（26）のベ
ースに印加される電圧の減少により該制御トランジスタ
（26）がオフするので、前記ミューティングトランジス
タ（25）はオンする。したがって、パワートランジスタ
に電流が流れなくなり、該パワートランジスタは熱破壊
から保護される。

（ト）考案の効果 以上述べた如く、本考案に依れば、パワーアンプに接続
されるスピーカの公称インピーダンスが、第１レベルの
電源電圧が印加されている状態におけるパワーアンプの
設計インピーダンスより低い場合であっても、ヒートシ
ンクの温度が所定値に達するまでは第１レベルの電源電
圧をパワーアンプに印加し、ヒートシンクの温度が所定
値に達したら第１レベルより低い第２レベルの電源電圧
をパワーアンプに印加する様にしているので、パワート
ランジスタの熱破壊を防止しながら、該パワートランジ
スタが熱破壊を起こす可能性が生じる温度に達するまで
はパワーアンプのスピーカ駆動能力を増大することが出
来る電源装置が提供出来る。

また、本考案に依れば、電源投入時において、時定数回
路でリレーの状態切換えを遅延させて行わせることによ
り電源回路から発生される電源電圧を一旦低電圧の第２
レベルに設定した後に高電圧の第１レベルに切換えてい
るので、電源投入時において電源回路に備えられている
平滑コンデンサが完全放電されていてもリレー接点に定
格を越えるようなラッシュ電流が流れることが防止さ
れ、リレー接点の焼損を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示す回路図である。 主な図番の説明 （２）……電源トランス、（４）……第１整流回路、
（５）……第２整流回路、（８）……パワーアンプ、
（11）……スピーカ、（12）……ヒートシンク、（13）
……第１正特性サーミスタ、（14）（15）……リレー接
点、（16）……リレーコイル、（17）……駆動トランジ
スタ、（18）……制御トランジスタ、（21）……時定数
回路、（24）……第２正特性サーミスタ、（25）……ミ
ューティングトランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スピーカを駆動する為のパワーアンプに電
   源電圧を印加する電源装置において、高電圧の第１レベ
   ル及び低電圧の第２レベルの２種類の電源電圧を発生す
   る電源回路と、該電源回路から発生される電源電圧を選
   択的に第１レベルと第２レベルとで切換える為のリレー
   と、前記パワーアンプの出力段を構成するパワートラン
   ジスタの放熱を行う為のヒートシンクと、該ヒートシン
   クの温度に応じて制御されるとともに、前記リレーを駆
   動するスイッチング素子と、該スイッチング素子の状態
   切換えに時定数を付与する時定数回路とを備え、前記ヒ
   ートシンクの温度が所定値に達したとき、前記電源回路
   から発生される電源電圧を第１レベルから第２レベルに
   切換えるとともに、電源投入時において前記時定数回路
   で前記リレーの状態切換えを遅延させて行わせることに
   より電源回路から発生される電源電圧を一旦第２レベル
   にした後に第１レベルに切換えることを特徴とする電源
   装置。