JPH10284948A - パワーアンプ用電源およびこれを用いたパワーアンプ - Google Patents

パワーアンプ用電源およびこれを用いたパワーアンプ

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JPH10284948A
JPH10284948A JP9089322A JP8932297A JPH10284948A JP H10284948 A JPH10284948 A JP H10284948A JP 9089322 A JP9089322 A JP 9089322A JP 8932297 A JP8932297 A JP 8932297A JP H10284948 A JPH10284948 A JP H10284948A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】パワーアンプでの電力損失を小さく軽減してそ
の電力損失による発熱量を抑制し、これによる放熱板サ
イズの小型化を可能とし、パワーアンプを組み込む機器
の小型軽量化の促進と高効率化とを図る。 【解決手段】パワーアンプ20の駆動電圧生成手段10
3…と、この駆動電圧の大きさに対応する検出信号に基
づいて駆動電圧を制御する制御手段106とを備え、制
御手段106に対して前記検出信号に代えてパワーアン
プ20からの音声信号を供給し、当該制御手段106は
この音声信号のレベル変化に追従して駆動電圧のレベル
が追従するように生成手段103…を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーアンプ(電
力増幅回路)用電源およびこの電源によって駆動される
パワーアンプに関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のパワーアンプ用電源として
のスイッチング電源10と、このスイッチング電源10
から与えられる駆動電圧によって駆動されるパワーアン
プ20と、このパワーアンプ20で駆動されるスピーカ
30との回路図である。スイッチング電源10は、一対
の入力端子101から与えられる交流電源を交流フィル
タしかつ整流平滑する交流フィルタ/整流平滑部102
と、この交流フィルタ/整流平滑回路102で直流にさ
れてなる入力電圧が一次巻線103aに与えられるコン
バータトランス103と、このコンバータトランス10
3他端側に接続されたスイッチング素子としてのスイッ
チングトランジスタ104と、コンバータトランス10
3の二次巻線103b両端間に接続されて該二次巻線1
03b両端間に誘起された電圧を直流の駆動電圧+Vc
c,−Vccに変換して出力する整流平滑回路105
と、一方の駆動電圧+Vccの大きさを検出し、この検
出信号に応答してスイッチングトランジスタ104のオ
ンオフ動作を制御する制御回路106とで構成されてい
る。そして、このスイッチング電源10においては、交
流フィルタ整流平滑回路102と、コンバータトランス
と103、スイッチングトランジスタ104と、整流平
滑回路105とで、パワーアンプ20を駆動するための
駆動電圧+Vcc,−Vccを生成する生成手段を構成
しているとともに、制御回路106はこの駆動電圧の大
きさに対応する検出信号に基づいて前記駆動電圧+Vc
c,−Vccを一定に制御するようになっている。この
ようなスイッチング電源10の動作は周知であるのでそ
の詳しい説明は省略する。
【0003】パワーアンプ20は、駆動電圧+Vccが
与えられる駆動電圧受給部201と、駆動電圧−Vcc
が与えられる駆動電圧受給部202とを有しているとと
もに、入力部に与えられた入力信号としての音声信号を
増幅して出力部から出力信号として出力するようになっ
ている。このパワーアンプ20は具体的には、npnト
ランジスタとpnpトランジスタそれぞれのエミッタと
ベースとがそれぞれ共通接続され、それぞれのコレクタ
に前記駆動電圧+Vcc,−Vccが供給され、共通接
続されたベースが音声信号の入力部とされ、共通接続さ
れたエミッタが増幅音声信号の出力部とされて構成され
ており、その音声信号は入力端子203を介してパワー
アンプ20の入力部に与えられるようになっている。こ
うしてパワーアンプ20で増幅された音声信号はスピー
カ30において音声に変換されて出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のスイッチング電
源10で駆動されるパワーアンプ20においては、図7
で示すように、入力部に入力された音声信号を駆動電圧
+Vcc,−Vccの範囲内で増幅して増幅音声信号と
して出力することになるから、同図の斜線で囲まれる領
域の電力は周知のように損失電力として熱に変換され
る。一般的にこのような発熱でトランジスタで構成され
たパワーアンプ20が破壊されてしまうのを防止するう
えで放熱板が取り付けられる。この場合、増幅音声信号
のレベルは変化しても、スイッチング電源10の上述の
動作によって駆動電圧+Vcc,−Vccのレベルは一
定となっている。そのために、増幅音声信号のレベルが
小さいときの前記斜線領域の面積は非常に大きくなり、
それだけ発熱量も増大することになるから、上記放熱板
はこうした発熱量を見込んでサイズが大きくなってしま
う。このことが、こうした装置を組み込む機器の大型化
重量化につながることとなり、また電力損失も大きいの
で極めて非効率となるうえ、パワーアンプ20としても
耐発熱性に優れた価格の高いものを組み込む必要がある
などの種々の課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のパワーアンプ用
電源においては、パワーアンプを駆動するための駆動電
圧を生成する生成手段と、この駆動電圧の大きさに対応
する検出信号に基づいて前記駆動電圧を制御する制御手
段とを備えたパワーアンプ用電源において、前記制御手
段に対して前記検出信号に代えて前記パワーアンプから
の出力信号が供給され、当該制御手段はこの出力信号の
レベル変化に追従して前記駆動電圧のレベルが追従する
ように前記生成手段を制御することによって上述の課題
を解決している。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0007】なお、本発明においては、その実施の形態
においてパワーアンプ用電源としてスイッチング電源が
適用されて説明されるが、これに限定されるものではな
い。勿論、本発明においては、その実施の形態で示され
ているタイプのスイッチング電源に限定されるものでも
ない。また、本発明においては、その実施の形態におい
てパワーアンプへの入力信号は音声信号が適用されて説
明されるが、入力信号は音声信号に限定されるものでは
ない。また、本発明においては、その実施の形態におい
てパワーアンプは正負の駆動電圧+Vcc,−Vccで
駆動されるタイプに適用して説明されるが、必ずしも正
負の駆動電圧で駆動されるタイプに限定されるものでは
なく、いずれか一方の駆動電圧で駆動されるタイプであ
っても構わない。
【0008】図1はスイッチング電源、このスイッチン
グ電源から駆動電圧+Vcc,−Vccが供給されて駆
動されるパワーアンプ、およびパワーアンプからの増幅
音声信号を音声に変換して出力するスピーカの回路図で
あり、図6と対応する部分には同一の符号を付してい
る。なお、同一の符号に係る部分については図6を参照
して既に詳しく説明しているのでその説明は省略する。
【0009】本実施の形態におけるスイッチング電源1
0においては、パワーアンプ20を駆動するための駆動
電圧+Vcc,−Vccを生成する生成手段として、交
流フィルタ/整流平滑回路102と、コンバータトラン
ス103と、スイッチングトランジスタ104と、整流
平滑回路105とを有しているとともに、駆動電圧+V
cc,−Vccを制御する制御手段として制御回路10
6を有している。
【0010】そして、従来における制御回路106はそ
の入力部が整流平滑回路105の出力部に接続されて、
この整流平滑回路105出力である駆動電圧+Vccの
入力に応答して駆動電圧+Vcc,−Vccを一定に制
御するようになっていたが、本実施の形態における制御
回路106はその入力部がパワーアンプ20の出力部に
接続されて、パワーアンプ20の出力部から出力される
増幅音声信号のレベル変化に追従して駆動電圧+Vc
c,−Vccのレベルが追従するように前記生成手段を
構成するスイッチングトランジスタ104のオンオフ動
作を制御するようになっている。
【0011】パワーアンプ20は図2で示すようにnp
nトランジスタ203とpnpトランジスタ204それ
ぞれのエミッタとベースとがそれぞれ共通接続されたプ
ッシュプル接続構成とされ、各トランジスタ203,2
04それぞれのコレクタに駆動電圧+Vcc,−Vcc
が個別に供給され、共通接続されたベースが音声信号の
入力部とされ、共通接続されたエミッタが増幅音声信号
の出力部とされて構成されている。音声信号は入力端子
203を介してパワーアンプ20の入力部であるトラン
ジスタ203,204それぞれの共通接続ベースに与え
られ、増幅された音声信号はパワーアンプ20の出力部
であるトランジスタ203,204それぞれの共通接続
エミッタからスピーカ30に出力されるようになってい
る。
【0012】制御回路106は図3で示すようにパワー
アンプ20の出力部つまり前記両トランジスタ203,
204の共通接続エミッタから増幅音声信号が入力され
る入力部106aと、スイッチングトランジスタ104
のベースに接続される出力部106bとを有し、かつ電
流制限抵抗106c、シャントレギュレータ106d、
分圧抵抗106e,106f、フォトカプラ106g、
三角波発振器106hおよび比較器106iを有してい
る。そして、制御回路106は、入力部106aに与え
られた増幅音声信号のレベルが変化すると、これに応じ
て分圧抵抗106e,106fの接続部における分圧電
圧が変化し、これによって、シャントレギュレータ10
6dの導通が変化してくる結果、フォトカプラ106g
の発光ダイオードPDの発光量も変化し、この発光量の
変化に追従して受光トランジスタRTの導通も変化す
る。ここで、比較器106iの正転端子+には三角波発
振器106hが接続されている一方、その逆転端子−に
は受光トランジスタRTが接続されているので、比較器
106iは、三角波発振器106hからの三角波と受光
トランジスタRTの出力である増幅音声信号それぞれの
レベルを比較し、その比較出力を出力する。したがっ
て、この比較出力は増幅音声信号のレベル変化に追従し
たオンオフデューティーを有するパルス列が出力され、
スイッチングトランジスタ104はこのパルス列でオン
オフ駆動される。その結果、コンバータトランス103
二次側における駆動電圧+Vcc,−Vccは図4で示
すように増幅音声信号のレベル変化に追従して変化する
ことになる。図4においては入力端子203から入力さ
れる音声信号のレベルが+Vcc側であるときは、パワ
ーアンプ20においては一方のトランジスタ203が導
通し他方のトランジスタ204は非導通となり、音声信
号のレベルが−Vcc側であるときは、一方のトランジ
スタ203が非導通となにり他方のトランジスタ204
は導通する。そして、パワーアンプ20での電力損失が
最小となるように、このパワーアンプ20を駆動する駆
動電圧+Vcc,−Vccは音声信号のレベルが+Vc
c側、−Vcc側を問わず、前記トランジスタ103,
104を駆動し得るように制御回路106がスイッチン
グトランジスタ104のオンオフ動作を制御する。な
お、スイッチング電源が正常に動作するうえで音声信号
が+Vcc側である場合には−Vcc側に、音声信号が
−Vcc側である場合には+Vcc側にそれぞれオフセ
ット電圧が与えられている。
【0013】なお、上述の実施の形態においては、制御
回路106はその入力部への入力信号としてパワーアン
プ20からの増幅音声信号を用いているが、図5で示す
ように入力端子203から入力される音声信号つまりパ
ワーアンプ20の入力部への入力信号である音声信号を
そのまま用いてもよい。
【0014】なお、上述の実施の形態においては、音声
信号のレベル変化がそれほど激しくない比較的低周波の
場合であり、個々の音声信号のレベル変化に追従してい
るが、音声信号のレベルが激しく変化する比較的高周波
となって駆動電圧を個々の音声信号のレベル変化に完全
に追従しなくなる場合においても駆動電圧のレベル変化
を音声信号のピーク変化をレベル変化としてこれに追従
させるようにしても構わない。
【0015】なお、本発明者らが従来のパワーアンプ用
電源(例えば駆動電圧+Vcc=30V、パワーアンプ
出力の正弦波ピーク20V、周期2m秒)と、これと同
条件による上述の実施の形態のパワーアンプ用電源(例
えばパワーアンプ出力+5V)とを比較した場合によれ
ば、本実施の形態は従来の電力損失の1/3程度になっ
た。
【0016】
【発明の効果】以上のように請求項1ないし3いずれの
発明のパワーアンプ用電源においても、パワーアンプへ
の入力信号あるいは出力信号のレベルに追従してそれの
駆動電圧のレベルを制御可能にしたから、パワーアンプ
での電力損失を小さく軽減してその電力損失による発熱
量を抑制し、これによる放熱板サイズの小型化を可能と
し、パワーアンプを組み込む機器の小型軽量化の促進と
高効率化とを図ることができる。
【0017】また、請求項4の発明のパワーアンプによ
れば、前記請求項1ないし3いずれかのパワーアンプ用
電源から供給される駆動電圧で駆動されて入力信号を増
幅する一方、その入力信号の増幅に係る出力信号によっ
てスピーカを駆動するパワーアンプであるから、高効率
のパワーアンプとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るスイッチング電源、パ
ワーアンプおよびスピーカの回路図である。
【図2】図1のパワーアンプの具体回路図。
【図3】図1の制御回路の具体回路図。
【図4】図1のスイッチング電源によるパワーアンプで
の電力損失の説明に供する音声信号と駆動電圧それぞれ
の波形図。
【図5】本発明の他の実施の形態に係るスイッチング電
源、パワーアンプおよびスピーカの回路図。
【図6】従来のスイッチング電源、パワーアンプおよび
スピーカの回路図。
【図7】図6のスイッチング電源によるパワーアンプで
の電力損失の説明に供する音声信号と駆動電圧それぞれ
の波形図。
【符号の説明】
10 スイッチング電源 20 パワーアンプ 30 スピーカ 101 入力端子 102 交流フィルタ/整流平滑回路 103 コンバータトランス 104 スイッチングトランジスタ 105 整流平滑回路 106 制御回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パワーアンプを駆動するための駆動電圧を
    生成する生成手段と、この駆動電圧の大きさに対応する
    検出信号に基づいて前記駆動電圧を制御する制御手段と
    を備えたパワーアンプ用電源において、 前記制御手段に対して前記検出信号に代えて前記パワー
    アンプからの出力信号が供給され、当該制御手段はこの
    出力信号のレベル変化に追従して前記駆動電圧のレベル
    が追従するように前記生成手段を制御することを特徴と
    するパワーアンプ用電源。
  2. 【請求項2】パワーアンプを駆動するための駆動電圧を
    生成する生成手段と、この駆動電圧の大きさに対応する
    検出信号に基づいて前記駆動電圧を制御する制御手段と
    を備えたパワーアンプ用電源において、 前記制御手段に対して前記検出信号に代えて前記パワー
    アンプへの入力信号が供給され、当該制御手段はこの入
    力信号のレベル変化に追従して前記駆動電圧のレベルが
    追従するように前記生成手段を制御することを特徴とす
    るパワーアンプ用電源。
  3. 【請求項3】前記生成手段が、一次巻線一端側に直流電
    圧が与えられるコンバータトランス、前記コンバータト
    ランスの一次巻線他端側に接続されるスイッチング素子
    および前記コンバータトランスの二次巻線両端間に誘起
    された電圧を前記駆動電圧に変換する整流平滑部を有し
    ているとともに、前記制御手段が、前記出力信号または
    入力信号の入力に応答して前記スイッチング素子のオン
    オフ動作を制御するスイッチング電源として構成されて
    いることを特徴とする請求項1または2に記載のパワー
    アンプ用電源。
  4. 【請求項4】前記請求項1ないし3いずれかに記載のパ
    ワーアンプ用電源から供給される前記駆動電圧で駆動さ
    れて前記入力信号を増幅する一方、前記入力信号の増幅
    に係る前記出力信号によってスピーカを駆動するパワー
    アンプ。
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WO2003005571A1 (en) * 2001-07-06 2003-01-16 Niigata Seimitsu Co., Ltd. Audio amplifier

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003005571A1 (en) * 2001-07-06 2003-01-16 Niigata Seimitsu Co., Ltd. Audio amplifier
JP2003023328A (ja) * 2001-07-06 2003-01-24 Niigata Seimitsu Kk オーディオアンプ

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