JP2001284971A - Amplifier circuit and abnormality detecting method for switching means for the same - Google Patents
Amplifier circuit and abnormality detecting method for switching means for the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、増幅回路及び増幅
回路の切替手段の異常検出方法に係り、より詳しくは、
高圧電源の第1の高電圧と低圧電源の該第1の高電圧よ
り低い第2の低電圧とを選択的に増幅器に印加させる切
替手段を備えた増幅回路及び増幅回路の切替手段の異常
検出方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amplifying circuit and a method for detecting an abnormality in a switching means of the amplifying circuit.
Amplifying circuit including switching means for selectively applying to the amplifier a first high voltage of the high voltage power supply and a second low voltage lower than the first high voltage of the low voltage power supply, and abnormality detection of the switching means of the amplification circuit. About the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、高圧電源の第1の高電圧と低
圧電源の該第1の高電圧より低い第2の低電圧とを選択
的に増幅器に印加させる切替手段を備えた増幅回路が提
案されている(特開平8−111615号公報参照)。
切替手段は増幅器に増幅させる信号の大きさに基づい
て、第1の高電圧と第2の低電圧とを選択的に増幅器に
印加させるものである。2. Description of the Related Art Conventionally, an amplifier circuit provided with switching means for selectively applying a first high voltage of a high voltage power supply and a second low voltage of the low voltage power supply lower than the first high voltage to the amplifier has been known. It has been proposed (see JP-A-8-111615).
The switching means selectively applies the first high voltage and the second low voltage to the amplifier based on the magnitude of the signal to be amplified by the amplifier.
【0003】しかし、切替手段が常に第1の高電圧を増
幅器に印加させるように故障した場合でも、増幅器には
第1の高電圧が印加されるので、増幅回路の外側から
は、増幅回路の切替手段が故障したか否かは検出するこ
とができない。However, even if the switching means fails so as to always apply the first high voltage to the amplifier, the first high voltage is applied to the amplifier. It cannot be detected whether the switching means has failed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実に
鑑み成されたもので、増幅回路の切替手段の異常を検出
することの可能な増幅回路及び増幅回路の切替手段の異
常検出方法を提案することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides an amplifying circuit capable of detecting an abnormality of an amplifying circuit switching means and a method of detecting an abnormality of the amplifying circuit switching means. The purpose is to propose.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため請求
項1記載の発明は、高圧電源の第1の高電圧と低圧電源
の該第1の高電圧より低い第2の低電圧とを選択的に増
幅器に印加させる切替手段を備えた増幅回路である。な
お、切替手段は、増幅器に増幅させる信号の大きさに基
づいて、第1の高電圧と第2の低電圧とを選択的に増幅
器に印加させるようにしてもよい。In order to achieve the above object, according to the present invention, a first high voltage of a high voltage power supply and a second low voltage lower than the first high voltage of a low voltage power supply are selected. This is an amplifier circuit provided with a switching means for applying the voltage to an amplifier. The switching means may selectively apply the first high voltage and the second low voltage to the amplifier based on the magnitude of the signal to be amplified by the amplifier.
【0006】本発明に係る増幅回路は、所定状態を報知
する報知素子を備えている。なお、報知素子は、請求項
2のように、発光素子、例えば、発光ダイオード(LE
D)とすることが好ましい。[0006] The amplifier circuit according to the present invention includes a notification element for notifying a predetermined state. The notification element is a light-emitting element, for example, a light-emitting diode (LE).
D) is preferable.
【0007】また、本発明に係る増幅回路は、報知素子
の作動を制御する作動制御素子を備えている。なお、作
動制御素子は、請求項3のように、ツェナーダイオード
とすることができる。[0007] The amplifier circuit according to the present invention includes an operation control element for controlling the operation of the notification element. The operation control element may be a Zener diode.
【0008】ところで、作動制御素子は、増幅器への電
圧が印加される。また、作動制御素子は、しきい値電圧
以上の電圧が印加されるとオンして前記報知素子を作動
させ、かつ、該しきい値電圧未満の電圧が印加されると
オフして前記報知素子を作動させない。しきい値電圧
は、記第1の高電圧より小さくかつ第2の低電圧より大
きいものである。Incidentally, the operation control element is applied with a voltage to the amplifier. The operation control element is turned on when a voltage equal to or higher than a threshold voltage is applied to operate the notification element, and is turned off when a voltage less than the threshold voltage is applied to turn off the notification element. Do not operate. The threshold voltage is lower than the first high voltage and higher than the second low voltage.
【0009】ここで、切替手段が、低圧電源の第2の低
電圧を増幅器に印加させると、作動制御素子にはしきい
値電圧より小さい電圧が印加されるので、報知素子は作
動しない。一方、切替手段が、高圧電源の第1の低電圧
を増幅器に印加させると、作動制御素子にはしきい値電
圧より大きい電圧が印加されるので、報知素子は作動す
る。Here, when the switching means applies the second low voltage of the low-voltage power supply to the amplifier, a voltage smaller than the threshold voltage is applied to the operation control element, so that the notification element does not operate. On the other hand, when the switching means applies the first low voltage of the high-voltage power supply to the amplifier, a voltage higher than the threshold voltage is applied to the operation control element, so that the notification element operates.
【0010】前述したように、切替手段は、増幅器に増
幅させる信号の大きさに基づいて、第1の高電圧と第2
の低電圧とを選択的に増幅器に印加させるとした場合、
報知素子は該信号の大きさに応じて、作動したり作動し
なかったりする。As described above, the switching means controls the first high voltage and the second high voltage based on the magnitude of the signal to be amplified by the amplifier.
Is selectively applied to the amplifier.
The notification element is activated or deactivated according to the magnitude of the signal.
【0011】ところで、増幅器に増幅させる信号が供給
されていない時は、第2の低電圧が増幅器に印加され、
よって、報知素子は作動しないはずである。When the signal to be amplified is not supplied to the amplifier, the second low voltage is applied to the amplifier,
Therefore, the notification element should not operate.
【0012】しかしながら、切替手段が常に第1の高電
圧を増幅器に印加させるように故障した場合、増幅器に
増幅させる信号が供給されていない時でも、第1の高電
圧が増幅器に印加され、よって、報知素子が作動する。
従って、切替手段が異常であることを検出することがで
きる。However, if the switching means fails to always apply the first high voltage to the amplifier, the first high voltage is applied to the amplifier even when the signal to be amplified is not supplied to the amplifier. , The notification element operates.
Therefore, it is possible to detect that the switching means is abnormal.
【0013】以上より、次の発明(請求項4の発明)が
提案される。即ち、高圧電源の第1の高電圧と低圧電源
の該第1の高電圧より低い第2の低電圧とを選択的に増
幅器に印加させる切替手段を備えた増幅回路の切替手段
の異常検出方法であって、前記増幅回路に、所定状態を
報知する報知素子と、前記増幅器への電圧が印加される
と共に前記第1の高電圧より小さくかつ前記第2の低電
圧より大きいしきい値電圧以上の電圧が印加されるとオ
ンして前記報知素子を作動させ、かつ、該しきいち値電
圧未満の電圧が印加されるとオフして前記報知素子を作
動させない作動制御素子と、を備えておき、前記増幅器
に増幅させる信号が供給されていない時に、前記報知素
子の報知状態に基づいて、前記切替手段の異常を検出す
る。From the above, the following invention (the invention of claim 4) is proposed. That is, an abnormality detection method of the switching means of the amplifier circuit including the switching means for selectively applying the first high voltage of the high voltage power supply and the second low voltage lower than the first high voltage of the low voltage power supply to the amplifier. And a notifying element for notifying a predetermined state to the amplifier circuit, and a threshold voltage which is lower than the first high voltage and higher than the second low voltage when a voltage is applied to the amplifier. An operation control element that turns on when the voltage is applied to operate the notification element, and turns off when the voltage less than the threshold voltage is applied and does not operate the notification element. When the signal to be amplified is not supplied to the amplifier, the abnormality of the switching unit is detected based on the notification state of the notification element.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。なお、本実施の形態では、増幅
回路の一例をオーディオ装置の電力出力段に適用した場
合について詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a case where an example of an amplifier circuit is applied to a power output stage of an audio device will be described in detail.
【0015】図1はこの発明をオーディオ装置の最終出
力段に設けられる電力増幅回路に適用した場合であっ
て、図はそのうちRチャネルの構成を示す。この電力増
幅回路10は電圧増幅器14を有し、その入力端子12
に供給された低周波信号(音声信号)が所定レベルまで
増幅される。電圧増幅器14としては図のようにオペア
ンプ16で構成された電圧アンプを使用することができ
る。FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a power amplifying circuit provided in a final output stage of an audio apparatus, and FIG. 1 shows a configuration of an R channel. This power amplifier circuit 10 has a voltage amplifier 14 and an input terminal 12 thereof.
Is amplified to a predetermined level. As the voltage amplifier 14, a voltage amplifier constituted by an operational amplifier 16 as shown in the figure can be used.
【0016】電圧増幅器14は2電源駆動方式であっ
て、端子17(17a,17b)より電圧の高い電源電
圧VPH(±VPH)が印加される。これは高出力アンプ
(100〜130W程度)用であって、本例では40〜
45ボルトの動作電圧が使用される。The voltage amplifier 14 is of a dual power supply drive type, and is supplied with a power supply voltage VPH (± VPH) higher than that of the terminal 17 (17a, 17b). This is for a high-output amplifier (about 100 to 130 W).
An operating voltage of 45 volts is used.
【0017】電圧増幅器14より出力された低周波信号
はさらに電力増幅器18に供給される。この電力増幅器
18は図のようにコンプリメンタリ接続された一対の電
力トランジスタQa,Qbで構成され、その接続中点が
出力端子20となる。出力端子20には負荷となるRチ
ャネル用のスピーカ(図示しない)が接続される。The low frequency signal output from the voltage amplifier 14 is further supplied to a power amplifier 18. The power amplifier 18 is composed of a pair of power transistors Qa and Qb that are complementarily connected as shown in FIG. The output terminal 20 is connected to an R channel speaker (not shown) serving as a load.
【0018】電力増幅器18の電源も2電源方式であっ
て、端子22(22a,22b)を介して印加される電
源電圧VPLは上述した電源電圧VPHよりも低い電圧であ
る。この例では±20ボルトに選ばれている。電源電圧
VPLに対する正負の電源路28a,28b上には後述す
るように、電源電圧として高い方の電源電圧を使用した
ときの逆流阻止用のダイオード24,26が接続され
る。The power supply of the power amplifier 18 is also a dual power supply system, and the power supply voltage VPL applied through the terminals 22 (22a, 22b) is lower than the above-described power supply voltage VPH. In this example, ± 20 volts is selected. On the positive and negative power supply paths 28a and 28b with respect to the power supply voltage VPL, diodes 24 and 26 for preventing backflow when a higher power supply voltage is used as the power supply voltage are connected as described later.
【0019】この発明では電力増幅器18に対する電源
電圧として低圧の電源電圧VPLの他に、高圧の電源電圧
VPHによっても駆動される。そのため、電力増幅器18
に対する電源路27a,27b上には電源切替手段30
が設けられる。In the present invention, the power amplifier 18 is driven not only by the low-voltage power supply voltage VPL but also by the high-voltage power supply voltage VPH. Therefore, the power amplifier 18
Power supply switching means 30 on power supply paths 27a and 27b for
Is provided.
【0020】まず、正側の高圧電源路27aと低圧電源
路28aとの間には高速電力スイッチング素子Qcが接
続される。同じく負側の高圧電源路27bと低圧電源路
28bとの間には高速電力スイッチング素子Qdが接続
される。高速で動作する電力スイッチング素子としては
パワーMOS・FETなどを使用できる。First, a high-speed power switching element Qc is connected between the positive high-voltage power supply path 27a and the low-voltage power supply path 28a. Similarly, a high-speed power switching element Qd is connected between the high voltage power supply path 27b and the low voltage power supply path 28b on the negative side. As a power switching element that operates at high speed, a power MOS FET or the like can be used.
【0021】これらスイッチング素子Qc,Qdを制御
するために以下の構成が付加される。正側電源端子22
aと接地間には定電圧素子である定電圧ダイオード32
と抵抗器34の直列回路が接続されて接続中点p1に対
し基準電圧が生成される。本例では定電圧ダイオードと
してツェナーダイオードが使用される。同様に、負側電
源端子22bと接地間にも定電圧ダイオード36と抵抗
器38の直列回路が接続され、接続中点p2に所定の基
準電圧が得られるように構成される。The following configuration is added to control these switching elements Qc and Qd. Positive power supply terminal 22
a constant voltage diode 32 as a constant voltage element
And a series circuit of the resistor 34 are connected to generate a reference voltage for the connection midpoint p1. In this example, a Zener diode is used as a constant voltage diode. Similarly, a series circuit of a constant voltage diode 36 and a resistor 38 is connected between the negative power supply terminal 22b and the ground, so that a predetermined reference voltage is obtained at a connection midpoint p2.
【0022】これら接続中点p1,p2と各スイッチン
グ素子Qc,Qdとの間にはスイッチング素子として機
能するトランジスタQe,Qfが接続される。スイッチ
ング素子Qc,Qdのゲートに接続された抵抗器40,
42,44,46はそれぞれ適切な制御用ゲート電圧を
得るための分圧用抵抗器である。Transistors Qe and Qf functioning as switching elements are connected between the connection middle points p1 and p2 and the switching elements Qc and Qd. A resistor 40 connected to the gates of the switching elements Qc and Qd,
Reference numerals 42, 44 and 46 denote voltage dividing resistors for obtaining an appropriate control gate voltage.
【0023】一方、低圧電源路28aと低周波信号の出
力端子20との間には直列接続された一対の抵抗器5
4,56および58,60が接続され、一方の接続中点
rには正側出力電圧を検出するためのダイオード50を
介して上述したトランジスタQeのベースが接続され
る。同じく、抵抗器58,60側の接続中点sにも負側
の出力電圧を検出するためのダイオード52を介してト
ランジスタQfのベースが接続される。On the other hand, a pair of resistors 5 connected in series between the low-voltage power supply path 28a and the output terminal 20 of the low-frequency signal.
4, 56 and 58, 60 are connected, and the base of the above-described transistor Qe is connected to one connection midpoint r via a diode 50 for detecting a positive output voltage. Similarly, the base of the transistor Qf is also connected to a connection midpoint s between the resistors 58 and 60 via a diode 52 for detecting a negative output voltage.
【0024】この構成にあって電源切替手段30のうち
鎖線で囲まれた回路部分はLチャネル側の電力増幅回路
の電源切替手段の一部として兼用できる。In this configuration, a circuit portion of the power supply switching means 30 surrounded by a chain line can also be used as a part of the power supply switching means of the power amplifier circuit on the L channel side.
【0025】この発明では図2に示すように出力端子2
0に得られる低周波信号のうちその出力電圧VOが低圧
の電源電圧VPLではもはや駆動できないレベルになる前
に、電力増幅器18に印加する電源電圧として、今まで
よりも高圧の電源電圧VPHに切り替えられる。上述した
ように高速の電力スイッチング素子Qc,Qdが使用さ
れているためこの電源電圧の切り替えは高速に行なわれ
る。したがって低周波信号の波形が図2曲線LOのよう
な出力電圧波形であったときには、電力増幅器18に印
加される電源電圧は同図曲線L+,L-のように出力電圧
波形に対応して変化する。According to the present invention, as shown in FIG.
Before the output voltage VO of the low-frequency signal obtained at 0 becomes a level that can no longer be driven by the low-voltage power supply voltage VPL, the power supply voltage applied to the power amplifier 18 is switched to the higher-power supply voltage VPH. Can be Since the high-speed power switching elements Qc and Qd are used as described above, the switching of the power supply voltage is performed at high speed. Therefore, when the waveform of the low-frequency signal is the output voltage waveform as shown by the curve L0 in FIG. 2, the power supply voltage applied to the power amplifier 18 corresponds to the output voltage waveform as shown by the curves L + and L- in FIG. Change.
【0026】続いて電源切替動作を詳細に説明する。正
側と負側とでは電源切り替え動作は全く同じであるの
で、正側の電源切り替え動作について以下に説明する。
定電圧ダイオード32,36の定電圧値をVz、トラン
ジスタQe,Qfのベース・エミッタ間電圧をVBE、ダ
イオード50,52の降下電圧をVF、抵抗器54,5
6の抵抗値をRa,Rbとして説明する。Next, the power supply switching operation will be described in detail. Since the power switching operation on the positive side and the negative side is exactly the same, the power switching operation on the positive side will be described below.
The constant voltage value of the constant voltage diodes 32 and 36 is Vz, the base-emitter voltage of the transistors Qe and Qf is VBE, the drop voltage of the diodes 50 and 52 is VF, and the resistors 54 and 5
The resistance value of No. 6 will be described as Ra and Rb.
【0027】出力端子20に得られた出力電圧VOの電
圧波形は図2曲線LOであるものとする。接続中点rの
電圧Vrは、出力端子20したがって接続中点qの電圧
がVOであることから、(1)式のように表わすことが
できる。It is assumed that the voltage waveform of the output voltage VO obtained at the output terminal 20 is a curve Lo in FIG. The voltage Vr at the connection midpoint r can be expressed as in equation (1) since the voltage at the output terminal 20 and therefore at the connection midpoint q is VO.
【0028】[0028]
【数1】 (Equation 1)
【0029】また、トランジスタQeがオンするための
条件は、Vr−VF≧VP1+VBE ・・・・・(2)ここ
に、VP1=VPL−VZ ・・・・・(3) ∴Vr≧VPL
−(VZ−VF−VBE) ・・・・・(4)ここで、基準
電圧VSとして、VS=VZ−VF−VBE ・・・・・・
(5)とおけば、(4)式は、Vr≧VPL−VS ・・・
・・(6)となる。つまり、接続中点rの電圧Vrが、
低圧の電源電圧VPLと基準電圧VSとの差の電圧に近づ
き、(6)式を満たす値となったときにトランジスタQ
eがオンする。Vrが大きくなるということは、数1で
もわかるとおり出力電圧VOそのものが大きくなること
である。そのため、図3に示すように出力電圧VOの値
が(6)式を満たす前まで、つまりVr<VPL−VSの
間はトランジスタQeはオフ状態を保持する。その結
果、スイッチング素子Qcもオフのままであるから、電
力増幅器18には端子22aからの低圧電源電圧+VPL
がその動作電圧として印加される。The condition for turning on the transistor Qe is as follows: Vr−VF ≧ VP1 + VBE (2) where VP1 = VPL−VZ (3) ΔVr ≧ VPL
− (VZ−VF−VBE) (4) Here, as the reference voltage VS, VS = VZ−VF−VBE.
(5), the expression (4) is expressed as Vr ≧ VPL−VS...
・ ・ (6) That is, the voltage Vr at the connection midpoint r is
When the voltage approaches the voltage difference between the low-voltage power supply voltage VPL and the reference voltage VS and satisfies the expression (6), the transistor Q
e turns on. An increase in Vr means an increase in the output voltage VO itself, as can be seen from equation (1). Therefore, as shown in FIG. 3, the transistor Qe keeps the off state before the value of the output voltage VO satisfies the expression (6), that is, while Vr <VPL-VS. As a result, the switching element Qc also remains off, so that the power amplifier 18 supplies the low-voltage power supply voltage + VPL from the terminal 22a.
Is applied as the operating voltage.
【0030】ここで基準電圧VSは、電源電圧VPLと曲
線LO(すなわちVO)がどのくらい近づいたときに電源
電圧VPLを電源電圧VPHに切り替えるかの値である。こ
の値は定電圧ダイオード32、トランジスタQe、ダイ
オード50を適宜選択することにより設定可能で、本実
施の形態の場合例えばVS=4ボルト程度を設定する。
このことから、トランジスタQeをオンさせるための電
圧Vrは電源電圧VPLを基準としてそこから設定電圧V
Sを引いた値を基に設定される(このときの出力VOは数
1により表される)。Vrを、例えば接地点や出力VO
=0の点等のような絶対値をとり得る点からの一定値と
しなかったのは次の理由による。Here, the reference voltage VS is a value indicating how close the power supply voltage VPL and the curve LO (that is, VO) are to switch the power supply voltage VPL to the power supply voltage VPH. This value can be set by appropriately selecting the constant voltage diode 32, the transistor Qe, and the diode 50. In this embodiment, for example, VS is set to about 4 volts.
From this, the voltage Vr for turning on the transistor Qe is determined based on the power supply voltage VPL from the set voltage Vr.
It is set based on the value obtained by subtracting S (the output VO at this time is represented by Equation 1). Vr, for example, the ground point or output VO
The reason why the absolute value was not set to a constant value such as the point of = 0 for the following reason.
【0031】本例のようなオーディオ機器では電源は家
庭用コンセントからの商用電源を使用するのが普通であ
る。その商用電源からの整流出力を利用するため商用電
源電圧の変動やリップル発生により電源電圧VPHやVPL
も当然変動する。また電源電圧VPLは電力増幅器18の
出力により負荷変動を起こし、これも電源電圧VPLが変
動する一因となる。In the audio equipment of this embodiment, a commercial power supply from a household outlet is generally used as a power supply. Since the rectified output from the commercial power supply is used, the power supply voltage VPH or VPL
Naturally fluctuates. Further, the power supply voltage VPL causes a load change due to the output of the power amplifier 18, which also causes the power supply voltage VPL to change.
【0032】例えば出力VOが0の点を基準にある一定
の電圧に達したとき、電源電圧VPLからVPHに切り替わ
るよう設定すると、電源電圧VPLが低下しているときに
出力電圧VOが上昇した際、電源電圧VPLに出力VOの値
が接近しトランジスタQaのコレクタ、エミッタ間の電
圧が低下するためHFEが低下する。そして電源電圧V
PLがVPHに切り替わる前に波形歪みを生ずる。For example, if the output voltage VO is set to switch from the power supply voltage VPL to VPH when the output VO reaches a certain voltage with respect to the point 0, the output voltage VO increases when the power supply voltage VPL decreases. , The value of the output VO approaches the power supply voltage VPL, and the voltage between the collector and the emitter of the transistor Qa decreases, so that the HFE decreases. And the power supply voltage V
Waveform distortion occurs before PL switches to VPH.
【0033】それを防止するため本願ではトランジスタ
Qeをオンし、電源電圧VPLをVPHに切り替えるときの
Vrの値を電源電圧VPLを基に設定している。In order to prevent this, in the present application, the transistor Qe is turned on, and the value of Vr when the power supply voltage VPL is switched to VPH is set based on the power supply voltage VPL.
【0034】これに対して、(6)式を満たすように出
力電圧VOのレベルが上昇すると、トランジスタQeが
オンする。そうすると、トランジスタQeの電流通路が
閉じるのでスイッチング素子Qcがオンする。これによ
って端子17aを介して高圧の電源電圧+VPHが電力増
幅器18に印加され、この電源電圧+VPHを基準にして
電力増幅される(図2参照)。On the other hand, when the level of the output voltage VO rises so as to satisfy the expression (6), the transistor Qe turns on. Then, since the current path of the transistor Qe is closed, the switching element Qc is turned on. As a result, a high power supply voltage + VPH is applied to the power amplifier 18 via the terminal 17a, and the power is amplified based on the power supply voltage + VPH (see FIG. 2).
【0035】図1の構成で、出力電圧VOの検出に対す
るヒステリシス特性を付与するため、Ra》Rb ・・
・・・(7)のように選んである。例えば、VPL=20
VVS=4V、よってVr=16VRa=100KΩ R
b=1KΩ のように選んだ場合、トランジスタQeが
オンするための電圧VOは、数1より大凡、VO=15.
96ボルト(図3の点m)となる。つまり、出力電圧V
Oが16ボルト程度まで高くなると、電源電圧は高圧の
電圧+VPHに切り替えられる。In the configuration of FIG. 1, in order to provide a hysteresis characteristic to the detection of the output voltage VO, Ra >> Rb.
... Selected as in (7). For example, VPL = 20
VVS = 4V, so Vr = 16VRa = 100KΩ R
b = 1KΩ, the voltage VO required to turn on the transistor Qe is approximately equal to Equation 1, VO = 15.
96 volts (point m in FIG. 3). That is, the output voltage V
When O rises to about 16 volts, the power supply voltage is switched to the high voltage + VPH.
【0036】これに対して、トランジスタQeがオフす
る条件を考えると次のようになる。(1)式は(8)式
のように変わる。これは電源電圧が切り替えられたため
である。On the other hand, the condition for turning off the transistor Qe is as follows. Equation (1) changes as in equation (8). This is because the power supply voltage has been switched.
【0037】[0037]
【数2】 (Equation 2)
【0038】そのために、この(8)式を利用すると、
トランジスタQeがオフする出力電圧VOは、大凡、VO
=15.7ボルト(図3の点n)となる。つまり、トラ
ンジスタQeがオンする電圧とオフする電圧が相違する
ことになり、これは取りも直さず電源電圧切り替えのた
めの検出電圧に対してヒステリシス特性が付与されたこ
とになる。For this reason, using this equation (8),
The output voltage VO at which the transistor Qe turns off is approximately VO
= 15.7 volts (point n in FIG. 3). That is, the voltage at which the transistor Qe is turned on is different from the voltage at which the transistor Qe is turned off. This means that the detection voltage for switching the power supply voltage is given a hysteresis characteristic.
【0039】このヒステリシス特性によって、例えば図
4に示すように低周波信号LOに対してノイズNが混入
したようなときでもそのノイズレベルが、上述した例に
よればおよそ0.2ボルト以上のノイズでないと、トラ
ンジスタQeがオフしない。つまり、一対の抵抗器5
4,56とその値を上述したような値に選定することに
よって、ヒステリシス特性が付与され、このヒステリシ
ス特性によってノイズに強く、非常に安定した電源切り
替え処理を実現できる。Due to the hysteresis characteristic, even when noise N is mixed into the low frequency signal Lo as shown in FIG. 4, for example, the noise level becomes approximately 0.2 volts or more according to the above-described example. Otherwise, the transistor Qe does not turn off. That is, a pair of resistors 5
Hysteresis characteristics are provided by selecting 4, 56 and their values as described above, and a very stable power supply switching process resistant to noise can be realized by the hysteresis characteristics.
【0040】ここで、上述したようにスイッチング素子
Qcは高速動作をするパワーMOS・FETなどの電気
的スイッチング素子を使用しているので、電源電圧の切
替は非常に高速で行なわれる。そのため、図2のように
低周波信号のレベル変動に追従してタイムラグを持つこ
となく即座に電源電圧の切り替えを実現できる。Here, as described above, since the switching element Qc uses an electric switching element such as a power MOSFET operating at a high speed, the switching of the power supply voltage is performed at a very high speed. Therefore, the power supply voltage can be switched immediately without a time lag following the level fluctuation of the low frequency signal as shown in FIG.
【0041】このように低周波信号のレベルの大きさに
応じて電源電圧の値を切り替えることによって電力増幅
器18の放熱器としては小型のものを使用できるように
なり、それに伴って使用する電源トランスも小容量化で
きる。因みに、従来では同一の電源電圧(高電圧)VPH
を使用していたため、図5Aのように斜線で示す領域が
電力増幅器18の熱損失となる。By switching the value of the power supply voltage in accordance with the level of the low-frequency signal, a small radiator for the power amplifier 18 can be used. Can also be reduced in capacity. Incidentally, conventionally, the same power supply voltage (high voltage) VPH
5A, a region shown by oblique lines as shown in FIG.
【0042】これに対して、この発明のように低周波信
号のレベルに応じて電源電圧の切り替えを行なうと、電
力損失領域は同図Bの斜線図示のように減少する。その
結果、例えば120W(ワット)級電力増幅器であって
も、60W級電力増幅器において使用される放熱器と、
それに見合った小容量電源トランスを使用できるように
なる。On the other hand, when the power supply voltage is switched according to the level of the low-frequency signal as in the present invention, the power loss area is reduced as shown by the hatched area in FIG. As a result, a radiator used in a 60 W class power amplifier, for example, even with a 120 W (watt) class power amplifier,
The corresponding small capacity power transformer can be used.
【0043】ところで、図1では省略しているが、本実
施の形態に係る増幅回路10は、トランジスターQaに
並列に、各々直列に接続された、電流制限抵抗R、ツェ
ナーダイオード72及び発光素子(LED)74が接続
されている。トランジスターQbについても同様に、電
流制限抵抗R、ツェナーダイオード72及び発光素子7
4が接続されている。Although not shown in FIG. 1, the amplifier circuit 10 according to the present embodiment includes a current limiting resistor R, a Zener diode 72, and a light emitting element (a light emitting element) connected in series and in parallel with a transistor Qa. LED) 74 is connected. Similarly, for the transistor Qb, the current limiting resistor R, the Zener diode 72 and the light emitting element 7
4 are connected.
【0044】このようにツェナーダイオード72はトラ
ンジスターQaに並列に接続されているので、増幅器1
8への電圧が印加される。また、ツェナーダイオード7
2は、しきい値電圧以上の電圧が印加されるとONして
発光素子74を作動させ、且つ、該しきい値電圧未満の
電圧が印加されるとOFFして発光素子74の作動を停
止する。ここで、しきい値電圧は、電圧の高い電源電圧
VPHより小さく且つ電圧の低い電源電圧VPLより大きい
ものである。As described above, since the Zener diode 72 is connected in parallel to the transistor Qa, the amplifier 1
A voltage to 8 is applied. Also, the Zener diode 7
No. 2 turns on and activates the light emitting element 74 when a voltage higher than the threshold voltage is applied, and turns off and stops operation of the light emitting element 74 when a voltage lower than the threshold voltage is applied. I do. Here, the threshold voltage is lower than the high power supply voltage V PH and higher than the low power supply voltage V PL .
【0045】ここで、スイッチング素子QcがOFFす
ると、ツェナーダイオード72にはしきい値電圧より小
さい電圧が印加されるので、発光素子74は発光しな
い。一方、スイッチング素子QcがONすると、ツェナ
ーダイオード72にはしきい値電圧より大きい電圧が印
加されるので、発光素子74は発光する。Here, when the switching element Qc is turned off, a voltage lower than the threshold voltage is applied to the Zener diode 72, so that the light emitting element 74 does not emit light. On the other hand, when the switching element Qc is turned on, a voltage higher than the threshold voltage is applied to the Zener diode 72, so that the light emitting element 74 emits light.
【0046】前述したように、スイッチング素子Qc
は、増幅器18に増幅させる信号の大きさに基づいて、
電源電圧VPHと電源電圧VPLと選択的に増幅器18に印
加させるので、発光素子74はこの信号の大きさに応じ
て、発光したり発光しなかったりする。即ち、発光素子
74は、発光することにより、電源電圧VPHが増幅器1
8に印加されている状態を報知する。As described above, the switching element Qc
Is based on the magnitude of the signal to be amplified by the amplifier 18,
Since the power supply voltage V PH and the power supply voltage V PL are selectively applied to the amplifier 18, the light emitting element 74 emits light or does not emit light according to the magnitude of this signal. That is, the light emitting element 74 emits light, so that the power supply voltage V PH is
8 is notified of the state being applied.
【0047】ところで、増幅器に増幅させる信号が供給
されていない時は、電源電圧VPLが増幅器18に印加さ
れ、よって、発光素子74は発光しないはずである。し
かしながら、スイッチング素子Qcがショートした場
合、増幅器18に増幅させる信号が供給されていないと
きでも、電源電圧VPHが増幅器18に印加され、よっ
て、発光素子74が発光する。したがって、スイッチン
グ素子Qcが異常(ショート)であることを検出するこ
とができる。なお、上記では、発光素子を用いている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、音を出力
する素子を用いても良い。By the way, when the signal to be amplified is not supplied to the amplifier, the power supply voltage VPL is applied to the amplifier 18, so that the light emitting element 74 should not emit light. However, when the switching element Qc is short-circuited, the power supply voltage V PH is applied to the amplifier 18 even when the signal to be amplified is not supplied to the amplifier 18, and the light emitting element 74 emits light. Therefore, it is possible to detect that the switching element Qc is abnormal (short). Although a light emitting element is used in the above description, the present invention is not limited to this, and an element that outputs sound may be used.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、増幅器へ
の電圧が印加されると共に高圧電源の第1の高電圧より
小さくかつ低圧電源の第2の低電圧より大きいしきい値
電圧以上の電圧が印加されるとオンして報知素子を作動
させ、かつ、該しきいち値電圧未満の電圧が印加される
とオフして報知素子を作動させない作動制御素子を備え
ているので、高圧電源及び低圧電源を切り替える切替手
段の異常を検出することができる、という効果を有す
る。As described above, according to the present invention, when the voltage is applied to the amplifier and the threshold voltage is lower than the first high voltage of the high voltage power supply and higher than the second low voltage of the low voltage power supply, When the voltage is applied, it turns on to operate the notification element, and, when a voltage lower than the threshold voltage is applied, the operation control element is turned off and does not operate the notification element. This has the effect that an abnormality of the switching means for switching the low-voltage power supply can be detected.
【図1】増幅回路の一例を示す系統図である。FIG. 1 is a system diagram illustrating an example of an amplifier circuit.
【図2】電源電圧切り替え動作の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a power supply voltage switching operation.
【図3】電源電圧切り替え動作の詳細説明図である。FIG. 3 is a detailed explanatory diagram of a power supply voltage switching operation.
【図4】図3と同様に電源電圧切り替え動作の詳細説明
図である。FIG. 4 is a detailed explanatory diagram of a power supply voltage switching operation as in FIG. 3;
【図5】電源切り替えに伴う熱損失の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of heat loss due to power supply switching.
【図6】スイッチング素子の異常を検出するための素子
の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an element for detecting an abnormality of a switching element.
72 ツェナーダイオード(作動制御素子) 74 発光素子(報知素子) R 電流制限抵抗 72 Zener diode (operation control element) 74 Light emitting element (notifying element) R Current limiting resistor
フロントページの続き Fターム(参考) 5J091 AA02 AA18 AA41 AA51 CA00 FA18 HA08 HA10 HA18 HA19 HA20 HA25 HA39 HA44 KA01 KA49 KA67 MA24 SA05 TA06 UW09 5J092 AA02 AA18 AA41 AA51 CA00 FA18 HA08 HA10 HA18 HA19 HA20 HA25 HA39 HA44 KA01 KA49 KA67 MA24 SA05 TA06Continued on the front page F-term (reference) 5J091 AA02 AA18 AA41 AA51 CA00 FA18 HA08 HA10 HA18 HA19 HA20 HA25 HA39 HA44 KA01 KA49 KA67 MA24 SA05 TA06 UW09 5J092 AA02 AA18 AA41 AA51 CA00 FA18 HA08 HA10 HA18 KA19 HA25 HA25 SA05 TA06
Claims (4)
第1の高電圧より低い第2の低電圧とを選択的に増幅器
に印加させる切替手段を備えた増幅回路であって、 所定状態を報知する報知素子と、 前記増幅器への電圧が印加されると共に前記第1の高電
圧より小さくかつ前記第2の低電圧より大きいしきい値
電圧以上の電圧が印加されるとオンして前記報知素子を
作動させ、かつ、該しきいち値電圧未満の電圧が印加さ
れるとオフして前記報知素子を作動させない作動制御素
子と、 を備えた増幅回路。1. An amplifier circuit comprising switching means for selectively applying to a amplifier a first high voltage of a high voltage power supply and a second low voltage of the low voltage power supply which is lower than the first high voltage, A notifying element for notifying a predetermined state, and turned on when a voltage that is lower than the first high voltage and higher than a threshold voltage that is higher than the second low voltage is applied while a voltage is applied to the amplifier. And an operation control element that is turned off when a voltage less than the threshold voltage is applied and does not operate the notification element.
徴とする請求項1記載の増幅回路。2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein said notification element is a light emitting element.
であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の増
幅回路。3. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the operation control element is a Zener diode.
第1の高電圧より低い第2の低電圧とを選択的に増幅器
に印加させる切替手段を備えた増幅回路の切替手段の異
常検出方法であって、 前記増幅回路に、所定状態を報知する報知素子と、前記
増幅器への電圧が印加されると共に前記第1の高電圧よ
り小さくかつ前記第2の低電圧より大きいしきい値電圧
以上の電圧が印加されるとオンして前記報知素子を作動
させ、かつ、該しきいち値電圧未満の電圧が印加される
とオフして前記報知素子を作動させない作動制御素子
と、を備えておき、 前記増幅器に増幅させる信号が供給されていない時に、
前記報知素子の報知状態に基づいて、前記切替手段の異
常を検出する、 ことを特徴とする増幅回路の切替手段の異常検出方法。4. A switching means for an amplifier circuit comprising switching means for selectively applying to a amplifier a first high voltage of a high voltage power supply and a second low voltage lower than the first high voltage of a low voltage power supply. An abnormality detection method, comprising: a notification element that notifies a predetermined state to the amplifier circuit; and a threshold that is applied to the amplifier and that is lower than the first high voltage and higher than the second low voltage. An operation control element that turns on when the voltage equal to or higher than the value voltage is applied to operate the notification element, and turns off when the voltage less than the threshold voltage is applied and does not operate the notification element. When the signal to be amplified is not supplied to the amplifier,
An abnormality detection method for a switching unit of an amplifier circuit, comprising: detecting an abnormality in the switching unit based on a notification state of the notification element.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7990205B2 (en) | 2008-07-29 | 2011-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit with switching variable resistance device |
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2000
- 2000-03-28 JP JP2000089799A patent/JP2001284971A/en active Pending
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