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JP2565819B2 - BTL amplifier protection circuit and audio device - Google Patents
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JP2565819B2 - BTL amplifier protection circuit and audio device - Google Patents

BTL amplifier protection circuit and audio device

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JP2565819B2
JP2565819B2 JP4069610A JP6961092A JP2565819B2 JP 2565819 B2 JP2565819 B2 JP 2565819B2 JP 4069610 A JP4069610 A JP 4069610A JP 6961092 A JP6961092 A JP 6961092A JP 2565819 B2 JP2565819 B2 JP 2565819B2
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circuit
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、BTL増幅装置の保
護回路およびこの回路を用いるオーディオ装置に関し、
詳しくは、BTL(Balanced Transformer Less )方式
を用いた増幅装置において、負荷への出力端子が接地側
に短絡(地絡)あるいは電源供給側に短絡(天絡)した
ときに、その地絡・天絡から出力用の増幅回路を保護す
保護システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to storage of a BTL amplifier.
Protection circuit and an audio device using this circuit ,
Specifically, in an amplifier using the BTL (Balanced Transformer Less) method, when the output terminal to the load is short-circuited to the ground side (ground fault) or short-circuited to the power supply side (power fault), the ground fault The present invention relates to a protection system that protects an amplifier circuit for output from a short circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3に、従来のオーディオ装置における
BTL増幅装置の保護回路を中心としたブロック図を示
す。ここで、1はアンプ、2は正相側増幅回路、3は逆
相側増幅回路、4はスピーカ、5,6はコンパレータ、
7はORゲートである。アンプ1,正相側増幅回路2,
逆相側増幅回路3は、全体で、一つのBTL増幅器を構
成し、スピーカ4を負荷として駆動する。詳述すると、
入力信号Aを受けて、アンプ1は、それに対して同じ位
相を有する正相入力信号Bと反転した位相を有する逆転
入力信号Cとの一対の信号を出力する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram mainly showing a protection circuit of a BTL amplifying device in a conventional audio device . Here, 1 is an amplifier, 2 is a positive phase side amplification circuit, 3 is a negative phase side amplification circuit, 4 is a speaker, 5 and 6 are comparators,
7 is an OR gate. Amplifier 1, Positive phase side amplification circuit 2,
The negative phase side amplification circuit 3 constitutes one BTL amplifier as a whole, and drives the speaker 4 as a load. To elaborate,
Upon receiving the input signal A, the amplifier 1 outputs a pair of signals including a positive phase input signal B having the same phase and a reverse input signal C having an inverted phase.

【0003】そして、正相入力信号Bが正相側増幅回路
2で増幅されて正相出力信号Cとされ、この正相出力信
号Cがスピーカ4の一端に入力される。さらに、逆相入
力信号Dが逆相側増幅回路3で増幅されて逆相出力信号
Eとされ、この逆相出力信号Eがスピーカ4の他の一端
に入力される。このようにして生成される正相出力信号
Cと逆相出力信号Eとは互いに位相が反転している電圧
信号であり、正相出力信号Cによる出力電流C’と逆相
出力信号Eによる出力電流E’も、互いに向きの異なる
同じ値の電流である。
Then, the positive phase input signal B is amplified by the positive phase side amplifier circuit 2 to be a positive phase output signal C, and the positive phase output signal C is inputted to one end of the speaker 4. Further, the anti-phase input signal D is amplified by the anti-phase side amplifier circuit 3 to be an anti-phase output signal E, and the anti-phase output signal E is input to the other end of the speaker 4. The positive-phase output signal C and the negative-phase output signal E thus generated are voltage signals whose phases are mutually inverted, and the output current C ′ by the positive-phase output signal C and the output by the negative-phase output signal E are output. The current E ′ is also a current having the same value but having different directions.

【0004】そこで、一対の増幅回路2,3を採用した
ことにより、増幅回路が単独の場合に較べて、スピーカ
4に掛かる電圧,電流がともに2倍になる。すなわち、
負荷への出力パワーが4倍になる。このような利点か
ら、BTL方式は、カーステレオやその他のオーディオ
機器等の大出力化のために多用されている。
Therefore, by adopting the pair of amplifier circuits 2 and 3, the voltage and current applied to the speaker 4 are both doubled as compared with the case where the amplifier circuit is independent. That is,
Output power to load is quadrupled. Due to these advantages, the BTL method is widely used to increase the output of car stereos and other audio equipment.

【0005】ところで、このような構成のBTL方式で
は、スピーカ4が接地電位等の基準電位から浮いた状態
で駆動される。そして、何らかの理由でスピーカ4が接
地に短絡したりすると負荷電圧が発生しなくなる。そこ
で、正相側増幅回路2や逆相側増幅回路3は、出力電圧
を上げようとして過大な電流を流すことになる。このた
め、増幅回路2の出力トランジスタ2b,2cや増幅回
路3の出力トランジスタ3b,3c等が過負荷により破
壊に至る危険が有り、破壊を防ぐための保護回路が必要
とされる。特に、車載用のカーステレオでは設置環境や
使用環境が苛酷であり、事故の発生確率が高いので保護
回路は必須である。
By the way, in the BTL system having such a configuration, the speaker 4 is driven in a state of being floated from a reference potential such as a ground potential. If the speaker 4 is short-circuited to the ground for some reason, the load voltage will not be generated. Therefore, the positive phase side amplification circuit 2 and the negative phase side amplification circuit 3 flow an excessive current in an attempt to increase the output voltage. Therefore, there is a risk that the output transistors 2b and 2c of the amplifier circuit 2 and the output transistors 3b and 3c of the amplifier circuit 3 will be destroyed due to overload, and a protection circuit for preventing the destruction is required. In particular, in a car stereo for a vehicle, the installation environment and the usage environment are harsh and the probability of accidents is high, so a protection circuit is essential.

【0006】コンパレータ5,6、ORゲート7は、そ
のような保護回路の一部を構成するものであり、地絡の
状態を検出する回路である。原理的には、定常時にはス
ピーカ4が接地電位から浮いた状態で駆動されることに
基づいて、出力信号C,Eの何れかの電位が接地電位で
あるか否かを検出して地絡状態か否かを判定するもので
ある。ただし、配線抵抗や接触抵抗の存在により出力信
号C,Dが接地電位に完全には成り難いので、この例で
は直列接続された2個のダイオードにより2VF の比較
電圧を発生し、この比較電圧と出力信号C,Eとを比較
して検出している。
The comparators 5 and 6 and the OR gate 7 form a part of such a protection circuit and are circuits for detecting the state of the ground fault. In principle, the speaker 4 is driven in a state of being floated from the ground potential in the steady state, and it is detected whether or not any one of the output signals C and E is the ground potential to detect the ground fault state. It is to determine whether or not. However, since it is difficult for the output signals C and D to completely reach the ground potential due to the presence of wiring resistance and contact resistance, a comparison voltage of 2VF is generated by the two diodes connected in series in this example. The output signals C and E are compared and detected.

【0007】すなわち、コンパレータ5で正転出力信号
Cが比較電圧(2VF )以下であることが検出される
か、または、コンパレータ6で逆転出力信号Eが比較電
圧(2VF )以下であることが検出されるかすると、地
絡があるものとしてORゲート7から遮断信号Fが出力
される。そして、この遮断信号Fを受けて、正相側増幅
回路2及び逆相側増幅回路3は、それぞれ正相出力信号
C及び逆相出力信号Eの出力を停止する。これにより、
増幅回路2,3の出力トランジスタ2b,2c,3b,
3c等の破壊を防ぐ。
That is, the comparator 5 detects that the normal output signal C is below the comparison voltage (2VF), or the comparator 6 detects that the reverse output signal E is below the comparison voltage (2VF). Then, the OR gate 7 outputs the cutoff signal F as if there is a ground fault. Then, in response to the cutoff signal F, the positive phase side amplification circuit 2 and the negative phase side amplification circuit 3 stop outputting the positive phase output signal C and the negative phase output signal E, respectively. This allows
Output transistors 2b, 2c, 3b of the amplifier circuits 2 and 3,
Prevent the destruction of 3c.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の
ーディオ装置におけるBTL増幅装置の保護回路では、
接地電位より僅かに(上述の例では2VF )高い電位の
比較電圧を用いて地絡を検出している。そこで、地絡検
出を確実なものにしようとすると、いきおい、この比較
電圧を上げることになる。一方、正相出力信号及び逆相
出力信号として上述の比較電圧よりも小さな電圧を出力
すると地絡状態として誤検出されるため、正相増幅回路
や逆相増幅回路は電源の全電圧範囲に亙る振幅の出力信
号を出力することができない。
[Problems that the Invention is to Solve] In this way, conventional Oh
In the protection circuit of the BTL amplifier in the audio device,
The ground fault is detected by using a comparison voltage slightly higher than the ground potential (2VF in the above example). Therefore, if the ground fault detection is to be made reliable, this comparison voltage is raised rapidly. On the other hand, when a voltage smaller than the above-mentioned comparison voltage is output as the positive-phase output signal and the negative-phase output signal, it is erroneously detected as a ground fault state, and therefore the positive-phase amplifier circuit and the negative-phase amplifier circuit cover the entire voltage range of the power supply. Amplitude output signal cannot be output.

【0009】このため、出力パワーの増大を目的とした
BTL方式の利点が保護のために相殺されてしまうの
で、従来の保護回路では不都合である。また、従来のB
TL増幅装置の保護回路では、地絡は検出できるが天絡
は検出できないので不十分である。この発明の目的は、
このような従来技術の問題点を解決するものであって、
電源電圧に対応した大パワーを出力することができ、し
かも、地絡に限らず天絡をも検出できるBTL増幅装置
の保護回路およびこの回路を有するオーディオ装置を実
現することである。
For this reason, the advantage of the BTL method for the purpose of increasing the output power is offset for protection, which is inconvenient in the conventional protection circuit. In addition, conventional B
The protection circuit of the TL amplifier is insufficient because it can detect the ground fault but cannot detect the power fault. The purpose of this invention is
In order to solve the problems of the conventional technology,
It is an object of the present invention to realize a protection circuit for a BTL amplifying device which can output a large power corresponding to a power supply voltage and can detect not only a ground fault but also a power fault, and an audio device having this circuit .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明のBTL増幅装置の保護回路およびそのオー
ディオ装置の構成は、入力信号を増幅して生成した正相
出力信号を負荷の一端に出力するプッシュプルの第1の
増幅回路と、入力信号を増幅して生成した逆相出力信号
を負荷の他端に出力するプッシュプルの第2の増幅回路
と、正相出力信号により第1の増幅回路から負荷の一端
へ流出する電流に対応する第1の検出電流を生成する第
1の電流検出回路と、正相出力信号により負荷の一端か
ら第1の増幅回路へ流入する電流に対応する第2の検出
電流を生成する第2の電流検出回路と、逆相出力信号に
より第2の増幅回路から負荷の他端へ流出する電流に対
応する第3の検出電流を生成する第3の電流検出回路
と、逆相出力信号により負荷の他端から第2の増幅回路
へ流入する電流に対応する第4の検出電流を生成する
4の電流検出回路と、を備えていて、第1,第2,第3
および第4の検出電流は同じ方向の電流であって、第1
の検出電流及び第3の検出電流の和と、第2の検出電流
及び第4の検出電流の和との差である不平衡電流が所定
値以上のときに、第1及び第2の増幅回路の出力動作を
停止させるものである。
The structure of the protection circuit of the BTL amplifying apparatus and the audio apparatus therefor according to the present invention which achieves the above object is a positive phase generated by amplifying an input signal.
The first of the push-pull that outputs the output signal to one end of the load
Amplification circuit and negative phase output signal generated by amplifying input signal
Second push-pull amplifier circuit that outputs the voltage to the other end of the load
And a positive phase output signal from the first amplifier circuit to one end of the load
Generating a first detected current corresponding to the current flowing to
1 current detection circuit and the positive phase output signal
Second detection corresponding to the current flowing from the first to the first amplifier circuit
The second current detection circuit that generates the current and the negative phase output signal
The current flowing from the second amplifier circuit to the other end of the load
A third current detection circuit for generating a corresponding third detection current
And a second amplifier circuit from the other end of the load by the reverse-phase output signal
A fourth current detection circuit that generates a fourth detection current corresponding to the current flowing into the first, second, third
And the fourth detected current is a current in the same direction,
When the unbalanced current, which is the difference between the sum of the detected current and the third detected current and the sum of the second detected current and the fourth detected current is equal to or greater than a predetermined value, the first and second amplifier circuits The output operation of is stopped.

【0011】その具体的な構成は、入力信号を増幅して
生成した正相出力信号を負荷の一端に出力し前記正相出
力信号による前記負荷への電流を第1の出力トランジス
タを介して供給し前記正相出力信号による前記負荷から
の電流を第2の出力トランジスタを介して受給する第1
の増幅回路と、前記正相出力信号に対して同一振幅で位
相の反転している逆相出力信号を前記入力信号から増幅
により生成してこれを前記負荷の他端に出力し前記逆相
出力信号による前記負荷への電流を第3の出力トランジ
スタを介して供給し前記逆相出力信号による前記負荷か
らの電流を第4の出力トランジスタを介して受給する第
2の増幅回路と、第1の出力トランジスタに対してベー
ス同士及びエミッタ同士が接続されてコレクタが第1の
検出電流を流す第1の検出トランジスタと、第2の出力
トランジスタに対してベース同士及びエミッタ同士が接
続されてコレクタが第2の検出電流を流す第2の検出ト
ランジスタと、第3の出力トランジスタに対してベース
同士及びエミッタ同士が接続されてコレクタが第3の検
出電流を流す第3の検出トランジスタと、第4の出力ト
ランジスタに対してベース同士及びエミッタ同士が接続
されてコレクタが第4の検出電流を流す第4の検出トラ
ンジスタと、第1の検出電流と第3の検出電流を合成し
て第1の和とし第2の検出電流と第4の検出電流を合成
して第2の和とし第1の和と第2の和との差を不平衡電
流として出力する不平衡電流検出回路と、前記不平衡電
流を受けこの不平衡電流の絶対値が所定値以上のときに
遮断信号を発生する遮断信号発生回路と、を備え、前記
遮断信号により前記正相出力信号及び前記逆相出力信号
の出力を停止させるものである。
The specific configuration is that a positive-phase output signal generated by amplifying an input signal is output to one end of a load, and a current to the load due to the positive-phase output signal is supplied through a first output transistor. A first current receiving a current from the load due to the positive-phase output signal via a second output transistor;
Of the positive phase output signal, the negative phase output signal having the same amplitude and the phase inverted with respect to the positive phase output signal is generated from the input signal by amplification, and is output to the other end of the load to output the negative phase output signal. A second amplifier circuit which supplies a current to the load by a signal through a third output transistor and receives a current from the load by the anti-phase output signal through a fourth output transistor; A first detection transistor whose bases and emitters are connected to the output transistor and a collector flows a first detection current, and a base and emitters which are connected to the second output transistor and whose collector is a first A second detection transistor for flowing the second detection current and a third output transistor for connecting the bases to each other and the emitters to each other so that the collector flows the third detection current. The detection transistor, the fourth detection transistor in which the bases and the emitters are connected to the fourth output transistor, and the collector causes the fourth detection current to flow, and the first detection current and the third detection current are combined. Unbalanced current detection in which the second detected current and the fourth detected current are combined into the first sum and the difference between the first and second sums is output as the unbalanced current A cutoff signal generation circuit that receives the unbalanced current and generates a cutoff signal when the absolute value of the unbalanced current is greater than or equal to a predetermined value, and the positive phase output signal and the reverse phase signal based on the cutoff signal. The output of the output signal is stopped.

【0012】[0012]

【作用】プッシュプル型のBTL増幅器では、正相出力
側で吐き出した電流が逆相出力側でシンクされる。それ
はスピーカして流れ、論理的には同じ電流値である。そ
こで、定常状態では、正相の出力電流と逆相側のシンク
電流値に差が発生しない。この点に着目して正相側吐き
出し電流と逆相側シンク電流とを同じ電流方向の電流値
として検出してこれらの電流値の差を検出することで異
常状態を検出する。さらに、これを逆相側のについても
同様に行い、正相側と逆相側の出力同士の和とシンク同
士の和を採って、これら和の差を採る。このように、正
相側と逆相側の吐き出し側とシンク状態とを同じ方向の
電流として検出して吐き出し側、シンク側それぞれにお
いて和を採り、さらに和の差を採ることにより検出回路
を単純にでき、かつ、確実な保護動作が可能になる。具
体的にはプッシュプルのそれぞれの出力トランジスタと
検出トランジスタとがベース同士・エミッタ同士で接続
されているので、正相出力信号により流出する電流に第
1の検出電流がほぼ比例して対応し、正相出力信号によ
り流入する電流に第2の検出電流がほぼ比例して対応
し、逆相出力信号により流出する電流に第3の検出電流
がほぼ比例して対応し、逆相出力信号により流入する電
流に第4の検出電流がほぼ比例して対応する。また、不
平衡電流は、第1の検出電流と第3の検出電流の和、お
よび、第2の検出電流と第4の検出電流の和から、これ
らの和の差として得られる。
In the push-pull type BTL amplifier, the positive phase output
The current discharged on the side is sinked on the negative phase output side. That
Flows as a speaker and has the same current value logically. So
Here, in the steady state, the output current of the positive phase and the sink of the negative phase side
There is no difference in the current value. Paying attention to this point, spout on the normal phase side
Output current and sink current on the opposite phase side
Is detected by detecting the difference between these current values.
Detect normal state. In addition, for this
The same operation is performed, and the sum of the outputs on the positive phase side and the negative phase side and the sync
Take the sum of the samurai and take the difference of these sums. Like this, positive
Set the discharge side of the phase side and the opposite phase side and the sync state in the same direction.
It is detected as a current and is output to the discharge side and sink side respectively.
Detection circuit by taking the sum and then taking the difference of the sum
Can be simplified and a reliable protection operation can be performed. Ingredient
Physically, each output transistor of the push-pull and the detection transistor are connected to each other between the bases and the emitters, so that the first detection current substantially corresponds to the current flowing out by the positive-phase output signal, The second detected current substantially corresponds to the inflow current due to the positive phase output signal, and the third detected current substantially corresponds to the outflow current due to the negative phase output signal. The fourth detected current substantially corresponds to the generated current. The unbalanced current is obtained as the difference between the sum of the first detected current and the third detected current and the sum of the second detected current and the fourth detected current.

【0013】ところで、定常状態のBTL増幅装置で
は、正相出力信号と逆相出力信号とは位相が互いに反転
して単一の負荷を対向側から同一の出力電流で駆動して
いるだけなので、上述のようにして得られる第1の検出
電流と第4の検出電流は原則として電流値が等しくて電
流の向きが互いに反転しているだけである。また、第2
の検出電流と第3の検出電流も同様である。よって、上
述の関係により得られる不平衡電流は、回路素子等のば
らつきや増幅率の僅かな違い等に起因する誤差電流を除
き、定常状態においては理論的には全く流れない。
By the way, in the BTL amplifying device in the steady state, the phases of the positive-phase output signal and the negative-phase output signal are inverted to each other, and a single load is driven from the opposite side with the same output current. As a general rule, the first detected current and the fourth detected current obtained as described above have the same current value, and the directions of the currents are only reversed. Also, the second
The same applies to the detection current of and the third detection current. Therefore, the unbalanced current obtained by the above relationship theoretically does not flow at all in the steady state except for the error current caused by the variation of the circuit elements and the like and the slight difference of the amplification factor.

【0014】これに対し、両出力信号の出力端子が、そ
れぞれが任意に地絡又は天絡した場合には、第1〜第4
の検出電流の間のバランスが崩れ、有意の不平衡電流が
流れることになる。よって、このような地絡又は天絡が
起こると、誤差電流よりも大きな電流値の不平衡電流が
検出されて遮断信号が発生するから、両出力信号の出力
が停止して回路が保護される。
On the other hand, when the output terminals of both output signals are arbitrarily grounded or short-circuited to each other, the first to fourth
The balance between the detection currents of 1 is lost, and a significant unbalanced current flows. Therefore, when such a ground fault or a power fault occurs, an unbalanced current having a current value larger than the error current is detected and a cutoff signal is generated, so that the output of both output signals is stopped and the circuit is protected. .

【0015】また、正相出力信号と逆相出力信号とがバ
ランスしている限り不平衡電流は流れないから、第1,
第2の増幅回路は、接地と電源との間の全電圧に亙る、
さらには、例えばブートストラップされている場合には
その範囲をも越える、出力信号を出力することができ
る。したがって、この発明のオーディオ装置のBTL増
幅装置の保護システムでは、電源電圧に対応した十分な
大パワーを出力することができ、しかも、地絡に限らず
天絡をも検出することができるため、誤配線等によるセ
ットの破壊を防止することが可能となる。
As long as the positive-phase output signal and the negative-phase output signal are balanced, the unbalanced current does not flow.
The second amplifier circuit spans the entire voltage between ground and the power supply,
Further, for example, when bootstrapped, an output signal exceeding the range can be output. Therefore, the BTL of the audio device of the present invention is increased.
In the protection system wide device, it is possible to output sufficient large power corresponding to the power supply voltage, moreover, it is possible to detect a point short circuit is not limited to the ground, cell due to incorrect wiring or the like
It is possible to prevent the destruction of the unit.

【0016】[0016]

【実施例】以下、この発明のオーディオ装置における
TL増幅装置の保護回路の一実施例について説明する
が、それを中心とした具体的な構成のブロック図を図1
に示す。ここで、1はアンプ、2は正相側増幅回路、3
は逆相側増幅回路、4はスピーカ、20b,20c,3
0b,30cは検出トランジスタ、56は不平衡電流検
出回路、70は遮断信号発生回路である。アンプ1,正
相側増幅回路2,逆相側増幅回路3はBTL増幅器を構
成してスピーカ4を駆動することは、既述の通りであ
る。また、定常時には、正相出力信号Cと逆相出力信号
Eとは互いに位相が反転しており、出力電流C’と出力
電流E’が互いに向きの異なる同じ値の電流であること
も、同様である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION B in the audio apparatus of the present invention
An embodiment of the protection circuit of the TL amplifier will be described. A block diagram of a specific configuration centering on the protection circuit is shown in FIG.
Shown in Here, 1 is an amplifier, 2 is a positive phase side amplification circuit, 3
Is a negative phase side amplification circuit, 4 is a speaker, 20b, 20c, 3
0b and 30c are detection transistors, 56 is an unbalanced current detection circuit, and 70 is a cutoff signal generation circuit. As described above, the amplifier 1, the positive phase side amplification circuit 2, and the negative phase side amplification circuit 3 form a BTL amplifier to drive the speaker 4. Further, in a steady state, the positive-phase output signal C and the negative-phase output signal E have opposite phases to each other, and the output current C ′ and the output current E ′ are currents having the same value but different directions. Is.

【0017】正相側増幅回路2は、正相入力信号Bを受
ける駆動回路2aと、その制御を受けて正相出力信号C
を出力しスピーカ4へ流出する出力電流C’を供給する
出力トランジスタ2bと、やはり駆動回路2aの制御を
受けてトランジスタ2bとともに正相出力信号Cを出力
しスピーカ4から流入する出力電流C’を受給する出力
トランジスタ2cとから構成されている。そこに、検出
トランジスタ20bは、出力トランジスタ2bと互いに
ベース同士を接続されさらにエミッタ同士も接続される
ので、流出する出力電流C’に比例する検出電流Gb
を、コレクタを介して流すことができる。
The positive phase side amplification circuit 2 includes a drive circuit 2a which receives a positive phase input signal B and a normal phase output signal C which is controlled by the drive circuit 2a.
And an output transistor 2b for supplying an output current C'which outputs to the speaker 4 and an output current C'which outputs a positive phase output signal C together with the transistor 2b under the control of the drive circuit 2a and flows in from the speaker 4. It is composed of an output transistor 2c for receiving. Since the bases of the detection transistor 20b and the output transistor 2b are connected to each other and the emitters of the detection transistor 20b are connected to each other, the detection current Gb proportional to the output current C'outflows.
Can be flowed through the collector.

【0018】さらに、検出トランジスタ20cは、出力
トランジスタ2cと互いにベース同士接続されさらに
エミッタ同士も接続されるので、流入する出力電流C’
に比例する検出電流Gcを、コレクタを介して流すこと
ができる。逆相側増幅回路3は、逆相入力信号Dを受け
る駆動回路3aと、その制御を受けて逆相出力信号Eを
出力しスピーカ4へ流出する出力電流E’を供給する出
力トランジスタ3bと、やはり駆動回路3aの制御を受
けてトランジスタ3bとともに逆相出力信号Eを出力し
スピーカ4から流入する出力電流E’を受給する出力ト
ランジスタ3cとから構成されている。
Further, since the detection transistor 20c and the output transistor 2c are connected to each other at their bases and also at their emitters, the inflowing output current C '.
A detection current Gc proportional to can be passed through the collector. The negative-phase side amplifier circuit 3 includes a drive circuit 3a that receives the negative-phase input signal D, an output transistor 3b that receives the negative-phase output signal E under the control of the driving circuit 3a, and that supplies an output current E ′ that flows out to the speaker 4. The output transistor 3c is also controlled by the drive circuit 3a and outputs the reverse-phase output signal E together with the transistor 3b and receives the output current E ′ flowing from the speaker 4.

【0019】そこに、検出トランジスタ30bは、出力
トランジスタ3bと互いにベース同士接続されさらに
エミッタ同士も接続されるので、流出する出力電流E’
に比例する検出電流Hbを、コレクタを介して流すこと
ができる。さらに、検出トランジスタ30cは、出力ト
ランジスタ3cと互いにベース同士接続されさらにエ
ミッタ同士も接続されるので、流入する出力電流E’に
比例する検出電流Hcを、コレクタを介して流すことが
できる。
Since the bases of the detection transistor 30b and the output transistor 3b are connected to each other and the emitters of the detection transistor 30b are connected to each other, the output current E'outflows there.
A detection current Hb proportional to can be made to flow through the collector. Furthermore, the detection transistor 30c is output since the transistors 3c and base together to each other is also connected further emitters of which are connected, the detection current Hc proportional to the output current E that flows', can flow through the collector.

【0020】不平衡電流検出回路56は、例えばカレン
トミラー56bにより構成され、検出電流Gbと検出電
流Hbから単なる結線により得られたこれらの和電流I
をカレントミラー56bの入力側電流とし、検出電流G
cと検出電流Hcからやはり単なる結線により得られた
これらの和電流Jをカレントミラー56bの出力電流と
する。これにより、この出力電流の信号線から分岐する
信号線上の電流として、不平衡電流Kを出力する。つま
り、検出電流Gbと検出電流Hbの和に対する検出電流
Gcと検出電流Hcの和の差である不平衡電流Kを出力
することができる。
The unbalanced current detection circuit 56 is composed of, for example, a current mirror 56b, and the sum current I obtained from the detection current Gb and the detection current Hb by simple connection.
Is the input side current of the current mirror 56b, and the detection current G
The sum current J obtained by simple connection from c and the detected current Hc is used as the output current of the current mirror 56b. As a result, the unbalanced current K is output as the current on the signal line branched from the signal line of this output current. That is, it is possible to output the unbalanced current K which is the difference between the sum of the detection current Gb and the detection current Hb with respect to the sum of the detection current Gc and the detection current Hc.

【0021】遮断信号発生回路70は、不感帯付き全波
整流回路等により構成され、不平衡電流Kの絶対値が所
定値以上のときに遮断信号Fを発生する。ここで、前記
の所定値は、回路素子のばらつき等に起因する誤差電流
に反応しての誤検出を防止するための不感帯の幅を示す
ものである。なお、図2に、遮断信号発生回路70の具
体的な構成例を示す。
The cutoff signal generation circuit 70 is formed of a full-wave rectifier circuit with a dead zone, etc., and generates a cutoff signal F when the absolute value of the unbalanced current K is a predetermined value or more. Here, the above-mentioned predetermined value indicates the width of the dead zone for preventing erroneous detection in response to an error current caused by variations in circuit elements. Note that FIG. 2 shows a specific configuration example of the cutoff signal generation circuit 70.

【0022】このように出力トランジスタ2b,2c,
3b,3cにそれぞれ検出トランジスタ20b,20
c,30b,30cを並行して接続することで模擬的に
検出電流Gb,Gc,Hb,Hcを生成して出力状態の
検出を行っていることから、これらの構成や設定値が元
の出力(C,E,C’,E’)に悪影響を与えることが
ない。したがって、正相出力信号C及び逆相出力信号E
の出力値そのものの範囲を限定する必要がないから、正
相側増幅回路2及び逆相側増幅回路3は、接地と電源と
の間の全電圧(Vcc)に亙る出力信号C,Eを出力でき
る。さらには、例えばブートストラップされている場合
には、その範囲をも越える大パワーを出力することがで
きる。
In this way, the output transistors 2b, 2c,
3b and 3c respectively have detection transistors 20b and 20
Since the detection currents Gb, Gc, Hb, and Hc are generated by connecting c, 30b, and 30c in parallel to detect the output state, these configurations and setting values are the original output. (C, E, C ', E') is not adversely affected. Therefore, the positive phase output signal C and the negative phase output signal E
Since it is not necessary to limit the range of the output value itself, the positive phase side amplification circuit 2 and the negative phase side amplification circuit 3 output the output signals C and E over the entire voltage (Vcc) between the ground and the power supply. it can. Further, when bootstrapped, for example, a large power exceeding that range can be output.

【0023】このような構成の下では、定常時において
は、検出電流Gbと検出電流Hc、および、検出電流G
cと検出電流Hbは、出力電流C’,E’と同様に互い
に向きの異なる同じ値の電流であり、カレントミラー5
6の入力側電流(I)と出力側電流(J)はバランスす
る。よって、不平衡電流Hが基本的には流れないので、
遮断信号Fは発生しない。そこで、正相入力信号Bが増
幅された正相出力信号Cと、逆相入力信号Dが増幅され
た逆相出力信号Eとにより、スピーカ4が双方向に駆動
される。
Under such a configuration, in the steady state, the detection current Gb, the detection current Hc, and the detection current G are detected.
c and the detection current Hb are currents of the same value whose directions are different from each other similarly to the output currents C ′ and E ′.
The input side current (I) and the output side current (J) of 6 are balanced. Therefore, since the unbalanced current H basically does not flow,
The shutoff signal F is not generated. Therefore, the speaker 4 is bidirectionally driven by the positive phase output signal C in which the positive phase input signal B is amplified and the negative phase output signal E in which the negative phase input signal D is amplified.

【0024】ところで異常状態、すなわち両出力信号
C,Eの出力端子がそれぞれ任意に地絡又は天絡した場
合であるが、このような場合には、正相出力信号Cと逆
相出力信号Eとのバランスが崩れる。さらに、出力電流
C’と出力電流E’とのバランスも崩れるので、それら
を模擬して生成される検出電流Gb,Gc,Hb,Hc
のバランスも崩れる。このため、バランスの崩れ方に応
じた大きさの不平衡電流Kが流れることになる。その結
果、遮断信号Fが発生し、これを受けて正相側増幅回路
2及び逆相側増幅回路3がそれぞれ出力信号C,Eの出
力を停止することで、過負荷による破壊から出力トラン
ジスタ2b,2c,3b,3c等が保護される。
By the way, in an abnormal state, that is, when the output terminals of both output signals C and E are arbitrarily grounded or short-circuited to each other, in such a case, the positive-phase output signal C and the negative-phase output signal E are generated. And the balance with Further, the balance between the output current C'and the output current E'is also lost, so that the detection currents Gb, Gc, Hb, Hc generated by simulating them are generated.
Also loses the balance. For this reason, an unbalanced current K having a magnitude corresponding to how the balance is lost flows. As a result, the cutoff signal F is generated, and in response to this, the positive phase side amplification circuit 2 and the negative phase side amplification circuit 3 stop the output of the output signals C and E, respectively. , 2c, 3b, 3c, etc. are protected.

【0025】なお、特別な場合として、トランジスタ2
bの増幅率とトランジスタ20bの増幅率との比、トラ
ンジスタ2cの増幅率とトランジスタ20cの増幅率と
の比、トランジスタ3bの増幅率とトランジスタ30b
の増幅率との比、トランジスタ3cの増幅率とトランジ
スタ30cの増幅率との比、これら4つの比が全て等し
くなるような設計をした場合には、出力信号C,Eの出
力端子の一方が地絡し且つ他方が天絡するという特殊な
状態の検出が困難であるが、一般的には有効である。
As a special case, the transistor 2
b, the amplification factor of the transistor 20b, the amplification factor of the transistor 2c, the amplification factor of the transistor 20c, the amplification factor of the transistor 3b, and the amplification factor of the transistor 30b.
When the design is such that the ratio of the amplification factor of the transistor 3c and the ratio of the amplification factor of the transistor 3c and the amplification factor of the transistor 30c are all equal, one of the output terminals of the output signals C and E is Although it is difficult to detect a special state in which a ground fault occurs and the other is a power fault, it is generally effective.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明のオーディオ装置にあっては、そのBTL増幅装置
の保護システムにおいて、正相出力信号及び逆相出力信
号による出力電流を模擬して生成した検出電流から不平
衡電流を得る。そして、定常状態では正相出力信号と逆
相出力信号とがバランスして不平衡電流が流れないが、
両出力信号の出力端子がそれぞれ任意に地絡又は天絡し
た場合には不平衡電流が流れることを検出して両出力信
号の出力を停止する。その結果、電源電圧に対応した大
パワーを出力することができ、しかも、地絡に限らず天
絡をも検出できるという効果がある。
As can be understood from the foregoing description, in the audio apparatus of the present invention, As a BTL amplifying device
In the protection system, the unbalanced current is obtained from the detected current generated by simulating the output currents of the positive phase output signal and the negative phase output signal. Then, in the steady state, the positive-phase output signal and the negative-phase output signal are balanced and the unbalanced current does not flow,
When the output terminals of both output signals are arbitrarily grounded or short-circuited, it is detected that an unbalanced current flows and the output of both output signals is stopped. As a result, there is an effect that a large power corresponding to the power supply voltage can be output and that not only the ground fault but also the power fault can be detected.

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

【図1】図1は、この発明のオーディオ装置における
TL増幅装置の保護回路の一実施例であり、それを中心
としたブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an audio device B of the present invention.
It is an example of the protection circuit of a TL amplifier, and is a block diagram centering on it.

【図2】図2は、その保護回路における遮断発生回路の
詳細な回路図である。
FIG. 2 is a detailed circuit diagram of an interruption generating circuit in the protection circuit.

【図3】図3は、従来のオーディオ装置におけるBTL
増幅装置の保護回路を中心としたブロック図である。
FIG. 3 is a BTL in a conventional audio device.
It is a block diagram centering on the protection circuit of an amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アンプ 2 正相側増幅回路 2b,2c 出力トランジスタ 3 逆相側増幅回路 3b,3c 出力トランジスタ 4 スピーカ 5,6 コンパレータ 7 ORゲート 20b,20c,30b,30c 検出トランジスタ 56 不平衡電流検出回路 70 遮断信号発生回路 1 Amplifier 2 Positive phase side amplification circuit 2b, 2c Output transistor 3 Reversed phase side amplification circuit 3b, 3c Output transistor 4 Speaker 5, 6 Comparator 7 OR gate 20b, 20c, 30b, 30c Detection transistor 56 Unbalanced current detection circuit 70 Break Signal generation circuit

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力信号を増幅して生成した正相出力信号
を負荷の一端に出力するプッシュプルの第1の増幅回路
と、前記入力信号を増幅して生成した逆相出力信号を負
荷の他端に出力するプッシュプルの第2の増幅回路と、
前記正相出力信号により第1の増幅回路から前記負荷の
一端へ流出する電流に対応する第1の検出電流を生成す
る第1の電流検出回路と、前記正相出力信号により前記
負荷の一端から第1の増幅回路へ流入する電流に対応す
る第2の検出電流を生成する第2の電流検出回路と、前
記逆相出力信号により第2の増幅回路から前記負荷の他
端へ流出する電流に対応する第3の検出電流を生成する
第3の電流検出回路と、前記逆相出力信号により前記負
荷の他端から第2の増幅回路へ流入する電流に対応する
第4の検出電流を生成する第4の電流検出回路と、を備
え、第1,第2、第3および第4の検出電流は同じ方向
の電流であって、第1の検出電流及び第3の検出電流の
和と、第2の検出電流及び第4の検出電流の和との差で
ある不平衡電流が所定値以上のときに、第1及び第2の
増幅回路の出力動作を停止させることを特徴とするBT
L増幅装置の保護回路。
1. A positive phase output signal generated by amplifying an input signal.
Push-pull first amplifier circuit that outputs the voltage to one end of the load
The negative phase output signal generated by amplifying the input signal
A second push-pull amplifier circuit that outputs the other end of the load,
The positive phase output signal causes the load from the first amplifier circuit to the load.
Generates the first detection current corresponding to the current flowing out to one end
The first current detection circuit, and the positive phase output signal
It corresponds to the current flowing from one end of the load into the first amplifier circuit.
That a second current detecting circuit for generating a second detection current, the other of the load from the second amplifier circuit by the negative-phase output signal
Generate a third detected current corresponding to the current flowing out to the end
The third current detection circuit and the negative output signal
Corresponds to the current flowing from the other end of the load to the second amplifier circuit
A fourth current detection circuit for generating a fourth detection current , wherein the first, second, third and fourth detection currents have the same direction.
And the unbalanced current, which is the difference between the sum of the first detected current and the third detected current and the sum of the second detected current and the fourth detected current, is greater than or equal to a predetermined value, BT characterized by stopping the output operation of the first and second amplifier circuits
L amplifier protection circuit.
【請求項2】入力信号を増幅して生成した正相出力信号
を負荷の一端に出力し前記正相出力信号による前記負荷
への電流を第1の出力トランジスタを介して供給し前記
正相出力信号による前記負荷からの電流を第2の出力ト
ランジスタを介して受給する第1の増幅回路と、前記正
相出力信号に対して同一振幅で位相の反転している逆相
出力信号を前記入力信号から増幅により生成してこれを
前記負荷の他端に出力し前記逆相出力信号による前記負
荷への電流を第3の出力トランジスタを介して供給し前
記逆相出力信号による前記負荷からの電流を第4の出力
トランジスタを介して受給する第2の増幅回路と、第1
の出力トランジスタに対してベース同士及びエミッタ同
士が接続されてコレクタが第1の検出電流を流す第1の
検出トランジスタと、第2の出力トランジスタに対して
ベース同士及びエミッタ同士が接続されてコレクタが第
2の検出電流を流す第2の検出トランジスタと、第3の
出力トランジスタに対してベース同士及びエミッタ同士
が接続されてコレクタが第3の検出電流を流す第3の検
出トランジスタと、第4の出力トランジスタに対してベ
ース同士及びエミッタ同士が接続されてコレクタが第4
の検出電流を流す第4の検出トランジスタと、第1の検
出電流と第3の検出電流を合成して第1の和とし第2の
検出電流と第4の検出電流を合成して第2の和とし第1
の和と第2の和との差を不平衡電流として出力する不平
衡電流検出回路と、前記不平衡電流を受けこの不平衡電
流の絶対値が所定値以上のときに遮断信号を発生する遮
断信号発生回路と、を備え、前記遮断信号により前記正
相出力信号及び前記逆相出力信号の出力を停止させるこ
とを特徴とするBTL増幅装置の保護回路。
2. A positive-phase output signal generated by amplifying an input signal is output to one end of a load, and a current to the load due to the positive-phase output signal is supplied via a first output transistor to output the positive-phase output. A first amplifier circuit for receiving a current from the load by a signal via a second output transistor, and a negative phase output signal having the same amplitude and a phase reversed with respect to the positive phase output signal, the input signal From the load to the other end of the load, the current to the load due to the negative-phase output signal is supplied through the third output transistor, and the current from the load due to the negative-phase output signal is generated. A second amplifier circuit for receiving via a fourth output transistor; a first amplifier circuit;
The first detection transistor whose bases and emitters are connected to the output transistor and the collector flows the first detection current, and the base and emitters are connected to the second output transistor and the collector is A second detection transistor for flowing a second detection current; a third detection transistor in which bases and emitters of the third output transistor are connected to each other so that a collector flows a third detection current; The bases and the emitters are connected to the output transistor, and the collector is the fourth
And a fourth detection transistor for flowing the detection current of No. 1, and the first detection current and the third detection current are combined to obtain a first sum, and the second detection current and the fourth detection current are combined to generate a second sum. Sum and first
Unbalanced current detection circuit that outputs the difference between the sum of the unbalanced current and the second sum as an unbalanced current, and a cutoff signal that receives the unbalanced current and generates a cutoff signal when the absolute value of the unbalanced current is greater than or equal to a predetermined value. A protection circuit for a BTL amplifying device, which stops the output of the positive phase output signal and the negative phase output signal by the cutoff signal.
【請求項3】入力信号を増幅して生成した正相出力信号
を負荷の一端に出力するプッシュプルの第1の増幅回路
と、前記入力信号を増幅して生成した逆相出力信号を負
荷の他端に出力するプッシュプルの第2の増幅回路と、
前記正相出力信号により第1の増幅回路から前記負荷の
一端へ流出する電流に対応する第1の検出電流を生成す
る第1の電流検出回路と、前記正相出力信号により前記
負荷の一端から第1の増幅回路へ流入する電流に対応す
る第2の検出電流を生成する第2の電流検出回路と、前
記逆相出力信号により第2の増幅回路から前記負荷の他
端へ流出する電流に対応する第3の検出電流を生成する
第3の電流検出回路と、前記逆相出力信号により前記負
荷の他端から第2の増幅回路へ流入する電流に対応する
第4の検出電流を生成する第4の電流検出回路と、を備
え、第1,第2,第3および第4の検出電流は同じ方向
の電流であって、第1の検出電流及び第3の検出電流の
和と、第2の検出電流及び第4の検出電流の和との差で
ある不平衡電流が所定値以上のときに、第1及び第2の
増幅回路の出力動作を停止させるBTL増幅装置の保護
回路を有するオーディオ装置。
3. A positive phase output signal generated by amplifying an input signal.
Push-pull first amplifier circuit that outputs the voltage to one end of the load
The negative phase output signal generated by amplifying the input signal
A second push-pull amplifier circuit that outputs the other end of the load,
The positive phase output signal causes the load from the first amplifier circuit to the load.
Generates the first detection current corresponding to the current flowing out to one end
The first current detection circuit, and the positive phase output signal
It corresponds to the current flowing from one end of the load into the first amplifier circuit.
That a second current detecting circuit for generating a second detection current, the other of the load from the second amplifier circuit by the negative-phase output signal
Generate a third detected current corresponding to the current flowing out to the end
The third current detection circuit and the negative output signal
Corresponds to the current flowing from the other end of the load to the second amplifier circuit
A fourth current detection circuit for generating a fourth detection current , wherein the first, second, third and fourth detection currents have the same direction.
And the unbalanced current, which is the difference between the sum of the first detected current and the third detected current and the sum of the second detected current and the fourth detected current, is greater than or equal to a predetermined value, An audio device having a protection circuit for a BTL amplifying device for stopping the output operation of the first and second amplifying circuits.
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