JPS627722B2 - - Google Patents
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- JPS627722B2 JPS627722B2 JP53090471A JP9047178A JPS627722B2 JP S627722 B2 JPS627722 B2 JP S627722B2 JP 53090471 A JP53090471 A JP 53090471A JP 9047178 A JP9047178 A JP 9047178A JP S627722 B2 JPS627722 B2 JP S627722B2
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- circuit
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- capacitor
- electronic circuit
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 50
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電子回路の増幅素子の破壊を防止す
るための保護回路に関し、特に増幅素子の破壊原
因が解除された場合に増幅素子の動作を自動的に
再開することの可能な自己復帰型の保護回路に関
する。
るための保護回路に関し、特に増幅素子の破壊原
因が解除された場合に増幅素子の動作を自動的に
再開することの可能な自己復帰型の保護回路に関
する。
かかる自己復帰型の保護回路としては、例えば
英国特許第1448836号によつて入力制限方式の保
護回路が公知である。この入力制限方式の保護回
路においては、電子回路の増幅素子がその安全動
作領域(ASO:Area of Safety Operation)か
ら逸脱しない範囲で検出・制御回路が増幅素子の
入力信号をリニア的に制限する。増幅素子の破壊
原因が解除されることにより増幅素子がASO内
に確実に復帰した場合は、検出・制御回路は増幅
素子への入力信号のリニア的制限を自動的に解除
するため、自動復帰型の保護回路に分類される。
英国特許第1448836号によつて入力制限方式の保
護回路が公知である。この入力制限方式の保護回
路においては、電子回路の増幅素子がその安全動
作領域(ASO:Area of Safety Operation)か
ら逸脱しない範囲で検出・制御回路が増幅素子の
入力信号をリニア的に制限する。増幅素子の破壊
原因が解除されることにより増幅素子がASO内
に確実に復帰した場合は、検出・制御回路は増幅
素子への入力信号のリニア的制限を自動的に解除
するため、自動復帰型の保護回路に分類される。
一方、本発明者の検討により、増幅素子が一定
の電圧と一定の電流の直流動作を実行している場
合の直流ASOは、同じ増幅素子が瞬時電圧と瞬
時電流とで交流動作を実行している場合の交流
ASOより狭いものとなることが明らかとされ
た。
の電圧と一定の電流の直流動作を実行している場
合の直流ASOは、同じ増幅素子が瞬時電圧と瞬
時電流とで交流動作を実行している場合の交流
ASOより狭いものとなることが明らかとされ
た。
従つて従来の入力制限方式の保護回路におい
て、検出・制御回路の検出制限レベルを直流
ASOに近接するように保護回路を設計した場合
は正常時に増幅素子が安全に動作可能な交流動作
領域が狭く制限され、逆に検出制限レベルを交流
ASOに近接するように保護回路を設計した場合
は出力負荷の直流短絡事故等に際して増幅素子が
直流ASOの外に逸脱するにも拘わらず保護回路
は動作せず増幅素子が破壊されることも明らかと
された。
て、検出・制御回路の検出制限レベルを直流
ASOに近接するように保護回路を設計した場合
は正常時に増幅素子が安全に動作可能な交流動作
領域が狭く制限され、逆に検出制限レベルを交流
ASOに近接するように保護回路を設計した場合
は出力負荷の直流短絡事故等に際して増幅素子が
直流ASOの外に逸脱するにも拘わらず保護回路
は動作せず増幅素子が破壊されることも明らかと
された。
これに対して、自己復帰型ではない保護回路と
しては、例えば特開昭50―147652号公報によつて
遮断方式の保護回路が公知である。この遮断方式
の保護回路においては、電子回路の増幅素子の
ASOからの逸脱を異常検出回路が検出し、この
検出回路の出力は制御回路としてのフリツプフロ
ツプ回路の入力を駆動し、このフリツプフロツプ
回路の出力は増幅素子を実質的に遮断(非導通)
状態に制御することにより増幅素子を破壊から保
護する。このフリツプフロツプ回路の増幅素子の
保護動作はフリツプフロツプ回路がリセツトされ
ることにより出力を反転するまで継続するので、
破壊原因が解除された後に増幅素子の動作を自動
的に再開(自己復帰)することは不可能であり、
この動作再開(復帰)を行うためにはマユアル操
作によるフリツプフロツプ回路のリセツトが必要
と言う欠点がある。
しては、例えば特開昭50―147652号公報によつて
遮断方式の保護回路が公知である。この遮断方式
の保護回路においては、電子回路の増幅素子の
ASOからの逸脱を異常検出回路が検出し、この
検出回路の出力は制御回路としてのフリツプフロ
ツプ回路の入力を駆動し、このフリツプフロツプ
回路の出力は増幅素子を実質的に遮断(非導通)
状態に制御することにより増幅素子を破壊から保
護する。このフリツプフロツプ回路の増幅素子の
保護動作はフリツプフロツプ回路がリセツトされ
ることにより出力を反転するまで継続するので、
破壊原因が解除された後に増幅素子の動作を自動
的に再開(自己復帰)することは不可能であり、
この動作再開(復帰)を行うためにはマユアル操
作によるフリツプフロツプ回路のリセツトが必要
と言う欠点がある。
本発明前に自己復帰型の遮断方式の保護回路を
開発すべく、従来の遮断方式の保護回路において
フリツプフロツプ回路をリセツト不必要の電圧弁
別回路に置換して、異常検出回路の出力より異常
検出信号が発生された場合に電圧弁別回路の出力
により増幅素子を遮断する保護回路が検討され
た。
開発すべく、従来の遮断方式の保護回路において
フリツプフロツプ回路をリセツト不必要の電圧弁
別回路に置換して、異常検出回路の出力より異常
検出信号が発生された場合に電圧弁別回路の出力
により増幅素子を遮断する保護回路が検討され
た。
しかしながら、この検討回路においては負荷短
絡等の原因により異常検出回路と電圧弁別回路と
が動作して増幅素子を遮断する第1期間とこの第
1期間の遮断により異常検出回路は異常無しと判
断して増幅素子の動作を再開させる第2期間とが
際限なく繰り返され回路全体が不所望な異常発振
をすること、さらに大きな異常発振信号電流が負
荷短絡状態の出力結合容量に流れ増幅素子が破壊
される危険があることが明らかとされた。
絡等の原因により異常検出回路と電圧弁別回路と
が動作して増幅素子を遮断する第1期間とこの第
1期間の遮断により異常検出回路は異常無しと判
断して増幅素子の動作を再開させる第2期間とが
際限なく繰り返され回路全体が不所望な異常発振
をすること、さらに大きな異常発振信号電流が負
荷短絡状態の出力結合容量に流れ増幅素子が破壊
される危険があることが明らかとされた。
一方、特開昭50―147652号公報によつて公知の
遮断方式の保護回路において、フリツプフロツプ
回路のリセツト端子に別個に設けたCR発振回路
の発振出力信号を間欠的に印加して、この遮断方
式の保護回路を自己復帰型に構成することも可能
である。しかし、この自己復帰型の保護回路にお
いては、フリツプフロツプ回路とCR発振回路と
は別回路構成となるため、両回路を構成するため
のトランジスタ素子数が多くなるとともに回路構
成が複雑となると言う問題がある。
遮断方式の保護回路において、フリツプフロツプ
回路のリセツト端子に別個に設けたCR発振回路
の発振出力信号を間欠的に印加して、この遮断方
式の保護回路を自己復帰型に構成することも可能
である。しかし、この自己復帰型の保護回路にお
いては、フリツプフロツプ回路とCR発振回路と
は別回路構成となるため、両回路を構成するため
のトランジスタ素子数が多くなるとともに回路構
成が複雑となると言う問題がある。
また、特開昭50―147259号、50―147260号公報
によつて、増幅器の負荷保護回路において、負荷
の破壊を生じるような増幅器の異常動作検出信号
を単安定マルチバイブレータの入力に印加して、
この単安定マルチバイブレータの出力によつて負
荷に供給される増幅器の出力信号を遮断するよう
にした自己復帰型の保護回路が公知である。
によつて、増幅器の負荷保護回路において、負荷
の破壊を生じるような増幅器の異常動作検出信号
を単安定マルチバイブレータの入力に印加して、
この単安定マルチバイブレータの出力によつて負
荷に供給される増幅器の出力信号を遮断するよう
にした自己復帰型の保護回路が公知である。
しかし、この単安定マルチを用いた公知の自己
復帰型の遮断方式の保護回路は、下記の問題を有
することが本願発明者の検討により明らかとされ
た。
復帰型の遮断方式の保護回路は、下記の問題を有
することが本願発明者の検討により明らかとされ
た。
(1) 単安定マルチを構成する一対のトランジスタ
のクロスカツプルの正帰還によりこの一対のト
ランジスタの感度は極めて高く、単安定マルチ
の入力ノイズによつて単安定マルチが安定状態
から準安定状態に比較的簡単に反転し、増幅動
作が中断されてしまう。
のクロスカツプルの正帰還によりこの一対のト
ランジスタの感度は極めて高く、単安定マルチ
の入力ノイズによつて単安定マルチが安定状態
から準安定状態に比較的簡単に反転し、増幅動
作が中断されてしまう。
(2) 単安定マルチの時定数回路のコンデンサは一
対のトランジスタの一方のトランジスタのベー
ス抵抗と他方のトランジスタのコレクタ負荷抵
抗との間に接続されており、単安定マルチを集
積回路化する場合、この時定数回路のコンデン
サはその容量値の関係から集積回路内部に形成
できず外付部品とする必要があり、上記ベース
抵抗の一端と上記コレクタ負荷抵抗の一端とを
集積回路外部端子とする必要があり、集積回路
の外部端子数が増える。
対のトランジスタの一方のトランジスタのベー
ス抵抗と他方のトランジスタのコレクタ負荷抵
抗との間に接続されており、単安定マルチを集
積回路化する場合、この時定数回路のコンデン
サはその容量値の関係から集積回路内部に形成
できず外付部品とする必要があり、上記ベース
抵抗の一端と上記コレクタ負荷抵抗の一端とを
集積回路外部端子とする必要があり、集積回路
の外部端子数が増える。
本発明は上述の如き背景を基にしてなされたも
のであり、その目的とするところは、異常検出出
力信号に含まれるノイズに対する感度が比較的低
く、集積回路化に際して集積回路の外部端子数が
少なく、トランジスタ素子数が少なく回路構成を
簡素化することが可能な自己復帰型の保護回路を
提供することにある。
のであり、その目的とするところは、異常検出出
力信号に含まれるノイズに対する感度が比較的低
く、集積回路化に際して集積回路の外部端子数が
少なく、トランジスタ素子数が少なく回路構成を
簡素化することが可能な自己復帰型の保護回路を
提供することにある。
本願において開示される発明のうち、代表的な
ものの概要を簡単に説明すれば下記の通りであ
る。
ものの概要を簡単に説明すれば下記の通りであ
る。
すなわち、本発明は増幅素子を含む電子回路
と、該増幅素子の破壊を生じる該電子回路の異常
状態を検出する異常検出回路と、該異常検出回路
の出力によつて導通・非導通が制御される制御素
子と、コンデンサと該コンデンサの充電・放電の
一方を実行する回路手段とを含む時定数回路と、
二つのしきい値を有するとともに該時定数回路の
該コンデンサの端子電圧に応答して上記電子回路
の上記増幅素子を制御するヒステリシス回路とを
具備してなり、上記制御素子はその導通時に上記
時定数回路の上記コンデンサの充電・放電の他方
を実行し、上記電子回路の正常状態に上記異常検
出回路は上記制御素子を非導通とすることにより
上記コンデンサの上記端子電圧を該正常状態に対
応した第1レベルに向かつて変化せしめ、上記二
つのしきい値のうち該第1レベルに近接した第1
しきい値を境に上記端子電圧が上記第1レベルに
向かつて変化することによつて上記ヒステリシス
回路の出力は上記電子回路の上記増幅素子の動作
を実行せしめ、上記電子回路の異常状態に上記異
常検出回路は上記制御素子を導通とすることによ
り上記コンデンサの上記端子電圧を該異常状態に
対応した第2レベルに向かつて変化せしめ、上記
二つのしきい値のうち該第2レベルに近接した第
2しきい値を境に上記端子電圧が上記第2レベル
に向かつて変化することによつて上記ヒステリシ
ス回路の出力は上記電子回路の上記増幅素子の保
護動作を実行することを特徴とする。
と、該増幅素子の破壊を生じる該電子回路の異常
状態を検出する異常検出回路と、該異常検出回路
の出力によつて導通・非導通が制御される制御素
子と、コンデンサと該コンデンサの充電・放電の
一方を実行する回路手段とを含む時定数回路と、
二つのしきい値を有するとともに該時定数回路の
該コンデンサの端子電圧に応答して上記電子回路
の上記増幅素子を制御するヒステリシス回路とを
具備してなり、上記制御素子はその導通時に上記
時定数回路の上記コンデンサの充電・放電の他方
を実行し、上記電子回路の正常状態に上記異常検
出回路は上記制御素子を非導通とすることにより
上記コンデンサの上記端子電圧を該正常状態に対
応した第1レベルに向かつて変化せしめ、上記二
つのしきい値のうち該第1レベルに近接した第1
しきい値を境に上記端子電圧が上記第1レベルに
向かつて変化することによつて上記ヒステリシス
回路の出力は上記電子回路の上記増幅素子の動作
を実行せしめ、上記電子回路の異常状態に上記異
常検出回路は上記制御素子を導通とすることによ
り上記コンデンサの上記端子電圧を該異常状態に
対応した第2レベルに向かつて変化せしめ、上記
二つのしきい値のうち該第2レベルに近接した第
2しきい値を境に上記端子電圧が上記第2レベル
に向かつて変化することによつて上記ヒステリシ
ス回路の出力は上記電子回路の上記増幅素子の保
護動作を実行することを特徴とする。
従つて上記構成によれば、電子回路が異常状態
から正常状態に変化すると、異常検出回路は制御
素子を非導通とするので、時定数回路のコンデン
サの端子電圧は回路手段によつて所定時間経過後
ヒステリシス回路の第1しきい値に達し、その後
コンデンサの端子電圧この正常状態に対応した第
1レベルに達する。このように、コンデンサの端
子電圧が第1しきい値を境に変化する所定時間経
過後に、ヒステリシス回路の出力は電子回路の増
幅素子の動作を開始せしめる。
から正常状態に変化すると、異常検出回路は制御
素子を非導通とするので、時定数回路のコンデン
サの端子電圧は回路手段によつて所定時間経過後
ヒステリシス回路の第1しきい値に達し、その後
コンデンサの端子電圧この正常状態に対応した第
1レベルに達する。このように、コンデンサの端
子電圧が第1しきい値を境に変化する所定時間経
過後に、ヒステリシス回路の出力は電子回路の増
幅素子の動作を開始せしめる。
増幅素子の動作開始後、電子回路が正常状態に
維持されている場合は、異常検出回路は制御素子
を非導通に保持するので、コンデンサの端子電圧
は正常状態に対応した第1レベルに保持され増幅
素子の動作が継持されるものとなる。
維持されている場合は、異常検出回路は制御素子
を非導通に保持するので、コンデンサの端子電圧
は正常状態に対応した第1レベルに保持され増幅
素子の動作が継持されるものとなる。
逆に、電子回路が正常状態から異常状態に変化
すると、異常検出回路は制御素子を導通とするの
で、時定数回路のコンデンサの端子電圧は導通状
態の制御素子によつて短時間のうちにヒステリシ
ス回路の第2しきい値に達し、その後コンデンサ
の端子電圧はこの異常状態に対応した第2レベル
に向かつて変化する。このように、コンデンサの
端子電圧が短時間経過後に、ヒステリシス回路の
出力は電子回路の増幅素子を保護する保護動作を
開始する。
すると、異常検出回路は制御素子を導通とするの
で、時定数回路のコンデンサの端子電圧は導通状
態の制御素子によつて短時間のうちにヒステリシ
ス回路の第2しきい値に達し、その後コンデンサ
の端子電圧はこの異常状態に対応した第2レベル
に向かつて変化する。このように、コンデンサの
端子電圧が短時間経過後に、ヒステリシス回路の
出力は電子回路の増幅素子を保護する保護動作を
開始する。
増幅素子のかかる保護動作によつて増幅素子は
その安全動作領域(ASO)に戻るので、異常検
出回路の異常検出出力は解除され制御素子は非導
通とされるので、時定数回路のコンデンサの端子
電圧は所定時間経過後に第1しきい値に達し、ヒ
ステリシス回路の出力は電子回路の増幅素子の動
作を開始せしめる。
その安全動作領域(ASO)に戻るので、異常検
出回路の異常検出出力は解除され制御素子は非導
通とされるので、時定数回路のコンデンサの端子
電圧は所定時間経過後に第1しきい値に達し、ヒ
ステリシス回路の出力は電子回路の増幅素子の動
作を開始せしめる。
この時電子回路の異常状態が継続されている場
合は、増幅素子の動作の開始によつて増幅素子は
再びASO外に逸脱するので異常検出回路から異
常検出出力が発生され制御素子が導通するので、
コンデンサの端子電圧は短時間のうちに第2しき
い値に達し、ヒステリシス回路の出力は増幅素子
の保護動作を再び実行するものとなる。逆にこの
時電子回路の異常状態(すなわち増幅素子の破壊
原因)が既に解除されている場合は、増幅素子は
ASO内で動作するものであるので、異常検出回
路から異常検出出力が発生されることがなく、制
御素子は非導通に保持されコンデンサの端子電圧
は第1しきい値を越えて第1レベルに達するので
増幅素子の動作が継続されるようになり、自己復
帰(すなわち異常状態の解除による保護動作の自
動解除および増幅素子の動作の正式再開)が可能
となるものである。
合は、増幅素子の動作の開始によつて増幅素子は
再びASO外に逸脱するので異常検出回路から異
常検出出力が発生され制御素子が導通するので、
コンデンサの端子電圧は短時間のうちに第2しき
い値に達し、ヒステリシス回路の出力は増幅素子
の保護動作を再び実行するものとなる。逆にこの
時電子回路の異常状態(すなわち増幅素子の破壊
原因)が既に解除されている場合は、増幅素子は
ASO内で動作するものであるので、異常検出回
路から異常検出出力が発生されることがなく、制
御素子は非導通に保持されコンデンサの端子電圧
は第1しきい値を越えて第1レベルに達するので
増幅素子の動作が継続されるようになり、自己復
帰(すなわち異常状態の解除による保護動作の自
動解除および増幅素子の動作の正式再開)が可能
となるものである。
本発明のより好適な実施形態によれば、所定時
間を設定する時定数回路の回路手段は時定数回路
のコンデンサにその一端が接続されその他端が電
子回路の出力端子に接続された抵抗であることを
特徴とする。
間を設定する時定数回路の回路手段は時定数回路
のコンデンサにその一端が接続されその他端が電
子回路の出力端子に接続された抵抗であることを
特徴とする。
従つて、時定数回路の抵抗とコンデンサとは上
記所定時間を設定するための時定数を決定すると
ともに、電子回路の出力端子の直流電圧レベルを
検出するローパスフイルタとしての機能も有す
る。電子回路の出力端子が負荷短絡事故などによ
つて第2レベル(例えば接地レベル)に近い電位
点に直流的に接続された場合は増幅素子の動作を
直流ASO内に制限して破壊から保護することが
必要であるが、この短絡事故が継続されている場
合はコンデンサの端子電圧は第2レベルに近い上
記電位点に保持されるようになり、この端子電圧
はヒステリシス回路の第1しきい値さらに正常状
態に対応する第1レベルに向かつて変化すること
がないので、ヒステリシス回路の出力は増幅素子
を保護する保護動作を継続するものである。
記所定時間を設定するための時定数を決定すると
ともに、電子回路の出力端子の直流電圧レベルを
検出するローパスフイルタとしての機能も有す
る。電子回路の出力端子が負荷短絡事故などによ
つて第2レベル(例えば接地レベル)に近い電位
点に直流的に接続された場合は増幅素子の動作を
直流ASO内に制限して破壊から保護することが
必要であるが、この短絡事故が継続されている場
合はコンデンサの端子電圧は第2レベルに近い上
記電位点に保持されるようになり、この端子電圧
はヒステリシス回路の第1しきい値さらに正常状
態に対応する第1レベルに向かつて変化すること
がないので、ヒステリシス回路の出力は増幅素子
を保護する保護動作を継続するものである。
また正常状態にあつた電子回路の出力端子が直
流的短絡事故を受けた直後に増幅素子には交流
ASOの範囲外の過大電流が流れるので、異常検
出回路は異常検出出力を発生して制御素子を導通
させコンデンサの端子電圧を第1レベルから第1
しきい値さらには第2しきい値を越えて第2レベ
ルに向かつて短時間のうちに変化させ、増幅素子
の保護動作を短時間のうちに開始するので、異常
検出回路の検出レベルを増幅素子の交流ASOに
近接して設計でき、また保護動作中の増幅素子の
動作点をその直流ASOの範囲内(例えば非導通
状態)とすることによつて、直流的短絡事故にさ
いして増幅素子を破壊から保護できるものとな
る。
流的短絡事故を受けた直後に増幅素子には交流
ASOの範囲外の過大電流が流れるので、異常検
出回路は異常検出出力を発生して制御素子を導通
させコンデンサの端子電圧を第1レベルから第1
しきい値さらには第2しきい値を越えて第2レベ
ルに向かつて短時間のうちに変化させ、増幅素子
の保護動作を短時間のうちに開始するので、異常
検出回路の検出レベルを増幅素子の交流ASOに
近接して設計でき、また保護動作中の増幅素子の
動作点をその直流ASOの範囲内(例えば非導通
状態)とすることによつて、直流的短絡事故にさ
いして増幅素子を破壊から保護できるものとな
る。
以下、図面に沿つて本発明の実施例を具体的に
説明する。
説明する。
第1図は本発明の具体的実施例によるプツシユ
プル電力増幅回路の回路図であり、モノリシツク
パワーIC用の回路図である。
プル電力増幅回路の回路図であり、モノリシツク
パワーIC用の回路図である。
同図に示すように入力信号Vinはプリアンプ
6、ダーリントン接続された大振幅A級増幅トラ
ンジスタQ6,Q7さらにはプツシユプル出力回路
を構成するトランジスタQ13,Q14,Q15,Q16に
伝達され、最終的には出力端子OUTより電力増
幅出力信号が得られる。
6、ダーリントン接続された大振幅A級増幅トラ
ンジスタQ6,Q7さらにはプツシユプル出力回路
を構成するトランジスタQ13,Q14,Q15,Q16に
伝達され、最終的には出力端子OUTより電力増
幅出力信号が得られる。
プツシユプル出力回路のトランジスタQ16は本
発明で定義された増幅素子としての電源側出力増
幅トランジスタであり、トランジスタQ14は接地
側出力増幅トランジスタである。
発明で定義された増幅素子としての電源側出力増
幅トランジスタであり、トランジスタQ14は接地
側出力増幅トランジスタである。
本発明は増幅素子としての増幅トランジスタ
Q16が所定範囲から逸脱することを検出する異常
検出回路は、抵抗R6,R7,R8,R11、トランジス
タQ17,Q18,Q19,Q22により構成されている。
Q16が所定範囲から逸脱することを検出する異常
検出回路は、抵抗R6,R7,R8,R11、トランジス
タQ17,Q18,Q19,Q22により構成されている。
抵抗R6,R7は増幅トランジスタQ16のコレク
タ・エミツタ間電圧Vceを検出し、抵抗R8は増幅
トランジスタQ16のコレクタ電流Icにほぼ等しい
エミツタ電流を検出するため、両検出結果はトラ
ンジスタQ17のベース・エミツタ間に印加され
る。
タ・エミツタ間電圧Vceを検出し、抵抗R8は増幅
トランジスタQ16のコレクタ電流Icにほぼ等しい
エミツタ電流を検出するため、両検出結果はトラ
ンジスタQ17のベース・エミツタ間に印加され
る。
プツシユプル出力回路のトランジスタQ13,
Q15の両ベース間に接続されたダイオード接続ト
ランジスタQ8、さらには増幅トランジスタQ13の
エミツタに接続されたトランジスタQ9およびダ
イオードQ10,Q11,Q12は、プツシユプル出力回
路のクロスオーバ歪を低減するためのバイアス回
路を構成している。
Q15の両ベース間に接続されたダイオード接続ト
ランジスタQ8、さらには増幅トランジスタQ13の
エミツタに接続されたトランジスタQ9およびダ
イオードQ10,Q11,Q12は、プツシユプル出力回
路のクロスオーバ歪を低減するためのバイアス回
路を構成している。
一方、大振幅A級増幅トランジスタQ6,Q7の
コレクタに接続されたトランジスタQ4は定電流
負荷を構成しており、定電流源I0、電流ミラー回
路Q1,Q2、ダイオード接続トランジスタQ3に流
れる定電流によつてこの定電流負荷トランジスタ
Q4に流れる電流値が設定される。
コレクタに接続されたトランジスタQ4は定電流
負荷を構成しており、定電流源I0、電流ミラー回
路Q1,Q2、ダイオード接続トランジスタQ3に流
れる定電流によつてこの定電流負荷トランジスタ
Q4に流れる電流値が設定される。
さらに、定電流源I0の電流によつて定電流トラ
ンジスタQ5のコレクタ電流も同様に設定され、
ダイオードQ10,Q11,Q12の順方向電圧が極めて
安定に設定される。
ンジスタQ5のコレクタ電流も同様に設定され、
ダイオードQ10,Q11,Q12の順方向電圧が極めて
安定に設定される。
抵抗R12とコンデンサCとは本発明で定義され
る時定数回路を構成するとともにローパスフイル
ターを構成し、その入力がプツシユプル出力回路
の出力端子OUTに接続されることにより、その
出力よりプツシユプル出力回路の出力直流電圧の
レベルに比例した電圧が得られる。
る時定数回路を構成するとともにローパスフイル
ターを構成し、その入力がプツシユプル出力回路
の出力端子OUTに接続されることにより、その
出力よりプツシユプル出力回路の出力直流電圧の
レベルに比例した電圧が得られる。
このローパスフイルターR12、Cの出力には前
述した異常検出回路のトランジスタQ22のコレク
タが接続されているため、この出力には電源側出
力増幅トランジスタQ16の動作検出結果とプツシ
ユプル出力回路の出力直流電圧の検出結果とが現
れることになる。
述した異常検出回路のトランジスタQ22のコレク
タが接続されているため、この出力には電源側出
力増幅トランジスタQ16の動作検出結果とプツシ
ユプル出力回路の出力直流電圧の検出結果とが現
れることになる。
トランジスタQ20,Q21、抵抗R13……R17は本発
明で定義されたヒステリシス回路としてのシユミ
ツト回路を構成し、抵抗R13の一端はその入力、
抵抗R16,R17の共通接続点はその出力となり、こ
の入力には前述の二つの検出結果が印加されてい
る。
明で定義されたヒステリシス回路としてのシユミ
ツト回路を構成し、抵抗R13の一端はその入力、
抵抗R16,R17の共通接続点はその出力となり、こ
の入力には前述の二つの検出結果が印加されてい
る。
周知のように、高抵抗値のコレクタ負荷R15と
低抵抗値のコレクタ負荷R14との抵抗値の差によ
つてこのシユミツト回路はヒステリシス特性を有
するものであり、シユミツト回路の入力が高レベ
ルの第1入力しきい値以上に上昇すると、Q21が
オン、Q20がオフとなつて、低レベル出力が得ら
れる。逆に、シユミツト回路の入力が低レベルの
第2しきい値以下に低下すると、Q21がオフ、
Q20がオンとなつて、高レベル出力が得られる。
低抵抗値のコレクタ負荷R14との抵抗値の差によ
つてこのシユミツト回路はヒステリシス特性を有
するものであり、シユミツト回路の入力が高レベ
ルの第1入力しきい値以上に上昇すると、Q21が
オン、Q20がオフとなつて、低レベル出力が得ら
れる。逆に、シユミツト回路の入力が低レベルの
第2しきい値以下に低下すると、Q21がオフ、
Q20がオンとなつて、高レベル出力が得られる。
トランジスタQ23はこのシユミツト回路の出力
によつてオン・オフ制御されることにより、電流
ミラー回路を制御し、最終的にはプツシユプル出
力回路の出力増幅トランジスタQ16を制御する。
によつてオン・オフ制御されることにより、電流
ミラー回路を制御し、最終的にはプツシユプル出
力回路の出力増幅トランジスタQ16を制御する。
電源電圧Vccが不十分なレベルの際のシユミツ
ト回路の出力によつてトランジスタQ23が不所望
にオン状態に制御されることを防止するため、ツ
エナーダイオードZとトランジスタQ24とが設け
られている。すなわち、電源電圧不足の場合は、
ツエナーダイオードZが非導通となり、上記の防
止が可能となるものである。
ト回路の出力によつてトランジスタQ23が不所望
にオン状態に制御されることを防止するため、ツ
エナーダイオードZとトランジスタQ24とが設け
られている。すなわち、電源電圧不足の場合は、
ツエナーダイオードZが非導通となり、上記の防
止が可能となるものである。
プツシユプル出力回路中で本発明によつて増幅
素子と定義された出力増幅トランジスタQ16の動
作が第2図の交流ASO領域ASOac内に設定され
た検出レベルI1の範囲内にある場合は、検出回路
の抵抗R7,R8の電圧降下が小さく、トランジス
タQ17,Q18,Q19および本発明で制御素子として
定義されたトランジスタQ22はすべて非導通とな
る。また、プツシユプル出力回路の出力端子
OUTに不測の直流的短絡事故が生じていない場
合は、ローパスフイルターR12,Cの出力には本
発明で第1レベルと定義された適正な出力直流電
圧レベル(約1/2Vccのレベル)が生じ、シユミ
ツト回路の入力は高レベルの第1入力しきい値以
上となつているため、その低レベル出力によりト
ランジスタQ23は非導通状態に制御される。
素子と定義された出力増幅トランジスタQ16の動
作が第2図の交流ASO領域ASOac内に設定され
た検出レベルI1の範囲内にある場合は、検出回路
の抵抗R7,R8の電圧降下が小さく、トランジス
タQ17,Q18,Q19および本発明で制御素子として
定義されたトランジスタQ22はすべて非導通とな
る。また、プツシユプル出力回路の出力端子
OUTに不測の直流的短絡事故が生じていない場
合は、ローパスフイルターR12,Cの出力には本
発明で第1レベルと定義された適正な出力直流電
圧レベル(約1/2Vccのレベル)が生じ、シユミ
ツト回路の入力は高レベルの第1入力しきい値以
上となつているため、その低レベル出力によりト
ランジスタQ23は非導通状態に制御される。
従つて、かかる場合はトランジスタ電力増幅回
路全体(特に、プツシユプル出力回路の全増幅ト
ランジスタQ13……Q16)が増幅動作を実行するこ
とになる。
路全体(特に、プツシユプル出力回路の全増幅ト
ランジスタQ13……Q16)が増幅動作を実行するこ
とになる。
これに対して、電源電圧Vccの異常な上昇ある
いは出力端子OUTに接続される負荷の過負荷状
態によつて、プツシユプル出力回路の出力増幅ト
ランジスタQ16の動作が第2図に示した異常検出
回路の検出レベルI1の範囲外さらには交流ASO領
域ASOacの範囲外に逸脱する場合は、異常検出
回路の異常検出出力によつて制御素子としてのト
ランジスタQ22が導通してローパスフイルターの
コンデンサCを短時間で放電し、コンデンサCの
端子電圧は本発明で第2レベルとして定義された
接地電位に向かつて高速度で変化する。
いは出力端子OUTに接続される負荷の過負荷状
態によつて、プツシユプル出力回路の出力増幅ト
ランジスタQ16の動作が第2図に示した異常検出
回路の検出レベルI1の範囲外さらには交流ASO領
域ASOacの範囲外に逸脱する場合は、異常検出
回路の異常検出出力によつて制御素子としてのト
ランジスタQ22が導通してローパスフイルターの
コンデンサCを短時間で放電し、コンデンサCの
端子電圧は本発明で第2レベルとして定義された
接地電位に向かつて高速度で変化する。
以上の異常状態の場合は、ローパスフイルター
のコンデンサCが第2レベルとしての接地電位に
向かつて制御素子Q22によつて高速放電されるた
め、シユミツト回路の入力は低レベルの第2しき
い値以下に低下するため、その高レベル出力によ
りトランジスタQ23はオン状態に制御され、電流
ミラー回路のトランジスタQ1,Q2、ダイオード
接続トランジスタQ3、定電流トランジスタQ4,
Q5がオフ状態に制御される。
のコンデンサCが第2レベルとしての接地電位に
向かつて制御素子Q22によつて高速放電されるた
め、シユミツト回路の入力は低レベルの第2しき
い値以下に低下するため、その高レベル出力によ
りトランジスタQ23はオン状態に制御され、電流
ミラー回路のトランジスタQ1,Q2、ダイオード
接続トランジスタQ3、定電流トランジスタQ4,
Q5がオフ状態に制御される。
従つて、かかる異常状態の場合はトランジスタ
電力増幅回路のプツシユプル出力回路の全増幅ト
ランジスタQ13……Q16が非導通状態に制御され
るため、出力増幅トランジスタQ16の動作はその
直流ASO領域ASOdc内に制限され、この増幅ト
ランジスタQ16の素子破壊を防止することが可能
となる。
電力増幅回路のプツシユプル出力回路の全増幅ト
ランジスタQ13……Q16が非導通状態に制御され
るため、出力増幅トランジスタQ16の動作はその
直流ASO領域ASOdc内に制限され、この増幅ト
ランジスタQ16の素子破壊を防止することが可能
となる。
かかる保護動作によつて増幅素子としてのトラ
ンジスタQ16はその直流安全動作領域(ASOdc)
に戻るので、異常検出回路の異常検出出力は解除
され制御素子Q22は非導通とされるので、時定数
回路のコンデンサCの端子電圧は抵抗R12とコン
デンサCとの時定数に対応した所定時間経過後に
シユミツト回路の第1入力しきい値に達し、シユ
ミツト回路の低レベル出力によつて増幅素子Q16
の動作を暫時開始せしめる。
ンジスタQ16はその直流安全動作領域(ASOdc)
に戻るので、異常検出回路の異常検出出力は解除
され制御素子Q22は非導通とされるので、時定数
回路のコンデンサCの端子電圧は抵抗R12とコン
デンサCとの時定数に対応した所定時間経過後に
シユミツト回路の第1入力しきい値に達し、シユ
ミツト回路の低レベル出力によつて増幅素子Q16
の動作を暫時開始せしめる。
この時異常状態が継続されている場合は、増幅
素子Q16の暫時の動作開始によつて増幅素子Q16
は再びASOac外に逸脱しようとして検出レベルI1
を越えるので異常検出回路から異常検出出力が発
生され制御素子Q22が導通し、コンデンサCの端
子電圧は短時間のうちにシユミツト回路の第2入
力しきい値に低下し、シユミツト回路の高レベル
出力は増幅素子Q16の保護動作を再び実行するも
のとなる。逆にこの時異常状態(すなわち増幅素
子Q16の破壊原因)が既に解除されている場合
は、増幅素子Q16はASOac内で動作するものであ
るので、異常検出回路から異常検出出力が発生さ
れることがなく、制御素子Q22は非導通に保持さ
れコンデンサCの端子電圧は第1入力しきい値を
越えて第1レベルとしての適正な出力直流電圧レ
ベル(約1/2Vccのレベル)に達するので増幅素
子Q16の動作が継続されるようになり、自己復帰
(すなわち異常状態の解除による保護動作の自動
解除および増幅素子の動作の正式再開)が可能と
なる。
素子Q16の暫時の動作開始によつて増幅素子Q16
は再びASOac外に逸脱しようとして検出レベルI1
を越えるので異常検出回路から異常検出出力が発
生され制御素子Q22が導通し、コンデンサCの端
子電圧は短時間のうちにシユミツト回路の第2入
力しきい値に低下し、シユミツト回路の高レベル
出力は増幅素子Q16の保護動作を再び実行するも
のとなる。逆にこの時異常状態(すなわち増幅素
子Q16の破壊原因)が既に解除されている場合
は、増幅素子Q16はASOac内で動作するものであ
るので、異常検出回路から異常検出出力が発生さ
れることがなく、制御素子Q22は非導通に保持さ
れコンデンサCの端子電圧は第1入力しきい値を
越えて第1レベルとしての適正な出力直流電圧レ
ベル(約1/2Vccのレベル)に達するので増幅素
子Q16の動作が継続されるようになり、自己復帰
(すなわち異常状態の解除による保護動作の自動
解除および増幅素子の動作の正式再開)が可能と
なる。
また、上記の自動復帰は、異常状態が解除され
た後、ローパスフイルタの抵抗R12、コンデンサ
Cの時定数に対応する所定時間経過後に自動的に
実行されるものであるため、復帰のためのマニユ
アルスイツチ等の操作が不必要であると言う利点
をも有する。
た後、ローパスフイルタの抵抗R12、コンデンサ
Cの時定数に対応する所定時間経過後に自動的に
実行されるものであるため、復帰のためのマニユ
アルスイツチ等の操作が不必要であると言う利点
をも有する。
一方、プツシユプル出力回路の出力端子OUT
が不測の負荷短絡事故などによつて第2レベル
(例えば接地レベル)に近い電位点に直流的に短
絡接続された場合は増幅素子Q16の動作を直流
ASOdc内に制限して破壊から保護することが必
要であるが、この短絡事故が継続されている場合
はコンデンサCは抵抗R12を介して上記電位点へ
放電されるのでコンデンサCの端子電圧は上記電
位点に保持されるようになり、この端子電圧はシ
ユミツト回路の第1入力しきい値さらに正常状態
に対応する第1レベルに向かつて変化することが
ないので、シユミツト回路の出力は高レベルに維
持され増幅素子Q16を保護する保護動作を継続す
る。
が不測の負荷短絡事故などによつて第2レベル
(例えば接地レベル)に近い電位点に直流的に短
絡接続された場合は増幅素子Q16の動作を直流
ASOdc内に制限して破壊から保護することが必
要であるが、この短絡事故が継続されている場合
はコンデンサCは抵抗R12を介して上記電位点へ
放電されるのでコンデンサCの端子電圧は上記電
位点に保持されるようになり、この端子電圧はシ
ユミツト回路の第1入力しきい値さらに正常状態
に対応する第1レベルに向かつて変化することが
ないので、シユミツト回路の出力は高レベルに維
持され増幅素子Q16を保護する保護動作を継続す
る。
また正常状態にあつたプツシユプル出力回路の
出力端子OUTが直流的短絡事故を受けた直後に
増幅素子Q16には交流ASOの範囲外の過大電流が
流れるので、異常検出回路は異常検出出力を発生
して制御素子Q22を導通させコンデンサCの端子
電圧を第1レベルから第1入力しきい値さらには
第2入力しきい値を越えて第2レベルに向かつて
短時間のうちに変化させ、増幅素子Q16の保護動
作を短時間のうちに開始するので、異常検出回路
の検出レベルI1を増幅素子の交流ASOacに近接し
て設計でき、また保護動作中の増幅素子Q16の動
作点をその直流ASOdcの範囲内(例えば非導通
状態)とすることによつて、直流的短絡事故にさ
いして増幅素子Q16を破壊から保護できるものと
なる。
出力端子OUTが直流的短絡事故を受けた直後に
増幅素子Q16には交流ASOの範囲外の過大電流が
流れるので、異常検出回路は異常検出出力を発生
して制御素子Q22を導通させコンデンサCの端子
電圧を第1レベルから第1入力しきい値さらには
第2入力しきい値を越えて第2レベルに向かつて
短時間のうちに変化させ、増幅素子Q16の保護動
作を短時間のうちに開始するので、異常検出回路
の検出レベルI1を増幅素子の交流ASOacに近接し
て設計でき、また保護動作中の増幅素子Q16の動
作点をその直流ASOdcの範囲内(例えば非導通
状態)とすることによつて、直流的短絡事故にさ
いして増幅素子Q16を破壊から保護できるものと
なる。
本発明の前記実施例によれば、下記の理由によ
り初期の目的達成が可能となる。
り初期の目的達成が可能となる。
(1) 制御素子としてのトランジスタQ22自体は、
単安定マルチのクロスカツプルされた一対のト
ランジスタの如き正帰還作用を有していない。
すなわち、トランジスタQ22のベースに印加さ
れる雑音によつて、そのコレクタ・エミツタ径
路にコンデンサCの放電電流が流れるが、この
放電によつてコンデンサCの端子電圧がシユミ
ツト回路の第2入力しきい値に低下しないかぎ
り、増幅素子Q16の増幅動作が中断されること
はないので、保護回路の雑音に対する感度を比
較的低くすることができる。
単安定マルチのクロスカツプルされた一対のト
ランジスタの如き正帰還作用を有していない。
すなわち、トランジスタQ22のベースに印加さ
れる雑音によつて、そのコレクタ・エミツタ径
路にコンデンサCの放電電流が流れるが、この
放電によつてコンデンサCの端子電圧がシユミ
ツト回路の第2入力しきい値に低下しないかぎ
り、増幅素子Q16の増幅動作が中断されること
はないので、保護回路の雑音に対する感度を比
較的低くすることができる。
(2) プツシユプル電力増幅回路の集積回路化に際
して、外付部品となる時定数回路のコンデンサ
Cの一端はシユミツト回路の入力端子に接続さ
れ、その他端は接地電位(GND)に接続され
ている。従つて、コンデンサCの両端を集積回
路の外部端子とする必要がなく、コンデンサC
の上記一端が接続されるシユミツト回路の上記
入力端子を外部端子とするだけで良いので、集
積回路の外部端子数を削減することができる。
して、外付部品となる時定数回路のコンデンサ
Cの一端はシユミツト回路の入力端子に接続さ
れ、その他端は接地電位(GND)に接続され
ている。従つて、コンデンサCの両端を集積回
路の外部端子とする必要がなく、コンデンサC
の上記一端が接続されるシユミツト回路の上記
入力端子を外部端子とするだけで良いので、集
積回路の外部端子数を削減することができる。
(3) 異常検出回路、制御素子、時定数回路、ヒス
テリシス回路(シユミツト回路)が保護用閉ル
ープ内に直接配置されているので、回路を構成
するトランジスタ等の素子数を低減できるとと
もに回路構成が簡素化されることができる。
テリシス回路(シユミツト回路)が保護用閉ル
ープ内に直接配置されているので、回路を構成
するトランジスタ等の素子数を低減できるとと
もに回路構成が簡素化されることができる。
本発明は前記実施例に限定されず、例えば大振
幅A級増幅段、プツシユプル出力回路の構成に
種々の変形が可能である。
幅A級増幅段、プツシユプル出力回路の構成に
種々の変形が可能である。
第1図は本発明の実施例によるトランジスタ電
力増幅回路の回路図を示し、第2図はトランジス
タのコレクタ・エミツタ間電圧Vce―コレクタ電
流Ic特性図を示す。 Q13―Q16……プツシユプル出力回路、Q16……
増幅素子、Q17―Q19,R6―R8,R11……異常検出
回路、Q22……制御素子、R12,C……時定数回路
(ローパスフイルタ)、Q20,Q21,R13―R17……ヒ
ステリシス(シユミツト)回路。
力増幅回路の回路図を示し、第2図はトランジス
タのコレクタ・エミツタ間電圧Vce―コレクタ電
流Ic特性図を示す。 Q13―Q16……プツシユプル出力回路、Q16……
増幅素子、Q17―Q19,R6―R8,R11……異常検出
回路、Q22……制御素子、R12,C……時定数回路
(ローパスフイルタ)、Q20,Q21,R13―R17……ヒ
ステリシス(シユミツト)回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 増幅素子を含む電子回路と、該増幅素子の破
壊を生じる該電子回路の異常状態を検出する異常
検出回路と、該異常検出回路の出力によつて導
通・非導通が制御される制御素子と、コンデンサ
と該コンデンサの充電・放電の一方を実行する回
路手段とを含む時定数回路と、二つのしきい値を
有するとともに該時定数回路の該コンデンサの端
子電圧に応答して上記電子回路の上記増幅素子を
制御するヒステリシス回路とを具備してなり、上
記制御素子はその導通時に上記時定数回路の上記
コンデンサの充電・放電の他方を実行し、上記電
子回路の正常状態に上記異常検出回路は上記制御
素子を非導通とすることにより上記コンデンサの
上記端子電圧を該正常状態に対応した第1レベル
に向かつて変化せしめ、上記二つのしきい値のう
ち該第1レベルに近接した第1しきい値を境に上
記端子電圧が上記第1レベルに向かつて変化する
ことによつて上記ヒステリシス回路の出力は上記
電子回路の上記増幅素子の動作を実行せしめ、上
記電子回路の異常状態に上記異常検出回路は上記
制御素子を導通とすることにより上記コンデンサ
の上記端子電圧を該異常状態に対応した第2レベ
ルに向かつて変化せしめ、上記二つのしきい値の
うち該第2レベルに近接した第2しきい値を境に
上記端子電圧が上記第2レベルに向かつて変化す
ることによつて上記ヒステリシス回路の出力は上
記電子回路の上記増幅素子の保護動作を実行する
ことを特徴とする電子回路の保護回路。 2 上記保護動作の実行の間に上記ヒステリシス
回路の上記出力は上記電子回路の上記増幅素子を
非導通状態に制御することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の電子回路の保護回路。 3 上記電子回路の上記増幅素子は上記電子回路
の出力端子に信号を送出するごとく該出力端子に
接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
第2項記載の電子回路の保護回路。 4 上記時定数回路の上記回路手段はその一端が
上記コンデンサに接続されその他端が上記電子回
路の上記出力端子に接続された抵抗であることを
特徴とする特許請求の範囲第3項記載の電子回路
の保護回路。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9047178A JPS5518118A (en) | 1978-07-26 | 1978-07-26 | Transistor power amplifier circuit |
| US06/052,207 US4503478A (en) | 1978-07-26 | 1979-06-26 | Transistor power amplifier circuit |
| DE19792930017 DE2930017A1 (de) | 1978-07-26 | 1979-07-24 | Transistorleistungsverstaerkerschaltung |
| GB7925891A GB2027307B (en) | 1978-07-26 | 1979-07-25 | Transistor power amplifier protection circuit |
| IT24664/79A IT1122345B (it) | 1978-07-26 | 1979-07-25 | Circuito amplificatore di potenza a transistor |
| SG413/84A SG41384G (en) | 1978-07-26 | 1984-06-04 | Transistor power amplifier circuit |
| HK352/85A HK35285A (en) | 1978-07-26 | 1985-05-09 | Transistor power amplifier circuit |
| MY659/85A MY8500659A (en) | 1978-07-26 | 1985-12-30 | Transistor power amplifier circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9047178A JPS5518118A (en) | 1978-07-26 | 1978-07-26 | Transistor power amplifier circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5518118A JPS5518118A (en) | 1980-02-08 |
| JPS627722B2 true JPS627722B2 (ja) | 1987-02-19 |
Family
ID=13999499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9047178A Granted JPS5518118A (en) | 1978-07-26 | 1978-07-26 | Transistor power amplifier circuit |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4503478A (ja) |
| JP (1) | JPS5518118A (ja) |
| DE (1) | DE2930017A1 (ja) |
| GB (1) | GB2027307B (ja) |
| HK (1) | HK35285A (ja) |
| IT (1) | IT1122345B (ja) |
| MY (1) | MY8500659A (ja) |
| SG (1) | SG41384G (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5753110A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-30 | Toshiba Corp | Power amplifier |
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