JP2584350B2 - 直流電圧検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、正の直流電圧が所定レ
ベル以上であるとき、及び負の直流電圧が所定レベル以
下であるとき、その旨の検出出力を発生する直流電圧検
出回路に関し、特にＯＣＬ増幅器の出力点に発生する直
流電圧を検出し、それにより前記出力点に接続される負
荷が破壊されるのを保護する保護回路に用いて好適な直
流電圧検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ハイファイ音響増幅器の主流であ
り、出力コンデンサが接続されていないＯＣＬ増幅器に
おいては、正及び負の２電源が使用され、出力点の直流
電圧がアース電圧になされており、出力点とスピーカと
が直流的に直結されている。その為、ＯＣＬ増幅器の内
部回路の故障、例えば出力トランジスタが破壊され、出
力点に直流電圧が発生すると、スピーカを破損させてし
まうので、ＯＣＬ増幅器には、スピーカを保護するべく
保護回路が備えられている。

【０００３】この様な保護回路は、ＯＣＬ増幅器の出力
点に発生する直流電圧を検出し、その検出出力に応じて
リレー等を作動させ、スピーカを前記出力点から切り離
す様にしている。その為、前記保護回路には、例えば実
開昭６３−１２９３１５号に示される如く、直流電圧検
出回路が備えられている。

【０００４】ところで、前述の様な直流電圧検出回路に
おいては、ＯＣＬ増幅器の出力点に正及び負のいずれの
直流電圧が発生した場合であっても正しく検出出来る様
に、正及び負における直流電圧の検出感度を合わせるこ
とが重要な要件である。その為、前述の実開昭６３−１
２９３１５号に示される直流電圧検出回路においては、
正及び負における直流電圧の検出感度を独立に設定出来
る様にしてそれぞれの検出感度を合わせていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
直流電圧検出回路は、ショットキーダイオードを使用す
ること及び使用する素子数の増加によるコスト面、及び
該ショットキーダイオードの導通電圧や各抵抗の抵抗値
を考慮する必要が生じることによる設計面で問題があっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の点に鑑み
なされたもので、検出される直流電圧がベースに印加さ
れるエミッタ接地型の第１トランジスタと、検出される
直流電圧がエミッタに印加されるベース接地型の第２ト
ランジスタと、ベースが該第２トランジスタのコレクタ
に接続されているとともに、エミッタが前記第１トラン
ジスタのコレクタに接続されたコレクタ接地型の第３ト
ランジスタとを備え、前記第１トランジスタのコレクタ
と前記第３トランジスタのエミッタとの接続点から検出
出力を得る様に成している。

【０００７】

【作用】１電源の直流電圧検出回路は、直流電圧を検出
する為に用いられるトランジスタが、正及び負極性では
接地方式が異なるものが使用される。そして、この接地
方式の違いによる電流増幅率の差が正及び負における直
流電圧の検出感度差に起因することに着目し、本発明は
一方の極性の直流電圧をエミッタ接地型のトランジスタ
を使用することにより検出する様にするとともに、他方
の極性の直流電圧をベース接地型のトランジスタと、ベ
ースが該ベース接地型のトランジスタのコレクタに接続
されたコレクタ接地型のトランジスタとを使用すること
により検出する様にし、この他方の極性の直流電圧を検
出する為の２つのトランジスタによる合成の電流増幅率
を、前記エミッタ接地型のトランジスタの電流増幅率に
合わせる様にしたものである。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す回路図であ
る。同図において、１はＯＣＬ増幅器（図示せず）の出
力点に発生する出力電圧が印加される入力端子、２及び
３は互いに直列に接続され、該入力端子１及びアース間
に接続される第１及び第２抵抗、４はバイパス・コンデ
ンサ、５は前記第１及び第２抵抗２及び３の分圧点Ａに
発生する直流電圧がベースに印加されるエミッタ接地型
の第１トランジスタ、６は前記分圧点Ａに発生する直流
電圧がエミッタに印加されるベース接地型の第２トラン
ジスタ、７はベースが該第２トランジスタ６のコレクタ
に接続されたコレクタ接地型の第３トランジスタであ
る。

【０００９】８はＯＣＬ増幅器の出力点とスピーカ（図
示せず）とを切り離す為のリレー接点、９は該リレー接
点８を駆動するリレーコイル、１０は該リレーコイル９
に駆動電流を供給する駆動トランジスタ、１１は前記第
１トランジスタ５のコレクタ及び前記第３トランジスタ
７のエミッタに接続された入力端子１２を有するととも
に、前記駆動トランジスタ１０を制御する為の制御信号
を出力する出力端子１３を有するマイクロコンピュータ
であり、前記入力端子１２に印加される信号レベルに応
じてＯＣＬ増幅器の出力点の状態を検知し、前記入力端
子１２に電源電圧レベル（＋Ｖ_DD）の「Ｈ」信号が印加
されたとき、前記出力端子１３から「Ｈ」信号を出力
し、一方、前記入力端子１２にアース電圧レベル（０
Ｖ）の「Ｌ」信号が印加されたとき、前記出力端子１３
から「Ｌ」信号を出力する。

【００１０】図１において、ＯＣＬ増幅器の出力点に発
生される出力電圧は、入力端子１に印加され、第１及び
第２抵抗２及び３により分圧されて検出する電圧レベル
の設定が行われるとともに、バイパス・コンデンサ４に
より交流成分が除去される。その為、分圧点Ａには、前
記出力点の出力電圧の直流成分を第１及び第２抵抗２及
び３によりレベル設定した直流電圧が発生される。前記
分圧点Ａに発生した直流電圧は、第１トランジスタ５の
ベースに印加されるとともに、第２トランジスタ６のエ
ミッタに印加される。

【００１１】ここで、前記第１トランジスタ５は、前記
分圧点Ａに発生する直流電圧がアース電圧より該第１ト
ランジスタ５のベース・エミッタ間の立上り電圧Ｖ_BE1
以上上昇したときオンし、一方、第２トランジスタ６
は、前記分圧点Ａに発生する直流電圧がアース電圧より
該第２トランジスタ６のベース・エミッタ間の立上り電
圧Ｖ_BE2 以上下降したときオンする。そして、前記第２
トランジスタ６がオンすると、第３トランジスタ７がオ
ンする。その為、前記分圧点Ａの直流電圧がＶ_{BE 1} 以上
になったとき、及び前記分圧点Ａの直流電圧が−Ｖ_BE2
以下になったとき、マイクロコンピュータ１１の入力端
子１２には「Ｌ」信号が印加され、前記分圧点Ａの直流
電圧が−Ｖ_BE2 より大きく、かつＶ_BE1 未満のとき、前
記入力端子１２には「Ｈ」信号が印加される。尚、第１
及び第２トランジスタ５及び６としては、通常、ベース
・エミッタ間の立上り電圧が約０．６Ｖのトランジスタ
が使用される。

【００１２】前記入力端子１２に「Ｌ」信号が印加され
ると、マイクロコンピュータ１１の出力端子１３から
「Ｌ」信号が出力されるので、この場合、駆動トランジ
スタ１０はオフ状態になる。その為、リレーコイル９に
駆動電流が流れず、リレー接点８は開放状態になる。

【００１３】したがって、ＯＣＬ増幅器の出力点とスピ
ーカとが切り離される。一方、入力端子１２に「Ｈ」信
号が印加されると、出力端子１３から「Ｈ」信号が出力
されるので、この場合、駆動トランジスタ１０はオン状
態になる。その為、リレーコイル９に駆動電流が流れ、
リレー接点８は閉成状態になる。

【００１４】したがって、ＯＣＬ増幅器の出力点とスピ
ーカとが接続された状態になる。今、ＯＣＬ増幅器が正
常状態であり、出力点の直流電圧がアース電圧（０Ｖ）
であるとする。このとき、分圧点Ａに発生する直流電圧
Ｖ_A もアース電圧であり、−Ｖ_BE2 ＜Ｖ_A ＜Ｖ_BE1 とな
るので、第１及び第２トランジスタ５及び６は共にオフ
状態にある。その為、マイクロコンピュータ１１の入力
端子１２には「Ｈ」信号が印加され、出力端子１３から
は「Ｈ」信号が出力される。

【００１５】したがって、リレー接点８は閉成状態にあ
るので、ＯＣＬ増幅器の出力点に発生する信号がスピー
カに供給される様に成されている。

【００１６】一方、ＯＣＬ増幅器が故障し、出力点に正
あるいは負の直流電圧が発生する様になり、分圧点Ａに
発生する直流電圧Ｖ_A がアース電圧より第１トランジス
タ５のベース・エミッタ間の立上り電圧Ｖ_BE1 以上上昇
するか、あるいはアース電圧より第２トランジスタ６の
ベース・エミッタ間の立上り電圧Ｖ_BE2 以上下降する
と、第１あるいは第２トランジスタ５あるいは６がオン
する。その為、マイクロコンピュータ１１の入力端子１
２に「Ｌ」信号が印加され、出力端子１３からは「Ｌ」
信号が出力される。

【００１７】したがって、リレー接点８は開放されるの
で、スピーカに直流電流が流れなくなり、該スピーカが
破損から保護される。

【００１８】ところで、図１の回路においては、正及び
負の直流電圧を共通の第１及び第２抵抗２及び３により
分圧しているので、正及び負における直流電圧の検出感
度の差は、第１トランジスタ５の動作感度と第２及び第
３トランジスタ６及び７の合成の動作感度との差が影響
する。ここで、トランジスタの動作感度は電流増幅率が
主な要因となる。

【００１９】ところで、電流増幅率は、トランジスタの
接地方式によりそれぞれ決定され、エミッタ接地におけ
る直流の電流増幅率ｈ_FEを基準にすると、ベース接地の
直流の電流増幅率ｈ_FBは、

【００２０】

【数１】 h_FB=-h_FE/(1+h_FE)

【００２１】と表わせ、コレクタ接地の直流の電流増幅
率ｈ_FCは、

【００２２】

【数２】 h_FC=-(1+h_FE)

【００２３】と表わせる。ここで、正の直流電圧を検出
する為の第１トランジスタ５は、エミッタ接地になされ
ており、その直流の電流増幅率は前述した如くｈ_FEであ
る。一方、負の直流電圧を検出する為の第２及び第３ト
ランジスタ６及び７は、それぞれベース接地及びコレク
タ接地になされている。そして、前記第２及び第３トラ
ンジスタ６及び７を合成した電流増幅率は、接続関係か
らその第２及び第３トランジスタ６及び７のそれぞれの
電流増幅率ｈ_FB及びｈ_FCの積とみなせる。その為、前記
第２及び第３トランジスタ６及び７を合成した電流増幅
率は、ｈ_FB×ｈ_FC、すなわち、第２及び第３トランジス
タ６及び７としてｈ_FEが等しい特性のものを使用すれ
ば、前記合成の電流増幅率は、ｈ_FEとなる。

【００２４】したがって、各トランジスタの特性を揃え
れば、第１トランジスタ５の電流増幅率と、第２及び第
３トランジスタ６及び７の合成の電流増幅率とを同一に
することが出来、電流増幅率による正及び負における直
流電圧の検出感度の差を解消することが出来る。

【００２５】仮に、各トランジスタの特性を揃えなくて
も、負の直流電圧を検出する為に使用される、電流増幅
率ｈ_FB≒１のベース接地のトランジスタに、正の直流電
圧を検出する為に使用されるエミッタ接地のトランジス
タと電流増幅率（ｈ_F パラメータ）が近いコレクタ接地
のトランジスタを接続しているので、正及び負における
直流電圧の検出感度の差を大幅に減少させることが出来
る。

【００２６】よって、図１の回路においては、正及び負
における直流電圧の検出感度が概ね揃えられる。

【００２７】ところで、第１トランジスタ５が作動する
際の該第１トランジスタ５のコレクタ・エミッタ間の電
位差は＋Ｖ_DDであり、第２及び第３トランジスタ６及び
７が作動する際の該第２トランジスタ６のエミッタと前
記第３トランジスタ７のエミッタとの電位差は＋Ｖ_DD−
（−Ｖ_BE2 ）である。その為、前記第１トランジスタ５
の電流増幅率と、前記第２及び第３トランジスタ６及び
７の合成の電流増幅率とが等しくなると、逆に正の直流
電圧の検出感度に比べ負の直流電圧の検出感度が少許良
好になるが、この感度差を補償するには、図１の破線に
示す如く、第３トランジスタ７のベース・エミッタ間に
抵抗１４を接続し、前記第３トランジスタ７に流れるベ
ース電流を少許減少することにより解決出来る。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明に依れば、負の
直流電圧を検出する為に使用されるベース接地型のトラ
ンジスタにコレクタ接地型のトランジスタを組み合わ
せ、それらのトランジスタの合成の電流増幅率を、正の
直流電圧を検出する為に使用されるエミッタ接地のトラ
ンジスタの電流増幅率に合わせているので、簡単な回路
構成により正及び負における直流電圧の検出感度を揃え
た直流電圧検出回路が提供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

２，３ 抵抗 ５ 第１トランジスタ ６ 第２トランジスタ ７ 第３トランジスタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正の直流電圧が所定レベル以上であるこ
   と、及び負の直流電圧が所定レベル以下であることを検
   出する直流電圧検出回路であって、検出される直流電圧
   がベースに印加されるエミッタ接地型の第１トランジス
   タと、該第１トランジスタと導電形式が同一極性である
   とともに、検出される直流電圧がエミッタに印加される
   ベース接地型の第２トランジスタと、該第２トランジス
   タと導電形式が逆極性であるとともに、ベースが該第２
   トランジスタのコレクタに接続されたコレクタ接地型の
   第３トランジスタとを備え、前記第１トランジスタのコ
   レクタと前記第３トランジスタのエミッタとを接続し、
   その第１トランジスタのコレクタと第３トランジスタの
   エミッタとの接続点から検出出力を得る様に成した直流
   電圧検出回路。