JPH0645837A - 保護回路 - Google Patents

保護回路

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JPH0645837A
JPH0645837A JP4195023A JP19502392A JPH0645837A JP H0645837 A JPH0645837 A JP H0645837A JP 4195023 A JP4195023 A JP 4195023A JP 19502392 A JP19502392 A JP 19502392A JP H0645837 A JPH0645837 A JP H0645837A
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JP
Japan
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circuit
potential
power transistor
transistor
output
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Pending
Application number
JP4195023A
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English (en)
Inventor
Hiroto Matsuoka
裕人 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd, Kansai Nippon Electric Co Ltd filed Critical Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブートストラップコンデンサCを有するパワ
ーアンプの地絡保護回路がアンプ起動前に生じた地絡に
対して有効に機能しない点を改良する。 【構成】 ブートストラップコンデンサCを有するパワ
ーアンプの出力用パワートランジスタQp1を遮断するオ
フドライバ回路4と、電源投入後所定時間出力端子8の
電位を高位に保持し、その後起動状態にする起動回路1
3とを有するパワーアンプにおいて、起動前の出力端子
8の電位低下時に出力用パワートランジスタQp1のベー
スに電流を供給するベース電流供給回路9を設ける。 【効果】 アンプの起動前でも出力端子8の電位が低下
すれば、出力用パワートランジスタに大電流が流れ過電
流検出回路5,オフドライバ回路4が作動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオーディオ用パワーアン
プ等に使用され、詳しくはブートストラップコンデンサ
を有するパワーアンプの出力用パワートランジスタが地
絡発生時に破壊するのを防止する保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばB級プッシュル方式などのオーデ
ィオ用パワーアンプ等では出力端子がグランド電位に短
絡(以後地絡と呼ぶ)した時、出力用パワートランジス
タに過電流が流れて破壊される。従って、地絡発生時に
出力用パワートランジスタが破壊されるのを防止するた
めに保護回路を具備することが多い。
【0003】その保護回路の従来例を図5に示し、その
動作波形を図6,図7に示す。
【0004】図5においてQp1, Qp2はそれぞれ出力用
パワートランジスタであり、電源端子6とグランド間に
直列に配置されて、B級プッシュプル動作する。
【0005】1は入力端子、2は入力段アンプである。
入力段アンプ2は、一端がダイオードD1 を介して電源
端子6に接続し、他端が、出力用パワートランジスタQ
p1のベースの接続するドライバートランジスタQ1 を介
して上側の出力用トランジスタQp1をトライブする。
【0006】また、入力段アンプ2は、(下側のドライ
バートランジスタを内部に含めているが)下側の出力用
トランジスタQP2もトライブし、合わせて、出力端子8
にB級プッシュプル動作信号が出力される。
【0007】また、ダイオードD1 とドライバートラン
ジスタQ1 の接続点をブートストラップ端子7とし、出
力端子8との間にブートストラップコンデンサCを接続
している。
【0008】起動回路3は電源Vcc ON直後の不安定な
状態で出力されると不快な音が生じるので、それを防止
すべく、図6(b) に示すように一定時間出力端子8の電
位を高い状態に保持し、回路の状態が安定になったタイ
ミングで、アンプを起動させるべく、入力段アンプ2を
介して、出力用パワートランジスタQp1,Qp2を、制御
する。
【0009】本パワーアンプは、トランジスタQ2 と抵
抗R1 よりなる過電流検出回路5と、その検出信号に応
動して、出力用パワートランジスタQp1をOFFするオ
フドライバ回路4を有して、地絡発生時の出力用パワー
トランジスタQp1の破壊を防止している。
【0010】以下地絡保護動作に付いて図5及び図6を
参照して説明する。
【0011】時刻t1 に電源Vcc がONされ、起動回路
3により一定時間起動がおさえられ、時刻t2 にて起動
が開始する状態を、入力信号がない場合で説明すると、 a)ブートストラップ端子7の電位は高い状態となって
いる。(図6(a)参照) b)出力端子8の電位は起動前の高い状態に保持されて
いたものが、起動開始(時刻t2 )後は中点電位(約Vc
c/2 )に安定する。(図6(b)参照) c)したがって、ブートストラップコンデンサCの両端
の電圧は、電源投入直後よりしばらくは低いV1 であ
り、起動後はVcc の約半分の電圧V2 におちつく。(図
(c)参照) さらに細かくいえば、電源電圧Vcc を13.2Vとすると、
1 =0.9 V(Qp1のEV間電圧+Q1 のCE間電圧)
2 =5.9 V(Vcc −D1 の電圧−中点電圧)である。
【0012】上記の状態において、時刻t3 において、
なんらかの異常により出力端子8が地絡した場合、上側
の出力用パワートランジスタQP1には大きなショート電
流が流れる。(図6(d)参照) それにより出力用トランジスタQp1のエミッターベース
間電圧VEBが大きくなり、過電流検出回路5を構成する
トランジスタQ2 がONし、オフドライバ回路4をトリ
ガーする。
【0013】オフドライバ回路4において、正常時(地
絡発生前)はPNPトランジスタQ3 、NPNトランジ
スタQ4 ,Q5 はともにOFFとなっている。地絡発生
によりトランジスタQ2 がONすると、電源端子6→抵
抗R2 →トランジスタQ2 →抵抗R1 →出力端子8のル
ートで電流が流れ、電源が所定値(たとえば1m Sec間
出力用トランジスタQp1に流れたら破壊するショート電
流値に対応する検出電流値)以上流れると、抵抗R2
両端の電圧がトランジスタQ3 をONさせ、それにより
トランジスタQ4 がONする。トランジスタQ4 がON
するとトランジスタQ3 のベースの電位がさがるので、
以後過電流検出回路5の電流がなくなってもトランジス
タQ3 はON状態を保持する。(図6(e) 参照a) トランジスタQ3 がONするとトランジスタQ5 がON
し、出力用パワートランジスタQp1のベースの電位をさ
げ出力用パワートランジスタQp1をOFFしつづけ破壊
を防止する。(図6(d) 参照)
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回路では出力端子の起動前に地絡が発生すると保護回路
が動作せず出力用パワートランジスタQP1が破壊すると
いう問題がある。
【0014】上記問題点に付いて以下図7を参照して説
明する。
【0015】図7(b) のように起動前に地絡が発生する
と、地絡発生前はブートストラップコンデンサCの両端
の電圧は約0.9 V(図7(b) 参照)と低いので、地絡発
生の瞬間(時刻t6 )ブートストラップ端子7の電位は
0.9 Vまでさがり、その後時定数をもって回復する。
(図7(a),(C) 参照) したがって、時刻t6 においてはドライバートランジス
タQ1 がOFFし、出力用トランジスタQp1もOFFし
て、ショート電流は流れない。(図7(d) 参照) したがって、過電流検出回路5は機能しない。その後、
ブートストラップ端子7の電位回復により出力用パワー
トランジスタQp1にショート電流が生じ増加していく。
(図7(d) 参照) しかしながら、この電流値が過電流検出回路5により検
出するレベルに達するまでの時間は、地絡路のインピー
ダンスによるが、通常、数msec 〜数拾msecを要す
る。
【0016】通常過電流検出回路5の検出レベルは出力
用パワートランジスタQP1に1msec 流した時に破壊す
るような大きな電流値に設定されており、そこまでいた
らない電流値でも、数msec 〜数拾msec の長い時間流
れるとパワートランジスタQp1は破壊する。(図7(d)
参照) また、過電流検出回路5の検出レベルを下げると通常の
負荷における大振巾動作時に誤動作が生じるので好まし
くない。
【0017】そこでこの発明は、出力端子が起動前に地
絡が生じても出力用パワートランジスタを保護すること
ができる保護回路を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの第1の手段は、出力用パワートランジスタと、ブー
トストラップコンデンサと、電源投入後所定時間端子電
位を高位に保持し、その後起動状態にする起動回路と、
前記出力用パワートランジスタの異常電流を検出する過
電流検出回路と、前記過電流検出回路の検出信号に応動
して、前記出力用パワートランジスタを遮断するオフド
ライバ回路とを有するパワーアンプの保護回路であっ
て、起動前に地絡により出力端子の電位が低下した時、
前記出力用パワートランジスタのベースに電流を与える
ベース電流供給回路を設けたことを特徴とする保護回路
である。
【0019】第2の手段は、出力用パワートランジスタ
と、ブートストラップコンデンサと、電源投入後所定時
間出力端子電位を高位に保持しその後起動状態にする起
動回路と、前記出力用パワートランジスタの異常電流を
検出する過電流検出回路と、前記過電流検出回路の検出
信号に応動して前記出力用パワートランジスタを遮断す
るオフドライバ回路とを有するパワーアンプの保護回路
であって、起動前に地絡によるブートストラップ端子ま
たは出力端子の電位の低下を検出して前記オフドライバ
回路を作動させる電位検出回路を設けたことを特徴とす
る保護回路である。
【0020】
【作用】第1の手段によれば、起動前に出力端子が地絡
した時、ベース電位供給回路により出力用パワートラン
ジスタにベース電流を供給するのでブートストラップ端
子の電位が下がっていても瞬時に出力用パワートランジ
スタに過電流が発生し、この結果過電流検出回路も瞬時
に動作し、オフドライバ回路が出力用パワートランジス
タを遮断するので、出力用パワートランジスタの破壊を
防止する。
【0021】第2の手段によれば、起動前に出力端子が
地絡した時、出力端子電位は低下し、ブートストラップ
コンデンサに引かれて瞬時、ブートストラップ端子の電
位が低下するので、それを検出してオフドライバを作動
させて出力用パワートランジスタを遮断するので出力用
パワートランジスタの破壊を防止する。
【0022】
【実施例】本発明の実施例について、図面を参照して説
明する。
【0023】図1は第1の手段に係る一実施例の回路
図,図2はその動作波形を示す。
【0024】図1において、従来回路図、図5と異なる
点はベース電流供給回路9を付設した点と、起動回路1
3が電源(Vcc) 投入後所定時間出力端子8の電位を高位
に保持した後起動させるよう制御することに加え、ベー
ス電源供給回路9を、アンプ起動後は不機能にするよう
制御する機能を有する点のみであるので同一箇所に同一
符号を付して、説明を省略する。
【0025】ベース電流供給回路の一例を、図1の実施
例にもとづき説明する。電源端子6と、グランド間に抵
抗5とチェナーダイオードD2 との直列回路を設け、チ
ェナーダイオードD2 による基準電位電源とする。基準
電位にベースを接続し、コレクタを電源端子6に接続す
るNPNトランジスタQ6 のエミッタを、抵抗R6 を介
して出力用パワートランジスタQp1のベースに接続す
る。
【0026】そして基準電位電源(トランジスタQ6
ベース)点を、起動回路13を介して(起動前は不接続で
あるが)起動後はグランドに接続するよう制御する。
【0027】動作に付いて説明する。
【0028】図2(b) のように起動前の時刻t6 におい
て地絡が発生したとすると、ブートトランジスタ端子7
の電位は低下し、その後回復する(図2(a) 参照) 地絡発生の瞬間は出力端子8の電位の低下と同時にブー
トストラップ端子7の電位も低下するので出力用パワー
トランジスタQp1にはドライバトランジスタQ1 よりベ
ース電流を供給できない。
【0029】しかしながら、ベース電流供給回路9の基
準電位(チェナーダイオードD2 の電圧)より出力端子
8の電位が十分低くなるので、トランジスタQ6 はON
し、出力用パワートランジスタQp1のベースにはベース
電流供給回路9より電流が供給されて、大きなショート
電流が流れる。(図2(d) 参照) その為、従来回路図5における起動後の地絡発生時と同
様に過電流検出回路5,オフドライバ回路4が動作し、
瞬時に出力用パワートランジスタQP1を遮断して、破壊
を防止する。(図2(d)(e)参照) 起動前に地絡の発生はなく正常にアンプが起動すれば、
起動後は起動回路13を介してトランジスタQ6 のベー
スをグランドにショートすることによりベース電流供給
回路9を遮断するのでアンプの動作には関係はない。ま
た起動後に発生した地絡に対しては従来回路図5と同様
に動作し、出力用パワートランジスタQp1の破壊を防止
する。
【0030】第2の手段に係る本発明の実施例を説明す
る。
【0031】図3はその一実施例の回路図、図4はその
動作波形を示す。図3において、従来回路(図5)に比
較して、電位検出回路10を付設した点と、起動回路1
3が、従来同様電源(Vcc)投入後、所定時間検出端子8
の電位を高電位に保持した後い起動させる機能に加え、
起動後は電位検出回路10を遮断する機能を有する点を
のぞいて図5と同じなので同一箇所に同一符号を付して
説明を省略する。
【0032】電位検出回路10は電源端子6とグランド
間に抵抗7とチェナーダイオードD3 とによる基準電位
電源を有し、その基準電位にエミッタを接続し、ベース
を抵抗R8 を介してブートストラップ端子7に接続する
PNPトランジスタQ7 のコレクタをオフドライバ回路
4のトランジスタQ3 のコレクタとトランジスタQ4
5 のベース抵抗R3 ,R4 との接続点に接続してい
る。
【0033】そして、トランジスタQ7 のエミッタを起
動回路13を介して(起動前は不接続であるが)起動後
はグランドに接続する。この起動回路は前記第1の実施
例と同じもので良い。
【0034】作動に付して説明する。
【0035】電源投入後、起動前の時刻t6 において地
絡が発生したとすると、出力端子の電位は低下し、ブー
トストラップコンデンサCに引かれて、ブートストラッ
プ端子7の電位も瞬時低下する。(図6(a),(b) 参照) そこで、ブートストラップ電位検出回路10の内の基準
電位よりブートストラップ端子7の電位が十分低くなる
と、トランジスタQ7 が瞬時間ONする。
【0036】そこで、オフドライバ回路4のトランジス
タQ4 がONして、トランジスタQ3 もONし、その状
態を保持する。
【0037】トランジスタQ3 がONすればトランジス
タQ5 もONして、出力用パワートランジスタQp1のベ
ース電位を低くして、出力用パワートランジスタQp1
瞬時に遮断して、破壊を防止する。(図4(d),(e) 参
照) 起動前に地絡の発生がなく、正常に起動すると起動回路
13はトランジスタQ7 のエミッタをグランドに接続し
て、ブートストラップ電位検出回路10を遮断するので
従来の回路(図5)と同様その後の地絡に対しては有効
に出力用パワートランジスタQp1の破壊を防止するとと
もにアンプの機能に不都合は生じない。この実施例にお
いてはブートストラップ端子の電位低下を検出したが、
出力端子の電位を直接検出しても良い。
【0038】その場合トランジスタQ7 のベースを抵抗
8 介して、出力端子8に接続するだけで良い。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば起動
前に生じた地絡に対しても有効に出力用トランジスタを
破壊より防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の回路図
【図2】 その動作波形図
【図3】 本発明の他の実施例の回路図
【図4】 その動作波形図
【図5】 従来の回路図
【図6】 その動作波形図
【図7】 従来の回路における起動前の地絡発生時の動
作波形図
【符号の説明】
1 入力端子 2 入力段アンプ 3,13 起動回路 4 オフドライバ回路 5 過電流検出回路 6 電源端子 7 ブートストラップ端子 8 出力端子 9 ベース電流供給回路 10 ブートストラップ電位検出回路 Qp1,Qp2 出力用パワートランジスタ Q1 〜Q7 トランジスタ D1 ダイオード D2 .D3 チェナーダイオード R1 〜R8 抵抗 C ブートストラップコンデンサ t1 電源投入時刻 t2 出力の起動時刻 t3 起動後の地絡発生時刻 t6 起動前の地絡発生時刻

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力パワートランジスタと、ブートストラ
    ップコンデンサと、電源投入後所定時間出力端子電位を
    高位に保持しその後起動状態にする起動回路と、前記パ
    ワートランジスタの異常電流を検出する過電流検出回路
    と、前記検出回路の検出信号に応動して前記パワートラ
    ンジスタを遮断するオフドライバ回路とを有するパワー
    アンプ用保護回路であって、前記パワートランジスタの
    ベースに起動前に地絡により出力端子の電位が低下した
    ときに、前記パワートランジスタのベースに電流を与え
    るベース電流供給回路を設けたことを特徴とする保護回
    路。
  2. 【請求項2】前記ベース電流供給回路は、起動後の地絡
    により出力端子の電位が低下したときは前記パワートラ
    ンジスタにベース電流を付与させないようにした請求項
    1の保護回路。
  3. 【請求項3】出力用パワートランジスタと、ブートスト
    ラップコンデンサと、電源投入後所定時間出力端子電位
    を高位に保持し、その後起動状態にする起動回路と、前
    記出力用パワートランジスタの異常電流を検出する過電
    流検出回路と、前記過電流検出回路の検出信号に応動し
    て前記出力用パワートランジスタを遮断するオフドライ
    バ回路とを有するパワーアンプ用保護回路であって、 起動前の地絡に際し、ブートストラップ端子の電位の低
    下を検出して前記オフドライバ回路を作動させる電位検
    出回路を設けたことを特徴とする保護回路。
JP4195023A 1992-07-22 1992-07-22 保護回路 Pending JPH0645837A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009170987A (ja) * 2008-01-11 2009-07-30 Rohm Co Ltd 電力増幅回路
JP2012175804A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Rohm Co Ltd 地絡保護回路及びこれを用いたスイッチ駆動装置
WO2012133513A1 (ja) 2011-03-30 2012-10-04 住友金属工業株式会社 高速鉄道用焼結摩擦材

Cited By (4)

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KR20130143715A (ko) 2011-03-30 2013-12-31 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 고속 철도용 소결 마찰재

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