JPS5837138Y2 - 増幅回路の保護回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電源電圧の上昇時および回路素子の発熱時に
おける増幅回路の出力段の回路素子の劣化および破壊を
防止する増幅回路の保護回路に関する。

音響機器等に用いられる増幅回路で特に電力増幅回路に
おいて、電源電圧の上昇および回路素子の発熱等は電力
増幅回路の特に出力段の回路素子を劣化させる原因にな
り、さらに回路素子を破壊させる原因にもなり得る。

そこで従来の増幅回路では電源電圧の上昇時および回路
素子の発熱時に対処するために、各々別個の保護回路を
設けている。

すなわち従来では原因別に保護回路を設けているので、
部品数が多く製造コストも高価になっている。

この考案は上記のような事情を考慮してなされたもので
、その目的は電源電圧が規定電圧以上になったときに電
圧を発生する手段と、回路素子の温度が規定温度以上に
なったときに電圧を発生する手段とを用い、上記両手段
のうちどちらかに電圧が発生したときに増幅回路の出力
段の回路素子への入力信号をバイパスさせることにより
、最少の部品数で構成できると共に電源電圧上昇時並び
に回路素子の温度上昇時における増幅回路の回路素子の
劣化および破壊を確実に防止できる増幅回路の保護回路
を提供することにある。

以下図面を参照してこの考案の一実施例を説明する。

第１図はこの考案の保護回路の一実施例を示す構成図で
ある。

１は増幅回路に供給される電源電圧が印加される端子で
ある。

また２は上記増幅回路の接地電位に接続される端子であ
る。

そして上記端子１には抵抗３が接続され、さらにこの抵
抗３の他端にはツェナーダイオード４のカソードが接続
される。

そしてこのツェナーダイオード４のアノードは端子２に
接続される。

すなわち電源電圧印加点と接地電位間に抵抗３とツェナ
ーダイオード４が直列に接続される。

さらにこのツェナーダイオード４のカソードと接地電位
点との間には、２つの抵抗５，６が直列に接続される。

すなわち上記ツェナーダイオード４のツェナー電圧は、
この２つの抵抗５，６によって分割される。

一方電源電圧印加点と接地電位点には抵抗７〜抵抗８〜
アノードを接地電位に向は直列に接続されたｎ個のツェ
ナーダイオード９０，９□・・・・・・９ｏの直列回路
１０が挿入される。

１］はｎｐｎ型のトランジスタでこのトランジスタ１１
のコレクタは上記直列回路１０の最も電源電圧印加点に
近いツェナーダイオード９、のカソードに接続される。

またこのトランジスタ１１のベースは前記２つの抵抗５
，６の接続点に接続される。

またさらにこのトランジスタ１１のエミッタと接地電位
点間には、そのカソードを接地電位点側に向けたｎ個の
ダイオード１２□。

１２２・・・・・・１２ｎが直列に接続される。

すなわち前記２つの抵抗５，６によって分割された前記
ツェナーダイオード４のツェナー電圧はトランジスタ１
１によって増幅される。

さらに前記直列回路１０における２つの抵抗７，８の接
続点には抵抗およびトランジスタ等で構成される入力信
号バイパス部１３が接続される。

この入力信号バイパス部１３から導出される端子１４は
、増幅回路（図示せず）における出力段の回路素子の入
力信号印加点に接続される。

すなわち上記入力信号バイパス部１３は前記２つの抵抗
７，８に電圧が発生した時に、上記増幅回路における出
力段の回路素子に供給される入力信号をバイパスするも
のである。

上記のように接続された回路は次のように動作する。

先ず増幅回路に供給される電源電圧の規定値をＶｃｃと
し、直列回路１０のｎ個のツェナーダイオード９０，９
２・・・・・・９ｎの各々のツェナー電圧をＶＺＩとす
る。

そしてこのｎ個のツェナーダイオード９０，９□・・・
・・・９ｎの直列ツェナー電圧ｎＶｚ１を予め上記電源
電圧の規定値Ｖｃｃに調整しておく。

そして電源電圧が何等かの原因でＶｃｃ以上になると、
ｎ個のツェナーダイオード９□、９２・・・・・・９ｏ
に電流が流れ出す。

すなわち、この電流は２つの抵抗７，８を介して流れる
ので、抵抗８に電圧降下が生じる。

この抵抗８に生した電圧は入力信号バイパス部１３に入
力する。

この結果上記入力信号バイパス部１３は作動して、その
端子１４を通じて増幅回路における出力段の回路素子に
供給される入力信号をバイパスする。

したがって増幅回路の出力段にはほとんど入力信号が供
給されないので、出力段の回路素子は動作を停止する。

かくして電源電圧上昇時における増幅回路の出力段の回
路素子の劣化および破壊は防止される。

次に増幅回路の回路素子の温度が上昇する場合について
説明する。

先ずツェナーダイオード４のツェナー電圧をＶＺ２、ｎ
個のダイオード１２□。

１２２・・・・・・１２ｏおよびトランジスタ１１のエ
ミッタ接合部の順方向電圧をそれぞれＶＦ、この順方向
電圧の温度係数を△ＶＦ、ツェナーダイオード４の温度
係数をｒ７とする。

そして増幅回路の回路素子が発熱して、この保護回路の
各素子の温度が常温ＴａからＴｂに上昇したものとする
。

このとき保護回路のツェナーダイオード４、トランジス
タ１１およびｎ個のダイオード１２０，１２２・・・・
・・１２．の各接合部温度もＴｂに達するものとする。

このときツェナーダイオード４のツェナー電圧Ｖｚｂは
次式のような値となる。

Ｖｚ ｂ ＝ ＶＺ２＋ （Ｔｂ Ｔａ） ｒ ２と
ころで温度Ｔｂにおいてトランジスタ１１が導通するの
に必要とする最低のベース電圧■８は次式のような値で
ある。

ＶＢ＝ＶＦ（ｎ ＋１）−△ＶＦ（ｎ ＋１） （Ｔｂ
−Ｔａ）（ｎ＋１）（ＶＦ−△Ｖ）−（Ｔｂ−Ｔａ）〕
そしていま上記各素子の接合部温度か丁すになったとき
にトランジスタ１１が導通するような抵抗６における降
下電圧を選ぶとすれば次式のようになる。

すなわち、上式のような関係において両抵抗５，６の抵
抗値Ｒ５，Ｒ６を選べば、温度Ｔｂにおいてトランジス
タ１１は導通する。

すなわち、このときにも２つの抵抗７，８を介してこの
トランジスタ１１に電流が流れるので、抵抗８には降下
電圧が生ずる。

そしてこの抵抗８に生じた電圧が入力信号バイパス部１
３に入力する。

この結果上記入力信号バイパス部１３は作動して、その
端子１４を通じて増幅回路における出力段の回路素子に
供給される人力信号をバイパスする。

したがって増幅回路の出力段にはほとんど入力信号が供
給されないので、出力段の回路素子は動作を停止する。

かくして温度上昇時における増幅回路の回路素子の劣化
および破壊は防止される。

また前述した電源電圧上昇時の場合と共に上述した温度
上昇時にも同じ入力信号バイパス部１３を用いているの
で、それだけ部品数を節約することができる。

第２図はこの考案の応用例を示す構成図である。

すなわち、第２図に示す例では５ＥＰＰ （Ｓｉｎｇｌ
ｅＥｎｄｅｄ Ｐｕ５ｈ Ｐｕ１ｌ）方式の電力増幅回
路に前記第１図に示す増幅回路の保護回路を適用したも
のである。

以下この電力増幅回路について説明する。第２図におい
て３０は端子３１を信号入力端とし、差動増幅回路およ
び定電流回路等から構成され端子３１に供給される人力
信号を所定のレベルまで増幅する前置増幅部である。

４０はこの前置増幅部３０で所定のレベルまで増幅され
た信号の正側成分がベースに供給されるｎｐｎ型のトラ
ンジスタ４１と、このトランジスタ４１のエミッタにベ
ースが接続されるｎｐｎ型の出力トランジスタ４２、お
よび信号の負側成分かベースに供給されるｎｐｎ型のト
ランジスタ４３とこのトランジスタ４３のエミッタにベ
ースが接続されるｎｐｎ型の出力トランジスタ４４等か
ら構成され端子４５を介して増幅された信号を外部に供
給する電力増幅部である。

５０は保護回路で、電源電圧上昇時あるいは温度上昇時
この保護回路５０の抵抗８に発生する電力が入力する入
力信号バイパス部１３は第２図に示すように構成される
。

すなわち、第２図において１５．１６はそれぞれｐｎｐ
型のトランジスタで、この両トランジスタ１５．１６の
エミッタは電源電圧印加点に接続される。

そしてこの両トランジスタ１５．１６のベースは前記直
列回路１０の２つの抵抗７，８の接続点に接続される。

さらに上記一方のトランジスタ１５のコレクタは抵抗１
７を介して上記電力増幅部４０の出力トランジスタ４２
のエミッタ接地点に接続されると共に、直接ｎｐｎ型の
トランジスタ１８のベースに接続される。

このｌ・ランジスタ１８のエミッタは上記出力トランジ
スタ４２のエミッタ接地点に接続される。

そしてこのトランジスタ１８のコレクタは上記電力増幅
部４０において信号の正側成分が供給されるトランジス
タ４１のベースに接続される。

一方前記他方のトランジスタ１６のコレクタは抵抗１９
を介して前記電力増幅部４０の出力トランジスタ４４の
エミッタ接地点に接続されると共に、直接ｎｐｎ型のト
ランジスタ２０のベースに接続される。

このトランジスタ２０のエミッタは上記出力トランジス
タ４４のエミッタ接地点に接続され、コレクタは前記電
力増幅部４０において信号の負側成分が供給されるトラ
ンジスタ４３のベースに接続される。

上記のような電力増幅回路において、電源電圧が上昇し
た場合あるいは回路素子の温度が上昇した場合に、抵抗
８に降下電圧が生ずる。

この結果入力信号バイパス部１３のｐｎｐ型の両トラン
ジスタ１５．１６が導通する。

この両トランジスタ１５．１６が導通することによりト
ランジスタ１８．２０も各々導通するので、電力増幅部
４０のトランジスタ４１．４３にそれぞれ供給される信
号の正側および負側成分がこの両トランジスタ１８．１
９を介して両出力トランジスタ４２．４４のエミッタ接
点地に各々バイパスされる。

したがって電力増幅部４０のトランジスタ４１．４３の
ベースにはほとんど信号が供給されないのでこの両トラ
ンジスタ４１．４３は動作しない。

したがって２つの出力トランジスタ４２．４４も動作し
ない。

かくして５ＥＰＰ方式の電力増幅回路において電源電圧
上昇時あるいは温度上昇時における出力トランジスタ４
２．４４の劣化および破壊を防止することができる。

以上説明したようにこの考案によれば、電源電圧が規定
電圧以上になったときあるいは回路素子の温度が規定温
度以上になったときに電圧を発生させ、このいずれかの
電圧が発生することにより増幅回路の出力段の回路素子
への入力信号をバイパスさせる手段を動作させるように
したことにより最少の部品数で構成できると共に電源電
圧上昇時並びに回路素子の温度上昇時における増幅回路
の回路素子の劣化および破壊を確実に防止できる増幅回
路の保護回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の保護回路を示す構成図、第２図はこ
の考案の応用例を示す構成図である。 １．２，３１．４５・・・・・・端子、３，５，６，７
，８，１７．１９・・・・・・抵抗、４．９、〜９ｎ・
・・・・・ツェナーダイオード、１０・・・・・・直列
回路、１１．１５，１６，１８，２０，４１．４２，４
３．４４・・・・・・トランジスタ、１２、〜１２．・
・・・・・ダイオード、３０・・・・・・前置増幅部、
４０・・・・・・電力増幅部、５０・・・・・・保護回
路、１３・・・・・・入力信号バイパス部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アノードを接地電位点に向けて電源電圧印加点と接地電
   位点との間に直列接続される複数個のツェナーダイオー
   ドと、このツェナーダイオードのうち最も電源電圧印加
   点に近いもののカソードと電源電圧印加点との間に接続
   され上記複数個のツェナーダイオードに流れる電流に応
   じて電圧を発生する第１の抵抗と、アノードを接地電位
   点に向けて電源電圧印加点と接地電位点との間に接続さ
   れるツェナーダイオードと、このツェナーダイオードの
   カソードと接地電位点との間に接続され上記ツェナーダ
   イオードのツェナー電圧を一定の割合で分割する第２お
   よび第３の抵抗と、コレクタが前記複数個直列接続され
   たツェナーダイオードの最も電源電圧印加点に近いツェ
   ナーダイオードのカソードに接続され上記第２．第３の
   抵抗によって分割されたツェナー電圧を増幅するエミッ
   タ接地型のトランジスタと、このトランジスタのエミッ
   タ側にアノードを向けるようにエミッタと接地電位点と
   の間に接続された複数個のダイオードと、前記第１の抵
   抗で発生する電圧が入力することにより増幅回路におけ
   る出力段の回路素子への入力信号をバイパスする入力信
   号バイパス部とを具備したことを特徴とする増幅回路の
   保護回路。