(57)【要約】【課題】変圧器を有しないパワーアンプを提供する。【解決手段】音声隔離装置１１０と、位相検出器１２０と、電源保護制御装置１３０と、整流器１４０と、アンプ１５０とを備える。音声隔離装置１１０は音源入力端及びアンプを隔離する。アンプ１５０は変圧器を通さずに整流器１４０を介して住宅用給電に直接接続され、パワーアンプの変換効率を大幅に高め、その重量及び体積を減少する。位相検出器１２０は住宅用給電の位相が正確か否かを検出し、電源保護制御装置１３０は住宅用給電をアンプに給電するか否かを決定し、アンプが過大な電流を受電して損壊するのを回避する。【選択図】図１
0003203876.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を受信すると共に音声隔離信号を出力する音声隔離装置と、
第一交流住宅用給電及び第二交流住宅用給電を受電し、前記第一交流住宅用給電及び前記第二交流住宅用給電の電位の大きさの判断に使用されており、且つ位相比較信号を出力する位相検出器と、
入力端、出力端、及び第一制御ユニットを有し、前記入力端により前記第一交流住宅用給電及び前記第二交流住宅用給電を受電し、前記第一制御ユニットが前記位相検出器に接続されており前記位相比較信号を受信し、前記第一制御ユニットが前記位相比較信号を受けて制御を行い、前記出力端が前記第一交流住宅用給電及び前記第二交流住宅用給電を出力するか否かを決定する電源保護制御装置と、
前記電源保護制御装置の前記出力端に接続されており前記第一交流住宅用給電及び前記第二交流住宅用給電を受電し、直流電圧を出力する整流器と、
前記音声隔離装置及び前記整流器に接続されており、前記音声隔離信号を受信し、且つ前記整流器が出力する前記直流電圧を電源とし、前記音声隔離信号を増幅すると共に増幅信号を出力するアンプとを備えることを特徴とする変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項２】
前記音声隔離装置はフォトカプラ素子を有し、
前記フォトカプラ素子は、入力側及び出力側を有し、前記入力側が前記音声信号を受信し、前記出力側が前記音声隔離信号を出力し、前記入力側及び前記出力側は共通ではないことを特徴とする、請求項１に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項３】
前記音声隔離装置は、電圧−電流変換器及び電流−電圧変換器をさらに有し、
前記電圧−電流変換器は前記フォトカプラ素子の前記入力側に接続されており、
前記電流−電圧変換器は前記フォトカプラ素子の前記出力側に接続されており、
前記フォトカプラ素子は前記電圧−電流変換器を介して前記音声信号を受信し、
前記フォトカプラ素子は前記電流−電圧変換器を介して前記音声隔離信号を出力することを特徴とする、請求項２に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項４】
前記位相検出器は、第一陽極端と、第一陰極端と、第一出力端と、を含む第一比較器を有し、前記第一陽極端が前記第一交流住宅用給電を受電し、前記第一陰極端が前記第二交流住宅用給電を受電し、前記第一出力端が前記位相比較信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項５】
前記位相検出器は第一ダイオード及び第二ダイオードを有し、
前記第一ダイオードは前記第一陽極端に接続されており、
前記第二ダイオードは前記第一陰極端に接続されており、
前記第一比較器の前記第一陽極端は前記第一ダイオードを介して前記第一交流住宅用給電を受電し、
前記第一比較器の前記第一陰極端は前記第二ダイオードを介して前記第二交流住宅用給電を受電することを特徴とする、請求項４に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項６】
前記位相検出器は第三ダイオード及び第四ダイオードを有し、
前記第三ダイオードは前記第一陽極端に接続されており、
前記第四ダイオードは前記第一陰極端に接続されており、
前記第一陽極端は前記第三ダイオードを介して住宅用給電接地端に接続されており、
前記第一陰極端は前記第四ダイオードを介して前記住宅用給電接地端に接続されていることを特徴とする、請求項５に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項７】
前記電源保護制御装置の前記第一制御ユニットは第一リレーを有し、
前記第一リレーは、
第一コイルと、
第一共通接続端と、
第一出力端と、を備え、
前記第一コイルは、前記位相比較信号を受信し、
前記第一共通接続端は、前記第一交流住宅用給電を受電し、前記第一出力端に短絡接続されており、
前記位相比較信号は前記第一コイルの制御に用いられることを特徴とする、請求項５または６に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項８】
前記電源保護制御装置は、第一電流検出ユニット、第二比較器及び第二制御ユニットをさらに有し、
前記第一電流検出ユニットは、第一電流入力端と、第一電流出力端と、第一検出電圧出力端とをさらに有し、
前記第一電流入力端は、前記第一リレーの前記第一出力端に接続されており、前記第一交流住宅用給電を受電し、
前記第一電流出力端は、前記第一交流住宅用給電を出力し、
前記第一検出電圧出力端は第一検出電圧を出力し、
前記第二比較器は、前記第一検出電圧及び第一参考電圧を受電し比較を行い、第一比較信号を出力し、
前記第二制御ユニットは第二リレーを有し、
前記第二リレーは、第二コイルと、第二共通接続端と、第二出力端とを含み、
前記第二コイルは前記第一比較信号を受信し、
前記第二共通接続端は前記第一電流出力端に接続されており前記第一交流住宅用給電を受電し、
前記第一検出電圧は前記第二コイルの制御に使用され、
前記第二共通接続端と前記第二出力端とが短絡接続されており、
前記第二出力端は前記出力端に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項９】
前記電源保護制御装置は、前記第一制御ユニットが第一バッファーを有し、前記第二制御ユニットが第二バッファーを有し、
前記第一バッファーは前記第一比較器及び前記第一リレーに接続されており、
前記第一リレーの前記第一コイルは前記第一バッファーを介して前記位相比較信号を受信し、
前記第二バッファーは前記第二比較器及び前記第二リレーに接続されており、
前記第二リレーの前記第二コイルは前記第二バッファーを介して前記第一比較信号を受信することを特徴とする、請求項８に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項１０】
前記整流器は、ブリッジ形全波整流回路及びフィルタ用コンデンサを有し、
前記ブリッジ形全波整流回路は、前記電源保護制御装置の前記出力端に接続されており、前記第一交流住宅用給電及び前記第二交流住宅用給電を受電し、
前記フィルタ用コンデンサは、前記ブリッジ形全波整流回路に接続されており、
前記ブリッジ形全波整流回路は、前記フィルタ用コンデンサにより前記直流電圧を前記アンプに出力することを特徴とする、請求項１に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項１１】
出力保護装置をさらに備え、
前記出力保護装置は、第二電流検出ユニット、第三比較器、及び第三リレーを有し、
前記第二電流検出ユニットは、第二電流入力端と、第二電流出力端と、第二検出電圧出力端とを含み、
前記第二電流入力端は前記アンプに接続されており前記増幅信号を受信し、
前記第二電流出力端は前記増幅信号を出力し、
前記第二検出電圧出力端は第二検出電圧を出力し、
前記第三比較器は前記第二検出電圧及び第二参考電圧を受電し、比較を行い、第二比較信号を出力し、
前記第三リレーは、第三コイル、第三共通接続端、ノーマルクローズ端、及びノーマルオープン端を有し、前記第三コイルが前記第二比較信号を受信し、前記第三共通接続端が前記第二リレーの前記第二コイルに接続されており前記ノーマルクローズ端或いは前記ノーマルオープン端に短絡接続されており、前記第二比較信号が前記第三コイルの制御に用いられることを特徴とする、請求項８に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項１２】
前記出力保護装置は第四比較器を有し、
前記第四比較器は、前記増幅信号と前記第二参考電圧とを受信し比較を行い、第三比較信号を前記第三比較器に出力し、
前記第三比較器は、前記第三比較信号と前記第二参考電圧との比較を行うことを特徴とする、請求項１１に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項１３】
直流サーボをさらに備え、
前記直流サーボは、オペアンプ、キャパシタ、ダイオード群、入力抵抗器、及び出力抵抗器を有し、
前記オペアンプは、第二陽極端と、第二陰極端と、第二出力端とを含み、
前記キャパシタは、一端が前記第二陰極端に接続されており、他端が前記第二出力端に接続されており、
前記ダイオード群は前記オペアンプの前記第二陰極端及び前記第二陽極端に接続されており、
前記入力抵抗器は、一端が前記アンプの信号出力端に接続されており、他端が前記第二陰極端に接続されており、前記オペアンプが前記入力抵抗器により前記増幅信号を受信し、
前記出力抵抗器は、一端が前記第二出力端に接続されており、他端が前記アンプの陰極端に接続されており、前記オペアンプが前記出力抵抗器により帰還信号を前記アンプに出力することを特徴とする、請求項１に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項１４】
前記音声隔離装置及び前記アンプに接続されている前置増幅器をさらに備え、
前記前置増幅器は前記音声隔離信号に対し前置処理を行うと共に前記音声隔離信号を前記アンプに出力することを特徴とする、請求項１に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項１５】
前記位相検出器及び前記電源保護制御装置に接続されている電磁干渉隔離装置をさらに備え、
前記位相検出器及び前記電源保護制御装置は前記電磁干渉隔離装置により前記第一交流住宅用給電及び前記第二交流住宅用給電を受電することを特徴とする、請求項１に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【請求項１６】
前記音声隔離装置の動作周波数は５Ｈｚから１００ｋＨｚの間であることを特徴とする、請求項１に記載の変圧器を有しないパワーアンプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、変圧器を有しないパワーアンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のオーディオアンプは回路の安全性を確保するため、変圧器により住宅用給電の電圧を低下した後に整流器により整流を行って直流電圧にし、最後に直流電圧を増幅回路に送電し電源としている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一般的な小型の変圧器の変換効率は８５％より低く、オーディオアンプの動作効率は好ましくない。また、オーディオアンプには小型の変圧器が使用されているが、その体積、重量及び使用される放熱装置がオーディオアンプ全体に対して占める割合が極めて大きく、従来のオーディオアンプの体積及び重量を有効的に削減することが困難であった。このほか、変圧器の電圧変換の制限により、増幅回路の動作出力も制限を受け、大出力（２５０Ｗ）以上で動作するオーディオアンプは従来では実現困難であった。
【０００４】
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。
【０００５】
本考案は、以上の従来技術の課題を解決する為になされたものである。また、本考案の主な目的は、上述の問題を解決するために、変圧器を有しないパワーアンプを提供することにある。即ち、音声隔離装置の音源入力端及びアンプが隔離されることで、住宅用給電の電圧を変圧器で低下できずとも整流器により直接整流及び濾波を行った後にアンプに伝送して電源とする。このほか、本考案のパワーアンプは大出力で動作するため、本考案は、位相検出器及び電源保護制御装置によりアンプを保護し、アンプ及び出力装置が接触により過大な電流が発生して損壊するのを回避することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するための本考案は、本考案に係る変圧器を有しないパワーアンプは、
音声信号を受信すると共に音声隔離信号を出力する音声隔離装置と、第一交流住宅用給電及び第二交流住宅用給電を受電し、第一交流住宅用給電及び第二交流住宅用給電の電位の大きさの判断に使用され、且つ位相比較信号を出力する位相検出器と、
入力端、出力端及び第一制御ユニットを有し、入力端により第一交流住宅用給電及び第二交流住宅用給電を受電し、第一制御ユニットが位相検出器に接続されて位相比較信号を受信し、第一制御ユニットが位相比較信号を受けて制御を行い、出力端が第一交流住宅用給電及び第二交流住宅用給電を出力するか否かを決定する電源保護制御装置と、電源保護制御装置の出力端に接続されて第一交流住宅用給電及び第二交流住宅用給電を受電し、直流電圧を出力する整流器と、音声隔離装置及び整流器に接続され、音声隔離信号を受信し、且つ整流器が出力される直流電圧がそれの電源とし、音声隔離信号を増幅すると共に増幅信号を出力するアンプとを備えることを特徴とする。
【０００７】
本考案によれば、音声隔離装置の音源入力端及びアンプが隔離されることで、交流短絡が発生する危険性を回避する。これにより、住宅用給電の電圧を変圧器により低下できずとも整流器による整流及び濾波を行った後にアンプに供給することで、変圧器を有しないパワーアンプの変換効率が大幅に向上して回路全体の体積及び重量が減少する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の第１実施形態による変圧器を有しないパワーアンプを示すブロック図である。
【図２】本考案の第１実施形態による音声隔離装置を示す模式図である。
【図３】本考案の第１実施形態による位相検出器及び電源保護制御装置の回路を示す模式図である。
【図４】本考案の第１実施形態による整流器、アンプ及び出力装置の回路を示す模式図である。
【図５】本考案の第２実施形態による変圧器を有しないパワーアンプを示すブロック図である。
【図６】本考案の第２実施形態による位相検出器、電源保護制御装置及び出力保護装置の回路を示す模式図である。
【図７】本考案の第２実施形態による直流サーボの回路を示す模式図である。
【図８】本考案の第２実施形態による電磁干渉隔離装置の回路を示す模式図である。
【図９】本考案の第３実施形態による変圧器を有しないパワーアンプを示すブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本考案の必須要件であるとは限らない。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は本考案の第１実施形態による変圧器を有しないパワーアンプ１００を示すブロック図であり、変圧器を有しないパワーアンプ１００は音声隔離装置１１０と、位相検出器１２０と、電源保護制御装置１３０と、整流器１４０と、アンプ１５０と、出力装置１６０とを備える。アンプ１５０はＡ級、Ｂ級、ＡＢ級或いはＤ級のアンプであり、出力装置１６０はスピーカーである。
【００１１】
図１及び図２に示すように、音声隔離装置１１０が音声信号Ｓaを受信すると共に音声隔離信号Ｓa_isoをアンプ１５０に出力する（図２参照）。本実施形態では、音声隔離装置１１０はフォトカプラ素子１１１、電圧−電流変換器１１２及び電流−電圧変換器１１３を有し、フォトカプラ素子１１１は入力側１１１ａ及び出力側１１１ｂを備え、電圧−電流変換器１１２はフォトカプラ素子１１１の入力側１１１ａに接続される。フォトカプラ素子１１１の入力側１１１ａは電圧−電流変換器１１２を介して音声信号Ｓaを受信し、電圧−電流変換器１１２は音声信号Ｓaを電圧信号から電流信号に変換する。入力側１１１ａは発光ダイオードであり、発光ダイオードは音声信号Ｓａを受けて制御を行い、出力側１１１ｂは受光器であり、受光器は発光ダイオードが発生する光源を受光すると共に電流信号の音声隔離信号Ｓa_isoとして出力する。電流−電圧変換器１１３はフォトカプラ素子１１１の出力側１１１ｂに接続され、且つフォトカプラ素子１１１は電流−電圧変換器１１３を介して音声隔離信号Ｓa_isoを出力し、電流−電圧変換器１１３は音声隔離信号Ｓa_isoを電流信号から電圧信号に変換してアンプ１５０に伝送する。フォトカプラ素子１１１の入力側１１１ａ及び出力側１１１ｂは共通ではなく、アンプ１５０と音源の入力端とは完全に隔離され、交流短絡が発生するのを回避する。これにより、本考案は変圧器により住宅用給電の電圧を低下できず、住宅用給電を直接整流及び濾波を行った後にアンプ１５０の電源とすることで、変圧器を有しないパワーアンプ１００の動作効率が大幅に向上し、音声隔離装置１１０の動作周波数は５Ｈｚから１００ｋＨｚの間である。
【００１２】
アンプ１５０が変圧器を利用せずに住宅用給電に直接接続され、アンプ１５０が大出力で動作するが、ただし、アンプ１５０が大電流の入力を受けるために保護の必要がある。なお、図１及び図３に示すように、一般的な住宅用給電の電源は活線、中性線及びアース線に分けられ、変圧器を有しないパワーアンプ１００の電源スイッチは活線に設置され、電源スイッチが切断されると、変圧器を有しないパワーアンプ１００が住宅用給電の電源から完全に切断されるが、ただし、家庭用コンセントは施工者が不注意で活線と中性線を反対に接続することがあり、変圧器を有しないパワーアンプ１００がオフになっている時でも高電位の活線に接続され続けてしまい、漏電して部材が損壊し使用者が傷害を負う危険性が存在する。このため、本考案は位相検出器１２０により住宅用給電の位相の検出を行い、図３に示すように、位相検出器１２０が第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2を受電し、位相検出器１２０が第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2の電位の大きさを判断し、且つ位相検出器１２０が位相比較信号Ｐcomを出力して住宅用給電の活線及び中性線が正確に接続されているか否かを表示する。本実施形態では、位相検出器１２０は第一比較器１２１、第一ダイオード１２２、第二ダイオード１２３、第三ダイオード１２４及び第四ダイオード１２５を有し、第一比較器１２１は第一陽極端１２１ａと、第一陰極端１２１ｂと、第一出力端１２１ｃとを備える。第一ダイオード１２２及び第三ダイオード１２４は第一比較器１２１の第一陽極端１２１ａに接続され、第二ダイオード１２３及び第四ダイオード１２５は第一比較器１２１の第一陰極端１２１ｂに接続され、第一比較器１２１の第一陽極端１２１ａは第一ダイオード１２２を介して第一交流住宅用給電Ｖac1を受電すると共に第三ダイオード１２４を介して住宅用給電接地端ＣGNDに接続される。第一比較器１２１の第一陰極端１２１ｂは第二ダイオード１２３を介して第二交流住宅用給電Ｖac2を受電すると共に第四ダイオード１２５を介して住宅用給電接地端ＣGNDに接続され、第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2の電位の比較を行うと共に第一出力端１２１ｃから位相比較信号Ｐcomを出力する。第一交流住宅用給電Ｖac1の電位が第二交流住宅用給電Ｖac2の電位より大きい場合、位相検出器１２０が出力する位相比較信号Ｐcomが高電位に上昇され、これは住宅用給電の活線及び中性線が反対に接続されていないことを示す。反対に、第一交流住宅用給電Ｖac1の電位が第二交流住宅用給電Ｖac2の電位より小さい場合、位相検出器１２０が出力する位相比較信号Ｐcomが低電位に低下され、これは住宅用給電の活線及び中性線が反対に接続されていることを示し、電源を切断して保護を行う必要がある。
【００１３】
また、電源保護制御装置１３０は入力端１３１、出力端１３２及び第一制御ユニット１３３を有する（図３参照）。第一制御ユニット１３３は入力端１３１と出力端１３２との間に接続され、入力端１３１は第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2を受電し、第一制御ユニット１３３は位相検出器１２０に接続されて位相比較信号Ｐcomを受信し、第一制御ユニット１３３は位相比較信号Ｐcomを受けて制御を行い、出力端１３２が第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2出力するか否かを決定する。本実施形態において、第一制御ユニット１３３は第一リレー１３３ａ及び第一バッファー１３３ｂを有し、第一リレー１３３ａは第一コイル１３３ｃ、第一共通接続端１３３ｄ及び第一出力端１３３ｅを含み、第一コイル１３３ｃの一端は接地され、第一コイル１３３ｃの他端は第一バッファー１３３ｂの一端に接続され、第一バッファー１３３ｂの他端は第一比較器１２１の第一出力端１２１ｃに接続される。これにより、第一リレー１３３ａの第一コイル１３３ｃが第一バッファー１３３ｂを介して位相比較信号Ｐcomを受信し、位相比較信号Ｐcomが第一コイル１３３ｃの制御に用いられ、第一共通接続端１３３ｄが第一出力端１３３ｅに短絡接続される。本実施形態では、第一出力端１３３ｅがノーマルオープン端であり、位相比較信号Ｐcomが高電位であり、コンセントの活線及び中性線が正確に接続されていることを示す場合、第一出力端１３３ｅが閉じられて第一共通接続端１３３ｄに短絡接続され、第一共通接続端１３３ｄが第一交流住宅用給電Ｖac1を受電するため、第一交流住宅用給電Ｖac1が第一出力端１３３ｅを経て出力される。これに対して、位相比較信号Ｐcomが低電位であり、コンセントの活線及び中性線が誤って接続されていることを示す場合、第一出力端１３３ｅが切断されて第一共通接続端１３３ｄには接続されず、第一交流住宅用給電Ｖac1が第一リレー１３３ａを通過できず、位相の検出による保護の効果を達成する。
【００１４】
本実施形態では、電源保護制御装置１３０は第一電流検出ユニット１３４、第二比較器１３５及び第二制御ユニット１３６を有する（図３参照）。第一電流検出ユニット１３４は第一電流入力端１３４ａと、第一電流出力端１３４ｂと、第一検出電圧出力端１３４ｃとを含み、第一電流入力端１３４ａは第一リレー１３３ａの第一出力端１３３ｅに接続されて第一交流住宅用給電Ｖac1を受電し、第一電流出力端１３４ｂは第一交流住宅用給電Ｖac1を出力し、第一検出電圧出力端１３４ｃは第一検出電圧Ｖdet1を出力する。本実施形態によると、第一電流検出ユニット１３４はホール素子であり、第一電流検出ユニット１３４は通過する電流の検出により第一検出電圧Ｖdet1を発生し、通過する電流の大きさを測定する。第二比較器１３５は第一検出電圧Ｖdet1及び第一参考電圧Ｖref1を受電して比較を行い、第一比較信号Ｓcom1を出力し、第一参考電圧Ｖref1は回路の定格電流の大きさに合わせて設置され、第一検出電圧Ｖdet1が第一参考電圧Ｖref1より大きくない場合、第一電流検出ユニット１３４を通過する電流が回路の定格電流より大きくないことを示し、第二比較器１３５が出力する第一比較信号Ｓcom1が高電位に上昇される。反対に、第一検出電圧Ｖdet1が第一参考電圧Ｖref1より大きい場合、第一電流検出ユニット１３４を通過する電流が回路の定格電流より大きいことを示し、第二比較器１３５が出力する第一比較信号Ｓcom1は低電位に低下される。第二制御ユニット１３６は第二リレー１３６ａ及び第二バッファー１３６ｂを有し、第二リレー１３６ａは第二コイル１３６ｃと、第二共通接続端１３６ｄと、第二出力端１３６ｅとを備え、第二コイル１３６ｃの一端は接地され、第二コイル１３６ｃの他端は第二バッファー１３６ｂの一端に接続され、第二バッファー１３６ｂの他端は第二比較器１３５に接続される。これにより、第二リレー１３６ａの第二コイル１３６ｃが第二バッファー１３６ｂを介して第一比較信号Ｓcom1を受信し、第一検出電圧Ｖdet1が第二コイル１３６ｃの制御に使用され、第二共通接続端１３６ｄ及び第二出力端１３６ｅが短絡接続される。本実施形態では、第二出力端１３６ｅがノーマルオープン端であり、第一比較信号Scom1が高電位であり、第一電流検出ユニット１３４を通過する電流が回路の定格電流より大きくないことを示す場合、第二出力端１３６ｅが閉じられて第二共通接続端１３６ｄと短絡接続され、第二共通接続端１３６ｄが第一電流出力端１３４ｂに接続されて第一交流住宅用給電Ｖac1を受電する。これにより、第一交流住宅用給電Ｖac1が第二出力端１３６ｅにより出力される。また、第二出力端１３６ｅが出力端１３２に接続され、第一交流住宅用給電Ｖac1が出力端１３２により出力されて正常に給電される。これに対して、第一比較信号Ｓcom1が低電位であり、第一電流検出ユニット１３４を通過する電流が回路の定格電流より大きいことを示す場合、第二出力端１３６ｅが切断されて第二共通接続端１３６ｄとは接続されず、第一交流住宅用給電Ｖac1が第二リレー１３６ａを通過できず、過大な電流が整流器１４０及びアンプ１５０に流れて部材が損壊するのを回避し、過電流の検出による保護の効果を達成する。
【００１５】
図１及び図４に示すように、整流器１４０は電源保護制御装置１３０の出力端１３２に接続されて第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2を受電し、整流器１４０は直流電圧Ｖdcを出力し、整流器１４０が出力する直流電圧Ｖdcがアンプ１５０の電源となる。整流器１４０はブリッジ形全波整流回路１４１及びフィルタ用コンデンサ１４２を有し（図４参照）、ブリッジ形全波整流回路１４１は電源保護制御装置１３０の出力端１３２に接続されて第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2を受電して全波整流を行い、第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2が直流電圧に整流され、フィルタ用コンデンサ１４２はブリッジ形全波整流回路１４１に接続されて濾波を行い、直流電圧の調波成分が濾波され、ブリッジ形全波整流回路１４１はフィルタ用コンデンサ１４２を介して直流電圧Ｖdcをアンプ１５０に出力する。
【００１６】
さらに、アンプ１５０は音声隔離装置１１０及び整流器１４０に接続され、アンプ１５０は音声隔離信号Ｓa_isoを受信すると共に直流電圧Ｖdcを受電し、アンプ１５０は音声隔離信号Ｓa_isoの増幅に使用され、且つアンプは増幅信号Ｓampを出力装置１６０に出力して音声データを再生する（図１及び図４参照）。
【００１７】
本考案は、音声隔離装置１１０の音源入力端及びアンプ１５０が隔離されることで、交流短絡が発生する危険性を回避する。このため、住宅用給電は変圧器を利用して電圧を低下できず、整流器１４０により整流及び濾波が行われた後にアンプ１５０に供給されて使用され、変圧器を有しないパワーアンプ１００の変換効率が大幅に向上し、回路全体の体積及び重量が減少する。
【００１８】
（第２実施形態）
図５は本考案の第２実施形態による変圧器を有しないパワーアンプ１００を示すブロック図である。第１実施形態との差異は、変圧器を有しないパワーアンプ１００が出力保護装置１７０と、直流サーボ１８０と、電磁干渉隔離装置１９０とをさらに備え、出力保護装置１７０はアンプ１５０、出力装置１６０及び電源保護制御装置１３０に接続され、直流サーボ１８０はアンプ１５０に接続され、電磁干渉隔離装置１９０は電源保護制御装置１３０及び位相検出器１２０に接続される点である。
【００１９】
図５及び図６に示すように、出力保護装置１７０は第二電流検出ユニット１７１、第三比較器１７２、第三リレー１７３及び第四比較器１７４を有し、第二電流検出ユニット１７１は第二電流入力端１７１ａと、第二電流出力端１７１ｂと、第二検出電圧出力端１７１ｃとを含む。第二電流入力端１７１ａはアンプ１５０に接続されて増幅信号Ｓampを受信し、第二電流出力端１７１ｂは増幅信号Ｓampを出力し、第二検出電圧出力端１７１ｃは第二検出電圧Ｖdet2を出力する。本実施形態では、第二電流検出ユニット１７１はホール素子であり、第二電流検出ユニット１７１は通過する電流の検出により第二検出電圧Ｖdet2を発生し、通過する電流の大きさの測定を行い、第三比較器１７２は第二検出電圧Ｖdet2及び第二参考電圧Ｖref2を受電して比較を行って第二比較信号Ｓcom2を出力し、第二参考電圧Ｖref2は回路の定格電流の大きさに合わせて設置される。第二検出電圧Ｖdet2が第二参考電圧Ｖref2より大きくない場合、第二電流検出ユニット１７１を通過する電流が回路の定格電流より大きくないことを示し、第三比較器１７２が出力する第二比較信号Ｓcom2が低電位に低下される。反対に、第二検出電圧Ｖdet2が第二参考電圧Ｖref2より大きい場合、第二電流検出ユニット１７１を通過する電流が回路の定格電流より大きいことを示し、第三比較器１７２が出力する第二比較信号Ｓcom2が高電位に上昇される。
【００２０】
続いて、第四比較器１７４は増幅信号Ｓamp及び第二参考電圧Vref2を受信して比較を行って第三比較信号Ｓcom3を第三比較器１７２に出力し、第三比較器１７２は第三比較信号Ｓcom3及び第二参考電圧Ｖref2の比較を行う（図６参照）。増幅信号Ｓampが直流バイアスを発生して出力装置１６０に対して損壊を与える場合、増幅信号Ｓampが第二参考電圧Ｖref2より大きく、第三比較信号Ｓcom3が高電位に上昇され、さらに第三比較器１７２が出力する第二比較信号Ｓcom2が高電位に上昇されて第三リレー１７３が作動する。第三リレー１７３は第三コイル１７３ａ、第三共通接続端１７３ｂ、ノーマルクローズ端１７３ｃ及びノーマルオープン端１７３ｄを有し、第三コイル１７３ａの一端は第二比較信号Ｓcom2を受信し、第三コイル１７３ａの他端は接地され、第三共通接続端１７３ｂは第二リレー１３６ａの第二コイル１３６ｃに接続され、第二比較信号Ｓcom2は第三コイル１７３ａの制御に使用され、第三共通接続端１７３ｂはノーマルクローズ端１７３ｃ或いはノーマルオープン端１７３ｄに短絡接続される。本実施形態によれば、ノーマルクローズ端１７３ｃは接地され、ノーマルオープン端１７３ｄは浮動接続される。
【００２１】
なお、第三比較器１７２が出力する第二比較信号Ｓcom2は低電位であり、第二電流検出ユニット１７１を通過する電流が定格電流を超過せず、且つ増幅信号Ｓampが直流バイアスを有しない場合、第三リレー１７３が作動せず、第三共通接続端１７３ｂがノーマルクローズ端１７３ｃに短絡接続され、第二リレー１３６ａの第二コイル１３６ｃが接地されて正常に動作する。反対に、第三比較器１７２が出力する第二比較信号Ｓcom2が高電位であり、第二電流検出ユニット１７１を通過する電流が定格電流を超過し、或いは増幅信号Ｓampが直流バイアスを有する場合、第三リレー１７３の第三共通接続端１７３ｂがノーマルオープン端１７３ｄに短絡接続されるように切り換えられ、第二リレー１３６ａの第二コイル１３６ｃが浮動接続されてオフになり、さらに第一交流住宅用給電Vac1が第二リレー１３６ａを介して電源を整流器１４０及びアンプ１５０に供給せず、アンプ１５０がオフになって増幅信号Ｓampが出力装置１６０を損壊するのを回避する。
【００２２】
直流サーボ１８０はオペアンプ１８１、キャパシタ１８２、ダイオード群１８３、入力抵抗器１８４及び出力抵抗器１８５を有する（図５及び図７参照）。オペアンプ１８１は第二陽極端１８１ａと、第二陰極端１８１ｂと、第二出力端１８１ｃとを備え、キャパシタ１８２の一端は第二陰極端１８１ｂに接続され、キャパシタ１８２の他端は第二出力端１８１ｃに接続され、ダイオード群１８３はオペアンプ１８１の第二陰極端１８１ｂ及び第二陽極端１８１ａに接続され、入力抵抗器１８４の一端はアンプ１５０の信号出力端１５３に接続され、入力抵抗器１８４の他端は第二陰極端１８１ｂに接続され、オペアンプ１８１は入力抵抗器１８４を介して増幅信号Ｓampを受信する。出力抵抗器１８５の一端は第二出力端１８１ｃに接続され、出力抵抗器１８５の他端はアンプ１５０の陰極端１５２に接続され、オペアンプ１８１は出力抵抗器１８５により帰還信号Ｓfをアンプ１５０に出力する。アンプ１５０が正の直流を含む増幅信号Ｓampを出力する場合、オペアンプ１８１が負の直流を含む帰還信号Ｓfをアンプ１５０の陰極端１５２に出力し、アンプ出力の増幅信号Ｓampが負の直流方向に調整される。この原理によりフィードバックを反復した後に増幅信号Ｓampをゼロ直流にする目的を達成し、増幅信号Ｓampが誘導性負荷の出力装置１６０を損壊するのを回避する。
【００２３】
図５及び図８に示すように、電磁干渉隔離装置１９０は位相検出器１２０及び電源保護制御装置１３０に接続され、位相検出器１２０及び電源保護制御装置１３０は電磁干渉隔離装置１９０を介して第一交流住宅用給電Ｖac1及び第二交流住宅用給電Ｖac2を受電して電磁干渉を隔離した後に位相検出器１２０及び電源保護制御装置１３０に伝送し、アンプ１５０が正弦波に近い交流電源を受電して、電源の干渉による音声信号に対する影響を減少する。
【００２４】
（第３実施形態）
図９は本考案の第３実施形態による変圧器を有しないパワーアンプ１００を示すブロック図である。第１実施形態との差異は、変圧器を有しないパワーアンプ１００が音声隔離装置１１０及びアンプ１５０に接続される前置増幅器２００をさらに備え、前置増幅器２００は音声隔離信号Ｓa_isoに対して前置処理を行うと共に音声隔離信号Ｓa_isoをアンプ１５０に出力する点である。前置増幅器２００は移動式カラオケシステム、放送システム、テレビ会議システム、オーディオミキサー、イコライザー、デジタルイコライザー、重低音、プリアンプ或いはデコーダーである。
【００２５】
従って、本明細書に開示された実施形態は、本考案を限定するものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって本考案の思想と範囲が限定されるものではない。本考案の範囲は実用新案登録請求の範囲により解釈すべきであり、それと同等の範囲内にある全ての技術は、本考案の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。
【符号の説明】
【００２６】
１００：変圧器を有しないパワーアンプ、
１１０：音声隔離装置、
１１１：フォトカプラ素子、
１１１ａ：入力側、
１１１ｂ：出力側、
１１２：電圧−電流変換器、
１１３：電流−電圧変換器、
１２０：位相検出器、
１２１：第一比較器、
１２１ａ：第一陽極端、
１２１ｂ：第一陰極端、
１２１ｃ：第一出力端、
１２２：第一ダイオード、
１２３：第二ダイオード、
１２４：第三ダイオード、
１２５：第四ダイオード、
１３０：電源保護制御装置、
１３１：入力端、
１３２：出力端、
１３３：第一制御ユニット、
１３３ａ：第一リレー、
１３３ｂ：第一バッファー、
１３３ｃ：第一コイル、
１３３ｄ：第一共通接続端、
１３３ｅ：第一出力端、
１３４：第一電流検出ユニット、
１３４ａ：第一電流入力端、
１３４ｂ：第一電流出力端、
１３４ｃ：第一検出電圧出力端、
１３５：第二比較器、
１３６：第二制御ユニット、
１３６ａ：第二リレー、
１３６ｂ：第二バッファー、
１３６ｃ：第二コイル、
１３６ｄ：第二共通接続端、
１３６ｅ：第二出力端、
１４０：整流器、
１４１：ブリッジ形全波整流回路、
１４２：フィルタ用コンデンサ、
１５０：アンプ、
１５１：陽極端、
１５２：陰極端、
１５３：信号出力端、
１６０：出力装置、
１７０：出力保護装置、
１７１：第二電流検出ユニット、
１７１ａ：第二電流入力端、
１７１ｂ：第二電流出力端、
１７１ｃ：第二検出電圧出力端、
１７２：第三比較器、
１７３：第三リレー、
１７３ａ：第三コイル、
１７３ｂ：第三共通接続端、
１７３ｃ：ノーマルクローズ端、
１７３ｄ：ノーマルオープン端、
１７４：第四比較器、
１８０：直流サーボ、
１８１：オペアンプ、
１８１ａ：第二陽極端、
１８１ｂ：第二陰極端、
１８１ｃ：第二出力端、
１８２：キャパシタ、
１８３：ダイオード群、
１８４：入力抵抗器、
１８５：出力抵抗器、
１９０：電磁干渉隔離装置、
２００：前置増幅器、
Ｓa：音声信号、
Ｓa_iso：音声隔離信号、
Ｖac1：第一交流住宅用給電、
Ｖac2：第二交流住宅用給電、
Ｐcom：位相比較信号、
Ｖdc：直流電圧、
Ｓamp：増幅信号、
ＣGND：住宅用給電接地端、
Ｖdet1：第一検出信号、
Ｖref1：第一参考電圧、
Ｓcom1：第一比較信号、
Ｖdet2：第二検出電圧、
Ｖref2：第二参考電圧、
Ｓcom2：第二比較信号、
Ｓcom3：第三比較信号、
Ｓf：帰還信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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