(57)【要約】【課題】始動時に出力端に異常がある場合における電力増幅回路内のパワー・トランジスタの破壊を防止する。【解決手段】入力信号を増幅して出力する電力増幅回路１と、電力増幅回路を動作させるためのバイアス電圧を発生するバイアス発生回路２とを備え、バイアス発生回路の起動により装置を始動させるようにした増幅装置において、バイアス発生回路の起動時に、装置の出力端における電圧が異常である場合、バイアス発生回路の動作を停止させるバイアス停止手段１１、１２、１４を設ける。さらに、バイアス停止手段は、バイアス発生回路の動作停止を、電力増幅回路が起動する前に行うようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅して出力する電力増幅回路と、前記電力増幅回路を動作させるためのバイアス電圧を発生するバイアス発生回路とを備え、前記バイアス発生回路の起動により装置を始動させるようにした増幅装置において、
前記バイアス発生回路の起動時に、装置の出力端における電圧が異常である場合、前記バイアス発生回路の動作を停止させるバイアス停止手段を具備することを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
前記バイアス停止手段は、前記バイアス発生回路の動作停止を、前記電力増幅回路が起動する前に行うものであることを特徴とする請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記バイアス発生回路の起動時に装置の出力端における電圧が異常でない場合、前記バイアス停止手段によるバイアス発生回路の動作停止機能が働かないようにするバイアス停止不能化手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の増幅装置。
【請求項４】
前記バイアス停止不能化手段は、装置からの出力が開始されたときに、前記バイアス停止手段による動作停止機能が働かないようにするものであることを特徴とする請求項３に記載の増幅装置。
【請求項５】
前記バイアス停止不能化手段は、前記バイアス電圧が所定の値を超えたときに、前記バイアス停止手段による動作停止機能が働かないようにするものであることを特徴とする請求項３に記載の増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載用のオーディオ・パワー・アンプにおいて、始動に際しては、外部からの始動信号に基づき、電力増幅回路を動作させるためのバイアス電圧が立ち上がり、これに応じて電力増幅回路が起動するようにしている。主電源を直接オン・オフすることなく、コンソール・パネル上のスイッチやエンジン・キー等の操作に基づいてアンプの始動を行うことができるようにするためである（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
なお、急激な過渡現象を伴うことなく、アンプが非動作状態から動作状態へ緩やかに立ち上がるように、バイアス電圧の立ち上げは穏やかに行われるようになっている。急激に立ち上がる場合に発生するスピーカからの不快なポップ音（過渡衝撃音）を防止するためである。
【０００４】
図６は、このような従来のオーディオ・パワー・アンプにおける始動時の動作を示す。外部からの始動信号が付与されると、これに応じ、電力増幅回路を動作させるためのバイアス電圧を発生させるバイアス発生回路が起動し（ステップ５１）、バイアス電圧の立ち上りが開始する（ステップ５２）。このとき、出力端における電圧が異常か否かが検出される（ステップ５３）。異常が検出された場合には、出力用のパワー・トランジスタを遮断して、出力短絡による破壊から電力増幅回路を保護するための保護回路が働く。
【０００５】
その後、バイアス電圧が立ち上がり、小信号回路が起動し、電力増幅回路が順次起動する（ステップ５４）。その後、上述のステップ５３における検出結果が正常であれば、保護回路は働いていないので、出力トランジスタが起動し、入力信号に応じた増幅信号の出力が開始される（ステップ５６）。ステップ５３における検出結果が異常であれば、保護回路の働きにより、出力トランジスタは起動することはなく、出力は開始されない（ステップ５７）。
【特許文献１】特開平１０−２６１９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来のオーディオ・パワー・アンプによれば、バイアス電圧の発生時に出力端に異常がある場合、保護回路の働きにより出力トランジスタは遮断されるが、バイアス電圧はそのまま立ち上がり、電力増幅回路は起動することになるので、電力増幅回路内に大電流が流れてしまい、パワー・トランジスタの破壊を引き起こすおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、オーディオ・パワー・アンプにおいて、始動時に出力端に異常がある場合における電力増幅回路内のパワー・トランジスタの破壊を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る増幅装置は、入力信号を増幅して出力する電力増幅回路と、電力増幅回路を動作させるためのバイアス電圧を発生するバイアス発生回路とを備え、バイアス発生回路の起動により装置を始動させるようにした増幅装置において、バイアス発生回路の起動時に、装置の出力端における電圧が異常である場合、バイアス発生回路の動作を停止させるバイアス停止手段を具備することを特徴とする。
【０００９】
ここで、増幅装置としては、たとえば、車載用のオーディオ・パワー・アンプが該当する。出力端における電圧が異常となる場合としては、たとえば、出力端子が誤ってアースや電源電圧に接続された場合が該当する。
【００１０】
この構成において、装置の始動に際しては、バイアス発生回路が起動され、これによってバイアス電圧が立ち上がり、電力増幅回路が起動する。その際、バイアス発生回路の起動時に、装置の出力端における電圧が短絡等の理由により異常である場合、従来、出力トランジスタを保護するため、出力トランジスタを遮断するようにしているが、バイアス電圧はそのまま立ち上がってゆき、電力増幅回路が起動することになるので、電力増幅回路内のパワー・トランジスタを破壊するおそれがあった。しかし本発明では、バイアス発生回路の起動時に、装置の出力端における電圧が異常である場合、バイアス停止手段によってバイアス発生回路の動作を停止させるようにしたため、パワー・トランジスタの破壊は防止される。
【００１１】
第２の発明に係る増幅回路は、第１発明において、バイアス停止手段は、前記バイアス発生回路の動作停止を、電力増幅回路が起動する前に行うものであることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明に係る増幅装置は、第１又は第２発明において、バイアス発生回路の起動時に装置の出力端における電圧が異常でない場合、バイアス停止手段によるバイアス発生回路の動作停止機能が働かないようにするバイアス停止不能化手段を有することを特徴とする。
【００１３】
第４の発明に係る増幅装置は、第３発明において、バイアス停止不能化手段は、装置からの出力が開始されたときに、前記バイアス停止手段による動作停止機能が働かないようにするものであることを特徴とする。
【００１４】
第５の発明に係る増幅装置は、第３発明において、バイアス停止不能化手段は、前記バイアス電圧が所定の値を超えたときに、バイアス停止手段による動作停止機能が働かないようにするものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、バイアス発生回路の起動時に、装置の出力端における電圧が異常である場合、バイアス停止手段によってバイアス発生回路の動作を停止させるようにしたため、電力増幅回路におけるパワー・トランジスタの破壊を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るオーディオ・パワー・アンプを示すブロック図である。同図に示すようにこのアンプは、入力信号を増幅して出力する電力増幅回路１と、電力増幅回路１を動作させるためのバイアス電圧を発生するバイアス発生回路２とを備え、電力増幅回路１に対して主電源が供給されている待機状態において、バイアス発生回路２を起動させ、バイアス電圧を立ち上げることによって始動するようになっている。
【００１７】
このアンプはさらに、外部からの始動信号等に基づいてバイアス発生回路２の起動を制御する起動制御回路１１、アンプ（電力増幅回路１）の出力端における電圧が異常かどうかを検出する異常検出回路１２、アンプが出力を開始したかどうかを確認するための出力確認回路１３、並びに、異常検出回路１２及び出力確認回路１３の出力に基づき起動制御回路１１を介してバイアス電圧の発生を許容し又は停止させるバイアス制御回路１４を備える。
【００１８】
起動制御回路１１は、バイアス制御回路１４からの入力信号がハイレベルの場合には、始動信号に基づくバイアス発生回路２の起動を行うが、バイアス制御回路１４からの入力信号がローレベルの場合にはバイアス発生回路２の起動を停止する。異常検出回路１２はアンプの出力端における電圧が所定の範囲内であれば、正常である旨を示すハイレベル信号を出力し、所定の範囲内でなければ、異常である旨を示すローレベル信号を出力する。出力確認回路１３は、電力増幅回路１の出力トランジスタが起動しているためにアンプから出力が行われていればハイレベル信号を出力し、出力トランジスタが起動していないためにアンプから出力が行われていなければローレベル信号を出力する。
【００１９】
図２はバイアス制御回路１４の構成を示す回路図である。バイアス制御回路１４は、異常検出回路１２の出力に基づき、起動制御回路１１によるバイアス発生回路２の起動を許容し、又は停止させるバイアス停止回路１４ａを有する。また、出力確認回路１３の出力に基づき、バイアス停止回路１４ａによるバイアス発生回路２の起動を停止させる機能を不能化するバイアス停止不能化回路１４ｂを有する。
【００２０】
バイアス停止回路１４ａは、ベースが抵抗Ｒ２を介して５[Ｖ]電源に接続され、コレクタがダイオードＤ１及び抵抗Ｒ３を介して起動制御回路１１に接続され、エミッタが異常検出回路１２に接続されたｎｐｎ型トランジスタＱ１を有する。エミッタはまた、プルアップ抵抗Ｒ１を介して５Ｖ電源に接続されている。ダイオードＤ１はカソード側がコレクタに接続されている。
【００２１】
トランジスタＱ１が５[Ｖ]電源によりオン状態にある場合、異常検出回路１２からのハイレベル又はローレベルの出力信号はそのまま、トランジスタＱ１を介し、起動制御回路１１に対して供給されることになる。したがって、アンプの出力端における電圧が正常であればバイアス発生回路１４によるバイアス電圧の発生は許容されるが、異常であるときはバイアス電圧の発生は停止されることになる。
【００２２】
バイアス停止不能化回路１４ｂは、出力確認回路１３の出力に基づき、トランジスタＱ１のベース電圧を制御するｎｐｎ型のトランジスタＱ２及びＱ３を有する。トランジスタＱ２のベースは出力確認回路１３に接続され、コレクタは５[Ｖ]電源に接続されている。エミッタは、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ３のベースに接続され、また、抵抗Ｒ５を介してグランドに接続されている。トランジスタＱ３のコレクタはトランジスタＱ１のベースに接続され、エミッタはグランドに接続されている。
【００２３】
出力確認回路１３の出力がローレベルのとき、トランジスタＱ２及びＱ３はオフ状態であるが、出力確認回路１３の出力がハイレベルになると、トランジスタＱ２はオン状態となり、これによってトランジスタＱ３もオン状態となるので、トランジスタＱ１はオフ状態となる。したがって、アンプの出力が開始され、出力確認回路１３の出力がハイレベルになると、バイアス停止回路１４ａを介した、バイアス発生回路２の起動を停止させる機能が働かなくなる。
【００２４】
図３は図１のアンプの始動時におけるバイアス電圧の立ち上りを示すグラフである。図４は図１のアンプの始動時における動作を示す。時刻Ｔ０において、図１のアンプが搭載されている車両のキー操作や、操作パネル上のスイッチの押下により始動信号が発せられると、これに応じて、起動制御回路１１によりバイアス発生回路２が起動するとともに、異常検出回路１２や、小信号回路が起動し、バイアス電圧の立ち上りが開始する（ステップ２１、２２）。このとき異常検出回路１２は、アンプの出力端における電圧が異常か否かを検出する（ステップ２３）。
【００２５】
アンプの出力端における電圧が正常である場合には、異常検出回路１２の出力はハイレベルとなり、トランジスタＱ１を介して起動制御回路１１にはハイレベルが入力されるので、起動制御回路１１はバイアス発生回路２の起動を停止することはない。したがってその後、バイアス電圧は上昇してゆき、時刻Ｔ１においてバイアス電圧がＶｔｈ１に達すると、電力増幅回路が起動する（ステップ２４）。
【００２６】
さらに時刻Ｔ２において、バイアス電圧がＶｔｈ２に達すると、電力増幅回路の出力トランジスタが起動して、増幅された信号がアンプから出力されるようになる（ステップ２５）。また、出力トランジスタの起動に応じて、出力確認回路１３はハイレベルを出力する。これによって、トランジスタＱ２及びＱ３がオン状態とり、トランジスタＱ１はオフ状態となるので、バイアス停止回路１４ａは遮断される。つまり、バイアス停止回路１４ａを介したバイアス電圧の停止機能は働かなくなる（ステップ２６）。その後、出力トランジスタが起動している限り、この状態は維持され、起動制御回路１１は、異常検出回路１２の出力に基づいてバイアス発生回路２の動作を停止することはない。
【００２７】
一方、ステップ２３の検出に際し、アンプの出力端における電圧が異常である旨が検出された場合には、異常検出回路１２はローレベルを出力するので、トランジスタＱ１のエミッタがローレベルとなり、したがってコレクタ側もローレベルとなるので、起動制御回路１１はバイアス発生回路２の動作を停止させる（ステップ２７）。この停止は、バイアス電圧がＶｔｈ１に達する以前に行われるので、電力増幅回路１が起動することはない。したがって、電力増幅回路１内のパワー・トランジスタが破壊されるのを防止することができる。
【００２８】
図５は本発明の他の実施形態に係るオーディオ・パワー・アンプにおけるバイアス制御回路１４の構成を示す回路図である。同図において、図２のものと同様の要素については同一の符号を付してある。図５の回路は、図２のものにおいて、トランジスタＱ２及び出力確認回路１３を除去し、バイアス電圧４１を抵抗Ｒ６及びＲ４を介してトランジスタＱ３のベースに印加するようにしたものである。オーディオ・パワー・アンプにおける他の構成は、図１のものの場合と同様である。
【００２９】
この場合、図４の動作とは、ステップ２６における動作のみが異なる。すなわち、バイアス電圧が所定の値を超えたときに、トランジスタＱ３がオン状態となり、バイアス停止回路１４ａは遮断される。その後、バイアス電圧が前記所定の値を超えている限り、この状態は維持され、起動制御回路１１は、異常検出回路１２の出力に基づいてバイアス発生回路の動作を停止させることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るオーディオ・パワー・アンプを示すブロック図である。
【図２】図１のオーディオ・パワー・アンプにおけるバイアス制御回路の構成を示す回路図である。
【図３】図１のオーディオ・パワー・アンプの始動時におけるバイアス電圧の立ち上りを示すグラフである。
【図４】図１のアンプの始動時における動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に係るオーディオ・パワー・アンプにおけるバイアス制御回路の構成を示す回路図である。
【図６】従来のオーディオ・パワー・アンプにおける始動時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１：電力増幅回路、２：バイアス発生回路、１１：起動制御回路、１２：異常検出回路、１３：出力確認回路、１４：バイアス制御回路、４１：バイアス電圧、Ｄ１：ダイオード、Ｑ１〜Ｑ３：トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ６：抵抗。
【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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