KR100309407B1 - 보호 회로 - Google Patents
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Abstract
전력 증폭기(1)의 보호회로는 전력 증폭기(1)의 최대출력전류를 제한하여, 전력 증폭기(1)의 보상 캐패시터(C1, C2, C3)를 신속히 재충전함으로써 전력 증폭기(1)의 과대-여기시 전력 증폭기(1)에서의 전력 드레인량 및 지속기간을 제한하는데에 적합하다.
Description
갑작스런 전압변화가 전력 증폭기의 출력단자상에 나타날 때, 전력 증폭기는 과대-여기(over-excite)되어, 전력 증폭기의 모든 보상 캐패시터가 출력단자상에 나타나는 새로운 전압으로 재충전될 때까지 최대출력전류 및 전력손실을 일으킨다. 이는 전력 증폭기를 파괴시킬 수 있다.
종래에는, 저항기를 증폭기의 전력 트랜지스터와 직렬로 상호연결하여 전력 증폭기의 전류를 제한하였다. 그런 저항기의 전류가 충분히 높게 될때, 트랜지스터는 도통하게 되어, 구동전류가 전력 트랜지스터를 통해 분로(shunt)된다. 이런 직렬 저항기에 따른 문제점은 정상상태동안 항시 쉽게 입수할 수 없는 여분의 오버헤드(overhead) 전압을 필요로한다는 것이다.
본 발명은 보호 회로에 관한 것으로써, 특히 예를 들어 뇌격으로 야기된 관련 전화라인상의 갑작스런 전압변화에 대해 가입자 라인 인터페이스 회로의 전력 증폭기를 보호하는 보호 회로에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 보호 회로의 일실시예에 따른 전력 증폭기의 도시도이다.
본 발명의 목적은 전력 증폭기의 출력전류를 그 값과 과대-여기의 경우의 지속기간(duration)으로 제한하는 것이다.
이는 일반적으로, 과대-여기시 전력 증폭기의 보상 캐패시터가 공지된 전력 증폭기에서 보다 본 발명에 따라 더욱 신속히 재충전됨으로써 달성된다.
따라서, 손상을 미치는 고출력 전류의 지속기간은 제한될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보호 회로를 가진 전력 증폭기를 도시한다. 전력 증폭기는 일반적으로 (1)로 표시되고, 2개의 입력단자(2 및 3)와 하나의 출력단자(4)를 갖는다.
통상의 방식으로, 전력 증폭기(1)는 2개의 입력단자 및 하나의 출력단자를 갖는 상호컨덕턴스 증폭기(A1)를 구비한다. 상호컨덕턴스 증폭기(A1)의 입력단자는 전력 증폭기(1)의 입력단자(2,3)에 연결됨과 동시에, 도시된 전력 증폭기의 입력단자를 구성한다. 상호컨덕턴스 증폭기(A1)의 출력단자는 적분기-결합 증폭기(F1)의 입력단자에 연결되고, 적분기-결합 증폭기(F1)의 입력단자 및 출력단자사이에는 보상 캐패시터(C1)가 연결된다.
증폭기(F1)의 출력단자는 노드(N)를 경유해서 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 제 1입력단자(5)에 연결되고, 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 나머지 입력단자(6)는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결된다.
상호컨덕턴스 증폭기(A2)는 2개의 출력단자(7 및 8)를 갖는데, 출력단자(7)는 적분기-결합 증폭기(F2)의 입력단자에 연결되고, 적분기-결합 증폭기(F2)의 입력단자 및 출력단자사이에는 보상 캐패시터(C2)가 연결되며, 적분기-결합 증폭기(F2)의 출력단자는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결된다. 증폭기(F2)의 공급 전압단자는 접지에 연결된다.
이에 대응하는 식으로, 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 출력단자(8)는 적분기-결합 증폭기(F3)의 입력단자에 연결되고, 적분기-결합 증폭기(F3)의 입력단자 및 출력단자사이에는 보상 캐패시터(C3)가 연결되며, 적분기-결합 증폭기(F3)의 출력단자는 또한 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결된다. 증폭기(F3)의 공급 전압단자는 공급전압(VBAT)에 연결된다.
전력 증폭기(1)에 포함되는 전술된 부품은, 그런 증폭기에 보통 포함되는 부품이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 보호 회로는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4) 및 와이어 연결단자(9)간에 상호연결되는 제1저항기(R1)를 구비하는데, 상세히 도시되지 않았지만, 라인 인터페이스 회로는 상기 와이어 연결 단자(9)를 통해 2-와이어 전화선(미도시)중 하나의 와이어를 공급하도록 되어 있다.
반-직렬(anti-series) 연결된 제너 다이오드(Z1 및 Z2)는 와이어 연결단자(9) 및 노드(N)간에 상호연결되고, 그 노드(N)는 증폭기(F1)의 출력단자 및 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 입력단자(5)간의 상호연결점이다.
저항기(R2)는 증폭기(F1)의 공급 전압단자 및 공급전압(VBAT)간에 상호연결된다. 더욱이, 증폭기(F1)의 공급 전압단자는 2개의 트랜지스터(T1 및 T2)의 베이스에 연결되고, 그것의 에미터는 공급전압(VBAT)에 연결된다.
트랜지스터(T1)의 콜렉터는 한편으로 증폭기(F1)의 입력단자에 연결되고, 다른 한편으로 트랜지스터(T3)의 에미터에 연결된다. 트랜지스터(T3)의 베이스는 공급전압(VBAT)에 연결되고, 이의 콜렉터는 한편으로 증폭기(F2)의 입력단자에 연결되고, 다른 한편으로 캐소드가 접지에 연결된 다이오드(D1)의 애노드에 연결된다.
트랜지스터(T2)의 콜렉터는 한편으로 증폭기(F3)의 입력단자에 연결되고, 다른 한편으로 애노드가 공급 전압(VBAT)에 연결되는 다이오드(D2)의 캐소드에 연결된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 전력 증폭기(1)의 입력단자(2 및 3)는 한편으로 제각기 각 전류 발생기(I1 및 I2)에 연결되고, 다른 한편으로 제각기 각 저항기(R3 및 R4)를 경유해서 제각기 전력 증폭기(1)의 와이어 연결단자(9) 및 출력단자(4) 에 연결된다.
정상 동작에서, 전력 증폭기(1)로부터의 출력전류는 입력전류(I1 및 I2)의 차의 증폭된 카피(copy)이다. 이런 상태에서, 와이어 연결단자(9)상의 전압은, 증폭기(F1)의 출력단자, 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 입력단자(5) 및 제너 다이오드(Z2)의 애노드간의 상호연결점인 노드(N)의 전압과 같다.
와이어 연결단자(9)상에서 전압의 갑작스런 포지티브 또는 네가티브 변화시에, 노드(N)의 전압은 갑자기 거의 변화하지 않는데, 왜냐하면 노드(N)의 전압은 증폭기(F1)의 회전율(slew rate)에 의해 제한되기 때문이다.
와이어 연결단자(9) 및 노드(N)의 전압차는 제너 다이오드(Z1 또는 Z2)의 제너 전압에 대응한다. 이런 전압차가 제너 다이오드(Z1 또는 Z2)의 제너 전압에 달할 때, 노드(N)의 전압은 와이어 연결단자(9)상의 전압변화에 의해 강제로 변화하게된다. 그러므로, 와이어 연결단자(9) 및 노드(N)의 전압차는 제너 다이오드(Z1 또는 Z2)의 제너 전압으로 일정하게 유지되어, 전력 증폭기(1)의 최대출력전류는 저항기(R1)의 저항으로 분할된 제너 전압으로 제한된다.
와이어 연결단자(9)상의 전압변화가 제너 다이오드(Z1 또는 Z2)의 제너 전압보다 크면, 노드(N)의 전압은 강제로 변화된다.
노드(N)에서의 전압의 빠른 포지티브 변화시에, 저항기(R2)를 통한 전류는 커져서 트랜지스터(T1)가 도통하기 시작한다. 이에 의해, 증폭기(F1) 양단의 캐패시터(C1)는 노드(N)에 나타나는 전압으로 신속하게 재충전된다. 같은 방식으로, 증폭기(F3) 양단의 캐패시터(C3)는 저항기(R2) 양단의 전압강하에 의해 도통하게되는 트랜지스터(T2)를 통해 재충전된다.
증폭기(F2) 양단의 캐패시터(C2)는 다이오드(D1)를 통해 재충전되지만, 이는 중요하지 않은데, 왜냐하면 증폭기(F2)는 그 공급 전압단자가 접지에 연결된다는 사실을 고려한 그 상황하에서 활동적이지 않기 때문이다.
노드(N)에서의 전압의 신속한 네가티브 변화시에, 캐패시터(C1)는 트랜지스터(T3)의 에미터를 공급전압(VBAT) 이하의 전압으로 끌어당긴다. 이에 의해, 트랜지스터(T3)는 도통되고, 캐패시터(C1)는 노드(N)에서 나타나는 전압으로 신속하게 재충전된다. 트랜지스터(T3)를 통한 캐패시터(C1)의 충전전류는 또한 캐패시터(C2)를 신속하게 재충전하는 데에 사용된다. 캐패시터(C3)는 다이오드(D2)를 경유해서 재충전되나, 이런 재충전은 중요하지 않은데, 왜냐하면 증폭기(F3)가 그 상황에서 활동적이지 않기 때문이다.
본 발명에 따른 보호 회로에 의해 전력 증폭기에 포함된 보상 캐패시터를 신속하게 재충전함으로써, 과대-여기시, 한편으로 전력 증폭기에 의해 출력될 수 있는 최대출력전류 및, 다른 한편으로 전력 증폭기가 과대-여기되어 최대출력전류를 출력하는 시간은 제한된다.
본 발명에 따르면, 출력단자(4)상에 나타나는 갑작스런 포지티브 및 네가티브 전압변화에 대해 전력 증폭기(1)를 보호하기 위한 전술된 보호 회로는 전력 증폭기(1)에 포함된 보상 캐패시터(C1, C2, C3)를 신속히 재충전하는데에 적합하다. 캐패시터(C1, C2 및 C3)를 신속하게 재충전함으로써, 전력 증폭기(1)내의 각 개별 증폭기(F1, F2 및 F3)는 제각기 보호된다. 그러므로, 전력 증폭기(1)는 각 증폭기(F1, F2 및 F3)를 보호함으로써 보호된다.
그러므로, 트랜지스터(T1)가 도통되어 전류 경로를 공급전압(VGAT)에 설정함으로써 캐패시터(C1)가 신속히 재충전된다는 점에서 증폭기(F1)는, 그 출력단자상에서, 즉 노드(N)에서 나타나는 갑작스런 포지티브 전압변화에 대해 상기 언급되었던 것에 따라 보호된다.
출력단자상에서, 즉 노드(N)에서 나타나는 갑작스런 네가티브 전압변화에 대해, 증폭기(F1)는, 트랜지스터(T3)가 도통되어 전류 경로를 다이오드(D1)를 통해 접지에 설정함으로써서 캐패시터(C1)가 재충전된다는 점에서 상기 언급되었던 것에 따라 보호된다.
일반적인 경우에, 트랜지스터(T1 및 T3)는 공지된 다른 스위치로 대체될 수 있다.
도 1에 예시된 전력 증폭기(1) 및 보호 회로의 실시예에서, 증폭기(F2 및 F3) 양자 모두는, 제각기 다이오드(D1)에 의해 접지에 설정된 전류경로 및 트랜지스터(T2)에 의해 공급전압(VBAT)에 설정된 전류경로를 경유해서 제각기 연관된 캐패시터(C2 및 C3)를 재충전함으로써 상기 언급된 것에 따라 보호된다. 증폭기(F2 및 F3)의 출력단자가 상호연결된다는 사실을 고려해서, 캐패시터(C2)는 갑작스런 네가티브 전압변화시에 재충전되는 반면에, 캐패시터(C3)는 갑작스런 포지티브 전압변화시에 재충전된다.
Claims (2)
- 증폭기(F1)의 입력단자 및 출력단자간에 상호연결된 캐패시터(C1)를 가진 증폭기(F1)에서, 상기 증폭기(F1)를 그 출력단자상에 나타나는 갑작스런 전압변화에 대해 보호하는 보호회로에 있어서,갑작스런 포지티브 전압변화시에 증폭기(F1)의 입력단자에서 제1공급 전압원(VBAT)까지 제1전류경로를 설정하는 제1 스위치(T1)와,갑작스런 네가티브 전압변화시에 증폭기(F1)의 입력단자에 제2 공급 전압원까지 제2 전류경로를 설정하는 제2 스위치(T3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 보호회로.
- 와이어 연결단자(9)를 경유해서 전화라인의 하나의 와이어를 공급하는 라인 인터페이스 회로에서 2개의 입력단자(2, 3) 및 하나의 출력단자(4)를 갖는 전력 증폭기(1)용 보호회로로서, 상기 전력 증폭기(1)는,2개의 입력단자 및 하나의 출력단자를 가진 제1 상호컨덕턴스 증폭기(A1)로서, 상기 상호컨덕턴스 증폭기(A1)의 입력단자는 전력 증폭기(1)의 입력단자를 구성하고, 상기 상호컨덕턴스 증폭기(A1)의 출력단자는 제1 증폭기(F1)의 입력 단장에 연결되며, 제1 증폭기(F1)의 입력단자 및 출력단자사이에는 제1 캐패시터(C1)가 연결되는 제1 상호컨덕턴스 증폭기(A1),2개의 입력단자(5, 6) 및 2개의 출력단자(7, 8)를 가진 제2 상호컨덕턴스 증폭기(A2)로서, 상기 제1입력단자(5)는 제1 전력 증폭기(F1)의 출력단자에 연결되고, 상기 제2 입력단자(6)는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결되는 제2 상호컨덕턴스 증폭기(A2),제2 증폭기(F2)의 입력단자 및 출력단자 사이에는 제2 캐패시터(C2)가 연결되고. 제2 증폭기(F2)의 입력단자는 제2 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 제1출력단자(7)에 연결되며, 제2 증폭기(F2)의 출력단자는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결되는 반면에, 그 공급 전압단자는 접지에 연결되는 제2 증폭기(F2)와,제3 증폭기(F3)의 입력단자 및 출력단자 사이에는 제2 캐패시터(C3)가 연결되고, 제3 증폭기(F3)의 입력단자는 제2 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 제2 출력단자(8)에 연결되며, 제3 증폭기(F3)의 출력단자는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결되는 반면에, 그 공급 전압단자는 공급전압(VBAT)에 연결되는 제3 증폭기(F3)를 구비하는 보호회로에 있어서,전력 증폭기(1)의 출력단자(4) 및 와이어 연결단자(9)간에 상호연결되는 제1저항기(R1),와이어 연결단자(9) 및 제1 증폭기(F1)의 출력단자간에 상호연결되는 2개의 반-직렬연결된 제너 다이오드(Z1, Z2)와,제1 증폭기(F1)의 공급전압단자 및 공급전압(VBAT)간에 상호 연결되는 제2 저항기(R2)를 포함하는데, 상기 공급 전압단자는 에미터가 공급전압(VBAT)에 연결되는 제1 및 2트랜지스터(T1, T2)의 베이스에 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 콜렉터는 한편으로 제1 증폭기(F1)의 입력단자에, 다른 한편으로 제3 트랜지스터(T3)의 에미터에 연결되며, 제3 트랜지스터(T3)의 베이스는 공급전압(VBAT)에 연결되고, 제3 트랜지스터(T3)의 콜렉터는 한편으로 제2 증폭기(F2)의 입력단자에, 다른 한편으로 캐소드가 접지에 연결되는 제1 다이오드(D1)의 애노드에 연결되는 반면에, 제2 트랜지스터(T2)의 콜렉터는 한편으로 제3 증폭기(F3)의 입력단자에, 다른 한편으로 애노드가 공급전압(VBAT)에 연결되는 제2 다이오드(D2)의 캐소드에 연결되는 것을 특징으로 하는 보호회로.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |