KR100690772B1 - 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치 및 방법 - Google Patents

휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대단말기의 2 단계 전력증폭기에 높은 전압과 낮은 전압이 반복 스위칭 됨으로 발생되는 역전압에 의하여 복구 불가능한 하드데미지가 발생되지 않도록 하는 것으로, 휴대단말기가 무선 송신하는 통신신호를 높은 전력으로 증폭 출력하는 경우에 제1 에프이티를 온 상태로 제어하고, 배터리의 공급전압을 전력증폭기에 높은 레벨의 동작전원으로 인가하여 상기 전력증폭기가 하이게인 모드로 동작하도록 하고, 통신신호를 낮은 전력으로 전환하여 증폭 출력하는 경우에 상기 제1 에프이티를 오프 상태로 제어하고, 디시디시부를 온 상태로 제어하여 제어된 낮은 레벨의 동작전원이 인덕터에 의하여 충방전되고 컨덴서에서 맥류성분이 제거되어 상기 전력증폭기에 인가되므로 로우게인 모드로 동작하도록 하며, 상기 모드 전환과정에서 인덕터로부터 발생하는 역전압이 설정된 소정 전압레벨보다 높으면 제1 다이오드에 의하여 배터리로 바이패스하므로 제거하고, 상기 발생하는 역전압이 설정된 소정의 마이너스 전압보다 낮으면 제2 다이오드에 의하여 접지로 바이패스하므로 제거하는 구성으로 이루어지므로, 높은 레벨의 역전압을 다이오드로 바이패스하여, 복구 불능의 하드 데미지 발생을 방지하는 효과가 있다.

Description

휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치 및 방법{METHODS AND APPARATUS' OF PROTECTING DC/DC POWER SUPPLIER FOR MOBILE PHONE}
도1 은 종래 휴대단말기의 전력증폭기 동작전원 공급장치 기능 구성도,
도2 는 본 발명 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치 기능 구성도,
도3 은 본 발명 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법 순서도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **
100 : 전력증폭기 110 : 제1 에프이티 120 : 컨덴서
130 : 인덕터 140 : 제1 다이오드 150 : 제2 다이오드
160 : 디시디시부 170 : 제2 에프이티 180 : 제3 에프이티
190 : 스위칭 제어부
본 발명은 휴대단말기의 전력증폭기에 동작전원을 공급하는 전원공급장치의 보호에 관한 것으로, 특히, 높은 전압과 낮은 전압의 반복 스위칭에 의하여 발생되는 역전압이 전원장치에 인가되어 복구 불가능한 하드데미지를 발생하지 않도록 방 지하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치 및 방법에 관한 것이다.
이동통신용 휴대단말기(MS: MOBILE STATION)는, 가입 등록된 시스템의 해당 기지국(RAN: RADIO ACCESS NETWORK)이 형성하는 서비스 영역(SERVICE AREA) 안을 자유롭게 이동하면서 이동교환국(MSC: MOBILE SWITCHING CENTER)의 감시와 제어와 스위칭(SWITCHING)에 의하여 설정된 통신경로를 경유하고, 언제 어디서나 원하는 상대방과 즉시 무선접속하여 통신하는 것으로, 개인이 항상 직접 휴대하면서 이동하는 첨단 무선통신장비 이다.
상기 기지국(RAN)이 형성하는 서비스 영역의 셀(CELL) 크기는 한정되므로, 다수의 기지국(RAN)을 일정한 간격으로 연속 배치하여 전체 서비스 영역을 넓히고, 상기와 같이 넓어진 서비스 영역 안을 이동하면서 선택된 상대방과 무선접속하여 통신하는 것이 셀룰러(CELLULAR) 이동통신 시스템이며, 한정된 주파수 자원을 이용하여 다수 휴대단말기가 동시에 채널을 점유하고 무선통신하도록 하는 기술 중에 하나가 코드분할다중접속(CDMA) 방식이다.
상기 코드분할다중접속(CDMA) 방식 이동통신 시스템은, 시스템 운용 특성상, 서비스 영역 안에 위치한 다수 휴대단말기(MS)의 출력신호를, 해당 기지국(RAN)에서 동일한 레벨(LEVEL)로 수신하여야 한다.
즉, 휴대단말기가 서비스 영역 안에서 기지국과 가까운 위치에 있는 경우는 출력전력의 레벨을 낮추도록 제어하고, 기지국과 먼 위치에 있는 경우는 출력전력의 레벨을 높이도록 제어하므로, 서비스 영역 안에서의 휴대단말기 위치에 관계없이 기지국은 항상 일정한 레벨의 신호를 수신하며, 상기 출력전력 제어는 기지국으 로부터 출력되는 PDM(PULSE DENSITY MODULATION) 신호에 의하여 이루어진다.
상기 휴대단말기는 출력전력을 제어하기 위한 것으로, 출력전력 증폭단을 구성하는 전력증폭기의 증폭율 또는, 게인(GAIN)을 원격으로 자동 제어하는 방식을 이용하고, 상기 게인 조정 방식 중에는 2단계(TWO STAGE) 전력증폭기(PA : POWER AMPLIFIER)를 이용하여 하이게인(HIGH GAIN) 모드(MODE)와 로우게인(LOW GAIN) 모드를 선택하는 방식이 있다.
상기 2단계 전력증폭기는, 동작전원(Vcc)을 2단계로 제어하여 공급하는 것으로, 일 예로, 하이게인 모드로 동작시키는 경우는 높은 레벨의 동작전원을 인가하고, 로우게인 모드로 동작시키는 경우는 낮은 레벨의 동작전원을 인가한다.
상기 2 단계 전력증폭기에, 높거나 낮은 레벨의 동작전원을 공급하는 전원부는 반복되는 스위칭에 의하여 순간적으로 높은 역기전력 또는 역전압이 반복 인가되므로 오랜 사용에 의하여 복구 불가능한 하드 데미지(HARD DAMAGE)를 발생하는 문제가 있다.
따라서, 상기 휴대단말기 전력증폭기에 동작전원을 공급하는 전원부를 역전압에 의한 하드 데미지 발생으로부터 보호하는 기술개발의 필요가 있다.
이하, 종래 기술에 의한 휴대단말기 전력증폭기의 동작전원 공급장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1 은 종래 기술에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 동작전원 공급장치 기능 구성도 이다.
상기 첨부된 도1을 참조하면, 휴대단말기의 송신신호 전력을 증폭 출력하는 전력증폭단의 전력증폭기(PA: POWER AMP)(10)는 2단 전력증폭기로, 높은 레벨의 동작전원(Vcc)이 인가되면 하이게인(HIGH GAIN) 모드(MODE)로 동작하여, 입력되는 신호를 높은 전력(HIGH POWER)으로 증폭 출력하고, 낮은 레벨의 동작전원(Vcc)이 인가되면 로우게인(LOW GAIN) 모드로 동작하여, 상기 입력되는 신호를 낮은 전력(LOW POWER)으로 증폭하여 출력한다.
상기 전력증폭기(10)에 공급되는 하이게인 모드의 동작전원(Vcc)은, 휴대단말기 전체에 동작전원을 공급하는 배터리의 3.7 볼트(V) 공급전압(Vcc)을 제1 에프이티(FET)(20)를 통하여 공급하는 것이고, 로우게인의 동작전원(Vcc)은, 디시디시부(50)에서 상기 3.7 볼트(V)의 공급전압(Vcc)을 인가 받고 스위칭(SWITCHING)하여 출력되는 1.5 볼트(V)의 낮은 전압이 인덕터(L)(40)에 인가되어 충방전 상태로 출력되는 것이다.
상기 디시디시부(50)는, 입력되는 3.7 볼트의 공급전압(Vcc)을 직렬로 연결되는 제2 에프이티(60)와 제3 에프이티(70)에 인가하고, 스위칭 제어부(80)의 온/오프(ON/OFF) 제어에 의하여 설정된 사이클(CYCLE)과 듀티(DUTY)의 제어신호가 상기 제2 에프이티(60)와 제3 에프이티(70)의 게이트(GATE) 단자에 인가되어 상기 제2 에프이티(60)와 제3 에프이티(70)의 접점(SWITCH POINT)에서 1.5 볼트(V)의 공급전압(Vcc)을 출력한다.
상기 스위칭 제어부(80)로부터 출력되는 온/오프 제어신호의 사이클(CYCLE)과 듀티(DUTY) 값이 변경되면, 상기 접점(SWITCH POINT)에서 출력되는 전압의 레벨이 바뀌게 된다.
또한, 상기 스위칭제어부(80)는, 상기 제1 에프이티(20)의 게이트(GATE) 단자에 인가되는 온/오프 제어신호도 출력한다.
상기 인덕터(40)의 충방전에 의한 전압은, 컨덴서(30)에 인가되어 평활처리되어 맥류(RIPPLE) 성분을 제거한 후에 상기 전력증폭기(10)의 동작전원(Vcc)으로 공급된다.
상기 휴대단말기는 이동성이 보장되므로, 이동에 의하여 상기 전력증폭기(10)의 출력전력이 하이게인 모드로 동작하거나 로우게인 모드로 동작하는 과정을 수시로 반복 스위칭(SWITCHING)하고, 상기 반복되는 스위칭 과정에서, 상기 인덕터(40)의 특성에 의하여 높은 레벨의 역전압이 발생하며, 상기 역전압이 디시디시부(50)의 제2 에프이티(60)와 제3 에프이티(70)에 인가되어 하드웨어적으로 복구 불가능 상태가 되는 하드데미지(HARD DAMAGE)를 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 휴대단말기의 2 단계 전력증폭기에 동작전원을 공급하는 전원장치가 높은 전압과 낮은 전압을 스위칭하는 과정에서 발생하는 역전압이 설정된 기준 전압레벨 이상이거나 이하이면 바이패스에 의하여 제거되도록 하므로, 동작전원을 공급하는 디시디시부의 하드데미지 발생을 방지하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치 및 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 휴대단말기의 배터리 전압을 인가받고 해당 스위칭 제어에 의하여 설정된 낮은 레벨의 전압을 출력하는 디시디시부와; 상기 디시디시부의 출력단자에 접속하고 인가되는 전압을 충방전하여 평균값으로 출력하는 인덕터와; 상기 인덕터와 접지 사이에 접속되어 충방전으로 출력되는 직류전압의 맥류 성분을 제거하는 컨덴서와; 상기 디시디시부의 출력단자와 배터리 전압을 입력받는 단자 사이에 접속되어 설정된 소정레벨 이상의 역전압이 인가되면 바이패스하는 제1 다이오드와; 상기 디시디시부의 출력단자와 접지 사이에 접속되어 설정된 소정 레벨 이하의 역전압이 인가되면 바이패스하는 제2 다이오드가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 휴대단말기의 무선전송신호를 고출력으로 송신하는 경우에 제1 에프이티를 온 상태로 제어하여 전력증폭기에 높은 레벨의 동작전압을 공급하고 입력신호를 높은 레벨의 전력으로 증폭하여 출력하는 하이게인 과정과; 상기 과정의 휴대단말기가 저출력으로 무선송신하는 경우에 디시디시부를 온 상태로 제어하여 전력증폭기에 낮은 레벨의 동작전압을 공급하는 저출력과정과; 상기 과정의 낮은 레벨 동작전압에 의하여 발생하는 역전압이 디시디시부의 출력전압과 다이오드의 내부전압을 합한 전압보다 높은 레벨이면 제1 다이오드에 의하여 배터리로 바이패스하는 제1 제거과정과; 상기 과정의 낮은 레벨 동작전압에 의하여 발생하는 역전압이 다이오드의 내부전압에 의한 마이너스 전압보다 낮은 레벨이면 제2 다이오드에 의하여 접지로 바이패스하는 제2 제거과정과; 상기 과정에 의한 낮은 레벨의 동작전압을 인가받고, 입력 신호를 로우게인 모드로 전력증폭 출력하며 해당 제어에 의하여 입력신호를 고출력으로 전환 증폭하여 송신할 것인지 판단하는 로우게인 과정을 특징으로 한다.
삭제
이하, 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도2 는 본 발명에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치 기능 구성도 이며, 도3 은 본 발명에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법 순서도 이다.
상기 첨부된 도2를 참조하여 본 발명에 의한 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치를 설명하면, 이동통신용 휴대단말기가 무선 송신하는 통신신호를 높은 전력으로 증폭 출력하는 경우에 제1 에프이티(110)를 온(ON) 상태로 제어하고, 배터리(BATTERY)의 공급전압을 전력증폭기(PA)(100)에 높은 레벨의 동작전원으로 인가하여 상기 전력증폭기(100)가 하이게인(HIGH GAIN) 모드(MODE)로 동작하도록 하고, 통신신호를 낮은 전력으로 전환하여 증폭 출력하는 경우에 상기 제1 에프이티(110)를 오프(OFF) 상태로 제어하고, 디시디시부(160)를 온(ON) 상태로 제어하여 제어된 낮은 레벨의 동작전원이 인덕터(L)(130)에 의하여 충방전되고 컨덴서(C)(120)에서 맥류성분이 제거되어 상기 전력증폭기(100)에 인가되므로 로우게인(LOW GAIN) 모드로 동작하도록 하며, 상기 모드 전환과정에서 인덕터(L)로부터 발생하는 역전압이 설정된 소정 전압레벨보다 높으면 제1 다이오드(D1)(140)에 의하여 배터리로 바이패스(BYPASS)하므로 제거하고, 상기 발생하는 역전압이 설정된 소 정의 마이너스(-) 전압보다 낮으면 제2 다이오드(D2)(150)에 의하여 접지(GROUND)로 바이패스(BYPASS)하므로 제거하는 구성이다.
상기와 같은 구성을 상세히 설명하면, 이동통신용 휴대단말기의 배터리(BATTERY) 전압을 인가받고 해당 스위칭(SWITCHING) 제어에 의하여 설정된 낮은 레벨의 전압을 출력하는 것으로, 배터리의 공급전압을 소스(SOURCE) 단자로 인가받고 게이트(GATE) 단자에 인가되는 해당 제어신호에 의하여 드레인(DRAIN) 단자로 출력하는 피형(P TYPE) 제2 에프이티(FET 2)(170); 상기 제2 에프이티(170)의 드레인(DRAIN) 단자로부터 인가되는 공급전압을 소스(SOURCE) 단자로 인가받고 게이트(GATE) 단자에 인가되는 해당 제어신호에 의하여 드레인(DRAIN) 단자를 통하여 접지(GROUND)로 출력하는 엔형(N-TYPE) 제3 에프이티(180); 상기 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)의 게이트(GATE) 단자에 각각 접속하고 설정된 사이클(CYCLE)과 듀티(DUTY)로 해당 제어신호를 각각 출력하는 스위칭 제어부(190)로 이루어지는 디시디시부(160)와,
상기 디시디시부(160)의 출력단자에 접속하고 인가되는 전압을 충방전하여 평균값(AVERAGE VALUE)으로 출력하는 인덕터(L)(130)와,
상기 인덕터(130)와 접지 사이에 접속되어 충방전으로 출력되는 직류전압의 맥류(RIPPLE) 성분을 제거하는 컨덴서(C)(120)와,
상기 디시디시부(160)의 출력단자와 배터리 전압을 입력받는 단자 사이에 접속되어 설정된 소정레벨 이상의 역전압이 인가되면 바이패스하는 것으로, 인덕터(130)로부터 발생되는 역전압이 디시디시부(160)로부터 출력되는 전압과 다이오드 의 내부전압을 합한 레벨보다 큰 레벨의 전압이면 상기 역전압을 배터리로 바이패스(BYPASS)하여 디시디시부(160)의 출력단에 인가되지 않게 하는 제1 다이오드(D1)(140)와,
상기 디시디시부(160)의 출력단자와 접지 사이에 접속되어 설정된 소정 레벨 이하의 역전압이 인가되면 바이패스하는 것으로, 인덕터로부터 발생되는 역전압이 다이오드의 내부전압에 의한 마이너스(-) 레벨보다 낮은 레벨의 전압이면 상기 역전압을 접지(GROUND)로 바이패스(BYPASS)하여 디시디시부(160)의 출력단에 인가되지 않게 하는 제2 다이오드(D2)(150)와,
상기 인덕터(130)와 컨덴서(120)의 접점으로부터 인가되는 직류전압을 동작전압으로 인가받고 입력되는 신호를 로우게인(LOW GAIN) 모드(MODE)로 전력 증폭하여 출력하는 것으로, 인덕터(130)로부터 낮은 레벨의 동작전원이 공급되면 로우게인(LOW GAIN) 모드로 동작하여 입력되는 신호를 낮은 전력(LOW POWER)으로 증폭 출력하고, 상기 제1 에프이티(110)로부터 높은 레벨의 동작전원이 공급되면 하이게인(HIGH GAIN) 모드로 동작하여 입력되는 신호를 높은 전력(HIGH POWER)으로 증폭 출력하는 전력증폭기(100)와,
상기 전력증폭기(100)에 접속하고 휴대단말기의 배터리 공급전압을 해당 온 오프(ON/OFF) 제어에 의하여 높은 레벨의 동작전압으로 출력하는 제1 에프이티(110)가 포함되는 구성이다.
상기 스위칭 제어부(190)는, 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)를 포함하여 제1 에프이티(170)의 게이트(GATE) 단자에 접속되어 온 오프(ON/OFF)의 해당 제어신호를 출력한다.
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
휴대단말기는 기지국(RAN)과 무선접속하여 통신신호를 무선송수신하고, 상기 기지국(RAN)은 무선수신된 통신신호를 이동교환국(MSC)에 전송하며, 이동교환국(MSC)으로부터 인가되는 통신신호는 휴대단말기에 무선 송신한다.
상기 기지국은 형성되는 서비스 영역 안에 위치하는 다수의 휴대단말기로부터 통신신호를 무선수신하고, 상기 휴대단말기가 동일한 전력으로 통신신호를 무선 송신하였을 경우, 기지국은 휴대단말기와의 거리에 반비례한 레벨의 신호를 무선수신하게 된다.
그러나, 상기 이동통신 시스템의 기지국은 서비스 영역에 위치하는 모든 휴대단말기로부터 동일한 레벨로 통신신호를 무선수신하여야 하고, 일 예로, 거리가 멀어 낮은 레벨로 무선수신되면 출력전력을 높이도록 원격제어하며, 거리가 가까워 높은 레벨로 통신신호를 무선수신하면 출력전력을 낮추도록 PDM 신호를 이용하여 원격 제어한다.
상기 휴대단말기의 전체 운용을 감시하는 제어부는, 상기 스위칭 제어부(190)를 제어하여, 전력증폭기(100)의 증폭율 또는 게인(GAIN)을 제어하며, 상기 전력증폭기는 2 단계로 제어되는 것으로, 입력되는 신호를 고출력으로 전력 증폭하여 출력하는 하이게인(HIGH GAIN) 모드 또는, 입력신호를 저출력으로 전력 증폭하여 출력하는 로우게인(LOW GAIN) 모드 중에서 하나의 모드가 선택되어 운용된다.
일 예로, 상기 전력증폭기(100)를 하이게인(HIGH GAIN) 모드로 운용하는 경우, 상기 스위칭제어부(190)는, 제1 에프이티(110)를 온(ON) 상태로 제어하고, 상기 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)는 오프(OFF) 상태로 제어한다.
상기 제1 에프이티(110)는, 온(ON) 상태로 제어되는 경우, 휴대단말기의 배터리가 공급하는 전압(Vcc)인 3.7 볼트(V)를 전력증폭기(100)의 동작전압(Vcc)으로 인가하고, 3.7 볼트의 동작전압은 전력증폭기(100)가 하이게인(HIGH GAIN) 모드로 동작하도록 하는 높은 레벨의 동작전압이 된다.
상기와 같이 하이게인(HIGH GAIN) 모드(MODE)로 동작하는 전력증폭기(100)는, 해당 제어부의 제어에 의하여 인가되는 통신신호를 높은 전력(HIGH POWER)으로 증폭하여 출력한다.
다른 일 예로, 상기 전력증폭기(100)를 로우게인(LOW GAIN) 모드로 운용하는 경우, 상기 휴대단말기의 전체 운용을 감시하는 제어부의 해당 제어신호를 인가받은 스위칭제어부(190)에 의하여, 상기 제1 에프이티(110)는, 오프 상태로 제어되므로 배터리 공급전압인 3.7 볼트(V)를 전력증폭기에 동작전압으로 인가하지 못한다.
또한, 상기 스위칭 제어부(190)는, 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)를 설정된 소정의 사이클(CYCLE)과 듀티(DUTY)에 의하여 온(ON) 상태로 제어하므로, 상기 배터리의 공급전압 3.7 볼트를 비연속 상태로 출력한다.
즉, 상기 스위칭 제어부(190)로부터 소정의 사이클(CYCLE)과 듀티(DUTY)로 출력되는 온(ON) 상태 제어신호에 의하여, 상기 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)는 3.7 볼트(V)의 배터리(BATTERY) 공급전압을, 상기 사이클과 듀티에 의한 펄스파(PULSE WAVE) 형식으로 인덕터(130)에 출력한다.
상기 인덕터(130)는 펄스파 상태로 인가되는 3.7 볼트의 배터리 공급전압을 충전과 방전에 의하여 평균(AVERAGE) 처리하므로 낮은 레벨의 전압이 형성되고, 일 예로, 1.5 볼트(V)의 전압이 형성되며, 상기 인덕터(130)의 충방전에 의하여 형성된 1.5 볼트의 낮은 전압은, 맥류(RIPPLE) 성분이 포함되므로, 컨덴서(C)(120)에 인가하고 평활처리하여 출력하며, 상기 컨덴서(120)에 의하여 맥류성분(RIPPLE)을 제거한 직류(DC)의 1.5 볼트(V)를 상기 전력증폭기(100)에 동작전압으로 인가한다.
즉, 상기 전력증폭기(100)는, 낮은 레벨의 1.5 볼트를 동작전압(Vcc)으로 인가 받으므로, 로우게인(LOW GAIN) 모드로 동작하여 인가되는 통신신호를 설정된 게인으로 전력증폭하고 출력한다.
그러나, 상기 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)의 온(ON) 상태 동작에 의하여 소정 사이클(CYCLE)과 듀티(DUTY)에 의한 불연속 상태의 3.7 볼트를 인가받는 인덕터(130)는 순간적으로 높은 레벨의 역기전력 또는 역전압을 발생하여 상기 디시디시부(160)의 출력단자에 인가하게 되고, 상기 인덕터(130)에 의하여 발생하는 높은 레벨의 역전압은 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)에 쇼크(SHOCK)를 주어 복구 불가능한 하드 데미지(HARD DAMAGE)를 발생한다.
상기와 같이 인덕터(130)에 의하여 발생하는 높은 레벨의 역전압을 제거하고자 하는 것이 본 발명의 기술이다.
상기 인덕터(130)에 의하여 발생하는 역전압이, 상기 디시디시부(160)로부터 출력되는 전압, 일 예로, 1.5 볼트의 전압과 제1 다이오드(D1)(140)의 내부전압, 일 예로, 0.7 볼트의 전압을 합한 레벨보다 높은 전압 레벨로 발생하면, 상기 제1 다이오드(140)에 의하여 배터리로 바이패스(BYPASS) 한다.
따라서, 상기 제2 에프이티(170)에 높은 역전압이 인가되어 복구 불가능한 하드 데미지(HARD DAMAGE)를 발생하지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 인덕터(130)에 의하여 발생하는 역전압이, 상기 제2 다이오드(D2)(150)의 마이너스 내부전압, 일 예로, 마이너스(-) 0.7 볼트(V)의 내부전압 레벨보다 낮은 전압 레벨로 발생하면, 상기 제2 다이오드(150)에 의하여 접지(GROUND)로 바이패스(BYPASS) 하므로, 제3 에프이티(180)가 매우 낮은 레벨로 발생하는 역전압에 의하여 복구 불가능한 하드 데미지(HARD DAMAGE)를 발생하지 않는 장점이 있다.
이하, 상기 첨부된 도3을 참조하여, 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법을 설명한다.
이동통신용 휴대단말기로부터 출력되는 통신신호를 높은 전력으로 증폭 출력하는 경우 제1 에프이티(110)를 온(ON) 상태로 제어하여 배터리 전압이 전력증폭기(100)에 높은 동작전압으로 인가되어 하이게인(HIGH GAIN) 모드(MODE)로 동작되도록 하고, 상기 통신신호를 낮은 출력전력으로 전환하는 경우, 제1 에프이티(110)를 오프(OFF) 상태로 제어하고 디시디시부(160)를 온(ON) 상태로 제어하여 전력증폭기(100)에 디시디시(DC/DC) 변환된 낮은 레벨의 동작전압이 인가되어 로우게인(LOW GAIN) 모드로 동작되도록 하며, 상기 출력전력 전환과정에서 인덕터(L)(130)로부터 발생되는 역전압이 설정된 소정 전압보다 높은 레벨이면 제1 다이오드(140)를 통하 여 배터리로 바이패스(BYPASS)시켜 제거하고, 상기 역전압이 설정된 소정 전압보다 낮은 레벨이면 제2 다이오드(150)를 통하여 접지로 바이패스(BYPASS)시켜 제어하는 일련의 과정으로 구성된다.
상기와 같은 일련의 과정을 좀더 상세히 설명하면, 이동통신용 휴대단말기의 무선전송신호를 고출력으로 송신하는 경우에 제1 에프이티(110)를 온(ON) 상태로 제어하여 전력증폭기(100)에 높은 레벨의 동작전압을 공급하고 입력신호를 높은 레벨의 전력으로 증폭하여 출력하는 것으로, 무선 전송할 통신신호를 해당 제어에 의하여 하이게인(HIGH GAIN)의 높은 출력전력으로 증폭하여 무선 송신할 것인지 판단하는 과정(S100); 상기 과정(S100)에서 무선 전송할 통신신호를 높은 출력으로 증폭하여 송신하는 경우, 제1 에프이티(110)를 온(ON) 상태로 제어하여 전력증폭기에 높은 레벨의 동작전압을 공급하는 과정(S110); 상기 과정(S110)에 의한 전력증폭기에 의하여 입력되는 통신신호를 높은 전력으로 증폭하여 출력하는 과정(S120)으로 이루어지는 하이게인 과정과,
상기 하이게인 과정의 휴대단말기가 저출력으로 무선송신하는 경우에 디시디시부(160)를 온(ON) 상태로 제어하여 전력증폭기(100)에 낮은 레벨의 동작전압을 공급하는 것으로, 무선전송을 위하여 입력되는 통신신호를 낮은 출력전력으로 증폭하여 무선 송신할 것인지 판단하는 과정(S130); 상기 과정(S130)에서 낮은 출력전력으로 전환하여 전력증폭하고 무선 송신하는 경우에 제1 에프이티(110)를 오프 상태로 제어하고, 디시디시부(160)를 온(ON) 상태로 제어하여 낮은 레벨의 동작전압을 출력하고 전력증폭기에 공급하는 과정(S140)으로 이루어지는 저출력과정과,
상기 저출력 과정의 낮은 레벨 동작전압에 의하여 발생하는 역전압이 디시디시부(160)의 출력전압과 다이오드의 내부전압을 합한 전압보다 높은 레벨이면 제1 다이오드(140)에 의하여 배터리로 바이패스(BYPASS)하는 것으로, 상기 저출력과정에서 디시디시부(160)로부터 출력되는 낮은 레벨의 동작전압에 의하여 발생하는 역전압 레벨이 상기 디시디시부(160)의 출력전압 레벨과 다이오드(DIODE)의 내부전압 레벨, 일 예로, 0.7 볼트를 합한 전압레벨보다 높은 레벨의 전압인지를 비교 판단하는 과정(S150); 상기 과정(S150)에서 역전압의 레벨이 상기 디시디시부(160)의 출력전압 레벨과 다이오드의 내부전압 레벨을 합한 전압레벨보다 높은 레벨의 전압으로 판단되면, 제1 다이오드(140)에 의하여 배터리로 바이패스(BYPASS)하므로 역전압을 제거하는 과정(S160)으로 이루어지는 제1 제거과정과,
상기 제1 제거과정의 낮은 레벨 동작전압에 의하여 발생하는 역전압이 다이오드의 내부전압에 의한 마이너스(-) 전압보다 낮은 레벨이면 제2 다이오드(150)에 의하여 접지로 바이패스(BYPASS)하는 것으로, 디시디시부(160)로부터 출력되는 낮은 레벨의 동작전압에 의하여 발생하는 역전압 레벨이 상기 다이오드 내부전압에 의한 마이너스(-) 전압보다 낮은 레벨인지를 비교 판단하는 과정(S170); 상기 과정(S170)에서 역전압의 레벨이 상기 다이오드 내부전압에 의한 마이너스 전압보다 낮은 레벨의 전압으로 판단되면, 제2 다이오드(150)에 의하여 접지(GROUND)로 바이패스(BYPASS)하므로 역전압을 제거하는 과정(S180)으로 이루어지는 제2 제거과정과,
상기 제2 제거과정에 의한 낮은 레벨의 동작전압을 인가받고, 입력 신호를 로우게인 모드로 전력증폭 출력하며 해당 제어에 의하여 상기 입력신호를 고출력으 로 전환 증폭하여 송신할 것인지 판단하는 것으로, 낮은 레벨의 동작전압을 인가받은 전력증폭기(100)에 의하여 입력된 통신신호를 로우게인(LOW GAIN) 모드(MODE)로 전력증폭하고 출력하여 무선송신하는 과정(S190); 상기 과정(S190)에 의한 휴대단말기의 통신신호를 높은 레벨의 전력으로 전환하여 출력할 것인지 판단하고 높은 레벨로 전환 출력하는 경우에 상기 하이게인(S110) 과정으로 궤환(FEEDBACK)하여 통신신호를 높은 전력으로 증폭 출력하는 과정(S200)으로 이루어지는 로우게인 과정으로 구성된다.
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이동통신용 휴대단말기를 이용하여 통신신호를 높은 레벨의 전력으로 무선송신하고자 하는 경우(S100), 휴대단말기 전체의 운용을 제어하고 감시하는 제어부의 해당 제어를 받는 스위칭 제어부(190)에 의하여 제1 에프이티(110)를 온(ON) 상태로 제어하므로, 휴대단말기에 동작전원을 공급하는 배터리(BATTERY)로부터 출력되는 3.7 볼트(V)의 공급전압이 전력증폭기(PA)(100)에 높은 레벨의 전압으로 공급된다(S110).
상기 과정(S110)에 의한 높은 레벨의 동작전압을 인가받은 전력증폭기(100)는, 하이게인(HIGH GAIN) 모드로 동작하여, 상기 제어부의 제어에 의하여 인가되는 통신신호를 높은 전력으로 증폭하여 출력한다(S120).
상기 과정(S120)에 의한 제어부의 제어에 의하여 휴대단말기가 통신신호를 낮은 레벨의 전력으로 증폭하여 무선출력 송신하도록 전환 제어되는 경우(S130), 상기 스위칭 제어부(190)를 제어하며, 상기 스위칭 제어부(190)는 제1 에프이티(110)를 오프(OFF) 상태로 전환 제어하고, 디시디시부(160)를 온(ON) 상태로 전환 제어한다.
상기 디시디시부(160)가 온(ON) 상태로 제어되는 것은, 스위칭제어부(190)의 제어에 의하여 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)가 온(ON) 상태로 제어되고 소정의 사이클(CYCLE)과 듀티(DUTY)에 의하여 3.7 볼트(V)의 공급전압을 불연속으로 출력하므로 1.5 볼트의 낮은 레벨 전압을 전력증폭기(100)에 공급한다(S140).
상기와 같이 불연속으로 출력되는 3.7 볼트의 전압을 평균처리하는 인덕터(130)에 의하여 높은 레벨의 역기전력 또는 역전압이 발생되어 디시디시부(160)에 인가되고, 상기 디시디시부(160)를 구성하는 제2 에프이티(170)와 제3 에프이티(180)에 복구 불가능한 하드 데미지(HARD DAMAGE)를 발생한다.
따라서, 상기 인덕터(130)에 의하여 발생하는 역전압을 검출하기 위한 것으로, 상기 역전압이 상기 디시디시부(160)가 출력하는 전압, 일 예로, 1.5 볼트와, 상기 제1 다이오드(140)에 의한 내부전압, 일 예로, 0.7 볼트를 더한 레벨보다 큰 레벨로 발생되어 디시디시부(160)에 인가되는지를 판단한다(S150).
상기 과정(S150)에서 판단하여 인덕터(130)에서 발생되는 역전압이 디시디시부(160) 출력전압과 제1 다이오드(140) 내부 전압을 합한 레벨보다 높은 레벨로 발생되어 인가되는 경우, 상기 제1 다이오드(140)에 의하여 배터리(BATTERY)로 바이패스(BYPASS) 하므로 상기 역전압을 제거한다(S160).
또한, 상기 인덕터(130)로부터 발생하는 역전압이 제2 다이오드(150)의 내부 전압에 의한 마이너스(-) 레벨 보다 낮은 레벨로 발생되어 인가되는지를 판단하고(S170), 상기 판단(S170)에서 제2 다이오드(D2)(150) 내부전압의 마이너스(-) 레벨 보다 낮은 마이너스(-) 레벨의 역전압이 발생되어 인가되는 경우, 상기 인가되는 마이너스(-) 레벨(LEVEL)의 역전압을 제2 다이오드(150)에 의하여 접지(GROUND)로 바이패스(BYPASS) 시켜 흘려 버리므로 제거한다(S180).
상기의 휴대단말기는, 디시디시부(160)로부터 인가되는 낮은 레벨의 동작전원에 의하여 로우게인(LOW GAIN) 모드(MODE)를 설정하고 송신할 통신신호를 해당 낮은 레벨의 전력으로 증폭하여 출력하며(S190), 기지국의 PDM 제어에 의하여 무선송신 출력전력을 다시 높은 출력전력으로 전환 출력하는지를 판단하며(S200), 상기 판단(S200)에서 높은 출력전력으로 전환하는 경우는, 상기 하이게인 과정(S110)으로 궤환한다.
따라서, 상기와 같은 구성의 본 발명은, 낮은 레벨의 동작전압을 출력하는 과정에서 인덕터(L)에 의하여 발생되는 높은 레벨의 역전압을 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)에 의하여 바이패스하고 제거하므로, 디시디시부의 제2 에프이티(FET 2)와 제3 에프이티(FET 3)에 복구 불능의 상태로 하드 데미지(HARD DAMAGE)를 입히지 않는 장점이 있다.
상기 본 발명은, 하이게인 모드와 로우게인 모드의 2 단계로 동작하는 전력증폭기에 낮은 레벨의 동작전압을 인가하는 과정에서 인덕터에 의하여 발생하는 높은 레벨의 역전압을 제1 다이오드와 제2 다이오드를 이용하여 바이패스하므로, 디 시디시부를 구성하는 에프이티에 복구 불능의 하드 데미지 발생을 방지하는 산업적 이용효과가 있다.
또한, 낮은 레벨의 동작전압을 출력하는 디시디시부에 제1 다이오드와 제2 다이오드를 각각 접속하고 역전압을 바이패스하여 복구 불능의 하드 데미지를 방지하므로 고장 발생을 줄이어 신뢰성을 높이는 사용상 편리한 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 휴대단말기의 배터리 전압을 인가받고 해당 스위칭 제어에 의하여 설정된 낮은 레벨의 전압을 출력하는 디시디시부와,
    상기 디시디시부의 출력단자에 접속하고 인가되는 전압을 충방전하여 평균값으로 출력하는 인덕터와,
    상기 인덕터와 접지 사이에 접속되어 충방전으로 출력되는 직류전압의 맥류 성분을 제거하는 컨덴서와,
    상기 디시디시부의 출력단자와 배터리 전압을 입력받는 단자 사이에 접속되어 설정된 소정레벨 이상의 역전압이 인가되면 바이패스하는 제1 다이오드와,
    상기 디시디시부의 출력단자와 접지 사이에 접속되어 설정된 소정 레벨 이하의 역전압이 인가되면 바이패스하는 제2 다이오드가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 인덕터와 컨덴서의 접점으로부터 인가되는 직류전압을 동작전압으로 인가받고 입력되는 신호를 로우게인 모드로 전력증폭하여 출력하는 전력증폭기와,
    상기 전력증폭기에 접속하고 휴대단말기의 배터리 공급전압을 해당 온 오프 제어에 의하여 높은 레벨의 동작전압으로 출력하는 제1 에프이티가 더 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 디시디시부는,
    휴대단말기 배터리의 공급전압을 소스 단자로 인가받고 게이트 단자에 인가되는 해당 제어신호에 의하여 드레인 단자로 출력하는 피형 제2 에프이티와,
    상기 제2 에프이티의 드레인 단자로부터 인가되는 공급전압을 소스 단자로 인가받고 게이트 단자에 인가되는 해당 제어신호에 의하여 드레인 단자를 통하여 접지로 출력하는 엔형 제3 에프이티와,
    상기 제2 에프이티와 제3 에프이티의 게이트 단자에 각각 접속하고 설정된 사이클과 듀티로 해당 제어신호를 각각 출력하는 스위칭 제어부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는,
    상기 제2 에프이티와 제3 에프이티를 포함하여 제1 에프이티의 게이트 단자에 접속되어 온 오프의 해당 제어신호를 출력하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 전력증폭기는,
    상기 인덕터로부터 낮은 레벨의 동작전원이 공급되면 로우게인 모드로 동작하여 입력되는 신호를 낮은 전력으로 증폭 출력하고, 상기 제1 에프이티로부터 높은 레벨의 동작전원이 공급되면 하이게인 모드로 동작하여 입력되는 신호를 높은 전력으로 증폭 출력하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 다이오드는, 인덕터로부터 발생되는 역전압이 상기 디시디시부로부터 출력되는 전압과 다이오드의 내부전압을 합한 레벨보다 큰 레벨의 전압이면 상기 역전압을 배터리로 바이패스하여 디시디시부의 출력단에 인가되지 않게 하는 구 성이고,
    상기 제2 다이오드는, 인덕터로부터 발생되는 역전압이 상기 다이오드의 내부전압에 의한 마이너스 레벨보다 낮은 레벨의 전압이면 상기 역전압을 접지로 바이패스하여 디시디시부의 출력단에 인가되지 않게 하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호장치.
  8. 삭제
  9. 휴대단말기의 무선전송신호를 고출력으로 송신하는 경우에 제1 에프이티를 온 상태로 제어하여 전력증폭기에 높은 레벨의 동작전압을 공급하고 입력신호를 높은 레벨의 전력으로 증폭하여 출력하는 하이게인 과정과,
    상기 과정의 휴대단말기가 저출력으로 무선 송신하는 경우에 디시디시부를 온 상태로 제어하여 전력증폭기에 낮은 레벨의 동작전압을 공급하는 저출력과정과,
    상기 과정의 낮은 레벨 동작전압에 의하여 발생하는 역전압이 디시디시부의 출력전압과 다이오드의 내부전압을 합한 전압보다 높은 레벨이면 제1 다이오드에 의하여 배터리로 바이패스하는 제1 제거과정과,
    상기 과정의 낮은 레벨 동작전압에 의하여 발생하는 역전압이 다이오드의 내부전압에 의한 마이너스 전압보다 낮은 레벨이면 제2 다이오드에 의하여 접지로 바이패스하는 제2 제거과정과,
    상기 과정에 의한 낮은 레벨의 동작전압을 인가받고, 입력 신호를 로우게인 모드로 전력증폭 출력하며 해당 제어에 의하여 입력신호를 고출력으로 전환 증폭하여 송신할 것인지 판단하는 로우게인 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 하이게인 과정은,
    상기 휴대단말기에 의하여 무선전송할 통신신호를 해당 제어에 의하여 하이게인의 높은 출력전력으로 증폭하여 무선 송신할 것인지 판단하는 과정과,
    상기 과정에서 무선 송신할 통신신호를 높은 출력으로 증폭하여 송신하는 경우, 제1 에프이티를 온 상태로 제어하여 전력증폭기에 높은 레벨의 동작전압을 공급하는 과정과,
    상기 과정에 의한 전력증폭기에 의하여 입력되는 통신신호를 높은 전력으로 증폭하여 출력하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법.
  11. 제9 항에 있어서, 상기 저출력 과정은,
    상기 하이게인 과정의 휴대단말기에 무선전송하기 위하여 입력되는 통신신호를 낮은 출력전력으로 증폭하여 무선송신할 것인지 판단하는 과정과,
    상기 과정에서 낮은 출력전력으로 전환하여 전력증폭하고 무선송신하는 경우에 제1 에프이티를 오프상태로 제어하고, 디시디시부를 온 상태로 제어하여 낮은 레벨의 동작전압을 출력하고 전력증폭기에 공급하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법.
  12. 제9 항에 있어서, 상기 제1 제거과정은,
    상기 저출력과정에서 디시디시부로부터 출력되는 낮은 레벨의 동작전압에 의하여 발생하는 역전압 레벨이 상기 디시디시부의 출력전압 레벨과 다이오드의 내부전압 레벨을 합한 전압레벨보다 높은 레벨의 전압인지를 비교 판단하는 과정과,
    상기 과정에서 역전압의 레벨이 상기 디시디시부의 출력전압 레벨과 다이오드의 내부전압 레벨을 합한 전압레벨보다 높은 레벨의 전압으로 판단되면, 제1 다이오드에 의하여 배터리로 바이패스하므로 제거하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법.
  13. 제9 항에 있어서, 상기 제2 제거과정은,
    상기 제1 제거과정에서 디시디시부로부터 출력되는 낮은 레벨의 동작전압에 의하여 발생하는 역전압 레벨이 상기 다이오드 내부전압에 의한 마이너스 전압보다 낮은 레벨인지를 비교 판단하는 과정과,
    상기 과정에서 역전압의 레벨이 상기 다이오드 내부전압에 의한 마이너스 전압보다 낮은 레벨의 전압으로 판단되면, 제2 다이오드에 의하여 접지로 바이패스하므로 제거하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법.
  14. 제9 항에 있어서, 상기 로우게인 과정은,
    상기 제2 제거과정에 의한 낮은 레벨의 동작전압을 인가받은 전력증폭기에 의하여 입력된 통신신호를 로우게인 모드로 전력증폭하고 출력하여 무선송신하는 과정과,
    상기 과정에 의한 휴대단말기의 통신신호를 높은 레벨의 전력으로 전환하여 출력할 것인지 판단하고 높은 레벨로 전환 출력하는 경우에 상기 하이게인 과정으로 궤환하여 통신신호를 높은 전력으로 증폭 출력하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 전력증폭기 전원부 보호방법.
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