KR101248181B1

KR101248181B1 - 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 ｄ클래스 파워앰프

Info

Publication number: KR101248181B1
Application number: KR1020110127029A
Authority: KR
Inventors: 전상엽; 박한영; 강민구
Original assignee: 주식회사 인켈피에이
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-03-27

Abstract

전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프가 개시된다. 개시된 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프는, 발생 음원이 입력되게 구비된 제1,2음원입력부와; 2채널 모드와 브리지 모노 모드를 선택하는 모드선택 스위치와; 입력된 음원의 전압을 증폭하는 제1,2프리앰프부와; 상기 제1,2프리앰프부로부터 출력된 각각의 음원을 전력 증폭하는 D클래스의 제1,2파워앰프부와; 상기 제1,2파워앰프부의 출력을 정전압 전송하는 제1,2출력트랜스와; 상기 모드선택 스위치의 작동에 따라 상기 제1,2출력트랜스를 온/오프하는 릴레이와; 상기 제1,2출력트랜스에 연결된 스피커;를 포함하되, 상기 모드선택 스위치에 의해 2채널 동작 모드가 선택되면, 상기 릴레이는 오프 상태가 되며, 그리고, 상기 제1,2음원입력부에는 각각 다른 발생 음원이 입력되고, 상기 제1,2출력트랜스 각각에 상기 스피커가 연결된 것을 그 특징으로 한다.

Description

전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 Ｄ클래스 파워앰프{D-CLASS POWER AMPLIFIER HAVING OUTPUT TRANSFORMER FOR PUBLIC ADDRESS}

본 발명은 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브리지 모노 방식(bridged mono mode)이 지원되며 출력 트랜스(output transformer)가 내장된 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프에 관한 것이다.

전관방송 시스템은 일 대 다수의 커뮤니케이션 방법으로 한정된 범위의 대중에게 소리를 전달할 수 있는 방송장치로, 화재발생시 화재수신반으로부터 화재발생 정보를 받아 비상 안내방송을 시행하기 위해 소방법에 따라 건물에 설치된다.

이러한 전관방송 시스템은 원격지 리모트 마이크 방송, 예약방송, 배경음악 방송 등 현장 여건에 따라 선택적으로 필요한 음원을 각 지역에 송출해야 하고, 단일 단순 건물 뿐 아니라 대규모 건물, 광범위한 영역에 분포된 건물들에까지 방송을 시행해야 한다.

도 1에는 상기한 전관방송 시스템의 일 실시예를 나타내 보인 구성도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 음원발생장치(10)로부터 제공되는 화재발생 경고 음원, 비상 안내방송 음원 및 원격지 리모트 마이크 방송 음원과 시디 플레이어(11), 카세트 데크(12), 튜너(13)와 같은 배경음악방송용 음원(BGM) 등의 발생 음원들은 전관방송 시스템의 시스템 제어장치(21)의 제어에 따라 오디오 제어장치(23)를 거쳐 음원 전력 증폭기인 파워앰프(power amplifier)(24)로 입력된다.

그리고 증폭된 출력 음원은 스피커(25a,25b,..,25n)로의 음원 송출을 허가 혹은 차단해주는 릴레이 그룹(26)을 통해 각 지역 스피커(25a,25b,..,25n)에 도달한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 전관방송 시스템은, 음원이 발생되는 시스템 구역에서 상당히 먼 거리에 설치된 스피커(25a,25b,..,25n)에 음원을 송출할 수 있어야 한다.

또한 상기 파워앰프(24)에서 부하인 스피커(25a,25b,..,25n)까지의 거리가 멀어지면 선로의 저항 값이 커져서 전송 손실이 생기게 된다.

즉, 전관방송용 파워앰프(24)에서는 대부분 앰프 출력단에서 스피커(25a,25b,..,25n)까지의 선로 길이가 수백 미터 이상이므로 선로에 의한 손실이 생긴다.

이에 따라 상기한 전송 손실을 감소시키기 위한 방법은, 일반적으로 파워앰프(24)의 최종 출력단에 출력 트랜스(output transformer)를 설치하여 정전압 전송을 한다.

한편, 전관방송용이 아닌 종래의 파워앰프의 종류에는 레프트 채널(left channel)과 라이트 채널(right channel)의 스테레오(stereo) 채널 방식이나 A채널과 B채널의 독립 채널 방식으로 사용이 가능한 2채널 파워앰프가 있다.

상기한 2채널 파워앰프 중에는 2채널 출력을 1채널 모노(mono) 출력으로 전환해 사용할 수 있는 브리지 모노 방식 지원의 2채널 파워앰프도 존재한다.

그리고 상기한 브리지 모노 방식은 2채널의 출력단을 서로 연결하여 앰프의 출력을 단일 출력으로 2배 출력의 이상을 얻고자 할 때 보편적으로 사용된다.

다른 한편으로, 상기 파워앰프(24)의 등급은 크게 A클래스(A-class), AB클래스(AB-class), D클래스(D-class) 등으로 대별된다.

이 중 A클래스 앰프는 아날로그적인 앰프로 음질이 좋은 반면 전기 소모량이 많고, AB클래스 앰프는 A클래스 앰프보다 전기 소모량이 적고 A클래스 앰프만큼은 아니지만 음질면에서 유리하여 일반적으로 많이 사용되고 있다.

또한 D클래스 앰프는 TR소자와 IC를 이용하여 디지털적인 증폭을 하는 앰프로서 디지털 앰프를 총망라한 앰프군을 칭한다. 이 D클래스 앰프는 아날로그적 증폭이 아니기 때문에 동일 사양의 AB클래스 파워앰프보다 전력소모량이 적다.

그리고 종래의 브리지 모노 방식을 지원하는 2채널 파워앰프는 상기한 AB클래스와 D클래스 방식이 모두 존재한다.

그런데, 상기한 AB클래스 방식의 파워앰프는 D클래스 방식에 비해 제품의 무게가 무겁고 앰프 효율도 낮다는 문제가 있다.

또한 전관방송용 파워앰프(24)는 전술한 바와 같이, 정전압 전송이 가능한 출력 트랜스 내장형 파워앰프를 필요로 한다.

그러나, 우수한 성능을 가지고 있는 D클래스 파워앰프 중 브리지 모드를 지원하는 전관방송용 출력 트랜스 내장형 파워앰프는 아직까지 존재하고 있지 않다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 우수한 성능을 가지고 있고 출력 트랜스가 있는 D클래스 파워앰프에 브리지 모노 모드 지원이 가능하도록 한 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프는, 발생 음원이 입력되게 구비된 제1,2음원입력부와; 2채널 모드와 브리지 모노 모드를 선택하는 모드선택 스위치와; 입력된 음원의 전압을 증폭하는 제1,2프리앰프부와; 상기 제1,2프리앰프부로부터 출력된 각각의 음원을 전력 증폭하는 D클래스의 제1,2파워앰프부와; 상기 제1,2파워앰프부의 출력을 정전압 전송하는 제1,2출력트랜스와; 상기 모드선택 스위치의 작동에 따라 상기 제1,2출력트랜스를 온/오프하는 릴레이와; 상기 제1,2출력트랜스에 연결된 제1,2스피커;를 포함하되,
각기 다른 발생 음원이 상기 제1음원입력부와 상기 제2음원입력부에 입력되고, 입력된 음원은 각각 상기 제1,2프리앰프부로 입력되어 음원 전압이 증폭되며,
상기 제1,2프리앰프부에서 출력된 각각의 음원은 상기 D클래스의 제1,2파워앰프부를 통해 전력 증폭되고, 각각 상기 제1,2출력트랜스를 통해 정전압 출력으로 변환되며,
또한 상기 모드선택 스위치의 작동에 의해 상기 릴레이는 오프되어, 상기 정전압 출력은 독립적으로 각각에 연결된 제1,2스피커로 출력되는 것을 그 특징으로 한다.

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본 발명의 실시예에 따르면, D클래스 방식의 2채널 파워앰프에 정전압 전송을 위한 출력 트랜스를 서로 연결되어 있기 때문에 2배의 출력을 낼 수 있다.

그리고 D클래스 방식의 파워앰프를 사용하기 때문에 AB클래스 방식보다 무게가 가볍고, 전력 소모량이 적으면서 출력이 높다.

또한 뛰어난 효율로 인하여 에너지를 절약할 수 있다.

그리고 현재 일반적인 1채널 파워앰프도 AB클래스보다 효율이 월등히 좋은 D클래스 파워앰프로 급속히 대체되고 있기 때문에, 본 발명은 다채널 앰프, 특히 출력 트랜스가 내장된 정전압 전송용 파워앰프에 대해 D클래스 방식의 대체 사용을 확산 및 촉진할 수 있다.

도 1은 전관방송 시스템의 일 실시예를 나타내 보인 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프의 구성을 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프의 구성을 나타낸 회로도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프의 구성을 나타낸 회로도가 도시되어 있다.

특히, 도 2의 일 실시예는 D클래스 파워앰프의 2채널 동작 모드 상태를 나타내 보인 회로도이다.

설명에 앞서, 일반적인 전관방송 시스템의 구성은 전술한 도 1을 참조하기로 하고, 여기에서는 본 발명에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프의 특징적인 구성만을 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프는, 발생 음원이 입력되게 구비된 제1,2음원입력부(CHANNEL1,2 INPUT)와, 2채널 모드와 브리지 모노 모드를 선택하는 모드선택 스위치(S1)와, 입력된 음원의 전압을 증폭하는 제1,2프리앰프부(31,32)와, 이 제1,2프리앰프부(31,32)로부터 출력된 각각의 음원을 전력 증폭하는 D클래스의 제1,2파워앰프부(41,42)와, 이 제1,2파워앰프부(41,42)의 출력을 정전압 전송하는 제1,2출력트랜스(T1,T2)와, 상기 모드선택 스위치(S1)의 작동에 따라 제1,2출력트랜스(T1,T2)를 연결하는 릴레이(K1)와, 상기 제1,2출력트랜스(T1,T2)에 연결된 제1,2스피커(51,52)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 모드선택 스위치(S1)에 의해 2채널 동작 모드가 선택되면, 상기 릴레이(K1)는 오프 상태가 된다.

또한 상기 제1,2음원입력부(CHANNEL1,2 INPUT)에는 각각 다른 발생 음원이 입력되고, 상기 제1,2출력트랜스(T1,T2) 각각에 제1,2스피커(51,52)가 연결된다.

도 3에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프의 구성을 나타낸 회로도가 도시되어 있다.

특히, 도 3의 다른 실시예는 D클래스 파워앰프의 브리지 모노 결합 동작 모드 상태를 나타내 보인 회로도이다.

설명에 앞서, 도 3의 도면부호가 도 2의 도면부호와 동일하면, 동일한 부재를 나타내 보인 것이므로, 여기에서는 동일한 부재에 대한 설명은 생략하고, 특징적인 구성만을 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프는, 제1,2출력트랜스(T1,T2)가 하나의 스피커(61)에 연결되게 구비된다.

그리고 모드선택 스위치(S1)에 의해 브리지 모노 결합 동작 모드가 선택되면, 릴레이(K1)는 온(ON) 상태가 되며, 상기 제1음원입력부(CHANNEL1 INPUT)만 발생 음원이 입력된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명에 앞서, 일반적인 전관방송 시스템의 작용은 전술한 도 1을 참조하기로 하고, 여기에서는 본 발명에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프의 특징적인 작용만을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프는, 전술한 바와 같이, AB클래스보다 효율이 좋은 D클래스 파워앰프에 정전압 전송이 가능하도록 출력 트랜스를 설치하고, 각각의 출력 트랜스를 서로 연결해서 하나의 부하(LOAD)로 구동하게 하는 방식으로 브리지 모노 모드를 적용하면 앰프의 부하 임피던스를 1/2로 줄여 2배의 모노 앰프 출력을 얻을 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 발명에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프는, 모노 출력으로 2배 이상의 파워를 얻고자 할 때 단순한 구성으로 브리지 모노 방식을 구현한 것이다.

또한 본 발명에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프는, 정전압 전송용 D클래스 2채널 파워앰프에서 스위치를 통해서 브리지 모노 모드 전환을 할 때 릴레이를 통해서 자동으로 2개의 출력 트랜스의 단자가 서로 연결되도록 한 것이다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 도 2를 다시 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프를 통한 2채널 동작 모드의 작동을 설명한다.

우선, 독립된 2채널 동작 모드와 브리지 모노 결합 동작 모드를 선택하는 모드선택 스위치(S1)가 2채널 모드에 있을 때, 앰프의 동작은 독립적인 2개의 음원을 입력받아 독립적인 증폭된 2개의 음원을 출력한다.

예컨대, 각각의 D클래스 파워앰프가 둘 다 100W 앰프라면, 각 각의 부하로 100W의 출력을 내게 된다.

보다 상세하게는, 각기 다른 발생 음원이 제1음원입력부(CHANNEL1 INPUT)와 제2음원입력부(CHANNEL2 INPUT)에 입력되고, 입력된 음원은 각각 제1,2프리앰프부(31,32)로 입력되어 음원 전압이 증폭되며, 상기 제1,2프리앰프부(31,32)에서 출력된 각각의 음원은 D클래스의 제1,2파워앰프부(41,42)를 통해 전력 증폭되며, 각각 제1,2출력트랜스(T1,T2)를 통해 정전압 출력으로 변환된다.

또한 상기 모드선택 스위치(S1)의 작동에 의해 릴레이(K1)는 오프(OFF)되어 있는 상태이기 때문에 두 출력은 독립적으로 각각에 연결된 제1,2스피커(51,52)로 출력된다.

그리고, 도 3을 다시 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프를 통한 브리지 모노 결합 동작 모드의 작동을 설명한다.

우선, 상기 모드선택 스위치(S1)의 동작에 의해 모드선택 스위치(S1)가 브리지 모드 결합 동작 모드에 있을 때 앰프의 동작은 1개 채널의 음원을 입력받아 독립적인 2개의 앰프에 의해 증폭되어 릴레이(K1)에 의해 1개의 음원을 출력한다.

예컨대, 각각의 D클래스 파워앰프가 둘 다 100W 앰프라면, 1채널의 모노로 200W의 출력을 낼 수 있다.

보다 상세하게는, 제1음원입력부(CHANNEL1 INPUT)로 1개의 발생 음원이 입력되고, 입력된 하나의 음원은 2개의 제1,2프리앰프부(31,32)로 각각 입력되어 음원 전압이 증폭된다.

그리고 상기 제1,2프리앰프부(31,32)로부터 출력된 음원은 2개의 D클래스 제1,2파워앰프부(41,42)를 통해 각각 전력 증폭되고, 각각의 제1,2출력트랜스(T1,T2)를 통해 정전압 출력으로 변환된다.

또한 상기 모드선택 스위치(S1)에 의해 릴레이(K1)는 온(ON)되어 있는 상태로, 2개의 제1,2출력트랜스(T1,T2)의 출력이 릴레이(K1)를 통해 서로 연결(bridged)되어 단일 부하로 출력이 구성된다.

그리고 브리지 모노 모드의 사용을 위해서는 각각의 제1,2출력트랜스(T1,T2)에 2채널 개별 사용을 위한 100V 출력 단자 이외에 50V의 출력 단자가 추가로 필요하다.

또한 브리지 모노 모드에서 채널2의 출력전압은 COM에서부터 50V가 되고, 채널2의 출력이 채널1의 COM과 연결되면서 다시 50V의 전압차가 발생하기 때문에 채널2의 COM을 기준하여 채널1의 50V단자 사이에는 총 100V의 전압이 발생된다.

여기서, 2배의 앰프 출력이 가능한 이유는 하나의 스피커(61) 부하를 두 개의 제1,2파워앰프부(41,42)에서 각각 전력 분담함으로 인하여 총 임피던스(impedance)를 1/2로 줄일 수 있기 때문이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

31. 제1프리앰프부
32. 제2프리앰프부
41. 제1파워앰프부
42. 제2파워앰프부
51. 제1스피커
52. 제2스피커
61. 스피커
CHANNEL1 INPUT. 제1음원입력부
CHANNEL2 INPUT. 제2음원입력부
K1. 릴레이
S1. 모드선택 스위치
T1. 제1출력트랜스
T2. 제2출력트랜스

Claims

발생 음원이 입력되게 구비된 제1,2음원입력부(CHANNEL1,2 INPUT)와;
2채널 모드와 브리지 모노 모드를 선택하는 모드선택 스위치(S1)와;
입력된 음원의 전압을 증폭하는 제1,2프리앰프부(31,32)와;
상기 제1,2프리앰프부(31,32)로부터 출력된 각각의 음원을 전력 증폭하는 D클래스의 제1,2파워앰프부(41,42)와;
상기 제1,2파워앰프부(41,42)의 출력을 정전압 전송하는 제1,2출력트랜스(T1,T2)와;
상기 모드선택 스위치(S1)의 작동에 따라 상기 제1,2출력트랜스(T1,T2)를 온/오프하는 릴레이(K1)와;
상기 제1,2출력트랜스(T1,T2)에 연결된 제1,2스피커(51,52);를 포함하되,
각기 다른 발생 음원이 상기 제1음원입력부(CHANNEL1 INPUT)와 상기 제2음원입력부(CHANNEL2 INPUT)에 입력되고,
입력된 음원은 각각 상기 제1,2프리앰프부(31,32)로 입력되어 음원 전압이 증폭되며,
상기 제1,2프리앰프부(31,32)에서 출력된 각각의 음원은 상기 D클래스의 제1,2파워앰프부(41,42)를 통해 전력 증폭되고, 각각 상기 제1,2출력트랜스(T1,T2)를 통해 정전압 출력으로 변환되며,
또한 상기 모드선택 스위치(S1)의 작동에 의해 상기 릴레이(K1)는 오프(OFF)되어, 상기 정전압 출력은 독립적으로 각각에 연결된 제1,2스피커(51,52)로 출력되는 것을 특징으로 하는 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프.
제1항에 있어서,
상기 제1음원입력부(CHANNEL1 INPUT)로 1개의 발생 음원이 입력되고, 입력된 하나의 음원은 상기 제1,2프리앰프부(31,32)로 각각 입력되어 음원 전압이 증폭되고,
그리고 상기 제1,2프리앰프부(31,32)로부터 출력된 음원은 상기 D클래스 제1,2파워앰프부(41,42)를 통해 각각 전력 증폭되고,
상기 각각의 제1,2출력트랜스(T1,T2)를 통해 정전압 출력으로 변환되며,
또한 상기 모드선택 스위치(S1)에 의해 상기 릴레이(K1)는 온(ON)되어 있는 상태로, 상기 제1,2출력트랜스(T1,T2)의 출력이 상기 릴레이(K1)를 통해 서로 연결(bridged)되어 단일 부하로 출력되는 것을 특징으로 하는 전관방송 시스템용 출력 트랜스 내장형 D클래스 파워앰프.