KR101374214B1 - Public Address Amp Using High Frequency Transformer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 상용전원 입력단에 회로연결되어 입력되는 상용교류전원을 직류형태로 변환하는 컨버터; 상기 컨버터의 출력단에 회로연결되며 가변 제어신호에 따라 선택적으로 입력전원을 가변하여 구동전원을 제공하는 가변파워 서플라이; 오디오신호 입력단에 병렬구조로 회로연결되어 마크스페이스비가 변조된 방형파 출력을 발생시키는 제1클래스D 회로부 및 제2클래스D회로부; 상기 두 개의 클래스D회로부의 출력단에 각각 회로연결되어 각 클래스D회로부로부터 입력되는 오디오신호를 각각 승압시켜 상기 스피커로 출력하는 트랜스포머; 두 개의 출력단이 상기 제2클래스D회로부의 입력단에 각각 회로연결되고, 상기 두 개의 출력단 중 하나의 출력단에는 입력되는 오디오신호의 위상을 반전시키는 반전증폭기가 회로연결되며, 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 상기 제2클래스D회로부로 입력되는 오디오신호의 위상을 선택적으로 반전시키는 스위칭부; 및 복수 개로 구분되는 출력전압 탭스위치와 각각 회로연결되며, 임의의 출력전압 탭스위치의 입력신호와 대응되는 출력전압 및 오디오신호가 상기 스피커로 입력되도록 상기 입력신호에 대응하는 가변 제어신호 및 스위칭 제어신호를 상기 가변파워 서플라이 및 스위칭부로 각각 출력하는 제어IC;를 포함하는 PA 앰프가 제공된다.According to a feature of the present invention, a converter for converting a commercial AC power source is connected to the circuit input to the commercial power input terminal into a direct current form; A variable power supply circuit-connected to an output terminal of the converter and selectively supplying input power according to a variable control signal to provide driving power; A first class D circuit unit and a second class D circuit unit connected to an audio signal input terminal in parallel to generate a square wave output having a modulated mark space ratio; A transformer connected to the output terminals of the two class D circuit units, respectively, boosting an audio signal input from each class D circuit unit and outputting the audio signal to the speaker; Two output terminals are circuit-connected to input terminals of the second class D circuit unit, and an inverting amplifier for inverting a phase of an input audio signal is connected to one output terminal of the two output terminals, and the switching operation is performed according to a switching control signal. A switching unit for selectively inverting a phase of an audio signal input to the second class D circuit unit; And a plurality of output voltage tap switches, each of which is circuit-connected, and a variable control signal and a switching control corresponding to the input signal such that an output voltage and an audio signal corresponding to an input signal of an arbitrary output voltage tap switch are input to the speaker. There is provided a PA amplifier including a control IC for outputting a signal to the variable power supply and the switching unit, respectively.

Figure R1020120040895
Figure R1020120040895

Description

고주파트랜스를 이용한 ＰＡ 앰프{Public Address Amp Using High Frequency Transformer}PAP using high frequency transformer {Public Address Amp Using High Frequency Transformer}

본 발명은 고주파트랜스를 이용한 PA 앰프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정거리 이격되어 설치된 복수 개의 스피커에 오디오신호를 출력 구동시키기 위한 PA 앰프에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PA amplifier using a high frequency transformer, and more particularly, to a PA amplifier for driving an output of an audio signal to a plurality of speakers installed at a predetermined distance apart.

일반적으로 PA 앰프(Public Address Amp)는 옥외, 학교, 공원, 극장 및 홀 등 비교적 넓은 공간을 갖는 장소에 설치되어 해당 공간 내로 음성신호를 출력하여 방송하는 확성장치용 증폭기를 의미한다.In general, a PA amplifier (Public Address Amp) refers to an amplifier for amplification apparatus installed in a place having a relatively large space such as outdoors, a school, a park, a theater, a hall, and outputting and broadcasting a voice signal in the space.

이러한 PA 앰프는 스피커와의 이격거리에 따른 저항 손실로 인해 출력전압(출력 임피던스)은 높이고 스피커에서는 다시 매칭트랜스를 이용해 전압을 낮추기 위한 회로 구성을 필요로 한다.These PA amplifiers require a circuit configuration to increase the output voltage (output impedance) due to the resistance loss according to the separation distance from the speaker, and to lower the voltage using the matching transformer again in the speaker.

즉, 일반스피커는 4ohm 내지 8ohm 정도로 설계되어도 앰프와의 연결구간이 비교적 짧기 때문에(수 m 이내) 스피커 선으로 인한 손실이 별로 문제되지 않지만 PA 앰프의 경우에는 기본적으로 수십 m 내지 수백 m 정도의 연결 라인이 필요하기 때문에 스피커선으로 인한 손실을 줄이기 위해 PA 앰프는 고압, 고임피던스로 출력하고 스피커 역시 고전압, 고임피던스로 설계된다.In other words, even if the speaker is designed for 4 ohm to 8 ohm, the connection range with the amplifier is relatively short (within a few m), so the loss due to the speaker wire is not a problem. Because of the need for lines, PA amplifiers are designed for high voltage, high impedance, and speakers are designed for high voltage and high impedance to reduce losses due to speaker wires.

여기서, 도 1a 내지 도 1c에는 상술한 바와 같이 고압, 고임피던스로 출력하기 위한 종래 기술에 따른 PA 앰프의 다양한 회로 구성을 나타낸 회로도가 도시되어 있다.1A to 1C are circuit diagrams illustrating various circuit configurations of a PA amplifier according to the prior art for outputting a high voltage and high impedance as described above.

먼저, 도 1a는 현재 사용되고 있는 대표적인 토폴로지(Topology)의 회로구성이 도시되어 있다. 도 1a를 참조하면 기본적으로 선형 증폭기(Linear Amplifier)와 저주파 트랜스포머로 구성된 토폴로지는 회로구성이 단순한 장점은 있으나 상기 저주파 트랜스포머의 사용으로 인해 부피가 커지고 무거워지는 단점이 있다. 또한, 상기 선형 증폭기의 출력전압을 입력 전류전압의 최저전압을 기준으로 교류전압을 발생시킴으로 인해 전압이 낮아 같은 출력(Power)에 대해 전류가 증가하게 된다. 따라 선형증폭기에 사용되는 소자에 대한 전류용량이 증대된다. 또한, 저주파 트랜스포머의 1차측에 흐르는 전류도 더불어 증가하는 문제점이 있었다. 이는 소자의 비용이 증대되고 효율에서도 불리해진다.First, FIG. 1A shows a circuit configuration of a representative topology currently used. Referring to FIG. 1A, a topology consisting essentially of a linear amplifier and a low frequency transformer has a simple circuit configuration, but has a disadvantage of being bulky and heavy due to the use of the low frequency transformer. In addition, since the AC voltage is generated based on the lowest voltage of the input current voltage as the output voltage of the linear amplifier, the current is increased for the same output power due to the low voltage. This increases the current capacity for devices used in linear amplifiers. In addition, there is a problem that the current flowing to the primary side of the low-frequency transformer also increases. This increases the cost of the device and disadvantages in efficiency.

또한, 도1b는 비절연형 컨버터를 사용한 클래스D(Class D) 증폭기의 회로구성이 도시되어 있다. 비절연형 컨버터는 절연형 컨버터보다 회로가 단순하므로 비용면에서 유리하나, 설치시 출력단 쇼트 및 오버로드 등 취약한 특성이 있어 대용량의 PA 시스템에는 적용되지 않고 소용량의 시스템에만 적용되는 추세이다.1B shows a circuit configuration of a Class D amplifier using a non-isolated converter. Non-isolated converters are advantageous in terms of cost because they are simpler than isolated converters, but they have weak characteristics such as output short and overload during installation, so they are not applied to high-capacity PA systems but only to small-capacity systems.

그리고, 도 1c에는 클래스D 증폭기와 저주파 트랜스를 적용한 구성이 도시되어 있다. 도 1c를 참고하여 보면 클래스D 증폭기 방식을 적용하여 상기 선형 증폭기 방식보다 높은 효율을 가지고 있으나 저주파 트랜스포머를 이용함으로 인해 부피가 커지고 무거워지는 단점이 해결되지 않고 있다.
1C shows a configuration in which a class D amplifier and a low frequency transformer are applied. Referring to FIG. 1c, the class D amplifier method has higher efficiency than the linear amplifier method, but the disadvantage of being bulky and heavy due to the use of a low frequency transformer is not solved.

일본 공개특허공보 제1999-340758호(1999.12.10), 원격조정 확성장치Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1999-340758 (Dec. 10, 1999), remote control expansion device

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 고주파 트랜스포머를 이용하여 안정성을 도모함과 동시에 설치비용, 크기 및 무게가 절감되며, 인버터 입력전압을 일정하게 원하는 높은 값으로 유지할 수 있어 전력소자의 전류용량을 감소시킨 고주파 트랜스를 이용한 PA 앰프를 제공하는 것에 있다.
The present invention was created to solve the above problems, the object of the present invention is to improve the stability by using a high-frequency transformer, while reducing the installation cost, size and weight, and keep the inverter input voltage at a desired high value It is possible to provide a PA amplifier using a high frequency transformer that can reduce the current capacity of the power device.

본 발명의 특징에 따르면, 일정거리에 이격되어 설치된 복수 개의 스피커(180)를 구동시키기 위한 PA(Public Address) 앰프에 있어서, 상용전원 입력단(10)에 회로연결되어 입력되는 상용교류전원을 직류형태로 변환하는 컨버터(110); 상기 컨버터(110)의 출력단에 회로연결되며 가변 제어신호에 따라 선택적으로 입력전원을 가변하여 구동전원을 제공하는 가변파워 서플라이(130); 오디오신호 입력단(20)에 병렬구조로 회로연결되어 마크스페이스비(mark-to-space ratio)가 변조된 방형파 출력을 발생시키는 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b); 상기 두 개의 클래스D회로부(160a,160b)의 출력단에 각각 회로연결되어 각 클래스D회로부(160a,160b)로부터 입력되는 오디오신호를 승압시켜 상기 스피커(180)로 출력하는 트랜스포머(170a,170b); 두 개의 출력단이 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단에 각각 회로연결되고, 상기 두 개의 출력단 중 하나의 출력단에는 입력되는 오디오신호의 위상을 반전시키는 반전증폭기(190)가 회로연결되며, 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 상기 제2클래스D회로부(160b)로 입력되는 오디오신호의 위상을 선택적으로 반전시키는 스위칭부(150); 및 복수 개로 구분되는 출력전압 탭스위치(141)와 각각 회로연결되며, 임의의 출력전압 탭스위치(141)의 입력신호와 대응되는 출력전압 및 오디오신호가 상기 스피커(180)로 입력되도록 상기 입력신호에 대응하는 가변 제어신호 및 스위칭 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130) 및 스위칭부(150)로 각각 출력하는 제어IC(140);를 포함하는 PA 앰프가 제공된다.
According to a feature of the present invention, in a PA (Public Address) amplifier for driving a plurality of speakers 180 spaced apart at a certain distance, the commercial AC power is connected to the commercial power input terminal 10 is a DC type Converter 110 for converting to; A variable power supply circuit 130 connected to an output terminal of the converter 110 and selectively changing input power according to a variable control signal to provide driving power; A first class D circuit unit 160a and a second class D circuit unit 160b that are connected in parallel to the audio signal input terminal 20 to generate a square wave output having a modulated mark-to-space ratio ; Transformers 170a and 170b connected to the output terminals of the two Class D circuit units 160a and 160b to boost the audio signals input from the respective Class D circuit units 160a and 160b and output them to the speaker 180; Two output terminals are circuit-connected to input terminals of the second class D circuit unit 160b, and an inverting amplifier 190 for inverting a phase of an input audio signal is circuit-connected to one of the two output terminals. A switching unit 150 for selectively inverting a phase of an audio signal input to the second class D circuit unit 160b by switching according to a control signal; And a plurality of output voltage tap switches 141 respectively divided into circuits, and output voltages and audio signals corresponding to input signals of arbitrary output voltage tap switches 141 to the speaker 180. A control amplifier 140 for outputting a variable control signal and a switching control signal corresponding to the variable power supply 130 and the switching unit 150, respectively; is provided with a PA amplifier.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 트랜스포머(170a,170b)는, 고주파 트랜스포머(High Frequency Transformer) 인것을 특징으로 하는 PA 앰프이 제공된다.
According to another feature of the invention, the transformer (170a, 170b) is provided with a PA amplifier, characterized in that the high frequency transformer (High Frequency Transformer).

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수 개의 출력전압 탭스위치(141)는, 100V 출력전압 탭스위치(141a), 70V 출력전압 탭스위치(141b) 및 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)로 구분되며, 상기 제어IC(140)는, 상기 100V 출력전압 탭스위치(141a) 또는 70V 출력전압 탭스위치(141b)의 입력신호가 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 각각 100V 또는 70V의 출력전압이 출력되도록 해당되는 가변 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130)로 출력하고 상기 반전증폭기(190)를 통해 반전된 오디오신호가 출력되도록 하는 스위칭 제어신호를 출력하며, 상기 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)의 입력신호가 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 4ohm의 출력전압이 출력되도록 해당 가변 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130)로 출력하고 상기 반전증폭기(190)를 통해 반전되지 않은 오디오신호가 출력되도록 하는 스위칭 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 PA 앰프가 제공된다.
According to another feature of the invention, the plurality of output voltage tap switch 141 is divided into 100V output voltage tap switch 141a, 70V output voltage tap switch 141b and 4ohm output voltage tap switch 141c. When the input signal of the 100V output voltage tap switch 141a or the 70V output voltage tap switch 141b is input, the control IC 140 outputs an output voltage of 100V or 70V through the variable power supply 130, respectively. Outputs a corresponding control signal to the variable power supply 130 and outputs a switching control signal for outputting the inverted audio signal through the inverting amplifier 190, and outputs the 4 ohm output voltage tap switch 141c. When the input signal of is inputted, the variable control signal is outputted to the variable power supply 130 so as to output an output voltage of 4 ohms through the variable power supply 130 and inverted through the inverting amplifier 190. Did PA amplifier, characterized in that for outputting a switching control signal to the audio signal to be output is provided.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 클래스D 회로와 고주파 트랜스를 적용하여 높은 효율과 시스템의 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 저주파 트랜스를 적용하는 방식과 비교하여 설치비용, 크기 및 무게가 절감되는 효과를 제공한다.As described above, according to the present invention, it is possible to secure a high efficiency and stability of the system by applying a class D circuit and a high frequency transformer, as well as to reduce installation cost, size and weight compared to a method of applying a low frequency transformer. Provide effect.

또한, 출력전압 탭스위치의 입력신호에 따라 인버터 입력 전압을 일정하게 원하는 높은 값으로 유지하여 출력 교류전압을 직접 발생시킬 수 있으므로 전력소자의 전류용량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the input signal of the output voltage tap switch, it is possible to directly generate the output AC voltage by keeping the inverter input voltage at a desired high value, thereby reducing the current capacity of the power device.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 PA 앰프의 다양한 회로구성을 나타낸 회로도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고주파 트랜스를 이용한 PA 앰프의 회로구성 및 동작원리를 나타낸 회로도이다.1A to 1C are circuit diagrams showing various circuit configurations of a conventional PA amplifier;
2 is a circuit diagram showing a circuit configuration and an operation principle of a PA amplifier using a high frequency transformer according to a preferred embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.The objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고주파 트랜스를 이용한 PA 앰프(이하에서는 'PA 앰프'라 함)는 일정거리에 이격되어 설치된 복수 개의 스피커(180)에 입력된 오디오신호를 출력 구동시키기 위한 앰프로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨버터(110), 가변파워 서플라이(130), 제1클래스D 회로부(160a), 제2클래스D회로부(160b), 트랜스포머(170a,170b), 스위칭부(150) 및 제어IC(140)를 포함하여 구비된다.PA amplifier using a high-frequency transformer according to a preferred embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "PA amplifier") is an amplifier for driving the output of the audio signal input to the plurality of speakers 180 installed at a predetermined distance, As shown in FIG. 2, the converter 110, the variable power supply 130, the first class D circuit unit 160a, the second class D circuit unit 160b, the transformers 170a and 170b, and the switching unit 150. And a control IC 140.

먼저, 컨버터(110)는 상용교류전원을 직류형태로 변환하는 구성요소로서, 상용전원 입력단(10)과 가변파워 서플라이(130) 사이에 회로연결되어 직류형태로 변환된 입력전원을 상기 가변파워 서플라이(130)로 출력한다.First, the converter 110 is a component for converting a commercial AC power into a direct current form, and is connected between the commercial power input terminal 10 and the variable power supply 130 to convert the input power converted into the direct current form into the variable power supply. Output to 130.

상기 가변파워 서플라이(130)는 제어IC(140)의 가변 제어신호에 따라 선택적으로 상기 입력전원을 가변하여 상기 스피커(180) 및 PA 앰프에 구동전원을 제공하는 구성요소로서 상기 컨버터(110)의 출력단에 회로연결된다.The variable power supply 130 selectively changes the input power according to a variable control signal of the control IC 140 to provide driving power to the speaker 180 and the PA amplifier. The circuit is connected to the output terminal.

여기서, 상기 가변파워 서플라이(130)는 설치된 복수 개의 스피커(180)에서 요구하는 입력전압에 적합하도록 입력전원의 출력전압을 가변하여 출력하는데, 본 실시예에서는 상기 100V, 70V 및 4ohm의 출력전압으로 각각 구분하여 출력하는 것을 예를 들어 설명하기로 한다.Herein, the variable power supply 130 outputs the output voltage of the input power by varying the output voltage to be suitable for the input voltage required by the plurality of speakers 180 installed. The output of each output will be described by way of example.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 가변파워 서플라이(130)의 제1단자로는 컨버터(110)의 변환된 전원이 입력되고, 제2단자(+Vcc) 및 제4단자(-Vcc)를 통해 가변된 출력전원이 출력되며, 상기 제어IC(140)로부터 상기 가변 제어신호를 인가받을 수 있도록 상기 제어IC(140)와 연결된 별도의 단자가 구비된다.In addition, as shown in FIG. 2, the converted power of the converter 110 is input to the first terminal of the variable power supply 130, and through the second terminal (+ Vcc) and the fourth terminal (-Vcc). A variable output power is output and a separate terminal connected to the control IC 140 is provided to receive the variable control signal from the control IC 140.

상기 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b)은, 입력되는 오디오신호에 의해서 마크스페이스비(mark-to-space ratio)가 변조된 방형파 출력을 발생시키는 구성요소로서, 상기 오디오신호가 인가되는 오디오신호 입력단(20)과 상기 스피커(180) 사이에서 병렬구조로 회로연결된다.The first class D circuit unit 160a and the second class D circuit unit 160b are components that generate a square wave output in which a mark-to-space ratio is modulated by an input audio signal. A circuit is connected in parallel between the audio signal input terminal 20 to which the audio signal is applied and the speaker 180.

여기서, 클래스D(Class D) 회로부는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 기술구성이므로 구체적인 동작원리 및 회로구성에 대한 설명을 생략하기로 한다.Here, since the Class D circuit part is a technical configuration known in the art to which the present invention pertains, a detailed description of the operation principle and the circuit configuration will be omitted.

상기 트랜스포머(170a,170b)는, 상기 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b)를 거쳐 입력되는 오디오신호를 각각 승압시켜 상기 스피커(180)로 출력하는 구성요소로서, 상기 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b)의 출력단과 각 스피커(180)의 입력단 사이에 각각 회로연결된다.The transformers 170a and 170b are components that boost the audio signal input through the first class D circuit unit 160a and the second class D circuit unit 160b and output them to the speaker 180. A circuit is connected between an output terminal of the first class D circuit unit 160a and the second class D circuit unit 160b and an input terminal of each speaker 180, respectively.

여기서, 상기 트랜스포머(170a,170b)는 종래 기술에 따른 저주파 트랜스포머와 비교하여 상대적으로 부피 및 무게가 적고 비용이 저렴한 고주파 트랜스포머(High Frequency Transformer)를 이용하는 것이 바람직하다.Here, the transformers 170a and 170b preferably use a high frequency transformer having a relatively low volume, weight, and low cost as compared to the low frequency transformer according to the prior art.

상기 스위칭부(150)는, 제어IC(140)의 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 상기 제2클래스D회로부(160b)로 입력되는 오디오신호의 위상을 선택적으로 반전시키는 구성요소로서, 두 개의 출력단이 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단에 각각 회로연결되고, 상기 두 개의 출력단 중 하나의 출력단에는 입력되는 오디오신호의 위상을 반전시키는 반전증폭기(190)가 회로연결된다. The switching unit 150 is a component that selectively inverts the phase of an audio signal input to the second class D circuit unit 160b by switching according to a switching control signal of the control IC 140. An inverting amplifier 190 for inverting a phase of an input audio signal is circuit-connected to an input terminal of the second class D circuit unit 160b, respectively.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 제4단자(입력단자)는 오디오신호 입력단(20)에 연결되어 상기 오디오신호를 인가받고, 제1단자(출력단자) 및 제2단자(출력단자)는 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단에 회로연결되되 상기 제1단자와 제2클래스D회로부(160b)의 입력단 사이에는 상기 반전증폭기(190)가 회로연결되며, 상기 제어IC(140)로부터 스위칭 제어신호를 인가받을 수 있도록 상기 제어IC(140)와 연결된 별도의 제3단자가 구비된다.In addition, as shown in FIG. 2, the fourth terminal (input terminal) is connected to the audio signal input terminal 20 to receive the audio signal, and the first terminal (output terminal) and the second terminal (output terminal) are The inverting amplifier 190 is circuit-connected between the first terminal and the input terminal of the second class D circuit unit 160b, and the circuit is connected to the input terminal of the second class D circuit unit 160b, and is switched from the control IC 140. A third terminal connected to the control IC 140 is provided to receive a control signal.

따라서, 상기 스위칭 제어신호에 따라 ON 되도록 스위칭 동작하여 상기 제4단자와 제1단자가 상호 단락되면 상기 반전증폭기(190)를 거치면서 상기 오디오신호는 원형의 위상을 반전된 상태로 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단으로 출력되며, OFF 되도록 스위칭 동작하여 상기 제4단자와 제2단자가 상호 단락되면 상기 오디오신호는 상기 반전증폭기(190)를 거치지 않게 되면서 원형의 위상이 유지된 상태로 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단으로 출력되는 것이다. Accordingly, when the fourth terminal and the first terminal are short-circuited by the switching operation so as to be turned on according to the switching control signal, the audio signal passes through the inverting amplifier 190 and the circular phase is inverted in the second class. When the fourth terminal and the second terminal are short-circuited by being switched to the input terminal of the D circuit unit 160b so as to be turned off, the audio signal does not pass through the inverting amplifier 190 and maintains a circular phase. It is output to the input terminal of the second class D circuit unit 160b.

즉, 상기 스위칭 제어신호에 따라 선택적으로 스위칭 동작함에 하여, 상기 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b)에는 각각 동상 신호 또는 역상 신호가 입력되는 것이다.That is, in the selective switching operation according to the switching control signal, the in-phase signal or the reversed phase signal is input to the first class D circuit unit 160a and the second class D circuit unit 160b, respectively.

상기 제어IC(140)는, 복수 개로 구분되는 출력전압 탭스위치(141a,141b,141c)와 각각 회로연결되어 임의의 출력전압 탭스위치의 입력신호와 대응되는 출력전압 및 오디오신호가 상기 스피커(180)로 입력되도록 상기 입력신호에 대응하는 가변 제어신호 및 스위칭 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130) 및 스피커(180)로 각각 출력하는 구성요소로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1단자는 상기 가변파워 서플라이(130)와 회로연결되어 가변 제어신호를 출력하고, 제2단자에는 100V 출력전압 탭스위치(141a)가, 제3단자에는 70V 출력전압 탭스위치(141b)가, 제4단자에는 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)가 각각 회로연결된다. 또한, 제5단자는 상기 스위칭부(150)의 제3단자와 회로연결되어 스위칭 제어신호를 출력하며, 제6단자는 상기 오디오신호 입력단(20)과 두 클래스D 회로부(160a,160b)의 각 입력단의 접점 사이에 회로연결된 이득조절부(142)와 회로연결되어 입력되는 각 출력전압 탭스위치(141a,141b,141c)별 입력신호에 따라 상기 오디오신호의 이득(Gain)값을 조절하기 위한 이득 제어신호를 출력한다.The control IC 140 is circuit-connected with a plurality of output voltage tap switches 141a, 141b, and 141c so that an output voltage and an audio signal corresponding to an input signal of an arbitrary output voltage tap switch are output to the speaker 180. As a component for outputting the variable control signal and the switching control signal corresponding to the input signal to the variable power supply 130 and the speaker 180 so as to be input to), as shown in Figure 2, the first terminal It is connected to the variable power supply 130 and outputs a variable control signal, a 100V output voltage tap switch 141a at the second terminal, a 70V output voltage tap switch 141b at the third terminal, and a fourth terminal 4 ohm output voltage tap switches 141c are each circuit-connected. In addition, the fifth terminal is connected to the third terminal of the switching unit 150 to output a switching control signal, the sixth terminal of each of the audio signal input terminal 20 and the two Class D circuits (160a, 160b) Gain for adjusting the gain value of the audio signal according to the input signal for each output voltage tap switch 141a, 141b, 141c which is connected in circuit with the gain control unit 142 circuit-connected between the contacts of the input terminal. Output a control signal.

여기서, 상기 각 출력전압 탭스위치(141a,141b,141c)는 사용자가 스피커(180)에서 요구되는 입력전압의 크기에 따라 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PA 앰프를 통해 부합되는 출력전압이 출력될 수 있도록 조작하기 위한 스위치를 의미한다.Here, each of the output voltage tap switches 141a, 141b, and 141c may output a corresponding output voltage through the PA amplifier according to the preferred embodiment of the present invention according to the magnitude of the input voltage required by the speaker 180. Means a switch to operate so that.

따라서, 상기 제어IC(140)는 상기 출력전압 탭스위치(141a,141b,141c) 중 사용자가 선택한 임의의 출력전압 탭스위치를 조작하면 해당 출력전압 탭스위치에 대응되는 출력전압이 스피커(180)로 출력될 수 있도록 가변파워 서플라이(130) 및 스위칭부(150)를 적절하게 제어할 수 있는 가변 제어신호 및 스위칭 제어신호를 출력하는 것이다. Therefore, when the control IC 140 operates an arbitrary output voltage tap switch selected by the user among the output voltage tap switches 141a, 141b, and 141c, an output voltage corresponding to the corresponding output voltage tap switch is transferred to the speaker 180. It is to output a variable control signal and a switching control signal that can properly control the variable power supply 130 and the switching unit 150 to be output.

그리고, 도면과 같이 상기 복수 개의 출력전압 탭스위치(141)가 100V 출력전압 탭스위치(141a), 70V 출력전압 탭스위치(141b) 및 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)로 구분될 경우, 상기 제어IC(140)는 상기 100V 출력전압 탭스위치(141a) 또는 70V 출력전압 탭스위치(141b)의 입력신호가 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 각각 100V 또는 70V의 출력전압이 출력되도록 해당되는 가변 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130)로 출력하고 상기 반전증폭기(190)를 통해 반전된 오디오신호가 출력되도록 하는 스위칭 제어신호를 출력하며, 상기 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)의 입력신호가 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 4ohm의 출력전압이 출력되도록 해당 가변 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130)로 출력하고 반전되지 않은 오디오신호가 출력되도록 하는 스위칭 제어신호를 출력한다.When the plurality of output voltage tap switches 141 are divided into 100V output voltage tap switches 141a, 70V output voltage tap switches 141b, and 4ohm output voltage tap switches 141c, as shown in the drawing, the control IC When the input signal of the 100V output voltage tap switch 141a or the 70V output voltage tap switch 141b is input, the variable voltage corresponding to the output voltage of 100V or 70V is output through the variable power supply 130, respectively. Output a control signal to the variable power supply 130 and outputs a switching control signal for outputting the inverted audio signal through the inverting amplifier 190, the input signal of the 4ohm output voltage tap switch (141c) is input When the variable power supply 130 outputs the output voltage of 4ohm through the variable power supply 130 to the variable power supply 130 to output an inverted audio signal And it outputs the switching control signal.

보다 구체적으로 설명하면, 사용자가 상기 100V 출력전압 탭스위치(141a)를 조작하여 상기 100V 출력전압 탭스위치(141a)의 입력신호가 제어IC(140)의 제2단자로 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 100V의 출력전압이 출력되도록 직류형태로 변환된 입력전압을 100V로 가변하여 출력하도록 제어하고, 상기 스위칭부(150)가 ON 되도록 하는 스위칭 제어신호를 스위칭부(150)로 출력하여 스위칭부(150)의 제4단자와 제1단자가 상호 단락되면서 제4단자를 통해 입력된 오디오신호의 위상이 반전된 상태로 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단으로 출력되도록 제어한다. 따라서, 상기 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b)에서 트랜스포머(170a,170b)를 거쳐 스피커(180)로 동시에 입력되는 오디오신호는 상호 역상의 위상을 가지게 되므로 높은 출력전압을 얻을 수 있게 되는 것이다.More specifically, when the user operates the 100V output voltage tap switch 141a and the input signal of the 100V output voltage tap switch 141a is input to the second terminal of the control IC 140, the variable power supply ( 130 to control the input voltage converted into direct current form to output the output voltage of 100V by changing to 100V, and outputs a switching control signal to turn on the switching unit 150 to the switching unit 150 The fourth terminal and the first terminal of the switching unit 150 are short-circuited to each other so that the phase of the audio signal input through the fourth terminal is inverted to be output to the input terminal of the second class D circuit unit 160b. Therefore, the audio signals simultaneously input to the speaker 180 through the transformers 170a and 170b from the first class D circuit unit 160a and the second class D circuit unit 160b have mutually opposite phases, and thus have high output voltages. You will get.

또한, 사용자가 상기 70V 출력전압 탭스위치(141b)를 조작하여 상기 70V 출력전압 탭스위치(141b)의 입력신호가 제어IC(140)의 제3단자로 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 70V의 출력전압이 출력되도록 직류형태로 변환된 입력전압을 70V로 가변하여 출력하도록 제어하고, 상기 스위칭부(150)가 ON 되도록 하는 스위칭 제어신호를 스위칭부(150)로 출력하여 스위칭부(150)의 제4단자와 제1단자가 상호 단락되면서 제4단자를 통해 입력된 오디오신호가 원형의 위상이 반전된 상태로 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단으로 출력되도록 제어한다. 따라서, 상기 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b)에서 트랜스포머(170a,170b)를 거쳐 스피커(180)로 동시에 입력되는 오디오신호는 상호 역상의 위상을 갖게 되므로 높은 출력전압을 얻을 수 있게 되는 것이다.In addition, when a user operates the 70V output voltage tap switch 141b and the input signal of the 70V output voltage tap switch 141b is input to the third terminal of the control IC 140, the variable power supply 130 may be used. The output voltage of 70V is controlled so that the input voltage converted into direct current form is changed to 70V, and the switching control unit 150 outputs a switching control signal for turning on the switching unit 150 to the switching unit 150. As the fourth terminal and the first terminal of the ()) are short-circuited with each other, the audio signal inputted through the fourth terminal is controlled to be output to the input terminal of the second class D circuit unit 160b with the phase of the circular phase reversed. Therefore, the audio signals simultaneously input to the speaker 180 through the transformers 170a and 170b from the first class D circuit unit 160a and the second class D circuit unit 160b have mutually opposite phases, and thus have high output voltages. You will get.

그리고, 사용자가 상기 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)를 조작하여 상기 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)의 입력신호가 제어IC(140)의 제4단자로 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 4ohm에 해당하는 출력전압이 출력되도록 직류형태로 변환된 입력전압을 4ohm에 해당하는 출력전압으로 가변하여 출력하도록 제어하고, 상기 스위칭부(150)가 OFF 되도록 하는 스위칭 제어신호를 스위칭부(150)로 출력하여 스위칭부(150)의 제4단자와 제2단자가 상호 단락되면서 제4단자를 통해 입력된 오디오신호가 원형의 위상을 유지한 상태로 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단으로 출력되도록 제어한다. 따라서, 상기 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b)에서 트랜스포머(170a,170b)를 거쳐 스피커(180)로 동시에 입력되는 오디오신호는 상호 동일한 동상의 위상을 갖게 되므로 상대적으로 낮은 출력전압을 얻을 수 있는 것이다.In addition, when a user operates the 4 ohm output voltage tap switch 141c and the input signal of the 4 ohm output voltage tap switch 141c is input to the fourth terminal of the control IC 140, the variable power supply 130 may be used. The switching unit 150 controls the input voltage converted into a direct current form to output an output voltage corresponding to 4 ohms to the output voltage corresponding to 4 ohms, and outputs the switching control signal to turn off the switching unit 150 And the fourth terminal and the second terminal of the switching unit 150 are short-circuited to each other, and the audio signal input through the fourth terminal maintains a circular phase to the input terminal of the second class D circuit unit 160b. Control the output. Therefore, the audio signals simultaneously input to the speaker 180 through the transformers 170a and 170b by the first class D circuit unit 160a and the second class D circuit unit 160b have the same in phase phase. Low output voltage can be obtained.

이와 같이 두 개의 클래스D 회로부(160a,160b) 및 트랜스포머(170a,170b)를 포함하여 제어IC(140)의 제어신호에 따라 선택적으로 동, 역상을 갖는 오디오신호가 출력되어 장착되는 스피커(180)가 변경되더라도 출력단자의 변경할 필요가 없게 된다.In this way, the speaker 180 including two class D circuit units 160a and 160b and transformers 170a and 170b to output and mount audio signals having the same and reverse phases selectively according to a control signal of the control IC 140. Even if is changed, it is not necessary to change the output terminal.

한편, 상기 컨버터(110)의 출력단에는, 상용전원 입력단(10)으로부터 상용교류전원이 입력되지 않을 경우 직류형태로 변환된 입력전원을 인가받아 축전하는 축전배터리(120)가 구비되어 비상시 상기 상용교류전원을 대신하여 미리 저장된 축전전원이 상기 스피커(180) 및 PA 앰프의 구동전원으로 이용되도록 구비되는 것이 바람직하다.On the other hand, when the commercial AC power is not input from the commercial power input terminal 10, the output terminal of the converter 110 is provided with a storage battery 120 to receive and store the input power converted into a direct current form the commercial exchange in an emergency. In place of the power source, the stored power is preferably provided as a driving power source for the speaker 180 and the PA amplifier.

또한, 상기 제어IC(140)는 입력되는 입력전원 또는 축전전원을 감지하여 상기 입력전원 또는 축전전원의 크기가 일정 전압이하 일 때 상기 가변파워 서플라이(130)를 OFF 동작시키는 제어신호를 출력함으로써 상기 축전배터리(120) 및 컨버터(110)를 보호할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the control IC 140 detects an input power or storage power input and outputs a control signal to turn off the variable power supply 130 when the magnitude of the input power or storage power is below a predetermined voltage. It is preferable that the power storage battery 120 and the converter 110 are provided to protect the power storage battery 120 and the converter 110.

상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PA 앰프의 각 구성 및 기능에 의해, 두 개의 클래스D 회로부(160a,160b)와 트랜스포머(170a,170b)를 적용하여 높은 효율과 시스템의 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 저주파 트랜스를 적용하는 방식과 비교하여 설치비용, 크기 및 무게가 절감되는 효과를 제공한다.By the configuration and function of the PA amplifier according to the preferred embodiment of the present invention as described above, by applying two Class D circuits (160a, 160b) and transformers (170a, 170b) to ensure high efficiency and system stability In addition, it can reduce installation cost, size and weight compared to the low frequency transformer.

또한, 출력전압 탭스위치(141a,141b,141c)의 입력신호에 따라 인버터 입력 전압을 일정하게 원하는 높은 값으로 유지하여 출력 교류전압을 직접 발생시킬 수 있으므로 전력소자의 전류용량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the input signal of the output voltage tap switch (141a, 141b, 141c) can maintain the inverter input voltage at a desired high value to generate the output AC voltage directly, which can reduce the current capacity of the power device There is this.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

10...상용전원 입력단 20...오디오신호 입력단
110...컨버터 120...축전배터리
130...가변파워 서플라이 140...제어IC
150...스위칭부 160a...제1클래스D 회로부
160b...제2클래스D회로부 170a, 170b...트랜스포머
180...스피커 190...반전증폭기10.Commercial power input terminal 20 ... Audio signal input terminal
110 Converter 120 Battery
130 ... Variable Power Supply 140 ... Control IC
150 ... switching part 160a ... first class D circuit part
160b ... 2nd Class D Circuit Unit 170a, 170b ... Transformer
180 ... speaker 190 ... inverting amplifier

Claims (3)

일정거리에 이격되어 설치된 복수 개의 스피커(180)를 구동시키기 위한 PA(Public Address) 앰프에 있어서,
상용전원 입력단(10)에 회로연결되어 입력되는 상용교류전원을 직류형태로 변환하는 컨버터(110);
상기 컨버터(110)의 출력단에 회로연결되며 가변 제어신호에 따라 선택적으로 입력전원을 가변하여 구동전원을 제공하는 가변파워 서플라이(130);
오디오신호 입력단(20)에 병렬구조로 회로연결되어 마크스페이스비(mark-to-space ratio)가 변조된 방형파 출력을 발생시키는 제1클래스D 회로부(160a) 및 제2클래스D회로부(160b);
상기 두 개의 클래스D회로부(160a,160b)의 출력단에 각각 회로연결되어 각 클래스D회로부(160a,160b)로부터 입력되는 오디오신호를 각각 승압시켜 상기 스피커(180)로 출력하는 트랜스포머(170a,170b);
두 개의 출력단이 상기 제2클래스D회로부(160b)의 입력단에 각각 회로연결되고, 상기 두 개의 출력단 중 하나의 출력단에는 입력되는 오디오신호의 위상을 반전시키는 반전증폭기(190)가 회로연결되며, 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 상기 제2클래스D회로부(160b)로 입력되는 오디오신호의 위상을 선택적으로 반전시키는 스위칭부(150); 및
복수 개로 구분되는 출력전압 탭스위치(141)와 각각 회로연결되며, 임의의 출력전압 탭스위치(141)의 입력신호와 대응되는 출력전압 및 오디오신호가 상기 스피커(180)로 입력되도록 상기 입력신호에 대응하는 가변 제어신호 및 스위칭 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130) 및 스위칭부(150)로 각각 출력하는 제어IC(140);를 포함하는 PA 앰프.
In the PA (Public Address) amplifier for driving a plurality of speakers 180 spaced apart at a certain distance,
A converter (110) connected to the commercial power input terminal (10) to convert a commercial AC power inputted into a direct current form;
A variable power supply circuit 130 connected to an output terminal of the converter 110 and selectively changing input power according to a variable control signal to provide driving power;
A first class D circuit unit 160a and a second class D circuit unit 160b that are connected in parallel to the audio signal input terminal 20 to generate a square wave output having a modulated mark-to-space ratio ;
Transformers 170a and 170b connected to the output terminals of the two Class D circuit units 160a and 160b to boost the audio signals input from the respective Class D circuit units 160a and 160b and output them to the speaker 180. ;
Two output terminals are circuit-connected to input terminals of the second class D circuit unit 160b, and an inverting amplifier 190 for inverting a phase of an input audio signal is circuit-connected to one of the two output terminals. A switching unit 150 for selectively inverting a phase of an audio signal input to the second class D circuit unit 160b by switching according to a control signal; And
A plurality of output voltage tap switches 141 are respectively connected to a circuit, and output voltages and audio signals corresponding to input signals of arbitrary output voltage tap switches 141 are input to the speaker 180. And a control IC (140) for respectively outputting a corresponding variable control signal and a switching control signal to the variable power supply (130) and the switching unit (150).
제 1항에 있어서,
상기 트랜스포머(170a,170b)는, 고주파 트랜스포머(High Frequency Transformer) 인것을 특징으로 하는 PA 앰프.
The method of claim 1,
The transformer (170a, 170b), PA amplifier, characterized in that a high frequency transformer (High Frequency Transformer).
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 복수 개의 출력전압 탭스위치(141)는,
100V 출력전압 탭스위치(141a), 70V 출력전압 탭스위치(141b) 및 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)로 구분되며,
상기 제어IC(140)는, 상기 100V 출력전압 탭스위치(141a) 또는 70V 출력전압 탭스위치(141b)의 입력신호가 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 각각 100V 또는 70V의 출력전압이 출력되도록 해당되는 가변 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130)로 출력하고 상기 반전증폭기(190)를 통해 반전된 오디오신호가 출력되도록 하는 스위칭 제어신호를 출력하며, 상기 4ohm 출력전압 탭스위치(141c)의 입력신호가 입력되면 상기 가변파워 서플라이(130)를 통해 4ohm의 출력전압이 출력되도록 해당 가변 제어신호를 상기 가변파워 서플라이(130)로 출력하고 상기 반전증폭기(190)를 통해 반전되지 않은 오디오신호가 출력되도록 하는 스위칭 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 PA 앰프.3. The method according to claim 1 or 2,
The plurality of output voltage tap switch 141,
It is divided into 100V output voltage tap switch (141a), 70V output voltage tap switch (141b) and 4ohm output voltage tap switch (141c),
When the input signal of the 100V output voltage tap switch 141a or the 70V output voltage tap switch 141b is input, the control IC 140 outputs an output voltage of 100V or 70V through the variable power supply 130, respectively. Outputting a control signal so as to output a corresponding control signal to the variable power supply 130 and outputting an inverted audio signal through the inverting amplifier 190, and outputting the 4ohm output voltage tap switch 141c. When the input signal is input, the variable control signal is output to the variable power supply 130 so that an output voltage of 4 ohms is output through the variable power supply 130, and the inverted audio signal is not inverted through the inverting amplifier 190. PA amplifier for outputting a switching control signal to be output.
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