KR102320844B1 - 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치 - Google Patents
누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 일반적으로 오디오 앰프의 스피커 선로 일부분에 어스폴트(earth fault)가 발생하더라도 오디오 앰프에 장애가 발생하지 않도록 보호(protection)하는 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 어스폴트 폐루프에 형성되는 어스 누설을 검출하는 누설 감지 회로를 오디오 앰프 출력단에 배치하여 어스폴트 발생시에 스피커 선로를 차단함으로써 스피커 선로 일부분에 어스폴트(earth fault)가 발생하더라도 오디오 앰프에 장애가 발생하지 않도록 보호하는 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 오디오 앰프의 스피커 선로에서 어스폴트가 발생하더라도 오디오 앰프에 장애가 발생하지 않는 장점이 있다. 특히, 본 발명에 따르면 대형건물에서 화재, 지진, 누수 등에 의해 스피커 선로에서 어스폴트가 발생하더라도 오디오 앰프가 비상방송을 출력할 수 있으므로 재난 발생 시에 효과적인 대피 안내를 제공할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 발명에 따르면 오디오 앰프에서 출력 신호 재생 유무에 상관없이 항상 실시간으로 어스폴트를 체크할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 일반적으로 오디오 앰프의 스피커 선로 일부분에 어스폴트(earth fault)가 발생하더라도 오디오 앰프에 장애가 발생하지 않도록 보호(protection)하는 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 어스폴트 폐루프에 형성되는 어스 누설을 검출하는 누설 감지 회로를 오디오 앰프 출력단에 배치하여 어스폴트 발생시에 스피커 선로를 차단함으로써 스피커 선로 일부분에 어스폴트(earth fault)가 발생하더라도 오디오 앰프에 장애가 발생하지 않도록 보호하는 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 기술에 관한 것이다.
일반적으로 아파트, 오피스빌딩, 관공서, 호텔, 학교 등에는 건물 내부의 사람들에게 공지사항을 전달하거나 화재, 지진 발생시에 대피를 안내하기 위한 방송 시스템이 구축되어 있다. 이러한 방송시스템은 비상 상황에서 건물 내의 사람들을 신속하게 대피하도록 알리는 기능을 수행하기 때문에 매우 중요하며 일정 규모 이상의 건물에는 필수적으로 설치된다.
이러한 방송시스템을 비롯하여 여러 음향 시스템에는 오디오 앰프가 사용된다. 오디오 앰프는 입력 신호(스몰 시그널)를 증폭하여 입력 신호를 추종하는 증폭 신호(라지 시그널)을 스피커 단으로 출력하는 장치이다.
일반적으로 오디오 앰프에는 과부하(스피커) 보호 기능이 있다. 과부하 보호는 비정상적인 부하(스피커 및 선로) 연결로 인한 과전류(over current) 상태가 발생하면 신호 증폭 동작을 멈추는 기능이다. 오디오 앰프는 과전류로 인한 자체 발열에 의해 보호 동작도 수행한다. 즉, 오디오 앰프는 부하 상태(스피커 및 선로)를 알지 못한 상태에서 동작하는 것이 일반적이고, 앰프 장비에 미리 설정된 보호 회로 기준에 도달해야 동작을 멈추게 된다.
[도 1]은 건물의 방송시스템에서 일반적인 오디오 앰프 및 스피커 결선 구조를 나타내는 도면이다. [도 1]에서 예컨대 화재에 의해 스피커 선로의 절연피복이 벗겨지거나 누수에 의해 스피커가 침수되면 스피커 선로의 양단(+, -)이 단락되는 라인폴트(line fault)가 발생할 수 있다. 라인폴트의 경우, 그 단락된 스피커 선로를 따라 과전류가 흐르게 되고 오디오 앰프(20)가 전기 충격을 받아 일시적 혹은 영구적인 장애를 일으킬 수 있다.
화재 등의 재난 상황에서 오디오 앰프(20)에 장애가 발생하면 비상방송이 제공되지 않아 인명피해가 확대될 수 있다. 이에, 스피커 선로의 라인폴트를 검사하는 장비를 추가하는 구조가 제시되었다.
[도 2]는 오디오 앰프(20)와 스피커 선로(+, -) 사이에 라인 체커(30)를 추가한 구조를 나타내는 도면이다. 라인 체커(line checker)(30)가 오디오 앰프(20)와 스피커 선로(+, -) 사이에 배치되어 스피커 선로를 모니터링하고 이를 통해 개방(OPEN), 단락(SHORT), 과부하(overload) 상태를 검출한다. 스피커 선로 상태가 비정상이라고 판단되면 라인 체커(30)는 오디오 앰프(20)와 스피커 선로 간의 연결을 끊어 오디오 앰프(20)를 보호한다.
한편, 아파트, 학교, 공장, 백화점, 고층건물 등에서는 오디오 앰프(20)와 최종단의 스피커 선로 길이는 수백 미터 이상되는 현장이 많기 때문에 스피커 선로 작업 시에 접지에 누설되는 경우가 빈번하게 발생한다. 스피커 누설은 앰프 고장의 원인이 되는데, 종래에는 해결이 곤란하였다.
본 발명의 목적은 일반적으로 오디오 앰프의 스피커 선로 일부분에 어스폴트(earth fault)가 발생하더라도 오디오 앰프에 장애가 발생하지 않도록 보호(protection)하는 기술을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 어스폴트 폐루프에 형성되는 어스 누설을 검출하는 누설 감지 회로를 오디오 앰프 출력단에 배치하여 어스폴트 발생시에 스피커 선로를 차단함으로써 스피커 선로 일부분에 어스폴트(earth fault)가 발생하더라도 오디오 앰프에 장애가 발생하지 않도록 보호하는 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 기술을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 해결 과제는 이들 사항에 제한되지 않으며 본 명세서의 기재로부터 다른 해결 과제가 이해될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스피커 선로의 어스폴트에 대해 오디오 앰프(200)를 보호하는 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치는, 오디오 입력신호를 추종하여 증폭된 스피커 구동 전류를 스피커 선로 양단으로 출력하는 라인 구동부(230); 라인 구동부(230)의 출력단과 스피커 선로 양단을 스위칭 연결하는 신호 스위치부(240); 라인 구동부(230)의 출력단에 연결되고 스피커 선로에서의 어스 누설로 인한 스피커 선로와 내부 OP 앰프 증폭회로로 형성된 어스폴트 폐루프 상의 임피던스 변화에 기초하여 스피커 선로의 어스폴트 발생을 검출하는 누설 감지부(250); 누설 감지부(250)에 의해 어스폴트 발생이 검출되면 신호 스위치부(240)를 제어하여 라인 구동부(230)의 출력단과 스피커 선로 간의 연결을 끊는 스위칭 제어부(260);를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 누설 감지부(250)는 라인 구동부(230)의 출력단과 복수의 저항 소자를 직렬 연결하고 그중 하나의 저항소자에서 발생되는 전압강하(Vdrp)에 기초하여 스피커 선로의 어스폴트 검출 결과를 출력한다.
이를 위해, 누설 감지부(250)는, 라인 구동부(230)의 출력단에 일단이 연결되는 제 1 저항소자(R1); 제 1 저항소자(R1)의 타단과 하이레벨 전위 사이에 직렬 연결되어 어스폴트 폐루프를 형성하는 제 2 저항소자(R3); 제 2 저항소자(R3)의 양단 전압을 입력받아 증폭 출력하는 OP 앰프 증폭기(251); OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압에 기초하여 스피커 선로의 어스폴트 검출 결과를 출력하는 어스폴트 센싱부;를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 어스폴트 센싱부는, OP 앰프 증폭기(251)의 출력단에 역방향 연결된 제너 다이오드(Z1); 입력단이 제너 다이오드(Z1)의 애노드에 연결되고 출력단을 통해 스피커 선로의 어스폴트 검출 결과를 출력하는 포토커플러(252);를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면 오디오 앰프의 스피커 선로에서 어스폴트가 발생하더라도 오디오 앰프에 장애가 발생하지 않는 장점이 있다. 특히, 본 발명에 따르면 대형건물에서 화재, 지진, 누수 등에 의해 스피커 선로에서 어스폴트가 발생하더라도 오디오 앰프가 비상방송을 출력할 수 있으므로 재난 발생 시에 효과적인 대피 안내를 제공할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따르면 오디오 앰프에서 출력 신호 재생 유무에 상관없이 항상 실시간으로 어스폴트를 체크할 수 있는 장점이 있다.
[도 1]은 일반적인 오디오 앰프 및 스피커 결선 구조를 나타내는 도면.
[도 2]는 오디오 앰프와 스피커 선로 사이에 라인 체커를 추가한 구조를 나타내는 도면.
[도 3]은 오디오 앰프에서 스피커 선로의 어스폴트가 발생하는 원인을 나타내는 도면.
[도 4]는 본 발명에 따른 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치의 전체 구성을 나타내는 도면.
[도 5]는 본 발명에서 누설 감지부의 실시예를 나타내는 도면.
[도 6]은 [도 5]의 누설 감지부에서 앰프 출력단과 어스 사이에 형성되는 어스폴트 폐루프를 나타내는 도면.
[도 2]는 오디오 앰프와 스피커 선로 사이에 라인 체커를 추가한 구조를 나타내는 도면.
[도 3]은 오디오 앰프에서 스피커 선로의 어스폴트가 발생하는 원인을 나타내는 도면.
[도 4]는 본 발명에 따른 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치의 전체 구성을 나타내는 도면.
[도 5]는 본 발명에서 누설 감지부의 실시예를 나타내는 도면.
[도 6]은 [도 5]의 누설 감지부에서 앰프 출력단과 어스 사이에 형성되는 어스폴트 폐루프를 나타내는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
[도 3]은 오디오 앰프(20)에서 스피커 선로(+, -)의 어스폴트가 발생하는 원인을 나타내는 도면이다.
배경기술에서 전술한 바와 같이 스피커 선로 작업 시에 접지 누설이 빈번하게 발생하는데, 이러한 스피커 누설은 앰프 고장의 원인이 됨에도 불구하고 종래에는 해결이 곤란하였다. 이처럼 스피커 선로에서 접지 누설이 발생하는 상태를 어스폴트(earth fault)라고 부르는데, 이 경우에는 오디오 앰프(20)의 출력 신호 중 일부가 접지로 누설되어 버린다. 그런데, 기존에 사용되는 라인 체커(30)는 오디오 앰프(20)의 양단 출력(+, -) 간의 이상 여부를 점검하는 장비이므로 스피커 선로가 접지와 연결되어 전류 누설이 발생하는 현상은 제대로 검출하지 못하고, 어스폴트 상황이 상당히 심각해진 이후에나 검출하였다.
그런데, 본 발명의 발명자는 이러한 어스폴트 상황에서 오디오 앰프(20)의 접지 라인이 어스폴트의 누설전류가 흘러갈 수 있는 전류 경로, 즉 전류 흐름의 페루프를 제공하는 사실을 발견하였다. 그에 따라, 아래의 [도 4] 내지 [도 6]과 같은 스피커 선로의 어스폴트 보호 기술을 제안한다.
[도 4]는 본 발명에 따른 누설 감지 기반의 오디오 앰프(200)의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
[도 4]는 오디오 앰프(200)의 최종 출력단에 누설 감시 회로를 통해 스피커 선로(SPL1, SPL2)를 감시하며 스피커 선로에 어스폴트(earth fault)가 발생하면 누설 감시 회로가 이를 감지하여 앰프 출력단의 릴레이를 스위칭 제어함으로써 오디오 앰프(200)를 스피커 선로와 분리하는 구성이다. 이를 통해, 어스폴트가 발생하더라도 오디오 앰프(200)에 장애가 발생하지 않는다.
먼저, 앰프 제어부(210)는 오디오 앰프(200)의 전체적인 증폭 동작을 제어하는 구성요소이다.
라인 구동부(230)는 앰프 제어부(210)의 제어 동작에 의하여 오디오 입력신호를 추종하여 증폭된 형태의 스피커 구동 전류를 스피커 선로 양단(SPL1, SPL2)으로 출력함으로써 스피커(11, 13)를 구동한다.
신호 스위치부(240)는 라인 구동부(230)의 출력단과 스피커 선로 양단을 스위칭 연결하는 구성요소로서, 예컨대 릴레이(relay)로 구현된다.
누설 감지부(250)는 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)에 연결되고 스피커 선로에서의 어스 누설로 인한 스피커 선로와 내부 OP 앰프 증폭회로로 형성된 어스폴트 폐루프 상의 임피던스 변화에 기초하여 스피커 선로의 어스폴트 발생을 검출하는 구성요소이다. 본 발명에서 누설 감지부(250)는 오디오 앰프(200)와 스피커 선로(SPL1, SPL2)가 접지와 루프 형성이 되었을 경우에 발생되는 전압으로 누설 여부를 확인하도록 구성될 수 있다.
스위칭 제어부(260)는 누설 감지부(250)에 의해 스피커 선로(SPL1, SPL2)에 어스폴트 발생이 검출되면 신호 스위치부(240)를 제어하여 라인 구동부(230)의 출력단과 스피커 선로 간의 연결을 끊는 구성요소이다.
또한, 외부 전원과 그라운드 접지가 1차측에 연결되고 라인 구동부(230)와 오디오 앰프(200)의 샤시가 2차측에 연결되어 스피커 선로에 대한 외부 전원 절연을 제공하는 절연 변압부(220)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 라인 구동부(230)가 외부 전원에 직접 연결되지 않고 중간에 절연 변압부(220)를 거치도록 구성함으로써 스피커 선로의 어스폴트 상황에서 일시적으로라도 외부 전원(상용전원)으로부터 스피커 선로(SPL1, SPL2) 측으로 대용량의 전류가 흘러가는 상황을 회로적으로 방지할 수 있다.
[도 5]는 본 발명에서 누설 감지부(250)의 실시예를 나타내는 도면이고, [도 6]은 [도 5]의 누설 감지부(250)에서 앰프 출력단과 어스 사이에 형성되는 어스폴트 폐루프를 나타내는 도면이다.
[도 5]와 [도 6]을 참조하면, 본 발명에서 누설 감지부(250)는 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)과 복수의 저항 소자(R3, R4)를 직렬 연결하고 그중 하나의 저항소자(R3)에서 발생되는 전압강하(Vdrp)에 기초하여 스피커 선로(SPL1, SPL2)의 어스폴트 검출 결과를 출력한다.
먼저, [도 5]를 참조하면, 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)에 각각 저항소자(R1, R2)가 연결되고, 이 라인은 저항 소자(R3, R4)를 통해 하이레벨 전위(+15 VA)로 이어진다. [도 6]을 참조하면, 이렇게 형성된 전류 흐름 라인을 본 명세서에서는 어스폴트 폐루프라고 부른다.
이때, 설명의 편의를 위해, 저항 소자(R1, R2)를 제 1 저항소자라고 명명한다. [도 5]를 참조하면, 이들 제 1 저항소자(R1, R2)는 각자 양단(P1, P3; P2, P4)을 구비하는데, 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)에 각각의 일단(P1, P2)이 연결되고 각각의 타단(P3, P4)은 전기적으로 서로 연결되어 공통 접점(P5)을 구성한다.
또한, 설명의 편의를 위해, 저항 소자(R3, R4)를 각각 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)라고 명명한다. [도 5]를 참조하면, 이들 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)는 제 1 저항소자(R1, R2)가 구성하는 공통 접점(P5)과 오디오 앰프(200)의 하이레벨 전위(+15VA) 사이에 직렬 연결된다. 이를 통해, [도 6]에 나타낸 바와 같이, 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)는 제 1 저항소자(R1, R2)와 공동으로 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)과 어스 사이에 어스폴트 폐루프를 형성한다.
이때, 설명의 편의를 위해, 저항 소자(R1, R2)를 제 1 저항소자라고 명명한다. [도 5]를 참조하면, 이들 제 1 저항소자(R1, R2)는 각자 양단(P1, P3; P2, P4)을 구비하는데, 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)에 각각의 일단(P1, P2)이 연결되고 각각의 타단(P3, P4)은 전기적으로 서로 연결되어 공통 접점(P5)을 구성한다.
또한, 설명의 편의를 위해, 저항 소자(R3, R4)를 각각 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)라고 명명한다. [도 5]를 참조하면, 이들 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)는 제 1 저항소자(R1, R2)가 구성하는 공통 접점(P5)과 오디오 앰프(200)의 하이레벨 전위(+15VA) 사이에 직렬 연결된다. 이를 통해, [도 6]에 나타낸 바와 같이, 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)는 제 1 저항소자(R1, R2)와 공동으로 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)과 어스 사이에 어스폴트 폐루프를 형성한다.
이중에서 제 2-1 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)를 OP 앰프 증폭기(251)가 증폭시켜 출력한다.
[도 5]를 참조하여 OP 앰프 증폭기(251)의 회로 구성을 기술한다. 이때, 설명의 편의를 위해, 저항 소자(R5, R6, R7, R8)을 각각 제 3-1 저항소자(R5), 제 3-2 저항소자(R6), 제 3-3 저항소자(R7), 제 3-4 저항소자(R8)라고 명명한다. 먼저, OP 앰프 증폭기(251)의 마이너스 입력단자(-)는 제 3-1 저항소자(R5)를 경유하여 제 1 저항소자(R1, R2)의 공통 접점(P5)에 연결되고, OP 앰프 증폭기(251)의 플러스 입력단자(+)는 제 3-2 저항소자(R6)를 경유하여 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)의 중간 접점(P6)에 연결된다.
그리고, OP 앰프 증폭기(251)의 플러스 입력단자(+)는 제 3-3 저항소자(R7)를 경유하여 오디오 앰프(200)의 그라운드(AGND)에 연결되고, OP 앰프 증폭기(251)의 출력 단자는 제 3-4 저항소자(R8)를 통해 OP 앰프 증폭기(251)의 마이너스 입력단자(-)에 연결된다.
그리고, OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압이 제너 다이오드(Z1)와 포토커플러(252)로 전달되어 어스폴트 발생 여부를 검출하게 된다. 제너 다이오드(Z1)와 포토커플러(252)는 OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압이 미리 설정한 임계치 이상인지 여부에 따라 어스폴트 발생 여부를 판단하는 어스폴트 센싱 회로이다. OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압은 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)를 미리 설정된 증폭비에 따라 증폭한 값이므로, 어스폴트 센싱 회로는 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)가 일정 이상인지 여부를 판단하는 회로이다.
[도 5]를 참조하여 OP 앰프 증폭기(251)의 회로 구성을 기술한다. 이때, 설명의 편의를 위해, 저항 소자(R5, R6, R7, R8)을 각각 제 3-1 저항소자(R5), 제 3-2 저항소자(R6), 제 3-3 저항소자(R7), 제 3-4 저항소자(R8)라고 명명한다. 먼저, OP 앰프 증폭기(251)의 마이너스 입력단자(-)는 제 3-1 저항소자(R5)를 경유하여 제 1 저항소자(R1, R2)의 공통 접점(P5)에 연결되고, OP 앰프 증폭기(251)의 플러스 입력단자(+)는 제 3-2 저항소자(R6)를 경유하여 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)의 중간 접점(P6)에 연결된다.
그리고, OP 앰프 증폭기(251)의 플러스 입력단자(+)는 제 3-3 저항소자(R7)를 경유하여 오디오 앰프(200)의 그라운드(AGND)에 연결되고, OP 앰프 증폭기(251)의 출력 단자는 제 3-4 저항소자(R8)를 통해 OP 앰프 증폭기(251)의 마이너스 입력단자(-)에 연결된다.
그리고, OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압이 제너 다이오드(Z1)와 포토커플러(252)로 전달되어 어스폴트 발생 여부를 검출하게 된다. 제너 다이오드(Z1)와 포토커플러(252)는 OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압이 미리 설정한 임계치 이상인지 여부에 따라 어스폴트 발생 여부를 판단하는 어스폴트 센싱 회로이다. OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압은 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)를 미리 설정된 증폭비에 따라 증폭한 값이므로, 어스폴트 센싱 회로는 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)가 일정 이상인지 여부를 판단하는 회로이다.
[도 6]을 참조하면, 어스폴트 폐루프 상에서 저항소자 R1, R3, R4의 저항값은 고정되어 있고, 스피커 선로의 임피던스(RL)은 가변이다. [도 6]의 (b)를 참조하면, 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)는 스피커 선로(SPL1, SPL2)에 어스폴트가 발생하여 스피커 선로의 임피던스(RL)가 감소할수록 증가하게 된다. 최악의 경우에 스피커 선로(SPL1, SPL2)가 어스에 단락(SHORT)되어 임피던스(RL)가 영(0)이 되면 전압강하(Vdrp) 값은 최대가 된다.
일반적으로는 어스폴트를 판단하는 스피커 선로의 임피던스(RL) 임계치는 미리 설정되어 있는데, 예를 들어 오피스 건물의 경우에는 이 임계치는 수십 Kohm 정도로 설정될 수 있다. 따라서, 스피커 선로의 임피던스(RL)가 이 임계치일 경우의 전압강하(Vdrp) 값을 전압강하 임계치로 설정할 수 있다. 예를 들어, [도 5]의 경우에 전압강하 임계치는 0.107 mV로 설정될 수 있다. 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)를 감시하여 이 전압강하 임계치보다 크다면 스피커 선로에 어스폴트가 발생하였다고 판단할 수 있다. 이 전압강하 값이 너무 작기 때문에 이를 OP 앰프 증폭기(251)로 증폭시킨 후에 검사하는 것이다.
[도 5]의 경우에 어스폴트 센싱회로는, OP 앰프 증폭기(251)의 출력단에 역방향 연결된 제너 다이오드(Z1)와, 입력단이 제너 다이오드(Z1)의 애노드에 연결되고 출력단을 통해 스피커 선로의 어스폴트 검출 결과를 출력하는 포토커플러(252)를 포함하여 구성된다.
이 경우, OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압이 제너 다이오드(Z1)의 역방향 제너 전압(Vz)과 포토커플러(252)의 포워드전압(VF)를 넘어서게 되면 포토커플러(252)가 켜지면서 출력단(EF_DET)에는 어스폴트가 검출되었다는 신호가 출력된다. 결과만 정리하면, 포토커플러(252)가 켜졌다는 것은 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)가 일정 수준 이상으로 커졌다는 것을 의미하며, 이는 스피커 선로의 임피던스(RL) 값이 임계치 이하의 위험 수준으로 낮아진 것을 의미한다.
한편, [도 5]의 회로에서 OP 앰프 증폭기(251)는 Texas Instrument의 J-FET OP 앰프 증폭기인 TL072IDR 부품으로 구현될 수 있고, 포토커플러(252)는 Lite-On Technology의 LTV817S 부품으로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비휘발성 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현되는 것이 가능하다. 이러한 비휘발성 기록매체로는 다양한 형태의 스토리지 장치가 존재하는데 예컨대 하드디스크, SSD, CD-ROM, NAS, 자기테이프, 웹디스크, 클라우드 디스크 등이 있고 네트워크로 연결된 다수의 스토리지 장치에 코드가 분산 저장되고 실행되는 형태도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 하드웨어와 결합되어 특정의 절차를 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램의 형태로 구현될 수도 있다.
Claims (4)
- 스피커 선로(SPL1, SPL2)의 어스폴트에 대해 오디오 앰프(200)를 보호하는 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치로서,
오디오 입력신호를 추종하여 증폭된 스피커 구동 전류를 스피커 선로 양단으로 출력하는 라인 구동부(230);
1차측의 양단에 외부 전원 및 그라운드 접지가 각각 연결되고 2차측의 양단에 상기 라인 구동부(230) 및 오디오 앰프(200)의 샤시가 각각 연결되어 스피커 선로에 대해 외부 전원 절연을 제공하는 절연 변압부(220);
상기 라인 구동부(230)의 출력단과 상기 스피커 선로 양단을 스위칭 연결하는 신호 스위치부(240);
상기 라인 구동부(230)의 출력단에 연결되고 상기 스피커 선로에서의 어스 누설로 인한 상기 스피커 선로와 내부 OP 앰프 증폭회로로 형성된 어스폴트 폐루프 상의 임피던스 변화에 기초하여 상기 스피커 선로의 어스폴트 발생을 검출하는 누설 감지부(250);
상기 누설 감지부(250)에 의해 어스폴트 발생이 검출되면 상기 신호 스위치부(240)를 제어하여 상기 라인 구동부(230)의 출력단과 상기 스피커 선로 간의 연결을 끊는 스위칭 제어부(260);
를 포함하여 구성되는 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치로서,
상기 누설 감지부(250)는,
상기 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)에 각각의 일단(P1, P2)이 연결되고 각각의 타단(P3, P4)은 전기적으로 서로 연결되어 공통 접점(P5)을 구성하는 제 1 저항소자(R1, R2);
상기 제 1 저항소자(R1, R2)가 구성하는 상기 공통 접점(P5)과 상기 오디오 앰프(200)의 하이레벨 전위(+VA) 사이에 직렬 연결되어 상기 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)과 어스 사이에 어스폴트 폐루프를 형성하는 일련의 제 2-1 저항소자(R3) G 제 2-2 저항소자(R4);
마이너스 입력단자(-)가 제 3-1 저항소자(R5)를 경유하여 상기 제 1 저항소자(R1, R2)의 상기 공통 접점(P5)에 연결되고, 플러스 입력단자(+)가 제 3-2 저항소자(R6)를 경유하여 상기 제 2-1 저항소자(R3)와 제 2-2 저항소자(R4)의 중간 접점(P6)에 연결되고, 상기 플러스 입력단자(+)가 제 3-3 저항소자(R7)를 경유하여 상기 오디오 앰프(200)의 그라운드(AGND)에 연결되고, 출력 단자는 제 3-4 저항소자(R8)를 경유하여 상기 마이너스 입력단자(-)에 연결되어 상기 제 2-1 저항소자(R3)의 양단 전압을 증폭 출력하는 OP 앰프 증폭기(251);
상기 OP 앰프 증폭기(251)의 출력 전압에 기초하여 상기 스피커 선로의 어스폴트 검출 결과를 출력하는 어스폴트 센싱부;
를 포함하여 구성되어
상기 라인 구동부(230)의 출력단(A+, A-)과 어스 사이에 형성된 어스폴트 폐루프에서 상기 제 2-1 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)가 상기 스피커 선로(SPL1, SPL2)의 임피던스(RL)에 반비례하도록 구성하고, 상기 어스폴트 폐루프에서 상기 제 2-1 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp)가 미리 설정된 전압강하 임계치-- 상기 전압강하 임계치는 스피커 선로의 임피던스(RL)가 미리 설정된 어스폴트 판단의 임계치인 경우에 상기 제 2-1 저항소자(R3) 양단의 전압강하(Vdrp) 값에 대응하여 미리 설정됨 --를 초과하는 경우에 상기 스피커 선로(SPL1, SPL2)에 어스폴트 발생하였다는 검출 결과를 출력하는 것을 특징으로 하는 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 어스폴트 센싱부는,
상기 OP 앰프 증폭기(251)의 출력단에 역방향 연결된 제너 다이오드(Z1);
입력단이 상기 제너 다이오드(Z1)의 애노드에 연결되고 출력단을 통해 상기 스피커 선로의 어스폴트 검출 결과를 출력하는 포토커플러(252);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치.
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KR1020200130771A KR102320844B1 (ko) | 2020-10-11 | 2020-10-11 | 누설 감지 기반의 오디오 앰프의 스피커 선로 어스폴트 보호 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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KR102320844B1 true KR102320844B1 (ko) | 2021-11-02 |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR950033266A (ko) * | 1994-05-09 | 1995-12-22 | 이헌조 | 가스오븐렌지의 염검지 표시장치 |
KR102041302B1 (ko) * | 2019-08-08 | 2019-11-06 | (주)하이텍영상 | 앰프와 스피커 선로 간의 누설 전류 감지 차단 시스템 및 방법 |
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2020
- 2020-10-11 KR KR1020200130771A patent/KR102320844B1/ko active IP Right Grant
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