KR20000053096A - 보호 회로 - Google Patents

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    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers

Abstract

전력 증폭기(1)의 보호회로는 전력 증폭기(1)의 과대-여기시 전력 증폭기(1)에서의 전력 고갈량 및 고갈 지속기간을 제한하도록 전력 증폭기(1)의 최대출력전류를 제한함으로써 및 보상 캐패시터(C1, C2, C3)를 신속히 재충전함으로써 적응된다.

Description

보호 회로{A PROTECTIVE CIRCUIT}
갑작스런 전압변화가 전력 증폭기의 출력단자상에 나타날 때, 전력 증폭기는 과대-여기되고 전력 증폭기의 모든 보상 캐패시터가 출력단자상에 나타나는 새로운 전압에 재충전될 때까지 최대출력전류 및 전력손실을 야기한다. 그것은 전력 증폭기를 파괴시킬 수 있다.
전력 증폭기의 전류제한은, 저항기가 증폭기에서 전력 트랜지스터와 직렬로 상호연결된다는 점에서, 원래 공지된 방법으로 이루어진다. 그런 저항기의 전류가 충분히 높게 될때, 트랜지스터는 도통하게되어 구동전류는 전력 트랜지스터를 통해 분로된다. 상기 직렬 저항기의 문제는 그들이 정상상태동안 항시 쉽게 사용할 수 없는 여분의 오버헤드 전압을 요구한다는 것이다.
본 발명은 보호 회로 및 특히 예를 들어 점등(lightning) 스트라이크에 의해 야기된 갑작스런 전압변화에 대해 가입자 라인 인터페이스 회로의 전력 증폭기를 그 연관된 전화라인상에서 보호하는 보호 회로에 관한 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하기에서 더 상세하게 설명되고, 그 단일 도면은 본 발명에 따라 보호 회로의 일실시예에서 갖는 원래 공지된 전력 증폭기를 도시한다.
본 발명의 목적은 전력 증폭기의 출력전류를 과대-여기의 경우에 지속기간뿐만 아니라 그 값으로 제한하는 것이다.
그것은, 과대-여기시 전력 증폭기의 보상 캐패시터가 공지된 전력 증폭기에서 보다 본 발명에 따라 신속히 재충전된다는 점에서, 일반적으로 얻어진다.
그러므로써, 고출력 전류는 손상의 지속기간을 제한한다.
도 1은 본 발명에 따라 보호 회로를 갖는 원래 공지된 전력 증폭기를 도시한다. 전력 증폭기는 일반적으로 1로 도시되고 2개의 입력단자(2 및 3) 및 하나의 출력단자(4)를 갖는다.
원래 공지된 방법에서, 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 연결되어, 도시된 전력 증폭기의 입력단자를 동시에 구성한다. 상호컨덕턴스 증폭기(A1)의 출력단자는 적분기-결합된 증폭기(F1)의 입력단자에 연결되고 적분기-결합된 증폭기(F1)가 그것의 입력단자 및 출력단자간에 설치되고, 보상 캐패시터(C1)가 연결된다.
증폭기(F1)의 출력단자가 노드(N)를 경유해서 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 제 1입력단자(5)에 연결되고 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 나머지 입력단자(6)가 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결된다.
상호컨덕턴스 증폭기(A2)는 2개의 출력단자(7 및 8)를 갖고; 출력단자(7)는 적분기-결합된 증폭기(F2)의 입력단자에 연결되고 적분기-결합된 증폭기(F2)가 그것의 입력단자 및 출력단자간에 설치되고 보상 캐패시터(C2)가 연결되고 적분기-결합된 증폭기(F2)의 출력단자는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결된다. 증폭기(F2)의 공급 전압단자는 접지에 연결된다.
대응하는 방법에서, 상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 출력단자(8)가 적분기-결합된 증폭기(F3)의 입력단자에 연결되고 적분기-결합된 증폭기(F3)가 그것의 입력단자 및 출력단자간에 설치되고 보상 캐패시터(C2)가 연결되고 적분기-결합된 증폭기(F3)의 출력단자는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 또한 연결된다. 증폭기(F3)의 공급 전압단자는 공급전압(VBAT)에 연결된다.
전력 증폭기(1)에 포함되어 지금까지 설명된 소자는 증폭기에 보통 포함하는 소자이다.
도면상에 예시된 본 발명에 따른 보호 회로의 실시예는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4) 및 와이어 연결단자(9)간에 상호연결되는 제1저항기(R1)를 구비하고 그것을 경유해서 상세하게는 도시안된 라인 인터페이스 회로가 2-와이어 전화선(도시 안된)중 하나의 와이어를 구비하게된다.
역방향(anti)-직렬연결된 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. 증폭기(F1)의 공급 전압단자는 2개의 트랜지스터(T1 및 T2)의 베이스에 또한 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, 그 콜렉터는 한편으로 증폭기(F2)의 입력단자에 연결되고, 다른 한편으로 다이오드(D1)에 연결되고 그 캐소드는 접지에 연결된다.
트랜지스터(T2)의 콜렉터는 한편으로 증폭기(F3)의 입력단자에 연결되고, 다른 한편으로 다이오드(D2)의 캐소드에 연결되고 그 애노드는 공급전압(VBAT)에 연결된다.
도면에 도시된 실시예에서, 전력 증폭기(1)의 입력단자(2 및 3)는 한편으로 각 전류 발생기(I1 및 I2)에 각기 연결되고, 다른 한편으로 각 저항기(R3 및 R4) 각각을 경유해서 전력 증폭기(1)의 와이어 연결단자(9) 및 출력단자(4) 각각에 연결된다.
정상 동작에서, 전력 증폭기(1)로부터의 출력전류는 입력전류(I1 및 I2)차의 증폭된 복제(copy)이다. 그 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 변화에서, 노드(N)의 전압은 갑자기 완전히 변화하지 않는데 왜냐하면 노드(N)의 전압은 증폭기(F1)의 회전율에 의해 제한되기 때문이다.
와이어 연결단자(9) 및 노드(N)간의 전압차는 제너 다이오드(Z1 또는 Z2)의 제너 전압에 대응한다. 그 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)간의 전압차는 Z1 또는 Z2의 제너 전압으로 일정하게 유지되어, 전력 증폭기(1)의 최대출력전류는 저항기(R1)의 저항에 의해 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)에서 전압의 빠른 포지티브 변화에서, 저항기(R2)를 통한 전류는 커져서 트랜지스터(T1)가 도통하기 시작한다. 이로써, 증폭기(F1) 양단의 캐패시터(C1)는 노드(N)에 나타나는 전압으로 신속하게 재충전된다. 같은 방법으로, 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 재충전되나, 그것은 중요하지 않은데 왜냐하면 증폭기(F2)는 그 공급 전압단자가 접지로 연결된다는 사실을 고려한 그 상황하에서 동작하지 않기 때문이다.
노드(N)에서의 전압의 신속한 네가티브 변화에서, 캐패시터(C1)가 트랜지스터(T3)의 에미터를 공급전압(VBAT) 이하의 전압으로 끌어당긴다. 이로써, 트랜지스터(T3)는 도통되고 캐패시터(C1)는 노드(N)에서 나타나는 전압으로 신속하게 재충전된다. 트랜지스터(T3)를 통한 캐패시터(C1)의 충전전류는 사용되어 캐패시터(C2)를 신속하게 재충전한다. 캐패시터(C3)는 다이오드(D2)를 경유해서 재충전되나, 그 재충전은 중요하지 않은데 왜냐하면 증폭기(F3)가 그 상황에서 동작하지않기 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-여기되고 최대출력전류를 출력하는 시간은 제한된다.
전력 증폭기(1)를 그 출력단자(4)상에 나타나는 갑작스런 포지티브 및 네가티브 전압변화에 대해 보호하기위한 상기 설명된 보호 회로는 전력 증폭기(1)에 포함된 보상 캐패시터(C1, C2, C3)를 신속히 재충전하도록 적응된 본 발명에 따른다. 캐패시터(C1, C2 및 C3)를 신속하게 재충전함으로써, 전력 증폭기(1)에서 각 개별적인 증폭기(F1, F2 및 F3)는 보호된다. 그러므로, 전력 증폭기(1)의 보호는 각 증폭기(F1, F2 및 F3)의 보호를 토대로한다.
그러므로, 증폭기(F1)는 그 출력단자상에서 즉 노드(N)에서 나타나는 갑작스런 포지티브 전압변화에 대해 트랜지스터(T1)가 도통되고 전류 경로를 공급전압(VGAT)으로 설정하여 캐패시터(C1)가 신속히 재충전된다는 점에서 상기 언급되었던 것에 따라 보호된다.
그 출력단자상에서 즉 노드(N)에서 나타나는 갑작스런 네가티브 전압변화에 대해, 증폭기(F1)는 트랜지스터(T3)가 도통되고 전류 경로를 다이오드(D1)로 설정하여 캐패시터(C1)가 신속히 재충전된다는 점에서 상기 언급되었던 것에 따라 보호된다.
일반적인 경우에 트래지스터(T1 및 T3)는 원래 공지된 다른 스위치에 의해 대치될 수 있다.
도면상에 예시된 전력 증폭기(1) 및 보호 회로의 실시예에서, 증폭기(F2 및 F3) 모두는 연관된 캐패시터(C2 및 C3) 각각을 다이오드(D1)에 의해 설정된 전류경로를 경유해서 접지로 및 트랜지스터(T2)에 의해 설정된 전류경로를 경유해서 공급전압(VBAT)으로 각기 재충전함으로써 상기 언급된 것에 따라 보호된다. 증폭기(F2 및 F3)의 출력단자가 상호연결된다는 사실을 고려해서, 캐패시터(C2)는 갑작스런 네가티브 전압변화에서 충전되는 반면에, 캐패시터(C3)는 갑작스런 포지티브 전압변화에서 재충전된다.

Claims (2)

  1. 증폭기(F1)의 입력단자 및 출력단자간에 상호연결된 캐패시터(C1)를 갖는 증폭기(F1)에서, 그 증폭기(F1)를 그 출력단자상에 나타나는 갑작스런 전압변화에 대해 보호하는 보호회로에 있어서,
    제1스위치(T1)가 갑작스런 포지티브 전압변화에서 적응되어 증폭기(F1)의 입력단자로부터 제1공급 전압원(VBAT)까지의 제1전류경로를 설정하고,
    제2스위치(T3)가 갑작스런 네가티브 전압변화에서 적응되어 증폭기(F1)의 입력단자로부터 제2공급 전압원까지의 제2전류경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 보호회로.
  2. 전화라인의 하나의 와이어를 와이어 연결단자(9)를 경유해서 구비하는 라인 인터페이스 회로에서 2개의 입력단자(2, 3) 및 하나의 출력단자(4)를 갖는 전력 증폭기(1)용 보호회로에서, 전력 증폭기(1)는,
    상호컨덕턴스 증폭기(A1)의 입력단자는 전력 증폭기(1)의 입력단자를 구성하고, 상호컨덕턴스 증폭기(A1)의 출력단자는 제1캐패시터(C1)를 연결하는 제1증폭기(F1)의 입력단자 및 출력단자간의 제1증폭기(F1)의 입력단자에 연결되고, 2개의 입력단자 및 하나의 출력단자를 갖는 제1상호컨덕턴스 증폭기(A1)와,
    제1입력단자(5)는 제1전력 증폭기(F1)의 출력단자에 연결되고, 제2입력단자(6)는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결되고, 2개의 입력단자(5, 6) 및 2개의 출력단자(7, 8)를 갖는 제2상호컨덕턴스 증폭기(A2)와,
    제2증폭기(F2)의 입력단자는 제2상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 제1출력단자(7)에 연결되고, 제2증폭기(F2)의 출력단자는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결되는 반면에, 그 공급 전압단자는 접지로 연결되고, 제2캐패시터(C2)를 연결하는 제 2증폭기(F2)의 입력단자 및 출력단자간의 제2증폭기(F2)와,
    제3증폭기(F3)의 입력단자는 제2상호컨덕턴스 증폭기(A2)의 제2출력단자(8)에 연결되고, 제3증폭기(F3)의 출력단자는 전력 증폭기(1)의 출력단자(4)에 연결되는 반면에, 그 공급 전압단자는 공급전압(VBAT)으로 연결되고, 제3캐패시터(C3)를 연결하는 제3증폭기(F3)의 입력단자 및 출력단자간의 제3증폭기(F3)를 구비하는 보호회로에 있어서,
    보호회로는, 전력 증폭기(1)의 출력단자(4) 및 와이어 연결단자(9)간에 상호연결되는 제1저항기(R1)와, 와이어 연결단자(9) 및 제1증폭기(F1)의 출력단자간에 상호연결되는 2개의 역방향-직렬연결된 제너 다이오드(Z1, Z2)와, 공급 전압단자는 제1 및 2트랜지스터(T1, T2)의 베이스에 연결되고 제1 및 2트랜지스터(T1, T2)의 에미터는 공급전압(VBAT)에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 콜렉터는 한편으로 제1증폭기(F1)의 입력단자에 및 다른 한편으로 제3트랜지스터(T3)의 에미터에 연결되고 제3트랜지스터(T3)의 베이스는 공급전압(VBAT)에 연결되고 제3트랜지스터(T3)의 콜렉터는 한편으로 제2증폭기(F2)의 입력단자에 및 다른 한편으로 제1다이오드(D1)의 애노드에 연결되고 제1다이오드(D1)의 캐소드는 접지에 연결되는 반면에, 제2트랜지스터(T2)의 콜렉터는 한편으로 제3증폭기(F3)의 입력단자에 및 다른 한편으로 제2다이오드(D2)의 캐소드에 연결되고 제2다이오드(D2)의 애노드는 공급전압(VBAT)에 연결되고, 제1증폭기(F1)의 공급 전압단자 및 공급전압(VBAT)간에 상호연결되는 제2저항기(R2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 보호회로.
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