KR20000068131A - 부하의 교류/직류 전력을 제어하는 회로 - Google Patents

Abstract

제어 회로는 부저와 AC/DC 부저/부하 제어 장치를 포함하며, 상기 AC/DC 부저/부하 제어 장치는 상기 부하에 연결된 메인 전류 스트림(main current stream)과 자신의 상기 메인 전류 스트림에 직렬로 연결되어 있는 전류원을 포함한다. 전류원은 부저의 음량 및 피치 제어를 위한, 상기 부하에 대한 AC/DC 전력의 동시 제어를 위하여 하나로 결합된 입력 한 개만을 구비한다. 이러한 제어 회로는 전화기의 집적 회로와 같은 집적 회로에서 쉽게 구현될 수 있다.

Description

부하의 교류/직류 전력을 제어하는 회로{A Circuit For Controlling AC/DC Power Load}

그러한 제어 회로는 1996년 7월의 필립스 애플리케이션 핸드북 집적 회로편 03b, 즉 1180 쪽에 공지되어 있다. 그 핸드북은 부저(buzzer)나 벨(ringer)로서 구현된 부하를 제어하는 제어 회로(본 명세서의 도 1 참조)를 개시하는데, 상기와 같은 부하는 교류/직류 부하 제어 장치(AC/DC load control means)에 의하여 DC 전류 및 AC 전류의 제어를 받는다. DC 전류 제어는 부저에 의하여 생성된 잡음의 음량을 제어하고, 반면에 AC 전류 제어는 상기 잡음의 피치 또는 멜로디에 관한 제어를 해준다. 특히 AC/DC 부하 제어 장치는 DC 제어 입력단으로서 사용되는 에미터와 AC 제어 입력단으로서 사용되는 베이스를 구비하는 제어 가능한 반도체일 수 있다. 에미터는 이하에서는 제어 가능 반도체의 스트림이라고 불리우는 메인 전류 경로의 DC 전류를 조정하는 가변 저항에 연결되어 있는 반면에, 베이스는 DC 전압으로 조절되는 노드에 연결되어 있는데, 상기 노드는 부저의 음량과 피치의 제어를 위하여 제어 가능 반도체의 메인 전류 스트림에서의 AC 전류를 조절하기 위해 AC 제어 입력을 위한 캐패시터에도 또한 연결되어 있다. 비교적 취약하며 문제점을 갖고 있는 가변 저항과 캐패시터 구성요소들은 집적하지 않거나 또는 집적하기가 용이하지 않아서, 이들 구성요소들에 연결되도록 요구되는 외부의 연결부들에 대하여 핸들링이 추가적으로 부가되게 되는데 이러한 것이 이들 가변 저항 및 캐패시터의 단점이다.

본 발명은 청구 1항의 전문(preamble)에서 약술하고 있는 제어 회로에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술의 제어 회로를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 제어 회로의 실시예들을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 도 2에 따른 제어 회로를 두 개 포함하는 브리징 회로를 도시한 도면.

도 4는 도 2에 따른 제어 회로를 구비한 집적 회로를 포함하는 본 발명에 따른 전화를 개략적으로 도시한 도면.

본 발명은 칩 외부 구성요소의 필요한 개수를 최소화함으로써 상기 단점을 제거하는 데에 목적을 두고 있다.

그렇게 하기 위하여, 본 발명에 따른 제어 회로는 청구항 1의 특징부에서 개설하고 있는 독특한 특징을 갖는다. 전류원이 AC 및 DC 입력 각각에 대하여 따로따로 된 입력단들을 사용하는 대신에 한 개로 결합된 AC/DC 입력단을 사용한다는 것이 본 발명에 따른 제어 회로의 장점이다. 이러한 것은 필요한 외부 구성요소들의 개수를 최소화하는 결과를 갖고 온다. 현재 사용되는 칩 바깥에 있는 가변 저항을 사용하지 않아도 된다. 더욱이, 가변 저항에서의 전압 강하는 부하 전압의 향상된 다이내믹 피치 변동을 위한 허용 가능의 전압 스윙을 더 이상 감소시키지 않는다. 또한 저항과 제너 다이오드 같이, 노드의 DC 전압을 조정하는 장치는 더 이상 필요하지 않게 되는데, 왜냐하면 특정의 휴지시점(restpoint)에 바이어스되는 제어 가능한 반도체가 더 이상 필요하지 않기 때문이다. 부가적으로, 제한된 칩의 면적에 집적하기가 쉽지 않은 캐패시터도 또한 사용하지 않아도 된다. 따라서, 본 발명에 따른 제어 회로를 위하여 필요한 칩의 면적 및 신뢰도는 각각 감소되고 향상된다.

구성요소들을 절대 최소 개수만큼 필요로 하는 본 발명에 따른 제어 회로의 한 실시예는 청구 2항에서 개설하는 독특한 특징을 갖는다.

광범위한 회로에 적용할 수 있는 몇 몇 다른 실시예들은 각각 청구항 3 및 청구항 4에 개설되어 있다.

청구항 5에서 명시한 본 발명에 따른 다른 실시예의 제어 회로는 집적 회로의 출력 스테이지에 용이하게 구현된다.

청구항 6에서 명시한 본 발명에 따른 제어 회로의 또 다른 실시에는 AC 전류원과 DC 전류원을 공통으로 연결함으로써 매우 간단한 내부 칩 조합이 가능하게 해준다.

본 발명은 또한 청구항 7에서 개설하는 브리징 회로에 관한 것으로서, 상기 브리징 회로는 융통성 있게 AC 및 DC 제어를 하는 특성을 나타내는 다른 실시예이다.

더욱이, 본 발명은 제어 회로를 최소한 한 개 이상 포함하는 집적 회로 및 상기 집적 회로를 포함하는 전화에 관한 것이기도 하다.

본 발명의 상기 및 다른 특성들은 이하에서 상술하는 실시예들에 참조하여 명백하고 명료하게 설명될 것이다. 도면에서, 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호로서 참조된다.

도 1은 위에서 언급한 필립스 애플리케이션 핸드북에서 발표한 종래 기술에 따른 제어 회로(1)의 관련 부분을 도시한다. 제어 회로(1)는 부하(2)를 포함하는데, 상기 부하는 부저와 같은 용량성 부하(capacitive load)로서 이루어져 있다. 부저(2)의 한 쪽은 전원 전압 터미널(Vdd)에 연결되어 있으며, 부저의 다른 쪽은 두 개의 제어 가능한 반도체(4 및 5)의 콜렉터 접합과 이미터 접합 두 개를 포함하는 AC/DC 제어 장치의 연결 포인트(3)에 연결되어 있는데, 상기 콜렉터 및 이미터 접합은 각각 제어용 입력단 즉 베이스(6, 7)를 갖고 있으며, 그 제어용 입력단들은 DC 전압으로 조절되는 노드(8)에 상호 연결되어 있다. AC/DC 제어 장치의 노드(8)는 저항(9)과, 가변 저항(10) 및 NPN 트랜지스터로서 구현된 제어 가능한 반도체(11)의 메인 전류 스트림 즉 콜렉터-에미터 스트림에 직렬 방식으로 연결되어 있다. 트랜지스터(11)는 베이스(12)를 구비하는데, 상기 베이스에서는 상기 DC 전압의 안정화를 위하여 제너 다이오드(15)와 직렬로 연결된 두 개의 저항(13, 14)을 이용함으로써 DC 전압이 조정된다. 캐패시터(16)는 부저의 피치를 제어하기 위한 목적을 위하여 외부로부터 공급되는 AC 제어 전압을 공급하기 위하여 베이스(12)에 연결되어 있으며, 트랜지스터(11)의 메인 전류 스트림에서의 DC 전류는 가변 저항(10)을 이용함으로써 제어되는데, 상기 DC 전류는 부저(2)에 의하여 생성된 잡음의 음량과 동일하다. 종래 기술에 따른 제어 장치 및 그 제어 장치의 AC/DC 제어 장치(4, 5, 11)는 두 개로 따로따로 된 제어 입력단들, 즉 트랜지스터(11)의 에미터(17)에서인 DC 제어 입력단과 트랜지스터(11)의 베이스(12)에서인 AC 제어 입력단을 구비한다.

도 2는 도 1에 있는 제어 회로에 대한 다른 유리한 대안을 도시한다. 여기서 트랜지스터(11)는 전류원(18)으로서 구현되어 있으며, 상기 전류원 트랜지스터는 AC/DC 부하 제어 장치(4, 5, 18)의 메인 전류 스트림(19)과 직렬로 연결되어 있다. 도 2에 있는 전류원 트랜지스터(18)는 칩 제어 라인들을 부가적으로 필요로 하지 않으면서 단지 한 개의 AC/DC 부하 제어 입력단(20)을 구비한다. 여기서도 마찬가지로 제어 회로의 기능은, 전류원 트랜지스터(18)의 메인 전류 스트림(19)에서의 DC 전류가 부저의 음량에 일치하게 하고, 또한 스트림(19)에서의 AC 전류가 부저의 피치에 일치하게 하는 것이다. 제어 입력단(20)이 사용될 때에, 그 제어 입력단의 DC 제어 전압은 스트림(19)의 DC 전류를 제어하여 결과적으로 제어가능 반도체(5)를 이용하여 상기 음량을 제어하고, 또한 제어 입력단(20)에서의 AC 제어 전압은 상기 피치에 대하여 동일한 방식으로 영향을 미친다. 저항(9) 말고 스트림(19)에 또 다른 저항 장치가 없을 때에 노드(8)에서 가능한 큰 전압 스윙 때문에, 피치 제어는 최적화된다.

다른 실시예에서, 전압 제어 입력단(20)을 사용하는 대신에 제어 회로(1)는 전류 미러 트랜지스터(21)(current mirror transistor)를 포함하는데, 상기 전류 미러 트랜지스터는 트랜지스터(18)와 함께 전류로 제어되는 전류 소스(current-controlled current sourcing)의 역할을 제공한다. 트랜지스터(18, 21)의 특성이 실제적으로 서로 동일하다고 가정하자면, Iin은 스트림 전류(19)와 동일하며, 전류 제어 입력(22)은 부저(2)의 상기 음량과 피치에 영향을 미치기 위한 AC/DC 전류 제어에 유용하게 된다. 그래서 전류 제어 입력(22)은 각각 23과 24같은 칩 내부의 AC 및 DC 전류원을 위한 전류 노드로서 작동한다.

도 3에서의 다른 실시예는 브리징 회로(25)이다. 적용된 부하(2)의 종류에 따라, AC/DC 제어에 대한 Vdd의 의존도를 경감하기 위하여, 유사한 제어 회로(1')를 추가하고 부하(2)를 해당 제어 회로(1 및 1') 각각의 해당 터미널(3 및 3') 중 하나에 연결시킴으로써 제어 회로(1)를 이중화하는 것은 유리할 수 있다.

도 3은 통신 시스템(27)에서 한 예로서 사용된 전화기(26)를 도시한다. 휴대형이거나 고착형일 수 있는 상기 전화기(26)는 일반적으로 마이크로프로세서(28)와, 관련 메모리(29)와, 디스플레이 스크린(30)과, 키보드(31) 및 특히 전화기 집적 회로(32)에 포함되어 있는 부저(2)와 그에 관련된 부저 제어 회로(1)를 포함한다. 물론, 전화기(26)는 핸즈프리 기능과, 도청 기능과, 확성기 기능과, 다이얼링 기능과, 요금 청구 기능 등과 같은 부가적인 기능들과 더불어 전화기에 필요한 동작을 하기 위하여 필요하며 마땅히 갖추어야 하는 모든 다른 특징들을 포함할 것이다.

Claims (9)

1. 부하 출력에 접속된 메인 전류 스트림과 교류/직류 부하 전력을 제어하는 한 개 이상의 제어 입력단을 구비하는 교류/직류 부하 제어 수단과 부하 출력단을 포함하는, 부하의 전력을 제어하는 제어 회로에 있어서,

   상기 제어 회로는 상기 교류/직류 부하 제어 수단의 상기 메인 전류 스트림에 직렬 방식으로 연결되는 전류원을 포함하고, 상기 전류원은 한 개로 결합된 교류/직류 제어 입력단을 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전류원은 제어 가능한 반도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 회로.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전류원은 전압으로 제어되는 전류원(voltage controlled current source)인 것을 특징으로 하는 제어 회로.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전류원은 전류로 제어되는 전류원(current controlled current source)인 것을 특징으로 하는 제어 회로.
5. 제 4항에 있어서, 상기 전류로 제어되는 전류원은 전류 미러(current mirror)인 것을 특징으로 하는 제어 회로.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 제어 회로는 교류 전류원과 직류 전류원을 포함하고, 또한 상기 전류 미러는 각각 상기 교류 전류원과 상기 직류 전류원에 접속된 전류 노드를 구비하는 것을 특징으로 하는 제어 회로.
7. 브리징 회로로서, 제 1항 내지 제 6항 중 어는 한 항에서 청구한 제어 회로를 두 개 포함하는 브리징 회로에 있어서,

   상기 제어 회로 각각은 부하 출력을 포함하고, 또한 부하는 상기 두 개의 부하 출력들 중 하나에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 제어 회로.
8. 부하 출력에 접속된 메인 전류 스트림과 교류/직류 부하 전력을 제어하는 한 개 이상의 제어 입력단을 구비하는 교류/직류 부하 제어 수단을 포함하고, 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에서 청구한 제어 회로를 한 개 이상 포함하는 집적 회로에 있어서,

   상기 제어 회로는 상기 교류/직류 부하 제어 수단의 상기 메인 전류 스트림에 직렬 방식으로 연결되어 있는 전류원을 포함하고, 상기 전류원은 한 개로 결합된 교류/직류 제어 입력단을 구비하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
9. 부저나 벨의 형태로 된 부하 및 제 8항에서 청구한 집적 회로를 포함하는 전화기로서, 상기 집적 회로는 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에서 청구한 제어 회로를 한 개 이상 포함하는데, 상기 제어 회로는 상기 부하에 접속된 메인 전류 스트림과 상기 부하에 대한 교류/직류 전력을 제어하는 제어 입력단을 한 개 이상 구비하는 교류/직류 부하 제어 수단을 포함하는, 상기 전화기에 있어서,

   상기 제어 회로는 상기 교류/직류 부하 제어 수단의 상기 메인 전류 스트림에 직렬로 연결되는 전류원을 포함하고, 상기 전류원은 한 개로 결합된 교류/직류 제어 입력단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전화기.