KR20000076971A - 전력 증폭기를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

Abstract

이 장치는 D급에서 동작하는 증폭기 스테이지(30)를 포함한다.

상기 증폭기의 출력 전력을 제어하기 위해, 가변 전원 회로(35)는 전류-탭핑 회로(40)에 의해 공급되는 전류를 측정한 것에 의하여 영향을 받는다. 상기 장치가 되도록 적은 에너지를 소비하도록 하기 위해, 상기 가변 전원은 스위치-모드 전원 회로(50)에 의해 형성된다. 본 발명은 고주파 증폭기에 적용된다.

Description

전력 증폭기를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC APPARATUS COMPRISING A POWER AMPLIFIER}

본 발명은:

- 전송 전력을 발생시키기 위한 전력 증폭기를 포함하는 전자 장치에 관한 것인데, 상기 전력 증폭기는

- 공급 전력을 받아들이기 위한 공급 입력을 구비하는 최종 스테이지,

- 상기 공급 입력에 인가된 전기의 크기를 측정하기 위한 측정 회로,

- 상기 전송 전력을 제어하기 위해 상기 측정 회로에 의해 제어되는 가변 전원 회로에 의해 구성된다.

본 발명은 또한 그러한 장치에 적합한 증폭기에 관련된다.

본 발명은 특히 이동 무선 전화 장치에서와 같은 애플리케이션에서 인지되는데, 상기 이동 무선 전화 장치는 감소된 전력 소비로 인해 이러한 장치에 전력을 공급하는 축전지의 방전 주기를 길게 하도록 요구한다. 고-주파 전송 증폭기는 많은 양의 에너지를 소비한다. 그러므로 고-효율의 전력 증폭기 급을 사용하는 것이 이익이다. 이는 D급 및 그 외의 다른 것에 대한 경우이다.

미국 (특허 번호 제 5,497,125) 에서는 증폭기의 출력 전력이 전력 소비 측정량에 근거하여 제어되는 유형의 전력 증폭기를 설명한다. 그러나, 공지된 이러한 증폭기에서는, 전류 측정 회로 내에 무시할 수 없는 전력 손실이 생길 위험이 있다. 더욱이, 출력 전력의 변동은, 또한 다소의 에너지를 소비하는 가변 이득 전치 증폭기에 의해 영향 받는다.

본 발명은 개시 문단에서 정의된, 제어 회로의 감소된 전력 소비를 제공하고 잡음에 거의 영향을 받지 않는 유형의 장치를 제시한다.

그러므로, 그러한 장치는, 상기 가변 전원 회로가

- 스위치-모드 제어 입력을 구비하며 출력 전압을 정하기 위한 스위치-모드 전원 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 개념은 최대 효율을 가지는 스위치-모드 전원을 사용하는 것이다.

본 발명의 중요한 특징은, 상기 가변 전원 회로가 직렬 전원 회로의 입력과 출력 사이의 전위차를 최소화시키기 위해서, 상기 출력 전압을 정하기 위한 직렬 제어 입력을 가지면서 종속 회로에 직렬로 연결되는 직렬 전원 회로를 더 포함한다는 것이다. 이러한 특성은 상기 직렬 전원 회로에 포함된 직렬 패스 트랜지스터가 동작해 포화 상태에 이르게 하고 에너지 소비가 거의 없게 만든다. 더욱이, 상기 스위치-모드 전원의 스위칭 잡음이, 상당히 많은 양의 에너지 소비가 없이도 필터링되는 이득이 획득된다.

본 발명의 이들 및 그 이외의 측면은 앞으로 설명되는 실시예(들)를 참고로 하여, 한정되지 않는 예들을 통해 분명해지고 자명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 장치 내의 증폭기를 제조하는 다이아그램.

도 3은 본 발명에 따른 상기 증폭기의 더욱 상세화 된 다이아그램.

도 4는 전류-탭핑 회로를 설명하는 도면.

도 5는 D급 증폭기의 구조를 설명하는 도면.

〈도면 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

25 : 축전지 35 : 가변 전원 회로/가변 전원 조정 회로

37 : 비교기 회로 38 : 제 1 기준 전압 발생기

40 : 전류-탭핑 회로 50 : 스위치-모드 전원 회로

도 1은 본 발명에 따른 전자 장치를 도시한다. 이러한 전자 장치는 셀 방식의 네트워크에서 이동 무선 전화와 같은 송수신기이다. 상기 장치는 안테나(10)를 통해 신호를 송신하기 위한 송신부(7) 및 수신하기 위한 수신부(9)를 구비하는 송수신기 조립체(5)를 포함한다. 전송 될 신호는 특히 마이크로폰(12)으로부터 오고 수신된 신호는 특히 스피커(14)로 향한다. 처리 요소(17)는, 상기 마이크로폰(12) 및 상기 스피커(14)에 관련되는 저-주파 신호와 상기 조립체(5) 사이의 인터페이스를 확실하게 한다. 전체 장비는 축전지(25)를 통해 전력이 공급된다.

상기 송수신기 조립체는 상대적으로 강력한 신호를 발생시키는 고-주파 증폭기(20)를 포함한다.

이러한 증폭기(20)는 도 2에 상세하게 도시되어 있다. 상기 증폭기는 안테나(10)에 제공하기 위해, 증폭기의 입력 단자(31)에 인가된 신호를 증폭시키기 위한 최종 증폭기 스테이지(30)를 포함한다. 이러한 증폭기는 가변 전원 조정(regulation) 회로(35)를 수반하는 축전지(25)에 의해서, 증폭기의 전원 입력(32)을 통해 전력 공급된다. 이러한 전원은, 제 1 기준 전압 발생기(38)에 의해 생성된 기준 값(ref1)과 최종 증폭기 스테이지(30)로 인가되는 전류를 비교하기 위해 상기 최종 증폭기 스테이지(30)로 인가되는 전류를 측정하는 비교기 회로(37)에 의해 제어된다. 전류-탭핑 회로(40)는 최종 스테이지로부터 공급 전류의 일정 전류치를 분기(tap)시킨다. 이러한 전류는 상기 최종 스테이지에 의해 발생된 전력을 정의한다.

본 발명에 따라서, 상기 가변 전원 회로(35)는 스위치-모드 전원 회로(50)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 좀 더 자세한 실시예를 도시한다. 입력이 상기 축전지(25)의 단자에 직접적으로 연결되어 있는 상기 스위치-모드 전원 회로(50)에 직렬 전원 회로(52)가 직렬 연결된다. 이러한 회로(52)의 구성은, 도 4의 도움으로 설명되어질 방법으로 상기 전류-탭핑 회로를 실현함으로써 이점을 얻는다.

도 3에 나타낸 실시예에 따라, 상기 스위치-모드 전원 회로(50)는, 직렬 연결된 전원 회로(52)의 입력과 출력 사이에 존재하는, 〈〈Ve〉〉 와 〈〈Vs〉〉사이의 전위차에 의존하는 스위치 제어 전압을 수용한다. 이러한 전위차는 감산기 회로(55)에서 형성된다. 이러한 회로(55)의 출력 전압은, 상기 전원 회로(52)의 직렬(serial) 명령으로 전압을 발생시키는 감산기 회로(59)에 의해, 제 2 기준 전압 발생기(57)에 의해 생성된 기준 전압(ref2)과 비교된다. 상기 발생기(57)는 상기 전위차 〈〈Vs - Ve〉〉를 낮은 값으로 설정하기 때문에, 상기 직렬 연결된 전원 공급 회로(52)를 통한 에너지 손실을 막기 위해 충분히 낮은 전압을 발생시킨다. 직렬의 전원 회로의 출력 전압(〈〈Vs〉〉)은 이미 관찰되는 것처럼, 비교기 회로(37)에 의해 설정된다.

그러므로, 양호한 에너지 효율을 제공하는 상기 스위치-모드 전원 회로(50)를 수반하는 제 1 제어, 상기 스위치-모드 전원 회로(50)의 스위칭 장애를 제거하는 직렬의 전원 회로(52)를 수반하는 제 2 제어의 이러한 이중 종속 제어의 결과로써, 입력과 출력 사이의 전압이 낮게 유지되기 때문에 많은 에너지가 소요되지는 않는다.

도 4는 상기 전류-탭핑 회로(40)가 어떻게 조립되는지를 나타낸다. 도면 번호(60)는 상기 직렬 회로의 패스 트랜지스터를 가리킨다. 이러한 트랜지스터는 다수의 에미터 존을 가진다: 가장 넓은 부분(Z1)은 증폭기 스테이지(30)에 전류를 공급하기 위해 사용되고, 단일 존(Z2)은 상기 비교기(37)에 인가되어지기 위해 사용된다.

도 5는 D급으로 동작하는 증폭기 스테이지(30)의 동작을 개략적으로 도시한다. 그러한 증폭기는 제어 회로(71)에 의해 개방 및 단락되는 스위칭 회로(70)로부터 형성된다. 그러므로, 상기 스위치는 입력 단자(31)에 인가된 신호의 함수로써 개방되고 단락된다. 그러면, 상기 전원 회로들(50 및 52)을 통해서, 상기 공급 전압이 상기 안테나(10)에 의해 형성되는 부하에 직접적으로 인가된다.

본 발명 덕분에, 우리는 증폭기 스테이지(30)에 의해 생성된 전력 제어를 얻었다. 이러한 전력은 필요에 따라 가변 기준을 발생시킬 수 있는 상기 발생기(38)에 의해 정의된다.

전술한 관점에서 볼 때, 첨부된 청구 범위에 의해 이후 정의된 바와 같이 본 발명의 사상과 범주 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 그래서 본 발명은 제공된 예들에 한정되지 않는다는 점은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (4)

1. 전송 전력을 발생시키기 위한 전력 증폭기를 포함하는 전자 장치에 있어서,

   상기 증폭기는:

   - 공급 전력을 받아들이기 위한 공급 입력을 구비하는 최종 스테이지,

   - 상기 공급 입력에 인가된 전기의 크기를 측정하기 위한 측정 회로,

   - 상기 전송 전력을 제어하기 위해 상기 측정 회로에 의해 제어되는 가변 전원 회로에 의해 형성되는데, 상기 가변 전원 회로는 출력 전압을 정의하기 위한 스위치-모드 제어 입력을 구비하는 스위치-모드 전원 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가변 전원 회로는 직렬 전원 회로의 입력과 출력 사이의 전위차를 최소화시키기 위해서, 상기 출력 전압을 정의하기 위한 직렬 제어 입력을 가지면서 종속 회로에 연결되는 상기 직렬 전원 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 종속 회로는 상기 직렬 제어 입력에 영향을 미치기 위해서 설정 전압과의 상기 전위차를 비교하기 위한 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 따른 장치에 사용하기에 적합한 증폭기.