KR100487445B1 - 필터 코일과 저역 필터를 사용하는 ｂtｌ출력형 ｄ급 증폭기 - Google Patents

필터 코일과 저역 필터를 사용하는 ｂtｌ출력형 ｄ급 증폭기 Download PDF

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Abstract

필터 코일은 펄스폭 변조 및 입력 신호의 증폭을 수행하는 D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역 필터용으로 사용됨과 아울러 권선 방향에 있어서 서로 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 코일을 포함한다. 코일 쌍은 단일 패키지에서 그것의 축방향을 따라 함께 인접하게 배치될 수 있으며, 또는 복수의 코일이 그것들 사이에 자기 차폐물을 개재하여 단일 패키지내에서 서로 인접하게 배치될 수 있다. 대안으로, 코일쌍은 그것들 사이에 자기 차폐물을 개재하여 그것의 축방향을 따라 단일 코어에 감긴다. 따라서, 인접 코일 사이의 유도 결합을 효과적으로 억제할 수 있으며, 불필요한 방사의 방지뿐 아니라 필터 코일의 제조에 있어서 비용의 감소와 코일의 설치면적의 감소를 실현할 수 있다.

Description

필터 코일과 저역 필터를 사용하는 ＢTＬ출력형 Ｄ급 증폭기{CLASS-D AMPLIFIER OF BTL OUTPUT TYPE USING FILTER COIL AND LOW-PASS FILTER}
본 발명은 필터 코일 및 저역 필터를 사용하는 브릿지 타이드 로드(Bridged Tied Load)(BTL)형 D급 증폭기에 관한 것이다.
도 1은 두 개의 채널(즉, 우측 및 좌측 채널)의 스피커를 구동하는 증폭기로서 작동하는 BTL 출력형 D급 증폭기의 전형적인 예를 도시한다. 즉, BTL 출력형 D급 증폭기(1)는 정전압 공급기와 부전압 공급기(도시안됨) 사이에 접속된 금속-산화물 반도체(MOS) 트랜지스터와 같은 스위칭 소자(도시안됨)를 구동하는 구동기(12~15) 뿐 아니라, 입력 신호 레벨과 매칭되는 펄스폭을 가진 펄스폭 변조(PWM) 신호를 형성하는 펄스폭 변조기(10, 11)를 포함한다.
D급 증폭기(1)를 위한 부하로서 역할을 하는 투-채널 스피커(20, 21)가 구비되어 있다. 또한, 각각 캐패시터(또는 캐패시턴스) 및 인덕터(또는 인덕턴스)의 쌍으로 이루어지며, D급 증폭기(1)의 출력단자와 각각 접속된 4개의 저역 필터(즉, LC 필터)가 구비되어 있다. 즉, 스피커(20)는 제 1 및 제 2 저역 필터를 통해 D급 증폭기(1)에 접속되며, 캐패시터(C1) 및 인덕터(L1)로 이루어지는 제 1 저역필터는 구동기(12)의 출력단에 접속되며, 캐패시터(C2) 및 인덕터(L2)로 이루어지는 제 2 저역필터는 구동기(13)의 출력단에 접속된다. 또한, 스피커(21)는 제 3 및 제 4 저역필터를 통해 D급 증폭기에 접속되며, 캐패시터(C3) 및 인덕터(L3)로 이루어지는 제 3 저역필터는 구동기(14)의 출력단에 접속되며, 캐패시터(C4) 및 인덕터(L4)로 이루어지는 제 4 저역필터는 구동기(15)의 출력단에 접속된다. 이들 저역 필터 모두는 D급 증폭기(1)의 출력에 포함된 캐리어 주파수 성분을 제거하기 위해 제공된다.
구동기(12, 14)는 펄스폭 변조기(10, 11) 각각에 의해 형성된 펄스폭 변조(PWM) 신호를 수신한다. 또한, 구동기(13, 15)는 펄스폭 변조기(10, 11) 각각으로부터 출력된 '반전된' PWM 신호를 수신한다.
따라서, 구동기(12, 14) 각각은 PWM 신호의 극성에 따라 정 또는 부전압을 제공하는 한편, 구동기(13, 15) 각각은 반전된 PWM 신호의 극성에 따라 정 또는 부전압을 제공한다. 여기에서, 구동기의 쌍(12, 14)과 구동기의 쌍(13, 15) 간에 공급전압(도시안됨)이 극성에 있어서 반전된다. 이에 따라, 공급전압의 진폭에 두 배인 진폭을 갖는 전압 펄스는 부하, 즉 스피커(20, 21) 각각에 공급된다. 도 1에 있어서 화살표 기호는 D급 증폭기(1)의 BTL 출력의 정 및 부극성에 따라 부하(20, 21)에 대한 전류의 흐름 방향을 나타낸다.
BTL 출력형 D급 증폭기(1)는 단일 채널과 관련하여 정 및 부출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 두 개의 저역 필터를 사용한다. 따라서, 두 개의 채널 즉, 우측 및 좌측 채널에 대하여 모두 4개의 저역 필터가 사용된다.
상기 구성에 있어서, D급 증폭기는 투-채널 스피커의 구동시 캐리어 주파수 성분을 제거하는 4개의 저역 필터용으로 4개의 필터 코일이 독립적으로 필요하다.
도 8에 도시된 예에서와 같이 공통-모드 코일(common-mode coil)을 사용할 수 있으며, 동일 권선 방향을 갖는 복수의 코일이 결합되며, 그 외부라인이 서로 부분적으로 교차되는 방식으로 배치된다. 특히, 도 8은 통합됨과 아울러 패키지(90)내에서 그 축방향을 따라 서로 인접하게 배치되고 결합된 동일 권선 방향을 갖는 두 개의 코일(80, 81)을 도시한다.
도 8에 있어서, 코일(80)의 단부는 단자(91, 92)에 접속되며, 코일(81)의 단부는 단자(93, 94)에 접속된다. 라인(95, 97)은 코일(80)을 위한 단자(91, 92)와 배선되며, 라인(96, 98)은 코일(81)을 위한 단자(93, 94)와 배선된다. 여기서, 코일(81)을 위한 라인(96, 98)은 서로 교차된다.
상기 D급 증폭기가 그 BTL 출력에 대응하는 PWM 신호의 캐리어 주파수 성분을 제거하는 4개의 저역필터에 사용하기 위해 독립적으로 4개의 코일을 필요로 하기 때문에, 4개의 독립적인 코일을 위해 상당한 비용이 초래된다는 점과, 필연적으로 설치면적이 증가된다는 문제점이 있다.
또한, 전류의 흐름방향은 D급 증폭기 BTL 출력의 양극과 음극 사이에서 서로 역방향이다. 따라서, 각각 동일 권선 방향을 갖는 복수의 코일을 포함하는 패키지에 있어서, 코일사이의 유도 결합의 발생을 피하기 위해 하나이상의 코일과 관련하여 기판 배선에 있어서 외부라인을 교차시킬 필요가 있다. 이는 기판 배선을 복잡하게 한다. 또한, 처리 곤란하고 불필요한 방사에 대한 대책을 제공하기가 어렵다.
본 발명의 목적은 불필요한 방사의 발생을 방지할 뿐만 아니라 설치면적의 감소 및 비용의 감소를 실현하는 BTL 출력형 D급 증폭기에 사용하기 위한 필터 코일 및 저역 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 필터코일은 입력신호에 대해서 펄스폭 변조 및 증폭을 수행하는 D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역필터를 위해 사용됨과 아울러 권선 방향이 서로 다르며 각각 동일 인덕턴스를 갖는 코일을 포함한다.
상기에서, 코일 쌍은 단일 패키지에 있어서 그 축방향을 따라 함께 접속되어 배치되며, 그 사이에 자기 차폐물이 개재되어 단일 패키지로 함께 접속되어 배치된다. 대안으로, 코일쌍은 그 사이에 자기 차폐물이 개재된 축방향을 따라 단일 코어에 권선된다. 따라서, 필터코일에 있어서 인접한 코일에 각각 형성된 자속을 상쇄시킬 수 있다.
이에 따라서, 인접 코일사이의 유도 결합을 효과적으로 억제할 수 있으며, 코일의 설치면적의 감소와 불필요한 방사의 방지 뿐만 아니라 필터 코일의 제조 비용의 감소를 실현할 수 있다.
첨부도면을 참조하여 본 발명을 실시예에 의해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 D급 증폭기의 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역 필터(즉, LC 필터)에 사용하기 위한 필터 코일의 전체 구성을 도식적으로 나타낸다. 제 1 실시예의 필터 코일은, 권선 방향이 서로 다르며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 두 코일(30, 31)이 그 축방향을 따라 함께 인접하게 배치되어 있는 단일 패키지(40)에 봉입된다.
편의상, 도 2에는 단지 두 개의 코일(30, 31)이 예시된다. 물론, 본 발명은 필터 코일에 배치된 코일수에 있어서 반드시 제한되지는 않는다. 즉, 서로 권선방향이 다르며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 복수의 코일 쌍을 저장할 수 있다.
도 2의 경우에 있어서, 코일(30) 단부는 각각 단자(41, 42)에 접속되며, 코일(31) 단부는 각각 단자(43, 44)에 접속된다. 단자(41, 42)는 각각 라인(45, 47)에 접속되며, 단자(43, 44)는 각각 라인(46, 48)에 접속된다.
이어서, 코일(30, 31)이 도 3과 관련하여 스피커(20)에 접속된 저역필터용 인덕터(L1, L2)로서 사용되는, 도 2의 필터 코일 작동에 관해서 설명하기로 한다.
라인(45)은 구동기(또는 BTL 증폭기)(12)의 출력단에 접속되며, 라인(46)은 구동기(또는 BTL 증폭기)(13)의 출력단에 접속된다. 또한, 라인(47, 48)은 둘다 부하로서 작용하는 스피커(30)에 접속된다.
D급 증폭기(1)가 작동하면, 위상에 있어서 서로 반전되며 각각 동일 크기(또는 진폭)을 갖는 펄스폭 변조(PWM) 신호에 응답하여 구동기(12, 13)에 스위칭 전압이 제공된다. 따라서, X 및 Y 방향으로 각각 라인(45, 46)을 따라 서로 반전된 소정의 전류가 흐르게 한다. 구동기(12)의 출력이 양극을 가질 때 구동기(13)의 출력신호가 음극을 가지는 바와 같이 구동기(12, 13)의 출력신호는 서로 반전된다. 즉, 구동기(12)가 스피커(20)를 향해 코일(30)로 X 방향으로 소정의 전류가 흐르도록 하면, 구동기(13)를 향해 스피커(20) 및 코일(31)을 통하여 Y 방향으로 다른 전류가 흐르게 된다.
도 3은, 또한 코일(30, 31)을 통한 상기 전류 흐름에 기인해서 발생되는 자속의 방향을 점선 및 곡선으로 도시한다. 즉, 코일(30, 31)에 의해 각각 유도된 자속은 서로 상쇄된다. 따라서, 코일(30, 31) 사이의 유도 결합을 최소화할 수 있다.
이어서, 스피커(20)에 접속된 저역 필터용 인덕터(L1, L2)로서 사용되는 코일을 포함하는 상기 공통-모드 코일의 작동에 관하여 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 즉, 도 4에 도시된 공통-모드 코일은 함께 인접하여 배치되며 동일 권선 방향을 갖는 두 개의 코일(50, 51)을 포함하는 패키지(60)에 수납된다.
도 4에서 코일(50)의 단부는 단자(61, 62)와 각각 접속되며, 코일(51)의 단부는 단자(63, 64)에 접속된다. 또한, 단자(61, 62)는 라인(65, 67)과 각각 접속되며, 단자(63, 64)는 각각 라인(66, 68)에 접속된다.
도 4에 도시된 상기 공통-모드 코일이 도 2 또는 도 3에 도시된 상기 필터 코일 대신에 D급 증폭기(1)와 스피커(20) 사이에 접속되면, 구동기(12)는 스피커(20)를 향해 X 방향으로 코일(50)을 통해 전류를 흐르게 하는 한편, 구동기(13)를 향해 스피커(20) 및 코일(51)을 통해 Y 방향으로 다른 전류를 흐르게 한다. 여기서, 두 코일(50, 51)은 동일 권선 방향을 가지며, 코일(50, 51)에 의해 형성된 자속들은 서로에 의해서 강화되어 필연적으로 유도 결합을 유발하게 된다.
따라서, D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역필터용 인덕터로서 공통 모드 코일이 사용되면, 도 8에 도시한 바와 같이, 도 4에 도시된 코일(51)의 라인(66)을, 코일(51)을 통해 흐르는 전류 방향이 반전되어 코일(51)에 의해 유발된 자속의 방향을 반전시키는 소정의 외부 라인(도시안됨)과 교차시킴으로써 구동기(13)과 스피커(20)을 서로 접속할 필요가 있다. 이와 같은 이유로, 공통-모드 코일이 D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역필터용 코일로서 사용될 때, 코일의 설치면적이 확대되고, 전체 부품 비용이 증가하며, 불필요한 방사에 대한 어려운 대책이 필요하게 된다.
제 1 실시예의 필터 코일은 그 축 방향을 따라 서로 인접하게 배치되며 각각 동일 인덕턴스를 갖는 짝수의 코일을 포함하며, 상기 인접코일은 권선 방향이 서로 다르다. 즉, 복수의 상기 코일은 단일 패키지로 배치된다. 따라서, D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역 필터용 코일을 포함하는 필터 코일의 제조에 있어서의 비용 감소 및 코일의 설치 면적 감소를 실현할 수 있다.
BTL 출력형 D급 증폭기에 있어서, 양극 출력 및 음극 출력 둘다 동일 크기(또는 진폭)을 가지나 위상에 있어서 서로 180°상이하다. 따라서, 서로 권선 방향이 상이한 코일의 쌍은 각각 역방향의 자속을 형성하여, 자속의 상쇄를 유발하여 그것들 사이의 유도 결합의 발생을 방지한다. 이는 기판 배선에 있어서 코일의 교차하는 외부 라인을 필요없게 한다. 즉, 기판 배선의 복잡성에 의해 유발될 수 있는 불필요한 방사의 발생을 효과적으로 회피할 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 의한 필터코일에 관하여 설명하기로 한다. 즉, 제 2 실시예의 필터 코일은 D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서의 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역 필터를 구성하는 코일을 제공한다.
특히, 권선 방향이 서로 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 코일의 쌍(100, 101)은 패키지(110)내에서 그것의 축방향을 따라 함께 인접하도록 배치된다. 코일(100)의 단부는 단자(130, 131)에 접속되며, 코일(101)의 단부는 단자(132, 133)에 접속된다.
또한, 권선 방향이 서로 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 코일의 쌍(102, 103)은 패키지(110)내에서 그것의 축방향을 따라 함께 인접하게 배치된다. 코일(102)의 단부는 단자(134, 135)에 접속되며, 코일(103)의 단부는 단자(136, 137)에 접속된다. 자기 차폐물(120)은 제 1 코일 쌍(100, 101)과 제 2 코일 쌍(102, 103) 사이를 분할하도록 배치된다.
상기 4개의 코일(100~103)은 도 1에 도시된 D급 증폭기(1)의 BTL 출력단에 접속된 4개의 저역 필터용 인덕터(L1~L4)로서 각각 사용될 수 있다. 즉, 코일(100)은 인덕터(L1)로서 사용되고, 코일(101)은 인덕터(L2)로, 코일(102)은 인덕터(L3)로, 그리고 코일(103)은 인덕터(L4)로 사용된다.
코일(100)의 일단에 접속된 단자(130)는 구동기(12)의 출력단자에 접속되며, 코일(100)의 타단에 접속된 단자(131)는 스피커(20)의 하나의 입력단자에 접속된다. 또한, 코일(101)의 일단에 접속된 단자(132)는 구동기(13)의 출력단자에 접속되며, 코일(101)의 타단에 접속된 단자(133)는 스피커(20)의 다른 입력 단자에 접속된다.
유사하게, 코일(102)의 일단에 접속된 단자(134)는 구동기(14)의 출력단자에 접속되며, 코일(102)의 타단에 접속된 단자(135)는 스피커(21)의 하나의 입력단자에 접속된다. 또한, 코일(103)의 일단에 접속된 단자(136)는 구동기(15)의 출력단자에 접속되며, 코일(103)의 타단에 접속된 단자(137)는 스피커(21)의 다른 입력 단자에 접속된다.
상기 접속이 완료된 후, 도 1에 나온 D급 증폭기(1)의 동작이 개시된다. 도 5의 필터 코일에 있어서 제 1 코일 쌍(100, 101)은 반대 방향으로 자속을 형성하여 그들 사이에 자속의 상쇄가 실현된다. 따라서, 코일(100, 101) 사이의 유도 결합을 신뢰성 있게 억제할 수 있다.
유사하게, 제 2 코일 쌍(102, 103)은 반대 방향으로 자속을 형성하여 그들 사이에 자속의 상쇄가 실현된다. 따라서, 코일(102, 103) 사이의 유도 결합을 신뢰성있게 억제할 수 있다.
자기 차폐물(120)의 배치에 따라서, 필터 코일에 있어서 인접 코일 쌍 사이에 발생할 수 있는 유도 결합을 억제할 수 있다.
편의상, 두 쌍의 코일은 단일 패키지(110)에 저장되며, 권선 방향이 서로 다른 한 쌍의 코일이 코일의 단일 유닛으로 사용된다. 그러나, 복수의 코일 유닛을 인접 코일 유닛 사이에 자기 차폐물이 배치된 단일 패기지로 일체화할 수 있다.
요약하면, 제 2 실시예의 필터 코일은 사이에 자기 차폐물의 개재로 축방향을 따라 함께 인접하여 배치된 소정수의 코일쌍을 포함하며, 여기서 동일 인덕턴스를 각각 갖는 각 코일 쌍은 권선 방향이 서로 다르다. 따라서, 제 1 실시예에 비해 제 2 실시예에 있어서의 인접 코일 쌍 사이의 유도 결합 발생을 보다 더 피할 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예의 필터 코일을 설명하기로 한다. 제 3 실시예의 필터 코일은 D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서의 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역 필터에 사용하기 위한 코일을 포함한다. 도 6에 있어서 서로 권선 방향이 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 코일의 쌍(200, 201)은 각각 그것의 축방향을 따라 보빈(210)의 코어(210A)에 감긴다.
편의상, 도 6은 단지 보빈(210)의 코어(210A)에 감긴 단일 코일쌍(200, 201) 만을 도시한다. 물론, 보빈(210)의 코어(210A)에 감긴 복수의 코일 쌍을 배치할 수 있다. 도 6의 필터 코일에 포함된 코일(200, 201)은 도 1에 도시된 D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 두 개의 저역 필터에 사용하기 위한 인덕터(L1, L2)로서 사용된다고 하자. 이 경우, 코일(200)의 제 1 단자(200A)는 구동기(12)의 출력 단자에 접속되고, 제 2 단자(200B)는 스피커(20)의 제 1 입력 단자에 접속된다. 또한, 코일(201)의 제 1 단자(201A)는 구동기(13)의 출력 단자에 접속되며, 제 2 단자(201B)는 스피커(20)의 제 2 입력단자에 접속된다. 상기 접속이 완료된 후, D급 증폭기(1)의 작동이 개시되면 상기 코일(200, 201)은 상기 실시예에 사용된 상기 코일과 유사하게 작동되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 3 실시예는 서로 권선 방향이 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 코일의 쌍(200, 201)이 각각 그 축방향을 따라 보빈(210)의 단일 코어(210A)에 감기는 것을 특징으로 한다. 따라서, D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역 필터용 코일을 포함하는 필터 코일의 제조 비용의 감소 및 코일의 설치 면적 감소를 실현할 수 있다.
D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서 양극 출력과 음극 출력이 둘다 동일 크기(또는 진폭)을 가지나 위상이 180°상이하다는 것을 앞에서 설명하였다. 따라서, 제 3 실시예의 필터 코일의 코일 쌍(200, 201)은 반대 방향으로 자속을 형성하여 그들 사이의 자속 상쇄 및 유도 결합의 방지를 실현할 수 있다. 또한, 제 3 실시예는 기판 배선에 있어서 코일 외부라인의 교차에 대한 필요성을 제거한다. 따라서, 기판 배선의 복잡성으로 인해 발생할 수 있는 불필요한 방사 발생을 피할 수 있다.
이어서, 도 7을 참조하여 본 발명의 제 4 실시예의 필터 코일을 설명하기로 한다. 도 6의 제 3 실시예의 필터 코일과 비교할 때, 도 7의 제 4 실시예의 필터코일은 권선 방향이 서로 상이하고, 보빈(210)의 코어(210A)에 각각 감기며, 동일 인덕턴스를 각각 갖는 코일(200, 201) 사이에 자기 차폐물(210B)이 배치됨을 특징으로 한다. 따라서, 제 3 및 제 4 실시예간의 중복 설명을 필요에 따라서 생략하기로 한다.
제 4 실시예에서는 서로 권선 방향이 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 코일(200, 201) 사이의 경계에 자기 차폐물(210B)이 제공된다. 물론, 보빈의 동일 코어에 감긴 인접 코일들 사이에 자기 차폐물이 반드시 배치되는 것은 아니다. 즉, 복수 쌍의 코일이 보빈의 코어에 각각 감기면 보빈의 코어에 감긴 인접 코일 쌍 사이에 자기 차폐물이 배치된다.
제 4 실시예의 필터 코일에 있어서, 권선 방향이 서로 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 적어도 한 쌍의 코일은 각각 그것들 사이의 자기 차폐물의 개재하여 그것의 축방향을 따라 보빈 코어에 감긴다. 따라서, 인접 코일(또는 인접 코일쌍) 사이의 유도 결합을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이, 코일을 포함하는 필터 코일이 상기 실시예에 의한 D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역 필터용으로 사용되면, 저역 필터용 코일의 설치면적 축소 및 필터 코일 제조 비용의 감소와 불필요한 방사의 방지를 실현할 수 있다.
또한, 저역 필터의 상기 실시예에 따른 필터 코일 사용이 이어지는 BTL 출력형 D급 증폭기에 대해서 전체 크기 및 치수의 감소 뿐아니라 제조 비용의 감소를 실현할 수 있다. 더욱이, D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역 필터의 외부 코일 라인의 복잡한 배선으로 인해 발생하는 불필요한 방사 발생을 신뢰성있게 회피할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 아래에 설명될 다양한 효과 및 기술적 특징을 가진다.
(1) 본 발명의 필터 코일은 단일 패키지 안에 축방향을 따라 함께 인접해 있도록 배치됨과 아울러 권선 방향이 서로 상이하며, 동일 인덕턴스를 각각 갖는 복수의 코일을 포함한다. 따라서, D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역필터용 필터 코일의 제조 비용의 감소 및 코일의 설치 면적 감소를 실현할 수 있다.
(2) 본 발명의 필터 코일은 단일 패키지 안에 그것의 축방향을 따라 함께 인접하도록 배치된 복수의 코일쌍을 포함할 수 있으며, 각 코일쌍은 권선 방향이 서로 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 두 개의 코일을 포함한다.
(3) D급 증폭기의 BTL 출력에 있어서의 양극 출력과 음극 출력은 둘다 동일 크기(또는 진폭)을 가지나 서로 위상에 있어서 180° 상이하다. 이에 따라, D급 증폭기 다음에 필터코일을 이용하는 저역필터가 되는데, 여기서 권선 방향이 서로 상이한 한 쌍의 코일이 반대 방향의 자속을 형성함으로써 자속의 상쇄 및 그것들 사이의 유도 결합 방지를 실현할 수 있다. 이에 따라, 동일 권선 방향을 갖는 코일을 포함하는 상기 공통-모드 코일에 필요한 기판 배선에 있어서 외부 코일 라인을 교차할 필요성이 없어진다. 따라서, 기판 배선의 복잡성으로 인해 발생될 수 있는 불필요한 방사 발생을 신뢰성있게 회피할 수 있다.
(4) 권선 방향이 서로 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 복수의 상기 코일쌍이 단일 패키지에 있어서 그것의 축방향을 따라 함께 인접하여 배치되면, 인접 코일 쌍들 사이의 유도 결합의 발생을 회피할 수 있다.
(5) 권선 방향이 서로 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 코일 쌍은 각각 그것의 축방향을 따라 단일 코어에 감겨있다. 또한, 그것의 축방향을 따라 단일 코어에 감긴 복수의 코일쌍을 배치할 수 있다. 따라서, 필터 코일의 제조 비용의 감소 및 코일의 설치면적 감소를 실현할 수 있다.
(6) 상술한 바와 같이, 단일 코어에 감긴 코일 쌍을 그것들 사이에 자기 차폐물을 개재하여 배치할 수 있다. 대안으로, 각각 단일 코어에 감긴 복수의 코일쌍을 그것들 사이에 자기 차폐물을 개재하여 배치할 수 있다. 따라서, 인접 코일 사이 또는 인접 코일쌍 사이의 유도결합을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명을 그 기술적 사상 또는 핵심적인 특징으로 부터 벗어남이 없이 다양한 형태로 실시할 수 있는 바, 본 발명의 실시예는 예시적이며 제한적이지 않다. 이는 본 발명의 범위가 설명한 실시예가 아닌 첨부된 청구범위에 의해 결정되기 때문이다. 따라서, 청구항의 범위에 속하는 모든 변형례 및 균등의 범위에 속하는 모든 변형례는 본원발명의 보호범위에 속한다 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 필터 코일 및 저역 필터를 사용하는 ＢＴＬ출력형 Ｄ급 증폭기에 의하면 불필요한 방사의 발생을 방지할 뿐아니라 설치면적의 감소 및 코스트의 감소를 실현할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 저역필터를 통해 스피커에 접속된 D급 증폭기의 전체 구성을 도시하는 라인접속도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역 필터에 사용하기 위한 필터 코일에 포함된 코일의 설계를 도식적으로 나타낸 도면,
도 3은 스피커에 접속된 필터 코일의 코일들에 의해 유발된 전류 흐름 및 자속을 도식적으로 나타내는 도면,
도 4는 필터 코일 대신에 스피커에 접속된 공통-모드 코일(common-mode coil)의 코일들에 의해 유발된 전류 흐름 및 자속을 도식적으로 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역 필터에 사용하기 위한 필터 코일에 포함된 코일의 설계를 도식적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역 필터에 사용하기 위한 필터 코일에 결합된 코일의 설계를 도식적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역 필터에 사용하기 위한 필터 코일에 결합된 코일의 설계를 도식적으로 나타낸 도면,
도 8은 D급 증폭기의 BTL 출력단에 접속된 저역 필터에 사용하기 위한 공통-모드 코일에 포함된 코일들의 설계 및 라인 접속을 도식적으로 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 스피커 30,31 : 코일
40 : 단일 패키지 41,42,43,44 : 단자
45,46,47,48 : 라인 100,101,102,103 : 코일
120 : 자기 차폐물 130,131,132,133,134,135,136,137 : 단자
200,201 : 코일 200A,201A : 제 1 단자
200B,201B : 제 2 단자 210 : 보빈
210A : 단일 코어 210B : 자기 차폐물

Claims (9)

  1. 필터코일로서,
    단일 패키지내에서 축방향을 따라 서로 인접하게 배치됨과 아울러 권선 방향이 서로 상이하며 각각 동일 인덕턴스를 갖는 하나 이상의 코일쌍을 포함하고,
    상기 코일은 D급 증폭기의 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역필터에 사용되고,
    상기 하나 이상의 코일 쌍 중 제 1코일의 감기시작부와 상기 하나이상의 코일쌍 중 제 2코일의 감기 종료부가 상기 단일 패키지의 동일측에 배치된 단자에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 코일.
  2. 필터코일로서,
    단일 패키지내에서 축방향을 따라 서로 인접하게 배치된 복수의 코일쌍을 포함하고,
    각 코일쌍은 D급 증폭기의 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역 필터용으로 사용되며 서로 권선 방향이 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 제 1코일 및 제 2코일로 이루어지며,
    상기 제 1코일의 감기시작부와 상기 제 2코일의 감기 종료부가 상기 단일 패키지의 동일측에 배치된 단자에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 코일.
  3. 단일 패키지내에서 축방향을 따라 서로 인접하게 배치된 복수의 코일쌍을 포함하는 필터 코일로서,
    각 코일쌍은 D급 증폭기의 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역 필터용으로 사용되며 서로 권선 방향이 상이하며 동일 인덕턴스를 각각 갖는 두 개의 코일로 이루어지며,
    상기 인접하는 코일쌍 사이에 자기 차폐물이 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 코일.
  4. 필터코일로서,
    권선 방향이 서로 상이하며 각각 동일 인덕턴스를 가짐과 아울러 각각 축방향을 따라 단일 코어에 감기는 하나이상의 코일쌍을 포함하고,
    상기 코일은 D급 증폭기의 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역필터용으로 사용되고,
    상기 하나 이상의 코일쌍 중 제 1코일의 감기시작부와 제 2코일의 감기 종료부가 상기 단일 패키지의 동일측에 배치된 단자에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 필터 코일.
  5. 코일 쌍내의 각 코일은 권선 방향이 서로 상이하며 각각 동일 인덕턴스를 가짐과 아울러 각각 축방향을 따라 단일 코어에 감기는 하나이상의 코일쌍을 포함하고,
    상기 코일은 D급 증폭기의 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력에 있어서 캐리어 주파수 성분을 제거하는 저역필터용으로 사용되고,
    상기 인접하는 코일들 사이에 자기 차폐물이 배치되는 것을 특징으로 하는 필터 코일.
  6. 입력 신호에 응답하여 펄스폭 변조된 신호를 형성하는 펄스폭 변조기;
    상기 펄스폭 변조된 신호를 제 1 극성으로 증폭시키는 제 1 구동기;
    상기 펄스폭 변조된 신호를 제 2 극성으로 증폭시키는 제 2 구동기;
    부하를 상기 제 1 극성으로 구동시키도록 상기 제 1 구동기에 결합되는 제 1 저역 필터; 및
    상기 부하를 상기 제 2 극성으로 구동시키도록 상기 제 2 구동기에 결합되는 제 2 저역 필터를 포함하는 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력형 D급 증폭기로서:
    상기 제 1 저역필터는 제 1코일을 구비하고, 제 2저역필터는 제 2코일을 구비하며, 상기 제 1코일 및 제 2코일은 단일 패키지내에서 축방향을 따라 서로 인접하게 배치됨과 아울러 권선 방향이 서로 상이하며 각각 동일 인덕턴스를 갖고,
    상기 코일 중 상기 제 1코일의 감기시작부와 상기 제 2코일의 감기 종료부가 상기 단일 패키지의 동일측에 배치된 단자에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 브릿지 타이드 로드 출력형 D급 증폭기.
  7. 제 6 항에 있어서, 권선 방향이 서로 상이하며 동일 인덕턴스를 갖는 상기 제 1 및 제 2 코일은 단일 패키지내에서 축방향을 따라 단일 코어에 각각 감겨지는 것을 특징으로 하는 브릿지 타이드 로드 출력형 D급 증폭기.
  8. 입력 신호에 응답하여 펄스폭 변조된 신호를 형성하는 펄스폭 변조기;
    상기 펄스폭 변조된 신호를 제 1 극성으로 증폭시키는 제 1 구동기;
    상기 펄스폭 변조된 신호를 제 2 극성으로 증폭시키는 제 2 구동기;
    부하를 상기 제 1 극성으로 구동시키도록 상기 제 1 구동기에 결합되는 제 1 저역 필터; 및
    상기 부하를 상기 제 2 극성으로 구동시키도록 상기 제 2 구동기에 결합되는 제 2 저역 필터를 포함하는 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력형 D급 증폭기로서:
    상기 제 1 및 제 2 저역 필터는 단일 패키지내에서 축방향을 따라 서로 인접하게 배치됨과 아울러 권선 방향이 서로 상이하며 각각 동일 인덕턴스를 갖는 코일을 포함하고,
    상기 인접하는 코일들 사이에 자기 차폐물이 개재되는 것을 특징으로 하는 브릿지 타이드 로드 출력형 D급 증폭기.
  9. 입력 신호에 응답하여 펄스폭 변조된 신호를 형성하는 펄스폭 변조기;
    상기 펄스폭 변조된 신호를 제 1 극성으로 증폭시키는 제 1 구동기;
    상기 펄스폭 변조된 신호를 제 2 극성으로 증폭시키는 제 2 구동기;
    부하를 상기 제 1 극성으로 구동시키도록 상기 제 1 구동기에 결합되는 제 1 저역 필터; 및
    상기 부하를 상기 제 2 극성으로 구동시키도록 상기 제 2 구동기에 결합되는 제 2 저역 필터를 포함하는 브릿지 타이드 로드(BTL) 출력형 D급 증폭기로서:
    상기 제 1 및 제 2 저역 필터는 단일 패키지내에서 축방향을 따라 서로 인접하게 배치됨과 아울러 권선 방향이 서로 상이하며 각각 동일 인덕턴스를 갖고, 단일 패키지내에서 축방향을 따라서 단일코어에 각각 감겨지는 코일들을 포함하고,
    상기 인접하는 코일들 사이에 자기 차폐물이 개재되는 것을 특징으로 하는 브릿지 타이드 로드 출력형 D급 증폭기.
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