KR0119128B1

KR0119128B1 - 디지탈/아날로그 변환기를 이용한 가변전원공급장치

Info

Publication number: KR0119128B1
Application number: KR1019940025839A
Authority: KR
Inventors: 김방현
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1994-10-10
Publication date: 1997-10-04
Also published as: KR960016083A

Abstract

키보드부를 통해 입력된 전압을 0V에서 50V까지 256레벨중 하나의 레벨에 대응시키고 그 레벨에 해당하는 8비트 디지탈 데이타를 디지탈/아날로그 변환기에 입력시킨다. 디지탈/아날로그 변환부는 디지탈 데이타에 대응하는 전류를 출력하고 그 전류를 버퍼부에서 전압으로 변환시키고 부호를 반전시켜 5배전압증폭장치에 입력시켜 원하는 전압을 얻는다.

Description

디지탈/아날로그 변환기를 이용한 가변전원공급장치

제1도는 본 발명에 의한 가변 전원공급장치의 일실시예를 보이는 도면이다.

제2도는 본 발명에 의한 가변 전원공급장치의 래치부, 디지탈/아날로그 변환부 및 기준전원부를 구체적으로 보이는 회로도이다.

제3도는 5배전압증폭부의 구체적인 회로도이다.

제4도는 종래의 전원공급장치의 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 키보드부 2 : 제어부

3 : 표시부 4 : 래치부

5 : 디지탈/아날로그변환부 6 : 기준전원부

7 : 버퍼부 8 : 5배전압증폭부

본 발명은 가변 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 디지탈/아날로그 변환기를 이용하여 공급전압을 8비트 레벨로 분해하여 공급할 수 있는 디지탈/아날로그 변환기를 이용한 가변전원공급장치에 관한 것이다.

종래의 전원공급장치는 제4도에 도시된 바와같이 트랜스포머(T₁)의 2차코일의 사이사이에 탭(Tap)을 주어 2차코일의 출력전압이 1차코일과 2차코일의 감은수에 비례하여 원하는 교류전압을 얻은 다음 그 교류전압을 다이오드(D₁-D₄)에 의해 정류한다. 탭 전환은 출력가변범위가 넓으면 트랜지스터의 손실도 매우크게 되기 때문에 로터리스위치를 탭 전환을 한다든가, 계전기로 전환하든가 하는데, 본 예에서는 포토커플러(PD₁)과 다이리스터(SCR₁)에 의해 하고 있다.

맨처음의 전압이 낮을때는 다이오드(D₂,D₃)로 정류하여 콘덴서(C₁)에 충전하고 트랜지스터(Q₁)으로 정전암으로 만들어 출력한다. 출력전압이 높을 경우에는 제너다이오드(ZD₁)에 의해 전압을 검출한다. 그리고 트랜지스터(Q₂)를 온시켜 포토커쫄러(PD₁)의 발광다이오드를 켜고 포토커플러의 다이리스터를 온시킨다. 포토커플러(PD₁)의 다이리스터의 온 전류로 다이리스터(SCR₁)을 점호(点弧)함으로써 다이오드(D₁,D₄)를 통하여 다이리스터(SCR₁)를 통한 정류회로를 구성하고, 이전압이 다이오드(D₂,D₃)의 정류전압보다 높게되므로 콘덴서(C₁)에 충전되는 전압은 25V를 정류한 전압이 된다.

이렇게 출력된 전압은 연산증폭기(A₁)과 저항(R₁₀) 및 가변저항(VR₁)에 의해 원하는 전압으로 되어 콘덴서(C₃)에 인가되어 출력된다.

상기와 같은 종래의 전원공급장치는 트랜스포머의 1차코일과 2차코일의 비에 의하여 필요로하는 전압을 얻기 때문에 1차코일과 2차코일의 감은수에 따라 다수의 탭을 주어야 다양한 전압을 얻을 수 있으며, 트랜스포머의 출력전압은 교류이기 때문에 정류과정을 거쳐야 하고 또 정류된 전압도 일정하지 않은 맥류이기 때문에 복잡한 회로에 의해 정전압과정을 거쳐야 하는 등 번거로운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 된 것으로 본 발명의 목적은 정밀도 높게 가변가능한 전원공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 8비트 디지탈 값의 분해능을 갖는 전원전압을 공급하는 전원공급장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 장치는 원하는 전압값을 입력하는 키보드부와, 상기 키보드부로부터 입력하는 데이타를 받아 8비트 디지탈 데이타로 변환하고 각부를 제어하는 제어부와 상기 제어부로부터 데이타를 받아 표시하는 표시부와, 상기 제어부의 8비트 디지탈 데이타를 래치하는 래치부와, 상기 래치부로부터 8비트 디지탈 데이타를 입력받아 그 값에 대응하는 아날로그 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환부와, 상기 디지탈/아날로그 변환부에 기준전압을 공급하는 기준전원부와, 상기 디지탈/아날로그 변환부의 아날로그 출력을 전류-전압변환 및 단위이득으로 증폭하는 버퍼증폭부와 상기 버퍼증폭부의 출력전압을 받아 5배 증폭하는 5배전압 증폭부를 구비한다.

이하 본 발명을 도면을 참고로하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 가변 전원공급장치의 일실시예를 보이는 볼록도이다.

1은 키보드부이며, 사용자가 이것을 통해 원하는 전압값을 입력한다. 2는 제어부이며, 키보드부를 통해 입력된 전압값을 8비트 디지탈 데이타로 변환하여 출력한다.

3은 표시 부이며, 제어부(2)로부터 전압값에 대한 디지탈 데이타를 받아 그것을 십진수로 표시한다. 4는 래치부이며, 제어부(2)로부터 제어신호를 받아 상기 8비트 디지탈 데이타로 래치한다. 5는 디지탈/아날로그 변환부이며, 상기 래치부(4)로부터 8비트 디지탈데이타를 입력받아 그것에 대응하는 전압을 최저 0부터 최고 10.24V까지 출력한다. 6은 기준전원부이며, 디지탈/아날로그 변환부(5)에 기준전압+10.24V를 공급한다. 7은 버퍼부이며, 디지탈/아날로그 변환부(5)에서 출력되는 전류를 전압으로 변환하고 그 전압의 극성을 양의값으로 변환한다. 8은 5배전압 증폭부이며 버퍼(7)에서 출력되는 전압을 5배로 증폭한다.

이하 본 발명에 의한 전원공급장치의 동작을 설명한다.

먼저, 사용자가 키보드부(1)를 통해 원하는 전압값을 입력한다. 예를들어 사용자가 30V의 최종 출력 전압을 원하는 경우 본장치는 최소 0V에서 최대 50.2V까지 공급이 가능하므로, 30V를 8비트 디지탈데이타로 다음과 같이 변환한다. 즉, 최종단계에서 프로그래머블 전원공급부(8)에 의해 5배가 되어 30V가 되므로 그 1/5전압인 6V에 해당하는 전압은 0에서 10.24V중 어느 레벨인지 결정하기 위해 256레탤일때 디지탈/아날로그 변환부(5)는 +10.24V를 출력하므로, (6/10.24)×256=150레벨이 된다. 따라서 150만은 0000 0000부터 1111 1111까지의 2진수중 1001 0110이다. 이 8비트 디지탈 데이타는 래치부(4)에 래치된 후, 제어부(2)의 제어신호에 의해 디지탈/아날로그 변환부(5)에 입력된다. 제2도에 리래치부, 디지탈/아날로그 변환부, 버펴부 및 기준 전원부의 구체회로가 도시된다. 래치부(4)는 예를들면 8개의 D플립플롭(소자 번호 74LS574 등)으로 구성될 수 있으며, 출력제어단자(OC/OUTPUT CONTR OL)는 접지시켜 항상 입력에 대해 출력이 인에이블(ENABLE)상태로 되게 구성된다. 디지탈/아날로그 변환부(5)는 기준전압 +10.24V가 기준전원부(6)에서 공급된다.

기준전압 10.24V는 입력 Data값 25~250에 대해 -lV~-10V의 D/A 컨버터 출력 전압값을 얻기 위해 결정된 값이다. 기준전압은 정전압소자(예:LM317등)를 이용하여 얻고 있으며, 가변저항(VR₁)과 저항(R₁)의 비를 조정함으로써 원하는 전압을 얻을 수 있다. 디지탈/아날로그 변환부(5)는 상기 8비트 데이타(1001 0110)에 대응되는 전류를 출력하며 그 전류는 버퍼부(7)의 제1연산증폭기(IC₁)에 의해 -6V 전압으로 변환된다. 다음에 증폭이득이 1인 제2연산 증폭기(IC₂)에 의해 +6V전압으로 변환되어 5배전압증폭부(8)에 입력된다.

버퍼부(7)의 제2연산증폭기(IC₂)는 그 출력단자와 반전단자를 연결하는 저항(R₄₎와 제1연산증폭기(IC₁) 출력을 제2연산증폭기(IC₂)의 반전단자에 입력시키는 저항(R₃)와 그 값이 R₃=R₄되기 때문에 이득이 1이며 반전증폭기 이므로 그 부호가 반대로 된다.

제3도에 5배 전압증폭의 구체적인 회로도가 도시된다.

이 5배 전압증폭부는 0V~10V의 기준전압으로 0~50V의 출력을 얻으려는 회로로서 100mlA 이하에서 사용이 가능하다. 먼저 트랜스포머(TRANS)를 거쳐 상용 교류전압 250V가 55V로 변압된다. 트랜스포머(TRANS)의 2차코일에서 출력된 교류 55V는 브리지다이오드(D₁)에 입력되어 정류되고 평활콘덴서(C₁,C₂)에 의해 평탄화된 다.

이 평탄화된 직류전압(약 55V)은 저항(R₁,R₂) 및 트랜지스터(Q₁,Q₂)에 의해 강하된 전압(Vout)이 저항에 (R₃)를 거쳐 터미널(TM₁)의 출력단자(OUT)에 인가된다. 터미널(TM₁)의 제어단자(CNT)에 5배하고자하는 전압(V_T)를 인가하면 연산증폭기(A)의 반전단자(-)에 V_T(V)가 인가되고, 이 전압이 연산증폭기(A)의 비반전단자(t)에 인가된 전압(Vout ×여기서 k는 분수이다)보다 높으면 연산증폭기(A)의 출력은 로우(LOW)가 되고 트랜지스터(Q₄)는 오프되고, 트랜지스터(Q₁,Q₂)는 온상태가 된다. 따라서 출력전압(Vout)이 상승하고 V_T×5Vout이면 연산증폭기(A)의 비반전단자(+)의 전압이 반전단자(-)에 인가되는 전압(V_T)보다 크도록 가변저항(VR₁), 저항(R₈) 및 저항(R₉)가 설정되어 있기 때문에 연산증폭기(A)의 출력은 하이(High)가 된다. 따라서, 트랜지스터(04)는 은상태로되고, 트랜지스터(Q₁,Q₂)는 오프가 되어 출력전압(Vout)이 낮아진다. 상기와 같은 과정이 짧은 시간내에 반복되어 안정된다. 터미날(TM₁)의 출력전압단자(OUT)에 부하를 연결하면 전류는 저항(R₃)를 거쳐 흐르고, 이때 저항(R₃)에 전압강하가 생긴다. 이 전압강하가 저항(R₄,R₅)에 의한 분압과 트랜지스터(Q₃)의 턴온전압(V_BE) 이상이면 트랜지스터(Q₃)는 온상태로 되어, 트랜지스터(Q₁,Q₂)의 베이스전류를 차단하므로 전류제한기능을 가지게 된다. 다이오드(D₂)는 출력전압(Vout)이 하이(High)에서 급격히 로우(LOW)로 될 경우 콘덴서(L₄,L₅)의 충전전압을 다이오드(D₂) 및 저항(R₆,R₄)을 통해 접지로 방전시키기 위한 것이며, 저항(R₆), 트랜지스터(Q₄)와 연결된 저항(R₅) 및 콘덴서(C₆)은 연산증폭기(A)의 발진방지용 RC 회로이다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 디지탈/아날로그 변환기의 출력을 5배함으로써 정밀도 해능을 갖는 전원공급장치를 제작할 수 있다.

Claims

가변전원공급장치에 있어서, 원하는 전압값을 입력하는 키보드부와, 상기 키보드부로 부터 입력되는 데이타를 받아 8비트 디지탈 데이타로 변환하고 각부를 제어하는 제어부와, 상기 제어부로부터 데이타를 받아 표시하는 표시부와, 상기 제어부의 8비트 디지탈 데이타를 래치하는 래치부와, 상기 래치부로부터 8비트 데이타 데이타를 받아 그 값에 대응하는 아날로그 신호를 출력하는 디지탈/아날로그 변환부와, 상기 디지탈/아날로그 변환부의 아날로그 출력을 전류-전압 변환 및 단위이득으로 증폭하는 버퍼증폭부와, 상기 버퍼증폭부의 출력전압을 받아 5배증폭하는 5배 전압증폭부를 구비한 것을 특징으로 하는 디지탈/아날로그 변환기를 이용하는 가변 전원 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 디지탈/아날로그 변환부의 출력은 최소 0V에서 최대 +10.24V이며 그레벨 변화가 256단계인 것을 특징으로 하는 디지탈/아날로그 변환기를 이용한 가변 전원공급장치.