KR100236645B1 - 마이콤을 이용한 정전압 회로 - Google Patents

Abstract

이 발명은 마이콤을 구비한 휴대용 기기에 적용되는 정전압 회로에 관한 것으로서, 배터리 전압을 공급받아 소정의 승압 동작을 수행하는 코일과; 상기 코일의 후단에 연결되어, 코일로부터 공급되는 전압을 충전하는 제1콘덴서와; 상기 콘덴서의 출력전압으로부터 소정 레벨의 전압을 생성하는 전압 레귤레이터와; 상기 전압 레귤레이터의 출력전압을 충전하며, 그 양단이 전압이 외부의 부하회로에 제공되도록 하는 제2콘덴서와; 배터리의 출력전압을 감지하고, 감지된 전압레벨에 따라 소정의 듀티비를 가지는 온/오프 신호를 생성하여 출력하며, 배터리 출력전압 레벨이 로우 상태이거나 배터리 출력전압의 레벨 다운이 있을 경우 상기 온/오프신호의 듀티비가 작아지도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 온/오프 신호를 받아들이며, 온(On)인 경우에는 상기 코일의 전류가 상기 콘덴서에 흐르지 못하도록 하여 충전동작을 중지시키고, 오프(Off)인 경우에는 상기 코일의 전류가 콘덴서에 공급되도록 하여 충전동작을 수행하도록 하는 코일 구동수단으로 구성되어, 직류/직류 컨버터 집적회로를 사용하지 않고 마이콤의 제어를 이용하여 간단하게 구성할 수 있고, 전압 레귤레이터를 부가하여 구성함으로써 원하는 레벨의 정전압을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 필요한 경우에만 충전동작이 수행되도록하고, 과충전 현상은 억제되도록 함으로써 배터리의 전류 소비를 줄일 수 있다.

Description

마이콤을 이용한 정전압 회로

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 마이콤을 이용한 정전압 회로의 상세 회로도이고,

제2도는 이 발명의 다른 실시예에 따른 마이콤을 이용한 정전압 회로의 상세 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

B : 배터리 L1 : 코일

D1 : 다이오드 ZD1 : 제너 다이오드

R1 : 저항 Q1, Q2 : 트랜지스터

C1, C2 : 콘덴서 1 : 전압 레귤레이터

2 : 제어부

이 발명은 마이콤(Micom)을 이용한 정전압 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 카메라(Camera), 카세트 플레이어(Cassette player)등과 같은 휴대용 기기에 적용되어 배터리 전원으로부터 회로에서 필요로 하는 정전압을 생성하며, 마이콤을 이용한 듀티비(duty ratio) 제어 기능을 구비한 정전압 회로에 관한 것이다.

현재까지 공지되어 있는 정전압 회로에 관한 것으로서, 특정한 구동 주파수만으로 정전압 회로의 동작이 제어되도록 하는 방식이 있다. 그런데, 상기 방식은 전원 변동률이 크기 때문에 양질의 정전원을 얻지 못하는 문제점이 있다.

이에 따라, 시판되고 있는 직류/직류 컨버터 집적회로(DC/DC Converter IC)를 이용하여 정전압 회로를 구성하는 방식이 개발되었다. 상기 직류/직류 컨버터 집적회로를 이용한 방식은 효율이 좋은 정전압을 얻을 수 있는 반면, 항상 승압회로가 작동해야 하기 때문에 소비전류가 큰 단점이 있다.

상기한 단점을 개선하기 위하여, 마이콤의 제어에 의해 승압회로를 구동하도록 제어되는 직류/직류 컨버터 집적회로가 개발되었다. 그러나, 상기 마이콤 제어에 의한 직류/직류 컨버터 집적회로는 일정 전압만을 출력하기 때문에 이를 이용하여 정전압 회로를 구성시 사용자가 원하는 임의의 전압을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 고가의 제품이기 때문에 시스템 설계시 부담으로 작용한다.

그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마이콤과 범용 부품을 이용하여 간단하게 정전압을 생성할 수 있도록 하고, 출력전압이 일정 레벨 이하이거나 부하가 많이 걸릴 경우 마이콤에 의한 구동신호에 듀티비 제어를 통해 미리 승압회로를 구동할 수 있는 기능을 구비한 정전압 회로를 제공하는데 있다.

이 발명의 다른 목적은 적어도 하나 이상의 전압 레귤레이터를 부가함으로써 다양한 종류의 정전압을 생성할 수 있도록 하는 정전압 회로를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 이 발명의 특징에 따른 정전압 회로의 구성은,

배터리 전압을 공급받아 소정의 승압 동작을 수행하는 코일과;

상기 코일의 후단에 연결되어, 코일로부터 공급되는 전압을 충전하는 제1콘덴서와;

상기 콘덴서의 출력전압으로부터 소정 레벨의 전압을 생성하는 전압 레귤레이터와;

상기 전압 레귤레이터의 출력전압을 충전하며, 그 양단이 전압이 외부의 부하회로에 제공되도록 하는 제2콘덴서와;

배터리의 출력전압을 감지하고, 감지된 전압레벨에 따라 소정의 듀티비를 가지는 온/오프 신호를 생성하여 출력하며, 배터리 출력전압 레벨이 로우 상태이거나 배터리 출력전압의 레벨 다운이 있을 경우 상기 온/오프신호의 듀티비가 작아지도록 제어하는 제어부와;

상기 제어부에서 출력되는 온/오프 신호를 받아들이며, 온(On)인 경우에는 상기 코일의 전류가 상기 콘덴서에 흐르지 못하도록 하여 충전동작을 중지시키고, 오프(Off)인 경우에는 상기 코일의 전류가 콘덴서에 공급되도록 하여 충전동작을 수행하도록 하는 코일 구동수단을 포함하여 이루어진다.

상기한 이 발명의 특징에 따른 정전압 회로는 상기 코일과 제1콘덴서 사이에 연결되어 정류동작을 수행하는 다이오드를 부가하여 포함한다.

상기한 이 발명의 특징에 따른 정전압 회로의 구성에서, 상기 코일 구동수단은 컬렉터가 상기 코일과 콘덴서의 접점에 연결되고, 베이스가 상기 제어부의 출력단과 연결되고, 에미터가 접지되도록 연결된 제1트랜지스터로 구성된다.

상기한 이 발명의 특징에 따른 정전압 회로는,

상기 다이오드와 상기 제1콘덴서 사이의 접점에 음극이 연결되어 상기 제1콘덴서의 충전전압이 소정 레벨 이상일 경우에 턴온되는 제너 다이오드와;

베이스에 상기 제너 다이오드의 양극이 연결되고, 컬렉터가 상기 제1트랜지스터의 베이스에 연결되고, 에미터가 접지되도록 연결되어, 상기 제너 다이오드가 턴온될 경우에 코일의 승압된 전압에 의해 턴온되며, 상기 턴온에 의해 제1트랜지스터의 베이스 전류가 바이패스 되도록 하여 상기 제1트랜지스터가 턴오프되도록 하는 제2트랜지스터를 부가하여 포함한다.

또한, 상기 제어부는 마이콤으로 구현되며, 배터리의 전압레벨이 러우상태이거나 다음에 일어날 동작으로부터 배터리 전압의 레벨다운이 예상될 경우, 상기 제어부에서는 오프(Off) 구간에 비해 온(On) 구간이 더 감소하도록 하는 온/오프 신호를 생성하여 상기 코일 구동수단에 출력한다.

즉, 위와 같은 경우에는 상기 제어부에서 코일 구동수단으로 출력되는 온/오프 신호의 듀티비가 감소하도록 제어됨으로써 상기 코일에 의한 제1콘덴서의 충전시간이 증가하며, 이에 따라 제1콘덴서에서는 안정된 출력특성이 얻어질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 제1도를 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 마이콤을 이용한 정전압 회로의 구성 및 동작을 설명한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 마이콤을 이용한 정전압 회로는, 배터리(B)와; 배터리(B)의 양극에 연결된 코일(L1)과; 상기 코일(L1)에 양극이 연결된 다이오드(D1)와; 상기 다이오드(D1)의 음극에 연결되는 한편, 일단이 접지(Ground)되도록 연결된 콘덴서(C1)와; 상기 콘덴서(C1)의 전압이 입력되도록 연결된 전압 레귤레이터(1)와; 상기 전압 레귤레이터(1)의 출력단에 연결되는 한편, 일단이 접지되도록 연결된 콘덴서(C2)와; 상기 전압 레귤레이터(1)의 출력전압이 공급되도록 연결되며, 상기 배터리(B)의 출력전압이 입력단(IN)에 인가되고, 소정의 출력단(OUT)을 구비한 제어부(2)와, 상기 코일(L1)과 다이오드(D1)의 접점에 컬렉터가 연결되고, 에미터는 접지되며, 베이스는 상기 제어부(2)의 출력단과 저항(R1)을 매개로 하여 연결되는 트랜지스터(Q1)와; 상기 다이오드(D1)의 음극과 콘덴서(C1)의 접점에 음극이 연결되는 제너 다이오드(ZD1)와; 상기 제너 다이오드(ZD1)의 양극에 베이스가 연결되며, 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 컬렉터가 연결되고, 에미터가 접지되도록 연결되는 트랜지스터(Q2)로 구성된다.

다음으로, 상기한 이 발명의 실시예에 따른 정전압 회로의 구성에 의거하여 그 동작을 설명한다.

배터리(B)의 전압이 회로에 공급되면, 이 발명의 실시예에 따른 정전압 회로의 동작이 시작된다. 코일(L1)은 배터리(B)의 출력전압에 따라 소정의 승압 동작을 수행하며, 다이오드(D1)는 코일(L1)로부터 인가되는 전압이 양의 값일 경우에 턴온(Turn On)된다. 즉, 다이오드(D1)는 코일(L1) 전압이 음의 값일 때 턴오프되는 정류동작을 수행한다.

다이오드(D1)를 거쳐 코일(L1)의 승압된 전압이 공급되면, 콘덴서(C1)는 상기 코일(L1) 전압에 의해 소정 레벨에 이를때가지 충전동작을 수행하며, 이 콘덴서(C1)의 양단전압은 1차 정전압이 된다.

상기 콘덴서(C1)의 양단전압은 전압 레귤레이터(1)에 공급되며, 전압 레귤레이터(1)는 입력전압으로부터 설계된 바 대로의 일정레벨을 가지는 전압을 생성하여 출력한다. 여기서 레귤레이터(1)의 출력전압은 2차 정전압이 된다.

상기 전압 레귤레이터(1)에서 출력되는 2차 정전압은 콘덴서(C2)를 충전시키며, 이 콘덴서(C2)의 양단에서 제공되는 전압은 외부의 부하회로(Load circuit)를 구동시키게 된다. 상기 콘덴서(C2)를 하나 더 부가한 것은 부하회로에 보다 안정된 출력특성을 제공하기 위한 것이다.

한편, 상기 전압 레귤레이터(1)에서 출력되는 2차 정전압에 의해 제어부(2)는 동작하며, 이 제어부(2)는 마이콤으로 구현될 수 있다.

상기 제어부(2)에서는 입력단(IN)을 통해 배터리(B)의 출력전압이 감지되며, 이를 통해 소정의 듀티비를 가지는 온/오프 신호가 생성되고, 상기 생성된 온/오프 신호는 출력단(OUT)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 제공된다.

상기 제어부(2)는 배터리(B)출력전압에 따라 온/오프 신호의 듀티비(duty ratio)를 제어하는데, 배터리(B)의 출력전압이 로우(Low) 상태이거나 다음 동작에서 배터리 출력전압의 레벨 다운(level down)이 예상될 경우 온/오프 신호의 듀티비가 감소되도록 제어한다.

트랜지스터(Q1)는 제어부(2)의 출력단(OUT)으로부터 온/오프 신호에 따라 스위칭 동작을 수행한다. 보다 상세하게, 온/오프 신호의 온(On) 구간에서는 턴온되어 코일(L1)의 전류가 트랜지스터(Q1)에 흐르도록 함으로써 콘덴서(C1)의 충전동작이 중지된다. 온/오프 신호의 오프(off) 구간에서는 상기 트랜지스터(Q1)가 턴온프되어 코일(L1)에 의한 콘덴서(C1)의 충전동작이 수행된다.

결과적으로, 배터리(B)의 출력전압 레벨이 낮아지거나 부하회로에 의한 전류소비가 예상될 경우에는 상기 제어부(2)에서 온/오프 신호의 듀티비가 감소되도록 제어되고, 이러한 온/오프 신호에는 오프 구간이 더 길어지므로 콘덴서(C1)의 충전시간은 길어지게 된다. 따라서, 배터리(B)의 전압레벨이 떨어지더라도 안정적인 정전압이 콘덴서(C1)에서 생성될 수 있다.

한편, 제너 다이오드(ZD1)는 콘덴서(C1)의 양단전압이 자체 항복전압(Breakdown voltage)보다 더 클 경우에만 턴온된다. 상기 제너 다이오드(ZD1)가 턴온되면, 코일(L1)의 전압에 의해 트랜지스터(Q2)가 턴온되며, 제어부(2)에서 트랜지스터(Q1)의 베이스로 공급되던 온/오프 신호는 트랜지스터(Q2)의 컬렉터-에미터로 바이패스(bypass) 된다.

이에 따라, 콘덴서(C1)의 양단전압이 제너 다이오드(ZD1)의 항복전압보다 클 경우에도 콘덴서(C1)의 충전동작은 중지되며, 이것은 콘덴서(C1)의 과충전을 방지하여 일정한 정전압을 유지하기 위한 것이다.

다음으로, 제2도를 참조하여 이 발명의 다른 실시예에 따른 정전압 회로의 구성 및 동작을 설명한다.

제2도에 도시된 이 발명의 다른 실시예에 따른 정전압 회로의 구성에서 상기 제1도에 도시된 것과 도면부호가 동일한 것은 동일한 소자임을 의미한다.

제2도를 참조하면, 이 발명의 다른 실시예에 따른 정전압 회로는 콘덴서(C1) 후단에 N개의 전압 레귤레이터(11~1N)를 부가하여 포함한다. 상기 제2도의 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 각 전압 레귤레이터(12~1N)의 후단에는 2차 정전압을 부하회로에 제공하기 위한 콘덴서가 연결되어 있다.

상기 각 전압 레귤레이터(11~1N)는 콘덴서(C1)의 양단전압을 공급받아 서로 다른 2차 정전압 생성하며, 각 2차 정전압은 후단에 부가된 콘덴서를 통해 부하회로에 제공된다.

이 발명의 다른 실시예에 따른 정전압 회로는 사용자가 임의로 전압 레귤레이터를 추가함으로써 각기 다른 복수개의 2차 정전압을 얻을 수 있음을 보여준다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따르면, 마이콤을 사용하는 기기에 적용되어 직류/직류 컨버터 집적회로를 사용하지 않고 마이콤의 제어를 이용하여 간단하게 구성되는 정전압 회로를 제공할 수 있다.

또한, 마이콤의 제어에 의해 필요한 경우에만 충전동작이 수행되도록 하고, 제너 다이오드에 의해 과충전 현상을 방지함으로써 불필요한 전류의 소비를 줄일 수 있으므로 배터리의 수명이 연장되는 효과가 있다.

그리고, 전압 레귤레이터를 부가하여 구성함으로써 원하는 레벨의 정전압을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 배터리 전압을 공급받아 소정의 승압 동작을 수행하는 코일과; 상기 코일의 후단에 연결되어, 코일로부터 공급되는 전압을 충전하는 제1콘덴서와; 상기 콘덴서의 출력전압으로부터 소정 레벨의 전압을 생성하는 전압 레귤레이터와; 상기 전압 레귤레이터의 출력전압을 충전하며, 그 양단이 전압이 외부의 부하회로에 제공되도록 하는 제2콘덴서와; 배터리의 출력전압을 감지하고, 감지된 전압레벨에 따라 소정의 듀티비를 가지는 온/오프 신호를 생성하여 출력하며, 배터리 출력전압 레벨이 로우 상태이거나 배터리 출력전압의 레벨 다운이 있는 경우 상기 온/오프신호의 듀티비가 작아지도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 온/오프 신호를 받아들이며, 온(On)인 경우에는 상기 코일의 전류가 상기 콘덴서에 흐르지 못하도록 하여 충전동작을 중지시키고, 오프(Off)인 경우에는 상기 코일의 전류가 콘덴서에 공급되도록 하여 충전동작을 수행하도록 하는 코일 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 정전압 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기한 코일과 제1콘덴서 사이에 연결되어 정류동작을 수행하는 다이오드를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 코일 구동수단은 컬렉터가 상기 코일과 콘덴서의 접점에 연결되고, 베이스가 상기 제어부의 출력단과 연결되고, 에미터가 접지되도록 연결된 제1트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 다이오드와 상기 제1콘덴서 사이의 접점에 음극이 연결되어 상기 제1콘덴서의 충전전압이 소정 레벨 이상일 경우에 턴온되는 제너 다이오드와; 베이스에 상기 제너 다이오드의 양극이 연결되고, 컬렉터가 상기 제1트랜지스터의 베이스에 연결되고, 에미터가 접지되도록 연결되어, 상기 제너 다이오드가 턴온될 경우에 상기 제1트랜지스터의 베이스 전류가 바이패스 되도록 하여 상기 제1콘덴서의 충전동작이 중지되도록 하는 제2트랜지스터를 부가하여 포함하는것을 특징으로 하는 정전압 회로.
5. 제1항에 있어서, 상기한 제1콘덴서의 후단에 연결되며, 각기 다른 레벨의 전압을 생성하는 적어도 하나 이상의 전압 레귤레이터를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.
6. 제5항에 있어서, 상기한 부가된 전압 레귤레이터에 각각 연결되며, 대응하는 전압 레귤레이터의 출력전압을 충전하여 그 양단 전압이 부하회로에 제공되도록 하는 적어도 하나 이상의 콘덴서를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 정전압 회로.