KR100575958B1 - 전원감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 통신시스템의 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 데이터 통신시스템에서 비정상적인 동작 전압을 감지하여 처리하는 전원감지장치에 있어서, 외부로부터 인가되는 교류 전압으로부터 상기 데이터 통신시스템에서 요구되는 직류 동작 전압을 생성하는 직류 전원 발생부와, 상기 동작 전압을 감시하여 상기 데이터 통신시스템에서 요구하는 정상적인 전압 레벨이 아닌 비정상적인 전압레벨의 동작 전압을 감지하면 상기 비정상적인 전압 레벨의 동작 전압에 대응되는 전압 이상신호를 발생하는 전압 감지부와, 상기 전압 이상신호가 인가되면 전원 공급 차단신호를 출력한 후 설정 시간이 경과할 시 전원 공급신호를 출력하여 상기 전압 이상신호 인가 여부를 체크하여 상기 전압 이상신호가 재 인가되면 상기 전원공급 차단신호를 재 출력하는 제어부와, 상기 전원 공급신호와 상기 전원 공급 차단신호에 의해 상기 동작 전압의 공급 여부를 제어하는 전압 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

전원감지장치 및 방법

본 발명은 데이터 통신시스템의 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 공급 전압에 의한 손상을 방지하기 위한 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

통상적으로 데이터 통신시스템 뿐 아니라 외부 전원의 공급에 의해 동작하는 시스템은 동작에 요구되는 직류 전압을 자체적으로 생성하여 사용하기 위한 전원 발생부를 구비하고 있다. 상기 전원 발생부는 외부로부터 제공되는 교류 전압을 트랜스포머를 이용하여 변압한 후 이를 정류 및 안정화함으로서 원하는 직류 전압을 얻도록 구성된다.

종래 상기한 전원 발생부를 구비하는 시스템의 일 예로서 데이터 통신시스템은 도 1에 도시한 바와 같은 구성을 가지게 된다.

상기 도 1의 구성을 참조하면, 제어부(110)는 데이터 통신시스템의 전반적인 동작을 제어하는데, 그 주 기능이라 함은 데이터를 송신 및 수신하기 위한 제어가 될 것이다.

한편, 상기 제어부(110)의 제어에 의해 실질적으로 데이터를 송신하거나 수신하는 동작은 데이터 통신부(120)에서 수행되며, 상기 데이터 통신부(120)로부터 송신 처리된 데이터는 데이터 선로 정합부(130)에 의해 데이터 선로와 정합되어 외부로 송신된다. 또한 상기 데이터 선로를 통해 수신되는 데이터는 상기 데이터 선로 정합부(130)에 의해 정합되어 상기 데이터 통신부(120)로 제공된다. 상기 데이터 정합부(120)는 앞에서도 개시한 바와 같이 수신한 데이터를 수신 처리하여 이를 상기 제어부(110)로 제공한다.

이때, 상기한 제어부(110), 데이터 통신부(120) 및 데이터 선로 정합부(130)는 상술한 바와 같은 동작을 행하기 위해 동작 전압을 제공받아야 하는데, 상기 동작 전압을 제공하는 구성이 직류 전원 발생부(140)이다.

상기 직류 전원 발생부(140)는 외부로부터 교류 전원을 제공받아 시스템을 구성하는 각 구성에서 요구하는 직류 전압을 생성하여 해당 구성으로 공급하는 동작을 한다. 이때, 상기 데이터 통신시스템을 구성하는 상기 제어부(110), 상기 데이터 통신부(120) 및 데이터 선로 정합부(130)는 서로 다른 동작 전압을 원할 수 있는데, 이는 상기 직류 전원 발생부(140) 내에 구비된 트랜스포머의 권선비를 적정비로 설정함으로서 구현이 가능하다.

통상적으로 상술한 일 예와 같이 외부로부터 전원을 공급받아 사용하는 시스템의 경우에는 외부로부터 과 전압 또는 과 전류가 유입되거나 데이터 선로를 통해 서지 전압이 유입될 수 있다.

따라서, 상술한 경로를 통해 원하지 않는 과 전압, 과 전류 및 서지 전압이 유입될 시 이를 차단하는 장치가 요구되나 상술한 바에서도 알 수 있듯이 종래의 구성에는 직류 전원 발생부(140)에서 생성한 직류 전압이 데이터 통신부(120)를 포함하는 각 구성에 아무런 보호회로 없이 공급되고 있다.

즉, 원하지 않는 과 전압, 과 전류 및 서지 전압에 의해 시스템을 구성하는 주요 부품이 파손되어 자주 래치-업(latch-up)이 발생함으로 인해 데이터 통신부(120)를 구성하는 집적회로(IC)에 과 전류가 흐르게 된다. 한편, 이와 같은 상태가 장시간 지속되는 경우에는 집적회로 자체가 파손되는 것은 물론이고, 동작 전압을 발생하는 직류 전원 발생부(140) 까지 영향을 미치게 되어 제품 품질에 치명적인 장애 요인으로 작용할 수 있다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비정상적인 동작 전압의 유입을 감지하여 처리하는 전원감지장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 비정상적인 동작 전압의 유입이 감지될 시 동작 전압을 차단하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 데이터 통신시스템에서 비정상적인 동작 전압을 감지하며 처리하는 전원감지장치에 있어서, 외부로부터 인가되는 교류 전압으로부터 상기 데이터 통신시스템에서 요구되는 직류 동작 전압을 생성하는 직류 전원 발생부와, 상기 동작 전압을 감시하여 상기 데이터 통신시스템에서 요구하는 정상적인 전압 레벨이 아닌 비정상적인 전압 레벨의 동작 전압을 감지하면 상기 비정상적인 전압 레벨의 동작 전압에 대응되는 전압 이상신호를 발생하는 전압 감지부와, 상기 전압 이상신호가 인가되면 전원 공급 차단신호를 출력한후 설정 시간이 경과할 시 전원 공급신호를 출력하여 상기 전압 이상신호 인가 여부를 체크하여 상기 전압 이상신호가 재 인가되면 상기 전원 공급 차단신호를 재 출력하는 제어부와, 상기 전원 공급신호와 상기 전원 공급 차단신호에 의해 상기 동작 전압의 공급 여부를 제어하는 전압 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 일 실시 예에 따라 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 통신시스템에 구비된 전원감지장치의 구성은 도 2에 도시한 바와 같다.

상기 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 구성을 살펴보면, 전원 제어부(250)는 데이터 통신시스템의 전반적인 제어를 행하는 제어부(210)의 동작 전압 차단신호를 받아 직류 전원 발생부(240)로부터 생성된 동작 전압의 공급을 제어한다. 즉, 상기 제어부(210)의 제어에 의해 상기 직류 전원 발생부(240)로부터 생성된 동작 전압의 공급을 요구하는 구성으로 제공하거나 차단한다. 상기 동작 전압의 공급을 요구하는 구성으로는 데이터 통신부(220) 및 데이터 선로 정합부(230)와 도면상에는 경로가 도시하지 않았으나 상기 제어부(210)를 들 수 있다.

전압 감지부(260)는 상기 전원 제어부(250)를 통해 각 구성으로 공급되는 동작 전압의 상태를 검사하여 비정상적인 동작 전압을 감지하며, 비정상적인 동작 전압을 감지할 시 이에 대응한 비정상 감지신호를 발생한다. 상기 비정상적인 동작 전압은 원하지 않는 과 전압, 과 전류 및 서지 전압에 의해 생성된 동작 전압으로 과 전압 및 과 전류에 의한 경우는 정상적인 동작 전압에 비하여 높은 레벨을 가지며, 데이터 통신부(120)로 유입되는 서지 전압의 경우는 전압 레벨 차에 의해 정상적인 동작 전압에 비해 낮은 레벨을 가진다.

상기 제어부(210)는 데이터 통신시스템의 전반적인 제어를 수행할 뿐 아니라 본 발명에서 요구하는 비정상적인 동작 전압을 차단하기 위한 제어를 수행한다. 즉, 상기 전압 감지부(260)에 의해 발생된 비정상 감지신호를 전압 감지포트(V.D)를 통해 제공받아 동작 전압 차단신호를 전원 제어포트(P.C)를 통해 출력한다.

상술한 동작을 행하는 제어부(210)는 본 발명에 따른 제어 흐름을 가지는데, 이는 도 3에 도시한 바와 같다.

상기 도 3을 참조하여 상기 제어부(210)의 제어 과정을 간략하게 살펴보면, 서지 전압에 의해 데이터 통신부(220)에서 발생하는 과 전류로 인해 동작 전압이 떨어지는 것을 감지하여 동작 전압을 일단 차단한 후 일정 시간이 경과한 후 동작 전압을 재 공급하여 데이터 통신부(220)의 래치-업에 의한 경우를 감안하여 동작 전압의 상태를 감지하여 동작 전압의 차단 여부를 재차 결정하는 과정으로 이루어진다.

이하 상기한 구성을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제어부(210)는 도 3의 310단계에서 V.D 포트를 감시하여 전압 이상신호의 입력을 감시한다. 상기 전압 이상신호는 전압 감지부(260)가 직류 전원 발생부(240)로부터 출력되는 동작 전압을 감시하여 비정상적인 동작 전압이 감지될 시 출력하는 신호이다.

상기 비정상적인 동작 전압이 발생하는 경우로는 외부로부터 과 전압 또는 과 전류의 유입으로 인한 경우와 선로를 통해 데이터 통신부(220)로 서지 전압이 유입된 경우로 구분할 수 있다.

상기 외부로부터 과 전압 또는 과 전류의 유입으로 인한 경우는 상기 직류 전원 발생부(240)로부터 정상적인 동작 전압보다 높은 레벨의 동작 전압이 인가되며, 상기 전압 감지부(260)는 이를 감지하여 전압 이상신호를 출력하게 된다.

상기 서지 전압의 유입에 의한 경우는 서지 전압이 유입되면 상기 데이터 통신부(220)에 과 전류가 흐르게 되어 상기 데이터 통신부(220)의 내부 전압이 상승하게되어 상기 직류 전원 발생부(240)로부터 출력되는 동작 전압과의 전압 레벨 차에 의해 상기 전압 감지부(260)는 동작 전압의 레벨이 낮아진 것을 감지하여 전압 이상신호를 출력하게 된다.

상기한 과정에 의해 전압 이상신호가 상기 제어부(210)의 V.D 포트에 제공되면, 상기 제어부(210)는 이를 312단계에서 감지하여 314단계로 진행한다.

상기 314단계로 진행한 상기 제어부(210)는 동작 전압의 공급 차단을 요구하는 전원 공급 차단신호를 P.C 포트를 통해 출력한다.

상기 출력된 전원 공급 차단신호는 전원 제어부(250)로 공급되며, 상기 전원 공급 차단신호를 제공받은 전원 제어부(250)는 상기 직류 전원 발생부(240)로부터 출력되는 동작 전압의 공급 경로를 차단한다. 그로 인해 더 이상의 비정상적인 동작 전압의 공급을 방지함으로서 부품이 파손되는 것을 방지하게 된다.

상기 전원 공급 차단신호를 출력한 상기 제어부(210)는 316단계에서 내부 타이머를 통해 설정된 시간이 경과하였는가를 체크한다. 상기 타이머를 통해 설정된 시간의 경과를 체크하는 것은 데이터 통신부(220)를 구성하는 IC의 래치-업으로 인한 비정상 동작 전압 발생인가를 판단하기 위함이다.

상기한 바와 같이 IC에서 래치-업이 발생한 경우 IC는 오동작 또는 동작을 하지 않아 원래의 기능을 수행하지 못하며, 동작 전압의 공급을 잠시 차단한 후 재 공급하면 정상으로 동작하게 된다.

따라서, 상기와 같은 이유에 의해 상기 제어부(210)는 도 3의 316단계에서 설정 시간 동안을 대기하는 것이며, 상기 설정 시간은 래치-업이 발생한 경우 정상적인 동작을 위해 요구되는 시간이다.

상기 316단계에서 설정된 시간이 경과하였다고 판단되면 상기 제어부(210)는 318단계로 진행하여 전원 공급신호를 P.C 포트를 통해 출력한다.

상기 전원 공급신호를 제공받은 상기 전원 제어부(250)는 상기 직류 전원 발생부(240)로부터 발생된 동작 전압의 공급을 재개하게 되며, 상기 전압 감지부(260)는 이에 따른 비정상적인 동작 전압을 지속적으로 감시하게 된다.

한편, 동작 전압의 재 공급이 이루어지도록 요구한 상기 제어부(210)는 320단계로 진행하여 전원 이상신호의 수신을 감지한다. 상기 320단계에서 이루어지는 동작은 앞에서 개시한 312단계에서 이루어지는 동작과 동일하다. 즉, 상기 전압 감지부(260)가 비정상적인 동작 전압을 감지함으로서 출력하는 전원 이상신호를 감지하는 것이다.

상기 320단계에서 전원 이상신호가 감지되지 않으면 상기 제어부(210)는 래치-업의 경우라 판단하여 종료하며, 그렇지 않고 전원 이상신호가 감지되면 래치-업에 의한 경우가 아니라고 판단하여 322단계로 진행한다. 상기 322단계로 진행한 상기 제어부(210)는 전원 공급 차단신호를 출력함으로서 상기 직류 전원 발생부(240)로부터 발생된 동작 전압을 완전히 차단함으로서 과부하에 의한 직류 전원 발생부(240)의 손상을 방지하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 외부 전원의 불안정 또는 선로를 통해 유입되는 서지 전압으로 인해 비정상적인 동작 전압이 공급되는 경우 이를 차단함으로서 시스템을 구성하는 각 부품의 손상을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 집적회로에서 발생하는 래치-업으로 인해 동작 전압이 차단되는 것을 방지함으로서 보다 향상된 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 전원장치를 포함하는 데이터 통신시스템의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원장치를 포함한 데이터 통신시스템의 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 통신시스템에서 전원 제어를 위한 제어 흐름을 도시한 도면.

Claims (6)

1. 데이터 통신시스템에서 비정상적인 동작 전압을 감지하여 처리하는 전원감지장치에 있어서,

   외부로부터 인가되는 교류 전압으로부터 상기 데이터 통신시스템에서 요구되는 직류 동작 전압을 생성하는 직류 전원 발생부와,

   상기 동작 전압을 감시하여 상기 데이터 통신시스템에서 요구하는 정상적인 전압 레벨이 아닌 비정상적인 전압 레벨의 동작 전압을 감지하면 상기 비정상적인 전압 레벨의 동작 전압에 대응되는 전압 이상신호를 발생하는 전압 감지부와,

   상기 전압 이상신호가 인가되면 전원 공급 차단신호를 출력한 후 설정 시간이 경과할 시 전원 공급신호를 출력하여 상기 전압 이상신호 인가 여부를 체크하여 상기 전압 이상신호가 재 인가되면 상기 전원 공급 차단신호를 재 출력하는 제어부와,

   상기 전원 공급신호와 상기 전원 공급 차단신호에 의해 상기 동작 전압의 공급 여부를 제어하는 전압 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 전원감지장치.
2. 데이터 통신시스템에서 비정상적인 동작 전압을 감지하여 처리하는 방법에 있어서,

   전압 감지부로부터 인가되는 전압 감지신호를 통해 동작 전압의 상태를 검사하는 과정과,

   상기 전압 감지신호로 전압 이상신호가 인가되면 상기 전압 이상 신호에 다른 전원 공급 차단신호를 전원 제어부로 출력하여 동작 전압의 공급을 차단하는 과정과,

   상기 전원 공급 차단신호를 출력한 후 내부 타이머를 구동하여 설정된 시간의 경과를 체크하는 과정과,

   상기 설정된 시간의 경과를 감지하면 전원 공급신호를 상기 전원 제어부로 출력하여 동작 전압의 공급을 재개하는 과정과,

   상기 동작 전압의 공급 재개에 의해 상기 전원 이상신호 재 인가 여부를 감시하는 과정과,

   상기 전원 이상신호가 재 인가되면 상기 전원 공급 차단신호를 상기 전원 제 어부로 출력하여 상기 동작 전압을 차단하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전원감지 방법.
3. 제 l항에 있어서,

   상기 전압 감지부는 동작 전압 감지시 래치업에 의한 정상 동작 전압 레벨 이상인지, 서지 전압에 의한 정상 동작 전압 레벨 이하인지를 구분하여 전압 이상 신호를 감지하며, 상기 구분된 전압 이상 감지 신호를 발생함을 특징으로 하는 전원감지장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어부는 전원 공급 차단 신호를 출력한 후 경과하는 설정 시간은 래치업으로 인한 비정상 동작 전압 발생여부를 판단하여, 상기 판단 여부에 다른 시간을 경과하도록 함을 특징으로 하는 전원감지장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 전압 감지신호에 따른 전압 이상신호는 래치업에 의한 정상 동작 전압 레벨이상인지, 서지전압에 의한 정상 동작 전압 레벨 이하인지를 구분하여 출력함을 특징으로 하는 전원감지방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 전원 공급 차단신호를 출력한 후 내부 타이머를 구동하여 설정된 시간의 경과를 체크하는 경우 상기 설정된 시간은 래치업으로 인한 비정상 동작 전압 발생여부를 판단하는 시간임을 특징으로 하는 전원감지방법.