KR100606508B1 - 2개의 연산증폭기를 사용한 정전압-정전류 발생 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2개의 연산증폭기를 사용하여 정전압-정전류를 발생할 수 있는 전원 회로에 관한 것으로, 평판 디스플레이 소자, 배터리, 축전기, 전동기 등 전류 구동형의 소자에 전력을 공급, 제어 및 측정하는 장치에 사용된다. 본 발명은 2개의 연산증폭기로 구성된 제어 회로와 정전압 또는 정전류 제어 방식을 선택하는 제어 전환 스위치에 의해 단일 제어 회로를 사용하여 정전압 또는 정전류 발생을 선택적으로 수행할 수 있는 전원 회로를 구현하여 구성이 간단하고 다채널 제작이 용이한 전력 제어 장치를 제공함을 특징으로 한다.

Description

2개의 연산증폭기를 사용한 정전압-정전류 발생 회로{omitted}
도 1은 정전압-정전류 전환형 펄스 전원 회로 구성
도 2는 정전압 제어 방식 선택시 회로 구성
도 3은 정전류 제어 방식 선택시 회로 구성
본 발명은 차동증폭기 (differential Amplifier) 또는 계측연산증폭기(Instrumentation Amplifier) 없이 연산증폭기 만으로 정전압 및 정전류를 발생할 수 있는 전원회로에 관한 것이다.
본 발명이 제공하는 회로는 직접적인 정전류 구동 방식 또는 정전압 구동 방식으로 동작하는 수동 및 능동 소자에 대하여, 정전압 제어 방식와 정전류 제어 방식을 선택적으로 수행하고자 하는 전원 공급 장치의 제어 회로로 사용될 수 있다.
상기의 소자를 정전류 또는 정전압 제어 방식으로 동시에 다량으로 구동하는 장치를 구성할 경우 가급적 단순한 구성의 제어회로가 요구된다.
본 발명은 정전압 제어용 회로와 정전류 제어용 회로를 별도로 두지 않고, 단일 회로 내의 제어 전환 스위치를 사용하여 정전압 제어 방식과 정전류 제어 방 식을 전환하도록 고안된 전원 제어 회로로서 그 구성이 간단하여 복수의 소자를 동시에 구동하는 다채널용 전원 장치 제작이 용이하다.
본 발명의 목적은 반도체 소자, 평판 디스플레이 소자, 배터리, 축전기, 전동기 등 전압 및 전류 구동형의 소자에 정전압 및 정전류 제어 방식의 전력 신호를 발생하는 제어 회로를 구현하여 구성이 간단하고 다채널 제작이 용이한 전력 제어 장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 정전압 제어 구간과 정전류 제어 구간이 복수로 혼합 구성된 형태의 전력 펄스를 발생 및 제어하는 전자 장치에 적용되는 기술이며, 반도체 소자, 평판 디스플레이 소자, 배터리, 축전기, 전동기등 전압 및 전류구동형의 소자에 전력을 공급 및 제어하는 전원 회로로 사용된다.
이동통신 단말기의 휴대 전원으로 사용되는 배터리의 충전 및 방전시 용량을 정확히 측정하기 위하여 정전류로 구동하는 것이 일반적이며, 배터리의 과충전 및 과방전을 피하기 위하여 배터리의 전압이 소정의 전압 구간을 벗어나는 경우 정전압으로 구동하여야 한다. 이와같이 배터리의 정전류 및 정전압 충전 또는 방전을 수행하는 전기 장치에 본 발명이 적용된다.
평판디스플레이 소자의 일종인 유기발광소자의 테스트 장치의 경우 정전류 또는 정전압으로 소자를 구동한다. 이와같이 유기발광소자의 테스트 장치에 본 발명이 적용된다.
선형 전동기의 경우 정전류로 구동되며 전류의 크기로 시간당회전수를 조절한다. 이와같이 선형 전동기의 구동장치에 본 발명이 적용된다.
본 발명은 정전압 제어 구간과 정전류 제어 구간이 복수로 혼합 구성된 형태의 전력 펄스를 발생 및 제어하는 전자 장치에 적용되는 기술이며, 반도체 소자, 평판 디스플레이 소자, 전지, 축전기, 전동기 등 정전압 또는 전류 구동형의 소자에 전력을 공급 및 제어하는 전원 회로로 사용된다.
정전압 및 정전류 펄스 전력을 제공하는 장비로 포텐셔미터/갈바노미터(Potentiometer/Galvanometer)가 있다. 이는 고가의 계측 장비로 다량의 소자를 동시에 제어하는 목적으로 장치를 구성하기 어렵다. 반면 본 발명의 제어 회로는 단위 회로가 간단하여 다량의 소자를 동시에 제어하는 다채널 장비를 구현할 수 있다.
반도체 소자, 평판 디스플레이 소자, 전지, 축전기, 전동기, 전기화학센서 등 정전류 또는 정전압 구동 소자의 다채널 구동 장비를 실용적, 경제적으로 구현하기 위하여, 정전압 제어 와 정전류 제어가 가능한 회로로서 구성이 간단한 전원 회로를 구현한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 [도 1]의 구성과 같이 회로를 동작시키는 아날로그 지령값(V in )을 제공하는 디지털-아날로그 변환기(10)와 피드백을 통해 전류와 전압을 발생하는 제 1의 연산증폭기(2)와, 실제 접지 전위와 같은 전위값인 가상접지를 만들고 분류저항(101)의 양단의 전압을 측정하여 전류를 측정하는 제 2 의 연산증폭기(30)와, 스위치 제어 신호(50)에 의해 제어되어 회로상에 정전류 피드백 또는 정전압 피드백의 배선을 전환시켜주는 제어 전환스위치(40)와 정전류 전환시 피드백 회로의 전압비를 결정해주는 저항 R x (102), R y (103)으로 구성되어있고, 테스트 소자(60)의 양단을 제1의 연산증폭기(20)의 출력과, 제2의 연산증폭기(30)의 입력에 각각 연결한다.
[도 2]는 제어 전환 스위치(40)가 정전압 제어 방식을 선택하여 정전압 전원 회로를 구현한 경우이다. 상기와 같이 전환된 회로에서 제 1의 연산증폭기(20)는 전압폴로워로서 동작하므로 V 2 = V 1 = V in 이된다. 제 2의 연산증폭기는 음의 귀환(negative feedback)인 반전증폭기의 형태이므로 마이너스 입력단의 전위는 플러스 입력단의 전위와 같은 값을 갖게 된다. 즉, V 3 = 0 이며 이를 가상접지(104)라한다. 따라서 이 회로는 테스트 소자(60)의 양단에는 V in 과 0의 전위가 인가되는 정전압 회로로 작동한다.
[도 3]은 제어 전환 스위치(40)가 정전류 제어 방식을 선택하여 정전류 전원 회로를 구현한 경우이다. 연산증폭기의 입력 저항은 무한대에 가까우므로 테스트 소자에 흐르는 전류 i는 연산증폭기 입력단으로는 흐르지 않고 모든 양이 분류저항(101)을 통해 흘러가게 된다. 따라서 분류저항 R S (101)양단의 전압 (V 4 - V 3 )는 아래와 같은 식이 성립한다.
Figure 112004515686076-pat00001
디지털-아날로그 변환기(10)의 출력이 V in 일때 키르히호프의 전류법칙에 의해,
Figure 112004515686076-pat00002
역시 가상접지인 V 1 = 0 이라두고, 상기 (수학식 1)과 (수학식 2)를 풀면
Figure 112004515686076-pat00003
위 (수학식 3)과 같이 테스트 소자(60)에 흐르는 전류를 디지털-아날로그 변환기(10)의 출력값으로 조절할 수 있다.
본 발명은 정전압 제어 및 정전류 제어의 전환이 필요한 반도체 소자, 평판 디스플레이 소자, 배터리, 축전기, 전동기 등 전류 구동형의 소자에 대한 각종 전원 장치, 계측 장치 등의 전원 회로로 사용될 수 있으며, 회로구성이 간단하여 복수의 소자를 동시에 측정하는 다채널 장치를 제작하는데 유용하다.

Claims (4)

  1. 정전압 및 정전압 전원 회로를 구성함에 있어서,
    단일 채널의 입력 전압을 증폭 출력 하는 제1의 연산증폭기(20)와,
    가상접지를 형성하는 제2의 연산증폭기(30)와,
    제1의 연산증폭기(20) 및 제2의 연산증폭기(30) 및 접지 사이의 회로 연결을 선택하는 제어 전환 스위치(40)와
    제2의 연산증폭기(20)와 연결에 전류를 측정할 수 있는 분류저항(101)으로 구성되어,
    제어 전환 스위치(40)의 전환에 의하여 입력전압과 비례하는 출력 전압을 제어하는 정전압 제어 회로 및 입력전압에 비례하는 출력 전류를 제어하는 정전류 제어 회로를 선택적으로 사용할 수 있는,
    정전압-정전류 전환형 전원 발생 및 제어 회로.
  2. 청구항 제 1항에 있어서,
    제어 전환 스위치(40)를 전환하여 정전압 제어 회로를 형성할 경우,
    제1의 연산증폭기(20)의 출력 전압이 전압폴로워로 되먹임(feed back)되고,
    제2의 연산증폭기(30)의 출력단은 개방되어,
    전체 회로의 입력 전압에 비례하는 일정한 출력 전압을 제공하는.
    정전압-정전류 전환형 전원 발생 및 제어 회로.
  3. 청구항 제 1항에 있어서,
    제어 전환 스위치(40)를 전환하여 정전류 제어 회로를 형성할 경우,
    제1의 연산증폭기(20)의 마이너스 입력단은 접지에 연결되어 플러스 입력단에 가상접지를 형성하고,
    제2의 연산증폭기(30)의 출력단은 제1의 연산증폭기(41)의 입력단에 되먹임(feed back) 되어,
    전체 회로의 입력 전압에 비례하는 일정한 출력 전류을 제공하는.
    정전압-정전류 전환형 전원 발생 및 제어 회로.
  4. 청구항 제 1항에 있어서,
    제2의 연산증폭기(42)에 연결된 분류저항(44) 양단의 전압을 측정하여 구동과 동시에 출력 전류의 측정이 가능한,
    정전압-정전류 전환형 전원 발생 및 제어 회로.
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