KR100935034B1 - Switching mode power supply of controlling multiple output and controlling method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복수의 출력을 제어하는 스위칭 전원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용하는 채널 개수에 따라 서로 동일한 위상차를 가지도록 생성되는 채널별 제어신호에 의해 직류 입력을 설정된 목표 출력값을 가지는 직류 출력으로 변환하는 스위칭 전원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a switching power supply for controlling a plurality of outputs and a control method thereof, and more particularly, a target output value in which a DC input is set by a control signal for each channel generated to have the same phase difference with each other according to the number of channels used. A switching power supply for converting to a direct current output having a and a control method thereof.
일반적으로 SMPS(Switching Mode Power Supply)는 스위칭 전원 장치를 지칭하는 말로서, 변압기의 1차측 권선에 인가되는 직류 전원전압을 스위칭하여 권선비에 따른 유도 기전력이 변압기의 2차측 권선에 유기되도록 하고, 변압기의 2차측 권선에 유기된 유도 기전력을 정류부를 통해 정류하여 소정 크기의 직류 출력전압을 발생시키는 전원 장치를 일컫는다.In general, Switching Mode Power Supply (SMPS) refers to a switching power supply, by switching the DC power voltage applied to the primary winding of the transformer so that induced electromotive force according to the winding ratio is induced in the secondary winding of the transformer, The power supply device generates a DC output voltage having a predetermined magnitude by rectifying induced electromotive force induced in the secondary winding through the rectifying unit.
이와 같은 SMPS는 오늘날 대다수 전자 제품의 전원공급장치에 채택되고 있다. 그러나 갈수록 전자 제품이 소형화되고 그 종류가 다양해짐에 따라, 다양한 출력을 지원하고, 전력 소모가 적으며, 소형화된 SMPS에 대한 요구가 점점 커지고 있다.Such SMPSs are used in power supplies in most electronic products today. However, as electronic products become smaller and more diverse, there is an increasing demand for SMPS that supports a variety of outputs, consumes less power, and has a smaller size.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사용하는 채널 개수에 따라 서로 동일한 위상차를 가지도록 생성되는 각 채널별 제어신호에 의해 직류 입력 전원을 설정된 목표 출력값을 가지는 직류 출력 전원으로 변환시킴으로써, 복수의 출력을 개별적으로 제어할 수 있으며 소형화와 원가 절감이 가능한 스위칭 전원 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to convert a plurality of outputs by converting the DC input power to a DC output power having a set target output value by the control signal for each channel generated to have the same phase difference with each other according to the number of channels used. It is to provide a switching power supply which can be controlled individually and can be miniaturized and reduced in cost, and a control method thereof.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 직류의 입력 전원을 복수의 채널로 공급하는 입력부; 각 채널별로 제공되는 제어신호에 의해 입력 전원을 스위칭함으로써, 각 채널별로 입력 전원을 목표 출력값을 가지는 직류의 출력 전원으로 변환하는 복수의 채널을 가지는 출력부; 및 출력 전원의 출력값을 각 채널별로 피드백 받고, 피드백된 출력값과 목표 출력값에 기초하여 펄스폭 변조되는 제어신호를 생성하여 각 채널별로 제공함으로써 펄스폭 변조 제어를 수행하는 제어부를 포함하며, 각 채널별로 제공되는 제어신호는 채널의 개수에 따라 서로 동일한 위상차를 가지도록 생성되는 것을 특징으로 하는, 복수의 출력을 제어하는 스위칭 전원 장치를 제공한다.The present invention to solve the above problems, the input unit for supplying a direct current input power to a plurality of channels; An output unit having a plurality of channels for converting the input power into a DC output power having a target output value by switching input power according to a control signal provided for each channel; And a control unit which receives the output value of the output power for each channel and generates a pulse width modulated control signal based on the fed back output value and the target output value, and provides the control signal for each channel to perform pulse width modulation control. The provided control signal is generated to have the same phase difference from each other according to the number of channels, to provide a switching power supply for controlling a plurality of outputs.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, (a) 초기값에 따라 채널 개수 및 각 채널별 목표 출력값을 설정하는 단계; (b) 각 채널별로 제공되는 제어신호의 위상차가 서로 동일해지도록, 채널 개수에 따라 각 채널별로 상기 제어신호 의 위상을 결정하는 단계; (c) 결정된 위상에 따라 목표 출력값에 상응하게 각 채널별로 제어신호를 생성하는 단계; (d) 생성된 제어신호에 기초하여 스위칭함으로써, 각 채널별로 입력 전원을 목표 출력값을 가지는 직류의 출력 전원으로 변환하는 단계; 및 (e) 출력 전원의 출력값을 각 채널별로 피드백 받고, 피드백된 출력값과 목표 출력값에 기초하여 각 채널별로 제어신호를 펄스폭 변조 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 전원 장치의 출력 제어 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention to achieve the above object, (a) setting the number of channels and the target output value for each channel according to the initial value; (b) determining the phase of the control signal for each channel according to the number of channels such that the phase differences of the control signals provided for each channel are equal to each other; (c) generating a control signal for each channel according to the target output value according to the determined phase; (d) converting the input power for each channel into an output power of DC having a target output value by switching based on the generated control signal; And (e) receiving feedback of the output value of the output power for each channel, and controlling pulse width modulation of the control signal for each channel based on the fed back output value and the target output value. Provide a method.
본 발명에 의하면, 복수의 채널에 대하여 서로 동일한 위상차를 가지는 제어신호를 이용하여 PWM 제어를 수행함으로써, 복수 채널을 개별적으로 제어할 수 있고, 복수 채널에 대한 위상의 밸런스를 맞출 수 있으며, 복수의 출력단에서 발생하는 스위칭 노이즈 및 출력의 리플 노이즈를 감소시킬 수 있다.According to the present invention, by performing the PWM control using a control signal having the same phase difference with respect to the plurality of channels, it is possible to control the plurality of channels individually, to balance the phase for the plurality of channels, Switching noise generated at the output stage and ripple noise of the output can be reduced.
또한, 본 발명에 의하면, 제어부를 구성하는 각 구성요소를 프로세서와 디지털 PWM 신호기 등을 이용하여 소프트웨어 알고리즘으로 구현함으로써, 스위칭 전원 장치의 소형화, 소비전력 절감, 및 제조 원가 절감이 가능하다.In addition, according to the present invention, by implementing each component constituting the control unit by a software algorithm using a processor and a digital PWM signal, etc., it is possible to miniaturize the switching power supply, reduce power consumption, and reduce manufacturing costs.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a switching power supply according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치(100)는 입력부(110), 출력부(120), 및 제어부(130)를 포함하며, 추가로 통신부(140)를 더 포함한다. Referring to FIG. 1, the
입력부(110)는 직류의 전원(VIN)을 입력받아 복수의 채널(CH1~CHN)로 공급하는 구성요소로서, 외부로부터 직류 전원을 공급받고 공급받은 전원의 이상 여부를 확인하는 직류 입력부(112)와, 외부로부터 공급받은 전원의 노이즈를 제거하는 입력 필터부(114)를 포함한다.The
출력부(120)는 복수의 채널(CH1~CHN)을 통해 직류의 입력 전원(VIN)을 입력받고, 각 채널별로 입력 전원을 목표 출력값을 가지는 직류의 출력 전원(VOUT1~VOUTN)으로 변환하여 출력하는 역할을 수행한다.The
출력부(120)는 복수의 출력부(120_1~120_n)를 포함한다. 각각의 출력부는 해당 채널을 통해 입력부(110)로부터 직류의 입력 전원을 입력받고, 목표 출력값을 가지는 직류의 출력 전원으로 변환하여 해당 채널로 출력한다. 예를 들어 제1 출력부(120_1)는 제1 채널(CH1)을 통해 입력부(110)로부터 입력 전원(VIN)을 입력받고, 입력 전원(VIN)을 변환한 출력 전원(VOUT1)을 제1 채널(CH1)로 출력한다.The
한편, 각 출력부는 제어신호에 의해 입력 전원을 스위칭하는 스위칭부(122)와, 출력 전원의 전압을 평활하고 노이즈를 제거하는 출력필터(124)를 포함한다.On the other hand, each output unit includes a switching unit 122 for switching the input power by a control signal, and an output filter 124 to smooth the voltage of the output power and remove noise.
스위칭부(122)는 제어부(130)에서 제공하는 제어신호에 의해 입력 전원을 스위칭함으로써, 입력 전원을 목표 출력값을 가지는 직류의 출력 전원으로 변환한다.The switching unit 122 switches the input power by the control signal provided by the
제어부(130)는 출력 전원의 출력값을 각 채널별로 피드백 받고, 피드백된 출력값과 출력 전원의 목표 출력값에 기초하여 펄스폭 변조(pulse width modulation: "PWM")되는 제어신호를 생성하여 각 채널별로 제공함으로써 펄스폭 변조 제어를 수행하는 역할을 한다. The
한편, 제어부(130)는 후술하겠지만, 스위칭 전원 장치(100)의 설정과 설정의 변경, 제어신호의 위상 결정, 출력 전원의 보호와 출력값 감시, 및 2차 전지의 종류 결정 및 다양한 기능을 수행할 수 있다. Meanwhile, as will be described later, the
통신부(140)는 외부 주변 기기와의 통신을 가능하게 하는 인터페이스(interface)로서, 제어부(130)와 연동되어 스위칭 전원 장치(100)를 설정하거나 설정된 값을 변경하는데 이용된다. 통신부(140)의 인터페이스는 직렬 비동기 통신 인터페이스(RS232,RS485,USB,IRDA), 직렬 동기식 통신 인터페이스(SPI,I2C), 및 자동차에서 사용되는 비동기 통신 인터페이스(LIN,CAN,KW2000,FLEXLAY) 등 다양한 통신 인터페이스를 포함한다. The
도 2는 도 1의 제어부를 상세히 나타낸 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram illustrating the controller of FIG. 1.
도 2에서는 설명의 편의를 위해 제1 채널(CH1)에 대해서만 도시되었으나, 제어부(130)는 각 채널에 대해 개별적으로 설정 작업을 수행하며, 각 채널의 출력에 대해 개별적으로 감시 및 보호를 하고, 각 채널의 출력값을 피드백 받아 각 채널별로 제어신호를 생성함으로써 각 채널별로 PWM 제어를 수행한다.In FIG. 2, for convenience of description, only the first channel CH 1 is illustrated, but the
도 2를 참조하면, 제어부(130)는 PWM 제어부(131) 및 위상 제어부(132)를 포함하며, 추가로 출력감시부(133), 설정부(134), 및 충전제어부(135)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
PWM 제어부(131)는 PWM 제어를 수행하는 구성요소로서, 스위칭부(122_1)에 제어신호(C1)를 제공한다. 여기서, 제어신호는 펄스폭 변조되는 신호로서, 스위칭부(122_1)에 포함되는 스위치 수단(예를 들어 MOS-FET 등의 스위치 소자)에 제공되는 스위칭 신호이다. The
PWM(펄스폭 변조) 제어 방식은 일정한 스위칭 주파수를 가지는 펄스 신호의 펄스폭을 조절함으로써 입력 전압에 대한 출력 전압의 비를 제어하는 것으로서, 펄스폭을 증가시키면 출력 전압을 상승시키고, 펄스폭을 감소시키면 출력 전압을 감소시킨다. The PWM (pulse width modulation) control method controls the ratio of the output voltage to the input voltage by adjusting the pulse width of a pulse signal having a constant switching frequency.Increasing the pulse width increases the output voltage and decreases the pulse width. To reduce the output voltage.
한편, 스위칭 주파수와 관련하여, 스위칭 주파수를 상승시키면 출력 전압의 리플이 제거되어 출력이 깨끗해지며, 스위칭하는데 이용되는 인덕터 및 커패시터의 크기를 감소시킬 수 있다. 한편, 스위칭 주파수를 감소시키면 스위칭 손실이 증가하여 회로의 효율이 줄어든다. On the other hand, in relation to the switching frequency, increasing the switching frequency eliminates ripple in the output voltage, thereby clearing the output and reducing the size of the inductor and capacitor used to switch. Reducing the switching frequency, on the other hand, increases the switching losses, thereby reducing the efficiency of the circuit.
PWM 제어는 일반적으로 이용되는 제어 방식이므로 그 외의 상세한 설명은 생략하도록 한다.Since PWM control is a commonly used control method, other detailed descriptions thereof will be omitted.
PWM 제어부(131)는 출력 전원의 출력값을 각 채널별로 피드백 받고, 각 채널별로 입력 전원과 출력 전원의 목표 출력값과 피드백된 출력값에 기초하여 펄스폭을 변조하여 설정된 스위칭 주파수에 따른 제어신호를 생성한다. 이렇게 각 채널별로 생성된 제어신호는 해당 채널의 스위칭부에 제공됨으로써, 각 채널별로 입력 전원에 대하여 그 해당하는 목표 출력값을 가지는 출력 전원을 생성하도록 각 스위칭 부를 제어한다.The
위상제어부(132)는 채널의 개수에 따라 제어신호들이 서로 동일한 위상차를 가지도록 제어신호들의 위상을 각각 결정한다. 채널의 개수, 특히 복수의 채널 중 사용 채널의 개수에 따라 제어신호의 위상이 결정되는데, 예를 들어 사용 채널이 3개인 경우 각각의 제어신호가 서로 120˚씩 위상차가 발생하도록 3개의 제어신호의 위상이 결정된다(360˚/ 3 = 120˚).The
이처럼, 복수의 채널에 대하여 서로 동일한 위상차를 가지는 제어신호를 이용하여 PWM 제어를 수행함으로써, 복수 채널을 개별적으로 제어할 수 있고, 복수 채널에 대한 위상의 밸런스를 맞출 수 있으며, 복수의 출력단에서 발생하는 스위칭 노이즈 및 출력의 리플 노이즈를 감소시킬 수 있다.As such, by performing PWM control using a control signal having the same phase difference with respect to the plurality of channels, the plurality of channels can be individually controlled, the phases of the plurality of channels can be balanced, and generated at the plurality of output stages. The switching noise and the ripple noise of the output can be reduced.
도 3은 채널 개수에 따른 펄스 발생기를 예시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a pulse generator according to the number of channels.
제어신호는 피드백된 출력값에 따라 펄스폭이 조절되는 펄스신호로서, 기준 펄스신호의 펄스폭을 조절하여 생성된다. 이러한 기준 펄스신호는 펄스 발생기에 의해서 생성되는데, 도 3은 서로 위상차가 동일한 펄스신호를 발생시키는 알고리즘을 예시한다.The control signal is a pulse signal whose pulse width is adjusted according to the fed back output value, and is generated by adjusting the pulse width of the reference pulse signal. This reference pulse signal is generated by a pulse generator, and FIG. 3 illustrates an algorithm for generating pulse signals having the same phase difference from each other.
도 3에서는 3개의 채널이 사용되며, 스위칭 주파수가 600kHz인 경우를 예시한다. 3개의 채널이 사용되면 3개의 제어신호를 생성해야 하므로, 각 제어신호의 위상은 서로 120˚씩 차이가 나게 된다. In FIG. 3, three channels are used, and the switching frequency is 600 kHz. If three channels are used, three control signals need to be generated, so that the phases of the control signals are 120 ° apart from each other.
제일 위의 그래프는 600kHz에 해당하는 주기 동안 0에서 600의 값까지 일정한 속도로 증가하는 것을 반복하는 타이머를 나타낸다. 0, 200, 400의 값에 도달하 는 순간 펄스가 발생하도록 3개의 펄스신호(P1~P3)가 생성되면, 각 펄스신호의 위상이 서로 120˚씩 차이가 나게 된다. 이러한 알고리즘을 이용하는 펄스 발생기를 이용하면, 사용하는 채널 개수에 따라 제어신호의 위상이 동일하게 차이가 나도록 제어할 수 있다. 채널 개수에 따라 펄스신호를 생성하는 상기 알고리즘은 하나의 예시에 지나지 않으며, 본 발명은 다양한 방식으로 채널 개수에 따라 동일한 위상차가 나는 펄스신호를 생성할 수 있다.The top graph shows a timer that repeats increasing at a constant rate from 0 to 600 over a period of 600 kHz. When three pulse signals P 1 to P 3 are generated to generate pulses at the moment of reaching the values of 0, 200, and 400, the phases of the respective pulse signals are different from each other by 120 °. Using a pulse generator using such an algorithm, it is possible to control so that the phase of the control signal is equally different according to the number of channels used. The algorithm for generating a pulse signal according to the number of channels is only one example, and the present invention can generate a pulse signal having the same phase difference according to the number of channels in various ways.
다시 도 2로 되돌아가 설명하도록 한다.2 will be described again.
설정부(134)는 통신부(140)로부터 설정정보(S)를 제공받고, 설정정보(S)에 따라 스위칭 전원 장치(100)의 초기값(스위칭 주파수, 채널 개수, 사용 채널, 및 각 채널별 목표 출력값 등) 설정, 스위칭 주파수의 설정, 복수 개의 채널 중 사용하고자 하는 사용 채널의 설정, 각 채널별 목표 출력값(목표 전압값 및/또는 목표 전류값)의 설정, 및 충전 채널의 목표 출력값의 설정 등 다양한 설정 작업 및 설정의 변경 작업을 수행한다. 설정부(134)에 의해 설정된 값은 위상제어부(132) 및 PWM 제어부(131)로 제공된다.The
한편, 설정부(134)는 통신부(140)와의 통신에 의해 스위칭 전원 장치(100) 전체의 시동, 정지, 재시동뿐만 아니라 각 채널에 대해서도 상기의 작업을 수행할 수 있다.On the other hand, the
출력감시부(133)는 각 채널에 대하여 제어신호의 듀티값을 계산함으로써 각 채널에 대한 과전류 또는 단락 발생 여부를 감지하고, 과전류 또는 단락이 발생한 채널에 대하여 제어신호의 제공을 중단시킨다.The
과전류 또는 단락 발생의 여부는 계산된 듀티값에 따라 결정되는데, 출력감시부(133)는 계산된 듀티값이 제1 제한값 이상이고 제2 제한값 미만이면 과전류로 판단하고, 계산된 듀티값이 제2 제한값 이상이면 단락으로 판단한다. 여기서, 제1 제한값 및 제2 제한값은 각각 정격전류의 120% 및 200%에 해당하는 값으로 결정되는 것이 바람직하다. Whether an overcurrent or a short circuit occurs is determined according to the calculated duty value. The
기존의 스위칭 전원 장치에서는 과전류 및 단락을 감지하기 위해 출력단에 연결되는 검출 회로가 하드웨어적으로 구성되어야 했으나, 본 발명에서는 제어부의 역할을 하는 프로세서가 듀티값을 계산하여 과전류 및 단락을 감지할 수 있으므로 스위칭 전원 장치의 크기 및 제조 비용을 줄일 수 있다. In the conventional switching power supply, a detection circuit connected to an output terminal has to be configured in hardware in order to detect an overcurrent and a short circuit. However, in the present invention, a processor serving as a controller can detect an overcurrent and a short circuit by calculating a duty value. The size and manufacturing cost of the switching power supply can be reduced.
도 4는 제어신호의 듀티값 계산을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a duty value calculation of a control signal.
도 4의 회로는 하나의 채널에 대한 스위칭 전원 장치의 등가회로를 나타내며, 제어신호(C)의 듀티값은 다음처럼 표현된다.4 shows an equivalent circuit of a switching power supply for one channel, and the duty value of the control signal C is expressed as follows.
입력 전원의 입력 전압(VIN) 및 스위치 수단(Q1, Q2)에서의 전압 강하(VQ1,VQ2)는 미리 결정되어 있으며, 인덕터(L)에서의 전압(VL)은 VQ1과 출력 전원의 출력 전압(VOUT)에 의해 결정되므로, 출력 전원의 출력 전압(VOUT)값에 의해 제어신호(C)의 듀티값이 계산될 수 있다. The input voltage V IN of the input power supply and the voltage drops V Q1 and V Q2 at the switch means Q 1 and Q 2 are predetermined, and the voltage V L at the inductor L is V Q1. and since the output determined by the output voltage (V OUT) of the power supply, the duty value of the control signal (C) may be computed by the output voltage (V OUT) of the output power value.
상기 제어신호의 듀티값을 계산하는데 필요한 값들은 출력감시부(133)로 제공되어, 출력감시부(133)가 각 채널별로 직접 제어신호의 듀티값을 계산할 수 있다. 한편, PWM 제어부(131)에 의해 제어신호의 듀티값이 계산될 수도 있고, 출력 전원의 패턴에 따라 듀티값이 결정될 수도 있다. 이러한 경우 계산되거나 결정된 듀티값은 출력감시부(133)로 제공된다. Values necessary for calculating the duty value of the control signal are provided to the
충전제어부(135)는 정전압 및 정전류를 생성하기 위한 충전 제어신호를 충전 채널로 제공하도록 PWM 제어부(131)에 지시하고, 충전 채널에서의 출력을 분석하여 2차 전지의 종류를 판단한다. 충전 채널에 공급된 정전압, 정전류, 및 그로 인한 PWM 제어부에서의 충전 제어신호의 듀티값에 의해 충전 채널에서의 출력단의 임피던스가 계측될 수 있으며, 그에 따라 2차 전지의 종류가 파악될 수 있다.The charging
또한 충전제어부(135)는 판단한 2차 전지의 종류를 설정부(134)에 제공함으로써, 설정부(134)가 충전 채널에 대하여 2차 전지의 종류에 적합한 목표 출력값을 설정할 수 있게 한다. 이를 위해 설정부(134)는 각 2차 전지의 종류에 따른 목표 출력값에 대한 정보를 저장하고 있다. In addition, the charging
여기서 충전 채널이란 2차 전지를 충전하기 위해 미리 마련된 채널로서, 출력부(120)의 채널 중 어느 하나의 채널에 마련될 수 있다. Here, the charging channel is a channel prepared in advance for charging the secondary battery, and may be provided in any one channel of the
상기에서 설명한 제어부(130) 및 제어부를 구성하는 각 구성요소는 ALU(arithmetic and logic unit) 로직을 가진 프로세서와, 디지털 PWM 신호기와, ADC(analog to digital converter)를 이용하여 소프트웨어 알고리즘으로 구현되며, 그로 인하여 스위칭 전원 장치의 소형화, 소비전력 절감, 및 제조 원가 절감이 가능하다.The above-described
이하에서는 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치의 출력 제어 방법에 대해서 차례로 설명한다. 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치의 출력 제어 방법의 기능은 스위칭 전원 장치의 기능 및 작용과 본질적으로 동일하므로 중복되는 부분은 설명을 생략하도록 한다.Hereinafter, the output control method of the switching power supply according to the present invention will be described in sequence. Since the function of the output control method of the switching power supply according to the present invention is essentially the same as the function and operation of the switching power supply, overlapping portions will be omitted.
도 5는 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치의 출력 제어 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6은 도 5의 초기화 단계를 상세히 나타낸 흐름도이며, 도 7은 도 5의 출력 감시/보호 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an output control method of a switching power supply according to the present invention, FIG. 6 is a flowchart illustrating the initialization step of FIG. 5 in detail, and FIG. 7 is a flowchart illustrating the output monitoring / protection step of FIG. 5 in detail.
우선 스위칭 전원 장치의 제어부(130)는 초기값에 따라 채널 개수 및 각 채널별 목표 출력값을 설정하는 초기화 과정을 수행한다(S10). First, the
초기값은 채널 개수 및 각 채널별 목표 출력값에 대한 정보를 포함하며, 그외에 스위칭 주파수값 및 사용 채널에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.The initial value includes information on the number of channels and the target output value for each channel. The initial value may further include information on a switching frequency value and a use channel.
스위칭 전원 장치의 제어부(130)는 상기 초기값에 따라 채널 개수를 설정하고(S11), 제어신호의 스위칭 주파수를 설정하며(S12), 각 채널에 대하여 목표 전압값 및 목표 전류값을 포함하는 목표 출력값을 설정한다(S13).The
초기화 과정 후, 스위칭 전원 장치의 제어부(130)는 각 채널별로 제공되는 제어신호들의 위상차가 서로 동일해지도록, 상기 설정된 채널 개수에 따라 각 채널에 대한 제어신호의 위상을 결정한다(S20).After the initialization process, the
한편, 스위칭 전원 장치의 설정값을 변경할 필요가 있는 경우(S30), 스위칭 전원 장치의 제어부(130)는 통신부(140)를 통해 외부의 주변 기기로부터 통신한다. On the other hand, when it is necessary to change the setting value of the switching power supply (S30), the
스위칭 전원 장치의 제어부(130)는 통신부(140)로부터 제공받은 설정정보(S)에 따라 스위칭 주파수 값의 설정, 복수 개의 채널 중 사용하고자 하는 사용 채널의 설정, 각 채널별 목표 출력값(목표 전압값 및/또는 목표 전류값)의 설정, 및 충전 채널의 목표 출력값의 설정 등 다양한 설정 작업을 수행한다. The
도 5에서 이런 설정 작업은 스위칭 전원 장치의 초기화 후에 수행되는 것으로 도시되었지만, 스위칭 전원 장치의 동작 중에도 수행될 수 있음은 당연하다. Although this setting operation is shown in FIG. 5 as being performed after the initialization of the switching power supply, it is natural that the switching power supply may also be performed during operation.
스위칭 전원 장치의 제어부(130)는 각 채널별로 상기 결정된 위상 및 상기 목표 출력값에 상응하게 제어신호를 생성한다(S50). The
스위칭 전원 장치의 각 출력부(120)는 생성된 제어신호에 의해 스위칭함으로써, 각 채널별로 입력 전원을 설정된 목표 출력값을 가지는 직류의 출력 전원으로 변환한다(S60).Each
스위칭 전원 장치의 제어부(130)는 출력 전원의 출력값을 각 채널별로 피드백 받고, 피드백된 출력값과 목표 출력값에 기초하여 각 채널별로 제어신호를 PWM 제어한다(S70).The
한편 스위칭 장치의 제어부(130)는 각 채널에 대하여 출력 전원의 출력을 감시하고 보호한다(S80).On the other hand, the
이를 위해 스위칭 장치의 제어부(130)는 각 채널에 대한 제어신호의 듀티값을 계산하고(S81), 듀티값의 계산 결과에 따라 과전류 또는 단락 발생 여부를 감지하고(S83, S84), 과전류 또는 단락이 감지되면 과전류 또는 단락이 발생한 채널에 대하여 제어신호의 제공을 중단시킨다(S85).To this end, the
본 발명의 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The method of the present invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이상에서는 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above described the present invention with reference to the specific embodiment shown in the drawings, but this is only an example, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains various modifications and variations therefrom. Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted by the claims to be described later, and all the technical ideas within the equivalent and equivalent ranges should be construed as being included in the protection scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치의 블록도. 1 is a block diagram of a switching power supply according to the present invention.
도 2는 도 1의 제어부를 상세히 나타낸 블록도. 2 is a block diagram illustrating in detail the control unit of FIG. 1;
도 3은 채널 개수에 따른 펄스 발생기를 예시한 도면. 3 illustrates a pulse generator according to the number of channels.
도 4는 제어신호의 듀티값 계산을 설명하기 위한 도면. 4 is a diagram for explaining duty value calculation of a control signal;
도 5는 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치의 출력 제어 방법을 나타낸 흐름도.5 is a flowchart illustrating an output control method of a switching power supply according to the present invention.
도 6은 도 5의 초기화 단계를 상세히 나타낸 흐름도.6 is a flow chart showing in detail the initialization step of FIG.
도 7은 도 5의 출력 감시/보호 단계를 상세히 나타낸 흐름도.7 is a flowchart detailing the output monitoring / protection step of FIG.
Claims (7)
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KR1020090029877A KR100935034B1 (en) | 2009-04-07 | 2009-04-07 | Switching mode power supply of controlling multiple output and controlling method thereof |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109672339A (en) * | 2019-02-26 | 2019-04-23 | 上海醇加能源科技有限公司 | A kind of multi-channel digital power supply |
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2009
- 2009-04-07 KR KR1020090029877A patent/KR100935034B1/en active IP Right Grant
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