KR100999065B1 - 전원공급기에서의 전류 공급장치 - Google Patents

전원공급기에서의 전류 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 클럭 발진장치로부터 주기적으로 출력되는 클럭 신호에 포함되어 있는 글리치(Glitch) 신호를 제거한 후, 글리치 신호가 제거된 클럭 신호에 따라 내부 디바이스를 온/오프 시키거나, 출력단에 연결된 외부 디바이스의 싱크 전류 값을 조절하기 위한 내부 디바이스의 전류량을 조절할 수 있도록 한 전원공급기에서의 전류 공급장치에 관한 것으로, 전원을 공급하는 전원장치 및 클럭 신호를 주기적으로 출력하는 클럭 발진장치를 구비한 전원공급기에서의 전류 공급장치에 있어서, 상기 전원장치로부터의 전원을 공급받아 전류원을 생성하여 내부 디바이스로 공급하는 전류원 공급부와; 상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호에서 글리치(Glitch) 신호를 제거하는 글리치 제거 수단과; 상기 글리치 제거 수단을 통해 글리치 신호가 제거된 클럭 신호에 따라 상기 내부 디바이스의 동작을 온/오프 시키고, 상기 내부 디바이스의 전류량을 가변시키는 제어신호를 출력하여 외부 디바이스의 싱크 전류값을 조절하는 카운터 수단을 포함하여 이루어짐으로써, 내부 디바이스 온/오프 제어 및 내부 디바이스의 전류량 조절시 글리치 신호에 의한 에러 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

전원공급기에서의 전류 공급장치{Current Supply Device for Power-Supply Apparatus}
본 발명은 전원공급기에서의 전류 공급장치에 관한 것으로, 특히 클럭 발진장치로부터 주기적으로 출력되는 클럭 신호에 따라 내부 디바이스를 온/오프 시키거나, 출력단에 연결된 외부 디바이스의 싱크 전류 값을 조절하기 위한 내부 디바이스의 전류량을 조절할 수 있는 전원공급기에서의 전류 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전원공급기는 도 1에 도시된 바와 같이, 전원장치(100), 제어장치(200), 클럭 발진장치(300), 전류 공급장치(400) 및 디스플레이장치(500)로 구성된다. 전원장치(100)는 각 디바이스에 전원을 공급한다. 제어장치(200)는 사용자의 모드 선택에 따라 클럭 신호를 가변시키는 제어신호를 출력한다. 클럭 발진장치(300)는 제어장치(200)의 제어신호에 따라 주기적인 클럭 신호, 소정시간(예를 들어, 20㎲) 지속되는 하이신호 및 로우신호를 출력한다. 전류 공급장치(400)는 클럭 발진장치(300)의 주기적인 클럭 신호에 따라 내부 디바이스의 동작을 온/오프 시키고 디스플레이장치(500)의 싱크 전류 값을 조절하기 위한 내부 디바이스의 전류량을 조절하며, 디스플레이장치(500)는 전류 공급장치(400)에서 전류량을 조절하여 내부 디바이스의 싱크 전류 값을 가변시키거나 일정하게 유지함에 따라 밝기를 가변시키거나 일정하게 디스플레이한다.
그러나, 이와 같은 기존의 전원공급기에서는 클럭 발진장치(300)에서 출력되어 전류 공급장치(420)로 인가되는 클럭 신호에, 외부에서 발생하는 서지(Surge), 노이즈 및 ESD 등으로 인해 글리치(Glitch) 신호가 포함될 경우, 전류 공급장치(420)에서 클럭 발진장치(300)로부터의 클럭 신호에 따라 내부 디바이스 온/오프 제어시 에러가 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 클럭 발진장치로부터 주기적으로 출력되는 클럭 신호에 포함되어 있는 글리치(Glitch) 신호를 제거한 후, 글리치 신호가 제거된 클럭 신호에 따라 내부 디바이스를 온/오프 시키거나, 출력단에 연결된 외부 디바이스의 싱크 전류 값을 조절하기 위한 내부 디바이스의 전류량을 조절할 수 있도록 한 전원공급기에서의 전류 공급장치을 제공하는데, 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치는, 전원을 공급하는 전원장치 및 클럭 신호를 주기적으로 출력하는 클럭 발진장치를 구비한 전원공급기에서의 전류 공급장치에 있어서, 상기 전원장치로부터의 전원을 공급받아 전류원을 생성하여 내부 디바이스로 공급하는 전류원 공급부와; 상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호에서 글리치(Glitch) 신호를 제거하는 글리치 제거 수단과; 상기 글리치 제거 수단을 통해 글리치 신호가 제거된 클럭 신호에 따라 상기 내부 디바이스의 동작을 온/오프 시키고, 상기 내부 디바이스의 전류량을 가변시키는 제어신호를 출력하여 외부 디바이스의 싱크 전류값을 조절하는 카운터 수단을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 카운터 수단으로부터 출력된 제어신호에 의해 가변되는 전류량에 따라 외부 디바이스의 싱크 전류 값을 조절하는 전류 미러모듈을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 글리치 제거 수단은, 상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호를 소정 시간만큼 딜레이 되도록 시프트 시키는 신호 시프트 수단과; 상기 신호 시프트 수단에 의해 소정 시간만큼 딜레이된 클럭 신호와 상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호를 AND 연산 처리하여 상기 카운터 수단으로 인가하는 AND 게이트를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 신호 시프트 수단은, 상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호를 200ns 만큼 딜레이 되도록 시프트 시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치에 의하면, 클럭 발진장치로부터 주기적으로 출력되는 클럭 신호에 포함되어 있는 글리치(Glitch) 신호를 제거한 후, 글리치 신호가 제거된 클럭 신호에 따라 내부 디바이스를 온/오프 시키거나, 출력단에 연결된 외부 디바이스의 싱크 전류 값을 조절하기 위한 내부 디바이스의 전류량을 조절함으로써, 내부 디바이스 온/오프 제어 및 내부 디바이스의 전류량 조절시 글리치 신호에 의한 에러 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전류 공급장치(400)는 전원 공급모듈(410), 전류 제어모듈(420) 및 전류 미러모듈(430)로 구성된다.
전원 공급모듈(410)은 전원장치(100)로부터 전원을 공급받아 전류 제어모듈(420)에 동작수행 가능한 전원으로 변환하여 공급한다.
전류 제어모듈(420)은 클럭 발진장치(300)로부터 주기적으로 출력되는 클럭 신호를 입력받아 입력된 클럭 신호에 포함된 글리치(Glitch) 신호를 제거한 후, 글리치 신호가 제거된 클럭 신호에 의거하여 전류 미러모듈(430)의 내부 디바이스의 동작을 온/오프시키며, 디스플레이장치(500)의 싱크 전류 값을 조절하기 위한 전류 미러모듈(430)의 전류량을 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 디바이스 제어부와, 전원 공급모듈(410)로부터 전원을 공급받아 일정한 전류원을 생성하여 전류 미러모듈(430)로 공급하는 전류원 공급부를 구비하여 구성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치에 구비된 디바이스 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 디바이스 제어부(420a)는 기준 전압수단(421), 초기 카운터 설정수단(422), 스위치/카운터 제어수단(423), 카운터 수단(424), 스위치 수단(425) 및 글리치 제거 수단(428)으로 구성된다. 기준 전압수단(421)은 기준전압 을 스위치/카운터 제어수단(VREF)(423)에 인가한다. 초기 카운터 설정수단(422)는 초기 전원 온(On) 신호에 따라 하이신호를 스위치/카운터 제어수단(SET)(423)에 인가한다. 스위치/카운터 제어수단(423)은 내부 충전기(예를 들어, 커패시터)을 포함구성하며, 초기 카운터 설정수단(422)의 하이신호에 따라 하이신호를 출력하며, 클럭 발진장치(300)로부터 주기적인 클럭 신호, 소정시간(예를 들어, 20㎲) 지속되는 하이신호를 입력받는 경우에 로우신호를 출력하고, 소정시간(예를 들어, 20㎲) 지속되는 로우신호를 입력받는 경우에 내부 충전기에 충전되는 충전전압(VC)과 기준 전압수단(421)으로부터 인가되는 기준전압을 비교하여 같아지는 시점부터 하이신호를 출력함과 동시에 기준 전압수단(421)의 기준전압을 입력받지 않고, 충전전압과 기준전압이 같지 않은 경우에 내부 충전기에 충전되는 충전전압(VC)과 기준전압이 같아질 때까지 로우신호를 출력한다. 카운터 수단(424)은 스위치/카운터 제어수단(423)으로부터 출력되는 하이신호에 따라 출력신호(Q0Q1Q2Q3)를(예를 들어, 1111) 일정하게 설정출력하고, 로우신호에 따라 클럭 발진장치(300)로부터 출력되는 주기적인 클럭 신호에 따라 설정된 출력신호(Q0Q1Q2Q3)(예를 들어, 1111)를 다운 카운터 하여 출력하며, 소정시간(예를 들어, 20㎲) 지속되는 하이신호에 따라 일정한 출력신호(Q0Q1Q2Q3)(예를 들어, 1100)를 출력한다. 스위치 수단(425)은 적어도 하나의 NOT 게이트(425a) 및 NAND 게이트(425b)를 포함구성하며, NOT 게이트(425a)는 클럭 발진장치(300)로부터 출력되는 로우신호를 하이신호로, 하이신호를 로우신호로 반전하여 NAND 게이트(425b)에 인가하고, NAND 게이트(425b)는 NOT 게이트(425a)로부터 인가받은 하이신호, 로우신호와 스위치/카운터 제어수단(423) 에서 출력되는 로우신호, 하이신호를 비교하여 비교결과에 따라 하이신호 또는 로우신호를 출력한다. 이때, 전류 공급장치(400)의 내부 디바이스는 스위치 수단(425)에서 출력되는 출력신호(INT_EN)에 따라 온/오프 된다. 글리치 제거 수단(428)은 클럭 발진장치(300)로부터 주기적으로 출력되는 클럭 신호에 포함되어 있는 글리치 신호를 제거한 후, 글리치 신호가 제거된 클럭 신호를 카운터 수단(424)으로 인가한다. 여기서, 글리치 제거 수단(428)은 클럭 발진장치(300)로부터 출력되는 주기적인 클럭 신호를 소정 시간(예를 들어, 200ns)만큼 딜레이 되도록 시프트 시키는 신호 시프트 수단(428a)과, 신호 시프트 수단에 의해 소정 시간만큼 딜레이된 클럭 신호와 클럭 발진장치(300)로부터 출력되는 주기적인 클럭 신호를 AND 연산 처리하여 카운터 수단(424)으로 인가하는 AND 게이트(428b)를 포함하여 구성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치에서의 전류 공급장치에 구비된 디바이스 제어부의 글리치 제거 수단을 통해 클럭 신호에서 글리치 신호를 제거하는 과정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 글리치 제거 수단(428)은 클럭 신호에 포함되어 있는 하이신호 지속시간이 소정 시간(예를 들어, 200ns) 이하에 해당하는 글리치 신호를 제거할 수 있다. 이때, 제어장치(200)는 클럭 발진장치(300)를 제어하여 출력되는 클럭 신호의 하이신호 지속시간을 소정 시간(예를 들어, 200ns)을 초과하도록 미리 가변시켜 놓는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치에 구비 된 전류원 공급부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전류원 공급부(420b)는 캐스코드 전류미러회로(426) 및 전류 바이어스회로(427)로 구성된다. 캐스코드 전류미러회로(426)는 전원 공급모듈(410)로부터 전원을 공급받으며, 전류 미러 구조로 구성된 복수 개의 NMOS(Mb, M1,M11,M2,M12)로 구성되고, Mb, M2, M12의 소스단을 통해 동일한 전류원(Iout)을 출력한다. 캐스코드 전류미러회로(426)의 Mb, Ib는 M2,M12의 소스단에서 일정한 전류원이 출력되도록 M2, M12에 바이어스 전압을 인가한다. 전류 바이어스회로(427)는 캐스코드 전류미러회로(426)와 연결되며, NMOS(M13)의 게이트 단자에 연결된 비교수단(OPAMP)(427a)과, M3의 드레인 단자와 직렬로 연결된 저항(RSET) 사이에 비교수단(427a)의 반전입력단이 연결되고, 비교수단(427a)의 비반전 입력단에 기준전압을 인가하는 기준 전압수단(VREF)(427b)으로 구성된다. M3의 게이트 단자는 비교수단(427a)의 출력단과 연결되고, 소스단은 캐스코드 전류미러회로(426)에서 M2의 소스단에 연결되며, 드레인 단자는 저항(RSET)과 함께 비교수단(427a)의 반전 입력단에 연결되어 네거티브 피드백을 형성한다. 기준 전압수단(VREF)(427b)은 기준전압을 비교수단(427a)의 비반전 입력단에 입력한다. 비교수단(427a)은 기준전압수단(427b)으로부터 비반전 입력단으로 입력받고, M3의 드레인단으로 출력되는 전류원에 대응되는 전압을 반전 입력단으로 입력받아 비교판단하여 M3의 드레인단으로부터 출력되는 전류원을 일정하게 출력되도록 M3에 바이어스 전압을 인가한다. 이에 따라 저항(RSET)에 흐르는 전류원(Iset)와 M2의 소스 단에서 출력되는 전류원(Iout)은 VREF/RSET로 연산 된다. 즉, M3의 드레인을 저항(RSET)에 연결시킴으로 써, M3에 흐르는 전류원을 일정하게 출력되도록 하며, 저항(RSET)에 흐르는 전류원(Iset)과 M2의 소스 단에서 출력되는 전류원(Iout)은 기준전압(VREF)과 저항(REST) 값에 의해 결정되도록 한다. 그리고, M3의 출력 임피던스는 비교수단(427a)의 네거티브 피드백을 이용함으로써, 안정된 전류원(Iout)을 구현할 수 있다. 따라서, 기준전압(VREF)과 저항(RSET) 값에 의해 전류원이 결정되므로 온도와 전원전압의 변화에 대해서도 캐스코드 전류미러회로(426)에서 일정한 전류원(Iout)을 출력할 수 있다. 즉, 전류 바이어스회로(427)는 캐스코드 전류미러회로(426)에 일정한 전류원(Iout)을 출력할 수 있도록 바이어스 전압을 인가한다.
한편, 전류 미러모듈(430)은 다수개의 전류 미러회로부(430a)(430b)(430c)(430d)를 포함하여 구성되며, 전류 제어모듈(420)의 제어신호에 따라 전류 제어모듈(420)로부터 공급되는 전류원을 이용하여 디스플레이장치(500)의 싱크 전류 값을 조절하기 위한 전류량을 가변시키거나, 일정하게 유지한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치에 구비된 전류 미러모듈의 제1전류 미러회로부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 전류 미러 회로부(430a)는 (A)회로(430a_1), 다수개의 스위치(S1,S2,S3,S4)를 포함하는 (B)회로(430a_2) 및 비교수단(OPAMP)(430a_4)으로 구성된다. (A)회로(M1)(430a_1)와 (B)회로(M2~M6)(430a_2)은 미러 구조로 구성되며 병렬로 연결된다. (A)회로(430a_1)는 전류원 공급부(420b)로부터 일정한 전류원(Iout)을 공급받아 그에 대응되는 전압을 (B)회로(430a_2)의 각 NMOS(M2)(M3)(M4)(M5)(M6)에 복사한다. 이에 따라 (B)회로(430a_2)의 M2, M3는 (A)회로(430a_1)의 전압에 따라 (A)회로(430a_1)의 전류원에 비해 디스플레이장치(500)에 25배의 싱크 전류 값을 조절할 수 있는 전류량을 인가하고, M4는 (A)회로(430a_1)의 전압에 따라 (A)회로(430a_1)의 전류에 비해 디스플레이장치(500)에 50배의 싱크 전류 값을 조절할 수 있는 전류량을 인가하며, M5는 (A)회로(430a_1)의 전압에 따라 (A)회로의 전류원에 비해 디스플레이장치(500)에 100배의 싱크 전류를 값을 조절할 수 있는 전류량을 인가하고, M6는 (A)회로(430a_1)의 전압에 따라 (A)회로(430a_1)의 전류원에 비해 디스플레이장치(500)에 200배의 싱크 전류 값을 조절할 수 있는 전류량을 인가한다. 또한, (B)회로(430a_2)는 카운터 수단(424)에서 출력되는 출력신호(Q0Q1Q2Q3)에 따라 스위치(S1S2S3S4)가 온/오프되어 디스플레이장치(500)의 싱크 전류 값을 (예를들어 400배 에서부터 25배) 조절한다. 이때, (B)회로(430a_1)의 M3, M4, M5, M6은 카운터 수단(424)의 출력신호에 따라 스위치(S1,S2,S3,S4)가 온/오프됨에 따라 바이어스 전압(M3,M4,M5,M6)이 온/오프 되어 (A)회로(430a_1)의 일정한 전류원에 비해 (B)회로(430a_1)의 전류량을 400배부터 25배까지 조절하여 디스플레이장치(500)의 싱크 전류 값을 400배에서 25배까지 조절할 수 있다. 스위치(S1)는 (B)회로(430a_2)의 M2와 M3의 게이트 단 사이에 연결되고, 스위치(S2)는 M3와 M4의 게이트 단 사이에 연결되며, 스위치(S3)는 M4와 M5의 게이트 단 사이에 연결되고, 스위치(S4)는 M5와 M6의 게이트 단 사이에 연결된다. (A)회로(430a_1), (B)회로(430a_2)의 공통 게이트 단에 연결된 비교수단(430a)은 전류원 공급부(420b), 디스플레이장치(500)와 연결된 (B)회로(430a_1)의 공통 소스 단으로 연결되며, 비반전 입력단으로 전류원 공급부(420b)로부터 출력되는 일정한 전류원(Iout)에 대응되는 전압을 입력받고, 반전 입력단으로 (B)회로의 공통 소스단으로부터 변화되는 전류량에 대응되는 전압을 입력받아 비교판단한 전압에 따라 (A)회로(430a_1), (B)회로(430a_2)의 각 NMOS의 게이트 전압을 조절된다. 이때, 보상 커패시터(Cc)(430a_3)는 (A)회로(430a_1)의 소스 단과 비교수단(430a_4)의 출력단 사이에 위치하며, 스위치(S1,S2,S3,S4)가 온/오프 됨에 따라 (A)회로(430a_1)와 (B)회로의 전류량(또는 전압) 차이에 따라 발생하는 발진을 방지한다.
본 발명에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치에 의하면, 클럭 발진장치로부터 주기적으로 출력되는 클럭 신호에 포함되어 있는 글리치(Glitch) 신호를 제거한 후, 글리치 신호가 제거된 클럭 신호에 따라 내부 디바이스를 온/오프 시키거나, 출력단에 연결된 외부 디바이스의 싱크 전류 값을 조절하기 위한 내부 디바이스의 전류량을 조절함으로써, 내부 디바이스 온/오프 제어 및 내부 디바이스의 전류량 조절시 글리치 신호에 의한 에러 발생을 최소화할 수 있다.
도 1은 일반적인 전원공급기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급기에서의 전류 공급장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2에 있어서, 전류 제어모듈에 구비된 디바이스 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 도 3에 있어서, 글리치 제거 수단을 통해 클럭 신호에서 글리치 신호를 제거하는 과정을 예시적으로 도시한 도면
도 5는 도 2에 있어서, 전류 제어모듈에 구비된 전류원 공급부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 2에 있어서, 전류 미러모듈의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 전원장치 200 : 제어장치
300 : 클럭 발진장치 400 : 전류 공급장치
410 : 전원 공급모듈 420 : 전류 제어모듈
420a: 디바이스 제어부 420b: 전류원 공급부
421: 기준 전압수단 422: 초기 카운터 설정수단
423: 스위치/카운터 제어수단 424: 카운터 수단
425: 스위치 수단 426: 캐스코드 전류 미러 회로
427: 전류 바이어스 회로 428: 글리치 제거 수단
430 : 전류 미러모듈 500 : 디스플레이 장치

Claims (4)

  1. 전원을 공급하는 전원장치 및 클럭 신호를 주기적으로 출력하는 클럭 발진장치를 구비한 전원공급기에서의 전류 공급장치에 있어서,
    상기 전원장치로부터의 전원을 공급받아 전류원을 생성하여 내부 디바이스로 공급하는 전류원 공급부와;
    상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호에서 글리치(Glitch) 신호를 제거하는 글리치 제거 수단과;
    상기 글리치 제거 수단을 통해 글리치 신호가 제거된 클럭 신호에 따라 상기 내부 디바이스의 동작을 온/오프 시키고, 상기 내부 디바이스의 전류량을 가변시키는 제어신호를 출력하여 외부 디바이스의 싱크 전류값을 조절하는 카운터 수단을 포함하며,
    상기 글리치 제거 수단은, 상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호를 소정 시간만큼 딜레이 되도록 시프트 시키는 신호 시프트 수단과; 상기 신호 시프트 수단에 의해 소정 시간만큼 딜레이된 클럭 신호와 상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호를 AND 연산 처리하여 상기 카운터 수단으로 인가하는 AND 게이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원공급기에서의 전류 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 수단으로부터 출력된 제어신호에 의해 가변되는 전류량에 따라 외부 디바이스의 싱크 전류 값을 조절하는 전류 미러모듈을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원공급기에서의 전류 공급장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 시프트 수단은,
    상기 클럭 발진장치로부터 출력되는 클럭 신호를 200ns 만큼 딜레이 되도록 시프트 시키는 것을 특징으로 하는 전원공급기에서의 전류 공급장치.
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