KR101005441B1 - 러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 관한 것이다. 상기 전원 공급 시스템은, 전원스위치가 ON되면 외부로부터 AC 전원을 제공받는 AC 전원입력단; 제1 내지 제N 앰프; 상기 제1 내지 제N 앰프에 각각 연결되며, 연결된 앰프로 DC 전원을 제공하는 제1 내지 제N 전원 공급부; 제1 단부와 제2 단부로 이루어지며, 제1 단부는 상기 제1 내지 제N 전원 공급부에 각각 연결되며, 제2 단부는 서로 병렬 연결된 제1 내지 제N 릴레이; 상기 AC 전원입력단과 상기 병렬 연결된 제1 내지 제N 릴레이들의 제2 단부들의 사이에 연결되는 전류제한소자; 상기 전류제한소자와 병렬 연결된 추가 릴레이; 제1 내지 제N 앰프, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이의 동작을 제어하는 제어부;를 구비한다. 상기 제어부는 전원스위치가 ON되면, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이를 사전에 설정된 정상 전류 도달 시간 간격에 따라 순차적으로 ON 시킨 후, 일정 시간이 경과하면 제1 내지 제N 앰프를 구동시킨다.

Description

러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템{Power supply system of multi-channel amplifier system with low rush current}

본 발명은 러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 다수 개의 전원이 사용되는 멀티 채널 앰프에서 마이크로프로세서를 이용하여 러쉬 전류(rush current)를 최소화시킬 수 있는 전원 공급 시스템에 관한 것이다.

멀티 채널 앰프는 다수의 채널을 위한 다수의 앰프를 말하는 것으로서, 일반적으로 하나의 케이스내에 다수개의 채널을 갖는 앰프들이 집적되어 있는 것을 의미한다. 멀티 채널 앰프는 2채널 이상으로 구현되며, 1채널 앰프로 이루어지는 모노 앰프와 대별되어 사용된다.

전술한 구성을 갖는 멀티 채널 앰프의 전원 구성은 크게 3가지로 나뉘어진다. (1) 전원은 하나로 되어 있고 하나의 전원이 다수의 앰프를 구동시키는 단일 전원형, (2) 각각의 앰프를 독립된 전원으로 구동시키는 독립 전원형, (3) 전체 채널을 2개 이상의 블록으로 분할하고, 동일 블록내의 앰프들을 동일한 전원으로 구동시키는 혼합 전원형이다.

한편, 대부분의 전자 회로의 경우, AC를 정류하여 DC를 만들 경우 평활용 커패시터를 사용하게 된다. 특히 대출력 앰프의 경우 대전력 및 높은 사양을 요구하기 때문에 DC 전원을 공급하기 위하여 대용량 커패시터를 사용하게 되고, 그 결과 러쉬 전류(rush current)가 크게 되는 문제점이 있다. 러쉬 전류란 전기 제품의 전원을 켤 때 회로내에서 일시적으로 발생하는 대용량의 전류값을 말한다. 러쉬 전류(rush current)는 대출력 앰프와 같이 대전력을 다루는 회로에서는 매우 중요한 것으로서, 내부 ON/OFF 제어용 부품의 최대 정력 용량 및 신뢰성 뿐만 아니라 인입 AC 라인의 돌입 전류 및 외부 주변 기기에도 매우 큰 영향을 미치게 된다.

SMPS(Switching Mode Power Supply)는 통상 AC 라인을 곧바로 정류하기 때문에 러시 전류의 초기 피크값이 상당히 크게 된다. 특히 독립 전원형이나 혼합 전원형의 형태를 가진 멀티 채널 앰프는 다수 개의 전원들로부터 발생하는 각각의 러쉬 전류가 합해져서 매우 큰 러쉬 전류가 흐르게 된다.

멀티 채널 앰프에서의 러쉬 전류들을 감소시키기 위하여, 개별 앰프를 원하는 수량만큼 사용하고, 전원의 ON/OFF시에 발생하는 러쉬 전류를 분산시키기 위해, 파워 ON/OFF시에 전원이 시간차를 가지며 순차적으로 제어되는 전원 장치를 별도로 부가하는 방법이 사용되기도 한다. 하지만, 이러한 방법은 별도의 부가 장치를 필요로 하므로 제조 비용이 증가하는 단점이 있다.

또한, 러쉬 전류를 제한하기 위해 저항이나 NTC 써미스터 등과 같은 전류 제한 소자를 직렬로 부가하는 방법이 사용되기도 한다. 하지만 이러한 방법은 러쉬 전류가 감소되고 정상 전류만이 흐르는 일반 동작시에도 전류 제한 소자가 구동하게 되고, 그 결과 일반 동작시에 전류 제한 소자에 의해 전류가 제한되고 전체적으로 에너지가 손실되는 문제점이 발생한다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 마이크로프로세서와 같은 제어소자를 이용하여 전원의 ON/OFF 시에 발생하는 러쉬 전류를 최소화시킬 수 있는 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템은, 전원스위치가 ON되면, 외부로부터 AC 전원을 제공받는 AC 전원입력단; 제1 내지 제N 앰프; 상기 제1 내지 제N 앰프에 각각 연결되며 , 연결된 앰프로 DC 전원을 제공하는 제1 내지 제N 전원 공급부; 제1 단부와 제2 단부로 이루어지며, 제1 단부는 상기 제1 내지 제N 전원 공급부에 각각 연결되며, 제2 단부는 서로 병렬 연결된 제1 내지 제N 릴레이; 상기 AC 전원입력단과 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제N 릴레이들의 제2 단부들의 사이에 연결되는 전류제한소자; 상기 전류제한소자와 병렬 연결되는 추가 릴레이; 제1 내지 제N 앰프, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이의 동작을 제어하는 제어부;를 구비하고, 상기 제어부는 전원스위치가 ON되면, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이를 사전에 설정된 일정 시간 간격에 따라 순차적으로 ON 시킨 후, 일정 시간이 경과하면 제1 내지 제N 앰프를 구동시킨다.

전술한 특징에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 있어서, 상기 전류제한소자는 저항 또는 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)인 것이 바람직하다.

전술한 특징에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 있어서, 상기 제어부가 제1 내지 제N 릴레이들을 ON 시키는 일정 시간 간격은 정상 전류 도달 시간으로서, 각 릴레이의 턴온시 전원 공급부에서 발생되는 러쉬 전류가 제거되고 정상전류가 흐르게 되는 시간으로 결정되는 것이 바람직하다.

전술한 특징에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 있어서, 상기 제어부는 전원스위치가 OFF되면, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이를 사전에 설정된 일정 시간 간격에 따라 순차적으로 OFF 시키거나 동시에 OFF 시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전원 공급 시스템에 의하여 다수 개의 전원들을 사용하는 멀티 채널 앰프에서의 러쉬 전류를 저감시킬 수 있게 된다. 특히, 각 전원 공급부의 구동을 순차적으로 제어함으로써, 전류 제한이나 에너지 손실없이 러쉬 전류를 저감시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템(10)을 전체적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템의 제어부의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 있어서, 제1 내지 제4 릴레이, 추가 릴레이 및 제1 내지 제4 앰프들의 구동 상태를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 있어서, 전원 OFF에 따라 각 릴레이를 순차적으로 OFF 시키는 것을 도시한 그래프이며, 도 5는 각 릴레이를 동시에 OFF 시키는 것을 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템의 구조 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 실시예에 따른 전원 공급 시스템은 각 앰프마다 독립된 전원이 제공되는 독립 전원형이나 그룹화된 앰프마다 독립된 전원이 제공되는 혼합 전원형의 전원으로 구동되는 멀티 채널 앰프들이 내장되어 있는 시스템에 사용되어, 전원 ON/OFF 시의 러쉬 전류를 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템(10)을 전체적으로 도시한 블록도이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 구동 시스템은 4개의 채널을 갖는 앰프를 구비하고, 각 앰프마다 독립된 전원이 제공되는 시스템의 경우를 예시적으로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템(10)은 AC 전원 입력단(100), 제1 내지 제4 앰프(140, 141, 142, 143), 제1 내지 제4 전원 공급부(130, 131, 132, 133), 제1 내지 제4 릴레이(150, 151, 152, 153), 전류제한소자(110), 추가 릴레이(160) 및 제어부(120)를 구비한다.

AC 전원 입력단(100)은 전원스위치가 ON되면 외부로부터 AC 전원을 제공받게 된다.

제1 내지 제4 앰프(140, 141, 142, 143)는 멀티 채널 앰프를 구성하는 4채널 앰프들이다. 제1 내지 제4 앰프는 D-Class 앰프, 풀 디지털 앰프 등과 같은 디지털 앰프, 또는 B-Class 앰프, AB-Class 앰프, H-Class 앰프, G-Class 앰프 등과 같은 아날로그 앰프들 중 하나로 구성될 수 있다. 제1 내지 제4 전원 공급부(130, 131, 132, 133)는 상기 제1 내지 제4 앰프에 각각 연결되며, 입력되는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 앰프로 제공한다. 제1 내지 제4 전원 공급부(130, 131, 132, 133)는 SMPS(Switching Mode Power Supply), Linear Power Supply 등과 같은 전원 장치들 중 하나로 구성될 수 있다. 특히, 상기 제1 내지 제4 전원 공급부는 파워 ON/OFF시에 러쉬 전류가 많이 발생하는 SMPS에 적용되는 것이 바람직하다.

제1 내지 제4 릴레이(150, 151, 152, 153)의 일단은 상기 제1 내지 제N 전원 공급부의 입력단에 각각 직렬로 연결되며, 제1 내지 제4 릴레이의 타단은 서로 병렬로 연결된다.

전류제한소자(110)는 상기 AC 전원입력단과 서로 병렬로 연결된 제1 내지 제4 릴레이들의 사이에 연결되며, 추가 릴레이(160)는 상기 전류제한소자와 병렬연결된다.

제어부(120)는 제1 내지 제4 앰프, 제1 내지 제4 릴레이 및 추가 릴레이의 동작을 제어한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템의 제어부의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다. 상기 제어부는 전원스위치가 ON되면, 제1 내지 제4 릴레이 및 추가 릴레이를 사전에 설정된 일정 시간 간격에 따라 순차적으로 ON 시킨 후, 일정 시간이 경과하면 제1 내지 제4 앰프를 구동시키게 된다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 제어부가 전원스위치가 ON되었을 때의 동작을 구체적으로 설명한다.

먼저, 전원 스위치가 ON 되면(단계 200), 제1 릴레이(150)를 ON시킨다(단계 210). 이때, 전원 입력단(100)의 전원이 제1 릴레이(150)를 통해 제1 전원 공급부(130) 및 제1 앰프(140)로 제공된다. 전원이 ON될 때 제1 전원 공급부(130)에서 발생되는 러쉬 전류는 추가릴레이(160)가 OFF된 상태이므로 전류제한소자(110)에 의해 전류가 제한되어 흐르게 되며, 시간이 지남에 따라 감소하게 되어 정상 전류만 흐르게 된다.

다음, 상기 제1 릴레이가 ON되고 정상 전류 도달 시간이 경과한 후 제2 릴레이(151)를 ON 시킨다(단계 220). 상기 정상 전류 도달 시간은 제1 릴레이가 ON 된 시간과 제2 릴레이가 ON 된 시간의 차이를 말하는 것으로서, 제1 릴레이가 ON된 후제1 전원 공급부에 의해 발생된 러쉬 전류가 감소되고 정상 전류가 흐르게 되는 시간을 의미한다. 제2 릴레이가 ON 됨에 따라, 제1 릴레이로 흐르는 정상 전류 및 제2 전원 공급부에 의해 발생된 러쉬 전류가 흐르게 된다. 만약 제2 전원 공급부에 흐르는 러쉬 전류가 제1 전원 공급부로 흐르는 정상 전류보다 매우 크다면, 제2 릴레이로 흐르는 전류는 제2 전원 공급부로 흐르는 러쉬 전류와 거의 같게 된다. 따라서, 제2 전원 공급부에 흐르는 러쉬 전류도 전류 제한 소자에 의해 전류가 제한되며, 일정한 시간이 지나면 감소하게 되고, 그 결과 정상 전류가 흐르게 된다.

다음, 상기 제2 릴레이가 ON되고 정상 전류 도달 시간이 경과한 후 제3 릴레이(152)를 ON 시킨다(단계 230). 제3 릴레이가 ON 됨에 따라, 제1 및 제2 릴레이들로 흐르는 정상 전류 및 제3 전원 공급부에 의해 발생된 러쉬 전류가 흐르게 된다. 만약 제3 전원 공급부에 흐르는 러쉬 전류가 제1 및 제2 전원 공급부로 흐르는 정상 전류보다 매우 크다면, 제3 릴레이로 흐르는 전류는 제3 전원 공급부로 흐르는 러쉬 전류와 거의 같게 된다. 따라서, 제3 전원 공급부에 흐르는 러쉬 전류도 전류 제한 소자에 의해 전류가 제한되며, 일정한 시간이 지나면 감소하게 되고, 그 결과 정상 전류가 흐르게 된다.

다음, 상기 제3 릴레이가 ON되고 정상 전류 도달 시간이 경과한 후 제4 릴레이(153)를 ON 시킨다(단계 240). 제4 릴레이가 ON 됨에 따라, 제1, 제2 및 제3 릴레이들로 흐르는 정상 전류 및 제4 전원 공급부에 의해 발생된 러쉬 전류가 흐르게 된다. 만약 제4 전원 공급부에 흐르는 러쉬 전류가 제1, 제2 및 제3 전원 공급부로 흐르는 정상 전류보다 매우 크다면, 제4 릴레이로 흐르는 전류는 제4 전원 공급부로 흐르는 러쉬 전류와 거의 같게 된다. 따라서, 제4 전원 공급부에 흐르는 러쉬 전류도 전류 제한 소자에 의해 전류가 제한되며, 일정한 시간이 지나면 감소하게 되고, 그 결과 정상 전류가 흐르게 된다.

다음, 상기 제4 릴레이가 ON되고 정상 전류 도달 시간이 경과한 후 추가 릴레이(160)를 ON 시킨다(단계 250). 추가 릴레이가 ON 됨에 따라, 전류 제한 소자(110)이 단락되어 전류가 제한되지 않고 흐르게 된다. 그 결과, 전류 제한 소자에 의한 전류 제한이나 에너지 손실없이 제1 내지 제4 앰프 동작시에 대전류 공급이 가능하게 된다. 도 3은 본 발명에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 있어서, 제1 내지 제4 릴레이, 추가 릴레이 및 제1 내지 제4 앰프들의 구동 상태를 도시한 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각 소자들은 정상 전류 도달 시간('a')의 간격으로 순차적으로 ON된다.

다음, 제1 내지 제4 앰프를 구동시켜 정상적으로 동작되도록 한다(단계 260).

전술한 방식에 따라 전원 공급 시스템을 구동시킴으로써, 다수 개의 독립된 전원들이 ON될 때 각 전원에 의해 발생되는 러쉬 전류를 분산시켜 전체적으로 러쉬 전류를 최소화시킬 수 있게 된다.

한편, 전원 스위치가 OFF되면, 상기 제어부는 제1 내지 제4 릴레이 및 추가 릴레이를 정상 전류 도달 시간 간격으로 순차적으로 OFF 시키거나 동시에 OFF 시킬 수 있다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템에 있어서, 전원 OFF에 따라 각 릴레이를 순차적으로 OFF 시키는 것을 도시한 그래프이며, 도 5는 각 릴레이를 동시에 OFF 시키는 것을 도시한 그래프이다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 전원 공급 시스템은 독립 전원형이나 혼합 전원형으로 전원이 구성된 멀티 채널 앰프에 사용될 수 있으며, 그 외에도 다수 개의 전원이 동시에 사용되어 러쉬 전류가 발생될 수 있는 회로에 널리 사용될 수 있다.

10 : 전원 공급 시스템
100 : AC 전원 입력단
140, 141, 142, 143 : 제1 내지 제4 앰프
130, 131, 132, 133 : 제1 내지 제4 전원 공급부
150, 151, 152, 153 : 제1 내지 제4 릴레이
110 : 전류제한소자
160 : 추가 릴레이
120 : 제어부

Claims (5)

1. 전원스위치가 ON되면, 외부로부터 AC 전원을 제공받는 AC 전원입력단;
   제1 내지 제N 앰프;
   상기 제1 내지 제N 앰프에 각각 연결되며, 연결된 앰프로 DC 전원을 제공하는 제1 내지 제N 전원 공급부;
   제1 단부와 제2 단부로 이루어지며, 제1 단부는 상기 제1 내지 제N 전원 공급부의 입력단에 각각 직렬로 연결되며, 제2 단부는 서로 병렬연결된 제1 내지 제N 릴레이;
   상기 AC 전원입력단과 상기 병렬연결된 제1 내지 제N 릴레이들의 제2 단부들의 사이에 연결되는 전류제한소자;
   상기 전류제한소자와 병렬 연결되는 추가 릴레이;
   제1 내지 제N 앰프, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이의 동작을 제어하는 제어부;
   를 구비하고, 상기 제어부는 전원스위치가 ON되면, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이를 사전에 설정된 일정 시간 간격에 따라 순차적으로 ON 시킨 후, 일정 시간이 경과하면 제1 내지 제N 앰프를 구동시키고,
   상기 제어부가 제1 내지 제N 릴레이들을 ON 시키는 일정 시간 간격은 정상 전류 도달 시간으로서, 각 릴레이의 턴온시 전원 공급부에서 발생되는 러쉬 전류가 제거되고 정상전류가 흐르게 되는 시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 전류제한소자는 저항 또는 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)인 것을 특징으로 하는 러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 전원스위치가 OFF되면, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이를 사전에 설정된 일정 시간 간격에 따라 순차적으로 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 전원스위치가 OFF되면, 제1 내지 제N 릴레이 및 추가 릴레이를 동시에 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 러쉬 전류가 감소된 멀티 채널 앰프의 전원 공급 시스템.
   

Images