KR101349462B1 - 출력 전압 조절 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 출력 전압 조절 회로는 제 1 전압 단에 연결되며, 상기 제 1 전압 단에 의해 인가되는 전류를 동작 전류로 하여 출력 전압의 이상에 따른 광을 발생하는 광 발생부와, 제 2 및 3 전압 단에 연결되며, 상기 제 2 및 3 전압 단에 의해 인가되는 전류를 동작 전류로 하여 상기 광을 수신하는 광 수신부를 포함한다.

Description

출력 전압 조절 회로{OUTPUT VOLTAGE REGULATING CIRCUIT}

본 발명은 출력 전압 조절 회로에 관한 것이다.

일반적으로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어방식의 SMPS(Switching Mode Power Supply) 전원회로는 원하는 전압을 쉽게 얻을 수 있고 전원제어가 용이하여 최근 많이 사용되고 있다.

그러나, 외부적 원인에 의해 2차 측 전원에 이상이 발생한 경우, 이를 검출하고, 상기 검출 결과에 따라 상기 2차 측 전원을 보상해주는 방법이 요구된다.

도 1은 종래 기술에 따른 출력 전압 조절 회로를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 출력 전압 조절 회로는, 분압 저항(도시되지 않음)에 연결되고, 상기 분압 저항에 의해 발생하는 전압의 크기에 따라 동작하여 광을 발생하는 발광 다이오드(10)와, 상기 발광 다이오드(10)를 통해 전달되는 광을 수신하는 수광 트랜지스터(20)를 포함한다.

상기 출력 전압 조절 회로의 동작을 살펴보면, 먼저 2차 측 출력 전압에 이상이 발생하면, 제 1 전압 단(Vcc2)의 정전압이 발광 다이오드(10)에 인가되고, 발광 다이오드(10)는 상기 인가되는 정전압에 의해 광을 발생한다.

이에 따라, 수광 트랜지스터(20)는 제 2 전압 단(VFB)으로부터 인가되는 정전압에 의해 온 되어 상기 발광 다이오드(10)를 통해 발생하는 광을 수신한다.

미설명 부호는 저항(RFB, RLED)이다.

상기와 같은, 발광 다이오드(10) 및 수광 트랜지스터(20)는 제어신호를 전류 형태(ILED)로 변환하는 회로로 구성되어, 전기적으로 격리가 필요한 회로에서 신호를 전달하는 역할을 한다.

따라서, 발광 다이오드(10) 및 수광 트랜지스터(20)는 제 1 제어 전류(ILED)를 입력받고, 상기 제 1 제어 전류(ILED)에 따른 제 2 제어 전류(IFB) 또는 제 1 제어 전압(VCE)을 출력한다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 출력 전압 조절 회로는 제 2 전압 단(VFB)에 흐를 수 있는 전류(IFB)의 크기는 비용 감소로 인해 제한되어 왔다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드(10) 및 수광 트랜지스터(20)의 입출력 이득이 낮게 되고 이에 따라, 제어 신호를 전달하는 속도가 느려 출력 전압의 안정화에 악영향을 미친다.

본 발명에 따른 실시 예에서는, 추가적인 전원 단 및 저항을 이용하여 CTR(CURRENT TRANSFER RATIO)의 이득을 높이고, 주파수 대역폭을 넓힐 수 있도록 한다.

또한, 본 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 출력 전압 조절 회로는 제 1 전압 단에 연결되며, 상기 제 1 전압 단에 의해 인가되는 전류를 동작 전류로 하여 출력 전압의 이상에 따른 광을 발생하는 광 발생부와, 제 2 및 3 전압 단에 연결되며, 상기 제 2 및 3 전압 단에 의해 인가되는 전류를 동작 전류로 하여 상기 광을 수신하는 광 수신부를 포함한다.

본 발명에 다른 실시 예에 의하면, 제한된 전류(IFB)에 의해 발생하는 낮은 이득의 CTR과 좁은 주파수 대역폭을 해결하여 보다 신뢰성 높은 출력 전압 조절 회로를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 출력 전압 조절 회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 전압 조절 회로를 나타낸 도면이다.
도 3 및 4는 발광 다이오드 및 수광 트랜지스터의 특성을 나타내는 도면이다.

제안되는 실시 예에 대해서 기술하여 본다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보 적인 다른 발명이나, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀 두고자 한다.

즉, 이하의 설명에 있어서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 전압 조절 회로를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 출력 전압 조절 회로는, 출력 전압을 감지하고, 상기 감지한 출력 전압에 이상이 발생하는 시점에 상기 감지한 출력 전압에 대응하는 세기의 광이 발생하도록 하는 출력 전압 감지부(110)와, 제 1 전압 단(VCC2)에 연결되며, 상기 제 1 전압 단(VCC2)에 의해 인가되는 전류(ILED)를 동작 전류로 하여 상기 출력 전압 감지부(110)를 통해 감지된 출력 전압에 대응하는 세기의 광을 발생하는 광 발생부(120)와, 제 2 및 3 전압 단(VFB, VFB2)에 연결되며, 상기 제 2 및 3 전압 단(VFB, VFB2)에 의해 인가되는 전류(IFB, Iamp)를 동작 전류로 하여 상기 광 발생부(120)를 통해 발생된 광을 수신하는 광 수신부(130)를 포함한다.

출력 전압 감지부(110)는 분압 저항(R1, R2)과, 션트 레귤레이터(ICSR)과, 필터부(ZF)를 포함한다.

분압 저항(R1, R2)은 상기 출력 전압을 감지하고, 상기 감지된 검출 전압을 출력한다.

션트 레귤레이터(ICSR)은 제 4 전원 단(VCC1)으로부터 인가되는 전압에 따른 전류를 동작 전류로 동작하며, 상기 감지된 검출 전압과 기준 전위와의 오차를 증폭하여 출력한다. 저항(Rk)은 바이어스 저항이며, 전원 공급용 저항일 수 있다.

필터부(ZF)는 주파수에 따라 상기 분압 저항(R1, R2)에 의해 감지된 출력 전압의 이득과 위상을 보정하여 출력한다.

상기 출력 전압 감지부(110)는 상기와 같이 감지된 검출 전압을 출력하고, 상기 검출 전압과 기준 전위와의 오차가 존재하는 경우, 상기 오차에 대응하는 세기의 광이 출력되도록 한다.

광 발생부(120)는 제 1 전압 단(Vcc2)에 연결되고, 상기 검출 전압에 이상이 발생한 경우, 상기 출력 전압 감지부(110)의 제어에 따라 상기 검출 전압과 기준 전위와의 오차에 대응하는 세기의 광을 발생한다.

광 수신부(130)는 상기 광 발생부(120)를 통해 발생한 광을 수신한다.

이를 위해, 광 수신부(130)는 상기 광을 수신하는 수광 트랜지스터를 포함하며, 상기 수광 트랜지스터는 제 2 전압 단(VFB)과 상기 수광 트랜지스터 사이에 배치된 부하 저항(RLED)과, 상기 제 3 전압 단(VFB2)과 상기 수광 트랜지스터 사이에 배치된 제 3 부하 저항(Ramp)을 포함한다.

상기 제 3 전압 단(VFB2)과, 부하 저항(Ramp)은 상기 제 2 전압 단(VFB) 전류(IFB)의 변화없이, 상기 전류(IFB)에 비례하게 수광 트랜지스터의 제어 전류(ICE)를 증가시킨다.

즉, 기존에는 수광 트랜지스터에 전압 단(VFB)과, 부하 저항(RFB)만이 연결되었는데, 본 발명은 상기 전압 단(VFB)과 부하 저항(RFB)에 병렬로 연결된 제 3 전압 단(VFB2) 및 부하 저항(Ramp)을 포함한다.

이에 따라, 제 3 전압 단(VFB2)과 부하 저항(Ramp)은 기존 제어 회로의 동작 전류(IFB)에 영향을 미치지 않으면서, 상기 수광 트랜지스터의 제어 전류(ICE)를 상기 전류(IFB)에 비례하게 증가시킬 수 있다.

상기 수광 트랜지스터의 제어 전류(ICE)가 증가하게 되면, CTR의 이득을 높일 수 있으며, 이에 대응하게 주파수 대역을 넓힐 수 있다.

도 3 및 4는 발광 다이오드 및 수광 트랜지스터의 특성을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 발광 다이오드에 흐르는 전류에 따라 CTR(Current Transfer Ratio)가 바뀌며, 약 1mA~15mA 구간에서는 전류가 커짐에 따라 CTR이 커지는 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 부하 저항(RFB) 값이 작아짐에 따라 주파수 대역폭이 현저하게 높아지는 것을 확인할 수 있다.

즉, 종합적으로 수광 트랜지스터에 흐르는 전류(ICE)가 커져야 DC 게인이 커지며, 이에 따라 주파수 대역폭이 커져 입출력 신호의 전달 특성이 우수해진다.

따라서, 본 발명에서는, 제한된 동작 전류(IFB)에 의해 CTR의 낮은 이득과 좁은 주파수 대역폭을 높일 수 있도록 별도의 회로를 추가한다.

상기 추가된 회로는 기존 제어회로의 동작 전류(IFB)에는 영향이 없으면서, 제어 전류(ICE)를 전류(IFB)에 비례하게 증가시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

110: 출력 전압 감지부
120: 광 발생부
130: 광 수신부

Claims (6)

1. 제 1 전압 단에 연결되며, 상기 제 1 전압 단에 의해 인가되는 전류를 동작 전류로 하여 출력 전압의 이상에 따른 세기의 광을 발생하는 광 발생부;
   제 2 전압 단 및 상제 3 전압 단에 연결되며, 상기 제 2 및 3 전압 단을 통해 각각 인가되는 전류를 동작 전류로 하여 상기 광을 수신하는 광 수신부; 및
   상기 출력 전압을 감지하고, 상기 감지한 출력 전압에 이상이 발생하는 시점에 상기 감지한 출력 전압에 대응하는 세기의 광이 발생하도록 하는 출력 전압 감지부를 포함하며,
   상기 광 발생부와 광 수신부는 전기적으로 서로 분리되고,
   상기 출력 전압 감지부는,
   상기 출력 전압을 감지하는 분압 저항과,
   상기 분압 저항에 의해 감지된 출력 전압과 기준 전위와의 오차를 증폭하는 션트 레귤레이터와,
   주파수에 따라 상기 분압 저항에 의해 감지된 출력 전압의 이득과 위상을 보정하는 필터부를 포함하는 출력 전압 조절 회로.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 광 발생부는,
   상기 광을 발생하는 발광 다이오드와,
   상기 제 1 전압 단과 상기 발광 다이오드 사이에 배치된 제 1 저항을 포함하는 출력 전압 조절 회로.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 광 수신부는,
   상기 광을 수신하는 수광 트랜지스터와,
   상기 제 2 전압 단과 상기 수광 트랜지스터 사이에 배치된 제 2 저항과,
   상기 제 3 전압 단과 상기 수광 트랜지스터 사이에 배치된 제 3 저항을 포함하는 출력 전압 조절 회로.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제 3 전압 단과 제 3 저항은, 상기 제 2 전압 단 동작 전류의 변화 없이, 상기 동작 전류에 비례하게 상기 광 수신부의 제어 전류를 증가시키는 출력 전압 조절 회로.
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6. 삭제

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