KR101610869B1 - 전원 공급 장치, 그 구동 방법 및 이를 포함하는 방범 시스템 - Google Patents

전원 공급 장치, 그 구동 방법 및 이를 포함하는 방범 시스템 Download PDF

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms

Abstract

전원 공급 장치, 그 구동 방법 및 이를 포함하는 방범 시스템이 개시된다. 전원 공급 장치는, 레귤레이터, 레귤레이터의 입력 전압을 전압 분배하는 복수의 저항, 분배된 전압과 복수의 기준 전압을 각각 비교하는 복수의 비교기, 그리고 레귤레이터 동작 결정부를 포함할 수 있다. 여기서, 레귤레이터 동작 결정부는 상기 복수의 비교기의 출력 신호가 제1 상태인 경우 인에이블 상태를 가지며 상기 복수의 비교기의 출력 신호가 제2 상태인 경우 디스인에이블 상태를 가지는 제1 신호를 레귤레이터로 출력할 수 있다.

Description

전원 공급 장치, 그 구동 방법 및 이를 포함하는 방범 시스템{POWER SUPPLY APPARATUS, DRIVING METHOD THEREOF, AND SECURITY SYSTEM INCLUING THE SAME}
본 발명은 전원 공급 장치, 그 구동 방법 및 이를 포함하는 방법 시스템에 관한 것이다.
전원 공급 장치는 외부로부터 입력되는 전압을 소정의 전압으로 변환하여 출력한다. 그리고 전원 공급 장치는 출력 전압을 안정화 시키기거나 다른 전압으로 변환하기 위해 레귤레이터(regulator)를 포함하고 있을 수 있다. 이러한 전원 공급 장치는 각종 전자기기 제품에 탑재되어 각종 전원을 발생시키며, 방법 시스템도 전원 공급 장치를 포함하고 있다.
한편, 전원 공급 장치는 레귤레이터에 입력되는 전압에 따라 레귤레이터의 동작 여부를 결정하는 전원 제어부를 포함한다. 전원 제어부는 레귤레이터에 입력되는 전압이 기준 전압보다 높은 경우 레귤레이터에 인에이블(enable) 신호를 전송하며 레귤레이터에 입력되는 전압이 기준 전압보다 낮은 경우에는 레귤레이터에 디스에이블(disable) 신호를 전송한다. 레귤레이터는 전원 제어부로부터 인에이블 신호를 수신하는 경우에는 동작하며 디스에이블 신호를 수신하는 경우에는 동작하지 않는다.
그러나, AC 정전 등으로 인해 레귤레이터에 입력되는 전압이 감소와 상승을 반복할 수 있다. 이로 인해, 전원 제어부는 디스에이블 신호와 인에이블 신호를 반복적으로 출력하게 되고, 레귤레이터는 정상 전압을 출력하거나 출력하지 못하는 동작을 반복하게 된다. 즉, 채터링(chattering) 현상처럼, 레귤레이터의 동작과 비동작이(레귤레이터의 출력 전압이 온/오프 됨) 반복하게 된다.
이와 같이 전원 공급 장치가 채터링 동작을 수행하는 경우, 전원 공급 장치가 탑재된 전체 시스템의 오작동 및 파손 등 심각한 문제를 일으킬 수 잇다.
본 발명이 해결하고 하는 과제는 채터링 현상을 막을 수 있는 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전원 공급 장치가 제공된다. 상기 전원 공급 장치는, 입력 전압을 안정화 시켜, 출력 전압을 출력하는 레귤레이터, 상기 입력 전압을 전압 분배하는 복수의 저항, 상기 분배된 전압과 복수의 기준 전압을 각각 비교하는 복수의 비교기, 그리고 상기 복수의 비교기의 출력 신호가 제1 상태인 경우 인에이블 상태를 가지며 상기 복수의 비교기의 출력 신호가 제2 상태인 경우 디스인에이블 상태를 가지는 제1 신호를, 상기 레귤레이터로 출력하는 레귤레이터 동작 결정부를 포함할 수 있다.
상기 레귤레이터는 상기 레귤레이터 동작 결정부로부터 상기 인에이블 상태를 가지는 상기 제1 신호를 수신하는 경우 정상 동작하며 상기 레귤레이터 동작 결정부로부터 상기 디스에이블 상태를 가지는 상기 제1 신호를 수신하는 경우 정상 동작을 멈출 수 있다.
상기 분배된 전압은 제1 내지 제3 전압을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 기준 전압은 제1 내지 제3 기준 전압을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 비교기는, 상기 제1 전압과 상기 제1 기준 전압을 비교하는 제1 비교기, 상기 제2 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하는 제2 비교기, 그리고 상기 제3 전압과 상기 제3 기준 전압을 비교하는 제3 비교기를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 비교기가 출력하는 신호가 모두 상기 제1 상태인 경우, 상기 레귤레이터 동작 결정부는 상기 인에이블 신호를 가지는 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 출력할 수 있으며, 상기 제1 내지 제3 비교기가 출력하는 신호가 모두 상기 제2 상태인 경우, 상기 레귤레이터 동작 결정부는 상기 디스에이블 신호를 가지는 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 출력할 수 있다.
상기 입력 전압이 감소하여 상기 제1 전압이 상기 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제1 비교기는 상기 제2 상태를 가지는 제1 출력 신호를 출력하고, 상기 입력 전압이 감소하여 상기 제2 전압이 상기 제2 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제2 비교기는 상기 제2 상태를 가지는 제2 출력 신호를 출력하며, 상기 입력 전압이 감소하여 상기 제3 전압이 상기 제3 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제3 비교기는 상기 제2 상태를 가지는 제3 출력 신호를 출력할 수 있다.
상기 제1 기준 전압은 상기 제2 기준 전압보다 높고, 상기 제2 기준 전압은 상기 제3 기준 전압보다 높을 수 있다.
상기 제2 상태를 가지는 상기 제1 출력 신호는 AC 정전 상태임을 나타내고, 상기 제2 상태를 가지는 상기 제2 출력 신호는 상기 레귤레이터로 상기 입력 전압을 공급하는 배터리가 저전압 상태임을 나타내며, 상기 제2 상태를 가지는 상기 제3 출력 신호는 상기 전원 공급 장치가 상기 출력 전압을 공급하지 못하는 상태임을 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입력 전압을 변환하여 출력하는 레귤레이터를 포함하는 전원 공급 장치를 구동하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 상기 입력 전압을 제1 내지 제3 전압으로 전압 분배하는 단계, 상기 입력 전압이 감소하여 상기 제 1 전압이 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 제1 신호를 생성하는 단계, 상기 입력 전압이 감소하여 상기 제2 전압이 제2 기준 전압보다 낮은 경우, 제2 신호를 생성하는 단계, 상기 입력 전압이 감소하여 상기 제3 전압이 제3 기준 전압보다 낮은 경우, 제3 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 제1 내지 제3 신호 생성시, 상기 레귤레이터의 동작을 멈추게 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 입력 전압이 상승하여, 상기 제1 전압이 상기 제1 기준 전압보다 높고 상기 제2 전압이 상기 제2 기준 전압보다 높고 상기 제3 전압이 상기 제3 기준 전압보다 높은 경우, 상기 레귤레이터를 정상 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 기준 전압은 AC가 정상적으로 입력될 시 입력되는 전압보다 낮고, 상기 제2 기준 전압은 상기 제1 기준 전압보다 낮으며, 상기 제3 기준 전압은 상기 제2 기준 전압보다 낮을 수 있다.
상기 입력 전압의 감소는 AC 정전 시 발생하며, 상기 입력 전압의 상승은 AC가 정상적으로 입력될 시 발생할 수 있다.
상기 제1 신호는 AC 정전 상태임을 나타내고, 상기 제2 신호는 상기 입력 전압을 공급하는 배터리가 저전압 상태임을 나타내며, 상기 제3 신호는 상기 전원 공급 장치가 상기 출력 전압을 공급하지 못하는 상태임을 나타낼 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 방법 시스템이 제공된다. 상기 방법 시스템은, 입력 전압을 변환하여 출력 전압을 공급하는 레귤레이터, AC 정전이 아닌 경우 상기 입력 전압을 공급하는 전원 변환부, AC 정전인 경우 상기 입력 전압을 공급하는 배터리, 상기 입력 전압에 대응하여 상기 레귤레이터의 동작 여부는 나타내는 제1 신호를 상기 레귤레이터로 출력하는 전원 제어부, 그리고 상기 출력 전압을 공급받아 동작하는 방범 제어부를 포함할 수 있다. 상기 전원 제어부는, 상기 입력 전압과 제1 기준 전압을 비교하여, 제2 신호를 출력하는 제1 비교기, 상기 입력 전압과 제2 기준 전압을 비교하여, 제3 신호를 출력하는 제2 비교기, 상기 입력 전압과 제3 기준 전압을 비교하여, 제4 신호를 출력하는 제3 비교기, 그리고 상기 제2 내지 제4 신호를 이용하여 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 출력하는 레귤레이터 동작 결정부를 포함할 수 있다.
상기 제2 내지 제4 신호는 상기 방법 제어부로 전송될 수 있다.
상기 입력 전압이 감소하여 상기 입력 전압이 상기 제3 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 레귤레이터 동작 결정부는 디스에이블 상태를 가지는 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 전송하며, 상기 입력 전압이 증가하여 상기 입력 전압이 상기 제1 기준 전압보다 높은 경우, 상기 레귤레이터 동작 결정부는 에이블 상태를 가지는 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 전송할 수 있다.
상기 제2 신호는 상기 AC 정전의 상태임을 나타내고, 상기 제3 신호는 상기 배터리의 저전압 상태임을 나타내며, 상기 제4 신호는 상기 레귤레이터가 상기 출력 전압을 상기 방범 제어부로 공급하지 못하는 상태임을 나타낼 수 있다.
상기 제1 기준 전압은 상기 전원 변환부가 상기 입력 전압을 공급할 시의 상기 입력 전압보다 낮고, 상기 제2 기준 전압은 상기 제1 기준 전압보다 낮으며, 상기 제3 기준 전압은 상기 제2 기준 전압보다 낮을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 비교기를 사용하여 입력 전압에 따라 레귤레이터의 동작 여부를 결정함으로써, 전원 공급 장치의 채터링 현상을 막을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방범 시스템(1000)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치(300)의 동작을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치는 채터링(chattering) 현상을 막기 위해 복수의 비교기를 사용하며, 복수의 비교기를 통해 레귤레이터의 인에이블(enable) 신호 및 디스에이블(disable) 신호를 생성한다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치, 그 구동 방법 및 이를 포함하는 방법 시스템에 대하여 이하에서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방범 시스템(1000)을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방범 시스템(1000)은 AC-DC 변환부(100), 배터리(200), 전원 공급 장치(300) 및 방범 제어부(400)를 포함한다.
AC-DC 변환부(100)는 외부에서 입력되는 AC 전원을 소정의 DC 전원(Vin)으로 변환하여 전원 공급 장치(300)에 공급한다. 외부로부터 입력되는 AC 전원은 110V ~ 220V AC 전압 이나 전원 공급 장치(300) 또는 방범 제어부(400)의 정격 전압은 일반적으로 더욱 낮은 DC 전압이다. 따라서, AC-DC 변환부(100)는 외부의 AC 전압을 소정의 DC 전압으로 변환하여 전원 공급 장치(300)에 공급한다. 이러한 AC-DC 변환부(100)는 SMPS(Switched Mode Power Supply)로 구현될 수 있으며 이는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.
한편, AC 정전 시에는 AC-DC 변환부(100)는 DC 전원(Vin)을 전원 공급 장치(300)에 공급하지 못한다. 그리고 도 1에서는 AC-DC 변환부(100)가 전원 공급 장치(300)와 별도로 나타내었지만 AC-DC 변환부(100)는 전원 공급 장치(300)에 포함될 수 있다.
배터리(200)는 AC 정전 시 전원 공급 장치(300)에 별도의 전원(Vin)을 공급한다. 배터리(200)는 일차 전지 또는 이차 전지로 구현될 수 있다. 배터리(200)가 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로 구현되는 경우, 배터리(200)는 AC-DC 변환부(100)에서 출력되는 전원을 입력 받아 충전될 수 있다. 한편, 배터리(200)는 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(nickel metal hydride battery), 리듐-이온 전지(lithium ion battery), 리듐 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등이 될 수 있다.
전원 공급 장치(300)는 AC 정전이 아닌 경우에는 AC-DC 변환부(100)로부터 전압(Vin)을 입력 받으며 AC 정전인 경우에는 배터리(200)로부터 전압(Vin)을 입력 받는다. 전원 공급 장치(300)는 입력 전압(Vin)을 변환하여 출력 전압(Vout)을 생성하며, 출력 전압(Vout)을 방범 제어부(400)로 공급한다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치(300)는 입력 전압(Vin)의 변화를 감지하며, 감지한 입력 전압(Vin)을 통해 AC 정전에 대응하는 신호(S1), 배터리 저전압에 대응하는 신호(S2) 및 전원 차단에 대응하는 신호(S3)를 생성한다. 전원 공급 장치(300)는 생성한 신호(S1, S2, S3)를 방범 제어부(400)로 전송한다.
방범 제어부(400)는 전원 공급 장치(300)로부터 전압(Vout)을 입력 받아 동작하며, 방범 시스템(1000)을 전체적으로 관리한다. 방범 제어부(400)는 내부에 마이크로프로세서를 포함하고 있는데, 전압(Vout)은 마이크로프로세서를 동작시키는데 사용될 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 방범 제어부(400)는 전원 공급 장치(300)로부터 신호(S1, S2, S3)를 수신한다. 즉, 방범 제어부(400)는 전원 공급 장치(300)로부터 AC 정전에 대응하는 신호(S1)를 수신하는 경우에는 현재 AC가 정전 상태임을 확인할 수 있다. 방범 제어부(400)는 전원 공급 장치(300)로부터 배터리 저전압에 대응하는 신호(S2)를 수신하는 경우 배터리(200)가 수명을 다하여 교체하거나 충전시켜야 됨을 알 수 있다. 그리고 방범 제어부(400)는 전원 공급 장치(300)로부터 전원 차단에 대응하는 신호(S3)를 수신하는 경우 전원 공급 장치(300)가 전압(Vout)을 공급하지 못하여 방범 제어부(400)가 동작하지 못하는 상황임을 알 수 있다. 방범 제어부(400)를 관리하는 관리자는 이러한 각 상태 정보(S1, S2, S3)를 통해 적절한 조치를 취할 수 있다.
한편, 도 1에서는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치(300)가 방범 시스템(1000)에 사용되는 경우에 대해서 나타내었지만 전원 공급 받아 구동되는 다른 시스템에도 적용될 수 있음은 당연하다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치(300)에 대해서 좀 더 상세하게 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치(300)는 전원 제어부(320) 및 레귤레이터(regulator)(340)를 포함한다.
전원 제어부(320)는 입력 전압(Vin)에 대응하여 레귤레이터(340)의 동작 여부를 나태는 신호(S4)를 생성하며, 생성한 신호(S4)를 레귤레이터(340)로 전송한다. 그리고 전원 제어부(320)는 입력 전압(Vin)에 대응하여 신호(S1, S2, S3) 생성하며, 생성한 신호(S1, S2, S3)를 방범 제어부(400)로 전송한다. 레귤레이터(340)로 전송되는 신호(S4)는 신호(S1, S2, S3)에 대응하여 생성된다. 입력 전압(Vin)에 따라 전원 제어부(320)가 생성하는 신호(S1, S2, S3, S4)에 대해선 아래의 도 2에서 상세히 설명한다.
전원 제어부(320)는 복수의 저항(R1~R4), 복수의 비교기(321~323) 및 레귤레이터 동작 결정부(324)를 포함한다.
복수의 저항(R1~R4)은 레귤레이터(340)의 입력단과 접지 사이에 서로 직렬로 연결된다. 따라서, 입력 전압(Vin)은 서로 직렬로 연결된 복수의 저항(R1~R4)에 의해 각각 전압 분배된다. 즉, 복수의 저항(R1~R4)의 저항 값에 의해, 입력 전압(Vin)은 전압 분배된다. 도 1에서는 복수의 저항(R1~R4)에 의해 분배되는 전압 값을 V1, V2, V3로 나타내었다.
비교기(321)의 비반전 단자(+)에 전압(V1)이 입력되며 반전 단자(-)에는 기준 전압(Vth1)이 입력되며, 비교기(321)는 두 전압(V1, Vth1)을 비교하여 신호(S1)를 출력한다. 즉, 비교기(321)는 전압(V1)이 기준 전압(Vth1)보다 높은 경우 하이(High) 상태를 가지는 신호(S1)를 출력하며 전압(V1)이 기준 전압(Vth1)보다 낮은 경우 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S1)를 출력한다.
비교기(322)의 비반전 단자(+)에 전압(V2)이 입력되며 반전 단자(-)에는 기준 전압(Vth2)이 입력되며, 비교기(322)는 두 전압(V2, Vth2)을 비교하여 신호(S2)를 출력한다. 즉, 비교기(322)는 전압(V2)이 기준 전압(Vth2)보다 높은 경우 하이(High) 상태를 가지는 신호(S2)를 출력하며 전압(V2)이 기준 전압(Vth2)보다 낮은 경우 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S2)를 출력한다.
비교기(323)의 비반전 단자(+)에 전압(V3)이 입력되며 반전 단자(-)에는 기준 전압(Vth3)이 입력되며, 비교기(323)는 두 전압(V3, Vth3)을 비교하여 신호(S3)를 출력한다. 즉, 비교기(323)는 전압(V3)이 기준 전압(Vth3)보다 높은 경우 하이(High) 상태를 가지는 신호(S3)를 출력하며 전압(V3)이 기준 전압(Vth3)보다 낮은 경우 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S3)를 출력한다.
비교기(321)의 출력 신호(S1), 비교기(322)의 출력 신호(S2) 및 비교기(323)의 출력 신호(S3)는 레귤레이터 동작 결정부(324)로 입력되며, 레귤레이터 동작 결정부(324)는 입력 받은 신호(S1, S2, S3)에 대응하여 레귤레이터(340)의 동작 여부를 나타내는 신호(S4)를 출력한다. 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터 동작 결정부(324)는 입력 받은 신호(S1, S2, S3)가 모두 로우(Low)인 경우에 디스에이블(Disable) 상태인 신호(S4)를 출력한다. 그리고 레귤레이터 동작 결정부(324)는 입력 받은 신호(S1, S2, S3)가 모두 하이(High)인 경우에 인에이블(Enable) 상태인 신호(S4)를 출력한다. 레귤레이터 동작 결정부(324)는 AND 게이트, OR 게이트 등의 로직 회로(logic circuit)로 구현 가능하며, 상기와 같은 동작을 수행하도록 로직 회로를 구현하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.
레귤레이터(340)는 입력 전압(Vin)을 안정화 시켜 소정의 출력 전압(Vout)을 생성한다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 레귤레이터(340)는 레귤레이터 동작 결정부(324)로부터 인에이블 신호를 상태를 가지는 신호(S1)를 수신하는 경우 정상 동작하며, 레귤레이터 동작 결정부(324)로부터 디스에이블 상태를 가지는 신호(S2)를 수신하는 경우 정상 동작하지 않는다.
한편, 입력 전압(Vin)이 감소하여 비교기(321)에 의해 출력되는 신호(S1)가 로우(Low)인 경우, 이는 AC 정전임을 나타낸다. 입력 전압(Vin)이 감소하여 비교기(322)에 의해 출력되는 신호(S2)가 로우(Low)인 경우, 배터리(200)의 저전압 상태임을 나타낸다. 그리고 입력 전압(Vin)이 더욱 감소하여 비교기(323)에 의해 출력되는 신호(S3)가 로우(Low)인 경우, 전원 공급 장치(300)가 전원을 공급하지 못함을 나타낸다. 여기서, 신호(S1~S3)가 상기 각 상황 정보를 나타내도록 기준 전압(Vth1 ~ Vth3)의 값을 설정할 수 있다. 즉, 기준 전압(Vth1)은 AC 정전이 아닌 경우에 입력되는 입력 전압(Vin)보다 낮은 값으로 설정되고, 기준 전압(Vth2)는 기준 전압(Vth1)보다 낮은 값으로 설정되며, 기준 전압(Vth3)는 기준 전압(Vth2)보다 낮은 값으로 설정될 수 있다.
이와 같이 각 비교기(321, 322, 323)에서 출력되는 신호(S1, S2, S3)는 방범 제어부(400)로 전송되며, 방범 제어부(400)는 신호(S1, S2, S3)를 통해 각 상황 정보를 파악할 수 있다.
이하에서는 도2를 참조하여, 각 비교기(321, 322, 323)에서 출력되는 신호(S1, S2, S3), 그리고 레귤레이터 동작 결정부(324)에서 출력되는 신호(S4)가 입력 전압(Vin)에 대응하여 생성되는 방법을 좀 더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치(300)의 동작을 나타내는 도면이다.
AC 정전이 발생 되기 전에는 AC-DC 변환부(100)가 정상 동작하여 입력 전압(Vin)도 정상적으로 입력된다. 즉, 시점(t1) 이전에는 입력 전압(Vin)이 정상 입력되며, 전압(V1, V2, V3)는 각각 기준 전압(Vth1, Vth2, Vth3)보다 높아 신호(S1, S2, S3)은 하이(High) 상태가 된다. 따라서 레귤레이터 동작 결정부(324)는 인에이블 상태를 가지는 신호(S4)를 출력하며, 레귤레이터(340)도 정상 동작한다.
시점(t1)에서 AC 정전이 발생하는 경우, AC-DC 변환부(100)는 정상 동작하지 않으며 이때 배터리(200)가 전압(Vin)을 출력한다. 배터리(200)가 동작되면서 배터리(200)에 충전된 전압이 방전을 시작하며, 이로 인해 입력 전압(Vin)이 감소하기 시작한다. 즉, 시점(t1)에서 배터리(200)가 방전을 하는 경우, 전압(Vin)도 AC-DC 변환부(100)의 정상 동작 시의 전압보다 낮아지며, 전압(V1)도 낮아진다. 이때, 전압(V1)이 기준 전압(Vth1)보다 낮아지고, 비교기(321)는 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S1)를 출력한다. 시점(t1)에서 전압(V2, V3)는 각각 기준 전압(Vth2, Vth3)보다 높으며, 신호(S2, S3)는 하이(High) 상태를 유지한다. 이러한 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S1)은 방범 제어부(400)로 전송되며, 방범 제어부(400)는 AC 정전 상태임을 파악할 수 있다.
배터리(200)가 계속 방전되어 전압(Vin)도 더욱 낮아지며, 시점(t2)에서 전압(V2)이 기준 전압(Vth2)보다 낮게 된다. 이때, 비교기(322)는 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S2)를 출력하며, 비교기(321)도 로우(low) 상태를 가지는 신호(S1)를 출력한다. 한편, 시점(t2)에서 전압(V3)는 기준 전압(Vth3)보다 높아, 신호(S3)는 하이(High) 상태를 유지한다. 이러한 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S2)는 방범 제어부(400)로 전송되며, 방범 제어부(400)는 배터리(200)의 저전압 상태를 파악할 수 있다.
배터가(200)가 더욱 방전되어 전압(Vin)이 낮아져, 시점(t3)에서 전압(V3)이 기준 전압(Vth3)보다 낮게 된다. 이때, 비교기(323)는 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S3)를 출력한다. 한편, 시점(t3)에서 신호(S1, S2)는 로우(Low) 상태를 계속 유지한다. 이러한 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S3)는 방범 제어부(400)로 전송되며, 방범 제어부(400)는 전원 공급 장치(300)가 전원을 공급하지 못하는 상황을 파악할 수 있다.
시점(t3)에서는 비교기(321, 322, 323)가 모두 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S1, S2, S3)를 출력한다. 레귤레이터 동작 결정부(324)는 신호(S1, S2, S3)가 모두 로우(Low) 상태가 되는 순간 디스에이블(Disable) 상태를 가지는 신호(S4)를 출력한다. 이러한 디스에이블 상태를 가지는 신호(S4)는 레귤레이터(340)로 전송되며, 레귤레이터(340)는 정상 동작을 멈추게 되어 출력 전압(Vout)은 출력되지 않는다. 즉, 출력 전압(Vout)은 0V(그라운드)가 된다.
레귤레이터(340)가 동작하지 않는 경우 전원 공급 장치(300)의 부하(load)가 작아져 입력 전압(Vin)이 상승하게 된다. 즉, 시점(t4)에서 입력 전압(Vin)이 상승하게 된다. 이때, 전압(V3)이 기준 전압(Vth3)보다 높게 되며, 비교기(323)는 하이(High) 신호를 가지는 신호(S3)를 출력한다. 한편, 비교기(321, 322)는 로우 (Low) 상태를 가지는 신호(S1, S2)를 계속 출력한다.
입력 전압(Vin)이 상승하여 시점(t5)에서 전압(V2)이 기준 전압(Vth2)보다 높게 되며, 비교기(322)는 하이(High) 상태를 가지는 신호(S2)를 출력한다. 이때, 비교기(323)는 하이(High) 상태를 가지는 신호(S3)를 출력하나, 비교기(321)는 로우(Low) 상태를 가지는 신호(S3)를 출력한다.
AC 정전 상태가 해소되어 AC가 입력되는 시점(t6)에서, 입력 전압(Vin)은 정상 전압의 상태가 된다. 이때, 전압(V1)이 기준 전압(Vth1)보다 높게 되며, 비교기(321)는 하이(High) 상태를 가지는 신호(S1)를 출력한다. 한편, 비교기(322, 323)는 하이(High) 상태를 가지는 신호(S2, S3)를 계속 출력한다. 시점(t6)에서 신호(S1, S2, S3)가 모두 하이(High) 상태가 되며, 레귤레이터 동작 결정부(324)는 인에이블(Enable) 상태를 가지는 신호(S4)를 출력한다. 이에 따라, 레귤레이터(340)는 정상 동작하며 정상 출력 전압(Vout)을 출력한다.
일반적으로 AC 정전이 되는 경우 입력 전압(Vin)은 감소하거나 상승하는 것을 반복하게 되고, 이로 인해 레귤레이터의 출력 전압이 정상 출력되거나 출력되지 않는 동작을 반복할 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 입력 전압(Vin)을 감지할 수 있는 복수의 비교기(321, 322, 323)를 두고, 복수의 비교기(321, 322, 323)가 출력하는 신호(S1, S2, S3)가 모두 로우(Low) 상태인 경우 레귤레이동작 결정부(324)는 디스에이블 상태를 가지는 신호(S4)를 출력한다. 그리고 복수의 비교기(321, 322, 323)가 출력하는 신호(S1, S2, S3)가 모두 하이(High) 상태인 경우 레귤레이터 동작 결정부(324)는 인에이블 상태를 가지는 신호(S4)를 출력한다. 이를 통해, 도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 입력 전압(Vin)이 변동하더라도, 전원 공급 장치(300)는 채터링 동작을 수행하지 않는다.
도 2에서는 입력 전압(Vin)이 감소하는 이유로 AC 정전으로 인한 배터리(200)의 방전으로 설명하였지만, 다른 경우에도 입력 전압(Vin)이 감소할 수 있다. 전원 공급 장치(300)의 부하가 높은 경우에도 입력 전압(Vin)이 감소할 수 있으며, 다른 전원 공급 장치의 부하가 높아져 입력 전압(Vin)이 감소할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 입력 전압(Vin)이 감소하여 전원 공급 장치(300)에 채터링 현상이 발생되는 경우에 적용될 수 있음은 당연하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 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.

Claims (17)

  1. 입력 전압을 안정화 시켜, 출력 전압을 출력하는 레귤레이터,
    상기 입력 전압을 전압 분배하는 복수의 저항,
    상기 분배된 전압과 복수의 기준 전압을 각각 비교하는 복수의 비교기, 그리고
    상기 복수의 비교기의 출력 신호가 제1 상태인 경우 인에이블 상태를 가지며 상기 복수의 비교기의 출력 신호가 제2 상태인 경우 디스에이블 상태를 가지는 제1 신호를, 상기 레귤레이터로 출력하는 레귤레이터 동작 결정부를 포함하는 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레귤레이터는 상기 레귤레이터 동작 결정부로부터 상기 인에이블 상태를 가지는 상기 제1 신호를 수신하는 경우 정상 동작하며 상기 레귤레이터 동작 결정부로부터 상기 디스에이블 상태를 가지는 상기 제1 신호를 수신하는 경우 정상 동작을 멈추는 전원 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분배된 전압은 제1 내지 제3 전압을 포함하고, 상기 복수의 기준 전압은 제1 내지 제3 기준 전압을 포함하며,
    상기 복수의 비교기는,
    상기 제1 전압과 상기 제1 기준 전압을 비교하는 제1 비교기,
    상기 제2 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하는 제2 비교기, 그리고
    상기 제3 전압과 상기 제3 기준 전압을 비교하는 제3 비교기를 포함하는 전원 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 비교기가 출력하는 신호가 모두 상기 제1 상태인 경우, 상기 레귤레이터 동작 결정부는 상기 인에이블 신호를 가지는 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 출력하며,
    상기 제1 내지 제3 비교기가 출력하는 신호가 모두 상기 제2 상태인 경우, 상기 레귤레이터 동작 결정부는 상기 디스에이블 신호를 가지는 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 출력하는 전원 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입력 전압이 감소하여 상기 제1 전압이 상기 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제1 비교기는 상기 제2 상태를 가지는 제1 출력 신호를 출력하고,
    상기 입력 전압이 감소하여 상기 제2 전압이 상기 제2 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제2 비교기는 상기 제2 상태를 가지는 제2 출력 신호를 출력하며,
    상기 입력 전압이 감소하여 상기 제3 전압이 상기 제3 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제3 비교기는 상기 제2 상태를 가지는 제3 출력 신호를 출력하는 전원 공급 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압은 상기 제2 기준 전압보다 높고, 상기 제2 기준 전압은 상기 제3 기준 전압보다 높은 전원 공급 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 상태를 가지는 상기 제1 출력 신호는 AC 정전 상태임을 나타내고,
    상기 제2 상태를 가지는 상기 제2 출력 신호는 상기 레귤레이터로 상기 입력 전압을 공급하는 배터리가 저전압 상태임을 나타내며,
    상기 제2 상태를 가지는 상기 제3 출력 신호는 상기 전원 공급 장치가 상기 출력 전압을 공급하지 못하는 상태임을 나타내는 전원 공급 장치.
  8. 입력 전압을 변환하여 출력하는 레귤레이터를 포함하는 전원 공급 장치를 구동하는 방법으로서,
    상기 입력 전압을 제1 내지 제3 전압으로 전압 분배하는 단계,
    상기 입력 전압이 감소하여 상기 제 1 전압이 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 제1 신호를 생성하는 단계,
    상기 입력 전압이 감소하여 상기 제2 전압이 제2 기준 전압보다 낮은 경우, 제2 신호를 생성하는 단계,
    상기 입력 전압이 감소하여 상기 제3 전압이 제3 기준 전압보다 낮은 경우, 제3 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 제1 내지 제3 신호 생성시, 상기 레귤레이터의 동작을 멈추게 하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 입력 전압이 상승하여, 상기 제1 전압이 상기 제1 기준 전압보다 높고 상기 제2 전압이 상기 제2 기준 전압보다 높고 상기 제3 전압이 상기 제3 기준 전압보다 높은 경우, 상기 레귤레이터를 정상 동작시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압은 AC가 정상적으로 입력될 시 입력되는 전압보다 낮고, 상기 제2 기준 전압은 상기 제1 기준 전압보다 낮으며, 상기 제3 기준 전압은 상기 제2 기준 전압보다 낮은 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 입력 전압의 감소는 AC 정전 시 발생하며, 상기 입력 전압의 상승은 AC가 정상적으로 입력될 시 발생하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 신호는 AC 정전 상태임을 나타내고,
    상기 제2 신호는 상기 입력 전압을 공급하는 배터리가 저전압 상태임을 나타내며,
    상기 제3 신호는 상기 전원 공급 장치가 상기 출력 전압을 공급하지 못하는 상태임을 나타내는 방법.
  13. 입력 전압을 변환하여 출력 전압을 공급하는 레귤레이터,
    AC 정전이 아닌 경우 상기 입력 전압을 공급하는 전원 변환부,
    AC 정전인 경우 상기 입력 전압을 공급하는 배터리,
    상기 입력 전압에 대응하여 상기 레귤레이터의 동작 여부는 나타내는 제1 신호를 상기 레귤레이터로 출력하는 전원 제어부, 그리고
    상기 출력 전압을 공급받아 동작하는 방범 제어부를 포함하며,
    상기 전원 제어부는,
    상기 입력 전압과 제1 기준 전압을 비교하여, 제2 신호를 출력하는 제1 비교기,
    상기 입력 전압과 제2 기준 전압을 비교하여, 제3 신호를 출력하는 제2 비교기,
    상기 입력 전압과 제3 기준 전압을 비교하여, 제4 신호를 출력하는 제3 비교기, 그리고
    상기 제2 내지 제4 신호를 이용하여 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 출력하는 레귤레이터 동작 결정부를 포함하는 방범 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 내지 제4 신호는 상기 방범 제어부로 전송되는 방법 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 입력 전압이 감소하여 상기 입력 전압이 상기 제3 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 레귤레이터 동작 결정부는 디스에이블 상태를 가지는 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 전송하며,
    상기 입력 전압이 증가하여 상기 입력 전압이 상기 제1 기준 전압보다 높은 경우, 상기 레귤레이터 동작 결정부는 인에이블 상태를 가지는 상기 제1 신호를 상기 레귤레이터로 전송하는 방범 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 신호는 상기 AC 정전의 상태임을 나타내고,
    상기 제3 신호는 상기 배터리의 저전압 상태임을 나타내며,
    상기 제4 신호는 상기 레귤레이터가 상기 출력 전압을 상기 방범 제어부로 공급하지 못하는 상태임을 나타내는 방범 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압은 상기 전원 변환부가 상기 입력 전압을 공급할 시의 상기 입력 전압보다 낮고, 상기 제2 기준 전압은 상기 제1 기준 전압보다 낮으며, 상기 제3 기준 전압은 상기 제2 기준 전압보다 낮은 방범 시스템.
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