KR101731519B1 - 전원공급장치 및 그를 이용한 전원공급방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 포함하는 전원공급장치 및 그를 이용한 전원공급방법을 제공하는 것이다.
본 실시예는 입력전압을 공급하는 전원공급부, 입력전압을 공급받아 컨버팅하여 출력전압을 부하에 공급하는 전력변환부, 전력변환부를 제어하는 제어부, 및 입력전압을 센싱하고 제1센싱신호를 출력하는 제1센싱부를 포함하되, 제어부는 제1센싱신호에 대응하여 전원공급부에서 전력변환부로 공급되는 전원을 차단하는 전원공급장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.

Description

전원공급장치 및 그를 이용한 전원공급방법{POWER SUPPLIER AND POWER SUPPLY METHOD USING THE SAME}
본 발명은 전원공급장치 및 그를 이용한 전원공급방법에 관한 것이다.
일반적으로 전원공급장치는 입력전압이 가변되더라도 출력전압을 일정하게 할 수 있다. 이를 위해 전원공급장치는 PWM(Pulse Width Modulation) 또는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 등의 방법을 이용하여 출력전압을 일정하게 제어할 수 있다. 이러한 전원공급장치는 대량으로 생산되어 이상 상황이 발생할 수 있고 이러한 이상상황이 발생할 수 있는 상태에서 전원공급장치 및/또는 부하를 보호할 수 있는 보호회로가 필요하다.
KR 2006-0007919호 (2014.07.01 공개) US 2014-0126248 (2014.05.08 공개)
본 발명의 목적은, 과전류로 인한 회로손상을 방지하는 전원공급장치 및 그를 이용한 전원공급방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1실시형태는, 입력전압을 공급하는 전원공급부, 입력전압을 공급받아 컨버팅하여 출력전압을 부하에 공급하는 전력변환부, 전력변환부를 제어하는 제어부, 및 입력전압을 센싱하고 제1센싱신호를 출력하는 제1센싱부를 포함하되, 제어부는 제1센싱신호에 대응하여 전원공급부에서 전력변환부로 공급되는 전원을 차단하는 전원공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2실시형태는, 전원공급부로부터 입력전압을 공급받아 컨버팅하여 출력전압을 생성하고 출력전압을 부하에 공급하는 전원공급방법에 있어서, 입력전압을 컨버팅하여 출력전압을 생성하는 단계, 입력전압을 센싱하는 단계, 및 센싱된 입력전압의 크기가 제1기준값 이상이면, 전원공급부로부터 입력전압의 공급을 차단하는 단계를 포함하는 전원공급방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전원공급장치 및 그를 이용한 전원공급방법에 의하면, 회로에 대기 모드 시에 소비되는 전력을 감소시킬 수 있어 전원공급장치의 효율을 높일 수 있다. 또한, 전원장치의 크기를 작게 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전원공급장치의 제1실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전원공급장치의 제2실시예를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제어부에 채용된 보호회로의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제어부에 채용된 신호발생부의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 도 4와 도 5에 도시된 보호회로 및 신호발생부가 정상동작 시의 타이밍도이다.
도 7은 도 4에 도시된 보호회로에서 이상이 검출되는 경우의 타이밍도이다.
도 8은 도 5에 도시된 신호발생부에서 이상이 검출되는 경우의 타이밍도이다.
도 9는 도 1에 도시된 전원공급장치의 동작을 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 전원공급장치 및 그를 이용한 전원공급방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배열은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전원공급장치의 제1실시예를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 전원공급장치(100)는 입력전압(VDRV)을 공급하는 전원공급부(110), 입력전압(VDRV)을 공급받아 컨버팅하여 출력전압(VO)을 부하(160)에 공급하는 전력변환부(120), 전력변환부(120)를 제어하는 제어부(130), 및 입력전압(VDRV)을 센싱하고 센싱신호를 출력하는 제1센싱부(140)를 포함할 수 있다.
전원공급부(110)는 소정의 크기를 갖는 입력전압을 생성하여 전력변환부(120)에 전달할 수 있다. 전원공급부(110)는 소정의 전압을 공급하는 배터리일 수 있고 역률을 보사하는 PFC(Power factor correction), DC/DC 컨버터일수도 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
전력변환부(120)는 입력전압(VDRV)의 크기가 변하더라도 일정한 크기의 출력전압(VO)을 생성하여 출력할 수 있다. 전력변환부(120)는 제어부(130)로부터 제어신호를 전달받아 입력전압(VDRV)의 크기에 대응하여 출력전압을 생성할 수 있다. 또한, 전력변환부(120)는 부하(160)의 크기에 따라 출력전압이 변경되는 것을 방지할 수 있다. 전력변환부(120)는 부하(160)에 연결되어 부하(160)에 일정한 크기의 출력전압(VO)을 공급할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(130)는 전력변환부(120)를 제어하여 일정한 크기의 출력전압이 전력변환부에서 출력되도록 할 수 있다. 또한, 제어부는 전원공급부에서 공급되는 입력전압의 크기에 대응하여 전원공급장치(100)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 제어부(130)는 고정이 발생되었다고 판단되면, 플래그신호를 발생시켜 전원공급부(110)에서 입력전압(VDRV)이 전력변환부(120)로 전달되지 않도록 할 수 있다. 제어부(130)는 전원공급부(110)에서 전력변환부(120)의 경로를 차단할 수도 있고 전원공급부(110)의 동작을 정지시킬수도 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제어부(130)는 출력전압(VO)에 의해 부하(160)에 흐르는 전류의 크기에 대응하여 제어신호를 발생시켜 출력전압(VO)이 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 부하(160)에 흐르는 전류가 소정치 이상을 초과하는 경우 고장으로 판단하고 제어부(130)에서 출력되는 제어신호가 일정 시간 동안 출력되지 않도록 할 수 있다. 제어신호(GATE)가 출력되지 않게 되면, 전력변환부(120)가 동작을 정지하게 될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1센싱부(140)는 입력전압(VDRV)의 크기를 센싱한 센싱신호(LSN)를 제어부(130)에 전달할 수 있다. 제1센싱부(140)는 입력전압(VDRV)이 입력되는 입력단에 연결될 수 있다. 고정여부를 판단 입력전압(VDRV)의 크기를 제어부(130)에 전달하여 제어부(130)에서 고장여부를 판단하도록 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전원공급장치(100)는 부하(160)에 흐르는 전류의 크기를 센싱한 센싱신호(CS)를 제어부(130)에 전달하는 제2센싱부(150)를 포함할 수 있다. 제2센싱부(150)는 부하(160)와 전력변환부(120) 사이에 연결될 수 있다. 제어부(130)는 제2센싱부(150)에서 센싱된 센싱신호(CS)에 의해 고장여부를 판단하도록 할 수 있다. 만약, 제2센싱부(150)가 부하(160)에 흐르는 전류를 센싱하지 못하더라도 제1센싱부(140)에서 입력전압(VDRV)을 센싱할 수 있어 고장에 대응할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(130)는 신호발생부(131)와 보호회로(132)를 포함할 수 있다.
신호발생부(131)는 제어신호(GATE)를 발생시켜 전력변환부(120)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 신호발생부(131)는 제2센싱부(150)에서 센싱된 센싱신호(CS)에 따라 제어신호(Gate)가 출력되도록 하여 입력전압(VDRV)이 변하더라도 출력전압(VO)의 크기가 일정하게 할 수 있다. 또한, 신호발생부(131)는 제2센싱부(150)에서 센싱된 센싱신호(CS)가 소정값 이상이면 일정 시간 동안 출력되지 않도록 함으로써 부하(160)에 과전류가 공급되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 보호회로(132)는 제1센싱부(140)에서 센싱된 센싱신호(LSN)를 출력할 수 있다. 제어부(130)는 센싱신호(LSN)의 크기에 대응하여 전원공급부(110)의 동작을 정지시킬 수 있다. 즉, 제1센싱부(140)에서 센싱된 센싱신호(LSN)가 소정 시간 동안 소정값 이상이되면 전원공급장치(100)가 고장난 것으로 판단을 하여 플래그 신호(FLAG)를 발생시켜 전원공급부(110)의 동작을 정지시킬 수 있다. 또한, 제1센싱부(140)에서 센싱된 센싱신호(LSN)가 소정 시간 동안 소정값 이상이되면 보호회로(132)는 신호발생부(131)로 제어신호가 일정시간 이상 출력되지 않도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전원공급장치의 제2실시예를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 전원공급장치(100a)는 전원공급부(110a), 전력변환부(120a), 제어부(130a), 제1센싱부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 전원공급장치(100a)는 제2센싱부(150a)를 더 포함할 수 있다.
전원공급부(110a)는 전력변환부(120a)와 연결되어 소정의 입력전압(VDRV)을 전력변환부(120a)에 전달할 수 있다. 전원공급부(110a)에는 입력전압(VDRV)을 충전하는 입력캐패시터(Cin)가 연결될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
전력변환부(120)는 인덕터(L), 스위치부(M1), 다이오드(D)를 포함할 수 있다. 또한, 전력변환부(120)는 출력전압을 충전하는 출력캐패시터(Co)를 포함할 수 있다. 출력캐패시터(Co)에 충전된 전압은 부하(160a)에 공급되어 부하에 일정한 크기의 전류가 흐를 수 있도록 할 수 있다. 여기서, 부하(160a)는 복수의 발광다이오드(Light emitting diode)로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전력변환부(120)는 스위치부(M1)의 스위칭동작에 의해 입력전압(VDRV)에 의해 흐르는 전류를 변화시켜 인덕터(L)에 기전력이 발생하도록 하여 출력전압(VO)이 생성될 수 있다. 즉, 스위치부(M1)가 턴온되면 전류가 인덕터(L)와 스위치부(M1)를 통해 흐르게 되어 인덕터(L)에 흐르는 전류가 증가할 수 있고 스위치부(M1)가 턴오프되면 스위치부(M1)에 전류가 흐르지 않을 수 있어 인덕터(L)에 흐르는 전류의 양이 변화되어 기전력이 발생될 수 있다. 이때, 스위치부(M1)가 턴오프될 때 인덕터(L)에 흐르는 전류가 감소하는데, 감소되는 전류는 다이오드(D) 방향을 흐를 수 있다. 전력변환부(120)의 인덕터(L)에 흐르는 전류는 소정의 평균값을 갖도록 하는 평균전류제어가 될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 스위치부(M1)는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 트랜지스터는 MOS 트랜지스터, FET, BJT일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제어신호(GATE)는 트랜지스터의 게이트전극에 전달될 수 있다. 전력변환부(120a)는 벅컨버터일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(130a)는 제1센싱부(140a)에서 입력되는 센싱신호의 크기에 따라 플래그 신호를 발생시킬 수 있다. 제어부(130a)는 플래그신호(FLAG)에 의해 전원공급장치(100)의 고장여부를 판단할 수 있다. 플래그신호(FLAG)는 고장으로 인해 점선으로 표시된 a 및/또는 c가 연결되는 경우에 발생할 수 있다. 플래그 신호(FLAG)는 전원공급부(110a)에 전달될 수 있으며, 플래그신호(FLAG)가 발생되면 전원공급부(110a)로부터 입력전압(VDRV)이 전력변환부(120a)로 전달되지 않게 할 수 있다. 전원공급부(110a)가 동작을 정지하거나 전원공급부(110a)와 전력변환부(120a)의 연결이 차단되면 입력전압(VDRV)은 전력변환부(120a)로 전달되지 않을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제어부(130a)는 스위치부(M1)에 제어신호(GATE)를 전달하고 입력전압(VDRV)을 컨버팅하여 출력전압(VO)을 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130a)는 제2센싱부(150a)를 통해 부하(160a)에 흐르는 전류의 크기를 센싱하여 제어신호(GATE)를 조절함으로써 입력전압(VDRV)의 크기가 변하더라도 일정한 출력전압(VO)이 생성될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 제어부(130a)는 제2센싱부(150a)의 센싱결과에 따라 제어신호(GATE)를 조절할 수 있다. 제어신호(GATE)의 조절은 턴온/턴오프구간의 비를 조절하는 것과 제어신호(GATE)의 주파수를 조절하는 것일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제어부(130a)는 고장으로 인해 점선 b가 연결되는 경우 제어신호(GATE)가 소정시간 이상 출력되지 않도록 할 수 있다.
제1센싱부(140a)는 입력단과 접지 사이에 연결되며 입력단에서 접지 사이로 흐르는 전류의 양을 센싱하여 입력전압(VDRV)이 소정값 이상이 되는지를 판단할 수 있다. 또한, 제1센싱부(140a)는 저항(Rs1)을 포함할 수 있다. 이때, 저항(Rs1)에 흐르는 전류에 의해 소비전력이 발생할 수 있어 전원공급장치(100a)의 소비전력을 감소시키기 위해 저항(Rs1)의 저항값을 작게 구현할 수 있다.
제2센싱부(150a)는 스위치부(M1)와 접지 사이에 연결되어 스위치부(M1)를 통해 제2센싱부(150a)에 흐르는 전류의 양에 대응되는 센싱신호(CS)를 출력할 수 있다. 제2센싱부(150a)는 저항(Rs2)를 포함할 수 있다. 센싱신호(CS)는 저항(Rs2)에 흐르는 전류에 의해 생성되는 전압일 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 제어부에 채용된 보호회로의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 보호회로(132a)는 비교기(1321a)와 카운터(1322a)를 포함할 수 있다.
비교기(1321a)는 정(+) 입력단으로 도 3에 도시된 제1센싱부(140a)에서 센싱된 센싱신호(CS)가 입력될 수 있고 부(-) 입력단으로 제1기준전압(REF1)이 입력될 수 있다. 센싱신호(LSN)는 인덕터(L)에 흐르는 전류가 반전된 신호일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 비교기(1321a)는 정(+) 입력단에서 입력되는 신호가 제1기준전압(REF1)보다 크면 고장발생신호를 출력할 수 있다. 고장발생신호는 하이 신호일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 카운터(1322a)는 비교기(1321a)에서 출력되는 고장발생신호가 유지되는 시간을 카운팅하고 고장발생신호가 적어도 기설정된 제1시간 유지되면 플래그신호(FLAG)를 출력할 수 있다. 또한, 카운터(1322a)는 플래그신호(FLAG)를 출력함과 동시에 신호발생부(131)에 제어신호(GATE)가 오프신호가 되도록 게이트오프신호(GATE OFF)를 출력할 수 있다. 여기서, 동시는 완전 동일한 시점을 의미하는 것은 아니며 약간의 시간차가 있는 것도 동시라고 할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 카운터(1322a)에서 출력된 플래그신호(FLAG)에 의해 전원공급부(110a)에서 출력되는 입력전압이 전력변환부(120a)로 전달되지 않을 수 있다. 또한, 플래그신호(FLAG)에 의해 전원공급부(110a)의 동작이 정지되어 입력전압(VDRV)이 전원공급부(110a)에서 출력되지 않을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 보호회로(132a)는 도 3에 도시된 제1센싱부(140a)의 저항(Rs1)이 작은 경우 센싱신호(LSN)의 크기가 매우 작을 수 있다. 따라서, 보호회로(132a)는 증폭기(1323a)를 더 포함할 수 있고, 증폭기(1323a)에서 센싱신호(LSN)를 증폭하여 비교기(1321a)의 정(+) 입력단에 전달할 수 있다. 증폭기(1323a)는 정(+) 입력단에 접지가 연결되고 부(-) 입력단에 센싱신호(LSN)가 전달될 수 있다. 이때, 센싱신호(LSN)는 제1저항(R1)을 통해 부(-) 입력단에 센싱신호가 전달될 수 있고, 부(-) 입력단과 증폭기(1323a)의 출력단 사이에 제2저항(R2)가 연결되어 제1저항(R1)과 제2저항(R2)의 비에 의해 증폭기(1323a)의 증폭율이 결정될 수 있다. 이때, 증폭기(1323a)는 반전증폭기일 수 있어 증폭기(1323a)의 출력신호는 비교기(1321a)의 정(+) 입력단에 전달되는 신호의 부신호일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 2에 도시된 제어부에 채용된 신호발생부의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 신호발생부(131a)는 비교기(1311a)와 게이트제어부(1312a)를 포함할 수 있다. 비교기(1311a)의 정(+) 입력단으로는 제2센싱부(150a)에서 센싱된 센싱신호(CS)가 전달되고 비교기(1321a)의 부(-) 입력단으로는 제2기준전압(REF2)이 전달될 수 있다. 그리고, 비교기(1321a)는 센싱신호(CS)가 제2기준전압(REF2)보다 더 크면 하이신호를 출력할 수 있다. 게이트제어부(1312a)는 비교기(1321a)로부터 하이 신호가 입력되면 제어신호재발생신호(Gate Restart)가 출력될 수 있다. 제어신호재발생신호(Gate Restart)는 비교기(1321a)로부터 하이 신호가 전달되면 곧바로 제어신호(Gate)가 출력이 되지 않도록 하지만 소정시간이 경과하면 다시 발생되는 제어신호일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 게이트제어부(1312a)는 도 4에 도시된 카운터(1322a)로부터 게이트오프신호(GATE OFF)를 전달받게 되면, 제어신호(GATE)가 출력되지 않도록 할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 도 4와 도 5에 도시된 보호회로 및 신호발생부가 정상동작 시의 타이밍도이고, 도 7은 도 4에 도시된 보호회로에서 이상이 검출되는 경우의 타이밍도이고, 도 8은 도 5에 도시된 신호발생부에서 이상이 검출되는 경우의 타이밍도이다.
도 6에 도시된 것과 같이 정상동작시에는 스위치부(M1)에 전달되는 제어신호(GATE)가 턴온과 턴오프동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 여기서는 일정한 간격으로 제어신호(GATE)가 하이 상태가 되는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 각 하이 상태의 길이는 다를 수 있다. 그리고, 제어신호(GATE)가 하이 상태가 되면 제2센싱부(150a)에 전류가 흘러 제2센싱부(150a)에서 센싱된 센싱신호(CS)는 제어신호(GATE)가 하이상태일 때 오른쪽으로 증가하게 된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 제1센싱부(140a)에서 센싱된 센싱신호(LSN)는 제2센싱부(150a)에서 센싱된 센싱신호(CS)의 부 신호일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 도 4에 도시된 비교기(1321a)의 정(+) 입력단에 입력되는 신호는 증폭기(1323a)에 의해 반전증폭될 수 있다. 전원공급장치(100a)가 정상적으로 동작하기 때문에 플래그신호(FLAG)는 로우 상태일 수 있다.
하지만, 제2센싱부(150a)가 쇼트되는 경우 및/또는 부하(160a)와 접지 사이에 쇼트가 발생하는 경우에는 도 7에 도시된 것과 같이 제2센싱부(150a)는 부하에 흐르는 전류를 센싱하지 못하게 된다. 그래서, 제2센싱부(150a)에서 센싱된 센싱신호(CS)는 나타나지 않게 될 수 있다. 이렇게 되면, 제1센싱부(140a)에서 센싱된 센싱신호(LSN)은 낮아질 수 있다. 그리고, 이를 반전증폭한 신호(LSNB)가 제1기준전압(REF1)보다 더 커지게 될 수 있다. 반전증폭한 신호(LSNB)가 제1기준전압(REF1)보다 더 커지면 비교기(1321a)는 하이신호를 출력하게 되고, 카운터(1322a)는 카운팅을 하여 하이신호가 제1시간(T1)이 경과하면 플래그신호를 발생할 수 있다.
또한, 스위치부(M1)가 쇼트되면, 즉, 트랜지스터의 드레인전극과 소스 전극이 쇼트가 되더라도 제2센싱부(150a)에서 전류를 센싱할 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 것과 같이 제2센싱부(150a)에 흐르는 전류는 계속 증가하여 제2센싱부(150a)에서 센싱되는 센싱신호(CS)의 크기는 커질 수 있다. 제2센싱부(150a)에 흐르는 전류가 증가하면 스위치부(M1)는 턴오프되는 구간이 길어질 수 있도록 제어신호(GATE)가 출력될 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 제어신호(Gate)의 하이상태 구간은 점점 짧아질 수 있다. 이때, 제2센싱부(150a)에서 센싱된 센싱신호(CS)의 전압 점점 커질 수 있다. 그리고, 제2센싱부(150a)에서 센싱된 센싱신호(CS)가 제2기준전압(REF2)보다 더 커지면 제어신호(GATE)의 출력이 정지될 수 있다. 이때는 플래그신호(FLAG)는 발생하지 않을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9는 도 1에 도시된 전원공급장치의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 전원공급부(110)로부터 입력전압(VDRV)을 공급받아 컨버팅하여 출력전압(VO)을 생성하여 부하(160)에 공급하는 전원공급방법은, 입력전압(VDRV)을 컨버팅하여 출력전압을 생성할 수 있다.(S900) 그리고, 입력전압(VDRV)을 센싱할 수 있다.(S910) 그리고, 센싱된 입력전압(VDRV)의 크기가 제1기준전압(REF1) 이상이면, 전원공급부(110)로부터 입력전압(VDRV)의 공급을 차단할 수 있다.(S920) 이로 인해 전원공급장치를 보호할 수 있다. 그리고, 이때, 노이즈 등으로 인해 센싱신호가 순간적으로 높아질 수 있는데 이러한 경우에 전원공급장치(100)가 정지되는 것을 방지할 수 있도록 적어도 제1시간 이상 입력전압(VDRV)의 크기가 제1기준전압(REF1) 이상되는 경우에만 입력전압(VDRV)의 공급을 차단할 수 있다.
또한, 출력전압은 스위칭신호에 의해 입력전압에 의해 흐르는 전류를 조절하여 일정한 크기의 출력전압을 생성할 수 있다.(S930) 그리고, 출력전압에 의해 부하에 흐르는 전류를 센싱하고, 센싱된 센싱신호가 제2기준전압(REF2) 이상이면, 고장으로 판단을 하고 제2시간 동안 스위치부(M1)가 오프되도록 제어신호가 제2시간동안 출력되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 도면들에 도시된 다양한 요소들의 기능들은 적절한 소프트웨어와 관련되어 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어의 이용을 통해 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 이런 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서, 또는 일부가 공유될 수 있는 복수의 개별 프로세서에 의해 제공될 수 있다.
본 명세서의 청구항들에서, 특정 기능을 수행하기 위한 수단으로서 표현된 요소는 특정 기능을 수행하는 임의의 방식을 포괄하고, 이러한 요소는 특정 기능을 수행하는 회로 요소들의 조합, 또는 특정 기능을 수행하기 위한 소프트웨어를 수행하기 위해 적합한 회로와 결합된, 펌웨어, 마이크로코드 등을 포함하는 임의의 형태의 소프트 웨어를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 원리들의 '일 실시예' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 이 실시예와 관련되어 특정 특징, 구조, 특성 등이 본 발명의 원리의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 표현 '일 실시예에서'와, 본 명세서 전체를 통해 개시된 임의의 다른 변형례들은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
본 명세서에서 '연결된다' 또는 '연결하는'등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 아울러 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
100: 전원공급장치 110: 전원 공급부
120: 전력변환부 130: 제어부
140: 제1센싱부 150: 제2센싱부
VDRV: 입력전압 Gate: 제어신호
LSN,CS: 센싱신호

Claims (13)

  1. 입력전압을 공급하는 전원공급부;
    상기 입력전압을 공급받아 컨버팅하여 출력전압을 부하에 공급하는 전력변환부;
    상기 전력변환부를 제어하는 제어부; 및
    상기 입력전압을 센싱하고 제1센싱신호를 출력하는 제1센싱부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 제1센싱신호에 대응하여 상기 전원공급부에서 상기 전력변환부로 공급되는 전원을 차단하고,
    상기 전력변환부는 상기 제어부에 의해 제어되는 스위치부를 포함하여, 상기 입력전압에 의해 흐르는 전류의 흐름을 조절하고,
    상기 부하와 상기 전력변환부 사이에 연결되어, 상기 부하에 흐르는 전류를 센싱하는 제2센싱부를 더 포함하여,
    상기 제어부는 상기 제2센싱부의 센싱결과에 따라 상기 스위치부의 턴온 및 턴오프간의 비를 조절하거나, 신호의 주파수를 조절하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1센싱부는 상기 전원공급부에서 상기 제1센싱부로 흐르는 전류를 센싱하여 상기 제1센싱신호를 출력하는 전원공급장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 보호회로를 포함하며,
    상기 보호회로는,
    상기 제1센싱신호가 제1기준값 이상이면 고장발생신호를 출력하는 제1비교기; 및
    카운팅을 하여 상기 고장발생신호가 적어도 기설정된 제1시간을 유지하면 상기 전력변환부로 공급되는 전원을 차단하는 플래그신호를 출력하는 제1카운터를 포함하는 전원공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호회로는 상기 제1센싱신호를 증폭하여 상기 제1비교기에 전달하는 증폭부를 더 포함하는 전원공급장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 신호발생부를 더 포함하며,
    상기 신호발생부는 상기 제2센싱부에서 센싱된 제2센싱신호와 제2기준값을 비교하는 제2비교기; 및
    상기 제2비교기의 비교결과에 대응하여 상기 스위치부를 오프시키는 오프신호를 출력하는 제2카운터를 포함하는 전원공급장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전력변환부는 입력전압에 의해 전류가 흐르는 인덕터와, 상기 인덕터에 흐르는 전류를 제어하는 스위치부를 포함하는 전원공급장치.
  9. 전원공급부로부터 입력전압을 공급받아 컨버팅하여 출력전압을 생성하고 상기 출력전압을 부하에 공급하는 전원공급방법에 있어서,
    상기 입력전압을 컨버팅하여 상기 출력전압을 생성하는 단계;
    상기 입력전압을 센싱하는 단계;
    센싱된 상기 입력전압의 크기가 제1기준값 이상이면, 상기 전원공급부로부터 상기 입력전압의 공급을 차단하는 단계를 포함하며,
    상기 출력전압에 의해 부하에 흐르는 전류를 센싱하는 단계; 및
    상기 부하에 흐르는 전류를 센싱한 센싱결과에 따라 스위치부의 턴온 및 턴오프 간의 비를 조절하거나, 신호의 주파수를 조절하는 제어신호를 출력하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 출력전압을 생성하는 단계는 상기 입력전압에 의해 흐르는 전류를 스위칭신호로 조절하여 상기 출력전압을 생성하는 전원공급방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 부하에 흐르는 전류를 센싱한 값이 제2기준값 이상이면, 상기 스위칭신호가 오프상태를 유지하도록 하는 단계를 포함하는 전원공급방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 출력전압을 생성하는 단계는 상기 스위칭신호에 의해 인덕터에 흐르는 전류를 조절하여 상기 출력전압을 생성하는 전원공급방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 입력전압의 공급을 차단하는 단계는, 적어도 제1시간 동안 상기 입력전압의 크기가 제1기준값 이상 유지되면 실행되는 전원공급방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103094884B (zh) 2011-11-08 2014-07-30 昂宝电子（上海）有限公司 保护开路和/或短路状况下的电源变换系统的系统和方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007321461A (ja) 2006-06-01 2007-12-13 Takeuchi Seisakusho:Kk 作業用車両

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