KR101939451B1 - Device power supply and the method of cotrol therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 포텐셔미터(digital potentiometer)를 이용하여 전원 공급 장치(DPS : device power supply)의 IC(integrated curcuit)의 발열을 제어할 수 있는 전원 공급 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 입력된 전원의 전압을 변환하여 다른 전원으로 출력하는 전원 공급 장치에 있어서, 상기 전원 공급 장치 내부에 장착되고 증폭기 소자가 집적된 DPS IC 유닛과, 상기 DPS IC 유닛의 인가전원단자와 연결되어 전압을 인가하는 전압원과, 상기 전압원과 연결되어 상기 전압원을 트리밍하여 출력 전압값을 조절할 수 있는 신호를 생성하는 전압원조절유닛 및 상기 DPS IC 유닛과 연결되고 상기 전압원조절유닛을 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 제어유닛은 상기 전압원의 출력 전압값을 조절하여 상기 DPS IC 유닛의 전원전압을 가변함으로써 상기 DPS IC 유닛에서 발생하는 소모전력 및 발열을 감소시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 제공한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device and a control method thereof for controlling the heat generation of an IC (integrated circuit) of a device power supply (DPS) using a digital potentiometer and a control method thereof, And a voltage source connected to the power supply terminal of the DPS IC unit to apply a voltage to the DPS IC unit, A voltage source control unit connected to the voltage source for generating a signal capable of trimming the voltage source to control an output voltage value, and a control unit connected to the DPS IC unit and controlling the voltage source control unit, The output voltage value of the voltage source is adjusted to vary the power supply voltage of the DPS IC unit so as to be generated in the DPS IC unit That to reduce the power consumption and heat generation and provides a power supply device according to claim.

Description

전원 공급 장치 및 그 제어방법{DEVICE POWER SUPPLY AND THE METHOD OF COTROL THEREFOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power supply apparatus,

본 발명은 디지털 포텐셔미터(digital potentiometer)를 이용하여 전원 공급 장치(DPS : device power supply)의 IC(integrated curcuit)의 불필요한 소모전력 및 발열을 감소시킬 수 있는 전원 공급 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply apparatus and a control method thereof that can reduce unnecessary power consumption and heat generation of an integrated circuit (IC) of a device power supply (DPS) using a digital potentiometer.

근래에 들어 직류전원을 사용하는 다양한 종류의 장치들이 증가하고 있다. 이러한 장치들은 보통 상용전원을 각각의 장치들에 적합한 직류전원으로 변환하여 주는 어댑터를 주로 사용하고 있는데, 이들은 주파수나 전압 변동의 허용 오차가 크기 때문에 주요 서버 등에 사용되는 컴퓨터 등에는 정밀도가 높은 정주파, 정전압 장치가 부가된 전원 공급 장치를 사용하기도 한다. Recently, various kinds of devices using a DC power source are increasing. These devices usually use an adapter that converts a commercial power source into a DC power suitable for each device. Because of the large tolerance of frequency and voltage fluctuations, , A power supply unit with a constant voltage device may be used.

전원 공급 장치는 개략적으로 입력 전력으로부터 필요한 출력 전력을 생성하는 전력 회로로 이루어지는데, 구동회로 방식에 따라서 절연 게이트 양극성 트랜지스터 등과 같은 전압 제어형 반도체소자를 구동 회로로써 이용하는 전압형과 파워 트랜지스터 등과 같은 전류 제어형 반도체소자를 구동 회로로써 이용하는 전류형으로 분류할 수 있다.The power supply device is roughly composed of a power circuit that generates necessary output power from input power. The power supply device includes a voltage type using a voltage-controlled semiconductor element such as an insulated gate bipolar transistor or the like as a driving circuit and a current- It can be classified into a current type in which a semiconductor element is used as a drive circuit.

이러한 전원 공급 장치 중에서 장치 내부에서 다양한 값의 전압값을 공급해 주기 위한 전원 공급 장치에 사용되는 회로는 근래에 들어 대부분 반도체 집적 회로를 이용하여 구성되고 있다. 이러한 기존 전원 공급 장치(DPS)에 사용되는 IC에는 각 제품의 사양에 따라 고정 전압원을 인가한다.Among these power supply devices, a circuit used in a power supply device for supplying voltage values of various values inside the device is mostly composed of semiconductor integrated circuits in recent years. ICs used in these conventional power supplies (DPS) are supplied with a fixed voltage source according to the specification of each product.

예를 들면, 도 1a는 종래의 전원 공급 장치를 예시한 도면으로, 전원 공급 장치(DPS)(10)는 대략적으로 증폭기(11)를 중심으로 상기 증폭기(11)에 전원을 인가하기 위한 인가전원단자(Vs)(12), 상기 증폭기(11)의 공급전원(VF)을 설정하기 위한 입력단이 되는 공급전압 설정단(13), 상기 증폭기(11)에서 원하는 값으로 증폭된 전압이 출력되고 부하(20)에 연결되는 공급전압 출력단(14)을 포함하여 이루어진다. For example, FIG. 1A illustrates a conventional power supply. Referring to FIG. 1A, a power supply unit (DPS) 10 includes an amplifier 11, an amplifier 11, A supply voltage setting stage 13 serving as an input stage for setting the supply voltage VF of the amplifier 11 and a voltage amplifying circuit 13 for outputting a voltage amplified to a desired value in the amplifier 11, And a supply voltage output terminal (14) connected to the output terminal (20).

이러한 전원 공급 장치(DPS)의 IC 증폭기(11)의 인가전원단자(Vs)(12)에 인가되는 전원전압(Vs)을 고정 전압으로 하여 인가하게 되면 부하로 흘러가는 출력측 전류 흐름(L1)과 함께 IC의 특성상 IC 증폭기(11)를 관통하여 흐르는 내부 전류 흐름(L2)도 발생하게 되므로 공급전압(VF)이 부하에 걸릴 때 IC 증폭기(11)에는 자체 발열이 발생하게 된다.When the power supply voltage Vs applied to the applied power supply terminal (Vs) 12 of the IC amplifier 11 of the power supply device DPS is applied as a fixed voltage, the output side current flow L1 flowing to the load The internal current flow L2 flowing through the IC amplifier 11 also occurs due to the characteristics of the IC so that the IC amplifier 11 generates its own heat when the supply voltage VF is applied to the load.

이러한 발열량은 고전류범위(High Current Range)에서 인가되는 전원전압(VS: Voltage Source)과 부하에 걸리는 공급전압(FV: Forcing Voltage)간 차이가 클수록 커지게 되는데, 공급전력 산출공식인 F=VI 공식에 의하여 부하(Load)에 쓰이는 전력을 제외한 전원 공급 장치(DPS) 증폭기 IC(11)의 저항성분을 통해 소모되는 전력을 계산하면 발열량을 산출하는 방법은 아래의 식과 같다.This heat quantity increases as the difference between the voltage source (VS) applied in the high current range and the supply voltage (FV) applied to the load becomes larger, and the supply power calculation formula F = VI The amount of power consumed by the resistance component of the power supply (DPS) amplifier IC 11 excluding the power used for the load is calculated as follows.

발열량(전력) = (Vs ?? VF) ㅧ IFHeat output (power) = (Vs ?? VF)? IF

여기서, here,

Vs : 인가되는 전원전압Vs: Power supply voltage applied

VF : 부하에 걸리는 공급전압VF: Supply voltage across the load

IF : 부하로 흘러가는 공급전류IF: Supply current to load

따라서, 위와 같이 IC 증폭기(11)에 발생하는 열을 억제하기 위해 냉각수로 등을 배치하는 것과 같은 냉각 수단이 필요하게 되며 이러한 냉각 시스템의 구축 시 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있다. Therefore, a cooling means such as a cooling water line is required to suppress the heat generated in the IC amplifier 11. As a result, there is a problem in that a large amount of cost is required in the construction of such a cooling system.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전원 공급 장치(DPS)의 내부 회로를 다르게 설계하여 다중 범위 증폭기를 구성하기도 하는데, 다중 범위 증폭기라 함은 각종 아날로그 신호 범위를 지정된 출력 범위에 적합하게 하기 위해 교체가 가능하고, 프로그램이 가능하며, 자동 설정이 가능한 증폭도를 가진 증폭기이다.In order to solve the above problems, the internal circuit of the power supply (DPS) is designed differently to form a multi-range amplifier. The multi-range amplifier can be replaced in order to adapt various analog signal ranges to the designated output range Programmable, and can be set automatically.

도 1b는 종래의 전원 공급 장치의 또 다른 예를 예시한 도면으로, 전원 공급 장치(DPS)(10)는 대략적으로 다중 증폭기(11, 11′)를 중심으로 상기 다중 증폭기(11, 11′)에 전원을 인가하기 위한 각각의 인가전원단자(Vs)(12, 12′), 상기 다중 증폭기(11, 11′)의 공급전원(VF)을 설정하기 위한 입력단이 되는 공급전압 설정단(13), 상기 다중증폭기(11, 11′)에서 원하는 값으로 증폭된 전압이 출력되고 부하(20)에 연결되는 공급전압 출력단(14)을 포함하여 이루어진다. FIG. 1B illustrates another example of a conventional power supply. Referring to FIG. 1B, a power supply unit (DPS) 10 roughly includes a plurality of amplifiers 11 and 11 'around a plurality of amplifiers 11 and 11' A supply voltage setting stage 13 which is an input stage for setting a supply voltage VF of the multiple amplifiers 11 and 11 ' And a supply voltage output terminal 14 for outputting a voltage amplified to a desired value in the multiple amplifiers 11 and 11 'and connected to the load 20.

이와 같이 IC의 발열량을 줄이기 위해 전원 공급 장치(DPS) IC의 내부 기능 중 위에서 전원을 인가하기 위한 인가전원단자(Vs)(12, 12′)를 저전류 범위용 인가 전원 단자(Vs1: AVDD)(12)와 고전류 범위용 인가 전원 단자(Vs: HCAVDD)(12′)로 각각 별도로 존재하게 만들어 다중 범위 증폭기를 구성하기도 하는데 이 또한 각각의 IC 증폭기(11, 11′)에서 발생한 열을 완전히 방지할 수 없어 근본적인 대책이 될 수 없다는 문제점이 있다. In order to reduce the amount of heat generated by the IC, the power supply terminals (Vs) 12 and 12 'for applying power to the power supply (DPS) IC are connected to the power supply terminal (Vs1: AVDD) (12) and a high-current-range power supply terminal (Vs: HCAVDD) 12 'to constitute a multi-range amplifier, which also completely prevents the heat generated in each of the IC amplifiers 11 and 11' There is a problem that it can not be a fundamental measure.

1. 공개특허 제10-2009-0006602호(2009.01.15.) : 전원 공급 장치1. Open Patent No. 10-2009-0006602 (Jan. 15, 2009): Power Supply

본 발명은 디지털 포텐셔미터(digital potentiometer)를 이용하여 전원 공급 장치(DPS : device power supply)의 IC(integrated curcuit)의 불필요한 소모전력 및 발열을 감소시킬 수 있는 전원 공급 장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a power supply device and a control method thereof that can reduce unnecessary power consumption and heat generation of an IC (integrated circuit) of a device power supply (DPS) by using a digital potentiometer .

또한, 본 발명은 디지털 포텐셔미터(programable한 Resister 조정 IC)를 이용하여 부하에 걸리는 공급전압(VF: Forcing Voltage)에 맞춰 IC 증폭기에 인가되는 전원전압(Vs : Voltage Suource)을 조절하여 전원 공급 장치(DPS) IC 증폭기의 발열을 억제함으로써, 수냉식 냉각 시스템 대신에 공랭식 냉각 시스템을 구축할 수 있어 냉각 시스템 구축 비용을 감소시킬 수 있고, 시스템 전력을 절감시키는 추가적인 이득을 얻을 수 있는 전원 공급 장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention adjusts a power supply voltage (Vs: Voltage Suource) applied to an IC amplifier according to a supply voltage (VF: Forcing Voltage) applied to a load by using a digital potentiometer (programmable resistor adjusting IC) DPS) By suppressing the heat generated by the IC amplifier, it is possible to construct an air cooling system instead of a water cooling system, thereby reducing the cost of constructing a cooling system, and a power supply and its control capable of obtaining additional gain for reducing system power Method.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치는, 입력된 전원의 전압을 변환하여 다른 전원으로 출력하는 전원 공급 장치에 있어서, 상기 전원 공급 장치 내부에 장착되고 증폭기 소자가 집적된 DPS IC 유닛과, 상기 DPS IC 유닛의 인가전원단자와 연결되어 전압을 인가하는 전압원과, 상기 전압원과 연결되어 상기 전압원의 출력 전압값을 조절할 수 있는 신호를 생성하는 전압원조절유닛 및 상기 증폭기 IC 유닛과 연결되고 상기 전압원조절유닛을 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 제어유닛은 상기 전압원의 출력 전압값을 조절하여 상기 DPS IC 유닛의 전원전압을 가변함으로써 상기 DPS IC 유닛에서 발생하는 소모전력 및 발열을 감소시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus for converting a voltage of an input power supply and outputting the converted voltage to another power supply, the power supply apparatus comprising: A voltage source control unit connected to the voltage source and generating a signal capable of controlling an output voltage value of the voltage source, and a voltage source control unit connected to the voltage source control unit, And a control unit connected to the voltage source control unit and controlling the voltage source control unit, wherein the control unit adjusts an output voltage value of the voltage source to vary a power supply voltage of the DPS IC unit, So that heat generation can be reduced.

구체적으로, 상기 전압원은 트리밍 회로를 포함하여 출력 전압을 조절하기 위하여 상기 트리밍 회로를 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the voltage source may include a trimming circuit and use the trimming circuit to adjust an output voltage.

구체적으로, 상기 전압원조절유닛은 디지털 입력으로 제어되어 조정된 아날로그 신호를 생성하여 출력할 수 있는 디지털 포텐셔미터인 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the voltage source control unit may be a digital potentiometer that is controlled by a digital input and can generate and output an adjusted analog signal.

구체적으로, 상기 제어유닛은 증폭기 IC 유닛의 내부 증폭기에 인가되는 전원전압과 상기 증폭기에서 출력되어 부하에 전달되는 공급전압과의 차이가 기 설정된 수치 이상이 되면 상기 증폭기 IC 유닛의 소모전력 및 발열을 감소시키기 위해 상기 전압원조절유닛에 신호를 생성시켜 상기 전원전압을 가변할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, when the difference between the power supply voltage applied to the internal amplifier of the amplifier IC unit and the supply voltage delivered to the load is equal to or greater than a predetermined value, the control unit controls the power consumption and heat generation of the amplifier IC unit The power source voltage can be varied by generating a signal in the voltage source control unit.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치의 제어방법은, 입력된 전원의 전압을 변환하여 다른 전원으로 출력하는 전원 공급 장치를 제어하는 방법에 있어서, 사용자가 목표 공급전압 값을 설정하는 공급전압 설정단계와, 제어유닛이 DPS IC 유닛 증폭기의 룩업테이블에서 목표 전원전압값을 도출하는 전원전압 도출단계와, 제어유닛이 전압원의 트림값을 도출하는 트림값 도출단계와, 제어유닛이 전압원조절유닛을 제어하여 신호를 생성하는 제어신호 생성단계와, 전압원조절유닛이 제어신호를 상기 전압원에 전송하여 상기 전압원을 제어하는 전압원 제어단계 및 제어유닛이 상기 DPS IC 유닛의 전원전압을 제어함으로써 상기 DPS IC 유닛에서 발생하는 소모전력 및 발열을 감소시키는 DPS IC 유닛 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a power supply apparatus that converts a voltage of an input power supply and outputs the converted voltage to another power supply, A power supply voltage deriving step of deriving a target power supply voltage value from a lookup table of the DPS IC unit amplifier by the control unit; a trim value derivation step of deriving a trim value of the voltage source by the control unit; A voltage source control step of controlling the voltage source by transmitting a control signal to the voltage source, and a control unit controlling the voltage source control unit to control the power source voltage of the DPS IC unit And a DPS IC unit control step of reducing power consumption and heat generation occurring in the DPS IC unit It can be a gong.

구체적으로, 제어신호 생성단계는, 상기 제어유닛이 DPS IC 유닛의 내부 증폭기에 인가되는 전원전압과 상기 증폭기에서 출력되어 부하에 전달되는 공급전압과의 차이가 기 설정된 수치 이상이 되면 상기 DPS IC 유닛의 소모전력 및 발열을 감소시키기 위해 상기 전압원조절유닛을 제어하여 상기 전압원에서 상기 공급전압과 기 설정된 값 이내의 전원전압값이 출력되도록 하는 신호를 생성시키는 것을 특징으로 할 수 있다. More specifically, the control signal generation step may include: when the control unit determines that the difference between the power supply voltage applied to the internal amplifier of the DPS IC unit and the supply voltage delivered to the load, which is output from the amplifier, The power supply control unit controls the voltage source control unit to reduce power consumption and heat generation of the power supply unit and generate a signal for outputting a power supply voltage value within a predetermined value from the power supply voltage.

위와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치 및 그 제어방법은 디지털 포텐셔미터(digital potentiometer)를 이용하여 전원 공급 장치(DPS : device power supply)의 IC(integrated curcuit)의 불필요한 소모전력 및 발열을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. The power supply apparatus and the control method thereof according to an embodiment of the present invention can reduce unnecessary power consumption and heat generation of an IC (integrated circuit) of a device power supply (DPS) by using a digital potentiometer There is an effect that can be reduced.

또한, 냉각 시스템(예를 들면, 수냉식 냉각 시스템 등)의 구축비용이 절감되는데, 고전류(High Current)를 이용하기 위해 기존 DPS IC는 통상적으로 냉각을 위해 수냉식 시스템을 구축하고, 이에 따라 Chiller System, 냉각수, Board의 Chiller Cover 등의 제작비용이 소요되기 때문에, 본 발명에서는 동일한 제조 사양에 공랭식 시스템을 이용하여 상대적으로 저렴한 PAN, 방열판 등으로 구축할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the construction cost of a cooling system (for example, a water-cooled cooling system) is reduced. In order to utilize a high current, a conventional DPS IC usually constructs a water-cooled system for cooling, The cooling water, and the chiller cover of the board. Therefore, in the present invention, it is possible to construct a relatively inexpensive PAN, a heat sink or the like using the air-cooling system in the same manufacturing specification, thereby reducing the cost.

또한, 시스템 전력을 절감할 수 있는데, 반도체 테스트 설비(ATE) 등에서 통상 DPS IC는 많은 파라(PARA)를 택하여 전원을 공급하며, 많은 수의 IC를 사용하며 많은 전력을 소비하기 때문에, 본 발명에서는 발열로 소모되는 전력을 절감하여 시스템 전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the system power can be reduced. In the semiconductor test equipment (ATE), since the DPS IC usually uses a lot of paras (PARA) to supply power, uses a large number of ICs and consumes a lot of power, It is possible to reduce the power consumed by heat generation, thereby reducing system power.

또한, 본 발명은 발열에 대한 제어를 프로그래밍화하여 수행 할 수 있기 때문에, 연구 개발, 제조 테스트, QC 검사 등과 같이 복잡한 전자 디바이스와 컴포턴트를 특성화하고 디버그하기 위한 정확하고 안정적인 전력을 출력할 수 있는 프로그래머블 전원 공급 장치(PPS: Programmable Power Supply)에 적용되어 정밀한 출력을 제어 할 수 있도록 하는 효과가 있다. In addition, since the present invention can be programmed to control the heat generation, it is possible to output accurate and stable power for characterizing and debugging complicated electronic devices and components such as R & D, manufacturing test, and QC inspection And is applied to a programmable power supply (PPS) so as to control precise output.

도 1a 및 도 1b는 종래의 전원 공급 장치를 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치를 예시한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 증폭기 IC 유닛을 상세히 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다. FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a conventional power supply apparatus,
2 is a block diagram illustrating a power supply according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a circuit diagram showing the amplifier IC unit shown in Fig. 2 in detail.
4 is a flowchart illustrating a method of controlling a power supply according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치를 예시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 증폭기 IC 유닛을 상세히 나타낸 회로도로서, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치(100)는, 입력된 전원의 전압을 변환하여 다른 전원으로 출력하는 전원 공급 장치(100)에 있어서, 상기 전원 공급 장치(100) 내부에 장착되고 증폭기(111) 소자가 집적된 DPS IC 유닛(110)과, 상기 DPS IC 유닛(110)의 인가전원단자(112)와 연결되어 전압을 인가하는 전압원(120)과, 상기 전압원(120)과 연결되어 상기 전압원(120)의 출력 전압값을 조절할 수 있는 신호를 생성하는 전압원조절유닛(130) 및 상기 DPS IC 유닛(110)과 연결되고 상기 전압원조절유닛(130)을 제어하는 제어유닛(1400)을 포함할 수 있다. 3 is a detailed circuit diagram of the amplifier IC unit shown in FIG. 2. Referring to FIG. 2, a power supply 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes: A DPS IC unit 110 mounted in the power supply device 100 and integrated with an amplifier 111 is connected to the power supply unit 100. The power supply unit 100 includes a DPS IC unit 110, A voltage source 120 connected to the power supply terminal 112 of the DPS IC unit 110 to apply a voltage to the DPS IC unit 110 and a control unit 120 connected to the voltage source 120 to adjust an output voltage value of the voltage source 120, And a control unit 1400 connected to the DPS IC unit 110 and controlling the voltage source control unit 130. The control unit 1400 controls the voltage source control unit 130,

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치(100)는 제어유닛(140)이 상기 전압원(120)의 출력 전압값을 조절하여 상기 DPS IC 유닛(110)의 전원전압(Vs)을 가변함으로써 상기 DPS IC 유닛(110)에서 발생하는 발열량을 줄이도록 한다. The power supply apparatus 100 according to the embodiment of the present invention controls the power supply voltage Vs of the DPS IC unit 110 by controlling the output voltage value of the voltage source 120 by the control unit 140, Thereby reducing the amount of heat generated in the DPS IC unit 110.

DPS IC 유닛(110)은, 상기 전원 공급 장치(100) 내부에 장착되어서 내부에는 증폭기(111) 소자가 집적되어 있는 전원 공급 장치(100)의 일부를 이룬다. 이러한 DPS IC 유닛(110)은 구체적으로는 장치전원공급장치(DPS)의 IC를 말하는 것으로 공급전압(FV)을 설정하기 위한 전압이 입력측 선로(113)로 입력되고 증폭되어 조절된 공급전압(FV)을 부하(150)가 연결된 출력측 선로(114)로 출력하는 작용을 한다. The DPS IC unit 110 is a part of the power supply device 100 mounted inside the power supply device 100 and having an amplifier 111 integrated therein. Specifically, this DPS IC unit 110 refers to the IC of the device power supply unit (DPS). The DPS IC unit 110 receives a voltage for setting the supply voltage FV to the input side line 113 and amplifies the adjusted supply voltage FV To the output side line 114 to which the load 150 is connected.

증폭기(111)는 본 발명의 일실시예에서 일반적으로 연산 증폭기(OP-AMP)로 이루어질 수 있는데, 일반적으로 한 개의 차동 입력과 한 개의 단일 출력과, 한 쌍의 전원 공급 전압 단자를 가지고 직류 연결형 고이득 전압증폭기로 사용된다. In one embodiment of the present invention, the amplifier 111 may be implemented as an operational amplifier (OP-AMP), typically having one differential input and one single output, a pair of power supply voltage terminals, It is used as a high gain voltage amplifier.

다시 말하면, 본 발명의 일실시예에서 증폭기(111)는 공급전압 설정단측 선로(113)가 연결되어 공급전압(FV)가 설정되는 차동 입력 측과, 공급전압(FV)이 출력되고 출력측 선로(114)에 연결되어 부하(150)로 이어지는 출력 측과, 전압원(120)이 연결되며 양의 공급 전압단(Vs)인 인가전원단자(112)와, 그라운드에 접지되는 음의 공급 전압단을 포함하여 이루어진다(도 3 참조). In other words, in one embodiment of the present invention, the amplifier 111 is connected to the differential input side to which the supply voltage setting short-side line 113 is connected and the supply voltage FV is set, the supply voltage FV to the output side line An output side connected to the load 150 connected to the voltage source 120 and an applied power supply terminal 112 connected to the positive voltage supply terminal Vs and a negative supply voltage terminal grounded to the ground, (See FIG. 3).

증폭기(111)는 본 발명의 일실시예에서 DPS IC 유닛(110)에 하나로 구성된 것을 예시하였지만 DPS IC 유닛(110)에 집적되는 증폭기(111)는 단일 부품으로서 패키지 되기도 하고 복잡한 회로의 요소로서 패키지 되기도 하여 그 개수 및 회로는 얼마든지 다양하게 변용될 수 있음은 물론이다.Although the amplifier 111 exemplifies one in the DPS IC unit 110 in one embodiment of the present invention, the amplifier 111 integrated in the DPS IC unit 110 may be packaged as a single component or as a component of a complex circuit, And the number and circuit can be variously changed.

전압원(120)은 상기 DPS IC 유닛(110)의 인가전원단자(112)와 연결되어 증폭기(111)에 양의 전원전압(Vs)을 인가하는데, 전원전압(Vs)이 변동하면 그 영향으로 출력전압인 공급전압(FV)도 다소 변화하게 된다. 여기서 전원전압(Vs)은 연산증폭기에 인가 할 수 있는 최대 전압으로 각각의 증폭기(111)의 제조 사양에 따라 달라질 수 있다.The voltage source 120 is connected to the power supply terminal 112 of the DPS IC unit 110 to apply a positive power supply voltage Vs to the amplifier 111. When the power supply voltage Vs fluctuates, The supply voltage FV, which is a voltage, also changes somewhat. Here, the power supply voltage Vs is a maximum voltage that can be applied to the operational amplifier, and may vary depending on the manufacturing specifications of the respective amplifiers 111. [

그런데, 이러한 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111)의 인가전원단자(112)에 인가되는 전원전압(Vs)을 고정 전압으로 하여 인가하게 되면 부하(120)에 이어진 출력측 선로(114)에 전류가 흐르게 되고 이와 함께 증폭기(111)의 특성상 증폭기(111)를 관통하는 전류도 흐르게 되므로 결과적으로 DPS IC 유닛(110)이 작동하여 공급전압(VF)이 부하(150)에 공급될 때는 증폭기(111)에는 자체 발열이 발생하게 된다.When the power supply voltage Vs applied to the power supply terminal 112 of the amplifier 111 of the DPS IC unit 110 is applied as a fixed voltage to the output side line 114 connected to the load 120, A current passing through the amplifier 111 flows as a result of the characteristics of the amplifier 111. As a result, when the DPS IC unit 110 operates to supply the supply voltage VF to the load 150, ) Generates its own heat.

이 때, 이러한 증폭기(111)에서 발생하는 열은 전원전압(VS)과 부하(150)에 걸리는 공급전압(FV) 간의 차이가 클수록 커지게 되는데, 공급전력 산출공식인 F=VI 공식에 의해 부하(150)에 쓰이는 전력을 제외한 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111)의 저항성분을 통해 소모되는 전력은 전원전압(Vs) 값에서 공급전압(VF) 값을 뺀 산출값에 부하로 흘러가는 공급전류(IF) 값을 곱하면 산출된다.At this time, the heat generated by the amplifier 111 becomes larger as the difference between the power supply voltage VS and the supply voltage FV applied to the load 150 becomes larger. The F = VI formula, The power consumed through the resistance component of the amplifier 111 of the DPS IC unit 110 except for the power used for the power supply 150 flows from the power supply voltage Vs value to the output value obtained by subtracting the supply voltage VF value Multiplied by the supply current (IF) value.

따라서 전원전압(Vs) 값에서 공급전압(VF) 값을 뺀 산출값이 작을수록 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111)에서 발생하는 열도 작아지게 되므로 본 발명의 일실시예에서는 이러한 전원전압(Vs)을 조절하여 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111)의 발열량을 줄이고자 하는 것이다. Therefore, as the calculated value obtained by subtracting the supply voltage VF from the power supply voltage Vs is smaller, the heat generated by the amplifier 111 of the DPS IC unit 110 becomes smaller. Therefore, in the embodiment of the present invention, To reduce the amount of heat generated by the amplifier 111 of the DPS IC unit 110.

전압원(120)의 출력 전압값을 조절하면 전원전압(Vs)을 조절할 수 있게 되는데, 본 발명의 일실시예에서 전압원(120)은 트리밍 회로를 포함하여서 출력 전압을 조절하기 위하여 트리밍 회로를 사용할 수 있다. 따라서 전압원(120)은 출력값을 원하는 목표값에 일치시키도록 내부 반도체 집적 회로의 회로 특성을 조정하는 트리밍 회로를 포함할 수 있다. The power source voltage Vs can be adjusted by adjusting the output voltage value of the voltage source 120. In an embodiment of the present invention, the voltage source 120 may include a trimming circuit to use a trimming circuit have. Thus, the voltage source 120 may include a trimming circuit that adjusts the circuit characteristics of the internal semiconductor integrated circuit to match the output value to a desired target value.

보통 반도체 집적 회로는 그 회로 특성의 편차로 인하여 반도체 집적 회로로부터 출력되는 전류 또는 전압의 상한값과 같은 원하는 이상적인 전류 또는 전압인 목표값과, 반도체 집적 회로로부터 실제로 출력되는 전류 또는 전압인 출력값의 사이에는 차이가 생기기 마련이다. 이 때문에, 반도체 집적 회로는 출력값을 목표값에 일치시키도록 회로 특성을 조정하는 트리밍 회로가 구비되어 있다. 이러한 트리밍 회로는 일반적으로는 래더-저항 회로를 이용하여 래더-저항 회로의 출력 전압을 조정함으로써 트리밍을 실행한다. 래더-저항 회로의 출력 전압을 조정하기 위해서는, 래더-저항 회로의 출력 전압에 일정한 오프셋량을 부가하는 가산기나, 목표값에 대한 출력값의 변화율을 보정하는 곱셈기가 사용된다. In general, a semiconductor integrated circuit has a characteristic that a difference between a target value which is a desired ideal current or voltage such as an upper limit value of a current or a voltage outputted from a semiconductor integrated circuit due to a deviation of its circuit characteristics and an output value which is a current or voltage actually outputted from the semiconductor integrated circuit There will be a difference. Therefore, the semiconductor integrated circuit is provided with a trimming circuit for adjusting the circuit characteristic so as to match the output value with the target value. Such a trimming circuit generally performs trimming by adjusting the output voltage of the ladder-resistor circuit using a ladder-resistor circuit. In order to adjust the output voltage of the ladder-resistor circuit, an adder for adding a constant offset amount to the output voltage of the ladder-resistor circuit and a multiplier for correcting the rate of change of the output value with respect to the target value are used.

위와 같은 반도체 집적 회로에 구비된 트리밍 회로에 의해 전압을 조절하게 되면 실제 다양한 값의 전압을 출력하는 전원변환장치의 컨버터 회로와는 달리 반도체 집적 회로의 특성 상 출력값을 목표값에 일치시키도록 회로 특성을 조정하는 것이므로 출력되는 전압값은 컨버터 회로와 비교하여 상대적으로 미세하게 조정된 전압값이 된다. Unlike the converter circuit of the power conversion apparatus which outputs the voltages of various values when the voltage is adjusted by the trimming circuit provided in the semiconductor integrated circuit, the circuit characteristics So that the output voltage value becomes a relatively fine-tuned voltage value as compared with the converter circuit.

전압원(120)은 본 발명의 일실시예에서 DC-DC 컨버터가 사용될 수 있는데, 이러한 DC-DC 컨버터는 주로 변환효율이 좋은 스위칭방식의 DC-DC 컨버터가 사용될 수 있다. 이러한 스위칭방식의 DC-DC 컨버터는 입력되어진 직류를 반도체 소자인 스위칭 소자에 의해 펄스 전류로 세분하고 이것을 이어 합쳐서 필요한 전압의 직류출력을 얻는 방식이다. In the voltage source 120, a DC-DC converter may be used in an embodiment of the present invention. A DC-DC converter of a switching type having a high conversion efficiency may be used as the DC-DC converter. In such a switching DC-DC converter, the input DC is divided into pulse currents by a switching element, which is a semiconductor element, and the DC currents are combined to obtain a DC output of a necessary voltage.

이와 같이 전압원(120)인 DC-DC 컨버터에는 대부분 반도체 소자가 사용되므로 이러한 반도체 소자로 인하여 대부분의 DC-DC 컨버터에는 트리밍 회로가 내장되어 있다. 따라서 DC-DC 컨버터내의 트리밍 회로를 이용하면 출력되는 전압을 조절할 수 있게 된다. Most of the DC-DC converters, which are the voltage sources 120, use semiconductor devices. Therefore, most of the DC-DC converters have a trimming circuit built therein. Therefore, by using the trimming circuit in the DC-DC converter, the output voltage can be adjusted.

전압원조절유닛(130)은 상기 전압원(120)과 연결되어 상기 전압원(120)의 출력 전압값을 조절할 수 있는 제어신호를 생성하는데, 생성된 상기 제어신호는 전압원(120)의 트리밍 회로로 입력 된 후 전압원(120)의 출력 전압값을 미세하게 조정하게 된다. The voltage source control unit 130 is connected to the voltage source 120 to generate a control signal for controlling the output voltage value of the voltage source 120. The generated control signal is input to the trimming circuit of the voltage source 120 The output voltage value of the post-voltage source 120 is finely adjusted.

전압원조절유닛(130)은 본 발명의 일실시예에서 디지털 입력으로 제어되어 조정된 아날로그 신호를 생성하여 출력할 수 있는 디지털 포텐셔미터일 수 있다. 여기서, 디지털 포텐셔미터란 가변 저항의 일종으로서 전압 출력 D/A 컨버터처럼 디지털의 입력신호를 받아 그에 따른 아날로그 신호를 출력하는 장치를 말하는데, 본 발명의 일실시예에서 전안원조절유닛(130)으로 디지털 포텐셔미터를 예시하였지만 이에 한정되지 않고 다양한 컨버터가 사용될 수 있음은 물론이다.The voltage source control unit 130 may be a digital potentiometer capable of generating and outputting an adjusted analog signal under the control of a digital input in an embodiment of the present invention. The digital potentiometer is a type of variable resistor that receives a digital input signal as a voltage output D / A converter and outputs an analog signal according to the digital input signal. In an embodiment of the present invention, the digital potentiometer is a digital potentiometer But it is needless to say that various converters may be used.

전압원조절유닛(130)의 디지털 포텐셔미터는 제어유닛(140)에서 디지털 입력신호를 받아서 그에 해당하는 아날로그 제어신호를 출력하여 전압원조절유닛(130)에 전송한다. The digital potentiometer of the voltage source control unit 130 receives the digital input signal from the control unit 140 and outputs an analog control signal corresponding to the digital input signal to the voltage source control unit 130.

제어유닛(140)은 상기 DPS IC 유닛(110)과 연결되고 상기 전압원조절유닛(130)을 제어하는데, 이는 제어유닛(140)이 종국적으로는 DPS IC 유닛(110) 내부의 증폭기(111)의 전원전압(Vs)을 가변할 수 있도록 하기 위함이다.The control unit 140 is connected to the DPS IC unit 110 and controls the voltage source control unit 130 so that the control unit 140 eventually controls the amplifier 111 inside the DPS IC unit 110 So that the power supply voltage Vs can be varied.

다시 말하면, 제어유닛(140)이 DPS IC 유닛(110)의 내부 증폭기(111)에 인가되는 전원전압(Vs)과 상기 증폭기(111)에서 출력되어 부하(150)에 전달되는 공급전압(VF)과의 차이가 기 설정된 수치 이상이 되면 상기 DPS IC 유닛(110)의 발열량을 줄이기 위해 상기 전압원조절유닛(130)에 신호를 생성시켜 상기 전원전압(Vs)을 가변하게 된다. In other words, when the control unit 140 receives the power supply voltage Vs applied to the internal amplifier 111 of the DPS IC unit 110 and the supply voltage VF output from the amplifier 111 and transferred to the load 150, The power supply voltage Vs is varied by generating a signal in the voltage source control unit 130 in order to reduce the amount of heat generated by the DPS IC unit 110.

여기서 증폭기(111)의 전원전압(Vs)이 변동하면 그 영향으로 출력전압인 공급전압(FV)도 다소 변화하게 되는데, 여기서 전원전압(Vs)은 각 제조 사양에 따라 최대 전압이 정해진 것으로 그 변화량은 일정한 범위안에서 미세하게 조정되어야 한다. 그러므로 제어유닛(140)은 미세하게 조정된 전원전압(Vs)을 인가전원단자(112)로 인가하여 공급전압(FV)을 미세하게 변화시키게 되고, 변화된 전원전압(Vs) 값과 공급전압(FV)에 따라 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111)의 저항성분을 통해 소모되는 전력도 변하게 된다. 즉, 증폭기(111)의 발열량은 변화된 전원전압(Vs) 값에서 변화된 공급전압(VF) 값을 뺀 산출값에 부하로 흘러가는 공급전류(IF) 값을 곱하면 산출된다. Here, if the power supply voltage Vs of the amplifier 111 fluctuates, the supply voltage FV, which is the output voltage, also changes somewhat. Here, the power supply voltage Vs has a maximum voltage determined according to each manufacturing specification, Should be finely adjusted within a certain range. Therefore, the control unit 140 applies the finely adjusted power supply voltage Vs to the applied power supply terminal 112 to finely change the supply voltage FV, and changes the supply voltage Vs and the supply voltage FV The power consumed by the resistance component of the amplifier 111 of the DPS IC unit 110 is also changed. That is, the amount of heat generated by the amplifier 111 is calculated by multiplying the calculated value obtained by subtracting the changed supply voltage VF from the changed supply voltage Vs by the supply current IF flowing to the load.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치(100)의 제어유닛(140)은 증폭기(111)의 전원전압(Vs)을 변동 시켜 증폭기(111)의 불필요한 소모전력 및 발열량을 조절할 수 있게 된다. The control unit 140 of the power supply apparatus 100 according to the embodiment of the present invention can control the unnecessary power consumption and the heating value of the amplifier 111 by varying the power supply voltage Vs of the amplifier 111 .

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치의 제어방법을 나타낸 순서도로서, 전원 공급 장치의 제어방법은, 입력된 전원의 전압을 변환하여 다른 전원으로 출력하는 전원 공급 장치를 제어하는 방법에 있어서, 사용자가 목표 공급전압(VF) 값을 설정하는 공급전압 설정단계(S210)와, 제어유닛(140)이 DPS IC 유닛(110) 증폭기(111)의 룩업테이블에서 목표 전원전압(Vs) 값을 도출하는 전원전압 도출단계(S220)와, 제어유닛(140)이 전압원(120)의 트림값을 도출하는 트림값 도출단계(S230)와, 제어유닛(140)이 전압원조절유닛(130)을 제어하여 신호를 생성하는 제어신호 생성단계(S240)와, 전압원조절유닛(130)이 제어신호를 상기 전압원(120)에 전송하여 상기 전압원(120)을 제어하는 전압원 제어단계(S250) 및 제어유닛(140)이 상기 DPS IC 유닛(110)의 전원전압(Vs)을 제어함으로써 상기 DPS IC 유닛(110)에서 발생하는 소모전력 및 발열을 감소시키는 DPS IC 유닛 제어단계(S260)를 포함할 수 있다. 4 is a flowchart illustrating a method of controlling a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. The method for controlling a power supply apparatus includes a method of controlling a power supply apparatus that converts a voltage of an input power supply and outputs the voltage to another power supply The control unit 140 sets the target supply voltage Vs in the lookup table of the amplifier 111 of the DPS IC unit 110. The supply voltage setting step S210 sets the target supply voltage VF by the user, A trim value deriving step S230 of deriving a trim value of the voltage source 120 by the control unit 140 and a trim value derivation step S230 of deriving a trim value of the voltage source 120. The control unit 140 controls the voltage source control unit 130, A voltage source control step S250 for controlling the voltage source 120 by transmitting a control signal to the voltage source 120 by controlling the voltage source control unit 130 to generate a signal, The unit 140 controls the power supply voltage Vs of the DPS IC unit 110 Writing may include DPS IC unit control step (S260) of reducing the power consumption and heat generated by the DPS IC unit 110.

사용자가 공급전압 설정단계(S210)에서 공급전압을 설정하면, 전원전압 도출단계(S220)와 트림값 도출단계(S230)에서 제어유닛(140)은 DPS IC 유닛(110)과 연결되어 전원전압(Vs) 값과 공급전압(VF)을 모니터링하여 증폭기(111)의 발열량을 산출하면서 그 발열량을 최소화 할 수 있는 전원전압(Vs)을 계산한다.When the user sets the supply voltage in the supply voltage setting step S210, the control unit 140 is connected to the DPS IC unit 110 in the power supply voltage deriving step S220 and the trim value deriving step S230, Vs) and the supply voltage (VF) to calculate the power supply voltage (Vs) that can minimize the heat generation amount while calculating the heat generation amount of the amplifier (111).

제어신호 생성단계(S240)는 전원전압 도출단계(S220)와 트림값 도출단계(S230)에서 도출된 발열량을 최소화 할 수 있는 전원전압(Vs)에 따라 전압원조절유닛(130)을 제어하여 상기 전압원(120)에서 상기 공급전압(VF)과 기 설정된 값 이내의 전원전압값(Vs)이 출력되도록 하는 신호를 생성한다. The control signal generation step S240 controls the voltage source control unit 130 according to the power source voltage Vs that can minimize the calorific power derived from the power source voltage derivation step S220 and the trim value derivation step S230, The controller 120 generates a signal to output the supply voltage VF and a power supply voltage value Vs within a predetermined value.

즉, 제어신호 생성단계(S240)는, 제어유닛(140)이 DPS IC 유닛(110)의 내부 증폭기(111)에 인가되는 전원전압(Vs)과 상기 증폭기(111)에서 출력되어 부하(150)에 전달되는 공급전압(VF)과의 차이가 기 설정된 수치 이상이 되면 상기 DPS IC 유닛(111)의 소모전력 및 발열을 감소시키기 위해 상기 전압원조절유닛(130)을 제어하여 상기 전압원(120)에서 상기 공급전압(VF)과 기 설정된 값 이내의 전원전압값(Vs)이 출력되도록 하는 신호를 생성시키도록 한다. That is, the control signal generation step S240 is a step in which the control unit 140 compares the power supply voltage Vs applied to the internal amplifier 111 of the DPS IC unit 110 with the power supply voltage Vs output from the amplifier 111, The voltage source control unit 130 controls the voltage source control unit 130 to reduce the power consumption and the heat generation of the DPS IC unit 111 when the difference between the supply voltage VF and the supply voltage VF, A signal for causing the supply voltage VF and the power supply voltage value Vs within a predetermined value to be output is generated.

전압원 제어단계(S250)는 제어신호 생성단계(S240)에서 전달된 신호에 따라 전압원(120)의 출력 전압값이 미세 조정된다. In the voltage source control step S250, the output voltage value of the voltage source 120 is finely adjusted according to the signal transmitted in the control signal generating step S240.

DPS IC 유닛 제어단계(S260)는, 전압원(120)은 증폭기(111)의 인가전원단자(112)에 출력된 전압을 인가시키게 되고 제어유닛(140)에 의해 위의 과정을 거치며 전압원(120)에 인가되는 전원전압을 가변하여 상기 DPS IC 유닛(110)에서 발생하는 소모전력 및 발열을 감소시키게 된다. In the DPS IC unit control step S260, the voltage source 120 applies the voltage output to the applied power supply terminal 112 of the amplifier 111 and is controlled by the control unit 140 in the above- So that the power consumption and the heat generated in the DPS IC unit 110 are reduced.

이하에서는 상술한 전원 공급 장치의 제어방법에 대해서 수치를 예를 들어 설명하기로 한다. Hereinafter, numerical examples of the control method of the power supply device will be described.

DPS IC 유닛(110)의 이론 및 사양(Specification)은, DPS IC 유닛(110)의 전압 범위(Voltage Range)는 0V ~ 10V의 상황에 따라 가변 될 수 있는 전압 범위를 갖는 것으로 하고, DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111) IC가 문제없이 동작하는 접합 온도 최고치(TJmax: Max Junction Temperature)는 85℃ 일 때, 공랭시 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111) IC가 문제없이 동작하는 접합 온도(TJ: Junction Temperature))는 아래의 식 1과 같이 구해진다. The theory and specification of the DPS IC unit 110 are as follows. It is assumed that the voltage range of the DPS IC unit 110 has a voltage range that can be varied according to a situation of 0 V to 10 V, When the amplifier 111 IC of the DPS IC unit 110 at the time of air cooling is operated without problems when the maximum junction temperature (TJmax) at which the amplifier 111 of the amplifier 110 is operated without problems is 85 ° C, (TJ: Junction Temperature) is obtained as shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

TJ = TA + R θJA ㅧ PD(Power Dissipation)TJ = TA + R? JA? PD (Power Dissipation)

이때, At this time,

TA : 주위온도(24℃)TA: Ambient temperature (24 ℃)

R θJA : 접합부위 열저항값(11.1℃/W) R θJA: junction thermal resistance value (11.1 ° C / W)

PD : Power DissipationPD: Power Dissipation

위와 같은 DPS IC 유닛(110)의 이론 및 사양(Specification)에서, 목표 공급전압(VF)과 전류(IF)를 각각 5V, 1A라 설정한 후, 기존의 전압원과 본 발명의 전원 공급 장치(100)를 사용했을 때의 불필요하게 소모되는 전력량 및 발열량을 산출하여 비교하면 다음과 같다. The target supply voltage VF and the current IF are respectively set to 5 V and 1A in the theory and specifications of the DPS IC unit 110 as described above and then the power supply 100 ) Is used, the unnecessary consumed amount of power and heat generation amount are calculated and compared as follows.

먼저, 기존 전압원을 사용 했을 때, 전압원은 0V ~ 10V보다 넓은 범위(ㅁ2V)에서 DPS IC 유닛에 전압을 공급해야 하는데, 그 예로써 12V라고 하면, 불필요하게 소모되는 전력량 및 발열량은 아래의 수학식 2에 따라 산출된다.First, when a conventional voltage source is used, the voltage source must supply a voltage to the DPS IC unit in a range wider than 0V to 10V (2V). For example, if the voltage is 12V, the amount of power and heat dissipation, Is calculated according to Equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

발열량(전력) = (Vs - VF) × IFHeating power (power) = (Vs - VF) x IF

여기서, here,

Vs : 인가되는 전원전압Vs: Power supply voltage applied

VF : 부하에 걸리는 공급전압VF: Supply voltage across the load

IF : 부하로 흘러가는 공급전류IF: Supply current to load

수학식 2에 위의 설정값을 대입하면 불필요하게 소모되는 전력량 및 발열량은 (12V-5V)*1A = 7W가 된다. If the above set value is substituted into Equation 2, the unnecessary power consumption and heat generation amount becomes (12V-5V) * 1A = 7W.

다시, 상술한 수학식 1에 따라 공랭시 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111) IC가 문제없이 동작하는 접합 온도를 계산 하면 공랭시 TJ = 24℃ + 11.1℃*7W = 101.7℃ 가 되고, DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111) IC가 문제없이 동작하는 접합 온도 최고치(TJmax) 값인 85℃를 넘게 되며 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111) IC는 DPS IC는 셧다운(Shutdown)하게 된다. When the junction temperature at which the amplifier 111 IC of the DPS IC unit 110 at the time of air cooling is operated according to the above-described equation (1) is calculated, it becomes TJ = 24 ° C + 11.1 ° C * 7W = The amplifier 111 IC of the DPS IC unit 110 exceeds a junction temperature maximum value TJmax of 85 C which is a problem free operation and the amplifier 111 IC of the DPS IC unit 110 shut down the DPS IC do.

따라서 기존 전압원을 사용 했을 때는 수냉식 시스템을 구축하여 (주의 온도(TA) 및 접합부위 열저항값)(R θJA)을 내려줘야만 하고, 전압원에서 12W 전력을 감당 해야 하므로 전력이 커져서 전압원의 크기 및 비용이 증가하게 된다. Therefore, when a conventional voltage source is used, a water-cooled system (TA and junction heat resistance) (R θJA) must be lowered and the power source must be able to handle 12W power. The cost increases.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치(100)를 사용 했을 때, 전압원(120)은 가변이 가능하며 목표 공급전압에 근접한 전압원을 줄수 있는데, 그 예로써 7V라고 하면, 불필요하게 소모되는 전력량 및 발열량은 상술한 수학식 2에 따라 (7V-5V)*1A = 2W가 된다.Next, when the power supply apparatus 100 according to the embodiment of the present invention is used, the voltage source 120 is variable and can supply a voltage source close to the target supply voltage. For example, when the voltage is 7V, The amount of power consumed and the amount of heat generated are (7V-5V) * 1A = 2W according to the above-described formula (2).

다시, 상술한 수학식 1에 따라 공랭시 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111) IC가 문제없이 동작하는 접합 온도를 계산 하면 공랭시 TJ = 24℃ + 11.1℃*2W = 46.4℃ 가 되고, DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111) IC가 문제없이 동작하는 접합 온도 최고치(TJmax) 값인 85℃를 넘지 않게 되어 DPS IC 유닛(110)의 증폭기(111) IC는 정상적으로 작동할 수 있게 되어 공랭식 시스템을 구축 할수 있게 된다. When the junction temperature at which the amplifier 111 IC of the DPS IC unit 110 during air cooling is operated according to the above-described equation (1) is calculated, the temperature TJ = 24 ° C + 11.1 ° C * 2W = 46.4 ° C at air- The amplifier 111 IC of the DPS IC unit 110 does not exceed the junction temperature maximum value (TJmax) value 85 C that operates without problems and the amplifier 111 IC of the DPS IC unit 110 can operate normally, System.

그리고 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치(100)는 제어유닛(140)의 제과정을 전압원조절유닛(130)의 디지털 포텐셔미터를 이용함으로써 DPS IC 유닛(110) 증폭기(111)의 불필요한 소모전력 및 발열량을 감소시키는 과정을 프로그래밍화하여 구성할 수도 있다. The power supply 100 according to an exemplary embodiment of the present invention can reduce the unnecessary consumption of the DPS IC unit 110 amplifier 111 by using the digital potentiometer of the voltage source control unit 130 The process of reducing power and heat generation may be programmed and configured.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치 및 그 제어방법은 디지털 포텐셔미터를 이용하여 전원 공급 장치(DPS) 내부 IC의 불필요한 소모전력 및 발열을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the power supply device and the control method thereof according to the embodiment of the present invention have the effect of reducing unnecessary power consumption and heat generation of the internal IC of the power supply device (DPS) by using the digital potentiometer.

또한, 냉각 시스템(예를 들면, 수냉식 냉각 시스템 등)의 구축비용이 절감되는데, 고전류(High Current)를 이용하기 위해 기존 DPS IC는 통상적으로 냉각을 위해 수냉식 시스템을 구축하고, 이에 따라 Chiller System, 냉각수, Board의 Chiller Cover 등의 제작비용이 소요되기 때문에, 본 발명에서는 동일한 제조 사양에 공랭식 시스템을 이용하여 상대적으로 저렴한 PAN, 방열판 등으로 구축할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the construction cost of a cooling system (for example, a water-cooled cooling system) is reduced. In order to utilize a high current, a conventional DPS IC usually constructs a water-cooled system for cooling, The cooling water, and the chiller cover of the board. Therefore, in the present invention, it is possible to construct a relatively inexpensive PAN, a heat sink or the like using the air-cooling system in the same manufacturing specification, thereby reducing the cost.

또한, 시스템 전력을 절감할 수 있는데, 반도체 테스트 설비(ATE) 등에서 통상 DPS IC는 많은 파라(PARA)를 택하여 전원을 공급하며, 많은 수의 IC를 사용하며 많은 전력을 소비하기 때문에, 본 발명에서는 발열으로 소모되는 전력을 절감하여 시스템 전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the system power can be reduced. In the semiconductor test equipment (ATE), since the DPS IC usually uses a lot of paras (PARA) to supply power, uses a large number of ICs and consumes a lot of power, It is possible to reduce power consumed by heat generation, thereby reducing system power.

또한, 본 발명은 발열에 대한 제어를 프로그래밍화하여 수행 할 수 있기 때문에, 연구 개발, 제조 테스트, QC 검사 등과 같이 복잡한 전자 디바이스와 컴포턴트를 특성화하고 디버그하기 위한 정확하고 안정적인 전력을 출력할 수 있는 프로그래머블 전원 공급 장치(PPS: Programmable Power Supply)에 적용되어 정밀한 출력을 제어 할 수 있도록 하는 효과가 있다. In addition, since the present invention can be programmed to control the heat generation, it is possible to output accurate and stable power for characterizing and debugging complicated electronic devices and components such as R & D, manufacturing test, and QC inspection And is applied to a programmable power supply (PPS) so as to control precise output.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be readily apparent that such substitutions, modifications, and alterations are possible.

10: DPS IC 11, 11′: 증폭기
12, 12′: 인가전원단자 13: 공급전압설정단
14: 공급전압 출력단 20: 부하
100: 전원 공급 장치 110: DPS IC 유닛
111: 증폭기 112: 인가전원단자
113: 공급전압 설정단측 선로 114: 공급전압 출력측 선로
120: 전압원 130: 전압원조절유닛
140: 제어유닛 150: 부하10: DPS IC 11, 11 ': Amplifier
12, 12 ': Power supply terminal 13: Supply voltage setting stage
14: Supply voltage output stage 20: Load
100: power supply unit 110: DPS IC unit
111: Amplifier 112: Power supply terminal
113: supply voltage setting single side line 114: supply voltage output side line
120: voltage source 130: voltage source control unit
140: control unit 150: load

Claims (6)

입력된 전원의 전압을 변환하여 다른 전원으로 출력하는 전원 공급 장치에 있어서,
상기 전원 공급 장치 내부에 장착되고 증폭기 소자가 집적된 DPS IC 유닛;
상기 DPS IC 유닛의 인가전원단자와 연결되어 전압을 인가하는 전압원;
상기 전압원과 연결되어 상기 전압원의 출력 전압값을 조절할 수 있는 제어신호를 생성하는 전압원조절유닛; 및
상기 DPS IC 유닛과 연결되고 상기 DPS IC 유닛의 룩업테이블에서 목표 전원전압값을 도출하고, 상기 전압원의 트림값을 도출하고, 상기 전압원조절유닛을 제어하는 제어유닛;을 포함하되,
상기 제어유닛은 상기 전압원의 출력 전압값을 조절하여 상기 DPS IC 유닛의 전원전압을 가변함으로써 상기 DPS IC 유닛에서 발생하는 소모전력 및 발열을 감소시킬 수 있도록 하기 위해 상기 전압원조절유닛을 제어하여 상기 전압원에서 공급전압(VF)과 기 설정된 값 이내의 전원전압값(Vs)이 출력되도록 하는 신호를 생성하고,
상기 전압원에는 트리밍 회로가 내장된 DC-DC 컨버터가 사용되어 상기 전압원의 트림값에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
A power supply apparatus for converting a voltage of an input power source and outputting the converted voltage to another power source,
A DPS IC unit mounted in the power supply unit and having an amplifier element integrated therein;
A voltage source connected to the applied power supply terminal of the DPS IC unit to apply a voltage thereto;
A voltage source control unit connected to the voltage source and generating a control signal capable of controlling an output voltage value of the voltage source; And
And a control unit connected to the DPS IC unit and deriving a target power supply voltage value from the lookup table of the DPS IC unit, deriving a trim value of the voltage source, and controlling the voltage source control unit,
The control unit controls the voltage source control unit to control the output voltage value of the voltage source so as to reduce power consumption and heat generated in the DPS IC unit by varying the power source voltage of the DPS IC unit, Generates a signal for causing the supply voltage VF and the supply voltage value Vs within a predetermined value to be output,
Wherein a DC-DC converter having a trimming circuit is used as the voltage source and is controlled by a trim value of the voltage source.
청구항 1에 있어서,
상기 전압원은 트리밍 회로를 포함하여 출력 전압을 조절하기 위하여 상기 트리밍 회로를 사용하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the voltage source includes a trimming circuit to use the trimming circuit to adjust the output voltage.
청구항 1에 있어서,
상기 전압원조절유닛은 디지털 입력으로 제어되어 조정된 아날로그 신호를 생성하여 출력할 수 있는 디지털 포텐셔미터인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the voltage source control unit is a digital potentiometer that is controlled by a digital input to generate and output an adjusted analog signal.
청구항 1에 있어서,
상기 제어유닛은 DPS IC 유닛의 내부 증폭기에 인가되는 전원전압과 상기 증폭기에서 출력되어 부하에 전달되는 공급전압과의 차이가 기 설정된 수치 이상이 되면 상기 DPS IC 유닛의 소모전력 및 발열을 감소시키기 위해 상기 전압원조절유닛에 신호를 생성시켜 상기 전원전압을 가변할 수 있는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
The control unit may reduce the power consumption and heat generation of the DPS IC unit when the difference between the power supply voltage applied to the internal amplifier of the DPS IC unit and the supply voltage delivered to the load outputted from the amplifier becomes a predetermined value or more And the power supply voltage can be varied by generating a signal in the voltage source control unit.
입력된 전원의 전압을 변환하여 다른 전원으로 출력하는 전원 공급 장치를 제어하는 방법에 있어서,
사용자가 목표 공급전압 값을 설정하는 공급전압 설정단계;
제어유닛이 DPS IC 유닛 증폭기의 룩업테이블에서 목표 전원전압값을 도출하는 전원전압 도출단계;
제어유닛이 전압원의 트림값을 도출하는 트림값 도출단계;
제어유닛이 전압원조절유닛을 제어하여 신호를 생성하는 제어신호 생성단계;
전압원조절유닛이 제어신호를 상기 전압원에 전송하여 상기 전압원을 제어하는 전압원 제어단계; 및
제어유닛이 상기 DPS IC 유닛의 전원전압을 제어함으로써 상기 DPS IC 유닛에서 발생하는 소모전력 및 발열을 감소시키는 DPS IC 유닛 제어단계;를 포함하고,
상기 제어신호 생성단계는,
상기 제어유닛이 상기 DPS IC 유닛의 내부 증폭기에 인가되는 전원전압과 상기 증폭기에서 출력되어 부하에 전달되는 공급전압과의 차이가 기 설정된 수치 이상이 되면 상기 DPS IC 유닛의 소모전력 및 발열을 감소시키기 위해 상기 전압원조절유닛을 제어하여 상기 전압원에서 상기 공급전압과 기 설정된 값 이내의 전원전압값이 출력되도록 하는 신호를 생성시키고,
상기 전압원에는 트리밍 회로가 내장된 DC-DC 컨버터가 사용되어 상기 전압원의 트림값에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치의 제어방법.
A method of controlling a power supply apparatus for converting a voltage of an input power supply and outputting the converted voltage to another power supply,
A supply voltage setting step in which a user sets a target supply voltage value;
A power supply voltage derivation step in which the control unit derives a target power supply voltage value from a lookup table of the DPS IC unit amplifier;
A trim value deriving step by which the control unit derives the trim value of the voltage source;
A control signal generation step of the control unit controlling the voltage source control unit to generate a signal;
A voltage source control step of controlling the voltage source by transmitting a control signal to the voltage source; And
And a control unit controlling a power supply voltage of the DPS IC unit so as to reduce power consumption and heat generated in the DPS IC unit,
The control signal generation step includes:
When the difference between the power supply voltage applied to the internal amplifier of the DPS IC unit and the supply voltage delivered to the load is equal to or greater than a predetermined value, the control unit reduces the power consumption and heat generation of the DPS IC unit The control unit controls the voltage source control unit to generate a signal for causing the voltage source to output the supply voltage within a predetermined value,
Wherein a DC-DC converter having a trimming circuit is used as the voltage source and is controlled by a trim value of the voltage source.
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