KR102544206B1 - 래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 제어하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어 회로에 관한 것이다. 본 개시에 따르면, 전원 공급 제어 회로는 제1 증폭기를 이용하여 상기 전원 공급 제어 회로의 동작 상태에 관련된 상태 신호를 생성하는 동작 상태 확인부, 및 제2 증폭기를 이용하여 상기 상태 신호와 차단 신호에 기반하는 스위칭 신호를 생성하고, 상기 스위칭 신호를 이용하여 공급되는 출력 전압을 결정하는 공급 전원 제어부를 포함하고, 상기 제1 증폭기와 상기 제2 증폭기는 정궤환(positive feedback) 구조로 연결되는 증폭기를 포함한다.

Description

래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 제어하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING POWER SUPPLY FROM AN INPUT POWER SOURCE TO AN OUTPUT POWER SOURCE USING A LATCH CIRCUIT}

본 개시(disclosure)는 일반적으로 전원 공급을 제어하는 시스템 관한 것으로, 보다 구체적으로 정궤환 구조의 증폭기가 포함된 래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 선택적으로 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

전원 공급 제어 회로는 입력 전원과 출력 전원 사이에 배치되어, 입력 전원과 출력 전원의 전기적 연결을 단속하는 기능을 수행하는 회로를 지시한다. 전원 공급 제어 회로는 전원을 공급 또는 차단함으로써 전원 공급 제어 회로가 포함된 전자 장비가 전반적인 동작을 수행할 수 있게 한다. 일 예에 따르면, 전원 공급 제어 회로는 군용 차량이나 비행기 같은 이동 장치에 포함될 수 있고, 이러한 이동 장치에 포함된 전원 공급 제어 회로는 일반적인 회로에 비해 전원 공급 제어 회로는 다른 제어 회로에 비하여 높은 안정성과 신뢰성이 요구된다.

이동 장치가 초기 정지 상태에서, 이동 장치는 불량이나 오류를 탐지한 경우 이동 장치나 운용자를 보호하기 위하여, 제어 신호를 통해 전원 공급 장치를 자체를 제거하거나 전원 공급 라인의 릴레이를 차단하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 일반적으로, 이동용 전원 공급 장치는 이동 장치의 내부에 배치되기 때문에, 이동 장치는 전원 공급 장치 자체를 제거하는 방법보다, 전원 공급 제어 회로를 이용하여 전원 공급 라인을 차단하는 방법을 사용한다. 통상적으로 전원 공급 라인을 차단하기 위한 명령 신호는 단순 펄스(pulse) 파형을 가진다. 이러한 펄스 파형은 단위 계단(unit step) 파형이나 연속 반전(toggling) 파형 대비 쉽게 생성될 수 있고, 동작 제어 및 관리에 용이하게 때문이다.

이동 장치가 이동 중인 상태에서, 전원 공급 제어 회로는 외란과 간섭에 영향을 받지 않고, 동작하는 조건 내내 안정적으로 전원 공급을 지속하여야 한다. 즉, 이동 상태에서 전원 공급 제어 회로는 안정적인 동작의 신뢰성을 보장하기 위하여, 전원 공급 장치에 연결된 각종 입력 단자가 외부 신호들에 반응하지 않고 제어 신호에 대한 전기적 분리 상태로 전환하도록 하는 기능이 있어야 한다.

종래에 따르면, 전원 공급 제어 회로는 연속된 신호가 없어도 이전 상태를 영구적으로 유지할 수 있는 마그네틱 래칭 릴레이 부품을 이용하였다. 마그네틱 래칭 릴레이 부품을 이용하는 전원 공급 제어 회로는 이동 장치가 이동하지 않은 경우에만 활성화되는 제어 신호를 이용하여 간단하게 구성될 수 있었다. 그러나, 종래의 전원 공급 제어 회로는 이전 연결 상태를 유지시키기 위한 영구 자석 및 관련 부속품 등이 배치되어야 하므로, 간단한 릴레이에 비해 부품 크기가 상당히 컸다. 또한, 영구 자석을 이용하여 스위치 단자 사이의 기계적으로 연결 상태를 유지하는 방식은 외부의 강한 자력에 의한 영향을 받을 수 있으며 이동 장치의 다양한 종류의 움직임에 의한 부품 진동에 취약하다는 문제가 있었다. 이에 따라, 외부 자력이나 이동 장치의 진동에 관한 안정성과 신뢰성을 가지면서 선택적으로 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어 회로의 기술 개발이 요구되고 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 정궤환 구조의 증폭기가 포함된 래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 선택적으로 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는 펄스 형태를 가지는 제어 신호에 기반하여 릴레이의 출력 상태가 변경되며 자체적으로 상태가 유지되는 래치 기능을 가지는 공급 전원 제어 회로 및 그 회로의 동작 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는 전원 공급 제어 회로가 포함된 이동 장치의 동작 상태에 따라 적응적으로 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어 회로 및 그 회로의 동작 방법을 제공한다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어 회로는 제1 증폭기를 이용하여 상기 전원 공급 제어 회로의 동작 상태에 관련된 상태 신호를 생성하는 동작 상태 확인부, 및 제2 증폭기를 이용하여 상기 상태 신호와 차단 신호에 기반하는 스위칭 신호를 생성하고, 상기 스위칭 신호를 이용하여 공급되는 출력 전압을 결정하는 공급 전원 제어부를 포함하고, 상기 제1 증폭기와 상기 제2 증폭기는 정궤환(positive feedback) 구조로 연결되는 증폭기를 포함한다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 동작 상태 확인부는 상기 전원 공급 제어 회로가 포함된 장치의 동작 상태를 지시하는 동작 신호에 기반하여 동작하는 제1 스위치를 포함하고, 상기 제1 스위치는 상기 동작 신호에 기반하여 상기 제1 증폭기에 입력되는 전압을 변경한다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 동작 상태 확인부는 상기 상태 신호를 출력하는 상기 제1 증폭기, 상기 제1 증폭기의 - 입력단과 상기 입력 전원을 연결하는 제1 저항, 상기 제1 증폭기의 - 입력단과 상기 제1 스위치를 연결하는 제2 저항, 상기 제1 증폭기의 + 입력단과 상기 입력 전원을 연결하는 제3 저항, 및 상기 제1 증폭기의 + 입력단과 상기 제1 증폭기의 출력단을 연결하는 제1 다이오드를 포함하고, 상기 제1 스위치는 상기 제2 저항과 접지노드를 연결한다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 동작 상태 확인부는 상기 동작 신호가 수신된 경우, 상기 제1 스위치를 단락(short)시키고, 상기 제1 증폭기를 이용하여 전압의 크기가 감소된 상태 신호를 생성하고, 상기 상태 신호를 상기 공급 전원 제어부로 출력한다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 스위치의 단락에 대응하여, 상기 제1 증폭기의 - 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제1 저항과 상기 제2 저항에 기반하여 결정되고, 상기 제1 증폭기의 + 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제3 저항과 상기 제1 다이오드에 기반하여 결정된다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 상태 신호는 상기 공급 전원 제어부가 상기 차단 신호의 입력에 따라 동작하도록 하는 제1 전압 신호와 상기 공급 전원 제어부가 상기 차단 신호의 입력에 따른 동작을 제한하기 위한 제2 전압 신호 중 하나로 결정된다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 공급 전원 제어부는 상기 동작 상태 확인부로부터 획득한 상태 신호와, 외부로부터 획득한 펄스 형태의 상기 차단 신호에 기반하여 동작하는 제2 스위치를 포함하고, 상기 제2 스위치는 상기 상태 신호와 상기 차단 신호에 기반하여 상기 제2 증폭기에 입력되는 전압을 변경한다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 공급 전원 제어부는 상기 스위칭 신호를 출력하는 상기 제2 증폭기, 상기 제2 증폭기의 + 입력단과 상기 제1 증폭기의 출력단을 연결하는 제2 스위치, 상기 제2 증폭기의 + 입력단과 접지 노드를 연결하는 제4 저항, 상기 제2 증폭기의 - 입력단과 상기 입력 전원을 연결하는 제5 저항, 상기 제2 증폭기의 - 입력단과 접지 노드를 연결하는 제2 다이오드, 및 상기 제2 증폭기의 + 입력단과 상기 제2 증폭기의 출력단을 연결하는 제6 저항을 포함한다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 공급 전원 제어부는 상기 펄스 형태의 차단 신호의 입력에 기반하여 상기 제2 스위치를 단락 후 개방(open)시키고, 상기 제2 증폭기를 이용하여 전압의 크기가 증가된 스위칭 신호를 생성한다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 스위치의 단락에 대응하여, 상기 제2 증폭기의 - 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제5 저항과 상기 제2 다이오드에 기반하여 결정되고, 상기 제2 증폭기의 + 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제4 저항과 상기 제6 저항에 기반하여 결정된다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 공급 전원 제어부는 상기 입력 전원으로부터 상기 출력 전원으로의 전원 공급을 제어하는 스위치부를 포함하고, 상기 스위치부는 상기 입력 전원과 상기 출력 전원 사이에 연결되는 트랜지스터 스위치, 상기 제2 증폭기의 출력단과 상기 트랜지스터 스위치 사이에 연결되는 제7 저항, 및 상기 입력 전원과 상기 트랜지스터 스위치 사이에 연결되는 제3 다이오드를 포함한다.

본 발명의 다양한 각각의 측면들 및 특징들은 첨부된 청구항들에서 정의된다. 종속 청구항들의 특징들의 조합들(combinations)은, 단지 청구항들에서 명시적으로 제시되는 것뿐만 아니라, 적절하게 독립항들의 특징들과 조합될 수 있다.

또한, 본 개시에 기술된 임의의 하나의 실시 예(any one embodiment) 중 선택된 하나 이상의 특징들은 본 개시에 기술된 임의의 다른 실시 예 중 선택된 하나 이상의 특징들과 조합될 수 있으며, 이러한 특징들의 대안적인 조합이 본 개시에 논의된 하나 이상의 기술적 문제를 적어도 부분적으로 경감시키거나, 본 개시로부터 통상의 기술자에 의해 식별될 수 있는(discernable) 기술적 문제를 적어도 부분적으로 경감시키고, 나아가 실시 예의 특징들(embodiment features)의 이렇게 형성된 특정한 조합(combination) 또는 순열(permutation)이 통상의 기술자에 의해 양립 불가능한(incompatible) 것으로 이해되지만 않는다면, 그 조합은 가능하다.

본 개시에 기술된 임의의 예시 구현(any described example implementation)에 있어서 둘 이상의 물리적으로 별개의 구성 요소들은 대안적으로, 그 통합이 가능하다면 단일 구성 요소로 통합될 수도 있으며, 그렇게 형성된 단일한 구성 요소에 의해 동일한 기능이 수행된다면, 그 통합은 가능하다. 반대로, 본 개시에 기술된 임의의 실시 예(any embodiment)의 단일한 구성 요소는 대안적으로, 적절한 경우, 동일한 기능을 달성하는 둘 이상의 별개의 구성 요소들로 구현될 수도 있다.

본 발명의 특정 실시 예들(certain embodiments)의 목적은 종래 기술과 관련된 문제점 및/또는 단점들 중 적어도 하나를, 적어도 부분적으로, 해결, 완화 또는 제거하는 것에 있다. 특정 실시 예들(certain embodiments)은 후술하는 장점들 중 적어도 하나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 정궤환 구조의 증폭기가 포함된 래치 회로를 이용함으로써, 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 선택적으로 제어할 수 있게 한다.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 전원 공급 제어 회로가 포함된 이동 장치의 동작 상태에 기반하여 전원 공급을 제어함으로써, 적응적으로 전원 공급을 제어할 수 있게 한다.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 증폭기를 이용한 래치 회로를 이용함으로써, 전원 공급 제어 회로를 소형화할 수 있으며 설계 비용을 상당히 감소시킬 수 있게 한다.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 증폭기를 이용한 래치 회로를 이용함으로써, 전원 공급 제어 회로의 외부의 자력이나 이동 장치의 진동에 대응하는 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있게 한다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래에 따른 전원 공급 제어 시스템의 모식도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 제어 시스템에서, 전원 공급 제어 회로의 모식도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 제어 시스템에서, 전원 공급 제어 회로의 회로도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 제어 시스템에서, 동작 상태 확인부에 포함된 제1 증폭기의 입출력 전압 그래프를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 제어 시스템에서, 공급 전원 제어부에 포함된 제2 증폭기의 입출력 전압 그래프를 도시한다.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.

이하 본 개시는 전원 공급을 제어하는 회로 및 회로의 제어 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 정궤환 구조의 증폭기가 포함된 래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 선택적으로 제어하기 위한 기술을 설명한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있으므로 본 명세서에서 설명하는 실시예들로 제한되지 않는다. 본 명세서에 개시된 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술을 구체적으로 설명하는 것이 본 개시의 기술적 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 공지 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다. 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 명세서에서 어떤 요소가 다른 요소와 "연결"되어 있다고 기술될 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 요소를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 어떤 요소가 다른 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 요소 외에 또 다른 요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

일부 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 설명될 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는 특정 기능을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록이 수행하는 기능은 복수의 기능 블록에 의해 수행되거나, 본 개시에서 복수의 기능 블록이 수행하는 기능들은 하나의 기능 블록에 의해 수행될 수도 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.

또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.

이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 종래에 따른 전원 공급 제어 시스템의 모식도(100)를 도시한다. 도 1을 참고하면, 전원 공급 제어 시스템은 전원을 공급하는 입력 전원(110), 입력 전원으로부터 전원을 공급 받는 출력 전원(120), 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 단속하는 전원 공급 제어 회로(130)를 포함한다.

전원 공급 제어 회로(130)는 입력 전원(110)과 출력 전원(120) 사이의 전원 공급을 연결하거나 차단하는 기능을 수행하는 회로를 지시한다. 전원 공급 제어 회로(130)는 입력 전원(110)과 출력 전원(120) 사이에 배치되어, 전원이 공급되도록 입력 전원(110)과 출력 전원(120)을 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다. 이를 위하여, 전원 공급 제어 회로(130)는 외부로부터 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 기반하여 동작하는 적어도 하나의 스위치를 이용하여 입력 전원(110)과 출력 전원(120)의 전기적 연결을 제어할 수 있다. 일 예에 따르면, 제어 신호는 전원 차단 명령 신호 또는 전원 공급 명령 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

전원 공급 제어 회로(130)가 제어 신호에 기반하여 전원 공급을 제어하는 중, 연속된 신호가 없어도 릴레이 연결이 유지될 필요가 있고, 이 경우 전원 공급 제어 회로(130)는 래칭 릴레이를 이용하여 회로 사이의 전기적 연결을 유지한다. 래칭 릴레이는 외부로부터 연속된 신호가 없어도 이전의 동작 상태를 유지하는 기능을 수행하는 스위치를 지시한다. 즉, 전원 공급 제어 회로(130)는 적어도 하나의 래칭 릴레이를 이용하여 입력 전원(110)과 출력 전원(120) 사이의 전기적 연결 또는 차단을 유지할 수 있다.

종래에 따르면, 전원 공급 제어 회로(130)는 제어 신호에 기반하여 동작하는 제1 래칭 릴레이(131)와 제2 래칭 릴레이(136)를 포함한다. 제1 래칭 릴레이(131)와 제2 래칭 릴레이(136)는 내부에 영구 자석을 구비하는 마그네틱 래칭 릴레이로 구성될 수 있다. 또한, 제1 래칭 릴레이(131)와 제2 래칭 릴레이(136)는 동작 제어용으로 연속된 신호가 없어도 이전 상태를 영구적으로 유지하여 주는 기능을 수행할 수 있다.

일 예에 따르면, 제1 래칭 릴레이(131)는 전원 공급 제어 회로(130)에 최초에 전원이 인가된 시점으로부터, 제어 신호에 의해 제1 래칭 릴레이(131)가 단락(short) 되고, 제2 래칭 릴레이(136) 동작으로 인하여 입력 전원(110)과 출력 전원(120)이 연결된다. 일 예에 따르면, 제어 신호는 동작 수행을 지시하는 셋(set) 신호를 포함할 수 있다. 전원 공급 제어 회로(130)는 별도의 다른 제어 신호가 없는 경우 내부 영구 자석의 힘에 기반하여 스위치의 단락 상태가 유지된다. 이후, 전원 공급 제어 회로(130)의 스위치들이 단락된 상태에서 스위치 개방을(open) 위한 외부 제어 신호가 입력되고 추가의 외부 제어 신호가 없으면, 전원 공급 제어 회로는 내부 영구 자석의 힘에 기반하여 스위치 단자의 개방 상태가 유지되게 된다. 일 예에 따르면, 제어 신호는 동작을 초기화시키기 위한 리셋(set) 신호를 포함할 수 있다.

전원 공급 제어 회로(130)는 이동 장치에 구비되어, 이동 장치 내에서 전원 공급의 연결 또는 차단을 제어한다. 여기서, 이동 장치가 이동함으로 인하여 진동이 발생할 수 있고. 진동으로 인하여 전원 공급 제어 회로(130)의 동작 신뢰성 및 안정성을 저해시킬 수 있다. 종래의 전원 공급 제어 회로(130)에 따르면, 이동 장치가 이동 중인 경우에도 외부로부터 스위치 제어 신호를 직접 인가 받고 래칭 릴레이를 이용하여 입력 전원과 출력 전원 사이의 연결을 단속하였다. 즉, 전원 공급 제어 회로(130)는 제어 신호에 대한 전기적 분리시키기 위한 구성을 구비하지 않아, 이동 장치의 이동과 같은 상황에서 스위칭 동작에 오류가 발생할 수 있다. 이하에서, 이동 장치의 상태에 따라, 외부의 스위치 동작 제어 신호에 대하여 전기적으로 분리시키는 기능을 구비하는 전원 공급 제어 회로의 구성과 동작을 설명한다.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 제어 시스템에서, 전원 공급 제어 회로(210)의 모식도(200)를 도시한다. 도 2을 참고하면, 본 개시에 따른 전원 공급 제어 시스템은 전원을 공급하는 입력 전원(260), 입력 전원으로부터 전원을 공급 받는 출력 전원(270), 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 단속하는 전원 공급 제어 회로(210)를 포함한다.

전원 공급 제어 회로(210)는 입력 전원(260)과 출력 전원(270) 사이의 전원 공급을 연결하거나 차단하는 기능을 수행하는 회로를 지시한다. 전원 공급 제어 회로(210)는 입력 전원(260)과 출력 전원(270) 사이에 배치되어, 전원이 공급되도록 입력 전원(260)과 출력 전원(270)을 전기적으로 연결하거나 차단할 수 있다. 이를 위하여, 전원 공급 제어 회로(210)는 외부로부터 차단 신호를 수신할 수 있다. 본 개시에 따르면, 차단 신호는 입력 전원(260)과 출력 전원(270) 사이의 연결을 제어하기 위한 신호를 지시할 수 있다. 그에 따라, 차단 신호는 전원들 사이를 연결시키기 위한 신호 또는 전원들 사이를 차단시키기 위한 신호 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 전원 공급 제어 회로(210)는 전원 공급 제어 회로가 포함된 이동 장치의 동작 상태에 관련된 동작 신호를 수신할 수 있다. 전원 공급 제어 회로(210)는 이동 장치의 동작 상태에 관련된 동작 신호와, 전원 공급을 위한 스위치를 제어하기 위한 차단 신호에 기반하여, 입력 전원(260)과 출력 전원(270)의 전기적 연결을 제어할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전원 공급 제어 회로(210)는 동작 상태 확인부(220), 공급 전원 제어부(230)를 포함한다.

동작 상태 확인부(220)는 동작 신호에 기반하여 전원 공급 제어 회로의 동작 상태에 관련된 상태 신호를 생성하는 기능을 수행한다. 동작 상태 확인부(220)는 외부로부터 동작 신호를 입력 받고, 입력 전원으로부터 입력 전원 Vs를 입력 받을 수 있다. 동작 신호는 이동 장치의 동작 상태를 지시하는 신호를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 동작 신호는 이동 장치의 이동을 지시하는 이동 신호, 이동 장치의 정지를 지시하는 정지 신호 중 하나를 포함할 수 있다. 이후, 동작 상태 확인부(220)는 동작 신호로부터 이동 장치의 동작 상태를 확인하고, 이동 장치의 동작 상태에 대응되는 상태 신호를 생성할 수 있다. 상태 신호는 이동 장치의 동작 상태에 기반하여 결정되는 전압 신호로서, 공급 전원 제어부(230)의 동작을 제한하는 신호를 지시할 수 있다. 상태 신호는 공급 전원 제어부(230)가 차단 신호의 입력에 따라 동작하도록 하는 제1 전압 신호 또는 공급 전원 제어부(230)가 차단 신호의 입력에 따른 동작을 제한하기 위한 제2 전압 신호 중 하나로 결정될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 상태 신호는 0 V 내지 Vs V 사이의 상태 값으로 결정될 수 있다. 이후, 동작 상태 확인부(220)는 생성된 상태 신호를 공급 전원 제어부(230)로 출력한다.

공급 전원 제어부(230)는 상태 신호와 차단 신호에 기반하는 전원 공급을 연결하거나 차단하기 위한 스위칭 신호를 생성하고, 스위칭 신호를 이용하여 공급되는 출력 전압을 결정할 수 있다. 공급 전원 제어부(230)는 전원 공급 제어 회로(210)로 입력되는 차단 신호에 기반하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 공급 전원 제어부(230)는 동작 상태 확인부(220)로부터 전달받은 상태 신호에 따라 상이하게 동작할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 공급 전원 제어부(230)는 상태 신호가 정상 동작 중임을 지시하는 제1 전압 신호로 결정된 경우 차단 신호에 기반하여 스위칭 동작을 수행하고, 상태 신호가 제2 전압 신호로 결정된 경우 차단 신호와 무관하게 스위치의 이전 상태를 유지시키기 위한 동작을 수행할 수 있다. 공급 전원 제어부(230)는 입력 전원(260)과 출력 전원(270) 사이의 연결을 단속하기 위한 스위치부(231)를 포함할 수 있다.

스위치부(231)는 래칭 릴레이를 이용하여 회로 사이의 전기적 연결을 유지할 수 있다. 즉, 스위치부(231)는 적어도 하나의 래칭 릴레이를 이용하여 입력 전원(110)과 출력 전원(120) 사이의 전기적 연결 또는 차단을 유지할 수 있다.

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 제어 시스템에서, 전원 공급 제어 회로(210)의 회로도(300)를 도시한다.

도 3을 참고하면, 전원 공급 제어 회로(210)는 입력 전원과 출력 전원 사이에 연결되어, 전원 공급을 제어하는 기능을 수행한다. 이를 위하여, 전원 공급 제어 회로(210)는 차단 신호를 이용하여 공급 전원의 스위칭을 제어하는 공급 전원 제어부(230)와 전원 공급 제어 회로가 포함된 장치의 상태에 따라 공급 전원 제어부(230)의 동작을 제한하기 위한 동작 상태 확인부(220)로 구성된다. 즉, 동작 상태 확인부(220)는 동작 신호를 이용하여 이동 장치가 이동 또는 정지와 같은 동작 상태를 확인하고, 이동 장치의 동작 상태에 대응되는 상태 신호를 공급 전원 제어부(230)로 출력한다.

상태 신호가 장치의 정상 동작 중임을 지시하는 제1 전압 신호인 경우, 공급 전원 제어부(230)는 차단 신호에 기반하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 또한, 상태 신호가 장치의 이동 중임을 지시하는 제2 전압 신호인 경우, 공급 전원 제어부(230)는 차단 신호와 관련 없이 이전의 출력 상태를 유지되는 신호를 생성할 수 있다. 그에 따라, 전원 공급 제어 회로(210)는 래치 모드를 가지고 선택적으로 제어되는 릴레이 회로로 구현될 수 있다.

내부의 상태를 유지시키고 외부의 지속된 명령 없이 동작하는 전자 장치로서 RS 래치, D 플립플롭(flip flop), SRAM(static random access memory), 정궤환(positive feedback) 증폭기 회로가 사용되었다. 증폭기는 OP amp(operational amplifier)가 사용될 수 있다. 여기서, RS 래치, D 플립플롭, SRAM 부품은 동작전압 범위가 제한되어 있어 다양한 공급전원 범위에 대해서는 별도의 레귤레이터 부품이 필요로 한다. 정궤환 증폭기 회로는 증폭기의 출력 신호를 증폭기의 + 입력단으로 연결된 회로로서, 증폭기의 + 입력단과 - 입력단의 전압 차이가 증폭기의 출력 변화를 위한 경계 범위 내에 있다면 정궤환 신호 경로의 특성에 의해 이전의 증폭기의 출력 값이 일정하게 유지된다. 본 개시는 정궤환 구조로 연결되는 증폭기를 포함하는 전원 공급 제어 회로를 예시한다.

도 3을 참고하면, 전원 공급 제어 회로(210)는 동작 상태 확인부(220)와 공급 전원 제어부(230)를 포함한다.

동작 상태 확인부(220)는 제1 증폭기를 이용하여 전원 공급 제어 회로의 동작 상태에 관련된 상태 신호를 생성하는 기능을 수행한다. 동작 상태 확인부(220)는 이동 장치의 동작 상태를 지시하는 동작 신호에 기반하여 단락 또는 개방되는 제1 스위치(SW1)와 정궤환 구조로 연결되는 제1 증폭기(U1)를 이용하여 전원 공급 제어 회로의 동작 상태에 관련된 상태 신호를 생성하고, 생성된 상태 신호를 제3 노드(N3)를 통해 공급 전원 제어부(230)로 출력할 수 있다.

동작 상태 확인부(220)는 상태 신호를 출력하는 제1 증폭기(U1), 제2 저항(R2)과 접지 노드를 연결하는 제1 스위치(SW1), 제1 노드(N1)와 입력 전원을 연결하는 제1 저항(R1), 제1 노드(N1)와 제1 스위치(SW1)를 연결하는 제2 저항(R2), 제2 노드(N2)와 입력 전원을 연결하는 제3 저항, 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3)를 연결하는 제1 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.

본 개시에 따르면, 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3)은 수 k 옴을 가질 수 있고, 제1 증폭기(U1)의 부품 최소 동작 전압 수 볼트를 가질 수 있다. 또한, 제1 다이오드(D1)는 제너 파괴전압(breakdown voltage)은 수 볼트인 제너 다이오드를 포함할 수 있다. 수 볼트의 제너 파괴전압을 가지는 제너 다이오드의 두 단자 사이의 전압 차이가 임계 값 이하인 경우 두 단자 사이의 저항은 적어도 수 M 옴 이상의 값을 가지게 되지만, 두 단자 사이의 전압 차이가 임계 값 초과인 경우 두 단자 사이의 저항은 점차적으로 수 k 옴으로 감소된다. 따라서, 제1 스위치(SW1)의 연결 상태가 단락(shorted) 상태이고 입력 전원 Vs가 수 볼트까지 상승한 상승 시점에서, 제1 다이오드(D1) 특성과 정궤환 증폭기 특성으로 인하여 제1 증폭기(U1)의 출력 값은 0 볼트가 아니라 수 볼트의 전압 값을 가질 수 있다.

또한, 본 개시에 따르면, 정궤환 증폭기 특성에 따라 제1 증폭기(U1)가 출력하는 상태 신호의 상태 값은 0 V 또는 입력 전원 Vs의 최대 값 중의 하나의 값을 가진다. Vs 전압이 인가된 정상 동작 상태에서 제1 증폭기(U1)는 Vs의 최대 값의 상태 신호를 출력하지만, 제1 스위치(SW1)가 단락된 경우 제1 증폭기(U1)는 0 V의 상태 신호를 출력한다.

입력 전원 Vs의 값이 수 볼트이고 제1 증폭기(U1)의 출력 값이 0 V인 경우, 제1 증폭기(U1)의 + 단자의 전압은 수 볼트, - 단자의 전압은 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 분배 값이 된다. 여기서, 제1 증폭기(U1)의 - 단자 전압이 + 단자 전압보다 크면, 정궤환 증폭기 구조의 특성에 따라 출력 값은 입력 전원 Vs의 최대 값으로 천이하게 된다. 반면, 입력 전원 Vs의 값이 수 볼트이고 제1 증폭기(U1)의 출력 값이 수 V인 경우, 제1 증폭기(U1)의 + 단자의 전압은 수볼트, - 단자의 전압은 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 분배 값이 된다. 여기서, 제1 증폭기(U1)의 출력 값의 변화는 없게 된다.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 동작 상태 확인부(220)는 외부로부터 전원 공급 제어 회로가 포함된 장치의 동작 상태를 지시하는 동작 신호를 수신하고, 동작 신호에 기반하여 동작하는 제1 스위치(SW1)를 이용하여 제1 증폭기(U1)에 입력되는 전압을 변경할 수 있다. 그에 따라, 제1 증폭기(U1)는 이동 장치의 동작 상태에 대응되는 상태 신호를 생성할 수 있다. 상태 신호는 공급 전원 제어부(230)가 차단 신호의 입력에 따라 동작하도록 하는 제1 전압 신호 또는 공급 전원 제어부(230)가 차단 신호의 입력에 따른 동작을 제한하기 위한 제2 전압 신호로 결정될 수 있다. 즉, 제1 증폭기(U1)의 출력 값은 제1 스위치(SW1)가 한번 이상 동작하는 경우 0 V로 변경된다. 그에 따라 공급 전원 제어부(230)는 차단 신호에 기반하여 동작하는 제2 스위치(SW2)의 영향을 배제시켜, 차단 신호와 관련 없이 스위치의 이전 상태를 유지되도록 하는 동작을 수행할 수 있다.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 동작 상태 확인부(220)는 동작 신호가 수신된 경우, 제1 스위치(SW1)를 단락(short)시키고, 제1 증폭기(U1)를 이용하여 전압의 크기가 감소된 상태 신호를 생성하고, 상태 신호를 공급 전원 제어부(230)로 출력할 수 있다. 여기서, 제1 스위치(SW1)의 단락에 대응하여, 제1 증폭기(U1)의 - 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)에 기반하여 결정되고, 제1 증폭기(U1)의 + 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 제3 저항(R3)과 제1 다이오드(D1)에 기반하여 결정될 수 있다.

공급 전원 제어부(230)는 제2 증폭기를 이용하여 상태 신호와 차단 신호에 기반하는 스위칭 신호를 생성하고 스위칭 신호를 이용하여 공급되는 출력 전압을 결정하는 기능을 수행한다. 공급 전원 제어부(230)는 펄스 형태의 차단 신호에 기반하여 단락 또는 개방되는 제2 스위치(SW2)와 정궤환 구조로 연결되는 제2 증폭기(U2)를 이용하여 전원 공급을 제어하기 위한 스위칭 신호를 생성하고, 생성된 스위칭 신호에 기반하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 단속할 수 있다.

공급 전원 제어부(230)는 스위칭 신호를 출력하는 제2 증폭기(U2), 제5 노드(N5)와 제1 증폭기(U1)의 출력단을 연결하는 제2 스위치(SW2), 제5 노드(N5)와 접지 노드를 연결하는 제4 저항(R4), 제4 노드(N4)와 입력 전원을 연결하는 제5 저항(R5), 제4 노드(N4)와 접지 노드를 연결하는 제2 다이오드(D2), 제5 노드(N5)와 제6 노드(N6)를 연결하는 제6 저항(R6)을 포함할 수 있다. 본 개시에 따르면, 공급 전원 제어부(230)는 입력 전원과 출력 전원 사이에 연결되는 트랜지스터 스위치(U3), 제6 노드(N6)와 트랜지스터 스위치 사이에 연결되는 제7 저항(R7), 입력 전원과 트랜지스터 스위치(U3 사이에 연결되는 제3 다이오드(D3)를 포함하는 스위치부(231)를 포함할 수 있다.

본 개시에 따르면, 제4 저항(R4), 제5 저항(R5), 제6 저항(R6), 제7 저항(R7)은 수 k 옴을 가질 수 있고, 제2 증폭기(U2)의 부품 최소 동작 전압 수 볼트를 가질 수 있다. 또한, 제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)는 제너 파괴 전압(breakdown voltage)이 수 볼트인 제너 다이오드를 포함할 수 있다. 여기서, 제3 다이오드(D3)의 제너 파괴 전압의 범위는 P-MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)의 게이트-소스 단자의 허용하는 동작 전압 범위 내에 있음을 전제로 한다.

따라서, 제2 스위치(SW2)에 펄스 형태의 차단 신호가 인가되지 않고 입력 전원 Vs가 수 볼트까지 상승한 전원 상승 시점에서, 제너 다이오드 특성과 정궤환 증폭기 특성에 따라, 제2 증폭기의 출력 값은 0 V의 전압을 가진다. 그러나, 차단 신호에 기반하여 동작하는 제2 스위치(SW2)가 한번이라도 단락되는 경우, 제2 증폭기(U2)의 출력 전압은 입력 전원 Vs 전압 크기로 변경된다. 또한, 제2 증폭기(U2)의 출력은 트랜지스터 스위치(U3)의 게이트 단자를 제어함으로 출력 전원 Vout 단의 온 또는 오프 처리에 사용될 수 있다.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 공급 전원 제어부(230)는 동작 상태 확인부(220)로부터 획득한 상태 신호와, 외부로부터 획득한 펄스 형태의 차단 신호를 수신하고, 상태 신호와 차단 신호에 기반하여 동작하는 제2 스위치(SW2)를 이용하여 제2 증폭기(U2)에 입력되는 전압을 변경할 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 상태 신호와 차단 신호에 기반하여 제2 증폭기에 입력되는 전압을 변경할 수 있다. 그에 따라, 제2 증폭기(U2)는 스위치부를 제어하기 위한 스위칭 신호를 생성할 수 있다.

상태 신호가 장치의 정상 동작 중임을 지시하는 제1 전압 신호인 경우에서, 공급 전원 제어부(230)가 차단 신호를 수신하여 제2 스위치(SW2)가 닫힌 경우, 제2 증폭기(U2)의 + 단자에 입력되는 전압 값이 0에서 Vs로 증가한다. 그에 대응하여, 제2 증폭기(U2)의 출력 값은 차단 신호가 입력되어 제2 스위치(SW2)가 한번 이상 동작하면 입력 전원 Vs로 변경될 수 있다. 반면, 상태 신호가 이동 장치의 이동을 지시하는 제2 전압 신호인 경우에서, 공급 전원 제어부(230)가 차단 신호를 수신하여 제2 스위치(SW2)가 닫힌 경우, 제2 증폭기(U2)의 + 단자에 입력되는 전압 값이 0을 유지한다. 그에 대응하여 제2 증폭기(U2)의 출력 값은 차단 신호의 수신과 관련없이 이전 상태의 출력 신호를 유지할 수 있다. 즉, 상태 신호가 제2 전압 신호인 경우, 공급 전원 제어부(230)는 차단 신호에 기반하여 동작하는 제2 스위치(SW2)의 영향을 배제시켜, 차단 신호와 관련 없이 스위치의 이전 상태를 유지되도록 하는 동작을 수행할 수 있다.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 공급 전원 제어부는 펄스 형태의 차단 신호의 입력에 기반하여 상기 제2 스위치를 단락 후 개방(open)시키고, 제2 증폭기를 이용하여 전압의 크기가 증가된 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 제2 스위치의 단락에 대응하여, 제2 증폭기의 - 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제5 저항과 상기 제2 다이오드에 기반하여 결정되고, 제2 증폭기의 + 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제4 저항과 상기 제6 저항에 기반하여 결정될 수 있다.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 제어 시스템에서, 동작 상태 확인부(220)에 포함된 제1 증폭기(U1)의 입출력 전압 그래프(400)를 도시한다. 도 4를 참고하면, 각각의 그래프들에서 가로 축은 시간을 지시하고 세로 축은 전압의 크기를 지시한다. 또한 제1 증폭기(U1)는 0 내지 Vs 내의 입력 전압을 인가 받고, 그에 따라 0 내지 Vs 크기의 출력 신호를 생성할 수 있다.

정궤환 증폭기 구조에 따라, 증폭기의 입력 단자들의 전압 차이가 정궤환 증폭기의 경계 범위 내에 있는 경우 출력 전압 값은 변하지 않지만, 증폭기의 전압 차이가 정궤환 증폭기의 경계 범위 외에 있는 경우 출력 전압 값이 감소된다. 도 4는 정궤환 증폭기 구조로 연결되는 제1 증폭기(U1)의 입출력 전압 그래프를 예시한다.

도 4를 참고하면, 제1 그래프(410)는 제1 증폭기(U1)의 + 단자와 - 단자에 입력되는 입력 전압 그래프를 도시하고, 제2 그래프(460)는 제1 증폭기(U1)의 출력 단자의 출력 전압 그래프를 도시한다. 0.1 s에서 입력 전원이 인가된 경우, 제1 증폭기(U1)의 + 단자 전압(413)과 - 단자 전압(411)은 입력 전원이 인가됨에 따라 증가한다. 여기서, + 단자 전압(413)은 제3 저항에 기반하여 전압 강하가 발생하여 Vs 보다 크기가 작다. 정상 동작 중에 0.9 s에서 동작 신호가 수신된 경우 제1 스위치(SW1)에 단락이 발생하고, 스위치의 설계에 따라 + 단자 전압(413)이 순간적으로 증가할 수 있다. 또한. - 단자 전압(411)은 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)에 기반하여 분배되어 전압이 감소된다. 그에 따라 + 단자 전압(413)과 - 단자 전압(411)의 차이가 경계 범위보다 크게 되고, 제1 증폭기의 출력 단자 전압(461)의 크기가 Vs에서 0로 전환된다.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 제어 시스템에서, 공급 전원 제어부(230)에 포함된 제2 증폭기(U2)의 입출력 전압 그래프(500)를 도시한다. 도 5를 참고하면, 각각의 그래프들에서 가로 축은 시간을 지시하고 세로 축은 전압의 크기를 지시한다. 또한 제2 증폭기(U2)는 0 내지 Vs 크기 내의 입력 전압을 인가 받고, 그에 따라 0 내지 Vs 크기의 출력 신호를 생성할 수 있다.

도 5는 정궤환 증폭기 구조로 연결되는 제2 증폭기(U2)의 입출력 전압 그래프를 예시한다. 도 5는 상태 신호가 정상 동작 중임을 지시하는 제1 전압 신호인 경우를 예시한다.

도 5를 참고하면, 제3 그래프(510)는 제2 증폭기(U2)의 + 단자와 - 단자에 입력되는 입력 전압 그래프를 도시하고, 제4 그래프(560)는 제2 증폭기(U2)의 출력 단자의 출력 전압 그래프를 도시한다. 0.1 s에서 입력 전원이 인가된 경우, 제2 증폭기(U2)의 + 단자 전압(513)은 0 V를 유지하고 - 단자 전압(411)은 증가된다. + 단자 전압(513)은 접지 단자와 연결되기 때문에 입력 전원이 인가되어도 변하지 않고, - 단자 전압(511)은 제5 저항(R5)과 제2 다이오드(D2)에 기반하여 분배되어 Vs보다 작은 전압이 입력된다. 정상 동작 중에 0.8 s에서 차단 신호가 수신된 경우 제2 스위치(SW2)에 단락이 발생하고, 스위치의 설계에 따라 + 단자 전압(513)이 순간적으로 Vs로 증가할 수 있다. 그에 따라 + 단자 전압(513)과 - 단자 전압(511)의 전압 차이가 경계 범위보다 크게 되고, 제2 증폭기의 출력 단자 전압(561)의 크기가 0에서 Vs로 전환된다.

본 개시에 따르면, 래치 모드를 가지는 효율적인 전원 공급 제어 회로가 예시된다. 본 개시에 따른 전원 공급 제어 회로는 종래 기술에 비해 소형/저가이며 MOSFET 부품을 사용함으로 고용량의 전원 제어가 용이하다.

또한, 본 개시에 따르면, 전원 공급 제어 회로는 정궤환 구조로 연결되는 증폭기를 이용하여 마그네틱 래칭 릴레이에 비하여 소형, 저가이며 진동과 소음과 같은 환경에서 강인성이 크다. 또한 D 플립플롭이나 RS 래치 부품에 비해 수 볼트에서 수십 볼트의 넓은 동작 전압 범위를 가지고, D 플립플롭이나 RS 래치 부품의 안정적인 동작을 위한 별도의 레귤레이터가 필요하지 않다는 장점이 있다.

또한, 본 개시에 따르면, 입력 전원의 인가 시점에서 전원 릴레이 회로의 원하는 초기 상태에 항상 도달하기 때문에, 별도의 초기화 신호가 필요하지 않다. 그에 따라, 본 개시에 따른 전원 공급 회로는 전원 공급 회로의 추가적으로 높은 신뢰성과 이식성을 가질 수 있다.

본 개시에 따르면, 동작 상태 확인부는 통해 전원 제어뿐만 아니라 정상 동작 중임에 불구하고 비정상적인 신호의 인가로 인한 오동작 발생에 대한 대응책으로 활용될 수 있다. 정상적인 동작 중에 외부의 오동작 신호가 인가된 경우, 오동작 신호에 대한 동작 전원을 제거함으로 입력 전원 제어의 신뢰성이 향상될 수 있다.

본 개시에 따르면, 공급 전원 제어부는 저항, 제너 다이오드, OpAmp, P-MOSFET 부품의 전자회로로 구성된다. 공급 전원 제어부는 기존의 기계식 릴레이에 비해 가격, 크기, 제어 성능, 환경 측면에서 장점을 가질 수 있고, 설계가 용이하다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110 입력 전원 120 출력 전원
130 전원 공급 제어 회로 131 제1 래칭 릴레이
136 제2 래칭 릴레이 210 전원 공급 제어 회로
220 동작 상태 확인부 230 공급 전원 제어부
231 스위치부

Claims (11)

1. 래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어 회로에 있어서,
   제1 증폭기를 이용하여 상기 전원 공급 제어 회로의 동작 상태에 관련된 상태 신호를 생성하는 동작 상태 확인부; 및
   제2 증폭기를 이용하여 상기 상태 신호와 차단 신호에 기반하는 스위칭 신호를 생성하고, 상기 스위칭 신호를 이용하여 공급되는 출력 전압을 결정하는 공급 전원 제어부를 포함하고,
   상기 제1 증폭기와 상기 제2 증폭기는 정궤환(positive feedback) 구조로 연결되는 증폭기를 포함하고,
   상기 동작 상태 확인부는 상기 전원 공급 제어 회로가 포함된 장치의 동작 상태를 지시하는 동작 신호에 기반하여 동작하는 제1 스위치를 포함하고,
   상기 제1 스위치는 상기 동작 신호에 기반하여 상기 제1 증폭기에 입력되는 전압을 변경하는 전원 공급 제어 회로.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 동작 상태 확인부는
   상기 상태 신호를 출력하는 상기 제1 증폭기;
   상기 제1 증폭기의 - 입력단과 상기 입력 전원을 연결하는 제1 저항;
   상기 제1 증폭기의 - 입력단과 상기 제1 스위치를 연결하는 제2 저항;
   상기 제1 증폭기의 + 입력단과 상기 입력 전원을 연결하는 제3 저항; 및
   상기 제1 증폭기의 + 입력단과 상기 제1 증폭기의 출력단을 연결하는 제1 다이오드를 포함하고,
   상기 제1 스위치는 상기 제2 저항과 접지노드를 연결하는 전원 공급 제어 회로.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 동작 상태 확인부는 상기 동작 신호가 수신된 경우,
   상기 제1 스위치를 단락(short)시키고,
   상기 제1 증폭기를 이용하여 전압의 크기가 감소된 상태 신호를 생성하고,
   상기 상태 신호를 상기 공급 전원 제어부로 출력하는 전원 공급 제어 회로.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 스위치의 단락에 대응하여,
   상기 제1 증폭기의 - 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제1 저항과 상기 제2 저항에 기반하여 결정되고,
   상기 제1 증폭기의 + 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제3 저항과 상기 제1 다이오드에 기반하여 결정되는 전원 공급 제어 회로.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 상태 신호는,
   상기 공급 전원 제어부가 상기 차단 신호의 입력에 따라 동작하도록 하는 제1 전압 신호와 상기 공급 전원 제어부가 상기 차단 신호의 입력에 따른 동작을 제한하기 위한 제2 전압 신호 중 하나로 결정되는 전원 공급 제어 회로.
7. 래치 회로를 이용하여 입력 전원으로부터 출력 전원으로의 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어 회로에 있어서,
   제1 증폭기를 이용하여 상기 전원 공급 제어 회로의 동작 상태에 관련된 상태 신호를 생성하는 동작 상태 확인부; 및
   제2 증폭기를 이용하여 상기 상태 신호와 차단 신호에 기반하는 스위칭 신호를 생성하고, 상기 스위칭 신호를 이용하여 공급되는 출력 전압을 결정하는 공급 전원 제어부를 포함하고,
   상기 제1 증폭기와 상기 제2 증폭기는 정궤환(positive feedback) 구조로 연결되는 증폭기를 포함하고,
   상기 공급 전원 제어부는 상기 동작 상태 확인부로부터 획득한 상태 신호와 외부로부터 획득한 펄스 형태의 상기 차단 신호에 기반하여 동작하는 제2 스위치를 포함하고,
   상기 제2 스위치는 상기 상태 신호와 상기 차단 신호에 기반하여 상기 제2 증폭기에 입력되는 전압을 변경하는 전원 공급 제어 회로.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 공급 전원 제어부는
   상기 스위칭 신호를 출력하는 상기 제2 증폭기;
   상기 제2 증폭기의 + 입력단과 상기 제1 증폭기의 출력단을 연결하는 제2 스위치;
   상기 제2 증폭기의 + 입력단과 접지 노드를 연결하는 제4 저항;
   상기 제2 증폭기의 - 입력단과 상기 입력 전원을 연결하는 제5 저항;
   상기 제2 증폭기의 - 입력단과 접지 노드를 연결하는 제2 다이오드; 및
   상기 제2 증폭기의 + 입력단과 상기 제2 증폭기의 출력단을 연결하는 제6 저항을 포함하는 전원 공급 제어 회로.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 공급 전원 제어부는
   상기 펄스 형태의 차단 신호의 입력에 기반하여 상기 제2 스위치를 단락 후 개방(open)시키고,
   상기 제2 증폭기를 이용하여 전압의 크기가 증가된 스위칭 신호를 생성하는 전원 공급 제어 회로.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 스위치의 단락에 대응하여,
    상기 제2 증폭기의 - 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제5 저항과 상기 제2 다이오드에 기반하여 결정되고,
    상기 제2 증폭기의 + 입력단에 입력되는 입력 전압의 크기는 상기 제4 저항과 상기 제6 저항에 기반하여 결정되는 전원 공급 제어 회로.
    
11. 청구항 8에 있어서,
    상기 공급 전원 제어부는 상기 입력 전원으로부터 상기 출력 전원으로의 전원 공급을 제어하는 스위치부를 포함하고,
    상기 스위치부는
    상기 입력 전원과 상기 출력 전원 사이에 연결되는 트랜지스터 스위치;
    상기 제2 증폭기의 출력단과 상기 트랜지스터 스위치 사이에 연결되는 제7 저항; 및
    상기 입력 전원과 상기 트랜지스터 스위치 사이에 연결되는 제3 다이오드를 포함하는 전원 공급 제어 회로.
    

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