KR19990023907A - 전원 공급 어댑터 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정규된 값을 갖는 출력 전압(VDD)를 부하에 인가하는 어댑터 회로(PSA)에 관한 것으로, 비교기 모듈(OA), 및 미리 설정된 공칭 정규 값(Vreg0)으로 출력 전압(VDD)의 값을 조정하기 위한 정규 모듈(RM)을 구성한다.

본 발명은 어댑터 회로(PSA)의 출력이 공칭 정규 값(Vreg0)보다 더 높은 값을 갖는 전압(Vext)을 상기 출력상에 부과하는 외부 전원 공급원에 연결될 때에는 정규 모듈(RM)을 항상 억제시킨다.

Description

전원 공급 어댑터 회로

본 발명은 라인 단자라 부르는 전원 공급 단자와 기준 전위 단자 사이에 연결되는 전원 공급 어댑터 회로에 관한 것이며, 상기 회로는 출력 단자와 기준 전위 단자사이에 연결된 부하에 출력 전압을 공급하는 출력 단자를 가지며, 출력 전압은 정규 값으로 부르는 값을 가지며, 상기 회로는

출력 전압 및 미리 설정된 값을 갖는 전압을 나타내는 전압을 수신하는 제 1 및 제 2 입력을 각각 가지며, 상기 전압들 사이의 비교의 결과를 나타내는 신호를 전달하는 출력을 가지는 비교기 모듈, 및

상기 비교기 모듈의 출력에 연결된 입력을 가지며, 미리 설정된 공칭 정규 값으로 상기 출력 전압의 값을 조정하는 정규 모듈로 구성한다.

이러한 형태의 회로는 다른 전자 소자들을 피딩(feeding)하기 위한 정규된 전압을 발생하는데 종종 사용되며, 이때 어댑터 회로의 부하를 형성하여, 무선 전화 장치 내부에 사용된다. 정규된 전압을 발생하는데 사용되는 전원은 이 경우에 전화 라인으로부터 들어오며 상기 장치는 이에 연결된다. 실제 무선 전화 장치는 종종 예를들면 전화 응답 기계 또는 팩시밀리 기계와 같은 주변장치로 부르는 별도의 장치와 결합된다. 그러한 주변장치는 원칙적으로 그것이 필요로 하는 전원을 전원 그리드(power grid)로부터 수신하며 따라서 무선 전화 장치에 대하여 전화 라인보다 더욱 좋게 실행하는 전원 공급원을 형성한다. 그러므로 전원 공급 어댑터 회로에 의해 주어진 부하에 주변장치로 형성된 외부 전원 공급원을 연결하는 가능성을 제공하는 것은 바람직하다. 외부 전원 공급원이 정규 모듈의 정규 값보다 더 높은 값을 가지는 출력 전압을 전달한다면, 외부 전원 공급원이 회로의 출력 단자의 전위를 부과하기 때문에, 후자는 그것을 처리함이 없이 이러한 값을 더욱 낮추도록 시도할 것이다. 이들 시도들은 기껏해야 다량의 전력 소모를 야기시키며, 최악의 경우에는 전력의 매우 큰 소모 때문에 외부 전원 공급원의 항복을 야기시키며 정규 모듈은 이들 헛된 노력으로 소비하게 될 것이다.

회로의 출력이 공칭 정규 값보다 더 높은 전압의 값을 상기 출력에 부과하는 외부 전원 공급원에 연결될 때 정규 모듈이 억제되는 전원 공급 어댑터 회로를 제안함으로써 이들 결점들을 복구하는 것이 본 발명의 목적이다.

도 1은 본 발명에 따른 전원 공급 어댑터 회로의 전기적 도면.

도 2는 본 발명에 따른 어댑터 회로를 사용한 무선 전화 장치의 회로 동작 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

PSA : 전원 공급 어댑터 회로 OA : 비교기 모듈

RM : 정규 모듈 DB : 정류 브리지

IM : 인터페이스 모듈 R, SC : 측정 모듈

C : 캐패시터 T1, T2 : 트랜지스터

MC : 마이크로 콘트롤러

사실상, 서두 문단에서 정의된 바와 같은 전원 공급 어댑터 회로는 상기 전압원이 부하에 연결될 때 본 발명에 따라 외부의 전압원에 의해 어댑터 회로에 전달된 전압의 값으로 정규 값을 조정하는 수단을 구성하도록 특징지워진다.

그러한 어댑터 회로에서, 모든 것은 마치 외부의 전압원에 의해서 전달된 전압의 값이 공칭 정규 값이 되는 것처럼 일어난다. 따라서 정규 모듈은 출력 전압의 값을 변경하려고 더 이상 시도하지 못하나, 반대로, 이 새로운 공칭 정규 값에 출력 전압을 유지하려는 경향이 있으며, 따라서 외부의 전압원과 함께 어댑터 회로를 연합하여 더 큰 안정성을 주도록 한다.

본 발명의 가능한 실시예들 중 하나에서, 본 발명에 따른 어댑터 회로는, 라인 단자와 기준 전위 단자 사이에 연결된 캐패시터와 비교기 모듈의 출력에 연결된 바이어스 단자를 갖는 트랜지스터와 기준 단자 및 전송 단자와 상기 전송 단자 및 기준 단자 사이의 접합의 존재로 정의되며 상기 캐패시터와 병렬로 연결된 트랜지스터의 메인 전류 경로를 구성한다.

간단함에서 이점이 있는 정규 모듈의 이러한 실시예는, 캐패시터의 저장 능력 때문에 출력 전압의 안정화를 가능케한다. 출력 전압 즉, 캐패시터의 단자들상에 존재하는 전압의 값은 공칭 정규 값을 초과하며, 이러한 위반은 그 출력이 정규 값의 트랜지스터의 출력상의 변화를 제어하는 비교기 모듈에 의해 검출된다. 이것은 캐패시터의 부분적인 방전을 트랜지스터의 메인 전류 경로를 통하여 일어나도록 야기한다. 출력 전압의 값이 공칭 정규 값 미만으로 강하할 때, 비교기 모듈의 출력은 다시 스위치하며 트랜지스터의 도통을 방해한다. 그 다음 위반이 전술한 싸이클이 재현되도록 야기시킬 때까지, 라인 단자에 연결되어 있기 때문에 따라서 캐패시터는 다시 스스로 충전된다.

본 발명의 특별한 실시예에서, 전원 공급 어댑터 회로는, 부가적으로 출력상에 회로의 출력 단자를 관통하는 출력 전류라 부르는 전류의 값을 나타내는 신호를 전달하는 측정 모듈과 라인 단자 및 기준 전위 단자 사이에 직렬로 연결된 적어도 제 1 및 제 2 저항기에 의해 형성된 전압 배분 브리지와 그들 사이에서 특징으로 하는 비교기 모듈의 제 1 입력에 연결된 중간 노드를 포함하며, 정규 모듈은 출력 전류가 회로의 외부로부터 내부로 흐를 때 상기 측정 모듈의 출력에 의해 활성화되며 상기 비교기 모듈의 제 1 입력으로부터 라인 단자를 분리하는 상기 배분 브리지의 저항기들 내부에 전류를 주입하기 위한 주입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러한 어댑터 회로에서, 측정 모듈은 출력 전류가 회로의 외부로부터 내부로 흐를 때 공칭 정규 값보다 높은 값을 갖는 전압을 공급하며 부하에 연결된 외부 전압원의 존재를 검출한다. 주입 수단은 그 때 주입을 개시한다. 이들 주입 수단들은 공칭 정규 값의 정정을 수행한다. 비교기 모듈의 제 1 입력으로부터 라인 단자를 분리하는 배분 브리지의 저항기들 말하자면 제 1 저항기내로 전류의 주입은 상기 제 1 저항기의 단자들상에 전압 강하 값의 증가를 가져오며 따라서 제 1 입력상에서 비교기 모듈에 의해 수신된 전압 값의 강하를 가져온다. 따라서, 비교기 모듈 스위치의 출력을 만들고 정규 수단을 활성화시키는데 더욱 높은 출력 전압이 필요로 된다. 전술한 구조는 자동적으로 제 1 저항기의 단자들상의 전체 전압 강하 값이 외부의 전압원에 의해 전달된 전압의 값과 동일한 미리 설정된 전압 값과의 합이 되는 것은 확실하며, 공칭 정규 값이 외부의 전압원에 의해 전달된 전압의 값과 동일하게 되는 곳의 구성과 균등하게 된다.

사실상, 주입수단을 경유하여 만들어진 정정이 충분히 크지 않는한, 출력 전류는 어댑터 회로의 외부로부터 내부로 계속 흐른다. 그러므로 주입수단은 주입 수단들이 더욱 중요한 전류 주입을 수행하는데 지장을 주는 신호를 측정 모듈로부터 수신하며 따라서 정정은 균형 상태에 도달할 때까지 즉, 새로운 공칭 정규 값 및 외부의 전압원에 의해 전달된 전압의 값이 같아질 때까지 더욱 커지고, 균형은 출력 전류의 값을 0 으로 감소시킴에 의해 이론상 바뀌게 된다. 실제로, 하나는 오버슈트(overshoot) 즉, 아주 큰 크기의 정정으로 인한 출력 전류의 방향의 변화를 볼 수 있고 출력 전류 방향이 다시 변화할 때까지 주입된 전류의 값을 오버슈팅하는 다음의 것은 감소하는 등등을 볼 수 있다.

특별한 이점을 가지는 본 발명의 실시예에서, 전술한 바와 같은 전원 공급 어댑터 회로는 주입 수단들은 바이어스 입력이 측정 모듈의 출력에 연결되며 메인 전류 경로가 비교기 모듈의 제 1 입력과 기준 전위 단자 사이에 연결되는 트랜지스터를 구성한다.

그러한 어댑터 회로에서, 주입 수단들은 단일 트랜지스터로 구성되기 때문에 수행하는데 특별히 용이한 형태를 채택한다. 이러한 트랜지스터는 바이어스 입력상에 측정 모듈에 의해 전달된 신호를 수신하며, 그 신호는 출력 전류의 값을 나타낸다. 트랜지스터의 메인 전류 경로를 통과하며 주입된 전류를 형성하고 따라서 만들어진 정정의 크기를 나타내는 전류의 값은 측정 회로의 출력 신호의 값에 비례하며 따라서 찾았던 정정의 크기와 비례한다.

일찍이 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전원 공급 어댑터 회로는 무선 전화 장치에 편리하게 사용된다. 그러므로 본 발명 역시 무선 전화 장치에 관한 것이며 그것은,

AC 단자들로 부르는 두 개의 단자들을 가지며 DC 단자들로 부르는 제 1 및 제 2 단자, 전화 라인에 각각 연결되어 라인 전류라 부르는 정류된 전류를 수신하고 전달하는 정류 브리지,

DC 단자들 사이에 연결되며 특히 라인 전류에 의해 운반된 데이터의 처리를 수행하도록 하는 인터페이스 모듈, 및

포지티브 공급 단자와 정류 브리지의 DC 단자들 중 하나에 연결된 기준 전위 단자를 가지며 상기 장치의 유저(user)에 의해 주어진 지시들을 수신하여 처리하는 마이크로 콘트롤러를 구성하며, 부가적으로, 정류 브리지의 DC 단자들 사이에 연결되며 출력 단자가 상기 마이크로 콘트롤러의 포지티브 공급 단자에 연결되는 전술한 바와 같은 전원 공급 어댑터 회로를 포함한다.

그러한 무선 전화 장치와 같은 본 발명이 주변장치에 결합될 때 예를들면 마이크로 콘트롤러와 같은 어떤 내부 전자 소자들로 전원을 공급하는데 후자에 의해 생산된 공급 전압을 사용한다.

도 1은 본 발명에 따른 전원 공급 어댑터 회로(PSA)를 부분적으로 기술한다. 이 어댑터 회로(PSA)는 전위(Vln)을 갖는 라인 단자라 부르는 전원 공급 단자와 기준 전위 단자(VSS) 사이에 연결된다. 어댑터 회로는 부하에 적용되는 출력 단자를 가지며, 부하가 출력 단자와 기준 전위 단자(VSS) 사이에 연결될 때, 출력 전압( VDD)는 정규 값이라 부르는 값을 가진다. 상기 회로는,

출력 전압 (VDD)를 나타내는 전압 및 미리 설정된 값을 갖는 전압(Vref)을 각각 수신하는 제 1 및 제 2 입력과 상기 전압들 사이를 비교한 결과를 나타내는 신호를 전달하는 출력을 가지는 비교기 모듈(OA), 및

상기 비교기 모듈(OA)의 출력에 연결된 입력을 가지며 미리 설정된 공칭 정규 값(Vreg0)으로 출력 전압(VDD)의 값을 조정하는 정규 모듈(RM)을 구성한다.

정규 모듈(RM)은 라인 단자 및 기준 전위 단자(VSS) 사이에 연결된 캐패시터(C)와 트랜지스터(T1)를 구성한다. 이 트랜지스터(T1)는 본 예에서 바이폴라 NPN 형으로 이루어지고, 전송 단자를 형성하는 콜렉터와 기준 단자를 형성하는 에미터와 바이어스 단자를 형성하는 베이스를 가지며, 베이스는 비교기 모듈(OA)의 출력에 연결된다. 콜렉터와 에미터 사이에 접합이 존재하도록 정의된 이 트랜지스터(T1)의 메인 전류 경로는 캐패시터(C)와 병렬 연결된다. 전원 공급 어댑터 회로(PSA)는 더욱이 어댑터 회로(PSA)의 출력 단자를 통과하는 출력 전류(IR)이라 부르는 전류의 값을 나타내는 신호를 출력상에서 전달하는 측정 모듈(R, SC)을 포함하며, 제 1 및 제 2 저항기(R1 및 R2)로 형성된 전압 배분 브리지는 라인 단자 및 기준 전위 단자(VSS) 사이에 직렬로 연결되고, 그들 사이에 비교기 모듈(OA)의 제 1 입력에 연결된 중간 노드를 특징으로 한다. 정규 모듈(RM)은 제 1 저항기(R1)내로 전류(IT2)를 주입하기 위하여 어댑터 회로(PSA)의 외부에서 내부로 즉, 도면에 나타난 것과 반대로 네거티브 방향으로 출력 전류(IR)가 흐를 때 측정 모듈(R, SC)의 출력에 의해 활성화되는 주입 수단들을 가진다. 이들 주입 수단들은 이러한 예에서 역시 바이폴라 NPN 형의 트랜지스터(T2)에 의해 형성되며, 그 베이스는 측정 모듈(R, SC)의 출력에 연결되며 그 메인 전류 경로는 비교기 모듈의 제 1 입력과 기준 전위 단자(VSS)의 제 1 입력 사이에 연결된다.

이 전원 공급 어댑터 회로(PSA)의 동작은 다음과 같다:

어떤 외부 전압원이 없는 경우에, 출력 전압(VDD)의 안정화는 캐패시터(C)의 저장 용량으로 인하여 형성된다. 출력 전압 즉, 측정 모듈(R, SC)의 단자들 상의 강하한 어떤 가능 전압을 버리는 캐패시터(C)의 단자들에 주어지는 전압의 값이 (R1+R2)Vref/R2와 동일한 공칭 정규 값(Vreg0)를 초과할 때, 이 위반은 비교기 모듈(OA)에 의해 검출되며 그의 출력은 정규 모듈(RM)의 트랜지스터(T1)상의 변화를 제어한다. 이것은 트랜지스터(T1)의 메인 전류 경로를 통하여 캐패시터(C)의 부분적인 방전을 야기하며 콜렉터 에미터 전류(IT1)의 결과를 가져온다. 출력 전압(VDD)의 값이 공칭 정규 값(Vreg0) 미만으로 강하할 때, 비교기 모듈(OA)의 출력은 다시 스위치하며 트랜지스터(T1)의 도통을 방해한다. 그러므로 라인 단자에 연결되어 있기 때문에 다음 위반이 전술한 싸이클의 재현을 야기시킬 때까지 캐패시터(C)는 스스로 충전한다.

공칭 정규 전압(Vreg0)보다 더 높은 전압(Vext)를 공급하는 여기서 대시 라인으로 표시된 외부 전압원이 캐패시터(C)와 병렬로 연결될 때, 출력 전류(IR)는 네거티브로 된다. 이러한 방향의 변화는 기능이 출력 전류(IR)에 비례하며 Vreg0와 비교하여 무시할 만한 전압(VR)을 생성하는 저항기(R)과 상기 전압(VR)의 시간에 따른 변화를 측정하고 분석하기 위한 회로(SC)를 구성하는 측정 모듈(R, SC)에 의해 검출된다. 여기서 트랜지스터(T2)로 형성된 주입 수단들은 이때 활성화 된다. 트랜지스터(T2)는 공칭 정규 값(Vreg0)의 정정을 실행한다. 제 1 저항기(R1)로 전류(IT2)의 주입은 상기 제 1 저항기(R1)의 단자들 상의 전압 강하 값(VR1)의 증가를 초래하며, 따라서 제 1 입력상 비교기 모듈(OA)에 의해 수신된 전압의 값을 감소를 초래한다. 그러므로, 더욱 높은 출력 전압(VDD)은 비교기 모듈 스위치의 출력을 형성하는데 필요로 되며 정규 모듈(RM)을 활성화 한다. 이러한 구조는, 제 1 트랜지스터(R1)의 단자들상의 전체 전압 강하(VR1)가 Vref + VR1 = Vext와 같으며, 측정 모듈(R, SC)의 단자들상의 전압 강하(VR)가 버려지고, 공칭 정규 값이 외부 전압원에 의해 전달되는 전압(Vext)의 값과 동일하도록 한 배치와 등가인 것은 자동적으로 확실하다.

사실상, 트랜지스터(T2)에 의해 야기된 부가적인 전압 강하(R1·IT2)로 만들어진 정정이 충분히 크지 않는 한, 출력 전류(IR)는 네거티브를 유지한다. 그러므로 트랜지스터(T2)의 베이스는 더욱 높은 전류(Isc)를 측정 모듈(R, SC)로부터 수신하고 이때 더욱 높은 콜렉터 에미터 전류(IT2)의 도전을 제어하며 따라서 정정이 균형의 상태에 도달할 때까지 즉, 새로운 정규 값과 외부 전압원에 의해 전달된 전압 값(Vext) 사이가 동일하게 도달될 때까지 더욱 커지며, 이론상 출력 전류(IR=0)의 값이 0 으로 감소함에 의해 변화된다. 실제로, 그것은 오히려 오버슈트를 보이며 즉, 출력 전류(IR)는 정정이 매우 크기 때문에 포지티브로 되며, 이후 출력 전류(IR)가 다시 방향이 변화할 때 까지 주입된 전류(IT2)의 값이 감소하여 오버슈트하는 등등이 있다. 만일 외부 전압원에 의해 전달된 전압(Vext)의 값이 공칭 정규 값(Vreg0)보다 더욱 낮다면, 출력 전류(IR)가 포지티브로 유지되고 주입 수단들이 활성화되지 못한다는 것에 유의해야 한다. 그러므로 출력 전압(VDD)을 형성하는 더욱 큰 값을 갖는 것은 규칙적으로 이용가능한 전압들(Vreg0 또는 Vext)중 하나이다. 그러므로 전원 공급 어댑터 회로(PSA)는 이용가능한 전원 자원들의 최적 사용을 만든다.

도 2는 도식적으로 무선 전화 장치를 보이며, 무선 전화 장치는,

AC 단자들로 부르는 두 개의 단자들(L1 및 L2)을 가지며 DC 단자들로 부르는 제 1 및 제 2 단자, 전화 라인에 각각 연결되도록하며 라인 전류로 부르는 정류된 전류(Iln)를 수신하고 전달하는 정류 브리지(DB),

DC 단자들 사이에 연결되며 상기 라인 전류에 의해 전송된 데이터를 처리하는 인터페이스 모듈(IM), 및

상기 장치의 유저에 의해 주어진 지시를 수신하여 처리하며 포지티브 공급 단자와 상기 정류 브리지(DB)의 DC 단자들중 하나에 연결된 기준 전위 단자(VSS)를 가지는 마이크로 콘트롤러(MC)를 구성한다.

이러한 무선 전화 장치는 더욱이 마이크로 콘트롤러(MC)의 포지티브 공급 단자에 연결된 출력 단자와 상기 정류 브리지(DB)의 DC 단자들 사이에 연결된 전술한 전원 공급 어댑터 회로(PSA)를 포함한다.

전원 공급 어댑터 회로(PSA)로 인하여, 그러한 무선 전화 장치가 주변 장치에 결합될 때 예를들면 마이크로 콘트롤러(MC)와 같은 어떤 내부 전기 요소들에 전원을 공급하기 위하여 후자에 의해서 생성된 공급 전압(Vext)을 사용한다.

Claims (5)

1. 상기 출력 전압을 나타내는 전압과 미리 설정된 값을 갖는 전압을 수신하는 제 1 및 제 2 입력을 각각 가지며, 상기 전압들 사이의 비교의 결과를 나타내는 신호를 전달하는 출력을 가지는 비교기 모듈, 및 상기 비교기 모듈의 출력에 연결된 입력을 가지며, 미리 설정된 공칭 정규 값으로 상기 출력 전압의 값을 조정하는 정규 모듈을 포함하며, 출력 단자와 기준 전위 단자사이에 연결된 부하에 출력 전압을 공급하는 출력 단자를 가지고, 상기 출력 전압은 정규 값으로 부르는 값을 가지며, 라인 단자라 부르는 전원 공급 단자와 기준 전위 단자 사이에 연결되는 전원 공급 어댑터 회로에 있어서,

   상기 전압원이 부하에 연결될 때 외부 전압원에 의해 상기 어댑터 회로에 전달된 전압의 값으로 정규 값을 조정하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 어댑터 회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 정규 모듈은 라인 단자와 기준 전위 단자 사이에 연결된 캐패시터와, 상기 비교기 모듈의 출력에 연결된 바이어스 단자를 갖는 트랜지스터와, 기준 단자 및 전송 단자와, 상기 전송 단자 및 기준 단자 사이의 접합의 존재로 정의되며 상기 캐패시터와 병렬로 연결된 트랜지스터의 메인 전류 경로를 구비함을 특징으로 하는 전원 공급 어댑터 회로.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 회로의 출력 단자를 관통하는 출력 전류라 부르는 전류의 값을 나타내는 신호를 출력상에 전달하는 측정 모듈과 상기 라인 단자 및 기준 전위 단자 사이에 직렬로 연결된 적어도 제 1 및 제 2 저항기에 의해 형성되는 전압 배분 브리지와 그들 사이에서 특징으로 가지는 상기 비교기 모듈의 제 1 입력에 연결된 중간 노드를 부가적으로 포함하며, 상기 정규 모듈은, 상기 출력 전류가 상기 회로의 외부로부터 내부로 흐를 때 상기 측정 모듈의 출력에 의해 활성화되며 상기 비교기 모듈의 제 1 입력으로부터 상기 라인 단자를 분리하는 상기 배분 브리지의 저항기들 내부에 전류를 주입하기 위한 주입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 어댑터 회로.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 주입 수단들은 바이어스 입력이 상기 측정 모듈의 출력에 연결되며 메인 전류 경로가 상기 비교기 모듈의 제 1 입력과 상기 기준 전위 단자 사이에 연결된 트랜지스터를 구비함을 특징으로 하는 전원 공급 어댑터 회로.
5. AC 단자들로 부르는 두 개의 단자들(L1 및 L2)을 가지며 DC 단자들로 부르는 제 1 및 제 2 단자, 전화 라인에 각각 연결되며 라인 전류로 부르는 정류된 전류를 수신하고 전달하는 정류 브리지와, 상기 DC 단자들 사이에 연결되며 상기 라인 전류에 의해 전송된 데이터의 처리를 수행하는 인터페이스 모듈, 및 상기 장치의 유저에 의해 주어진 지시를 수신하여 처리하며 포지티브 공급 단자와 상기 정류 브리지의 DC 단자들중 하나에 연결된 기준 전위 단자를 가지는 마이크로 콘트롤러를 포함하는 무선 전화 장치에 있어서,

   상기 정류 브리지의 DC 단자들 사이에 연결되며 그 출력 단자가 상기 마이크로 콘트롤러의 포지티브 공급 단자에 연결되는 청구항 제 1 항 내지 제 4항중 어느 한항에 기재된 전원 공급 어댑터 회로를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전화 장치.