KR200255364Y1 - 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파워 시퀀싱(Power Sequencing)이 필요한 고가의 디바이스에서 딜레이 디바이스(Delay Device)를 이용하여 전압 바운싱(Voltage Bouncing)을 없애 공급 전원을 안정화하도록 한 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치에 관한 것이다.

본 고안의 장치는 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스의 코어 부분에 인가되는 직류 A(V)의 전압을 감지하여 소정의 시간 동안 출력 상태를 제어하는 딜레이 칩과; 상기 딜레이 칩의 출력 상태에 따라 직류 B(V)의 전압을 상기 디바이스의 입출력 부분으로 인가하는 DC/DC 컨버터를 포함함으로써, 전압 바운싱을 없애 공급 전원을 안정화시켜 주고 노이즈에 매우 강할 뿐만 아니라, 고가의 디바이스에 치명적인 손상을 입히는 것을 방지할 수 있다.

Description

디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치 {Apparatus for Power Sequencing in the Digital Electronic Circuit}

본 고안은 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치에 관한 것으로, 특히 파워 시퀀싱이 필요한 고가의 디바이스에서 딜레이 디바이스(Delay Device)를 이용하여 전압 바운싱(Voltage Bouncing)을 없애 공급 전원을 안정화하도록 한 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치에 관한 것이다.

일반적인 디지털 전자 회로의 구현에 있어서, 파워에 민감한 고가의 디바이스(Device)를 사용할 때 디바이스의 코어(Core)부터 전원을 인가한 후에 입출력 부분에 전원을 인가해야 하는 파워 시퀀싱 장치가 필요한 디바이스가 있는데, 물리적인 접속 소자를 사용함에 있어 접속 시에 전압 바운싱(Voltage Bouncing)이 발생할 수 있고 해당 접속 소자는 기계적 소자이므로 그 수명이 짧다.

그러면, 종래의 파워 시퀀싱을 위한 장치의 구성을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 DC/DC 컨버터(11)와, 옵토 커플러(Opto-coupler; 12)와, 트랜지스터(Transistor; 13)와, 릴레이(Relay; 14)와, 제2 DC/DC 컨버터(15)와, 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(16)를 포함하여 이루어져 있다.

해당 제1 DC/DC 컨버터(11)는 직류 -48(V)의 전압을 인가받아 직류 1.8(V)의 전압으로 변환시켜 주는 모듈(Module)로서, 입력 핀(-48Vin), 파워 제어 핀(Power Control Pin; PC) 및 출력 핀(1.8Vout)이 있으며, 해당 파워 제어 핀(PC)은 디폴트(Default) '하이(High)'로서 항상 인에이블(Enable)되어 있다.

해당 옵토 커플러(12)는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 해당 제1 DC/DC 컨버터(11)로부터 출력되는 전원을 감지하는 역할을 수행한다.

해당 트랜지스터(13)는 해당 옵토 커플러(12)의 출력을 증폭시켜 주는 역할을 수행한다.

해당 릴레이(14)는 해당 트랜지스터(13)의 입력 유무에 따라 물리적(Physical) 내부 스위치(Switch)를 전기적으로 온(On) 또는 오프(Off)시켜 직류 -48(V)의 전압을 해당 제2 DC/DC 컨버터(15)에 인가하거나 차단해 준다.

해당 제2 DC/DC 컨버터(15)는 해당 릴레이(14)를 통해 직류 -48(V)의 전압을 인가받아 직류 2.5(V)의 전압으로 변환시켜 주는 모듈로서, 입력 핀(-48Vin), 파워 제어 핀(PC) 및 출력 핀(2.5Vout)이 있으며, 해당 파워 제어 핀(PC)은 디폴트 '하이'로서 항상 인에이블되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 파워 시퀀싱을 위한 장치의 동작을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 직류 -48(V)의 전압이 제1 DC/DC 컨버터(11)에 입력되면, 해당 제1 DC/DC 컨버터(11)는 해당 직류 -48(V)의 전압을 인가받아 직류 1.8(V)의 전압으로 변환시켜 정상적으로 출력하게 되는데, 이때 해당 직류 1.8(V)의 전압은 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(16)의 코어 부분(1.8Vin)에 일차적으로 인가되어지며, 이와 동시에 옵토 커플러(12) 측에도 인가되어진다.

이에, 상기 옵토 커플러(12)에서는 상기 제1 DC/DC 컨버터(11)로부터 출력되는 직류 1.8(V)의 전압이 없는 경우에는 트랜지스터(13) 측으로 아무런 신호도 인가하지 않으며, 반면에 상기 제1 DC/DC 컨버터(11)로부터 직류 1.8(V)의 전압이 출력되는 경우에만 해당 직류 1.8(V)의 전압을 해당 트랜지스터(13) 측으로 인가해 주게 된다.

이에 따라, 상기 트랜지스터(13)에서는 상기 옵토 커플러(12)로부터 직류 1.8(V)의 전압을 인가 받지 못하는 경우에는 '로우(Low)' 레벨(Level)을 유지하며, 반면에 상기 옵토 커플러(12)로부터 직류 1.8(V)의 전압을 인가받는 경우에는 해당 직류 1.8(V)의 전압을 5(V)의 전압으로 증폭시켜 릴레이(14) 측으로 인가해 준다.

그러면, 상기 릴레이(14) 측에서는 상기 트랜지스터(13)가 '로우' 레벨 상태일 때에는 스위치를 오프 상태로 유지하며, 반면에 상기 트랜지스터(13)로부터 5(V)의 전압을 인가받게 되면 자성이 활성화되어 스위치를 온 상태로 전환시켜 직류 -48(V)의 전압을 제2 DC/DC 컨버터(15)에 인가해 주게 된다.

이에, 제2 DC/DC 컨버터(15)는 상기 릴레이(14)를 통해 인가되는 직류 -48(V)의 전압을 직류 2.5(V)의 전압으로 변환시켜 정상적으로 출력하게 되는데, 이때 해당 직류 2.5(V)의 전압은 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(16)의 입출력 부분(2.5Vin)에 인가되어진다.

상술한 바와 같은 동작으로, 상기 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(16)의 코어 부분(1.8Vin)부터 전원을 인가한 후에 입출력 부분(2.5Vin)에 전원을 인가할 수 있게 되는데, 해당 파워 시퀀싱의 효과는 도 2에 도시된 타이밍도와 같이, 상기 옵토 커플러(12)의 동작 시간인 15(ms)와 상기 릴레이(14)의 동작 시간인 150(ms)으로서 총 165(ms)의 시간만큼 입출력 부분(2.5Vin)에 인가되는 전원을 지연시켜 줄수 있다. 즉, 1.8(V)의 전압이 상기 디바이스(16)의 코어 부분(1.8Vin)에 인가된 후에 약 165(ms) 후에 2.5(V)의 전압이 상기 디바이스(16)의 입출력 부분(2.5Vin)에 인가될 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 파워 시퀀싱을 위한 장치에서는 파워 시퀀싱을 구현하기 위해서 고가의 부품을 다량으로 사용해야 하며, 옵토 커플러 및 릴레이의 경우에 물리적 기계 동작이 수행되므로 수명이 한정적이고 작동 중에 에러가 발생할 경우에는 역시 고부가가치의 디바이스를 훼손할 우려가 높은 문제점이 있었다.

또한, 종래의 파워 시퀀싱을 위한 장치에서 릴레이의 경우에 -48(V)을 물리적 접점에 의해 단락시켜 주어야 하므로 온 또는 오프 시에 다량의 노이즈(Noise)가 발생되며, 이로 인해 2.5(V)의 출력에 치명적인 영향을 야기하는 문제점이 있었다.

전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 고안은 고부가가치의 디바이스를 보호하기 위해 필요한 파워 시퀀싱 장치의 경우, 반드시 코어 부분의 전원부터 인가한 후에 입출력 부분의 전원을 인가해야 하는 부품의 사용에 있어서, 딜레이 디바이스를 이용하여 기존의 물리적인 접속 소자를 사용함에 있어 접속 시에 발생할 수 있는 전압 바운싱을 없애 공급 전원을 안정화시켜 주며, 물리적 접속 소자의 짧은 수명을 보완하여 파워 시퀀싱이 필요한 고가의 디바이스에 치명적인 손상을 입히는 것을 방지하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 파워 시퀀싱이 필요한 고부가가치의 디바이스에서 DC/DC 컨버터의 제어 단자를 이용해서 파워 모듈을 디스에이블(Disable) 및 인에이블시켜 줌으로써 노이즈에 강하도록 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱(Power Sequencing)을 위한 장치를 나타낸 구성 블록도.

도 2는 도 1에 있어 전원의 타이밍(Timing)을 나타낸 도면.

도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치를 나타낸 구성 블록도.

도 4는 도 3에 있어 전원의 타이밍을 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20, 40 : DC/DC 컨버터(Converter)

30 : 딜레이 칩(Delay Chip)

50 : 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(Device)

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시 예에 따른 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치는 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스의 코어 부분에 인가되는 직류 A(V)의 전압을 감지하여 소정의 시간 동안 출력 상태를 제어하는 딜레이 칩과; 상기 딜레이 칩의 출력 상태에 따라 직류 B(V)의 전압을 상기 디바이스의 입출력 부분으로 인가하는 DC/DC 컨버터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 딜레이 칩은 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스의 코어 부분에 인가되는 상기 직류 A(V)의 전압을 감지하여 상기 DC/DC 컨버터의 파워 제어 핀을 소정의 시간 동안 '로우' 상태로 유지시켜 준 후에 '하이' 상태로 전환시켜 주는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 DC/DC 컨버터는 파워 제어 핀이 '로우' 상태인 경우에 출력을 디스인에이블시켜 준 후, 파워 제어 핀이 '하이' 상태로 전환되면 출력을 인에이블시켜 상기 직류 B(V)의 전압을 상기 디바이스의 입출력 부분으로 인가하는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 고안의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 실시 예에 따른 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 DC/DC 컨버터(20)와, 딜레이 칩(30)과, 제2 DC/DC 컨버터(40)와, 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 DC/DC 컨버터(20)는 직류 -48(V)의 전압을 인가받아 직류 1.8(V)의 전압으로 변환시켜 주는 모듈로서, 입력 핀(-48Vin), 파워 제어 핀(PC) 및 출력 핀(1.8Vout)이 있으며, 해당 파워 제어 핀(PC)은 디폴트 '하이'로서 항상 인에이블되어 있다.

상기 딜레이 칩(30)은 1.2(V) 이상의 전압 신호 레벨이 감지되는 경우에 출력을 소정의 시간(약, 200(ms)) 동안 '로우' 상태로 유지한 후에 '하이' 상태로 유지시켜 주는 신호 모니터링 칩(Signal Monitoring Chip)으로서, 상기 제1 DC/DC 컨버터(20)로부터 출력되는 직류 1.8(V)의 전압을 감지하여 출력 상태를 소정의 시간 동안 '로우' 상태로 유지한 후에 '하이' 상태로 유지시켜 준다.

상기 제2 DC/DC 컨버터(40)는 상기 딜레이 칩(30)의 출력 상태에 따라 직류 -48(V)의 전압을 인가받아 직류 2.5(V)의 전압으로 변환시켜 주는 모듈로서, 입력 핀(-48Vin), 파워 제어 핀(PC) 및 출력 핀(2.5Vout)이 있다. 여기서, 해당 파워 제어 핀(PC)은 디폴트 '하이' 상태로서 출력이 항상 인에이블되어 있지만, 상기 딜레이 칩(30)의 출력 상태가 '로우'가 되면 해당 '로우' 상태인 동안에 출력이 디스인에이블되어 동작을 수행하지 못하도록 한다.

본 고안의 실시 예에 따른 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 직류 -48(V)의 전압이 제1 DC/DC 컨버터(20)에 입력되면, 해당 제1 DC/DC 컨버터(20)는 해당 직류 -48(V)의 전압을 인가받아 직류 1.8(V)의 전압으로 변환시켜 정상적으로 출력하게 되는데, 이때 해당 직류 1.8(V)의 전압은 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(50)의 코어 부분(1.8Vin)에 일차적으로 인가되어지며, 이와 동시에 딜레이 칩(30)의 모니터링 핀으로 인가되어진다.

이에, 상기 딜레이 칩(30)에서는 자체의 기능에 의해 상기 제1 DC/DC 컨버터(20)로부터 출력되는 직류 1.8(V)의 전압이 없는 경우에는 제2 DC/DC 컨버터(40)의 파워 제어 핀으로 '하이' 레벨의 출력 신호가 항상 인가되도록 하며, 반면에 상기 제1 DC/DC 컨버터(20)로부터 직류 1.8(V)의 전압이 출력되는 경우에만 해당 직류 1.8(V)의 전압을 감지하여 해당 제2 DC/DC 컨버터(40)의 파워 제어 핀으로 인가되던 출력 신호를 소정의 시간(약, 200(ms)) 동안 '로우' 레벨로 유지시켜 준 후, 다시 '하이' 레벨의 출력 신호를 해당 제2 DC/DC 컨버터(40)의 파워 제어 핀으로 인가해 주게 된다.

이에 따라, 상기 제2 DC/DC 컨버터(40)는 상기 파워 제어 핀이 디폴트 '하이' 상태로서 출력이 항상 인에이블되어 있다가, 상기 딜레이 칩(30)에 의해 상기 파워 제어 핀을 소정의 시간(약, 200(ms)) 동안 '로우' 상태로 전환시켜 2.5(V) 파워가 디스에이블되어 동작을 수행하지 않으므로, 입력되는 직류 -48(V)의 전압을직류 2.5(V)의 전압으로 변환시켜 주지 않는다.

그런 후, 소정의 시간(약, 200(ms))이 경과되면, 상기 딜레이 칩(30)에 의해 상기 파워 제어 핀을 다시 '하이' 상태로 전환시켜 줌으로써, 상기 제2 DC/DC 컨버터(40)는 이 순간에 바로 정상 동작을 수행하여 직류 -48(V)의 전압을 직류 2.5(V)의 전압으로 변환시켜 정상적으로 출력하게 된다.

이 때, 상기 직류 2.5(V)의 전압은 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(50)의 입출력 부분(2.5Vin)에 인가되어짐으로써, 파워 시퀀싱이 이루어지게 된다.

상술한 바와 같은 동작으로, 상기 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(50)의 코어 부분(1.8Vin)부터 전원을 인가하고 소정의 시간(약, 200(ms))이 경과한 후에 상기 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(50)의 입출력 부분(2.5Vin)에 전원을 인가할 수 있게 된다.

도 4에 도시된 타이밍도와 같이, 상기 딜레이 칩(30)의 자체 기능에 의해 상기 제1 DC/DC 컨버터(20)로부터 출력되는 직류 1.8(V)의 전압을 감지함과 동시에 상기 제2 DC/DC 컨버터(40)의 파워 제어 핀과 접속된 출력 상태를 소정의 시간(약, 200(ms)) 동안 '로우' 상태로 유지하였다가 '하이' 상태로 유지시켜 줌으로써, 상기 제2 DC/DC 컨버터(40)는 상기 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(50)의 입출력 부분(2.5Vin)에 인가되는 전원을 소정의 시간(약, 200(ms))만큼 지연시켜 줄 수 있다.

즉, 1.8(V)의 전압이 상기 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(50)의 코어 부분(1.8Vin)에 인가된 후에 소정의 시간(약, 200(ms)) 후에 2.5(V)의 전압이 상기파워 시퀀싱이 필요한 디바이스(50)의 입출력 부분(2.5Vin)에 인가될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성 및 동작에 의해 고가의 파워 시퀀싱이 필요한 칩셋(Chipset)의 경우에 항상 안정적인 파워의 공급은 물론이고 영구적으로 사용할 수 있어 고가의 칩셋의 손상을 막을 수 있다.

이상과 같이, 본 고안에 의해 파워 시퀀싱이 필요한 고부가가치의 디바이스에서 간단한 디지털 칩(Digital Chip)을 사용하여 전압 바운싱을 없애 공급 전원을 안정화시켜 줌으로써, 구현이 용이하고 가격 경쟁력이 뛰어나고 거의 영구적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 고가의 칩셋에 치명적인 손상을 입히는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 고안에 의해 DC/DC 컨버터의 제어 단자를 이용해서 파워 모듈을 디스에이블 및 인에이블시켜 줌으로써 노이즈에 매우 강하다.

Claims (3)

1. 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스의 코어 부분에 인가되는 직류 A(V)의 전압을 감지하여 소정의 시간 동안 출력 상태를 제어하는 딜레이 칩과;

   상기 딜레이 칩의 출력 상태에 따라 직류 B(V)의 전압을 상기 디바이스의 입출력 부분으로 인가하는 DC/DC 컨버터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 딜레이 칩은 파워 시퀀싱이 필요한 디바이스의 코어 부분에 인가되는 상기 직류 A(V)의 전압을 감지하여 상기 DC/DC 컨버터의 파워 제어 핀을 소정의 시간 동안 '로우' 상태로 유지시켜 준 후에 '하이' 상태로 전환시켜 주는 것을 특징으로 하는 디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 DC/DC 컨버터는 파워 제어 핀이 '로우' 상태인 경우에 출력을 디스인에이블시켜 준 후, 파워 제어 핀이 '하이' 상태로 전환되면 출력을 인에이블시켜 직류 B(V)의 전압을 상기 디바이스의 입출력 부분으로 인가하는 것을 특징으로 하는디지털 전자 회로에서 파워 시퀀싱 장치.