KR20060126221A

KR20060126221A - 키 입력 회로

Info

Publication number: KR20060126221A
Application number: KR1020050047954A
Authority: KR
Inventors: 이요한; 임준영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-12-07
Also published as: KR101069527B1

Abstract

본 발명은 키 입력 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 더욱 상세하게는 플라이백 컨버터부(Flyback Converter)를 사용하여 키입력부와 마이컴의 접지단을 분리시켜 감전을 방지하고, 상기 키입력부의 부하 전압 강하 소자로서 정전압 다이오드를 사용하여 상기 플라이백 컨버터부의 1차측에서 2차측으로 유기되는 전압 변동에 관계없이 일정한 부하 전압을 상기 플라이백 컨버터부의 2차측으로 전달할 수 있도록 하는 키 입력 회로에 관한 것이다.

Description

키 입력 회로{KEY INPUT CIRCUIT}

도 1은 종래 키입력 회로의 구성을 보인 회로도.

도 2는 다른 종래 키입력 회로의 구성을 보인 회로도.

도 3은 본 발명 키입력 회로의 구성을 보인 회로도.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명 키 입력회로의 스위치 조작에 따른 파형도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

31: 키 입력부 32: 플라이백 컨버터부

33: 전압 스케일링부 34: 마이컴

SW1~SW4: 제1~제4 스위치 Z11~Z14:제1~제4 정전압 다이오드

Q1: 메인 스위치

본 발명은 키 입력 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라이백 컨버터(Flyback Converter)를 사용하여 키입력부와 마이컴의 접지단을 분리시켜 감전을 방지하고, 상기 키입력부의 부하 전압 강하 소자로서 정전압 다이오드를 사용하여 상기 플라이백 컨버터부의 1차측에서 2차측으로 유기되는 전압 변동에 관계없이 일 정한 부하 전압을 상기 플라이백 컨버터부의 2차측으로 전달할 수 있도록 하는 키 입력 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 가전제품등의 마이컴에 현재 많이 사용되고 있는 키 입력 회로는 도 1에 도시된 바와 같이 전원전압(5V)을 풀업받는 다수의 저항에 각각 접속된 스위치의 상태에 따라 상응하는 분압 전압을 출력하는 키 입력부(11)와; 상기 키 입력부(11)의 출력전압의 노이즈를 제거하여 출력하는 필터부(12)와; 상기 필터부(12)의 출력전압을 디지털로 변환하여 스위치의 입력상태를 인식하고 그에 따라 제어하는 마이컴(13)으로 구성되는데, 이와 같은 종래 키 입력회로는 마이컴의 접지단과 키 입력부의 접지단이 공통으로 접지되어 있기 때문에 마이컴 접지 전위 자체가 일정 전위를 갖게되는 경우(통상 상용전원을 정류하고 난 후의 접지전위)에 감전의 위험이 존재하는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위한 다른 종래 기술의 키 입력 회로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 저항에 각각 접속된 스위치의 상태에 따라 상응하는 분압 전압을 출력하는 키 입력부(21)와; 스위칭 구동신호에 따른 2차측에 접속된 키 입력부(21)의 스위칭 전압이 1차측에 발생하는 플라이백 컨버터부(22)와; 상기 플라이백 컨버터부(22)의 1차측에 접속되어 그 1차측에서 발생된 전압을 일정 전압으로 스케일링하여 출력하는 전압 스케일링부(23)와; 상기 스위칭 구동신호를 출력하고, 상기 전압 스케일링부(23)의 출력전압을 상기 키 입력부(21)의 스위칭 전압으로 인식하여 그에 따라 제어하는 마이컴(24)으로 구성된다.

도 2에 따른 종래 기술의 키 입력 회로 동작을 간단히 살펴보면, 키 입력부 (21) 내의 스위치들(SW11 내지 SW14) 중에서 어느 하나를 누르면 상기 플라이백 컨버터부(22)의 2차측의 부하 저항이 변동되고, 이에 따라 2차측 단자 양단에 걸리는 전압도 변동된다. 2차측 전압이 변동되면, 1차측 전압도 변동되고, 이때 발생하는 1차측 전압의 피크치를 검출하여 전압 스케일링부(23)를 통해 분압한 후, 그 결과가 마이컴(24)에 입력되도록 하여 마이컴(24)이 키 입력 여부를 인식할 수 있도록 한다.

그러나, 도 2에 따른 종래 기술의 키 입력 회로는, 2차측에서 1차측에 유기되는 전압이 상기 키 입력부(21) 내의 저항들(R11 내지 R14)에 의존하기 때문에, 제조상의 문제점 등으로 인해 동일한 규격임에도 불구하고 플라이백 컨버터부(22)의 1차측과 2차측의 권선비 등이 키 입력 회로에 따라 상이한 경우, 동일한 스위치(예를 들어, SW11)를 온시키더라도 1차측에 유기되는 전압이 상이할 수 있고, 이에 따라 마이콤이 키 입력부(21)의 스위칭 여부를 상이하게 인식할 수 있는 문제점이 있다.

실제적으로, 제조 환경이나 설치 환경에 따라 절연 변압기의 입력 대 출력 편차(최대 30% 이상)가 존재하기 때문에, 전술한 문제점을 극복할 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 함으로써, 키 입력부의 접지단과 마이컴의 접지단을 완전히 분리하여 사용자의 손이 닿는 키입력부로 인해 감전사고가 발생하지 않도록 하고, 키 입력부의 전압 강하 소자로서 저항 대신 정전압 다이오드를 사용하여 절연 변압기의 편차에 관계없 이 소정의 2차 전압을 1차측에 전달하도록 하는 키 입력 회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 정전압 다이오드에 각각 직렬 연결된 스위치를 포함하여 이루어지고, 상기 스위치의 도통 또는 차단에 상응하는 분압 전압을 출력하는 키 입력부와; 2차측이 상기 키 입력부에 연결되고 1차측의 일단이 전원에 연결되고, 절연 변압기와 스위칭 소자를 포함하여 이루어진 플라이백 컨버터부로서, 상기 전원으로부터의 직류 전압과 상기 스위칭 소자의 스위칭 신호에 따라 상기 키 입력부에 부하 전압이 유기되고, 상기 키 입력부 내의 스위치의 스위칭에 따라 변동된 부하 전압이 1차측에 전달되도록 동작하는 플라이백 컨버터부와; 상기 플라이백 컨버터부의 1차측에 접속되어 1차측에 전달된 전압을 미리 결정된 전압으로 스케일링하여 출력하는 전압 스케일링부와; 상기 스위칭 소자의 스위칭을 구동하는 구동 신호를 출력하고, 상기 전압 스케일링부의 출력 전압을 검출하여 상기 키 입력부의 스위칭 전압 인식하는 마이컴으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 정전압 다이오드는 제너 다이오드인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 마이컴은 스위칭 구동신호의 온구간 후 오프구간에 의해 검출되는 전압 스케일링부의 출력 전압을 상기 키 입력부의 스위칭 전압으로 인식하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 키 입력 회로의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 플라이백 컨버터부(32)의 2차측에 키 입력부(31)를 구비하고, 1차측에 전압 스케일링부(33)를 두어, 그 전압 스케일링부(33)에 의해 출력된 분압전압을 마이컴(34)이 인식한다.

먼저, 키 입력부(31)의 제1~제4 스위치(SW1~SW4)에 각각 정전압 다이오드(Z11~Z14)을 직렬 접속한 후, 상기 직렬 접속 회로들을 병렬 연결한다.

바람직하게는 상기 정전압 다이오드는 제너(Zener) 다이오드일 수 있다. 제너 다이오드는 반도체 p-n접합다이오드의 하나로서, 제너 회복현상을 이용해서 일정 전압을 얻는 소자인데, 역방향 바이어스가 걸린 경우 소정의 역방향 전압까지는 전류를 흘리지 않지만, 일정 전압(항복 전압) 이후에는 큰 전류가 흐르도록 하는 특징이 있다. 즉, 제너 다이오드는 항복 전압 이상의 역방향 바이어스에서 항복 전압 만큼의 전압을 강하시키는 전압 강하 소자로서 기능을 하기 때문에, 상이한 항복 전압을 갖는 제너 다이오드와 스위치를 직렬 연결하면, 상이한 전압을 발생시키는 키 입력 소자로서 기능할 수 있다.

또한, 2차측의 제1~제4 스위치(SW11~SW14)가 모두 열린 상태면 1차측에는 이론적으로 무한대의 전압이 발생하게 되기 때문에 모든 제1~제4 스위치(SW11~SW14)가 열린상태에 있다고 하더라도 1차측에 무한대의 전압 발생을 막기 위해 부하로 작용할 수 있는 저항(Rd)을 접속한다.

이때, 정전압 다이오드(Z11~Z14)에 접속된 스위치(SW11~SW14)의 동작에 따라 키 입력부(31) 양단의 부하 전압, 즉 2차측 전입이 변동하고, 메인 스위치(Q1)의 양단에 걸리는 피크 전압을 통해 2차측에 변화하는 부하 전압이 전압 스케일링부(33)에 전달되며, 상기 전압 스케일링부(33)에서 전달된 전압을 분압하여 마이콤(34)에 입력함으로써, 마이콤(34)이 부하 전압의 변동, 즉 키 입력부(31)의 스위칭을 감지한다.

도 4A 내지 도 4F는 본 발명 키 입력회로의 스위치 조작에 따른 파형도이다. 이하, 상기 도 4A 내지 도 4F를 참조하여 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.

도 4A와 같이 마이컴(34)은 전압 스케일링부(33)의 5V 출력전압을 입력받게 되고, 그 마이컴(34)은 30.34KHz의 주파수로 온 듀티(On Duty)를 4㎲, 오프 듀티(Off Duty)를 약 30㎲로 메인 스위치(Q1)를 구동한다.

이때, 2차측의 부하를 경부하가 되게 하여 전류가 불연속적으로 흐르게 하기위해, 플라이백 컨버터부(32)를 불연속 모드(Discontinuous mode)로 동작시키면 메인 스위치(Q1)의 양단에는 2차측의 부하 전압에 반비례하는 피크 전압이 발생하고, 부하가 경부하가 될수록 메인 스위치(Q1)의 전압은 증가하게 된다.

도 4B는 제1~제4 스위치(SW11~SW14)가 모두 열려 있을때 검출된 피크 전압(V₂)과 그때 메인 스위치(Q1)양단의 전압(V_CE)을 나타낸 파형으로 실제 그 메인 스위치(Q1)의 양단 피크 전압은 저항에 의한 전압강하로 다소 차이가 발생한다.

도 4C는 제1 스위치(SW1)를 눌렀을 때로서, 마이컴(34)이 오프 듀티후 온듀티 동안 메인 스위치(Q1)를 구동하면 이때 그 메인 스위치(Q1)에 걸리는 양단의 피크 전압은 가장 낮은 제1 피크 전압(V_Z1)을 일정시간동안 유지하게 된다.

이후, 제2 스위치(SW2)를 누르면, 도 4D와 같이 상기 제1 피크 전압보다는 다소 전압이 큰 제2 피크 전압(V_Z2)이 메인 스위치(Q1) 양단에 발생하게 된다.

도 4E는 제3 스위치(SW3)를 눌렀을때 발생하는 메인 스위치(Q1) 양단의 피크 전압(V_Z3), 도 4F는 제4 스위치(SW4)를 눌렀을때 발생하는 메인 스위치(Q1) 양단의 피크 전압(V_Z4)을 나타낸다.

결국, 상기와 같은 피크 전압이 도 3의 마이컴(34)으로 입력되어 키 입력부(31)의 스위칭 상태를 감지하고, 그에 따른 제어기능을 수행하게 된다.

따라서, 본 발명은 전류가 불연속적으로 흐르는 불연속 모드(Discontinuous mode)로 플라이백 컨버터부를 동작시켜 그 플라이백 컨버터부의 1차측 메인 스위치의 양단에 걸리는 피크 전압을 통해 2차측 부하량을 감지하고, 2차측 키입력부의 스위칭 상태를 감지한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위는 상기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되고, 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해지는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형들이 가능하다는 것은 당업자에 자명할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 키 입력부의 접지단과 마이컴의 접지단을 완전히 분리하여 사용자의 손이 닿는 키입력부로 인해 감전사고가 발생하지 않도록 하고, 키 입력부의 전압 강하 소자로서 저항 대신 정전압 다이오드를 사용하여 절연 변압기의 편차에 관계없이 소정의 2차 전압을 1차측에 전달하도록 하는 키 입력 회로를 제공하는 효과가 있다.

Claims

다수의 정전압 다이오드에 각각 직렬 연결된 스위치를 포함하여 이루어지고, 상기 스위치의 도통 또는 차단에 상응하는 분압 전압을 출력하는 키 입력부와;

2차측이 상기 키 입력부에 연결되고 1차측의 일단이 전원에 연결되고, 절연 변압기와 스위칭 소자를 포함하여 이루어진 플라이백 컨버터부로서, 상기 전원으로부터의 직류 전압과 상기 스위칭 소자의 스위칭 신호에 따라 상기 키 입력부에 부하 전압이 유기되고, 상기 키 입력부 내의 스위치의 스위칭에 따라 변동된 부하 전압이 1차측에 전달되도록 동작하는 플라이백 컨버터부와;

상기 플라이백 컨버터부의 1차측에 접속되어 1차측에 전달된 전압을 미리 결정된 전압으로 스케일링하여 출력하는 전압 스케일링부와;

상기 스위칭 소자의 스위칭을 구동하는 구동 신호를 출력하고, 상기 전압 스케일링부의 출력 전압을 검출하여 상기 키 입력부의 스위칭 전압 인식하는 마이컴으로 구성된 것을 특징으로 하는 키 입력 회로.
제 1항에 있어서, 상기 정전압 다이오드는 제너 다이오드인 것을 특징으로 하는 키 입력 회로.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 마이컴은 스위칭 구동신호의 온구간 후 오프구간에 의해 검출되는 전압 스케일링부의 출력 전압을 상기 키 입력부의 스위 칭 전압으로 인식하는 것을 특징으로 하는 키 입력 회로.