KR20070076760A - 전원공급장치 - Google Patents

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KR20070076760A
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이경근
양준현
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Abstract

본 발명은 전원공급장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전원공급장치는 커패시터; 상기 커패시터에 전원을 공급하는 전원입력부; 상기 커패시터에 내장되어 상기 커패시터의 온도를 감지하는 온도센싱부; 상기 온도감지부의 감지결과에 기초하여, 상기 전원입력부로부터 상기 커패시터에 공급되는 전원경로를 단속하는 전원제어부를 포함한다. 이에 의해, 커패시터의 내부온도가 과도하게 상승하는 경우 전원공급을 차단하여 내부 회로를 보호하며, 일회성 사용으로 그치는 것이 아니라 지속적으로 사용이 가능하다.

Description

전원공급장치{Power Supply Unit}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원공급장치의 제어블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 커패시터의 구조를 도시한 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 커패시터 20 : 전원입력부
30 : 온도센싱부 31 : PTC 소자
31A : PTC (+) 단자 31B : PTC (-)단자
40 : 전원제어부 41 : 스위칭부
43 : 스위칭 제어부
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 에너지 충전용으로 사용되는 커패시터를 내장한 전원공급장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전원공급장치는 에너지 충전용으로 고용량의 알루미늄 전해 커패시터를 사용하는 경우가 많다. 그런데, 이러한 전원공급장치에 널리 사용되는 알루미늄 전해 커패시터는 온도에 민감하다.
예를 들어, 커패시터의 동작 온도나 리플 전류, 또는 수명시간 초과에 따른 온도 상승 시, 전해 커패시터의 전해액이 누출될 수 있으며, 더 나아가 커패시터의 폭발과 같은 문제가 유발될 수 있다.
한편, 이러한 문제를 해결하기 위한 종래 방법으로는, 커패시터에 온도 퓨즈를 내장하여, 내장된 온도 퓨즈가 커패시터의 내부의 발열상태를 감지하여 소정온도 이상으로 상승되면 자동으로 차단되도록 한다.
그런데, 이러한 온도 퓨즈 내장제품의 경우 한번 이상 온도에 의해 퓨즈가 끊어지게 되면, 해당 커패시터를 다시 사용할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 커패시터의 내부온도가 과도하게 상승하는 경우 전원공급을 차단하여 내부 회로를 보호할 수 있는 일회성 사용으로 그치는 것이 아니라 지속적으로 사용이 가능한 전원공급장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 전원공급장치에 있어서, 커패시터; 상기 커패시터에 전원을 공급하는 전원입력부; 상기 커패시터에 내장되어 상기 커패시터의 온도를 감지하는 온도센싱부; 상기 온도센싱부의 감지결과에 기초하여, 상기 전원입력부로부터 상기 커패시터에 공급되는 전원경로를 단속하는 전원제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 온도센싱부는 PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor) 소자를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 PTC 소자는 상기 커패시터의 에노드 포일(Foil)에 내장될 수 있다.
또한, 상기 PTC 소자의 (-)단자는 상기 커패시터의 (-)단자에 연결되고, 상기 PTC 소자의 (+) 단자는 별도의 단자로 상기 전원제어부와 연결될 수 있다.
한편, 상기 전원제어부는 상기 전원입력부로부터 상기 커패시터에 공급되는 전원경로를 단속하는 스위칭부와, 상기 PTC 소자로부터 출력되는 감지신호에 기초하여 상기 스위칭부에 스위칭 제어신호를 인가하는 스위칭 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 제어부는 상기 PTC 소자로부터 출력되는 상기 감지신호를 소정 기준레벨과 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 스위칭 제어부는 상기 PTC 소자로부터의 상기 감지신호의 레벨이 상기 기준레벨의 전압보다 큰 경우 상기 전원입력부와 상기 커패시터의 상기 전원경로를 차단하고, 상기 PTC 소자로부터의 상기 감지신호의 레벨이 상기 기준레벨의 전압보다 작은 경우 상기 전원입력부와 상기 커패시터의 상기 전원경로를 연결하도록 상기 스위칭부를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 커패시터는 알루미늄 전해 커패시터를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원공급장치의 제어블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전원공급장치는 전원입력부(10), 커패시터(20), PCT 및 전원제어부(40)를 포함한다.
전원입력부(10)는 커패시터(20)에 전원을 공급하는 것으로, 전원소스 또는 전원소스로부터의 공급전원이 입력되는 입력단일 수 있다.
커패시터(20)는 전원입력부(10)에 의해 공급되는 전원으로 충전되고, 충전된 전원을 방전시키는 것으로 에너지 충전용으로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 커패시터(20)는 알루미늄 전해 커패시터(20)인 것을 일예로 하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 온도센싱부(30)는 커패시터(20)에 내장되어, 커패시터(20)의 내부온도를 감지하는 소자로서, PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor) 소자 등에 의해 구현될 수 있다.
그리고, 전원제어부(40)는 온도감지부의 감지결과에 기초하여, 전원입력부(10)로부터 커패시터(20)에 공급되는 전원경로를 단속하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원입력부(10)와 커패시터(20)간의 전원경로를 단속하는 스위칭부(41)와, 온도감지부의 감지결과에 기초하여 스위칭부(41)에 스위칭 온/오프 제어신호를 인가하는 스위칭 제어부(43)를 포함한다.
여기서, 스위칭부(41)는 간단한 스위칭 소자에 의해 구현될 수 있으며, 스위칭 제어부(43)는 온도감지부로부터 출력된 신호의 레벨과 기 설정된 기준 레벨과 비교하여 비교결과신호를 출력하는 비교기를 포함하여 구현될 수 있다.
구체적으로, 스위칭 제어부(43)는 온도감지부로부터 출력되는 신호의 레벨이 소정 기준 레벨 이상인 경우, 스위칭부(41)에 스위칭 오프제어신호를 인가하여 전원입력부(10)와 커패시터(20) 간의 전원경로를 차단한다. 그리고, 온도감지부로부 터 출력되는 신호의 레벨이 소정 기준 레벨 미만인 경우에는 스위칭부(41)에 스위칭 온 제어신호를 인가하여 전원입력부(10)와 커패시터(20) 간의 전원경로를 연결하도록 제어한다.
본 발명의 실시예에 따른 커패시터(20)의 구조에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 커패시터(20)는 애노드 포일(Anode foil, A)과, 캐소드 포일(Cathod foil, B) 과 이들을 싸고 있는 페이퍼(C)가 겹쳐진 구조를 가지고 있다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 온도센싱부(30)인 PTC 소자(31)는 정특성 온도감지소자로서, 커패시터(20) 내부의 가장 온도가 높은 부위인 애노드 포일(A)의 상단에 삽입된다. 그리하여, PTC 소자(31)는 커패시터(20)의 내부 온도를 센싱할 수 있다.
여기서, PTC 소자(31)의 (-) 단자(31B)는 커패시터(20)의 (-) 단자와 연결되고, PTC 소자(31)의 (+) 단자(31A)는 별도의 단자로 추출하여 커패시터(20)내의 온도를 감지할 수 있도록 한다. 그리고, 여기서 커패시터(20)의 (-) 단자 및 PTC 소자(31)의 (-) 단자(31B)는 그라운드를 형성할 수 있으며, 그라운드 선과 PTC의 (+) 단자(31A)가 각각 전원제어부(40)와 연결되어 감지결과를 출력하도록 회로를 구현할 수 있다.
또한, PTC 소자(31)는 내부저항을 가지고 있어서, 커패시터(20)가 전해액 불량, 주변온도 상승, 전압 스트레스 초과, 리플 전류 초과 등의 이유로 내부온도가 상승하면 내부저항값이 상승하게 된다. 이에 따라 전원제어부(40)는 PTC 소자(31)로부터 출력되는 신호의 레벨과 기준 레벨을 비교하여, 커패시터(20)로 출력되는 전원경로를 차단 및 연결하여 커패시터(20)가 이상 과열되는 현상을 방지할 수 있다.
그리하여, 본 발명의 실시예에 따른 전원공급장치는 한번 끊어지면 다시 갈아줘야 하는 온도퓨즈를 사용하지 않고 다른 온도감지센서를 사용함으로써, 일회성이 아닌 지속적으로 사용이 가능하다.
전술한 실시예에서는 PTC 소자(31)를 온도센싱부(30)의 일예로 설명하였으나, 다른 온도감지소자가 사용될 수도 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 커패시터의 내부온도가 과도하게 상승하는 경우 전원공급을 차단하여 내부 회로를 보호할 수 있는 일회성 사용으로 그치는 것이 아니라 지속적으로 사용이 가능한 전원공급장치가 제공된다.

Claims (8)

  1. 전원공급장치에 있어서,
    커패시터;
    상기 커패시터에 전원을 공급하는 전원입력부;
    상기 커패시터에 내장되어 상기 커패시터의 온도를 감지하는 온도센싱부;
    상기 온도센싱부의 감지결과에 기초하여, 상기 전원입력부로부터 상기 커패시터에 공급되는 전원경로를 단속하는 전원제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도센싱부는 PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor) 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PTC 소자는 상기 커패시터의 에노드 포일(Foil)에 내장되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 PTC 소자의 (-)단자는 상기 커패시터의 (-)단자에 연결되고, 상기 PTC 소자의 (+) 단자는 별도의 단자로 상기 전원제어부와 연결되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전원제어부는 상기 전원입력부로부터 상기 커패시터에 공급되는 전원경로를 단속하는 스위칭부와,
    상기 PTC 소자로부터 출력되는 감지신호에 기초하여 상기 스위칭부에 스위칭 제어신호를 인가하는 스위칭 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는 상기 PTC 소자로부터 출력되는 상기 감지신호를 소정 기준레벨과 비교하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는 상기 PTC 소자로부터의 상기 감지신호의 레벨이 상기 기준레벨의 전압보다 큰 경우 상기 전원입력부와 상기 커패시터의 상기 전원경로를 차단하고, 상기 PTC 소자로부터의 상기 감지신호의 레벨이 상기 기준레벨의 전압보다 작은 경우 상기 전원입력부와 상기 커패시터의 상기 전원경로를 연결하도록 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 커패시터는 알루미늄 전해 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
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