KR20080076735A - 검출회로 및 전원 시스템 - Google Patents

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KR20080076735A
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후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

(과제)
공급되는 전력에 따른 제어신호를 생성하는 것이 가능한 검출회로를 제공하는 것.
(해결수단)
보정전류 발생회로(49)는 전류검출신호(S1)에 의거하여 AC 어댑터(21)로부터 공급되는 전류에 비례하는 보정전류(Ih)를 발생시킨다. 그 보정전류(Ih)는 보정용 저항(R3)에 공급된다. 이에 의해, 보정전류 발생회로(49)와 보정용 저항(R3) 사이의 노드에, 케이블(W1)의 기생저항에 의해 오프셋되는 그라운드 레벨과 거의 같은 보정전압(Vh)을 발생시킨다. 연산회로(48)는, 파워정보전압(Vpw)에 보정전압(Vh)을 가산하여 생성한 보정정보전압(Vph)을 전력제한신호(PWRM)로서 에러 증폭기(47)에 출력한다. 즉, 연산회로(48)는, 오프셋에 의해 작은 전력정보를 나타내는 파워정보전압(Vpw)에 보정전압(Vh)을 가산하여 보정한 전력제한신호(PWRM)를 생성한다. 그 결과, 펄스폭 변조기(24)가 출력하는 전력정보에 상당하는 전력제한신호(PWRM)를 생성한다.
Figure P1020080009063
보정전류 발생회로

Description

검출회로 및 전원 시스템{DETECTION CIRCUIT AND POWER SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 검출회로 및 전원 시스템에 관한 것이다.
종래 전자기기에는 구동전원으로서 2차 전지가 탑재되어 있는 것이 있고, 이러한 전자기기에는 외부 전력원으로부터 공급되는 충전전류에 의해 2차 전지를 충전하는 충전회로가 포함되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 충전회로의 동작예를 도 3에 따라 설명한다.
전자기기에 탑재된 충전회로(11)에는 그 전자기기에 접속된 입력전력 어댑터(12)로부터 직류의 어댑터 전압(VAC)이 공급되고 있다. 충전회로(11)는 DC/DC 컨버터이며, 어댑터 전압(VAC)을 전압변환한 전압(Vout)을 출력하고, 출력전류(Iout) 등에 의거하여 전압(Vout)를 제어한다. 상세하게는, 충전회로(11)는 출력전류(Iout)를 검출하기 위한 저항(R1)의 양단이 접속된 전류 증폭기(13a)와, 배터리(BT)에 공급하는 전류(Ichg)를 검출하기 위한 저항(R2)의 양단이 접속된 전류 증폭기(13b)를 포함하고 있다. 각 전류 증폭기(13a, 13b)의 출력단자는 각각 에러 증폭기(14a, 14b)에 접속되어 있다. 또, 배터리(BT)의 단자전압은 에러 증폭기(14c)에 입력되고, 저항(R1)의 양 단자전압은 입력전력 어댑터(12)로부터 공급되 는 전력을 검출하는 승산기(15)에 입력되고, 그 승산기(15)는 에러 증폭기(14d)에 접속되어 있다. 승산기(15)는 저항(R1)에 흐르는 전류, 저항(R1)의 단자전압에 의거하여 총전력량에 비례한 전압의 신호를 출력한다. 그리고, 저항(R1)에 흐르는 출력전류(Iout)와, 배터리(BT)에 접속된 저항(R2)에 흐르는 충전전류(Ichg)와, 배터리(BT)의 단자전압과, 총전력량에 의거하여, 에러 증폭기(14a∼14d)에 의해 제어전류(Isc)가 흐르고, 그 제어전류(Isc)에 의거하여 펄스폭 변조기(PWM; 17)는 MOS 트랜지스터(T1, T2)를 온/오프하는 듀티사이클을 변경한다. 그 듀티사이클에 따른 출력전력이 시스템 DC/DC 컨버터(18)를 통해 시스템 회로(19)에 공급되고 출력전류에 의해 배터리(BT)가 충전된다.
특허문헌 1 : 일본특허 제3428955호 공보
그런데, 최근에는 AC 어댑터를 제어하여 그 출력전압을 제어하는 것이 요망되고 있다. 도 3에 나타내는 종래예에서는, 펄스폭 변조기(17) 및 그 펄스폭 변조기(17)에 의해 제어되는 트랜지스터(T1, T2)등이 입력전력 어댑터에 내장되게 된다. 그리고, 전자기기에 탑재된 저항(R1, R2), 증폭기(13a, 13b, 14a∼14c) 및 승산기(15)에 의해 생성되는 제어전류(Isc)가 전자기기로부터 입력전력 어댑터에 공급되는 것에 의해 그 전자기기에 공급하는 전력이 제어된다.
이 경우, 승산기(15)에 필요한 전력정보는, 입력전력 어댑터에 탑재된 펄스폭 변조기(17)로부터 케이블을 통해 전자기기에 탑재된 에러 증폭기(14d)에 공급되고, 에러 증폭기(14d)는 승산기(15)로부터 출력되는 전력검출신호(PWRO)와 전력제한신호(PWRM)의 차이를 증폭한 오차전압을 생성한다. 케이블은 저항분(기생저항)을 갖고 있고, 그 기생저항에 의해 그라운드 레벨이 오프셋된다. 전력정보는 전압으로 공급되므로, 승산기(15)는 오프셋만큼 내려간 전압으로서 수취한다. 즉, 전력정보가 잘못 전달되게 되고, 전자기기에 탑재된 회로는 이 잘못 전달된 전력정보에 의거하여 제어전류(Isc)를 생성한다. 그 결과, 공급되는 전력에 대하여 오차를 포함하는 오차전압이 에러 증폭기(14d)로부터 출력되고, 나아가 오차를 포함하는 제어전류(Isc)가 생성되게 되어, 필요로 하는 어댑터 전압(VAC)이 공급되지 않는다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 공급 되는 전력에 따른 제어신호를 생성하는 것이 가능한 검출회로 및 전원 시스템을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은, 직류의 출력전압과 공급하는 전력량에 따른 전력정보를 출력하는 외부 전원에 케이블을 통해 접속된 전자기기에 설치되고, 상기 전력정보와, 상기 외부 전원의 출력전압이 공급되는 경로상에 설치된 저항의 단자간 전압 및 단자전압으로부터 검출한 총전력량에 의거하여 상기 제어신호를 생성하는 검출회로에 있어서, 상기 케이블의 기생저항에 따른 보정전압을 발생시키는 보정전압 발생수단과, 상기 전력정보와 상기 보정전압에 의거하여 보정전력정보를 생성하는 정보생성수단과, 상기 외부 전원의 출력전압이 공급되는 경로상에 설치된 저항의 단자간 전압 및 단자전압에 의거하여 그 전자기기에서의 총전력량에 따른 전력검출신호를 생성하는 검출신호 생성수단과, 상기 전력검출신호와 상기 보정전력정보에 의거하여 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 생성수단을 포함한다.
이 구성에 의하면, 케이블의 기생저항에 의해 변화하는 전력정보를, 기생저항에 따른 보정전압을 발생시켜 그 보정전압에 의해 보정한 보정전력정보에 의해 공급되는 전력에 따른 제어신호를 생성할 수 있다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 검출회로에 있어서, 상기 보정전압 발생수단은, 상기 저항에 흐르는 입력전류에 비례하는 보정전류를 발생시키는 보정전류 발생회로와, 상기 케이블의 기생저항에 비례한 저항치를 가지며, 상기 보정전류에 의해 상기 보정전압을 발생시키는 저항소자를 포함하고, 상기 정보생성수단은 상기 전력정보에 상기 보정전압을 가산하여 상기 보정전력정보를 생성하도록 했다.
이 구성에 의하면, 상기 저항에 흐르는 입력전류에 비례하는 보정전류를 발생시켜 그 보정전류를 저항소자에 흐르게 함으로써 케이블의 기생저항에 따른 보정전압을 생성할 수 있고, 그 보정전압에 의해 보정한 보정전력정보에 의해 공급되는 전력에 따른 제어신호를 생성할 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 검출회로에 있어서, 상기 저항의 단자간 전압에 의거하여 그 저항에 흐르는 전류량에 따른 전류검출신호를 생성하는 전류 증폭기를 포함하고, 상기 신호생성수단은 상기 전력검출신호 또는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 제어신호를 생성하고, 상기 보정전류 발생회로는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 보정전류를 생성하도록 했다.
이 구성에 의하면, 입력전류와 총전력량에 의해 제어신호를 생성하여 출력전압을 제어할 수 있다. 또한, 제어신호를 생성하기 위한 전류검출신호를 사용함으로써 회로의 추가가 적어 보정전압을 생성할 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 검출회로에 있어서, 상기 저항의 단자간 전압에 의거하여 그 저항에 흐르는 전류량에 따른 전류검출신호를 생성하는 전류 증폭기를 포함하고, 상기 신호생성수단은 상기 전력검출신호 또는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 제어신호를 생성하고, 상기 보정전압 발생수단은 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 보정전압을 생성하고, 상기 정보생성수단은 상 기 전력정보에 상기 보정전압을 가산하여 상기 보정전력정보를 생성하도록 했다.
이 구성에 의하면, 입력전류와 총전력량에 의해 제어신호를 생성하여 출력전압을 제어할 수 있다. 또한, 제어신호를 생성하기 위한 전류검출신호를 사용함으로써 회로의 추가가 적어 보정전압을 생성할 수 있다.
청구항 5에 기재된 발명은, 직류의 출력전압을 생성하는 외부 전원과, 케이블을 통해 공급되는 상기 외부 전원의 출력전압에 의거하여 동작하는 전자기기로 이루어지는 전원 시스템에 있어서, 상기 외부 전원은, 직류의 출력전압을 생성하고 제어신호에 따라 상기 출력전압을 변경하여, 출력전력에 따른 전력정보를 상기 케이블을 통해 상기 전자기기에 출력하는 전압제어회로를 포함하고, 상기 전자기기는, 상기 외부 전원의 출력전압이 공급되는 경로상에 설치된 저항의 단자간 전압 및 단자전압에 의거하여 그 전자기기에서의 총전력량을 검출하고, 그 총전력량에 의거하여 상기 제어신호를 생성하는 검출회로를 포함하며, 상기 검출회로는, 상기 케이블의 기생저항에 따른 보정전압을 발생시키는 보정전압 발생수단과, 상기 전력정보와 상기 보정전압에 의거하여 보정전력정보를 생성하는 정보생성수단과, 상기 외부 전원의 출력전압이 공급되는 경로상에 설치된 저항의 단자간 전압 및 단자전압에 의거하여 그 전자기기에서의 총전력량에 따른 전력검출신호를 생성하는 검출신호 생성수단과, 상기 전력검출신호와 상기 보정전력정보에 의거하여 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 생성수단을 포함한다.
이 구성에 의하면, 케이블의 기생저항에 의해 변화하는 전력정보를, 기생저항에 따른 보정전압을 발생시켜 그 보정전압에 의해 보정한 보정전력정보에 의해 공급되는 전력에 따른 제어신호를 생성할 수 있다.
청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 전원 시스템에 있어서, 상기 보정전압 발생수단은, 상기 저항에 흐르는 입력전류에 비례하는 보정전류를 발생시키는 보정전류 발생회로와, 상기 케이블의 기생저항에 비례한 저항치를 가지며, 상기 보정전류에 의해 상기 보정전압을 발생시키는 저항소자를 포함하고, 상기 정보생성수단은 상기 전력정보에 상기 보정전압을 가산하여 상기 보정전력정보를 생성하도록 했다.
이 구성에 의하면, 상기 저항에 흐르는 입력전류에 비례하는 보정전류를 발생시켜 그 보정전류를 저항소자에 흐르게 함으로써, 케이블의 기생저항에 따른 보정전압을 생성할 수 있고, 그 보정전압에 의해 보정한 보정전력정보에 의해 공급되는 전력에 따른 제어신호를 생성할 수 있다.
청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 6에 기재된 전원 시스템에 있어서, 상기 저항의 단자간 전압에 의거하여 그 저항에 흐르는 전류량에 따른 전류검출신호를 생성하는 전류 증폭기를 포함하고, 상기 신호생성수단은 상기 전력검출신호 또는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 제어신호를 생성하고, 상기 보정전류 발생회로는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 보정전류를 생성하도록 했다.
이 구성에 의하면, 입력전류와 총전력량에 의해 제어신호를 생성하여 출력전압을 제어할 수 있다. 또한, 제어신호를 생성하기 위한 전류검출신호를 사용함으로써 회로의 추가가 적어 보정전압을 생성할 수 있다.
청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 전원 시스템에 있어서, 상기 저항의 단자간 전압에 의거하여 그 저항에 흐르는 전류량에 따른 전류검출신호를 생성하는 전류 증폭기를 포함하고, 상기 신호생성수단은 상기 전력검출신호 또는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 제어신호를 생성하고, 상기 보정전압 발생수단은 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 보정전압을 생성하고, 상기 정보생성수단은 상기 전력정보에 상기 보정전압을 가산하여 상기 보정전력정보를 생성하도록 했다.
이 구성에 의하면, 입력전류와 총전력량에 의해 제어신호를 생성하여 출력전압을 제어할 수 있다. 또한, 제어신호를 생성하기 위한 전류검출신호를 사용함으로써 회로의 추가가 적어 보정전압을 생성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 공급되는 전력에 따른 제어신호를 생성하는 것이 가능한 검출회로 및 전원 시스템을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체화한 제 1 실시형태를 도 1, 도 2에 따라 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 전원 시스템은, 외부 전원으로서의 AC 어댑터(21)와, 그 AC 어댑터(21)에 케이블(W1)을 통해 접속된 전자기기(31)로 구성되어 있다. AC 어댑터(21)는 전자기기(31)의 부속품으로서 공급된다. 본 실시형태에 있어서, 케이블(W1)은 AC 어댑터(21)에 대하여 피그테일 형상으로 제 1 단이 고정되고, 케이블(W1)의 제 2 단에는 전자기기(31)의 커넥터에 접속되는 플러그가 설치되어 있다.
AC 어댑터(21)는 교류전원(AC)에 접속되고, 그 교류전원(AC)으로부터 공급되 는 상용 교류전압은 AC 어댑터(21)의 전압변환회로(22)에 입력된다. 전압변환회로(22)는 교류전압을 교류-직류 변환하여 생성한 직류전압을 출력한다. 전압제어회로(23)에는 케이블(W1)을 통해 전자기기(31)로부터 제어전류(Isc)가 입력된다. 전압제어회로(23)는 그 제어전류(Isc)에 의거하여, 직류전압으로부터 제어한 어댑터 전압(VAC)을 생성한다. 이 어댑터 전압(VAC)은 케이블(W1)을 통해 전자기기(31)에 공급된다. 또, 전압제어회로(23)는 AC 어댑터(21)가 공급하는 전력의 정보(전력정보)에 따른 파워정보전압(Vpw)을 케이블(W1)을 통해 전자기기(31)에 공급한다.
어댑터 전압(VAC)은 저항(R1)을 통해 시스템 DC/DC 컨버터(32)에 공급된다. 시스템 DC/DC 컨버터(32)에는 저항(R2)을 통해 2차 전지(배터리;BT)가 접속되어 있다. 시스템 DC/DC 컨버터(32)는 어댑터 전압(VAC)과 배터리로부터 공급되는 배터리 전압에 의거하여, 입력 전압을 전압 변환하여 생성한 시스템 전압(Vs)을 시스템 회로(33)에 공급한다. 따라서, 시스템 회로(33)에는 AC 어댑터(21)로부터 공급되는 전력과 배터리(BT)로부터 공급되는 전력 중의 적어도 하나에 의한 전력이 공급된다. 시스템 회로(33)는 전자기기(31)의 각종 기능을 제공하는 회로이다.
저항(R1) 및 저항(R2)은 배터리 검출회로(34)에 접속되어 있다. 배터리 검출회로(34)는 저항(R1)의 양 단자에 접속되고, 저항(R2)과 배터리(BT) 사이에 접속되어 있다. 배터리 검출회로(34)는 저항(R1)의 양 단자간의 전위차에 의거하여 그 저항(R1)에 흐르는 전류(Iout)를 검출한다. 또한, 배터리 검출회로(34)는 저항(R1)의 양 단자간의 전위차, 저항(R1)의 단자전압 및 파워정보전압(Vpw)에 의거 하여 총출력전력을 검출한다. 또, 배터리 검출회로(34)는 저항(R2)의 양 단자간의 전위차에 의거하여 그 저항(R2)에 흐르는 전류(Ichg)를 검출한다. 또한, 배터리 검출회로(34)는 시스템 DC/DC 컨버터(32)에 공급되는 전압(또는 어댑터 전압(VAC))과 배터리(BT)의 단자전압을 검출한다. 그리고, 배터리 검출회로(34)는 검출한 전류, 전압, 총출력전력에 의거하여 제어전류(Isc)를 생성한다. 이 제어전류(Isc)는 케이블(W1)을 통해 AC 어댑터(21)의 전압제어회로(23)에 공급된다. 따라서, AC 어댑터(21)의 전압제어회로(23)는 배터리 검출회로(34)로부터 출력되는 제어전류(Isc)에 따라 어댑터 전압(VAC)을 제어한다.
다음으로, AC 어댑터(21)의 구성예를 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 전압변환회로(22)의 출력단자는 제 1 트랜지스터(T11)의 제 1 단자(예를 들어 소스)에 접속되고, 제 1 트랜지스터(T11)의 제 2 단자(예를 들어 드레인)는 쵸크 코일(L1)의 제 1 단자에 접속되고, 쵸크 코일(L1)의 제 2 단자는 제 1 단자(P1)에 접속되어 있다. 또, 제 1 트랜지스터(T11)의 제 2 단자는 제 2 트랜지스터(T12)의 제 1 단자(예를 들어 드레인)에 접속되고, 그 제 2 트랜지스터(T12)의 제 2 단자(예를 들어 소스)는 그라운드에 접속되어 있다. 제 1 트랜지스터(T11)의 제어단자(게이트)와 제 2 트랜지스터(T12)의 제어단자(게이트)는 펄스폭 변조기(PWM; 24)에 접속되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 트랜지스터(T11)는 P 채널 MOS 트랜지스터이고, 제 2 트랜지스터(T12)는 N 채널 MOS 트랜지스터이다. 도면에는 각 트랜지스터(T11, T12)의 보디 다이오드를 나타내고 있다.
상기 쵸크 코일(L1)의 제 1 단자는 다이오드(D1)의 캐소드에 접속되고, 다이 오드(D1)의 애노드는 그라운드에 접속되어 있다. 제 1 단자(P1)는 평활용의 콘덴서(C1)의 제 1 단자에 접속되고, 콘덴서(C1)의 제 2 단자는 그라운드에 접속되어 있다. 제 2 단자(P2)는 그라운드에 접속되고, 제 3 단자(P3)는 펄스폭 변조기(PWM; 24)에 접속되어 있다. 각 단자(P1∼P3)는 케이블(W1)을 통해 전자기기의 단자(P11∼P13)와 접속되어 있다.
펄스폭 변조기(24)에는 제 3 단자(P3)를 통해 제어전류(Isc)가 입력되어 있다. 펄스폭 변조기(24)는 제 3 단자(P3)를 통해 파워정보전압(Vpw)을 출력한다. 펄스폭 변조기(PWM; 24)는 소정의 듀티 싸이클로 제 1 트랜지스터(T11)와 제 2 트랜지스터(T12)를 상보적으로 온/오프 제어한다. 제 1 트랜지스터(T11)의 스위칭 동작에 의해, 그 트랜지스터(T11)의 출력전류는 쵸크 코일(L1) 및 콘덴서(C1)에 의해 평활화된다. 여기서, 제 1 트랜지스터(T11)가 온일 때에는, 전압변환회로(22)의 출력전압이 그 트랜지스터(T11)를 통해 LC 회로(쵸크 코일(L1)과 콘덴서(C1)로 이루어지는 평활회로)에 공급된다. 제 1 트랜지스터(T11)가 오프되면 다이오드(D1)를 통해 전류경로가 형성된다. 이 때, 제 1 트랜지스터(T11)가 온일 때에 쵸크 코일(L1)에 축적된 에너지가 제 1 단자(P1)측으로 방출된다.
또한, 펄스폭 변조기(24)는 제어전류(Isc)에 응답하여 듀티 싸이클을 변경한다. 상세하게는, 펄스폭 변조기(24)는 제어전류(Isc)의 전류치에 따라 제 1 트랜지스터(T11)를 온하는 기간을 변화시키도록 듀티 싸이클을 변경한다. AC 어댑터(21)로부터 출력되는 어댑터 전압(VAC)은 제 1 트랜지스터(T11)의 온기간에 대응한다. 제 1 트랜지스터(T11)의 온기간이 길면 쵸크 코일(L1)에 축적되는 에너지가 많아져 높은 어댑터 전압(VAC)이 출력되고, 제 1 트랜지스터(T11)의 온기간이 짧으면 쵸크 코일(L1)에 축적되는 에너지가 적어져 낮은 어댑터 전압(VAC)이 출력된다.
따라서, AC 어댑터(21)는 제어전류(Isc)에 따라 어댑터 전압(VAC)을 변경한다. 그리고, 제어전류(Isc)가 공급되어 있지 않을 때, AC 어댑터(21)는 예를 들어 최저 전압의 어댑터 전압(VAC)을 출력한다. 이 경우, 교류전원(AC)에 접속한 AC 어댑터(21)를 전자기기(31)에 접속한 경우 제어전류(Isc)가 0(제로)이기 때문에, 최저 전압의 어댑터 전압(VAC)을 전자기기(31)에 공급한다. 이 때문에, 전자기기(31)에 탑재된 배터리(BT)에 대하여 큰 돌입전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 전자기기(31)에 탑재된 배터리 검출회로(34)의 구성을 설명한다.
AC 어댑터(21)에 의해 생성된 어댑터 전압(VAC)은, 전자기기(31)의 제 1 단자(P11)를 통해 저항(R1)에 공급된다. AC 어댑터(21)의 펄스폭 변조기(24)로부터 출력된 파워정보전압(Vpw)은 제 3 단자(P13)를 통해 배터리 검출회로(34)에 입력된다.
전자기기(31)의 저항(R1)에는, AC 어댑터(21)로부터 공급되는 전류(Iout)가 흐른다. 이 저항(R1)의 양 단자는 배터리 검출회로(34)의 전류 증폭기(41)의 입력단자에 접속되어 있다. 전류 증폭기(41)는 저항(R1)에 흐르는 전류(Iout), 즉 AC 어댑터(21)의 출력전류를 검출하고, 그 검출 결과에 따른 전류검출신호(S1)를 에러 증폭기(42)에 출력한다. 에러 증폭기(42)는 반전입력단자에 전류검출신호(S1)가 입력되고, 비반전입력단자에 전류기준신호(IOUTM)가 입력되어 있다. 전류기준신호(IOUTM)는 전자기기(31)에서 사용되는 총전류량에 따라 설정되어 있다. 에러 증 폭기(42)는 전류검출신호(S1)와 전류기준신호(IOUTM)를 비교하여, 그 비교 결과에 따른 오차전압을 발생시킨다.
배터리(BT)에 접속된 저항(R2)의 양 단자는 전류 증폭기(43)의 입력단자에 접속되어 있다. 전류 증폭기(43)는 저항(R2)에 흐르는 전류(Ichg), 즉 배터리(BT)에 대한 충전전류(Ichg)를 검출하고, 그 전류량에 따른 충전전류 검출신호(S2)를 에러 증폭기(44)에 출력한다. 에러 증폭기(44)는 비반전입력단자에 배터리(BT)의 충전전류에 따라 설정된 전압치의 제한전류신호(IDAC)가 입력되고, 반전입력단자에 충전전류 검출신호(S2)가 입력된다. 에러 증폭기(44)는 충전전류 검출신호(S2)의 전압과 제한전류신호(IDAC)의 전압의 차이를 증폭한 오차전압을 발생시킨다.
저항(R2)과 배터리(BT) 사이의 접속점은 에러 증폭기(45)의 반전입력단자에 접속되어 있다. 그 에러 증폭기(45)의 비반전입력단자에는 전압제한신호(VDAC)가 입력된다. 에러 증폭기(45)는 배터리(BT)의 단자전압과 전압제한신호(VDAC)의 차이를 증폭한 오차전압을 발생시킨다.
상기 저항(R1)의 양 단자는 검출신호 생성수단으로서의 승산기(46)에 접속되어 있다. 승산기(46)는 저항(R1)의 단자전압, 즉 어댑터 전압(VAC)을 검출하고 저항(R1)의 양 단자간 전압에 의해 총전류량을 검출하고, 그 검출 결과에 따른 전력검출신호(PWRO)를 제어신호 생성수단으로서의 에러 증폭기(47)에 출력한다. 그 에러 증폭기(47)에는 정보생성수단으로서의 연산회로(48)가 접속되어 있다. 연산회로(48)에는 AC 어댑터(21)로부터 공급되는 파워정보전압(Vpw)이 입력된다. 또, 연산회로(48)는 보정전압 발생수단으로서의 보정전류 발생회로(49)와 보정용 저 항(R3) 사이의 노드에 접속되고, 그 노드에서의 전압을 보정전압(Vh)으로서 입력한다. 본 실시형태에 있어서의 연산회로(48)는 가산회로이고, 파워정보전압(Vpw)에 보정전압(Vh)을 가산하여 가산후의 보정정보전압(Vph)을 전력제한신호(PWRM)로서 에러 증폭기(47)에 출력한다.
상기 보정용 저항(R3)의 저항치는 케이블(W1)의 기생저항에 비례한 값으로 설정되어 있다. 그리고, 보정용 저항(R3)은 배터리 검출회로(34)가 탑재된 반도체 장치에 대한 외부부착 전자부품으로서 접속되어 있다. 보정전류 발생회로(49)에는 전류검출신호(S1)가 입력되어 있다. 보정전류 발생회로(49)는 전류검출신호(S1)에 의거하여 AC 어댑터(21)로부터 공급되는 전류에 비례하는 보정전류(Ih)를 발생시킨다. 그 보정전류(Ih)는 보정용 저항(R3)에 공급된다. 이에 의해, 보정전류 발생회로(49)와 보정용 저항(R3) 사이의 노드에, 케이블(W1)의 기생저항에 의해 오프셋되는 그라운드 레벨과 거의 같은 보정전압(Vh)을 발생시킨다. 상술한 바와 같이, 연산회로(48)는 파워정보전압(Vpw)에 보정전압(Vh)을 가산하여 생성한 보정정보전압(Vph)을 전력제한신호(PWRM)로서 에러 증폭기(47)에 출력한다.
연산회로(48)에 입력되는 파워정보전압(Vpw)은 케이블(W1)의 기생저항에 의해 그라운드 레벨이 오프셋됨으로써, 펄스폭 변조기(24)가 출력하는 전력정보보다 낮은 값을 나타낸다. 예를 들어, 펄스폭 변조기(24)가 50와트(W)의 전력정보를 출력하더라도, 케이블(W1)의 기생저항에 의해 연산회로(48)는 40와트(W)의 전력정보로서 수취한다. 보정전류 발생회로(49) 및 보정용 저항(R3)은 전류검출신호(S1)에 의거하여 10와트(W)에 상당하는 보정전압(Vh)을 발생시킨다. 연산회로(48)는 오프 셋에 의해 작은 전력정보를 나타내는 파워정보전압(Vpw)에 보정전압(Vh)을 가산함으로써, 펄스폭 변조기(24)가 출력하는 전력정보에 상당하는 보정정보전압(Vph)을 생성한다.
그리고, 승산기(46)는 어댑터 전압(VAC)과 총전류량을 곱한 결과, 즉 총전력량에 따른 전력검출신호(PWRO)를 에러 증폭기(47)에 출력한다. 에러 증폭기(47)는, 연산회로(48)로부터 입력되는 전력제한신호(PWRM)와 전력검출신호(PWRO)의 차이를 증폭한 오차전압을 발생시킨다. 이 때, 연산회로(48)는 펄스폭 변조기(24)가 출력하는 전력정보의 전압과 실질적으로 같은 보정정보전압(Vph)을 전력제한신호(PWRM)로서 출력하고 있다. 따라서, 에러 증폭기(47)는, 펄스폭 변조기(24)가 출력하는 전력정보와 저항(R1)에 있어서의 총전력량에 대응하는 전력검출신호(PWRO)의 차이를 증폭한 오차전압을 발생시킨다.
에러 증폭기(42, 44, 45, 47)의 출력단자에는 다이오드(D11, D12, D13, D14)의 캐소드가 각각 접속되어 있다. 다이오드(D11∼D14)의 애노드는 공통접속되고, 제어신호 생성수단으로서의 전류전압 변환회로(50)에 접속되어 있다. 다이오드(D11∼D14)는 각 에러 증폭기(42, 44, 45, 47)의 출력전압 중 가장 큰 전압에 의존한 전류(오차전류)를 전류전압 변환회로(50)에 전달한다. 이것은 각 검출치 중 가장 큰 에러(오차)의 검출치이다.
전류전압 변환회로(50)의 출력단자에는 정전류원을 구성하는 트랜지스터(T21)의 제어단자(게이트)가 접속되어 있다. 전류전압 변환회로(50)는 전류량에 비례한 전압치의 신호를 제어신호 생성수단으로서의 트랜지스터(T21)의 게이트에 공급한다. 이 트랜지스터(T21)는, 본 실시형태에서는 P 채널 MOS 트랜지스터이며, 소스에 어댑터 전압(VAC)이 공급되고, 드레인이 제 3 단자(P13)에 접속되어 있다. 전자기기(31)의 제 2 단자(P12)는 그라운드에 접속되어 있다.
트랜지스터(T21)는 게이트에 공급되는 전압에 따른 저항체로서 동작하고, 그 저항치에 따른 제어전류(Isc)를 흐르게 한다. 상술한 바와 같이, 트랜지스터(T21)는 P 채널 MOS 트랜지스터이므로, 높은 게이트 전압에서는 저항치가 크고, 낮은 게이트 전압에서는 저항치가 작다. 따라서, 전류전압 변환회로(50)의 출력전압이 높은, 즉 검출 결과에 있어서 에러(오차)가 큰 경우, 트랜지스터(T21)는 적은 제어전류(Isc)를 흐르게 하고, 전류전압 변환회로(50)의 출력전압이 낮은, 즉 검출 결과에 있어서 에러(오차)가 작은 경우, 트랜지스터(T21)는 큰 제어전류(Isc)를 흐르게 하도록 동작한다.
배터리(BT)가 탑재되어 있지 않은 경우, 에러 증폭기(45)에 입력되는 단자전압은 0(제로)이다. 또, 에러 증폭기(44)에 의해 검출되는 충전전류는 0이다. 따라서, 에러(오차)가 크고, 전류전압 변환회로(50)의 입력전류가 크다. 이 때, 트랜지스터(T21)는 적은 제어전류(Isc)를 흐르게 하므로, AC 어댑터(21)의 전압제어회로(23)는 낮은 어댑터 전압(VAC)을 출력한다. 이 상태로 배터리(BT)를 장착한 경우, 배터리(BT)의 단자전압과 AC 어댑터(21)로부터 공급되는 어댑터 전압(VAC)의 차이가 적어져 배터리(BT)에 대한 돌입전류가 억제된다.
상기와 같이 구성된 전원 시스템에 있어서, 동작정지시 등과 같이 동작전원전압이 저하된 경우, 배터리 검출회로(34)는 제어전류(Isc)를 적게 하도록 동작하 므로, AC 어댑터(21)는 낮은 어댑터 전압(VAC)을 발생시킨다. 따라서, 배터리 검출회로(34)에 있어서 동작적으로 전원전압에 여유가 생겨 동작조건을 완화한다. 또한, AC 어댑터(21)는 낮은 어댑터 전압(VAC)을 공급하므로, 낮은 입력 전압에 있어서 전자기기(31)가 동작을 정지하게 되어, 저전압시에 높은 어댑터 전압(VAC)이 공급되어 회로에 손상을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
이상 기술한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면 이하의 효과를 나타낸다.
(1) 보정전류 발생회로(49)는, 전류검출신호(S1)에 의거하여 AC 어댑터(21)로부터 공급되는 전류에 비례하는 보정전류(Ih)를 발생시킨다. 그 보정전류(Ih)는 보정용 저항(R3)에 공급된다. 이에 의해, 보정전류 발생회로(49)와 보정용 저항(R3) 사이의 노드에, 케이블(W1)의 기생저항에 의해 오프셋되는 그라운드 레벨과 거의 같은 보정전압(Vh)을 발생시킨다. 연산회로(48)는, 파워정보전압(Vpw)에 보정전압(Vh)을 가산하여 생성한 보정정보전압(Vph)을 전력제한신호(PWRM)로서 에러 증폭기(47)에 출력한다. 즉, 연산회로(48)는, 오프셋에 의해 작은 전력정보를 나타내는 파워정보전압(Vpw)에 보정전압(Vh)을 가산하여 보정한 전력제한신호(PWRM)를 생성한다. 그 결과, 펄스폭 변조기(24)가 출력하는 전력정보에 상당하는 전력제한신호(PWRM)를 생성할 수 있다. 그리고, 이 전력제한신호(PWRM)가 펄스폭 변조기(24)가 출력하는 전력정보에 대응하고 있기 때문에, 에러 증폭기(47)가 생성하는 오차전압도 그 전력정보에 대응하고 있기 때문에 오차가 포함되지 않는다. 그 결과, 케이블(W1)의 기생저항에 의한 오차가 포함되지 않은 제어전류(Isc)를 생성할 수 있다.
(2) AC 어댑터(21)는, 제어전류(Isc)에 따라 어댑터 전압(VAC)을 변경한다. 그리고, 제어전류(Isc)가 공급되어 있지 않을 때, AC 어댑터(21)는 최저 전압의 어댑터 전압(VAC)을 출력한다. 이 때문에, 교류전원(AC)에 접속한 AC 어댑터(21)를 전자기기(31)에 접속한 경우, 제어전류(Isc)가 0(제로)이기 때문에, 최저 전압의 어댑터 전압(VAC)을 전자기기(31)에 공급한다. 이 때문에, 전자기기(31)에 탑재된 배터리(BT)에 대하여 큰 돌입전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
(3) 배터리(BT)가 탑재되어 있지 않은 경우, 에러 증폭기(45)에 입력되는 단자전압은 0(제로)이다. 또, 에러 증폭기(44)에 의해 검출되는 충전전류는 0이다. 따라서, 에러(오차)가 크고, 전류전압 변환회로(50)의 입력전류가 크다. 이 때, 트랜지스터(T21)는 적은 제어전류(Isc)를 흐르게 하므로, AC 어댑터(21)의 전압제어회로(23)는 낮은 어댑터 전압(VAC)을 출력한다. 이 상태로 배터리(BT)를 장착한 경우, 배터리(BT)의 단자전압과 AC 어댑터(21)로부터 공급되는 어댑터 전압(VAC)의 차이가 적어져 배터리(BT)에 대한 돌입전류를 억제할 수 있다.
(4) 동작정지시 등과 같이 동작전원전압이 저하된 경우, 배터리 검출회로(34)는 제어전류(Isc)를 적게 하도록 동작하기 때문에, AC 어댑터(21)는 낮은 어댑터 전압(VAC)을 발생시킨다. 따라서, 배터리 검출회로(34)에 있어서 동작적으로 전원전압에 여유가 생겨 동작조건을 완화한다. 또한, AC 어댑터(21)는 낮은 어댑터 전압(VAC)을 공급하기 때문에, 낮은 입력 전압에 있어서 전자기기(31)가 동작을 정지하게 되어, 저전압시에 높은 어댑터 전압(VAC)이 공급되어 회로에 손상을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
상기 실시형태는 이하의 형태로 실시해도 된다.
ㆍ상기 실시형태에서는, 저항소자로서의 보정용 저항(R3)을, 배터리 검출회로(34)가 탑재된 반도체 장치(칩)에 대하여 외부 부착하도록 했지만, 배터리 검출회로(34)가 탑재된 칩 위에 형성해도 된다. 또, 복수의 보정용 저항을 구비하여, 케이블(W1)의 기생저항에 따라 선택하도록 해도 된다. 이 경우, 폴리실리콘 등에 의해 저항을 형성하거나, 저항으로서 게이트 전압이 제어된 MOS 트랜지스터를 형성하는 등, 적절하게 실시해도 된다. 저항소자로서 MOS 트랜지스터를 형성한 경우, 그 게이트 전압을 기생저항, 즉 케이블(W1)의 기생저항에 따라 제어하도록 해도 된다.
ㆍ상기 실시형태에서는, 보정용 저항(R3)을 사용하여 보정전압(Vh)을 생성하도록 했지만, 출력전류(Iout)를 검출하는 전류 증폭기(41)로부터 출력되는 전류검출신호(S1)의 레벨을 조정하여 보정전압(Vh)으로 해도 된다. 또한, 레벨조정의 게인을 변경함으로써 케이블(W1)의 기생저항에 따른 보정전압(Vh)을 발생시키도록 해도 된다.
ㆍ상기 실시형태에서는, 케이블(W1)의 단부를 AC 어댑터(21)에 고정했지만, 케이블의 양단에 각각 커넥터를 설치하여 AC 어댑터와 전자기기에 접속하도록 해도 된다.
ㆍ상기 실시형태에서는, 전자기기(31)의 배터리 검출회로(34)로부터 AC 어댑터(21)에 제어전류(Isc)를 공급하고, AC 어댑터(21)의 전압제어회로(23)는 제어전류(Isc)가 제로인 경우에 어댑터 전압(VAC)을 최저 전압으로 하도록 했지만, 배터 리 검출회로에 있어서 AC 어댑터로부터 제어전류(Isc)를 유입시키도록 해도 된다.
ㆍ상기 각 실시형태에서는, 제어전류(Isc)에 대하여 어댑터 전압(VAC)을 비례적으로 제어하도록 했지만, 제어전류(Isc)와 어댑터 전압(VAC)의 관계는 적절하게 변경되어도 된다.
ㆍ상기 각 실시형태에서는, 제어신호에 제어전류를 사용했지만 출력전압을 제어신호로서 사용해도 된다.
ㆍ상기 각 실시형태에 있어서, AC 어댑터와 전자기기의 회로의 조합은 이들에 한정되지 않는다. 또, AC 어댑터와 전자기기의 회로 구성은 상기 각 실시형태에 한정되지 않는다.
도 1은 일실시형태의 전원 시스템의 블록도.
도 2는 일실시형태의 전원 시스템의 회로도.
도 3은 종래의 전원 시스템의 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21 : AC 어댑터 23 : 전압제어회로
31 : 전자기기 34 : 배터리 검출회로
41 : 전류 증폭기 42 : 에러 증폭기
46 : 승산기 47 : 에러 증폭기
48 : 연산회로 49 : 보정전류 발생회로
Ih : 보정전류 R1∼R3 : 저항
S1 : 전류검출신호 Vpw : 파워정보전압
Vh : 보정전압 Vph : 보정정보전압
PWRO : 검출신호 W1 : 케이블

Claims (8)

  1. 제어신호(Isc)에 의거하여 생성한 직류의 출력전압(VAC)과 공급하는 전력량에 따른 전력정보(Vpw)를 출력하는 외부 전원(21)에 케이블(W1)을 통해 접속된 전자기기(31)에 설치되고, 상기 전력정보와, 상기 외부 전원의 출력전압이 공급되는 경로상에 설치된 저항(R1)의 단자간 전압 및 단자전압으로부터 검출한 총전력량에 의거하여 상기 제어신호를 생성하는 검출회로(34)에 있어서,
    상기 케이블의 기생저항에 따른 보정전압(Vh)을 발생시키는 보정전압 발생수단(49, R3)과,
    상기 전력정보와 상기 보정전압에 의거하여 보정전력정보(Vph)를 생성하는 정보생성수단(48)과,
    상기 외부 전원의 출력전압이 공급되는 경로상에 설치된 상기 저항의 단자간 전압 및 단자전압에 의거하여 상기 전자기기에서의 총전력량에 따른 전력검출신호(PWRO)를 생성하는 검출신호 생성수단(46)과,
    상기 전력검출신호와 상기 보정전력정보에 의거하여 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 생성수단(47)을 포함한 것을 특징으로 하는 검출회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정전압 발생수단은,
    상기 저항에 흐르는 입력전류(Iout)에 비례하는 보정전류(Ih)를 발생시키는 보정전류 발생회로(49)와,
    상기 케이블의 기생저항에 비례한 저항치를 가지며 상기 보정전류에 의해 상기 보정전압을 발생시키는 저항소자(R3)를 포함하고,
    상기 정보생성수단은 상기 전력정보에 상기 보정전압을 가산하여 상기 보정전력정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 검출회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저항의 단자간 전압에 의거하여 상기 저항에 흐르는 전류량에 따른 전류검출신호(S1)를 생성하는 전류 증폭기(41)를 포함하고,
    상기 신호생성수단은 상기 전력검출신호 또는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 제어신호를 생성하고,
    상기 보정전류 발생회로는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 보정전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 검출회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항의 단자간 전압에 의거하여 상기 저항에 흐르는 전류량에 따른 전류검출신호(S1)를 생성하는 전류 증폭기(41)를 포함하고,
    상기 신호생성수단은 상기 전력검출신호 또는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 제어신호를 생성하고,
    상기 보정전압 발생수단은 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 보정전압을 생성하고,
    상기 정보생성수단은 상기 전력정보에 상기 보정전압을 가산하여 상기 보정전력정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 검출회로.
  5. 직류의 출력전압(VAC)을 생성하는 외부 전원(21)과, 케이블(W1)을 통해 공급되는 상기 외부 전원의 출력전압에 의거하여 동작하는 전자기기(31)로 이루어지는 전원 시스템에 있어서,
    상기 외부 전원은, 직류의 출력전압(VAC)을 생성하고 제어신호(Isc)에 따라 상기 출력전압을 변경하고, 출력전력(VAC)에 따른 전력정보(Vpw)를 상기 케이블을 통해 상기 전자기기에 출력하는 전압제어회로(23)를 포함하고,
    상기 전자기기는, 상기 외부 전원의 출력전압이 공급되는 경로상에 설치된 저항(R1)의 단자간 전압 및 단자전압에 의거하여 상기 전자기기에 있어서의 총전력량을 검출하고, 그 총전력량에 의거하여 상기 제어신호를 생성하는 검출회로(34)를 포함하고,
    상기 검출회로는,
    상기 케이블의 기생저항에 따른 보정전압(Vh)을 발생시키는 보정전압 발생수단(49, R3)과,
    상기 전력정보와 상기 보정전압에 의거하여 보정전력정보(Vph)를 생성하는 정보생성수단(48)과,
    상기 외부 전원의 출력전압이 공급되는 경로상에 설치된 저항(R1)의 단자간 전압 및 단자전압에 의거하여 상기 전자기기에 있어서의 총전력량에 따른 전력검출신호(PWRO)를 생성하는 검출신호 생성수단(46)과,
    상기 전력검출신호와 상기 보정전력정보에 의거하여 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 생성수단(47)을 포함한 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보정전압 발생수단은,
    상기 저항에 흐르는 입력전류(Iout)에 비례하는 보정전류(Ih)를 발생시키는 보정전류 발생회로(49)와,
    상기 케이블의 기생저항에 비례한 저항치를 가지며 상기 보정전류에 의해 상기 보정전압을 발생시키는 저항소자(R3)를 포함하고,
    상기 정보생성수단은 상기 전력정보에 상기 보정전압을 가산하여 상기 보정전력정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 저항의 단자간 전압에 의거하여 상기 저항에 흐르는 전류량에 따른 전류검출신호를 생성하는 전류 증폭기를 포함하고,
    상기 신호생성수단은 상기 전력검출신호 또는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 제어신호를 생성하고,
    상기 보정전류 발생회로는 상기 전류검출신호에 의거하여 상기 보정전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 전원 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 저항의 단자간 전압에 의거하여 상기 저항에 흐르는 전류량에 따른 전류검출신호(S1)를 생성하는 전류 증폭기(41)를 포함하고,
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