KR20090009362U - Power supply apparatus - Google Patents
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Abstract
본 고안은 전원공급장치에 관한 것이다. 본 고안에 따른 전원공급장치는 소정 레벨의 전원을 공급하는 전원부와; 스위칭부를 포함하고, 상기 전원부로부터 입력되는 입력전원의 전압레벨을 변경시키는 전원변경부와; 상기 전원변경부로부터 출력되는 출력전원을 피드백 받아 상기 스위칭부에 PWM 제어신호를 출력하는 PWM 제어부와; 상기 PWM 제어부에 전원을 공급하는 보조전원부와; 상기 전원변경부의 출력단과, 상기 보조전원부로부터 상기 PWM 제어부에 공급되는 전원공급 경로 사이에 연결되어 상기 출력전원이 상기 PWM 제어부로 공급되도록 하는 보조전원선택부를 포함한다. 이에 의해 보조전원부의 손상이 방지되고 전원공급이 안정적인 전원공급장치가 제공된다. The present invention relates to a power supply. Power supply device according to the present invention and the power supply for supplying a predetermined level of power; A power changing unit including a switching unit to change a voltage level of an input power input from the power supply unit; A PWM control unit which receives the output power output from the power change unit and outputs a PWM control signal to the switching unit; An auxiliary power supply unit supplying power to the PWM control unit; And an auxiliary power selection unit connected between an output terminal of the power changing unit and a power supply path supplied from the auxiliary power supply unit to the PWM control unit so that the output power is supplied to the PWM control unit. This prevents damage to the auxiliary power supply and provides a power supply with stable power supply.
스위칭 방식 레귤레이터, 리니어 레귤레이터 Switching Regulators, Linear Regulators
Description
본 고안은 전원공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스위칭 방식으로 전원을 공급하는 전원공급장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power supply, and more particularly to a power supply for supplying power in a switching method.
일반적으로 전원공급장치로 사용되는 DC/DC 컨버터는 스위칭 구동방식 또는 선형, 즉 리니어 구동방식으로 구분된다. 리니어 방식은 입력과 출력전압의 차를 컨버터에 흡수하는 방식으로 전압차이에 따른 출력전류만큼 열이 방생하는 단점이 있다. 또한, 스위칭 방식의 컨버터는 열이 발생하지 않고 불필요한 에너지를 소모하지 않는 장점이 있으나 가격이 비싸고 주변회로가 복잡하다. Generally, DC / DC converters used as a power supply are classified into a switching driving method or a linear driving method. The linear method absorbs the difference between the input and output voltages in the converter and has a disadvantage in that heat is generated as much as the output current according to the voltage difference. In addition, the switching type converter does not generate heat and consumes unnecessary energy, but the cost is high and the peripheral circuit is complicated.
도 1은 종래 기술에 따른 전원공급장치의 개략도이다. 도시된 전원공급장치는 스위칭 방식의 컨버터(1)와 리니어 방식의 리니어 레귤레이터(3)을 병렬로 연결한 하이브리드 컨버터이다. 이러한 전원공급장치는 부하의 급격한 변화로 인하여 출력전원(Vout)의 언더슈트가 발생한 경우, 리니더 레귤레이터(3)로 출력전원(Vout)을 공급하여 출력전원(Vout)을 안정시키는 효과가 있다. 이러한 전원공급장치는 부하가 낮은 경우에는 유용하지만 부하가 큰 경우에는 리니어 레귤레이터(3)의 손상이 초래되는 문제점이 있다. 1 is a schematic diagram of a power supply according to the prior art. The illustrated power supply is a hybrid converter in which a switching type converter 1 and a linear type
도 2는 다른 종래 기술에 따른 전원공급장치로서, 스위칭 방식의 컨버터(1)에 전원을 공급하는 보조전원부(5)를 포함한다. 보조전원부(5)는 입력전원을 보조전원으로 변경하여 이를 컨버터(1)의 스위칭 제어부에 공급한다. 이때, 보조전원부(5)로 입력되는 입력전원의 레벨이 일정하지 않고 변화하는 경우 보조전원부(5)의 낮은 효율로 인하여 열이 발생하는 단점이 있다. FIG. 2 is a power supply device according to another prior art, and includes an auxiliary
따라서, 본 고안의 목적은 보조전원부의 손상이 방지되고 전원공급이 안정적인 전원공급장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply device in which damage to the auxiliary power supply is prevented and the power supply is stable.
또한, 본 고안의 목적은 부하에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 전원공급장치를 제공하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a power supply for preventing overcurrent flowing to the load.
상기 목적은, 본 고안에 따라, 전원공급장치에 있어서, 소정 레벨의 전원을 공급하는 전원부와; 스위칭부를 포함하고, 상기 전원부로부터 입력되는 입력전원의 전압레벨을 변경시키는 전원변경부와; 상기 전원변경부로부터 출력되는 출력전원을 피드백 받아 상기 스위칭부에 PWM 제어신호를 출력하는 PWM 제어부와; 상기 PWM 제어부에 전원을 공급하는 보조전원부와; 상기 전원변경부의 출력단과, 상기 보조전원부로부터 상기 PWM 제어부에 공급되는 전원공급 경로 사이에 연결되어 상기 출력전원이 상기 PWM 제어부로 공급되도록 하는 보조전원선택부를 포함하는 전원공급장치에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, a power supply, comprising: a power supply unit for supplying a predetermined level of power; A power changing unit including a switching unit to change a voltage level of an input power input from the power supply unit; A PWM control unit which receives the output power output from the power change unit and outputs a PWM control signal to the switching unit; An auxiliary power supply unit supplying power to the PWM control unit; It is achieved by a power supply apparatus including an auxiliary power selection unit connected between an output terminal of the power change unit and a power supply path supplied from the auxiliary power supply unit to the PWM control unit so that the output power is supplied to the PWM control unit.
상기 보조전원선택부는 다이오드를 포함할 수 있다. 이 경우, 보조전원부로부터 부하가 연결되어 있는 출력단으로 과전류가 흐르는 것을 방지하는 효과도 있다.The auxiliary power selector may include a diode. In this case, there is also an effect of preventing overcurrent from flowing from the auxiliary power supply to the output terminal to which the load is connected.
상기 보조전원부는 리니어 방식의 레귤레이터를 포함한다. 이 경우, 초기 보조전원부의 출력전압에 의하여 PWM 제어부에 전원을 공급받지만, 전압변경부에서의 전압변경 후 출력단의 전압레벨이 보조전원부 출력전압 레벨보다 높기 때문에 부하가 인가되었을 때 보조전원부의 과전류에 의한 손상을 방지한다. The auxiliary power supply unit includes a linear regulator. In this case, power is supplied to the PWM control unit by the output voltage of the initial auxiliary power supply unit. However, since the voltage level of the output terminal after the voltage change in the voltage changing unit is higher than the output voltage level of the auxiliary power supply unit, when the load is applied to the overcurrent of the auxiliary power supply unit. To prevent damage.
상기 출력전원의 레벨은 상기 보조전원부에서 출력되는 전원 레벨보다 크다.The level of the output power is greater than the power level output from the auxiliary power supply.
이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 보조전원부의 손상이 방지되고 전원공급이 안정적인 전원공급장치가 제공된다. As described above, according to the present invention, there is provided a power supply device in which damage to the auxiliary power supply unit is prevented and the power supply is stable.
또한, 본 고안에 따르면 부하가 연결되었을 때 보조전원부에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 전원공급장치가 제공된다. In addition, according to the present invention there is provided a power supply for preventing overcurrent flow to the auxiliary power supply when the load is connected.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예들에 대하여 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 고안을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention can be implemented in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전원공급장치는 전원부(10), 전원변경부(20), PWM 제어부(30), 보조전원부(40) 및 보조전원선택부(50)를 포함한다. 본 실시예에 따른 전원공급장치는 차량의 배터리를 이용하여 차량 내부의 오디오 시스템에 전원을 공급하는 DC/DC 컨버터로 구현될 수 있다. 전원공급장치는 스위칭 방식의 레귤레이터로 구현되는 모든 종류의 컨버터 등을 포함할 수 있으며 전원공급장치의 용도 및 특정 구성에 본원고안의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 3 is a schematic diagram of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown, the power supply apparatus according to the present embodiment includes a
전원부(10)는 특정한 레벨의 원시전원을 출력하며, 본 실시예의 경우 차량 내 실장되어 있는 배터리를 포함한다. 전원부(10)로부터 출력되는 전원의 전압레벨은 약 18-36V 범위일 수 있다. The
전원변경부(20)는 스위칭부(21), 스위칭부(21)와 전원변경부(20)의 출력단에 연결되어 있는 인덕터(L, 23), 스위칭부(21)와 인덕터(23) 간의 노드와 접지단 사이에 연결되어 있는 제1다이오드(D1, 22), 전원변경부(20)의 출력단과 접지단 사이에 연결되어 있는 캐패시터(C, 24)를 포함한다. 전원변경부(20)는 후술한 PWM 제어부(30)에서 출력되는 PWM 제어신호에 따라 스위칭부(21)를 단속하여 일정한 레벨의 전압을 출력하는 스위칭 방식의 레귤레이터이다. 전원변경부(20)는 전원부(10)로부터 공급되는 입력전원(Vin)의 전압레벨을 변경시킨 출력전원(Vout)을 출력단으로 출력한다. 출력단에는 다양한 전기부하가 연결될 수 있다. 출력전원(Vout)은 차량 내 실장되어 있는 또는 차량에 전기적으로 연결될 수 있는 전기부하에 공급되도록 그 레벨이 조절된 전압으로 예컨대, 차량 내 오디오 시스템에 공급되기 위한 13 내지 14V의 전압일 수 있다. 출력전원(Vout)은 PWM 제어부(30)에 피드백 된다. The
PWM 제어부(30)는 PWM 제어신호를 생성하여 이를 전원변경부(20)의 스위칭부(21)로 출력한다. PWM 제어신호에 따라 스위칭부(21)의 듀티비가 변경되고, 듀티비에 따라 출력전원(Vout)의 레벨이 조절된다. PWM 제어부(30)는 출력전원(Vout)을 피드백 받아 이에 기초하여 PWM 제어신호를 생성한다. 즉, PWM 제어부(30)는 출력 전원(Vout)을 피드백 받음으로써 출력전원(Vout)을 일정하게 유지한다. PWM 제어부(30)는 PWM 제어신호를 생성하고 제어부의 구동을 위하여 필요한 전원을 입력전원(Vin)이 아닌 후술할 보조전원부(40)의 보조전원 또는 출력전원(Vout)으로부터 공급받는다. The
보조전원부(40)는 입력전원(Vin)을 소정 레벨의 보조전원으로 변경하여 이를 PWM 제어부(30)에 공급한다. 이러한 보조전원부(40)는 전원변경부(20)와는 달리 리니어 방식의 레귤레이터로 구현된다. 예컨대, 입력전원(Vin)이 24V라면, 보조전원부(40)는 전압의 레벨을 감소시킨 12V, 즉 PWM 제어부(30)의 구동에 필요한 특정 레벨의 보조전원을 생성한다. 보조전원의 전압레벨은 출력전원(Vout)과 상이할 수 있으며, 본 실시예의 경우, 보조전원의 전압레벨은 출력전원(Vout)보다 낮은 것을 특징으로 한다.The
보조전원선택부(50)는 전원변경부(20)의 출력단과, 보조전원부(40)과 PWM 제어부(30)에 간에 형성되는 전원공급 경로 사이에 연결되어 있는 제2다이오드(D2)를 포함한다. 제2다이오드(D2)는 출력단에 캐소드단이 연결되어 있고, 전원공급 경로 방향에 애노드단이 연결되어 있다. 제2다이오드(D2)에 의하여 PWM 제어부(30)로 공급되는 전원의 레벨은 변경될 수 있다. 상술한 바와 같이 보조전원부(40)로부터 출력되는 보조전원의 레벨과 출력전원(Vout)의 레벨은 상이하기 때문에 양 자가 모두 공급될 경우, PWM 제어부(30)는 더 높은 레벨의 전원이 공급되는 것으로 인식하게 된다. 본 실시예의 경우, 출력전원(Vout)의 레벨이 보조전원의 레벨보다 높기 때문에 보조전원과 출력전원(Vout)이 모두 공급되는 경우 PWM 제어부(30)는 출력전 원(Vout)을PWM 제어부(30)의 구동에 사용한다. The
전원공급장치의 구동 초기, PWM 제어부(30)는 보조전원부(40)로부터 보조전원을 공급받는다. 그런 후, 전원변경부(20)가 동작하여 출력단으로 출력전원(Vout)에 출력되면, 보조전원선택부(50)인 제2다이오드(D2)로 인하여 출력전원(Vout)이 PWM 제어부(30)에 공급된다. 이런 경우, 보조전원부(40)는 구동초기에만 보조전원공급의 역할에 충실하면 되므로 입력전원(Vin)의 변화에 의하여 발열되지 않는다. 이는 보조전원부(40)의 효율이 향상되는 효과를 가져온다. 또한, 제2다이오드(D2)에 의하여 전원은 항상 출력단으로부터 PWM 제어부(30)로 공급되기 때문에 보조전원부(40)의 보조전원이 부하로 출력되는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 구동 초기 출력전원(Vout)이 보조전원의 전압레벨보다 낮은 경우 큰 부하로 인하여 과전류가 발생할 수 있으나 제2다이오드(D2)로 인하여 과전류가 차단되고 보조전원부(40)의 손상 또는 오작동이 방지될 수 있다. The initial driving of the power supply device, the
도 4는 본 실시예에 따른 전원공급장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다. 도 4를 참고하여 제어방법을 정리하면 다음과 같다. 4 is a control flowchart illustrating a control method of the power supply apparatus according to the present embodiment. The control method is summarized as follows with reference to FIG.
우선, 리니어 방식의 레귤레이터로 마련되는 보조전원부(40)는 입력전원(Vin)의 전압레벨을 변경하고, 변경된 레벨의 보조전원을 PWM 제어부(30)에 공급한다(S10). First, the
PWM 제어부(30)는 입력받은 보조전원을 이용하여 제어부의 구동에 사용하고, PWM 제어신호를 스위칭부(21)에 출력한다. PWM 제어신호에 따라 스위칭부(21)가 단속되고, 입력전원(Vin)은 출력전원(Vout)으로 변경된다(S20). 보조전원은 PWM 제어 부(30)의 구동에만 사용되는 것은 아니며, 도시하지 않은 그 밖은 칩 또는 구동모듈에 공급될 수 있다. The
전원변경부(20)의 동작에 의하여 출력전원(Vout)이 생성되면, 출력전원(Vout)은 제2다이오드(D2)를 통하여 전달된다. 이 때, 출력전원(Vout)과 보조전원의 레벨이 비교되고(S30), 만약, 출력전원(Vout)의 레벨이 보조전원의 레벨보다 낮은 경우, 즉, 아직 구동초기인 경우에는 보조전원부(40)의 보조전원이 PWM 제어부(30)로 공급된다.When the output power Vout is generated by the operation of the
반면, 출력전원(Vout)의 레벨이 보조전원의 레벨보다 높은 경우, 출력전원(Vout)이 PWM 제어부(30)로 공급된다(S40).On the other hand, when the level of the output power (Vout) is higher than the level of the auxiliary power, the output power (Vout) is supplied to the PWM control unit 30 (S40).
본 고안은 PWM 제어부(30)에 보조전원을 공급하는 보조전원부(40)의 발열을 방지하여 효율을 높이기 위하여 출력전원(Vout)을 보조전원으로 이용하는 고안으로 제2다이오드(D2) 의하여 부하에 과전류가 흐르는 것도 방지된다. The present invention is to use the output power (Vout) as a secondary power source in order to prevent the heat generation of the
비록 본 고안의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 고안이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 고안의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 고안의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.Although some embodiments of the present invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified without departing from the spirit or principles of the present invention. . The scope of the invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
도 1은 종래 기술에 따른 전원공급장치의 개략도이고,1 is a schematic diagram of a power supply according to the prior art,
도 2는 다른 종래 기술에 따른 전원공급장치의 개략도이고,2 is a schematic diagram of another power supply according to the prior art,
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 개략도이고,3 is a schematic diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.4 is a control flowchart illustrating a control method of a power supply device according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 전원부 20 : 전원변경부10: power supply unit 20: power supply changing unit
30 : PWM 제어부 40 : 보조전원30: PWM control unit 40: auxiliary power
50 : 보조전원선택부50: auxiliary power selector
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Cited By (1)
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WO2018147545A1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | 삼성에스디아이주식회사 | Power supply device and battery pack including same |
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2008
- 2008-03-14 KR KR2020080003336U patent/KR20090009362U/en not_active Application Discontinuation
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