KR20130073321A - High efficiency high voltage poewer supply - Google Patents

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    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc

Abstract

PURPOSE: A high-voltage power circuit is provided to supply power to an IC usinig variable current by directly connecting an high-voltage AC terminal and the IC, thereby minimizing heat generation in a chip and thus improving efficiency. CONSTITUTION: A circuit (100) comprises a diode (D), a constant current source (110) in an IC chip, a Vac voltage detecting circuit (120), a Vcc voltage detecting circuit (130) and an Icc variable control circuit (140). If external voltage is applied to a pin of the IC chip, the Vac voltage detecting circuit senses the amount of the voltage. Depending on the amount of the voltage, the Icc variable control circuit controls the constant current source to adjust the amount of current, in order to minimize power consumption. [Reference numerals] (120) Vac voltage detecting circuit; (130) Vcc voltage detecting circuit; (140) Icc variable control circuit

Description

고효율 고전압 전원 회로{High Efficiency High Voltage Poewer Supply}High Efficiency High Voltage Poewer Supply

본 발명은 고전압 전원 회로에 관한 것으로서, AC 고전압단에서 직접 IC로 연결하여 전원을 생성하는 동일한 형태를 가지고도 정전류가 아닌 가변전류를 제어하여 불필요한 파워소모를 막고 칩내 발열도 최소화하는 효율을 개선한 고전압 전원 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a high-voltage power supply circuit, and has the same form of generating power by connecting directly to an IC at an AC high voltage stage, thereby controlling a variable current rather than a constant current to prevent unnecessary power consumption and to minimize heat generation in a chip. It relates to a high voltage power supply circuit.

트랜스포머를 사용하여 1,2차측으로 분리된 시스템은 1차측에서 IC(Integrated Circuit)로 전원 공급을 위해 통상적으로 보조권선을 사용한다. 보조권선을 사용하는 경우 안정된 전원전압을 얻을 수 있다는 장점이 있지만 트랜스포머 설계가 복잡해진다는 문제점을 가지고 있다. 또한 이와 비교하여 AC 라인에 직접 LED를 연결하는 AC LED 시스템과 같은 경우 IC 전원 설계에 어려움을 겪게 된다. AC LED 시스템 구동을 위해서는 VCC 전원 공급을 위한 별도의 보조권선을 설계하거나, 고전압 소자를 이용해 AC 라인에서 전류를 공급받아야 한다.Systems separated into primary and secondary sides using transformers typically use auxiliary windings for powering the integrated circuit (IC) from the primary side. The use of auxiliary windings has the advantage of obtaining a stable supply voltage, but has the problem of complicated transformer design. In addition, IC power design can be a challenge for applications such as AC LED systems that connect LEDs directly to the AC line. To drive the AC LED system, a separate auxiliary winding for VCC power supply must be designed or current can be supplied from the AC line using a high voltage device.

VCC 전원 공급의 문제만 없다면 보조권선 없이 1개의 인덕터만 가지고도 LED 구동이 가능하나 VCC를 위해 보조권선을 필요로 할시 정상적인 트랜스포머 설계가 필요하기 때문에 공간, 비용 상승의 문제가 발생한다.If there is no problem with VCC power supply, LED can be driven with only one inductor without auxiliary winding, but when the auxiliary winding is needed for VCC, a normal transformer design is required, causing a problem of space and cost increase.

도 6a 와 도 6b같이, 종래에는 LED 구동을 위하여 보조권선을 사용하지 않는 경우, 대부분 IC의 고전압 핀(HV)을 수백볼트 이상의 AC 고전압 라인에 연결하여 IC 내에서 생성한 정전류원에 의해 VCC단 전류를 공급하고 VCC전원단 콘덴서를 충전하는 방식을 주로 사용하고, 이를 이용해 IC 회로를 동작시켜 VCC로 제어되는 LED 시스템의 해당 회로를 제어한다. IC 칩 내부에서 필요로 하는 Icc 전류 공급을 위해 도 6a 와 도 6b같이 HV 핀에 인가되는 전압 수준과 상관 없이 일정한 정전류가 흐르는 구조를 사용한다. 극히 일부 저전압 구간을 제외하고는 거의 전 구간에서 IC 내부에서 필요로 하는 정전류가 흐르기 때문에 IC 동작은 안정적인 것으로 보일 수 있으나, 실제 VCC 동작 전압 범위 이상의 고전압 구간에서는 HV단의 고전압과 VCC 핀 간의 전압차가 커서 불필요한 파워 소모 현상이 나타나게 된다. 그리고 AC 전압이 인가되는 전 구간에서 정전류가 흐르게 되면 칩 내에서 상당 수준의 발열 현상이 발행한다. 예를 들면 AC 220V 라인에서 정전류 1mA의 전원전류를 공급받게 되면 평균 0.2W 정도의 파워 손실이 발생하고 이 발열이 모두 칩 내에서 발생하기 때문에 칩의 표면 온도가 상승하여 고온 상태를 유지하기 때문에 칩의 동작 특성이나 수명에 악영향을 주게 된다. 특히 도 7과 같이 정현파 입력의 피크치 부분에서는 상당시간 동안 입력 RMS치의 약 1.4배에 해당하는 고전력 상태가 유지되기 때문에 더 취약할 수 있다. 이와 같은 불필요한 파워 소모는 칩 내부의 열로 발생되고 IC 동작이나 신뢰성 측면에서 악영향을 끼치게 된다. 이는 정전류 생성 및 공급과 관련한 원천적인 문제이기 때문에 내부 회로 개선을 통해 Icc 수준을 어느 정도 낮춘다고 해도 큰 기대효과는 발생되지 않게 된다.6A and 6B, when the auxiliary winding is not conventionally used to drive the LED, the VCC stage is formed by a constant current source generated in the IC by connecting the high voltage pin (HV) of the IC to an AC high voltage line of several hundred volts or more. It mainly uses the method of supplying current and charging the capacitor of the VCC power supply, and operates the IC circuit to control the corresponding circuit of the LED system controlled by VCC. In order to supply the Icc current required inside the IC chip, a constant constant current flows regardless of the voltage level applied to the HV pin as shown in FIGS. 6A and 6B. The IC operation may appear to be stable because the constant current required inside the IC flows in almost all sections except for a few low voltage sections. As a result, unnecessary power consumption occurs. And when a constant current flows in all sections where AC voltage is applied, a considerable amount of heat generation occurs in the chip. For example, if a power supply with a constant current of 1mA is supplied from an AC 220V line, an average of 0.2W of power loss occurs and all of this heat is generated inside the chip. Therefore, the surface temperature of the chip rises to maintain a high temperature. This will adversely affect the operating characteristics and life of the. In particular, in the peak portion of the sinusoidal input as shown in Figure 7 may be more vulnerable because the high power state corresponding to about 1.4 times the input RMS value is maintained for a considerable time. This unnecessary power consumption is generated by the heat inside the chip and adversely affects IC operation or reliability. Since this is a fundamental problem related to the generation and supply of constant current, even if the Icc level is lowered to some extent through the improvement of the internal circuit, the expected effect is not generated.

또한 인가되는 Icc 값이 칩 내에서 실제 필요로 하는 수준보다 높을 때 발생할 수 있는 비정상적인 전원전압 상승을 막고 안정된 VCC 전압을 유지하기 위해, VCC 단에 제너 다이오드나 션트 레귤레이터를 연결할 수도 있는데 이 경우 필요로 하는 전원 전류보다 더 많은 전류를 인가해야 하기 때문에 더 큰 파워 손실이 발생하여 발열이 증가하고 시스템 효율이 떨어진다는 문제를 가지고 있다.In addition, a Zener diode or shunt regulator can be connected to the VCC stage to prevent abnormal power supply rise and maintain a stable VCC voltage when the applied Icc value is higher than the actual required level in the chip. Since more current must be applied than the power supply current, more power loss occurs, resulting in increased heat generation and reduced system efficiency.

도 7과 같이 종래의 고전압 전원 회로에서는, HV단에 정현파 고전압(Vac)이 인가되면 일부 저전압 구간을 제외하고는 전 구간에서 정전류(Icc)가 흐르도록 되어 있다. 이에 따라 HV단과 VCC 핀 간에 정전류가 흐르는 형태이기 때문에, VCC도 AC 저전압 일부 구간을 제외하고는 거의 일정한 전압 형태를 보이고 있다. 이 때 Icc 정전류원으로 인해 발생되는 파워 소모는 HV단 전압과 Icc 전류의 곱이기 때문에 도 7의 Pd와 같이 거의 입력 정현파와 동일한 형태의 파워 소모 형태가 나타난다. In the conventional high voltage power supply circuit as shown in FIG. 7, when the sine wave high voltage Vac is applied to the HV terminal, the constant current Icc flows in all sections except for some low voltage sections. Accordingly, since the constant current flows between the HV terminal and the VCC pin, the VCC also shows a substantially constant voltage except for a portion of the AC low voltage section. At this time, since the power consumption generated by the Icc constant current source is the product of the HV terminal voltage and the Icc current, the power consumption form almost the same as that of the input sine wave as shown in Pd of FIG.

이때 문제는 입력전압 수준과 상관없이 정전류가 흐르기 때문에 실질적으로 상당한 양의 파워가 열손실로 발생된다는 것이며 이는 IC 동작과 신뢰성은 물론 시스템 효율 저하의 원인으로 작용한다.The problem is that since a constant current flows regardless of the input voltage level, a substantial amount of power is generated as heat losses, which contributes to IC operation and reliability as well as to system efficiency.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, AC 고전압단에서 직접 IC로 연결하여 전원을 생성하는 동일한 형태를 가지고도, AC 라인 전압 수준에 따라 전류값을 가변하여, 정전류가 아닌 가변전류가 IC 전원으로 공급되도록 제어하여 불필요한 파워소모를 막고 칩내 발열도 최소화하는 효율을 개선한 고전압 전원 회로를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-described problems, the object of the present invention is to change the current value in accordance with the AC line voltage level, even if the same form of generating a power source by connecting directly to the IC at the AC high voltage stage It is to provide a high-voltage power supply circuit that improves the efficiency of preventing unnecessary power consumption and minimizing heat generation in a chip by controlling a variable current instead of a constant current to be supplied to an IC power supply.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 본 발명의 일면에 따른, 입력 AC 전압을 이용해 일정 전압을 발생시켜 유지하는 IC 칩 내부의 전원 회로의 동작 방법은, IC 칩 내부에서의 소비전력을 절감하기 위하여, IC 칩이 AC 전압을 공급받을 때, AC 전압의 크기에 따라 공급받는 전류값을 가변하여 IC 칩 외부의 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 한다.First, to summarize the features of the present invention, according to an aspect of the present invention, the operation method of the power circuit inside the IC chip to generate and maintain a constant voltage using the input AC voltage, to reduce the power consumption inside the IC chip To this end, when the IC chip is supplied with an AC voltage, it is characterized by charging a capacitor outside the IC chip by varying the current value supplied according to the magnitude of the AC voltage.

그리고 본 발명의 다른 일면에 따른, 입력 AC 전압을 이용해 일정 전압을 발생시켜 유지하는 IC 칩 내부의 전원 회로는, 입력 AC 전압의 크기를 감지하는 Vac 전압 감지회로; 및 감지한 상기 AC 전압의 크기에 따라, 상기 입력 AC 전압을 공급받는 정전류원의 전류값을 가변 제어하는 Icc 가변 제어회로를 포함하고, 상기 정전류원으로부터의 가변 전류로 상기 IC 칩 외부의 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a power supply circuit inside an IC chip for generating and maintaining a predetermined voltage using an input AC voltage may include: a Vac voltage sensing circuit configured to detect a magnitude of an input AC voltage; And an Icc variable control circuit configured to variably control a current value of a constant current source supplied with the input AC voltage according to the sensed magnitude of the AC voltage, and to control a capacitor outside the IC chip with a variable current from the constant current source. It is characterized by charging.

상기 커패시터의 전압의 크기를 감지하는 Vcc 전압 감지회로를 더 포함하고, 상기 Icc 가변 제어회로는 상기 커패시터의 전압의 크기가 일정 범위를 유지하도록 상기 정전류원의 전류값을 제어할 수 있다.The Vcc voltage sensing circuit may further include a Vcc voltage sensing circuit configured to sense the magnitude of the voltage of the capacitor, and the Icc variable control circuit may control the current value of the constant current source so that the magnitude of the voltage of the capacitor is maintained within a predetermined range.

실시간 감지되는 상기 AC 전압의 크기에 따라, 상기 Icc 가변 제어회로를 이용해, 상기 AC 전압의 저전압에서는 상기 전류값을 증가시키고 상기 AC 전압 고전압으로 갈수록 상기 전류값을 감소시킬 수 있다.According to the magnitude of the AC voltage sensed in real time, by using the Icc variable control circuit, it is possible to increase the current value at a low voltage of the AC voltage and to decrease the current value toward the AC voltage high voltage.

상기 AC 전압이 연속파형 또는 스위칭 불연속 파형 여부에 상관없이 사용이 가능하도록 하기 위한 다이오드를 더 포함하고, 외부의 AC 전압이 상기 다이오드를 통과한 전압을 상기 입력 AC 전압으로 함으로써, 상기 외부의 AC 전압이 상기 커패시터의 전압 보다 낮을 때 역으로 전류 흐름을 방지할 수 있다.And further comprising a diode for enabling the use of the AC voltage regardless of whether the AC voltage is a continuous waveform or a switching discontinuity waveform. When the voltage is lower than the capacitor, reverse current flow can be prevented.

상기 Vac 전압 감지회로는 상기 AC 전압의 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 두 저항에 의해 상기 AC 전압이 분할된 전압을 감지할 수 있다.The Vac voltage sensing circuit may detect a voltage obtained by dividing the AC voltage by two resistors connected in series between the input terminal and the ground terminal of the AC voltage.

또는, 상기 Vac 전압 감지회로는, 상기 AC 전압의 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 제1저항, 스위치, 및 제2저항을 이용하여, 클럭 신호에 의해 상기 스위치의 온, 오프를 제어하여 상기 제1저항 및 제2저항에 의해 상기 AC 전압이 분할된 전압을 샘플링하여 감지할 수 있다.Alternatively, the Vac voltage sensing circuit controls the on / off of the switch by a clock signal by using a first resistor, a switch, and a second resistor connected in series between the input terminal and the ground terminal of the AC voltage. The voltage obtained by dividing the AC voltage by the first resistor and the second resistor may be detected by sampling.

또한, 상기 Vac 전압 감지회로는, 감지한 상기 AC 전압을 아날로그-디지털 변환기를 이용해 디지털값으로 변환하고, 상기 Icc 가변 제어회로는 상기 디지털값에 따라 상기 정전류원을 제어할 수 있다.The Vac voltage sensing circuit may convert the sensed AC voltage into a digital value using an analog-digital converter, and the Icc variable control circuit may control the constant current source according to the digital value.

본 발명에 따른 고전압 전원 회로에 따르면, AC 라인 전압을 실시간 감지하여 IC 전원 전압과 유사한 수준대의 AC 저전압에서는 상대적으로 큰 값의 전류를 공급받도록 하고, AC 전압이 높을수록 AC 라인에서 공급받는 전류의 양을 줄임으로써 IC가 공급받는 평균전류의 양은 동일하면서도 파워 소모 및 발열을 대폭 줄일 수 있다.According to the high voltage power supply circuit according to the present invention, the AC line voltage is sensed in real time so that a relatively large value of current is supplied at an AC low voltage similar to that of the IC power voltage, and the higher the AC voltage, By reducing the amount, the average current supplied by the IC is the same, but power consumption and heat generation can be greatly reduced.

이에 따라 AC 고전압단에 직접 IC의 해당 핀을 연결하여 사용하여도 이와 같이 전원전류를 공급받는 모든 IC의 불필요한 파워 소비를 최소화할 수 있고, 칩 내에서의 열 발생을 극소화하는 것이 가능하여 획기적인 효율 개선이 가능하다. 고전압 공정을 이용한 IC 개발시 전원 설계가 좀 더 용이해질 수 있으며, IC에 전원 공급을 위해 별도의 트랜스포머 보조권선을 추가하지 않아도 정상동작이 가능하도록 설계할 수 있다.Accordingly, even when the corresponding pin of the IC is directly connected to the AC high voltage terminal, unnecessary power consumption of all the ICs receiving the power current can be minimized, and heat generation in the chip can be minimized. Improvements are possible. When developing an IC using a high voltage process, the power supply design can be made easier, and it can be designed to operate normally without adding a separate transformer auxiliary winding to supply power to the IC.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로의 특성을 설명하기 위한 신호 파형이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로의 구현예이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로의 다른 구현예이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로의 또 다른 구현예이다.
도 6a,b,c는 종래의 고전압 전원 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 종래의 고전압 전원 회로의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a view for explaining the concept of a high-efficiency high voltage power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a signal waveform illustrating characteristics of a high efficiency high voltage power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is an embodiment of a high efficiency high voltage power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
4 is another embodiment of a high efficiency high voltage power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
5 is another embodiment of a high efficiency high voltage power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
6A, 6B and 6C illustrate a conventional high voltage power supply circuit.
7 is a graph for explaining the characteristics of the conventional high voltage power supply circuit.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로(100)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the concept of a high-efficiency high voltage power supply circuit 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로(100)는, 다이오드(D), IC 칩 내부에 정전류원(110), Vac 전압 감지회로(120), Vcc 전압 감지회로(130), 및 Icc 가변 제어회로(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the high efficiency high voltage power supply circuit 100 according to an embodiment of the present invention includes a diode D, a constant current source 110 inside the IC chip, a Vac voltage sensing circuit 120, and a Vcc voltage sensing circuit. 130, and the Icc variable control circuit 140.

높은 외부의 AC 전압(Vac)이 IC 칩의 소정 핀으로 인가되면, Vac 전압 감지회로(120)는 고전압 다이오드(D)를 통과한 AC 전압(Vac)의 크기를 감지한다. 이와 같이 감지한 AC 전압(Vac)의 크기에 따라 Icc 가변 제어회로(140)는, AC 전압(Vac)을 인가받는 정전류원(110)이 전류값(Icc)을 조절하도록 제어하여 IC 내부에서 발생하는 파워 소모를 최소화할 수 있다.When a high external AC voltage Vac is applied to a predetermined pin of the IC chip, the Vac voltage sensing circuit 120 senses the magnitude of the AC voltage Vac passing through the high voltage diode D. The Icc variable control circuit 140 controls the constant current source 110 receiving the AC voltage Vac to adjust the current value Icc according to the magnitude of the sensed AC voltage Vac to generate the inside of the IC. The power consumption can be minimized.

이와 같이 전류의 양을 조절하면서 정전류원(110)이 외부의 커패시터를 충전하여 커패시터에서 DC 정전압(Vcc)을 발생하도록 하는 동안, 커패시터의 전압(Vcc)은 도 2와 같이 정전압 이라기보다는 어느 정도의 AC 리플을 나타낸다. 커패시터의 전압(Vcc)은 미리 정해진 동작전압 범위 내에서 움직이는 것이 안정된 동작을 할 수 있기 때문에 커패시터의 전압(Vcc)도 실시간으로 감지하여 VCC 전압 수준에 따라 충전형태를 달리 할 수 있다. 예를 들어, Vcc 전압 감지회로(130)는 커패시터의 전압(Vcc)의 크기를 감지하고, Icc 가변 제어회로(140)는 이와 같이 감지한 커패시터의 전압(Vcc)의 크기에 따라서도 정전류원(110)이 전류값(Icc)을 조절하도록 제어하여, 즉, 커패시터의 전압(Vcc)이 사전에 설정된 전압 이상으로 증가하게 되면 정전류원(110)의 전류값(Icc)을 작게 조절하여 VCC 전원의 비정상적인 상승을 막을 수 있도록 제어한다.As described above, while the constant current source 110 charges an external capacitor to generate a DC constant voltage Vcc in the capacitor while adjusting the amount of current, the voltage Vcc of the capacitor is rather than a constant voltage as shown in FIG. 2. AC ripple. Since the voltage Vcc of the capacitor moves within a predetermined operating voltage range for stable operation, the voltage Vcc of the capacitor may be sensed in real time, and thus the charging type may be changed according to the VCC voltage level. For example, the Vcc voltage sensing circuit 130 senses the magnitude of the voltage Vcc of the capacitor, and the Icc variable control circuit 140 also uses a constant current source according to the magnitude of the sensed voltage Vcc of the capacitor. 110 controls the current value Icc, that is, when the voltage Vcc of the capacitor increases above the preset voltage, the current value Icc of the constant current source 110 is adjusted to be small to control the VCC power supply. Control to prevent abnormal rise.

또한, 커패시터의 전압(Vcc)이 정상 동작 중에 정해진 동작범위 이하로 떨어져서 IC 칩 내의 UVLO(Under Voltage Lockout) 회로(도시되지 않음)가 동작하게 되면 오동작의 결과가 되기 때문에 실시간으로 커패시터의 전압(Vcc)을 감지하여 이런 저전압 현상에 대해서도 보상을 하도록 할 수 있다. 예를 들어, Vcc 전압 감지회로(130)가 감지한 커패시터의 전압(Vcc)의 크기가 UVLO 전압보다는 높게 설정된 특정 전압 이하가 되면, Icc 가변 제어회로(140)는 전류값(Icc)을 더 크게 제어하여 Vcc 커패시터의 추가적인 방전을 억제할 수 있고 커패시터의 전압(Vcc)을 동작 범위 내에 유지되도록 안정적인 동작이 가능하다. In addition, when the voltage Vcc of the capacitor falls below a predetermined operating range during normal operation, and the UVLO (Under Voltage Lockout) circuit (not shown) in the IC chip is operated, a malfunction of the capacitor results in malfunction. ) Can be compensated for this low voltage phenomenon. For example, when the magnitude of the voltage Vcc of the capacitor sensed by the Vcc voltage sensing circuit 130 is less than or equal to a specific voltage set higher than the UVLO voltage, the Icc variable control circuit 140 increases the current value Icc to a larger value. Controlling can suppress further discharge of the Vcc capacitor and enable stable operation to keep the voltage (Vcc) of the capacitor within its operating range.

외부의 AC 전압(Vac)을 인가받는 핀에 연결된 IC 칩 내부 다이오드(D)는 고전압 특성을 가지며 이 다이오드(D)에 의해 2가지 기대효과를 얻을 수 있다. 외부의 AC 전압(Vac)이 커패시터의 전압(Vcc) 보다 낮을 때 역으로 전류가 흐르는 것을 방지하며, 외부의 AC 전압(Vac)이 정현파가 아닌 스위칭 파형일 때 매 주기마다 나타나는 거의 0V의 저전압 영역에서 Vcc 커패시터에 충전된 전류가 역류하는 것을 방지하는 기능을 가진다. 이에 따라 본 발명의 고전압 전원 회로(100)는 외부의 AC 전압(Vac)이 정현파일 때나 스위칭 파형(또는 펄스파) 모두에 적용 가능하다.The IC chip internal diode (D) connected to the pin receiving the external AC voltage (Vac) has a high voltage characteristic and two expected effects can be obtained by this diode (D). It prevents the current from flowing backward when the external AC voltage (Vac) is lower than the capacitor's voltage (Vcc), and almost 0V low voltage area that appears every cycle when the external AC voltage (Vac) is a non-sinusoidal switching waveform. This function prevents the reverse current flowing in the Vcc capacitor. Accordingly, the high voltage power supply circuit 100 of the present invention can be applied to both an external AC voltage Vac and a switching waveform (or pulse wave).

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로(100)의 특성을 설명하기 위한 신호 파형이다.2 is a signal waveform for explaining the characteristics of the high efficiency high voltage power supply circuit 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2에서, 최상단 파형에서의 외부의 AC 전압(Vac)은 전파정류된 사인파의 고전압 파형을 예시하였고, 경우에 따라서는 반파정류된 사인파 또는 펄스파 등일 수도 있다. In FIG. 2, the external AC voltage Vac in the uppermost waveform exemplifies a high voltage waveform of a full-wave rectified sine wave, and in some cases, may be a half-wave rectified sine wave or a pulse wave.

Icc 가변 제어회로(140)의 제어에 의한 전류값(Icc)을 나타내는 두번째 파형을 보면, AC 전압(Vac)이 커패시터의 전압(Vcc) 보다 더 낮은 저전압 구간에서는 다이오드(D)가 역방향이 되어 전류 공급이 중단된다. AC 전압(Vac)이 커패시터의 전압(Vcc) 보다 커지면서 Icc 충전전류, 즉, 높은 수준의 전류값(Icc)으로 커패시터를 충전하는 것이 가능해진다. 여기서 AC 전압(Vac) 자체도 낮고 AC 전압과 커패시터의 전압(Vcc)차도 작기 때문에 커패시터 충전전류의 양을 증가시켜도 실제 AC 전압(Vac)과 커패시터의 전압(Vcc) 양단 사이에 발생하는 파워 소모량도 극히 작다. 커패시터의 전압(Vcc)이 최고 동작전압 이상이 되면 AC 전압(Vac)과 Vcc 전압차가 점점 커지기 때문에, Icc 가변 제어회로(140)는 불필요한 파워 소모에 의한 열발생을 줄이기 위해 충전 전류값(Icc)을 점차 줄여가게 된다. AC 전압(Vac)이 점점 더 증가할수록 Icc 전류값은 더 작아지게 되고 특정 전압 이상에서는 전류값을 아주 낮은 수준으로 변경하거나 0까지 줄이는 것이 가능하다. 이 때 Vcc 전압은 Vac 전압 파형과 상관관계를 가지면서 동작 전압 범위 내에서 움직이는 형태를 가진다.Looking at the second waveform representing the current value Icc by the control of the Icc variable control circuit 140, the diode D is reversed in the low voltage section in which the AC voltage Vac is lower than the capacitor Vcc. Supply is interrupted. As the AC voltage Vac becomes larger than the voltage Vcc of the capacitor, it becomes possible to charge the capacitor with an Icc charging current, that is, a high level of current value Icc. Since the AC voltage (Vac) itself is low and the difference between the AC voltage and the capacitor (Vcc) is small, the amount of power consumed between the actual AC voltage (Vac) and the capacitor's voltage (Vcc) is increased even when the amount of capacitor charging current is increased. Extremely small When the voltage Vcc of the capacitor becomes higher than the maximum operating voltage, the difference between the AC voltage Vac and the Vcc voltage gradually increases, so that the Icc variable control circuit 140 charges the charge current value Icc to reduce heat generation due to unnecessary power consumption. Will gradually decrease. As the AC voltage (Vac) increases more and more, the Icc current value becomes smaller, and above a certain voltage it is possible to change the current value to a very low level or to reduce it to zero. At this time, the Vcc voltage correlates with the Vac voltage waveform and moves within the operating voltage range.

이와 같이 AC 전압(Vac) 수준에 따라 Icc 전류값을 조정할 때 평균전류가 IC 칩 내부 회로에서 필요로 하는 전류 수준과 동등하거나 그 이상이 되고, Vcc 전압이 동작 전압 범위를 벗어나지 않도록 하면 기존의 정전류 공급 방식과 동일한 IC 동작을 보장하면서도 IC 칩 내부에서 발생하는 불필요한 파워소모와 열발생을 최소화할 수 있다. AC 전압(Vac)의 저전압 영역에서는 충전 전류값(Icc)을 키우고 고전압에서는 전류값을 줄인다는 원칙 하에서는 다양한 형태와 값을 가지는 특성 설계가 가능하다.In this way, when adjusting the Icc current value according to the AC voltage (Vac) level, the average current becomes equal to or higher than the current level required by the IC chip internal circuit, and if the Vcc voltage does not exceed the operating voltage range, the existing constant current It guarantees the same IC operation as the supply method, while minimizing unnecessary power consumption and heat generation inside the IC chip. Under the principle that the charging current value Icc is increased in the low voltage region of the AC voltage Vac and the current value is reduced in the high voltage, a characteristic design having various shapes and values is possible.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로의 구현예이다.3 is an embodiment of a high efficiency high voltage power supply circuit according to an embodiment of the present invention.

도 3과 같이, Vac 전압 감지회로(120)는 AC 전압(Vac) 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 두 저항(R1, R2)에 의해 AC 전압(Vac)이 분할된 전압을, 소정 소자들(수동 소자 또는 능동 소자 등)을 이용해 감지할 수 있다. 이는 가장 간단하면서도 확실한 전압 감지 방식이다.As shown in FIG. 3, the Vac voltage sensing circuit 120 receives a voltage obtained by dividing an AC voltage Vac by two resistors R1 and R2 connected in series between an AC voltage Vac input terminal and a ground terminal. Passive devices or active devices). This is the simplest and most reliable voltage sensing method.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로의 다른 구현예이다.4 is another embodiment of a high efficiency high voltage power supply circuit according to an embodiment of the present invention.

여기서는, 두 저항(R1, R2)으로 항상 전류가 흐르는 것에 의한 불필요한 파워 소모가 발생되어, 효율 저하의 원인이 될 수 있는 도 3과 같이 AC 전압(Vac)을 감지하는 방식을 개선한다. 도 4와 같이, IC 칩 내부(또는 외부)에서 발생하는 클럭 신호 (CLK)와 연동하여 S/H(샘플 앤 홀드) 방법을 적용하면 불필요한 파워 소모를 극소화하면서 전압을 감지할 수 있다. In this case, unnecessary power consumption is generated due to the current flowing through the two resistors R1 and R2, thereby improving the method of detecting the AC voltage Vac as shown in FIG. 3, which may cause a decrease in efficiency. As shown in FIG. 4, when the S / H (sample and hold) method is applied in conjunction with the clock signal CLK generated inside (or outside) the IC chip, voltage can be detected while minimizing unnecessary power consumption.

예를 들어, 도 4와 같이, AC 전압(Vac) 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 제1저항(R1), 스위치, 제2저항(R2)을 이용하여, 클럭 신호 (CLK)에 의해 상기 스위치가 일정시간 동안 온될 때에, 두 저항(R1, R2)에 의해 AC 전압(Vac)이 분할된 전압이 샘플링되어, S/H(샘플 앤 홀드)(121)에 임시 저장되면, Vac 전압 감지회로(120)는 소정 소자들(수동 소자 또는 능동 소자 등)을 이용해 클럭 신호 (CLK)에 동기된 시간에 S/H(샘플 앤 홀드) (121)의 저장 전압을 감지할 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, the switch is switched by a clock signal CLK using a first resistor R1, a switch, and a second resistor R2 connected in series between an AC voltage Vac input terminal and a ground terminal. Is turned on for a predetermined time, when the voltage obtained by dividing the AC voltage Vac by the two resistors R1 and R2 is sampled and temporarily stored in the S / H (sample and hold) 121, the Vac voltage sensing circuit ( 120 may detect the storage voltage of the S / H (sample and hold) 121 at a time synchronized with the clock signal CLK using predetermined elements (passive element or active element, etc.).

이와 같이 하면 AC 전압(Vac)을 정상적으로 감지할 수 있으며, 감지 시간을 제외한 그 이외의 대부분의 시간 동안은 클럭 신호 (CLK)에 의해 스위치를 오프(Off)시켜서 두 저항(R1, R2)로 흐르는 전류를 거의 0으로 만들 수 있다. 이 경우 클럭 신호 (CLK)의 액티브 시간을 조절하여 제2저항(R2)에 흐르는 전류값의 평균이 거의 0에 가깝게 할 수 있다.In this way, AC voltage (Vac) can be detected normally, and for most of the time except the detection time, the switch is turned off by the clock signal (CLK) to flow to the two resistors (R1, R2). You can make the current nearly zero. In this case, by adjusting the active time of the clock signal CLK, the average of the current values flowing through the second resistor R2 may be nearly zero.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고효율 고전압 전원 회로의 또 다른 구현예이다.5 is another embodiment of a high efficiency high voltage power supply circuit according to an embodiment of the present invention.

선형 또는 간단한 비선형의 제어 방식인 도 4에서와 같이 AC 전압(Vac)을 감지할 수도 있지만, 도 5와 같이 디지털 제어 방식으로 구현이 가능하다.Although the AC voltage Vac may be sensed as shown in FIG. 4, which is a linear or simple non-linear control method, it may be implemented in a digital control method as shown in FIG. 5.

예를 들어, 도 5와 같이, AC 전압(Vac) 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 제1저항(R1), 스위치, 제2저항(R2)을 이용하여, 클럭 신호 (CLK)에 의해 상기 스위치가 일정시간 동안 온될 때에, 두 저항(R1, R2)에 의해 AC 전압(Vac)이 분할된 전압이 샘플링되어, S/H(샘플 앤 홀드) (121)에 임시 저장되면, Vac 전압 감지회로(120)에 포함된 ADC(아날로그-디지털 변환기)는 소정 소자들(수동 소자 또는 능동 소자 등)을 이용해 클럭 신호 (CLK)에 동기된 시간에 S/H(샘플 앤 홀드)의 저장 전압을 감지하여 디지털 값으로 출력할 수 있다. For example, as shown in FIG. 5, the switch is switched by a clock signal CLK using a first resistor R1, a switch, and a second resistor R2 connected in series between an AC voltage Vac input terminal and a ground terminal. Is turned on for a predetermined time, the voltage obtained by dividing the AC voltage (Vac) by the two resistors (R1, R2) is sampled and temporarily stored in the S / H (sample and hold) 121, the Vac voltage sensing circuit ( The ADC (analog-to-digital converter) included in 120 detects the storage voltage of S / H (sample and hold) at a time synchronized with the clock signal CLK by using predetermined elements (passive element or active element, etc.) Can output as a digital value.

이와 같이 클럭 신호 (CLK)와 연동하여 샘플링된 신호를 ADC를 통해 디지털 신호로 변환하는 방식에서는, 신호 처리 및 가공이 용이하다. 도 4에서는 매번 샘플/홀드된 신호값에 의존하여 전류(Icc) 제어값이 결정되지만, 도 5에서의 AC 전압(Vac) 감지 전압의 디지털값은 신호 저장 및 처리가 가능하기 때문에, Icc 가변 제어회로(140)는 Icc 값의 크기를 비선형적으로 다양하게 제어할 수 있다. 입력되는 AC 전압(Vac)의 RMS(Root Mean Square)치를 계산하여 RMS치에 따라 Icc 충전 그래프의 각 구간이나 전류값(Icc)의 크기를 적절히 제어할 수 있다. 위와 같은 스위치는 두 저항(R1, R2) 이외에 다른 소자(수동 소자 또는 능동 소자 등)가 사용되는 경우에 다른 위치에 배치되어 감지에 필요한 전압을 샘플링할 수도 있다.As described above, in the method of converting the sampled signal in conjunction with the clock signal CLK into a digital signal through the ADC, signal processing and processing are easy. In FIG. 4, the current Icc control value is determined depending on the sampled / held signal value each time. However, since the digital value of the AC voltage Vac sense voltage in FIG. The circuit 140 may nonlinearly control the magnitude of the Icc value. By calculating the root mean square (RMS) value of the input AC voltage (Vac), it is possible to appropriately control the size of each section or the current value (Icc) of the Icc charging graph according to the RMS value. Such a switch may be disposed at a different position in addition to the two resistors R1 and R2 to sample a voltage required for sensing when another element (passive element or active element, etc.) is used.

위와 같이 본 발명의 고전압 전원 회로는 도 1의 대표 회로 및 도 2의 특성파형을 통해서도 잘 알 수 있는 바와 같이, AC 고전압단에서 직접 IC로 연결하여 전원을 생성하는 동일한 형태를 가지고도, AC 라인 전압 수준에 따라 전류값을 가변하여, 정전류가 아닌 가변전류가 IC 전원으로 공급되도록 제어하여 불필요한 파워소모를 막고 칩내 발열도 최소화되도록 효율적으로 동작할 수 있게 된다.As can be seen from the representative circuit of FIG. 1 and the characteristic waveforms of FIG. 2 as described above, the high voltage power supply circuit of the present invention has the same form of generating power by connecting directly to an IC at an AC high voltage stage. By varying the current value according to the voltage level, a variable current rather than a constant current is controlled to be supplied to the IC power supply, thereby preventing unnecessary power consumption and minimizing heat generation in the chip.

일반적인 고전압을 사용하는 IC 중 별도의 보조권선 없이 VCC 전원을 생성하기 위해서는 JFET과 같은 고전압 소자를 사용하여 AC 라인과 같은 고전압 단에서 직접 정전류를 공급받는 방식을 많이 사용하고 있다. IC 내부에서 필요한 전류와 동등 수준 또는 그 이상의 전류를 공급받기 때문에 IC 동작에는 큰 문제가 없는 것처럼 보이나 실제로는 칩 외부의 고전압 단과 VCC간에 고전압이 걸리는 관계로 상당히 큰 파워 소모 현상이 나타난다. In order to generate a VCC power supply without a separate auxiliary winding among general ICs using high voltage, a high voltage device such as a JFET is used to receive a constant current directly from a high voltage terminal such as an AC line. Since the IC is supplied with a current equal to or higher than the required current, there seems to be no problem in the IC operation, but in reality, the high voltage is applied between the high voltage terminal and the VCC outside the chip, resulting in a considerable power consumption.

예를 들면, 도 6과 같은 종래의 회로에서는, Icc를 1mA로 설계했을 때 IC 내에서 정상적으로 소모하는 전력 외에, AC 전압(Vac)이 110V일 때는 100mW 내외의 손실이 발생한다. 또한 220V일 때는 200mW 내외의 불필요한 파워 손실이 발생한다. 이 파워 손실은 단순한 손실이 아닌 효율 저하로 이어지며, 칩 내부에서 열 발생으로 나타나기 때문에 IC의 동작 특성, 수명, 신뢰성 등에 악영향을 끼친다. For example, in the conventional circuit as shown in Fig. 6, in addition to the power normally consumed in the IC when Icc is designed to 1 mA, a loss of about 100 mW occurs when the AC voltage Vac is 110V. Also, at 220V, unnecessary power loss occurs around 200mW. This power loss is not just a loss, but a decrease in efficiency, which is caused by heat generation inside the chip, which adversely affects the operation characteristics, lifespan, and reliability of the IC.

반면, 위와 같은 본 발명의 기술을 적용하게 되면 실제 IC의 전원에서 필요로 하는 정도의 소비 전력 외에 불필요한 파워 소모를 최소화할 수 있기 때문에 IC 동작 특성, 수명 및 신뢰성을 제고할 수 있다. On the other hand, applying the technology of the present invention as described above can minimize the unnecessary power consumption in addition to the power consumption required in the actual power supply of the IC can improve the IC operating characteristics, lifespan and reliability.

AC 고전압이 IC 칩의 소정 핀에 인가되면 IC 내부에서는 Vac 전압감지회로(120)에 의해 Vac 전압 수준을 확인한다. Vac 전압에 따라 AC 고전압에서 인가되는 전류의 양을 조절하여 IC 내부에서 발생하는 파워 소모를 최소화할 수 있다.When the AC high voltage is applied to a predetermined pin of the IC chip, the Vac voltage detection circuit 120 checks the Vac voltage level inside the IC. Depending on the Vac voltage, the amount of current applied at high AC voltages can be adjusted to minimize power dissipation inside the IC.

이와 같이 Vac 전압에 따라 충전 전류량을 가변하다 보면 Vcc 전압은 정전압 이라기보다는 AC 주파수를 따라 AC 리플이 나타나게 된다. Vcc 전압은 정해진 동작전압 범위 내에서 움직여야 하기 때문에 Vcc 전압도 함께 실시간으로 감지하여 Vcc 전압 수준에 따라 충전형태를 달리 할 수 있다. Vcc 전압이 사전에 설정된 전압 이상으로 증가하게 되면 충전 전류값(Icc)을 작게 조절하여 Vcc 전원의 비정상적인 상승을 막을 수 있다. 또한 Vcc 전압이 정상 동작 중에 정해진 동작범위 이하로 떨어져서 UVLO(Under Voltage Lockout) 회로가 동작하게 되면 오동작의 결과가 되기 때문에 실시간으로 Vcc 전압을 감지하여 이런 저전압 현상에 대해서도 보상을 하도록 한다. Vcc가 UVLO 전압보다는 높게 설정된 특정 전압 이하가 되면 Icc 값을 더 키워서 VCC 콘덴서의 추가적인 방전을 억제하면 VCC 동작 범위 내에서 안정적인 동작을 기대할 수 있다. In this way, if the charging current is varied according to the Vac voltage, the Vcc voltage shows AC ripple along the AC frequency rather than the constant voltage. Since the Vcc voltage needs to move within the specified operating voltage range, the Vcc voltage can also be detected in real time, and the charging type can be changed according to the Vcc voltage level. When the Vcc voltage increases above a predetermined voltage, the charging current value Icc may be adjusted small to prevent abnormal rise of the Vcc power supply. In addition, if the VLO voltage falls below the specified operating range during normal operation, and the UVLO (Under Voltage Lockout) circuit is operated, it may cause a malfunction. Therefore, the Vcc voltage is detected in real time to compensate for such low voltage phenomenon. When Vcc is below a certain voltage set higher than the UVLO voltage, increasing the Icc value to suppress further discharge of the VCC capacitor can result in stable operation within the VCC operating range.

Vac 전압 외에 Vcc 전압까지 감지함에 따라 회로 설계 작업에 의해 IC 칩 내부의 소모 전류를 예상할 수 있지만, 외부의 Vcc 커패시터 값을 얼마로 할지는 예상되지 못할 수 있다. 또한 입력 Vac 전압이 연속 파형(사인파, 전파/전파 정류된 사인파 등)일 수도 있고 스위칭 불연속 파형(또는 펄스파)일 수도 있는데 이 때 공급되는 전류의 양이 바뀌는 것도 고려 대상이다. 내부 소모전류가 고정되어 있는 상태에서 외부 커패시터나 Vac 전압 형태에 따라 Vcc 리플의 크기가 달라지고 이로 인해 불안정한 동작영역에 도달할 수 있기 때문에 항상 Vac 전압과 함께 Vcc 전원전압을 감지하면 최적의 Icc 전류값 설정 및 안정된 동작을 보장할 수 있다. By detecting the Vcc voltage in addition to the Vac voltage, circuit design work can estimate the current consumption inside the IC chip, but it may not be predictable how much the value of the external Vcc capacitor will be. In addition, the input Vac voltage may be a continuous waveform (sine wave, propagated / propagated sine wave, etc.) or a switching discontinuous waveform (or pulse wave). It is also considered that the amount of current supplied is changed. When the internal current consumption is fixed, the size of Vcc ripple varies depending on the type of external capacitor or Vac voltage, which can lead to an unstable operating range. Therefore, if the Vcc supply voltage is detected along with the Vac voltage, the optimal Icc current Value setting and stable operation can be guaranteed.

여기에 도 5와 같이 디지털 제어 방식을 함께 적용하면 더욱 더 다양한 제어가 가능하다. 동작 패턴을 분석하여 각 시스템 및 동작환경에 맞춰 최적의 제어값을 찾을 수 있다. Vac의 저전압에서 Vcc 콘덴서에 대한 충분한 충전이 이루어졌으면 Vac 전압이 상승할수록 충전 전류값을 대폭 줄일 수 있기 때문에 추가적인 효율 개선이 가능하며, 이는 실시간 전압 감지에 의한 제어로도 가능하고 디지털 제어 방식을 더하게 되면 반복적인 패턴 분석이 가능하기 때문에 좀 더 세밀한 제어도 가능하게 된다.When the digital control method is applied together as shown in FIG. 5, more various control is possible. By analyzing the operation pattern, the optimum control value can be found for each system and operation environment. If the Vcc capacitor is sufficiently charged at a low voltage of Vac, further efficiency improvement is possible because the charging current value can be greatly reduced as the Vac voltage rises, which can be further controlled by real-time voltage sensing and more digitally controlled. This allows for more detailed control because iterative pattern analysis is possible.

Vac의 저전압에서는 Vcc 전압 상승과 연계하여 Vcc 커패시터로의 충전전류를 대폭 키우는 것이 가능하다. Vac와 Vcc 양단 사이 전압이 작을 때에는 이로 인해 발생하는 파워 소모량도 극히 작기 때문이다. Vac 전압이 Vcc 최고 동작전압 이상이 되면 Vac와 Vcc 전압차가 점점 커지기 때문에 불필요한 파워 소모에 의한 열발생을 줄이기 위해 충전 전류량을 점차 줄여가게 된다. Vac 전압이 점점 더 증가할수록 Icc 전류값은 더 작아지게 되고 특정 전압 이상에서는 전류값을 아주 낮은 수준으로 변경하거나 0까지 줄이는 것이 가능하다.At low voltages of Vac, it is possible to significantly increase the charge current into the Vcc capacitor in conjunction with the Vcc voltage rise. This is because when the voltage between Vac and Vcc is small, the resulting power consumption is also very small. When the Vac voltage is higher than the Vcc maximum operating voltage, the difference between Vac and Vcc increases gradually, so that the charging current is gradually reduced to reduce heat generation due to unnecessary power consumption. As the Vac voltage increases more and more, the Icc current value becomes smaller, and above a certain voltage it is possible to change the current value to a very low level or reduce it to zero.

이와 같이 Vac 전압 수준에 따라 Icc 전류값을 조정할 때 평균전류가 IC 내부회로에서 필요로 하는 전류 수준과 동등하거나 그 이상이 되고, 동작 전압 범위를 벗어나지 않도록 하면 기존의 정전류 공급 방식과 동일한 IC 동작을 보장하면서도 IC 칩 내부에서 발생하는 불필요한 파워소모와 열발생을 최소화할 수 있다. 상기에서 설명한 여러 가지 예를 포함해서 Vac 저전압에서는 충전전류값을 키우고 고전압에서는 전류값을 줄인다는 기본원칙 하에서는 다양한 형태와 값을 가지는 설계가 가능하다.In this way, when adjusting the Icc current value according to the Vac voltage level, if the average current is equal to or higher than the current level required by the IC internal circuit, and it does not exceed the operating voltage range, the same IC operation as the conventional constant current supply method is performed. This ensures minimum power dissipation and heat generation inside the IC chip. Including the above-described examples, designs having various shapes and values are possible under the basic principle of increasing the charge current value at low Vac and reducing the current value at high voltage.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

Claims (8)

입력 AC 전압을 이용해 일정 전압을 발생시켜 유지하는 IC 칩 내부의 전원 회로의 동작 방법에 있어서,
IC 칩 내부에서의 소비전력을 절감하기 위하여,
IC 칩이 AC 전압을 공급받을 때, AC 전압의 크기에 따라 공급받는 전류값을 가변하여 IC 칩 외부의 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 하는 전원 회로의 동작 방법.
In the operating method of the power supply circuit inside the IC chip to generate and maintain a constant voltage using the input AC voltage,
In order to reduce power consumption inside the IC chip,
When the IC chip is supplied with an AC voltage, a method of operating a power circuit, characterized by charging the capacitor outside the IC chip by varying the current value supplied according to the magnitude of the AC voltage.
입력 AC 전압을 이용해 일정 전압을 발생시켜 유지하는 IC 칩 내부의 전원 회로에 있어서,
입력 AC 전압의 크기를 감지하는 Vac 전압 감지회로; 및 감지한 상기 AC 전압의 크기에 따라, 상기 입력 AC 전압을 공급받는 정전류원의 전류값을 가변 제어하는 Icc 가변 제어회로를 포함하고,
상기 정전류원으로부터의 가변 전류로 상기 IC 칩 외부의 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
In a power supply circuit inside an IC chip that generates and maintains a constant voltage using an input AC voltage,
A Vac voltage sensing circuit sensing a magnitude of an input AC voltage; And an Icc variable control circuit for variably controlling the current value of the constant current source supplied with the input AC voltage according to the sensed magnitude of the AC voltage.
And a capacitor external to the IC chip with a variable current from the constant current source.
제2항에 있어서,
상기 커패시터의 전압의 크기를 감지하는 Vcc 전압 감지회로를 더 포함하고,
상기 Icc 가변 제어회로는 상기 커패시터의 전압의 크기가 일정 범위를 유지하도록 상기 정전류원의 전류값을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
The method of claim 2,
Further comprising a Vcc voltage sensing circuit for sensing the magnitude of the voltage of the capacitor,
And the Icc variable control circuit controls the current value of the constant current source so that the magnitude of the voltage of the capacitor is maintained within a predetermined range.
제2항에 있어서,
실시간 감지되는 상기 AC 전압의 크기에 따라, 상기 Icc 가변 제어회로를 이용해, 상기 AC 전압의 저전압에서는 상기 전류값을 증가시키고 상기 AC 전압 고전압으로 갈수록 상기 전류값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
The method of claim 2,
The power supply circuit according to the magnitude of the AC voltage sensed in real time, using the Icc variable control circuit, increasing the current value at a low voltage of the AC voltage, and decreases the current value toward the AC voltage high voltage.
제2항에 있어서,
상기 AC 전압이 연속파형 또는 스위칭 불연속 파형 여부에 상관없이 사용이 가능하도록 하기 위한 다이오드를 더 포함하고,
외부의 AC 전압이 상기 다이오드를 통과한 전압을 상기 입력 AC 전압으로 함으로써, 상기 외부의 AC 전압이 상기 커패시터의 전압 보다 낮을 때 역으로 전류 흐름을 방지하는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
The method of claim 2,
It further comprises a diode for enabling the use of the AC voltage whether the continuous waveform or switching discontinuous waveform,
And an external AC voltage passing through the diode as the input AC voltage, thereby preventing current flow in reverse when the external AC voltage is lower than the voltage of the capacitor.
제2항에 있어서,
상기 Vac 전압 감지회로는 상기 AC 전압의 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 두 저항에 의해 상기 AC 전압이 분할된 전압을 감지하는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
The method of claim 2,
The Vac voltage sensing circuit detects a voltage obtained by dividing the AC voltage by two resistors connected in series between the input terminal and the ground terminal of the AC voltage.
제2항에 있어서,
상기 Vac 전압 감지회로는,
상기 AC 전압의 입력단과 접지단 사이에 직렬 연결된 제1저항, 스위치, 및 제2저항을 이용하여, 클럭 신호에 의해 상기 스위치의 온, 오프를 제어하여 상기 제1저항 및 제2저항에 의해 상기 AC 전압이 분할된 전압을 샘플링하여 감지하는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
The method of claim 2,
The Vac voltage sensing circuit,
By using a first resistor, a switch, and a second resistor connected in series between the input terminal and the ground terminal of the AC voltage, the on / off of the switch is controlled by a clock signal, and the first and second resistors are used. A power supply circuit, characterized in that the AC voltage is detected by sampling the divided voltage.
제2항에 있어서,
상기 Vac 전압 감지회로는,
감지한 상기 AC 전압을 아날로그-디지털 변환기를 이용해 디지털값으로 변환하고, 상기 Icc 가변 제어회로는 상기 디지털값에 따라 상기 정전류원을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
The method of claim 2,
The Vac voltage sensing circuit,
And converting the sensed AC voltage into a digital value using an analog-to-digital converter, and wherein the Icc variable control circuit controls the constant current source in accordance with the digital value.
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