KR910006303Y1 - 중앙처리장치의 제어에 의한 파워공급회로 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

중앙처리장치의 제어에 의한 파워공급회로
제1도는 종래의 스위칭 파워공급회로.
제2도는 본 고안에 따른 회로도.
본 고안은 키폰시스템의 파워공급(Power Supply)회로에 관한 것으로, 특히 중앙처리장치(또는 마이콤)의 제어에 의해 파워공급의 출력전압을 특정기능 및 부하에 맞는 조정 및 변동될 수 있도록 하는 회로에 관한 것이다.
일반적으로 스위칭 파워공급 원리는 입력전압(DC)을 받아 레벨이 다른 원하는 출력전압(DC)이 나오도록 (DC-DC) 입력과 출력간의 통로를 붙였다 끊었다 함에 있다. 제1도와 관련하여 좀더 상세히 설명하면, 스위칭 파워공급은 입력단(Vin)에 있어 출력단(Vout)의 출력을 원하는 값이 되도록 조정하는 궤환부의 저항(R1, R2)과, 스위칭 베이스클럭을 발생하는 발진부(OSC)와, 상기 궤환값과 기준값(기준치)를 발생하는 기준전압 발생회로(REF)의 출력을 비교하는 비교부(Comp)와, 상기 비교부(Comp)의 출력과 발진부(OSC)의 출력을 받아 통로를 ON/OFF시키는 래치(FF)와, 입력과 출력을 ON/OFF하는 패스수단인 트랜지스터(Q1, Q2), 그리고 출력전압의 리플을 제거하는 레귤레이터부가 있다. 시중에 판매되고 있는 스위칭 파워공급 집적회로는 위에서 말한 각 부분의 대부분을 집적회로내에 내장하고 있으며, 사용자는 그 집적회로에서 궤환부, 레귤레이터부, 그리고 발진부의 일부를 외부에서 스펙(Spec)에 맞게 달아 사용한다.
제1도는 스텝다운(Step Down) 방식으로 입력전압에 비해 출력전압이 낮을때 이용된다.
그리고 스텝업(Step Up)방식은 상기한 스텝다운의 반대방식이다.
출력단(Vout)은 저항(R1, R2)의 궤환값과 내부 기준전압 발생회로(REF)의 기준값을 비교부(Comp)에서 비교하여 궤환치가 기준치보다 작으면 비교부(Comp)의 출력은 "하이"펄스가 되어 앤드게이트(AN1)의 출력은 "하이"가 되므로 래치회로(FF)의 출력도 "하이"가 된다.
이때 트랜지스터(Q1, Q2)는 온되며, 기준치보다 클때는 반대로 트랜지스터(Q1, Q2)가 오프된다.
상기 펄스열을 앤드게이트(AN1)을 통해 래치(FF)에 입력하면 래치(FF)의 출력에 의해 트랜지스터(Q1, Q2)을 온/오프할 시 다이오드(D1)와 코일(L)을 통해 일정 출력이 발생된다. 상기 출력단(Vout)의 출력은 입력 DC레벨과 다른 레벨의 DC전압이 출력되어 이는 캐패시터(CO)와 저항(R1, R2)에 의한 시정수에 의해 지연되어 비교부(Comp)에 입력된다. 이를 기준전압 발생회로(REF)에 의한 DC레벨과 비교하면 비교결과에 따라 비교부(Comp)의 출력은 일정한 듀티를 가진 펄스열이 발생된다. 여기서 저항(R1, R2)과 캐패시터(CO)가 하나의 일정값으로 고정되어 있으므로 거의 일정한 펄스폭의 비교부(Comp)의 출력이 발생된다.
따라서 출력단(Vout)의 출력은
(Vref=REF의 출력값으로 일반적으로 13V로 되어있다)
상기 (1)식과 같이 결정된다.
상기한 바와 같이 설계당시에 저항(R1, R2)과 캐패시터(C0)에 의해 한값으로 고정된다. 그러나 사용에 있어 전송 파워레벨 및 특정기능의 요구로 인해 파워변동이 필수적일때 이에 대응하여 맞게 변경시킬 수 없다. 즉 아나로그 파워가 10, 12, 15, 24V등 여러가지중 어느한 값에만 고정되며, 제품동작중 특정기능을 수행하기 위해 파워를 조금 올린다던가 내린다던가 하는 것이 요구될 때 이를 수행하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서 본 고안의 목적은 파워 변동에 따른 기능 변화시 파워변동을 중앙처리장치에 의해 쉽게 제어하여 원하는 전압을 자유자제로 얻어낼 수 있는 회로를 제공함에 있다.
이하 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 고안에 따른 회로도로서, 제1도의 출력단(Vout)과 비교부(Comp)의 반전단(-)간에 저항(R1, R2)의 연결된 궤환부를 제2도의 구성으로 대치한 것이 본 고안이다.
즉 제1도의 출력단(Vout)으로 부터 저항(R11)을 연결하여 상기 저항(R11)을 통한 출력이 비교부(Comp)의 반전단(-)에 연결되고, 상기 저항(R11)과 비교부(Comp)의 반전단(-)과 연결되는 노드(101)로 부터 각 저항(Ra, Rb, Rc, Rd)에 직렬로 각 아나로그 스위치(SWa, SWb, SWc, SWd)를 연결하여 접지시킨다. 그리고 상기 각저항과 아나로그 스위치의 직렬연결이 한쌍으로 서로 병렬로 결합되고, 상기 아나로그 스위치(SWa, SWb, SWc, SWd)의 제어는 중앙처리장치(CPU)의 제어단(CS1-CS4)의 제어를 받도록 구성되어 있다.
따라서 본 고안의 구체적 일실시예를 제1,2도를 참조하여 상세히 설명하면, 본 고안은 외부에서 제공하는 궤환부(200)을 소프트웨어적으로 제어가능토록 하는데 있다. 제1도에서 보듯이, 출력단(Vout)은 저항(R1)과 (R2)의 궤환치와 내부 기준값이 비교되어 궤환치가 기준치보다 작으면 트랜지스터(Q1, Q2)를 온시키고 크면 오프시켜, 일정 DC전압이 되도록 되어있다. 즉 출력단(Vout)은
위(11)식에서 보듯이 출력단(Vout)은 기준전압과 궤환(Feed back)을 형성하는 저항(R1, R2)에 의해 결정된다. 따라서 궤환부(200)를 제2도와 같이 구성하면 출력단(Vout)은 출력전압은 가변된다.
제2도에서 저항(Ra, Rb, Rc, Rd)의 조합된 결과 저항값을 Rv라 하면 출력단(Vout)은
로 결정되며 저항(Rv)가 작아지면 출력단(Vout)의 출력전압은 커지고, Rv가 커지면 출력단(Vout)의 출력은 작아지는데, 이를 위해 제2도에서 중앙처리장치(CPU)의 제어단(CS1, CS2, CS3, CS4)는 중앙처리장치(CPU)의 프로그램으로 부터 처리되어 발생되는 제어신호로서 중앙 처리장치(CPU)가 마이크로 콘트롤러인 경우는 바로 중앙처리장치(CPU)포트에 연결되면 되고, 중앙처리장치(CPU)가 범용 프로세서 경우는 래치회로를 달아 제어해야 된다. 상기의 제어신호라 "하이"면 해당 스위치가 온되고, "로우"면 해당스위치는 오프된다. 따라서 제어신호단(CS1-CS4)의 변화에 따른 저항(Rv)값의 변화는 아래 표1과 같다.
[표 1]
상기 표1에서 보듯이 저항(Rb)값이 제어신호가 변함에 따라 비교부(Comp)의 반전단(-)으로 인가되는 시정수가 가변되므로 기준전압 발생회로(REF)의 전압에 따라 비교부(Comp)의 펄스폭이 변환된다. 상기 비교부(Comp)의 출력 펄스폭의 변환으로 래치(FF)에서 래치되어 트랜지스터(Q1, Q2)의 온/오프타임이 변하며 그럼으로써 식(12)에서와 같이 출력단(Vout)의 출력 DC레벨이 변화되게 된다. 위에서는 제어신호를 4개 씀으로써 16단계로 파워를 가능도록 예를 들었으며, 제어신호를 3개쓰면 8단계, 5개쓰면 32단계로 전압출력 제어가 가능하다.
상술한 바와같이 전기 전자소자로 구성되는 시스템 및 제품에서 공급되는 DC 전압을 소프트 웨어적으로 제어하여 원하는 만큼 전압변동을 얻어낼 수 있다. 그러므로써 DC파워에 따라 특성변화가 되는 I/O모듈(예를들어 DC 모터등)를 제어하기가 용이하여지는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 세트시스템의 스위칭 기본클럭을 발생하는 발진부(OSC)와, 기준전압을 발생하는 기준전압 발생회로(REF)와, 상기 궤환부와 기준전압 발생회로(REF)의 출력을 비교하는 비교부(Comp)와, 상기 발진부(OSC)의 출렬을 받아 통로를 온/오프하는 래치부(FF)와, 상기 래치부의 출력에 따라 입출력을 온/오프하는 트랜지스터(Q1, Q2)와, 출력전압의 리플을 제거하는 다이오드(D1), 코일(L)을 구비한 파워공급 회로에 있어서, 상기 파워변동에 따른 기능변혼시 프로그램어블 제어신호단(CS1-CS4)을 통해 복수의 제어신호를 발생하는 중앙처리장치(CPU)와, 상기 중앙처리장치(CPU)의 제어신호단(CS1-CS4)과 연결되어 이로 부터 발생되는 신호에 따라 스위칭되어 임피던스의 변화로 복수 레벨의 가변전압을 얻도록 조정하여 상기 비교부(Comp)의 기준전압과 비교를 위한 값으로 제공하는 가변 궤환수단(300)으로 구성됨을 특징으로 하는 중앙처리장치의 제어에 의한 파워공급회로.
  2. 제1항에 있어서, 가변궤환수단(300)이 상기 중앙처리장치(CPU)의 제어신호단(CS1-CS4)과 연결되어 상기제어신호단(CS1-CS4)로 부터 발생되는 신호에 의해 스위칭 되는 아나로그 스위치(SWa-SWd)와, 상기 각아나로그 스위치(SWa-SWd)에 각각 직렬로 연결되어 상기 아나로그 스위치(SWa-SWd)은 오프에 따라 조합된 임피던스 값의 변화로 시정수가 변화되어 비교부(Comp)에서 기준전압 발생회로(REF)의 출력과 비교를 위한가변합성 임피던스를 제공하는 저항(Ra-Rd)으로 구성됨을 특징으로 하는 중앙처리장치의 제어에 의한 파워공금회로.
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