KR0134541Y1 - 전원 공급 장치의 온/오프 제어장치 - Google Patents

전원 공급 장치의 온/오프 제어장치 Download PDF

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Abstract

외부에서 입력되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 시스템에 전원을 공급하는 외부 전원 공급부와,
상기 외부 전원 공급부에서 공급되는 전원을 공급받아 해당 장치를 충전하기 위한 충전부와,
상기 충전부에서 입력되는 전원을 공급받아 충전되어, 상기 외부 전원 공급부가 차단되며 시스템에 전원을 공급하는 충전 가능한 배터리와,
상기 외부 전원 공급부나 배터리에서 입력되는 전압을 시스템이 필요로 하는 직류 전압으로 변환하여 공급하는 직류/직류 변환부와,
상기 외부 전원 공급부의 동작 상태와, 상기 DC/DC컨버터에서 출력되는 펄스 신호에 따라 동작하여 상기 배터리의 전원 공급 상태를 제어하는 제어부로 이루어지는 전원 공급 장치의 온/오흐 제어 장치는 스위치부를 구동하기 위한 차지 펌프 회로를 직류/직류 변환부에서 발생하는 스위치 파형에 의해 동작하도록 하여 부품 원가를 절약하고, 스위치 제어부가 외부 전원 공급부가 시스템에 장착될 때 발생하는 순간 과전류를 차단하여 신뢰성을 향상시킨다.

Description

전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치
제1도는 종래의 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치의 블럭 구성도이고,
제2도는 이 고안의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치의 블럭 구성도이다.
이 고안은 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 휴대용 시스템에 전원을 공급하는 외부 전원 공급 장치의 동작 상태에 따라 시스템에 장착된 배터리의 동작 상태를 제어하는 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치에 대하여 설명하기로 한다.
제1도는 종래의 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치의 블럭 구성도이다.
제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치의 구성은,
외부에서 입력되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 시스템에 전원을 공급하는 외부 전원 공급부(10)와;
상기 외부 전원 공급부(10)에서 공급되는 전원을 공급받어 해당 장치를 충전하기 위한 충전부(20)와;
상기 충전부(20)에서 입력되는 전원을 공급받아 충전되어, 상기 외부 전원 공급부가 차단되면 시스템에 전원을 공급하는 충전 가능한 배터리(30)와;
상기 외부 전원 공급부(10)의 동작 상태에 따라 상기 배터리(30)의 전원 공급 상태를 제어하는 제어부(40)와,
상기 외부 전원 공급부(10)와 배터리(30)에서 입력된 전압을 시스템이 필요로 하는 직류 전압으로 변환하여 공급하는 직류/직류 변환부(DC/DC Converter,50)로 이루어진다.
상기 제어부(40)는 상기 외부 전원 공급부(10)의 출력단에 애노드 단자가 연결된 제1다이오드(D41)와;
상기 제1다이오스(D41)의 캐소드 단자에 일측단이 연결된 제1저항(R42)과;
상기 제1저항(R42)의 타측단에 일측단이 연결되고 타측단이 접지된 제2저항(R43)과;
상기 제1저항(R42)의 일측단과, 제2저항의 일측단에 연결되어 해당장치르 동작시키는 구동부(44)와,
상기 구동부(44)의 동작 상태에 따라 온/오프 상태가 변화하는 스위치부(SW45)로 이루어진다.
상기 구동부(44)는 상기 제1저항(R42)의 일측단에 연결된 차지 펌프(CP440)와;
제2저항(R43)의 일측단에 반전 입력 단자(-)가 연결되고, 비반전 입력 단자(+)가 기준 전압(REF)과 연결되고, 전원 단자가 상기 차지 펌프(CP440)에 연결된 비교기(OP441)로 이루어진다.
상기 스위치부(SW45)는 상기 비교기(OP441)의 출력단자에 게이트 단자가 연결되고, 드레인 단자가 상기 제1저항(R42)의 일측단에 연결되고, 소스 단자가 상기 배터리(30)에 연결되고, 드레인 단자가 캐소드 단자가 연결되고, 소스 단자에 애노드 단자가 연결된 다이오드를 포함하여 이루어진 전계 효과 트랜지스터(FET451)로 이루어진다.
상기의 구성에 의한 종래의 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치의 동작은 다음과 같다.
외부 전원 공급부(10)가 시스템에 장착되어 전원을 공급할 때는, 외부 전원 공급부에서 상기 제1다이오드(D41)를 통해 직류/직류/변환부(50)로 전원을 공급한다.
상기 직류/직류 변환부(50)는 상기 제1다이오드(D41)를 통해 입력된 전원을 시스템이 필요로 하는 직류 전압으로 변환하여 시스템으로 출력한다.
이때, 상기 외부 전원 공급부(10)에서 출력된 전압은 상기 제1, 제2저항(R42,R43)에 의해 분압되어 상기 구동부(44)의 비교기(OP441)의 반전 입력 단자(-)로 입력된다.
상기 비교기(OP441)는 반전/비반전 입력 단자(-,+)로 입력된 전압의 전위를 비교한다.
비교 결과, 반전 입력 단자(-)로 입력된 전압이 비반전 입력 단자(+)로 입력된 기준 전압(REF)보다 전위가 높으므로 로우 상태의 전압을 상기 스위치부(SW45)의 전계 효과 트랜지스터(FET451)로 출력한다.
로우 상태의 전압을 게이트 단자로 입력 받은 상기 전계 효과 트랜지스터(FET451)는 오프 상태가 된다.
그러므로, 사기 배터리(30)는 직류/직류 변환부(50)에 전원을 공급하지 못하고, 상기 외부 전원 공급부(10)에서 상기 충전부(20)를 통해 공급되는 충전 전류를 입력 받아 충전 상태에 있게 된다.
외부 전원 공급부(10)가 시스템에 장착되지 않은 경우는, 상기 구동부(44)의 비교기(OP441)의 반전 입력 단자(-)로 입력되는 전압이 없으므로, 상기 비교기(OP441)는 하이 상태의 전압을 스위치부(SW45)의 전계 효과 트랜지스터(FET451)의 게이트 단자로 출력한다.
이때, 상기 비교기(OP441)에서 출력되는 하이 상태의 전압은 상기 차지 펌프(CP440)에 의해 승압되므로, 상기 전계 효과 트랜지스터(FET451)의 게이트 단자에 인가되는 전압이 배터리(30)에서 소스 단자에 인가되는 전압보다 전위가 높게 된다.
게이트 단자가 소스 단자보다 전위가 높으면 상기 전계 효과 트랜지스터(FET451)는 턴온된다.
상기 전계 효과 트랜지스터(FET451)가 턴온되며, 상기 배터리(30)는 상기 소스 단자와 드레인 단자를 통해 상기 직류/직류 변환부(50)를 전압을 공급한다.
상기 배터리(30)에서 공급되는 전압을 상기 전계 효과 트랜지스터(FET451)를 통해 입력받은 직류/직류 변환부(50)는 시스템이 필요로 하는 전압으로 변환하여 출력한다.
상기 직류/직류 변환부(50)로부터 변환된 전압을 공급받은 시스템은 정상적으로 동작한다.
그러나, 상기한 종래의 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치는 스위치부를 동작시키기 위해 차지 펌프와 비교기가 내장된 하나의 집적회로로 이루어진 구동부를 사용해야 하므로 부품의 원가가 상승하고, 시스템이 동작하지 않을 때도 구동부가 동작하여 흐르는 누설 전류로 인하여 배터리를 방전시키는 문제점이 있다.
그러므로, 이 고안의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 직류/직류 변환부에서 발생하는 스위칭 파형에 의해 동작하는 차지 펌프 회로를 이용해서 스위치부를 동작시켜서 시스템으로 전원을 공급할 수 있도록 회로를 간소화하여 부품 원가를 절약하고, 누설 전류로 인하 배터리 방전 문제를 해결할 수 있는 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로써 이 고안의 구성은,
외부에서 입력되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 시스템에 전원을 공급하는 외부 전원 공급부와,
상기 외부 전원 공급부에서 공급되는 전원을 공급받아 해당 장치를 충전하기 위한 충전부와,
상기 충전부에서 입력되는 전원을 공급받아 충전되어, 상기 외부 전원 공급부가 차단되면 시스템에 전원을 공급하는 충전 가능한 배터리와;
상기 외부 전원 공급부나 배터리에서 입력되는 전압을 시스템이 필요로 하는 직류 전압으로 변환하여 공급하는 직류/직류 변환부와,
상기 외부 전원 공급부의 동작 상태와, 상기 직류/직류 변환부에서 출력되는 펄스 신호에 따라 동작하여 상기 배터리의 전원 공급 상태를 제어하는 제어부로 이루어진다.
상기한 구성에 의한 이 고안을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.
제2도는 이 고안의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치의 블럭 구성도이다.
첨부한 제2도에 도시되어 있듯이 이 고안의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치의 구성은,
외부에서 입력되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 시스템에 전원을 공급하는 외부 전원 공급부(10)와;
상기 외부 전원 공급부(10)에서 공급되는 전원을 공급받아 해당 장치를 충전하기 위한 충전부(20)와;
상기 충전부(20)에서 입력되는 전원을 공급받아 충전되어, 상기 외부 전원 공급부(10)가 차단되면 시스템에 전원을 공급하는 충전 가능한 배터리(30)와;
상기 외부 전원 공급부(10)나 배터리(30)에서 입력되는 전압을 시스템이 필요로 하는 직류 전압으로 변환하여 공급하는 직류/직류/변환부(50)와;
상기 외부 전원 공급부(10)의 동작 상태와, 상기 직류/직류 변환부(50)에서 출력되는 펄스 신호에 따라 동작하여 상기 배터리(30)의 전원 공급 상태를 제어하는 제어부(60)로 이루어진다.
상기 제어부(60)는 상기 외부 전원 공급부(10)의 전원 공급 상태에 따라 동작 상태가 변화하여 해당 장치의 온/오프를 제어하는 스위치 제어부(SW61)와;
상기 외부 전원 공급부(10)의 전원 공급 상태에 따라 직류/직류 변환부(50)에서 출력되는 신호를 이용하여 해당 장치를 구동하기 위한 전압을 공급하는 차지 펌프(CP62)와;
상기 스위치 제어부(SW61)의 동작 상태에 따라, 상기 차지 펌프(CP62)에서 출력되는 전압을 입력받아 상기 배터리(30)에서 시스템으로 공급되는 전원의 온/오프를 제어하는 스위치부(SW63)로 이루어진다.
상기 스위치 제어부(SW61)는 상기 외부 전원 공급부(10)의 출력단에 일측단이 연결된 제1저항(R611)과;
상기 제1저항(R611)의 타측단에 일측단이 연결되고 타측단이 접지된 제2저항(R612)과;
상기 제2저항(R612)의 일측단에 게이트 단자가 연결되고 에미터 단자가 접지된 제1전계 효과 트랜지스터(FET613)와;
상기 제1전계 효과 트랜지스터(FET613)의 드레인 단자에 일측단이 연결된 제3저항(R614)의 이루어진다.
상기 차지 펌프(CP62)는 외부 전원 공급부(10)의 출력단에 애노드 단자가 연결된 제1다이오드(D620)와;
상기 제1다이오드(D620)의 캐소드 단자에 일측단이 연결되고 타측단이 상기 직류/직류 변환부(50)에 연결된 제1커패시터(C621)와;
상기 제1커패시터(C621)의 일측단에 애노드 단자가 연결되고 캐소드 단자가 상기 제3저항(R614)이 타측단에 연결된 제2다이오드(D622)와;
상기 제2다이오드(D622)의 캐소드 단자에 일측단이 연결되고 타측단이 접지된 제2커패시터(C623)로 이루어진다.
상기 스위치부(SW63)는 상기 스위치 제어부(SW61)의 제1전계 효과 트랜지스터(FET613)의 드레인 단자에 게이트 단자가 연결되고, 상기 외부 전원 공급부(10)의 출력단에 드레인 단자가 연결되고, 배터리(30)에 소스 단자가 연결되고, 드레인 단자에 캐소드 단자가 연결되고, 소스 단자에 애노드 단자가 연결된 다이오드를 포함하여 이루어진 제2전계 효과 트랜지스터(FET631)로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 고안의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치의 작용은 다음과 같다.
외부 전원 공급부(10)가 시스템에 장착되어 전원을 공급하면 상기 스위치 제어부(SW61)의 분압 저항쌍(R611,R612)에 의해 분압된 전압이 게이트 단자에 인가되어 제1전계 효과 트랜지스터(FET613)를 턴온시킨다.
상기 제1전계 효과 트랜지스터(FET613)가 턴온되면 상기 스위치부(SW63)의 전계 효과 트랜지스터(FET631)에 전압이 인가되지 않아 스위치부(SW63)는 오프 상태가 된다.
상기 스위치부(SW63)가 오프 상태이므로 배터리(30)는 시스템으로 전원을 공급하지 못하고, 상기 외부 전원 공급부(10)에서 충전부(20)로 출력되는 충전 전류에 의해 충전된다.
상기 외부 전원 공급부(10)에 서 출력되는 전압은 상기 직류/직류 변환부(50)에 입력된다.
상기 직류/직류 변환부(50)는 상기 외부 전원 공급부(10)에서 입력되는 전압을 시스템이 필요로 하는 전압으로 변환하여 시스템으로 출력한다.
직류/직류 변환부(50)로부터 변환된 전원을 공급받은 시스템은 정상적으로 동작한다.
외부 전원 공급부(10)가 시스템으로부터 분리되어 배터리(30)에서 공급되는 전원으로 시스템을 구동하는 경우는 다음과 같이 동작한다.
외부 전원 공급부(10)에서 인가되는 전압이 없으므로 스위치 제어부(SW61)의 제1전계 효과 트랜지스터(FET613)가 오프 상태가 된다.
이때, 상기 배터리(30)는 상기 스위치부(SW63)의 제2전계 효과 트랜지스터(FET613)의 다이오드를 통해 상기 직류/직류 변환부(50)를 동작시키기 위한 전압을 공급한다.
상기 배터리(30)로부터 전압을 공급받은 직류/직류 변환부(50)는 시스템이 동작하면 스위칭 파형을 차지 펌프(CP62)로 출력한다.
상기 직류/직류 변환부(50)에서 발생하는 스위칭 파형이 로우 상태이면 상기 차지 펌프(CP62) 는 배터리(30)에서 공급되는 전압을 제1다이오드(D620)를 통해 상기 제1커패시터(C621)로 충전하고, 스위칭 파형이 하이 상태라면 배터리(30)에서 공급되는 전압의 약2배 전압이 제2다이오드(D622)를 통해 제2커패시터(C623)에 발생한다.
상기 차지 펌프(CP62)의 제2커패시터(C623)에 발생한 배전압은 상기 제1전계 효과 트랜지스터(FET613)가 오프 상태이므로 상기 스위치부(SW63)의 제2전계 효과 트랜지스터(FET613)의 게이트 단자에 인가된다.
상기 스위치부(SW63)의 제2전계 효과 트랜지스터(FET613)의 게이트 단자에 차지 펌프(CP62)에 의해 배압된 전압이 인가되면, 게이트 단자에 인가된 전압이 소스 단자에 인가된 배터리(30) 전압의 전위 보다 높게 되어 상기 제2전계 효과 트랜지스터(FET613)는 턴온된다.
상기 제2전계 효과 트랜지스터(FET613)가 턴온되면 상기 배터리(30)는 소스 단자와 드레인 단자를 통해 시스템을 구동하기 위한 전압을 DC/DC컨버터(50)에 공급한다.
상기 DC/DC컨버터(50)는 상기 배터리(30)에서 입력된 전압을 시스템이 필요로 하는 전압으로 변환하여 시스템에 공급한다.
상기 시스템은 상기 직류/직류 변환부(50)에서 공급되는 전압에 의해 정상적으로 동작한다.
그러므로, 상기와 같이 동작하는 이 고안의 효과는,
스위치부를 구동하기 위한 차지 펌프 회로를 직류/직류 변환부에서 발생하는 스위치 파형에 의해 동작하도록 하여 부품 원가를 절약하고, 스위치 제어부가 외부 전원 공급부가 시스템에 장착될 때 발생하는 순간 과전류를 차단하여 신뢰성을 향상시킨다.

Claims (3)

  1. 외부에서 입력되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 시스템에 전원을 공급하는 외부 전원 공급부와; 상기 외부 전원 공급부에서 공급되는 전원을 공급받아 해당 장치를 충전하기 위한 충전부와; 상기 충전부에서 입력되는 전원을 공급받아 충전되며, 상기 외부 전원 공급부가 차단되면 시스템에 전원을 공급하는 배터리와; 상기 외부 전원 공급부나 배터리에서 입력되는 전압을 시스템이 필요로 하는 직류 전압으로 변환하여 공급하며, 펄스신호를 출력하는 직류/직류 변환부와; 상기 외부 전원 공급부의 전원 공급 상태에 따라 동작 상태가 변화하여 해당 장치의 온/오프를 제어하는 스위치 제어부(SW61)와; 상기 외부 전원 공급부의 전원 공급 상태에 따라 직류/직류 변환부의 펄스신호를 이용하여 해당 장치를 구동하기 위한 전압을 공급하는 차지 펌프(CP62)와; 상기 스위치 제어부(SW61)의 동작 상태에 따라, 상기 차지 펌프(CP62)에서 출력되는 전압을 입력받아 상기 배터리에서 시스템으로 공급되는 전원의 온/오프를 제어하는 스위치부(SW63)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자치 펌프(CP62)는, 외부 전원 공급ㅂ의 출력단에 애노드 단자가 연결된 제1다이오드(D620)와; 상기 제1다이오드(D620)의 캐소드 단자에 일측단이 연결되고 타측단이 상기 직류/직류 변환부에 연결된 제1커패시터(C621)와; 상기 제1커패시터(C621)의 일측단에 애노드 단자가 연결되고 캐소드 단자가 상기 제3저항(R614)이 타측단에 연결된 제2다이오드(D622)와; 상기 제2다이오드(D622)의 캐소드 단자에 일측단이 연결되고, 타측단이 접지된 제2커패시터(C623)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치.
  3. 제4항에 있어서, 상기 스위치부(SW63)는, 상기 스위치 제어부(SW61)의 제1전계 효과 트랜지스터(FET613)의 드레인 단자에 게이트 단자가 연결되고, 상기 외부 전원 공급부의 출력단에 드레인 단자가 연결되고, 배터리에 소스 단자가 연결되고, 드레인 단자에 캐소드 단자가 연결되고, 소스 단자에 애노드 단자가 연결된 다이오드를 포함하여 이루어진 제2전계 효과 트랜지스터(FET613)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치의 온/오프 제어 장치.
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