KR20230159123A - Power supply comprising dc-dc converter supplying variable output voltage and operating method thereof - Google Patents

Power supply comprising dc-dc converter supplying variable output voltage and operating method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20230159123A
KR20230159123A KR1020220059092A KR20220059092A KR20230159123A KR 20230159123 A KR20230159123 A KR 20230159123A KR 1020220059092 A KR1020220059092 A KR 1020220059092A KR 20220059092 A KR20220059092 A KR 20220059092A KR 20230159123 A KR20230159123 A KR 20230159123A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
converter
voltage
feedback voltage
output
power supply
Prior art date
Application number
KR1020220059092A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이상준
Original Assignee
주식회사삼영에스앤씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사삼영에스앤씨 filed Critical 주식회사삼영에스앤씨
Priority to KR1020220059092A priority Critical patent/KR20230159123A/en
Publication of KR20230159123A publication Critical patent/KR20230159123A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H02M3/072—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps adapted to generate an output voltage whose value is lower than the input voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/135—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M3/137—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/139—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 입력 직류 전압을 출력 직류 전압으로 변환하여 출력단으로 출력하는 직류-직류 컨버터, 상기 출력 직류 전압의 피드백 전압을 피드백 전압 제어 신호에 따라 조정하여 상기 직류-직류 컨버터로 제공하는 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버, 상기 출력단의 부하 전류를 검출하여 상기 직류-직류 컨버터를 인에이블 시키는 전류 모니터, 그리고 상기 피드백 전압의 레벨을 제어하기 위한 상기 피드백 전압 제어 신호를 상기 DAC 드라이버에 제공하는 마이크로-컨트롤러 유닛을 포함하되, 상기 직류-직류 컨버터는 상기 피드백 전압 제어 신호에 따라 변화하는 상기 피드백 전압에 응답하여 가변되는 레벨의 상기 출력 직류 전압을 생성한다. A power supply device according to an embodiment of the present invention is a DC-DC converter that converts an input DC voltage into an output DC voltage and outputs it to an output terminal, and adjusts the feedback voltage of the output DC voltage according to a feedback voltage control signal to adjust the DC-DC converter. A digital-to-analog converter (DAC) driver provided as a converter, a current monitor for detecting the load current of the output terminal to enable the DC-DC converter, and the feedback voltage control signal for controlling the level of the feedback voltage. It includes a micro-controller unit provided to the DAC driver, wherein the DC-DC converter generates the output DC voltage at a variable level in response to the feedback voltage that changes according to the feedback voltage control signal.

Description

가변하는 출력 전압을 생성하는 직류-직류 컨버터를 포함하는 전원 공급 장치 및 그것의 동작 방법{POWER SUPPLY COMPRISING DC-DC CONVERTER SUPPLYING VARIABLE OUTPUT VOLTAGE AND OPERATING METHOD THEREOF}Power supply device including a direct current-direct current converter that generates a variable output voltage and a method of operating the same {POWER SUPPLY COMPRISING DC-DC CONVERTER SUPPLYING VARIABLE OUTPUT VOLTAGE AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 전원 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가변하는 출력 전압을 생성하는 직류-직류 컨버터를 포함하는 전원 공급 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a power supply device, and more particularly, to a power supply device including a direct current-direct current converter that generates a variable output voltage and a method of operating the same.

일반적으로 직류-직류 컨버터(DC-DC Converter)는 입력 전원 전압을 안정적인 레벨의 출력 직류 전압으로 변환하기 위한 장치이다. 직류-직류 컨버터를 통해서 승압하거나 강압하는 방식으로 다양한 전압 레벨의 직류 전압을 제공할 수 있다. 직류-직류 컨버터의 목적은 불안정한 입력 전압이나 노이즈와 같은 상황에서도 안정적인 출력 전압을 제공하는 것이다. 따라서, 직류-직류 컨버터의 출력 전압의 안정화를 위한 다양한 피드백 기술들이 적용되고 있다.In general, a DC-DC converter is a device that converts input power voltage into a stable level output DC voltage. Direct current voltages of various voltage levels can be provided by stepping up or down through a direct current-to-direct current converter. The purpose of a DC-DC converter is to provide a stable output voltage even in situations such as unstable input voltage or noise. Therefore, various feedback technologies are being applied to stabilize the output voltage of the DC-DC converter.

최근에 배터리 생산 라인이나 반도체 생산 라인과 같은 정밀한 온도나 습도의 관리가 필요한 분야에서 펠티에(Peltier) 소자에 대한 활용이 활발히 이루어지고 있다. 특히, 펠티에 소자를 활용하는 제습 장치에는 정밀한 구동 회로가 필요하다. 다양한 조건에서 저비용으로도 효과적인 동작을 보장할 수 있는 펠티에 소자의 전원 장치가 필요한 실정이다. Recently, Peltier elements have been actively used in fields that require precise temperature or humidity management, such as battery production lines or semiconductor production lines. In particular, dehumidifying devices using Peltier elements require precise driving circuits. There is a need for a Peltier element power supply that can ensure effective operation at low cost under various conditions.

(1) 한국 공개특허공보 10-2020-0046741 (2020.05.07)(1) Korean Patent Publication 10-2020-0046741 (2020.05.07) (2) 한국 공개특허공보 10-2017-0100516 (2017.09.04)(2) Korean Patent Publication 10-2017-0100516 (2017.09.04)

본 발명의 목적은, 직류-직류 컨버터의 출력 전압을 사용자의 의도에 따라 자유롭게 가변할 수 있는 전원 공급 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다. The purpose of the present invention is to provide a power supply device and a method of operating the same that can freely vary the output voltage of a DC-DC converter according to the user's intention.

본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 입력 직류 전압을 출력 직류 전압으로 변환하여 출력단으로 출력하는 직류-직류 컨버터, 상기 출력 직류 전압의 피드백 전압을 피드백 전압 제어 신호에 따라 조정하여 상기 직류-직류 컨버터로 제공하는 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버, 상기 출력단의 부하 전류를 검출하여 상기 직류-직류 컨버터를 인에이블(Enable)시키는 전류 모니터, 그리고 상기 피드백 전압의 레벨을 제어하기 위한 상기 피드백 전압 제어 신호를 상기 DAC 드라이버에 제공하는 마이크로-컨트롤러 유닛을 포함하되, 상기 직류-직류 컨버터는 상기 피드백 전압 제어 신호에 따라 변화하는 상기 피드백 전압에 응답하여 가변되는 레벨의 상기 출력 직류 전압을 생성한다. A power supply device according to an embodiment of the present invention is a DC-DC converter that converts an input DC voltage into an output DC voltage and outputs it to an output terminal, and adjusts the feedback voltage of the output DC voltage according to a feedback voltage control signal to adjust the DC-DC converter. A digital-to-analog converter (DAC) driver provided as a converter, a current monitor to detect the load current of the output terminal and enable the DC-DC converter, and the feedback voltage control to control the level of the feedback voltage. It includes a micro-controller unit that provides a signal to the DAC driver, wherein the DC-DC converter generates the output DC voltage at a variable level in response to the feedback voltage that changes according to the feedback voltage control signal.

이 실시 예에서, 상기 마이크로-컨트롤러 유닛은 상기 출력 직류 전압의 타깃 레벨에 대응하는 상기 피드백 전압 제어 신호를 생성하되, 상기 피드백 전압 제어 신호는 아날로그 레벨을 정의하는 데이터, 클록 신호, 그리고 로드 신호를 포함한다.In this embodiment, the micro-controller unit generates the feedback voltage control signal corresponding to the target level of the output direct current voltage, wherein the feedback voltage control signal includes data defining an analog level, a clock signal, and a load signal. Includes.

이 실시 예에서, 상기 전류 모니터는, 상기 출력단에 연결되는 션트 저항, 그리고 상기 션트 저항의 양단에 연결되는 전류 검출기를 포함한다.In this embodiment, the current monitor includes a shunt resistor connected to the output terminal, and a current detector connected to both ends of the shunt resistor.

이 실시 예에서, 상기 전류 검출기는 검출된 상기 부하 전류가 기준치를 초과하면, 상기 직류-직류 컨버터를 비활성화한다.In this embodiment, the current detector deactivates the DC-DC converter when the detected load current exceeds a reference value.

이 실시 예에서, 상기 직류-직류 컨버터와 상기 전류 모니터 사이에는 저역 필터링을 위한 인덕터가 더 포함된다.In this embodiment, an inductor for low-pass filtering is further included between the DC-DC converter and the current monitor.

이 실시 예에서, 상기 인덕터와 상기 전류 모니터 사이에는 상기 출력 직류 전압을 분배하여 상기 피드백 전압으로 제공하기 위한 전압 분배 저항을 더 포함한다.In this embodiment, a voltage dividing resistor is further included between the inductor and the current monitor to divide the output direct current voltage and provide it as the feedback voltage.

본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 피드백 전압을 참조하여 입력 전압을 출력 전압으로 변환하여 출력단으로 전달하는 직류-직류 컨버터, 피드백 전압 제어 신호에 따라 가변하는 상기 피드백 전압을 상기 직류-직류 컨버터로 제공하는 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버, 그리고 상기 출력단의 부하 전류에 따라 상기 직류-직류 컨버터를 활성화하는 전류 모니터를 포함한다.A power supply device according to an embodiment of the present invention includes a DC-DC converter that converts an input voltage into an output voltage with reference to a feedback voltage and transmits it to the output terminal, and converts the feedback voltage, which varies according to a feedback voltage control signal, into the DC-DC converter. It includes a digital-to-analog converter (DAC) driver provided as a converter, and a current monitor that activates the DC-DC converter according to the load current of the output stage.

이 실시 예에서, 상기 직류-직류 컨버터의 상기 출력 전압을 상기 피드백 전압으로 생성하기 위한 전압 분배기를 더 포함한다.In this embodiment, it further includes a voltage divider for generating the output voltage of the DC-DC converter as the feedback voltage.

이 실시 예에서, 상기 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버에 상기 출력 전압의 타깃 레벨에 대응하는 상기 피드백 전압 제어 신호를 제공하는 마이크로-컨트롤러 유닛을 더 포함한다.In this embodiment, it further includes a micro-controller unit that provides the feedback voltage control signal corresponding to the target level of the output voltage to the digital-to-analog converter (DAC) driver.

이 실시 예에서, 상기 피드백 전압 제어 신호는 상기 피드백 전압의 아날로그 레벨을 정의하는 데이터, 클록 신호, 그리고 로드 신호 중 적어도 하나를 포함한다.In this embodiment, the feedback voltage control signal includes at least one of data defining an analog level of the feedback voltage, a clock signal, and a load signal.

이 실시 예에서, 상기 전류 모니터는, 상기 출력단에 연결되는 션트 저항, 그리고 상기 션트 저항의 양단에 연결되어 상기 부하 전류를 검출하는 전류 검출기를 포함한다.In this embodiment, the current monitor includes a shunt resistor connected to the output terminal, and a current detector connected to both ends of the shunt resistor to detect the load current.

이 실시 예에서, 상기 직류-직류 컨버터와 상기 전류 모니터 사이에는 저역 필터링을 위한 인덕터가 더 포함된다.In this embodiment, an inductor for low-pass filtering is further included between the DC-DC converter and the current monitor.

본 발명의 실시 예에 따른 펠티에를 구동하기 위한 직류 전원을 제공하는 직류-직류 컨버터의 동작 방법은, 마이크로-컨트롤러 유닛이 상기 직류-직류 컨버터의 피드백 전압의 레벨을 조정하기 위한 피드백 전압 제어 신호를 생성하는 단계, 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버가 상기 피드백 전압 제어 신호에 따라 상기 직류-직류 컨버터에 제공될 아날로그 형태의 상기 피드백 전압을 생성하는 단계, 그리고 상기 직류-직류 컨버터가 상기 피드백 전압에 따라 입력 전압을 상기 펠티에에 제공될 출력 전압으로 생성하는 단계를 포함한다.A method of operating a DC-DC converter that provides DC power for driving a Peltier according to an embodiment of the present invention includes a micro-controller unit generating a feedback voltage control signal to adjust the level of the feedback voltage of the DC-DC converter. generating, a digital-to-analog converter (DAC) driver generating the feedback voltage in analog form to be provided to the DC-DC converter according to the feedback voltage control signal, and the DC-DC converter converting the feedback voltage to and generating an input voltage as an output voltage to be provided to the Peltier.

이 실시 예에서, 상기 직류-직류 컨버터의 출력단에 흐르는 부하 전류를 검출하는 단계를 더 포함한다.In this embodiment, the step of detecting the load current flowing in the output terminal of the DC-DC converter is further included.

이 실시 예에서, 검출된 상기 부하 전류의 크기가 기준치를 초과하면, 상기 직류-직류 컨버터를 턴오프하는 단계를 더 포함한다.In this embodiment, if the detected magnitude of the load current exceeds a reference value, turning off the DC-DC converter is further included.

상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 직류-직류 컨버터의 출력을 저비용의 소자들을 활용하여 용이하게 가변시킬 수 있는 전원 공급 장치 및 그것의 동작 방법을 구현할 수 있다. According to the above-described embodiment of the present invention, a power supply device that can easily vary the output of a DC-DC converter using low-cost devices and a method of operating the same can be implemented.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전원 공급 장치의 주요 동작을 간략히 보여주는 회로도이다.
도 3은 도 2의 전원 공급 장치의 동작을 간략히 보여주는 타이밍도이다.
도 4는 도 2의 전원 공급 장치를 구현한 회로를 보여주는 도면이다. 1 is a block diagram illustrating a power supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram briefly showing the main operations of the power supply device of FIG. 1.
FIG. 3 is a timing diagram briefly showing the operation of the power supply device of FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram showing a circuit implementing the power supply device of FIG. 2.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the exemplary drawings. In adding reference numerals to components in each drawing, identical components may have the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description may be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 전원 공급 장치(100)는 직류-직류(DC-DC) 컨버터(110), 전류 모니터(120), 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버(130), 그리고 마이크로-컨트롤러 유닛(MCU, 140)를 포함할 수 있다. 1 is a block diagram illustrating a power supply device according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 1, the power supply device 100 includes a direct current-direct current (DC-DC) converter 110, a current monitor 120, a digital-to-analog converter (DAC) driver 130, and a micro-controller unit ( MCU, 140) may be included.

DC-DC 컨버터(110)는 입력 전압(VIN)의 레벨을 조정하여 출력 전압(VOUT)으로 출력한다. DC-DC 컨버터(110)는 예를 들면 24V의 입력 전압(VIN)을 강하시켜 0V 이상 10V 이하의 직류 출력 전압(VOUT)으로 생성할 수 있다. 특히, DC-DC 컨버터(110)는 전류 모니터(120)로부터 제공되는 인에이블 신호(EN)에 응답하여 활성화 또는 비활성화된다. 예를 들면, DC-DC 컨버터(110)는 인에이블 신호(EN)가 활성화 상태에서는 직류-직류 변환을 수행하여 출력 전압(VOUT)을 생성하지만, 인에이블 신호(EN)가 비활성화되면 출력 전압(VOUT)의 생성을 중지할 수 있다. 더불어, DC-DC 컨버터(110)는 가변 피드백 전압(VA_FB)에 응답하여 출력 전압(VA_FB)을 조정한다. The DC-DC converter 110 adjusts the level of the input voltage (VIN) and outputs it as the output voltage (VOUT). The DC-DC converter 110 can generate a direct current output voltage (VOUT) of 0V or more and 10V or less by dropping the input voltage (VIN) of, for example, 24V. In particular, the DC-DC converter 110 is activated or deactivated in response to the enable signal EN provided from the current monitor 120. For example, the DC-DC converter 110 generates an output voltage (VOUT) by performing DC-DC conversion when the enable signal (EN) is activated, but when the enable signal (EN) is deactivated, the output voltage ( The generation of VOUT) can be stopped. In addition, the DC-DC converter 110 adjusts the output voltage (VA_FB) in response to the variable feedback voltage (VA_FB).

일반적으로 DC-DC 컨버터(110)는 피드백 전압(Feedback voltage)에 따라 출력 전압을 안정화시킨다. 예를 들면, 피드백 전압이 기준 레벨보다 높은 경우, DC-DC 컨버터(110)는 출력 전압(VOUT)의 강압시킬 것이다. 반면, 피드백 전압이 기준 레벨보다 낮은 경우, DC-DC 컨버터(110)는 출력 전압(VOUT)의 승압하기 위한 내부 동작을 수행한다. 이때, 피드백 전압은 출력 전압(VOUT)이나 출력 전압을 분배하는 방식으로 생성된다. 하지만, 본 발명에서는 피드백 전압은 DAC 드라이버(130)로부터 제공되는 가변 피드백 전압(VA_FB)으로 제공된다. 따라서, DC-DC 컨버터(110)는 사용자의 의도에 따라 조정되는 가변 피드백 전압(VA_FB)에 따라 레벨 조정이 가능한 출력 전압(VOUT)을 생성할 수 있다. DC-DC 컨버터(110)는 피드백 전압을 출력 전압(VOUT)의 안정화 동작에 사용하고, 인에이블 신호(EN)에 의해서 턴온 또는 턴오프되는 제반 DC-DC 컨버터 디바이스나 칩들로 구현될 수 있다.In general, the DC-DC converter 110 stabilizes the output voltage according to the feedback voltage. For example, if the feedback voltage is higher than the reference level, DC-DC converter 110 will step down the output voltage (VOUT). On the other hand, when the feedback voltage is lower than the reference level, the DC-DC converter 110 performs an internal operation to boost the output voltage (VOUT). At this time, the feedback voltage is generated by dividing the output voltage (VOUT) or the output voltage. However, in the present invention, the feedback voltage is provided as a variable feedback voltage (VA_FB) provided from the DAC driver 130. Accordingly, the DC-DC converter 110 can generate an output voltage (VOUT) whose level can be adjusted according to the variable feedback voltage (VA_FB) adjusted according to the user's intention. The DC-DC converter 110 uses feedback voltage to stabilize the output voltage (VOUT) and can be implemented with various DC-DC converter devices or chips that are turned on or off by the enable signal (EN).

전류 모니터(120)는 DC-DC 컨버터(110)의 출력단에 흐르는 부하 전류(IL)를 모니터링한다. 전류 모니터(120)는 부하 전류(IL)가 기준치를 초과하는 경우, 회로 보호를 위해 DC-DC 컨버터(110)를 턴오프시키기 위해 인에이블 신호(EN)를 비활성화한다. 전류 모니터(120)는 션트 저항(Shunt resistor) 또는 변류기와 같은 소자들을 사용하여 구성될 수 있다.The current monitor 120 monitors the load current (I L ) flowing through the output terminal of the DC-DC converter 110. When the load current (I L ) exceeds the reference value, the current monitor 120 deactivates the enable signal (EN) to turn off the DC-DC converter 110 for circuit protection. Current monitor 120 may be configured using elements such as a shunt resistor or current transformer.

DAC 드라이버(130)는 MCU(140)로부터 제공되는 논리 신호인 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 응답하여 아날로그 신호인 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성한다. DAC 드라이버(130)는 MCU(140)에서 제공되는 코드 형태의 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 따라 대응하는 전압 레벨을 갖는 아날로그 형태의 가변 피드백 전압(VA_FB)을 DC-DC 컨버터(110)로 전달한다. 예를 들면, DAC 드라이버(130)는 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 따라 0V 내지 5V 범위의 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성할 수 있다.The DAC driver 130 generates a variable feedback voltage VA_FB, which is an analog signal, in response to the feedback control signal FB_CTRL, which is a logic signal provided from the MCU 140. The DAC driver 130 transmits an analog variable feedback voltage (VA_FB) having a corresponding voltage level to the DC-DC converter 110 according to the code-type feedback control signal (FB_CTRL) provided from the MCU 140. . For example, the DAC driver 130 may generate a variable feedback voltage (VA_FB) in the range of 0V to 5V according to the feedback control signal (FB_CTRL).

MCU(140)는 피드백 제어 신호(FB_CTRL)를 생성하여 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성하는 DAC 드라이버(130)를 제어한다. 예를 들면, MCU(140)는 사용자가 입력한 레벨로 DC-DC 컨버터(110)의 출력 전압(VOUT)을 조정하기 위해 피드백 제어 신호(FB_CTRL)를 생성할 수 있다. 피드백 제어 신호(FB_CTRL)가 결정되면, DAC 드라이버(130)의 가변 피드백 전압(VA_FB)의 레벨이 결정되고, 따라서, DC-DC 컨버터(110)의 출력 전압(VOUT)이 결정된다. The MCU 140 generates a feedback control signal (FB_CTRL) to control the DAC driver 130 that generates a variable feedback voltage (VA_FB). For example, the MCU 140 may generate a feedback control signal (FB_CTRL) to adjust the output voltage (VOUT) of the DC-DC converter 110 to the level input by the user. When the feedback control signal FB_CTRL is determined, the level of the variable feedback voltage VA_FB of the DAC driver 130 is determined, and thus the output voltage VOUT of the DC-DC converter 110 is determined.

이상의 설명에 따르면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 고정 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터(110)를 사용하여 가변되는 출력 전압(VOUT)을 제공할 수 있다. 이러한 구성을 통해서 펠티에 소자를 구동하기 위한 저비용이면서 고신뢰도의 전원 공급 장치(100)를 구현할 수 있다.According to the above description, the power supply device 100 of the present invention can provide a variable output voltage (VOUT) using the DC-DC converter 110 that generates a fixed voltage. Through this configuration, a low-cost and highly reliable power supply device 100 for driving a Peltier device can be implemented.

도 2는 도 1의 전원 공급 장치의 주요 동작을 간략히 보여주는 회로도이다. 도 2를 참조하면, 전류 모니터(120)는 부하 전류(IL)의 크기에 따라 DC-DC 컨버터(110)를 인에이블(Enable)/디스에이블(Disable)시킨다. 그리고 DAC 드라이버(130)는 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 따라 가변 피드백 전압(VA_FB)을 DC-DC 컨버터(110)에 피드백 전압(FB)으로 제공한다. FIG. 2 is a circuit diagram briefly showing the main operations of the power supply device of FIG. 1. Referring to FIG. 2, the current monitor 120 enables/disables the DC-DC converter 110 according to the size of the load current (I L ). And the DAC driver 130 provides the variable feedback voltage VA_FB to the DC-DC converter 110 as the feedback voltage FB according to the feedback control signal FB_CTRL.

DC-DC 컨버터(110)는 입력단(IN)으로 입력 전압(VIN)을 수신한다. 그리고 DC-DC 컨버터(110)는 입력 전압(VIN)을 피드백 입력단(FB)으로 제공되는 가변 피드백 전압(VA_FB)을 사용하여 가변되는 레벨의 출력 전압(VOUT)으로 생성한다. 더불어, DC-DC 컨버터(110)는 인에이블 입력단으로 제공되는 전류 모니터(120)에서 전달되는 인에이블 신호(EN)를 수신한다. DC-DC 컨버터(110)는 인에이블 신호(EN)가 활성화(또는, 로직 하이)되면, 출력 전압(VOUT)의 생성 동작을 지속한다. 반면, DC-DC 컨버터(110)는 인에이블 신호(EN)가 비활성화(또는, 로직 로우)되면, 출력 전압(VOUT)을 차단할 수 있다. 만일, 전류 모니터(120)의 전류 검출기(122)에서 감지된 부하 전류(IL)의 크기가 기준치를 초과하는 경우, 인에이블 신호(EN)는 비활성화(또는, 로직 로우)된다. 그러면, DC-DC 컨버터(110)는 부하 장치를 보호하기 위해 출력 전압(VOUT)을 차단할 수 있다.The DC-DC converter 110 receives the input voltage (VIN) through the input terminal (IN). And the DC-DC converter 110 generates the input voltage (VIN) as an output voltage (VOUT) of a variable level using the variable feedback voltage (VA_FB) provided as the feedback input terminal (FB). In addition, the DC-DC converter 110 receives an enable signal (EN) transmitted from the current monitor 120 provided as an enable input terminal. The DC-DC converter 110 continues to generate the output voltage VOUT when the enable signal EN is activated (or logic high). On the other hand, the DC-DC converter 110 may block the output voltage (VOUT) when the enable signal (EN) is inactivated (or logic low). If the magnitude of the load current ( IL ) detected by the current detector 122 of the current monitor 120 exceeds the reference value, the enable signal EN is deactivated (or logic low). Then, the DC-DC converter 110 can block the output voltage (VOUT) to protect the load device.

DC-DC 컨버터(110)의 출력단(OUT)을 통해서 흐르는 부하 전류(IL)는 저역 필터(LPF) 역할을 위한 인덕터(L)를 경유한다. 그리고 인덕터(L)를 경유한 부하 전류(IL)는 전류 모니터(120)의 션트 저항(R_shunt)과 전류 검출기(122)에 의해서 모니터링된다.The load current (I L ) flowing through the output terminal (OUT) of the DC-DC converter 110 passes through an inductor (L) to serve as a low-pass filter (LPF). And the load current (I L ) passing through the inductor (L) is monitored by the shunt resistance (R_shunt) of the current monitor (120) and the current detector (122).

전류 모니터(120)는 션트 저항(R_shunt)과 전류 검출기(122)를 포함할 수 있다. 션트 저항(R_shunt)은 출력단에 흐르는 부하 전류의 대부분을 통과시킬 수 있는 저항치를 가질 수 있다. 전류 검출기(122)는 션트 저항(R_shunt)의 크기, 션트 저항(R_shunt)의 양단 전압, 그리고 전류 검출기(122) 내부의 저항을 이용하여 부하 전류(IL)의 크기를 검출할 수 있다. 그리고 전류 검출기(122)는 검출된 부하 전류(IL)의 크기가 기준치를 초과하는 경우, 인에이블 신호(EN)를 비활성화시킨다. 그러면, DC-DC 컨버터(110)가 비활성화되고 출력 전압(VOUT)은 차단될 수 있다.The current monitor 120 may include a shunt resistor (R_shunt) and a current detector 122. The shunt resistor (R_shunt) may have a resistance value that allows most of the load current flowing through the output terminal to pass. The current detector 122 can detect the size of the load current (I L ) using the size of the shunt resistance (R_shunt), the voltage across the shunt resistance (R_shunt), and the resistance inside the current detector 122. And the current detector 122 deactivates the enable signal EN when the magnitude of the detected load current I L exceeds the reference value. Then, the DC-DC converter 110 may be deactivated and the output voltage (VOUT) may be blocked.

DAC 드라이버(130)는 MCU(140, 미도시)로부터 제공되는 디지털 신호인 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 응답하여 아날로그 신호인 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성한다. 피드백 제어 신호(FB_CTRL)는 복수 비트의 코드들(DI)과 클록 신호(CLK), 컨펌 신호(LD)를 포함할 수 있다. MCU(140)는 가변하는 출력 전압(VOUT)을 위해 타깃 전압에 대응하는 복수 비트의 코드들(DI)을 클록 신호(CLK)에 동기하여 DAC 드라이버(130)에 입력한다. MCU(140)는 복수 비트의 코드들(DI)의 입력이 완료되면 컨펌 신호(LD)를 전달하는 방식으로 피드백 제어 신호(FB_CTRL)를 DAC 드라이버(130)에 입력할 수 있다.The DAC driver 130 generates a variable feedback voltage VA_FB, which is an analog signal, in response to the feedback control signal FB_CTRL, which is a digital signal provided from the MCU 140 (not shown). The feedback control signal FB_CTRL may include multiple bit codes DI, a clock signal CLK, and a confirmation signal LD. The MCU 140 inputs plural-bit codes DI corresponding to the target voltage to the DAC driver 130 in synchronization with the clock signal CLK for the variable output voltage VOUT. The MCU 140 may input the feedback control signal FB_CTRL to the DAC driver 130 by transmitting the confirmation signal LD when the input of the plural-bit codes DI is completed.

DAC 드라이버(130)는 MCU(140)에서 제공되는 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 따라 대응하는 전압 레벨을 갖는 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성한다. 예를 들면, 가변 피드백 전압(VA_FB)은 0V 내지 5V 범위에서 가변될 수 있다. DAC 드라이버(130)에서 출력하는 가변 피드백 전압(VA_FB)은 저항(R3)을 통해서 DC-DC 컨버터(110)의 피드백 입력단(FB)에 전달된다. DAC 드라이버(130)의 구동 능력에 따라 DC-DC 컨버터(110)의 피드백 입력단(FB)에는 저항들(R1, R2)에 의해서 분배되는 피드백 전압(VFB)은 실질적으로 가변 피드백 전압(VA_FB)으로 설정될 것이다.The DAC driver 130 generates a variable feedback voltage VA_FB having a corresponding voltage level according to the feedback control signal FB_CTRL provided from the MCU 140. For example, the variable feedback voltage VA_FB can be varied in the range of 0V to 5V. The variable feedback voltage (VA_FB) output from the DAC driver 130 is transmitted to the feedback input terminal (FB) of the DC-DC converter 110 through the resistor (R3). Depending on the driving capability of the DAC driver 130, the feedback voltage (VFB) distributed by the resistors (R1 and R2) to the feedback input terminal (FB) of the DC-DC converter 110 is substantially converted to a variable feedback voltage (VA_FB). will be set.

상술한 전원 공급 장치(100)에서는 본 발명을 위한 필수 구성들의 기능을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 여기에 국한되지 않음은 잘 이해될 것이다. 즉, 상술한 구성들은 동일 또는 유사한 기능들을 갖는 소자나 장치들로 구현 가능할 것이다.In the above-described power supply device 100, the functions of essential components for the present invention have been described as examples, but it will be well understood that the present invention is not limited thereto. That is, the above-described configurations may be implemented with devices or devices having the same or similar functions.

도 3은 도 2의 전원 공급 장치의 동작을 간략히 보여주는 타이밍도이다. 도 3을 참조하면, MCU(140)에 의해서 제어되는 가변 피드백 전압(VA_FB)에 따라 DC-DC 컨버터(110)의 출력 전압(VOUT)도 가변될 수 있다.FIG. 3 is a timing diagram briefly showing the operation of the power supply device of FIG. 2. Referring to FIG. 3, the output voltage (VOUT) of the DC-DC converter 110 may also be varied according to the variable feedback voltage (VA_FB) controlled by the MCU 140.

t0 시점부터 t1 시점에서는 이전에 입력된 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 대응하는 가변 피드백 전압(VA_FB)과 출력 전압(VOUT)의 레벨이 유지되는 것으로 가정하기로 한다. 즉, t0 시점 이전에 MCU(140)에 의해서 제공된 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 의해서 t0 시점에서는 'FB_0' 레벨의 가변 피드백 전압(VA_FB)과 그에 대응하는 'VO_3' 레벨의 출력 전압(VOUT)이 생성되고 있다.It is assumed that from time t0 to time t1, the levels of the variable feedback voltage VA_FB and the output voltage VOUT corresponding to the previously input feedback control signal FB_CTRL are maintained. That is, at time t0, the variable feedback voltage (VA_FB) at the 'FB_0' level and the corresponding output voltage (VOUT) at the 'VO_3' level are generated by the feedback control signal (FB_CTRL) provided by the MCU 140 before time t0. is being created.

t1 시점에서 t2 시점까지, MCU(140)에 의해서 '00111100'의 피드백 제어 신호(FB_CTRL)가 입력되었다고 가정하자. 그리고 피드백 제어 신호(FB_CTRL)를 DAC 드라이버(130)에 로드하는 컨펌 신호(또는 로드 신호, 미도시)가 입력되면, DAC 드라이버(130)는 '00111100'의 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 대응하는 아날로그 레벨의 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성한다. 즉, t2 시점에서 DAC 드라이버(130)는 'FB_2' 레벨의 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성할 것이다. 그러면, 'FB_2' 레벨의 가변 피드백 전압(VA_FB)에 응답하여 DC-DC 컨버터(110)는 출력 전압(VOUT)의 레벨을 'VO_1' 크기로 강하시킬 것이다. 'VO_1' 크기의 출력 전압(VOUT)은 새로운 피드백 제어 신호(FB_CTRL)가 입력되는 t4 시점까지 유지될 수 있다.Let us assume that a feedback control signal (FB_CTRL) of '00111100' is input by the MCU 140 from time t1 to time t2. And when a confirmation signal (or load signal, not shown) that loads the feedback control signal (FB_CTRL) to the DAC driver 130 is input, the DAC driver 130 generates an analog signal corresponding to the feedback control signal (FB_CTRL) of '00111100'. Generates a variable level feedback voltage (VA_FB). That is, at time t2, the DAC driver 130 will generate a variable feedback voltage (VA_FB) at the 'FB_2' level. Then, in response to the variable feedback voltage VA_FB of the 'FB_2' level, the DC-DC converter 110 will lower the level of the output voltage (VOUT) to the 'VO_1' level. The output voltage (VOUT) of size 'VO_1' can be maintained until time t4 when the new feedback control signal (FB_CTRL) is input.

t3 시점에서 t4 시점까지, MCU(140)에 의해서 '00000010'의 피드백 제어 신호(FB_CTRL)가 입력된다. 그리고 피드백 제어 신호(FB_CTRL)를 DAC 드라이버(130)에 로드하는 컨펌 신호(예를 들면, LD)가 입력되면, DAC 드라이버(130)는 '00000010'의 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 대응하는 아날로그 레벨의 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성한다. 즉, t4 시점에서 DAC 드라이버(130)는 'FB_1' 크기의 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성할 것이다. 이어서 'FB_1' 레벨의 가변 피드백 전압(VA_FB)에 응답하여 DC-DC 컨버터(110)는 출력 전압(VOUT)의 레벨을 'VO_2' 크기로 상승시킬 것이다. 'VO_2' 크기의 출력 전압(VOUT)은 새로운 피드백 제어 신호(FB_CTRL)가 입력되는 t6 시점까지 유지될 수 있다.From time t3 to time t4, the feedback control signal (FB_CTRL) of '00000010' is input by the MCU 140. And when a confirmation signal (for example, LD) that loads the feedback control signal (FB_CTRL) to the DAC driver 130 is input, the DAC driver 130 generates an analog level corresponding to the feedback control signal (FB_CTRL) of '00000010'. Generates a variable feedback voltage (VA_FB) of That is, at time t4, the DAC driver 130 will generate a variable feedback voltage (VA_FB) of size 'FB_1'. Subsequently, in response to the variable feedback voltage VA_FB of the 'FB_1' level, the DC-DC converter 110 will increase the level of the output voltage (VOUT) to the 'VO_2' level. The output voltage (VOUT) of size 'VO_2' can be maintained until t6 when the new feedback control signal (FB_CTRL) is input.

t5 시점에서 t6 시점까지, MCU(140)에 의해서 '10000000'의 피드백 제어 신호(FB_CTRL)가 입력된다. 그리고 피드백 제어 신호(FB_CTRL)를 DAC 드라이버(130)에 로드하는 컨펌 신호(예를 들면, LD)가 입력되면, DAC 드라이버(130)는 '10000000'의 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 대응하는 아날로그 레벨의 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성한다. 즉, t6 시점에서 DAC 드라이버(130)는 'FB_3' 크기의 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성할 것이다. 이어서 'FB_3' 레벨의 가변 피드백 전압(VA_FB)에 응답하여 DC-DC 컨버터(110)는 출력 전압(VOUT)의 레벨을 'VO_0' 크기로 하강시킬 것이다. From time t5 to time t6, a feedback control signal (FB_CTRL) of '10000000' is input by the MCU 140. And when a confirmation signal (for example, LD) that loads the feedback control signal (FB_CTRL) to the DAC driver 130 is input, the DAC driver 130 generates an analog level corresponding to the feedback control signal (FB_CTRL) of '10000000'. Generates a variable feedback voltage (VA_FB) of That is, at time t6, the DAC driver 130 will generate a variable feedback voltage (VA_FB) of size 'FB_3'. Subsequently, in response to the variable feedback voltage VA_FB at the 'FB_3' level, the DC-DC converter 110 will lower the level of the output voltage (VOUT) to the 'VO_0' level.

이상에서는 피드백 제어 신호(FB_CTRL)와 그에 대응하는 가변 피드백 전압(VA_FB)을 생성하는 DAC 드라이버(130), 그리고 가변 피드백 전압(VA_FB)에 따라 출력 전압(VOUT)의 레벨을 가변하는 DC-DC 컨버터(110)의 동작이 설명되었다. 피드백 제어 신호(FB_CTRL)는 디지털 신호 또는 코드 형태로 MCU(140)로부터 DAC 드라이버(130)로 제공될 수 있다. In the above, a DAC driver 130 that generates a feedback control signal (FB_CTRL) and a corresponding variable feedback voltage (VA_FB), and a DC-DC converter that varies the level of the output voltage (VOUT) according to the variable feedback voltage (VA_FB) The operation of (110) has been explained. The feedback control signal FB_CTRL may be provided from the MCU 140 to the DAC driver 130 in the form of a digital signal or code.

여기서, 피드백 제어 신호(FB_CTRL)의 입력 간격은 도시된 것보다 훨씬 짧게 설정될 수도 있다. 따라서, DC-DC 컨버터(110)의 출력 전압(VOUT) 레벨은 이산적인 형태로 변하기보다는 선형적으로 또는 연속적으로 변하는 형태를 가질 수도 있을 것이다.Here, the input interval of the feedback control signal FB_CTRL may be set much shorter than shown. Accordingly, the output voltage (VOUT) level of the DC-DC converter 110 may change linearly or continuously rather than in a discrete manner.

도 4는 도 2의 전원 공급 장치를 구현한 회로를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, DC-DC 컨버터(110), 전류 검출기(122), 그리고 DAC 드라이버(130)는 일반적으로 사용되는 디바이스들을 사용하였다. 도시된 소자들이나 전압 레벨, 수치들은 예시에 불과하며 다양한 변경이 가능함은 잘 이해될 것이다.FIG. 4 is a diagram showing a circuit implementing the power supply device of FIG. 2. Referring to FIG. 4, the DC-DC converter 110, current detector 122, and DAC driver 130 used commonly used devices. It will be well understood that the elements, voltage levels, and values shown are merely examples and that various changes are possible.

DC-DC 컨버터(110)의 입력단(IN)에는 24V의 입력 전압(VIN)이 제공된다. 입력 커패시터들(C1, C2)을 통해 입력 전압(VIN)에 포함되는 교류 성분의 잡음이 제거될 수 있다. DC-DC 컨버터(110)의 인에이블 입력단(EN)에는 전류 검출기(122)로부터 전달되는 인에이블 신호(EN)가 입력된다. DC-DC 컨버터(110)의 출력단을 구성하는 부스트 단자(BS)에는 PH 단자 사이에는 커패시터(C3)가 연결되고, PH 단자와 접지 사이에는 다이오드(D)가 연결된다. 그리고 PH 단자에는 인덕터(L)의 일단이 연결되고, 피드백을 위한 저항들(R1, R2)은 인덕터(L)의 타단과 접지 사이에 연결된다.An input voltage (VIN) of 24V is provided to the input terminal (IN) of the DC-DC converter 110. Noise of the alternating current component included in the input voltage VIN can be removed through the input capacitors C1 and C2. An enable signal (EN) transmitted from the current detector 122 is input to the enable input terminal (EN) of the DC-DC converter 110. To the boost terminal (BS) constituting the output terminal of the DC-DC converter 110, a capacitor (C3) is connected between the PH terminal and a diode (D) is connected between the PH terminal and ground. And one end of the inductor (L) is connected to the PH terminal, and the resistors (R1, R2) for feedback are connected between the other end of the inductor (L) and ground.

전류 모니터(120)를 구성하는 션트 저항(R_shunt)이 인덕터(L)의 타단과 출력단(VOUT) 사이에 연결되고, 션트 저항(R_shunt)의 양단에는 전류 검출기(122)가 연결된다. 전류 검출기(122)는 션트 저항(R_shunt)의 양단으로부터 제공되는 신호들을 입력받아 얼라트 단자(ALERT)를 통해서 인에이블 신호(EN)를 출력한다.A shunt resistor (R_shunt) constituting the current monitor 120 is connected between the other end of the inductor (L) and the output terminal (VOUT), and a current detector 122 is connected to both ends of the shunt resistor (R_shunt). The current detector 122 receives signals provided from both ends of the shunt resistor (R_shunt) and outputs an enable signal (EN) through the alert terminal (ALERT).

DAC 드라이버(130)는 MCU(140, 미도시)에서 제공되는 피드백 제어 신호(FB_CTRL)에 응답하여 아날로그 출력 단자들(AO1~AO3) 어느 하나로 가변 피드백 전압(VA_FB)을 출력한다. 가변 피드백 전압(VA_FB)은 저항(R3)을 경유하여 DC-DC 컨버터(110)의 피드백 단자(FB)로 입력된다. 여기서, 피드백 제어 신호(FB_CTRL)는 클록 신호(CLK), 데이터(DAT), 그리고 로드 신호(DAC_LD1)를 포함할 수 있다. 클록 신호(CLK)는 DAC 드라이버(130)의 클록 입력 단자(CLK)에, 데이터(DAT)는 DAC 드라이버(130)의 데이터 입력 단자(DI)에, 그리고 로드 신호(DAC_LD1)는 DAC 드라이버(130)의 로드 입력 단자(LD)에 각각 입력된다. 로드 신호(DAC_LD1)는 도 2에서 설명된 컨펌 신호에 대응한다. 데이터(DAT)는 도 3의 타이밍도에서 도시된 코드들과 같은 형태로 입력될 수 있다.The DAC driver 130 outputs a variable feedback voltage (VA_FB) to one of the analog output terminals (AO1 to AO3) in response to the feedback control signal (FB_CTRL) provided from the MCU (140 (not shown)). The variable feedback voltage VA_FB is input to the feedback terminal (FB) of the DC-DC converter 110 via the resistor R3. Here, the feedback control signal FB_CTRL may include a clock signal CLK, data DAT, and load signal DAC_LD1. The clock signal (CLK) is connected to the clock input terminal (CLK) of the DAC driver 130, the data (DAT) is connected to the data input terminal (DI) of the DAC driver 130, and the load signal (DAC_LD1) is connected to the DAC driver 130. ) are input to each load input terminal (LD). The load signal (DAC_LD1) corresponds to the confirm signal described in FIG. 2. Data (DAT) may be input in the same form as the codes shown in the timing diagram of FIG. 3.

이상의 회로 구성을 통하여 본 발명의 전압 공급 장치(100)는 가변 피드백 전압(VA_FB)을 DC-DC 컨버터(110)에 제공함으로써 가변되는 출력 전압(VOUT)을 제공할 수 있다. 전원 공급 장치(100)는 본 발명의 이점을 구현하기 위한 필수 구성들만을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 여기에 국한되지 않음은 잘 이해될 것이다. 즉, 상술한 구성들은 동일 또는 유사한 기능들을 갖는 소자나 장치들로 구현 가능할 것이다. Through the above circuit configuration, the voltage supply device 100 of the present invention can provide a variable output voltage (VOUT) by providing a variable feedback voltage (VA_FB) to the DC-DC converter 110. Although the power supply device 100 has been described as an example of only the essential components for implementing the advantages of the present invention, it will be well understood that the present invention is not limited thereto. That is, the above-described configurations may be implemented with devices or devices having the same or similar functions.

상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described details are specific embodiments for carrying out the present invention. The present invention will include not only the above-described embodiments, but also embodiments that can be simply changed or easily changed in design. In addition, the present invention will also include technologies that can be easily modified and implemented using the embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents of the present invention as well as the claims described later.

Claims (15)

입력 직류 전압을 출력 직류 전압으로 변환하여 출력단으로 출력하는 직류-직류 컨버터;
상기 출력 직류 전압의 피드백 전압을 피드백 전압 제어 신호에 따라 조정하여 상기 직류-직류 컨버터로 제공하는 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버;
상기 출력단의 부하 전류를 검출하여 상기 직류-직류 컨버터를 인에이블(Enable) 시키는 전류 모니터; 그리고
상기 피드백 전압의 레벨을 제어하기 위한 상기 피드백 전압 제어 신호를 상기 DAC 드라이버에 제공하는 마이크로-컨트롤러 유닛을 포함하되,
상기 직류-직류 컨버터는 상기 피드백 전압 제어 신호에 따라 변화하는 상기 피드백 전압에 응답하여 가변되는 레벨의 상기 출력 직류 전압을 생성하는 전원 공급 장치.A DC-DC converter that converts input DC voltage into output DC voltage and outputs it to the output terminal;
A digital-to-analog converter (DAC) driver that adjusts a feedback voltage of the output direct current voltage according to a feedback voltage control signal and provides it to the direct current-direct current converter;
A current monitor that detects the load current of the output terminal and enables the DC-DC converter; and
A micro-controller unit providing the DAC driver with the feedback voltage control signal for controlling the level of the feedback voltage,
The DC-DC converter is a power supply device that generates the output DC voltage at a variable level in response to the feedback voltage that changes according to the feedback voltage control signal. 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로-컨트롤러 유닛은 상기 출력 직류 전압의 타깃 레벨에 대응하는 상기 피드백 전압 제어 신호를 생성하되,
상기 피드백 전압 제어 신호는 상기 피드백 전압의 아날로그 레벨을 정의하는 데이터, 클록 신호, 그리고 로드 신호 중 적어도 하나를 포함하는 전원 공급 장치.According to claim 1,
The micro-controller unit generates the feedback voltage control signal corresponding to the target level of the output direct current voltage,
The power supply device wherein the feedback voltage control signal includes at least one of data defining an analog level of the feedback voltage, a clock signal, and a load signal. 제 1 항에 있어서,
상기 전류 모니터는:
상기 출력단에 연결되는 션트 저항; 그리고
상기 션트 저항의 양단에 연결되는 전류 검출기를 포함하는 전원 공급 장치.According to claim 1,
The current monitor:
A shunt resistor connected to the output terminal; and
A power supply device comprising a current detector connected to both ends of the shunt resistor. 제 3 항에 있어서,
상기 전류 검출기는 검출된 상기 부하 전류가 기준치를 초과하면, 상기 직류-직류 컨버터를 비활성화하는 전원 공급 장치.According to claim 3,
The current detector is a power supply device that deactivates the DC-DC converter when the detected load current exceeds a reference value. 제 1 항에 있어서,
상기 직류-직류 컨버터와 상기 전류 모니터 사이에는 저역 필터링을 위한 인덕터가 더 포함되는 전원 공급 장치.According to claim 1,
A power supply device further comprising an inductor for low-pass filtering between the DC-DC converter and the current monitor. 제 5 항에 있어서,
상기 인덕터와 상기 전류 모니터 사이에는 상기 출력 직류 전압을 분배하여 상기 피드백 전압으로 제공하기 위한 전압 분배 저항을 더 포함하는 전원 공급 장치. According to claim 5,
A power supply device further comprising a voltage dividing resistor between the inductor and the current monitor to divide the output direct current voltage and provide the output direct current voltage as the feedback voltage. 피드백 전압을 참조하여 입력 전압을 출력 전압으로 변환하여 출력단으로 전달하는 직류-직류 컨버터;
피드백 전압 제어 신호에 따라 가변하는 상기 피드백 전압을 상기 직류-직류 컨버터로 제공하는 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버; 그리고
상기 출력단의 부하 전류에 따라 상기 직류-직류 컨버터를 활성화하는 전류 모니터를 포함하는 전원 공급 장치.A DC-DC converter that converts the input voltage into an output voltage with reference to the feedback voltage and delivers it to the output stage;
a digital-to-analog converter (DAC) driver that provides the feedback voltage, which varies according to a feedback voltage control signal, to the direct current-direct current converter; and
A power supply device comprising a current monitor that activates the DC-DC converter according to the load current of the output stage. 제 7 항에 있어서,
상기 직류-직류 컨버터의 상기 출력 전압을 상기 피드백 전압으로 생성하기 위한 전압 분배기를 더 포함하는 전원 공급 장치.According to claim 7,
A power supply device further comprising a voltage divider for generating the output voltage of the DC-DC converter as the feedback voltage. 제 7 항에 있어서,
상기 디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버에 상기 출력 전압의 타깃 레벨에 대응하는 상기 피드백 전압 제어 신호를 제공하는 마이크로-컨트롤러 유닛을 더 포함하는 전원 공급 장치. According to claim 7,
A power supply device further comprising a micro-controller unit providing the feedback voltage control signal corresponding to the target level of the output voltage to the digital-to-analog converter (DAC) driver. 제 7 항에 있어서,
상기 피드백 전압 제어 신호는 상기 피드백 전압의 아날로그 레벨을 정의하는 데이터, 클록 신호, 그리고 로드 신호 중 적어도 하나를 포함하는 전원 공급 장치.According to claim 7,
The power supply device wherein the feedback voltage control signal includes at least one of data defining an analog level of the feedback voltage, a clock signal, and a load signal. 제 7 항에 있어서,
상기 전류 모니터는:
상기 출력단에 연결되는 션트 저항; 그리고
상기 션트 저항의 양단에 연결되어 상기 부하 전류를 검출하는 전류 검출기를 포함하는 전원 공급 장치.According to claim 7,
The current monitor:
A shunt resistor connected to the output terminal; and
A power supply device comprising a current detector connected to both ends of the shunt resistor to detect the load current. 제 7 항에 있어서,
상기 직류-직류 컨버터와 상기 전류 모니터 사이에는 저역 필터링을 위한 인덕터가 더 포함되는 전원 공급 장치.According to claim 7,
A power supply device further comprising an inductor for low-pass filtering between the DC-DC converter and the current monitor. 펠티에를 구동하기 위한 직류 전원을 제공하는 직류-직류 컨버터의 동작 방법에 있어서:
마이크로-컨트롤러 유닛이 상기 직류-직류 컨버터의 피드백 전압의 레벨을 조정하기 위한 피드백 전압 제어 신호를 생성하는 단계;
디지털-아날로그 컨버터(DAC) 드라이버가 상기 피드백 전압 제어 신호에 따라 상기 직류-직류 컨버터에 제공될 아날로그 형태의 상기 피드백 전압을 생성하는 단계; 그리고
상기 직류-직류 컨버터가 상기 피드백 전압에 따라 입력 전압을 상기 펠티에에 제공될 출력 전압으로 생성하는 단계를 포함하는 동작 방법. In the method of operating a DC-DC converter that provides DC power for driving a Peltier:
generating, by a micro-controller unit, a feedback voltage control signal to adjust the level of the feedback voltage of the DC-DC converter;
generating, by a digital-to-analog converter (DAC) driver, the feedback voltage in analog form to be provided to the DC-DC converter according to the feedback voltage control signal; and
An operating method comprising generating, by the direct current-direct current converter, an input voltage as an output voltage to be provided to the Peltier according to the feedback voltage. 제 13 항에 있어서,
상기 직류-직류 컨버터의 출력단에 흐르는 부하 전류를 검출하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.According to claim 13,
An operating method further comprising detecting a load current flowing in the output terminal of the DC-DC converter. 제 14 항에 있어서,
검출된 상기 부하 전류의 크기가 기준치를 초과하면, 상기 직류-직류 컨버터를 턴오프하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.



According to claim 14,
An operating method further comprising turning off the DC-DC converter when the detected magnitude of the load current exceeds a reference value.
KR1020220059092A 2022-05-13 2022-05-13 Power supply comprising dc-dc converter supplying variable output voltage and operating method thereof KR20230159123A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220059092A KR20230159123A (en) 2022-05-13 2022-05-13 Power supply comprising dc-dc converter supplying variable output voltage and operating method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220059092A KR20230159123A (en) 2022-05-13 2022-05-13 Power supply comprising dc-dc converter supplying variable output voltage and operating method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230159123A true KR20230159123A (en) 2023-11-21

Family

ID=88982063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220059092A KR20230159123A (en) 2022-05-13 2022-05-13 Power supply comprising dc-dc converter supplying variable output voltage and operating method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230159123A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170100516A (en) 2014-12-26 2017-09-04 린텍 가부시키가이샤 Peltier cooling element and method for manufacturing same
KR20200046741A (en) 2018-10-25 2020-05-07 류창훈 Temperature control beverage support using peltier device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170100516A (en) 2014-12-26 2017-09-04 린텍 가부시키가이샤 Peltier cooling element and method for manufacturing same
KR20200046741A (en) 2018-10-25 2020-05-07 류창훈 Temperature control beverage support using peltier device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11750083B2 (en) Overvoltage protection circuit, integrated circuit and switching converter with the same
US8766615B2 (en) DC-DC converter control circuit and DC-DC converter including same
US9013165B2 (en) Switching regulator including a configurable multi-mode PWM controller implementing multiple control schemes
US9716432B2 (en) Switching converter with constant on-time controller thereof
US9473027B2 (en) Voltage regulator with hybrid adaptive voltage position and control method thereof
US8760138B2 (en) DC-DC converter control circuit and DC-DC converter including same
KR100744592B1 (en) Dc-dc converter, dc-dc converter control circuit, and dc-dc converter control method
US7923977B2 (en) DC-DC converters with transient response control
CN101911457B (en) A power regulator system with current limit independent of duty cycle and regulation method thereof
US7233134B2 (en) DC-to-DC converter with fast load transient response and method thereof
US8698472B2 (en) Adjustable driver voltage source for a switching power supply and method for adjusting driver voltage in a switching power supply
US10566901B2 (en) Constant-frequency control method with fast transient
WO2011019588A1 (en) Switch mode power supply with dynamic topology
TW201439705A (en) Switching regulator with adaptive PWM/PFM modulator and method thereof
KR20060023931A (en) Switching power supply
US7812578B2 (en) DC-DC converter
US20040232901A1 (en) Delta-sigma DC-to-DC converter and method thereof
CN112398309B (en) Automatic bandwidth control system for arbitrary switching frequency of power converter
KR20080102812A (en) Signal converting apparatus and signal converting method
CN113568461B (en) Power supply device
KR102674838B1 (en) Voltage regulators, chips, power supplies and electronics
TW201904184A (en) Dc-dc converting circuit and multi-phase power controller thereof
JP3817569B2 (en) Power circuit
KR20230159123A (en) Power supply comprising dc-dc converter supplying variable output voltage and operating method thereof
CN110391735B (en) PWM mode boost switching regulator with programmable pulse hopping mode

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application