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KR101509656B1 - 스위칭 모드 전원공급기를 위한 동기 신호 공급 장치 - Google Patents

스위칭 모드 전원공급기를 위한 동기 신호 공급 장치 Download PDF

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KR101509656B1
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

본 발명에 따른, 스위칭 모드 전원공급기를 위한 동기 신호 공급 장치는, 스위칭 모드 전원공급기에 제공하기 위한 동기 신호를 입력받고, 발진 주파수가 상기 동기 신호의 주파수를 추종하는 펄스를 출력하는 위상동기루프 IC; 및 상기 위상동기루프 IC로부터 출력되는 상기 펄스의 펄스폭을 변환시켜 상기 스위칭 모드 전원공급기로 출력하는 모노스테이블 멀티바이브레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스위칭 모드 전원공급기를 위한 동기 신호 공급 장치{Sync signal providing apparatus for switching mode power supply}
본 발명은 스위칭 모드 전원공급기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 동기 신호를 필요로 하는 스위칭 모드 전원공급기를 위한 동기 신호 공급 장치에 관한 것이다.
스위칭 모드 전원공급기(switching mode power supply)는 소형, 경량, 고효율이라는 우수한 특성을 가지고 있으나, 스위칭 노이즈가 필연적으로 발생한다. 따라서 스위칭 모드 전원공급기로부터 안정적인 전원을 공급받기 위해서는 스위칭 노이즈를 저감하기 위한 대책이 요구된다.
그중 대표적인 것으로, 스위칭 모드 전원공급기로부터 전원을 공급받는 시스템에서 스위칭 모드 전원공급기의 스위칭 주파수를 제어하는 방법이 있다. 이러한 방법을 위하여, 외부로부터 동기 신호를 입력받고 그에 따라 스위칭 주파수가 제어되는 스위칭 모드 전원공급기가 이용된다. 도 1은 이러한 시스템의 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전원을 필요로 하는 시스템(10)은 스위칭 모드 전원공급기(20)로부터 전원을 공급받는다. 한편, 상기 시스템(10)은 스위칭 모드 전원공급기(20)로 동기 신호를 제공하고, 스위칭 모드 전원공급기(20)는 입력되는 동기 신호에 따라 내부 PWM 제어기의 스위칭 주파수가 제어된다. 상기 시스템(10)은 동기 신호의 주파수를 조정함으로써 스위칭 모드 전원공급기(20)의 스위칭 주파수를 제어할 수 있다.
그런데 이러한 방법에 의하면, 스위칭 모드 전원공급기(20)에 동기 신호가 갑자기 입력되거나 동기 신호의 주파수가 변경되는 경우, 동기 신호가 불안정하거나 시스템(10)이 오류로 인하여 적절하지 못한 동기 신호를 입력할 경우에 스위칭 주파수의 불안정을 초래하여 스위칭 모드 전원공급기(20)가 손상되거나 수명의 단축을 유발할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스위칭 모드 전원공급기에 제공하기 위한 동기 신호가 갑자기 입력되거나 동기 신호의 주파수가 변경되는 경우 등에 스위칭 주파수의 불안정을 방지하고 스위칭 모드 전원공급기가 손상되거나 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 동기 신호 공급 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 스위칭 모드 전원공급기를 위한 동기 신호 공급 장치는, 스위칭 모드 전원공급기에 제공하기 위한 동기 신호를 입력받고, 발진 주파수가 상기 동기 신호의 주파수를 추종하는 펄스를 출력하는 위상동기루프 IC; 및 상기 위상동기루프 IC로부터 출력되는 상기 펄스의 펄스폭을 변환시켜 상기 스위칭 모드 전원공급기로 출력하는 모노스테이블 멀티바이브레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 동기 신호는 RS485 신호이고, 상기 동기 신호 공급 장치는 상기 RS 485 신호를 TTL 신호로 변환하여 상기 위상동기루프 IC로 출력하는 신호 변환기를 더 포함할 수 있다.
상기 모노스테이블 멀티바이브레이터는 상기 위상동기루프 IC로부터 출력되는 상기 펄스의 펄스폭을 보다 짧은 펄스폭으로 변환할 수 있다.
상기 동기 신호 공급 장치는 상기 모노스테이블 멀티바이브레이터로부터 출력되는 펄스를 전류 증폭하여 상기 스위칭 모드 전원공급기로 출력하는 전류 증폭기를 더 포함할 수 있다.
상기된 본 발명에 의하면, 스위칭 모드 전원공급기에 동기 신호가 갑자기 입력되거나 동기 신호의 주파수가 변경되는 경우, 동기 신호가 불안정하거나 적절하지 못한 동기 신호가 입력되는 경우라도 스위칭 주파수의 불안정을 방지하고 스위칭 모드 전원공급기가 손상되거나 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 스위칭 모드 전원공급기의 스위칭 주파수를 제어하는 기존 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 신호 공급 장치 및 이를 포함하는 전체 시스템 구성을 나타낸다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 신호 공급 장치 및 이를 포함하는 전체 시스템 구성을 나타낸다.
본 실시예에 따른 동기 신호 공급 장치(30)는 시스템(10)이 출력하는 스위칭 모드 전원공급기(20)에 제공하기 위한 동기 신호를 입력받고 그에 따라 스위칭 모드 전원공급기(20)가 필요로 하는 동기 신호를 생성하여 스위칭 모드 전원공급기(20)에 공급한다.
본 실시예에서 동기 신호 공급 장치(30)는 시스템(10)과 스위칭 모드 전원공급기(20) 사이에 구비되는 것으로 설명하나, 실시예에 따라서 동기 신호 공급 장치(30)는 시스템(10)의 일부 구성이 될 수도 있고, 스위칭 모드 전원공급기(20)의 일부 구성이 될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 동기 신호 공급 장치(30)는 신호 변환기(31), 위상동기루프 IC(32), 모노스테이블 멀티바이브레이터(33), 전류 증폭기(34)를 포함하여 이루어진다.
시스템(10)이 출력하는 동기 신호는 통상적으로 RS485 신호이다. 신호 변환기(31)는 RS485 신호인 동기 신호를 입력받아, 이를 TTL(Transistor Transistor Logic) 신호로 변환한다. 신호 변환기(31)는 입력 버퍼 역할도 수행하며, 필요에 따라 신호 변환기(31)의 앞 또는 뒤에 별도의 버퍼가 구비될 수도 있다.
위상동기루프 IC(32)는 TTL 신호로 변환된 동기 신호를 입력받고, 발진 주파수가 동기 신호의 주파수를 추종하는 펄스를 출력한다. 위상동기루프 IC는 입력 신호가 없는 경우에 자체 발진 주파수의 펄스를 출력하고, 입력 신호가 들어오게 되면 점차적으로 입력 신호의 주파수를 추종하는 펄스를 출력하는 소자이다. 따라서 위상동기루프 IC(32)는 동기 신호가 입력되면 점차적으로 동기 신호의 주파수를 추종하는 펄스를 출력하게 되며, 동기 신호가 갑자기 입력되거나 동기 신호의 주파수가 갑작스럽게 변화할 경우 점차적으로 동기 신호의 주파수를 추종함으로써 신호 변화의 완충 작용을 하게 된다.
예컨대 도 2를 참조하면, (a)와 같은 동기 신호가 위상동기루프 IC(32)에 입력되면, 자체 발진 주파수의 펄스(b)가 동기 신호의 주파수를 점차적으로 추종하여, 결국 동기 신호와 같은 주파수의 (c)와 같은 펄스가 출력된다. 또한 입력되는 동기 신호의 주파수가 갑자기 변경되더라도 위상동기루프 IC(32)에서 출력되는 펄스의 주파수는 갑작스럽게 변경되지 않고, 변경된 주파수를 점차적으로 추종하여 결국 동기 신호의 주파수와 동일한 주파수의 펄스가 출력된다.
위상동기루프 IC(32)에서 출력되는 펄스의 펄스폭은 보통 듀티비가 50%로서 스위칭 모드 전원공급기(20)가 요구하는 짧은 펄스폭보다 넓다. 따라서 모노스테이블 멀티바이브레이터(33)는 위상동기루프 IC(32)에서 출력되는 펄스의 펄스폭을 스위칭 모드 전원공급기(20)가 요구하는 보다 짧은 펄스폭으로 변환한다. 도 2의 (d)는 이렇게 펄스폭이 짧아진 펄스를 나타낸다.
모노스테이블 멀티바이브레이터(33)에서 출력되는 펄스는 TTL 신호이므로, 전류 증폭기(34)는 스위칭 모드 전원공급기(20)가 요구하는 레벨의 신호로 만들기 위하여 펄스를 전류 증폭한다. 이렇게 전류 증폭된 펄스가 스위칭 모드 전원공급기(20)로 출력된다. 필요에 따라 전류 증폭기(34)의 앞 또는 뒤에 별도의 버퍼가 구비될 수도 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 스위칭 모드 전원공급기에 제공하기 위한 동기 신호를 입력받고 그에 따라 스위칭 모드 전원공급기가 필요로 하는 안정화된 동기 신호를 생성하여 스위칭 모드 전원공급기에 공급하는 동기 신호 공급 장치에 있어서,
    상기 스위칭 모드 전원공급기에 제공하기 위한 RS485 신호인 상기 동기 신호를 입력받고, 상기 동기 신호를 TTL 신호로 변환하여 출력하는 신호 변환기;
    상기 신호 변환기에서 변환된 TTL 신호를 입력받고, 발진 주파수가 상기 변환된 TTL 신호의 주파수를 점차적으로 추종하는 펄스를 출력하는 위상동기루프 IC;
    상기 위상동기루프 IC로부터 출력되는 상기 펄스의 펄스폭을 보다 짧은 펄스폭으로 변환시켜 출력하는 모노스테이블 멀티바이브레이터; 및
    상기 모노스테이블 멀티바이브레이터로부터 출력되는 펄스를 입력받아 상기 스위칭 모드 전원공급기가 필요로 하는 레벨의 신호로 전류 증폭하여, 상기 안정화된 동기 신호를 생성하여, 상기 스위칭 모드 전원공급기로 출력하는 전류 증폭기를 포함하고,
    상기 신호 변환기는 입력 단 또는 출력 단에 버퍼를 구비하고,
    상기 전류 증폭기는 입력 단 또는 출력 단에 버퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 모드 전원공급기를 위한 동기 신호 공급 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4238740A (en) 1979-02-02 1980-12-09 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Phase-locked loop for PCM transmission systems
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