KR20060100041A

KR20060100041A - Communication controlled switching power supply

Info

Publication number: KR20060100041A
Application number: KR1020050021660A
Authority: KR
Inventors: 유니원 (주)
Original assignee: (주)유니원
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-20

Abstract

본 발명은 일반적으로 사용되고 있는 스위칭 전원장치(이하 SMPS)를 보다 효율적으로 관리를 할 수 있게 하는 기능에 관한 것이다.The present invention relates to a function that makes it possible to more efficiently manage a switching power supply (SMPS) commonly used.

일반적인 SMPS는 단순하게 사용 전원을 출력하는 것으로 사용자가 임의로 출력전압을 제어하는 일과 SMPS 상태(SMPS온도, 과부하 상태)를 정확하게 아는 일에는 어려운 점이 있다. 여기에서 SMPS자체에 통신 제어 방식을 이용하여 자체적인 동작 상태와 사용자의 임의 사용하고자 하는 전압 제어에 반응을 하는 SMPS로서 복잡한 현대 정밀 기기의 전원장치에 보다 효율적인 관리를 목적으로 하고 있으며, 임의의 출력되는 전원에 사용자가 원하는 직류(DC) 전압과, 다양한 파형을 가진 전원(AC)의 출력도 가능하게 된다.In general, the SMPS simply outputs the power supply, which is difficult for the user to arbitrarily control the output voltage and to accurately know the SMPS state (SMPS temperature, overload state). Here, SMPS is a SMPS that responds to its own operation status and user's arbitrary voltage control by using communication control method for SMPS itself, and aims at more efficient management of power supply of complex modern precision equipment. It is also possible to output a direct current (DC) voltage desired by the user and a power supply (AC) having various waveforms.

이러한 목적을 위하여 통신 모듈이 내장된 CPU(3)와 명령을 변환하는 DA변환부(2)를 내장하여 SMPS 제어부(4)에 CPU에서 출력되는 데이터를 DA변환된 전압(2)을 인가하여 임의의 DC 전압을 출력하도록 하는 것과, CPU에서 감지되는 센서(5)에 의해 온도, 전력, 고장상태를 측정하여 수시로 통신으로 자체 상태를 출력하게 하는 것이다.For this purpose, a built-in CPU 3 having a communication module and a DA converting unit 2 for converting commands are applied to the SMPS control unit 4 to apply the DA converted voltage 2 to data output from the CPU. It is to output the DC voltage of, and to measure the temperature, power, and failure state by the sensor (5) detected by the CPU to output its own state through communication from time to time.

제1도: SMPS전압 제어 부(4), 기준 전압 부(1), D/A변환 부(2), CPU 연산 부(3), 센서 입력(5), 출력 되는 전압(6), 외부통신(7) 1: SMPS voltage control unit 4, reference voltage unit 1, D / A conversion unit 2, CPU operation unit 3, sensor input 5, output voltage 6, external communication (7)

Description

Switching power controlled by communication {Switching Power of remote control}

도1은 기능성 SMPS를 구성한 전체 도면1 is an overall view of a functional SMPS

현대 사회는 많은 전자 기기가 있고 대부분의 기기는 사용전원이 규격화 되어있으며, 전자기기 하나 하나를 사용하는 데는 문제가 없도록 되어있으나, 많은 전자 기기를 동시에 수용하는 시스템인 경우는 전원장치의 제어가 대단히 복잡해 진다. 사용되는 기기마다 입력할 전압과 전류가 다르며 전압의 파형까지도 다른 경우가 있고 시간에 따라 다른 경우도 있다. 이런 다양한 요구에 효율적인 관리를 위하여 능동적인 SMPS가 필요하게 된다. 시스템을 활성화(ON) 시키기 위하여 시간적으로 기기마다 ON하는 시점이 다를 수도 있는 경우에는 모든 전원을 수동으로 제어하기에는 복잡한 업무가 되는 경우가 되기 때문에 PC에 의한 활성화 제어를 하게 되지만 시간적으로 임의의 전압을 기기에 맞도록 제어하는 부분은 수동형 전원 장치로서는 제어하기가 매우 어려운 일이 되어 자동화 전원장치에 대한 필요성이 있게 된다.In modern society, there are many electronic devices, and most of the devices have standardized power sources, and there is no problem in using one electronic device, but in the case of a system that accommodates many electronic devices at the same time, the control of the power supply device is very great. It gets complicated. Each device used has a different voltage and current to input, and even the waveform of the voltage may vary or may vary with time. Active SMPS is needed for efficient management of these various needs. If the timing of turning on the device may be different from time to time to turn on the system, it is a complicated task to control all the power manually. The control part to fit the device is very difficult to control with a passive power supply, and there is a need for an automated power supply.

전자기기의 발달로 그에 상응하는 전원장치는 많은 발전을 해 오고 있다. 그 러나 전원을 공급하는 단순 기기로서 전력 효율적 측면에서는 많은 개발이 이루어 졌으나, 사용되는 기기의 측면에서 볼 때 SPMS의 상태를 알아야 할 경우가 있으며 전원을 변경 출력을 필요로 할 때가 있다. 이러한 다양성에는 지금의 SMPS는 사용되는 하나의 전자 기기에 복수의 전원장치를 구비하는 불편을 가진다.With the development of electronic devices, corresponding power supplies have been developed a lot. However, although a lot of developments have been made in terms of power efficiency as a simple device for supplying power, there are times when the state of the SPMS needs to be known in terms of the devices used, and there are times when the power needs a change output. With this diversity, the present SMPS has the inconvenience of providing a plurality of power supplies in one electronic device used.

지금까지 전자기기에 사용되는 SMPS는 효율적 측면의 연구와 개발을 주 목적으로 이루어 지고 있으나 SMPS의 기능과 능동적인 측면은 이루어 지지를 못하고 있다.Until now, SMPS used in electronic devices has been focused on efficient research and development, but the function and active aspects of SMPS have not been achieved.

본 발명은 이러한 상당한 문제점을 보완하는 것으로 다량의 전자기기를 복수로 제어하기 위한 능률과 효율적 측면에서 통신수단을 이용하며 CPU의 연산으로 다양성을 부여하고 있다. 이러한 추가적 핵심은 단순 SMPS에서 출력되는 DC(직류)전압만이 아니라 AC(교류)전압을 임의의 파형으로 출력이 되도록 할 수 있는 기능까지 부여하게 된다. 이것은 SMPS로서 뿐만 아니라 인버터의 기능을 가진 SMPS로서의 기능도 동시에 수용이 가능하게 된다.The present invention compensates for this considerable problem and uses a communication means in terms of efficiency and efficiency for controlling a plurality of electronic devices in a plurality, and gives a variety of operations to the CPU. This additional key gives not only the DC (direct current) voltage output from the SMPS but also the ability to output AC (AC) voltage in arbitrary waveforms. This allows accommodating not only SMPS but also SMPS with inverter function.

SMPS내부에는 출력되는 전압을 감시하기 위해서는 출력전압을 피드백으로 검출을 하고 기준전압(1)을 기준으로 출력 전압을 비교(6)하여 기준전압(1)이 될 때까지 전압을 올리거나 내리는 제어를 하게 된다. 이 제어부(4)에 기준전압(1)을 CPU 제어에 의해 임의로 바꾸어 기준전압(1)을 교체 하도록 DA 변환부(2)를 내장하며 DA변환부에서는 CPU(3)에서 보내오는 데이터를 기준 전압(1)으로 변환하여 제어부(4)에 전달하고, CPU부(3)는 외부와의 통신으로 명령을 해석하고 연산을 하여 DA 변환부(2)에 데이터를 전달하며, SMPS 상태를 외부에 표시 하며, 외부와의 입출력을 담당하는 입출력부(7)를 내장한다In order to monitor the output voltage inside the SMPS, the output voltage is detected by feedback, and the output voltage is compared (6) based on the reference voltage (1) to control the voltage up or down until the reference voltage (1). Done. The control unit 4 incorporates the DA conversion unit 2 so that the reference voltage 1 is arbitrarily changed by the CPU control to replace the reference voltage 1, and the DA conversion unit stores the data sent from the CPU 3 as the reference voltage. Convert to (1) and transfer to the control unit 4, the CPU unit 3 interprets the command by the communication with the outside and performs calculation to transfer the data to the DA conversion unit 2, and displays the SMPS status to the outside It has a built-in input and output unit (7) that performs input and output to the outside

이러한 다양성에 부합된 SMPS를 구성하기 위한 기술적으로 안출되는 것은, SMPS로서 외부와의 통신(7)이 고속으로 이루어 져야 하며 외부 명령에 고속의 제어 수단(2)이 제공 되야 한다.Technically conceived for constructing a SMPS that meets this diversity, as the SMPS, communication (7) to the outside must be made at high speed, and a high speed control means (2) should be provided for external commands.

CPU 연산(3)에 의한 DA변환부(2)와 제어부(4)가 상호 긴밀하게 결합이 되어 출력되는 전압을 대단히 빠른 스피드로 피드백을 하며, 출력되는 전압을 감시(6)하게 된다.The DA conversion unit 2 and the control unit 4 by the CPU operation 3 are tightly coupled to each other to feed back the output voltage at a very high speed, and monitor the output voltage 6.

이러한 고속 제어의 목적은 DC 출력을 목적으로 하는 것보다 AC 전압을 임의의 전압으로 출력하며 임의의 주파수로 출력하기 위한 수단으로 필요성이 있다.The purpose of such high speed control is to output an AC voltage at an arbitrary voltage and to output at an arbitrary frequency, rather than to the DC output.

상기 목적을 달성하기 위해서는, SMPS 제어부(4)에 DA변환부(2)를 설치하고 기준전압부(1)의 출력전압(6)을 임의로 바꿀 수 있도록 회로적으로 구성을 한다.In order to achieve the above object, the DAPS 2 is provided in the SMPS controller 4, and the circuit is configured so that the output voltage 6 of the reference voltage section 1 can be arbitrarily changed.

한편, DA변환부(2)는 CPU(3)와 밀접하게 결합이 되어 CPU(3)에서 출력되는 데이터를 기준 전압(1)으로 변환(2)을 하며, CPU(3)는 외부와의 통신(7)으로 연산을 하여 많은 부분에서 자체 판단을 할 수 있도록 프로그램 한다. CPU(3)에서 연산은, ON/OFF 시점과 SMPS가 출력되는 전력의 포화 상태를 보기 위한 센싱(5), SMPS의 자체 온도 상태와 누설 전류 상태, 프로그램 된 명령에 의해 오 동작 상태 등을 감시하게 된다.On the other hand, the DA conversion unit 2 is closely coupled with the CPU 3 to convert the data output from the CPU 3 to the reference voltage 1, and the CPU 3 communicates with the outside. Program as (7) so that many parts can make their own judgment. In the CPU 3, the operation monitors the sensing state 5 to see the ON / OFF timing and the saturation state of the power output of the SMPS, the self-temperature state of the SMPS, the leakage current state, and the malfunction state by the programmed instruction. Done.

본 발명에 의한 능동 SMPS는 다량의 전자기기를 제어하는 하나의 시스템에서 보다 신속하고 효율을 증대 시키며 시스템의 관리에 전문인력을 단순화 시킬 수 있는 계기가 되며, 낭비되는 전력의 효율에 있어서 기대 효과가 있으며 다음과 같은 장점을 지니게 된다.The active SMPS according to the present invention is an instrument that can increase the speed and efficiency in a single system that controls a large amount of electronic devices, and can simplify the manpower for the management of the system. It has the following advantages.

1) 다량의 전자기기를 수용하는 시스템에서 오차 없이 시간차 ON/OFF를 원활하게 수용하는 일이 가능.1) It is possible to smoothly accommodate time difference ON / OFF without error in a system that accommodates a large amount of electronic devices.

2) 특수한 파형을 원하는 전자기기에 상응하는 전력을 공급. 예를 들면, 3상 모터 류를 제어하는 기기에 인버터와 같은 기능이 가능.2) Supplying power corresponding to the electronic device that wants a special waveform. For example, an inverter-like function is possible for equipment that controls three-phase motors.

3) 수시로 전력을 감시하고 연산(3)을 하여 누적 적분된 전력을 출력하도록 하여 전체적인 전력의 사용환경을 알 수 있다.3) Monitor the power at any time and perform calculation (3) to output the accumulated integrated power so that the overall environment of use of power can be known.

4) 자체적인 센싱(5)에 의해 SMPS 내부를 바로 알 수 있는 기능으로 시스템이 가지는 다량의 전자기기하나하나의 상황을 바로 알 수 있는 것으로 관리 효율의 증대가 있다.4) It is a function that can directly know the inside of the SMPS by its own sensing (5), and it is possible to immediately know the situation of every single large amount of electronic devices in the system.

Claims

1) SMPS which uses the DA conversion part 2 in SMPS which produces | generates the output voltage 6 by changing the reference voltage 1 of the SMPS voltage control part 4 arbitrarily.

2) The DA converting unit 2 used in the SMPS is combined with the CPU 3, and the instruction given from the outside is calculated (3) and transferred to the DA converting unit (2) to refer to the SMPS control unit (4). SMPS configured to change voltage (1)

3) A complex functional SMPS made to send data (7) obtained by sensing (5 ) external commands and its own state.

4) Switching power supply (SMPS) comprising the terms 1), 2), 3 ) above.