KR101814393B1 - A voltage-controlled output current circuit for electronic components degradation analysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 입력전압으로 정격치보다 큰 전류를 제너다이오드에 인가하여 부품 및 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하는 시험을 할 때, 경년열화에 의하여 제너다이오드의 항복전압 특성이 변하여 부하전압이 달라져도 이와 관계없이 입력전압에 선형적으로 비례하여 일정한 출력전류를 공급할 수 있는 회로에 관한 기술로, 즉 전자회로에 부하로 사용되는 제너다이오드의 항복전압이 변하더라도 처음 인가했던 전류가 일정하게 안정적으로 흐르게 되므로 전자부품의 시험을 신뢰성 있게 진행할 수 있으며, 원자력발전소의 제어봉제어장치 시스템의 제어카드 중 회로 부하로 제너다이오드를 사용하는 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하기 위해 점검할 때 유용하게 사용될 수 있는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로에 관한 기술이다. In the present invention, when a test is performed to predict the state and life of a component and an electronic control card by applying a current larger than the rated value to the zener diode by the input voltage, the breakdown voltage characteristic of the Zener diode changes due to aged deterioration, A technique related to a circuit capable of supplying a constant output current linearly proportional to an input voltage, that is, even if the breakdown voltage of a zener diode used as a load in an electronic circuit changes, Electronic components can be reliably tested and can be used to check the status and life of the electronic control card using the Zener diode as a circuit load among the control cards of the control rod control system of the nuclear power plant. A technique relating to a voltage-controlled output current source circuit for evaluating the deterioration of parts .
원자력발전소에는 많은 전자 제어시스템이 존재한다. 특히 원자로의 출력을 제어하기 위한 제어봉 집합체의 제어시스템에는 10여 종의 전자 제어카드가 사용되는데, 이 제어카드를 통해 원자로 출력을 제어하기 위해서는 전자 제어카드의 출력전압을 측정하여 조절하는 것이 필수적이다. 이때, 출력전압을 조절하기 위해서는 전자 제어카드에 일정 전류를 인가하여 전압으로 변환시키는 전자 제어회로가 필요하고 이런 역할을 하는 전자 제어회로의 전류인가용 전자부품은 일반적으로 제너다이오드가 사용된다. There are many electronic control systems in nuclear power plants. In particular, more than 10 kinds of electronic control cards are used in the control system of the control rod assembly to control the output of the reactor. In order to control the reactor output through the control card, it is necessary to measure and control the output voltage of the electronic control card . In this case, in order to control the output voltage, an electronic control circuit that converts a constant current to a voltage by applying an electric current to the electronic control card is required. In general, a zener diode is used as a current application electronic component of the electronic control circuit.
전자회로의 부하가 저항이나 임피던스인 경우에는 이 부하에 필요한 전류를 일정하게 공급해주는 전류원을 만드는 데 있어서 다양한 방법을 사용할 수 있다. 그러나 부하가 제너다이오드(zenor diode)일 경우에는 이 제너다이오드를 동작하게 하는 항복전압(breakdown voltage) 때문에 기존의 방법을 적용할 수 없는 문제가 발생한다. When the load of the electronic circuit is resistance or impedance, various methods can be used to make a current source that supplies a constant current to the load. However, when the load is a zener diode, there is a problem that the conventional method can not be applied because of the breakdown voltage that causes the zener diode to operate.
또한, 이 제너다이오드가 동일한 정격 항복전압이 설정되었더라도 전자부품 또는 회로 사용에 따른 경년열화에 의하여 항복전압이 변화될 수 있고, 이 때문에 부하 측의 전압이 변동되어 최초 설정되었던 입력전류치도 변하게 되는 문제가 생긴다. In addition, even if the same rated breakdown voltage is set for the Zener diode, the breakdown voltage can be changed due to aged deterioration due to use of electronic parts or circuits. Therefore, the voltage at the load side is changed, .
제너다이오드와 같은 전자부품의 상태나 경년열화를 평가하는 하나의 방법으로 규정치보다 큰 과전류를 이용한 부품 수명시험(life test)을 수행할 경우가 있다. 이 때 규정치 이상의 큰 과전류를 인가하게 되면 시간이 경과함에 따라 제너다이오드의 항복전압이 점차 변하게 된다. 항복전압이 변하면 부하전압이 변하는 효과를 초래하여 원래 흘려주던 전류 값이 변하게 되어 정확한 부품의 열화특성을 측정할 수가 없다. As a method for evaluating the state of the electronic components such as the zener diode and the deterioration over the years, a life test using an overcurrent larger than a specified value may be performed. At this time, when a large overcurrent greater than a predetermined value is applied, the breakdown voltage of the Zener diode gradually changes with time. When the breakdown voltage is changed, the effect of changing the load voltage is caused, and the current value which is originally flowed is changed, so that the deterioration characteristic of the correct component can not be measured.
전자회로에서 부하에 필요한 전류를 공급하기 위해 그동안 사용되던 방법들은 입력전압으로 부하 측의 전류를 제어하거나(transconductance circuit), 입력전압의 변화에 관계없이 일정한 전류를 부하에 공급하는 방법(regulator circuit)들이었다. 그러나 제너다이오드의 경우처럼 시간 경과에 따라 부하의 전압이 변하는 경우, 입력전압으로 출력전류를 일정하게 제어하는 방법은 없었다. The methods used to supply the current to the load in the electronic circuit are a regulator circuit which controls the current on the load side with the input voltage or supplies a constant current to the load regardless of the change in the input voltage, . However, there was no way to control the output current constantly with the input voltage when the voltage of the load changes with time as in the case of the zener diode.
도 1은 종래의 제너다이오드를 이용한 부하의 정전압회로를 나타낸 도면이고, 도 2는 항복전압이 각각 15 V, 20 V인 두 개의 예를 종래의 제너다이오드 양단에 나타낸 도면이며, 도 3은 종래의 부하가 상이한 두 개의 예로 항복전압의 제너다이오드를 연결했을 경우의 제너전류를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a constant voltage circuit of a load using a conventional Zener diode. FIG. 2 is a diagram showing two examples of a conventional Zener diode having breakdown voltages of 15 V and 20 V, 2 shows a Zener current when a Zener diode having a breakdown voltage is connected to two examples of different loads.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 부하 R2, R4에 일정전압을 공급하기 위해 가변 입력전압 Vs, 직렬저항 R1, R3, 회로와 병렬로 제너다이오드 VZ1, VZ2를 구성한다. 여기서, R1=R3, R2=R4이다. 이 회로에 항복전압이 VZ1=15 V, VZ2=20 V인 제너다이오드를 설치하고 입력전압 V1을 인가하여 서서히 증가시키면 제너다이오드 양단에 걸리는 전압은 도 2와 같다. As shown in Figs. 1 to 3, the zener diodes VZ1 and VZ2 are configured in parallel with the variable input voltage Vs, the series resistors R1 and R3, and the circuit in order to supply a constant voltage to the loads R2 and R4. Here, R1 = R3 and R2 = R4. When a Zener diode with breakdown voltages VZ1 = 15 V and VZ2 = 20 V is provided in this circuit and the input voltage V1 is applied and then gradually increased, the voltage across the zener diode is as shown in Fig.
도 2에서 알 수 있듯이, 각각의 항복전압에 이른 순간부터 규정된 항복전압이 걸린다. 따라서 제너다이오드가 제 역할을 하려면 여기에 항복전압 이상의 전압이 인가되어야 한다.As can be seen in Fig. 2, the specified breakdown voltage is applied from the moment the respective breakdown voltage is reached. Therefore, in order for the zener diode to function, a voltage higher than the breakdown voltage must be applied thereto.
여기서, 제너다이오드에 흐르는 전류는 항복전압인 VZ 이후의 입력전압에 비례하여 서서히 선형적으로 흐르게 된다. 도 2에서는 VZ=15 V와 VZ=20 V인 경우를 예로 들었는데, 이 문턱전압을 통과하면서 전류가 선형적으로 흐르게 된다. 그러나 각각에 흐르는 전류는 도 3에서 보는 것처럼, 두 제너다이오드에서 동일하지 않다. 즉, 두 제너다이오드를 통하여 흐르는 전류 IVZ1과 IVZ2는 아래와 같은 방정식에 따른다. Here, the current flowing in the zener diode gradually flows linearly in proportion to the input voltage after the breakdown voltage VZ. In FIG. 2, VZ = 15 V and VZ = 20 V are exemplified, and the current flows linearly while passing through the threshold voltage. However, the currents flowing in each are not the same in both zener diodes, as seen in Fig. That is, the currents I VZ1 and I VZ2 flowing through the two zener diodes are given by the following equations.
도 4는 종래의 전압제어를 이용한 출력전류 회로를 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing an output current circuit using a conventional voltage control.
도 4에 도시한 바와 같이, 전원에 전압을 인가하여 이에 비례하는 출력전류를 생성하는 회로(transconductance circuit)에서 출력전류 IL는As shown in FIG. 4, in a circuit (transconductance circuit) that applies a voltage to the power source and generates an output current proportional thereto, the output current I L is
이고, 입력전압에 비례하는 일정전류가 부하를 통해 흐른다. 여기서 전압 VBE는 트랜지스터 Q1의 베이스와 에미터간의 순방향 전압강하로서 상온에서 VBE=0.65 V인 것으로 가정한다. 이렇게 성립하려면 부하의 값이 가변적이지 않고 일정해야 한다. And a constant current proportional to the input voltage flows through the load. Where the voltage V BE is the forward voltage drop between the base and emitter of transistor Q1 and is assumed to be V BE = 0.65 V at room temperature. To achieve this, the value of the load must be constant rather than variable.
도 5는 종래의 정전류 회로를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a conventional constant current circuit.
도 5에 도시한 바와 같이, 입력전압의 변화에 관계없이 출력전류가 일정하게 생성되게 하는 일반적인 정전류 회로(regulator circuit)에서 부하의 정전류 IL는As shown in FIG. 5, in a general constant-current regulator circuit which causes the output current to be constant regardless of the change of the input voltage, the constant current I L of the load is
으로 계산된다. 이 회로는 입력전압 VS가 변해도 부하에 일정하게 전류가 흐르는 되는 정전류 회로이다. . This circuit is a constant current circuit in which a constant current flows to the load even if the input voltage V S changes.
도 6은 종래의 제너다이오드를 부하로 적용한 회로를 나타낸 도면이고, 도 7은 종래의 제너다이오드의 입력전압 변화 대비 출력전류 관계를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional Zener diode as a load, and FIG. 7 is a graph illustrating a relationship between an input voltage and an output current of a conventional Zener diode.
도 6에 도시한 회로는 도 4의 회로에서 부하 RL 대신 제너다이오드 VZ를 적용한 회로이다. 도 6의 회로에서는 제너다이오드에 다음과 같은 전류가 흐르게 된다.The circuit shown in Fig. 6 is a circuit in which the zener diode VZ is applied instead of the load RL in the circuit of Fig. In the circuit of Fig. 6, the following current flows through the zener diode.
상기 식(4)에 의하면, 제너다이오드 VZ에는 일정한 전류가 흘러야 한다. 그러나, 이 제너다이오드에 전류가 흐르게 되면 항복전압에 이르기 전까지는 부하전류의 증가에 따라 제너다이오드 양단의 전압이 증가하다가 항복전압에 이르게 된 후 출력전류가 발생한다. 그런데 이 전류 값에 이르게 되면 항복전압이 일정하므로 전류의 증가는 RE 양단의 전압을 증가시키게 되어 전체적으로 제너다이오드 양단의 전압을 감소시키는 요인을 초래한다. 따라서 출력전류는 입력전압에 비례하여 선형적으로 증가하는 것이 아니라, 불안한 형태를 유지하면서 오히려 감소하게 된다. 이 관계를 도 7에 나타내었다.According to the above equation (4), a constant current must flow through the zener diode VZ. However, when a current flows through the zener diode, the voltage across the zener diode increases with the increase of the load current until the breakdown voltage is reached, and then the output current is generated after reaching the breakdown voltage. However, when the current value is reached, the breakdown voltage is constant. Therefore, the increase of the current increases the voltage across the RE, which causes a decrease in the voltage across the zener diode as a whole. Therefore, the output current does not increase linearly proportional to the input voltage but rather decreases while maintaining an unstable form. This relationship is shown in Fig.
또한, 도 5의 정전류 회로에서도 부하를 제너다이오드로 바꾸면 부하전압이 제너다이오드의 항복전압 변화에 따라서 변하게 되어 출력전류도 변한다. 여기서, 입력전압이 정격전압 VZ를 초과하게 되면 VZ의 항복전압과 관계없이 일정한 전류가 흐르게 된다. 이 경우에는 입력전압에 관계없이 일정한 전류가 흐르는 전류 원의 역할을 하므로 입력전압으로 출력전류를 제어하는 것이 불가능하게 된다.5, when the load is switched to the zener diode, the load voltage changes in accordance with the breakdown voltage change of the zener diode, and the output current also changes. Here, when the input voltage exceeds the rated voltage VZ, a constant current flows regardless of the breakdown voltage of VZ. In this case, it is impossible to control the output current with the input voltage because it acts as a current source in which a constant current flows regardless of the input voltage.
이상의 방법들을 검토한 바와 같이, 전자회로에서의 부하가 저항이나 임피던스가 아닌 제너다이오드인 경우에는 사용자가 필요에 의해 입력전압으로 부하 측의 출력전류를 정량적으로 제어하는 방법이 쉽지 않다.As described above, when the load on the electronic circuit is not a resistance or impedance but a zener diode, it is difficult to quantitatively control the output current on the load side with the input voltage by the user if necessary.
그러므로 입력전압으로 정격치보다 큰 전류를 제너다이오드에 인가하여 부품 및 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하는 시험을 할 때, 경년열화에 의하여 제너다이오드의 항복전압 특성이 변하여 부하전압이 달라져도 이와 관계없이 입력전압에 선형적으로 비례하여 일정한 출력전류를 생성할 수 있고, 원자력발전소의 제어봉제어장치 시스템의 제어카드 중 회로 부하로 제너다이오드를 사용하는 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하기 위해 점검할 때 유용하게 사용될 수 있는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. Therefore, when testing the condition and lifetime of components and electronic control cards by applying a current larger than the rated value to the zener diode by input voltage, the breakdown voltage characteristics of the Zener diode change due to aged deterioration, It is possible to generate a constant output current linearly proportional to the input voltage and to check the state or life of the electronic control card using the Zener diode as a circuit load among the control cards of the control rod control system of the nuclear power plant There is a desperate need to develop a voltage-controlled output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts which can be usefully used.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 입력전압으로 정격치보다 큰 전류를 제너다이오드에 인가하여 부품 및 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하는 시험을 할 때, 경년열화에 의하여 제너다이오드의 항복전압 특성이 변하여 부하전압이 달라져도 이와 관계없이 입력전압에 선형적으로 비례하여 일정한 출력전류를 생성할 수 있는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a zener diode which can prevent the occurrence of aging due to aged deterioration when applying a current larger than a rated value to an input voltage, And an object of the present invention is to provide a voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of an electronic component which can produce a constant output current linearly proportional to an input voltage irrespective of a change in a breakdown voltage characteristic of a diode.
본 발명의 다른 목적은 전자 제어회로에 부하로 사용하는 제너다이오드의 항복전압이 변화하더라도 처음 인가했던 전류가 일정하게 안정적으로 흐르게 하여 전자부품의 시험을 신뢰성 있게 진행할 수 있는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로를 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide a voltage control method for evaluating electronic parts deterioration capable of reliably performing testing of an electronic part by constantly and steadily flowing a current that was first applied even when a breakdown voltage of a zener diode used as a load changes, And an output current source circuit.
본 발명의 다른 목적은 원자력발전소의 제어봉제어장치 시스템의 제어카드 중 회로 부하로 제너다이오드를 사용하는 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하기 위해 점검할 때 유용하게 사용될 수 있는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로를 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide a method for controlling the deterioration of electronic components, which can be useful for checking the state or life of an electronic control card using a Zener diode as a circuit load among control cards of a control- And to provide a control output current source circuit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로는 입력전압보상회로부와 항복전압설정부로 전압을 공급하는 전압공급부와; 상기 전압공급부로부터 전압을 공급받고, 제너다이오드 부하부가 항복전압에 이를 때까지 보상 및 전류제한회로부에 전압이 걸리지 않도록 하기 위해 제너다이오드 부하부의 항복전압보다 큰 항복전압을 가진 제너다이오드로 구성하여 제너다이오드 항복전압의 동작범위를 넓혀서 입력전압과 출력전류가 광범위에 걸쳐 입력전압에 선형적으로 비례하도록 설정하는 항복전압 설정부와; 상기 전압공급부로부터 전압을 공급받으며, 증폭부내의 증폭기의 전압 VCB로 역바이어스가 인가되도록 하고, 이를 통하여 다이오드와 전류제한저항으로 이루어진 증폭부의 B-E 전압보상회로를 거쳐서 열화현상에 의해 발생될 우려가 있는 항복전압 변화에 의한 전류, 전압의 미세한 변화 또는 전기적 노이즈가 출력전류제어회로부의 접지에 이르도록 하는 입력전압보상회로부와; 측정대상의 부하인 제너다이오드를 포함하는 제너다이오드 부하부와; 상기 제너다이오드 부하부의 제너다이오드의 신호를 증폭하는 증폭부와; 상기 항복전압 설정부로부터 신호를 받으며, 항복전압 설정용 제너다이오드의 정격전류를 규정하고, 상기 증폭부내의 증폭기로 전류제한신호를 보내는 보상 및 전류제한회로부와; 상기 증폭부내의 증폭기를 통하여 흐르는 제너전류를 출력전류제어회로부를 통하여 입력전압에 비례하는 전류가 흐르도록 제어하고, 상기 보상 및 전류제한회로부에 의하여 출력에 비례하는 전압이 양단에 걸리게 하여 출력전류가 입력전압에 비례하도록 하는 출력전류제어회로부; 를 포함함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of an electronic component, the voltage control output current source circuit comprising: a voltage supply unit for supplying a voltage to an input voltage compensation circuit unit and a breakdown voltage setting unit; And a Zener diode having a breakdown voltage higher than a breakdown voltage of the Zener diode load unit in order to prevent a voltage from being applied to the compensation and current limiting circuit unit until the Zener diode load unit reaches a breakdown voltage, A breakdown voltage setting unit for widening the operating range of the breakdown voltage so as to set the input voltage and the output current linearly proportional to the input voltage over a wide range; A voltage is supplied from the voltage supply unit, a reverse bias is applied to the voltage V CB of the amplifier in the amplification unit, and there is a possibility that the reverse bias is generated by the deterioration phenomenon through the BE voltage compensation circuit of the amplifier composed of the diode and the current limiting resistor An input voltage compensation circuit part for causing a minute change in current or voltage due to a breakdown voltage change or an electrical noise to reach the ground of the output current control circuit part; A zener diode load section including a zener diode which is a load to be measured; An amplifier for amplifying a signal of a Zener diode of the Zener diode load part; A compensation and current limiting circuit unit receiving a signal from the breakdown voltage setting unit and defining a rated current of a zener diode for setting a breakdown voltage and sending a current limit signal to an amplifier in the amplification unit; Wherein a current proportional to an input voltage flows through an output current control circuit part and a voltage proportional to the output is applied to both ends by the compensation and current limiting circuit part, An output current control circuit portion proportional to an input voltage; .
상기 본 발명에 있어서, 상기 입력전압보상회로부에서 전압보상(voltage compensation)을 거친 전압공급부의 입력전원은 제너다이오드에 항복전압 이상의 전압이 걸리도록 하여 입력전압에 선형적으로 비례하는 전류가 흐르도록 하는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, the input power source of the voltage supplying unit, which has undergone voltage compensation in the input voltage compensating circuit unit, causes a voltage having a breakdown voltage or more to be applied to the Zener diode so that a current linearly proportional to the input voltage flows .
상기 본 발명에 있어서, 상기 보상 및 전류제한회로부의 다이오드는 특성이 증폭부내의 증폭기의 전압 VBE와 일치하는 다이오드를 사용하는 것을 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, the diode of the compensation and current limiting circuit includes a diode whose characteristics match the voltage V BE of the amplifier in the amplification unit.
상기 본 발명에 있어서, 전압제어출력 전류원 회로의 항복전압 설정부에 속하는 제너다이오드 VZ2, VZ4는 동일한 항복전압을 가진 것으로서, 증폭부에 속하는 트랜지스터 Q1, Q2의 콜렉터와 베이스 간에 역방향바이어스가 걸리도록 하고, VZ2>VZ1(제너다이오드 부하부에 속함), VZ4>VZ3가 되도록 설정하며, 보상 및 전류제한회로부에 속하는 다이오드 D1, D2는 경년열화나 동작열화에 따라 증폭부에 속하는 트랜지스터 Q1, Q2의 전압 VBE가 변하는 것을 보상하기 위해 동일한 특성을 가진 것으로 선정하는 것을 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, the zener diodes VZ2 and VZ4 belonging to the breakdown voltage setting unit of the voltage control output current source circuit have the same breakdown voltage, and reverse bias is applied between the collector and the base of the transistors Q1 and Q2 belonging to the amplification unit , VZ2> VZ1 (belonging to the zener diode load part), and VZ4> VZ3. The diodes D1 and D2 belonging to the compensation and current limiting circuit part are set so that the voltages of the transistors Q1 and Q2 belonging to the amplification part And selecting the one having the same characteristic to compensate for the change of V BE .
상기 본 발명에 있어서, 상기 증폭부의 트랜지스터 Q1, Q2의 에미터 전압 VE는 
상기 본 발명에 있어서, 전압제어출력 전류원 회로의 전압공급부에 의한 동작전압은 제너다이오드 부하부내의 VZ1과 VZ3의 항복전압 이상이어야 하고, 항복전압 설정부내의 VZ2와 VZ4의 항복전압도 제너다이오드 부하부내의 VZ1과 VZ3의 항복전압보다 높아야 하는 것을 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, the operating voltage by the voltage supply unit of the voltage control output current source circuit must be equal to or higher than the breakdown voltage of VZ1 and VZ3 in the Zener diode load unit, and the breakdown voltage of VZ2 and VZ4 in the breakdown voltage setting unit And the breakdown voltage of VZ1 and VZ3 of the transistor Q2 must be higher than the breakdown voltage of VZ1 and VZ3.
상술한 바와 같이, 본 발명인 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로는 다음과 같은 효과를 가진다. As described above, the voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명은 입력전압으로 정격치보다 큰 전류를 제너다이오드에 인가하여 부품 및 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하는 시험을 할 때, 경년열화에 의하여 제너다이오드의 항복전압 특성이 변하여 부하전압이 달라져도 이와 관계없이 입력전압에 선형적으로 비례하여 일정한 출력전류를 생성할 수 있다. First, the present invention applies a current larger than the rated value to the zener diode to test the state and lifetime of the component and the electronic control card, so that the breakdown voltage characteristic of the zener diode changes due to aged deterioration, Regardless of this, a constant output current can be generated linearly proportional to the input voltage.
둘째, 본 발명은 전자 제어회로에 부하로 사용하는 제너다이오드의 항복전압이 변화하더라도 처음 인가했던 전류가 일정하게 안정적으로 흐르게 하여 전자부품의 시험을 신뢰성 있게 진행할 수 있다. Second, even if the breakdown voltage of a zener diode used as a load changes in an electronic control circuit, the first applied current stably flows constantly, so that the testing of the electronic component can be performed reliably.
셋째, 본 발명은 원자력발전소의 제어봉 집합체 제어시스템의 제어카드 중 회로 부하로 제너다이오드를 사용하는 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하기 위해 점검할 때 유용하게 사용될 수 있다.Third, the present invention can be useful for checking the state or the life of an electronic control card using a Zener diode as a circuit load among control cards of a control rod assembly control system of a nuclear power plant.
도 1은 종래의 제너다이오드를 이용한 부하의 정전압회로를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 항복전압이 각각 15 V, 20 V인 두 개의 예를 제너다이오드 양단의 항복전압으로 나타낸 도면.
도 3은 종래의 부하에 상이한 항복전압의 제너다이오드를 연결한 경우의 제너전류를 나타낸 도면.
도 4는 종래의 전압제어를 이용한 출력전류 회로를 나타낸 도면.
도 5는 종래의 정전류 회로를 나타낸 도면.
도 6은 종래의 제너다이오드를 부하로 적용한 회로를 나타낸 도면.
도 7은 종래의 제너다이오드 입력전압 변화 대비 출력전류 관계를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로의 구성을 나타낸 블록도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 입력전압 변화에 따른 제너다이오드의 항복전압 변화를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 입력전압 변화에 따른 출력전류 결과를 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a constant voltage circuit of a load using a conventional Zener diode; FIG.
Figure 2 shows two examples where the conventional breakdown voltage is 15 V and 20 V respectively, with the breakdown voltage across the zener diode.
3 is a view showing a zener current when a zener diode having a different breakdown voltage is connected to a conventional load.
4 shows an output current circuit using a conventional voltage control.
5 shows a conventional constant current circuit.
6 shows a circuit in which a conventional Zener diode is applied as a load.
7 is a graph showing a relationship between an output current and a change in a conventional Zener diode input voltage.
8 is a block diagram showing a configuration of a voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a voltage-controlled output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating a breakdown voltage change of a Zener diode according to an input voltage change according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph showing output current results according to an input voltage change according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of related art or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, The description will be omitted, and the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, and this may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, And should be based on the contents of this specification which describe the circuit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a voltage-controlled output current source circuit for evaluating deterioration of an electronic component according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 입력전압 변화에 따른 제너다이오드의 항복전압 변화를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 입력전압에 따른 출력전류 결과를 나타낸 도면이다.8 is a block diagram showing a configuration of a voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of an electronic component according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a graph illustrating a breakdown voltage change of a Zener diode according to an input voltage variation according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a graph showing the relationship between an output current according to an input voltage Fig.
도 8 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명인 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로는 입력전압보상회로부(30)로 전압을 공급하는 전압공급부(10)와; 상기 전압공급부(10)로부터 전압을 공급받고, 제너다이오드 부하부(40)에 항복전압이 인가될 때까지 보상 및 전류제한회로부(60)에 전압이 걸리지 않도록 하기 위해 제너다이오드 부하부(40)의 항복전압보다 큰 항복전압을 가진 제너다이오드로 구성하여 제너다이오드의 항복전압의 동작범위를 넓혀서 입력전압과 출력전류가 광범위하게 걸쳐 입력전압에 선형적으로 비례하도록 설정하는 항복전압 설정부(20)와; 상기 전압공급부(10)로부터 전압을 공급받으며, 증폭부(50)내의 증폭기의 전압 VCB로 역바이어스가 인가되도록 하고, 이를 통하여 증폭부(50)의 B-E 전압보상회로를 거쳐서 열화현상에 의해 발생될 우려가 있는 항복전압 변화에 의한 전류, 전압의 미세한 변화 또는 전기적 노이즈가 출력전류제어회로부(70)의 접지에 이르도록 하는 입력전압보상회로부(30)와; 측정대상의 부하인 제너다이오드를 포함하는 제너다이오드 부하부(40)와; 상기 제너다이오드 부하부(40)의 제너다이오드의 신호를 증폭하는 증폭부(50)와; 상기 항복전압 설정부(20)로부터 신호를 받으며, 항복전압 설정용 제너다이오드의 정격전류를 규정하고, 상기 증폭부(50)내의 증폭기로 전류제한신호를 보내는 보상 및 전류제한회로부(60)와; 상기 증폭부(50)내의 증폭기를 통하여 흐르는 제너전류를 출력전류제어회로부(70)를 통하여 입력전압에 비례하는 전류가 흐르도록 제어하고, 상기 보상 및 전류제한회로부(60)에 의하여 출력에 비례하는 전압이 양단에 걸리게 하여 출력전류가 선형적으로 입력전압에 비례하도록 하는 출력전류제어회로부(70)를 구비한다.As shown in Figs. 8 to 11, the voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts according to the present invention includes: a voltage supply unit 10 for supplying a voltage to an input voltage compensation circuit unit 30; The voltage of the Zener diode load unit 40 is supplied to the Zener diode load unit 40 so that the voltage is not applied to the compensation and current limiting circuit unit 60 until the voltage is supplied from the voltage supply unit 10 and the breakdown voltage is applied to the Zener diode load unit 40 A breakdown voltage setting unit 20 configured by a zener diode having a breakdown voltage greater than the breakdown voltage to widen the operation range of the breakdown voltage of the zener diode so that the input voltage and the output current are linearly proportional to the input voltage over a wide range, ; A reverse bias is applied to the voltage V CB of the amplifier in the amplifying unit 50 and is transmitted through the BE voltage compensating circuit of the amplifying unit 50 by the deterioration phenomenon An input voltage compensation circuit portion (30) for causing a slight change in current or voltage due to a breakdown voltage change that may be caused or electrical noise to reach the ground of the output current control circuit portion (70); A zener diode load part (40) including a Zener diode which is a load to be measured; An amplifier 50 for amplifying a signal of the Zener diode of the Zener diode load unit 40; A compensation and current limiting circuit unit 60 receiving a signal from the breakdown voltage setting unit 20 and defining a rated current of the Zener diode for setting a breakdown voltage and sending a current limit signal to the amplifier in the amplification unit 50; A current proportional to the input voltage flows through the output current control circuit part 70. The compensation current limiting circuit part 60 controls the current flowing through the amplifier in the amplifying part 50 to be proportional to the output And an output current control circuit part 70 for causing the voltage to be applied to both ends so that the output current is linearly proportional to the input voltage.
상기 본 발명인 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.The function of each technical means constituting the voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts of the present invention will be described as follows.
상기 전압공급부(10)는 입력전압보상회로부(30)와 항복전압설정부(20)로 전압을 공급하는 것이다.The voltage supply unit 10 supplies a voltage to the input voltage compensation circuit unit 30 and the breakdown
상기 항복전압 설정부(20)는 상기 전압공급부(10)로부터 전압을 공급받고, 제너다이오드 부하부(40)의 항복전압에 이를 때까지 보상 및 전류제한회로부(60)에 전압이 걸리지 않도록 하기 위해 제너다이오드 부하부(40)의 항복전압보다 큰 항복전압을 가진 제너다이오드로 구성하여 제너다이오드 항복전압의 동작범위를 넓혀서 입력전압과 출력전류가 광범위하게 걸쳐 입력전압에 선형적으로 비례하도록 설정하는 것이다.The breakdown
상기 입력전압보상회로부(30)는 상기 전압공급부(10)로부터 전압을 공급받으며, 증폭부(50)내의 증폭기의 전압 VCB로 역바이어스가 인가되도록 하고, 이를 통하여 증폭부(50)의 B-E 전압보상회로를 거쳐서 항복전압 변화에 의한 전류, 전압의 미세한 변화 또는 전기적 노이즈가 출력전류제어회로부(70)의 접지에 이르도록 하는 것이다.The input voltage compensation circuit part 30 receives the voltage from the voltage supply part 10 and applies a reverse bias to the voltage V CB of the amplifier in the amplifying part 50, So that a minute change of the current or voltage due to the breakdown voltage change or electrical noise is brought to the ground of the output current control circuit portion 70 through the compensation circuit.
여기서, 상기 입력전압보상회로부(30)에서 전압보상(voltage compensation)을 거친 전압공급부(10)의 전원은 제너다이오드에 항복전압 이상의 전압이 걸리도록 하여 입력전압에 비례하는 전류가 흐르도록 하는 것이며, 상기 보상 및 전류제한회로부(60)의 다이오드는 특성이 증폭부(50)내의 증폭기의 전압 VBE와 일치하는 다이오드를 사용하는 것이다.Here, the power source of the voltage supply unit 10, which has undergone voltage compensation in the input voltage compensation circuit unit 30, is configured to allow a current proportional to the input voltage to flow so that a voltage higher than the breakdown voltage is applied to the zener diode, The diode of the compensation and current limiting circuit part 60 uses a diode whose characteristic coincides with the voltage V BE of the amplifier in the amplifying part 50.
상기 제너다이오드 부하부(40)는 측정대상의 부하인 제너다이오드를 포함하는 것이다.The Zener diode load unit 40 includes a Zener diode which is a load of a measurement object.
상기 증폭부(50)는 상기 제너다이오드 부하부(40)의 제너다이오드의 신호를 증폭하는 것이다.The amplification unit 50 amplifies the signal of the Zener diode of the Zener diode load unit 40. [
상기 보상 및 전류제한회로부(60)는 상기 항복전압 설정부(20)로부터 신호를 받으며, 항복전압 설정용 제너다이오드의 정격전류를 규정하고, 상기 증폭부(50)내의 증폭기로 전류제한신호를 보내는 것이다.The compensation and current limiting circuit unit 60 receives a signal from the breakdown
상기 출력전류제어회로부(70)는 상기 증폭부(50)내의 증폭기를 통하여 흐르는 제너전류를 출력전류제어회로부(70)를 통하여 입력전압에 선형적으로 비례하는 전류가 흐르도록 제어하고, 상기 보상 및 전류제한회로부(60)에 의하여 출력에 비례하는 전압이 양단에 걸리게 하여 출력전류가 입력전압에 비례하도록 하는 것이다.The output current control circuit unit 70 controls the Zener current flowing through the amplifier in the amplifier unit 50 so that a current linearly proportional to the input voltage flows through the output current control circuit unit 70, A current proportional to the output is applied to both ends by the current limiting circuit unit 60 so that the output current is proportional to the input voltage.
또한, 상기 항복전압 설정부(20)에 속하는 제너다이오드 VZ2, VZ4는 동일한 항복전압을 가진 것으로서, 증폭부(50)에 속하는 트랜지스터 Q1, Q2의 콜렉터와 베이스 간에 역방향바이어스가 걸리도록 하고, VZ2>VZ1(제너다이오드 부하부(40)에 속함), VZ4>VZ3가 되도록 설정하며, 보상 및 전류제한회로부(60)에 속하는 다이오드 D1, D2는 경년열화나 동작열화에 따라 증폭부(50)에 속하는 트랜지스터 Q1, Q2의 전압 VBE가 변하는 것을 보상하기 위해 동일한 특성을 가진 것으로 선정하는 것이며, 상기 증폭부(50)의 트랜지스터 Q1, Q2의 에미터 전압 VE는 
또한, 상술한 전압제어출력 전류원 회로의 전압공급부(10)에 의한 동작전압은 제너다이오드 부하부(40)내의 VZ1과 VZ3의 항복전압 이상이어야 하고, 항복전압 설정부(20)내의 VZ2와 VZ4의 항복전압도 제너다이오드 부하부(40)내의 VZ1과 VZ3의 항복전압보다 높아야 하는 것이다.The operation voltage by the voltage supply unit 10 of the voltage control output current source circuit described above should be equal to or higher than the breakdown voltage of VZ1 and VZ3 in the Zener diode load unit 40 and the voltage of VZ2 and VZ4 in the breakdown
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로의 구성을 나타낸 블록도인데, 상기 블록도에서 전압공급부(10)에 의한 공급전압(power supply)이 부하의 항복전압보다 높은 항복전압을 가진 제너다이오드로 구성된 항복전압설정부(20)에서 항복전압설정(breakdown voltage setting)을 하여 부하인 제너다이오드의 항복전압 동작범위를 넓히는 것은 물론, 증폭부(50)내의 증폭기의 전압 VCB로 역바이어스가 인가되도록 하고, 이를 통하여 증폭부(50)의 B-E 전압보상회로를 거쳐서 항복전압 변화에 의한 전류, 전압의 미세한 변화 또는 전기적 노이즈가 출력전류제어회로부(70)의 접지에 이르도록 하였다.8 is a block diagram showing the configuration of a voltage-controlled output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts according to an embodiment of the present invention. In the block diagram, in the case where the power supply by the voltage supply unit 10 is a surplus A breakdown voltage setting is made in a breakdown
보상 및 전류제한회로부(60)의 다이오드는 특성이 증폭부(50)내의 증폭기의 전압 VBE와 일치하는 다이오드를 사용한다. 한편 입력전압보상회로부(30)에서 전압보상(voltage compensation)을 거친 전원은 제너다이오드에 항복전압 이상의 전압이 걸리도록 하여 입력전압에 선형적으로 비례하는 전류가 흐르도록 하였다. 증폭부(50)내의 증폭기를 통하여 흐르는 제너전류는 출력전류제어회로부(70)를 통하여 입력전압에 선형적으로 비례하는 전류가 흐르도록 하였다. 이 출력전류제어회로부(70)는 보상 및 전류제한회로부(60)에 의하여 출력에 비례하는 전압이 이 양단에 걸리게 하여 출력전류가 입력전압에 비례하도록 하였다.The diode of the compensation and current limit circuit section 60 uses a diode whose characteristics match the voltage V BE of the amplifier in the amplification section 50. On the other hand, the power source that has undergone voltage compensation in the input voltage compensation circuit unit 30 causes a voltage exceeding the breakdown voltage to be applied to the Zener diode so that a current linearly proportional to the input voltage flows. The Zener current flowing through the amplifier in the amplifying part 50 causes a current linearly proportional to the input voltage to flow through the output current control circuit part 70. The output current control circuit portion 70 causes the compensation and current limiting circuit portion 60 to apply a voltage proportional to the output to both ends thereof so that the output current is proportional to the input voltage.
상기 도 8의 블록도를 검증하기 위해 도 9와 같이 전류 원 회로를 구성하였다. 항복전압 설정부(20)내의 VZ2와 VZ4는 항복전압이 다른 두 개의 제너다이오드로서 이들을 부하로 사용할 때 여기에 흐르는 전류가 입력전압의 변화에 선형적으로 변하는지, 그리고 동일한 입력전압에 대하여 항복전압이 다른 두개의 제너다이오드에 흐르는 전류가 동일한지를 평가하기 위해 회로를 구성하였다.In order to verify the block diagram of FIG. 8, a current source circuit is constructed as shown in FIG. VZ2 and VZ4 in the breakdown
여기서, 항복전압 설정부(20)에 속하는 제너다이오드 VZ2, VZ4는 동일한 항복전압을 가진 것으로서, 증폭부(50)에 속하는 트랜지스터 Q1, Q2의 콜렉터와 베이스 간에 역방향바이어스가 걸리도록 하고, VZ2>VZ1(제너다이오드 부하부(40)에 속함), VZ4>VZ3가 되도록 설정하며, 보상 및 전류제한회로부(60)에 속하는 다이오드 D1, D2는 경년열화나 동작열화에 따라 증폭부(50)에 속하는 트랜지스터 Q1, Q2의 전압 VBE가 변하는 것을 보상하기 위해 동일한 특성을 가진 것으로 선정하였다.The Zener diodes VZ2 and VZ4 belonging to the breakdown
중앙의 CE 증폭회로와 우측의 CE 증폭회로는 동일한 회로이며, 제너다이오드 부하부(40)에 속하는 VZ1과 VZ3는 경년열화에 의하여 항복전압이 변하는 경우를 분석하기 위해 편의상 구분하였다. 즉, Q1=Q2, R1=R5, R2=R7, R3=R8, R4=R9, R5=R10, D1=D2, VZ2=VZ4이다.The center CE amplification circuit and the CE amplification circuit on the right side are the same circuit, and VZ1 and VZ3 belonging to the zener diode load portion 40 are distinguished for convenience in analyzing the case where the breakdown voltage changes due to aging deterioration. That is, Q1 = Q2, R1 = R5, R2 = R7, R3 = R8, R4 = R9, R5 = R10, D1 = D2, VZ2 = VZ4.
증폭부(50)의 트랜지스터 Q1, Q2의 에미터전압 VE는The emitter voltage V E of the transistors Q1 and Q2 of the amplifying section 50 is
이므로 이 증폭부(50)내의 증폭기의 에미터전류 IE는The emitter current I E of the amplifier in the amplifier 50 is
이다. 즉, 제너다이오드의 항복전압에 관계없이 도 9의 회로에는 입력 동작전압에 비례하는 선형적인 일정전류가 흐르게 된다. 단, 동작전압은 제너다이오드 부하부(40)에 속하는 VZ1과 VZ3의 항복전압 이상이어야 한다. 그리고 항복전압 설정부(20)에 속하는 VZ2와 VZ4의 항복전압도 제너다이오드 부하부(40)에 속하는 VZ1과 VZ3의 항복전압보다 높아야 한다.to be. That is, regardless of the breakdown voltage of the Zener diode, a linear constant current proportional to the input operating voltage flows in the circuit of FIG. However, the operating voltage should be higher than the breakdown voltage of VZ1 and VZ3 belonging to the zener diode load part 40. [ The breakdown voltages of VZ2 and VZ4 belonging to the breakdown
도 9 회로의 성능을 시뮬레이션하기 위해 회로의 각 소자에 다음 표 1의 값을 적용하였다. To simulate the performance of the circuit of Fig. 9, the values of the following Table 1 were applied to each element of the circuit.
도 9 회로를 분석해보면 다음과 같다.The circuit of FIG. 9 can be analyzed as follows.
즉, 전류 IE가 제너다이오드 부하부(40)에 속하는 제너다이오드 VZ1, VZ3에 흐르며 이 두 값은 동일한 출력전류로서 입력전압 VS에 선형적으로 비례한다. 단, 상기 식(8)에서 보듯 입력전압 Vs는 22.65 V보다 커야 한다. 이때, 출력 측 제너다이오드에 걸리는 항복전압은 도 10과 같이, 15 V인 경우와 20 V인 경우로 나타내었다.That is, the current I E flows in the zener diodes VZ 1 and VZ 3 belonging to the zener diode load section 40, and these two values are linearly proportional to the input voltage V S as the same output current. However, as shown in Equation (8), the input voltage Vs must be greater than 22.65 V. At this time, the breakdown voltage applied to the output side zener diode is shown as 15 V and 20 V as shown in FIG.
예를 들어 항복전압이 다른 두 개의 제너다이오드에 흐르는 전류의 값을 도 11에 나타내었다. 항복전압이 제너다이오드 부하부에 속하는 VZ1=20 V, VZ3=15 V인 두 제너다이오드에 동일한 크기의 전류가 입력전압에 선형적으로 비례하여 흐르는 것을 확인할 수 있다. 이 전류는 식(10)을 이용하여 계산한 값과 동일하다. 이 경우, 항복영역에서 전류가 흐르기 시작하는 문턱전압 Vth는 22.65 V이다.For example, the values of currents flowing through two zener diodes having different breakdown voltages are shown in Fig. It can be seen that the same magnitude of current flows linearly proportional to the input voltage across the two zener diodes with breakdown voltage of VZ1 = 20 V and VZ3 = 15 V belonging to the zener diode load. This current is the same as the value calculated using equation (10). In this case, the threshold voltage Vth at which the current starts to flow in the breakdown region is 22.65 V.
따라서, 상기 본 발명의 회로는 전압공급부, 항복전압 설정부, 입력전압보상회로부, 보상 및 전류제한회로부, 제너다이오드 부하부, 증폭부, 출력전류제어회로부로 구성되었으며, 상기 구성된 회로를 실증하기 위해 각 블록의 부품 값을 적용하여 시뮬레이션을 한 결과, 정확하게 입력전압으로 출력전류를 선형적으로 제어하는 결과를 확인하였다. Therefore, the circuit of the present invention comprises a voltage supply unit, a breakdown voltage setting unit, an input voltage compensation circuit unit, a compensation and current limit circuit unit, a Zener diode load unit, an amplification unit, and an output current control circuit unit. As a result of simulation by applying the component values of each block, it was confirmed that the output current is linearly controlled by the input voltage accurately.
상술한 바와 같은, 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로는 원자력발전소의 제어봉집합체 제어시스템의 제어카드 중 회로 부하로 제너다이오드를 사용하는 전자 제어카드의 상태나 수명을 예측하기 위해 점검하는 용도로 적용할 수 있으므로 그 적용대상이 광범위하다. The voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of electronic components as described above is used for checking the state or life of an electronic control card using a Zener diode as a circuit load among control cards of a control system assembly control system of a nuclear power plant It is applicable to a wide range of applications.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
10 : 전압공급부 20 : 항복전압 설정부
30 : 입력전압보상회로부 40 : 제너다이오드 부하부
50 : 증폭부 60 : 보상 및 전류제한회로부
70 : 출력전류제어회로부10: voltage supply unit 20: breakdown voltage setting unit
30: Input voltage compensation circuit section 40: Zener diode load section
50: amplification section 60: compensation and current limiting circuit section
70: Output current control circuit part
Claims (6)
입력전압보상회로부와 항복전압설정부로 전압을 공급하는 전압공급부와;
상기 전압공급부로부터 전압을 공급받고, 제너다이오드 부하부의 항복전압에 이를 때까지 보상 및 전류제한회로부에 전압이 걸리지 않도록 하기 위해 제너다이오드 부하부의 항복전압보다 큰 항복전압을 가진 제너다이오드로 구성하여 제너다이오드 항복전압의 동작범위를 넓혀 입력전압과 출력전류가 광범위에 걸쳐서 입력전압에 선형적으로 비례하도록 설정하는 항복전압 설정부와;
상기 전압공급부로부터 전압을 공급받으며, 증폭부내의 증폭기의 전압 VCB로 역바이어스가 인가되도록 하고, 이를 통하여 다이오드와 전류제한저항으로 이루어진 증폭부의 B-E 전압보상회로를 거쳐서 열화현상에 의해 발생될 우려가 있는 항복전압 변화에 의한 전류, 전압의 미세한 변화 또는 전기적 노이즈가 출력전류제어회로부의 접지에 이르도록 하는 입력전압보상회로부와;
측정대상의 부하인 제너다이오드를 포함하는 제너다이오드 부하부와;
상기 제너다이오드 부하부의 제너다이오드의 신호를 증폭하는 증폭부와;
상기 항복전압 설정부로부터 신호를 받으며, 항복전압 설정용 제너다이오드의 정격전류를 규정하고, 상기 증폭부내의 증폭기로 전류제한신호를 보내는 보상 및 전류제한회로부와;
상기 증폭부내의 증폭기를 통하여 흐르는 제너전류를 출력전류제어회로부를 통하여 입력전압에 비례하는 전류가 흐르도록 제어하고, 상기 보상 및 전류제한회로부에 의하여 출력에 비례하는 전압이 양단에 걸리게 하여 출력전류가 입력전압에 선형적으로 비례하도록 하는 출력전류제어회로부; 를 포함함을 특징으로 하는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로.A voltage-controlled output current source circuit for evaluating deterioration of electronic components,
A voltage supply unit for supplying a voltage to the input voltage compensation circuit unit and the breakdown voltage setting unit;
And a Zener diode having a breakdown voltage higher than a breakdown voltage of the Zener diode load unit in order to prevent a voltage from being applied to the compensation and current limiting circuit unit until the voltage reaches the breakdown voltage of the Zener diode load unit, A breakdown voltage setting unit that widens the operating range of the breakdown voltage and sets the input voltage and the output current to be linearly proportional to the input voltage over a wide range;
A voltage is supplied from the voltage supply unit, a reverse bias is applied to the voltage V CB of the amplifier in the amplification unit, and there is a possibility that the reverse bias is generated by the deterioration phenomenon through the BE voltage compensation circuit of the amplifier composed of the diode and the current limiting resistor An input voltage compensation circuit part for causing a minute change in current or voltage due to a breakdown voltage change or an electrical noise to reach the ground of the output current control circuit part;
A zener diode load section including a zener diode which is a load to be measured;
An amplifier for amplifying a signal of a Zener diode of the Zener diode load part;
A compensation and current limiting circuit unit receiving a signal from the breakdown voltage setting unit and defining a rated current of a zener diode for setting a breakdown voltage and sending a current limit signal to an amplifier in the amplification unit;
Wherein a current proportional to an input voltage flows through an output current control circuit part and a voltage proportional to the output is applied to both ends by the compensation and current limiting circuit part, An output current control circuit portion which is linearly proportional to an input voltage; And a voltage control output current source circuit for evaluating deterioration of an electronic component.
상기 입력전압보상회로부에서 전압보상(voltage compensation)을 거친 전압공급부에서 회로에 공급되는 전원인 입력전원은 제너다이오드에 항복전압 이상의 전압이 걸리도록 하여 입력전압에 선형적으로 비례하는 전류가 흐르도록 하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로. The method according to claim 1,
An input power source, which is a power source supplied to the circuit in a voltage supply unit that has undergone voltage compensation in the input voltage compensation circuit unit, is configured to apply a voltage higher than a breakdown voltage to the Zener diode so that a linearly- Voltage output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts.
상기 보상 및 전류제한회로부의 다이오드 특성이 증폭부내의 증폭기의 전압 VBE와 일치하는 다이오드를 사용하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로. The method according to claim 1,
And using a diode whose diode characteristic of the compensation and current limiting circuit part matches the voltage V BE of the amplifier in the amplification part.
전압제어출력 전류원 회로의 항복전압 설정부에 속하는 제너다이오드 VZ2와 VZ4는 동일한 항복전압을 가진 것으로서, 증폭부에 속하는 트랜지스터 Q1, Q2의 콜렉터와 베이스 간에 역방향바이어스가 걸리도록 하고, VZ2>VZ1(제너다이오드 부하부에 속함), VZ4>VZ3가 되도록 설정하며, 보상 및 전류제한회로부에 속하는 다이오드 D1, D2는 경년열화나 동작열화에 따라 증폭부에 속하는 트랜지스터 Q1, Q2의 전압 VBE가 변하는 것을 보상하기 위해 동일한 특성을 가진 것으로 선정하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로. The method according to claim 1,
Zener diodes VZ2 and VZ4 belonging to the breakdown voltage setting unit of the voltage control output current source circuit have the same breakdown voltage and reverse bias is applied between the collector and the base of the transistors Q1 and Q2 belonging to the amplification unit and VZ2> VZ1 And VZ4> VZ3. The diodes D1 and D2 belonging to the compensation and current limit circuit section are compensated for the change in the voltage V BE of the transistors Q1 and Q2 belonging to the amplification section due to aged deterioration or operation deterioration The voltage-controlled output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts.
상기 증폭부의 트랜지스터 Q1, Q2의 에미터 전압 VE는
The emitter voltage V E of the transistors Q1 and Q2 of the amplifier section is
전압제어출력 전류원 회로의 전압공급부에 의한 동작전압은 제너다이오드 부하부내의 VZ1과 VZ3의 항복전압 이상이어야 하고, 항복전압 설정부내의 VZ2와 VZ4의 항복전압도 제너다이오드 부하부내의 VZ1과 VZ3의 항복전압보다 높아야 하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전자부품 열화평가용 전압제어출력 전류원 회로.The method according to claim 1,
The operating voltage of the voltage supply section of the voltage control output current source circuit should be equal to or higher than the breakdown voltage of VZ1 and VZ3 in the Zener diode load section and the breakdown voltage of VZ2 and VZ4 in the breakdown voltage setting section must also surpass the breakdown voltage of VZ1 and VZ3 Voltage output current source circuit for evaluating deterioration of electronic parts.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170123109A KR101814393B1 (en) | 2017-09-25 | 2017-09-25 | A voltage-controlled output current circuit for electronic components degradation analysis |
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| KR101814393B1 true KR101814393B1 (en) | 2018-01-03 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101940484B1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-04-10 | (주) 액트 | Aging Assessment Equipment and Method for Discrete Electronic Elements Embedded in Instrumentation and Control Card for Nuclear Power Plant |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014157035A (en) | 2013-02-14 | 2014-08-28 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Electronic component inspection device |
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2017
- 2017-09-25 KR KR1020170123109A patent/KR101814393B1/en active IP Right Grant
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| KR101940484B1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-04-10 | (주) 액트 | Aging Assessment Equipment and Method for Discrete Electronic Elements Embedded in Instrumentation and Control Card for Nuclear Power Plant |
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