KR0111802Y1 - 전원공급장치 보호회로 - Google Patents

전원공급장치 보호회로 Download PDF

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KR0111802Y1
KR0111802Y1 KR2019900020716U KR900020716U KR0111802Y1 KR 0111802 Y1 KR0111802 Y1 KR 0111802Y1 KR 2019900020716 U KR2019900020716 U KR 2019900020716U KR 900020716 U KR900020716 U KR 900020716U KR 0111802 Y1 KR0111802 Y1 KR 0111802Y1
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Abstract

본 고안은 전원공급장치에 관한 것으로, 전압 전달부(30)에 이루어지는 제1 코일(L1)의 동일 코아상에 제3코일(L3)을 권선하여 상기 제3 코일(L3)에 유기되는 전압을 비교부(60)와 제어부(70)에서 기준전압(VREF1), (VREF1)과 비교하여 펄스폭 변조부(10)의 구동이 제어되도록 보호회로를 구성함으로써, 전원공급장치가 과전압 및 저전압 상태로부터 손상되는 것을 보호할 수 있는 것이다.

Description

전원공급장치 보호회로
제1도는 본 고안에 따른 전원공급장치 보호회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 펄스폭 변조부 20 : 제1 스위칭부
30 : 전압 전달부 40 : 전압 검출부
50 : 제어전압 공급부 60 : 비교부
70 : 제어부 T1 : 트랜스
L1∼L3 : 코일 D1∼D7 : 다이오드
Q1 : 트랜지스터 C1∼C4 : 콘덴서
CP1∼CP3 : 비교기 R1∼R9 : 저항
본 고안은 전원공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펄스폭 변조부에 인가되는 제어전압을 조절함으로서, 전원공급장치가 과전압, 과전류 및 저전압 상태로부터 손상되는 것을 보호할 수 있는 전원공급장치 보호회로에 관한 것이다.
일반적으로 전기, 전자 장치는 과전압, 과전류 또는 저전압 상태일 때 오동작이 발생하거나 고장이 유발될 우려가 있게 된다. 따라서, 전원공급장치로 부터 출력되는 전압을 검출하여 출력전압이 과전압, 과전류 또는 저전압 상태일 때 상기 전원공급장치의 동작을 중지시켜야 할 필요가 있다.
종래에는 이러한 전원공급장치의 과전압, 과전류 또는 저전압 상태를 검출하기 위하여 전원공급장치에 이루지어는 트랜스 외에 별도의 트랜스를 구성하여 전원공급장치의 출력전압 일부를 유기하여 출력전압 상태를 검출하도록 하였다.
그러나, 이러한 전원공급장치는 전원출력용 트랜스 외에 별도의 전원검출용 트랜스를 구성하여야 하므로 부피가 증대될 수밖에 없어 소형, 경량화할 수 없을 뿐 아니라 단가가 상승한다는 문제점이 있었다.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 전원 공급장치의 전압 출력용 트랜스에 이루어지는 코아상에 코일을 형성하여 출력전압의 상태를 검출함과 동시에 이러한 출력전압을 이용하여 스위칭부가 전원공급 장치의 구동을 제어하게 함으로서, 소형 경량화할 수 있는 전원공급장치 보호회로를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 상기 스위칭부(20)에 연결되며, 상기 전압 전달부(30)를 구성하는 트랜스(T1)의 동일 코아상에 권선되는 제3 코일(L3)을 사용하여 상기 트랜스(T1)의 출력전압중 소정 전압을 출력하는 전압 검출부(40)와, 상기 전압 검출부(40)의 출력전압 및 전원전압(B+)으로 상기 펄스폭 변조부(10)가 제어되도록 제어전압을 출력하는 제어전압 공급부(50)와, 상기 전압 검출부(40)의 출력전압을 기준전압(VREF1)(VREF2)과 비교하는 비교부(60)와, 상기 비교부(50)의 출력을 기준전압(VREF1)과 비교하여 스위칭됨으로써 상기 제어전압 공급부(50)를 제어하는 제어부(70)로 구성되는 것에 있다.
이하, 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안에 따른 전원공급장치 보호회로도로서 펄스폭 변조부(10), 제1 스위칭부(20), 전압 전달부(30), 전압 검출부(40), 제어전압 공급부(50), 비교부(60) 및 제어부(70)로 이루어진다. 이때, 상기 펄스폭 변조부(10), 제1 스위칭부(20) 및 전압 전달부(30)는 종래와 동일하게 구성된다.
이를 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 펄스폭 변조부(10)는 단자(a)를 통하여 입력되는 전압을 펄스폭 변조된 신호로서 출력하는 한편, 단자(a)에 전압이 인가되지 않을 때는 상기 펄스폭 변조부(10)에서 제1 스위칭부(20)로 제어신호가 출력되지 않는다.
그리고 상기 제1 스위칭부(20)는 스위칭용 트랜지스터(Q1)로 구성되어 상기 펄스폭 변조부(10)로 부터 출력되는 펄스폭 변조된 신호에 따라 구동된다.
그리고, 상기 제1 스위칭부(20)에 연결되는 전압 전달부(30)는 트랜스(T1)를 포함하여 구성되고, 상기 제1 스위칭부(20)의 트랜지스터(Q1)가 구동되면, 트랜스(T1)의 코일(L1)을 통하여 상기 트랜스(T1)의 2차측 코일(L2)에 소정의 전압이 유기된다.
그리고, 상기 전압 전달부(30)는 상기 트랜스(T1)의 2차측 코일(L2)에 정류용 다이오드(D7) 및 평활용 콘덴서(C1)가 연결되어 구성된다.
그리고 상기 제1 스위칭부(20) 및 전압 전달부(30)에 연결되어, 상기 전압 전달부(30)의 출력전압의 일부를 유기하는 전압 검출부(40)는 상기 트랜스(T1)의 코아에 제3 코일(L3)을 권선하여, 상기 제3 코일(L3)은 제1 스위칭부(20) 트랜지스터(Q1)의 구동시 상기 트랜스(T1)의 제1 코일(L1)에 인가되는 전압의 일부가 유기되게 된다.
그리고, 전압 검출부(40)는 상기 제3 코일(L3)에 정류용 다이오드(D1) 및 잡음 제거용 평활 콘덴서(C2)가 연결되어 구성된다.
그리고, 상기 전압 검출부(40)의 출력용 입력으로 하여 제어전압 공급부(50)는 펄스폭 변조부(10)에 연결되어 상기 펄스폭 변조부(10)에 전압을 인가하고, 상기 전압 검출부(40) 방향으로 역전압이 인가되지 않도록 역전압 방지용 다이오드(D2)가 연결된다.
그리고, 제어전압 공급부(50)는 상기 펄스폭 변조부(10)의 초기 구동을 위한 전압인 전원전압(B+)이 전압검출부(40)에 의하여 영향을 받지 않도록 역전압방지용 다이오드(D3)가 연결된다.
그리고 제어전압 공급부(50)는 상기 다이오드(D3)에 직렬로 전류제어 바이어스용 저항(R3)을 연결하고, 상기 저항(R3) 및 다이오드(D2)를 상기 펄스폭 변조부(10)의 단자(a)에 연결되어서 초기 구동되는 전압 및 제3 코일(L3)에 유기된 전압이 상기 펄스폭 변조부(10)에 인가된다.
그리고, 상기 전압 검출부(40)에 연결되어 상기 전압 검출부(40)의 출력전압을 기준전압(VREF1)에 비교하는 비교부(60)는 상기 전압 검출부(40)의 출력전압이 전압배분용 저항(R4), (R5), (R6)에 의하여 배분되어서 입력되도록 연결된다.
그리고, 비교부(60)는 출력전압이 저항(R4)(R5) 사이에서 전압 검출부(40)의 전압이 배분되어 비교기 (CP1)의 반전단자(-)에 인가하고, 상기 비교기(CP1)의 비반전단자(+)에는 기준전압 (VREF1)이 인가된다.
그리고, 비교부(60)는 상기 비교기(CP1)의 출력에 다이오드(D4)의 캐소우드측이 연결되고, 상기 다이오드(D4)의 애노드측에 기준전압(VREF2)이 인가되어 상기 다이오드(D4)는 상기 비교기(CP1)의 출력과 상기 기준전압(VREF2)의 전압에 따라 구동하게 된다.
그리고 상기 저항(R5), (R6) 사이에서 상기 전압 검출부(40)의 전압이 배분되어 비교기(CP2)의 배반전단자(+)를 연결하고, 상기 비교기(CP2)의 반전단자(-)에는 기준전압(VREF1)이 인가되고, 상기 비교기(CP2)의 출력에 다이오드(D5)의 애노드측이 연결되며, 상기 다이오드(D5)의 캐소드측은 제어부(70) 비교기(CP3)의 비반전단자(+)로 연결된다.
그리고 상기 기준전압(VREF1) 및 저항(R4), (R5), (R6)은 상기 전압 배분용 저항(R4), (R5), (R6)에 정성전압이 인가될 때, 상기 저항(R4), (R5)에 분배된 전압은 기준전압(VREF1)이 낮으며, 상기 저항(R5), (R6)에 분배된 전압은 기준전압(VREF1)이 높게 되도록 설정된다.
따라서, 상기 저항(R4)을 통하여 저전압이 인가되는 경우에, 상기 저항(R4), (R5)에 의하여 분배된 전압은 상기 기준전압(VREF1)보다 낮아지게 된다.
이때, 기준전압(VREF1)에 비교된 비교기(CP1)의 출력전압이 하이레벨로 높게되어 다이오드(D4)의 전류흐름이 차단되며 상기 다이오드(D4)에 직렬로 연결된 다이오드(D6)는 기준전압(VREF2)에 의하여 도통되게 된다.
그리고, 상기 저항(R4)을 통하여 고전압이 인가되는 경우에, 상기 저항(R4), (R5)에 의하여 분배된 전압은 기준전압(VREF1)보다 높게되고, 상기 저항(R5), (R6)에 분배된 전압도 상기 기준전압(VREF1)보다 높게 인가된다.
이때, 기준전압(VREF1)에 분배된 비교기(CP2)의 출력전압이 높게되며, 이에 따라서 다이오드(D5)가 도통되게 된다.
또한, 상기 기준전압(VREF2)은 기준전압(VRFE1) 보다 높도록 설정된다.
이것은 비교기(CP1)(CP2)에서 출력된 전압이 다이오드(D5)(D6)에 의한 전압강하에 의하여 낮아져서 비교기(CP3)에 비교된 결과에 상기 전압강하에 의한 오류가 인가되지 않도록 하기 위한 것이다.
그리고 비교부(60)의 비교기(CP2)에 역전압 방지용 다이오드(D5)가 연결된다.
그리고, 상기 비교부(60)는 제어부(70)에 연결되고, 전압검출부(40)의 출력에 따라 비교부(60)가 비교전압을 출력함으로써 상기 제어전압 공급부(50)의 출력전압이 제어되도록 되는 제어부(70)는 상기 기준전압(VREF2)이 역전압 방지용 다이오드 (D6) 애노드에 인가되도록 연결하고, 상기 다이오드(D6)의 캐소우드를 비교기(CP3)의 비반전단자(+)에 연결한다.
그리고, 상기 비교기(CP3)의 반전단자(-)에는 기준전압(VREF1)이 인가된다.
그리고, 제어부(70)는 상기 비교기(CP1)의 출력이 저항(R9)을 통하여 SCR(SD1)의 게이트에 인가되며, SCR(SD1)의 애노드측을 상기 제어전압공급부(50)에 연결되기 때문에, 상기 SCR(SD1)은 상기 비교기(CP3)의 출력에 따라 구동되어서 상기 제어전압 공급부(50)의 출력전압이 제어되게 된다.
이와 같이 이루어진 본 고안에 따른 전원공급장치의 보호회로는 펄스폭 변조부(10)를 전원이 온되는 초기에 초기 구동시키기 위하여 전원전압(B+)이 인가되며, 다이오드(D3)를 통해 상기 펄스폭 변조부(10)의 단자(a)에 입력되므로 상기 펄스폭 변조부(10)는 초기 동작을 시작하여 소정의 펄스폭 변조된 신호가 출력된다.
그리고, 상기 펄스폭 변조부(10)에서 출력되는 펄스폭 변조된 신호에 따라 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭 타임이 제어되고, 이에 따라서 상기 트랜지스터(Q1)의 1차측 코일(L1)에 전류가 흐르게 되어 자계가 형성되므로 상기 트랜지스터(Q1)의 2차측 코일(L2)에는 트랜스(T1)의 코일 권선비에 따라 소정의 전압이 유기된다.
그리고 상기 트랜스(T1)의 2차측 코일(L2)에 유기된 전압은 정류용 다이오드(D7) 및 평활용 콘덴서(C1)에 의해 정류 및 평활되어 출력되어 부하에 인가된다.
이때, 상기 트랜스(T1)는 2차측 코일(L2)의 부하의 동작에 따라서 제3 코일에 유기되는 전압의 레벨에 변화를 주게되며, 또한 트랜스(T1)의 권선비에 따라서 제3 코일(L3)에 소정의 전류가 유기되어 흐르게 된다.
그리고, 상기 제3 코일(L3)에 유기된 전압은 정류 다이오드 (D1), (D2) 및 잡음 제거용 평활 콘덴서(C2)에 의해 잡음이 제거된 후, 펄스폭 변조부(10)에 인가되므로 상기 펄스폭 변조부(10)는 계속적인 구동을 하게 된다.
이때, 상기 제3 코일(L3)에 정상적으로 유기된 전압은 상기 저항(R4), (R5)에 의하여 배분된 전압과 기준전압(VREF1)은 비교기(CP1)에서 비교되게 되는데, 상기 저항(R4), (R5)에 의하여 분배된 전압은 상기 기준전압(VREF1) 보다 높은 상태로 되기 때문에, 상기 비교기(CP1)는 로우레벨의 로직신호가 출력된다.
그리고, 상기 저항(R5), (R6)에 의해 배분된 전압은 상기 기준전압(VREF1)보다 낮은 상태이므로 상기 비교기(CP1)는 로우레벨의 로직신호가 출력된다.
따라서, 비교기(CP3)의 비반전단자(+)에 로우레벨의 로직신호가 인가되며, 상기 비교기(CP3)의 반전단자(-)에는 기준전압(VREF1)이 인가되므로 상기 비교기(CP3)는 로우레벨의 로직신호가 출력된다.
따라서 상기 제3 코일(L3)에서 정상적인 전압이 유기되는 경우에는, 상기 비교기(CP3)에서 출력되는 로우레벨의 로직신호가 상기 SCR(SD1)을 오프상태로 하여, 상기 제어전압 공급부(50)의 출력전압에 영향을 주지 않는다.
그리고, 상기 제2 코일(L2)에 연결된 출력단에서 부터 오류에 의한 저전압이 발생되면, 상기 제3 코일(L3)에 유기된 전압이 정상전압보다 낮게 되며, 이와 같은 경우에는 상기 저항(R4), (R5)에 의하여 배분된 전압은 상기 기준전압(VREF1)보다 낮은 상태이므로 상기 비교기(CP1)는 하이레벨의 로직신호가 출력된다.
따라서, 상기 비교기(CP1)의 출력에 연결된 다이오드(D4)의 애노드측 전위와 기준전압(VREF2)이 인가되는 캐소우드측의 전위차가 발생되지 않기 때문에 다이오드(D4)는 오프 상태가 된다. 이때, 상기 비교기(CP3)의 비반전단자(+)에는 다이오드(D6)를 통하여 기준전압(VREF2)이 인가되고, 반전단자(-)에는 기준전압(VREF1)이 인가되어서, 기준전압(VREF2)이 기준전압(VREF1)보다 상대적으로 높은 상태이므로 상기 비교기(CP3)는 비교기(CP2)의 출력과 관계없이 하이레벨의 로직신호가 출력된다.
따라서, 상기 SCR(SD1)은 턴온되어 상기 제어전압 공급부(50)가 상기 펄스폭 변조부(10)에 인가하는 제어전압을 그라운드로 바이패스 시킴으로서, 상기 펄스폭 변조부(10)의 단자(a)에는 전압이 공급되지 않아 펄스폭 변조부(10)는 구동이 정지되어 전압 전달부(30)는 트랜지스터(Q)로 어떠한 전압도 출력하지 않기 때문에, 부하가 저전압이 공급됨으로써 발생하는 고장 등이 방지된다.
한편, 상기 제 2코일(L2)에 연결된 출력단에서 부터 오류에 의한 과전압 또는 과전압에 의한 고전류 등이 인가되면, 상기 제3 코일(L3)에는 정상전압보다 높은 상태의 전압이 유지된다.
그리고 이러한 제3 코일(L3)의 전압에 따라서 저항(R4), (R5)에 의하여 배분된 전압은 상기 기준저압 (VREF1) 보다 높은 상태이므로 상기 비교기(CP1)는 로우레벨의 로직신호가 출력된다.
따라서, 상기 기준전압(VREF2)은 다이오드(D4)를 통해 상기 비교기(CP1)의 내부 접지로 흐르기 때문에 다이오드(D6는 오프되어서 상기 비교기(CP3)의 비반전단자(+)에는 기준전압(VREF2)이 인가되지 아니한다.
이때, 상기 제3 코일(L3)에 의하여 유기된 전압에 의하여 상기 저항(R5), (R6)에서 분배된 전압은 상기 기준전압(VREF1)보다 높은 상태이므로 상기 비교기(CP2)는 하이레벨의 로직신호가 출력된다.
따라서, 상기 비교기(CP3)의 비반전단자(+)에는 상기 비교기(CP2)의 하이레벨 로직 신호가 인가되며, 반전단자(-)에는 기준전압이 인가되나, 상기 비교기(CP2)의 하이레벨 로직신호는 상기 기준전압(VREF1)보다 높은 상태이므로 상기 비교기(CP3)는 하이레벨의 로직을 출력하게 된다.
이때, 이러한 하이레벨의 로직은 상기 SCR(SD1)을 구동하게 됨으로서, 상기 SCR(SD1)은 상기 제어전압 공급부(50)의 출력전압을 접지로 바이패스 시키게 된다.
따라서, 상기 펄스폭 변조부(10)의 단자(a)에는 전압이 인가되지 않기 때문에, 상기 펄스폭 변조부(10)는 구동이 정지되어 전압 전달부(30)는 트랜지스터(Q)로 어떠한 전압도 출력하지 않기 때문에, 상기 전압 전달부(30)는 과전압을 부하에 인가하지 않게 되어, 과전압의 인가로 인한 전기, 전자 제품의 오동작 및 고장을 방지할 수 있다.
즉, 본 고안은 전압 전달부의 제1 코일의 동일 코아상에 제3 코일을 권선하고, 상기 제3 코일에 유기되는 전압을 비교부와 제어부에서 기준전압과 비교하여 펄스폭 변조부의 구동을 제어하도록 함으로써 전원 공급장치를 소형 경량화할 수 있으며, 또한 제작단가가 절약되기 때문에 생산성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 펄스폭 변조부(10), 제1 스위칭부(20) 및 전압 전달부(30)로 이루어져 정전압을 출력하는 전원공급장치에 있어서, 상기 스위칭부(20)에 연결되며, 상기 전압 전달부(30)를 구성하는 트랜스(T1)의 동일 코아상에 권선되는 제3 코일(L3)을 사용하여 상기 트랜스(T1)의 출력전압중 소정 전압을 출력하는 전압 검출부(40)와; 상기 전압 검출부(40)의 출력전압 및 전원전압(B+)으로 상기 펄스폭 변조부(10)가 제어되도록 제어전압을 출력하는 제어전압 공급부(50)와, 상기 전압 검출부(40)의 출력전압을 기준전압(VREF1)(VREF2)과 비교하는 비교부(60)와; 상기 비교부(50)의 출력을 기준전압(VREF1)과 비교하여 스위칭됨으로써 상기 제어전압 공급부(50)를 제어하는 제어부(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치 보호회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압 검출부(40)는, 상기 제1 스위칭부(20)에 연결되며, 상기 전압 전달부(30)의 출력전압중 일부를 유기하는 제3 코일(L3)과; 상기 제3 코일(L3)에 애노드가 연결되며, 상기 제3 코일(L3)에 유기된 전압을 정류하는 다이오드(D1)와; 상기 다이오드(D1)의 캐소우드와 제3 코일(L3) 사이에 연결되어서, 상기 다이오드(D1)의 출력전압을 평활하는 콘덴서(C2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치 보호회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어전압 공급부(50)는, 상기 전압 검출부(40)의 출력전압이 저항(R1)을 통하여 접지로 연결되고, 저항(R2)을 통하여 상기 펄스폭 변조부(10)에 인가되도록 되는 다이오드(D2)와; 상기 전원전압(B+)이 저항(R3)을 통하여 펄스폭 변조부(10)에 인가되도록 다이오드(D3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치 보호회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비교부(60)는, 상기 전압 검출부(40)에서 출력된 전압을 분배하는 전압 분배용저항(R4), (R5), (R6)과; 상기 저항(R4), (R5)의 사이로 반전단자가 연결되며, 상기 저항(R4), (R5)에 의하여 분배된 전압과 비반전단자에 연결된 기준전압(VREF1)을 비교하는 비교기(CP1)와; 기준전압(VREF1)이 애노드에 연결되고 캐소우드는 상기 비교기(CP1)의 출력에 연결되는 다이오드(D4)와; 상기 저항(R5), (R6)의 사이로 비반전단자가 연결되며, 상기 저항(R5), (R6)에 의하여 배분된 전압과 반전단자에 연결된 기준전압(VREF1)을 비교하는 비교기(CP2)와; 상기 비교기(CP2)의 출력에 애노드가 직렬로 연결되고, 제어부(70)로 출력이 연결되는 다이오드(D5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치 보호회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부(70)는, 상기 비교부(60)의 출력전압을 비교하도록 비교부(60) 다이오드(D4)의 애노드에 애노드가 직렬로 연결되는 다이오드(D6)와; 상기 다이오드(D6)의 캐소우드가 병렬로 연결된 저항(R7)을 통하여 비반전단자로 연결되고, 상기 비교부(60) 다이오드(D5)의 캐소우드가 비반전단자로 연결되며, 비교부(60)의 기준전압(VREF1)이 반전단자로 입력되는 비교기(CP3)와; 상기 비교기(CP3)의 출력에 직렬로 저항(R9)이 연결되고, 상기 저항(R9)의 출력에서 저항(R8) 및 커패시턴스(C4)가 병렬로 연결되며, 상기 비교기(CP3)의 출력에 따라 게이트가 제어되는 SCR(SD1)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치 보호회로.
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