KR0111810Y1

KR0111810Y1 - 전원 공급 회로

Info

Publication number: KR0111810Y1
Application number: KR2019940038305U
Authority: KR
Inventors: 김성호
Original assignee: 이형도; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1998-04-15
Also published as: KR960025813U

Abstract

릴레이를 사용하여 서브 전압의 출력 타이밍을 제어하여 타임 시퀸스를 조정하는 전원 공급 회로가 개시되는 바, 이는 트랜스의 2차측이 권선되는 제1 내지 제3 코일의 권선수에 따른 전압이 각각의 코일에 유기되면 유기된 전압을 제1 내지 제3 코일에 연결된 각각의 다이오드를 통해 정류하여 메인 전압 및 제1, 제2 서브 전압을 출력하는 전압 출력부와, 상기 메인 전압단에는 코일이 연결되고 제1, 제2 서브 전압단에는 스위칭 소자가 연결되어 제1, 제2 서브 전압의 출력 타임을 제어하는 릴레이와, 스위칭에 의해 상기 릴레이의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터와, 교류 전원 온/오프에 의해 상기 트랜지스터의 스위칭 타임을 제어하는 제어부로 구성되어, 교류 전원의 온/오프에 따라 상기 릴레이의 스위칭 소자를 온/오프시켜 서브 출력 전압의 출력 타임을 제어함으로써, 단순한 회로 구성으로 부품의 수량과 PCB의 사용 면적을 줄이고 가격을 다운시켜 제품의 경쟁력을 높일 수 있다.

Description

전원 공급 회로

제1도는 종래의 전원 공급 회로도.

제2도는 상기 제2도의 출력 전압을 나타낸 파형도.

제3도는 이 고안에 따른 전원 공급 회로도.

제4도는 상기 제3도의 출력 전압을 나타낸 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 제어부 T1 : 트랜스

D1~D5 : 다이오드 R1~R8 : 저항

SW1, SW2 : 스위칭 소자 C1~C4 : 콘덴서

COMP1, COMP : 비교기 Q1 : 트랜지스터

본 고안은 전원 공급 회로(Switching Mode Power Supply : 이하, SMPS라 칭함.)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쵸코 코일 대신 릴레이를 사용하여 전원 공급 회로의 출력 타이밍을 제어하는 타임 시퀸스를 조정하는 전원 공급 회로에 관한 것이다.

제1도는 종래의 전원 공급 회로도로서, 메인 전압을 +5V로, 제1, 제2 서브 전압을 +12V, +30V로 가정하였다.

제1도를 보면, 트랜스(T1)의 2차측에 전압이 유기되면 다이오드(D1)에 의해 정류되어 메인 전압(Vo1)출력된다.

한편, 메인 전압(Vo1)이 출력되면 다른 서브 전압(Vo2,Vo3)의 타임 시퀀스 부하가 제2도 (나)와 같이 출력된다.

즉, 메인 전압(Vo1) 출력시 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation : 이하, PWM 이라 칭함.) IC내의 데드 타임(Dead Time)을 이용하여 트랜지스터와 온/오프 타임을 제어하여 서브 전압(Vo2, Vo3)을 타임 시퀀스한다.

따라서, 트랜스(T1)의 2차측에 유기된 전압은 다이오드(D2)에 의해 정류된 후 트랜지스터(Q1)가 PWM IC(101)에 의해 턴온되면 트랜지스터(Q1)를 통해 다이오드(D3)로 입력되어 다시 정류된 후 코일(L1)에 유도성 에너지를 축적한다.

한편, PWM IC(101)의 제어에 의해 트랜지스터(Q1)가 턴오프되면 코일(L1)에 축적된 에너지가 콘덴서(C1)에 의해 평활되어 제1 서브 전압(Vo2)으로서 출력된다.

즉, 제2도 (나)와 같은 타임 시퀀스 부하가 출력된다.

마찬가지로, 제2 서브 전압(Vo3)도 PWM IC(1013)의 제어에 의해 트랜지스터(Q2)의 온/오프 타임이 제어되고, 트랜지스터(Q2)의 온/오프에 의해 코일(L2)에 축적된 에너지가 콘덴서(C2)에 의해 평활되어 얻어진다.

이와 같이 상기된 제1도는 PWM IC내의 데드 타임을 이용하여 PWM IC의 듀티를 조절함으로써, 트랜지스터의 온/오프 타임을 제어하여 서브 전압의 타임 시퀀스를 제어한다.

그러나, 상기된 제1도는 서브 전원의 부하가 많을 경우 메인 전압에 많은 영향을 주게 되므로 제2도 (가)와 같이 메인 전압이 출력된 서브 전압이 온시 메인 전압에 언더 전압이 되고, 서브 전압이 오프시 메인 전원이 언더 전압이 되는 문제점이 있었다.

또한, PWM IC와 코일을 이용하여 서브 전원의 타이밍을 구성하다보니 주면 회로가 복잡해지면서 부품이 많이 사용되고, 부품이 차지하는 프린트 회로 기판(Print Circuit Board : 이하, PCB라 칭함.) 면적이 커지며, 가격이 상승하는 문제점이 있었다.

이 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 PWM IC와 쵸코 코일 대신 릴레이를 사용하고, 교류 전원의 온/오프에 따라 상기 릴레이의 코일을 여자시켜 서브 전압 타임 시퀀스 타이밍을 제어함으로써, 부품의 수량이 줄고 PCB 면적이 줄어들면서 가격이 다운되는 전원 공급 회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 고안에 따른 전원 공급 회로의 특징은, 트랜스의 2차측에 권선되는 제1 내지 제3 코일의 권선수에 따른 전압이 각각의 코일에 유기되면 유기된 전압을 제1 내지 제3 코일에 연결된 각각의 다이오드를 통해 정류하여 메인 전압 및 제1, 제2 서브 전압을 출력하는 전원 공급 회로에 있어서, 상기 메인 전압단에는 코일이 연결되고 제1, 제2 서브 전압단에는 스위칭 소자가 연결되어 제1, 제2 서브 전압의 출력 타임을 제어하는 릴레이와, 스위칭에 의해 상기 릴레이의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터와, 교류 전원의 온/오프에 의해 상기 트랜지스터의 수위칭 타임을 제어하는 제어부로 구성되는 점에 있다.

이하, 이 고안에 따른 전원 공급 회로의 바람직한 일실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 이 고안에 따른 전원 공급 회로도이다.

제3도를 보면, 트랜스(T1)의 2차측 제1 코일(L1)에는 유기된 전압을 정류하여 메인 전압(Vo1)(예컨대, +5V)을 출력하는 다이오드(D1)가 연결된다.

그리고, 상기 트랜스(T1)의 2차측 제2 코일(Ns2)에는 유기된 전압을 정류하여 제1 서브 전압(Vo1)(예컨대, +12V)을 출력하는 다이오드(D2)가 연결되고, 제3 코일(Ns3)에는 유기된 전압을 정류하여 제2 서브 전압(Vo3)(예컨대, +30)을 출력하는 다이오드(D3)가 연결된다.

즉, 트랜스(T1)의 2차측에 각각 권선되는 제1 내지 제3 코일(Ns1~Ns3)의 선수에 따라 유기되는 전압이 달라진다.

이때, 상기 제2 서브 전압(Vo3)의 부하가 제일 크다고 가정하였으므로 메인 전압이 출력된 후 서브 전압이 온시 메인 전압에 언더 전압이 되고, 서브 전압이 오프시 메인 전원이 언더 전압이 되는 것을 방지하기 위하여 상기 다이오드(D3)와 제2 서브 전압단(Vo3) 사이에 용량값이 콘덴서(C1,C2)를 연결한다.

여기서, 상기 콘덴서(C1,C2)의 용량값은 1500μF 이상을 사용하여야 한다.

한편, 상기 메인 전압단(Vo1)에는 릴레이(RL1)의 코일이 연결되고, 제1, 제2 서브전압단(Vo2, Vo3)에는 상기 릴레이(RL1)의 스위칭 소자(SW1,SW2)가 각각 연결된다.

따라서, 상기 릴레이 (RL1)의 코일 여자 여부에 따라 상기 스위칭 소자(SW1, SW2)의 온/오프 타임이 제어되며 타임 시퀀스를 조정한다.

이때, 상기 릴레이(RL1)의 스위칭 타임을 제어하는 제어부(100)가 상기 메인 전압단(Vo1)과 제1 서브 전압단(Vo2)에 연결된다.

즉, 상기 제어부(100)는 상기 제1 서브 전압(Vo2)을 출력하는 다이오드(D2)의 캐소드단이 저항(R1)을 통해 제1 비교기(CUMP1)의 반전단(-)에 연결된다.

동시에, 메인 전압(Vo1)을 출력하는 다이오드(D1)의 애노드단, 즉, 메인 전압의 역전압(-전압)을 제공하는 다이오드(D4) 및 저항(R2)을 통해 상기 제1 비교기 (CUMP1)의 반전단(+)에 공통으로 연결된다.

그리고, 상기 제1 비교기(CUMP1)의 비반전단(+)에는 상기 메인 전압단 (Vo1)이 연결된다.

즉, 교류 전압이 오프되면 메인 전압의 역전압(-전압) 전압이 플러스 전압보다 먼저 오프되므로, 교류 전압이 온일때는 상기 제1 비교기(CUMP1)의 출력은 하이가 되고, 교류 전압이 오프일때는 상기 제1 비교기(CUMP1)의 반전단(-)으로 제1 서브 전압이 제공되므로 로우가 된다.

이때, 상기 제1 비교기(CUMP1)의 출력단에는 다이오드(D5)가 연결되어, 상기 제1 비교기(CUMP1)의 출력이 하이이면 오프되고 로우이면 온된다.

그리고, 상기 다이오드(D5)에는 저항(R4) 및 충전용 콘덴서(C3)와 병렬로 제2 비교기(CUMP2)의 비반전단(+)이 연결된다. 이때, 상기 저항(R3)의 일측에는 상기 메인 전압단(Vo1)이 연결되고 병렬로 저항(R4, R5)을 통해 제2 비교기(CUMP2)의 반전단(-)이 연결된다.

따라서, 교류 전원이 온되면 상기 콘덴서(C3)는 메인 전압을 충전하고, 상기 콘덴서(C3)가 메인 전압을 충전하는 동안은 상기 제2 비교기(CUMP2)의 출력은 다시 로우가 된다.

그러다가, 상기 콘덴서(C3)에 충전이 완료되면 제2 비교기(CUMP2)의 출력은 하이가 된다.

또한, 교류 전원이 오프되어 상기 다이오드(D5)가 도통되면 콘덴서(C3)에 충전된 전압이 다이오드(D5) 및 제1 비교기(CUMP1)를 통해서 방전되므로 상기 제2 비교기(CUMP2)의 출력은 다시 로우가 된다.

한편, 상기 제2 비교기(CUMP2)의 출력단에는 저항(R6)을 통해 메인 전압단( Vo1)이 연결되고, 공통으로 트랜지스터(Q1)의 베이스단이 연결된다.

그리고, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단에는 사익 릴레이(RL1)의 코일이 연결되어 릴레이(RL1)를 제어한다.

이와 같이 구성된 이 고안은 먼저 교류 전원이 온되면 트랜스(T1)에 유기된 전압이 다이오드(D1)에 의해 정류된 후 메인 전압(Vo1)이 제4도 (가)와 같이 출력된다.

이때, 제1 비교기(CUMP1)의 반전단(-)에는 서브 전압이 아직 출력되고 있지 않으므로 영향을 미치지 못하고 다만, 다이오드(D4)를 통해 메인 전압의 역전압이 제공되고 비반전단(+)에는 다이오드(D1)에 의해 소정 전압(예컨대, 0.8V)강하된 메인 전압이 제공된다.

따라서, 상기 제1 비교기(CUMP1)는 하이 신호를 출력하므로, 다이오드(D5)는 오프 상태를 유지한다.

이때, 콘덴서(C3)는 교류 전원이 온되면서 메인 전압(Vo1)을 충전하고, 상기 콘덴서(C3)가 메인 전압을 충전하는 동안은 상기 제3 비교기(CUMP2)의 출력은 로우가 된다.

상기 제2 비교기(CUMP1)의 출력이 로우이면 트랜지스터(Q1)는 턴오프되어 릴레이(RL1)의 코일에 전류가 흐르지 않게되므로 서브 전압을 출력하는 스위칭 소자 (SW1, SW2)는 오프 상태를 유지한다.

한편, 상기 콘덴서(C3)에 충전이 완료되면 제2 비교기(CUMP2)의 출력이 하이가 되어 트랜지스터(Q1)를 턴온시킨다.

상기 트랜지스터(Q1)가 턴온되면 릴레이(RL1)의 코일에 전류가 흘러 코일이 여자된다. 그리고, 상기 코일이 여자되면 스위칭 소자(SW1,SW2)는 온되므로 제4도 (나)와 같이 다이오드(D2, D3)에 의해 정류된 제1, 제2 서브 전압(Vo2,Vo3)을 출력한다.

한편, 교류 전원이 오프일때는 방식 특성에 의해 메인 전압의 역전압을 이용하여 서브 전압의 오프 타임을 제어한다.

즉, 교류 전원이 오프되면 메인 전압의 역전압(-전압)이 플러스 전압보다 먼저 오프되므로 제1 비교기(CUMP1)의 반전단(-)에는 제1 서브 전압이 +12V가 걸린다.

따라서, 제1 비교기(CUMP1)의 출력은 로우가 되어 다이오드(D5)를 온시킨다.

상기 다이오드(D5)가 온되면 콘덴서(C3)에 충전된 전압이 다이오드(D5)및 제1 비교기(CUMP1)를 통해 방전되므로 제2 비교기(CUMP2)의 출력도 로우가 된다.

이때, 상기 제2 비교기(CUMP2)의 출력이 로우가 되면 트랜지스터(Q1)는 턴오프되고, 상기 트랜지스터(Q1)가 턴오프되면 릴레이(RL1)의 코일에 흐르던 전류가 끊어지므로 스위칭 소자(SW1,SW2)가 오프된다.

그리고, 상기 릴레이(RL1)의 스위칭 소자(SW1,SW2)가 오프되면 제4도 (가)및 (나)와 같이 메인 전압(Vo1/)이 오프되기 전에 제1, 제2 서브 전압(Vo2, Vo3)이 먼저 다운된다.

이때, 부하가 제일 큰 서브 전압단(예컨대, Vo3)에 용량값이 큰 콘덴서(C1),(C2)를 연결하여 메인 전압이 출력된 후 서브 전압이 온시 메인 전압이 언더 전압이되고, 서브 전압이 오프시 메인 전원이 언더 전압이 되는것을 방지한다.

여기서, 상기 콘덴서(C1),(C2)의 용량값은 1500μ F 이상을 사용한다.

이상에서와 같이 이 고안에 따른 전원 공급 회로에 의하면, PWM IC와 쵸코 코일 대신 메인 전압단에는 릴레이의 코일을 연결하고 서브 전압단에는 릴레이의 스위칭 소자를 연결하여 교류 전원의 온/오프에 따라 상기 렐레이의 스위칭 소자를 온/오프시켜 서브 출력 전압의 출력 타임을 제어함으로써, 단순한 회로 구성으로 부품의 수량과 PCB의 사용 면적을 줄이고 가격을 다운시켜 제품의 경쟁력을 높이는 효과가 있다.

Claims

트랜스의 2차측에 권선되는 제1 내지 제3 코일의 권선수에 따른 전압이 각각의 코일에 유기되면 유기된 전압을 제1 내지 제3 코일에 연결된 각각의 다이오드를 통해 정류하여 메인 전압 및 제1, 제2 서브 전압을 출력하는 전원 공급 회로에 있어서, 상기 메인 전압단에는 코일이 연결되고 제1, 서브 전압단에는 스위칭 소자가 연결되어 제1, 제2 서브 전압의 출력 타임을 제어하는 릴레이와, 스위칭에 의해 상기 릴레이의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터와, 교류 전원의 온/오프에 의해 상기 트랜지스터의 스위칭 타임을 제어하는 제어부로 구성되는 전원 공급 회로.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 제1 서브 전압과 메인 전압의 역전압을 공통으로 반전단으로 제공받고 메인 전압단에 연결된 다이오드에 의해 소정 전압 강하된 플러스 메인 전압을 비반전단으로 제공받아 교류 전원이 온되면 하이 신호를 출력하고 교류 전원이 오프되면 로우신호를 출력하는 제1 비교기와, 상기 제1 비교기의 출력이 로우이면 도통되는 다이오드와, 상기 다이오드와 병렬로 상기 메인 전압단에 연결되어 교류 전원이 온되면 메인 전압을 충전하는 저항 및 콘덴서와, 상기 다이오드와 저항 및 콘덴서의 접점이 비반전단이 연결되고 분압용 저항을 통해 메인 전압단이 반전단에 연결되어 콘덴서에 충전이 완료되면 하이 신호를 출력하여 상기 트랜지스터를 턴온시키는 제2 비교기로 구성되는 전원 공급 회로.
제1항에 있어서, 상기 부하가 제일 콘 서브 전압단에 용량값이 큰 콘댄서를 연결하여 메인 전압이 출력된 후 서브 전압이 온시 메인 전압이 언더 전압이 되고, 서브 전압이 오프시 메인 전원이 언더 전압이 되는 것을 방지함을 특징으로 하는 전원 공급 회로.