KR0117401Y1 - 전원보호용 회로 - Google Patents

전원보호용 회로

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KR0117401Y1 KR2019940012670U KR19940012670U KR0117401Y1 KR 0117401 Y1 KR0117401 Y1 KR 0117401Y1 KR 2019940012670 U KR2019940012670 U KR 2019940012670U KR 19940012670 U KR19940012670 U KR 19940012670U KR 0117401 Y1 KR0117401 Y1 KR 0117401Y1
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Abstract

본 고안은 고주파변환기(RF CONVERTER)를 구동하는 전원회로에서 출력단의 부하에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 전원보호용 회로에 관한 것이다. 본 고안은 전원구동용 트랜지스터를 스위칭용 일반 트랜지스터로 구성하므로써 출력단에 과부하가 걸릴 때 전류를 차단하여 부품을 보호하고 수명을 연장하는 효과가 있다. 또한 부품수를 적게 하여 회로를 구성하므로써 원가를 절감하는 효과 또한 있다.

Description

전원보호용 회로
제1도는 종래 전원보호용 회로의 일 예를 나타내는 회로도,
제2도는 본 고안에 의한 전원보호용 회로의 일 예를 나타내는 회로도,
제3도는 종래 회로와 본 고안에 의한 회로의 특성비교곡선,
제4도는 제3도에서 각각 입력전압을 가변했을 때의 곡선.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
TR1,TR2,TR3,TR4:제1 내지 제4트랜지스터
R1,R2,R3,R4,R5:제1 내지 제5저항
RL:부하저항 D:다이오드
본 고안은 고주파변환기(RF CONVERTER)를 구동하는 전원회로에 관한 것으로, 특히 출력단의 부하에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 전원보호용 회로에 관한 것이다.
제1도는 종래 고주파변환기 구동용 전원회로의 일 예를 도시한 것이다. 제1도의 장치저 입력전압(VIN)이 제1저항(R1)을 통해 제1트랜지스터(TR1)의 베이스단으로 인가된다. 제1트랜지스터(TR1)는 NPN트랜지스터이며 베이스단은 제2저항(R2)에 의해 접지된다. 제1트랜지스터(TR1)의 컬렉터단으로는 입력전압(VIN)을 인가받는다. 에미터단은 제4저항(R4)을 통해 접지되고 동시에 제2트랜지스터(TR2)의 베이스단과 연결된다. 제2트랜지스터(TR2)는 PNP트랜지스터이며 에미터단으로 제3저항(R3)을 통한 입력전압(VIN)이 인가된다. 그리고 컬렉터단을 통해 출력전압(VO)이 출력되고 한편으로는 출력전류(IO)가 부하저항(RL)에 흐르도록 구성되어 있다.
상술한 바와 같이 구성된 제1도 장치에서, 입력전압(VIN)을 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)에 의해 분배된다. 즉 제1저항(R1)을 통해 강하된 입력전압(VIN)이 제1트랜지스터(TR1)의 베이스단으로 인가된다. 제2저항(R2)은 제1트랜지스터(TR1)를 구동하기 　해 직류바이어스 전원을 인가하는 저항이다. 이로써 제1트랜지스터(TR1)의 베이스와 에미터사이에 0.7V 이상의 바이어스전압을 걸어두면 컬렉터전류는 에미터단으로 흐른다. 그리고 제1트랜지스터(TR1)의 에미터단 전류는 제2트랜지스터(TR2)의 베이스단으로인가된다. 이때 제2트랜지스터(TR2)의 베이스단으로 인가되는 전압은 제4저항(R4)에 의해 결정된다. 이제 제2트랜지스터(TR2)의 베이스와 에미터단 사이의 전위차로 인하여 제2트랜지스터(TR2)가 도통되면 컬렉터단으로 부터 출력전류(IO)가 부하저항(RL)에 흐른다. 그런데 상기 출력단의 부하저항(RL)이 단락되거나 하여 과전류가 흐르게 되면 제2트랜지스터(TR2)에 의하여 출력전류(IO)는 더 이상 증가하지 않고 제한된다. 이러한 전원보호용 회로를 전류제한(CURRENT LIMITTER)회로라 한다.
그러나 상술한 종래 전류제한방식의 전원보호용 회로에서는 제2트랜지스터(TR2)의 컬렉터단에 계속해서 과전류가 흐르고 있으므로 트랜지스터가 발열된다. 따라서 부품수명이 단축되고 심하면 부품이 파괴되는 등의 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 부하에 과전류가 흐를 경우 회로를 차단하여 회로상의 부품을 보호하고 따라서 부품의 수명을 연장시키는 전원보호용 회로를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 회로를 구성하는 부품수를 줄임으로써 제품생산시 원가를 절감할 수 있는 전원보호용 회로를 제공하는데 있다.
상술한 본 고안의 목적은 입력전압을 인가받아 전자회로나 기기등의 부하에 안전하게 직류전원을 공급하는 전원보호용 회로에 있어서, 상기 입력전압을 인가받아 상기 부하에 직류전원을 인가하는 전원구동수단, 및 상기 전원구동수단으로부터의 출력을 공급 또는 차단하는 스위칭수단을 포함하는 전원보호용 회로에 의하여 달성된다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 고안에 의한 전원보호용 회로의 일 예를 도시한 것이다.
제2도 장치의 구성은, 우선 입력전압(VIN)이 제5저항(R5)를 통해 제3트랜지스터(TR3)의 베이스단으로 인가된다. NPN 트랜지스터인 제3트랜지스터(TR3)의 에미터단은 접지된다. 그리고 컬렉터단이 제4트랜지스터(TR4)의 베이스단과 연결된다. 제4트랜지스터(TR4)는 PNP트랜지스터이며 에미터단으로 입력전압(VIN)을 인가받는다. 제5저항(R5)을 통한 입력전압(VIN)은 또한 다이오드(D)를 통해 제4트랜지스터(TR4)의 컬렉터단으로 인가된다. 제4트랜지스터(TR4)의 컬렉터단에서는 출력전압(VO)이 출력됨과 동시에 부하저항(RL)으로 전류가 흐른다.
상술한 바와 같이 구성된 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
입력전압(VIN)이 제5저항(R5)을 통해 제3트랜지스터(TR3)의 베이스단으로 인가되면 제3트랜지스터(TR3)는 베이스와 에미터단사이의 전압차로 인하여 도통된다. 제3트랜지스터(TR3)가 도통되면 제3트랜지스터(TR3)의 컬렉터전류는 에미터단으로 흐른다. 이 때 제3트랜지스터(TR3)의 컬렉터단은, 제4트랜지스터(TR4)의 베이스단에 연결되어 있으므로 제2트랜지스터(TR3)의 컬렉터단에 흐르는 전류는 제3트랜지스터(TR4)의 베이스단에 컬려있는 전압으로부터 인가된 것이다.
따라서 제4트랜지스터(TR4)의 베이스단이 저전위 상태가 되면 제4트랜지스터(TR4)는 도통된다. 제4트랜지스터(TR4)가 도통되면 컬렉터단으로 전류가 흐른다. 그리고 컬렉터단에서 출력전류(IO)가 부하저항(RL)으로 인가된다.
본 고안에서도 부하저항(RL)이 단락되거나 과부하상태가 되면 부하저항으로 과전류가 흐르게 된다. 과전류가 흐르게 되면 제5저항(R5)을 통한 전류는 제3트랜지스터(TR3)의 베이스단 보다 다이오드(D)쪽으로 더 많이 흐르게 된다. 제3트랜지스터(TR3)의 베이스단으로 인가되는 전압이 감소하여 에미터단과의 전위차가 0.7V 이하로 감소하면 제3트랜지스터(TR3)는 오프(OFF) 상태가 된다. 이로써 제4트랜지스터(TR4)의 베이스와 에미터단 사이에도 전위차가 발생하지 않으므로 제4트랜지스터(TR4) 또한 오프상태가 된다. 따라서 제4트랜지스터(TR4)는 단락(CUT-OFF)되어 전류가 흐르지 않는다.
제3도는 종래 회로와 본 고안에 의한 회로의 특성을 비교한 곡선이다. A곡선은 종래 전류제한 회로의 특성을 나타내고, B곡선은 본 고안에 의한 전류차단회로의 특성을 나타낸다. 입력전압(VIN)은 두 개의 곡선 모두 5V의 전원을 사용한 예이다. A곡선을 보면 동작점에서의 출력전류(VO)는 17mA이다. 그리고 부하저항(RL)이 단락되면 출력전류(IO)는 64mA까지 증가하고 전류제한 작용에 의해 더이상 증가하지 않는다. B곡선은 동작점에서의 특성은 A곡선과 동일하나 부하저항(RL)이 단락되면 70mA까지 증가하던 출력전류(IO)가 0mA로 떨어진다. 또한 이 때의 소비전력(PD)을 비교해 보면, A곡선에서는
PD=0.064(mA)×5(V)=0.32(W)
가 되나, B곡선에서는 출력전류(IO)가 0mA이므로 소비전력 또한 0W가 된다.
제4도는 제3도 곡선에서 입력전압을 가변했을 때의 곡선을 도시한 것이다. 제4(a)도는 종래회로에서 입력전압(VIN)을 4,5,6V로 가변했을 때의 특성이다. 도시된 바와 같이 입력전압(VIN)을 증가하면 그에 따른 출력전류(IO)값도 증가하여 부품의 발열상태도 더 심해질 것을 알 수 있다. 그러나 제4(b)도에서 보면 입력전압(VIN)이 증가함에 따라 출력전류(IO)가 증가하는 것은 A곡선과 마찬가지이나 부하저항(RL)의 단락시 전류는 모두 0mA가 된다.
상술한 바와 같이 본 고안에 의한 전원보호용 회로는 출력단에 과전류가 흐르면 회로의 구동을 차단하여 부품의 발열로 인한 수명단축을 감소하는 효과가 있다.
또한 제1 및 제2도에 도시된 바와 같이 종래 회로보다 부품의 수를 줄여 본 회로를 구성함으로써 제품의 원가를 절감하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 부하에 직류전원을 공급하는 회로에 있어서, 에미터단에 직류전원이 연결되며, 콜렉터단에 부하가 연결되어 직류전원을 부하에 전달하기 위한 PNP형 트랜지스터(TR4); 직류전원에 연결되는 입력저항(R5); 상기 입력저항(R5)과 상기 트랜지스터(TR4)의 콜렉터단 사이에 연결되는 다이오드(D); 및 콜렉터단에 상기 트랜지스터(TR4)의 베이스단이 연결되며, 베이스단이 상기 입력저항(R5)과 다이오드(D) 사이에 연결되어 상기 부하에 과전류가 흐르면 상기 트랜지스터(TR4)에 전원전달이 차단되도록 하는 NPN형 트랜지스터(TR3)를 포함하는 전원보호용 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트랜지스터(TR3)는 상기 입력저항(R)을 통해 베이스단에 인가되는 전압에 따라 온/오프되어 상기 트랜지스터(TR4)를 온/오프시키는 것을 특징으로 하는 전원보호용 회로.
  3. 제3항에 있어서, 상기 부하에 과전류가 흐르면, 상기 입력저항(R)을 통해 인가되는 전압이 상기 트랜지스터(TR3)에 비해 상기 다이오드(D)로 더 많이 흐르게 되어 상기 트랜지스터(TR3)를 오프시키는 것을 특징으로 하는 전원보호용 회로.
  4. 제4항에 있어서, 상기 트랜지스터(TR3)가 오프일 경우, 상기 트랜지스터(TR4)는 오프되어 입력되는 직류전원의 전달이 차단되는 것을 특징으로 하는 전원보호용 회로.
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