KR0121874Y1

KR0121874Y1 - 과전압 보호 회로

Info

Publication number: KR0121874Y1
Application number: KR2019940036168U
Authority: KR
Inventors: 남윤익
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1998-10-01
Also published as: KR960025683U

Abstract

레귤레이터 IC를 사용하지 않고 부전압을 얻는 회로에서 부출력 전압의 과전압을 검출하여 시스템을 보호하는 과전압 보호회로가 개시되는바, 이는 소정의 듀티비를갖는 펄스를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 온/오프 타임이 제어되어 트랜스의 1차측 전압을 2차측에 유기시키는 메인스위칭 소자와, 상기 트랜스의 2차측에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 소정의 부전압을 출력하는 부전압 정류부와,. 상기 트랜스의 2차측에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 소정의 정전압을 출력하는 정전압 정류부와, 상기 부전압 정류부에 연결되어 부전압이 과전압이 되면 이를 검출하는 부 과전압 검출부와, 상기 정전압 정류부에 연결되어 정전압이 과전압이 되면 이를 검출하는 정 과전압 검출부와, 상기 부 과전압 검출부와 정 과전압 검축부에 병렬로 연결되어 상기 부 과전압 검출부 또는 정 과전압 검축부에서 과전압이 검출되면 도통되어 정 출력 전압을 그라운드로 바이패스시키는 보호부와, 상기 정전압 출력단에 연결되어 정 출력 전압을 검출하는 출력 전압검출부와, 상기 출력 전압 검출부에서 검출된 출력 전압에 따라 피드백량을 조절하여 제어부의 구동을 제어하는 포토 커플러로 구성되어, 부 출력전압의 과전압이 검출되면 정 출력 전압이 과전압이 될 때 동작하여 시스템을 보호하는 보호부의 사이리스터를 이용하여 보호함으로써, 간단한 회로구성과 적은 비용으로 부 출력 전압의 과전압을 검출하고, 시스템을 보호할 수 있다.

Description

과전압 보호 회로

제 1 도는 종래의 부 전압을 출력하는 전원 공급 회로도,

제 2 도는 이 고안에 따른 과전압 보호 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 제어부 200 : 부전압 정류부

300 : 정전압 정류부 400 : 부 과전압 검출부

500 : 정 과전압 검출부 600 : 보호부

700 : 출력전압 검출부 C1∼C3 : 콘덴서

T1 : 트랜스 D1∼D4 : 다디오드

SCR : 사이리스터 Q1∼Q3 : 트랜지스터

ZD1,ZD2 : 제너 다이오드 R1∼R4 : 저항

PC1 : 포토 커풀러

이 고안은 부전압(Negative)이 시스템의 필요 임계 전압을 넘었을 때 메인 시스템을 보호하는 과전압 보호(Over Voltage Protection ; OVP)회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부 출력 전압의 고전압을 검출한 후 정(Positive) 과전압 보호 회로를 이용하여 부 과전압에 의한 시스템을 보호하는 과전압 보호 회로에 관한 것이다.

제 1 도는 종래의 부 전압을 출력하는 전원 공급 회로도이다. 제 1 도를 보면, 메인 스위칭 소자(Q1)에는 트랜스(T1)의 1차측이 연결되고, 트랜스(T1)의 2차측에는 레귤레이터 IC를 이용하여 제 1 부 전압(-Vol)을 얻는 제 1 출력무(101)와 레귤레이터 IC를 이용하지 않고 바로 제 2 부 전압(-Vol)을 얻는 제 2 출력부(103)가 연결된다.

이때 부단은 보편적으로 소전류를 이용하기 때문에 레귤레이터 IC를 이용한 제 1 출력부(101)로 부 전원 공급 회로를 구성할 수 있다.

즉, W[ 1 출력부(101)는 메인 스위칭 소자(Q1)의 스위칭에 의해 트랜스(T1)의 2차측에 유기된 전압을 다이오드(D1) 및 콘덴서(C1)에 의해 정류 및 평활한 레귤레이터 IC로 입력한다.

이때 상기 레귤레이터 IC가 자신의 스펙에 해당하는 부 전압을 출력히 콘덴서(C2)에 의해 다시 평활되어 제 1 부 전압(Vol)이 얻어진다.

한편, 레귤레이터 IC를 이용하면 전류 용량이 크지 않기 때문에 전압 레귤레이션을 특별히 고려하지 않아도 되나 사용범위가 제한되어 있다. 즉, 부 출력 전류를 높게 얻을수가 없다.

따라서 이를 해결하기 위해서 레귤레이터 IC를 사용하지 않고 바로 부 출력을 얻는 제 2 출력부(103)이 이용되기도 한다.

즉, 제 2 출력부(103)는 메인 스위칭 소자(Q1)의 스위칭에 의해 트랜스(T1)의 2차측에 유기된 전압을 다디오드(D2) 및 콘덴서(C3,C4)에 의해 정류 및 평활하여 바로 제 2 부 전압(-Vo2)를 얻는다.그러나, 상기 제 2 출력부(103)는 과전압을 제어하는 회로가 없기 때문에 부 전압이 시스템의 필요 임계 전압을 넘었을 때 시스템의 회로가 파손되는 문제점이 있었다.

이 고안은상기과 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 레귤레이터 IC를 사용하지 않고 부 전압을 얻는 전원 공급 회로에서 부 출력 전압의 과전압을 검출하고, 과전압이 검출되면 이미 사용되고 있는 정 과전압 보호회로를 이용하여 시스템을 보호함으로써, 간단한 회로 구성과 적은 비용으로 부 출력전압의 과전압을 제어는 과전압 보호 회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 고안의 따른 과전압 보호회로의 특징은, 소정의 듀티비를 갖는 펄스를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 온/오프 타임이 제어되어 트랜스의 1차측 전압을 2차측에 유기시키는 메인 스위칭 소자와, 상기 트랜스의 2차측에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 소정의 부전읍을 출력하는 부전압정류부와, 상기 트랜스의 2C측에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 소정의 정전압을 출력하는 정전압 정류부와, 상기 정전압 정류부에 연결되어 정전압이 과전압이 되면 이를 검출하는 정 과전압 검출부와, 상기 정 과전압 검출부에서 과전압이 검출되면 도통되어 정 출력 전압을 그라운드로 바이패스시키는 보호부와, 상기 정전압 출력단에 연결되어 정 출력 전압을 검출하는 출력 전압, 검출부와, 상기 출력 전압 검추부에서 검출된 출력 전압에 따라 피그백량을 조절하여 제어부를 제어하는 포토 커풀러로 구성되는 과전압 보호 회로에 있어서, 부 출력 전압이 레귤레이션 범위를 벗어나 과전압 범위에 이르게 되면 이를 검출하여 상기 보호부를 도통시키는 부 과전압 검출 수단이 상기 부전압 정류부의 출력단과 보호부 사이에 연결되는 점에 있다.

이하, 이 고안에 따른 과전압 보호 회로의 바람직한 일실시예에 대하여 첨부도면을 상세히 설명한다.

제 2도는 이 고안에 따른 과전압 보호 회로도이다. 제 2 도를 보면, 트랜스(T1)의 1차측에는 스위칭에 의해 트랜스(T1)의 1차측 전압을 2차측으로 유기시키는 메인 스위칭소자(Q1)가 연결되고, 상기 메인 스위칭 소자(Q1)에는 피드백 전압에 의해 변하는 출력 듀티에 따라 상기 메인 스위칭 소자(Q1)의 온/오프타임을 제어하는 제어부(100)가 연결된다.

이때, 상기 제어부(100)는 공지된 펄스폭 변조(Pulse width Modulation ; 이하, PWM이라 칭함.) IC로 이루어진다. 그리고 상기 트랜스(T1)의 2차측 제 1코일(Nsl)에는 제 1 코일(Nsl)에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 부 전압을 출력하는 부전압 정류부(200)가 연결되고, 제 2 코일(Ns2)에는 제 2 코일(Ns2)에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 정 전압을 출력하는 정전압 정류부(300)가 연결된다. 이때 상기 부전압 정류부(200)는 제 1코일(Ns1)에 캐소드가 연결되는 다이오드(DI)와 평활용 콘덴서(CI)로 이루어지고, 정전압 정류부(300)는 제 2코일(Ns2)에 애노드가 연결되는 다이오드(D2)와 콘덴서(C2)로 이루어진다. 한편, 상기 부전압 정류부(200)에는 정류 및 평활에 의해 얻어진 부전압이 레귤레이션 범위를 넘으면 이를 검출하는 부 과전압 검출부(400)가 연결된다.

이때 상기 부 과전압 검출부(400)는, 부전압 출력단(-Vo)이 저항(R1)을 통해 제너 다이오드(ZD1)에 연결되고, 상기 제너 다이오드(ZD1)에는 부전압이 과전압이 되어 상기 제너 다이오드(ZD1)가 도통하면 쇼트되는 다이오드(D3)가 직렬로 연결된다.

또한 상기 제너 다이오드(ZD1)에는 상기 제너 다이오드(ZD1)가 도통하면 턴온되는 NPN타입의 트랜지스터(Q2)가 연결되고, 상기 트랜지스터(Q2)에는 상기 트랜지스터(Q2)가 턴온되면 턴온되는 PNP타입의 트랜지스터(Q3)가 연결된다.

이때 트랜지스터(Q3)의 베이스-에미터간에는 바이어스용 저항(R2)이 연결되고, 에미터단은 정전압 출력단(+Vo)에 연결된다.

한편, 상기 정전압 출력단(+Vo)에는 정전압이 과전압이 되면 이를 검출하는 정 과전압 검출부(500)가 연결된다.

상기 정 과전압 검출부(500)는 정전압이 과전압이 되면 도통되는 다이오드(D4)와 상기 다이오드(D4)에 직렬 연결되어 상기 다이오드(D4)가 온되면 도통되는 제너 다이오드(ZD2)로 이루어진다.

한편, 상기 부 과전압 검출부(400)와 정 과전압 검출부(500)의 출력단은 보호부(600)에 병렬로 연결된다.

따라서, 상기 부 과전압 검출부(400)에서 과전압이 검출되거나 정 과전압 검출부(500)에서 과전압이 검출되면 보호부(600)는 동작한다.

이때, 상기 부 과전압 검출부(400)에서 과전압이 검출되거나 정 과전압 검출부(500)에서 과전압이 검출되면 보호부(600)는 동작한다.

이때, 상기 보호부(600)는, 정전압 출력단(+Vo)에 애노드단이 연결되는 사이리스터(SCR)의 게이트단에 부 과전압 검출부(400)의 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단이 저항(R3)을 통해 연결되고, 동시에 병렬로 상기 정 과전압 검출부(500)의 제너 다이오드가 연결된다.

여기서, 상기 사이리스터(SCR)의 게이트단에 연결된 콘덴서(C3)는 게이트의 사이어스를 안정하게 잡아주기 위한 것이고, 저항(R4)은 게이트에 높은 전압이 걸리지 않도록 하기 위한 것이다.

한편, 상기 정전압 출력단(+Vo)에는 정전압을 검출하는 출력전압 검출부(700)가 연결되고, 상기 출력 전압 검출부(700)에는 검출된 전압에 따라 피드백량을 조절하여 제어부(100)의 출력 듀티를 제어하는 포토 커플러(PC1)가 연결된다.

이와 같이 구성된 이 고안은 제어부(100)의 출력 듀티에 의해 메인 스위칭 소자(Q1)의 온/오프 타임이 제어되고, 상기 메인 스위칭 소자(Q1)의 온/오프에 의해 트랜스(T1)의 2차측 제 1 코일(Ns1)과 제 2 코일(Ns2)에는 입력 전압(+B)이 유기된다.

이때, 제 1 코일(Ns1)에 유기된 전압은 부전압 정류부(200)의 다이오드(D1)와 콘덴서(CI)에 의해 정류 및 평활되어 소정의 부전압이 출력되고, 제 2 코일(Ns2)에 유기된 전압은 정전압 정류부(300)의 다이오드(D2)와 콘덴서(C2)에 의해 정류 및 평활되어 소정의 정전압이 출력된다.

이때, 상기 부전압(-Vo)이 레귤레이션 범위를 넘어 과전압 범위에 이르게 되면 부 과전압 검출부(400)의 제너 다이오드(ZD1)가 도통되면서 트랜지스터(Q2)가 턴온된다.

상기 트랜지스터(Q2)가 턴온되면 트랜지스터(Q3)도 턴온되고, 따라서 보호부(600)의 사이리스터(SCR)의 게이트를 트리거하여 사이리스터(SCR)를 온시킨다.

이때, 상기 보호부(600)의 사이리스터(SCR)가 턴온되면 정전압 출력단(+Vo)의 정전압이 사이리스터(SCR)를 통해 그라운드로 바이패스되므로 출력전압 검출부(700)는 정전압을 검출하지 못한다.

따라서, 포토 커플러(PC1)가 출력 전압을 피드백하지 못하게 되므로 포토 커플러(PC1)에 연결된 제어부(100)의 동작이 중지된다.

마찬가지로, 정전압이 과전압에 이르게 되면 정 과전압 검출부(500)의 제너 다이오드(ZD1)가 도통되면서 상기 보호부(600)의 사이리스터(SCR)를 온시킨다.

따라서 상기 부 과전압 검출부(400)에서 과전압이 검출되거나 정 과전압 검출부(500)에서 과전압이 검출되면 보호부(600)의 사이리스터(SCR)가 도통되어 제어부(100)의 동작을 중지시킴으로써, 과전압에 의한 부품의 파손을 방지한다.

한편, 부 과전압 검출부(400)와 정 과전압 검출부(500)에서 모두 과전압이 검출되지 않으면 보호부(600)의 사이리스터(SCR)는 오프상태이므로 출력 전압 검출부(700)는 정상적으로 정 출력전압(+Vo)을 검출하고, 포토 커플러(PC1)는 출력 전압검출부(700)에서 검출된 출력 전압에 따라 제어부(100)로 피드백되는 피드백량을 조절하여 제어부(100)의 출력 듀티를 제어한다.

이상에서와 같이 이 고안에 따른 과정압 보호 회로에 의하면, 레귤레이터 IC를 사용하지 않고 부 전압을 얻는 출력단에 부 출력 전압의 과전압을 검츨하는 회로를 구비하고, 부 출력전압의 과전압이 검출되면 정 출력 전압이 과전압이 될 때 동작하여 시스템을 보호하는 기존의 사이리스터를 동작시켜 시스템을 보호함으로써, 간단한 회로구성과 적은 비용으로 부 출력 전압의 과전압을 검출하고, 시스템을 보호하는 효과가 있다.

Claims

소정의 듀티비를 갖는 펄스를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 온/오프 타임이 제어되어 트랜스의 1차측 전압을 2차측에 유기시키는 메인 스위칭 소자와, 상기 트랜스의 2차측에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 소정의 부전압을 출력하는 부전압 정류부와, 상기 트랜스의 2차측에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 소정의 정전압을 출력하는 정전압 정류부와, 상기 정전압 정류부에 연결되어 정전압이 과전압이 되면 이를 검출하는 정 과전압 검출부와, 상기 정 과전압 검출부에서 과전압이 검출되면 도통되어 정 출력 전압을 그라운드로 바이패스시키는 보호부와, 상기 정전압 출력단에 연결되어 정 출력 전압을 검출하는 출력 전압 검출부와, 상기 출력 전압 검출부에서 검출된 출력 전압에 따라 피드백량을 조절하여 제어부의 듀티를 제어하는 포토 커플러로 구성되는 과전압 보호회로에 있어서, 부 출력 전압이 레귤레이션 범위를 벗어나 과전압 범위에 이르게 되면 이를 검출하여 상기 보호부를 도통시키는 부 과전압 검출수단이 상기 부전압 정류부의 출력단과 보호부사이에 연결됨을 특징으로 하는 과전압 보호 회로.
제1항에있어서, 부 과전압 검출수단은, 부 출력 전압이 과전압에 이르게 되면 도통되는 제너다이오드와, 상기 제너다이오드가 도통되면 턴온되어 상기 보호부를 도통시키는 트랜지스터로 구성되는 과전압 보호 회로.