KR0122106B1 - 전해 콘덴서 방전 회로 - Google Patents

전해 콘덴서 방전 회로

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배순훈
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Abstract

본 발명은 전해 콘덴서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전해 콘덴서에 충전되어진 충전 전류를 일정레벨의 전류로 방전시켜 방전이 빨리 이루어질 수 있도록 한 전해 콘덴서 방전 회로에 관한 것으로, 종래에는 시간이 지남에 따라 방전 전류의 레벨이 작아지기 때문에 방전 시간이 길어지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 예시도면 제4도에서와 같이 전해 콘덴서(C)의 양단에 연결되어 고전류의 방전 전류를 방전시키는 고전류 방전부(10)와, 상기 고전류 방전부(10)에서 방전되는 전해 콘덴서(C)의 방전 전류 레벨을 검출하여 기준 전압 이하이면 방전부(10)(20)를 전환시키는 선택부(30)과, 상기 선택부(30)에 의해 전해 콘덴서(C)의 방전 전류가 자전류이면 전해 콘덴서(C)의 방전 전류를 방전시키는 저전류 방전부(20)를 구성함으로, 전해 콘덴서에서 방전되는 방전 전류를 방전 전류 레벨에 따라 각기 다른 저항에서 방전하므로서 방전 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전해 콘덴서 방전 회로
제1도는 종래 전해 콘덴서 방전 회로를 도시한 회로도.
제2도는 전해 콘덴서의 방전에 따른 시간-전압 특성을 도시한 그래프.
제3도는 전해 콘덴서의 방전에 따른 시간-특성을 도시한 그래프.
제4도는 본 발명에 따른 전해 콘덴서 방전회로를 나타낸 회로도.
제5도는 본 발명에 따른 시간-전류 특성을 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 고무관 방전부 20 : 저전류 방전부
30 : 선택부 RL : 릴레이
CP : 비교기 C : 전해 콘덴서
R1∼R5: 저항 Q1∼Q2: 트랜지스터
본 발명은 전해 콘덴서에 충전된 전류를 방전시키는 방전회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전해 콘덴서에 충전되어진 충전 전류를 방전량에 따라 방전부하의 크기를 조절하여 조속한 방전이 이루어질 수 있도록 한 전해 콘덴서 방전 회로에 관한 것이다.
일반적으로 전해 콘덴서라 함은 금속의 전해 산화 피막을 극판간의 유전체로 한 콘덴서로서, 피막이 극히 엷기 때문에 소형으로도 대용량을 얻을 수 있는 콘덴서인데, 이는 소형 대용량이라는 특징으로 하는, 보통 전원 평활용이나 디커플링, 저주파의 바이패스, 또는 트랜지스터 회로의 결합용에 널리 이용되지만 이용 용도에 따라 배전압 정류회로 등과 같이 리플 전류가 큰 경우에는 고 리플형 콘덴서가 사용되어지고, 사진의 플레시나 자동차의 콘덴서식 플래시 등과 같이 충방전이 빈번한 경우에는 충방전용 콘덴서가 사용되어지며, 또한 극성이 부정한 하이파이 스피커의 분할회로 등에는 무극성형 콘덴서가 사용되게 된다.
이같은 충방전 동작 기능을 수행하는 콘덴서를 이용하여 전자기기를 만들기 전에 충방전 시험 등 여러 가지 시험을 거치게 되는데, 충전된 전원을 방전시키기 위해서는 충전된 전원을 소모하기 위한 부하를 필요로 하게 되는바, 전해 콘덴서 양단에 부하를 연결시켜 방전 동작을 수행하면 시간이 지남에 따라 방전시와는 다르게 방전 전류가 점점 감소하면서 방전되게 된다.
예시도면 제1도는 전해 콘덴서의 방전작용을 설명하기 위한 개요도로서, 충방전하고자 하는 콘덴서(C)의 양단에 스위칭 소자(SW)와 부하(R)가 직렬로 연결되어 있다.
콘덴서(C)에 전류를 충전하기 위해서는 부하(R)를 대신하여 전원을 연결한 후 스위칭 소자(SW)를 온 상태로 유지시키면 전원으로 부터 출력된 전류가 콘덴서(C)에 충전되어 진다.
반면에 콘덴서(C)에 충전되었던 전류를 방전하고자 할 때에는 상기 도면에서와 같이 스위칭 소자(SW)와 부하(R)를 연결한 후 스위칭 소자(SW)를 온 상태로 유지시키면 부하(R)에 콘덴서(C)의 전류가 흘러 방전되는데 이 때 부하(R)에서 방전되는 방전 전압(Vc(t))은
이 된다.
이 같은 수식에 의하여 방전되는 방전 전압을 그래프로 나타내면 예시도면 제2도에 도시된 바와 같으며, 방전 전압이 시간이 지남에 따라 지수함수적으로 감소되어짐을 알 수 있다.
또한 상기한 바와 같이 부하(R)에서 방전되는 방전 전류를 그래프로 나타내면 예시도면 제3도에 도시된 바와 같으며, 부하(R)에서 방전되는 전류의 크기가 지남에 따라 지수함수적으로 감소함을 알 수 있으며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다. 즉,
이 된다.
이 때 방전 전류의 크기가 너무 클 경우에는 콘덴서(C)가 전류에 의해 파괴되게 되는 문제점이 있으며, 또한 시간이 지남에 따라 부하(R)에 흐르는 전류의 세기가 약해지기 때문에 방전 시간이 길어지는 문제점을 가지고 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 콘덴서에서 방전되는 전류가 과전류로 방전되는 것을 차단하며 부하에서 방전되는 방전 전류가 고전류일 때와 저전류일 때 각기 다른 부하에서 방전되도록 하여 방전 시간을 단출할 수 있도록 한 전해 콘덴서 방전 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전해 콘덴서에서 방전되는 전류가 고전류일 때 방전하는 고전류 방전부와, 전해 콘덴서에서 방전되는 전류가 저전류일 때 방전하는 저전류 방전부를 각각 구성하고, 상기 고, 저전류 방전부를 선택적으로 구동시키기 위하여 기준 전압을 발생시켜 이를 결정하는 선택부로 구성된 것이다.
이하 본 발명의 구성을 첨부된 예시도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 예시도면 제4도에서와 같이 충반전 동작하는 전해 콘덴서에 충전된 전류를 방점함에 있어서, 상기 전해 콘덴서(C)의 양단에 연결되어 고전류의 방전 전류를 방전시키는 고전류 방전부(10)와, 상기 고전류 방전부(10)에서 방전되는 전해 콘덴서(C)의 방전 전류 레벨을 검출하여 기준 전압 이하이면 방전부(10)(20)를 전환시키는 선택부(30)와, 상기 선택부(30)에 의해 전해 콘덴서(C)의 방전 전류가 저전류이면 전해 콘덴서(C)의 방전 전류를 방전시키는 저전류 방전부(20)로 구성된 것이다.
여기서 상기 고전류 방전부(10)는 상기 전해 콘덴서(C)의 일단을 트랜지스터(Q1)의 콜렉터측에 연결함과 아울러 저항(R1)을 통하여 트랜지스터(Q1)의 베이스측과트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 각각 연결하고, 상기 트랜지스터(Q1)(Q2)의 에미터측과 베이스에는 저항(R2)을 통하여 전해 콘덴서(C)의 타측에 연결하며, 상기 트랜지스터(Q2)의 에미터측도 전해 콘덴서(C)의 타측단에 연결하여 구성한다.
그리고 선택부(30)는 기준 전압을 설정하는 저항(R4)(R5)과, 상기 기준 전압과 전해콘덴서(3)의 방전 전압을 비교하기 비교기(CP)와, 상기 비교기(CP)의 출력 레벨에 따라 구동하는 트랜지스터(Q3)와, 구동에 연동하여 전해 콘덴서(C)에서 방전되는 저전류의 방전 전류를 방전부(20)에 인가하는 릴레이(RL)로 구성된다.
예시도면 제5도는 본 발명에 따른 시간에 다라 방전되는 방전 전류의 크기를 나타낸 그래프이다.
이 같이 구성된 본 발명의 동작 효과를 설명하면 다음과 같다.
전해 콘덴서(C)에서 방전되는 방전 전류의 레벨에 따라 방전 전류의 레벨이 큰 경우에는 방전 전류가 고전류 방전부(10)에서 방전되고 시간이 지남에 따라 방전 전류의 레벨이 작아지면 저전류 방전부(20)에서 전해 콘덴서(C)에서 방전되는 방전 전류가 방전된다.
즉 전해 콘덴서(C)에서 방전되는 방전 전류가 저항(R1)을 통하여 트랜지스터(Q1)에 하이 레벨로 인가되는 동안에는 트랜지스터(Q1)가 턴 온 상태로 유지하여 전해 콘덴서(C)에서 방전되는 방전 전류가 저항(R2)에서 방전되게 되고, 저항(R2)에서 방전되는 방전 전류의 레벨이 상승하여 트랜지스터(Q2)의 베이스측에 하이 레벨로 인가되면 트랜지스터(Q2)가 턴 온 상태를 유지하여 저항(R1)에서 방전이 이루어짐으로써 고전류 방전부(10)에서는 정전류 방전이 이루어진다.
이 같이 고전류 방전부(10)에서 방전을 계속하던 중에 비반전단자(+)에 기준전압이 인가 중인 비교기(CP)의 반전단자(-)에 인가 중인 전해 콘덴서(C)의 방전 전류 레벨이 기준전압에 비해 작아지면 비교기(CP)의 출력에 의해 트랜지스터(Q3)가 턴온 상태를 유지하므로 릴레이(RL)가 온 상태를 유지한다.
따라서 고전류 방전부(10)로 방전되면 전해 콘덴서(C)의 방전 전류가 릴레이(RL)를 통하여 저전류 방전부(20)에서 방전된다.
즉 예시도면 제5도에서와 같이 전류의 크기는 저항의 크기에 반비례하기 때문에 방전 전류의 레벨이 큰 경우에는 고저항에서 방전시키고, 방전 전류가 작은 경우에는 저저항에서 방전시킴으로 방전 전류의 크기가 시간이 경과됨에 따라 급격히 감소하지 않고 서서히 감소하도록 함으로 방전 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 과방전전류에 의해 전해 콘덴서가 파괴되는 것도 방지할 수 있다. 상기한 바와 같이 본 발명은 전해 콘덴서에서 방전되는 방전 전류를 방전전류 레벨에 따라 각기 다른 저항에서 방전하므로서 방전 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 전해 콘덴서(C)의 양단에 연결되어 고전류의 방전전류를 방전시키는 고전류 방전부(10)와, 저전류의 방전 전류를 방전시키는 저전류 방전부(20), 상기 고전류 방전부(10)와 저전류 방전부(20)를 전해 콘덴서(C)의 출력크기에 따라 선택적으로 스위칭 절환시켜 방전통로를 선택하는 선택부(30)로 이루어진 전해 콘덴서 방전회로.
  2. 제1항에 있어서, 고전류 방전부(10)는 상기 전해 콘덴서(C)의 일단을 트랜지스터(Q1)의 콜렉터측에 연결함과 아울러 저항(R1)을 통하여 트랜지스터(Q1) 베이스측과 트랜지스터(Q2)의 콜렉터측에 각각 연결하고, 상기 트랜지스터(Q1)(Q2)의 에미터측과 베이스에는 저항(R2)을 통하여 전해 콘덴서(C)의 타측에 연결하며, 상기 트랜지스터(Q2)의 에미터측도 전해 콘덴서(C)의 타측단에 연결하여 구성함을 특징으로 하는 전해 콘덴서 방전 회로.
  3. 제1항에 있어서, 선택부(30)는 기준전압을 설정하는 저항(R1)(R5)과, 상기 기준 전압과 전해 콘덴서(C)의 방전 전압을 비교하는 비교기(CP)와, 상기 비교기(CP)의 출력 레벨에 따라 구동하는 트랜지스터(Q3)와, 상기 트랜지스터(Q3)의 구동에 연동하여 전해 콘덴서(C)에서 방전되는 저전류의 방전 전류를 전류 방전부(20)에 인가하는 릴레이(RL)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전해 콘덴서 방전 회로.
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