KR0125388Y1 - Power supply equipment - Google Patents

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Abstract

본 고안의 전원공급장치는 스위칭트랜지스터를 포함한 스위칭부로 구성되며, 여기서 구동된 전압을 1차측에서 2차측으로 전달하는 변압기로 구성된다. 변압기는 원 전압을 인가받는 1차측의 제1권선과 제1권선에서 발생되는 펄스를 반전시켜 역위상펄스를 발생시키는 제2권선과 스위칭부에 동작유지전압을 공급하는 제3권선으로 구성된다. 변압기의 제1권선과 제2권선 사이에는 발생되는 펄스의 고주파만을 검출하여 합성하는 고역통과필터가 연결되어 있다. 따라서, 상기 구성된 전원공급장치는 양호한 스위칭동작을 가능케하여 전압스파이크 및 링깅노이즈를 충분히 제거하여 소자보호 및 노이즈를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.The power supply device of the present invention is composed of a switching unit including a switching transistor, and is composed of a transformer for transmitting the driven voltage from the primary side to the secondary side. The transformer is composed of a first winding on the primary side to which an original voltage is applied, a second winding for inverting a pulse generated from the first winding to generate an antiphase pulse, and a third winding for supplying an operation holding voltage to the switching unit. A high pass filter is connected between the first winding and the second winding of the transformer to detect and synthesize only the high frequency of the generated pulse. Therefore, the configured power supply device enables a good switching operation to sufficiently remove voltage spikes and ringing noises, thereby providing an effect of reducing device protection and noise.

Description

전원공급장치Power supply

제1도는 종래의 전원공급장치를 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing a conventional power supply.

제2도는 제1도 장치의 출력신호 파형도.2 is a waveform diagram of an output signal of the first FIG. Device.

제3도는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 전원공급장치의 회로도.3 is a circuit diagram of a power supply according to an embodiment of the present invention.

제4도는 제3도 장치에 의한 신호파형도.4 is a signal waveform diagram of the FIG. 3 apparatus.

제5도는 본 고안의 다른 실시예에 따른 전원공급장치의 회로도.5 is a circuit diagram of a power supply according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

31,37,51,57 : 정류부 33,53 : 스위칭부31,37,51,57: rectifier 33,53: switching part

35,55 : 변압기 39,59 : 고역통과필터35,55 Transformer 39,59 High pass filter

TR3,TR5 : 스위칭트랜지스터 C2,C3 : 콘덴서TR3, TR5: Switching transistor C2, C3: Capacitor

D2 : 다이오드 P3,P4,P5,6,P7,P8 : 1차측권선D2: Diode P3, P4, P5, 6, P7, P8: Primary winding

S2,S3 : 2차측권선S2, S3: secondary winding

본 고안은 필요한 직류전압을 얻기 위한 전원공급장치에 관한 것으로서, 특히 스위칭변압기를 사용하는 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply for obtaining the required DC voltage, and more particularly to a power supply using a switching transformer.

대부분의 전자기기는 AC 100V나 200V를 입력전원으로 하여 동작하도록 되어 있다. 상용주파수에서 전원회로를 사용하여 직류전압을 얻는 방법으로는 시리즈 레귤레이터나 초퍼방식 레귤레이터 등이 있다. 스위칭 레귤레이터는 스위칭 트랜지스터의 완전한 온(ON)상태나 오프(OFF)상태의 반복(이것을 스위칭동작이라 한다)으로 출력전압을 안정화시킨다. 스위칭 트랜지스터가 오프(OFF)상태에서는 콜렉터 전류가 흐르지 않기 때문에 전력손실의 발생이 없다. 그러나, 이때의 출력은 직류가 아니라 펄스파형으로 되기 때문에 스위칭회로의 뒤에 정류 및 평활회로를 부가하여 직류로 변환시켜야 한다.Most electronic devices are designed to operate with AC 100V or 200V as input power. As a method of obtaining a DC voltage using a power circuit at a commercial frequency, there are a series regulator and a chopper type regulator. The switching regulator stabilizes the output voltage by repeating the complete ON or OFF state of the switching transistor (this is called switching operation). Since the collector current does not flow when the switching transistor is OFF, no power loss occurs. However, since the output at this time is not a direct current but a pulse waveform, it must be converted to direct current by adding a rectifying and smoothing circuit to the back of the switching circuit.

이와같은 종래의 전원회로에 대한 일례를 제1도 및 제2도에 도시하고 있다.An example of such a conventional power supply circuit is shown in FIGS. 1 and 2.

제1도는 교류를 입력받아 직류전류를 발생하는 라인오퍼레이트형 전원공급장치이고, 제2도는 제1도의 동작에 의해 발생되는 파형을 나타낸다. 도시한 바와같이, 입력된 교류전원을 직류전압으로 변환하는 정류부(11)가 스위칭트랜지스터(TR1)와 변압기(17)를 구동시키는 스위칭부(13)에 연결된다. 변압기(17)는 1차측에 제1권선(P1)과 제2권선(P2)를 구비한다. 1차측의 제2권선(P2)은 스위칭부(13)에 동작유지전압을 공급하기 위한 것으로서, 스위칭부(13)에 연결된다. 변압기(17)의 2차측권선(S1)에 연결된 정류부(18)는 상술한 2차측권선에서 출력된 교류전압을 직류로 변환하게 한다. 여기서 변환된 직류전압은 정전압제어부(19)로 궤환입력된다. 정전압제어부(19)에서는 입력된 궤환전압을 설정된 기준전압과 비교하여 그 차전압을 제어부(15)로 포토커플러(Photocoupler)를 통해 인가하고, 제어부(15)는 상기 차전압에 따라 펄스신호의 폭과 주파수를 가변시킨다.FIG. 1 is a line-operated power supply that receives an alternating current and generates a direct current, and FIG. 2 shows a waveform generated by the operation of FIG. As shown, a rectifier 11 for converting the input AC power into a DC voltage is connected to the switching transistor TR1 and the switching unit 13 for driving the transformer 17. The transformer 17 includes a first winding P1 and a second winding P2 on the primary side. The second winding P2 on the primary side is for supplying an operation holding voltage to the switching unit 13 and is connected to the switching unit 13. The rectifier 18 connected to the secondary side winding S1 of the transformer 17 causes the AC voltage output from the secondary side winding described above to be converted into direct current. The converted DC voltage is fed back into the constant voltage controller 19. The constant voltage controller 19 compares the input feedback voltage with a set reference voltage and applies the difference voltage to the controller 15 through a photocoupler. And frequency.

이와같이 구성된 종래의 전원공급장치에 교류전원이 입력되면, 정류부(11)를 통해 직류전압이 스위칭부(13)로 전달된다. 스위칭부(13)는 스위칭 트랜지스터(TR1)와 변압기(17)를 구동시키는 신호를 내보낸다. 변압기는 1차측권선과 2차측권선간에 자력선이 쇄교(interlinkage)를 발생시킨다.When the AC power is input to the conventional power supply configured as described above, the DC voltage is transmitted to the switching unit 13 through the rectifying unit 11. The switching unit 13 outputs a signal for driving the switching transistor TR1 and the transformer 17. In the transformer, the magnetic force lines generate an interlinkage between the primary winding and the secondary winding.

따라서, 트랜지스터(TR1)가 오프한 순간 큰 역기전압이 발생하여, 트랜지스터의 콜렉터전압에 중첩된다. 제2도(a)는 제1도의 장치에 스너버회로가 없을 때 검출되는 파형을 보여준다. 그래서, 제1도와 같은 종래의 장치에 변압기(17)의 제1권선(P1) 양단에 다이오드(D1)와 콘덴서(C1) 및 저항(R)으로 구성되는 스너버회로를 부가한다. 그 결과, 트랜지스터(TR1)가 오프일 때 발생하는 펄스형태의 역기전력은 콘덴서(C1)에 의해 직류로 정류되고 저항(R)에 의해 소비된다. 제2도(b)에 도시된 파형은 제1도의 스너버회로에 의해 전압스파이크 및 링깅노이즈가 감쇠된 파형이다.Therefore, a large counter voltage occurs when the transistor TR1 is turned off and overlaps with the collector voltage of the transistor. FIG. 2 (a) shows waveforms detected when there is no snubber circuit in the device of FIG. Thus, a snubber circuit composed of a diode D1, a capacitor C1, and a resistor R is added to both ends of the first winding P1 of the transformer 17 in the conventional apparatus as shown in FIG. As a result, the pulsed back electromotive force generated when the transistor TR1 is off is rectified by the capacitor C1 to direct current and consumed by the resistor R. The waveform shown in FIG. 2B is a waveform in which voltage spike and ringing noise are attenuated by the snubber circuit of FIG.

그러나, 출력전압의 변동에 따라 발생되는 변압기(17)에 축적되는 에너지의 변화는 종래의 스너버회로에 의해 감쇠시킬 수 없기 때문에 전력손실방지 및 노이즈감쇠에 한계가 있다.However, since the change of energy accumulated in the transformer 17 generated by the variation of the output voltage cannot be attenuated by the conventional snubber circuit, there is a limit in preventing power loss and noise attenuation.

따라서, 본 고안의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위해 트랜스의 누설인덕턴스 및 출력전압에 변화가 있는 경우에도 전압스파이크 및 링깅노이즈를 충분히 감쇠시킬 뿐만 아니라 전력손실을 방지하여 안정된 전압을 공급하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a stable voltage by sufficiently reducing the voltage spike and ringing noise as well as preventing power loss even when there is a change in the leakage inductance and output voltage of the transformer in order to solve the above problems.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 전원공급장치에 있어서, 입력되는 전압을 1차측권선에서 2차측권선으로 전달하는 변압기, 상기 변압기의 1차측 전압을 반전된 극성으로 인가받아 고주파성분만을 검출하고, 검출된 고주파성분을 1차측 전압에 합성하여 고주파성분을 제거하는 수단, 입력되는 전압을 상기 변압기의 1차측권선에 단속적으로 공급하도록 연결된 스위칭부를 포함하는 전원공급장치에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a power supply device, a transformer for transmitting the input voltage from the primary winding to the secondary winding, the primary voltage of the transformer is applied with the inverted polarity of the high frequency component only And a switching unit for detecting and combining the detected high frequency components with the primary voltage to remove the high frequency components, the switching unit being connected to supply the input voltage to the primary winding of the transformer intermittently.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 고안의 전원공급장치를 구현한 회로이다. 제3도에서, 변압기(35)는 그 1차측에 제1권선(P3), 제2권선(P5) 및 제3권선(P7)을 구비한다. 제2권선(P5)은 제1권선(P3)에 인가되는 전압에 대해 역극성을 갖는 전압을 축적하도록 배치된다. 제1권선(P3)과 제2권선(P5)은 콘덴서(C2)로 이루어진 고역통과필터(39)에 의해 서로 연결된다. 변압기(35)의 제3권선(P7)은 2차측권선의 링깅전압을 인가받아 스위칭부(33)에 동작유지전압을 공급하기 위한 것으로서, 스위칭부(33)에 연결된다. 스위칭트랜지스터(TR3)는 스위칭부(33)에 그 베이스단이 연결되고, 상술의 제1권선(P3)에 콜렉터단이 연결된다. 변압기(35)의 2차측권선(S2)은 제1권선(P3)과 역극성을 갖는 전압을 정류부(37)로 공급하도록 구성된다. 스위칭부(33)는 정류부(31)에서 직류를 공급받아 스위칭트랜지스터(TR3)를 구동시킨다. 스위칭트랜지스터(TR3)가 온되면 변압기(35)는 에너지를 축적할뿐 출력으로 전달하지 않지만 스위칭트랜지스터(TR3)가 오프되면 변압기(35)는 축적하고 있는 에너지를 방출한다. 이때 제3도에서 고역통과필터(39)가 없다고 가정하면, 이때 제3도의 위치 x에 있어서의 전압파형은 제4도(a)에 도시된 바와같이 펄스노이즈가 그대로 포함되어 있다.3 is a circuit implementing the power supply of the present invention. In FIG. 3, the transformer 35 has a first winding P3, a second winding P5 and a third winding P7 on its primary side. The second winding P5 is arranged to accumulate a voltage having a reverse polarity with respect to the voltage applied to the first winding P3. The first winding P3 and the second winding P5 are connected to each other by a high pass filter 39 made of a capacitor C2. The third winding P7 of the transformer 35 is supplied with a ringing voltage of the secondary winding to supply an operation holding voltage to the switching unit 33 and is connected to the switching unit 33. The base of the switching transistor TR3 is connected to the switching unit 33 and the collector of the switching transistor TR3 is connected to the first winding P3. The secondary winding S2 of the transformer 35 is configured to supply a voltage having a reverse polarity with the first winding P3 to the rectifier 37. The switching unit 33 receives a direct current from the rectifier 31 to drive the switching transistor TR3. When the switching transistor TR3 is turned on, the transformer 35 accumulates energy and does not transfer it to the output. When the switching transistor TR3 is turned off, the transformer 35 emits stored energy. Assuming that there is no high pass filter 39 in FIG. 3, the voltage waveform at position x in FIG. 3 includes pulse noise as shown in FIG.

제2권선(P5)은 펄스노이즈가 그대로 포함된 상술한 제1권선(P3)의 파형을 그대로 전달받아 제4도(b)에 도시된 바와같이 위상만 반전된 파형을 발생한다.The second winding P5 receives the waveform of the above-described first winding P3 including the pulse noise as it is and generates a waveform in which only the phase is inverted as shown in FIG.

제1권선(P3)과 제2권선(P5) 사이에 연결된 고역통과필터(39)는 제2권선(P5)에 의해 발생되는 파형의 고역만을 통과시켜, 제4도(c)에 도시된 바와같이 펄스노이즈가 포함된 고주파성분만을 검출한다. 고역통과필터(39)에서 검출된 파형은 제1권선(P3)에서 발생된 제4도(a)에 도시된 바와같은 파형과 합성된다. 결국 제3도의 위치 x에 있어서의 전압파형은 제4도(d)와 같은 전압스파이크 및 링깅노이즈가 감쇠된 파형이 검출된다.The high pass filter 39 connected between the first winding P3 and the second winding P5 passes only the high range of the waveform generated by the second winding P5, as shown in FIG. Similarly, only high frequency components containing pulse noise are detected. The waveform detected by the high pass filter 39 is synthesized with the waveform as shown in FIG. 4 (a) generated in the first winding P3. As a result, in the voltage waveform at the position x in FIG. 3, a waveform in which voltage spike and ringing noise are attenuated is detected as shown in FIG.

제5도는 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 전원공급장치를 나타낸 회로도이다. 제5도에서, 변압기(55)는 그 1차측에 제1권선(P4)에 인가되는 전압에 대해 역극성을 갖는 전압을 축적하도록 병렬형태로 배치된다. 병렬형태로 연결된 제1권선(P4)과 제2권선(P6) 사이에 고역통과필터(59)를 구성하는 콘덴서(C3)가 연결되고, 역전압을 방지하기 위한 클램프다이오드(D2)가 제2권선(P6)과 병렬형태로 연결된다. 변압기(55)의 제3권선(P8)은 스위칭부(53)에 동작유지전압을 공급하기 위한 것으로서, 스위칭부(53)에 연결된다.5 is a circuit diagram showing a power supply according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the transformers 55 are arranged in parallel so as to accumulate a voltage having reverse polarity with respect to the voltage applied to the first winding P4 on its primary side. A capacitor C3 constituting the high pass filter 59 is connected between the first winding P4 and the second winding P6 connected in parallel, and the clamp diode D2 for preventing the reverse voltage is connected to the second winding. It is connected in parallel with the winding P6. The third winding P8 of the transformer 55 is for supplying an operation holding voltage to the switching unit 53 and is connected to the switching unit 53.

스위칭트랜지스터(TR5)는 스위칭부(53)에 그 베이스단이 연결되고, 상술의 제1권선(P4)에 콜렉터단이 연결된다. 변압기(55)의 2차측권선(S3)은 제1권선(P3)과 역극성을 갖는 전압을 정류부(57)로 공급하도록 구성된다. 스위칭부(53)는 정류부(51)에서 직류를 공급받아 스위칭트랜지스터(TR5)를 구동시킨다.A base end of the switching transistor TR5 is connected to the switching unit 53, and a collector end of the switching transistor TR5 is connected to the first winding P4. The secondary winding S3 of the transformer 55 is configured to supply a voltage having a reverse polarity with the first winding P3 to the rectifier 57. The switching unit 53 receives a direct current from the rectifying unit 51 to drive the switching transistor TR5.

상술한 구성을 통해 회로가 동작함으로써 제3도에서 나타난 본 고안과 같은 전압스파이크와 링깅노이즈가 감쇠된 양호한 스위칭효과를 갖는다.The operation of the circuit through the above-described configuration has a good switching effect in which the voltage spike and ringing noise as shown in FIG. 3 are attenuated.

전술한 바와같이 본 고안은 일반적인 스너버회로의 구성인 저항(R), 콘덴서(C), 다이오드(D)를 이용한 종래의 구성에 비하여 역위상발생부와 고역통과필터를 이용함으로써, 종래의 스너버회로에서 부하변동에 따라 전압스파이크 및 링깅노이즈를 충분히 해결할 수 없었던 문제점을 해결하여 양호한 스위칭동작을 가능케 한다. 양호한 스위칭동작에 의하여 스위칭소자보호 및 노이즈를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the present invention uses a reverse phase generator and a high pass filter as compared with the conventional configuration using the resistors R, the capacitors C, and the diodes D, which are the general snubber circuits. It solves the problem that voltage spike and ringing noise could not be sufficiently solved due to load variation in the nubber circuit, thereby enabling good switching operation. Good switching has the effect of reducing switching element protection and noise.

Claims (4)

전원공급장치에 있어서, 입력되는 전압을 1차측권선에서 2차측권선으로 전달하는 변압기; 상기 변압기의 1차측 전압을 반전된 극성으로 인가받아 고주파성분만을 검출하고, 검출된 고주파성분을 1차측 전압에 합성하여 고주파성분을 제거하는 수단; 입력되는 전압을 상기 변압기의 1차측권선에 단속적으로 공급하도록 연결된 스위칭부를 포함하는 전원공급장치.A power supply, comprising: a transformer for transferring an input voltage from a primary winding to a secondary winding; Means for detecting only a high frequency component by applying the primary voltage of the transformer with an inverted polarity and synthesizing the detected high frequency component with the primary voltage to remove the high frequency component; And a switching unit connected to supply an input voltage to the primary winding of the transformer intermittently. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 변압기수단의 1차측권선에 컬렉터단이 연결되고 베이스단에 공급되는 전압에 의해 스위칭되는 트랜지스터와, 2차측권선에 유기되는 링깅전압을 전달받아 스위칭부를 구동시키는 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.According to claim 1, wherein the switching unit is connected to the collector terminal of the primary winding of the transformer means and the transistor is switched by the voltage supplied to the base and the ringing voltage induced by the secondary winding winding to drive the switching unit A power supply comprising a transformer. 제2항에 있어서, 상기 고주파제거수단은 상기 변압기의 1차측 전압에 대해 반전된 극성을 갖는 전압을 발생시키는 제1권선과, 상기 트랜지스터의 콜렉터단과 상기 1차측권선 사이에 연결되고, 상기 제1권선으로부터 공급되는 전압으로부터 고주파성분만을 통과시키는 고역통과필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.3. The first winding of claim 2, wherein the high frequency removing means is connected between a first winding for generating a voltage having a polarity inverted with respect to the voltage of the primary side of the transformer, and a collector terminal of the transistor and the primary winding. And a high pass filter for passing only high frequency components from the voltage supplied from the winding. 제3항에 있어서, 상기 고주파제거수단은 상기 변압기로 흐르는 역전압을 방지하는 클램프다이오드로 연결되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.4. The power supply apparatus according to claim 3, wherein the high frequency removing means is connected to a clamp diode which prevents reverse voltage flowing to the transformer.
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