KR0137585Y1 - 전원공급장치 - Google Patents

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KR0137585Y1
KR0137585Y1 KR2019930007068U KR930007068U KR0137585Y1 KR 0137585 Y1 KR0137585 Y1 KR 0137585Y1 KR 2019930007068 U KR2019930007068 U KR 2019930007068U KR 930007068 U KR930007068 U KR 930007068U KR 0137585 Y1 KR0137585 Y1 KR 0137585Y1
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Abstract

이 고안은 스위칭 모드 전원장치에 관한 것이다. 트랜스 포머(T)의 3차 권선에 접속된 매그 앰프(MA)의 증폭특성을 향상시키기 위한 제2직류전압 출력수단(20)은 전압 출력단을 통하여 출력된 전압을 인가받아 일정한 펄스를 출력시키는 제어회로(21)와 상기 제어회로(21)의 출력단에 접속되며 저항(R1)에 의해 콜렉터/베이스 공통접속되고 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 단자와 소오스 단자에 트랜지스터(Q2, Q3)를 공통으로 접속하여 이루어진 달링톤 회로(30)와, 상기 달링톤 회로(30)와 매그 앰프(MA)의 출력단에 접속된 다이오드(D5)로 구성되어 상기 매그 앰프(MA)의 스위칭 및 증폭동작을 정밀하게 제어하여 트랜스 포머(T)의 3차권선에(L3)에서 발생되는 기전력의 효율을 극대화할 수 있다. 따라서, 이 고안의 전원공급장치는 직류/직류 컨버터에 유용하게 적용되는 장점이 있다.

Description

전원공급장치
제1도는 종래의 전원공급장치의 일실시예를 나타내는 회로도.
제2도는 이 고안에 따른 전원공급장치의 일실시예를 나타내는 회로도.
제3도는 제2도에 따른 각 노드점의 동작 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제1직류전압 출력수단 20 : 제2직류전압 출력수단
21 : 제어회로 30 : 달링톤 회로
Vin : 전압입력단 Vout, Vaux : 전압출력단
T : 트랜스포머 L1∼L3 : 각 권선
FET1 : 전계효과 트랜지스터 CL1, CL2 : 쵸크코일
D1∼D4 : 다이오드 C1, C2 : 콘덴서
R1, R2 : 저항 MA : 매그 앰프
이 고안은 스위칭 모드 전원장치(이하, SMPS라 칭한다)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트랜스포머의 2차 권선측에 접속된 매그 앰프 출력단과 접지단 사이에 바이플라 트랜지스터로 구성되는 달링톤 회로를 접속 체용하여 고효율을 얻을 수 있도록 한 전원공급자치에 관한 것이다.
일반적으로 포워드타입의 SMPS는 전압입력단측으로 트랜스를 포함하는 1차측에 유도권선을 접속하고 이 유도권선의 접지측에 트랜스에 유기되는 전류 스위칭용 트랜지스터가 접속되어 있다. 또한 트랜스 포함하는 2차측에는 권선방향을 각각 달리하는 제2 내지 제3유도권선을 접속하고 각 권선에서 유기된 기전력을 효율적으로 정류하여 출력하는 제1 및 제2직류전압 출력수단으로 되어 있다.
제1도는 종래의 전원공급장치의 일실시예를 나타내는 회로도이다.
상기한 전원공급장치의 구성을 좀더 상세하게 살펴보면, 제1직류전압 축력수단(10)은 트랜스 포머(T)의 1차 권선(L1)에 전압 스위칭용 전계효과트랜지터(FET1)가 접속되어 있고, 2차 권선(L2)에 유기된 전압을 인가받아 정류 및 에너지를 축적하는 다이오드(D1, D2) 및 초크코일(CL1)과, 상기 초크코일(CL1)에 축적된 에너지가 방전되도록 폐회로를 구성한 콘덴서(C1)로 구성되어 있다. 또한 제2직류전압 출력수단(20)은 트랜스 포머(T1)의 3차권선(L3)에 유기전압 증폭용 매그 앰프(MA)가 접속되어 있고, 상기 매그 앰프(MA)에서 증폭 출력된 전압을 인가받아 정류 및 에너지를 축적하는 다이오드(D3, D4) 및 초크코일(CL2)과, 상기 초크코일(CL2)에 축적된 에너지가 방전되도록 폐회로를 구성하는 콘덴서(C2)로 구성되어 있다. 또한 상기 제2직류전압 출력수단(20)은 전압 출력단(Vaux)을 통하여 출력된 전압을 인가받아 일정한 펄스를 출력시키는 제어회로(21)와, 상기 제어회로(21)의 출력단에 접속되며 저항(R1)에 의해 콜렉터/베이스 공통접속된 정류용 트랜지스터(Q1)와, 상기 정류용 트랜지스터(Q1)의 소오스 단자와 매그 앰프(MA)의 출력단에 접속된 다이오드(D5)로 구성되어 있다. 여기서 상기 매그 앰프(MA)는 가포화 리액터로 구성되며 스위칭 갖는 코어로써 정류용 트랜지스터(Q1)를 통하여 출력되는 전류를 이용하여 시간에 대한 전압을 제어함으로써 멀티 출력 SMPS의 단점만 크로스 레귤레이션(Cross Regulation)에 의한 악영향을 개선시켜 주는 소자임을 인지하여야 한다.
이와 같이 구성되어 있으므로 먼저, 제1직류전압 출력수단(10)은 펄스폭 변조회로(도시 생략됨)를 통하여 게이트(6)에 인가되는 소정의 펄스에 따라 스위칭용 전계효과 트랜지스터(FET1)가 온/오프 동작을 반복하게 되며, 이에따라 트랜스 포머(T)의 2차 권선(L2)측으로 전압이 유기된 후, 다이오드(D1)에 의해 정류되어 초크코일(L3)에 인가되고, 상기 스위칭용 전계효과 트랜지스터(FET1)가 턴온시 초크코일(CL)에는 에너지가 축적되어, 이 스위칭용 전계효과트랜지스터(FET1)가 오프될 경우 초크코일(CL1)에 축적된 에너지가 콘덴서(C2)에 의해 폐회로가 구성되어 방전되므로써 전압 출력단(Vout)을 통하여 소정의 직류전압을 출력하게 된다. 다음, 제2직류전압 출력수단(20)은 트랜스 포머(T)의 3차권선(L3)측으로 전압이 유기된후, 매그 앰프(MA)에 의해 내부 스위칭 동작에 따라 일정한 전압으로 증폭되어 다이오드(D3)를 통하여 정류되어 스위칭용 전계효과트랜지스터(FET1)가 턴오프시 쵸크코일(CL2)에는 에너지가 축적되어, 이 스위치용 전계효과트랜지스터(FET1)가 온될 경우 상기 쵸크코일(CL2) 축적된 에너지가 콘덴서(C2)에 의해 방전되므로써 전압 출력단(Vaux)을 통하여 소정의 직류전압을 출력하게 된다.
이때, 매그 앰프(MA)는 제어회로(21)와 정류용 트랜지스터(Q1)와 다이오드(D5)에 의해 스위칭 동작이 결정되어 증폭된 전압을 출력하게 되는데 스위칭 동작이 결정될때마다 제3도에 도시된 D와 같이 상기 트랜지스터(Q1)에는 미소 전류가 흘러서 매그 앰프(MA)의 스위칭 특성이 나빠지게 되는 단점이 있다. 또한 정류용 다이오드(Q1)의 턴오프시 그라운드 레벨 이하의 드롭전압으로 인하여 SMPS 구성소자들에 손상을 주게 되는 단점도 노출되고 있다.
이 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 제2직류전압 출력수단의 제어회로에 접속된 정류용 트랜지스터의 콜렉터 단자와 애미터 단자 사에 저항 및 바이폴라 트랜지스터들로 구성된 달링톤 회로를 부가하여 매그 앰프의 스위칭 및 증폭동작을 정밀하게 제어하여 트랜스 포머의 3차 권선에서 발생되는 기전력의 효율을 극대화시키므로서 신뢰성 향상에 기여할 수 있는 전원공급장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 이 고안에 따른 전원공급장치의 특징은 전압입력단측으로 트랜스를 포함하는 1차측에 유도권선을 접속하고, 이 유도권선의 접지측에 트랜스 포머에 유기되는 전류 스위칭용 트랜지스터를 접속하여, 트랜스 포머를 포함하는 2차측에는 권선방향을 각각 달리 하는 제2 내지 제3유도권선을 접속하고 각 권선에서 유기된 기전력을 효율적으로 정류하여 출력하는 제1 및 제2직류전압 출력수단으로 구성된 전원공급 장치에 있어서; 상기 제2직류전압 출력수단은 전압 출력단을 통하여 출력된 전압을 인가받아 일정한 펄스를 출력시키는 제어회로와, 상기 제어회로의 출력단에 접속되며 저항에 의해 콜렉터/베이스 공통접속된 정류용 트랜지스터와, 상기 정류용 트랜지스터의 콜렉터 단자와 소오스 단자 사이에 공통 접속된 달링톤 회로와, 상기 달링톤 회로와 매그 앰프의 출력단에 접속된 다이오드로 구성되어 상기 매그 앰프의 스위칭 및 증폭동작을 정밀하게 제어하여 트랜스 포머의 3차 권선에서 발생되는 기전력의 효율을 극대화하는 점에 있다.
이하, 이 고안에 따른 전원공급장치의 하나의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 이 고안에 따른 전원공급장치의 일실시예를 나타내는 회로도이다.
상기 전원공급장치는 먼저, 제1직류전압 출력수단(10)은 제1도와 동일하게 구성되어 있기 때문에 상세한 구성설명은 생략하고, 회로의 구성이 달라지는 제2직류전압 출력수단(20)의 구성만을 설명하기로 한다. 상기 제2직류전압 출력수단(20)은 전압 출력단을 통하여 출력된 전압을 인가받아 일정한 펄스를 출력시키는 제어회로(21)와 상기 제어회로(21)의 출력단에 접속되며 저항(R1)에 의해 콜렉터/베이스 공통으로 트랜지스터(Q1)가 접속되고, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 단자와 소오스 단자에 트랜지스터(Q2, Q3)를 공통으로 접속하여 이루어진 달링톤 회로(30)와, 상기 달링톤 회로(30)아 매그 앰프(MA)의 출력단에 접속된 다이오드(D5)로 구성되어 상기 매그 앰프(MA)의 스위칭 및 증폭동작을 정밀하게 제어하여 트랜스 포머(T)의 3차 권선(L3)에서 발생되는 기전력의 효율을 극대화하는 점에 있다.
이와 같이 구성되어 있으므로 먼저, 제1직류전압 출력수단(10)은 펄스폭 변조회로(도시 생략됨)를 통하여 게이트(6)에 인가되는 소정의 펄스에 따라 스위칭용 전계효과 트랜지스터(FET1)가 온/오프 동작을 반복하게 되며, 이에따라 트랜스 포머(T)의 2차권선(L2)측으로 전압이 유기된 후, 다이오드(D1)에 의해 정류되어 초크코일(L3)에 인가되고, 상기 스위칭용 전계효과 트랜지스터(FET1)가 턴온시 초크코일(CL)에는 에너지가 축적되어, 이 스위칭용 전계효과트랜지스터(FET1)가 오프될 경우 초크코일(CL1)에 축적된 에너지가 콘덴서(C2)에 의해 폐회로가 구성되어 방전도므로써 전압 출력단(Vout)을 통하여 소정의 직류전압을 출력하게 된다. 다음, 제2직류전압 출력수단(20)은 트랜스 포머(T)의 3차권선(L3)측으로 전압이 유기된후, 매그 앰프(MA)에 의해 내부 스위칭 동작에 따라 일정한 전압으로 증폭되어 다이오드(D3)를 통하여 정류되어 스위칭용 전계효과트랜지스터(FET1)가 턴오프시 쵸크코일(CL2)에는 에너지가 축적되어, 이 스위칭용 전계효과트랜지스터(FET1)가 온될 경우 상기 쵸크코일(CL2) 축적된 에너지가 콘덴서(C2)에 의해 방전되므로써 전압 출력단(Vaux)을 통하여 소정의 직류전압을 출력하게 된다. 여기서 상기 매그 앰프(MA)의 입력단과 출력단의 노드점(A, B)의 입/출력 파형은 제3도에 도시된 바와 같이 나타나게 된다. 이때, 상기한 매그 앰프(MA)는 제어회로(21)와 정류용 트랜지스터(Q1)와 다이오드(D5)에 의해 스위칭 동작이 결정되어 증폭 전압을 출력하게 되는데 스위칭 동작이 결정될 때마다 제3도에 도시된 D와 같이 상기 트랜지스터(Q1)에는 미소 전류가 흘러서 매그 앰프(MA)의 스위칭 특성이 나빠지게 되는데, 상기 트랜지스터(Q1)를 포함하고 이 트랜지스터(Q1)의 에미터/콜렉터 단자에 트랜지스터(Q2, Q3)를 공통으로 접속한 달링톤 회로(30)를 정류용 트랜지스터(Q1)와 다이오드(D5) 사이에 접속하여 접지함으로써 스위칭 및 증폭동작이 향상되고 제3도 C와 같은 안정된 전압파형을 얻을 수가 있는 것이다.
상기한 달링톤 회로(30)의 동작은 전원전압(Vcc)에 따라 제어회로(21)의 소정의 펄스전압을 인가받아 전류증폭한후, 다이오드(D5)를 통하여 매그 앰프(MA)의 전단으로 입력된다. 따라서 상기 매그 앰프(MA)는 안정된 레귤레이션 동작을 할 수 있으므로 전압 출력단(Vaux)에서 고효율의 출력전압을 얻을 수가 있는 것이다. 또한 트랜지스터(Q3)의 역할은 달링톤 회로(3)의 오프시 베이스에 흐르는 미소전류를 그라운드 레벨로 흘려버림으로써 순간 피크전압에 의한 소자의 파괴를 방지한다.
이상에서와 같이 이 고안에 따른 제어회로의 출력단에 전류 증폭도가 높으 달링톤 회로를 접속 체용하여 이 달링톤 회로를 통하여 증폭된 전류를 매그 앰프의 전단에 공급함으로써 이 매그 앰프는 안정된 레귤레이션 동작을 하게 되고, 결과적으로 전압 출력단에서는 고효율의 직류전압을 출력할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 전압입력단측으로 트랜스를 포함하는 1차측에 유도권선을 접속하고, 이 유도권선의 접지측에 트랜스 포머에 유기되는 전류 스위칭용 트랜지스터를 접속하며, 트랜스 포머를 포함하는 2차측에는 권선방향을 각각 달리하는 제2 내지 제3유도권선을 접속하고 각 권선에서 유기된 기전력을 효율적으로 정류하여 출력하는 제1 및 제2직류전압 출력수단으로 구성된 전원공급 장치에 있어서; 상기 제2직류전압 출력수단은 전압 출력단을 통하여 출력된 전압을 인가받아 일정한 펄스를 출력시키는 제어회로와, 상기 제어회로의 출력단에 접속되며 저항에 의해 콜렉터/베이스 공통접속되며 3개의 트랜지스터로 구성된 달링톤 회로와, 상기 달링톤 회로와 매그 앰프의 출력단에 접속된 다이오드로 구성되어 매그 앰프의 스위칭 및 증폭동작을 정밀하게 제어하여 트랜스 포머의 3차권선에서 발생되는 기전력의 효율을 극대화시키는 전원공급장치.
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