KR0147051B1 - 전원회로 - Google Patents

전원회로

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KR0147051B1
KR0147051B1 KR1019900001668A KR900001668A KR0147051B1 KR 0147051 B1 KR0147051 B1 KR 0147051B1 KR 1019900001668 A KR1019900001668 A KR 1019900001668A KR 900001668 A KR900001668 A KR 900001668A KR 0147051 B1 KR0147051 B1 KR 0147051B1
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KR
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안토니우스 마리아 플라게 요셉
에그베르트 알그라 요한네스
Original Assignee
프레데릭 얀 스미트
필립스 일렉트로닉스 엔.브이
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Abstract

내용없음

Description

전원 회로
제1도는 본 발명에 따른 전원 회로의 제 1 회로도.
제2도는 부하가 제 1 반도체 스위치의 주전류 통로와 직렬 배열되어 있는 제 2 회로도.
제3도는 본 발명에 따른 전원 회로의 제 1 실시예를 도시한 도면.
제4도는 본 발명에 따른 전원 회로의 제 2 실시예를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 포지티브 입력 단자 2 : 네가티브 입력 단자
5 : 반전 입력 6 : 비반전 입력
Rs : 기준 전압원 TR : 변압기
CP : 비교기 A1, A2: 재충전식 배터리
G : 정류기 브리지 M : 모터
L : 부하 N1: 1차 권선
N2: 2차 권선
본 발명은 서로 다른 크기의 입력 전압을 부하에 공급하는 전원 회로에 관한 것으로서, 상기 전원 회로는 변압기의 1차 권선과 제 1 반도체 스위치의 주전류 통로로 형성되는 제 1 직렬 배열부와, 변압기의 2차 권선과 정류 다이오드로 형성되며 상기 부하 연결용 단자를 갖는 제 2 직렬 배열부와, 상기 제 1 반도체 스위치를 스위칭 시키는 제 2 반도체 스위치와, 1차 권선을 통과하는 전류 크기인 신호를 발생시키는 수단을 구비한다.
이러한 회로는 예를 들면, 재충전식 배터리를 충전하거나 전자 장치에 사용될 수 있는데, 상기 회로는 서로 다른 크기의 전압원으로 스위칭하지 않고도 상기 전자 장치를 예를 들어 여러국가의 전력선에 접속시킬 수 있다. 이와 같은 전원 회로는 특히 재충전 가능한 전기 면도기에서 사용되는데, 여기서 상기 회로는 배터리를 충전하거나 모터에 공급되는 전류를 발생시킨다.
서두에서 언급된 타입의 전원 회로는 EP-B1-0030026 에 서술되어 있다. 상기 유럽 특허에는 소위 순방향 위상( forward phase ) 동안 1차 권선을 통해 흐르는 전류가 시간에 따라서 선형적으로 증가되도록 하고 변압기에 에너지를 축적시키도록 하는 전원 회로가 서술되어 있다. 제 1 반도체 스위치를 형성하는 제 1 트랜지스터의 에미터 라인에는 저항이 포함되어 있는데, 상기 저항 양단에는 1차 전류에 비례하는 전압이 발생된다. 제 2 트랜지스터의 베이스-에미터 접합이 상기 저항과 병렬로 배치된다. 이 트랜지스터는 제 2 반도체 스위치를 구성한다. 상기 저항은 1차 전류의 크기인 신호를 발생시키는 수단을 형성한다. 주어진 1차 전류의 값에서, 제 2 트랜지스터는 도통되고 제 1 트랜지스터는 비도통된다. 이렇게 되면 순방향 위상이 끝나고 소위 플라이백 위상 동안 2차 전류가 2차 권선으로 흐른다. 이 전류는 배터리용 충전 전류가 되거나 곧바로 관련 장치용 공급전류가 된다. 2차 전류는 시간에 따라서 선형적으로 감소한다. 플라이백 위상의 끝부분에서, 제 1 트랜지스터는 다시 턴온되어 또다른 순방향 위상이 시작된다.
종래기술의 전원 회로에서, 시간에 따라서 선형적으로 증가하는 신호가 순방향 위상동안 제 2 반도체 스위치의 제어입력에 인가된다. 이 신호로 인해, 제 2 반도체 스위치는 도통 상태에서 상당히 저속으로 구동된다. 이것은 제 2 반도체 스위치가 도통되고 제 1 반도체 스위치가 비도통되는 순간을 정확하게 규정할 수 없어 1차 전류의 턴오프 값 또한 정확하게 규정할 수 없다는 것을 의미한다.
본 발명의 목적은 제 2 반도체 스위치를 신속하게 턴온시키는 전원 회로를 제공하는 것이다.
그러므로, 본 발명을 따르는, 전원 회로는, 1차 권선을 통과하는 전류의 크기인 신호를 발생시키는 상기 수단의 출력이 비교기의 제 1 비반전 입력에 연결되며, 상기 비교기의 제 2 반전 입력은 기준 전압을 고정시키는 수단의 출력에 연결되고, 상기 비교기의 출력은 제 2 반도체 스위치의 제어 입력에 연결되고, 상기 비교기의 반전 입력은 캐패시터를 거쳐 제 2 반도체 스위치의 출력에 연결되는 것을 특징으로 한다.
1차 전류의 크기인 신호가 기준 전압에 의해 결정된 레벨에 도달되어야 비로소 상기 비교기는 제어 신호를 공급하는데, 이 신호에 의해 반도체 스위치는 턴온되고 제 1 반도체 스위치는 도통된다. 결국, 1차 전류가 상기 레벨에 도달되기 전에는 제어 입력에 어떠한 신호도 인가되지 않는다. 제 2 반도체 스위치의 출력과 그 제어 입력 사이에는 포지티브 피드백 회로가 설치되어 있기 때문에, 캐패시터 및 비교기를 통해서 제 2 반도체 스위치는 신속하게 도통되고 제 1 반도체 스위치는 신속하게 비도통된다. 이로인해 1차 전류의 턴-오프 값이 정확하게 결정된다.
제 1 반도체 스위치를 고속 턴-오프시키면은 상기 스위치에서의 에너지 낭비를 상당히 감소시킬 수 있다. 특히, 예를 들면 면도기와 같은 소형 장치에서는 냉각 장치의 필요성을 절감시켜주는 장점이 있다.
제 1 및 제 2 반도체 스위치가 제 1 및 제 2 트랜지스터로 형성되는 본 발명에 따른 전원 회로의 실시예는, 비교기가 제 1 및 2 트랜지스터의 도전형과 대향되는 도전형인 제 3 트랜지스터로 형성되며, 상기 제 3 트랜지스터의 베이스는 반전 입력을, 에미터는 비반전 입력을 구성하고, 콜렉터는 출력을 구성하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 트랜지스터는 비교기로 사용하기에 적합할 뿐 아니라 값도 싸다.
본 발명에 따른 전원 회로는 기준 전압을 고정시키는 수단이 입력 전압의 크기인 신호를 수신하는 제어 입력을 갖고 입력 전압이 높아짐에 따라 낮아지는 기준 전압을 공급하도록 배열되는 것을 특징으로 한다. 공급되는 기준 전압이 설명된 방법에 따라 전원 회로의 입력 전압에 종속되므로, 출력 전류의 평균 세기는 상기 전압 종속성을 적절히 선택할 경우 주어진 허용 범위내에서 일정하게 유지된다.
본 발명에 따른 전원 회로의 실시예는 기준 전압 고정 수단이 베이스-에미터 접합이 제 1 저항과 병렬로 배열되고 베이스-콜렉터 접합이 제 2 저항과 병렬로 배열되는 제 4 트랜지스터에 의해 형성 되는 회로로 구성되는데, 상기, 제 4 트랜지스터의 콜렉터와 제 2 저항의 접합점은 기준 전압 고정 수단의 출력을 이루고, 상기 제 4 트랜지스터의 베이스 및 제 1, 제 2 저항간의 접합점은 제어 신호 수신용 제어 입력을 이루는 것을 특징으로 한다. 그에 따라서 발생되는 기준 전압의 크기는 제 4 트랜지스터의 베이스에 인가되는 제어 전압의 크기에 의해 주어진다. 제 2 반도체 스위치의 제어 입력이 통상 VBE증배기라 칭하는 것을 거쳐서 1차 권선을 통과하는 전류의 크기인 신호를 발생시키는 수단에 결합되는 타입의 전원 회로가 EP-A-0188839에 설명되어 있다. 그런데, 상기 공지된 회로에서, 제 2 반도체 스위치는 도통 상태에서 저속으로 구동되므로, 이 회로에서도 1차 전류의 턴-오프 값을 정확하게 결정할 수 없다.
본 발명에 따른 전원 회로의 또다른 실시예는 기준 전압 고정 수단이 1차 및 2차 분기를 가진 전류 미러 회로를 구비하는데, 상기 전류 미러 회로는 두 분기의 각각을 통해 흐르는 전류가 입력 전압에 거의 비례하도록 배열되는 것을 특징으로 한다. 2차 분기에 일정한 공급 전압을 인가하고, 입력 전압에 비례하는 전압이 양단에서 발생되는 저항을 2차 분기에 내장시킴으로서, 기준 전압원은 입력 전압이 증가함에 따라 선형적으로 감소하는 기준 전압을 발생시킨다.
본 발명에 따른 전원 회로는, 부하 연결용 단자가 제공되는 정류 다이오드와 2차 권선의 제 2 직렬 배열부가 제 1 반도체 스위치의 주전류 통로와 직렬로 배열되는 것을 특징으로 한다. 상기 실시예에서, 2차 권선과 병렬로 배열되는 부하는 플라이백 위상동안 변압기로부터 공급 받을 뿐만 아니라 순방향 위상 동안 인가된 입력 전압으로 부터 1차 전류에 의해 직접 공급받는다. 본 발명에 따른 전원 회로는 또한 1차 권선을 통과하는 전류의 크기인 신호를 발생시키는 수단이 제 1 반도체 스위치와 제 2 직렬 배열부 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 경우에, 순방향 위상의 종결도 또한 축적용 배터리 전압에 종속하므로, 상기 배터리의 충전 전류는 배터리 전압 레벨이 높을수록 감소한다.
본 발명에 따른 전원 회로는 최소한 부분적으로 집적회로에 집적시키는데 매우 적합하다. 본 발명에 따른 전원 회로에 사용하기 위한 집적 회로는 제 2 반도체 스위치, 비교기 및 기준 전압원을 구비한다.
지금부터, 첨부도면을 참고로 본 발명의 실시예를 더욱 자세히 설명하겠다.
제 1 도는 본 발명에 따른 자기-발진 전원 회로의 회로도를 도시한다.
변압기 TR 의 1차 권선 N1, 트랜지스터 T1의 주전류 통로 및 전류 측정 저항 R1은 포지티브 입력 단자 (1) 및 네가티브 입력 단자(2) 사이에 직렬로 배열된다. 제 1 트랜지스터 T1는 제 1 반도체 스위치를 형성한다. 제 1 트랜지스터의 베이스는 제 2 반도체 스위치를 형성하는 제 2 트랜지스터 T2의 주 전류를 통로를 거쳐서 네가티브 입력단자(2)에 결합된다. 제 2 트랜지스터 T2의 베이스는 비교기 CP 의 출력에 연결되는데, 상기 비교기의 반전 입력(5)은 기준 전압 고정 수단, 예를들면 기준 전압원 Rs 의 출력에 연결되며, 제 2 비반전 입력(6)은 제 1 트랜지스터와 접하는 전류 측정 저항 R1의 단자에 연결된다. 제 1 트랜지스터 T1의 베이스는 또한 스타터 저항 R2을 거쳐 포지티브 입력 단자(1)에 연결된다. 변압기 TR 의 2차 권선 N2은 두개의 단자(3 및 4) 사이에서 정류 다이오드 D1와 직렬로 배열된다. 예를 들어, 스위치 S 를 통해서 모터 M 와 병렬로 배열되는 직열 배열된 두개의 재충전식 배터리 A1및 A2로 형성되는 부하는 두개의 단자(3 및 4)에 연결된다. 2차 권선 N2과 정류 다이오드 D1의 접합점(7)은 직렬 배열된 저항 R3과 캐패시터 C1로 형성되는 포지티브 피드백 회로를 거쳐 제 1 트랜지스터 T1의 베이스에 결합된다. 제 2 트랜지스터 T2의 콜렉터 및 제 1 트랜지스터의 베이스는 캐패시터 C2를 거쳐 비교기 CP 의 반전 입력 (5)에 결합된다. 마지막으로, 기준 전압원의 입력(8)은 저항 R4을 거쳐 포지티브 입력 단자(1)에 연결된다.
입력 전압의 값이 일정할 때, 회로는 다음과 같이 동작한다. d.c 전압 또는 정류된 a.c 전압인 입력 전압을 입력 단자(1 및 2)에 인가한 후, 약간의 전류가 스타터 저항 R2을 통과하여 제 1 트랜지스터 T1의 베이스로 흐르기 시작한다. 이로인해, 상기 트랜지스터는 부분적으로 도통되어 약간의 1차 전류가 변압기 TR 의 1차 권선 N1을 통해 흐르기 시작한다. 상기 1차 전류는 2차 권선 N2양단에 전압을 유기하는데, 상기 유기된 전압은 저항 R3과 캐패시터 C1로 형성되는 포지티브 피드백 회로에 전류를 발생시키며, 이 전류는 트랜지스터 T1의 베이스에 공급 되어 상기 트랜지스터 T1가 상당한 정도로 도통되게 한다. 포지티브 피드백 회로를 통해서, 제 1 트랜지스터는 완전한 도통 상태로 신속하게 구동된 후, 시간에 따라서 선형적으로 증가하는 1차 전류와 더불어 시간에 따라서 선형적으로 증가하는 1차 전류가 1차 권선 N1을 통해 흐른다. 1차 전류와 더불어 시간에 따라서 선형적으로 증가하는 전압은 전류 측정 저항 R1양단에서 발생된다. 이 전압은 비교기 CP 의 비반전 입력(6)에 인가된다. 기준 전압원 RS 으로부터 얻어지는 기준 전압은 비교기의 반전 입력(5)에 인가된다. 전류 측정 저항 R1양단의 전압이 기준 전압에 의해 결정된 레벨에 도달하자마자, 비교기는 상태를 변경시키고 비교기 CP 의 출력에서 신호가 이용 가능하게 되는데, 이 신호에 응답하여 제 2 트랜지스터 T2는 도통된다. 이것이 제 1 트랜지스터 T1의 베이스에서의 전압을 감소시켜 상기 트랜지스터를 컷-오프시키고 1차 전류가 흐르지 못하도록 한다. 이러한 사이클의 위상을 순방향 위상이라 부른다.
제 2 트랜지스터 T2의 콜렉터가 캐패시터 C2를 거쳐 비교기의 반전 입력에 결합되므로, 상기 콜렉터 양단의 전압 강하는 비교기의 입력에 전달된다. 이것이 비교기의 두 입력 사이의 전압차를 증가시켜 상기 비교기에 의해 공급되는 제 2 트랜지스터 T2의 베이스용 제어 전류를 증가시킨다. 그 결과, 제 2 트랜지스터는 상당히 도통되어 자신의 콜렉터에서의 전압을 감소시킨다. 따라서, 캐패시터 C2에 기인하는 포지티브 피드백 때문에, 제 2 트랜지스터 T2는 매우 신속하게 도통되고, 그 결과 제 1 트랜지스터도 비도통 상태에서 매우 신속하게 구동된다. 따라서, 순방향 위상이 종결될 때의 1차 전류의 값은 매우 정확하게 결정된다.
순방향 위상 동안, 정류 다이오드 D1는 비도통 상태에 있다. 1차 전류가 종료된 후에, 2차 권선 N2양단 전압의 극성은 상태를 변경하여 정류 다이오드를 도통시킨다. 그후에, 변압기에 축적된 에너지는 전류의 형태로 부하 L 에 전달되어, 예를들어 배터리 A1및 A2를 충전시킨다. 플라이백 위상으로 표시되는 상기 위상 동안에, 전류는 선형적으로 감소하여 제로가 된 후, 트랜지스터 T1는 N3 와 C1으로 형성되는 포지티브 피드백 회로를 거쳐 다시 스위치 온된 다음 순방향 위상이 시작된다.
서로 다른 높은 입력 전압값에서, 1차 전류는 순방향 위상동안 서로 다르게 고속으로 증가한다. 고정된 부하에서 평균 출력 전류는 사이클의 주기 및 변압기의 에너지 레벨에 의해 결정되므로, 부하를 통과하는 평균 출력 전류는 고입력 전압에서 주파수 증가로 인해 증가하게 된다. 이러한 입력 전압-증속 출력 전류는 원치 않는 것이다. 상기 전압 종속성을 억제하기 위해, 입력 전압에 비례하는 전압이 저항 R4을 거쳐 기준 전압원의 입력(8)에 인가된다. 기준 전압원 RS 은 입력(8)에서의 전압이 높아짐에 따라 공급되는 기준 전압은 낮아지도록 배열된다. 낮은 기준 전압에 응답하여, 1차 전류는 제 1 트랜지스터 T1가 제 2 트랜지스터 T2를 거쳐 턴-오프되는 레벨에 가장 빠른 시간에 도달된다. 따라서, 순방향 위상은 짧게 되어 평균 출력 전류를 단자(1 및 2) 양단의 입력 전압이 높아짐에도 불구하고 동일하게 유지시킨다.
입력 전압의 크기이고 기준 전압원에 인가되는 신호는 여러가지 방법, 예를 들면 2차 권선 N2및 정류 다이오드 D1의 접합점(7)으로부터 얻을 수 있으며, 또는 부수적인 소자, 예를들면 보조 코일의 도움으로 발생될 수 있다는 것을 알 수 있다. 순방향 위상 동안 접합점(7) 양단의 전압은 권선비를 통해서 입력 전압에 비례한다.
제 2도는 본 발명에 따른 전원 회로의 제 2 회로이다. 이 도면에서, 부하 L 는 제 1 반도체 스위치 T1의 주전류 통로와 직렬로 배열된다. 상기 회로도는 제 1도의 회로도와 동일한 소자를 구비한다. 이들 소자에는 동일한 참고부호가 주어져 있다.
상기 회로의 동작 모드는 앞서 설명한 회로의 동작 모드와 거의 동일하다. 스타터 저항 R2및 저항 R3과 캐패시터 C1로 형성되는 포지티브 피드백 회로를 거쳐서 제 1 트랜지스터가 도통된 후에, 전류의 세기가 선형적으로 증가하는 1차 전류는 변압기 TR 의 1차 권선 N1, 트랜지스터 T1의 주전류 통로, 전류 측정 저항 R1을 통해 흐를 뿐만 아니라, 부하 L 에도 흐른다. 따라서, 부하에는 순방향 위상 동안에도 전류가 공급된다. 여러 양태에 있어서, 앞서 설명한 회로의 동작은 상기 회로의 동작과 동일하므로 이에 관해서 상세히 설명하지는 않겠다.
제 3 도는 본 발명에 따른 회로의 실시예를 도시한다. 이 회로에 있어서, 상술된 회로도와 대응하는 소자에는 동일한 참조부호가 주어졌다.
전원 회로는 정류기 브리지 G 및 코일 L1 과 캐패시터 C3및 C4를 포함하는 평활 필터를 거쳐서 선간 전압에 연결된다. 정류기 브리지 G 의 입력 라인 중 한 라인은 퓨즈로서 기능하는 저항 F 과 결합하여 선간 전류가 과도한 경우 스위치 온 및 과도 전류를 제한하고 차단한다.
상술된 바와 유사하게, 이 실시예는 변압기 TR 의 1차 권선 N1, 제 1 반도체 스위치 T1및 전류 측정 저항 R1의 제 1 직렬 배열부와, 부하 L 와 병렬로 배치되는 변압기의 2차 권선 및 정류 다이오드 D1의 제 2 직렬 배열부를 토대로 한다. 부하 L는 전원 회로의 네가티브 입력 단자(2) 및 전류 측정 저항 사이에서 제 1 직렬 배열부와 직렬로 배열된다. 제너 다이오드 D2 및 다이오드 D3 로 형성되는 스너버 회로(snubber circuit)는 1차 권선 N1과 병렬로 배열되여 변압기의 1차 권선을 통과하는 전류의 스위치-오프시에 전압 피크를 억제한다. 스타터 저항 R2은 포지티브 입력 단자에 직접 연결되지 않고, 제 1 반도체 스위치로 사용되는 제 1 트랜지스터 T1의 콜렉터 베이스 접합부와 병렬로 배열된다.
상술된 회로와 대비하여, 2차 권선 N2과 정류 다이오드 D1의 접합점(7) 및 트랜지스터 T2의 베이스 사이의 포지티브 피드백 회로는 두개의 저항 R3및 R5 과 그 사이의 캐패시터 C1의 직렬 배열로 형성된다. 트랜지스터의 에미터와 접하는 애노드를 가진 제너 다이오드 D4 가 저항 R5 과 캐패시터 C1의 접합점 및 제 1 트랜지스터 T1의 에미터 사이에 제공된다. 제너 다이오드 D4 는 제 1 트랜지스터 T1의 베이스에 인가될 수 있는 최대 전압을 제한한다. 그결과, 트랜지스터 T1는 포화될 수 없어서 제 2 트랜지스터 T2가 도통된 후 제 1 트랜지스터의 턴오프때 발생하는 지연은 제한된다. 제너 다이오드 D4 의 효과는 입력 전압과 무관하다.
제 1 트랜지스터 T1를 스위칭 하는 제 2 반도체 스위치 트랜지스터 T2는 비교기 CP 로부터 구동된다. 상기 비교기는 에미터가 비반전 입력(6)이고 베이스가 반전 입력(5)이 되는 PNP 트랜지스터 T4에 의해 구성된다. 순방향 위상 초기에 PNP 트랜지스터 T4는 비도통 된다. 순방향 위상동안, 비반전 입력(6), 즉 트랜지스터의 에미터에서의 전압은 반전 입력(5), 즉 트랜지스터의 베이스에서 기준 전압에 의해 결정되는 전압 및 상기 에미터 전압간의 차이가 PNP 트랜지스터 T4를 도통 시킬만큼 커질 때까지 선형적으로 증가되는데, 제 2 트랜지스터 T2의 베이스에 인가되는 신호는 PNP 트랜지스터 의 콜렉터, 즉 비교기의 출력에서 이용된다. PNP 트랜지스터 T4의 비선형 특성 때문에, 트랜지스터 T2의 베이스에 인가되는 신호는 신속하게 증가된다. 이것이 상기 트랜지스터를 도통시키는데, 그 결과 제 1 트랜지스터 T1는 컷- 오프되며 순방향 위상은 종결된다.
PNP 트랜지스터 T4가 다소 도통된 후 제 2 트랜지스터 T2도 또한 얼마간 도통될 때, 제 2 트랜지스터의 콜렉터에서의 전압은 감소한다. 이러한 전압의 감소는 캐패시터 C2를 거쳐 PNP 트랜지스터 T4의 베이스에 전달된다. 그결과로, T4의 베이스- 에미터 전압이 감소하여 상기 PNP 트랜지스터는 상당한 정도로 도통된다. 이번에는 트랜지스터 T4가 제 2 트랜지스터 T2를 좀 더 도통되게 한다. 따라서 제 2 트랜지스터 T2는 신속하게 도통시켜 상기 제 1 트랜지스터 T1를 신속하게 컷-오프 시킨다.
기준 전압을 고정하는 수단 Rs 은 트랜지스터 T3를 토대로 하고 있다. 제 1 저항 R8은 상기 트랜지스터의 베이스-에미터 접합에 병렬로 배열되고 제 2 저항 R9은 베이스-콜렉터 접합에 병렬로 배열된다. 트랜지스터 T3의 에미터는 전류 측정 저항 R4으로부터 떨어져 있는 제 1 트랜지스터 T1의 끝에 연결된다. Rs 의 출력은 트랜지스터 T3의 콜렉터와 제 2 저항 R9의 접합점으로 형성된다. 상기 접합점은 PNP 트랜지스터 T4의 베이스에 연결된다.
상기 수단 Rs 는 다음과 같이 동작한다. 순방향 위상 초기동안 트랜지스터 T3는 비도통 상태가 된다. 출력은 제 1 트랜지스터와 접하는 전류 측정 저항 R1의 끝에 걸리는 전압과 동일한 전압에 연결되며, 그 전압은 비교기를 거쳐 전달된다. 따라서, 저항 R1양단의 전압과 동일한 전압이 수단 Rs 양단에 존재한다. 1차 전류가 증가할 때, 제 1 저항 R8양단 전압은 상기 1차 전류의 증가에 비례하여 증가하며, 따라서 트랜지스터 T3의 베이스- 에미터 전압도 또한 트랜지스터 T3가 도통을 시작할때 까지 증가한다. 트랜지스터 T3를 통과하는 전류의 증가만큼 저항 R1양단의 전압이 증가하는데, 상기 전압은 동일하게 유지된다. 따라서 비교기의 입력에서의 전압은 더이상 증가하지 않아서 순방향 위상의 나머지 기간동안에는 일정한 기준 전압이 얻어진다. 순방향 위상은 비교기의 입력(5 및 6)사이의 전압차가 PNP 트랜지스터 T4가 도통을 시작할 만큼 높은 값에 도달하자마자 종결된다. 1차 전류도 중단된다. 저항 R1양단의 전압은 소멸되는데, 이에 응답하여 수단 Rs 양단의 전압 및 저항 R1양단의 전압도 0 으로 감소한다. 트랜지스터 T3는 이제 컷-오프 상태로 다시 변화된다.
상술한 설명은 트랜지스터 T4의 베이스와 제 1 및 제 2 저항 R8및 R9의 접합점 및 외부 전압원간이 연결되어 있는 상황을 기초로 하고 있는 것이다. 그런데, 상기 접합점에 전압을 인가하는 외부 전압원이 존재하는 경우, 바이어스 전압이 제 1 저항 R8에 인가됨에 따라서 T3의 베이스-에미터 접합에 인가되어 전류 측정 저항 R1양단의 낮은 전압에서 트랜지스터 T3가 도통을 시작하게 한다. 수단 Rs 의 출력에서의 최대 전압도 역시 낮아지게 되어 순방향 위상은 저 값의 1차 전류에서 종결된다.
제 3도에 도시된 실시예에서, 외부 전압은 변압기의 2차 권선 N2에 의해 공급된다. 권선비를 통해서 입력 전압에 비례하는 상기 2차 전압은 전원 회로에 연결되어 기준 전압원에 인가되는 외부 전압을 입력 전압이 증가함에 따라 높게한다. 저항 R8양단의 바이어스 전압은 제 1 저항 R8과 전류 제한 저항 R4으로 형성되는 전압 분할기에 의해 영향을 받는다.
제 4 도는 본 발명에 따른 전원 회로의 제 2 실시예를 도시한다. 이 회로에서 기준 전압원은 전류 미러 회로로 구성된다. 다른 양태들에 있어서는 전술한 회로와 동일하므로 동일 소자들에는 동일한 참조번호가 주어졌으며 여기서 상세히 설명하지는 않겠다.
본 실시예에서, 기준 전압 고정 수단은 전원 회로의 두 입력 단자(1 및 2) 사이의 두 직렬 배열부로부터 조합되는 기준 전압원 RS 에 의해 구성 된다. 한 직렬 배열부는 제 5 트랜지스터 T5의 콜렉터-에미터 통로와 직렬인 저항 R10으로 형성된다. 트랜지스터 T5의 베이스와 콜렉터는 상호 연결되어 트렌지스터는 다이오드로서 배치된다. 제 2 직렬 배열부는 제 6 트랜지스터 T6콜렉터-에미터 통로와 직렬로 배열된 두개의 저항 R11및 R12을 구비한다. 애노드가 두 저항 R11및 R12의 접합점에 연결되고, 캐소드가 트랜지스터 T6의 에미터에 연결되는 제너 다이오드 D5는 저항 R12및 트랜지스터 T6의 주전류 통로와 병렬로 배치된다. 트랜지스터 T6의 베이스는 트랜지스터 T5의 베이스에 연결된다.
전압이 입력 단자(1 및 2) 양단에 인가될 때, 저항 R10및 트랜지스터 T5에 의해 형성되는 1차 분기를 통하여 전류가 흐르기 시작한다. 전류 세기에 대응하여, 베이스-에미터 전압 VBE이 제 5 트랜지스터 T5의 베이스-에미터 접합에 걸쳐 발생된다. 따라서, 동일한 베이스-에미터 전압 VBE이 제 6 트랜지스터 T6의 베이스-에미터 접합 양단에 존재하여, 2차 전류 미러 분기에서는 1차 분기에서와 동일한 세기의 전류가 흐르게 된다. 제너 다이오드 D5때문에 두 저항 R11및 R12의 접합점에는 제너 다이오드의 항복 전압(break-down voltage)과 동일한 일정한 전압이 수반된다. 제 6 트랜지스터 T6의 콜렉터와 저항 R12의 접합점에서의 전압은 결국 제너 전압과 저항 R12양단의 전압과의 차이와 동일하게 된다. 전류 미러 동작의 관점에서 보면, 상기 전압은 R12의 저항값과 전류 미러의 1차 분기를 통과하는 전류 값을 곱한 것과 같다. 1차 분기를 통과하는 전류는 단자(1 및 2) 양단의 입력 전압에 비례하므로, 제 6 트랜지스터 T6의 콜렉터에서의 전압은 입력 전압의 값이 높아짐에 따라 낮아진다. 트랜지스터 T6의 콜렉터에서의 전압은 기준 전압으로서 비교기 CP 의 반전 입력 (5)에 인가된다.
마지막으로, 도면에 도시되고 앞서 설명된 바와 같은 기준 전압 고정 수단은 전원 회로의 입력 전압에 선형 종속하는 출력 전압을 갖는다는 점에 주목 해야겠다. 물론 비-선형 종속성을 갖는 수단을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 경우에, 입력 전압- 출력 전류 특성을 원하는 동작에 적합하게 하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은 특정한 비교기에 제한되는 것은 아니다. 설명된 비교기에 더하여 본 기술에 숙련된 사람에게 공지된 다른 비교기, 예를들면 푸쉬-풀 증폭기가 대안적으로 사용될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 서로 다른 크기의 입력 전압을 부하(L)에 공급하는 전원 회로로서, 변압기(TR)의 1차 권선(N1) 및 제 1 반도체 스위치(T1)의 주 전류 통로로 형성되는 제 1 직렬 배열부와, 상기 변압기의 2차 권선(N2) 및 정류 다이오드(D1)로 형성되며 상기 부하(L) 연결용 단자(3, 4)를 갖는 제 2 직렬 배열부와, 상기 제 1 반도체 스위치를 스위칭하는 제 2 반도체 스위치(T2)와, 상기 1차 권선을 통과하여 흐르는 전류의 크기인 신호를 발생시키는 수단(R1)을 구비하는 상기 전원 회로에 있어서, 상기 수단(R1)의 출력은 비교기(CP)의 제 1 비반전 입력(6)에 연결되고, 상기 비교기의 제 2 반전 입력(5)은 기준 전압 고정 수단(Rs)의 출력에 연결되고, 상기 비교기의 출력은 상기 제 2 반도체 스위치(T2)의 제어 입력에 연결되고, 상기 비교기(CP)의 반전 입력은 캐패시터를 거쳐 상기 제 2 반도체 스위치 T2의 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 반도체 스위치는 제 1 및 제 2 트랜지스터로 구성되는데, 상기 비교기(CP)는 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터(T1및 T2)와 반대의 도전형인 제 3 트랜지스터(T4)로 구성되며, 상기 제 3 트랜지스터의 베이스는 반전 입력(5)을 형성하며, 에미터는 비반전 입력(6)을 형성하고 콜렉터는 출력을 형성 하는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기준 전압 고정 수단(Rs)은 입력 전압의 크기인 신호를 수신하는 제어 입력을 가지며, 상기 수단(Rs)은 입력 전압이 높아짐에 따라 낮게되는 기준 전압을 공급하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기준 전압 고정 수단(R8)은 베이스-에미터 접합이 제 1 저항(R8)과 병렬로 배열되어 있고 베이스-콜렉터 접합은 제 2 저항(R9)과 병렬로 배열되어 있는 제 4 트랜지스터(T3)의 회로로 구성되며, 상기 제 3 트랜지스터의 콜렉터와 상기 제 2 저항의 접합점은 기준 전압 고정 수단(Rs)의 출력을 이루고, 상기 제 3 트랜지스터의 베이스와 상기 제 1 및 제 2 저항의 접합점은 제어 신호 수신용 제어 입력을 이루는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기준 전압 고정 수단(Rs)은 1차 및 2차 분기를 갖는 전류 미러 회로를 포함하는데, 상기 전류 미러 회로는 상기 두 분기(R10, T5와 R12, T6) 각각을 통해 흐르는 전류가 입력 전압에 거의 비례하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 부하(L) 연결용 단자(3, 4)가 제공되는 상기 정류 다이오드(D1) 및 2차 권선(N2)의 상기 제 2 직렬 배열부는 상기 제 1 반도체 스위치(T1)의 주 전류 통로와 직렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 1차 권선을 통과하는 전류의 크기인 신호를 발생시키는 수단(R1)은 상기 제 1 반도체 스위치(T1)와 상기 제 2 직렬 배열부(N2) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
  8. 재충전식 배터리(A1, A2)와, 모터(M)와, 상기 재충전식 배터리(A1, A2)와 회로내의 상기 모터(M)를 연결시키는 스위치(S) 및 전원 회로를 구비하는 면도기로서, 상기 전원 회로는 변압기(TR)의 1차 권선(N1) 및 제 1 반도체 스위치(T1)의 주전류 통로로 형성되는 제 1 직렬 배열부와, 상기 변압기(TR)의 2차 권선(N2) 및 정류 다이오드(D1)로 형성되고 상기 재충전식 배터리(A1, A2)에 접속되는 단자(3, 4)를 갖는 제 2 직렬 배열부와, 상기 1차 권선(N1)을 통해 흐르는 전류 크기인 신호를 발생시키는 수단(R1)을 구비하는 상기 면도기에 있어서, 상기 수단(R1)의 출력은 비교기(CP)의 비반전 입력(6)에 접속되며, 상기 비교기의 반전 입력은 기준 전압 고정 수단(Rs)의 출력에 연결되며, 상기 비교기의 출력은 상기 제 2 반도체 스위치(T2)의 제어 입력에 연결되고 상기 비교기(CP)의 반전 입력(5)은 캐패시터(C2)를 거쳐 상기 제 2 반도체(T2)의 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 면도기.
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