KR0147219B1 - 전원공급장치의 저전압 보호회로 - Google Patents

전원공급장치의 저전압 보호회로

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KR0147219B1 KR1019940014287A KR19940014287A KR0147219B1 KR 0147219 B1 KR0147219 B1 KR 0147219B1 KR 1019940014287 A KR1019940014287 A KR 1019940014287A KR 19940014287 A KR19940014287 A KR 19940014287A KR 0147219 B1 KR0147219 B1 KR 0147219B1
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Abstract

본 발명은 전원전압이 일정전압이하로 떨어졌을 경우 자동으로 부하구동을 방지하도록 한 전원공급장치의 저전압 보호회로에 관한 것이다.
종래의 경우 전원전압이 현저히 떨어지게 되어도 회로는 스위칭동작을 계속하게 되어 트랜스의 2차측으로 혹은 부하쪽으로 전원이 인가되게 되고 제품은 제기능을 발휘하지 못하는데도 회로는 동작을 하게되어 부하 및 제어기기가 손상될 우려가 있었다.
따라서 본 발명은 전원전압을 정류하는 다이오드 모듈과, 전원전압의 2차측 유기를 위한 트랜스 및 기동저항을 갖는 스위칭용 트랜지스터, 상기 트랜스의 2차측 출력전압을 안정화시켜주기 외한 제너 다이오드 및 콘덴서, 상기 트랜스의 2차측 전압을 정류 및 평활하는 다이오드 및 콘덴서를 구비하는 전원공급장치에 있어서, 입력전압의 변동을 감지하는 입력전압 감지부와, 상기 입력전압 감지부의 입력전압 감지결과 일정전압 이하일 경우 상기 트랜지스터가 턴오프되도록 하는 스위칭 제어부를 더 구비하여 입력 전압이 일정전압 이하로 내려가게 되면 SMPS의 스위칭동작을 차단시켜 줌으로써 저전압에서 부하나 트랜스의 2차측으로 공급되는 전압을 차단시켜 기기를 보호할 수 있도록 한 것이다.

Description

전원공급장치의 저전압 보호회로
제1도는 종래의 전원공급장치의 회로도.
제2도는 본 발명에 따른 전원공급장치의 저전압 보호회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 다이오드 모듈 10 : 입력전압 감지부
20 : 스위칭 제어부 T1 : 트랜스
TR1, TR2 : 트랜지스터
본 발명은 전원공급장치(Switching Mode Power Supply : 이하 SMPS라 칭함)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원전압이 일정전압이하로 떨어졌을 경우 자동으로 부하고둥을 차단하도록 한 SMPS의 저전압 보호회로에 관한 것이다.
일반적으로 SMPS는 제1도에 도시한 바와 같이 입력되는 전원의 2차측 유기를 위한 트랜스(T1), 기동저항(R1), 상기 트랜스(T1)의 2차측 유기를 위한 스위칭용 파워 트랜지스터(TR1), 출력전압(Vout)을 안정화시켜주기위한 제너 다이오드(ZD1) 및 콘덴서(C2), 트랜스(T1)의 2차측 전압을 정류 및 평활하는 다이오드(D4) 및 콘덴서(C3)를 포함하여 구성되며, 전원전압(VIN)이 인가되면 트랜지스터(TR1)의 기동저항(R1)을 통하여 전류(ig)가 흐르게 되면 트랜지스터(TR1)가 턴 온되고, 상기 트랜지스터(TR1)가 턴온되면 트랜스(T1)의 1차측 권선(P1)으로 전류(i1)가 흐르게 된다.
전류(i1)가 흐르는 동안 상기 트랜스(T1)의 2차측 권선(P2)은 역극성으로 되어있기 때문에 다이오드(D4)는 도통되지 못하고 전류(i2)는 흐르지 않는다.
그리고 상기 트랜지스터(TR1)의 온기간 동안에 트랜지스터(TR1)의 베이스 전류(IB)는 정전류가 흐르고 트랜지스터(TR1)의 콜렉터 전류(IC)는 1차함수적으로 증가하여 어느 시간 후에 IC가 상기 트랜지스터(TR1)의 직류전류증폭률(hfe)과 이에 hfe ⊆ (IC/IB)가 되면 베이스 전류부족영역으로 콜렉터 전압은 불포화영역으로 이행한다.
그러면 트랜스(T1)의 1차 권선(P1)의 전압이 저하하고 IB가 감소하여 트랜지스터(TR1)는 급격히 턴오프상태로 이행한다.
상기 트랜지스터(TR1)가 턴오프되면 상기 트랜스(T1)의 각 권선엔 역기전력이 발생하고 2차측(P2)으로부터 다이오드(D4)를 통하여 부하전류 i2가 흐르기 시작한다.
이 부하전류 i2가 어느시간뒤엔 에너지 방출을 완료하고 0으로 된다. 그러나 권선(P2)에는 작지만 미세한 잔류에너지가 존재하여 이것이 이번엔 백스윙하여 트린스(T1)의 권선(P3)에 전압을 발생시켜 트랜지스터(TR1)를 다시 도통시키고 앞의 온과 같은 동작을 반복하여 스위칭 동작을 반복하게 된다.
한편, 기동저항(R1)은 전원투입초기에 트랜지스터(TR1)를 기동시켜주고서 트랜지스터(TR1)가 스위칭동작에 들어가게 되면 상기 기동저항(R1)은 없어도 이 회로는 스위칭동작을 계속하게 된다.
이러한 동작중에 전원전압이 현저히 떨어지게 되어도(예 : 220V에서 110V로) 회로는 스위칭동작을 계속하게 되어 트랜스의 2차측으로 혹은 부하쪽으로 전원이 인가되게 되고 제품은 제기능을 발휘하지 못하는데도 회로는 동작을 하게 된다.
즉, 전압이 저하된 상태에서 부하가 동작하면 전압저하에 비례하여 전류가 증가함으로 인해 부하 및 출력단측의 제어기기가 손상될 우려가 발생한다. 본 발명은 이러한 점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 SMPS회로의 입력전압이 일정전압 이하로 내려갔을 경우 SMPS의 스위칭동작을 차단시켜 줌으로써 저전압 입력시 부하 및 제어기기르 보호할 수 있도록 한 SMPS의 저전압 보호회로를 제공함에 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 전원전압을 정류하는 다이오드 모듈과, 전원전압의 2차측 유기를 위한 트랜스와, 상기 다이오드 모듈에 연결된 베이스 기동저항을 갖는 스위칭용 트랜지스터와, 상기 트랜스의 2차측의 출력전압을 안정화시켜주기 위한 제너 다이오드 및 콘덴서와, 상기 트랜스의 2차측 전압을 정류 및 평활하는 다이오드 및 콘덴서를 구비하는 전원공급장치에 있어서, 상기 다이오드 모듈에 연결되어 입력전압의 변동을 감지하는 입력저압 감지부와, 상기 입력전압 감지부의 입력전압 감지결과에 따라 상기 스위칭용 트랜지스터의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부가 더 구비되어 구성되는 SMPS의 저전압 보호회로에 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세시 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 SMPS의 저전압 보호회로를 도시한 것으로, 제1도의 종래의 구성회로에 다이오드 모듈(1)에 연결되어 입력전압의 변동을 감지하는 입력전압 감지부(10)와, 상기 입력전압 감지부(10)의 입력전압 감지결과에 따라 트랜지스터(TR1)의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부(20)가 더 구비되어 구성된다.
그리고 상기 입력전압 감지부(10)는 상기 다이오드 모듈(1)에 연결된 2개의 비교저항(R11)(R12)과, 상기 다이오드 모듈(1) 및 트랜스(T1)의 2차측 다이오드(D4) 및 콘덴서(C3)에 연결된 2개의 비교저항(R13)(R14)과, 상기 비교저항(R11)(R12) 사이에 비반적 입력단(+)이 연결되고 상기 비교저항(R13)(R14) 사이에 반전 입력단(-)이 연결되어 입력전압이 일전전압 이하일 경우 출력이 로우가 되는 비교기(COMP1)로 구성된다.
또한, 상기 스위칭 제어부(20)는 상기 비교기(COMP1)의 출력측에 연결된 저항(R15)과, 상기 저항(R15)에 베이스측이 연결되고 에미터측은 상기 트랜지스터(TR1)의 베이스에 연결되며 콜렉터측은 상기 트랜지스터(TR1)의 베이스 저항(R2)에 연결되어 상기 비교기(COMP1)의 출력이 하이일 경우 턴온되는 스위칭용 트랜지스터(TR2)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 입력전압이 정상적으로 입력될 경우에는 상기 비교기(COMP1)의 출력은 하이가 되며 이에 따라 트랜지스터(TR2)에 베이스 구동전위가 공급되므로 상기 트랜지스터(TR2)가 턴온된다.
따라서 트랜지스터(TR1)에도 베이스 구동전위가 공급되어 트랜지스터(TR1)도 턴온되면, 이 경우에는 종래에 설명한 바와 같이 정상적으로 회로가 동작을 하게 된다.
그러나 입력전압일 일정 기준전압 이하로 내려가게 되면 저항(R1-R4)의 전압분배로 상기 비교기(COMP1)의 비반전 입력단(+)의 전압이 반전입력단(-)의 전압보다 낮게 되어 비교기(COMP1)의 출력이 로우가 된다.
여기서, 상기 저항(R1-R4)의 값 설정에 따라 상기 비교기(COMP1)의 반전입력단(-)의 기준전압이 달라지게 되어 출력이 로우가 되는 것이다.
따라서 트랜지스터(TR2)에 베이스 구동전위가 공급되지 않으므로 상기 트랜지스터(TR2)가 턴온되지 못함에 따라 트랜지스터(TR1)도 턴온되지 못하여 SMPS는 스위칭동작을 멈추게 되어 출력전압(Vout)이 없어지게 되어 상기 출력전압에 의해 구동되는 마이컴이 리셋되면 회로동작이 멈추게 된다. 따라서 부하나 출력단측의 제어기가 구동되지 않게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 입력전압이 일정전압 이하로 내려가게 되면 SMPS의 스위칭동작을 차단시켜 줌으로써 저전압에서 부하나 트랜스의 2차측으로 공급되는 전압을 차단시켜 기기를 보호할 수 있다.

Claims (1)

  1. 전원전압을 정류하는 다이오드 모듈과, 전원전압의 2차측 유기를 위한 트랜스와, 상기 다이오드 모듈에 연결된 베이스 기동저항을 갖는 스위칭용 트랜지스터와, 상기 트랜스의 2차측의 출력전압을 안정화시켜 주기 위한 제너 다이오드 및 콘덴서와, 상기 트랜스의 2차측 전압을 정류 및 평활하는 다이오드 및 콘덴서를 구비하는 전원공급장치에 있어서; 상기 다이오드 모듈에 연결된 2개의 제1 비교저항과, 상기 다이오드 모듈 및 트랜스의 2차측의 다이오드 및 콘덴서에 연결된 2개의 제2 비교저항, 상기 제1 비교저항 사이에 비반전 입력단이 연결되고 상기 제2 비교저항 사이에 반전 입력단이 연결되어 입력전압이 일정전압 이하일 경우 출력이 로우가 되는 비교기로 구성되어 입력전압의 변동을 감지하는 입력전압 감지부와; 상기 비교기의 출력측에 연결된 저항과, 상기 저항에 베이스측이 연결되고 에미터측은 상기 스위칭용 트랜지스터의 베이스에 연결되며 콜렉터측은 상기 트랜지스터의 베이스 저항에 연결되어 상기 비교기의 출력이 하이일 경우 턴온되는 스위칭용 트랜지스터로 구성되어 상기 입력전압 감지부의 입력전압 감지결과에 따라 상기 스위칭용 트랜지스터의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부 구성됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 저전압 보호회로.
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