KR0155105B1 - 전원공급 장치의 제어신호 발생회로 - Google Patents

전원공급 장치의 제어신호 발생회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모니터의 전원공급장치에 관한 것으로서, 특히 모니터가 오프모드로 설정되면, 스위칭부의 트랜지스터의 출력전압이 직류전압과 중첩되어 감지되므로, 전원공급장치를 정확하게 구동시킬 수 있는 전원공급장치의 제어신호 발생회로에 관한 것이다. 이와같은 본 발명은 제어신호 발생부(36A)에서 출력되는 기준전압(Vref)에 의해 직류성분의 오프셋전압을 발생시키는 오프셋전압 발생부(32A)와, 오프셋전압 발생부(32A)의 출력전압과 전류감지부(31A)의 출력전압을 중첩하는 중첩부(33A)와, 중첩부(33A)의 출력전압을 필터링하는 필터(34A)가 더 포함된다.

Description

전원공급장치의 제어신호 발생회로
제1도는 일반적인 전원공급장치의 구성을 보인 도면.
제2도는 제1도의 출력신호를 보인 파형도.
제3도는 본 발명에 따른 전원공급장치의 구성을 보인 도면.
제4도는 제2도의 출력신호를 보인 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 입력부 20 : 출력부
30 : 제어신호 발생부 40 : 보조전원 발생부
50 : 스위칭부 31A : 전류감지부
32A : 오프셋전압 발생부 33A : 중첩부
34A : 필터 35A : 전압감지부
36A : 제어신호 발생부 37A : 보상부
Q31 : 트랜지스터 R31-R35 : 저항
C31-C33 : 콘덴서
본 발명은 모니터의 전원공급장치에 관한 것으로서, 특히 스위칭부의 트랜지스터의 출력전압이 오프셋 전압과 중첩되어 감지되므로, 모니터가 오프모드인 경우 전원공급장치를 정확하게 구동시킬 수 있는 전원공급장치의 제어신호 발생회로에 관한 것이다.
일반적인 전원공급장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 브리지다이오드(BD) 및 저항(Rin), 콘덴서(Cin)로 구성되고 입력 교류전원(AC)을 완파 정류한 후 평활하여 트랜스포머(T)의 1차측 제1코일(L1)에 인가하는 입력부(1)와, 상기 트랜스포머(T)의 2차측 코일의 여자전압을 반파 정류한 후 평활하여 부하(LD)에 인가하는 출력부(2)와, 상기 트랜스포머(T)를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어신호 발생회로(3)와, 다이오드(D41) 및 콘덴서(C41)로 구성되고 트랜스포머(T)의 1차측 제2코일(L2)의 유기전류에 의해 제어신호 발생회로(3)를 구동시키기 위한 보조전원(Vcc)을 발생하는 보조전원 발생부(4)와 트랜지스터로 구성되고 제어신호 발생회로(3)의 출력신호에 의해 스위칭하여 트랜스포머(T)의 1차측 제1코일(L1)에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭부(5)로 구성된다.
여기서, 상기 제어신호 발생회로(3)는 저항(R31)(R32) 및 콘덴서(C31)로 구성되고 상기 스위칭부(5)의 출력전류를 감지하여 전류감지신호(Is)를 출력하는 전류감지부(31)와, 도면에서 도시되지 않은 고압트랜스포머의 출력전압(Vo)를 안정화시킨 후 바이어스시켜 전압감지신호(Vfb)를 출력하는 전류감지부(32)와, 입력부(1)의 출력전압과 보조전원 발생부(4)에서 출력되는 전원에 의해 초기 구동하여 스위칭부(4)의 트랜지스터를 제어하기 위한 제어신호를 발생하고, 그 발생된 제어신호의 듀티를 전류감지부(31)의 전류감지신호(Is)와 전압감지부(32)의 전압감지신호(Vfb)에 의해 가변시키는 제어신호 발생부(33)와, 저항(R33) 및 콘덴서(C32)로 구성되고 제어신호 발생부(33)의 출력신호(COMP)에 의해 전압감지부(32)의 전압감지신호(Vfb)를 제어하는 보상부(34)로 구성된다.
미 설명부호(R)는 제어신호 발생회로(3)의 제어신호 발생부(33)를 초기 구동시키기 위하여 입력부(1)의 출력전압을 제어신호 발생부(33)에 인가시키는 저항이고, 미 설명부호(R1) 및 콘덴서(C1)는 제어신호 발생부(33)에서 출력되는 기준전압(Vref)를 적분시켜 제어신호 발생부(33)에 인가시키는 저항 및 콘덴서이다.
이와같이 구성된 일반적인 모니터의 전원공급 장치에 있어서, 우선 입력되는 교류전원(AC)은 입력부(1)의 브리지다이오드(BD)에 인가되어 완파정류되고, 브리지다이오드(BD)의 출력 전원중 돌입전류가 저항(Rin)에 의해 차단되며, 상기 저항(Rin)의 출력전류는 콘덴서(Cin)에 인가되어 평활된 후 트랜스포머(T)의 1차측 제1코일(L1)에 인가된다.
그리고, 상기 트랜스포머(T)의 2차측 코일의 여자전압은 출력부(2)에 인가되어 반파정류된 후 평활되어 부하(LD)에 인가되므로, 부하(LD)가 정상동작된다.
한편, 상기 입력부(1)의 출력전압은 저항(R)을 통해 제어신호 발생부(33)에 인가되고, 동시에 트랜스포머(T)의 1차측 제2코일(L2)의 여자전류는 보조전원 발생부(4)의 다이오드(D41)에 의해 반파정류되고, 그 반파정류된 다이오드(D41)의 출력신호는 콘덴서(C41)에 의해 평활된 일정한 출력전압도 제어신호 발생부(33)로 인가된다. 즉, 제어신호 발생부(33)은 상기 콘덴서(C41)의 출력전압 및 저항(R)의 출력전압에 의해 구동된다.
그때 이 제어신호 발생부(33)에서 출력되는 기준전압(Vref)은 저항(R1) 및 콘덴서(C1)에 의해 적분되고, 그 적분된 신호(IN)는 제어신호 발생부(33)에 인가되며, 이때 적분된 신호(IN)가 설정전압 이상이 되면, 제어신호 발생부(33)에서 고전위 상태의 제어신호가 스위칭부(5)로 출력되는데 이때 출력되는 제어신호의 주파수는 저항(R1) 및 콘덴서(C1)의 시정수에 의해 결정된다.
그러므로, 상기 모니터가 정상 동작되면, 상기 고전위 상태의 제어신호는 스위칭부(5)의 트랜지스터에 인가되어 결국 트랜지스터가 턴온 상태로 스위칭된다.
한편, 상기 스위칭부(5)의 트랜지스터로 흐르는 전류는 제어신호 발생회로(3)의 전류감지부(31)의 저항(R31)에 의해 감지되고, 이 저항(R31)의 양 단간의 전압은 저항(R32) 및 콘덴서(C31)에 의해 필터링되며, 그 필터링된 신호는 전류감지신호(Is)로 제어신호 발생부(33)에 인가된다. 이때 상기 전류감지부(31)로 인가되는 전류감지신호(Is)는 제2도(a)에 도시된 바와 같이, 약 500mV(Vp-p) 정도이다.
또한, 도면에 도시되지 않은 고압트랜스포머의 출력전압(Vo)은 전류감지부(32)의 저항을 통해 바이어스되고, 전압감지부(32)의 출력전압은 전압감지신호(Vfb)로 제어신호 발생부(33)에 인가된다.
그리고, 전류감지부(31)의 전류감지신호(Is) 및 전압감지부(32)의 전압감지신호(Vfb)의 변동에 따라 제어신호 발생부(33)의 제어신호가 가변되고, 제어신호 발생부(32)에서 출력되는 제어신호는 스위칭부(5)의 트랜지스터에 인가되어 트랜지스터의 스위칭 듀티가 가변된다.
즉, 상기 트랜지스터의 스위칭 상태에 의해 트랜스포머(T)의 1차측 코일에 흐르는 전류가 제어되고, 이 트랜스포머(T)의 1차측 코일에 흐르는 전류에 의해 트랜스포머(T)의 2차측 코일의 여자전압이 가변된다.
한편, 상기 제어신호 발생부(33)의 출력신호(COMP)는 보상부(34)의 저항(R33) 및 콘덴서(C32)에 의해 제어된다.
그리고 모니터가 오프모드로 설정되면, 상기 트랜스포머(T)의 2차측 코일이 유기된 전류가 부하(LD)중 마이크로프로세서만이 구동되는데 소비되고, 나머지 전류는 전압감지부(32)에 인가된다. 따라서 이 전류감지부(32)의 전압감지신호(Vfb)가 커지며, 그 커진 전압감지신호(Vfb)에 의해 제어신호 발생부(33)에서 출력되는 신호(COMP)가 작아지게 된다.
그리고, 이 제어신호 발생부(33)의 신호(COMP)에 의해 제어신호 발생부(33)에서 출력되는 제어신호의 듀티가 작게 조정된다.
여기서 상기 스위칭부(5)의 트랜지스터 출력전류는 일정하므로, 상기 제어신호 발생부(33)에서 듀티가 작게 조정된 제어신호에 의해 전류감지부(31)의 저항(R31) 양단간의 전위치는 낮아지게 되고, 그 낮아진 전위차에 의해 저항(R32) 및 콘덴서(C31)에 의해 필터링 된 전압감지신호(Is)의 레벨이 낮아지게 된다. 그때 전류감지신호(Is)는 제2도(b)에 도시된 바와 같이, 약 200mV(Vp-p)이다.
따라서 상기와 같은 일반적인 모니터의전원공급 장치의 제어신호 발생회로는 모니터가 오프모드로 설정되면, 전류감지부의 저항을 통해 인지되는 전류감지신호가 작기 때문에 전원공급 장치가 오동작되어 시스템의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모니터의 오프모드시 중첩에 따라 오프셋 전압에 의해 일정한 전압을 유지하도록 하고 이 유지된 오프셋 전압상에 전류감지부에 의한 전압은 모니터가 정상모드일 때 감지되는 전압보다 작도록 함으로서 제어신호발생부가 오프모드시 정확하게 스위칭부를 제어할 수 있도록 하여 전원공급장치의 오동작을 방지할 수 있도록 한 모니터의 전원공급 장치의 제어신호 발생회로를 제공하고자 함에 있다.
이와같은 본 발명의목적은 입력부의 출력전압이 트랜스포머에 인가되고, 트랜스포머의 흐르는 전류량이 전류감지부에 의해 감지되며, 이 전류감지부의 전류감지신호와 전압감지부의 전압감지 신호에 따라 스위칭부의 트랜지스터를 제어하기 위한 제어신호 발생부의 제어신호가 가변되는 모니터의 전원공급장치의 제어신호 발생회로에 있어서, 상기 제어신호 발생부에는 제어신호발생부에서 출력되는 기준전압에 의해 직류성분의 오프셋 전압을 발생시키는 오프셋전압 발생부와, 이 오프셋전압 발생부의 출력전압과 전류감지부의 출력전압을 중첩하는 중첩부와, 이 중첩부의 출력 전압을 필터링하는 필터가 더 포함됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어신호 발생회로를 제공함으로써 달성될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 전원공급 장치의 제어신호 발생회로를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 전원공급 장치의 제어신호 발생회로의 구성을 보인 도면으로서, 이에 도시된 바와같이, 브리지다이오드(BD) 및 저항(Rin), 콘덴서(Cin)로 구성되고 입력 교류전원(AC)을 전파 정류한 후 평활하여 트랜스포머(T)의 1차측 제1코일(L1)에 인가하는 입력부(10)와, 상기 트랜스포머(T)의 2차측 코일의 유기전류를 반파 정류한 후 평활하여 부하(LD)에 인가하는 출력부(20)와, 상기 트랜스포머(T)를 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 제어신호 발생회로(30)와, 이 제어신호 발생회로(30)를 구동시키기 위해 보조전원을 발생하는 보조전원 발생부(40)와, 상기 제어신호 발생회로(30)의 출력신호에 의해 스위칭되어 트랜스포머(T)의 1차측 제1코일(L1)에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭부(50)로 이루어진다.
여기서, 상기 제어신호 발생회로(30)는 상기 스위칭부(50)의 출력전류를 감지하는 전류감지부(31A)와, 고압트랜스포머의 출력전압(Vo)를 안정화시킨 후 바이어스시켜 전압감지신호(Vfb)를 출력하는 전압감지부(35A)와, 상기 전류감지부(31A)의 전류감지신호와 전압감지부(32)의 전압감지신호(Vfb)에 따라 스위칭부(50)의 트랜지스터를 제어하기 위한 제어신호 발생부(36A)와, 이 제어신호 발생부(36A)의 출력신호(COMP)에 의해 전압감지부(35A)의 전압감지신호(Vfb)를 제어하는 보상부(37A)와, 상기 제어신호 발생부(36A)의 기준전압(Vref)에 의해 오프셋 전압을 발생하는 오프셋전압 발생부(32A)와, 상기 전류감지부(31A)의 출력전압과 오프셋전압 발생부(32A)의 출력전압을 중첩시키는 중첩부(33A)와, 이 중첩부(33A)의 출력전압을 필터링하여 전류감지신호(Is)를 출력하는 필터(34A)로 이루어진다.
여기서, 상기 오프셋 전압발생부(32A)는 상기 제어신호 발생부(36A)의 기준전압(Vref)단에 직렬로 접속되어 기준전압(Vref)을 분배하는 저항(R31) 및 저항(R32)과, 이 저항(R31) 및 저항(R32)사이에 접속되어 분배전압을 충전하는 콘덴서(C31)와, 상기 저항(R31) 및 저항(R32)사이에 접속되고 그 콜렉터단이 중첩부(33A) 및 필터(34A)에 병렬로 접속되어 콘덴서(C31)의 충전전압에 의해 스위칭 동작하는 트랜지스터(Q31)와, 이 트랜지스터(Q31)의 콜렉터단을 매개로 저항(R31)과 제어신호 발생부(36A)사이에 병렬로 접속되어 그 출력전류를 제한하는 저항(R33)으로 구성된다.
그리고, 상기 중첩부(33A)는 오프셋전압 발생부(32A)의 출력전압과 전류감지부(31A)의 출력전압을 중첩하는 콘덴서로 구성된다.
미 설명부호(R)는 제어신호 발생회로(30)의 제어신호 발생부(36A)를 초기구동시키기 위하여 입력부(10)의 출력전압을 제어신호 발생부(36A)에 인가시키는 저항이고, 미 설명부호(R1) 및 미 설명부호(C1)는 제어신호 발생부(36A)에서 출력되는 기준전압(Vref)를 적분시켜 제어신호 발생부(36A)에 인가시키는 저항 및 콘덴서이다.
한편, 이와같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 전원공급 장치의 제어신호 발생회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
우선 입력되는 교류전원(AC)은 입력부(10)로 인가됨으로서 전파 정류 및 평활된 후 트랜스포머(T)의 1차측 제1코일(L1)에 인가되고, 이 인가된 1차측의 전원은 트랜스포머(T)의 2차측 코일에 의해 여자된다. 그러므로 이 여자된 전압은 출력부(20)에 인가되어 반파 정류된 후 평활되어 부하(LD)에 인가되므로, 부하(LD)가 정상 동작하고 또한 상기 입력부(10)의 출력전압은 저항(R)를 통해 제어신호 발생부(36A)에 인가된다.
그리고 동시에 상기 트랜스포머(T)의 1차측 제2코일(L2)의 여자전류는 보조전원 발생부(40)에 의해 정류 및 평활되어 제어신호 발생부(36A)에 인가된다.
그러므로 상기 제어신호 발생부(36A)는 저항(R)을 통해 입력되는 입력부(10)의 전압과 상기 콘덴서(C41)을 통해 입력되는 보조전원 발생부(40)의 보조전원으로 구동된다.
그때 상기 제어신호 발생부(36A)에서 출력되는 기준전압(Vref)은 저항(R1) 및 콘덴서(C1)에 의해 적분되고, 그 적분된 신호(IN)는 제어신호 발생부(33)에 인가되며, 상기 그 적분된 신호(IN)가 설정전압이상이 되면, 제어신호 발생부(36A)에서 고전위 상태의 제어신호가 출력되고, 그때 출력되는 제어신호의 주파수는 저항(R1) 및 콘덴서(C1)의 시정수에 의해 결정된다.
여기서 상기 모니터가 정상 동작중일때의 동작을 살펴보면 상기 제어신호 발생부(36A)에서 출력되는 고전위 상태의 제어신호는 스위칭부(50)의 트랜지스터를 턴온 상태로 스위칭한다.
이때 상기 스위칭부(50)의 트랜지스터로 흐르는 전류는 전류감지부(31A)의 저항에 의해 감지된다. 그리고 이 전류감지부(31A)의 저항의 출력전압은 중첩부(33A)로 인가된다.
동시에 상기 제어신호 발생부(36A)의 기준전압(Vref)은 오프셋전압 발생부(32A)의 저항(R31) 및 저항(R32)에 의해 분배되고 그 분배된 전압은 콘덴서(C31)에 충전된다. 그러므로 이 콘덴서(C31)의 충전 전압은 트랜지스터(Q31)를 턴온상태로 스위칭하고 이로인해 기준전압(Vref)은 저항(R33)을 통해 오프셋 전압으로 출력된다.
즉, 상기 오프셋전압 발생부(32A)의 오프셋전압과 전류감지부(31A)의 저항의 출력전압은 중첩부(33A)의 콘덴서에 의해 중첩되고, 상기 중첩부(33A)의 출력전압은 필터(34A)의 콘덴서(C32) 및 저항(R34)에 의해 필터링되며, 그 필터된 신호는 제4도(a)에 도시된 바와 같은 전류감지신호(Is)로 제어신호 발생부(36A)에 인가된다.
또한 도면에 도시되지 않은 고압트랜스포머의 출력전압(Vo)은 전압감지부(35A)의 저항을 통해 바이어스되고, 전압감지부(35A)의 출력신호는 전압감지신호(Vfb)로 제어신호 발생부(36A)에 인가된다.
이와같이 상기 필터(34A)의 전류감지신호(Is) 및 전압감지부(35A)의 전압감지신호(Vfb)의 변동에 따라 제어신호 발생부(36A)의 제어신호의 듀티가 가변되고, 제어신호 발생부(36A)에서 출력되는 제어신호는 스위칭부(50)의 트랜지스터에 인가되어 트랜지스터의 스위칭 듀티가 가변된다.
즉, 상기 트랜지스터의 스위칭 상태에 의해 트랜스포머(T)의 1차측 코일에 흐르는 전류가 제어되고, 트랜스포머(T)의 1차측 코일에 흐르는 전류에 의해 트랜스포머(T)의 2차측 코일의 여자전압이 가변된다.
그리고 상기 제어신호 발생부(36A)의 출력신호(COMP)는 보상부(37A)의 저항(R36) 및 콘덴서(C33)에 의해 제어된다.
한편, 모니터가 오프모드로 설정되면, 모니터가 정상모드인 경우와 동일하게 오프셋전압 발생부(32A)에서 출력되는 오프셋 전압과 전류감지부(31)의 저항(R31)의 양단간의 전위차는 중첩부(33A)에 인가되어 중첩되고, 상기 중첩부(33A)의 출력신호는 필터(34A)의 저항(R34) 및 콘덴서(C32)에 의해 필터링된다. 그러므로 필터(34A)에 의해 필터링된 신호는 제4도(b)에 도시된 바와 같은 전류감지신호(Is)로 제어신호 발생부(36A)에 인가된다.
즉, 일정한 레벨의 전압을 갖는 오프셋 전압에 의해 오프 모드시에도 전류감지부(31A)의 양단의 전위차(이때의 전위차는 정상 동작시의 전위차보다 작음)는 필터(34A)를 통해 제어신호 발생부(36A)에 인가되므로 결국 이 제어신호 발생부(36A)는 현재 입력된 신호를 정확히 인식하고 오프모드시의 동작 제어를 수행한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전원공급장치의 제어신호 발생회로는 오프셋전압 발생부의 출력전압과 전류감지부의 출력전압이 중첩되어 제어신호 발생부에 인가되므로, 모니터가 오프모드로 설정될 때 작은 전류감지부의 출력전압의 크기로 인한 전원공급장치의오동작을 방지할 수 있는 효과가 크다.

Claims (3)

  1. 입력부(10)의 출력전압이 트랜스포머(T)에 인가되고, 트랜스포머(T)의 흐르는 전류량이 전류감지부(31A)에 의해 감지되며, 이 전류감지부(31A)의 전류감지신호와 전압감지부(35A)의 전압감지신호(Vfb)에 따라 제어신호 발생부(36A)가 스위칭부(50)의 트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 출력하는 제어신호 발생부(30)가 구비된 전원공급 장치의 제어신호 발생회로에 있어서, 상기 제어신호 발생부(30)에는 제어신호 발생부(36A)에서 출력되는 기준전압(Vref)에 의해 직류성분의 오프셋 전압을 발생시키는 오프셋전압 발생부(32A)와, 이 오프셋전압 발생부(32A)의 출력전압과 전류감지부(31A)의 출력전압을 중첩하는 중첩부(33A)와, 이 중첩부(33A)에서 충첩된 출력전압을 필터링하여 제어신호 발생부(36A)에 인가하는 필터(34A)가 더 포함됨을 특징으로 하는 전원공급 장치의 제어신호 발생회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오프셋전압 발생부(32A)는 제어신호 발생부(36A)의 기준전압(Vref)출력측에 직렬로 접속되어 기준전압(Vref)을 분배하는 저항(R31) 및 저항(R32)과, 이 저항(R31) 및 저항(R32)사이에 접속되어 분배전압을 충전하는 콘덴서(C31)와, 상기 저항(R31) 및 저항(R32)사이에 접속되고 그 콜렉터단이 중첩부(33A) 및 필터(34A)에 병렬로 접속되어 콘덴서(C31)의 충전전압에 의해 스위칭 동작하는 트랜지스터(Q31)와, 이 트랜지스터(Q31)의 콜렉터단을 매개로 저항(R31)과 제어신호 발생부(36A)사이에 병렬로 접속되어 그 출력전류를 제한하는 저항(R33)로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급 장치의 제어신호 발생회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중첩부(33A)는 상기 오프셋전압 발생부(32A)의 출력전압과 전류감지부(31A)의 출력전압을 중첩하는 콘덴서로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 제어신호 발생회로.
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