KR100186626B1 - 전원공급장치의 배터리 충전전압 및 시스템 직류 출력전압 감지회로 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원공급장치에 관한것으로, 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 동시에 출력하기 위해 2차측권선의 센터탭을 중심으로 두번 턴 동작하는 센터탭형 트랜스퍼머를 사용하여 입력되는 교류전원을 변환 출력하는 전력변환부와, 상기 전력변환부의 센터탭을 중심으로 두번 턴 동작하여 출력되는 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 각 각 전파 정류하는 정류부와, 상기 정류부로부터 정류출력된 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 각 각 안정화시켜 상기 시스템의 직류출력단과 배터리 출력단에 출력하는 두개의 출력안정화부와, 상기 정류부로부터 정류 출력된 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 감지하고, 상기 시스템의 직류출력단과 배터리 충전출력단의 손상을 방지하기 위해 상기 전력변환부를 제어하는 출력전압감지부를 구비한 회로 및 감지방법을 제공함으로서, 제품의 생산원가 및 제품의 경박단소를 구현할 수 있는 잇점이 있고, 또한 부품수가 줄어들어 시스템의 신뢰성향상 및 전력소모를 줄일 수 있는 잇점이 있다.

Description

전원공급장치의 배터리 충전전압 및 시스템 직류 출력전압 감지회로 및 방법

본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 충전용 배터리를 충전하기 위한 출력전압과 메인 공급전원 전압을 동시에 감시 및 제어하기 위한 회로 및 방법에 관한 것이다.

오늘날 시스템의 디지탈 및 아날로그의 기술의 발전으로 전원공급장치도 상대적으로 경박단소 형태로 발전되어 왔으며, 그에 따른 효율과 발열문제도 상대적으로 그 기술적발전을 거듭하여 향상되어 왔다. 그러한, 전원공급장치의 내부구조는 통상적으로 두개로 나누어져 시스템에서 필요로하는 직류전원을 공급하는 직류전원 출력장치와 충전용 배터리에 예비전원을 충전시키기 위한 배터리 충전장치로 구성되어 있다. 그리고, 상기 전원공급장치에 적용되는 회로방식은 선형(linear type)과, 스위치형(switch mode type)을 사용하고 있다. 그 중 요즘많이 사용하고 있는 상기 스위치형 전원공급장치를 도 1 의 블럭구성도 및 회로도를 통해 설명하면, 먼저, 교류입력부(2)로부터 입력되는 교류전원을 두개의 전력변환부(4,6)에서 입력받아 각 각의 권선비에 의해서 시스템에서 필요로 하는 출력전압과, 배터리 충전전압을 출력한다. 그런후, 상기 두개의 전력변환부(4,6)로 부터 출력된 전압은 두개의 스위칭부(8,10)와, 두개의 출력정류부(12,14)와, 두개의 출력평활부(16,18)와, 두개의 출력부(20,22)를 통해 각 각의 로드를 형성하여 상기 배터리와, 직류전원장치에 전원을 공급하였다. 이때, 상기 두개의 스위칭부(8,10)는 직류전원장치의 누전 및 단락에 의한 파손을 방지하기 위해 출력되는 전압을 감시하거나 유지하고, 배터리의 완전방전상태나 과충전상태를 감시하여 배터리의 손상을 방지하는 출력전압감지부로 구성된다.

하지만, 상기와 같은 종래의 구조는 별도의 두개의 스위칭부를 가지고 출력전압을 안정화 시켰으므로, 그 구조가 복잡해지고 부피가 증가되어 상대적으로 효율 및 신뢰성이 떨어지는 문제점이 발생 하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 전원공급장치 내부의 콘트롤부를 시스템의 직류출력단과 배터리 충전출력단을 동시에 감지하여 제어할 수 있는 회로 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시스템의 직류출력단과 배터리 충전출력단에 전압을 공급하는 전원공급장치의 출력전압을 감지하는 회로에 있어서, 상기 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 동시에 출력하기 위해 2차측권선의 센터탭을 중심으로 두번 턴 동작하는 센터탭형 트랜스퍼머를 사용하여 입력되는 교류전원을 변환 출력하는 전력변환부와, 상기 전력변환부의 센터탭을 중심으로 두번 턴 동작하여 출력되는 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 각 각 전파 정류하는 정류부와, 상기 정류부로부터 정류출력된 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 각 각 안정화시켜 상기 시스템의 직류출력단과 배터리 출력단에 출력하는 두개의 출력안정화부와, 상기 정류부로부터 정류 출력된 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 감지하고, 상기 시스템의 직류출력단과 배터리 충전출력단의 손상을 방지하기 위해 상기 전력변환부를 제어하는 출력전압감지부로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1 는 종래의 스위칭형 전원공급장치의 배터리 충전전압 및 시스템 직류 출력전압 감지회로의 블럭구성도.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 전원공급장치의 배터리 충전전압 및 시스템 직류 출력전압 감지회로의 블럭구성도.

도 3 는 본 발명의 실시예에 따른 전원공급장치의 배터리 충전전압 및 시스템 직류 출력전압 감지하는 상세 회로도.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 전원공급장치의 배터리 충전전압 및 시스템 직류 출력전압 감지회로의 블럭구성도로서,

먼저 전력변환부(104)는 두번 턴(TURN)동작하는 센터탭형 트랜스퍼머(center-tap type transformer)를 가지고 있으며, 교류전원이 입력될 시 배터리충전전원과 메인전원을 동시에 출력한다. 출력정류부(106)은 상기 전력변환부(104)에 뒤이어지며, 상기 전력변환부(104)로부터 변환 출력되는 배터리충전전원과 메인전원을 각 각 전파정류하여 출력한다. 두개의 출력안정화부(108,122)는 상기 출력정류부(106)에 뒤이어며, 상기 출력정류부(106)으로부터 정류 출력되는 배터리충전전원과 메인전원을 최종 안정화하여 각기 전원출력단(112,114)에 출력한다. 출력전압감지부(110)는 상기 두개의 출력안정화부(108,122)로 부터 각 각의 배터리출력단과 시스템 직류전원 출력단으로 출력되는 출력전압을 감지하여 신호전달부(116)을 통해 중앙제어부(118)로 인가한다. 상기 중앙제어부(118)은 상기 출력전압감지부(110)으로 부터 입력된 출력전압의 상태에 따라 상기 전력변환부(104)를 제어하는 스위칭부(120)의 스위칭 제어신호를 발생한다.

도 3 는 도 2 의 도면번호100 즉, 전력변환부(104)와 출력정류부(106)를 포함하는 블럭의 상세회로도로서,

전력변환부(104)은 센터탭형 트랜스퍼머(center-tap type transformer)를 사용한 것으로, 1차측권선을 통해 입력된 교류전원이 2차측권선 센터탭(T)을 중심으로 두번 턴(turn)되어 유도 출력된다. 출력정류부(106)은 다이오드를 각 각 2개씩 사용하는 전파정류 형태로서, 제1출력안정화부(108)로 출력되는 전압로드(TNP1,TNP2) 를 정류하기 위해 제1,2다이오드(D1,D2)를 사용하였고, 제2출력안정화부(122)로 출력되는 전압로드(TNP3,TNP4)를 정류하기 위해 제5,6다이오드(D5,D6)를 사용하였다.

이하 본 발명에 첨부되는 도 2 의 블럭구성도와 도 3 의 상세회로도를 통해 설명한다.

먼저 교류입력부(102)를 통해 입력된 교류전원은 전력변환부(104)에 의해 전력 변환된다. 그런후, 상기 전력 변환된 전압은 출력정류부(106)에 입력되어 정류되고 두개의 출력안정화부(108,122)를 통해 안정화되어 배터리출력단(114) 및 시스템 직류전원 출력단으로 출력된다. 이때, 상기 전력변환부(104) 및 출력정류부(106)의 동작을 도 3 의 상세회로도를 통해 설명하면, 센터탭형 트랜스퍼머(center-tap type transformer)를 사용한 상기 전력변환부(104)의 1차측권선으로 (+)반주기형태의 교류입력 전원이 인가될 시 상기 입력된 교류입력 전원이 2차측권선으로 유도된다. 이때, 상기 2차측권선의 센터탭(T)을 중심으로 첫번째 턴(TURN)동작되어 유도된 전압이 제1전원로드(TNP1)를 통해 인가되어 제1다이오드(D1)와 제4다이오드(D4)를 도통시킨 후 제1출력안정화부(108)에 출력되고, 두번째 턴(TURN)동작되어 유도된 전압이 제3전원로드(TNP3)를 통해 인가되어 제5다이오드(D5)를 도통시킨 후 제2출력안정화부(122)에 출력된다. 그리고, 상기 전력변환부(200)의 1차측권선으로 (-)반주기형태의 교류입력 전원이 인가되어 2차측권선으로 유도될 시 상기 2차측권선의 센터탭(T)을 중심으로 첫번째 턴(TURN)동작되어 유도된 전압이 제2전원로드(TNP2)를 통해 인가되어 제2다이오드(D2)와 제4다이오드(D4)를 도통시킨 후 제1출력안정화부(108)에 출력되고, 두번째 턴(TURN)동작되어 유도된 전압이 제4전원로드(TNP4)를 통해 인가되어 제6다이오드(D6)를 도통시킨 후 제2출력안정화부(122)에 출력된다. 결과적으로 상기 입력된 교류전원은 전력변환부(104)를 통해 두번 턴(TURN)동작하여 출력되고, 각 각 출력된 전원은 4개의 다이오드(D1,D2,D5,D6)에 의해 전파 정류되어 평활회로로 구성된 두개의 출력안정화부(108,122)를 통해 안정화되어 배터리출력단(114) 및 시스템 직류전원 출력단(112)로 출력된다. 그런후, 상기 두개의 출력안정화부(108,122)로 부터 각 각 출력되는 배터리 출력전압 및 시스템 직류전원 출력전압들을 출력전압 감지부(110)에서 감지하여 신호전달부(116)을 통해 중앙제어부(118)에 인가한다. 그런후, 상기 중앙제어부(118)은 상기 출력전압감지부(110)으로 부터 입력된 출력전압의 상태에 따라 상기 전력변환부(104)를 제어하는 스위칭부(120)에 스위칭 제어신호를 발생한다.

상술한 바와 같이 전원공급장치 내부의 콘트롤부를 시스템의 직류출력단과 배터리 충전출력단을 동시에 감지하여 제어할 수 있는 회로 및 방법을 제공함으로서, 제품의 생산원가 및 제품의 경박단소를 구현할 수 있는 잇점이 있고, 또한 부품수가 줄어들어 시스템의 신뢰성향상 및 전력소모를 줄일 수 있는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 시스템의 직류출력단과 배터리 출력단에 전압을 공급하는 전원공급장치의 출력전압을 감지하는 회로에 있어서,

   상기 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 동시에 출력하기 위해 2차측권선의 센터탭을 중심으로 두번 턴 동작하는 센터탭형 트랜스퍼머를 사용하여입력되는 교류전원을 변환 출력하는 전력변환부와,

   상기 전력변환부의 센터탭을 중심으로 두번 턴 동작하여 출력되는 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 각 각 전파 정류하는 정류부와,

   상기 정류부로부터 정류출력된 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 각 각 안정화시켜 상기 시스템의 직류출력단과 배터리 출력단에 출력하는 두개의 출력안정화부와,

   상기 정류부로부터 정류 출력된 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 감지하고, 상기 시스템의 직류출력단과 배터리 충전출력단의 손상을 방지하기 위해 상기 전력변환부를 제어하는 출력전압감지부로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 배터리 충전전압 및 시스템 직류 출력전압 감지회로.
2. 시스템의 직류출력단과 배터리 출력단에 전압을 동시에 공급하는 센터텝형 트랜스퍼머를 사용하는 전력변환부를 구비하는 전원공급장치의 출력전압을 감지하는 방법에 있어서,

   상기 센터탭형 트랜스퍼머의 센터탭을 중심으로 두번 턴 동작하여 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 동시에 출력하는 전력변환과정과,

   상기 전력변환되어 출력된 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 각 각 전파 정류하는 정류과정과,

   상기 정류 출력된 시스템의 직류출력전원과 배터리 출력전원을 감지하고, 상기 시스템의 직류출력단과 배터리 충전출력단의 손상을 방지하기 위해 상기 전력변환부의 출력을 제어하는 과정을 수행함을 특징으로 하는 전원공급장치의 배터리 충전전압 및 시스템 직류 출력전압 감지방법.