KR100189873B1 - 스위칭모드 파워 써플라이의 과전압 보호회로 - Google Patents

Abstract

이 발명은 스위치모드 파워 써플라이의 과전압 보호회로에 관한 것이다. 이것은 메인 SMPS에서 공급되는 전압이 과전압일 때 저항을 통해 분배한 후 제너 다이오드를 작동시키는 과전압 검출부와, 파워 콘트롤신호를 받아 저항을 통해 분해한 후 트랜지스터를 작동시켜 대기전압을 제어하는 릴레이 구동부와, 상기 릴레이 구동부의 제어에 의해 상기 대기전압으로 릴레이를 작동시키는 전원 릴레이부를 가진 SMPS에 있어서, 상기 과전압 검출부에 연결되어 트랜지스터를 작동시켜 상기 파워 콘트롤신호를 제어하는 다이리스터를 구비하는 제어부와, 상기 전원 릴레이부와 상기 릴레이 구동부에 연결되어 상기 파워 콘트롤신호를 받아 릴레이를 통해 스위치를 작성시켜 회로의 보호와 래치를 담당하는 보호 및 래치부를 구비한다. 따라서, 트랜지스터를 사용하였을 때 발생하는 문제점을 해결하기 위해 다이리스터를 사용하여 완벽한 스위칭 동작을 하도록 함으로써 회로에 공급되는 과전압의 유무를 검출하여 과전압이 발생하는 경우 해당전원을 차단함으로써 이상전압의 발생원인을 분석하고 그 원인을 제거함과 동시에 과전압이 발생한 경우에도 다른 소자를 안전하게 보호할 수 있다.

Description

스위칭모드 파워 써플라이의 과전압 보호회로

제1도는 이 발명에 따른 스위칭모드 파워 써플라이의 과전압 보호회로의 구성을 나타내는 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 메인 SMPS 2 : 로드

3 : 서브 SMPS 10 : 전원 릴레이부

20 : 릴레이 구동부 30 : 과전압 검출부

40 : 제어부 50 : 보호 및 래치부

R1, R21, R22, R31∼33, R41∼R43, R51∼R55 : 저항

C41, C52 : 콘덴서 RL11, RL51 : 릴레이

Q21, Q41, Q51, Q52 : 트랜지스터 D1, D51 : 다이오드

ZD31 : 제너 다이오드 SCR : 다이리스터

node1∼node5 : 마디

이 발명은 스위칭모드 파워 써플라이(이하 SMPS라 한다)의 과전압 보호회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이리스터(SCR)를 사용하여 완벽한 스위칭 동작을 하도록 함으로써 회로에 공급되는 과전압 유무를 검출하여 과전압 발생시 해당전원을 차단함으로써 과전압이 발생한 경우에도 다른 소자를 안전하게 보호하기 위한 SMPS의 과전압 보호회로에 관한 것이다.

종래의 회로에는 과전압이 발생할 경우 회로를 보호하기 위한 독립적인 보호회로가 없거나 혹은 트랜지스터를 이용하는 경우 등으로 한정되어 있었다.

결국 이러한 제한된 보호회로의 작용으로 인하여, 과전압 발생시에 다른 기기의 고장이 발생하거나, 트랜지스터의 특성때문으로 인한 오동작(과전압이 인가되어 트랜지스터가 차단된 후, 다시 정상전압이 인가되면 트랜지스터가 작동되어 과전압이 발생한 원인을 제거할 수 없다)이 발생하거나, 잦은 온-오프로 인해 트랜지스터가 파괴되는 일이 발생하기도 하였다.

이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 발명의 목적은 다이리스터(SCR)를 사용하여 완벽한 스위칭동작을 하도록 함으로써, 이상전압의 발생원인을 분석하고 그 원인을 제거함과 동시에, 과전압에 의한 이상동작을 억제하고 다른 소자를 보호할 수 있도록 한 SMPS의 과전압 보호회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 SMPS의 과전압 보호회로의 특징은, 메인 SMPS에서 공급되는 전압이 과전압일때 저항을 통해 분배한 후 제너 다이오드를 작동시키는 과전압 검출부와, 파워 콘트롤신호를 받아 저항을 통해 분배한 후 트랜지스터를 작동시켜 대기전압을 제어하는 릴레이 구동부와, 상기 릴레이 구동부의 제어에 의해 상기 대기전압으로 릴레이를 작동시키는 전원 릴레이부를 가진 SMPS에 있어서, 상기 과전압 검출부에 연결되어 트랜지스터를 작동시켜 상기 파워 콘트롤신호를 제어하는 다이리스터를 구비하는 제어부와, 상기 전원 릴레이부와 상기 릴레이 구동부에 연결되어 상기 파워 콘트롤신호를 받아 릴레이를 통해 스위치를 작성시켜 회로의 보호와 래치를 담당하는 보호 및 래치부를 가지는 SMPS의 과전압 보호회로에 있다.

이하, 이 발명에 따른 SMPS의 과전압 보호회로의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도에서 메인 SMPS(1)는 로드(3)와 연결되고, 그 사이에서 분기되어 저항(R32, R33)을 통해 마디(nodel)에 접속되며, 마디(nodel)의 한쪽은 저항(R31)을 통해 접지하고, 다른 한쪽은 제너 다이오드(ZD31)와 코일(L31)을 통해 다이리스터(SCR)의 게이트에 접속한다. 다이리스터(SCR)의 입력단자는 저항(R41)과 릴레이(RL11)를 통해 트랜지스터(Q21)의 콜렉터에 연결하고, 릴레이(RL11)와 트랜지스터(Q21)의 콜렉터 사이에 분기되어 다이오드(D1)의 입력단에 연결하고, 다이오드(D1)의 출력단은 릴레이(RL11)와 저항(R41) 사이의 마디(node2)에 연결한다. 또한, 마디(node2)에서 분기되어 저항(R1)을 통해 마이크로 컴퓨터(도시되지 않음)에 연결한다. 저항(R1)과 마이크로 컴퓨터의 입력단자 사이에서 분기되어 서브 SMPS(2)의 한 단자에 연결한다. 서브 SMPS(2)의 다른단자는 마디(node3)를 통해 분기되어 한쪽은 저항(R51)을 통하여 접지하고, 다른 한쪽은 저항(R52)과 릴레이(RL51)를 통하여 접지한다. 서브 SMPS(2)와 마디(node3)사이에서 분기하여 한쪽은 교류입력단자에 연결하고, 다른 한쪽은 릴레이(RL11)를 통해서 메인 SMPS(1)의 입력단자에 연결한다. 릴레이(T11)와 마디(node2)사이에서 분기되어 한쪽은 릴레이(T51)와 다이오드(D51)의 병렬연결을 통해 트랜지스터(Q52)의 콜렉터에 접속하고, 다른 한쪽은 저항(R53)을 통해 트랜지스터(Q51)의 콜렉터에 접속하며, 트랜지스터(Q51)의 에미터는 접지한다. 저항(R53)과 트랜지스터(Q51)의 콜렉터 사이에서 분기되어 저항(R54)을 통해 트랜지스터(Q52)의 베이스에 연결하고, 저항(R54)과 트랜지스터(Q52)의 베이스 사이에서 각각 분기되어 저항(R55)과 콘덴서(C51)와 콘덴서(C52)를 통하여 각각 접지하며, 트랜지스터(Q52)의 에미터는 접지한다. 트래지스터(Q51)의 베이스는 분기되어 한쪽은 콘덴서(C53)를 통하여 접지하고, 다른 한쪽은 마디(node5)에 연결하며, 트랜지스터(Q21)의 에미터는 접지한다. 마디(node5)에서 분기되어 한쪽은 저항(R21)을 통해 접지하고, 다른 한쪽은 저항(R22)을 통해 파워 콘트롤(도시되지 않음)의 입력 단자에 연결한다. 다이리스터(SCR)의 출력단자는 트랜지스터(Q41)의 베이스에 연결하고, 다이리스터(SCR)와 트랜지스터(Q41)의 베이스 사이에서 분기되어 저항(R43)을 통해 접지하며, 다이리스터(SCR)의 제어단자와 코일(L31) 사이에서 각각 분기되어 저항(R42)과 콘덴서(C41)를 통해서 마디(node4)와 저항(R43) 사이에 각각 접속한다. 트랜지스터(Q41)의 콜렉터는 저항(R22)과 파워 콘트롤의 입력단자 사이에 접속하고, 트랜지스터(Q41)의 에미터는 접지한다.

이상에서와 같이 구성된 회로에서 정상전압이 인가되었을때, 전원 코오드를 삽입하면 서브 SMPS(2)에 의해 대기 전압이 발생되어 마이크로 컴퓨터와 전원 릴레이부(10)의 릴레이(R11)에 공급한다.

이때 마이크로 컴퓨터에서 하이신호를 파워 콘트롤단자에 출력하게 되는데 이 하이신호를 저항(R21, R22)을 통해 분압하여 트랜지스터(Q21)의 베이스와 트랜지스터(Q51)의 베이스에 공급하여 각각 트랜지스터(Q21, Q51)를 온시킨다. 트랜지스터(Q21)가 작동하게 되면 대기 전압이 전원 릴레이부(10)의 릴레이(RL11)를 통하여 흐르고 교류 입력전압을 메인 SMPS(1)에 공급하게 되며 전압(B+)이 발생하여 로드(3)를 동작시키게 된다. 그러나 트랜지스터(Q51)가 도통상태에 있기 때문에 릴레이(RL51)에는 대기 전압이 공급되지 않게 되고 릴레이(RL51)는 오프상태가 된다. 이때 검출되는 전압(B+)은 정상적인 전위이므로 저항(R31, R32, R33)에 의해 분배된 전위는 제너 다이오드(ZD31)를 작동시키지 못하기 때문에 다이리스터(SCR)가 오프상태이고 트랜지스터(Q41)도 오프상태로 되어 파워 콘트롤신호인 하이신호가 계속 공급되어 정상적인 동작을 하게 된다.

만약 어떤 원인으로 해서 전압(B+)이 높아졌을 경우 저항(R31, R32, R33)에 의해 분배된 전위는 제너 다이오드(ZD31)를 작동시키고 다이리스터(SCR)의 게이트에는 펄스 발생부로 구성된 콘덴서(C41)와 저항(R42)에 의해 펄스가 가해져 다이리스터(SCR)가 온되어 트랜지스터(Q41)를 작동시켜 콜렉터에 걸려있는 파워 콘트롤신호인 하이 신호를 그라운드로 통과시킨다. 파워 콘트롤신호가 그라운드로 빠지게 되면 트랜지스터(Q21,Q51)의 베이스에는 바이어스가 되지 않아 각각 오프상태로 되고 스위치(RL11)는 오프상태가 되어 교류전원을 차단하게 되어 모든 동작을 정지시킨다. 또한 트랜지스터(Q51)가 오프상태가 되므로 대기전압이 저항(R53)에 공급되고 저항(R54, R55)에 의해 분압된 전위가 트랜지스터(Q52)를 바이어스하여 트래지스터(Q52)를 작동시키고, 릴레이(RL2)가 작동되어 완전한 교류 래치 및 보호회로를 구성하여 동작을 차단한다. 다시 동작시키고자 할 때는 전원을 껐다가 다시 켜야만 동작시킬 수 있다.

이상에서와 같이 이 발명에 따른 SMPS의 과전압 보호회로에 의하면, 회로에 공급되는 과전압 유무를 검출하여 과전압 발생시에 해당전압을 차단함으로써 이상전압의 발생원인을 분석하여 그 원인을 제거함과 동시에, 과전압이 발생한 경우에도 다른 소자를 안전하게 보호할 수 있다.

Claims (4)

1. 메인 스위칭모드 파워 써플라이(1)에서 공급되는 전압이 과전압일 때 저항(R31, R32, R33)을 통해 분배한 후 제너 다이오드(ZD31)를 작동시키는 과전압 검출부(30)와, 파워 콘트롤신호를 받아 저항(R21, R22)을 통해 분배한 후 트랜지스터(Q21)를 작동시켜 대기전압을 제어하는 릴레이 구동부(20)와, 상기 릴레이 구동부(20)의 제어에 의해 상기 대기전압으로 릴레이(RL11)를 작동시키는 전원 릴레이부(10)로 구성된 스위칭모드 파워 써플라이에 있어서, 상기 과전압 검출부(30)에 연결되어 트랜지스터(Q41)를 작동시켜 상기 파워 콘트롤신호를 제어하는 다이리스터(SCR)를 구비하는 제어부(40)와, 상기 전원 릴레이부(10)와 상기 릴레이 구동부(20)에 연결되어 상기 파워 콘트롤신호를 받아 릴레이(RL51)를 작동시켜 회로의 보호와 래치를 담당하는 보호 및 래치부(50)로 구성되는 스위칭모드 파워 써플라이의 과전압 보호회로.
2. 상기 제1항에 있어서, 상기 다이리스터(SCR)의 입력단은 저항(R41)을 통해 상기 전원 릴레이부(10)의 릴레이(RL11)와 연결되고, 상기 다이리스터(SCR)의 출력단은 트랜지스터(Q41)의 베이스에 연결되며, 상기 트랜지스터(Q41)의 에미터는 접지하고, 상기 트랜지스터(Q41)의 콜렉터는 상기 파워 콘트롤에 연결되어 상기 과전압 검출부(30)에서 과전압이 검출되었을 때 상기 파워 콘트롤신호를 그라운드로 흐르게 하는 상기 제어부(40)를 구비한 스위치모드 파워 써플라이의 과전압 보호회로.
3. 상기 제1항에 있어서, 상기 다이리스터(SCR)의 게이트는 저항(R42)와 콘덴서(C41)의 병렬연결로 구성된 펄스 발생부에 연결되어 상기 펄스 발생부에서 발생한 펄스를 받아 동작하는 것을 특징으로 하는 상기 제어부(40)를 구비한 스위칭모드 파워 써플라이의 과전압 보호회로.
4. 상기 제1항에 있어서, 상기 릴레이 구동부(20)를 통해서 트랜지스터(Q51)의 베이스에 연결하여 상기 파워 콘트롤신호를 받아 상기 대기전압을 제어하고, 상기 트랜지스터(Q51)의 콜렉터로부터 저항(R54)을 통해 트랜지스터(Q52)의 베이스에 연결하여 상기 대기전압을 받아 릴레이(RL51)를 동작시키고, 상기 전원 릴레이부(10)에 연결되어 릴레이(RL51)를 통해 상기 트랜지스터(Q52)의 콜렉터에 연결하고 서브 스위칭 모드 파워 써플라이(2)의 한단자로부터 저항(R52)과 릴레이(RL51)를 통해 접지된 회로를 구비한 보호 및 래치부(50)를 구비한 스위칭모드 파워 써플라이의 과전압 보호회로.