KR100195155B1 - Switching circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 스위칭 회로는, 항시 공급되는 1차전원을 스위칭하여, 상기 1차전원과 다른 레벨을 갖는 2차전원을 부하에 공급 또는 차단하기 위한 스위칭 회로이다. 이 회로는 1차스위치수단(11), 충방전수단(12) 및 2차스위치수단(13)을 포함한다. 1차스위치수단(11)은 1차전원을 공급 또는 차단하도록 1차전원과 연결된다. 충방전수단(12)은, 1차스위치수단(11) 병렬 연결되어, 1차스위치수단(11)이 오프됨에 따라 1차전원을 충전하고, 1차스위치수단(11)이 온됨에 따라 1차스위치수단(11)을 통하여 충전된 전원을 방전한다. 2차스위치수단(13)은 1차스위치수단(11)을 통하여 전류가 유입되면 온되고, 유입되지 않으면 오프되는 트랜지스터(133)가 2차전원과 부하 사이에 연결되어 2차전원을 부하에 공급 또는 차단한다.The switching circuit according to the present invention is a switching circuit for switching the primary power supplied at all times to supply or cut off the secondary power having a level different from that of the primary power. This circuit comprises a primary switch means 11, a charge / discharge means 12 and a secondary switch means 13. The primary switch means 11 is connected with the primary power source to supply or cut off the primary power source. The charging and discharging means 12 are connected in parallel with the primary switch means 11 to charge the primary power as the primary switch means 11 is turned off, and as the primary switch means 11 is turned on, The electric power charged through the switch means 11 is discharged. The secondary switch means 13 is turned on when the current flows through the primary switch means 11, the transistor 133 that is off when not supplied is connected between the secondary power supply and the load to supply the secondary power to the load Or block.
Description
제1도는 본 발명의 스위칭회로의 상세 회로도.1 is a detailed circuit diagram of a switching circuit of the present invention.
제2도는 본 발명의 스위칭회로가 적용된 예를 보인 도면.2 is a view showing an example in which the switching circuit of the present invention is applied.
제3도는 본 발명의 스위칭회로의 또 다른 실시예를 보인 회로도.3 is a circuit diagram showing another embodiment of the switching circuit of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 1차 스위치 수단 12 : 충방전 수단11: primary switch means 12: charge and discharge means
13 : 2차 스위치 수단 121 : 커패시터13 secondary switch means 121 capacitor
131, 133 : 트랜지스터131, 133: transistor
본 발명은 복수의 레벨을 갖는 전원을 공급하는 전원회로의 개폐 스위치에 관한 것으로, 특히 커패시터 및 트랜지스터의 특성을 이용하여 전압 레벨의 변화에 따른 스위칭을 완충적으로 행하는 스위칭 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on / off switch of a power supply circuit for supplying power having a plurality of levels, and more particularly to a switching circuit for buffering switching according to a change in voltage level using characteristics of a capacitor and a transistor.
일반적으로 1차전원으로 항시 전원을 필요로 하는 국부회로에 전원을 공급하고 상황에 따라 상기 1차전원과 다른 레벨의 전압을 갖는 시스템 전체를 구동하기 위한 2차전원이 공급되는 방식으로 구동되는 장치에 전원회로로부터 공급되는 2차전원을 공급하기 위해 단순히 온, 오프되는 스위치가 사용된다. 상기 항시 부하로 공급되는 1차전원은 상기 전체 시스템을 구동하기 위한 2차전원에 비해 상대적으로 미세하다. 따라서, 이러한 방법으로 전원을 스위칭하는 방법은 급격한 전압 레벨의 변화와 스위치의 온, 오프로 인한 부하의 변화 등으로 인해 전원이 불안정하게 공급되는 문제점이 있다.Generally, a device driven by supplying power to a local circuit requiring power at all times as a primary power supply and a secondary power supply for driving an entire system having a voltage having a different level from the primary power supply according to a situation. In order to supply secondary power supplied from the power supply circuit, a switch that is simply turned on or off is used. The primary power supplied to the load at all times is relatively fine compared to the secondary power for driving the entire system. Therefore, the method of switching the power supply in this manner has a problem in that the power supply is unstable due to a sudden change in voltage level and a change in load due to on or off of the switch.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 스위칭 회로는 커패시터와 트랜지스터의 특성을 이용하여 전압 레벨의 변화에 따른 스위칭을 완충적으로 행함으로써, 전원을 안정되게 공급 및 차단하는 데에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the switching circuit of the present invention has an object to stably supply and cut off power by buffering the switching according to the change of the voltage level by using the characteristics of the capacitor and the transistor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스위칭 회로는, 항시 공급되는 1차전원을 스위칭하여, 상기 1차전원과 다른 레벨을 갖는 2차전원을 부하에 공급 또는 차단하기 위한 스위칭 회로이다. 이 회로는 1차스위치수단(11), 충방전수단(12) 및 2차스위치수단(13)을 포함한다. 상기 1차스위치수단(11)은 상기 1차전원을 공급 또는 차단하도록 상기 1차전원과 연결된다. 상기 충방전수단(12)은, 상기 1차스위치수단(11)과 병렬 연결되어, 상기 1차스위치수단(11)이 오프됨에 따라 상기 1차전원을 충전하고, 상기 1차스위치수단(11)이 온됨에 따라 상기 1차스위치수단(11)을 통하여 상기 충전된 전원을 방전한다. 상기 2차스위치수단(13)은 상기 1차스위치수단(11)을 통하여 전류가 유입되면 온되고, 유입된지 않으면 오프되는 트랜지스터(133)가 상기 2차전원과 부하 사이에 연결되어, 상기 2차전원을 상기 부하에 공급 또는 차단한다.The switching circuit of the present invention for achieving the above object is a switching circuit for supplying or disconnecting a secondary power source having a level different from that of the primary power source to the load by switching the primary power source which is always supplied. This circuit comprises a primary switch means 11, a charge / discharge means 12 and a secondary switch means 13. The primary switch means 11 is connected to the primary power to supply or cut off the primary power. The charging and discharging means 12 is connected in parallel with the primary switch means 11 to charge the primary power as the primary switch means 11 is turned off, and the primary switch means 11. As it turns on, the charged power is discharged through the primary switch means 11. The secondary switch means 13 is turned on when a current flows through the primary switch means 11, and a transistor 133 which is turned off when not flowed in is connected between the secondary power supply and the load, and the secondary Supply or cut off power to the load.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 스위칭 회로의 일 실시예를 좀더 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the switching circuit of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명의 스위칭 회로의 상세 회로도이다. 제2도는 본 발명의 스위칭 회로가 적용된 예를 보인 도면이다. 제3도는 본 발명의 스위칭 회로의 또 다른 실시예를 보인 회로도이다.1 is a detailed circuit diagram of the switching circuit of the present invention. 2 is a view showing an example in which the switching circuit of the present invention is applied. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the switching circuit of the present invention.
제1도를 참조하면, 본 발명에 따른 스위칭 회로는 1차스위치수단(11), 충방전수단(12) 및 2차스위치수단(13)을 포함한다. 1차스위치수단(11)은 1차전원을 공급 또는 차단하도록 1차전원과 연결된다. 충방전수단(12)은 1차스위치수단(11)과 병렬 연결되어, 1차스위치수단(11)이 오프됨에 따라 1차전원을 충전하고, 1차스위치수단(11) 온됨에 따라 1차스위치수단(11)을 통하여 충전된 전원을 방전한다. 2차스위치수단(13)은 1차스위치수단(11)을 통하여 전류가 유입되면 온되고, 유입되지 않으면 오프되는 제2 트랜지스터(133)가 2차전원과 부하 사이에 연결되어, 2차전원을 부하에 공급 또는 차단한다.Referring to FIG. 1, the switching circuit according to the present invention includes a primary switch means 11, a charge and discharge means 12, and a secondary switch means 13. The primary switch means 11 is connected with the primary power source to supply or cut off the primary power source. The charging and discharging means 12 is connected in parallel with the primary switch means 11, and charges the primary power as the primary switch means 11 is turned off, and the primary switch as the primary switch means 11 is turned on. The charged power is discharged through the means 11. The secondary switch means 13 is connected when the current flows through the primary switch means 11, the second transistor 133 that is off when not flowing is connected between the secondary power supply and the load, the secondary power supply Supply or cut off the load.
1차스위치수단(11)은, 1차전원이 인가됨을 알려주는 발광다이오드(111), 및 1차전원을 공급 또는 차단하도록 1차전원과 연결된 스위치(112)를 포함한다.The primary switch means 11 includes a light emitting diode 111 indicating that primary power is applied, and a switch 112 connected to the primary power to supply or cut off the primary power.
충방전수단(12)은 커패시터(121) 및 역전류방지용 다이오드(122)를 포함한다. 커패시터(121)는, 1차스위치수단(11)과 병렬 연결되어, 1차스위치수단(11)의 스위치(112)가 오프됨에 따라 1차전원을 충전하고, 스위치(112)가 온됨에 따라 스위치(112)를 통하여 충전된 전원을 방전한다.The charging and discharging means 12 includes a capacitor 121 and a reverse current prevention diode 122. The capacitor 121 is connected in parallel with the primary switch means 11 to charge the primary power as the switch 112 of the primary switch means 11 is turned off, and the switch as the switch 112 is turned on. The power charged through 112 is discharged.
2차스위치수단(13)은 제1트랜지스터(131), 제너다이오드(132), 제2트랜지스터(133), 제1전압분배저항(134) 및 제2전압분배저항(135)을 포함한다. 제1트랜지스터(131)는 1차스위치수단(11)을 통하여 전류가 유입되면 온되고, 유입되지 않으면 오프된다. 제너다이오드(132)는 제2트랜지스터(133)의 에미터에 인가되는 2차전원의 전압이 일정 전압을 넘지 않게 한다. 제2트랜지스터(133)는 제1트랜지스터(131)와 동일한 동작 상태를 취한다. 제1전압분배저항(134)은 제1트랜지스터(131)의 베이스단자에 인가되는 전압을 조정하기 위하여 연결된다. 제2전압분배저항(135)은 제2트랜지스터(133)의 베이스와 에미터 사이에 걸리는 전압을 조정하기 위하여 연결된다.The secondary switch means 13 includes a first transistor 131, a zener diode 132, a second transistor 133, a first voltage divider resistor 134, and a second voltage divider resistor 135. The first transistor 131 is turned on when a current flows through the primary switch means 11, and is turned off if it is not introduced. The zener diode 132 prevents the voltage of the secondary power source applied to the emitter of the second transistor 133 from exceeding a predetermined voltage. The second transistor 133 takes the same operating state as the first transistor 131. The first voltage distribution resistor 134 is connected to adjust the voltage applied to the base terminal of the first transistor 131. The second voltage distribution resistor 135 is connected to adjust the voltage applied between the base and the emitter of the second transistor 133.
상기 구성에 따른 본 발명의 스위칭 회로가 적용되는 비디오 도어폰장치를 일실시 예로 구동을 설명하면, 제2도에 도시한 바와 같이 일반적으로 비디오폰은 방문객을 감시하는 카메라, 인터폰 및 호출 스위치 등으로 구성되는 외부설비(21)와 이를 내부에서 감시하기 위한 내부설비(22) 및 본 발명의 스위칭 회로(23)로 구성되고 상기 스위칭 회로(23)는 상기 외부설비(21)에 구비되어 주전원이 설비된 상기 내부설비(22)로부터 공급되는 전원을 상기 외부설비(21)로 공급하는 스위칭역할을 하는 방식으로 구동된다.Referring to the driving of the video door phone device to which the switching circuit of the present invention according to the configuration is applied as an example, as shown in FIG. It is composed of an external facility 21, an internal facility 22 for monitoring the internally therein, and a switching circuit 23 of the present invention, wherein the switching circuit 23 is provided in the external facility 21 to supply main power. It is driven in such a way that the switching role for supplying the power supplied from the internal facility 22 to the external facility 21.
이때, 상기 내부설비(22)의 전원장치로부터 외부설비(21)로 공급되는 전원은 비사용시에 공급되는 약 8.5V의 1차전원에 의해 항시 구동되는 표시램프 및 센서 등의 전원이 공급되고 방문객 등으로 인해 전체 시스템이 작동하는 상황 발생 시에 약 21V 정도의 전압을 갖는 2차전원이 공급되는 방식으로 구동된다.At this time, the power supplied from the power supply of the internal equipment 22 to the external equipment 21 is supplied with power such as a display lamp and a sensor which is always driven by a primary power of about 8.5V supplied when not in use. For example, when the entire system is operating, a secondary power source having a voltage of about 21 V is supplied.
따라서, 상기 본 발명의 스위칭 회로의 구동은 상기 외부설비에 구비되어 상기 표시램프 역할을 하는 발광다이오드(111)는 항시 공급되는 1차전원을 감지하여 발광을 하고 상기 1차전원은 동시에 전원 입력단자와 양극이 연결되고 상기 1차트랜지스터(131)의 베이스단자와 음극이 연결된 상기 커패시터(121)에 충전되고, 이에 따라서, 상기 커패시터(121)의 양극에는 1차전원에 해당하는 전압이 형성되며 음극에는 0V가 바이어스 된다.Accordingly, the driving of the switching circuit of the present invention is provided in the external equipment, and the light emitting diode 111 serving as the display lamp emits light by sensing the primary power supplied at all times, and the primary power is a power input terminal at the same time. And an anode are connected to each other, and the capacitor 121 connected to the base terminal and the cathode of the primary transistor 131 is charged. As a result, a voltage corresponding to the primary power is formed at the anode of the capacitor 121, and the cathode is negative. 0V is biased.
이때, 베이스단자가 상기 커패시터(121)의 음극과 연결되고 컬렉터단자는 상기 제2트랜지스터(133)의 베이스단자에 연결되고 에미터단자는 부전원에 연결된 상기 제1트랜지스터(131)의 베이스 단자에는 전압이 걸리지 않은 상태이므로 제1트랜지스터(131)는 오프 상태를 유지하고, 이로 인해, 전원입력단자와 에미터가 접속되고 상기 제1트랜지스터(131)의 컬렉터단자에 의해 베이스가 구동되어 켈렉터단자를 통해 전원을 출력하는 제2트랜지스터(133)의 베이스에 인가되는 전압이 걸리지 않아 제2트랜지스터(133)도 오프상태로 유지된다.At this time, the base terminal is connected to the cathode of the capacitor 121, the collector terminal is connected to the base terminal of the second transistor 133, the emitter terminal is connected to the base terminal of the first transistor 131 connected to the negative power supply Since the voltage is not applied, the first transistor 131 maintains the off state. As a result, the power input terminal and the emitter are connected to each other, and the base is driven by the collector terminal of the first transistor 131. Since the voltage applied to the base of the second transistor 133 that outputs power through the circuit is not applied, the second transistor 133 is also maintained in the off state.
이때, 방문객에 의해 상기 스위칭 회로를 구동하기 위한 스위치(112)가 온되면 상기 커패시터(121)에 충전된 전류가 도통된 스위치와 상기 역전류 방지용 다이오드(122) 및 상기 제1전압분배저항(134)을 통하는 경로로 상기 제1트랜지스터(131)의 베이스에 상기 제너다이오드(132) 에 의해 방전된 전류가 인가되어 상기 제1트랜지스터(131)가 온되고 상기 제1트랜지스터(131)의구동에 따라 상기 제2트랜지스터(133)의 베이스단자에 상기 제2전압분배저항(135)을 통해 전압이 인가되어 제2트랜지스터(133)가 온되고, 이에 따라 전원입력단과 출력단이 연결되고 이를 상기 내부설비가 감지하여 2차전원을 공급하는 방법으로 외부설비에 전원이 공급된다.At this time, when the switch 112 for driving the switching circuit is turned on by the visitor, the switch in which the current charged in the capacitor 121 is conducted, the reverse current prevention diode 122 and the first voltage distribution resistor 134 A current discharged by the zener diode 132 is applied to the base of the first transistor 131 by a path through the first transistor 131 so that the first transistor 131 is turned on and the first transistor 131 is driven. A voltage is applied to the base terminal of the second transistor 133 through the second voltage distribution resistor 135 so that the second transistor 133 is turned on. Thus, a power input terminal and an output terminal are connected, and the internal equipment is connected to the base terminal of the second transistor 133. Power is supplied to external equipment by sensing and supplying secondary power.
본 발명의 스위칭 회로의 또 다른 실시예로 제3도에 도시한 바와 같이 상기 일 실시예의 스위칭 회로로 입력되는 제1차전원 및 제2차전원을 전송하는 입력 라인을 한 라인으로 구성하고 상기 장치의 전단에 상기 제1차전원 공급시의 전압과 상기 스위치수단(11)이 온되어 변동되는 전압을 검출하는 전압검출수단(14), 및 상기 전압검출수단(14)에 의해 발생되는 신호에 의해 전압을 선택적으로 출력하는 전압선택수단(15)을 더 구비하여 상기 전압검출수단(14)이 상기 제1차전원 공급시의 전압과 상기 스위치수단(11)이 온되어 변동되는 전압을 검출하여 상기 전압선택수단(15)으로 전압선택신호를 발생하여 전송하면 상기 전압선택수단(15)은 평상시에 제1차전압을 선택하여 공급하다 상기 전압선택신호에 의해 제2차전압을 선택하여 전송하는 방법으로 구동된다.As another embodiment of the switching circuit of the present invention, as shown in FIG. 3, an input line for transmitting a primary power supply and a secondary power supply input to the switching circuit of the embodiment is configured as one line and the device The voltage detection means 14 which detects the voltage at the time of supplying the said primary power supply and the voltage which the switch means 11 turns on and fluctuates in front of and by the signal generate | occur | produced by the voltage detection means 14 And a voltage selecting means 15 for selectively outputting a voltage so that the voltage detecting means 14 detects the voltage at the time of supplying the primary power and the voltage at which the switching means 11 is turned on to change the voltage. When the voltage selection signal is generated and transmitted to the voltage selection means 15, the voltage selection means 15 normally selects and supplies the primary voltage. The method of selecting and transmitting the secondary voltage according to the voltage selection signal. Powered by .
따라서, 본 발명의 스위칭 회로는 커패시터의 충방전을 이용해서 트랜지스터를 온, 오프하는 방법으로 완충적인 스위칭을 함으로써, 급격한 부하의 변화에 의한 전원의 불안정을 방지하고 과전류 및 고압의 순간전압으로부터 시스템의 보호를 가능하게 하는 현저한 효과가 있다.Therefore, the switching circuit of the present invention performs a buffer switching by a method of turning on and off a transistor using charge / discharge of a capacitor, thereby preventing power supply instability due to a sudden change in load, and controlling the system from transient voltages of overcurrent and high voltage. There is a significant effect of enabling protection.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 당업자의 수준에서 그변형 및 개량이 가능하다.This invention is not limited to the said Example, The deformation | transformation and improvement are possible at the level of those skilled in the art.
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