KR100199543B1 - 라인 전력 위상 제어회로 - Google Patents

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Abstract

공지된 가링 전력 위상 제어회로에서, 인덕턴스(La) 및 전력라인 정류기(BG)의 출력(a)과 접속된 스위치(T1)간의 직력 접속의 중간접점(b)은 인덕턴스(La)에 의해 충전 캐패시터(Cb)와 접속된다. 본 발명의 목적은, 그러한 회로에서 전력라인으로부터 유도된 조파의 진폭을 감소시키는 것이다. 그러한 목적을 위해서 제2다이오드(D2)는 중간접점(b)과 스위치 (T1)사이에 배치되고, 상기 스위칭(T1)는 결합회로 변압기(Tr)의 일차권선(Lp)에 의해 충전 캐패시터와 접속된다. 본 발명은 특히 텔레비젼 수상기나 혹은 비디오 레코더에 유용하다.

Description

라인 전력 위상 제어회로
본 발명은, 직렬 접속의 중간접점은 제1 다이오드를 경유해 충전 캐패시터와 접속되고 스위치 모드 전원장치가 역정류 작용을 하는 블로킹 발진기 원리에 따라 작동하도록 전력 정류기의 출력이 인덕턴스 및 주기적으로 동작하는 스위치의 직렬 접속과 접속되는 전력(주) 정류기를 가진 전력위상 제어회로에 관한 것이다.
이러한 유형의 공지된 회로에 있어서, 인덕턴스 및 스위치로서 작용하는 트랜지스터의 직렬 접속은 전력라인 정류기의 출력과 접속되어, 직렬 접속의 중간 접점은 다이오드를 경유해 충전 캐패시터와 접속된다. 충전 캐패시터는 라인 전력 위상 제어 회로를 통해 안정된 동작전압을 공급한다. 그러한 위상 제어회로는 회로내에서 전력 손실이 스위치 동작으로 인하여 낮아지고, 생성된 동작 전압은 동작 위상각을 변경함으로써 넓은 제한 범위내에서 변경될 수 있다는 장점을 가진다. 상기 공지된 회로는 또한 스텝업 회로로 불리워진다. 그러한 회로는 뉴욕판 1988년 11월 제2권 6호의 아이이이이 트랜잭션스 온 에어로 스페이스 앤드 일렉트로닉 시스템즈(IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS). 제800~807쪽에 공지되어 있다.
그러한 위상 제어회로는, (주공급) 전력라인으로 부터 유도된 전류에서 바람직하지 않으며 간섭을 유발시킬 수 있는 고조파를 발생한다. 따라서 전력라인으로부터 유도된 전류에서의 고조파가 최대 진폭을 가질것이 요구되고 있다. 가장 최근의 요구에 따르면, 고조파의 최대 혀용 진폭은 300와트 보다 낮은 전력범위에서 전력라인으로부터 유도된 전력에 따른다.
본 발명의 목적은, 높은 부가 비용없이 전력선으로부터 유도된 전류에서 고조파의 진폭이 감소되는 방법으로 상기 공지된 회로를 더 발전시키기 위한 것이다.
본 발명의 목적은, 직렬 접속의 중간접점은 제1 다이오드를 경우해 충전 캐패시터와 접속되고 스위치 모드 전원 장치기 역정류 작용하는 블로킹 발진기 원리에 따라 작동하도록, 전력 정류기의 출력이 인덕턴스 및 주기적으로 동작하는 스위치의 직렬 접속과 접속되는 전력(주공급) 정류기를 가진 라인 전력 위상 제어 회로에 있어서, 스위칭 트랜지스터의 컬렉터/에미터 경로와 같이 극성화되는 제2다이오드가 중간 접점 및 스위칭 트랜지스터 사이에 놓여있고, 상기 스위칭 트랜지스터가 스위치 모드 전원 장치에서 변압기의 일차 권선을 경우해서 충전 캐패시터와 접속되는 것에 의해 해결한다. 본 발명의 더욱 개선된 장점들은 종속항에서 기술된다.
본 발명에 따른 회로는, 회로 자체만을 고려한다면 공지된 스텝업회로와 스위치 모드 전원 장치의 단순한 결합이나 작용 효과는 우수하다. 상기 결합에 의하면 스위치로서 동작하는 트랜지스터는 두 작업을 동시에 실행한다. 첫째로, 트랜지스터는 공지된 스텝업 회로에서 스위치처럼 취급된다. 게다가, 상기 트랜지스터는 상기 스텝업 회로와 결합된 스위치 모드 전원 장치에서 전력 전자 스위치로서도 취급된다. 결국, 트랜지스터 형태의 상기 스위치는 전체 회로에서 양쪽 기능에 효과적으로 사용된다.
본 발명의 실시예는 도면에 의해 상술될 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 라인 전력 위상제어회로의 상세도.
제2도는 제1도에서 발생한 전압의 진행을 나타내는 그래프.
실시예와 도면에서 사용되는 부호는 다음과 같은 의미를 갖고 있다.
Ci : 약 5F의 낮은 캐패시턴스를 갖는 캐패시터.
Cb : 약 150F의 높은 캐패시턴스를 전해 캐패시터.
La : 약 1mH의 인덕턴스.
D1 : BYT 13-600 타입의 다이오드.
D2 : BYT 13-600 타입의 다이오드.
T1 : 스위치로서 사용되는 BUV 56 타입의 전력 트랜지스터.
td : 다이오드(D2)의 도통시간.
ton : 전력 트랜지스터(T1)의 도통시간.
imains : 전력라인으로부터 유도된 전류.
Umains : 전력라인 전압.
제1도에서, 정류기(BG)에 접속된 전력라인 브리지는 전력라인 단자(1)에 접속된다. 캐패시터(Ci)는 출력(a)과 접속된다. 캐패시터(Ci)는 5F정도의 상대적으로 낮은 캐패시턴스를 갖는다. 상기 캐패시터는 RF 제거를 위해 사용되고, 50Hz의 주전압에 대해 어떠한 중요한 필터링을 유발하지 않는다. 출력(a)과 인덕턴스(La)의 한 단부가 접속되어 있고 상기 인덕턴스의 다른쪽 단부는 다이오드(D1)를 경유해 충전 캐패시터(Cb)와 접속된다. 충전 캐패시터(Cb)는 약 150F의 높은 캐패시턴스를 갖는 전해 캐패시터이다. 인덕턴스(La)와 다이오드(D1)간의 직렬 접속의 중간접점(b)은 다이오드(D2)를 경유해서 트랜지스터(T1)의 컬렉터와 접속된다. 게다가 상기 컬렉터는 변압기(Tr)의 일차권선(Lp)을 경유해 충전 캐패시티(Cb)와 접속된다. 트랜지스터(T1)와 일차권선(Lp)은 스위치모드 전원장치를 형성한다. 변압기(Tr)는 정류기(GL1,GL2)를 경유해 두 개의 직류 동작전압(V1,V2)을 공급하는 듀개의 이차권선(LS1,LS2)을 포함한다.
트랜지스터(T1)는 위상제어의센스에서 제어회로(2)에 의해 주기적으로 도통되고, 도통되지 않도록 제어된다. 제어회로(2)는 라인(3)을 경유하는 주전압에 의해 동기화 된다. 트랜지스터(T1)는 스위치 기능으로써 작용하는 한편, 인덕턴스(La), 트랜지스터(T1), 다이오드(D1) 및 전해 캐패시터(Cb)만을 포함하는 공지된 스텝업 회로에 대한 스위치로서 작용한다. 게다가 트랜지스터(T1)는 스텝업 회로와 결합된 스위치 모드 전원 변압기(결합된 회로의 변압기 : Tr)를 가지는 스위치 모드 전원 장치를 위한 전자 전력 스위치로서 작용한다.
트랜지스터(T1)의 도통시간 동안, 인덕턴스(La)는 입력전압의 제곱에 비례하는 에너지를 저장한다. 이 에너지는 다이오드(D1)를 경유해 충전 캐패시터(Cb)에 전송된다. 충전 캐패시터(Cb)는 정류기(GB)의 출력전압을 평형하게 할수 없을 만큼 높은 캐패시턴스를 가지므로 순수한 직류전압은 단자(4)에 인가된다.
전압(Vb)은 주된 전력 정류기의 최고전압보다 크고 트랜지스터(T1)의 도통시간에 따른다. 이는 다음과 같은 식으로 표시할 수 있다 :
Vb = Vi*(ton+ td)/td
캐패시터(Cb), 변압기(Tr) 및 트랜지스터(T1)는 역정류 작용을 하는 스위치 모드 전원장치를 형성한다. 정상 정지동작에서, 트랜지스터(T1)의 도통시간(ton)은 이차권선에서 충전에 따라 느르게 변한다. 그러나 상기 도통시간(ton)은 ½주기동안 실제로 일정하고 전송된 전력에 따른다. 인덕턴스(La)는 실제로 트랜지스터(T1)의 차단 시간동안 완전히 방전될 수 있는 방법으로 충분히 작아야만 한다. 결론적으로, 인덕턴스(La)를 경유한 전류는 도통시간(ton)에 따라 즉, 변압기(Tr)를 경유해 도통시간 전류에 따라 거의 선형적으로 변화한다. 반면에, 도통시간(ton)은 위상각의 ½주기동안 실제로 일정하다. 따라서 인덕턴스(La)를 통해 흐르는 평균 전류는 전압(Vi)에 거의 비례한다.
캐패시터(Ci)는 고주파에 대한 필터링 효과를 유발하도록 작아진다. 이로인하여, 전압(Vi)이 정류된 주전압과 거의 같은 즉, 제2도에 따라 소위 펄스된 직류전압을 나타내는 결과를 가져온다. 따라서, 인덕턴스(La)를 통과한 전류는 실제로 정류기(BG)에 의해 공급되는 전류와 같고 샤인파 형태와 다소 비슷하다. 만약, 트랜지스터(t1)의 동작 주파수가 고정되어 있고 스위치 온 시간(ton)이 일정하다면 정류기(BG)에 의해 공급되는 전류는 이론적으로 사인파 형태와 전적으로 같지는 않다. 오히려 전류는 상대적으로 작고 혀용 오차내에 있는 진폭을 가지는 고조파를 포함한다.
제2도는 캐패시터(Ci)에서 전압(Vi)이 실제로는 유사하게 작은 캐패시터(Ci)에 의해 필터링되지 않고, 즉, 반 사인파를 구성하는 소위 펄스된 직류전압을 나타낸다것을 도시한다. 상대적으로 작은 캐패시터(Ci)가 고주파 전압의 제거에 사용된다. 캐패시터는 인덕턴스(La)와 함께 저주파 통과 필터로서 작용하고 RF 전압이 전력라인에 인가되는 것을 방지한다. 작은 값의 캐패시터(Ci)는전력라인으로부터 유도된 전류에 대한 고조파의 진폭을 낮게 유지시키도록 구성된다. 그와는 별도로, 더 작은 값의 캐패시터는, 한편 충전 캐패시터로 사용될 수도 있는 약 100F정도의 높은 값의 캐패시턴스를 갖는 전해 캐패시터 보다 싸다.
스위치 모드 전원장치가 역정류 작동하는 블로킹 발진기의 원리에 따라 트랜지스터(T1)와 변압기(Tr)로 인해 역정류 작동을 한다는 것은 중요하다. 이것은 트랜지스터(T1)가 차단될 때 정류기(GL)는 도통하며 에너지는 캐패시터로 전송된다는 것을 의미한다. 역정류 작용은 확실한 방법으로 이차권선(LS) 및 그와 접속된 정류기(GL)를 극성화함에 의해 이루어진다. 역정류 작용을 위한 권선의 극성은 개개의 권선상의 점들에 의해 제1도에서 도시되어 있다.
추가 이차전압(V3 및 V4)을 만들기 위해서, 변압기(Tr)는 그 이상의 이차권선(LS3 및 LS4)으로부터 공급되는 두 개의 추가 정류기(GL3 및 GL4)를 포함한다. 상기 회로의 또다른 장점은, 캐패시터(Cb)에서 전압이 약 50퍼센트에서 100퍼센트까지 폭넓은 한계에서 변경될 수 있다는 것이다.

Claims (4)

  1. 전력 정류기의 출력이 인덕턴스(La) 및 주기적으로 동작하는 스위칭 트랜지스터(T1)의 직렬 접속과 접속되고 스위치 모드 전원 장치가 블록킹 발진기 원리에 따라 역정류 작용을 하는 상기 직렬 접속의 중간접점(b)은 제1다이오드(D1)를 경유해 충전 캐패시터와 접속되는 전류 정류기를 구비하는 라인 전력 위상 제어 회로에 있어서, 스위칭 트랜지스터(T1)의 컬렉터/에미터 경로와 같이 극성화되는 제2다이오드(D2)가 중간접점(b) 및 스위칭 트랜지스터(T1) 사이에 놓여있고, 상기 스위칭 트랜지스터(T1)가 스위치 모드 전원장치에서 변압기(Tr)의 일차권선(Lp)을 경유해서 충전 캐패시터(Cb)와 접속되는 것을 특징으로 하는 라인 전력 위상 제어회로.
  2. 제1항에 있어서, 주전압의 중요한 여파에 어떠한 영향을 주지 않으며 고주파 제거를 하기위한 단지 한 개의 작은 캐패시터(Ci)는 전력라인 정류기(BG)의 출력(a)에 접속되는 것을 특징으로 하는 라인 전력 위상 제어회로.
  3. 제1항에 있어서, 변압기(Tr)가 다수의 이차권선(Ls1, Ls2) 및 동작 전압(V1, V2)을 발생하기 위한 상기 이차권선들과 접속된 정류기(GL1, GL2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 전력 위상 제어회로.
  4. 제1항에 있어서, 인덕턴스(La)값이 변압기(Tr)의 일차권선(Lp)의 인덕턴스의 값보다 적은 것을 특징으로 하는 라인 전력 위상 제어회로.
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