KR100211247B1 - 브이시알(vcr)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로에 관한 것으로서, 스위칭 방식을 이용하여 큰 전압을 공급하는 전원 공급장치에 있어서 스위칭 동작시 전류 변화가 큰 부분에서 발생되는 전도 노이즈가 전원코드를 통해 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 SMPS 회로의 스위칭 동작시 전류 변화가 크게 발생하는 1차측 정류부로부터 스위칭 트랜스포머의 1차 권선측으로 이어지는 전원 공급라인에 스위칭 트랜스포머의 고속 스위칭 동작시 마다 발생될 수 있는 전도 노이즈를 제거하기 위한 저역 필터링 수단을 연결하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 브이시알(VCR)에서의 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply : 이하는 SMPS라 칭함)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스위칭 방식을 이용하여 큰 전압을 공급하는 전원 공급장치에 있어서 스위칭 동작시 전류 변화가 큰 부분에서 발생되는 전도 노이즈가 전원코드를 통해 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로에 관한 것이다.
일반적으로 종래 브이시알에서 사용하고 있는 SMPS 회로는 도 1과 같이 전원 플러그를 통해 교류 전원(AC)에 혼합되어 브이시알의 전원부로 유입되는 잡음을 제거하는 라인 필터부(1)와, 상기 라인 필터부에서 잡음 제거되어 들어오는 교류 입력전원을 브리지 다이오드 등을 이용하여 직류 전원으로 1차 정류하는 1차측 정류부(2)와, 상기 1차측 정류부에서 정류되어 들어오는 전압으로부터 저항(R1)과 캐패시터(C1)로 이루어진 RC 필터회로(7)를 통과시켜 1차 권선(L1)측에 에너지를 저장하고 그 저장된 에너지로 2차 권선(L2)측에 전압을 유기시키는 스위칭 트랜스포머(T1)와, 상기 스위칭 트랜스포머의 1차 권선 제어단에 연결되어져서 그 발진동작을 제어하는 스위칭 트랜지스터(Q1)와, 기동 저항(R2)에 의해 동작 개시되어 상기 스위칭 트랜스포머의 온/오프 주기를 조절하여 펄스폭 변조된 구형파 신호(PWM 신호)를 출력하는 스위칭 제어부(6)와, 상기 스위칭 트랜스포머의 2차측 직류 출력전압을 정류하여 부하측에서 필요로 하는 정전압을 제공하는 2차측 정류부(3)와, 상기 2차측 정류부의 출력을 검출하여 포토 커플러(PC1)의 동작을 제어하고 그 포토 커플러의 동작에 따라 상기 스위칭 제어부의 동작을 제어하는 전압변동 검출부(5)와, 상기 스위칭 트랜스포머 오프시 역방향으로 인가되는 과도한 서지전압을 제압하기 위해 SMPS의 스위칭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 출력측과 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일 양단에 공통되게 접속한 스너버 회로부(4)등으로 구성되어 있다.
이러한 구성의 종래 SMPS 회로는 전원 플러그를 통해 교류 전원(AC)이 인가되면 전원코드를 타고 외부에서 유입되는 잡음이 라인 필터부(1)에서 제거된 후 1차측 정류부(2)에서 직류전원으로 변환되고, 이 직류전원은 다시 저항(R1)과 캐패시터(C1)로 이루어지는 RC 필터회로(7)를 거쳐 교류성분이 제거된 후 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일에 인가되고, 그와 동시에 기동 저항(R2)을 거쳐 스위칭 트랜지스터(Q1)와 스위칭 제어부(6)에 인가된다.
이때 스위칭 제어부(6)에서는 전원이 공급되는 동작 초기에 기동 저항(R2)에 의해 동작이 개시되어 임의 주기를 갖는 구형파 펄스(PWM; 펄스폭 변조신호)를 출력하여 스위칭 트랜지스터(Q1)를 온/오프시키므로 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)가 온되는 경우 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일에 전류가 흘러서 에너지가 저장되며, 따라서 스위칭 트랜스포머(T1)의 2차측 코일에 전압을 유기시켜 상기 스위칭 트랜스포머(T1) 오프시 2차측 정류부(3)를 통해 부하의 각 부분으로 정전압을 공급할 수 있게 한다.
그와 동시에 전압변동 검출부(5)에서는 상기 2차측 정류부(3)의 출력단 전압을 검출하여 과부하 또는 과전압 인가상태를 판단하고 그 결과에 따라 스위칭 제어부(6)에서 출력되는 펄스폭 변조(PWM)신호를 조절하며, 반대로 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)가 오프상태를 유지하는 경우 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일을 통해 흐르던 전류가 차단되어 스위칭 트랜스포머(T1)의 발진 동작이 멈추게 한다.
이때 상기 스위칭 트랜스포머(T1)는 스위칭 트랜지스터(Q1)의 온/오프 동작에 따라 연동하여 고속의 스위칭 동작을 실시하여 큰 전압을 공급할 수 있게 되는 것이고, 상기 스위칭 트랜스포머(T1)가 고속의 스위칭 동작을 하게 되면 스위칭 트랜스포머(T1)는 유도부하이기 때문에 오프시 그 1차측 코일(L1)에 과도한 서지(Surge)전류가 발생되었으며, 상기의 서지 전류는 이러한 기기의 정상적인 동작에 영향을 미치게 됨과 아울러 청각적인 잡음이나 외부 전자기기의 동작에 영향을 주는 등의 불리한 문제로 작용하였다.
그러므로 종래에는 상기와 같이 스위칭 트랜스포머(T1)가 오프될 때 역류하는 과도한 서지 전압을 강하시키기 위하여 댐퍼 저항과 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)로 역류하는 전류를 바이패스시키기 위한 역전류 바이패스용 다이오드를 직렬로 연결하고, 그와 동시에 상기 댐퍼 저항의 양단 또는 상기 역전류 바이패스용 다이오드의 양단에 과도한 서지전압을 흡수하기 위한 평활용 캐패시터를 각각 연결하여 스너버 회로부(4)를 구성한 후, SMPS 회로의 스위칭 트랜지스터(Q1)의 출력측과 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일 양단에 연결함으로써, 스위칭 트랜스포머의 고속 동작시 마다 발생될 수 있는 과전압을 제압할 수 있도록 하였다.
그러나 이러한 종래 SMPS 회로에서는 스위칭 트랜스포머의 1차측에서 2차측으로 에너지 전달에 전혀 기여하지 않는 누설 인덕턴스가 권선에서 발생되는 자속에 의해 존재하게 되며, 이들은 특히 최초 교류 입력전원을 인가할 때 발생하는 스너버 단의 스파이크성 노이즈를 저감시키지 못하는 이유로 복사 노이즈를 발생시키는 문제점이 있었을 뿐만 아니라 상기의 SMPS 회로는 큰 전압을 스위칭 트랜스포머의 스위칭 동작에 공급하는 방식으로서, 그 스위칭 동작에 따라 온/오프할때 전류 변화가 큰 부분에서 전도 노이즈가 발생하였으며, 특히 이러한 전도 노이즈는 스위칭 트랜스포머의 입력단으로 이어지는 RC 필터회로 즉, 저항(R1)을 통과한 전류와 캐패시터(C1)의 전류가 합쳐지는 부분에서 가장 크게 발생하여 기기에 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 본 발명은 스위칭 방식을 이용하여 큰 전압을 공급하는 브이시알의 전원 공급장치에 있어서 스위칭 트랜스포머의 스위칭 동작시 전류 변화가 큰 부분에 전도 노이즈를 제거하기 위한 저역 필터링수단을 구비시킴으로써, 스위칭 트랜스포머가 고속의 스위칭 동작을 실시할 때 그 스위칭 동작에 의해 전류변화가 크게 일어나는 부분에서 발생되는 전도 노이즈를 제거할 수 있도록 하여 전도 노이즈가 전원코드를 통해 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 SMPS 회로의 스위칭 동작시 전류 변화가 크게 발생하는 1차측 정류부로부터 스위칭 트랜스포머의 1차 권선측으로 이어지는 전원 공급라인에 스위칭 트랜스포머의 고속 스위칭 동작시 마다 발생될 수 있는 전도 노이즈를 제거하기 위한 저역 필터링 수단을 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로를 제공한다.
도 1은 종래의 SMPS 회로의 블럭도
도 2는 본 발명에 의한 SMPS 회로의 블럭도
＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 라인 필터부 2 : 1차측 정류부
3 : 2차측 정류부 4 : 스너버 회로부
5 : 전압변동 검출부 6 : 스위칭 제어부
7 : RC 필터회로 11 : 저역 필터링수단
T1 : 스위칭 트랜스포머 PC1 : 포토 커플러
Q1 : 스위칭 트랜지스터 R1-R2 : 저항
C1-C3 : 캐패시터 L1-L4 : 인덕터
이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로의 구성을 개략적으로 보인 블록도이다.
도면에서 본 발명에 따른 SMPS 회로는 기존의 경우와 같이 전원 플러그를 통해 교류 전원(AC)에 혼합되어 브이시알의 전원부로 유입되는 잡음을 제거하는 라인 필터부(1)와, 상기 라인 필터부에서 잡음 제거되어 들어오는 교류 입력전원을 브리지 다이오드 등을 이용하여 직류 전원으로 1차 정류하는 1차측 정류부(2)와, 상기 1차측 정류부에서 정류되어 들어오는 전압으로부터 교류 성분을 제거하기 위하 저항(R1)과 캐패시터(C1)로 이루어진 RC 필터회로(7)가 구비되어 있다.
또한 상기 RC 필터회로를 통과한 직류전압을 스위칭 동작을 이용하여 1차 권선측에 에너지를 저장하고 그 저장된 에너지로 2차 권선측에 전압을 유기시키는 스위칭 트랜스포머(T1)와, 상기 스위칭 트랜스포머의 1차 권선 제어단에 연결되어져서 그 발진동작을 제어하는 스위칭 트랜지스터(Q1)와, 기동 저항(R2)에 의해 동작 개시되어 상기 스위칭 트랜스포머의 온/오프 주기를 조절하여 펄스폭 변조된 구형파 신호(PWM 신호)를 출력하는 스위칭 제어부(6)와, 상기 스위칭 트랜스포머의 2차측 직류 출력전압을 정류하여 부하측에서 필요로 하는 정전압을 제공하는 2차측 정류부(3)와, 상기 2차측 정류부의 출력을 검출하여 포토 커플러(PC1)의 동작을 제어하고 그 포토 커플러의 동작에 따라 상기 스위칭 제어부의 동작을 제어하는 전압변동 검출부(5)와, 상기 스위칭 트랜스포머 오프시 역방향으로 인가되는 과도한 서지전압을 제압하기 위해 SMPS의 스위칭 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 출력측과 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일 양단에 공통되게 접속한 스너버 회로부(4)등이 종래의 경우와 동일하게 구비되어 있다.
그리고 본 발명의 주된 부분으로서, SMPS 회로의 스위칭 동작시 전류 변화가 크게 발생하는 RC 필터회로(7)로부터 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차 권선측으로 이어지는 전원 공급라인에는 스위칭 트랜스포머(T1)의 고속 스위칭 동작시 마다 발생될 수 있는 전도 노이즈를 제거하기 위하여 두 개의 인덕터(L3)(L4)와 캐패시터(C2)로 구성한 저역 필터링 수단(11)을 구비하고 있으며, 이때 상기 저역 필터링 수단(11)은 상기 RC 필터회로(7)의 저항(R1) 전류와 캐패시터(C1) 전류가 합쳐지는 부분에 연결하되, 상기 RC 필터회로(7)의 캐패시터(C1)에 대하여 두 개의 인덕터(L3)(L4)와 캐패시터(C2)가 폐회로를 이루도록 연결하는 것을 나타내고 있다.
이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전원 플러그를 통해 교류 전원(AC)이 인가되면 전원코드를 타고 외부에서 유입되는 잡음이 라인 필터부(1)에서 제거된 후 1차측 정류부(2)에서 직류전원으로 변환되고, 이 직류전원은 다시 저항(R1)과 캐패시터(C1)로 이루어지는 RC 필터회로(7)를 거쳐 교류성분이 제거된 후 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일에 인가되고, 그와 동시에 기동 저항(R2)을 거쳐 스위칭 트랜지스터(Q1)와 스위칭 제어부(6)에 인가된다.
따라서 스위칭 제어부(6)에서는 전원이 공급되는 동작 초기에 기동 저항(R2)에 의해 동작이 개시되어 임의 주기를 갖는 펄스폭 변조신호를 출력하여 스위칭 트랜지스터(Q1)를 빠른 속도로 온시키거나 오프시키므로 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)가 온되는 경우 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일에 전류가 흘러서 에너지가 저장되므로써, 스위칭 트랜스포머(T1)의 2차측 코일에 전압을 유기시켜 상기 스위칭 트랜스포머(T1) 오프시 2차측 정류부(3)를 통해 부하의 각 부분으로 정전압을 공급할 수 있게 한다.
또한 전압변동 검출부(5)에서는 상기 2차측 정류부(3)의 출력단 전압을 검출하여 과부하 또는 과전압 인가상태를 판단하고 그 결과에 따라 스위칭 제어부(6)에서 출력되는 PWM 신호의 주기를 조절하며, 반대로 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)가 오프상태를 유지하는 경우 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차측 코일을 통해 흐르던 전류가 차단되어 스위칭 트랜스포머(T1)의 발진 동작이 멈추게 하며, 상기와 같이 스위칭 트랜스포머(T1)가 오프될 때 스위칭 트랜지스터(Q1)로 역류하는 과도한 서지 전압은 스너버 회로부(4)에서 제압할 수 있게 된다.
이때 상기와 같은 SMPS 회로는 라인 전압을 직류로 정류한 후 스위칭 트랜스포머(T1)에서 실시되는 고속 스위칭 동작에 의해 큰 전압을 스위칭하여 부하로 공급하는 과정에서 전원-온 또는 오프시 전류변화가 일어나는 부분에서 전도 잡음이 발생하게 되는데, 이러한 전도 잡음은 상기의 스위칭 트랜스포머의 온/오프 동작시 전류변화가 큰 부분에서 제일 많이 발생하게 된다.
특히 이와 같이 스위칭 트랜스포머(T1)의 온/오프 동작에 따라 전류 변화가 가장 크게 일어나는 부분은 1차측 정류부(2)로부터 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차 권선측으로 이어지는 RC 필터회로(7) 즉, RC 필터회로의 캐패시터(C1) 전류와 저항(R1) 전류가 합해지는 부분으로서, 그 부분에 도 2에서와 같이 두 개의 인덕터(L3)(L4)와 하나의 캐패시터(C2)로 이루어지는 저역 필터링 수단(11)을 구비함으로써, 전도 노이즈를 효과적으로 제한할 수 있게 된다.
이상에서와 같은 본 발명의 브이시알에서의 전원부 전도 잡음 방지회로에 의하면 스위칭 방식 전원 공급장치에서 스위칭 트랜스포머의 스위칭 동작시 전류 변화가 큰 부분에 발생되는 전도 노이즈를 저역 필터링수단을 이용하여 효과적으로 제한할 수 있게 되므로 스위칭 트랜스포머가 고속의 스위칭 동작을 실시할 때 전도 노이즈가 전원코드를 통해 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 유용함이 있다.
Claims (3)
- SMPS 회로의 스위칭 동작시 전류 변화가 크게 발생하는 RC 필터회로(7)로부터 스위칭 트랜스포머(T1)의 1차 권선측으로 이어지는 전원 공급라인에 상기 스위칭 트랜스포머의 고속 스위칭 동작시 마다 발생될 수 있는 전도 노이즈를 제거하기 위한 저역 필터링 수단(11)을 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로.
- 제 1항에 있어서, 상기 저역 필터링수단(11)은 저주파 대역의 전도 노이즈를 차단하는 두 개의 인덕터(L3)(L4)와 캐패시터(C2)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로.
- 제 2항에 있어서, 상기 저역 필터링수단(11)은 상기 RC 필터회로(7)의 저항(R1) 전류와 캐패시터(C1) 전류가 합쳐지는 부분에 상기 RC 필터회로(7)의 캐패시터(C1)에 대하여 두 개의 인덕터(L3)(L4)와 캐패시터(C2)가 폐회로를 이루도록 연결하는 것을 특징으로 하는 브이시알(VCR)에서의 전원부 전도 잡음 방지회로.
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