KR100359936B1 - 전원공급장치의주파수변환회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입력전압에 따라서 스위칭주파수가 자동으로 절환됨으로써, 전원공급장치의 소형화를 도모하기 위하여 입력전압이 정류되는 브리지 정류부와, 상기 브리지 정류부의 출력이 콘덴서에서 평활되어서 1차권선으로 인가되고, 이에 따라서 2차권선과 3차권선으로 유기시키는 변압부와, 상기 변압부에 인가되는 입력이 스위칭되는 스위칭부와, 상기 변압부의2차권선의 출력이 정류되고 평활되어서 출력전압이 발생되는 출력부와, 상기 브리지 정류부의 출력이 기동저항을 통하여인가되고, 스위칭부가 펄스폭 제어되도록 스위칭되는 제어부와, 상기 브리지 정류부의 출력에 의하여 제어되어서 제어부의 스위칭 주파수가 결정되도록 스위칭되는 주파수 선택부 및 상기 변압부 3차권선에 연결되어 제어부에 전원을 공급하는 전원부로 구성되는 것이다.

Description

전원공급장치의 주파수변환회로
본 발명은 전원공급장치의 주파수변환회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입력전압이 감지되고 그에 따르는 스위칭주파수가 선택되어서 변압부로 인가되는 전압이 스위칭되기 때문에 변압부 크기가 저감되고 이에 따라서 전원공급장치가 소형화되는 전원공급장치의 주파수변환회로에 관한 것이다.
일반적으로 스위치모드 전원공급장치의 입력전압이 약 90볼트에서 260볼트의 넓은 영역으로 되는 경우에, 상기 전 영역에서 전원공급장치가 동작되는 것은 트랜스포머(Transformer)인 변압부에 상당한 무리가 따르게 되고, 이에 따라서 트랜스포머인 변압부의 크기도 증대된다.
도 1은 종래 기술에 따른 전원공급장치의 주파수변환 회로도이다.
종래 기술에 따른 전원공급잔치의 주파수변환 회로는 입력전압(AC)이 정류되는 브리지 정류부(10)와, 상기 브리지 정류부(10)의 출력이 콘덴서(C1)에서 평활되어서 1차권선(n1)으로 인가되고, 이에 따라서 2차권선(n2)과 3차권선(n3)으로 유기시키는 변압부(T)와, 상기 변압부(T)에 인가되는 입력이 스위칭되는 스위칭부(Q1)와, 상기 변압부(T)의 2차권선(n2)의 출력이 정류되고 평활되어서 출력전압(Vo)이 발생되는 출력부(30)와, 상기 브리지 정류부(10)의 출력이 기동저항(Rl)을 통하여 전원단(Vcc)으로 인가되고, 스위칭부(Q1)가 펄스폭 제어되도록 스위칭되며, 제어부(20) 제어단에서 발생되는 제어신호(Vref)가 시정수 저항 및 콘덴서(RT)(CT)에 의하여 분배되어 주파수변환단(RT/CT)으로 인가됨으로써 스위칭 주파수가 설정되는 제어부(20)와, 변압부(T) 3차권선(n3)에 연결되고, 출력이 상기 제어부(20)의 전원단(Vcc)으로 연결되는 전원부(22)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 전원공급장치는 브리지 정류부(10)에서 입력전압(AC)이 정류되고, 콘덴서(Cl)에서 평활되어서 변압부(T)의 1차권선(n1)으로 인가되고, 이에 따라서 2차권선(n2)을 통하여 정류되고 평활되어서 출력전압(Vo)이 발생되며, 상기 출력전압(Vo)이 감지되는 제어부(20)에 의하여 펄스폭변조되도록 스위칭부(Q1)가 제어되어서 출력전압(Vo)이 안정되게 출력된다.
한편, 변압부(T)에 인가되는 전압이 스위칭되는 스위칭부(Q1)는 제어부(20)에 의하여 제어되는데, 상기 형명 MICx8C4x 또는 MICx8HC4x로 되는 제어부(20)는제어신호(Vref)가 시정수 저항 및 콘덴서(RT)(CT)에 의하여 분배되어 주파수변환단(RT/CT)으로 인가됨으로써, 시정수 저항 및 콘덴서(RT)(CT)에 의하여 시정수가 설정되며, 상기 설정된 제어부(20)의 시정수에의하여 스위칭부(Q1)를 스위칭하는 제어부(20)의 스위칭주파수가 결정된다.
그러나, 제어부의 시정수 저항 및 콘덴서에 의하여 시정수가 결정되기 때문에 스위칭주파수 고정되어서 전원공급장치의소형화를 도모하기에 어려운 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 입력전압에 따라서 스위칭주파수가 자동으로 절환됨으로써, 전원공급장치의 소형화가 도모되는 전원공급장치의 주파수변환회로를 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 입력전압이 정류되는 브리지정류부와, 상기 브리지 정류부의 출력이 콘덴서에서 평활되어서 1차권선으로 인가되고, 이에 따라서 2차권선과 3차권선으로 유기시키는 변압부와, 상기 변압부에 인가되는 입력이 스위칭되는 스위칭부와, 상기 변압부의 2차권선의 출력이 정류되고 평활되어서 출력전압이 발생되는 출력부와, 상기 브리지 정류부의 출력이 기동저항을 통하여 인가되고, 스위칭부가 펄스폭 제어되도록 스위칭되는 제어부와, 상기 브리지 정류부의 출력에 의하여 제어되어서 제어부의 스위칭주파수가 결정되도록 스위칭되는 주파수 선택부 및 상기변압부 3차권선에 연결되어 제어부에 전원을 공급하는 전원부로 구성되는 것에 있다.
이하 첨부도면에 의하여 본 발명에 따른 전원공급장치의 주파수변환회로의 바람직한 일실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전원공급장치의 주파수변환회로도이다.
본 발명에 따른 전원공급장치의 주파수변환회로는 입력전압(AC)이 정류되는 브리지 정류부(10)와, 상기 브리지 정류부(10)의 출력이 콘덴서(Cl)에서 평활되어서 1차권선(nl)으로 인가되고, 이에 따라서 2차권선(n2)과 3차권선(n3)으로 유기시키는 변압부(T)와, 상기 변압부(T)에 인가되는 입력이 스위칭되는 스위칭부(Q1)와, 상기 변압부(T)의 2차권선(n2)의 출력이 정류되고 평활되어서 출력전압(Vo)이 발생되는 출럭부(30)와, 상기 브리지 정류부(10)의 출력이 기동저항(Rl)을 통하여 인가되고, 스위칭부(Ql)가 펄스폭 제어되도록 스위칭되는 제어부(20)와, 상기 브리지 정류부(10)의 출력에 의하여제어되어서 상기 제어부(20)의 스위칭 주파수가 결정되도록 스위칭되는 주파수 선택부(40) 및 상기 변압부(T) 3차권선(n3)에 연결되어 제어부(20)에 전원을 공급하는 전원부(22)로 구성된다.
상기 구파수 선택부(40)는 브리지 정류부(10)의 출력이 제 4 저항(R4)과 제 5 저항(R5)에 의하여 분배되어서 비반전입력단(+)으로 인가되고, 제어부(20)의 제어신호(Vref)는 제 2 저항(R2)과 제 3 저항(R3)에 의하여 분배되어서 반전입력단(-)으로 인가되며, 상기 제어신호(Vref)가 전원으로 인가되는 오피암프인 비교부(OP1) 및 콜렉터로 인가되는 제어신호(Vref)가 베이스로 인가되는 상기 비교부(OP1)의 출력에 의하여 스위칭되고, 이에 따라서 에미터에 직렬로 연결된 제 2 시정수저항(RT2), 콜렉터와 상기 재 2 시정수저항(RT2)의 출력에 연결된 상기 제 1시정수저항(RT1)의 값이 조합되며, 병렬로 연결되는 시정수콘덴서(CT)를 통하여 출력되도록 스위칭되는 NPN형 바이폴라 트랜지스터인 제 1 스위칭소자(Q2)로 구성된다.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태에 대해서 설명한다.
브리지 정류부(10)를 경유한 입력전압(AC)이 정류되고, 콘덴서(C1)에서 평활되어서 변압부(T)의 1차권선(nl)으로 인가되고, 이에 따라서 2차권선(n2)을 통하여 정류되고 평활되어서 출력전압(Vo)이 발생되며, 상기 출력전압(Vo)이 감지되고,형명 MICx8C4x 또는 MICx8HC4x로 되는 집적회로인 제어부(20)에 의하여 펄스폭 변조되도록 스위칭부(Q1)가 제어되어서 출력전압(Vo)이 안정되게 출력된다.
한편, 입력전압(AC)이 110불트 또는 220볼트로 인가되면, 그에 따라서 브리지 정류부(10)에서 정류된 전압이 출력된다. 그리고, 상기 브리지 정류부(10)의 출력은 주파수 선택부(40)의 제 4 저항(R4)과 제 5 저항(R5)에 의하여 분배되어서 비교부(OP1)의 비반전입력단(+)으로 인가되고, 초기에는 기동저항(Rl)에 의하여 전원(Vcc)이 인가되지만 일단 초기 동작된후에는 전원부(22)에 의하여 전원(Vcc)이 인가되는 제어부(20)에 의하여 발생되는 약 5볼트의 제어전압(Vref)은 제 2 저항(n2)과 제 3 저항(R3)에서 분배되어서 비교부(OP1)의 반전입력단(-)으로 인가된다.
따라서, 제어부(20) 제어전압(Vref)과 비교되는 브리지 정류부(10)의 220볼트에 의하여 출력되는 큰 전압에 의하여 하이(High)로 출력되도록 입력의 제 2, 제3, 제 4 그리고 제 5 저항(R2)(R3)(R4)(R5)이 설정된 비교부(OP1) 출력에 의하여제1 스위칭소자(Q2)의 베이스에는 하이가 인가되기 때문에 제 1 스위 칭소자(Q2)는 턴-온된다.
그래서, 상기 제 1 스위칭소자(Q2)의 턴-온에 의하여 제 1 시정수저항(RT1)과 제 2 시정수저항(RT2)이 병렬로 구성되고, 제어부(20)의 제어신호(Vref)는 상기 병렬되는 저항값과 시정수콘덴서(CT)에 의하여 시정수저항의 값이 작아지며, 상기 값은 집적회로인 제어부(20)의 주파수변환단(RT/CT)으로 인가됨으로써 스위칭주파수가 변경된다.
또한, 제어부(20) 제어진압(Vref)과 비교되는 브리지 정류부(10)의 110볼트에 의하여 출력되는 작은 전압에 의하여 로우(Low)로 출력되도록 입력의 제 2, 제3, 제 4 그리고 제 5 저항(R2)(R3)(R4)(R5)이 설정된 비교부(OP1) 출력에 의하여 제1 스위칭소자(Q2)의 베이스에는 로우가 인가되기 때문에 제 1 스위 칭소자(Q2)는 턴-오프된다.
그래서, 상기 제 1 스위칭소자(Q2)의 턴-오프에 의하여 제 2 시정수저항(RT2)은 회로를 형성하지 못하고, 제 1 시정수저항(RT1)과 시정수콘덴서(CT)에 따라서 시정수가 결정되며, 상기 증대된 시정수 값은 제어부(20)의 주파수변환단(RT/CT)으로인가됨으로써 스위칭주파수가 변경된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전원공급장치의 주파수변환회로는 주파수선택부에서 입력전압이 비교되고, 상기 비교되는 입력전압에 의하여 제어부로 인가되는 시정수 값이 변화되어서 스위칭부가 스위칭되는 주파수가 입력에 따라 자동적으로 제어되며, 변압부에 인가되는 전압이 조절되기 때문에 변압부를 구성하는 트랜스포머의 크기를 종래에 비하여 작게 제작할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.
도 1은 종래 기술에 따른 전원공급장치의 주파수변환 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 전원공급장치의 주파수변환 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 브리지 정류부 20 : 제어부
22 : 전원부 30 : 출력부
40 : 주파수변환부 T : 변압부

Claims (3)

  1. 입력전압이 정류되는 브리지 정류부와 상기 브리지 정류부의 출력이 콘덴서에서 평활되어서 1차권선으로 인가되고 이에 따라서 2차권선과 3차권선으로 유기시키는 변압부와, 상기 변압부에 인가되는 입력이 스위칭되는 스위칭부와, 상기 변압부의 2차권선의 출력이 정류되고 평활되어서 출력전압이 발생되는 출력부, 상기 브리지 정류부의 출력이 기동저항을 통하여 인가되고 스위칭부가 펄스폭 제어되도록 스위칭되는 제어부, 및 상기 변압부 3차권선에 연결되어 제어부에 전원을 공급하는 전윈부로 구성되는 전원공급장치에 있어서:
    상기 브리지 정류부의 출력이 제 4 저항과 제 5 저항에 의하여 분배되어서 비반전입력단으로 인가되고, 제어부의 제어신호는 제 2 저항과 제 3 저항에 의해여 분배되어서 반전입력단으로 인가되며, 상기 제어신호가 전원으로 인가되는 비교부 및 콜렉터로 인가되는 제어신호가 베이스로 인가되는 상기 비교부의 출력에 의하여 스위칭되고, 이에 따라서 에미터에 연결된 제 2 시정수저항, 콜렉터와 상기 제 2 시정수저항의 출력에 연결된 제 1 시정수저항의 값이 조합되며, 병렬로 연결되는 시정수콘덴서를 통하여 출력되도록 스위칭되는 제 1 스위칭소자로 구성되어 제어부의 스위칭 주파수가 결정되도록 스위칭되는 주파수 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 주파수변환회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교부는 오피암프인 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 주파수변환회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭소자는 NPN형 바이폴라 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 주파수변환회로.
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