KR100679322B1 - Power supply with direct conversion switching - Google Patents

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KR100679322B1 KR20040080037A KR20040080037A KR100679322B1 KR 100679322 B1 KR100679322 B1 KR 100679322B1 KR 20040080037 A KR20040080037 A KR 20040080037A KR 20040080037 A KR20040080037 A KR 20040080037A KR 100679322 B1 KR100679322 B1 KR 100679322B1
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Abstract

교류전원을 고속 스위칭 방식으로 단속하여 직류로 변환하는 전원 공급 장치를 구성함에 있어서, 교류전원의 도통시간과 단속시간을 가변시켜 출력되는 적력의 크기가 동일하도록 장치를 구성시킴으로서, 전원의 변환 효율을 증대시키기 위한 직접 변환 스위칭을 이용한 전원공급장치가 게시된다. 본 발명은 전파 정류된 교류전원의 전압레벨이 낮은 위상에서는 비교적 긴 도통시간과 짧은 단속시간을 갖으며, 교류전원의 전압레벨이 높은 위상에서는 비교적 짧은 시간의 도통시간과 긴 단속시간을 갖도록 동작하여 교류전원의 도통시간과 단속시간을 조절하여 통과전력을 동일하게 구성시킴으로서 전원의 변환 효율을 증대시키며, 부하와 직렬 연동되도록 동작시켜 즉, 무부하시에는 동작이 되지 않도록 장치를 구성하여 무부하 대기시의 전력소모를 획기적으로 경감시킨다.In constructing a power supply device for converting AC power into DC by interrupting the AC power by a high speed switching method, the device is configured so that the magnitude of the force output is the same by varying the conduction time and the interruption time of the AC power, thereby improving the conversion efficiency of the power. A power supply using direct conversion switching for augmentation is disclosed. The present invention has a relatively long conduction time and a short interruption time in a phase with a low voltage level of a full-wave rectified AC power, and operates a relatively short conduction time and a long interruption time in a phase with a high voltage level of an AC power source. By adjusting the conduction time and intermittent time of AC power, the pass power is configured equally to increase the conversion efficiency of power and operate in series with the load, that is, configure the device so that it does not operate under no load. Significantly reduce power consumption.

Description

직접 변환 스위칭을 이용한 전원공급장치{power supply using direct switching} Power supply using direct switching

도 1은 본 발명에 따른 전원공급장치의 동작을 설명하기 위한 파형도이다. 1 is a waveform diagram for explaining the operation of the power supply apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전원공급장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원공급장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 전원공급장치의 상세 구성을 보여주기 위한 회로도이다. 4 is a circuit diagram showing the detailed configuration of the power supply of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110 : 정류부 120 : 전력레벨 검출 및 스위칭 제어부110: rectifier 120: power level detection and switching control

130 : 스위칭부 140 : 과전압검출부130: switching unit 140: overvoltage detection unit

150 : 과전류검출부 160 : 궤환제어부150: overcurrent detection unit 160: feedback control unit

본 발명은 직접 변환 스위칭을 이용한 전원공급장치에 관한 것으로 특히 교류전원을 고속 스위칭 방식으로 단속하여 직류로 변환하는 전원 공급 장치를 구성함에 있어서, 교류전원의 도통시간과 단속시간을 가변시켜 출력되는 적력의 크기가 동일하도록 장치를 구성시킴으로서, 전원의 변환 효율을 증대시키기 위한 직접 변환 스위칭을 이용한 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply using a direct conversion switching, in particular in the configuration of a power supply for converting the AC power to a direct current by interrupting the AC power in a high-speed switching method, the output force by varying the conduction time and the interruption time of the AC power The present invention relates to a power supply using direct conversion switching for increasing the conversion efficiency of a power source by configuring the device so that the size of the same is the same.

일반적으로 교류전원을 이용하여 직류전원을 공급하는 방법은 크게 두가지로 분류된다. 첫 번째 방법은 소용량의 직류 전원을 공급하기 위하여 널리 사용되는 방법으로 트랜스포머(transformer)(이하 트랜스라함)를 이용하여 교류전원의 전압을 낮추어 직류로 변환시키는 방법이 있다. 두 번째 방법은 대용량의 직류전원을 공급하기 위한 방법으로 상용교류전원을 직류로 변환시킨 다음, 변환된 직류전원의 도통시간을 스위칭하여 직류전원의 폭을 제어하는 방법이다.In general, there are two main methods of supplying DC power using AC power. The first method is a widely used method for supplying a small DC power supply, and a transformer (hereinafter referred to as a transformer) is used to convert the AC power to a DC by lowering the voltage. The second method is to control the width of DC power by converting the commercial AC power to DC and then switching the conduction time of the converted DC power.

트랜스를 이용하는 방법은 비교적 장치가 간단하므로, 제작이 용이하고 경제적이기 때문에 널리 사용되어 왔으나, 전원의 공급효율이 낮고 무부하 대기시에 전력소모가 크다는 단점이 있었다.The method of using a transformer has been widely used because of its relatively simple device, which is easy to manufacture and economical, but has a disadvantage of low power supply efficiency and high power consumption at no load standby.

상용교류전원을 직류로 변환시킨 다음 직류전원의 도통시간을 스위칭하는 방법은 트랜스를 이용하는 방법 보다는 공급효율이 높고 기기의 크기를 적게 구성할 수 있다는 장점은 있으나, 교류전원의 10%를 공급하기 위해서는 예를 들어 전체 10 주기에서 1주기는 온, 나머지 9주기는 오프하는 방법으로 전력을 제어하게 되므로, 경제성이 낮고, 무부하 대기시에 전력소모가 큰 단점이 있었다.The method of converting the commercial AC power to DC and then switching the conduction time of DC power has the advantage of providing higher efficiency and less equipment size than using transformer, but to supply 10% of AC power. For example, since power is controlled by turning on one cycle and turning off the remaining nine cycles in a total of 10 cycles, economical efficiency is low, and power consumption is large at no load standby.

본 발명은 상기의 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 교류전원을 고속 스위칭 방식으로 단속하여 직류로 변환하는 전원 공급 장치를 구성함에 있어서, 교류전원의 도통시간과 단속시간을 동일하게 구성시킴으로서 전원의 변환 효율을 증대시키며, 부하와 연동되도록 동작시켜 즉, 무부하시에는 동작이 되지 않도록 장치를 구성하여 무부하 대기시의 전력소모를 획기적으로 경감시킨 직접 변환 스위칭을 이용한 전원공급장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above shortcomings, and in constructing a power supply device for converting AC power into a direct current by interrupting the AC power by a high speed switching method, the conduction time and the interruption time of the AC power are configured equally. The purpose of the present invention is to provide a power supply apparatus using direct conversion switching which increases conversion efficiency and operates in conjunction with a load, that is, does not operate under no load, thereby significantly reducing power consumption during no load standby. There is this.

상기의 목적을 수행하기 위한 본 발명은,The present invention for performing the above object,

교류전원을 전파정류하기 위한 브릿지 다이오드(D1~D4)로 구성된 정류부(110);Rectifying unit 110 composed of bridge diodes (D1 ~ D4) for full-wave rectification of AC power;

상기 정류부(110)에서 정류된 전원으로 동작하며, 입력되는 교류전원의 사인파 파형의 전력레벨을 검출하고, 검출된 전력레벨에 따라 전력레벨이 낮은 동안에는 비교적 긴시간이 도통되도록 하며, 전력레벨이 큰 동안에는 짧은 시간만 도통되도록 스위칭을 제어하기 위한 전력레벨 검출 및 스위칭 제어부(120);The rectifier 110 operates as a rectified power source, detects a power level of a sinusoidal waveform of an input AC power source, allows a relatively long time to be conducted while the power level is low according to the detected power level, and has a large power level. A power level detection and switching control unit 120 for controlling the switching so that only a short time is conducted during the operation;

상기 전력레벨 검출 및 스위칭 제어부(120)의 출력단에 접속되고, 상기 전력레벨 검출 및 스위칭 제어부(120)의 출력신호에 따라 교류전원의 도통시간을 수백 Hz로 스위칭 하기 위한 스위칭부(130);A switching unit (130) connected to an output terminal of the power level detection and switching control unit (120) for switching a conduction time of an AC power source to several hundred Hz according to the output signal of the power level detection and switching control unit (120);

상기 스위칭부(130)의 동작에 의하여 출력단자를 통하여 출력되는 전원이 과전압인지의 여부를 검출하여 과전압 검출시 상기 스위칭부(130)에 전원의 공급을 정지시키는 신호를 출력하기 위한 과전압 검출부(140);The overvoltage detector 140 detects whether the power output through the output terminal is an overvoltage by the operation of the switching unit 130 and outputs a signal for stopping the supply of power to the switching unit 130 when the overvoltage is detected. );

상기 스위칭부(130)의 동작에 의하여 출력단자를 통하여 출력되는 전원이 과전류인지의 여부를 검출하여 과전류 검출시 상기 스위칭부(130)에 전원의 공급을 정지시키는 신호를 출력하기 위한 과전류 검출부(150); 그리고The overcurrent detector 150 detects whether the power output through the output terminal is an overcurrent by the operation of the switching unit 130 and outputs a signal to stop the supply of power to the switching unit 130 when the overcurrent is detected. ); And

상기 과전류검출부(160)의 출력신호를 상기 스위칭부(130)에 궤환시키도록 상기 스위칭부(130)와 접속되어 과전류 및 과전압이 발생되면 상기 스위칭부(130)의 동작을 제어하여 항상 일정전류가 출력되도록 하기 위한 궤환제어부(160)를 포함한다.When the overcurrent and overvoltage are connected to the switching unit 130 to feedback the output signal of the overcurrent detecting unit 160 to the switching unit 130, the operation of the switching unit 130 is controlled to always maintain a constant current. It includes a feedback control unit 160 for outputting.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 전원공급장치의 동작을 설명하기 위한 파형도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전원공급장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원공급장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 전원공급장치의 상세 구성을 보여주기 위한 회로도이다.1 is a waveform diagram for explaining the operation of the power supply device according to the present invention, Figure 2 is a block diagram for explaining the configuration of the power supply device according to the present invention, Figure 3 is another embodiment of the present invention 4 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply device according to an example, and FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a power supply device of the present invention.

본 발명에 따른 전력제어방법은 도 2에서 보는 바와 같이 입력되는 교류전원의 정현파 파형의 양(+)의 정방향파와 음(-)의 부방향파에서 고속 스위칭 방식으로 단속하여 직류로 변환하는 전원 공급 장치를 구성함에 있어서, 교류전원의 도통시간과 단속시간을 동일하게 구성시킴으로서, 전원의 변환 효율을 증대시키기 위한 것이다.In the power control method according to the present invention, as shown in FIG. 2, a power supply for intermittently converting into a direct current by fast switching in positive and negative negative waves of a sinusoidal waveform of an AC power source is input. In constructing the device, the conduction time and the interruption time of the AC power source are configured to be the same, thereby increasing the conversion efficiency of the power source.

이러한 본 발명에 따른 전력제어장치는 도 3에서 보는 바와 같이, 교류전원을 전파정류하기 위한 브릿지 다이오드(D1~D4)로 구성된 정류부(110)에서 정류된 전원으로 동작하며, 입력되는 교류전원의 사인파 파형의 전력레벨을 검출하고, 검출된 전력레벨에 따라 전력레벨이 낮은 동안에는 비교적 긴시간이 도통되도록 하며, 전력레벨이 높은 동안에는 짧은 시간만 도통되도록 스위칭을 제어하기 위한 전력레벨 검출 및 스위칭 제어부(120)가 형성된다. 전력레벨 검출 및 스위칭 제어부(120)의 출력단에는 스위칭 제어부(120)의 출력신호에 따라 교류전원의 도통시간을 수백 Hz로 스위칭 하기 위한 스위칭부(130)가 형성된다.As shown in FIG. 3, the power control apparatus according to the present invention operates as a rectified power in the rectifying unit 110 including bridge diodes D1 to D4 for full-wave rectifying AC power, and a sine wave of an AC power input. The power level detection and switching control unit 120 for detecting the power level of the waveform and controlling the switching so that a relatively long time is conducted while the power level is low according to the detected power level, and conducting only a short time while the power level is high. ) Is formed. A switching unit 130 is formed at the output terminal of the power level detection and switching controller 120 to switch the conduction time of the AC power to several hundred Hz according to the output signal of the switching controller 120.

이 스위칭부(130)의 동작에 의하여 직류전원이 출력되면, 이 스위칭부(130)의 동작을 제어하기 위하여 본 발명에서는 직류 전류 출력단자에 접속된 부하에 출력되는 직류전원의 전압을 검출하여 과전압이 검출되면 이에 따른 신호를 출력하는 과전압 검출부(140) 및 부하에 출력되는 직류전원의 전류를 검출하여 과전류가 검출되면 이에 따른 신호를 출력하는 과전류검출부(150)가 형성된다.When the DC power is output by the operation of the switching unit 130, in order to control the operation of the switching unit 130, the present invention detects the voltage of the DC power output to the load connected to the DC current output terminal and overvoltages. When detected, an overvoltage detector 140 for outputting a signal according to the detection and a current of the DC power output to the load are detected. If an overcurrent is detected, an overcurrent detector 150 for outputting a signal accordingly is formed.

과전압검출부(140) 및 과전류검출부(160)는 궤환제어부(160)을 통하여 스위칭부(130)와 접속되어 과전류 및 과전압이 발생되면 스위칭부(130)의 동작을 제어하여 항상 일정전류가 출력되도록 형성된다.The overvoltage detection unit 140 and the overcurrent detection unit 160 are connected to the switching unit 130 through the feedback control unit 160 to control the operation of the switching unit 130 when an overcurrent and overvoltage are generated so that a constant current is always output. do.

또한, 본 발명에 따른 전원공급장치는 도 3에서 보는 바와 같이 직류전류 출력 단자를 단락 시키고 상용 교류 전원 입력 단자 중에 한 선로에 부하를 직렬 연결시키면, 부하에 공급되는 교류전원을 제어할 수 있다. 즉, 도 3의 실시예 에서는 도 2의 실시예와는 달리 부하에 공급되는 교류전원의 전압레벨을 조절하는 데, 전압레벨이 높은 위상에서는 비교적 짧은 시간의 도통시간과 긴 단속시간을 갖도록 동작하여 통과전력이 동일하게 구성시킴으로서 전원의 변환 효율을 증대시킨다.In addition, the power supply apparatus according to the present invention can control the AC power supplied to the load by short-circuit the DC current output terminal as shown in Figure 3 and connecting the load to one of the commercial AC power input terminal in series. That is, in the embodiment of FIG. 3, unlike the embodiment of FIG. 2, the voltage level of the AC power supplied to the load is adjusted. In the high voltage level, the operation is performed to have a relatively short conduction time and a long interruption time. By constructing the same passing power, the conversion efficiency of the power source is increased.

본 발명에 따른 전원공급장치는 도 4에서 보는 바와 같이 회로로서 구현이 가능한데 정류부(110)는 인가되는 상용교류전원이 전파정류하도록 브릿지 다이오드(D1~D4)로 구성된다. 브릿지 다이오드(D1~D4)로 구성된 정류부(110)의 내측으로 전원레벨 및 스위칭제어부(120)가 접속된다. 전원레벨 및 스위칭제어부(120)는 브릿지 다이오드(D1~D4)로 구성된 정류부(110)의 내측으로 저항(R1)과 제너다이오드(ZD1)가 직렬로 접속되고, 제너다이오드(ZD1)는 콘덴서(C1)와 병렬 접속된다. 병렬 접속된 제너다이오드(ZD1)와 콘덴서(C1)는 전파정류된 교류 전원중의 이상 전원을 방지하는 역할을 수행한다. 또한, 정류부(110)의 내측으로 저항(R2)과 가변저항(VR1)이 직렬 접속되고, 가변저항(VR1)과 접속된 다이오드(D11)의 캐소드단에 콘덴서(C2)가 연결되어 R*C 정수에 의한 스위칭 주기를 결정하도록 구성된다.The power supply device according to the present invention can be implemented as a circuit as shown in Figure 4, the rectifier 110 is composed of bridge diodes (D1 ~ D4) so that the commercial AC power applied to full-wave rectification. The power supply level and the switching control unit 120 are connected to the inside of the rectifying unit 110 including the bridge diodes D1 to D4. In the power supply level and the switching controller 120, a resistor R1 and a zener diode ZD1 are connected in series to the rectifier 110 including the bridge diodes D1 to D4, and the zener diode ZD1 is a capacitor C1. Is connected in parallel. The Zener diode ZD1 and the capacitor C1 connected in parallel serve to prevent abnormal power in the full-wave rectified AC power supply. In addition, the resistor R2 and the variable resistor VR1 are connected in series with the rectifier 110, and the capacitor C2 is connected to the cathode terminal of the diode D11 connected with the variable resistor VR1 to R * C. And to determine a switching period by an integer.

그리고, 콘덴서(C2)의 일측에는 또 다른 가변저항(VR2)이 접속되며, 이 가변저항(VR2)은 다이오드(D12)를 통하여 스위칭부(130)의 타이머(132)에 제어신호를 입력시키도록 구성된다.Another variable resistor VR2 is connected to one side of the capacitor C2, and the variable resistor VR2 inputs a control signal to the timer 132 of the switching unit 130 through the diode D12. It is composed.

스위칭부(130)는 전원레벨 및 스위칭제어부(120)의 저항(R1)의 신호에 의하여 동작하고, 전원레벨 및 스위칭제어부(120)의 저항(R2,VR2) 및 콘덴서(C2)에서 결정된 R*C 정수에 따라 가변저항(VR2)은 다이오드(D12)를 통하여 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되는 타이머(132) 및 타이머(132)의 출력신호를 저항(R3) 및 다이오드(D13)를 통하여 베이스 단으로 입력받아 스위칭 동작하는 제 1 트랜지스터(Q1)로 구성되며, 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단에 베이스단이 접속되며 정류부(D1~D4)에서 전파 정류된 전원을 저항(R4,R5)을 통하여 콜렉터단으로 입력받아 이를 스위칭하기 위한 제 2 트랜지스터(Q2) 및 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터단에 저항(R6)를 통하여 베이스단이 접속되며 스위칭 동작하는 제 3 트랜지스터(Q3)로 구성된다. 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단에는 저항(R4)을 통하여 제 4 트랜지스터(Q4)의 베이스단이 연결되는 데, 제 4트랜지스터(Q4)는 정류부(D1~D4)에서 전파 정류된 전원을 인턱턴스(L)을 통하여 에미터단으로 입력받고, 콜렉터단에 출력단자가 접속되도록 형성된다.The switching unit 130 operates according to the power level and the signal of the resistor R1 of the switching controller 120, and R * determined by the power level and the resistors R2 and VR2 and the capacitor C2 of the switching controller 120. According to the C constant, the variable resistor VR2 receives the control signal through the diode D12 and outputs the output signals of the timer 132 and the timer 132 that are operated by the resistor R3 and the diode D13 to the base end. It is composed of a first transistor (Q1) to receive the switching operation, the base terminal is connected to the collector terminal of the first transistor (Q1) and the full-wave rectified power from the rectifier (D1 ~ D4) to the resistor (R4, R5) The base terminal is connected to the emitter terminal of the second transistor (Q2) and the second transistor (Q2) through the resistor (R6) to receive the input to the collector terminal through the switching transistor and consists of a switching transistor (Q3). . The base terminal of the fourth transistor Q4 is connected to the collector terminal of the third transistor Q3 through the resistor R4. The fourth transistor Q4 suspends the full-wave rectified power from the rectifiers D1 to D4. It is input to the emitter stage through the turn (L), it is formed so that the output terminal is connected to the collector stage.

이때, 본 발명에 따른 전원공급장치의 출력단자에는 평활을 위한 콘덴서(C3)가 접속된다. 출력단자의 사이에는 평활을 위한 콘덴서(C3)가 접속되며, 스위칭부(130)와 직렬로 접속되기 때문에 출력단에 부하의 없으면, 즉 전력소모가 없으면 본 발명에 따른 전원공급장치는 동작하지 않게 되어 무부하시 전력소모를 경감시키게 된다.At this time, a capacitor C3 for smoothing is connected to the output terminal of the power supply device according to the present invention. The capacitor C3 for smoothing is connected between the output terminals, and since the capacitor C3 is connected in series with the switching unit 130, there is no load in the output terminal, that is, if there is no power consumption, the power supply device according to the present invention does not operate. No-load can reduce power consumption.

또한, 스위칭부(130)의 제 4 트랜지스터(Q4)의 콜렉터단에는 과전류 검출부(150)가 형성되고, 스위칭부(130)의 인턱턴스(L)에는 과전압검출부(140)가 형성된다. 과전압검출부(140)는 스위칭부(130)의 인턱턴스(L)에 가변저항(VR3)를 통하여 베이스단이 연결되며, 콜렉터단은 제 4 트랜지스터(Q4)의 베이스단에 접속된 제 5트랜지스터(Q5)로 구성되며, 과전류검출부(150)는 스위칭부(130)의 제 4 트랜지스터(Q4)의 콜렉터단에 직렬접속된 저항(R8,R9)과 저항(R9)에 접속된 가변저항(VR4)로 구성된다.In addition, an overcurrent detection unit 150 is formed at the collector end of the fourth transistor Q4 of the switching unit 130, and an overvoltage detection unit 140 is formed at the inductance L of the switching unit 130. The overvoltage detector 140 has a base terminal connected to the inductance L of the switching unit 130 through the variable resistor VR3 and a collector terminal connected to the base terminal of the fourth transistor Q4. Q5), and the overcurrent detecting unit 150 includes resistors R8 and R9 connected in series to the collector terminal of the fourth transistor Q4 of the switching unit 130 and the variable resistor VR4 connected to the resistor R9. It consists of.

그리고, 궤환제어부(160)는 가변저항(VR4)의 일측에 저항(R10)을 통하여 베이스단이 연결되며, 콜렉터단은 제 3 트랜지스터(Q3)의 베이스단에 연결된 제 6 트랜지스터(Q6)로 구성된다.The feedback controller 160 includes a base terminal connected to one side of the variable resistor VR4 through a resistor R10, and a collector terminal including a sixth transistor Q6 connected to the base terminal of the third transistor Q3. do.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전원공급장치의 출력단자에 부하기 연결되고 상용교류전원이 인가되면, 인가된 교류전원은 정류부(110)의 브릿지다이오드(D1~D4)을 통하여 전파정류된다. 정파정류된 전원은 스위칭부(130)의 저항(R4) 및 저항(R5)를 통하여 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스단에 인가됨과 동시에 저항(R1)을 통하여 타이머(132)에 공급되고, 또 다른 저항(R2) 및 가변저항(VR1)을 통하여 콘덴서(C2)에 충진된다.When the load is connected to the output terminal of the power supply according to the present invention configured as described above and commercial AC power is applied, the applied AC power is full-wave rectified through the bridge diodes D1 to D4 of the rectifier 110. The rectified wave power is applied to the base terminal of the second transistor Q2 through the resistor R4 and the resistor R5 of the switching unit 130 and is supplied to the timer 132 through the resistor R1. The capacitor C2 is filled through the other resistor R2 and the variable resistor VR1.

정파정류된 전원은 스위칭부(130)의 저항(R4) 및 저항(R5)를 통하여 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스단에 인가됨으로 인하여 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴 온되고, 이에 따라 저항(R6)를 통하여 제 3 트랜지스터(Q2)의 베이스단으로 전원이 입력되어 제 3 트랜지스터(Q3)도 턴 온되며, 이에 따라 제 4트랜지스터(Q4)도 턴온되어 정류부(110)의 브릿지다이오드(D1~D4)을 통하여 전파정류된 전원은 인덕턴스(L)를 통하여 리플이 제거되고 전원공급장치의 출력단자의 사이에 형성된 콘덴서(C3)에 의하여 평활되어 부하에 공급된다. 그러므로 도 1에서 보는 바와 같이 전원공급장치에서는 일정시간의 도통시간을 갖는다.Since the rectified power is applied to the base terminal of the second transistor Q2 through the resistor R4 and the resistor R5 of the switching unit 130, the second transistor Q2 is turned on. The power is input to the base terminal of the third transistor Q2 through R6, and the third transistor Q3 is also turned on. As a result, the fourth transistor Q4 is also turned on, so that the bridge diodes D1 to the rectifier 110 are turned on. The full-wave rectified power through D4) is rippled through the inductance (L) and smoothed by the capacitor (C3) formed between the output terminal of the power supply is supplied to the load. Therefore, as shown in Figure 1, the power supply has a constant conduction time.

여기서, 본 발명에 따른 전원공급장치에서는 출력단자가 스위칭부(130)와 직렬로 접속되기 때문에 출력단자에 부하가 없으면, 즉 전력소모가 없으면 본 발명에 따른 전원공급장치는 동작하지 않게 되어 무부하시 전력소모를 경감시키게 된다.Here, in the power supply apparatus according to the present invention, since the output terminal is connected in series with the switching unit 130, there is no load on the output terminal, that is, if there is no power consumption, the power supply apparatus according to the present invention is not operated, so Reduced consumption

또한, 저항(R2) 및 가변저항(VR1)을 통하여 콘덴서(C2)에 충진된 정파정류된 전원이 일정시간 공급되어 콘덴서에 일정량 이상의 전하가 충진되면, 가변저항(VR2)를 통하여 타이머(132)에 제어신호가 출력되고, 타이머(132)는 저항(R3) 및 다이오드(D13)를 통하여 제 1 트랜지스터(Q1)를 턴온시키는 신호를 출력한다.In addition, when the fixed wave rectified power charged to the capacitor C2 is supplied through the resistor R2 and the variable resistor VR1 for a predetermined time, and the capacitor is charged with a predetermined amount or more, the timer 132 is provided through the variable resistor VR2. The control signal is output to the timer, and the timer 132 outputs a signal for turning on the first transistor Q1 through the resistor R3 and the diode D13.

제 1 트랜지스터(Q1)이 턴온되면 제 2트랜지스터(Q2)의 베이스단에 인가되던 전원이 제 1 트랜지스터(Q1)의 에미터단으로 출력되어 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴 오프되고, 제 3 트랜지스터(Q3)도 턴 오프되며, 이에 따라 제 4 트랜지스터(Q4)도 턴 오프되어 인덕턴스(L)를 통하여 리플이 제거되고 전원공급장치의 출력단자의 사이에 형성된 콘덴서(C3)에 의하여 평활되어 부하에 공급되던 전원의 공급이 정지되어 도 1에서 보는 바와 같이 전원공급장치에서는 일정시간의 휴지시간을 갖는다. 이후 전원공급장치의 전원공급이 정지되어 콘덴서(C2)가 방전되고 나면, 다시 전원 공급 동작을 반복하여 본 발명에서는 도 1에서 보는 바와 같이, 교류전원의 도통시간과 단속시간이 동일하게 구성되는 데, 정파 전류된 교류전원의 낮은 전압레벨에서는 콘덴서(C2)에 충진되는 전하량이 낮음으로 콘덴서의 충, 방전시간이 길어 지므로, 비교적 긴 시간의 토통시간 및 단속시간을 갖게 되고, 전파정류된 교류전원이 높은 전압레벨에서는 콘덴서의 충, 방전시간이 짧아 지므로, 비교적 짧은 시간의 토통시간 및 단속시간을 갖게 된다.When the first transistor Q1 is turned on, the power applied to the base terminal of the second transistor Q2 is output to the emitter terminal of the first transistor Q1 so that the second transistor Q2 is turned off and the third transistor ( Q3) is also turned off, so that the fourth transistor Q4 is also turned off so that ripple is removed through the inductance L and smoothed by the capacitor C3 formed between the output terminals of the power supply and supplied to the load. As the power supply is stopped, as shown in FIG. 1, the power supply device has a pause time. After the power supply of the power supply is stopped and the capacitor C2 is discharged, the power supply operation is repeated again. In the present invention, as shown in FIG. 1, the conduction time and the interruption time of the AC power supply are the same. In the low voltage level of the AC power supplying the wave current, the charge and discharge time of the capacitor is long because the amount of charge charged in the capacitor C2 is low, so that it has a relatively long time and interruption time. At this high voltage level, the charging and discharging time of the capacitor is shortened, so that the short time and interruption time are relatively short.

그리고, 본 발명에 따른 전원공급장치에서는 출력단자를 통하여 부하에 공급되는전원에 과전류나 과전압이 발생되었을 경우에 이를 검출하는 과전압검출부(140) 및 과전류 검출부(150)의 출력신호에 따라 궤환 제어부(160)의 동작에 의하여 전원의 공급이 차단되도록 동작된다.In addition, in the power supply device according to the present invention, the feedback controller (B) according to the output signal of the overvoltage detector 140 and the overcurrent detector 150 for detecting an overcurrent or an overvoltage in the power supplied to the load through the output terminal. In operation 160, the power supply is cut off.

먼저, 과전압 검출부(140)의 동작을 살펴보면, 부하에 전원이 공급되는 중에 스위칭부(130)의 인턱턴스(L)에는 접속된 가변저항(VR3)를 통하여 과전압이 검출되면, 제 5 트랜지스터(Q5)가 턴온되어 전파정류된 전원이 턴온되어 있는 제 3 트랜지스터(Q3)를 통하여 스위칭 제어부(120)의 콘덴서(C1)에 유기되고, 이에 따라 가변저항(VR2)를 통하여 타이머(132)에 제어신호가 출력되고, 타이머(132)는 저항(R3) 및 다이오드(D13)를 통하여 제 1 트랜지스터(Q1)를 턴온시키는 신호를 출력하므로 부하에 공급되던 전원의 공급이 정지된다.First, referring to the operation of the overvoltage detector 140, when overvoltage is detected through the variable resistor VR3 connected to the inductance L of the switching unit 130 while power is supplied to the load, the fifth transistor Q5. ) Is turned on and the full-wave rectified power is induced to the capacitor C1 of the switching controller 120 through the turned-on third transistor Q3, and accordingly the control signal to the timer 132 through the variable resistor VR2. Is output, and the timer 132 outputs a signal for turning on the first transistor Q1 through the resistor R3 and the diode D13, thereby stopping the supply of power supplied to the load.

마찬가지로, 과전류검출부(150)는 스위칭부(130)의 제 4 트랜지스터(Q4)의 콜렉터단에 직렬접속된 저항(R8,R9)과 이 저항(R9)에 접속된 가변저항(VR4)의 동작에 의하여 과전류가 검출되면, 제 6 트랜지스터(Q6)가 턴온되어 전파정류된 전원이 턴온되어 있는 제 2 트랜지스터(Q2)를 통하여 스위칭 제어부(120)의 콘덴서(C1)에 유기되고, 이에 따라 가변저항(VR2)를 통하여 타이머(132)에 제어신호가 출력되고, 타이머(132)는 저항(R3) 및 다이오드(D13)를 통하여 제 1 트랜지스터(Q1)를 턴온시키는 신호를 출력하므로 부하에 공급되던 전원의 공급이 정지된다.Similarly, the overcurrent detector 150 is adapted to the operation of the resistors R8 and R9 connected in series to the collector terminal of the fourth transistor Q4 of the switching unit 130 and the variable resistor VR4 connected to the resistor R9. When the overcurrent is detected, the sixth transistor Q6 is turned on and induced in the capacitor C1 of the switching controller 120 through the second transistor Q2 in which the full-wave rectified power is turned on. The control signal is output to the timer 132 through the VR2, and the timer 132 outputs a signal for turning on the first transistor Q1 through the resistor R3 and the diode D13. The supply is stopped.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전원공급장치는 전파 정류된 교류전원의 전압레벨이 낮은 위상에서는 비교적 긴 도통시간과 짧은 단속시간을 갖으며, 교류전원의 전압레벨이 높은 위상에서는 비교적 짧은 시간의 도통시간과 긴 단속시간을 갖도록 동작하여 교류전원의 도통시간과 단속시간을 조절하여 통과전력이 동일하게 구성시킴으로서 전원의 변환 효율을 증대시키며, 부하와 연동되도록 동작시켜 즉, 무부하시에는 동작이 되지 않도록 장치를 구성하여 무부하 대기시의 전력소모를 획기적으로 경감시킨다.As described above, the power supply device according to the present invention has a relatively long conduction time and a short interruption time in a phase where the voltage level of the full-wave rectified AC power is low, and conducts a relatively short time in a phase where the AC power voltage level is high. It operates to have time and long interruption time, so that the passing power is configured by adjusting the conduction time and interruption time of AC power to increase the conversion efficiency of power, and to operate in conjunction with the load, that is to prevent operation under no load. The device is configured to significantly reduce power consumption during no-load standby.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내 에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited thereto and may be improved or modified by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention .

Claims (6)

교류전원을 전파정류하기 위한 브릿지 다이오드(D1~D4)로 구성된 정류부(110);Rectifying unit 110 composed of bridge diodes (D1 ~ D4) for full-wave rectification of AC power; 상기 정류부(110)의 내측으로 저항(R1)과 제너다이오드(ZD1)가 직렬로 접속되고, 상기 제너다이오드(ZD1)는 콘덴서(C1)와 병렬 접속되어 전파정류된 교류 전원중의 이상 전원을 방지하는 역할을 수행하며, 상기 정류부(110)의 내측으로 저항(R2)과 가변저항(VR1)이 직렬 접속되고, 가변저항(VR1)과 접속된 다이오드(D11)의 캐소드단에 스우칭 주기를 결정하는 콘덴서(C2)가 접속되며, 상기 콘덴서(C2)의 일측에는 가변저항(VR2)이 접속되며, 상기 가변저항(VR2)은 다이오드(D12)를 통하여 제어신호를 출력시키도록 구성되어 입력되는 교류전원의 사인파 파형의 전력레벨을 검출하고, 검출된 전력레벨에 따라 전력레벨이 낮은 동안에는 비교적 긴시간이 도통되도록 하며, 전력레벨이 큰 동안에는 짧은 시간만 도통되도록 스위칭을 제어하기 위한 전력레벨 검출 및 스위칭 제어부(120);The resistor R1 and the zener diode ZD1 are connected in series with the rectifier 110, and the zener diode ZD1 is connected in parallel with the capacitor C1 to prevent abnormal power in the AC power. The resistor R2 and the variable resistor VR1 are connected in series with the rectifier 110, and a switching period is determined at the cathode terminal of the diode D11 connected to the variable resistor VR1. A capacitor (C2) is connected, a variable resistor (VR2) is connected to one side of the capacitor (C2), the variable resistor (VR2) is configured to output a control signal through the diode (D12) AC input Power level detection and switching to detect the power level of the sine wave waveform of the power supply, to allow relatively long time to be conducted while the power level is low according to the detected power level, and to control switching so that only a short time is conducted while the power level is large. My Fisherman 120; 상기 전력레벨 검출 및 스위칭 제어부(120)의 저항(R2,VR2) 및 콘덴서(C2)에서 결정된 스위칭 주기에 따른 제어신호를 가변저항(VR2) 및 다이오드(D12)를 통하여 입력받아 스위칭 동작되는 타이머(132) 및 상기 타이머(132)의 출력신호를 저항(R3) 및 다이오드(D13)를 통하여 베이스 단으로 입력받아 스위칭 동작하는 제 1 트랜지스터(Q1), 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단에 베이스단이 접속되며 정류부(D1~D4)에서 전파 정류된 전원을 저항(R4,R5)을 통하여 콜렉터단으로 입력받아 이를 스위칭하기 위한 제 2 트랜지스터(Q2), 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터단에 저항(R6)를 통하여 베이스단이 접속되며 스위칭 동작하는 제 3 트랜지스터(Q3), 상기 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터단에 저항(R4)을 통하여 베이스단이 접속되고, 상기 정류부(D1~D4)에서 전파 정류된 전원을 인턱턴스(L)을 통하여 에미터단으로 입력받고, 콜렉터단에 출력단자가 접속되도록 형성된 제 4 트랜지스터(Q4)로 구성되어 교류전원의 도통시간을 수백 Hz로 스위칭 하기 위한 스위칭부(130);A timer for switching operation by receiving a control signal according to a switching period determined by the resistors R2 and VR2 and the capacitor C2 of the power level detection and switching controller 120 through a variable resistor VR2 and a diode D12 ( 132 and the output signal of the timer 132 is input to the base terminal through the resistor (R3) and diode (D13) for switching operation based on the first transistor (Q1), the collector terminal of the first transistor (Q1) base A second transistor Q2 and an emitter terminal of the second transistor Q2 are connected to each other and connected to the collector terminal through the resistors R4 and R5 to receive the electric power rectified by the rectifiers D1 to D4. The base terminal is connected to the third terminal Q3 and the collector terminal of the third transistor Q3 is connected to the base terminal through the resistor R6, and the base terminal is connected to the collector terminal of the third transistor Q3 through the resistor R4. In step D4) A switching unit 130 configured to receive an input to the emitter terminal through the turn L, and comprise a fourth transistor Q4 configured to connect an output terminal to the collector terminal to switch the conduction time of the AC power source to several hundred Hz; 상기 스위칭부(130)의 동작에 의하여 출력단자를 통하여 출력되는 전원이 과전압인지의 여부를 검출하여 과전압 검출시 상기 스위칭부(130)에 전원의 공급을 정지시키는 신호를 출력하기 위한 과전압 검출부(140);The overvoltage detector 140 detects whether the power output through the output terminal is an overvoltage by the operation of the switching unit 130 and outputs a signal for stopping the supply of power to the switching unit 130 when the overvoltage is detected. ); 상기 스위칭부(130)의 동작에 의하여 출력단자를 통하여 출력되는 전원이 과전류인지의 여부를 검출하여 과전류 검출시 상기 스위칭부(130)에 전원의 공급을 정지시키는 신호를 출력하기 위한 과전류 검출부(150); 그리고The overcurrent detector 150 detects whether the power output through the output terminal is an overcurrent by the operation of the switching unit 130 and outputs a signal to stop the supply of power to the switching unit 130 when the overcurrent is detected. ); And 상기 과전류검출부(160)의 출력신호를 상기 스위칭부(130)에 궤환시키도록 상기 스위칭부(130)와 접속되어 과전류 및 과전압이 발생되면 상기 스위칭부(130)의 동작을 제어하여 항상 일정전류가 출력되도록 하기 위한 궤환제어부(160)를 포함하는 직접변환스위칭을 이용한 전원공급장치.When the overcurrent and overvoltage are connected to the switching unit 130 to feedback the output signal of the overcurrent detecting unit 160 to the switching unit 130, the operation of the switching unit 130 is controlled to always maintain a constant current. Power supply using a direct conversion switching comprising a feedback control unit 160 for outputting. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 출력단자는 평활을 위한 콘덴서(C3)를 포함하며, 상기 스위칭부(130)와 직렬로 접속되어 부하가 없으면 전원의 공급을 차단시키는 것을 특징으로 하는 직접변환스위칭을 이용한 전원공급장치.According to claim 1, wherein the output terminal includes a capacitor (C3) for smoothing, the power supply using a direct conversion switching, characterized in that connected to the switching unit 130 in series to cut off the power supply when there is no load Feeder. 제 1 항에 있어서, 상기 전원공급장치의 상기 출력단자를 단락 시키고 상용 교류 전원 입력 단자 중에 한 선로에 부하를 직렬 연결시켜 교류전원의 전력제어를 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 직접변환스위칭을 이용한 전원공급장치.2. The power supply using direct conversion switching according to claim 1, wherein the output terminal of the power supply is shorted and a load is connected to one of commercial AC power input terminals in series so as to perform power control of the AC power. Feeder. 제 1항에 있어서, 상기 과전압검출부(140)는 스위칭부(130)의 인턱턴스(L)에 가변저항(VR3)를 통하여 베이스단이 연결되며, 콜렉터단은 제 4 트랜지스터(Q4)의 베이스단에 접속된 제 5트랜지스터(Q5)로 구성되며, 상기 과전류검출부(150)는 스위칭부(130)의 제 4 트랜지스터(Q4)의 콜렉터단에 직렬 접속된 저항(R8,R9)과 상기 저항(R9)에 접속된 가변저항(VR4)로 구성되고, 상기 궤환제어부(160)는 가변저항(VR4)의 일측에 저항(R10)을 통하여 베이스단이 연결되며, 콜렉터단은 제 3 트랜지스터(Q3)의 베이스단에 연결된 제 6 트랜지스터(Q6)로 구성됨을 특징으로 하는 직접변환스위칭을 이용한 전원공급장치.2. The base terminal of claim 1, wherein a base end of the overvoltage detector 140 is connected to an inductance L of the switching unit 130 through a variable resistor VR3, and a collector end of the fourth terminal Q4. The overcurrent detector 150 includes resistors R8 and R9 connected in series to the collector terminal of the fourth transistor Q4 of the switching unit 130 and the resistor R9. ) Is configured as a variable resistor (VR4) connected to the feedback control unit 160, the base terminal is connected to one side of the variable resistor (VR4) through a resistor (R10), the collector terminal of the third transistor (Q3) A power supply using direct conversion switching, characterized in that consisting of a sixth transistor (Q6) connected to the base end.
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