KR100702153B1

KR100702153B1 - 다출력 전원장치

Info

Publication number: KR100702153B1
Application number: KR1020050060805A
Authority: KR
Inventors: 류승완
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2007-04-02
Also published as: KR20070005789A

Abstract

본 발명의 목적은 다출력 전원장치의 메인 전원을 기준으로 보조전원의 전압이 상승하면 듀티비를 감소시켜 출력전압을 감소시킴으로써 보조전원과 주전원에 과전압이 발생하는 경우에 전압을 낮추도록 하는 다출력 전원장치를 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 주전원으로부터 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생부를 구비하는 주전원부; 상기 보조전원으로부터 비교전원을 발생시키는 비교전압 발생부를 구비하는 보조전원부; 상기 기준전압 발생부의 기준전압과 상기 비교전압 발생부의 비교전압을 비교하여 소정의 출력을 발생하는 비교기; 상기 변압기의 입력측에 연결되어 출력측의 궤환전압에 의하여 상기 입력측의 권선에 인가되는 전압의 펄스폭을 변화시켜 인가전압을 제어하는 제어부; 상기 비교기의 출력전압에 의하여 상기 제어부에 궤환전압을 인가하는 전압궤환부를 포함하는 기술구성으로 이루어진다.

주전원, 비교전원, 비교기, 궤환, 과전압

Description

다출력 전원장치{power supply for multi-output}

도 1은 종래의 다출력 전원장치의 과전압 보호기능을 설명하기 위한 회로도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

*주요도면부호에 대한 설명*

30: PWM 콘트롤러 40: 피드백 입력부

50: 비교기 60: 변압기

70: 기준전압 발생부 80: 비교전압발생부

100: 주전원부 200: 보조전원부

본 발명은 SMPS방식에 의하여 복수의 전원을 출력시키는 다출력 전원장치에 관한 것이다.

다출력 전원장치는 실제 부하가 연결되는 주전원과 주전원의 상태를 감지하고, 실제 부하들의 제어부에 전원을 공급하기 위한 보조전원들이 복수로 출력된다.

통상 전원장치는 부하들의 이상이나 전원장치의 고장으로 인하여 출력측의 전압이 상승되는 것을 방지하기 위하여 과전압 보호회로가 구비되고 있으나, 이러한 과전압 보호회로는 주전원의 상승전압을 피드백(feed-back)받아 SMPS IC에서 펄스의 듀티비를 감소시켜 전압을 낮추게 된다.

변압기(20)는 입력측에는 입력측 권선에 연결된 스위칭 소자를 제어하기 위한 PWM 콘트롤러(10)가 연결되어 있으며, 출력측에는 주전원(Vout-main:11), 보조전원(Vout1:12), (Vout2:13)가 연결되어 있으며, 주전원(11)에는 보상회로(14)가 연결되어져 있어 주전원(11)의 전압을 감지하여 PWM 콘트롤러(10)의 피드백 단자에 감지전압을 궤환시킨다. 또한, PWM 콘트롤러(10)에는 변압기(20) 입력측으로 부터도 전압을 궤환받아 동작을 한다.

이와 같이 PWM 콘트롤러(10)는 변압기(20)의 입력측으로 부터 전압을 궤환받아 듀티비를 조정하지만 부하에 직접적인 영향을 주는 전압은 출력측 전압이기 때문에 주전원(11)으로부터의 궤환전압이 부하들에 직접적인 영향을 미치게 된다.

그러나, 이러한 주전원의 전압을 감지하여 스위칭 펄스의 듀티비를 조절하는 경우에 주전원의 보상회로(14)에 이상이 발생하면 부하들의 과전압 보호를 할 수 없게 된다.

또한, 보조전원(12), (13)은 부하들에 중요한 제어전원을 공급하고 있으나, 보조전원에 이상이 발생하는 경우에는 이를 피드백할 수 있는 수단이 존재하지 않기 때문에 기기의 손상을 초래할 수 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다출력 전원장치의 메인 전원을 기준으로 보조전원의 전압이 상승하면 듀티비를 감소시켜 출력전압을 감소시킴으로써 보조전원과 주전원에 과전압이 발생하는 경우에 전압을 낮추도록 하는 다출력 전원장치를 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 하나의 변압기로부터 주전원과 보조전원을 보조전원을 출력시키는 다출력 전원장치에 있어서: 상기 주전원으로부터 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생부를 구비하는 주전원부; 상기 보조전원으로부터 비교전압을 발생시키는 비교전압 발생부를 구비하는 보조전원부들; 상기 기준전압 발생부의 기준전압과 상기 비교전압 발생부의 비교전압을 비교하여 소정의 전압을 출력하는 비교기; 상기 변압기의 입력측에 연결되어 출력측의 궤환전압에 의하여 상기 입력측의 권선에 인가되는 전압의 펄스폭을 변화시켜 인가전압을 제어하는 제어부; 상기 비교기의 출력전압에 의하여 상기 제어부에 궤환전압을 인가하는 전압궤환부를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 전압궤환부는 주전원부의 출력전압에 의하여 동작되는 발광 포토다이오드와, 상기 제어부측에 연결되며 상기 발광 포토다이오드에 의하여 발광된 빛을 수광하는 수광 포토다이오드를 포함하며, 상기 발광 포토다이오드는 상기 비교기의 출력에 의하여 발광량이 변화되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 비교기의 출력은 상기 비교전압이 상기 기준전압보다 클 때, 상기 발광 포토다이오드의 발광량을 작게 출력하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 2에 도시된 실시예의 변압기(60)의 입력측에는 변압기(60)의 입력측의 권선(N1)에 인가되는 전압의 듀티비를 제어하는 PWM 콘트롤러(30)가 연결되고, 변압기(60)의 출력측에는 보조전원(Vout1)을 발생시키는 보조전원부(200)와, 주전원(Vmain)을 발생시키는 주전원부(100)가 연결된다.

또한, 보조전원부(200)에는 비교전압을 발생시키는 비교전압발생부(80)가 연결되고, 주전원부(100)에는 기준전압(reference voltage)을 발생시키는 기준전압발생부(70)와, 기준전압과 비교전압을 비교하는 비교부(50), 비교부(50)의 출력에 의하여 출력측 피드백 전압을 발생시키는 피드백 출력부(90)가 연결되며, 상기 PWM 콘트롤러(30)의 피드백 단자에는 피드백 출력부(90)로부터 신호(광신호)를 입력받아 이에 비례하는 전압으로 변환하는 피드백 입력부(40)가 연결된다.

주전원부(100)의 권선(N2)의 입력단과 출력단(main) 사이에는 다이오드(D2), 인덕터(L2)가 직렬 연결되고, 권선(N2)의 출력단은 접지되며, 출력단(main)과 접지사이에는 콘덴서(C3),(C4)가 연결되고, 상기 권선(N2)에 유기된 전압은 다이오드(D2)에 의하여 정류되고, 인덕터(L2)와 콘덴서(C3),(C4)에 의하여 평활되어 출력된다.

또한, 출력단(main)과 접지 사이에는 저항(R4),(R5)로 이루어진 기준전압 발생부(70)가 연결되고, 상기 저항(R4),저항(R5)의 접속점에 인가되는 기준전압은 비교기(50)의 비반전단자(+)에 연결된다.

또한, 인덕터(L2)의 입력단과 접지사이에는 저항(R1), 발광 포토다이오드(PD1), 에스씨알(SCR)이 직렬 연결되고, 인덕터(L2)의 출력단과 접지 사이에는 저항(R2),(R3)이 직렬 연결되어 피드백 출력부(90)에 연결된다. 이때, 에스시알(SCR)은 저항(R2),(R3)의 접속점에 인가되는 전압에 의하여 구동되며, 비교기(50)의 출력전압은 발광 포토다이오드(PD1)의 애노우드에 연결된다.

보조전원부(200)의 출력단(Vout1)과 권선(N3)의 입력단 사이에는 다이오드(D1), 인덕터(L1)가 직렬 연결되고, 권선(N3)의 출력단은 접지되며, 출력단(Vout1)과 접지 사이에는 콘덴서(C1),(C2)가 연결되고, 권선(N3)에 유기되는 전압은 다이오드(D1)에 의하여 정류되어, 인덕터(L1), 콘덴서(C1),(C2)에 의하여 평활된다.

또한, 인덕터(L1)의 출력단과 접지사이에는 저항(R6)와 저항(R7)으로 이루어지는 비교전압 발생부(80)가 연결되고, 저항(R6)과 저항(R7)의 접속점에 인가되는 비교전압이 비교기(50)의 반전단자(-)에 연결된다.

이하, 본 발명의 일실시예의 동작과정을 상세히 설명하기로 한다.

비교기(50)의 비반전단자(-)에는 기준전압 발생부(70)로부터 기준전압이 입력되게 되고, 반전단자(-)에는 비교전압 발생부(80)로부터 비교전압이 입력되게 되면, 상기 비교기(50)에서는 입력되는 두 전압을 비교하게 된다.
이때 비교전압이 기준전압보다 작을 때에는 상기 비교기(50)의 출력단자(C)가 고전위로 되어 플로팅(floating) 상태가 된다. 그러나 상기 비교전압이 기준전압보다 클 때에는 비교기(50)의 출력단자(C)가 저전위로 되어 접지상태가 된다.

따라서 상기 비교기(50)의 출력단자(C)가 접지상태를 유지하게 되면, 상기 발광 포토다이오드(PD1)보다 임피이던스가 낮게 되므로 발광 포토다이오드(PD1)에는 정상적인 전류가 흐르지 않게 되어 발광량을 작게 출력하게 된다.
그러므로 상기 발광 포토다이오드(PD1)로부터 발광량을 수광하는 수광 포토다이오드(PD2)에서는 정상시 보다 작은 발광량을 수광하게 되므로, 피드백 입력부(40)는 작은 전압을 PWM 제어부(30)의 피드백 단자에 궤환시키게 되어, 이 작은 전압에 의하여 PWM 제어부(30)는 작은 듀티비를 갖는 펄스의 전압을 스위칭 소자에 인가함으로써 주전원부(100), 보조전원부(200)에 발생되는 전압을 낮추게 된다.

본 발명에 따르면, 변압기 출력측의 주전원으로부터 기준전압을 발생시키고, 보조전원으로부터 비교전압을 발생시켜 이들을 비교하여 듀티비를 감소 또는 증가시킴으로써 주전원과 비교전원을 함께 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims

하나의 변압기로부터 주전원과 보조전원을 출력시키는 다출력 전원장치에 있어서:

상기 주전원으로부터 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생부를 구비하는 주전원부;

상기 보조전원으로부터 비교전원을 발생시키는 비교전압 발생부를 구비하는 보조전원부들;

상기 기준전압 발생부의 기준전압과 상기 비교전압 발생부의 비교전압을 비교하여 소정의 전압을 출력하는 비교기;

상기 변압기의 입력측에 연결되어 출력측의 궤환전압에 의하여 상기 입력측의 권선에 인가되는 전압의 펄스폭을 변화시켜 인가전압을 제어하는 제어부;

상기 비교기의 출력전압에 의하여 상기 제어부에 궤환전압을 인가하는 전압궤환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다출력 전원장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전압궤환부는 주전원부의 출력전압에 의하여 동작되는 발광 포토다이오드와, 상기 제어부측에 연결되며 상기 발광 포토다이오드에 의하여 발광된 빛을 수광하는 수광 포토다이오드를 포함하며, 상기 발광 포토다이오드는 상기 비교기의 출력에 의하여 발광량이 변화되는 것을 특징으로 하는 다출력 전원장치.
제 2 항에 있어서, 상기 비교기의 출력은 상기 비교전압이 상기 기준전압보다 클 때, 상기 발광 포토다이오드의 발광량을 작게 출력하는 것을 특징으로 하는 다출력 전원장치.