KR100735498B1 - Power supply composing over voltage protection circuit - Google Patents

Power supply composing over voltage protection circuit Download PDF

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Abstract

A power supply apparatus having an over-voltage protection circuit is provided to prevent an over-voltage by controlling a controller of a power factor correction unit and to prevent a short circuit of an element by determining whether an over-voltage occurs based on an output voltage divided by a voltage division unit. A power supply apparatus having an over-voltage protection circuit includes a rectifying unit(220), a PFC(Power Factor Correction) unit(230), and an over-voltage protection circuit(240). The rectifying unit(220) receives an AC voltage from the outside and rectifies the received AC voltage to an input voltage of a DC component. The PFC unit(230) has a controller, a switch transistor, and input/output voltage division units. The PFC unit(230) is connected to the rectifying unit(220) and boosts up the input voltage applied from the rectifying unit(220). The over-voltage protection circuit(240) is connected to the PFC unit(230), and protects a circuit by breaking an over-voltage when the over-voltage occurs in an output voltage outputted from the PFC unit(230). An over-voltage determination unit(241) is connected to the output voltage division unit of the PFC unit(230), and receives the output voltage divided by the output voltage division unit. The over-voltage determination unit(241) determines whether the over-voltage occurs in the output voltage. A control unit(242) is connected to the over-voltage determination unit(241), and controls a controller of the PFC unit(230) by a signal which is applied from the over-voltage determination unit(241).

Description

과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치{Power Supply composing Over Voltage Protection Circuit}Power supply with overvoltage protection circuit {Power Supply composing Over Voltage Protection Circuit}

도 1은 종래에 의한 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a power supply having a conventional overvoltage protection circuit.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 회로도.2 is a circuit diagram of a power supply having an overvoltage protection circuit according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 회로도.3 is a circuit diagram of a power supply having an overvoltage protection circuit according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 회로도.4 is a circuit diagram of a power supply device having an overvoltage protection circuit according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 출력전압의 변화를 나타낸 그래프.5 is a graph showing a change in output voltage of a power supply having an overvoltage protection circuit of FIG.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

210 : 전원공급부 220 : 정류부210: power supply 220: rectifier

230 : PFC단 231 : 컨트롤러230: PFC stage 231: controller

232 : 입력전압분배부 233 : 출력전압분배부232: input voltage divider 233: output voltage divider

240 : 과전압 보호회로 241 : 과전압 판단부240: overvoltage protection circuit 241: overvoltage determination unit

242 : 제어부 243 : 비교기242 control unit 243 comparator

본 발명은 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과전압 보호회로를 추가하여 전원공급장치에서 발생되는 과전압을 방지하기 위한 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply having an overvoltage protection circuit, and more particularly, to a power supply for preventing an overvoltage generated in the power supply by adding an overvoltage protection circuit.

일반적으로, 전원공급장치는 이와 연결된 장치들, 예를들면, 모터, 컴퓨터, TV 등에 사용될 DC성분의 직류전원을 공급하기 위하여 AC성분의 교류전원을 DC성분의 직류전원으로 정류하여 공급하는 장치이다.In general, a power supply device is a device for rectifying and supplying an AC power of a DC component to a DC power of a DC component in order to supply DC power of a DC component to be used in the devices connected thereto, for example, a motor, a computer, a TV, and the like. .

최근, 컴퓨터를 중심으로 하는 전자기술이 급속하게 발달함에 따라 소형 및 저소비전력의 제어성이 높은 제품이 개발되어 가전기기를 중심으로 이들의 전원을 안전하게 공급하는 전원공급장치의 보급이 확산되고 있다.Recently, with the rapid development of electronic technology centering on computers, products with high controllability of small size and low power consumption have been developed, and the spread of a power supply device for safely supplying power to home appliances has been spreading.

따라서, 전원공급장치를 사용하는 제품내의 전자회로를 구동시키기 위해 DC성분의 직류전원을 안정적으로 공급하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, research is being actively conducted on a method of stably supplying a DC power of a DC component to drive an electronic circuit in a product using a power supply device.

그럼, 이하 관련도면을 참조하여 종래에 의한 과전압 보호회로를 구비한 전 원공급장치에 대하여 상세히 설명한다.Next, a power supply device having a conventional overvoltage protection circuit will be described in detail with reference to the related drawings.

도 1은 종래에 의한 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a power supply device having a conventional overvoltage protection circuit.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치(100)는, 정류부(120), PFC단(Power Factor Correction; 130), 출력커패시터(Cout) 및 과전압 보호회로(140)로 구성된다.First, as shown in FIG. 1, the power supply device 100 including the conventional overvoltage protection circuit includes a rectifier 120, a PFC stage (Power Factor Correction 130), an output capacitor (Cout), and an overvoltage protection circuit. 140.

상기 정류부(120)는, 4개의 정류다이오드로 구성되고, 전원공급부(110)를 통해 외부로부터 인가받은 AC성분의 교류입력전압(vin)을 DC성분의 입력전압(Vin)으로 정류하여 출력한다.The rectifier 120 includes four rectifier diodes, and rectifies and outputs an AC input voltage vin of an AC component applied from the outside through the power supply unit 110 to an input voltage Vin of a DC component.

상기 PFC단(130)은, 인덕터(L), 제1 및 제2 다이오드(D1, D2), 컨트롤러(131), 입력전압분배부(132), 출력전압분배부(133) 및 스위치 트랜지스터(SW)로 구성되고, 상기 정류부(120)와 연결되며, 입력전압(Vin)의 파형을 조절함으로써 역률을 개선하고, 상기 정류부(120)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 부스트 업(Boost-up)시켜 안정된 DC성분의 전압을 출력한다.The PFC stage 130 includes an inductor L, first and second diodes D1 and D2, a controller 131, an input voltage divider 132, an output voltage divider 133, and a switch transistor SW. ) Is connected to the rectifier 120, improves the power factor by adjusting the waveform of the input voltage Vin, and boosts the input voltage Vin applied from the rectifier 120. Output a stable DC voltage.

여기서, 상기 제1 다이오드(D1)는 상기 정류부(120)와 연결되어 상기 정류부(120)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 출력하며, 상기 인덕터(L)는 상기 정류부(120)와 연결되고, 상기 정류부(120)에 의해 인가되는 입력전압(Vin)을 축적 또는 출력한다.Here, the first diode D1 is connected to the rectifier 120 to output an input voltage Vin applied from the rectifier 120, and the inductor L is connected to the rectifier 120. The input voltage Vin applied by the rectifier 120 is accumulated or output.

상기 출력커패시터(Cout)는 상기 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)와 연결되고, 상기 제1 다이오드(D1)를 통해 인가되는 입력전압(Vin) 및 상기 제2 다이오드(D2)를 통해 상기 인덕터(L)로부터 출력되는 에너지를 인가받아 축적한다.The output capacitor Cout is connected to the first and second diodes D1 and D2, and the input capacitor Cout is applied through the input voltage Vin and the second diode D2 applied through the first diode D1. The energy output from the inductor L is applied and accumulated.

상기 입력전압분배부(132)는 복수개의 저항과 다이오드로 구성되고, 상기 정류부(120)와 연결되며, 상기 정류부(120)로부터 인가받은 입력전압(Vin)을 분배시킨다.The input voltage divider 132 includes a plurality of resistors and diodes, is connected to the rectifier 120, and distributes an input voltage Vin applied from the rectifier 120.

상기 출력전압분배부(133)는, 복수개의 저항으로 구성되고, 상기 출력커패시터(Cout)와 연결되며, 상기 출력노드(n1)을 통해 출력되는 출력전압(Vout)을 분배시킨다.The output voltage divider 133 is composed of a plurality of resistors, is connected to the output capacitor Cout, and distributes the output voltage Vout output through the output node n1.

상기 컨트롤러(131)는 상기 입력전압분배부(132), 출력전압분배부(133) 및 스위치 트랜지스터(SW)와 연결되고, 상기 입력전압분배부(132)에 의해 분배된 입력전압(Vin)과 상기 출력전압분배부(133)에 의해 분배된 출력전압(Vout)을 인가받아 상기 입력전압(Vin) 및 출력전압(Vout)이 사전에 설정된 기준전압 이상일 경우 상기 스위치 트랜지스터(SW)를 턴 온시켜 출력전압(Vout)의 크기를 기준전압으로 유지시킨다.The controller 131 is connected to the input voltage divider 132, the output voltage divider 133, and the switch transistor SW, and input voltage Vin distributed by the input voltage divider 132. When the output voltage Vout distributed by the output voltage divider 133 is applied, the switch transistor SW is turned on when the input voltage Vin and the output voltage Vout are higher than or equal to a preset reference voltage. The magnitude of the output voltage Vout is maintained at the reference voltage.

그리고, 상기 과전압 보호회로(140)는, 제1, 제2 및 제3 정격다이오드(ZD1, ZD2, ZD3, ZD4)로 구성되고, 상기 제2 다이오드(D2) 및 출력커패시터(Cout)와 연결되며, 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우 제1, 제2 및 제3 정격다이오드(ZD1, ZD2, ZD3, ZD4)를 단락(short)시켜 상기 과전압을 접지시킨다.The overvoltage protection circuit 140 includes first, second and third rated diodes ZD1, ZD2, ZD3, and ZD4, and is connected to the second diode D2 and the output capacitor Cout. When overvoltage occurs in the output voltage Vout, the first, second and third rated diodes ZD1, ZD2, ZD3, and ZD4 are shorted to ground the overvoltage.

이하, 도 1의 종래의 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치(100)의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the power supply device 100 having the conventional overvoltage protection circuit of FIG. 1 will be described.

상기 정류부(120)는, 전원공급부(110)를 통해 외부로부터 인가받은 AC성분의 교류입력전압(vin)을 인가받아 DC성분의 입력전압(Vin)으로 정류하여 출력한다.The rectifier 120 receives the AC input voltage vin of the AC component applied from the outside through the power supply 110 and rectifies the DC voltage to the input voltage Vin of the DC component.

그러면, 상기 PFC단(130)의 스위치 트랜지스터(SW)는 초기 입력전압(Vin)인가시 턴 온되어 상기 인덕터(L)에 에너지를 축적시키고, 상기 인덕터(L)에 에너지가 축적되면 턴 오프되어 상기 인덕터(L)에 축적된 에너지를 상기 제2 다이오드(D2)를 통해 출력커패시터(Cout)에 축적시킨다. 이때, 상기 출력커패시터(Cout)는 제1 다이오드(D1)를 통해 인가되는 입력전압(Vin)과 상기 인덕터(L)를 통해 인가되는 에너지가 축적되어 상기 입력전압(Vin)을 부스트 업시켜 출력한다.Then, the switch transistor SW of the PFC stage 130 is turned on when the initial input voltage Vin is applied to accumulate energy in the inductor L, and is turned off when energy is accumulated in the inductor L. The energy accumulated in the inductor L is accumulated in the output capacitor Cout through the second diode D2. At this time, the output capacitor Cout boosts and outputs the input voltage Vin by storing an input voltage Vin applied through the first diode D1 and energy applied through the inductor L. .

또한, 상기 입력전압분배부(132)는 상기 입력전압(Vin)을 분배시켜 상기 분배된 전압을 상기 컨트롤러(131)의 입력전압 감지단자(Vins)에 인가하여, 사전에 설정된 전압보다 높은 분배전압이 인가될 경우 상기 스위치 트랜시스터(SW)가 턴 온 되도록 함으로써 상기 출력전압(Vout)이 일정전압 이상으로 상승되는 것을 방지한다.In addition, the input voltage divider 132 distributes the input voltage Vin and applies the divided voltage to the input voltage detection terminal Vins of the controller 131 to divide the input voltage higher than a preset voltage. When applied, the switch transistor SW is turned on to prevent the output voltage Vout from rising above a certain voltage.

또한, 상기 출력전압분배부(133)는 상기 출력전압(Vout)을 분배시켜 상기 분배된 전압을 상기 컨트롤러(131)의 출력전압 감지단자(Vsense)에 인가하여, 사전에 설정된 전압보다 높은 분배전압이 인가될 경우 상기 스위치 트랜지스터(SW)가 턴 온 되도록 함으로써 상기 출력전압(Vout)이 일정전압 이상으로 상승되는 것을 방지한다.In addition, the output voltage distribution unit 133 distributes the output voltage Vout and applies the divided voltage to the output voltage detection terminal Vsense of the controller 131 to divide the voltage higher than a preset voltage. When applied, the switch transistor SW is turned on to prevent the output voltage Vout from rising above a predetermined voltage.

만약, 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우 상기 출력커패시터(Cout)는 상기 과전압에 의해 단락되고 상기 단락된 출력커패시터(Cout)가 발열하게 되어 상기 전원공급장치(100)가 오동작 하게 된다.If an overvoltage is generated in the output voltage Vout, the output capacitor Cout is shorted by the overvoltage and the shorted output capacitor Cout generates heat, causing the power supply device 100 to malfunction. .

상기한 오동작을 방지하기 위해 상기 과전압 보호회로(140)의 제1과 제2 및 제3 정격다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)는 일정한 전압 이상의 과전압이 발생될 경우 단락되며, 이로 인해 상기 발생된 과전압을 접지시킴에 따라 상기 과전압에 의한 전원공급장치(100)의 오동작을 방지할 수 있다.In order to prevent the malfunction, the first, second and third rated diodes ZD1, ZD2, and ZD3 of the overvoltage protection circuit 140 are short-circuited when an overvoltage of a predetermined voltage or more occurs, thereby causing the overvoltage generated. By grounding it, it is possible to prevent the malfunction of the power supply device 100 due to the overvoltage.

그러나, 상기 제1과 제2 및 제3 정격다이오드(ZD1, ZD2, ZD3)가 과전압에 의해 단락되면 재사용이 불가능하기 때문에 과전압 발생 후 이들을 새로운 소자로 교체해야 하는 문제점이 있었다.However, when the first, second and third rated diodes ZD1, ZD2, and ZD3 are short-circuited by an overvoltage, reuse of the first, second, and third rated diodes ZD1, ZD2, and ZD3 is not possible.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 과전압 보호회로를 과전압 판단부와 제어부로 구성하여 상기 출력전압에 과전압이 발생될 경우 상기 컨트롤러의 동작을 제어함으로써 과전압을 차단하고 새로운 소자의 교체없이 지속적으로 사용 가능한 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to configure the conventional overvoltage protection circuit as an overvoltage determiner and a controller to control the operation of the controller when overvoltage occurs in the output voltage. It is to provide a power supply with an overvoltage protection circuit that blocks overvoltage and can be used continuously without replacing a new device.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치는, 외부로부터 교류전압을 인가받아 DC성분의 입력전압으로 정류시키는 정류부; 컨트롤러, 스위치 트랜지스터, 입력 및 출력전압분배부를 포함하고, 상기 정류부와 연결되며, 상기 정류부로부터 인가되는 입력전압을 부스트 업시키는 PFC 단; 상기 PFC단과 연결되고, 상기 PFC단으로부터 출력되는 출력전압에 과전압이 발생될 경우 상기 과전압을 차단하여 회로를 보호하는 과전압 보호회로;를 포함하고, 상기 과전압 보호회로는, 상기 PFC단의 출력전압분배부와 연결되고, 상기 출력전압분배부에 의해 분배된 출력전압을 인가받아 상기 출력전압에 과전압이 발생되는지 여부를 판단하는 과전압 판단부; 및 상기 과전압 판단부와 연결되고, 상기 과전압 판단부로부터 인가되는 신호에 의해 상기 PFC단의 컨트롤러를 제어하는 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply device including an overvoltage protection circuit, the rectifying unit configured to receive an AC voltage from the outside and rectify the input voltage to a DC component; A PFC stage including a controller, a switch transistor, an input and an output voltage divider, connected to the rectifier, and boosting an input voltage applied from the rectifier; And an overvoltage protection circuit connected to the PFC stage and protecting the circuit by blocking the overvoltage when an overvoltage is generated in the output voltage output from the PFC stage, wherein the overvoltage protection circuit includes an output voltage of the PFC stage. An overvoltage determination unit connected to the distribution unit and receiving an output voltage distributed by the output voltage distribution unit to determine whether an overvoltage is generated in the output voltage; And a control unit connected to the overvoltage determination unit and controlling the controller of the PFC stage by a signal applied from the overvoltage determination unit.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 과전압 판단부는, 상기 전압분배부에 의해 분배된 출력전압을 비반전신호입력단으로 인가받고, 상기 컨트롤러의 구동전원을 분배하여 반전신호입력단으로 인가받는 비교기인 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply device having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the overvoltage determination unit is applied to the non-inverting signal input terminal the output voltage distributed by the voltage distribution unit, and distributes the drive power of the controller The comparator is applied to the inverted signal input terminal.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 과전압 판단부는 비반전신호입력단으로 인가되는 전압이 반전신호입력단으로 인가되는 전압보다 클 경우 하이레벨의 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the overvoltage determiner outputs a high level signal when the voltage applied to the non-inverting signal input terminal is greater than the voltage applied to the inverting signal input terminal. It is done.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서,상기 과전압 판단부는, 상기 PFC단의 전압분배부와 연결된 제1 저항; 애노드가 상기 제1 저항과 연결된 다이오드; 및 캐소드가 상기 다이오드의 캐소드와 연결되고, 애노드가 상기 제어부와 연결된 제1 정격다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the overvoltage determination unit, a first resistor connected to the voltage divider of the PFC stage; A diode having an anode connected to the first resistor; And a first rated diode having a cathode connected to the cathode of the diode and an anode connected to the control unit.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 과전압 판단부는, 상기 출력전압에 과전압이 발생될 경우 상기 제1 정격다이오 드를 도통시켜 일정신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the overvoltage determiner, when the overvoltage occurs in the output voltage is characterized in that for outputting a predetermined signal by conducting the first rated diode. .

그리고, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 과전압 판단부와 컬렉터가 연결되고 베이스와 이미터가 제1 저항 및 제1 커패시터와 병렬연결된 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터의 이미터와 상기 컨트롤러의 구동전원을 연결하는 제2 저항; 상기 제1 트랜지스터의 베이스와 컬렉터가 연결되고 상기 제1 트랜지스터의 컬렉터가 베이스와 연결되며 이미터가 접지단자와 연결된 제2 트랜지스터; 및 상기 제2 트랜지스터의 베이스 및 접지단자와 병렬연결된 제3 저항 및 제2 커패시터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power supply device having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the control unit includes: a first transistor connected to the overvoltage determiner and the collector, the base and the emitter in parallel with the first resistor and the first capacitor; A second resistor connecting the emitter of the first transistor and a driving power supply of the controller; A second transistor connected with a base of the first transistor, a collector of the first transistor connected with a base, and an emitter connected with a ground terminal; And a third resistor and a second capacitor connected in parallel with the base and the ground terminal of the second transistor.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 과전압 판단부로부터 인가된 일정신호에 의해 상기 제2 트랜지스터를 턴 온시켜 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the control unit is characterized in that for controlling the controller by turning on the second transistor by a predetermined signal applied from the overvoltage determination unit.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 과전압 판단부는, 상기 PFC단의 출력전압분배부와 연결된 제5 저항 및 캐소드가 상기 제5 저항과 연결된 제2 정격다이오드로 이루어진 것을 특징으로 한다.Further, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the overvoltage determiner, the fifth resistor and the cathode connected to the output voltage divider of the PFC stage is connected to the second rated diode connected to the fifth resistor. Characterized in that made.

아울러, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 과전압 판단부는 일단은 상기 제2 정격다이오드의 애노드와 연결되고, 타단은 접지단자와 연결된 제3 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the overvoltage determiner further comprises a third capacitor, one end of which is connected to an anode of the second rated diode and the other end of which is connected to a ground terminal. It is done.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 과전압 판단부는 상기 출력전압에 과전압이 발생될 경우 상기 제2 정격다이오드를 도통시켜 일정신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the present invention, the overvoltage determiner is characterized in that when the overvoltage occurs in the output voltage, the second rated diode conducts and outputs a predetermined signal.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 제어부는, 게이트가 상기 제2 정격다이오드의 애노드와 연결되고, 애노드가 상기 PFC단의 컨트롤러의 입력전압 감지단자와 연결되며, 캐소드가 접지단자와 연결된 스위칭 다이오드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the invention, the control unit, the gate is connected to the anode of the second rated diode, the anode is connected to the input voltage sensing terminal of the controller of the PFC stage The cathode may include a switching diode connected to a ground terminal.

또한, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 과전압 판단부로부터 인가된 일정신호에 의해 상기 스위칭 다이오드를 턴 온시켜 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the power supply having an overvoltage protection circuit according to the invention, the control unit is characterized in that for controlling the controller by turning on the switching diode by a predetermined signal applied from the overvoltage determination unit.

그럼, 이하 관련도면은 참조하여 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치에 대하여 상세하게 설명한다.Then, the related drawings will be described in detail with reference to the power supply device having an overvoltage protection circuit according to the present invention.

실시예 1Example 1

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a power supply having an overvoltage protection circuit according to a first embodiment of the present invention.

우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치(200)는, 정류부(220), PFC단(230), 출력커패시터(Cout) 및 과전압 보호회로(240)로 구성된다.First, as shown in FIG. 2, the power supply device 200 including the overvoltage protection circuit according to the first embodiment of the present invention includes a rectifier 220, a PFC stage 230, an output capacitor Cout, and the like. And an overvoltage protection circuit 240.

상기 정류부(220)는, 4개의 정류다이오드로 구성되고, 상기 PFC단(230)과 연 결되며, 전원공급부(210)를 통해 외부로부터 인가받은 AC성분의 교류입력전압(vin)을 DC성분의 입력전압(Vin)으로 정류하여 출력한다.The rectifier 220 is composed of four rectifier diodes, connected to the PFC stage 230, the AC input voltage (vin) of the AC component applied from the outside through the power supply unit 210 of the DC component It rectifies with the input voltage Vin and outputs it.

상기 PFC단(230)은, 인덕터(L), 제1 및 제2 다이오드(D1, D2), 컨트롤러(231), 입력전압분배부(232), 출력전압분배부(233) 및 스위치 컨트롤러(SW)로 구성되고, 상기 정류부(220)와 연결되며, 상기 입력전압(Vin)의 파형을 조절함으로써 역률을 개선하고, 상기 입력전압(Vin)을 부스트 업시켜 안정된 DC성분의 출력전압(Vout)을 출력한다.The PFC stage 230 includes an inductor L, first and second diodes D1 and D2, a controller 231, an input voltage divider 232, an output voltage divider 233, and a switch controller SW. It is configured to be connected to the rectifier 220, improve the power factor by adjusting the waveform of the input voltage (Vin), boost the input voltage (Vin) to increase the output voltage (Vout) of a stable DC component Output

여기서, 상기 제1 다이오드(D1)는 상기 정류부(220)와 연결되어 상기 정류부(220)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 출력하며, 상기 인덕터(L)는 상기 정류부(220)와 연결되고, 상기 정류부(220)에 의해 인가되는 입력전압(Vin)을 축적 또는 출력한다.Here, the first diode D1 is connected to the rectifier 220 to output an input voltage Vin applied from the rectifier 220, and the inductor L is connected to the rectifier 220. The input voltage Vin applied by the rectifier 220 is accumulated or output.

상기 입력전압분배부(232)는 다이오드와 복수개의 저항으로 구성되고, 상기 정류부(220) 및 컨트롤러(231)와 연결되며, 상기 정류부(220)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 분배시켜 상기 컨트롤러(231)에 인가한다.The input voltage divider 232 includes a diode and a plurality of resistors, is connected to the rectifier 220 and the controller 231, and distributes an input voltage Vin applied from the rectifier 220 to the controller. To 231.

상기 출력전압분배부(233)는 복수개의 저항으로 구성되고, 상기 출력커패시터(Cout) 및 컨트롤러(231)와 연결되며, 상기 출력전압(Vout)을 분배시켜 상기 컨트롤러(231)에 인가한다.The output voltage divider 233 includes a plurality of resistors, is connected to the output capacitor Cout and the controller 231, and distributes the output voltage Vout to the controller 231.

상기 컨트롤러(231)는 상기 입력전압분배부(232), 출력전압분배부(233) 및 스위치 트랜지스터(SW)와 연결되고, 상기 입력전압분배부(232)에 의해 분배된 입력전압(Vin)이 입력전압 감지단자(Vins)로 인가되고, 상기 출력전압분배부(233)에 의 해 분배된 출력전압(Vout)이 출력전압 감지단자(Vsense)로 인가되어, 상기 분배된 입출력전압이 사전에 설정된 기준전압 이상일 경우 상기 스위치 트랜지스터(SW)를 턴 온시킨다.The controller 231 is connected to the input voltage divider 232, the output voltage divider 233, and the switch transistor SW, and the input voltage Vin distributed by the input voltage divider 232 is An input voltage sensing terminal Vins is applied, and an output voltage Vout distributed by the output voltage distribution unit 233 is applied to an output voltage sensing terminal Vsense, and the divided input / output voltage is set in advance. When the reference voltage is higher than or equal to, the switch transistor SW is turned on.

상기 스위치 트랜지스터(SW)는, 상기 인덕터(L) 및 컨트롤러(231)와 연결되고, 상기 컨트롤러(231)에 의해 턴 온 또는 턴 오프되어 상기 인덕터(L)로부터 출력되는 전압을 차단 또는 상기 출력커패시터(Cout)로 인가한다.The switch transistor SW is connected to the inductor L and the controller 231, and is turned on or off by the controller 231 to block a voltage output from the inductor L or the output capacitor. Apply to (Cout).

상기 과전압 보호회로(240)는, 과전압 판단부(241) 및 제어부(242)로 구성되고, 상기 PFC단(230)의 컨트롤러(231) 및 출력전압분배부(233)와 연결되며, 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우 상기 컨트롤러(231)를 제어하여 상기 스위치 트랜지스터(SW)가 턴 온 되도록 함으로써 상기 전원공급장치(200)를 보호한다.The overvoltage protection circuit 240 includes an overvoltage determiner 241 and a controller 242, and is connected to the controller 231 and the output voltage divider 233 of the PFC stage 230, and the output voltage. When overvoltage occurs in Vout, the controller 231 is controlled to protect the power supply device 200 by turning on the switch transistor SW.

여기서, 상기 과전압 판단부(241)는 제1 내지 제3 저항(R1, R2, R3), 제1 커패시터(C1) 및 비교기(243)로 구성되고, 상기 출력전압분배부(233)와 연결되며, 상기 출력전압분배부(233)에 의해 분배된 출력전압(Vout)이 상기 비교기(243)의 비반전신호입력단(+)으로 인가되고, 상기 PFC단(231)의 구동전원(Vcc)은 상기 제1 내지 제3 저항(R1, R2, R3)을 통해 분배되어 반전신호입력단(-)으로 인가된다. The overvoltage determiner 241 includes first to third resistors R1, R2, and R3, a first capacitor C1, and a comparator 243, and is connected to the output voltage divider 233. The output voltage Vout distributed by the output voltage divider 233 is applied to the non-inverting signal input terminal (+) of the comparator 243, and the driving power supply Vcc of the PFC terminal 231 is It is distributed through the first to third resistors R1, R2, and R3 and applied to the inverting signal input terminal (-).

이때, 상기 비교기(243)의 비반전신호입력단(+)으로 인가된 출력전압(Vout)이 반전신호입력단(-)으로 인가된 구동전압보다 클 경우 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생된 것으로 판단하여 상기 제3 다이오드(D3)를 통해 제어부(242)로 하이레벨의 신호를 출력한다.At this time, when the output voltage Vout applied to the non-inverting signal input terminal (+) of the comparator 243 is greater than the driving voltage applied to the inverting signal input terminal (-), an overvoltage is generated in the output voltage Vout. The control unit 242 outputs a high level signal to the controller 242 through the third diode D3.

상기 과전압 보호회로(240)의 제어부(242)는, 제1 및 제2 트랜지스터(Q1, Q2), 제4 내지 제6 저항(R4, R5, R6), 제2와 제3 커패시터(C2, C3)로 구성되고, 상기 제3 다이오드(D3) 및 컨트롤러(231)와 연결되며, 상기 제3 다이오드(D3)를 통해 과전압 판단부(241)로부터 로우레벨의 신호가 인가될 경우 상기 제1 및 제2 트랜지스터(Q1, Q2)는 턴 오프되어 상기 컨트롤러(231)에 상기 구동전원(Vcc)을 인가하고, 상기 과전압 판단부(241)로부터 하이레벨의 신호가 인가될 경우 상기 제1 트랜지스터(Q1)는 턴 온되어 상기 컨트롤러(231)로 인가되는 구동전원(Vcc)을 접지시킴으로써, 상기 컨트롤러(231)의 동작을 정지시킨다.The controller 242 of the overvoltage protection circuit 240 includes first and second transistors Q1 and Q2, fourth through sixth resistors R4, R5, and R6, and second and third capacitors C2 and C3. And a low level signal from the overvoltage determiner 241 through the third diode D3 and the third diode D3 and the controller 231. When the two transistors Q1 and Q2 are turned off to apply the driving power supply Vcc to the controller 231, and a high level signal is applied from the overvoltage determiner 241, the first transistor Q1 is applied. Is turned on to stop the operation of the controller 231 by grounding the driving power source Vcc applied to the controller 231.

이때, 상기 제1 트랜지스터(Q1)는, 이미터가 병렬연결된 제5 저항(R5) 및 제2 커패시터(C2)의 일단과 연결되고, 베이스가 상기 제5 저항(R5) 및 제2 커패시터(C2)의 타단과 연결되며, 컬렉터가 상기 과전압 판단부(241)와 연결된다.In this case, the first transistor Q1 is connected to one end of a fifth resistor R5 and a second capacitor C2 having emitters connected in parallel, and a base is connected to the fifth resistor R5 and the second capacitor C2. And the collector is connected to the overvoltage determiner 241.

또한, 상기 제2 트랜지스터(Q2)는, 이미터가 접지단자와 연결되고 베이스가 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터와 연결되며, 컬렉터가 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결된다.In addition, the second transistor Q2 has an emitter connected to a ground terminal, a base connected to a collector of the first transistor Q1, and a collector connected to a base of the first transistor Q1.

또한, 상기 제어부(242)는, 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 이미터와 상기 컨트롤러(231)의 구동전원(Vcc)을 연결하는 제4 저항(R4) 및 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스와 접지단자 사이에 병렬연결된 제6 저항 및 제3 커패시터(C3)를 포함한다.In addition, the controller 242 may include a fourth resistor R4 and a base of the second transistor Q2 connecting the emitter of the first transistor Q1 and the driving power supply Vcc of the controller 231. And a sixth resistor and a third capacitor C3 connected in parallel between the ground terminal and the ground terminal.

그럼, 이하 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치(200)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.Next, the operation of the power supply device 200 including the overvoltage protection circuit according to the present invention will be described in detail.

상기 정류부(220)는 외부로부터 인가되는 AC성분의 교류입력전압(vin)을 전원공급부(210)를 통해 인가받아 DC성분의 입력전압(Vin)으로 정류하여 상기 PFC단(230)에 인가한다.The rectifier 220 receives an AC input voltage vin of an AC component applied from the outside through the power supply 210 and rectifies the input voltage Vin of the DC component to the PFC terminal 230.

상기 PFC단(230)은 상기 정류부(210)로부터 인가되는 입력전압(Vin)을 상기 제1 다이오드(D1)을 통해 출력커패시터(Cout)에 축적시키고, 상기 인덕터(L)에 축적된 전압을 제2 다이오드(D2)를 통해 상기 출력커패시터(Cout)에 축적시킴으로써, 상기 입력전압(Vin)을 부스트 업시켜 출력전압(Vout)을 출력하게 된다.The PFC stage 230 accumulates the input voltage Vin applied from the rectifier 210 in the output capacitor Cout through the first diode D1 and stores the voltage accumulated in the inductor L. By accumulating in the output capacitor Cout through the two diodes D2, the input voltage Vin is boosted to output the output voltage Vout.

이때, 상기 컨트롤러(231)는 상기 입력전압분배부(232)를 통해 분배된 입력전압(Vin)을 입력전압 감지단자(Vins)로 인가받아 상기 분배된 전압이 사전에 설정된 전압보다 높은 전압일 경우 상기 스위치 트랜지스터(SW)를 턴 온시켜 상기 인덕터(L)를 통해 출력되는 전압을 접지시킴으로써, 상기 출력전압(Vout)이 일정한 전압으로 유지되도록 제어한다.In this case, the controller 231 receives an input voltage Vin distributed through the input voltage divider 232 as an input voltage sensing terminal Vin, and the divided voltage is higher than a preset voltage. By turning on the switch transistor SW to ground the voltage output through the inductor L, the output voltage Vout is controlled to be maintained at a constant voltage.

또한, 상기 컨트롤러(231)는 상기 출력전압분배부(233)를 통해 분배된 출력전압(Vout)을 출력전압 감지단자(Vsense)로 인가받아 상기 분배되어 인가된 출력전압(Vout)이 사전에 설정된 전압보다 높은 전압일 경우 상기 스위치 트랜지스터(SW)를 턴 온시켜 상기 인덕터(L)를 통해 출력되는 전압을 접지시킴으로써, 상기 출력전압(Vout)이 일정한 전압으로 유지되도록 제어한다.In addition, the controller 231 receives the output voltage Vout distributed through the output voltage divider 233 as an output voltage sensing terminal Vsense, and the divided output voltage Vout is set in advance. When the voltage is higher than the voltage, the switch transistor SW is turned on to ground the voltage output through the inductor L, thereby controlling the output voltage Vout to be maintained at a constant voltage.

만약, 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우, 상기 비교기(243)의 비반전신호입력단(+)으로 인가되는 전압은 반전신호입력단(-)으로 인가되는 분배전압보다 큰 전압이 인가되므로, 상기 비교기(243)는 하이레벨의 신호를 출력하게 된 다.If an overvoltage occurs in the output voltage Vout, the voltage applied to the non-inverting signal input terminal (+) of the comparator 243 is greater than the divided voltage applied to the inverting signal input terminal (-). The comparator 243 outputs a high level signal.

그러면, 상기 제어부(242)의 제2 트랜지스터(Q2)는 제3 다이오드(D3)를 통해 상기 하이레벨의 신호를 인가받아 턴 온 됨으로써, 상기 컨트롤러(231)로 인가되는 구동전원(Vcc)을 접지시킨다.Then, the second transistor Q2 of the controller 242 is turned on by receiving the high level signal through the third diode D3 to ground the driving power Vcc applied to the controller 231. Let's do it.

이로 인해, 상기 컨트롤러(231)는 상기 구동전원(Vcc)을 인가받지 못하여 동작을 멈추게 되고, 이에 따라 상기 스위치 트랜지스터(SW)는 턴 온되어 상기 인덕터(L)로부터 출력되는 전압을 접지시킨다.As a result, the controller 231 does not receive the driving power supply Vcc and stops its operation. Accordingly, the switch transistor SW is turned on to ground the voltage output from the inductor L.

상기와 같이 과전압이 발생될 경우, 상기 과전압 보호회로(240)는 상기 컨트롤러(231)의 구동전원(Vcc)을 차단하여 스위치 트랜지스터(SW)가 턴 온 되도록 함으로써, 상기 과전압에 의해 출력전압(Vout)이 상승되는 것을 차단한다.When the overvoltage is generated as described above, the overvoltage protection circuit 240 cuts the driving power Vcc of the controller 231 to turn on the switch transistor SW, thereby outputting the output voltage Vout by the overvoltage. ) To prevent it from rising.

만약, 과전압이 발생되지 않고 정상상태의 출력전압(Vout)이 출력되면, 상기 과전압 판단부(241)의 비교기(243)는 로우레벨의 신호를 출력하며, 이때 상기 제어부(242)의 제2 트랜지스터(Q2)는 턴 오프되므로, 상기 컨트롤러(231)는 구동전원(Vcc)을 인가받게 되고, 이에 따라, 상기 전원공급장치(200)는 정상적으로 동작하게 된다.If the overvoltage is not generated and the output voltage Vout in the steady state is output, the comparator 243 of the overvoltage determiner 241 outputs a low level signal, and at this time, the second transistor of the controller 242. Since Q2 is turned off, the controller 231 receives the driving power Vcc, and accordingly, the power supply device 200 operates normally.

그러면, 다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 제2 실시예의 구성 중 제1 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제2 실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3. However, the description of the same parts as those of the first embodiment of the configuration of the second embodiment will be omitted, and only the configuration that is different from the second embodiment will be described in detail.

실시예 2Example 2

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a power supply device having an overvoltage protection circuit according to a second embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치(300)는, 크게 정류부(320), PFC단(330) 및 과전압 보호회로(340)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the power supply device 300 including the overvoltage protection circuit according to the second embodiment of the present invention is largely divided into a rectifier 320, a PFC stage 330, and an overvoltage protection circuit 340. It is composed.

과전압 보호회로(340)는, 과전압 판단부(341) 및 제어부(342)로 구성되고, 상기 컨트롤러(331) 및 출력전압분배부(333)와 연결되며, 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우 상기 컨트롤러(331)의 구동전원(Vcc)을 차단시킨다.The overvoltage protection circuit 340 includes an overvoltage determiner 341 and a controller 342, is connected to the controller 331 and the output voltage divider 333, and an overvoltage is generated in the output voltage Vout. If so, the drive power (Vcc) of the controller 331 is cut off.

여기서, 상기 과전압 판단부(341)는 상기 출력전압분배부(333)와 연결된 제1 저항(R1), 애노드가 상기 제1 저항(R1)과 연결된 제3 다이오드(D3), 캐소드가 상기 제3 다이오드(D3)의 캐소드와 연결된 정격다이오드(ZD1)로 구성된다.The overvoltage determiner 341 may include a first resistor R1 connected to the output voltage divider 333, a third diode D3 connected to an anode of the first resistor R1, and a cathode connected to the third resistor D1. It consists of a rated diode (ZD1) connected to the cathode of the diode (D3).

또한, 상기 과전압 보호회로(340)의 제어부(342)는 앞서 설명한 제1 실시예의 제어부(도 2의 도면부호 242 참조)와 동일한 구조로 구성된다.In addition, the control unit 342 of the overvoltage protection circuit 340 has the same structure as the control unit (see reference numeral 242 in FIG. 2) of the first embodiment described above.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치(300)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the power supply device 300 including the overvoltage protection circuit according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.

상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우, 상기 출력전압분배부(333)에 의해 분배된 출력전압(Vout)은 상기 제1 저항(R1)을 통해 인가되고, 상기 정격다이오드(ZD1)는 상기 제1 저항(R1) 및 제3 다이오드(D3)를 통해 인가되는 출력전압(Vout)에 의해 도통된다.When overvoltage occurs in the output voltage Vout, the output voltage Vout distributed by the output voltage divider 333 is applied through the first resistor R1, and the rated diode ZD1 is It is conducted by the output voltage Vout applied through the first resistor R1 and the third diode D3.

상기 제2 트랜지스터(Q2)는 상기 정격다이오드(ZD1)를 통해 인가되는 출력전압(Vout)에 의해 턴 온 되어 상기 컨트롤러(331)로 인가되는 구동전원(Vcc)을 접지시킨다.The second transistor Q2 is turned on by the output voltage Vout applied through the rated diode ZD1 to ground the driving power supply Vcc applied to the controller 331.

이로 인해, 상기 컨트롤러(331)는 구동전원(Vcc)을 인가받지 못하여 동작을 멈추게되고, 이에 따라 상기 스위치 트랜지스터(SW)는 턴 온되어 상기 인덕터(L)로부터 출력되는 전압을 접지시킴으로써, 상기 출력전압(Vout)의 상승을 차단하게 된다.As a result, the controller 331 does not receive the driving power supply Vcc and stops its operation. Accordingly, the switch transistor SW is turned on to ground the voltage output from the inductor L, thereby outputting the output. The increase of the voltage Vout is blocked.

만약, 과전압이 발생되지 않고 정상상태의 출력전압(Vout)이 인가되면, 상기 정격다이오드(ZD1)는 차단되어 상기 제2 트랜지스터(Q2)가 오프되며, 이에 따라 상기 컨트롤러(331)는 구동전원(Vcc)을 인가받아 동작함으로써, 상기 전원공급장치(300)는 정상적으로 동작하게 된다.If the overvoltage is not generated and the output voltage Vout in the steady state is applied, the rated diode ZD1 is cut off and the second transistor Q2 is turned off. By operating under the application of Vcc), the power supply device 300 operates normally.

그 다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 제3 실시예의 구성 중 제1 및 제2 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제3 실시예에서 달라지는 구성에 대해서만 상술하기로 한다.Next, a third embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5. However, the description of the same parts as those of the first and second embodiments of the configuration of the third embodiment will be omitted, and only the configuration different from the third embodiment will be described in detail.

실시예 3Example 3

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 회로도이며, 도 5는 도 4의 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치의 출력전압(Vout)의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply device having an overvoltage protection circuit according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a change in output voltage Vout of the power supply device having an overvoltage protection circuit of FIG. It is a graph.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 과전압 보호회로(300)는, 정류부(420), PFC단(430) 및 과전압 보호회로(440)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the overvoltage protection circuit 300 according to the third embodiment of the present invention includes a rectifier 420, a PFC stage 430, and an overvoltage protection circuit 440.

상기 과전압 보호회로(440)는, 과전압 판단부(441) 및 제어부(442)로 구성되고, 상기 컨트롤러(431) 및 출력전압분배부(433)와 연결되며, 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우 상기 컨트롤러(331)의 구동전원(Vcc)을 차단시킨다.The overvoltage protection circuit 440 includes an overvoltage determiner 441 and a controller 442, is connected to the controller 431 and the output voltage divider 433, and an overvoltage is applied to the output voltage Vout. When generated, the driving power source Vcc of the controller 331 is cut off.

상기 과전압 판단부(441)는 상기 출력전압분배부(443)와 연결된 제1 저항(R1), 캐소드가 상기 제1 저항(R1)과 연결된 정격다이오드(ZD1) 및 상기 정격다이오드(ZD1)의 애노드와 연결된 커패시터(C1)로 구성되고, 상기 컨트롤러(431) 및 출력전압분배부(443)와 연결되며, 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우 상기 정격다이오드(ZD1)가 도통된다.The overvoltage determiner 441 includes a first resistor R1 connected to the output voltage divider 443, a cathode of the rated diode ZD1 connected to the first resistor R1, and an anode of the rated diode ZD1. And a capacitor C1 connected to the controller 431. The capacitor C1 is connected to the controller 431 and the output voltage distribution unit 443. When the overvoltage occurs in the output voltage Vout, the rated diode ZD1 is conducted.

또한, 상기 제어부(442)는, 게이트가 상기 정격다이오드(ZD1)와 커패시터(C4)의 접점과 연결되고 애노드가 상기 컨트롤러(431)의 입력전압 감지단자(Vins)와 입력전압분배부(432)의 접점과 연결되며 캐소드가 접지단자와 연결된 스위칭 다이오드(ZD2)로 구성되고, 상기 컨트롤러(431) 및 입력전압분배부(432)와 연결되며, 상기 과전압 판단부(441)로부터 인가된 신호에 의해 도통되어 상기 컨트 롤러(431)의 입력전압 감지단자(Vins)로 분배되어 인가되는 입력전압(Vin)을 접지시킨다.In addition, the control unit 442, the gate is connected to the contact of the rated diode (ZD1) and the capacitor (C4), the anode of the input voltage sensing terminal (Vins) and the input voltage distribution unit 432 of the controller 431. A switching diode ZD2 connected to a contact point of the cathode and a cathode connected to the ground terminal, connected to the controller 431 and the input voltage divider 432, and applied by a signal applied from the overvoltage determiner 441. It is connected to the input voltage sensing terminal (Vins) of the controller 431 is applied to ground the input voltage (Vin) applied.

상기와 같이 실시예 3의 전원공급장치(400)는, 과전압 보호회로(440)를 제1 저항(R1), 정격다이오드(ZD1), 커패시터(C1) 및 스위칭 다이오드(ZD2)만으로 구성함으로써 전원공급장치(400)의 사이즈(size)를 줄일 수 있는 이점을 갖는다.As described above, the power supply device 400 of the third embodiment is configured to supply power by configuring the overvoltage protection circuit 440 only with the first resistor R1, the rated diode ZD1, the capacitor C1, and the switching diode ZD2. This has the advantage of reducing the size of the device 400.

이하, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치(400)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the power supply device 400 including the overvoltage protection circuit according to the present invention will be described in detail.

만약, 상기 출력전압(Vout)에 과전압이 발생될 경우, 상기 정격다이오드(ZD1)는 상기 제1 저항(R1)을 통해 인가된 출력전압(Vout)에 의해 도통된다.If overvoltage occurs in the output voltage Vout, the rated diode ZD1 is conducted by the output voltage Vout applied through the first resistor R1.

상기 스위칭 다이오드(ZD2)는, 상기 도통된 정격다이오드(ZD1)에 의해 턴 온되고, 이에 따라 상기 컨트롤러(431)의 입력전압 감지단자(Vins)에 인가되는 출력전압(Vout)은 접지된다.The switching diode ZD2 is turned on by the conductive rated diode ZD1, and thus the output voltage Vout applied to the input voltage sensing terminal Vins of the controller 431 is grounded.

따라서, 상기 컨트롤러(431)는 과전압이 발생되었음을 판단한 후 상기 스위치 트랜지스터(SW)에 턴 온 신호를 인가한다. 상기 신호에 의해 턴 온된 스위치 트랜지스터(SW)는 상기 인덕터(L)로부터 출력되는 전압을 접지시켜 출력전압(Vout)의 상승을 차단한다.Therefore, the controller 431 determines that an overvoltage has occurred and applies a turn on signal to the switch transistor SW. The switch transistor SW turned on by the signal cuts off the output voltage Vout by grounding the voltage output from the inductor L.

만약, 과전압이 발생되지 않고 정상상태의 출력전압(Vout)이 인가되면, 상기 정격다이오드(ZD1)는 차단되고 상기 차단된 정격다이오드(ZD1)에 의해 상기 스위칭 다이오드(ZD2) 역시 차단되어, 이로 인해 상기 컨트롤러(431)는 분배된 입력전 압(Vin)을 인가받아 동작함으로써 상기 전원공급장치(430)는 정상적으로 동작하게 된다.If an overvoltage is not generated and a normal output voltage Vout is applied, the rated diode ZD1 is cut off and the switching diode ZD2 is also cut off by the blocked rated diode ZD1. The controller 431 is operated by receiving the divided input voltage Vin to operate the power supply 430 normally.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 도 4의 상기 전원공급장치(400)에 380V의 출력전압(Vout)이 공급되던 중에 'A'시점에서 과전압이 발생될 경우, 상기 과전압 보호회로(440)의 정격다이오드(ZD1) 및 스위칭 다이오드(ZD2)는 도통되며, 이에 따라 상기 컨트롤러(431)가 스위치 트랜지스터(SW)를 턴 온시켜 488V에서 차단되도록 한다. 이는 도시하지는 않았지만 종래 744V까지 상승하다 차단되는 것과 비교하여 볼때, 현저히 낮은 전압에서 차단되는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 보다 효과적으로 전원공급장치(400)를 보호할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, when an overvoltage is generated at the time 'A' while the output voltage Vout of 380V is supplied to the power supply device 400 of FIG. 4, the overvoltage protection circuit 440. The rated diode ZD1 and the switching diode ZD2 are conducted so that the controller 431 turns on the switch transistor SW to be cut off at 488V. Although not shown, when compared to the conventional 744V up and off, it can be seen that the cut off at a significantly lower voltage, thereby protecting the power supply 400 more effectively.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, but various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치 는, 과전압 보호회로를 과전압 판단부와 제어부로 구성함으로써 출력전압에 과전압이 발생될 경우 PFC단의 컨트롤러를 제어함으로써 과전압을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the power supply device having the overvoltage protection circuit according to the present invention comprises the overvoltage protection circuit as an overvoltage determining unit and a control unit to prevent overvoltage by controlling the controller of the PFC stage when overvoltage occurs in the output voltage. It can work.

또한, 상기 전원공급장치는, 과전압 판단부와 제어부를 전압분배부에 의해 분배된 출력전압을 사용하여 과전압의 발생여부를 판단함으로써 소자가 단락되는 것을 방지하여 새로운 소자의 교체없이 지속적으로 사용 가능한 효과가 있다.In addition, the power supply device, by using the output voltage distributed by the voltage divider and the over-voltage determination unit and the control unit to determine the occurrence of the overvoltage by preventing the short circuit of the device can be used continuously without replacement of a new device There is.

Claims (12)

외부로부터 교류전압을 인가받아 DC성분의 입력전압으로 정류시키는 정류부;Rectifying unit for receiving the AC voltage from the outside to rectify the input voltage of the DC component; 컨트롤러, 스위치 트랜지스터, 입력 및 출력전압분배부를 포함하고, 상기 정류부와 연결되며, 상기 정류부로부터 인가되는 입력전압을 부스트 업시키는 PFC단;A PFC stage including a controller, a switch transistor, an input and an output voltage divider, connected to the rectifier, and boosting an input voltage applied from the rectifier; 상기 PFC단과 연결되고, 상기 PFC단으로부터 출력되는 출력전압에 과전압이 발생될 경우 상기 과전압을 차단하여 회로를 보호하는 과전압 보호회로;를 포함하고,And an overvoltage protection circuit connected to the PFC stage and protecting the circuit by blocking the overvoltage when an overvoltage is generated in an output voltage output from the PFC stage. 상기 과전압 보호회로는, The overvoltage protection circuit, 상기 PFC단의 출력전압분배부와 연결되고, 상기 출력전압분배부에 의해 분배된 출력전압을 인가받아 상기 출력전압에 과전압이 발생되는지 여부를 판단하는 과전압 판단부; 및An overvoltage determiner connected to the output voltage divider of the PFC stage and receiving an output voltage distributed by the output voltage divider to determine whether an overvoltage is generated in the output voltage; And 상기 과전압 판단부와 연결되고, 상기 과전압 판단부로부터 인가되는 신호에 의해 상기 PFC단의 컨트롤러를 제어하는 제어부;A control unit connected to the overvoltage determination unit and controlling a controller of the PFC stage by a signal applied from the overvoltage determination unit; 를 포함하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.Power supply having an overvoltage protection circuit comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 과전압 판단부는, 상기 출력전압분배부에 의해 분배된 출력전압을 비반전신호입력단으로 인가받고, 상기 컨트롤러의 구동전원을 분배하여 반전신호입력단으로 인가받는 비교기인 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장 치.The overvoltage determining unit is an overvoltage protection circuit, characterized in that the comparator receives the output voltage distributed by the output voltage divider to the non-inverting signal input terminal, distributes the driving power of the controller and is applied to the inverting signal input terminal. One power supply. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 과전압 판단부는 비반전신호입력단으로 인가되는 전압이 반전신호입력단으로 인가되는 전압보다 클 경우 하이레벨의 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And the overvoltage determiner outputs a high level signal when the voltage applied to the non-inverting signal input terminal is greater than the voltage applied to the inverting signal input terminal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 과전압 판단부는,The overvoltage determination unit, 상기 PFC단의 전압분배부와 연결된 제1 저항;A first resistor connected to the voltage divider of the PFC stage; 애노드가 상기 제1 저항과 연결된 다이오드; 및A diode having an anode connected to the first resistor; And 캐소드가 상기 다이오드의 캐소드와 연결되고, 애노드가 상기 제어부와 연결된 제1 정격다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And a cathode connected to the cathode of the diode, and an anode connected to the control unit, the first rated diode being connected to the cathode of the diode. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 과전압 판단부는, 상기 출력전압에 과전압이 발생될 경우 상기 제1 정격다이오드를 도통시켜 일정신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And the overvoltage determiner is configured to conduct the first rated diode and output a predetermined signal when an overvoltage occurs in the output voltage. 제3항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 3 or 5, 상기 제어부는,The control unit, 이미터가 병렬연결된 제2 저항 및 제1 커패시터의 일단과 연결되고, 베이스가 상기 제2 저항 및 제1 커패시터의 타단과 연결되며, 컬렉터가 상기 과전압 판단부와 연결된 제1 트랜지스터;A first transistor having an emitter connected to one end of a second resistor and a first capacitor connected in parallel, a base connected to the other end of the second resistor and a first capacitor, and a collector connected to the overvoltage determiner; 상기 제1 트랜지스터의 이미터와 상기 컨트롤러의 구동전원을 연결하는 제3 저항;A third resistor connecting the emitter of the first transistor and the driving power of the controller; 이미터가 접지단자와 연결되고, 베이스가 상기 제1 트랜지스터의 컬렉터와 연결되며, 컬렉터가 상기 제1 트랜지스터의 베이스에 연결된 제2 트랜지스터; 및A second transistor having an emitter connected to a ground terminal, a base connected to a collector of the first transistor, and a collector connected to a base of the first transistor; And 상기 제2 트랜지스터의 베이스와 접지단자 사이에 병렬연결된 제4 저항 및 제2 커패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And a fourth resistor and a second capacitor connected in parallel between the base and the ground terminal of the second transistor. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제어부는 상기 과전압 판단부로부터 인가된 신호에 의해 상기 제2 트랜지스터를 턴 온시켜 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And the control unit controls the controller by turning on the second transistor according to a signal applied from the overvoltage determining unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 과전압 판단부는, The overvoltage determination unit, 상기 PFC단의 출력전압분배부와 연결된 제5 저항 및 캐소드가 상기 제5 저항과 연결된 제2 정격다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And a fifth resistor and a cathode connected to the output voltage divider of the PFC stage, and a second rated diode connected to the fifth resistor. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 과전압 판단부는 일단은 상기 제2 정격다이오드의 애노드와 연결되고, 타단은 접지단자와 연결된 제3 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And the overvoltage determiner further comprises a third capacitor connected to an anode of the second rated diode and the other end connected to a ground terminal. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 과전압 판단부는 상기 출력전압에 과전압이 발생될 경우 상기 제2 정격다이오드를 도통시켜 일정신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And the overvoltage determiner is configured to conduct the second rated diode and output a predetermined signal when an overvoltage occurs in the output voltage. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제어부는, 게이트가 상기 제2 정격다이오드의 애노드와 연결되고, 애노드가 상기 PFC단의 컨트롤러의 입력전압 감지단자와 연결되며, 캐소드가 접지단자와 연결된 스위칭 다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.The control unit, the overvoltage protection circuit characterized in that the gate is connected to the anode of the second rated diode, the anode is connected to the input voltage sensing terminal of the controller of the PFC stage, the cathode is made of a switching diode connected to the ground terminal. Power supply having a. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제어부는 상기 과전압 판단부로부터 인가된 일정신호에 의해 상기 스위칭 다이오드를 턴 온시켜 상기 컨트롤러를 제어하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로를 구비한 전원공급장치.And the control unit controls the controller by turning on the switching diode according to a predetermined signal applied from the overvoltage determining unit.
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