KR101490872B1 - 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로에 관한 것으로, 캐소드단이 필터부를 거친 제1 출력 선로와 연결된 상태에서 제1 출력 선로에 과전압이 발생되어 제1 출력 선로의 전압이 제너 전압보다 높을 때 도통되는 제너 다이오드와, 일단이 상기 제너 다이오드의 애노드단에 연결된 제1 저항과 일단이 제1 저항의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제2 저항을 구비하여 제너 다이오드의 애노드단을 통해 출력된 전압을 제1 저항과 제2 저항 비로 분압하는 분압 수단, 일단이 제2 출력 선로와 연결된 상태에서 제2 출력 선로로부터 유입되는 전류를 제한하는 전류 제한 수단, 일단이 상기 전류 제한 수단의 출력 단자에 연결된 저항으로서 과전압 보호가 된 다음 전원이 껏다 켜졌을 때 과전압이 발생되기 이전의 상태로 회로를 복구시키는 래치 모드와 과전압 보호가 된 다음 과전압 원인이 사라진 이후에 과전압이 발생되기 이전의 상태로 회로를 복구시키는 자동 복귀 모드 중 어느 한 개의 모드를 결정하는 모드 결정 수단, 및 상기 분압 수단으로부터 출력된 전압이 문턱 전압을 넘어섰을 때 컬렉터 단자를 접지(GND) 단자와 연결된 이미터(Emitter) 단자와 스위치 온(On) 시키는 제1 스위칭 수단을 구비한다. 또한, 본 발명은 베이스 단자가 제1 스위칭 수단의 컬렉터 단자에 연결되고 이미터 단자가 모드 결정 수단의 출력 단자에 연결되며 컬렉터 단자가 제2 저항의 일단에 연결되어 제1 스위칭 수단이 스위치 온(On)되어 베이스 단자의 전압이 문턱 전압보다 작을 때 스위치 온(On)되는 제2 스위칭 수단과, 상기 제2 스위칭 수단의 이미터 단자와 베이스 단자 사이에 연결되어 제2 스위칭 수단의 이미터 단자와 베이스 단자가 쇼트(Short)됨을 방지하는 쇼트 방지 수단, 및 일단이 제2 출력 선로와 연결되고 타단이 모드 결정 수단의 일단에 연결되어 제1 출력 선로로부터 과전압이 발생되어 제1 스위칭 수단과 제2 스위칭 수단이 스위치 온(On) 되었을 때 듀티비(Duty)를 조절함으로서 출력 전압을 조절하는 IC로 제어 신호를 전달하는 피드백 수단을 더 포함한다.
Description
본 발명은 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 과전압이 입력되었을 때 입력된 과전압을 설정된 전압으로 낮춰 전원이 공급되는 외부 기기를 보호하고 한 가지 회로로 래치 모드 또는 자동 복귀 모드를 선택적으로 사용할 수 있는 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로에 관한 것이다.
일반적으로 스위치 모드 파워 서플라이(Switched-Mode Power Supply : SMPS)는 전력용 트랜지스터 등 반도체 소자를 스위치로 사용하여 직류 입력 전압을 일단 구형파 형태의 전압으로 변환한 다음, 필터를 통하여 제어된 직류 출력 전압을 얻는 장치이다.
이때, 직류 출력 전압의 제어는 스위치의 ON, OFF 기간을 제어함으로써 이루어진다.
상기 SMPS의 동작은 직류(입력)에서 직류(출력)로의 변환(DC-DC Conversion)을 기본으로 하고 있으므로 SMPS를 DC-DC 컨버터(DC-DC Converter)라고 부르기도 한다.
한편, 상기 SMPS에는 출력단에 연결되는 부하(예를 들면, 가전기기, 산업 기기 등)의 오동작 및 파손을 방지하기 위하여 과전압 보호 회로가 갖추어지는데, 상기 기존의 과전압 보호 회로는 도면 5에 도시한 래치 모드로 작동되는 과전압 보호 회로와 도면 6에 도시한 클램프 모드로 작동되는 과전압 보호 회로가 있는데, 모두 자동 복귀가 불가능한 단점이 있었다.
여기서, 상기 래치 모드란 과전압 보호 회로가 동작되어 과전압이 설정된 전압으로 낮아지면, 과전압 원인을 제거 한 다음, 입력 전원을 껏다 켜야 지 정상 상태로 복귀되는 모드로서 과전압 보호 회로 동작 후 반드시 입력된 전원을 껏다 켜야 한다.
상기 기존의 래치 모드로 작동되는 과전압 보호 회로는 도면 5에 도시한 바와 같이, 출력 전압이 제너 다이오드(101)의 제너 전압 보다 높아지면, 제너 다이오드(101)가 도통되고, 제1 저항(103)과 제2 저항(105) 및 접지(GND) 경로로 도통 전류가 흐른다.
이때, 상기 제1 저항(103)과 제2 저항(105)에 의해서 분압된 전압이 사이리스터(107)(SCR)의 게이트 전압보다 클 경우 사이리스터(107)가 온(On) 상태로 변화되고 제3 저항(109)과 사이리스터(107) 및 접지 경로로 전류가 흐른다.
이때, 상기 사이리스터(107)는 애노드와 캐소드 사이의 전류가 도통되면, 애노드 전압을 '0'으로 하지 않으면 오프(Off)되지 않는 특성에 의해 래치 되는 특성이 있으므로 도면 5에 도시된 과전압 보호 회로는 래치 모드로 동작한다.
한편, 상기 기존의 클램프 모드로 작동되는 과전압 보호 회로는 도면 6에 도시한 바와 같이, 출력 전압이 제너 다이오드(111)의 제너 전압 보다 높아지면, 제너 다이오드(111)가 도통되어 제4 저항(113)과 접지 경로로 전류가 흐르는데, 이때, 출력 전압은 제너 전압으로 클램프(Clamp)되어 클램프 모드로 작동된다.
하지만, 상기 회로들은 모두 자동 복귀가 불가능하고, 자동 복귀 모드를 구현하면, 래치 모드의 구현이 불가능하다는 문제점이 있었다.
본 발명의 선행 기술로는 특허 공개 번호 10-2012-0058729호의 "과전압 보호 장치"가 있는데, 상기 과전압 보호 장치는 회로부 및 상기 회로부가 실장되는 하우징을 포함하는 과전압 보호 장치로서, 상기 회로부는 메인 회로의 전원선에 병렬 연결되어 직류 전원 전압이 입력되는 입력단 및 접지 출력단과, 상기 입력단에 애노드 전극이 연결되고 상기 출력단에 캐소드 전극이 연결되는 사이리스터, 상기 입력단 및 애노드 전극 사이의 제1 노드와 출력단 및 캐소드 전극 사이의 제2 노드를 연결하는 제1·2 저항, 상기 제1 노드 및 애노드 전극 사이의 제3 노드에 컬렉터 전극이 연결되고 상기 제1·2 저항 사이의 제4 노드에 베이스 전극이 연결되며 사이리스터의 게이트 전극에 이미터 전극이 연결되는 트랜지스터, 상기 제3 노드 및 컬렉터 전극 사이에 연결되는 제3 저항, 상기 제4 노드 및 베이스 전극 사이에 연결된 제너 다이오드를 포함하고, 상기 하우징은 회로부가 절연 실장되는 만입 공간을 제공하며, 외부로 접지되어 출력단이 연결되는 전도성의 케이스와, 상기 입력단이 연결되고 만입 공간으로부터 외부 돌출된 제1 핀을 더 포함한다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 과전압이 입력되었을 때 입력된 과전압을 설정된 전압으로 낮춰 전원이 공급되는 외부 기기를 보호할 수 있는 래치 모드 또는 자동 복귀 모드가 갖추어진 과전압 보호 회로를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 과전압 보호 회로 구현시 한 가지 회로로 래치 모드와 자동 복귀 모드를 동시에 구현할 수 있는 발명을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 캐소드단이 필터부를 거친 제1 출력 선로와 연결된 상태에서 제1 출력 선로에 과전압이 발생되어 제1 출력 선로의 전압이 제너 전압보다 높을 때 도통되는 제너 다이오드와, 일단이 상기 제너 다이오드의 애노드단에 연결된 제1 저항과 일단이 제1 저항의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제2 저항을 구비하여 제너 다이오드의 애노드단을 통해 출력된 전압을 제1 저항과 제2 저항 비로 분압하는 분압 수단, 일단이 필터부의 입력단에 연결된 제2 출력 선로와 연결된 상태에서 제2 출력 선로로부터 유입되는 전류를 제한하는 전류 제한 수단, 일단이 상기 전류 제한 수단의 출력 단자에 연결된 저항으로서 과전압 보호가 된 다음 전원이 껏다 켜졌을 때 과전압이 발생되기 이전의 상태로 회로를 복구시키는 래치 모드와 과전압 보호가 된 다음 과전압 원인이 사라진 이후에 과전압이 발생되기 이전의 상태로 회로를 복구시키는 자동 복귀 모드 중 어느 한 개의 모드를 결정하는 모드 결정 수단, 및 상기 분압 수단으로부터 출력된 전압이 문턱 전압을 넘어섰을 때 컬렉터 단자를 접지(GND) 단자와 연결된 이미터(Emitter) 단자와 스위치 온(On) 시키는 제1 스위칭 수단을 구비한다.
또한, 본 발명은 베이스 단자가 제1 스위칭 수단의 컬렉터 단자에 연결되고 이미터 단자가 모드 결정 수단의 출력 단자에 연결되며 컬렉터 단자가 제2 저항의 일단에 연결되어 제1 스위칭 수단이 스위치 온(On)되어 베이스 단자의 전압이 문턱 전압보다 작을 때 스위치 온(On)되는 제2 스위칭 수단과, 상기 제2 스위칭 수단의 이미터 단자와 베이스 단자 사이에 연결되어 제2 스위칭 수단의 이미터 단자와 베이스 단자가 쇼트(Short)됨을 방지하는 쇼트 방지 수단, 및 일단이 제2 출력 선로와 연결되고 타단이 모드 결정 수단의 일단에 연결되어 제1 출력 선로로부터 과전압이 발생되어 제1 스위칭 수단과 제2 스위칭 수단이 스위치 온(On) 되었을 때 듀티비(Duty)를 조절함으로서 출력 전압을 조절하는 IC로 제어 신호를 전달하는 피드백 수단을 더 포함한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로는 제1 출력 선로에 과전압이 발생되어 제너 다이오드가 도통되면 제너 다이오드로부터 출력된 전압이 분압 수단에 의해 분압되고 분압된 전압은 제1 스위칭 수단의 베이스 단자에 걸려 제1 스위칭 수단과 제2 스위칭 수단이 스위칭 온(On)되어 제2 출력 선로로부터 공급된 전류가 전류 제한 수단과, 모드 결정 수단, 제2 스위칭 수단, 제2 저항, 및 접지를 통해 빠져나간다.
한편, 상기 과정이 진행되면 제1 출력 선로에서 발생된 과전압이 설정된 전압으로 낮아지며 과전압 보호가 된 다음에 모드 결정 수단의 저항이 낮으면 제2 저항의 전압이 높기 때문에 제1 스위칭 수단과 제2 스위칭 수단이 계속적으로 스위칭 온(On)되어 제1 출력 선로의 전압을 설정된 전압으로 유지하다가 전원을 껏다 켯을 때 과전압 발생 이전 회로 상태로 복구되는 래치(Latch) 모드로 작동된다.
반면, 상기 모드 결정 수단의 저항이 높으면 제2 저항의 전압이 낮아져 제1 스위칭 수단과 제2 스위칭 수단이 스위칭 오프(Off)되어 과전압 원인이 사라졌을 때 과전압 발생 이전 회로 상태로 복귀되는 자동 복귀 모드로 작동된다.
따라서, 본 발명에 따른 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로는 과전압이 입력되었을 때 입력된 과전압을 설정된 전압으로 낮춰 전원이 공급되는 외부 기기를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 과전압 보호 회로 구현시 한 가지 회로로 래치 모드와 자동 복귀 모드를 동시에 구현할 수 있다.
도면 1과 도면 2는 본 발명의 회로도,
도면 3과 4는 본 발명이 장착된 SMPS를 도시한 도면,
도면 5는 기존의 래치 모드가 갖추어진 과전압 보호 회로를 도시한 도면,
도면 6은 기존의 클램프 모드가 갖추어진 과전압 보호 회로를 도시한 도면.
도면 3과 4는 본 발명이 장착된 SMPS를 도시한 도면,
도면 5는 기존의 래치 모드가 갖추어진 과전압 보호 회로를 도시한 도면,
도면 6은 기존의 클램프 모드가 갖추어진 과전압 보호 회로를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로는 도면 1과 도면 4에 도시한 바와 같이, 캐소드단이 필터부(2)를 거친 제1 출력 선로(1)와 연결된 상태에서 제1 출력 선로(1)에 과전압이 발생되어 제1 출력 선로(1)의 전압이 제너 전압보다 높을 때 도통되는 제너 다이오드(3)와, 일단이 상기 제너 다이오드(3)의 애노드단에 연결된 제1 저항(5)과 일단이 제1 저항(5)의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제2 저항(7)을 구비하여 제너 다이오드(3)의 애노드단을 통해 출력된 전압을 제1 저항(5)과 제2 저항(7) 비로 분압하는 분압 수단(9), 일단이 필터부(2)의 입력단에 연결된 제2 출력 선로(4)와 연결된 상태에서 제2 출력 선로(4)로부터 유입되는 전류를 제한하는 전류 제한 수단(11), 일단이 상기 전류 제한 수단(11)의 출력 단자에 연결된 저항으로서 과전압 보호가 된 다음 전원이 껏다 켜졌을 때 과전압이 발생되기 이전의 상태로 회로를 복구시키는 래치 모드와 과전압 보호가 된 다음 과전압 원인이 사라진 이후에 과전압이 발생되기 이전의 상태로 회로를 복구시키는 자동 복귀 모드 중 어느 한 개의 모드를 결정하는 모드 결정 수단(13), 및 상기 분압 수단(9)으로부터 출력된 전압이 문턱 전압을 넘어섰을 때 컬렉터 단자를 접지(GND) 단자와 연결된 이미터(Emitter) 단자와 스위치 온(On) 시키는 제1 스위칭 수단(15)을 구비한다.
또한, 본 발명은 베이스 단자가 제1 스위칭 수단(15)의 컬렉터 단자에 연결되고 이미터 단자가 모드 결정 수단(13)의 출력 단자에 연결되며 컬렉터 단자가 제2 저항(7)의 일단에 연결되어 제1 스위칭 수단(15)이 스위치 온(On)되어 베이스 단자의 전압이 문턱 전압보다 작을 때 스위치 온(On)되는 제2 스위칭 수단(17)과, 일단이 상기 제2 스위칭 수단(17)의 이미터 단자와 연결되고 타단이 제2 스위칭 수단(17)의 베이스 단자 사이에 연결되어 제2 스위칭 수단(17)의 이미터 단자와 베이스 단자가 쇼트(Short)됨을 방지하는 쇼트 방지 수단(18), 및 일단이 제2 출력 선로(4)와 연결되고 타단이 모드 결정 수단(13)의 일단에 연결되어 제1 출력 선로(1)로부터 과전압이 발생되어 제1 스위칭 수단(15)과 제2 스위칭 수단(17)이 스위치 온(On) 되었을 때 듀티비(Duty)를 조절함으로서 출력 전압을 조절하는 IC(21)로 제어 신호를 전달하는 피드백 수단(23)을 더 포함한다.
상기 구성으로 이루어진 본 발명은 제1 출력 선로(1)에 과전압이 발생되어 제너 다이오드(3)가 도통되면 제너 다이오드(3)로부터 출력된 전압이 분압 수단(9)에 의해 분압되고 분압된 전압은 제1 스위칭 수단(15)의 베이스 단자에 걸려 제1 스위칭 수단(15)과 제2 스위칭 수단(17)이 스위칭 온(On)되어 제2 출력 선로(4)로부터 공급된 전류가 전류 제한 수단(11)과, 모드 결정 수단(13), 제2 스위칭 수단(17), 제2 저항(7), 및 접지를 통해 빠져나가면서 제1 출력 선로(1)에서 발생된 과전압이 설정된 전압으로 낮아진다.
또한, 상기 과전압 보호가 된 다음에 상기 모드 결정 수단(13)의 저항이 낮으면 제2 저항(7)의 전압이 높기 때문에 제1 스위칭 수단(15)과 제2 스위칭 수단(17)이 계속적으로 스위칭 온(On)되어 제1 출력 선로(1)의 전압을 설정된 전압으로 유지하다가 전원을 껏다 켯을 때 과전압 발생 이전 회로 상태로 복구되는 래치(Latch) 모드로 작동된다.
반면, 모드 결정 수단(13)의 저항이 높으면 제2 저항(7)의 전압이 낮아져 제1 스위칭 수단(15)과 제2 스위칭 수단(17)이 스위칭 오프(Off)되어 과전압 원인이 사라졌을 때 과전압 발생 이전 회로 상태로 복구되는 자동 복귀 모드로 작동된다.
한편, 상기 래치 모드는 과전압 보호가 된 이후 제1 출력 선로(1)를 통해 출력되는 전압은 설정된 전압으로 낮아지는데, 이때, 과전압 원인을 제거한 다음, 입력 전원을 오프(Off)시켰다 온(On)시키면, 과전압 발생 이전의 상태로 복귀되는 모드이다.
예를 들어, DC 12V를 출력하는 제품의 과전압 트리거 포인트(Point)가 15V라고 가정하면, 12V를 정상적으로 출력하다가 출력 전압이 15V가 되는 순간 설정된 전압 예를 들어 약 8.5V로 강하된다.
이때, 회로가 래치 모드의 과전압 보호 회로일 경우 강하된 전압은 과전압 원인이 해제되어도, 8.5V를 지속적으로 유지하지만, 입력 전원을 껏다 키면, 12V를 출력한다.
반면, 상기 자동 복귀 모드는 과전압 보호가 된 이후 제1 출력 선로(1)를 통해 출력되는 전압은 설정된 전압으로 낮아지는데, 이때, 과전압 원인을 제거하면, 자동으로 과전압 발생 이전의 상태로 복귀되는 모드이다.
상기 쇼트 방지 수단(18)은 일단이 상기 제2 스위칭 수단(17)의 이미터 단자와 연결되고 타단이 제2 스위칭 수단(17)의 베이스 단자 사이에 연결된 제3 저항(19)이다.
또한, 상기 제2 저항(7)의 일단에는 제1 커패시터(24)의 일단이 연결되고 제1 커패시터(24)의 타단은 접지되어 제1 저항(5)으로부터 입력되는 노이즈 성분을 바이패스(bypass) 시킨다.
또, 상기 전류 제한 수단(11)은 일단이 제2 출력 선로(4)에 연결되어 저항값에 따라 전류를 제한하는 제4 저항(25)이고, 상기 제1 스위칭 수단(15)은 이미터 단자가 접지되고 컬렉터 단자가 제2 스위칭 수단(17)의 베이스 단자와 연결되며 베이스 단자가 제2 저항(7)의 일단에 연결된 NPN 트랜지스터(27)이다.
또, 상기 제2 스위칭 수단(17)은 베이스 단자가 NPN 트랜지스터(27)의 컬렉터 단자에 연결되고 컬렉터 단자가 제2 저항(7)의 일단 및 NPN 트랜지스터(27)의 베이스 단자에 연결되며 이미터 단자가 제3 저항(19)의 일단에 연결된 PNP 트랜지스터(29)이다.
상기 피드백 수단(23)은 일단이 제2 출력 선로(4)에 연결되어 포토 커플러에 갖추어진 발광 소자(31)로 유입되는 전류를 제한하는 제9 저항(55)과, 수광 소자(33)가 장착된 포토 커플러에 구비되어 애노드 단자가 상기 제9 저항(55)의 타단에 연결되고 캐소드 단자가 모드 결정 수단(13)의 일단에 연결되어 NPN 트랜지스터(27)와 PNP 트랜지스터(29)가 스위치 온(On) 되었을 때 점등되는 발광 소자(31), 상기 포토 커플러에 갖추어진 발광 소자(31)와 함께 일체로 결합되고 듀티비(Duty)를 조절함으로서 출력 전압을 조절하는 IC(21)의 피드백 단자에 컬렉터가 연결되고 이미터 단자가 접지되어 발광 소자(31)가 발광되었을 때 스위치 온(On)되어 피드백 단자에 로우(Low) 신호를 제공하는 수광 소자(33)로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 출력 선로(1)로부터 출력되는 정전압을 조절하는 정전압 조절 수단(37)이 부가 장착되고, 상기 정전압 조절 수단(37)은 캐소드 단자가 발광 소자(31)의 캐소드 단자에 연결되고 애노드 단자가 접지된 션트 레귤레이터(39)와, 일단이 상기 션트 레귤레이터(39)의 레퍼런스(Reference) 단자에 연결된 제5 저항(41), 일단이 제5 저항(41)의 타단에 연결되고 타단이 접지된 제6 저항(43), 및 일단이 제1 출력 선로(1)에 연결되고 타단이 션트 레귤레이터(39)의 레퍼런스 단자에 연결되는 제7 저항(45)으로 이루어질 수 있다.
상기 션트 레귤레이터(39)는 제5 저항(41)과 제6 저항(43)의 양단 전압을 2.5V로 유지하고, 상기 제7 저항(45)은 제5 저항(41)과 제6 저항(43)과의 전압 분배 법칙에 의해 제1 출력 선로(1)의 전압을 결정한다.
또한, 본 발명은 극점 또는 제로점을 피해 상기 피드백 수단(23)에 갖추어진 발광 소자(31)의 피드백 신호를 안정화시키는 피드백 안정화 수단(47)을 더 포함하고, 상기 피드백 안정화 수단(47)은 일단이 발광 소자(31)의 캐소드 단자에 연결되고 타단이 션트 레귤레이터(39)의 레퍼런스 단자에 연결되는 제2 커패시터(49)와, 일단이 발광 소자(31)의 캐소드 단자에 연결된 제8 저항(51)과 일단이 제8 저항(51)의 타단에 연결되고 타단이 션트 레귤레이터(39)의 레퍼런스 단자에 연결되는 제3 커패시터(53)로 이루어져 시정수를 조절함으로서 발광 소자(31)의 피드백 신호를 안정화 시킨다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로가 동작되는 과정을 도면 1 내지 도면 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 제1 출력 선로(1)에 과전압이 발생되어 출력 전압이 제너 다이오드(3)의 제너 전압보다 높으면, 제너 다이오드(3)가 도통되고 제너 다이오드(3)와 제1 저항(5), 제2 저항(7) 및 접지 경로로 도통 전류가 흐르며, 제2 저항(7)에 전압이 형성된다.
또한, 상기 제1 커패시터(24)는 노이즈 성분을 바이패스(bypass)시켜 NPN 트랜지스터(27)의 스위치 동작을 보다 안정화시킨다.
한편, 상기 제2 저항(7)에 형성된 전압이 NPN 트랜지스터(27)의 베이스 단자와 이미터 단자 사이의 전압보다 높을 경우 NPN 트랜지스터(27)가 스위치 온(On) 되어 NPN 트랜지스터(27)의 컬렉터 단자와 이미터 단자가 도통된다.
한편, 상기 NPN 트랜지스터(27)의 컬렉터 단자와 이미터 단자가 도통되면 PNP 트랜지스터(29)의 베이스 단자가 접지 단자와 도통되기 때문에 PNP 트랜지스터(29)의 베이스 단자 전압이 PNP 트랜지스터(29)의 베이스 단자와 이미터 단자 사이의 전압보다 낮게 되어 PNP 트랜지스터(29)가 스위치 온 되어 PNP 트랜지스터(29)의 컬렉터 단자와 이미터 단자가 도통된다.
이때, 상기 PNP 트랜지스터(29)가 스위치 온 되면, 제4 저항(25)과, 모드 결정 수단(13)에 갖추어진 저항, PNP 트랜지스터(29), 제2 저항(7), 및 접지 경로로 전류가 흐름과 동시에 제1 출력 선로(1)의 과전압은 설정된 전압으로 낮아진다.
한편, 과전압 상태가 해제되어 제너 다이오드(3)로 흐르는 전류가 '0'이 될 경우, 제2 저항(7)의 전압이 NPN 트랜지스터(27)의 베이스와 이미터 사이의 전압보다 높거나 같은 조건을 만족하도록 모드 결정 수단(13)의 저항을 낮게 설정하면, 제4 저항(25)과 모드 결정 수단(13)에 갖추어진 저항, PNP 트랜지스터(29), 제2 저항(7) 및 접지 경로로 흐르는 전류량이 높아짐과 동시에 제2 저항(7)의 전압이 NPN 트랜지스터(27)의 베이스와 이미터 사이의 전압보다 높거나 같아져, NPN 트랜지스터(27)가 지속적으로 스위치 온(On) 상태를 유지할 수 있으므로 래치 모드 조건이 지속적으로 유지된다.
반면, 과전압 상태가 해제되어 제너 다이오드(3)로 흐르는 전류가 '0'이 될 경우, 제2 저항(7)의 전압이 NPN 트랜지스터(27)의 베이스와 이미터 사이의 전압보다 높거나 같은 조건을 만족하지 못하도록 모드 결정 수단(13)의 저항을 높게 설정하면, 제4 저항(25)과 모드 결정 수단(13)에 갖추어진 저항, PNP 트랜지스터(29), 제2 저항(7) 및 접지 경로로 흐르는 전류량이 낮아짐과 동시에 제2 저항(7)의 전압이 NPN 트랜지스터(27)의 베이스와 이미터 사이의 전압보다 낮아져, NPN 트랜지스터(27)를 스위치 온(On) 상태로 유지할 수 없으므로 과전압 상태 이전으로 복구되는 자동 복귀 모드로 동작된다.
상기 과전압 보호가 된 다음에 제1 출력 선로(1)의 과전압이 설정된 전압으로 낮아질 때 상기 설정된 전압은 NPN 트랜지스터(27)와 PNP 트랜지스터(29)가 스위치 온(On) 되었을 때 제9 저항(55)의 양단 전압과 발광 소자(31)의 양단 전압, 모드 결정 수단(13) 저항의 양단 전압, NPN 트랜지스터(27)의 컬렉터 단자와 이미터 단자 사이의 전압, PNP 트랜지스터(29)의 이미터 단자와 컬렉터 단자의 사이의 전압을 합한 전압이다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로는 과전압이 입력되었을 때 입력된 과전압을 설정된 전압으로 낮춰 전원이 공급되는 외부 기기를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 과전압 보호 회로 구현시 한 가지 회로로 래치 모드와 자동 복귀 모드를 동시에 구현할 수 있다.
1. 제1 출력 선로 2. 필터부
3. 제너 다이오드 4. 제2 출력 선로
5. 제1 저항 7. 제2 저항
9. 분압 수단 11. 전류 제한 수단
13. 모드 결정 수단 15. 제1 스위칭 수단
17. 제2 스위칭 수단 18. 쇼트 방지 수단
19. 제3 저항 21. IC
23. 피드백 수단 24. 제1 커패시터
25. 제4 저항 27. NPN 트랜지스터
29. PNP 트랜지스터 31. 발광 소자
33. 수광 소자 37. 정전압 조절 수단
39. 션트 레귤레이터 41. 제5 저항
43. 제6 저항 45. 제7 저항
47. 피드백 안정화 수단 49. 제2 커패시터
51. 제8 저항 53. 제3 커패시터
55. 제9 저항
3. 제너 다이오드 4. 제2 출력 선로
5. 제1 저항 7. 제2 저항
9. 분압 수단 11. 전류 제한 수단
13. 모드 결정 수단 15. 제1 스위칭 수단
17. 제2 스위칭 수단 18. 쇼트 방지 수단
19. 제3 저항 21. IC
23. 피드백 수단 24. 제1 커패시터
25. 제4 저항 27. NPN 트랜지스터
29. PNP 트랜지스터 31. 발광 소자
33. 수광 소자 37. 정전압 조절 수단
39. 션트 레귤레이터 41. 제5 저항
43. 제6 저항 45. 제7 저항
47. 피드백 안정화 수단 49. 제2 커패시터
51. 제8 저항 53. 제3 커패시터
55. 제9 저항
Claims (3)
- 캐소드단이 필터부(2)를 거친 제1 출력 선로(1)와 연결된 상태에서 제1 출력 선로(1)에 과전압이 발생되어 제1 출력 선로(1)의 전압이 제너 전압보다 높을 때 도통되는 제너 다이오드(3)와;
일단이 상기 제너 다이오드(3)의 애노드단에 연결된 제1 저항(5)과 일단이 제1 저항(5)의 타단에 연결되고, 타단이 접지된 제2 저항(7)을 구비하여 제너 다이오드(3)의 애노드단을 통해 출력된 전압을 제1 저항(5)과 제2 저항(7) 비로 분압하는 분압 수단(9);
일단이 필터부(2)의 입력단과 연결된 제2 출력 선로(4)와 연결된 상태에서 제2 출력 선로(4)로부터 유입되는 전류를 제한하는 전류 제한 수단(11);
일단이 상기 전류 제한 수단(11)의 출력 단자에 연결된 저항으로서 과전압 보호가 된 다음 전원이 껏다 켜졌을 때 과전압이 발생되기 이전의 상태로 회로를 복구시키는 래치 모드와 과전압 보호가 된 다음 과전압 원인이 사라진 이후에 과전압이 발생되기 이전의 상태로 회로를 복구시키는 자동 복귀 모드 중 어느 한 개의 모드를 결정하는 모드 결정 수단(13);
상기 분압 수단(9)으로부터 출력된 전압이 문턱 전압을 넘어섰을 때 컬렉터 단자를 접지(GND) 단자와 연결된 이미터(Emitter) 단자와 스위치 온(On) 시키는 제1 스위칭 수단(15);
베이스 단자가 제1 스위칭 수단(15)의 컬렉터 단자에 연결되고 이미터 단자가 모드 결정 수단(13)의 출력 단자에 연결되며 컬렉터 단자가 제2 저항(7)의 일단에 연결되어 제1 스위칭 수단(15)이 스위치 온(On)되어 베이스 단자의 전압이 문턱 전압보다 작을 때 스위치 온(On)되는 제2 스위칭 수단(17);
일단이 상기 제2 스위칭 수단(17)의 이미터 단자와 연결되고 타단이 제2 스위칭 수단(17)의 베이스 단자 사이에 연결되어 제2 스위칭 수단(17)의 이미터 단자와 베이스 단자가 쇼트(Short)됨을 방지하는 쇼트 방지 수단(18);
및 일단이 제2 출력 선로(4)와 연결되고 타단이 모드 결정 수단(13)의 일단에 연결되어 제1 출력 선로(1)로부터 과전압이 발생되어 제1 스위칭 수단(15)과 제2 스위칭 수단(17)이 스위치 온(On) 되었을 때 듀티비(Duty)를 조절함으로서 출력 전압을 조절하는 IC(21)로 제어 신호를 전달하는 피드백 수단(23)으로 이루어져,
제1 출력 선로(1)에 과전압이 발생되어 제너 다이오드(3)가 도통되면 제너 다이오드(3)로부터 출력된 전압이 분압 수단(9)에 의해 분압되고, 분압된 전압은 제1 스위칭 수단(15)의 베이스 단자에 걸려 제1 스위칭 수단(15)과 제2 스위칭 수단(17)이 스위칭 온(On)되어 제2 출력 선로(4)로부터 공급된 전류가 전류 제한 수단(11)과, 모드 결정 수단(13), 제2 스위칭 수단(17), 제2 저항(7), 및 접지를 통해 빠져나가면서 제1 출력 선로(1)에서 발생된 과전압이 설정된 전압으로 낮아지며, 과전압 보호가 된 다음에 상기 모드 결정 수단(13)의 저항이 낮으면 제2 저항(7)의 전압이 높기 때문에 제1 스위칭 수단(15)과 제2 스위칭 수단(17)이 지속적으로 스위칭 온(On)되어 제1 출력 선로(1)의 전압을 설정된 전압으로 유지하다가 전원을 껏다 켯을 때 과전압 발생 이전 회로 상태로 복구되는 래치(Latch) 모드로 작동되고, 모드 결정 수단(13)의 저항이 높으면 제2 저항(7)의 전압이 낮아져 제1 스위칭 수단(15)과 제2 스위칭 수단(17)이 스위칭 오프(Off)되어 과전압 원인이 사라졌을 때 과전압 발생 이전 회로 상태로 복귀되는 자동 복귀 모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로.
- 제1항에 있어서,
상기 쇼트 방지 수단(18)은 일단이 상기 제2 스위칭 수단(17)의 이미터 단자와 연결되고 타단이 제2 스위칭 수단(17)의 베이스 단자 사이에 연결된 제3 저항(19)이고,
상기 제2 저항(7)의 일단에는 제1 커패시터(24)의 일단이 연결되고 제1 커패시터(24)의 타단은 접지되어 제1 저항(5)으로부터 입력되는 노이즈 성분을 바이패스(bypass) 시키며,
상기 전류 제한 수단(11)은 일단이 제2 출력 선로(4)에 연결되어 저항값에 따라 전류를 제한하는 제4 저항(25)이고,
상기 제1 스위칭 수단(15)은 이미터 단자가 접지되고 컬렉터 단자가 제2 스위칭 수단(17)의 베이스 단자와 연결되며 베이스 단자가 제2 저항(7)의 일단에 연결된 NPN 트랜지스터(27)이며,
상기 제2 스위칭 수단(17)은 베이스 단자가 NPN 트랜지스터(27)의 컬렉터 단자에 연결되고 컬렉터 단자가 제2 저항(7)의 일단 및 NPN 트랜지스터(27)의 베이스 단자에 연결되며 이미터 단자가 제3 저항(19)의 일단에 연결된 PNP 트랜지스터(29)이고,
상기 피드백 수단(23)은 일단이 제2 출력 선로(4)에 연결되어 포토 커플러에 갖추어진 발광 소자(31)로 유입되는 전류를 제한하는 제9 저항(55)과,
수광 소자(33)가 장착된 포토 커플러에 구비되어 애노드 단자가 상기 제9 저항(55)의 타단에 연결되고 캐소드 단자가 모드 결정 수단(13)의 일단에 연결되어 NPN 트랜지스터(27)와 PNP 트랜지스터(29)가 스위치 온(On) 되었을 때 점등되는 발광 소자(31),
상기 포토 커플러에 발광 소자(31)와 함께 일체로 결합되고 듀티비(Duty)를 조절함으로서 출력 전압을 조절하는 IC(21)의 피드백 단자에 컬렉터가 연결되고 이미터 단자가 접지되어 발광 소자(31)가 발광되었을 때 스위치 온(On)되어 피드백 단자에 로우(Low) 신호를 제공하는 수광 소자(33)로 이루어진 것을 특징으로 하는 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로.
- 제 2항에 있어서,
제1 출력 선로(1)로부터 출력되는 정전압을 조절하는 정전압 조절 수단(37)이 부가 장착되고,
극점 또는 제로점을 피해 상기 피드백 수단(23)에 갖추어진 발광 소자(31)의 피드백 신호를 안정화시키는 피드백 안정화 수단(47)이 장착되며,
과전압 보호가 되어 제1 출력 선로(1)의 과전압이 설정된 전압으로 낮아질 때 상기 설정된 전압은 NPN 트랜지스터(27)와 PNP 트랜지스터(29)가 스위치 온(On) 되었을 때 제9 저항(55)의 양단 전압과 발광 소자(31)의 양단 전압, 모드 결정 수단(13) 저항의 양단 전압, NPN 트랜지스터(27)의 컬렉터 단자와 이미터 단자 사이의 전압, PNP 트랜지스터(29)의 이미터 단자와 컬렉터 단자의 사이의 전압을 합한 전압인 것을 특징으로 하는 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20140164229A KR101490872B1 (ko) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20140164229A KR101490872B1 (ko) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101490872B1 true KR101490872B1 (ko) | 2015-02-06 |
Family
ID=52591536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20140164229A KR101490872B1 (ko) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | 래치 모드 또는 자동 복귀 모드 기능이 갖추어진 과전압 보호 회로 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101490872B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113597820A (zh) * | 2019-03-12 | 2021-11-02 | Lg伊诺特有限公司 | 光源驱动装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007295252A (ja) | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Denso Corp | 過電圧保護回路 |
| JP2010118170A (ja) | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Mitsuba Corp | 灯体の点灯制御回路、及び自転車用灯体 |
-
2014
- 2014-11-24 KR KR20140164229A patent/KR101490872B1/ko active IP Right Grant
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