KR102210098B1 - 전원 공급 장치 - Google Patents

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임형근
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Abstract

본 발명의 전원 공급 장치는 교류 입력 전압이 인가되는 전파 정류부, 평활 커패시터, 제어신호에 의한 스위칭 동작에 의해 평활 커패시터를 통해 인가되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하고, 변환된 상기 교류 전압을 변압한 후 직류 전압을 변환하여 출력전압을 생성하는 출력전압 생성부, 상기 제어 신호를 생성하여 상기 출력전압 생성부로 출력하는 제어신호 생성부, 상기 출력전압 생성부에서 인가되는 교류 전압을 이용하여 직류의 구동 전압을 생성한 후 상기 제어신호 생성부의 전원 단자로 출력하는 구동전압 생성부, 그리고 상기 전파 정류부로 인가되는 상기 교류 입력 전압이 차단되면, 상기 제어신호 생성부로 인가되는 상기 구동전압 생성부의 구동 전압을 차단하는 리부팅 방지부를 포함한다.

Description

전원 공급 장치{POWER SUPPLY}
본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안정적인 출력 전압을 생성하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.
많은 전기전자 장치는 상용 전원인 교류 전압을 입력 전압으로 인가받아 해당 크기의 교류 전압이나 직류 전압으로 변환한 후, 해당 전기전자 소자나 내부 장치로의 구동 전압으로 출력하는 전원 공급 장치를 내장하고 있다.
이러한 전원 공급 장치는 입력 전압이 인가되는 동안에만 안정적으로 동작하고, 입력 전압의 공급이 차단되는 시점에 동작을 종료하는 것이 이상적인다.
하지만, 전원 공급 장치의 구성하는 커패시터의 동작에 의해, 입력 전압이 차단된 후에도 커패시터의 방전 동작에 의한 방전 전압으로 원치 않는 출력 전압이 발생하는 문제가 야기되었다.
예를 들어, 교류 전압이 차단된 경우에도 커패시터의 방전 전압에 의해 출력전압을 생성하는 출력전압 생성부의 동작이 일정 간격으로 리부팅되고, 이러한 리부팅 동작으로 인해 0V의 출력 전압에 일정 간격으로 리플 성분이 출력된다.
따라서, 이러한 리플 성분으로 인해, 출력전압 생성부에 연결되는 장치나 장비의 동작이 손상되거나 비정상적으로 동작하는 문제가 발생한다.
이러한 현상을 방지하게 위해 저항을 이용하여 커패시터의 방전 시간을 단축할 경우, 저항의 저항값이 매우 증가하게 되어 소비 전력이 높은 대용량의 저항이 사용된다. 따라서, 이러한 대용량의 저항으로 인한 발열 문제뿐만 아니라 전원 공급 장치의 전체적인 크기 및 제조 비용이 증가하는 문제가 발생한다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0016038호(공개일자: 2009년 02월 13일, 발명의 명칭: 차량용 네비게이션 및 정보단말기 전압 안정화(재부팅방지)전원 공급장치) 대한민국 등록특허 제 10-1409357호(공고일자: 2014년 06월 20일, 발명의 명칭: 시험용 차량 성능 측정기기의 재부팅 방지장치)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전원 공급 장치의 출원 전압의 안정화시키기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전원 공급 장치의 제조 비용 및 소비 전력을 절감하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 전원 공급 장치는 교류 입력 전압이 인가되는 전파 정류부, 상기 전파 정류부에 연결되어 있는 평활 커패시터, 상기 평활 커패시터에 연결되어 있고 제어신호에 의한 스위칭 동작에 의해 평활 커패시터를 통해 인가되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하고, 변환된 상기 교류 전압을 변압한 후 직류 전압을 변환하여 출력전압을 생성하는 출력전압 생성부, 상기 제어 신호를 생성하여 상기 출력전압 생성부로 출력하는 제어신호 생성부, 상기 출력전압 생성부에 연결되어 있고, 상기 출력전압 생성부에서 인가되는 교류 전압을 이용하여 직류의 구동 전압을 생성한 후 상기 제어신호 생성부의 전원 단자로 출력하는 구동전압 생성부, 그리고 상기 전파 정류부로 인가되는 상기 교류 입력 전압이 차단되면, 상기 제어신호 생성부로 인가되는 상기 구동전압 생성부의 구동 전압을 차단하는 리부팅 방지부를 포함한다.
상기 리부팅 방지부는 상기 전파 정류부의 일측단에 연결되어 있고 반파 정류된 전압을 충전하여 충전 전압을 생성하는 반파 정류부, 상기 반파 정류부에 연결되어 있고 상기 반파 정류부의 충전 전압을 분압하여 분압 전압을 생성하는 전압 분할부, 그리고 상기 전압 분압부, 상기 구동전압 생성부 및 상기 제어신호 생성부에 연결되어 있고, 상기 분압 전압에 의해 턴온되거나 턴오프되어 상기 구동전압 생성부와 상기 제어신호 생성부의 전기적인 연결을 제어하는 구동전압 제어부를 포함할 수 있다.
상기 반파 정류부는 상기 전파 정류부의 일측단에 애노드 단자가 연결되어 있는 다이오드, 그리고 상기 다이오드의 캐소드 단자에 일측 단자가 연결되어 있고 접지에 타측 단자가 연결되어 있는 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 커패시터의 용량은 상기 평활 커패시터의 용량보다 적을 수 있다.
상기 구동전압 제어부는 상기 전압 분할부에 캐소드 단자가 연결되어 있는 제너 다이오드, 그리고 상기 구동전압 생성부의 출력단에 입력 단자가 연결되어 있고, 상기 제너 다이오드의 애노드 단자에 제어 단자가 연결되고 있고, 상기 제어신호 생성부에 출력 단자에 연결되어 있는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 스위칭 소자는 npn 트랜지스터일 수 있다.
상기 제어신호 생성부는 펄스폭 변조신호 생성부일 수 있다.
상기 구동전압 생성부는 상기 출력전압 생성부에 애노드 단자가 연결되어 있는 다이오드, 그리고 상기 전파 정류부의 출력단에 일측 단자가 연결되어 있고 상기 다이오드의 캐소드 단자와 상기 리부팅 제어부에 타측 단자가 연결되어 있는 저항을 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 특징에 따르면, 리부팅 방지부의 동작에 의해 평활 커피시터 방전을 위한 별도의 저항이 불필요한다.
또한, 방전 속도를 높이기 위하여 소비 전력이 높고 고가인 대용량의 저항을 사용할 필요가 없다. 이로 인해, 전원 공급 장치의 제조 비용이 절감되며 전원 공급 장치의 소형화를 실현되고, 높은 소비 전력으로 인한 발열 문제가 해결되며 절전 효과가 발생한다.
더욱이, 입력 교류 전원이 인가되지 않을 때, 확실하게 출력전압 생성부의 동작이 중지되어 출력 전압은 안정적으로 0V를 유지하므로, 부하의 동작이 안정적으로 이루어지고 또한 출력전압 생성부의 리부팅 동작으로 인해 발생하는 리플 성분으로 출력 전압을 공급받는 장비의 손상이나 동작의 악영향이 방지된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도이다.
도 2은 비교예에 따른 전원 공급 장치의 회로도이다.
도 3은 비교예에 따른 전원 공급 장치에서 교류 입력 전압이 차단되는 동안 평활 커피시터의 방전 전압에 의해 제어신호 생성부의 전원 단자로 인가되는 구동 전압의 파형을 도시하는 파형도이다.
도 4는 비교예에 따른 전원 공급 장치에서 교류 입력 전압이 차단되는 동안 리부팅 동작에 의해 리플 성분이 발생한 출력 전압의 파형을 도시한 파형도이다.
도 5는 비교예에 따른 전원 공급 장치에서 제어신호 생성부의 전원 단자로 인가되는 구동 전압과 출력 전압과의 관계를 도시한 파형도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전원 공급 장치에서 교류 입력 전압이 차단되는 동안 스위칭 소자의 컬렉터 전압과 이미터 전압의 변동을 도시한 파형도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전원 공급 장치에서 교류 입력 전압이 차단되는 동안 스위칭 소자의 컬렉터 전압과 이미터 전압에 따른 출력 전압의 관계를 도시한 파형도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 전원 공급 장치에서 교류 입력 전압이 차단되는 동안 출력 전압의 파형을 도시한 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 전원 공급 장치에 대해서 설명하도록 한다.
도 1에 도시한 것처럼, 본 예의 전원 공급 장치는 교류 전원부(10)에 연결되어 교류 입력 전압(Vac)을 인가받는 전파 정류부(20), 전파 정류부(20)와 접지 사이에 연결되어 있는 평활 커패시터(C1), 평활 커패시터(C1) 양단에 연결되어 있는 출력전압 생성부(30), 전파 정류부(30)와 출력전압 생성부(30)에 연결되어 있는 구동전압 생성부(40), 전파 정류부(30)의 일측단과 구동전압 생성부(40)의 출력단에 연결되어 있는 리부팅 방지부(50) 그리고 리부팅 방지부(50)에 연결되어 있는 제어신호 생성부(60)를 구비한다.
전파 정류부(20)는 교류 입력 전압(Vac)을 직류 전압으로 변환하기 위한 것으로서, 일 예로, 네 개의 다이오드를 구비한 브리지 정류기(bridge rectifier)로 이루어져 있다.
이러한 전파 정류부(20)의 동작에 의해 교류 입력 전압(Vac)은 전파 정류되어 직류 전압으로 변환된 후, 평활 동작을 실시하는 평활 커패시터(C1)를 거쳐 출력전압 생성부(30)로 인가된다.
출력전압 생성부(30)는 평활 커패시터(C1)를 통해 인가되는 직류 전압을 구동 전원으로서 인가받아 부하(100)로 인가되는 출력 전압(Vout)을 생성한다.
이러한 출력전압 생성부(30)는 복수 개의 트랜지스터와 같은 복수 개의 스위칭 소자를 구비하고 있고 있는 스위칭부(31), 1차측 코일(N1), 2차측 코일(N2) 및 3차측 코일(N3)를 구비한 변압부(T31), 그리고 다이오드(D31)와 커패시터(C31) 등을 구비한다.
따라서, 제어신호 생성부(60)로부터 인가되는 각 제어신호(예, 펄스폭 변조신호)(PWMn)에 따라 해당 스위칭 소자는 턴온 또는 턴오프되고, 이러한 스위칭 소자의 턴온 또는 턴오프 동작에 따라 해당 크기의 전압이 1차측 코일(N1)로 인가된다.
그런 다음, 1차측 코일(N1)과 2차측 코일(N2)의 권선비에 따라 1차측 코일(N1)에 인가된 전압에 대응하는 전압이 2차측 코일(N2)에서 유도되어 출력된다.
2차측 코일(N2)에서 유도된 교류 전압은 정류용 다이오드(D41)와 평활용 커패시터(C41)에 의해 직류로 변환된 후 출력 전압(Vout)으로 출력된다.
구동전압 생성부(40)는 제어신호 생성부(60)의 전원 단자(VCC)로 인가되는 직류의 구동 전압(Vcc)을 생성하기 위한 것이다.
이러한 구동전압 생성부(40)는 다이오드(D41), 저항(R41, R42), 커패시터(C41, C42) 및 제너 다이오드(ZD41) 등으로 이루어져 있다.
좀더 구체적으로, 도 1에 도시한 것처럼, 구동전압 생성부(40)는 전파 정류부(20)의 출력단에 일측 단자가 연결되어 있고 리부팅 방지부(50)의 스위칭 소자(Q51)의 입력 단자에 타측 단자가 연결되어 있는 저항(R41), 출력전압 생성부(30)의 3차측 코일(L3)에 애노드 단다가 연결되어 있는 다이오드(D41), 다이오드(D41)의 캐소드 단자와 접지 사이에 연결되어 있는 커패시터(C41), 다이오드(D41)의 캐소드 단자에 일측 단자가 연결되어 있는 저항(R42), 저항(R41, R42)의 타측 단자와 접지 사이에 연결되어 있는 커패시터(C42), 그리고 커패시터(C42)의 일측 단자에 캐소드 단자가 연결되어 있고 접지에 애노드 단자가 연결되어있는 제너 다이오드(ZD41)를 구비한다.
따라서, 3차 코일(N3)에서 유도된 교류 전압은 다이오드(D41)에 의해 반파 정류되고 저항(R41)과 커패시터(C41)에 의한 고주파 성분이 제거된 후 구동 전압(Vcc)으로서 리부팅 방지부(50)로 출력한다.
교류 전원부(10)의 일측에 연결된 리부팅 방지부(50)는 인가되는 교류 입력 전압(Vac)을 반파 정류하여 충전 전압을 생성하고, 교류 입력 전압(Vac)이 차단되면 충전 전압을 이용하여 구동전압 생성부(40)와 제어신호 생성부(60)의 전기적인 연결을 차단한다.
이러한 본 예의 리부팅 방지부(50)는, 도 1에 도시한 것처럼, 전파 정류부(20)의 일측단에 연결되어 있는 단파 정류부(51), 단파 정류부(51)에 연결된 전압 분할부(52), 그리고 전압 분할부(52)와 구동전압 생성부(40)에 연결된 구동전압 제어부(53)를 구비하다.
단파 정류부(51)는 교류 전원부(10)의 일측에 애노드 단자가 연결되어 있는 다이오드(D51)와 다이오드(D51)의 캐소드 단자와 접지 사이에 연결되어 있는 커패시터(C51)를 포함한다.
전압 분할부(52)는 다이오드(D51)의 캐소드 단자와 접지 사이에 직렬로 연결되어 있는 두 개의 분압용 저항(R51, R52)을 구비한다.
또한, 구동전압 제어부(53)는 저항(R51, R52)의 공통 단자에 캐소드 단자가 연결되어 있는 제너 다이오드(ZD51), 그리고 제너 다이오드(ZD51)의 애노드 단자에 제어 단자인 베이스 단자가 연결되어 있고 구동전압 생성부(40)의 출력 단자에 입력 단자인 컬렉터 단자가 연결되어 있으며 제어신호 생성부(60)의 전원 단자(VCC)에 출력 단자인 이미터 단자가 연결되어 있는 스위칭 소자(Q31)를 구비한다.
이때, 스위칭 소자(Q31)는 npn트랜지스일 수 있다.
제어신호 생성부(60)는 한 예로 펄스폭 변조신호 생성부로 이루어져 있고, 전원 단자(VCC)로 구동 전압(Vcc)이 인가됨에 따라 각 정해진 펄스폭을 갖는 펄스 신호를 생성하여 제어신호(PWMn)로서 출력전압 생성부(30)로 인가한다.
이러한 구조를 갖는 전원 공급 장치의 동작은 다음과 같다.
먼저, 교류 입력 전압(Vac)이 정상적으로 전파 정류부(20)에 인가되는 경우를 설명한다.
전파 정류부(20)는 교류 전원부(10)를 통해 인가되는 교류 입력 전압(Vac)을 직류 전압(Vd1)으로 전파 정류한다.
이처럼, 교류 입력 전압(Vac)이 전파 정류부(20)에 의해 전파 정류되는 동안, 리부팅 방지부(50)의 단파 정류부(51)의 다이오드(D51)는 교류 전원부(10)의 일측을 통해 인가되는 교류 전압을 반파 정류한 후 커피시터(C51)로 인가하여 커패시터(C51)를 충전시킨다.
따라서, 커패시터(C51)의 충전 동작에 의해, 커패시터(C51) 양단의 전압, 즉 커패시터(C51)의 충전 전압은 전압 분할부(52)의 분압용 저항(R51, R52)에 의해 분압되어 생성된 분압 전압이 제너 다이오드(ZD51)를 통해 스위칭 소자(Q51)의 제어 단자로 인가된다.
이때, 커패시터(C1)의 용량에 따른 시정수에 의해 커패시터(C1)이 양단 전압은 거의 일정한 전압값을 유지하므로, 교류 입력 전압(Vac)이 인가되는 동안, 분압 전압에 의해 스위칭 소자(Q51)는 턴온되어 구동전압 생성부(40)와 제어신호 생성부(60)를 서로 전기적으로 연결된다.
따라서, 교류 입력 전압(Vac)이 인가되는 동안, 스위칭 소자(Q51)는 턴온 상태를 유지한다.
제어신호 생성부(60)는 스위칭 소자(Q51)가 턴온 상태일 때 구동전압 생성부(40)로부터 인가되는 구동 전압(Vcc)을 전원 단자(VCC)로 입력받아 제어신호의 생성 동작, 예를 들어, 펄스폭 변조 동작을 실시해 출력전압 생성부(30)로 복수 개의 제어신호(PWMn)를 출력한다. 이러한 제어신호(PWMn)의 인가에 의해, 출력전압 생성부(30)는 정상적으로 동작할 수 있도록 한다.
이런 상태에서, 전파 정류부(20)에서 출력되는 전파 정류된 직류 전압(Vd1)은 출력전압 생성부(30)의 입력 측에 위치하는 평활 커패시터(C1)를 충전시키고, 구동전압 생성부(40)의 저항(R41)을 통해 구동전압 생성부(40)로 인가된다.
따라서, 제어신호 생성부(60)는 저항(R41)의 저항값만큼 전압 강하된 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q41)를 통해 전원 단자(VCC)로 입력됨에 따라 동작을 시작하여 각 정해진 펄스폭을 갖는 펄스 신호인 복수 개의 제어신호(PWMn)를 출력전압 생성부(30)의 스위칭부(31)로 출력하기 시작한다.
이때, 저항(R41)을 통과한 전압은 커패시터(C3)을 충전시켜 스위칭 소자(Q41)의 입력 단자로 인가되는 전압을 안정적으로 유지시킨다.
출력전압 생성부(30)의 스위칭부(31)의 각 스위칭 소자는 제어 단자로 인가되는 각 제어신호(PWMn)에 의해 턴온 또는 턴오프 되어 교류 전압을 생성해 변압부(T31)의 1차측 코일(N1) 측으로 인가한다.
따라서, 변압부(T31)는 1차측 코일(N1)로 인가되는 교류 전압에 의해 해당 크기의 교류 전압을 2차측 코일(N2) 측에 출력하고, 2차측 코일(N2) 측에서 출력되는 교류 전압은 다이오드(D31)와 커패시터(C31)의 동작으로 직류 전압으로 변환되어 출력 전압(Vout)으로서 출력된다.
또한, 변압부(T31)의 동작에 3차측 코일(N3)에서 생성되는 교류 전압은 다이오드(D41)에 의해 반파 정류되고 저항(R41)과 커피시터(C41)에 의해 잡음 성분이 제거된 후 턴온 상태를 유지하는 리부팅 방지부(50)의 스위칭 소자(Q51)를 통해 제어신호 생성부(60)의 전원 단자(VCC)로 인가된다. 따라서, 교류 입력 전압(Vac)이 인가되는 동안 제어신호 생성부(60)는 안정적으로 동작이 이루어진다.
다음, 교류 입력 전압(Vac)의 입력이 차단된 경우, 전원 공급 장치의 동작을 설명한다.
입력 교류 전압(Vac)이 차단되어 입력되지 않으면, 전파 정류부(20)의 동작이 중지되어 리부팅 방지부(50)로 인가되는 전압 역시 차단된다.
따라서, 교류 입력 전압(Vac)이 차단되면, 리부팅 방지부(50)의 반파 정류부(51)의 커패시터(C51)는 충전된 전압을 분압용 저항(R41, R42)을 통해 접지로 방전하며, 평활 커패시터(C1)의 충전 전압 역시 방전된다.
이러한 커패시터(C51)의 방전 동작에 의해 분압용 저항(R41, R42)의 공통 단자는 저레벨(low level) 상태로 변환되어 스위칭 소자(Q41)를 턴오프시키고, 이러한 스위칭 소자(Q41)의 턴오프에 의해 구동전압 생성부(40)와 제어신호 생성부(60)는 전기적인 연결이 차단된다.
이때, 커패시터(C51)의 용량이 평활 커패시터(C1)의 용량보다 훨씬 적으므로, 커패시터(C51)는 평활 커패시터(C1)보다 훨씬 빠른 시간에 방전을 실시하여 평활 커패시터(C1)의 방전 전압이 스위칭 소자(Q51)의 입력 단자로 인가되기 전에 스위칭 소자(Q51)을 턴오프시킨다. 또한, 제너 다이오드(ZD51)에 의해 커패시터(C51)은 분압용 저항(R51, R52)을 통해서만 방전된다.
따라서, 평활 커패시터(C1)의 충전 전압이 저항(R41)을 거쳐 방전되어 스위칭 소자(Q41)의 입력 단자로 인가되더라도, 스위칭 소자(Q41)가 턴오프되어 있으므로, 방전된 충전 전압이 제어신호 생성부(60)의 전원 단자(VCC)로 인가되는 동작이 차단된다.
이로 인해, 평활 커패시터(C1)가 방전 동작을 수행하는 동안에도 제어신호 생성부(60)의 동작은 이루어지지 않게 되어, 출력전압 생성부(30)에서 출력되는 출력 전압(Vout)은 '0'을 유지한다.
이처럼, 본 예의 경우, 리부팅 방지부(50)의 동작에 의해 입력 교류 전압(Vac)이 입력되는 동안 스위칭 소자(Q51)는 턴온 상태를 유지하여, 구동전압 생성부(40)에서 출력되는 구동 전압(Vcc)이 정상적으로 제어신호 생성부(60)의 전원 단자(VCC)로 인가되어 제어신호 생성부(60)의 동작이 이루어진다.
하지만, 입력 교류 전압(Vac)의 입력이 차단되면 스위칭 소자(Q51)는 턴오프되어, 제어신호 생성부(60)는 구동전압 생성부(40)와 전기적으로 연결이 차단되므로 구동전압 생성부(40)의 출력단의 전압 상태에 무관하게 제어신호 생성부(60)의 동작은 이루어지지 않아 출력전압 생성부(30)의 출력 전압은 안정적으로 '0V'을 유지한다. 이로 인해, 커패시터(C1)의 방전 시에도 전원 공급 장치의 리부팅 동작은 전혀 발생하지 않는다.
다음, 도 3 내지 도 8을 참고로 하여, 본 실시예와 비교예의 출력 전압의 파형 상태를 비교하여 설명한다.
비교예의 경우, 도 2에 도시한 것처럼, 본 실시예의 리부팅 방지부(50)를 구비하지 않고 대신에, 평활 커패시터(C1)의 방전을 위해 평활 커패시터(C1)의 후단 양단에 대용량의 저항 즉, 방전용 저항(R43)을 구비한다. 이러한 차이점을 제외하면, 비교예는 본 예와 동일한 구조를 갖고 있다.
도 3 내지 도 5에 도시한 것처럼, 비교예는 교류 입력 전압(Vac)의 출력이 차단(OFF)되면, 평활 커패시터(C1)의 충전 전압은 방전 저항 쪽으로 서서히 충전된다. 이러한 평활 커패시터(C1)의 방전 전압은 저항(R41)을 통해서도 방전되어 구동전압 발생부(40)을 통해 바로 제어신호 생성부(60)의 전원 단자(VCC)로 인가된다(도 2 참조).
따라서, 이러한 제어신호 생성부(60)의 동작에 의해 출력전압 생성부(30)의 동작이 이루어져, 도 4 및 도 5에 도시한 것처럼, 제어신호 생성부(60)의 구동 전압(Vcc)이 출력될 때마다 출력전압 생성부(30)의 리부팅 동작이 행해져 출력 전압(Vout)에 리플 성분이 발생한다.
하지만, 본 실시예의 경우, 교류 입력 전압(Vac)이 차단되면, 도 6에 도시한 것처럼, 스위칭 소자(Q41)의 입력 단자(즉, 컬렉터 단자)의 전압인 컬렉터 전압(Vc)은 저항(R41)을 통해 방전되는 평활 커패시터(C1)의 방전 전압에 의해 고레벨 상태가 되지만, 턴오프된 스위칭 소자(Q41)에 의해 이미터 단자의 전압인 이미터 전압(Ve)은 저레벨 상태가 된다.
따라서, 제어신호 생성부(60)의 전원 단자(VCCC)로의 구동 전압은 인가되지 않아, 제어신호 생성부(60)는 동작이 이루어지지 않고, 이로 인해, 출력전압 생성부(30)의 동작 역시 이루어지지 않고, 도 7에 도시한 것처럼, 출력 전압(Vout)은 '0V'가 된다.
이로 인해, 도 8에 도시한 것처럼, 교류 입력 전압(Vac)의 차단될 때, 출력 전압(Vout)은 안정적으로 0V를 유지한다.
이상, 본 발명의 전원 공급 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 교류 전원부 20: 전파 정류부
30: 출력전압 생성부 40: 구동전압 생성부
50: 리부팅 방지부 60: 제어신호 생성부
51: 반파 정류부 52: 전압 분할부
53: 구동전압 제어부

Claims (8)

  1. 교류 입력 전압이 인가되는 전파 정류부,
    상기 전파 정류부에 연결되어 있는 평활 커패시터,
    상기 평활 커패시터에 연결되어 있고 제어신호에 의한 스위칭 동작에 의해 평활 커패시터를 통해 인가되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하고, 변환된 상기 교류 전압을 변압한 후 직류 전압을 변환하여 출력전압을 생성하는 출력전압 생성부,
    상기 제어 신호를 생성하여 상기 출력전압 생성부로 출력하는 제어신호 생성부,
    상기 출력전압 생성부에 연결되어 있고, 상기 출력전압 생성부에서 인가되는 교류 전압을 이용하여 직류의 구동 전압을 생성한 후 상기 제어신호 생성부의 전원 단자로 출력하는 구동전압 생성부, 그리고
    상기 구동전압 생성부와 상기 제어신호 생성부 간의 전기적 연결을 제어하는 리부팅 방지부를 포함하는 전원 공급 장치로서,
    상기 리부팅 방지부는,
    상기 전파 정류부의 일측단에 연결되어 있고 커패시터에 반파 정류된 전압을 충전하여 충전 전압을 생성하는 반파 정류부,
    상기 반파 정류부에 연결되어 있고 상기 반파 정류부의 충전 전압을 분압하여 분압 전압을 생성하는 전압 분할부, 그리고
    상기 전압 분할부, 상기 구동전압 생성부 및 상기 제어신호 생성부에 연결되어 있고, 상기 교류 입력 전압이 인가되면 상기 분압 전압에 의해 턴온을 유지하며 생성된 구동 전압을 상기 제어 신호 생성부의 전원단자로 인가하고, 상기 교류 입력 전압이 차단되면 상기 커패시터가 접지 방전되며 상기 분압 전압에 의해 턴오프되어 상기 구동전압 생성부와 상기 제어 신호 생성부 간의 전기적 연결을 차단하여, 상기 교류 입력 전압 차단시 상기 평활 커패시터의 방전 전압이 상기 제어 신호 생성부로 전달되는 것을 방지하는 구동전압 제어부를 포함하는
    전원 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 반파 정류부는,
    상기 전파 정류부의 일측단에 애노드 단자가 연결되어 있는 다이오드를 포함하고,
    상기 커패시터는 상기 다이오드의 캐소드 단자에 일측 단자가 연결되어 있고 접지에 타측 단자가 연결되어 있는
    전원 공급 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 커패시터의 용량은 상기 평활 커패시터의 용량보다 적은 전원 공급 장치.
  5. 제1항 또는 제3항에서,
    상기 구동전압 제어부는,
    상기 전압 분할부에 캐소드 단자가 연결되어 있는 제너 다이오드, 그리고
    상기 구동전압 생성부의 출력단에 입력 단자가 연결되어 있고, 상기 제너 다이오드의 애노드 단자에 제어 단자가 연결되고 있고, 상기 제어신호 생성부에 출력 단자가 연결되어 있는 스위칭 소자
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 스위칭 소자는 npn 트랜지스터인 전원 공급 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제어신호 생성부는 펄스폭 변조신호 생성부인 전원 공급 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 구동전압 생성부는,
    상기 출력전압 생성부에 애노드 단자가 연결되어 있는 다이오드, 그리고
    상기 전파 정류부의 출력단에 일측 단자가 연결되어 있고 상기 다이오드의 캐소드 단자와 상기 리부팅 방지부에 타측 단자가 연결되어 있는 저항
    을 포함하는 전원 공급 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333841A (ja) * 2002-03-08 2003-11-21 Sharp Corp スイッチング電源装置
KR20090016038A (ko) 2007-08-10 2009-02-13 (주)시소모바일 차량용 네비게이션 및 정보단말기 전압 안정화(재부팅방지)전원 공급장치
JP2013188093A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Konica Minolta Inc 電源装置
KR101409357B1 (ko) 2012-10-30 2014-06-20 (주)대현테크놀로지 시험용 차량 성능 측정기기의 재부팅 방지장치
CN104184331A (zh) * 2014-08-11 2014-12-03 苏州汇川技术有限公司 一种反激式开关电源

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333841A (ja) * 2002-03-08 2003-11-21 Sharp Corp スイッチング電源装置
KR20090016038A (ko) 2007-08-10 2009-02-13 (주)시소모바일 차량용 네비게이션 및 정보단말기 전압 안정화(재부팅방지)전원 공급장치
JP2013188093A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Konica Minolta Inc 電源装置
KR101409357B1 (ko) 2012-10-30 2014-06-20 (주)대현테크놀로지 시험용 차량 성능 측정기기의 재부팅 방지장치
CN104184331A (zh) * 2014-08-11 2014-12-03 苏州汇川技术有限公司 一种反激式开关电源

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