KR19980022763U - 모니터에 있어서 과전압방지회로 - Google Patents

모니터에 있어서 과전압방지회로 Download PDF

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Abstract

본 고안은 모니터 전원회로의 출력전압이 과전압이 되는 것을 방지하기 위한 모니터의 과전압방지회로(overvoltage protection circuit)에 관한 것이다.
이러한 본고안의 회로는 트랜스포머의 2차측 출력전압단에 연결되어 상기 출력전압에 과전압이 발생될 경우 작동되는 제너다이오드(ZD1,ZD2,ZD3); 상기 제너다이오드가 작동되면 액티브영역에서 동작하여 포토카플러의 전류를 조절하는 트랜지스터(Q31); 출력전압을 검출하기 위한 출력전압 검출기(310); 및 상기 트랜지스터 및 출력전압 검출기에 따라 흐르는 전류가 가변되어 상기 전원제어 집적회로측으로 궤환신호를 전달하는 상기 포토카플러(320a,320b)로 구성된다.
따라서 본 고안에 따른 과전압방지회로는 제너다이오드가 과전압을 검출하면 트랜지스터를 동작시켜 콜랙터 전류를 증가시키게 되고, 이에 따라 포토카플러의 전류가 증가되어 전원제어IC의 제어동작에 의해 과전압을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

모니터에 있어서 과전압방지회로
본 고안은 모니터의 전원회로에 관한 것으로, 특히 모니터 전원회로의 출력전압이 과전압이 되는 것을 방지하기 위한 모니터의 과전압방지회로(overvoltage protection circuit)에 관한 것이다.
일반적으로 모니터의 전원계통은 교류전원을 입력받아 정류한 후 트랜스포머를 통해 2차측으로 유도하여 회로에서 욕구되는 각종 전원을 제공하는 SMPS 전원부와, SMPS 전원부에서 제공되는 직류전압을 입력받아 FBT에 B+전압을 제공하기 위한 DC-DC 컨버터, 및 CRT에서 필요로 하는 고전압, 스크린전압, 제어그리드전압 등을 제공하는 FBT등으로 이루어진다.
도 1은 모니터의 SMPS 전원부를 도시한 회로도로서, 이 SMPS 전원부는 라인필터(L1,L2), XY커패시터(C1,C2,C3), 다이오드브리지(100), 돌입전류 방지저항(R2), 전원제어집적회로(110), 스위칭 트랜지스터(Q1), 트랜스포머(120), 다이오드(D2), 평활 커패시터(C6), 포토카플러(140a,140b), 출력전압검출기(130) 등으로 구성되어 있다.
즉, 도 1에서 다이오드브리지(100)에서 정류된 직류전압이 트랜스포머(120)의 일차측에 인가되고, 이 직류전압은 스위칭 트랜지스터(Q1)의 턴온기간에 일차측 권선에 에너지를 축적하고 있다가 스위칭 트랜지스터(Q1)의 턴오프기간에 2차측 권선으로 에너지를 전달하고, 각 2차측 권선은 1차측 권선과의 권선비에 의해 원하는 만큼의 전압을 유도받음과 아울러 다이오드(D2)와 평활 커패시터(C6)를 이용하여 소정의 직류전압을 출력한다.
그리고 트랜스포머(120)의 2차측에서 출력되는 직류전압이 5V, 12V, 혹은 24V 등과 같이 상대적으로 낮은 전압이면, 7805, 7912, 7824 등과 같이 시중에서 쉽게 구할 수 있는 레귤레이터 집적회로(IC)를 이용하여 안정된 전압을 모니터의 각 회로소자에 제공하게 된다.
한편, 이러한 모니터 전원회로에서 출력전압의 변화는 출력전압검출기(130)에 의해서 검출되고, 이 검출된 전압은 출력전압검출기(130)에 연결된 포토카플러(140a,140b)에 흐르는 전류의 변화로 나타나고, 이 전류의 변화는 포토카플러 내의 포토다이오드에서 발광되는 광량을 변화시키게 된다. 그리고 포토카플러 내의 광량의 변화는 포토 트랜지스터에서 다시 콜랙터 전류의 변화로 나타나게 되고, 이 전류의 변화가 전원제어 집적회로의 궤환입력단으로 연결되어 출력전압을 안정화시키게 된다.
즉, 통상의 SMPS에서는 출력전압(Vout)의 변화를 포토카플러(140a,140b)를 통해 전원제어 집적회로소자(110)로 궤환입력받고, 이에 따라 전원제어IC(110)가 PWM펄스의 듀티비를 가변하여 출력전압을 일정하게 안정화시킨다.
그런데 이러한 SMPS 전원회로에서 출력전압에 매우 큰 과전압이 갑자기 발생할 경우에 이를 충분히 제어하지 못하여 과전압에 의해 회로소자가 파괴되는 문제점이 있다.
이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 모니터 전원회로의 과전압을 방지하기 위한 과전압 방지회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 장치는, 교류전원을 입력받아 정류한 후 스위칭 트랜지스터가 연결된 트랜스포머의 일차측에 인가하고, 전원제어 집적회로소자의 출력에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭에 의해 상기 일차측전압을 2차측으로 유도하여 정류한 후 해당 부하에 전원을 공급하도록 된 모니터의 전원공급장치에 있어서, 상기 트랜스포머의 2차측 출력전압단에 연결되어 상기 출력전압에 과전압이 발생될 경우 작동되는 제너다이오드; 상기 제너다이오드가 작동되면 액티브영역에서 동작하여 포토카플러의 전류를 조절하는 트랜지스터; 출력전압을 검출하기 위한 출력전압 검출기; 및 상기 트랜지스터 및 출력전압 검출기에 따라 흐르는 전류가 가변되어 상기 전원제어 집적회로측으로 궤환신호를 전달하는 상기 포토카플러로 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 모니터의 전원회로를 도시한 회로도,
도 2는 본 고안에 따른 모니터의 전원회로를 도시한 회로도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 다이오드 브리지110: 전원제어IC
120: 트랜스포머130,310: 출력전압검출기
140a,140b,320a,320b: 포토카플러300: 과전압방지부
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 고안에 따른 과전압방지회로가 포함되는 모니터 전원회로를 도시한 회로도이다.
출력전압 검출기(130)의 ①단자는 출력전압을 검출하기 위한 센싱단자이고, ②단자는 포토카플러가 연결되기 위한 콜랙터단자이며, ③단자는 접지단자이다.
이러한 출력전압 검출기는 ①단자를 흐르는 전류의 크기에 비례하여 ②단자를 통해 매우 큰 콜랙터 전류가 흐르게 한다. 이러한 출력전압 검출기는 도 1 및 도 2에서와 같이 SMPS의 출력전압단에서 출력전압을 모니터하는데 많이 이용된다.
즉, 도 1 및 도 2에 있어서, 출력전압(Vout1)이 높아져 ①단자를 통해 흐르는 전류가 증가하게 되면, 그에 따라 ②단자에 연결된 포토카플러(140a)에 더욱 많은 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 전원제어칩(110)으로 궤환되는 전류(Vfb)가 증가되므로 전원 제어칩(110)은 듀티비가 작은 PWM 펄스를 발생하여 스위칭 트랜지스터(Q1)를 구동하게 되고, 따라서 2차측으로 유도되는 전압이 상대적으로 작아져 출력전압(Vout1)이 낮아지게 된다.
반대로 출력전압이 낮아져 ①단자를 통해 흐르는 전류가 감소하게 되면, 그에 따라 ②단자에 연결된 포토카플러(140a)에 흐르는 전류도 더욱 적어지게 되고, 이에 따라 전원제어칩(110)으로 궤환되는 전류(Vfb)가 감소되므로 전원제어칩(110)은 그에 대응하여 듀티비가 큰 PWM펄스를 발생하여 스위칭 트랜지스터(Q1)를 구동하게 되고, 따라서 2차측으로 유도되는 전압이 상대적으로 많아져 출력전압(Vout1)이 높아지게 된다.
본 고안에 따른 과전압방지회로는 도 2에 도시된 바와 같이, 트랜스포머의 2차측 출력전압단에 연결되어 출력전압(Vout2)에 과전압이 발생될 경우 작동되는 제너다이오드(ZD1,ZD2,ZD3); 제너다이오드가 작동되면 액티브영역에서 동작하여 포토카플러의 전류를 조절하는 트랜지스터(Q31); 출력전압을 검출하기 위한 출력전압 검출기(310); 및 상기 트랜지스터 및 출력전압 검출기에 따라 흐르는 전류가 가변되어 전원제어 집적회로(110)측으로 궤환신호를 전달하는 포토카플러(320a,320b)로 구성된다.
한편, 본 고안이 적용되는 전형적인 모니터의 전원회로는 도 3에 도시된 바와 같이, 라인필터(L1,L2), XY커패시터(C1,C2,C3), 다이오드브리지(100), 돌입전류방지저항(R2), 전원제어집적회로(100), 스위칭 트랜지스터(Q1), 트랜스포머(120), 다이오드(D2), 평활 커패시터(C6),및 전압안정화회로(300) 등으로 구성된다.
도 3을 참조하면, 라인필터(L1,L2)와 X 커패시터(C1)에서는 선로를 통해 입력되는 상용 교류전원으로부터 잡음 등을 제거하고, Y 커패시터(C2,C3)는 다이오드 브리지(100)가 온/오프 동작할 경우 발생되는 잡음등이 라인을 통해 외부로 나가지 못하도록 내부 잡음을 접지로 바이패스시킨다.
이와 같이 교류입력회로에서 잡음이 제거된 교류전원은 다이오드 브리지(100)에서 전파 정류된 후 돌입전류 방지저항(R2)과 평활커패시터(C4)를 지나 트랜스포머(120)의 일차측 권선을 흐르게 된다. 이때 트랜스포머의 일차권선의 다른 편에는 스위칭 트랜지스터(Q1)가 연결되어 전원제어집적회로(예컨대, 3842 PWM 제어 IC:110)의 출력에 따라 온오프된다.
즉, 전원제어집적회로(110)는 포토카플러(140b)를 통해 궤환신호(Vfb)를 입력받아 이 궤횐신호의 크기에 따라 듀티비가 가변되는 소정 주파수의 PWM신호를 발생하고, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 이 PWM신호에 따라 온오프되어 다이오드브리지를 통해 입력되는 전류를 접지로 흐르게 하거나 차단한다.
예컨대, 스위칭 트랜지스터(Q1)가 온될 경우 트랜스포머(120)의 일차측 권선의 도트측에 +전압이 인가되고 트랜지스터(Q1)를 통해 전류가 흐르게 되고, 2차측 권선에는 도트측을 +방향으로 하는 전압이 유도되어 다이오드(D2)에 역방향으로 전압이 인가되어 다이오드(D2)가 차단됨과 아울러 일차측 권선에 에너지가 축적되게 된다.
그러다가 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴오프되게 되면 일차측은 갑자기 전류가 흐르지 못하게 되고, 이에 따라 전류를 계속 흐르게 하는 방향(도트측이 -)으로 전압이 유기됨과 아울러 2차측에서도 도트측이 -가 되도록 전압이 유도되어 다이오드(D2)에 순방향의 전압이 인가된다. 따라서 2차측에서는 커패시터(C6)를 충전시키면서 출력전압(Vout1)이 나타나게 된다. 이어서 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴온되게 되면 앞서 설명한 바와 같이 2차측 다이오드(D2)는 차단되고, 따라서 그동안 충전되었던 커패시터(C6)의 전압이 출력측(Vout1)으로 나타나게 된다.
이와 같이 스위칭 트랜지스터(Q1)가 온되는 기간동안에는 일차측 권선에 전류가 흘러 에너지를 축적시켰다가 스위칭 트랜지스터(Q1)가 오프되면 1-2차 권선비에 의하여 2차측 권선에 에너지를 유기시키고, 이 유기된 전압 이 정류 다이오드(D2)와 평활커패시터(C6)를 통해 2차측 출력 직류전압으로 나타나게 된다. 이러한 방식을 플라이백 컨버터라하며 2차측 구성이 간단하기 때문에 출력전압을 멀티로 구성하기 쉽다.
다른 한편, 이러한 전원공급장치의 출력전압(Vout2)에 과전압이 발생되면, 제너다이오드(ZD1,ZD2,ZD3)가 작동되고, 이에 따라 트랜지스터(Q31)가 액티브영역에서 동작하게 된다. 따라서 트랜지스터(Q31)의 콜랙터전류는 베이스전류에 따라 증감되는데, 이때 트랜지스터(Q31)의 콜랙터측이 포토카플러(320a,320b)에 연결되어 있으므로 콜랙터전류의 증감은 포토카플러(320a,320b)의 전류의 증감을 초래하게 된다. 따라서 포토카플러(320a,320b)의 전류가 증감되면 결국 전원제어IC(110)의 궤환전류를 증가시키게 되고, 전원제어IC(110)가 스위칭 트랜지스터(Q1)의 온/오프 타임을 조절하여 출력전압을 감소시키게 된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 고안에 따른 과전압방지회로는 출력전압 검출기뿐만아니라 제너다이오드가 다른 2차 권선의 출력전압에서 과전압을 검출하면 트랜지스터를 동작시켜 콜랙터 전류를 증가시키게 되고, 이에 따라 포토카플러의 전류가 증가되어 전원제어IC의 제어동작에 의해 과전압을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 교류전원을 입력받아 정류한 후 스위칭 트랜지스터가 연결된 트랜스포머의 일차측에 인가하고, 전원제어 집적회로소자의 출력에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭에 의해 상기 일차측전압을 2차측으로 유도하여 정류한 후 해당 부하에 전원을 공급하도록 된 모니터의 전원공급장치에 있어서,
    상기 트랜스포머의 2차측 출력전압단에 연결되어 상기 출력전압(Vout2)에 과전압이 발생될 경우 작동되는 제너다이오드(ZD1,ZD2,ZD3);
    상기 제너다이오드가 작동되면 액티브영역에서 동작하여 포토카플러의 전류를 조절하는 트랜지스터(Q31);
    출력전압을 검출하기 위한 출력전압 검출기(310); 및
    상기 트랜지스터 및 출력전압 검출기에 따라 흐르는 전류가 가변되어 상기 전원제어 집적회로(110)측으로 궤환신호를 전달하는 상기 포토카플러(320a,320b)로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터에 있어서 과전압방지회로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101014954B1 (ko) * 2009-07-30 2011-02-15 엘지이노텍 주식회사 멀티 출력을 갖는 전원공급장치

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