KR19980042929U - 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로 - Google Patents

스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로 Download PDF

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Abstract

본 고안은 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS : Switching Mode Power Supply)에 관한 것으로서, 특히, 과전압의 전압이 입력하게 되는 경우 스위칭용 트랜지스터의 소자를 보호하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로에 관한 것이다.
이를 위한 본 고안은, 플러그(10)를 통하여 인가되는 교류 전원을 정류하는 제 1 정류부(20)에 의해 구동하는 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 온/오프 시간을 선택적으로 제어하는 스위칭 제어부(30)와, 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 구동에 따라 상기 제 1 정류부(20)의 전압을 변압시켜 출력하는 변압기(T), 상기 변압기(T)의 출력 전압을 정류하는 제 2 정류부(40)와, 상기 제 2 정류부(40)의 출력 전압 레벨의 변동을 검출하는 오차 전압 검출부(50)와, 상기 오차 전압 검출부(50)에 의해 검출된 상기 제 2 정류부(40)의 출력 전압 레벨의 변동을 상기 스위칭 제어부(30)에 인가하여 상기 스위칭 제어부(30)가 상기 제 2 정류부(40)의 출력 전압 레벨의 변동에 따라 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 온/오프 시간을 제어하게 하는 포토 커플러(60)를 구비하는 스위칭 모드 파워 서플라이로서,
상기 제 1 정류부(20)의 출력단과 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 연결되어 상기 제 1 정류부(20)의 출력 전압이 과전압이면 상기 제 1 정류부(20)의 출력 전압을 접지로 유기시켜 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)를 보호하는 스위칭용 트랜지스터 보호부(70)를 더 포함하므로써, 스위칭용 트랜지스터를 보호하는 효과가 있다.

Description

스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로
본 고안은 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS : Switching Mode Power Supply)에 관한 것으로서, 특히, 과전압의 전압이 입력하게 되는 경우 스위칭용 트랜지스터의 소자를 보호하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 스위칭 모드 파워 서플라이는 부하단에서 필요로 하는 전원을 규칙적으로 안정하게 공급해 주는 전원 공급 장치로서, 반도체 디바이스를 스위치 소자로하여 온(ON)/오프(OFF)동작을 반복케하고, 그 온/오프의 시(時)비율을 제어하여 출력을 안정화시키는 전원 공급 방식이다. 즉, 변압기(Transfomer)의 1차측에 축적된 에너지를 스위칭용 트랜지스터를 이용하여 2차측에 선택적으로 전달하므로써, 부하단속(Load Regulation)을 양호하게 유지시켜 주는 전원 공급 장치이다.
도 1 에는 일반적인 스위칭 모드 파워 서플라이의 블록도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 플러그(10)를 통하여 인가되는 교류(AC) 전원은 브리지 다이오드의 제 1 정류부(20)를 통하여 전파 정류되어, 전압 분배 저항(R1, R2)을 통하여 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스(base)단에 인가되므로써, 스위칭용 트랜지스터(Q1)를 턴온(Turn On)시킨다.
이때, 스위칭용 트랜지스터(Q1)가 턴온되면 변압기(transformer)(11)의 1차측 권선에 에너지가 축적되고, 이에 따른 전압이 발생하여 스위칭 제어부(30)는 이 전압에 의하여 스위칭용 트랜지스터(Q1)를 계속 온상태를 유지시킨다.
이때, 스위칭용 트랜지스터(Q1)가 계속 온상태를 유지하게 되면 역기전력에 의해 스위치용 트랜지스터(Q1)는 오프상태가 된다.
즉, 스위칭용 트랜지스터(Q1)가 오프 상태가 되면, 1차 권선측 및 2차측 권선에는 역기전력이 발생하고, 그 역기전력은 제 2 정류부(40)에서 정류되어 부하단에 공급된다.
한편, 오차전압 검출부(50)는 부하단 각각의 출력 전압을 안정화시키기 위해 2차측의 전위 변화량에 대응하여 포토 커플러(60)를 선택적으로 구동시켜 2차측의 전압을 항상 일정하게 유지시키도록 한다.
즉, 오차전압 검출부(50)는 트랜스(T)의 2차측 전압이 기준 전압이하인 경우에는 포토 커플러(60)에 전류가 흐르지 않도록 하여 1차측 권선에 에너지 축적량이 커지도록 조절하고, 2차측 전압이 기준 전압 이상인 경우에는 포토 커플러(60)에 전류가 흐르도록 하여 1차측 권선에 에너지 축적량이 감소되도록 조절하여 2차측의 전압이 항상 안정하게 공급되도록 조절한다.
따라서, 스위칭 제어부(30)는 포토 커플러(60)의 구동 결과에 따라 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 온/오프 동작을 제어하여 트랜스(T)의 1차측에 전류 유입을 단속하므로써, 2차측에 일정 전압이 유기되도록 한다.
전술한 바와 같은 동작을 수행하는 스위칭 모드 파워 서플라이는 과전압의 전압 즉, 정격 전압 이상의 전압이 플러그를 통하여 입력되게 되면 스위칭용 트랜지스터에 과부하게 걸리게 되어 스위칭용 트랜지스터가 파괴되는 문제점이 있었다.
본 고안은 이러한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은, 스위칭 모드 파워 서플라이에 있어서, 스위칭용 트랜지스터의 과부하 상태를 감지하여 스위칭용 트랜지스터의 동작을 오프시키므로써, 스위칭용 트랜지스터를 보호하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 플러그를 통하여 인가되는 교류 전원을 정류하는 제 1 정류부에 의해 구동하는 제 1 스위칭용 트랜지스터와, 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터의 온/오프 시간을 선택적으로 제어하는 스위칭 제어부와, 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터의 구동에 따라 상기 제 1 정류부의 전압을 변압시켜 출력하는 변압기, 상기 변압기의 출력 전압을 정류하는 제 2 정류부와, 상기 제 2 정류부의 출력 전압 레벨의 변동을 검출하는 오차 전압 검출부와, 상기 오차 전압 검출부에 의해 검출된 상기 제 2 정류부의 출력 전압 레벨의 변동을 상기 스위칭 제어부에 인가하여 상기 스위칭 제어부가 상기 제 2 정류부의 출력 전압 레벨의 변동에 따라 상기 스위칭용 트랜지스터의 온/오프 시간을 제어하게 하는 포토 커플러를 구비하는 스위칭 모드 파워 서플라이로서,
상기 제 1 정류부의 출력단과 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터의 베이스단에 연결되어 상기 제 1 정류부의 출력 전압이 과전압이면 상기 제 1 정류부의 출력 전압을 접지로 유기시켜 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터를 보호하는 스위칭용 트랜지스터 보호부를 더 포함한다.
도 1은 일반적인 스위칭 모드 파워 서플라이 블록 구성도
도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로도
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 플러그 20.40 : 정류부
30 : 스위칭 제어부50 : 오차 전압 검출부
60 : 포토 커플러70 : 스위칭용 트랜지스터 보호부
본 고안의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로도를 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이 도 1 에서와 같은 일반적인 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 스위칭용 트랜지스터 보호부(70)가 더 구성되어 있다.
이때, 보호부(70)는 제너 다이오드(ZD), 전압 분배 저항(R4), 제 2 스위칭용 트랜지스터(Q2)로 구성되어 있어, 제 1 정류부(20)의 출력 전압이 과전압이면 구동되어 제 1 정류부(20)의 출력 전압을 단락시키므로써, 스위칭용 트랜지스터(Q1)를 보호한다.
이러한 스위칭용 트랜지스터 보호부(70)가 더 구성된 스위칭 모드 파워 서플라이의 동작 과정 설명은 다음과 같다.
즉, 스위칭용 트랜지스터 보호부(70)의 제너 다이오드(ZD)는 과전압(제너 다이오드의 정격 전압)이상이 인가되기 전까지는 오프 상태를 유지 하게 되므로, 제 1 정류부(20)의 출력 전압이 정격 전압이면 제너 다이오드(ZD)는 항복되지 않아, 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)에 제 1 정류뷰(20)의 출력 전압이 인가되어 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)는 스위칭 제어부(30)의 제어에 따라 온/오프 시간이 제어되는 상태 즉, 정상 상태를 유지한다.
그러나, 제 1 정류부(20)의 출력 전압이 정격 전압 이상의 과전압이 출력되면, 제너 다이오드(ZD)가 항복되게 되어 전압 분배 저항 R1,R2,R3에 의해 분압된 전압 즉, VB의 전압이 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 인가되지 않고 제너 다이오드를 통하여 제 2 스위칭용 트랜지스터(Q2)에 인가되어 제 2 스위칭용 트랜지스터(Q2)는 턴온된다.
따라서, 제 2 스위칭용 트랜지스터(Q2)는 제 1 정류부(20)에서 정류되어 출력되는 전압을 접지로 유기시켜 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)에 인가하지 않도록하여, 제 1 스위칭 트랜지스터(Q1)가 오프 상태를 유지하게 되므로써 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)를 보호한다.
이때, 전압 분배 저항, R4는 제너 다이오드(ZD)의 출력 전압을 분배하여 제 2 스위칭용 트랜지스터(Q2)에 인가한다.
이상 설명한 바와같이, 본 고안에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로는, 정격 전압 이상의 과전압이 입력되면 제너 다이오드가 항복되고, 항복된 제너 다이오드에 의해 턴온되어 정류부의 출력 전압을 접지로 유기시키므로써, 스위칭용 트랜지스터를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 플러그(10)를 통하여 인가되는 교류 전원을 정류하는 제 1 정류부(20)에 의해 구동하는 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 온/오프 시간을 선택적으로 제어하는 스위칭 제어부(30)와, 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 구동에 따라 상기 제 1 정류부(20)의 전압을 변압시켜 출력하는 변압기(T), 상기 변압기(T)의 출력 전압을 정류하는 제 2 정류부(40)와, 상기 제 2 정류부(40)의 출력 전압 레벨의 변동을 검출하는 오차 전압 검출부(50)와, 상기 오차 전압 검출부(50)에 의해 검출된 상기 제 2 정류부(40)의 출력 전압 레벨의 변동을 상기 스위칭 제어부(30)에 인가하여 상기 스위칭 제어부(30)가 상기 제 2 정류부(40)의 출력 전압 레벨의 변동에 따라 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 온/오프 시간을 제어하게 하는 포토 커플러(60)를 구비하는 스위칭 모드 파워 서플라이로서,
    상기 제 1 정류부(20)의 출력단과 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 연결되어 상기 제 1 정류부(20)의 출력 전압이 과전압이면 상기 제 1 정류부(20)의 출력 전압을 접지로 유기시켜 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)를 보호하는 스위칭용 트랜지스터 보호부(70)을 더 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭용 트랜지스터 보호부(70)는 상기 제 1 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 연결되어 상기 제 1 정류부(20)의 출력 전압이 과전압이면 항복되는 제너 다이오드(ZD)와, 상기 제너 다이오드(ZD)에 연결되어 상기 제너 다이오드(ZD)가 항복되면 턴온되어 상기 제 1 정류부(20)의 출력 전압을 접지로 유기시키는 제 2 스위칭용 트랜지스터(Q2)와, 상기 제너 다이오드(ZD)와 상기 제 2 스위칭용 트랜지스터(Q2)의 베이스단사이에 연결되어 전압을 분배하는 저항(R4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 스위칭용 트랜지스터(Q2)는 콜렉터단은 상기 제 1 정류부(20)의 출력단에 연결되고, 상기 베이스단은 상기 제너다이오드(ZD)에 연결되고, 에미터단은 접지되는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 보호 회로.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010036903A (ko) * 1999-10-12 2001-05-07 구자홍 세탁기 제동용 과전압 전달수단의 감시방법
KR100312894B1 (ko) * 1999-07-16 2001-11-03 윤종용 입력전원 이상 감지장치 및 방법
KR101249835B1 (ko) * 2007-08-09 2013-04-05 삼성전자주식회사 스위칭 모드 전원공급장치 및 그 전원공급방법

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