KR19980066949A - 전원장치의 과전압 입력 보호회로 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

전원장치에서 정격전압을 벗어난 전압의 입력전원으로부터 전원장치를 보호하는 회로에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

규정치보다 높은 전압의 입력전원으로부터 전원장치를 보호할 수 있는 보호회로를 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

입력전원의 전압이 규정치보다 높아질 때 이를 감지하여 전원장치의 동작을 정지시킨다.

라. 발명의 중요한 용도

전원장치를 과전압 입력으로부터 보호하는데 이용한다.

Description

전원장치의 과전압 입력 보호회로

본 발명은 전원장치에 관한 것으로, 특히 스위칭모드 전원장치(Switching Mode Power Supply: 이하 SMPS라 함)에 있어서 정격전압을 벗어난 전압의 입력전원으로부터 전원장치를 보호하는 회로에 관한 것이다.

통상적으로 SMPS는 직류 입력전원을 스위칭에 의한 직류-직류 변환에 의해 안정화 직류전원을 발생하는 전원장치로서 입력전원의 전압 변동에 대하여 항상 안정된 출력전압을 얻을 수 있어 널리 사용되고 있다.

도 1은 통상적인 SMPS의 회로도를 보인 것으로, 본 발명과 관련되는 부분만을 개략적으로 보인 것이다. 브리지 다이오드(BD)와 캐패시터(C1)로 구성하는 입력 정류부(100)는 교류 입력전원 ACin을 정류 및 평활한다. 트랜스포머(102)는 1차측권선이 입력 정류부(100)의 출력단과 저항(R2) 및 다이오드(D1)와 트랜지스터(Q1)를 통한 접지 사이에 접속되며 2차측권선이 출력 정류부(104)의 입력단과 접지 사이에 접속된다. 스위칭소자인 트랜지스터(Q1)는 트랜스포머(102)의 1차측권선에 인가되는 전원을 PWM(Pulse Width Modulation) 제어기(106)로부터 인가되는 PWM신호에 의해 스위칭하여 트랜스포머(102)의 2차측권선에 유기시킨다. PWM 제어기(106)는 트랜지스터(Q1)의 스위칭을 제어하기 위한 PWM신호를 발생한다. 출력 정류부(104)는 다이오드(D2)와 캐패시터(C2)로 구성되며 트랜스포머(102)의 2차측권선에 유기되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 출력전원 Vo을 발생한다.

상기한 도 1의 SMPS에 교류 입력전원 ACin이 입력 정류부(100)에 입력되면, 입력 정류부(100)로부터 직류 전원이 출력되어 트랜스포머(102)의 1차측권선에 인가되는 동시에 저항(R1)을 통해 PWM 제어기(106)의 전원 입력단 Vcc에 입력된다. 그러면 PWM 제어기(106)가 동작을 개시하여 PWM신호에 의해 트랜지스터(Q1)를 스위칭시킨다. 이에따라 트랜스포머(102)의 2차측권선에 전원이 유기되고 다이오드(D2) 및 캐패시터(C2)에 의해 정류 및 평활된후 직류 출력전원 Vo으로 출력된다. 이때 출력전원 Vo의 전압은 입력전원의 전압이 변동되더라도 안정된 상태를 유지하게 된다.

한편 상기한 SMPS에 교류 입력전원 ACin의 전압이 과전압, 즉 정격 범위를 벗어나서 높은 전압으로 입력되면 SMPS의 각 회로소자에 무리가 가해져 손상되거나 파괴되게 된다. 예를들어 교류 120V가 입력될 때 정상동작을 하는 SMPS에 교류 220V이상 높은 전압이 입력되면 정격전압 120V용 부품들이 손상되거나 파괴된다.

상술한 바와 같이 종래의 전원장치는 입력전원의 전압이 정격 범위를 벗어나서 높은 전압으로 입력될 경우 각 회로소자에 무리가 가해져 손상되거나 파괴되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 규정치보다 높은 전압의 입력전원으로부터 전원장치를 보호할 수 있는 보호회로를 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 SMPS의 회로도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 입력 보호회로를 적용한 SMPS의 회로도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력전원의 전압이 규정치보다 높아질 때 이를 감지하여 전원장치의 동작을 정지시킴을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 회로 구성, 소자나 부품의 종류 등과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 입력 보호회로를 적용한 SMPS의 회로도를 보인 것으로, 전술한 도 1의 회로에 입력전압 감지부(108)와 동작 제어부(110)를 추가하여 구성한 것이다. 그러므로 입력 정류부(100), 트랜스포머(102), 출력 정류부(104), PWM 제어기(106), 저항들(R1,R2), 다이오드(D1), 트랜지스터(Q1)등은 도 1에서와 동일하다.

상기 입력전압 감지부(108)는 입력 정류부(100)의 출력단에 트랜스포머(102)의 1차측권선과 병렬 접속되며 입력전원의 전압을 미리 설정된 규정치와 비교하여 규정치보다 높아질 때 과전압상태를 알리는 감지신호를 발생한다. 이러한 입력전압 감지부(108)는 입력 정류부(100)의 출력단과 PWM 제어기(106)의 전원 입력단 사이에 접속된 저항들(R1,R3)간의 접속점에 역방향으로 2개의 제너 다이오드(ZD1,ZD2)를 직렬 접속하고, 제너 다이오드들(ZD1,ZD2)간의 접속점과 접지 사이에 저항들(R4,R5)을 직렬 접속하여 구성한다. 상기 저항들(R1,R3)과 제너다이오드들(ZD1,ZD2)은 교류 입력전원 ACin이 정격범위의 전압으로 입력될 경우에는 오프되고 정격범위이상, 즉 규정치보다 높아질 때 오프되도록 설정한다.

그리고 동작 제어부(110)는 입력전압 감지부(108)와 PWM 제어기(106)의 칩(chip)선택단자 CS간에 접속되며 과전압 감지신호에 응답하여 PWM 제어기(106)의 동작을 정지시킨다. 이러한 동작 제어부(110)는 PWM 제어기(106)의 칩선택단자 CS와 접지에 트랜지스터(Q2)의 콜렉터단자와 에미터단자를 접속하고, 트랜지스터(Q2)의 베이스단자는 다이오드(D3)를 통해 제너 다이오드(ZD2)의 애노드에 접속하며, 다이오드(D3)의 캐소드와 제너 다이오드(ZD2)의 애노드 사이의 접속점과 접지 사이에 저항(R3)을 접속하여 구성한다. 상기 PWM 제어기(106)는 예를들어 삼성전자(주)에서 제조 및 판매하고 있는 KA7552와 같은 PWM 제어기 IC(Integrated Circuit)를 사용하는데, 이러한 PWM 제어기(106)는 통상적으로 칩선택단자 CS가 로우로 되면 셧다운(shut down)됨으써 동작이 정지된다.

상기한 도 2의 회로에서 교류 입력전원 ACin이 정격범위의 전압으로 입력될 경우에는 제너다이오드들(ZD1,ZD2)을 통하지 못하게 되므로 트랜지스터(Q2)의 베이스단자에 로우의 신호가 인가된다. 이에따라 트랜지스터(Q2)가 턴오프상태가 되므로 PWM 제어기(106)는 정상동작을 하게 되고, 그에따라 도 2의 전원장치는 정상동작을 하게 된다.

이러한 상태에서 교류 입력전원 ACin이 규정치이상의 과전압으로 입력되면 제너다이오드들(ZD1,ZD2)이 온되므로 트랜지스터(Q2)의 베이스단자에 하이의 신호가 과전압 감지신호로서 인가된다. 그러면 트랜지스터(Q2)가 턴온되므로써 PWM 제어기(106)의 칩선택단자 CS가 접지되고, 그에 따라 PWM 제어기(106)의 동작이 정지된다. 그러므로 결과적으로 도 2의 전원장치의 동작이 정지되므로써 교류 입력전원 ACin이 과전압상태로 될 때에는 직류 출력전원 Vo이 나오지 않는다.

따라서 입력전원의 전압이 규정치보다 높아질때 전원장치의 동작을 자동으로 정지시키므로써 전원장치의 부품의 파괴 또는 손상을 방지한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 입력전원의 전압이 규정치보다 높아질때 전원장치의 동작을 자동으로 정지시키므로써 전원장치의 부품의 파괴 또는 손상을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 직류 입력전원을 스위칭에 의한 직류-직류 변환에 의해 안정화 직류전원을 발생하는 스위칭모드 전원장치에 있어서,

   상기 입력전원의 전압이 규정치보다 높아질 때 이를 감지하여 상기 전원장치의 동작을 정지시킴을 특징으로 하는 과전압 입력 보호회로.
2. 교류 입력전원을 정류 및 평활하는 입력 정류부와, 상기 입력 정류부의 출력단에 1차측권선이 접속되는 트랜스포머와, 상기 입력 정류부로부터 상기 트랜스포머의 1차측권선에 인가되는 직류 입력전원을 스위칭하는 스위칭소자와, 상기 스위칭소자의 스위칭을 제어하기 위한 PWM신호를 발생하는 PWM 제어기와, 상기 트랜스포머의 2차측권선에 유기되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 출력전원을 발생하는 출력 정류부를 구비한 스위칭모드 전원장치에 있어서,

   상기 입력 정류부의 출력단에 상기 트랜스포머의 1차측권선과 병렬 접속되며 상기 입력전원의 전압을 미리 설정된 규정치와 비교하여 상기 규정치보다 높아질 때 과전압 감지신호를 발생하는 입력전압 감지부와,

   상기 입력전압 감지부와 상기 PWM 제어기간에 접속되며 상기 과전압 감지신호에 응답하여 상기 PWM 제어기의 동작을 정지시키는 동작 제어부를 구비함을 특징으로 하는 과전압 입력 보호회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 동작 제어부가, 상기 PWM 제어기의 칩선택단자 CS를 접지시켜 상기 PWM 제어기의 동작을 정지시킴을 특징으로 하는 과전압 입력 보호회로.