KR20000011742U - 스위칭 모드 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

1차측 1차코일의 일단을 통해 전원을 인가받아 2차측코일에 유도전압을 제공하는 트랜스포머와, 트랜스포머의 1차측 1차코일 타단에 연결되어 트랜스포머의 동작제어신호를 제공하는 펄스폭변조회로와, 트랜스포머의 1차측 3차코일로부터 유기된 전압의 과전압을 감지하는 고전압감지부와, 고전압감지부의 출력신호에 따라 펄스폭변조회로에 제공되는 전원을 차단하는 펄스폭변조회로 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 전원공급장치.

Description

스위칭 모드 전원공급장치

본 고안은 스위칭 모드 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 교류입력전원에 과전압이 발생하는 경우 펄스폭제어부의 동작을 정지시켜 모니터 내의 각 회로부품들의 손상을 방지할 수 있는 스위칭 모드 전원공급장치에 관한 것이다.

스위칭 모드 전원공급장치(Swiching Mode Power Supply)는 펄스폭변조방식을 사용하여 모니터에 사용되는 다수의 직류전압을 출력하는 전원공급장치이다. 도 1은 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 블럭도이다. 교류입력전원(Vin)을 수신하여 이를 정류하여 제1직류전압(Vdc1)을 출력하는 정류부(2)와, 권선비가 상이한 제1,제2, 제3차코일(L1, L2, L3)로 구성되어 1 차코일(L1)에 인가되는 제 1 직류전압(Vdc1)에 의하여 제 2 차 및 제 3 차코일(L2, L3)에 서로 상이한 전압이 유기되는 스위칭트랜스포머(3), 스위칭트랜스포머(3)의 제 2 차코일에 유기된 전압을 수신하여 이를 정류 및 평활하여 제 2 직류전압(Vdc2)을 출력하는 제 1직류전압 출력부(4), 스위칭트랜스포머(3)의 제 3 차코일(L3)에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 제 3 직류전압(Vdc3)을 출력하여 펄스폭변조회로(8)에 제공하는 제3 직류전압출력부(6), 펄스폭변조신호(PWM)에 따라 온 또는 오프되어 제1차코일(L1)에 흐르는 전류를 단속하는 스위칭트랜지스터(Q1), 스위칭트랜지스터(Q1)에 직렬로 연결된 감지저항(R3)에 의하여 스위칭트랜지스터(Q1)가 온(On)될 때 제 1 코일(L1)에 흐르는 전류를 감지하여 그 감지된 전류에 따라 가변되는 감지전압(VA)을 출력하는 전류감지부(5), 제1저항(R1)과 제2저항(R2)으로 구성되어 제1직류전압(Vdc1)을 제1저항(R1)과 제2저항(R2)에 의해 소정 전압으로 전압강하된 초기구동전압(VI)을 출력하는 초기구동전압 발생부(7) 및 모니터의 정상동작시 전압제 3코일에 유기되는 전압(Vdc3)의 공급에 의하여 동작되어 전류감지전압(VA)에 따라 펄스의 듀티비가 가변되는 펄스폭변조신호(PWM)를 출력하는 펄스폭변조회로(8)로 구성된다.

도 1의 종래의 스위칭 모드 전원공급장치(1)는 모니터의 파워 온 시에 교류입력전원(Vin)을 정류부(2)에 의하여 정류된 제1직류전압(Vdc1)을 초기구동전압 발생부(7)에서 출력되는 초기구동전압(VI)에 의해 펄스폭변조회로(12)는 동작이 개시되어 펄스폭변조신호(PWM)를 출력한다. 펄스폭변조신호(PWM)에 의해 제1스위칭부는 온되어 스위칭트랜스포머(3)의 제1차코일(L1)에 전압이 유기되고 제1차코일(L1)에 유기된 전압에 의해 제2 및 제3차코일(L2, L3)에 전압이 유기된다. 직류전압출력부(4)는 제2 및 제3차코일(L2, L3)에 유기된 전압을 각각 정류 및 평활하여 서로 상이한 제2 및 제3직류전압(Vdc2, Vdc3)을 출력하고, 제3직류전압(Vdc3)은 펄스폭변조회로(8)의 동작전원으로 사용된다. 펄스폭변조회로(8)는 제3직류전압(Vdc3)에 의하여 계속 동작되어 제1직류전압(Vdc1)의 출력전압의 크기에 따라 전류감지부(5)의 감지저항(R3)은 제1코일(L1)에 흐르는 전류를 감지하여 그 감지된 전류에 따라 가변되는 전류감지전압(VA)에 의해 펄스폭변조신호(PWM)의 펄스의 듀티비를 가변시켜 직류전압출력부(4)는 항상 동일한 전압을 출력하도록 한다.

종래의 스위칭 모드 전원공급장치는 교류입력전원에 과전압이 발생되는 경우 과전압에 의하여 제 1직류전압은 높은 전압을 갖게되고 이로인해 스위칭트랜스포머에 연결된 직류전압 출력부의 직류전압은 급속히 증가되어 직류전압출력부의 직류전압의 공급에 의해서 동작되는 모니터 내의 각 회로부품들이 손상되는 문제점을 가지고 있다.

본 고안의 목적은 과도한 교류입력전원의 전압의 변화를 감지하고 이를 이용하여 트랜스포머를 보호할 수 있는 스위칭모드 전원공급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 스위칭모드 보호회로의 제어하에 과전압이 발생하더라도 과전압보호부에 의하여 펄스폭제어부의 동작을 정지시켜 직류전압출력부는 직류전압을 출력시키지 않는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 1차측 1차코일의 일단을 통해 전원을 인가받아 2차측코일에 유도전압을 제공하는 트랜스포머와, 트랜스포머의 1차측 1차코일 타단에 연결되어 트랜스포머의 동작제어신호를 제공하는 펄스폭변조회로와, 트랜스포머의 1차측 3차코일로부터 유기된 전압의 과전압을 감지하는 고전압감지부와, 고전압감지부의 출력신호에 따라 펄스폭변조회로에 제공되는 전원을 차단하는 펄스폭변조회로 제어부로 구성되는 점에 있다.

도 1은 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 블록도이다.

도 2는 본 고안에 따른 스위칭 모드 전원공급장치의 블록도이다

도 3은 도 2의 고전압감지부에서 검출되는 전압의 파형도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로하여 본 고안의 스위칭 모드 전원공급장치를 상세히 설명하고자 한다. 도 2는 본 고안에 따른 스위칭 모드 전원공급장치의 블록도이다. 상용교류를 입력받아 정류하는 정류부(22)와, 정류된 전원을 1차측 1차코일에 제공받아 2차측코일에 유도전압을 출력하는 트랜스포머(23)와, 상기 트랜스포머(23)의 1차측 1차코일의 타단에 연결되어 상기 트랜스포머(23)의 스위칭동작신호를 제공하는 펄스폭변조회로(28)와, 펄스폭변조신호(PWM)에 따라 온 또는 오프되어 제1차코일(L1)에 흐르는 전류를 단속하는 제 1 스위칭트랜지스터(Q1), 제 1 스위칭트랜지스터(Q1)에 직렬로 연결된 감지저항(R3)에 의하여 제 1 스위칭트랜지스터(Q1)가 온(On)될 때 제 1 코일(L1)에 흐르는 전류를 감지하여 그 감지된 전류에 따라 가변되는 감지전압(VA)을 출력하는 전류감지부(25), 제1저항(R8)과 제2저항(R9)으로 구성되어 제1직류전압(Vdc1)을 전압강하시켜 상기 펄스폭변조회로(28)의 초기구동전압을 제공하는 초기구동부(27)와, 상기 트랜스포머(23)의 3차코일로 유기되는 전압을 정류 및 평활하여 상기 펄스폭변조회로(28)의 동작전원을 제공하는 펄스폭변조회로 전원공급부(26)와, 상기 트랜스포머(23)의 1차측 4차코일(L4)로부터 유기된 전압의 과전압을 감지하는 고전압감지부(100)와, 상기 고전압감지부(100)의 출력신호에 따라 상기 펄스폭변조회로(28)에 제공되는 전원을 차단하는 펄스폭변조회로 제어부(200)로 구성된다.

고전압감지부(100)는 트랜스포머(23)의 1차측 4차코일에 애노드단이 연결된 다이오드(D3)와, 상기 다이오드(D3)의 캐소드단에 병렬로 연결된 캐패시터(C3) 및 저항(R5)과, 상기 트랜스포머(23)의 1차측 4차코일과 다이오드(D3)의 애노드단의 접속점에 캐소드단이 연결된 다이오드(D4)와, 상기 다이오드(D4)의 애노드단에 병렬로 연결된 저항(R4) 및 캐패시터(C4)와, 일단이 상기 저항(R4)와 캐패시터(C4)의 접속점에 연결되고 타단이 상기 저항(R5)에 연결된 저항(R6)과, 상기 두 저항(R5, R6)의 접속점에 병렬로 연결된 캐패시터(C5) 및 다이오드(D5)로 구성된다.

펄스폭변조회로 제어부(200)는 베이스단이 상기 고전압감지부(100)의 다이오드(D5)의 애노드단에 연결되는 제 2 스위칭트랜지스터(Q2)와, 상기 제 2 스위칭트랜지스터(Q2)의 에미터단에 연결된 저항(R7)과, 상기 저항(R7)의 타단에 베이스단이 연결되고 초기구동부(27)를 이루는 저항(R8, R9)의 연결점에 에미터단이 연결된 제 3스위칭 트랜지스터(Q3)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 따른 스위칭모드전원공급장치의 동작은 다음과 같다. 전원이 인가되면 초기구동부(27)의 저항(R8, R9)에 의해 펄스폭변조회로(28)의 초기 구동전압이 제공된다. 이에 따라 펄스폭변조회로(28)가 구동하고 제 1 스위칭트랜지스터(Q1)의 스위칭동작에 따라 3차코일(L3) 및 펄스폭변조회로 전원공급부(26)를 통해 피드백되는 전압에 의해 펄스폭변조회로(28)가 계속적인 동작을 수행하게 된다.

도 3의 (A)는 정상적인 교류전원이 인가될 때 P2에서 검출되는 전압의 파형을 나타내고 있다. 한편 도 3의 (B)는 P1의 전압 즉, 정류부(22)를 거쳐 평활된 전압이 증가할 때의 P2에서 검출되는 전압의 파형을 나타내고 있다. 두 파형을 비교하면 도 3의 (A)에서 나타낸 정상파형보다 (＋)쪽은 펄스폭이 증가하고, (－)쪽은 펄스폭이 감소하면서 피크(Peak)가 커진다. 이 (－)쪽의 피크(Peak)전압 파형의 변화를 고전압감지부(100)에서 검출하게 된다.

다이오드(D3) 및 캐패시터(C3)로 (＋)전압을 정류하고, 다이오드(D4), 캐패시터(C4) 및 저항(R4)를 이용하여 (－)전압을 정류한다. 저항(R5, R6)을 조절하여 적정한 교류(AC)입력에서 제 2 스위칭트랜지스터(Q2)의 동작을 제어하게 된다. 이때 저항(R4)은 수 Ω단위로써 저항값이 작은 것 일수록 모드별 편차를 줄여준다. 예를 들어 교류입력(AC INPUT)이 90V_AC일 때, P1의 전압은 114V_DC이고, 264V_AC이 인가될 때의 P1의 전압은 363V_DC이다. 교류입력(AC INPUT)전압이 일정 레벨(Level)을 넘어서면 저항(R5, R6)의 비례에 의해 펄스폭변조회로제어부(200)의 제 2 스위칭트랜지스터(Q2)의 베이스전압이 －0.7V 이하로 내려가게 된다. 제 2 스위칭트랜지스터(Q2)이 턴온(ON)되면서 제 3 스위칭트랜지스터(Q3)도 동작된다. 따라서 펄스폭변조회로에 공급되는 전압이 Q3→Q2의 경로로 흐르면서 펄스폭변조회로(28)가 오프(OFF)되어 회로를 보호한다.

이상의 설명에서 나타난 바와 같이, 본 고안은 교류입력전압이 높게 입력될 경우 펄스폭변조회로의 동작을 제어하므로써 회로를 보호할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1차측 1차코일의 일단으로 전원을 인가받아 2차측코일에 유도전압을 제공하는 트랜스포머와,

상기 트랜스포머의 1차측 1차코일의 타단에 연결되어 상기 트랜스포머의 동작제어신호를 제공하는 펄스폭변조회로와,

상기 트랜스포머의 1차측 3차코일로부터 유기된 전압의 과전압을 감지하는 고전압감지부와,

상기 고전압감지부의 출력신호에 따라 상기 펄스폭변조회로에 제공되는 전원을 차단하는 펄스폭변조회로 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 전원공급장치.

제 1 항에 있어서,

상기 고전압감지부는 상기 트랜스포머의 1차측 3차코일로부터 유기되는 전압의 피크(Peak)전압 파형의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 전원공급장치.

제 1 항에 있어서,

상기 펄스폭변조회로제어부는 상기 고전압감지부의 출력전압의 크기에 따라 스위칭되는 스위칭소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 전원공급장치.