KR20000021277U - An automatic voltage regulator - Google Patents

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Abstract

본 고안은 조정 정밀도를 향상시킨 개선된 자동 전압 조정장치(A.V.R: Automatic Voltage Regulator)에 관한 것이다.The present invention relates to an improved automatic voltage regulator (A.V.R) with improved adjustment accuracy.

이러한 보 고안의 장치는 하나의 이차권선과 복수의 일차권선으로 된 강압트랜스(200)와, 제어신호에 따라 복수의 일차권선중 하나를 선택하기 위한 트라이악(T10,T20)으로 이루어져 입력전압에 조정전압을 가감하여 출력전압을 안정화시키는 전압조정부, 단권트랜스(210), 단권트랜스의 각 탭들과 강압트랜스의 선택된 일차권선 사이에 연결되어 제어신호에 따라 온되면 폐회로를 형성하여 소정 크기의 조정전압을 상기 전압조정수단에 인가하는 트라이악(T1~T8), 및 출력전압을 감지하여 출력전압이 정상전압보다 높으면 출력전압을 낮추는 방향으로 조정전압을 단계적으로 인가하도록 제어신호를 출력하고, 출력전압이 정상전압보다 낮으면 출력전압을 높히는 방향으로 조정전압을 단계적으로 인가하도록 제어신호를 출력하는 제어회로(220)를 포함하여 매우 간단한 회로로 조정 정밀도를 배로 향상시킬 수 있다.The device of the present invention consists of a step-down transformer 200 consisting of one secondary winding and a plurality of primary windings, and triacs T10 and T20 for selecting one of the plurality of primary windings according to a control signal. A voltage adjusting unit for stabilizing the output voltage by adding or subtracting a voltage, the single winding transformer 210, connected between the respective taps of the single winding transformer and the selected primary winding of the step-down transformer, and when turned on according to a control signal, forms a closed circuit to generate a regulated voltage of a predetermined magnitude. The control signal is output to detect the triacs T1 to T8 applied to the voltage adjusting means and the output voltage so that the control voltage is gradually applied in a direction to lower the output voltage if the output voltage is higher than the normal voltage. If it is lower than the normal voltage includes a control circuit 220 for outputting a control signal to apply the adjustment voltage stepwise in the direction of increasing the output voltage; A very simple circuit can double the adjustment accuracy.

Description

자동 전압 조정장치{ An automatic voltage regulator }Automatic voltage regulator

본 고안은 조정 정밀도를 향상시킨 개선된 자동 전압 조정장치(A.V.R: Automatic Voltage Regulator)에 관한 것이다.The present invention relates to an improved automatic voltage regulator (A.V.R) with improved adjustment accuracy.

자동 전압 조정장치(A.V.R)는 입력전압의 변동에 관계없이 출력전압을 항상 안정되게 유지하는 전원장치인 데, 종래의 자동 전압조정장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 트랜스(100)와, 다수의 탭을 갖는 단권 트랜스(110), 단권트랜스의 각 탭에 일단이 연결되는 권선저항들(R1~R8), 권선저항에 연결되어 단권 트랜스의 각 탭을 개폐(open/close)하는 트라이악(T1~T8), 및 제어 PCB(120)로 구성되어 출력전압을 안정되게 유지한다. 도 1을 참조하면, 트랜스(100)의 일차권선과 이차권선은 각각 하나로 구성되며 N:1의 권선비를 갖고, 단권트랜스(110)의 각 탭을 개폐하기 위한 트라이악(T1~T8)의 게이트단자는 제어 PCB(120)에 연결되어 있다. 제어PCB(120)는 출력전압을 감지하여 출력전압이 정상전압보다 높거나 낮으면 해당 트라이악의 게이트를 구동하여 탭을 변환하므로써 출력전압을 안정되게 유지한다. 도 1에서 트라이악1 내지 4(T1~T4)는 낮은 조정전압을 제공하기 위한 것이고, 트라이악 5 내지 트라이악 8(T5~T8)은 높은 조정전압을 제공하기 위한 것이며, 이들의 조합에 의해 총 16 종류의 조정전압을 제공할 수 있다.Automatic voltage regulator (AVR) is a power supply that always maintains the output voltage stable regardless of the input voltage fluctuations, the conventional automatic voltage regulator, as shown in Figure 1, the transformer 100, Single winding transformer 110 having a plurality of tabs, winding resistors R1 to R8 having one end connected to each tab of the single winding transformer, and a triac connected to the winding resistance to open and close each tab of the single winding transformer. T1 to T8, and the control PCB 120 to keep the output voltage stable. Referring to FIG. 1, the primary winding and the secondary winding of the transformer 100 are each composed of one and have a winding ratio of N: 1, and gates of the triacs T1 to T8 for opening and closing each tab of the single winding transformer 110. The terminal is connected to the control PCB 120. The control PCB 120 senses the output voltage, and if the output voltage is higher or lower than the normal voltage, the control PCB 120 drives the gate of the corresponding triac to switch taps to maintain the output voltage stable. In FIG. 1, the triacs 1 to 4 (T1 to T4) are for providing a low regulation voltage, and the triacs 5 to triac 8 (T5 to T8) are for providing a high regulation voltage. A total of 16 regulated voltages can be provided.

그런데 이러한 종래의 자동 전압조정기에서는 조정의 정밀도를 향상시키기 위해서 단권트랜스의 탭을 증가시킴과 아울러 접점을 온/오프하기 위한 스위칭소자를 증가시킬 필요가 있는 데, 이와 같이 탭 수를 증가시킬 경우에 단권트랜스의 제조가 힘들고, 스위칭소자가 많이 추가되는 문제점이 있다. 그리고 종래에는 탭 변환시 쇼트가 발생될 염려가 있으므로 쇼트를 방지하기 위해 권선저항을 추가로 사용해야 하고, 이에 따라 전력효율이 저하되는 문제점이 있다.However, in the conventional automatic voltage regulator, in order to improve the accuracy of adjustment, it is necessary to increase the tap of the single winding transformer and to increase the switching element for turning on / off the contact point. The manufacture of a single winding is difficult, and there is a problem in that a lot of switching elements are added. In addition, since a short may occur during a tap change in the related art, a winding resistance must be additionally used to prevent a short, and thus there is a problem in that power efficiency is lowered.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 매우 간단한 구성으로 조정 정밀도를 배로 향상시킬 수 있는 개선된 자동 전압조정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an improved automatic voltage regulating device capable of doubling the adjustment accuracy with a very simple configuration.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 장치는, 입력전압이 변동되더라도 출력전압을 기준전압으로 안정되게 유지하는 자동전압조정장치에 있어서, 하나의 이차권선과 복수의 일차권선으로 된 강압트랜스와, 제어신호에 따라 상기 복수의 일차권선중 하나를 선택하기 위한 선택수단으로 이루어져 입력전압에 조정전압을 가감하여 출력전압을 안정화시키는 전압조정수단; 다수의 탭을 갖고 탭간에 크기가 동일한 높은 전압이 유기되는 하이 스케일 권선과, 다수의 탭을 갖고 탭간에 크기가 동일한 낮은 전압이 유기되는 로우 스케일 권선을 갖는 단권트랜스; 상기 단권트랜스의 각 탭들과 상기 강압트랜스의 선택된 일차권선 사이에 연결되어 제어신호에 따라 온되면 폐회로를 형성하여 소정 크기의 조정전압을 상기 전압조정수단에 인가하는 스위칭수단; 및 상기 출력전압을 감지하여 출력전압이 정상전압보다 높으면 상기 출력전압을 낮추는 방향으로 조정전압을 단계적으로 인가하도록 상기 선택수단과 스위칭수단에 제어신호를 출력하고, 상기 출력전압이 정상전압보다 낮으면 상기 출력전압을 높히는 방향으로 조정전압을 단계적으로 인가하도록 상기 선택수단과 스위칭수단에 제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention, in the automatic voltage regulating device that maintains the output voltage as a reference voltage stably even if the input voltage fluctuates, a step-down transformer consisting of one secondary winding and a plurality of primary windings; And voltage adjusting means configured to select one of the plurality of primary windings according to a control signal to stabilize the output voltage by adding or subtracting an adjustment voltage to the input voltage; A single winding having a high scale winding having a plurality of tabs and inducing a high voltage equal in magnitude between the tabs, and a low scale winding having a plurality of tabs and inducing a low voltage equal in magnitude between the tabs; Switching means connected between the respective taps of the single winding transformer and the selected primary winding of the step-down transformer and turned on according to a control signal to form a closed circuit to apply an adjustment voltage of a predetermined magnitude to the voltage adjusting means; And detecting the output voltage and outputting a control signal to the selection means and the switching means to gradually apply an adjustment voltage in a direction to lower the output voltage when the output voltage is higher than the normal voltage, and when the output voltage is lower than the normal voltage. And control means for outputting a control signal to the selection means and the switching means to apply the adjustment voltage stepwise in the direction of increasing the output voltage.

도 1은 종래의 자동 전압조정장치를 도시한 개략도,1 is a schematic diagram showing a conventional automatic voltage regulator;

도 2는 본 고안에 따른 자동 전압조정장치를 도시한 도면,2 is a view showing an automatic voltage regulator according to the present invention,

도 3은 본 고안을 설명하기 위하여 도시한 파형도,3 is a waveform diagram illustrating the present invention,

도 4는 본 고안에 따라 CPU가 수행하는 동작을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operation performed by a CPU according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

200: 강압트랜스 202,204,206,212,214,216: 권선200: Step down transformer 202,204,206,212,214,216: Winding

210: 단권트랜스 220: 제어회로210: single winding transformer 220: control circuit

222: 전압감지 및 A-D변환부 224: CPU222: voltage sensing and A-D converter 224: CPU

226: 개폐검사부 228: 게이트 구동부226: opening and closing inspection unit 228: gate driving unit

T1~T8,T10,T20: 트라이악T1 ~ T8, T10, T20: Triac

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안에 따른 자동 전압 조정장치를 도시한 회로도로서, 본 고안의 자동 전압 조정장치는 입력전압에 조정전압을 가감하여 출력전압을 안정화시키기 위한 전압조정수단과, 전압조정수단에 연결되고 다수의 탭을 갖는 단권 트랜스(210), 단권 트랜스의 각 탭을 연결하여 폐회로를 구성하기 위한 다수의 스위칭소자(T1~T8), 출력전압을 감지하여 상기 스위칭소자를 온,오프 제어하기 위한 제어회로(220)로 구성된다. 그리고 전압조정수단은 복수 개의 일차권선(204,206)과 하나의 이차권선(202)을 갖는 강압 트랜스(200)와, 강압 트랜스의 복수 개의 일차권선중 하나를 선택하여 폐회로를 구성하기 위한 복수개의 스위칭소자(T10,T20)로 구성된다.2 is a circuit diagram showing an automatic voltage adjusting device according to the present invention, the automatic voltage adjusting device of the present invention is connected to the voltage adjusting means for stabilizing the output voltage by adding or subtracting the adjusting voltage to the input voltage, Single winding transformer 210 having a plurality of taps, a plurality of switching elements (T1 ~ T8) for configuring a closed circuit by connecting each tap of the single winding transformer, control for sensing the output voltage to control the switching element on, off Circuit 220. The voltage adjusting means includes a step-down transformer 200 having a plurality of primary windings 204 and 206 and one secondary winding 202, and a plurality of switching elements for configuring a closed circuit by selecting one of the plurality of primary windings of the step-down transformer. T10, T20).

단권트랜스(210)는 조정전압을 다단계로 조정하기 위해, 상대적으로 높은 탭간 전압(△Vh)을 유기하기 위한 하이 스케일 권선(212)과, 상대적으로 낮은 탭간 전압(△Vl)을 유기하기 위한 로우 스케일 권선(214), 및 단권트랜스에 유기전압을 제공하기 위한 권선(216) 등으로 구성된다.The single winding transformer 210 has a high scale winding 212 for inducing a relatively high inter-tap voltage (ΔVh) and a low for inducing a relatively low inter-tap voltage (ΔVl) to adjust the adjustment voltage in multiple stages. A scale winding 214, and a winding 216 for providing an induced voltage to the single winding transformer.

그리고 본 고안의 실시예에서 스위칭소자(T1~T8,T10,T20)는 트라이악(TRAIC)으로 구현되어 CPU(224)의 제어에 따라 해당 탭을 개폐한다. 하이 스케일 권선(212)과 로우 스케일 권선(214)은 각각 4개의 탭단자를 제공하는데, 각 탭단자에는 트라이악(T1~T8)의 일단이 연결되어 있고, 트라이악의 타단은 공통으로 연결되어 있으며, 트라이악의 각 게이트단은 제어회로(220)에 연결되어 있다.In the embodiment of the present invention, the switching elements T1 to T8, T10, and T20 are implemented as a triac TRAIC to open and close the corresponding tap under the control of the CPU 224. The high scale winding 212 and the low scale winding 214 each provide four tap terminals, one end of which is connected to each tap terminal of the triacs T1 to T8, and the other end of the triac is connected in common. Each gate end of the triac is connected to the control circuit 220.

제어회로(220)는 출력전압의 변동을 감지하여 디지탈로 변환하기 위한 전압 감지 및 아날로그-디지탈(A-D) 변환부(222)와, 각 트라이악(T1~T8,T10,T20)의 게이트를 구동하기 위한 게이트 구동부(228), 각 트라이악(T1~T8,T10,T20)의 개폐를 점검하기 위한 트라이악 개폐검사부(226), 전압감지 및 A-D 변환부(222)의 출력에 따라 단계별로 트라이악을 온오프하기 위한 게이트 제어신호를 제공함과 아울러 트라이악의 동작을 확인하는 CPU(224)로 구성된다. 그리고 CPU(224)는 도 4에 도시된 바와 같은 시퀀스를 수행하여 출력전압을 안정화시킨다.The control circuit 220 drives a voltage sensing and analog-to-digital (AD) converter 222 and gates of each triac T1 to T8, T10, and T20 to detect a change in the output voltage and convert it to digital. According to the output of the gate driver 228, the triac opening and closing inspection unit 226 for checking the opening and closing of each triac (T1 ~ T8, T10, T20), the voltage sensing and AD conversion unit 222 It is composed of a CPU 224 that provides a gate control signal for turning on and off evil and confirms the operation of the triac. The CPU 224 then performs a sequence as shown in FIG. 4 to stabilize the output voltage.

이어서, 상기와 같이 구성된 본 고안의 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the present invention configured as described above with reference to Figure 4 as follows.

먼저, 입력전압이 변동될 경우 출력전압을 안정시키는 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 통상, 입력전압이 증가하면 이에 따라 출력전압이 증가하게 되고, 출력전압이 증가하게 되면 제어회로(220)가 이를 감지하여 단계별로 트라이악(T1~T8,T10,T20)을 구동하여 강압트랜스(200)에서 도 3의 (가)에 도시된 바와 같이 입력전압과 위상이 반대이고 낮은 조정전압을 유기시켜 출력전압을 낮춘다. 반대로, 입력전압이 감소하면 출력전압이 낮아지고, 이를 제어회로가 감지하면 입력전압과 위상이 동상인 낮은 조정전압을 도 3의 (나)와 같이 강압트랜스에 유기시켜 출력전압을 높인다. 이와 같이 입력전압의 변동에 따른 출력전압의 변동은 즉시 감지되고, 제어회로(220)가 이에 따라 적당히 트라이악을 온/오프시키므로써 조정전압을 입력전압에 가감하여 출력전압을 안정화시킨다. 도 3의 (가)에서 a는 입력전압을, b는 조정전압을 나타내고, c는 입력전압에 조정전압이 감산되어 출력전압이 입력전압보다 낮게 된 것을 나타낸다. 도 3의 (나)에서 a'는 입력전압을, b'는 조정전압을 나타내고, c'는 입력전압에 조정전압이 가산되어 출력전압이 입력전압보다 높게 된 것을 나타낸다.First, the process of stabilizing the output voltage when the input voltage fluctuates as follows. In general, when the input voltage increases, the output voltage increases accordingly, and when the output voltage increases, the control circuit 220 detects this and drives the triacs T1 to T8, T10, and T20 step-by-step through the step-down transformer ( As shown in (a) of FIG. 3, in 200), the output voltage is lowered by inducing a low adjustment voltage that is in phase with the input voltage. On the contrary, when the input voltage decreases, the output voltage decreases, and when the control circuit detects this, the low adjustment voltage having a phase in phase with the input voltage is induced in the step-down transformer to increase the output voltage as shown in FIG. As such, a change in the output voltage according to the change in the input voltage is immediately sensed, and the control circuit 220 appropriately turns on / off the triac accordingly to stabilize the output voltage by adding or subtracting the adjustment voltage to the input voltage. In FIG. 3A, a denotes an input voltage, b denotes an adjustment voltage, and c denotes that the adjustment voltage is subtracted from the input voltage to make the output voltage lower than the input voltage. In Fig. 3B, a 'denotes an input voltage, b' denotes an adjustment voltage, and c 'denotes that an adjustment voltage is added to the input voltage so that the output voltage becomes higher than the input voltage.

도 4를 참조하면, 단계 S1에서는 전원 온을 확인한 후 CPU를 리셋(power on reset)하며, 단계 S2에서는 초기화를 수행한다. 초기화 과정에서 트라이악 10 (T10) 혹은 트라이악 20(T20)과 트라이악 8(T8), 트라이악 1(T1)을 클로즈(폐)시킨다. 이와 같은 초기화 과정은 리셋시 혹은 초기 전원 온시 한번 수행된다. 이어 초기화 과정이 끝난 후, 단계 S3 및 S4에서는 출력전압을 검사하고, 출력전압이 정상일 경우에는 T1과 T8을 클로즈 상태로 유지하면서 출력전압을 계속적으로 검사한다.Referring to FIG. 4, in step S1, the CPU is reset after power-on is checked, and in step S2, initialization is performed. Close the Triac 10 (T10) or Triac 20 (T20), Triac 8 (T8), and Triac 1 (T1) during initialization. This initialization process is performed once upon reset or upon initial power-on. Subsequently, after the initialization process, the output voltage is checked in steps S3 and S4, and if the output voltage is normal, the output voltage is continuously checked while keeping T1 and T8 in a closed state.

만일, 출력전압이 정상전압보다 높으면(High), 단계 S21에서 입력전압의 제로점을 확인하고, 단계 S22에서 온시키려는 트라이악외에 나머지 트라이악이 오프인지를 확인한 후 단계 S23에서 해당 트라이악을 온하여 전압을 낮추는 방향으로 1 탭을 감소시킨다. 이어 단계 S24에서는 출력전압이 정상인지를 판단하여, 정상이면 단계 S3로 복귀하고, 정상이 아니면 단계 S21로 돌아가 상기 감압과정을 반복한다. 이와 같이 출력전압이 정상이 될 때까지 탭을 단계적으로 변화시켜 가면서 입력전압에서 조정전압을 감산한다.If the output voltage is higher than the normal voltage (High), check the zero point of the input voltage in step S21, check whether the remaining triac is off in addition to the triac to be turned on in step S22, and then turn on the triac in step S23. To decrease 1 tap in the direction of lowering the voltage. In step S24, it is determined whether the output voltage is normal. If normal, the flow returns to step S3. If not, the flow returns to step S21 to repeat the depressurization process. In this way, the adjustment voltage is subtracted from the input voltage while the tap is changed in steps until the output voltage is normal.

반대로, 출력전압이 정상전압보다 낮으면, 단계 S11에서 입력전압의 제로점을 확인하고, 단계 S12에서 온시키려는 트라이악외에 나머지 트라이악이 오프인지를 확인한 후, 단계 S13에서 해당 트라이악을 온하여 전압을 증가시키는 방향으로 1 탭을 변환한다. 이어 단계 S14에서는 출력전압이 정상인지를 판단하여 정상이면 단계 S3으로 복귀하고, 정상이 아니면 단계 S11로 돌아가 상기 가압과정을 반복한다. 이와 같이 출력전압이 정상이 될 때까지 단계적으로 탭을 변화시켜 입력전압에 조정전압을 가산한다.On the contrary, if the output voltage is lower than the normal voltage, the zero point of the input voltage is checked in step S11, the triac is turned off in addition to the triac to be turned on in step S12, and the triac is turned on in step S13. Convert 1 tap in the direction of increasing voltage. In step S14, it is determined whether the output voltage is normal. If normal, the process returns to step S3. If not, the process returns to step S11 to repeat the pressing process. In this way, the tap is changed in steps until the output voltage is normal, and the adjustment voltage is added to the input voltage.

본 고안의 실시예에서 각 트라이악의 온시킬 경우 해당 탭이 클로즈되면 조정전압은 다음 표 1과 같이 나타난다.In the embodiment of the present invention, when each triac is turned on, when the corresponding tab is closed, the adjustment voltage is shown in Table 1 below.

방향탭Direction tab 하이 스케일 탭High scale tap 로우 스케일 탭Low-scale tap 조정전압(단위:V)Adjust voltage (unit: V) Tap 10Tap 10 Tap 8Tap 8 Tap 1Tap 1 + 0+ 0 Tap 2Tap 2 +1△Vl+ 1 △ Vl Tap 3Tap 3 +2△Vl+ 2 △ Vl Tap 4Tap 4 +3△Vl+ 3 △ Vl Tap 7Tap 7 Tap 1Tap 1 + △Vh+ ΔVh Tap 2Tap 2 + △Vh+1△Vl+ ΔVh + 1ΔVl Tap 3Tap 3 + △Vh+2△Vl+ ΔVh + 2 △ Vl Tap 4Tap 4 + △Vh+3△Vl+ ΔVh + 3 △ Vl Tap 6Tap 6 Tap 1Tap 1 +2△Vh+ 2 △ Vh Tap 2Tap 2 +2△Vh+1△Vl+ 2 △ Vh + 1 △ Vl Tap 3Tap 3 +2△Vh+2△Vl+ 2 △ Vh + 2 △ Vl Tap 4Tap 4 +2△Vh+3△Vl+ 2 △ Vh + 3 △ Vl Tap 5Tap 5 Tap 1Tap 1 +3△Vh+ 3 △ Vh Tap 2Tap 2 +3△Vh+1△Vl+ 3 △ Vh + 1 △ Vl Tap 3Tap 3 +3△Vh+2△Vl+ 3 △ Vh + 2 △ Vl Tap 4Tap 4 +3△Vh+3△Vl+ 3 △ Vh + 3 △ Vl Tap 20Tap 20 Tap 8Tap 8 Tap 1Tap 1 -0-0 Tap 2Tap 2 -1△Vl-1 △ Vl Tap 3Tap 3 -2△Vl-2 △ Vl Tap 4Tap 4 -3△Vl-3 △ Vl Tap 7Tap 7 Tap 1Tap 1 -(△Vh)-(△ Vh) Tap 2Tap 2 -(△Vh+1△Vl)-(△ Vh + 1 △ Vl) Tap 3Tap 3 -(△Vh+2△Vl)-(△ Vh + 2 △ Vl) Tap 4Tap 4 -(△Vh+3△Vl)-(△ Vh + 3 △ Vl) Tap 6Tap 6 Tap 1Tap 1 -(2△Vh)-(2 △ Vh) Tap 2Tap 2 -(2△Vh+1△Vl)-(2ΔVh + 1ΔVl) Tap 3Tap 3 -(2△Vh+2△Vl)-(2ΔVh + 2ΔVl) Tap 4Tap 4 -(2△Vh+3△Vl)-(2ΔVh + 3ΔVl) Tap 5Tap 5 Tap 1Tap 1 -(3△Vh)-(3 △ Vh) Tap 2Tap 2 -(3△Vh+1△Vl)-(3ΔVh + 1ΔVl) Tap 3Tap 3 -(3△Vh+2△Vl)-(3ΔVh + 2ΔVl) Tap 4Tap 4 -(3△Vh+3△Vl)-(3ΔVh + 3ΔVl)

상기 표 1을 참조하면, 로우 스케일의 권선(214)에서 각 탭 사이에 인가되는 전압이 "△Vl"이라 하고, 하이 스케일의 권선(212)에서 각 탭 사이에 인가되는 전압이 "△Vh"라 할 때 T8과 T1이 클로즈되면 "0"V 전압이 강압트랜스(200)의 일차측에 인가된다. 초기상태에서는 T8과 T1이 온되어 있고, 각 조정전압의 스텝을 "△Vl"로 할 경우에, "△Vh=4△Vl"이다. 그리고 강압트랜스(200)의 권선비가 N:1 이라면 조정전압의 1/N이 입력전압에 가감되어 출력전압을 안정화시킨다.Referring to Table 1, the voltage applied between each tap in the low-scale winding 214 is "ΔVl", and the voltage applied between each tap in the high-scale winding 212 is "ΔVh". In this case, when T8 and T1 are closed, a "0" V voltage is applied to the primary side of the step-down transformer 200. In the initial state, T8 and T1 are turned on and "ΔVh = 4ΔVl" when the step of each adjustment voltage is "ΔVl". When the winding ratio of the step-down transformer 200 is N: 1, 1 / N of the adjustment voltage is added to or subtracted from the input voltage to stabilize the output voltage.

이러한 본 고안의 동작을 이해하기 쉽도록 구체적인 수치를 예로들어 설명하면 다음과 같다. 즉, 본 고안의 실시예에서 강압 트랜스(200)의 일차측과 이차측의 권선비 Nla:N2와 N1b:N2가 각각 4:1 이라 하고, 일차권선(204)의 트라이악(T10)이 온되면 출력전압을 증가시키는 방향으로 전압이 인가되고, 일차권선(206)의 트라이악(T20)이 온되면 출력전압을 감소시키는 방향으로 전압이 인가된다고 한다. 그리고 단권트랜스(210)의 하이 스케일 권선(212)의 각 탭간에 유기되는 전압(△Vh)은 40V이며, 로우 스케일 권선(214)의 각 탭간에 유기되는 전압(△Vl)은 10V 라고 한다. 그리고 정상시 입력전압 220V에 대해 출력전압은 220V이라고 한다.To explain the operation of the present invention to take a specific numerical value as an example as follows. That is, in the embodiment of the present invention, when the winding ratios Nla: N2 and N1b: N2 of the primary side and the secondary side of the step-down transformer 200 are 4: 1, respectively, and the triac T10 of the primary winding 204 is turned on, The voltage is applied in the direction of increasing the output voltage, and when the triac T20 of the primary winding 206 is turned on, the voltage is applied in the direction of decreasing the output voltage. The voltage? Vh induced between each tap of the high scale winding 212 of the single winding transformer 210 is 40V, and the voltage? Vl induced between each tap of the low scale winding 214 is 10V. The output voltage is 220V for the normal input voltage 220V.

초기화과정(S2)에서 T8과 T1이 온되어 있어 강압트랜스(200)에 인가되는 조정전압은 0V이고, 따라서 입력 교류전압이 220V일 때 출력전압은 220V로서 정상이다.T8 and T1 are turned on in the initialization process (S2), so that the regulated voltage applied to the step-down transformer 200 is 0V. Therefore, when the input AC voltage is 220V, the output voltage is 220V, which is normal.

입력전압이 230V로 변동되어 출력전압이 정상전압(220V)보다 높아진 경우, 전압 감지 및 A-D변환부(222)가 이를 감지하여 CPU(224)에 알리면 CPU(224)는 출력전압을 낮추기 위하여 T10을 오프하고 T20을 온함과 아울러 T8을 온상태로 유지하면서 T2를 온시킨다. 따라서 강압트랜스(200)의 일차권선(206)에는 입력전압을 감소시키는 방향으로 표 1과 같이 "△Vl=10V" 전압이 인가되고 강압트랜스의 2차 권선(202)에서는 10/4 V = 2.5 V 전압이 나타나게 되어 출력전압은 2.5V 만큼 낮아지게 된다(즉, 230V-2.5=227.5V). 이때 회로소자를 보호하기 위하여 탭 변환은 입력전압의 위상이 제로가 되는 시점에서 이루어 진다.When the input voltage is changed to 230V and the output voltage is higher than the normal voltage (220V), when the voltage sensing and AD converter 222 detects this and notifies the CPU 224, the CPU 224 sets T10 to lower the output voltage. Turn off and turn on T2 while keeping T8 on. Therefore, the voltage "ΔVl = 10V" is applied to the primary winding 206 of the step-down transformer 200 in the direction of decreasing the input voltage, and 10/4 V = 2.5 in the secondary winding 202 of the step-down transformer. The V voltage appears, resulting in an output voltage as low as 2.5V (ie 230V-2.5 = 227.5V). At this time, in order to protect the circuit element, the tap change is performed when the phase of the input voltage becomes zero.

이어 출력 전압이 정상인지 다시 판단한 후 아직도 정상전압보다 높으면 제로가 되는 시점에서 탭 변환을 수행하여 T3을 온시킨다. T3이 온되면 조정전압은 20V가 되고, 따라서 출력전압은 강압트랜스(200)에서 5V 만큼 낮아지게 된다(즉, 230-5=225V). 이러한 과정을 반복하여 출력전압이 정상전압이 되게 하는 탭을 계속 클로즈로 유지한다.Then, after re-determining whether the output voltage is normal, if the voltage is still higher than the normal voltage, T3 is turned on by performing tap conversion at the time when it becomes zero. When T3 is on, the adjustment voltage is 20V, so the output voltage is lowered by 5V in the step-down transformer 200 (ie, 230-5 = 225V). Repeat this process to keep the taps closed to ensure that the output voltage is at normal voltage.

한편, 입력전압이 낮아져 출력전압이 낮아지게 된 경우에는 T10이 온되고, T20이 오프되어 출력전압을 증가시키는 방향으로 조정전압이 입력전압에 가산된다. 즉, T8과 T1이 온된 상태에서 입력전압이 210V로 변동되어 출력전압이 정상전압(220V)보다 낮은 것을 전압 감지 및 A-D 변환부(222)가 감지하여 CPU(224)에 알리면 CPU(224)는 T8을 온상태로 유지하면서 T2를 온시킨다. 따라서 강압트랜스의 일차권선(204)에는 입력전압을 증가시키는 방향으로 표 1과 같이 "△Vl=10V"전압이 인가되고, 강압트랜스의 2차권선(202)에서는 10/4 V = 2.5V 전압이 나타나게 되어 출력전압은 2.5V 만큼 높아지게 된다(즉, 210V+2.5=212.5V). 이때 회로소자를 보호하기 위하여 탭 변환은 입력전압의 위상이 제로가 되는 시점에서 이루어 진다.On the other hand, when the input voltage is lowered and the output voltage is lowered, the adjustment voltage is added to the input voltage in a direction in which T10 is turned on and T20 is turned off to increase the output voltage. In other words, when the input voltage is changed to 210V while T8 and T1 are turned on, and the voltage sensing and AD converter 222 detects that the output voltage is lower than the normal voltage 220V, the CPU 224 informs the CPU 224. Turn on T2 while keeping T8 on. Therefore, the voltage "ΔVl = 10V" is applied to the primary winding 204 of the step-down transformer in the direction of increasing the input voltage, and 10/4 V = 2.5V in the secondary winding 202 of the step-down transformer. The output voltage is increased by 2.5V (ie 210V + 2.5 = 212.5V). At this time, in order to protect the circuit element, the tap change is performed when the phase of the input voltage becomes zero.

이어 출력 전압이 정상인지 다시 판단한 후 아직도 정상전압보다 낮으면 제로가 되는 시점에서 탭 변환을 수행하여 T3을 온시킨다. T3이 온되면 조정전압은 20V가 되고, 따라서 출력전압은 강압트랜스(200)에서 5V 만큼 높아지게 된다(즉, 210+5 = 215 V). 이러한 과정을 반복하여 출력전압이 정상전압이 될 때까지 단계적으로 탭을 변환한다.Subsequently, the output voltage is determined to be normal again. If the output voltage is still lower than the normal voltage, T3 is turned on at the time when the output voltage becomes zero. When T3 is on, the adjustment voltage is 20V, so the output voltage is increased by 5V in the step-down transformer 200 (ie 210 + 5 = 215V). Repeat this process to switch taps in stages until the output voltage reaches a normal voltage.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 고안에 따른 자동 전압 조정장치는 전압을 조정하는 트랜스의 일차측 권선을 복수 개로 하고, 다수 탭을 갖는 단권트랜스를 복수 개의 권선중 선택된 하나에 연결하므로써 매우 간단한 회로로 조정 정밀도를 배로 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 특히, 입력전압의 제로점을 찾아 탭을 변환함과 아울러 탭 변환시 쇼트 여부를 확인한 후 탭을 변환하므로써 권선저항을 사용하지 않고서도 탭 변환중에 회로소자가 파손되는 것을 방지할 수 있고, 효율을 증가시킬 수 있다.As described above, the automatic voltage regulating device according to the present invention uses a plurality of primary windings of a transformer for regulating voltage, and a single winding transformer having a plurality of taps is connected to a selected one of the plurality of windings to adjust a very simple circuit. This has the effect of doubling the precision. In particular, by changing the taps by finding the zero point of the input voltage and by checking the shorts during tap change, by changing the taps, it is possible to prevent the circuit elements from being broken during tap change without using the winding resistance and increase the efficiency. You can.

Claims (2)

다수의 탭을 갖는 단권트랜스와, 상기 단권트랜스의 각 탭들을 제어수단의 제어에 따라 스위칭소자로 개폐하여 강압트랜스를 통해 입력전압을 가감하여 출력전압을 안정되게 하는 자동 전압 조정장치에 있어서,In the single winding transformer having a plurality of tabs, and the automatic voltage regulating device for stabilizing the output voltage by opening and closing each tap of the single winding transformer to the switching element under the control of the control means to add or subtract the input voltage through the step-down transformer, 상기 강압트랜스가 하나의 이차권선과 복수의 일차권선으로 이루어지고,The step-down transformer is composed of one secondary winding and a plurality of primary windings, 상기 복수의 일차권선과 상기 단권트랜스 사이에 연결되어 상기 제어수단의 제어신호에 따라 복수의 일차권선 중 하나를 선택하여 상기 단권트랜스에 연결하기 위한 스위칭소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 전압 조정장치.And a switching element connected between the plurality of primary windings and the single winding transformer to select one of the plurality of primary windings according to a control signal of the control means and to connect the single winding to the single winding transformer. . 제1항에 있어서, 상기 제어수단이 출력전압을 감지하여 디지탈로 변환하기 위한 전압감지 및 아날로그-디지탈 변환부와, 상기 스위칭소자의 동작상태를 검사하기 위한 개폐검사부와, 상기 스위칭소자를 구동하기 위한 게이트구동부와, 상기 전압감지 및 아날로그-디지탈 변환부가 출력전압의 변동을 감지하면 상기 개폐검사부의 출력에 따라 동일 권선간에 쇼트가 발생되지 않음을 확인한 후 입력전압의 위상이 제로가 되는 시점에서 상기 게이트구동부를 통해 스위칭소자들을 온/오프시켜 탭 변환을 지령하는 CPU를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 전압 조정장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the control means detects an output voltage and converts the voltage into a digital signal and an analog-digital converter, an open / close inspection unit for inspecting an operating state of the switching device, and driving the switching device. When the gate driver and the voltage sensing unit and the analog-digital converter detect a change in the output voltage, it is confirmed that a short does not occur between the same windings according to the output of the opening and closing inspection unit, and then the phase of the input voltage is zero. And a CPU for instructing tap-change by turning on / off the switching elements through the gate driver.
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