KR20000033479A - 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치 - Google Patents

돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원 공급기에서 돌입 전류 방지에 따른 전력 효율의 감소를 방지할 수 있도록 한 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치에 관한 것으로서, 퓨즈(10) 및 라인 필터부(20)를 통하여 인가되는 소정의 교류 전원을 충방전하여 출력하는 커패시터(C1)와 커패시터(C1)를 통하여 인가되는 전원을 정류하여 출력하는 브리지 다이오드부(30)와, 브리지 다이오드부(30)의 정류된 전원을 변압하여 출력하는 트랜스(40)와, 트랜스(40)로부터의 변압 전원을 평활하여 출력하는 평활부(50) 및 커패시터(C1)와 브리지 다이오드부(30) 사이에 직렬 연결되어 돌입 전류를 차단하는 돌입 전류 방지용 저항 수단(R1)을 구비한 전원 공급 장치에 있어서, 상기 돌입 전류 방지용 저항 수단(R1)과 병렬로 연결되고 스위칭 신호에 의거하여 스위칭 온되어 상기 돌입 전류 방지용 저항 수단(R1)과 별개의 패스 통로를 형성하는 릴레이(교1)와, 상기 평활부(50)로부터의 직류 전원을 소정의 안정된 전압 레벨로 변환하여 출력하는 정전압 레귤레이터(60)와, 상기 정전압 레귤레이터(60)로부터의 전원에 의거하여 구동되어 부하의 구동을 제어하며, 상기 정전압 레귤레이터(60)로부터 소정 전원이 인가되는 시점에 초기화되고 소정 시간 딜레이시켜서 상기 릴레이(RY1)를 스위칭 온시키는 스위칭 신호를 출력하는 제어부(70)를 더 포함하여, 전력 효율을 극대화하면서 돌입 전류를 방지할 수 있는 것이다.

Description

돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치(apparatus preventing from rush current and power loss in a power supply)
본 발명은 전원 공급기에서의 돌입 전류 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 돌입 전류 방지에 따른 전력 효율의 감소를 방지할 수 있도록 한 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 돌입 전류 방지가 가능한 전원 공급 장치에 대한 블록도로서, 퓨즈(10), 라인 필터부(20), 충방전용 커패시터(C1), 브리지 다이오드부(30), 트랜스(40), 평활부(50) 및 돌입 전류 방지용 저항(R1)을 포함하여 구성한다.
이러한 구성에 있어서, 퓨즈(10)는 입력되는 소정의 교류 전원(AC)에 과도 전류가 유입되면 선택적으로 차단되어 교류 전원의 유입을 차단하기 위하여 입력되는 교류 전원의 한 라인에 연결 구성하며, 라인 필터부(20)는 입력되는 교류 전원의 2개 라인에 각각 코일을 직렬 연결 구성하여 라인 노이즈를 필터링하여 출력한다.
그리고, 충방전 커패시터(C1)는 라인 필터부(20)를 통과한 교류 전원의 2개 라인 사이에 연결되며, 브리지 다이오드부(30)는 충방전 커패시터(C1)를 통하여 인가되는 교류 전원을 전파 정류 변환하여 출력한다.
또한, 트랜스(40)는 브리지 다이오드부(30)로부터의 정류된 전원을 변압하여 출력하며, 평활부(50)는 트랜스(40)로부터 변압되어 인가되는 전원을 평활하여 직류 전원으로 변환 출력하게 된다.
한편, 돌입 전류 방지용 저항(R1)은 충방전 커패시터(C1)와 브리지 다이오드부(30) 사이에 연결되어 교류 전원 초기 공급시 발생하는 돌입 전류를 방지하여 브리지 다이오드부(30) 및 부하를 보호하여 안정적이 전원을 공급하도록 한다.
다음에, 상술한 종래의 돌입 전류 방지가 가능한 전원 공급 장치의 동작 과정을 돌입 전류 방지 과정을 위주로 상세히 설명한다.
먼저, 퓨즈(10)를 통하여 소정의 교류 전원이 인가되면 충방전용 커패시터(C1)의 저항이 초기에 거의 0에 가까우므로 전류 관계식(I=V/Z)에 의거해 볼 때 이론상으로는 전류가 무한대로 된다. 이러한 이유로 충방전용 커패시터(C1)와 브리지 다이오드부(30) 사이에 돌입 전류 방지용 저항(R1)을 직렬 접속하여 돌입 전류를 방지하였다.
이러한 돌입 전류 방지용 저항(R1) 대신에 온도가 상승하면 저항값이 떨어지는 특성을 갖는 서미스터를 이용하기도 하였다.
그러나, 상술한 바와 같이 돌입 방지용 저항 수단을 채택하는 경우에 전원 투입 초기의 돌입 전류는 방지할 수 있으나, 계속해서 돌입 전류 방지용 저항 수단을 통하여 전원이 공급되기 때문에 적잖은 전력이 손실되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 돌입 전류 방지 후, 돌입 전류 방지용 저항 수단에 의한 전력 손실을 방지하는 방안을 제시하고자 한다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 입력 교류 전원을 소정의 직류 전원으로 변화하여 공급하는 전원 공급기에서 입력 교류 전원 투입시 초기에 발생되는 돌입 전류를 방지하면서, 아울러 돌입 전류 방지를 위한 수단에 기인하여 발생하는 전력 소모를 방지할 수 있도록 한 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 돌입 전류 방지가 가능한 전원 공급 장치에 대한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치가 포함된 전원 공급 장치에 대한 블록도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 퓨즈 20 : 라인 필터부
30 : 브리지 다이오드부 40 : 트랜스
50 : 평활부 60 : 정전압 레귤레이터
70 : 제어부
C1 : 충방전용 커패시터 R1 : 돌입 전류 방지용 저항
RY1 : 전력 손실 방지용 릴레이
본 발명에 따른 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치는, 퓨즈 및 라인 필터부를 통하여 인가되는 소정의 교류 전원을 충방전하여 출력하는 커패시터와 커패시터를 통하여 인가되는 전원을 정류하여 출력하는 브리지 다이오드부와, 브리지 다이오드부의 정류된 전원을 변압하여 출력하는 트랜스와, 트랜스로부터의 변압 전원을 평활하여 출력하는 평활부 및 커패시터와 브리지 다이오드부 사이에 직렬 연결되어 돌입 전류를 차단하는 돌입 전류 방지용 저항 수단을 구비한 전원 공급 장치에 있어서, 상기 돌입 전류 방지용 저항 수단과 병렬로 연결되고 스위칭 신호에 의거하여 스위칭 온되어 상기 돌입 전류 방지용 저항 수단과 별개의 패스 통로를 형성하는 릴레이와, 상기 평활부로부터의 직류 전원을 소정의 안정된 전압 레벨로 변환하여 출력하는 정전압 레귤레이터와, 상기 정전압 레귤레이터로부터의 전원에 의거하여 구동되어 부하의 구동을 제어하며, 상기 정전압 레귤레이터로부터 소정 전원이 인가되는 시점에 초기화되고 소정 시간 딜레이시켜서 상기 릴레이를 스위칭 온시키는 스위칭 신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치가 포함된 전원 공급 장치에 대한 블록도로서, 종래의 퓨즈(10), 라인 필터부(20), 충방전용 커패시터(C1), 돌입 전류 방지용 저항(R1), 브리지 다이오드부(30), 트랜스(40), 평활부(50)외에 정전압 레귤레이터(60), 제어부(70) 및 릴레이(RY1)를 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 있어서, 퓨즈(10)는 입력되는 소정의 교류 전원(AC)에 과도 전류가 유입되면 선택적으로 차단되어 교류 전원의 유입을 차단하기 위하여 입력되는 교류 전원의 한 라인에 연결 구성하며, 라인 필터부(20)는 입력되는 교류 전원의 2개 라인에 각각 코일을 직렬 연결 구성하여 라인 노이즈를 필터링하여 출력한다.
그리고, 충방전 커패시터(C1)는 라인 필터부(20)를 통과한 교류 전원의 2개 라인 사이에 연결되며, 브리지 다이오드부(30)는 충방전 커패시터(C1)를 통하여 인가되는 교류 전원을 전파 정류 변환하여 출력한다.
또한, 트랜스(40)는 일차즉 스위칭에 의거하여 브리지 다이오드부(30)의 접지에 통로를 형성하여 이차측에 유기된 전력을 출력함으로써, 브리지 다이오드부(30)로부터의 정류된 전원을 변압하여 출력하게 되며, 평활부(50)는 트랜스(40)로부터 변압되어 인가되는 전원을 평활하여 직류 전원으로 변환 출력하게 된다.
한편, 돌입 전류 방지용 저항(R1)은 충방전 커패시터(C1)와 브리지 다이오드부(30) 사이에 연결되어 교류 전원 초기 공급시 발생하는 돌입 전류를 방지하여 브리지 다이오드부(30) 및 부하를 보호하여 안정적이 전원을 공급하도록 한다.
그리고, 릴레이(RY1)는 돌입 전류 방지용 저항(R1)과 병렬로 연결되며, 후술하는 제어부(70)로부터 인가되는 스위칭 신호에 의거하여 스위칭 온되어 돌입 전류 방지용 저항(R1)과는 별도의 전류 통로를 선택적으로 형성한다.
한편, 정전압 레귤레이터(60)는 평활부(50)로부터 평활되어 인가되는 직류 전원을 안정된 소정 전압 레벨로 변환하여 출력한다.
또한, 제어부(70)는 정전압 레귤레이터(60)로부터 인가되는 소정 전원(예를 들면, DC 5V)에 의거하여 구동되어 부하의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로서, 특히 정전압 레귤레이터(60)로부터 소정 전원이 인가되면 초기화되고, 정전압 레귤레이터(60)로부터 소정 전원이 인가되는 시점부터 소정 시간을 딜레이시켜서 릴레이(RY1)를 스위칭 온시키기 위한 스위칭 신호를 출력한다.
다음에, 상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치의 동작 과정에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도시 생략된 전원 플러그가 소정 교류 전원을 공급하는 콘센트에 연결되면 퓨즈(10)를 통하여 소정의 교류 전원(AC)이 라인 필터부(20)에 인가된다.
그러면, 라인 필터부(20)는 소정 교류 전원으로부터 유입되는 라인 노이즈를 필터링하여 필터링된 소정 교류 전원을 출력하게 된다.
이때, 라인 필터부(20)로부터의 소정 교류 전원이 충방전용 커패시터(C1)에서 충전되며, 아울러 돌입 전류 방지용 저항(R1)을 통하여 브리지 다이오드부(30)로 소정의 교류 전원이 인가된다.
이때, 돌입 전류 방지용 저항(R1)과 병렬로 연결된 릴레이(RY1)는 스위칭 오프 상태를 유지하게 되므로, 인가되는 교류 전원은 돌입 전율 방지용 저항(R1)를 통하여 브리지 다이오드부(30)로 인가된다.
한편, 전원 투입 초기에는 상기 충방전용 커패시터(C1)의 충전이 미미하여 충방전용 커패시터(C1)의 저항 성분이 0에 가까우므로 이론상으로는 전류가 무한대로 흐르게 되며, 이러한 돌입 전류는 돌입 전류 방지용 저항(R1)에 의거하여 차단 방지된다.
따라서, 브리지 다이오드부(30) 및 부하의 파괴를 보호하면서 안정적이 전원이 시스템에 공급되도록 한다.
또한, 브리지 다이오드부(30)에 인가된 소정의 교류 전원은 전파 정류되어 트랜스(40)에 인가되게 되며, 트랜스(40)는 브리지 다이오드부(30)로부터의 전파 정류된 전원을 이차 코일측에 유기시켜서 변압하게 되며, 트랜스(40)의 일차측에 도시 생략된 스위칭 콘트롤러에 의거하여 브리지 다이오드(30)의 접지측에 통로를 선택적으로 형성하여 일차 코일측에 축적된 전력을 이차 코일측에 유기시켜서 승압하게 된다.
다음에, 이렇게 트랜스(40)에서 변압된 전원은 평활부(50)에서 평활되어 즉, 리플 성분이 제거되어 완전한 직류 전원으로 변환되어 정전압 레귤레이터(60)로 인가된다.
그러면, 정전압 레귤레이터(60)는 평활부(50)에서 인가되는 소정 레벨의 직류 전원을 시스템에 필요한 소정의 전압 레벨(예를 들면, DC 5V)로 안정화시켜서 출력하게 되며, 이 안정화된 직류 전압은 제어부(70)로 인가된다.
다음에, 제어부(70)는 정전압 레귤레이터(60)로부터 인가되는 소정 전원에 의거하여 구동되어 부하의 전반적인 동작을 제어하되, 정전압 레귤레이터(60)로부터 소정 전원이 인가되면 초기화되고, 정전압 레귤레이터(60)로부터 소정 전원이 인가되는 시점부터 충방전용 커패시터(C1)가 어느 정도 충전되어 돌입 전류의 발생이 방지되는 시점까지 기설정된 소정 시간을 딜레이시켜서 릴레이(RY1)를 스위칭 온시키기 위한 스위칭 신호를 출력한다.
이때, 돌입 전류 방지용 저항(R1)과 병렬로 연결된 릴레이(RY1)는 제어부(70)로부터 인가되는 스위칭 신호에 의거하여 스위칭 온되어 돌입 전류 방지용 저항(R1)과는 별도의 전류 통로를 형성한다. 즉, 돌입 전류 방지용 저항(R1)을 통하여 인가되는 교류 전원의 패스가 릴레이(RY1)로 전환됨으로써, 돌입 전류 방지용 저항(R1)의 통과에 기인하여 발생되는 전력 손실을 방지하게 되는 것이다.
따라서, 돌입 전류를 방지하면서 전력 효율을 상승시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전원 투입 초기시 전원 입력단에 연결된 충방전용 커패시터가 충전될 시점까지 발생되는 돌입 전류를 방지하기 위하여 구비된 돌입 전류 방지용 저항 수단에 병렬로 별도의 전류 통로를 부가하고, 이 전류 통로를 충방전용 커패시터가 충전될 시점에 개방시켜서 돌입 전류를 방지함과 동시에 돌입 전류 방지용 저항 수단에 의한 전력 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 퓨즈(10) 및 라인 필터부(20)를 통하여 인가되는 소정의 교류 전원을 충방전하여 출력하는 커패시터(C1)와 커패시터(C1)를 통하여 인가되는 전원을 정류하여 출력하는 브리지 다이오드부(30)와, 브리지 다이오드부(30)의 정류된 전원을 변압하여 출력하는 트랜스(40)와, 트랜스(40)로부터의 변압 전원을 평활하여 출력하는 평활부(50) 및 커패시터(C1)와 브리지 다이오드부(30) 사이에 직렬 연결되어 돌입 전류를 차단하는 돌입 전류 방지용 저항 수단(R1)을 구비한 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 돌입 전류 방지용 저항 수단(R1)과 병렬로 연결되고 스위칭 신호에 의거하여 스위칭 온되어 상기 돌입 전류 방지용 저항 수단(R1)과 별개의 패스 통로를 형성하는 릴레이(교1)와;
    상기 평활부(50)로부터의 직류 전원을 소정의 안정된 전압 레벨로 변환하여 출력하는 정전압 레귤레이터(60)와;
    상기 정전압 레귤레이터(60)로부터의 전원에 의거하여 구동되어 부하의 구동을 제어하며, 상기 정전압 레귤레이터(60)로부터 소정 전원이 인가되는 시점에 초기화되고 소정 시간 딜레이시켜서 상기 릴레이(RY1)를 스위칭 온시키는 스위칭 신호를 출력하는 제어부(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 돌입 전류 방지 및 전력 손실 방지 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100853678B1 (ko) * 2001-11-02 2008-08-25 엘지전자 주식회사 스위칭 방식 전원 공급 장치의 돌입 전류 제한 회로
KR101912365B1 (ko) * 2018-03-12 2018-10-26 정정훈 횡단보도 보행자 신호등의 등가 신호 전력을 이용한 직류 전압 치환 공급 장치

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