KR20000044239A - 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로 - Google Patents

Abstract

가.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

전원공급장치의 출력 과전압 보호회로에 관한 것이다.

나.발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

전원공급장치의 초기전압 상승구간에서 과전압 오검출로 인한 오동작을 방지하는 과전압 보호회로를 제공한다.

다.발명의 해결방법의 요지

본 발명은 전원공급장치에 구비되는 출력 과전압 보호회로에 있어서, 상기 전원공급장치의 출력전압과 기준전압을 비교하여 상기 출력전압이 과전압으로 판단될 때 과전압 검출신호를 출력하는 과전압 검출부와, 상기 전원공급장치 전원전압의 RC회로 응답을 출력하여 상기 전원전압의 상승시간을 RC시정수만큼 지연시키는 시간지연부와, 상기 시간지연부와 과전압 검출부로부터의 출력신호를 입력하여 초기전압 상승구간에서 발생하는 오류 과전압 검출신호가 제거된 과전압 검출신호를 출력하는 오류신호제거부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

라.발명의 중요한 용도

전원공급장치의 출력 과전압 보호회로에 사용한다.

Description

전원공급장치의 출력 과전압 보호회로

본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 전원공급장치의 회로내에 구성되는 출력 과전압 보호회로에 관한 것이다.

통상적으로 대부분의 전원공급장치들은 출력 과전압으로 인한 회로의 파손이나 오동작을 방지하기 위하여 과전압 보호회로를 채용하고 있다. 과전압 보호회로는 부하에 과전압이 인가되는 것을 검출하여 부하에 공급되는 부하전원을 차단한다.

도 1은 종래 출력 과전압 보호회로의 회로 구성을 도시한 것으로, 종래의 과전압 보호회로는 상기 도 1에 도시된 바와 같이 전원공급장치의 출력전압(Vsen)을 비교기(100)를 통해 미리 설정된 기준전압(Vref)과 비교하여 출력전압이 기준전압을 초과하는 경우 과전압 발생을 알리는 논리 로우(Low) 또는 하이(High) 레벨의 펄스신호(이하 "과전압 검출신호"라 함)를 출력시키게 된다.

도 2는 전원공급장치의 출력전압에 따른 상기 도 1의 과전압 보호회로의 동작 파형도를 도시한 것이다. 전원공급장치에 전원이 인가될 때 전원전압(Vcc)과 기준전압(Vref), 출력전압(Vsen)은 거의 동시에 상승을 한다. 그러나 상기 도 2의 (a)에서 보여지는 바와 같이 실제로는 t1시점에서 먼저 전원전압이 상승하고, 이보다 약간 지연된 t2시점에서 기준전압이 상승하며, 출력전압은 상기 기준전압보다도 더 지연된 t3시점에 되어서야 비로서 상승하게 된다. 따라서 과전압 검출신호(Vdet)는 전원이 "온"되는 t1∼t3구간에서 안정하게 논리 로우 레벨을 유지하게 되며, 이후 전원이 "오프"되는 t4시점까지 출력전압이 기준전압을 초과하지 않는 경우 역시 안정하게 논리 로우 레벨을 유지하면서 부하에 안정적인 전압을 공급하게 된다.

그런데 종래 전원공급장치에서는 전원공급장치의 전원이 "오프"되는 시점인 t4시점에서 전원전압과 기준전압은 빠르게 하강하는 반면 출력전압은 무부하상태 즉, 부하가 없는 상태에서는 서서히 하강하게 되어 t5∼t6구간에서 기준전압보다 높은 전압상태로 되며, 또한 이때 출력전압이 기준전압보다 높게되는 구간에서 다시 전원공급장치의 전원이 "온"되는 t7∼t8구간에서도 기준전압보다 높은 전압상태로 유지된다. 이로인해 전원이 "오프"되는 t5∼t6구간 및 전원이 다시 "온"되는 t7∼t8구간에서 과전압 검출신호는 마치 출력전압이 과전압이 걸린 상태와 같은 비정상적인 논리 하이 레벨의 펄스신호로 출력됨으로써 전원공급장치로부터 공급되는 부하전원을 차단시키는 오동작을 수행하게 된다.

즉, 상기한 바와 같이 종래 전원공급장치의 전원 "온" 또는 "오프"시점인 초기전압 상승구간에서는 무부하상태시 출력전압이 기준전압보다 비정상적으로 높은 전압레벨을 유지함으로써 상기 출력전압이 과전압이 걸린 상태로 잘못 인식되어 과전압 보호회로의 오동작을 유발시키는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래 전원공급장치의 전원 "온" 또는 "오프"시점인 초기전압 상승구간에서는 무부하상태시 출력전압이 기준전압보다 비정상적으로 높은 전압레벨을 유지함으로써 상기 출력전압이 과전압이 걸린 상태로 잘못 인식되어 과전압 보호회로의 오동작을 유발시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 전원공급장치의 초기전압 상승구간에서도 정확한 과전압 보호동작을 수행하는 과전압 보호회로를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로의 회로 구성도,

도 2는 상기 도 1의 출력 과전압 보호회로의 동작 파형도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로의 회로 구성도,

도 4는 상기 도 3의 출력 과전압 보호회로의 동작 파형도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원공급장치에 구비되는 출력 과전압 보호회로에 있어서, 상기 전원공급장치의 출력전압과 기준전압을 비교하여 상기 출력전압이 과전압으로 판단될 때 과전압 검출신호를 출력하는 과전압 검출부와, 상기 전원공급장치 전원전압의 RC회로 응답을 출력하여 상기 전원전압의 상승시간을 RC시정수만큼 지연시키는 시간지연부와, 상기 시간지연부와 과전압 검출부로부터의 출력신호를 입력하여 초기전압 상승구간에서 발생하는 오류 과전압 검출신호가 제거된 과전압 검출신호를 출력하는 오류신호제거부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 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 3은 본 발명의 실시 예에 따른 출력 과전압 보호회로의 회로 구성을 도시한 것이고, 도 4는 상기 도 3의 과전압 보호회로 각 부에서의 동작 파형을 도시한 것이다. 특히, 상기 도 4에서는 전원공급장치의 전원이 "오프"되었다가 출력전압(Vsen)이 기준전압(Vref)보다 높게 유지되는 구간에서 다시 전원이 "온"되는 경우 즉, 전원공급장치의 초기전압 상승구간(t1∼t2구간)에서 무부하상태로 인해 출력전압이 기준전압보다 높게 유지되는 경우 상기 도 3의 과전압 보호회로 각부에서의 동작 파형을 일 예로 도시하였다.

상기 도 3을 참조하면,상기 전원공급장치의 출력전압과 기준전압을 비교하여 상기 출력전압이 과전압으로 판단될 때 과전압 검출신호를 출력하는 과전압 검출부(300)와, 상기 전원공급장치 전원전압(Vcc)의 RC회로 응답을 출력하여 상기 전원전압의 상승시간을 RC시정수만큼 지연시키는 시간지연부(304)와, 상기 시간지연부(304)와 과전압 검출부(300)로부터의 출력신호를 입력하여 초기전압 상승구간에서 발생하는 오류 과전압 검출신호가 제거된 과전압 검출신호를 출력하는 오류신호제거부(302)로 구성된다. 이하 각부의 동작을 좀더 상세히 살펴보기로 한다.

먼저 상기 과전류 검출부(300)는 출력전압을 (-)입력단자로 입력하고, 기준전압을 (+)입력단자로 입력하여 상기 출력전압이 기준전압보다 클 때 이를 과전압으로 인식하여 과전압 검출신호(A)를 출력한다. 즉, 전원이 "오프"되었다가 출력전압이 기준전압보다 높게 유지되는 구간에서 다시 전원이 "온"될 시 상기 과전류 검출부(300)로 입력되는 전원전압, 출력전압, 기준전압의 상태가 상기 도 4의 (a)와 같은 경우 상기 과전압 검출부(300)의 출력신호(A)는 상기 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 출력전압과 기준전압이 안정화되기전 초기전압 상승구간인 t1∼t2구간에서는 출력전압이 기준전압보다 높게 되어 논리 로우 레벨의 펄스신호를 출력하게 되며, t2시점이후에 안정되어 실제로 출력전압이 기준전압보다 높게 나타나는 t4시점까지는 논리 하이 레벨의 펄스신호를 유지한 후, t4시점 이후에는 출력전압의 과전압을 알리는 논리 로우 레벨의 펄스신호를 출력시키게 된다.

상기 시간지연부(304)는 전원전압과 접지(GND)간에 저항(R)과 커패시터(C)를 직렬로 연결하고, 상기 전원전압을 캐소드(Cathod)로 상기 R,C접점을 애노드(Anode)로 하는 다이오드(D)를 연결한 상기 전원전압의 RC회로 응답신호를 출력시킨다. 상기 RC회로 응답신호는 상기 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 전원전압의 초기 전원인가시 RC시정수에 의해 t1∼t3구간까지 완만하게 상승하여서 후단에 연결되는 오류신호제거부(302)로 초기에 안정적인 논리 로우 레벨상태로 유지되는 출력신호를 인가시킨다.

상기 오류신호제거부(302)는 상기 과전압 검출부(300)와 상기 시간지연부(304)로부터의 출력신호(A,B)를 내부에 구비된 플립플롭의 각 입력단자로 입력하여 래치(Latch)하여 출력시킨후, 반전기(310)를 통해 반전시켜 최종 과전압 검출신호(Vdet)로 출력시킨다. 즉, 오류신호제거부(302)내 플립플롭의 제1낸드게이트(NAND gate)소자(306)와 제2낸드게이트소자(308)의 각 출력신호(Q1,Q2)가 상기 도 4의 (d),(e)에 도시된 바와 같은 경우 상기 오류신호제거부(302)의 반전기(310)를 통해 최종출력되는 과전압 검출신호(Vdet)는 상기 도 4의 (f)에 도시된 바와 같이 나타나게 된다. 따라서 t1∼t2구간에서 논리 하이 레벨 상태를 유지하여 출력전압의 과전압을 나타내는 제1낸드게이트소자의 출력신호(Q1)가 논리 로우 레벨로 안정화됨으로써 t1∼t2구간에서 발생하는 오류 과전압 검출신호가 제거되어 출력 과전압 보호회로가 초기전압 상승구간에서도 안정적으로 동작할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 종래 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로에서 RC시정수에 의해 전원전압의 상승시간을 적절히 설정함으로써 초기전압 상승구간동안에 출력전압이 기준전압보다 높게 되어 과전압 발생으로 검출되는 오류 과전압 검출신호를 상쇄하여 상기 오류과전압 검출신호로 인한 출력 과전압 보호회로의 오동작을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 전원공급장치에 구비되는 출력 과전압 보호회로에 있어서,

   상기 전원공급장치의 출력전압과 기준전압을 비교하여 상기 출력전압이 과전압으로 판단될 때 과전압 검출신호를 출력하는 과전압 검출부와,

   상기 전원공급장치 전원전압의 RC회로 응답을 출력하여 상기 전원전압의 상승시간을 RC시정수만큼 지연시키는 시간지연부와,

   상기 시간지연부와 과전압 검출부로부터의 출력신호를 입력하여 초기전압 상승구간에서 발생하는 오류 과전압 검출신호가 제거된 과전압 검출신호를 출력하는 오류신호제거부로 이루어짐을 특징으로 하는 전원공급장치에 구비되는 출력 과전압 보호회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 시간지연부는,

   상기 전원공급장치의 전원전압에 연결된 저항과,

   상기 저항과 직렬로 연결되는 커패시터와,

   상기 전원전압단을 캐소오드로 상기 저항과 커패시터의 연결단을 애노드로 연결하는 다이오드로 구성함을 특징으로 하는 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 오류신호제거부는,

   상기 과전압 검출부와 상기 시간지연부의 출력신호를 각각 입력하여 래치 출력시키는 플립플롭과,

   상기 플립플롭으로부터의 출력신호를 반전시켜 과전압 검출신호로 출력하는 반전기로 구성됨을 특징으로 하는 출력 과전압 보호회로.