KR20000044338A - 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 출력전압이 기준전압보다 낮을 때에는 제1논리레벨의 펄스신호를 출력하고, 상기 기준전압보다 높을 때에는 제2논리레벨의 펄스신호를 출력하는 과전압 검출부와, 상기 전원공급장치의 전원전압에 직렬로 연결된 저항과 커패시터의 연결단을 통해 출력되는 전원전압의 RC회로 응답전압이 상기 기준전압보다 낮을 때에는 상기 제1논리레벨의 펄스신호를 출력하고 상기 기준전압보다 높을 때에는 상기 제2논리레벨의 펄스신호를 출력하는 시간지연부와, 상기 과전압 검출부와 시간지연부의 출력 펄스신호를 논리곱 연산하여 과전압 검출신호로 출력시키는 논리곱소자를 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 출력전압이 기준전압보다 낮을 때에는 제1논리레벨의 펄스신호를 출력하고, 상기 기준전압보다 높을 때에는 제2논리레벨의 펄스신호를 출력하는 과전압 검출부와, 상기 전원공급장치의 전원전압에 직렬로 연결된 저항과 커패시터의 연결단을 통해 출력되는 전원전압의 RC회로 응답전압이 상기 기준전압보다 낮을 때에는 상기 제1논리레벨의 펄스신호를 출력하고 상기 기준전압보다 높을 때에는 상기 제2논리레벨의 펄스신호를 출력하는 시간지연부와, 상기 과전압 검출부와 시간지연부의 출력 펄스신호를 논리곱 연산하여 과전압 검출신호로 출력시키는 논리곱소자를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 처리 흐름과 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 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 출력전압이 기준전압보다 높게 유지되는 구간에서 다시 전원이 "온"되어 출력전압이 기준전압보다 일시적으로 높게 유지되는 경우 즉, 전원공급장치의 초기전압 상승구간에서 무부하상태로 인해 출력전압이 기준전압보다 높게 유지되는 경우 상기 도 3의 과전압 보호회로 각부에서의 동작 파형을 일 예로 도시하였다.

상기 도 3을 참조하면, 출력 과전압 보호회로는 전원공급장치의 출력전압(Vsen)이 기준전압(Vref)보다 낮을 때에는 제1논리레벨의 펄스신호를 출력하고, 상기 기준전압보다 높을 때에는 제2논리레벨의 펄스신호를 출력하는 과전압 검출부(200)와, 상기 전원공급장치의 전원전압(Vcc)에 직렬로 연결된 저항(R)과 커패시터(C)의 연결단을 통해 출력되는 전원전압의 RC회로 응답전압(A)이 상기 기준전압보다 낮을 때에는 상기 제1논리레벨의 펄스신호를 출력하고 상기 기준전압보다 높을 때에는 상기 제2논리레벨의 펄스신호를 출력하는 시간지연부(202)와, 상기 과전압 검출부(200)와 시간지연부(202)의 각 출력 펄스신호(Q1,Q2)를 논리곱 연산하여 과전압 검출신호(Vdet)로 출력시키는 앤드게이트(And gate)(204)로 구성된다. 여기서 제1논리레벨은 본 발명의 실시 예에서는 논리 하이 레벨로 제2논리레벨은 논리 로우 레벨로 설정된다. 이하 각부의 동작을 좀더 상세히 살펴보기로 한다.

먼저 상기 과전류 검출부(200)는 출력전압을 (+)입력단자로 입력하고, 기준전압을 (-)입력단자로 입력하여 상기 출력전압이 기준전압보다 클 때 이를 과전압으로 인식하여 논리 하이 레벨의 펄스신호(Q1)를 출력한다. 즉, 전원이 "오프"되었다가 출력전압이 기준전압보다 높게 유지되는 구간에서 다시 전원이 "온"될 시 상기 과전류 검출부(200)로 입력되는 전원전압, 출력전압, 기준전압의 상태가 상기 도 4의 (a)와 같은 경우 상기 과전압 검출부(200)의 출력신호(Q1)는 상기 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 출력전압과 기준전압이 안정화되기전 초기전압 상승구간인 t1∼t2구간에서는 출력전압이 기준전압보다 높게 되어 논리 하이 레벨의 펄스신호를 출력하게 되며, t2시점이후에 안정되어 실제로 출력전압이 기준전압보다 높게 나타나는 t4시점까지는 논리 로우 레벨의 펄스신호를 유지한 후, t4시점 이후에는 출력전압의 과전압을 알리는 논리 하이 레벨의 펄스신호를 출력시키게 된다.

상기 시간지연부(202)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 응답전압을 (+)입력단자로 입력하고, 기준전압을 (-)입력단자로 입력하여 상기 전원전압의 RC회로 응답전압이 상기 기준전압보다 작게되는 구간에서는 논리 로우 레벨의 펄스신호를 출력하며, 상기 RC회로 응답전압이 상기 기준전압보다 크게되는 구간에서는 논리 하이 레벨의 펄스신호를 출력한다. 즉, 상기 전원전압의 RC회로 응답전압과 기준전압이 상기 도 4의 (b)와 같이 나타나는 경우 상기 시간지연부(202)의 출력신호(Q2)는 상기 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 상기 전원전압이 초기 전원인가시 RC시정수에 의해 상기 기준전압보다 낮은 상태로 완만하게 증가하는 t1∼t3구간에서는 논리 로우 레벨을 가지는 펄스신호로 출력되고, 상기 전원전압의 RC회로 응답전압이 기준전압보다 크게되는 t3시점 이후에는 논리 하이 레벨의 펄스신호로 출력된다.

상기 앤드게이트(204)는 상기 과전압 검출부(200)로부터의 출력신호(Q1)와 상기 시간지연부(202)로부터의 출력신호(Q2)를 논리곱하여 출력한다. 즉, 앤드게이트(204)로부터의 최종 과전압 검출신호(Vdet)는 상기 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이 과전압 검출부(200)로부터의 출력신호(Q1)와 시간지연부(202)로부터의 출력신호(Q2)를 논리곱한 결과치로 나타나는데 이때 t1∼t2구간에서의 비정상적인 논리 하이 레벨신호(Q1)는 논리 로우 레벨신호(Q2)와 논리곱되어 논리 로우 레벨로 정상화 된 펄스신호로 출력된다.

따라서 시간지연부의 (+)입력단자로 입력되는 전원전압의 RC회로 응답전압이 t1∼t2구간동안 기준전압보다 작도록 RC시정수값을 조절하는 것에 의해 초기전압 상승구간동안에 출력전압이 기준전압보다 높게 되어 과전압 검출부로부터 오검출되는 출력전압의 과전압 검출신호를 상쇄할 수 있음으로해서 전원의 "온" 또는 "오프"시 즉, 초기전압 상승구간에서도 정확한 과전압 검출신호를 얻을 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 종래 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로에 기준전압과 전원전압의 RC회로 응답전압을 두 입력단자로 가지며, 출력단자를 통해 과전압 검출부와 논리곱으로 연결되는 시간지연부를 구비시킨후, 상기 RC회로 응답전압의 RC시정수를 적절히 조정하는 것에 의해 상기 전원공급장치의 전원 "온" 또는 "오프"시 즉, 초기전압 상승구간동안에 출력전압이 기준전압보다 높게 되어 과전압으로 검출되는 오류 과전압 검출신호를 상쇄함으로서, 상기 과전압 오검출로 인한 과전압 보호회로의 오동작을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 전원공급장치에 구비되는 출력 과전압 보호회로에 있어서,

   상기 전원공급장치의 출력전압이 기준전압보다 낮을 때에는 제1논리레벨의 펄스신호를 출력하고, 상기 기준전압보다 높을 때에는 제2논리레벨의 펄스신호를 출력하는 과전압 검출부와,

   상기 전원공급장치의 전원전압에 직렬로 연결된 저항과 커패시터의 연결단을 통해 출력되는 전원전압의 RC회로 응답전압이 상기 기준전압보다 낮을 때에는 상기 제1논리레벨의 펄스신호를 출력하고 상기 기준전압보다 높을 때에는 상기 제2논리레벨의 펄스신호를 출력하는 시간지연부와,

   상기 과전압 검출부와 시간지연부의 출력 펄스신호를 논리곱 연산하여 과전압 검출신호로 출력시키는 논리곱소자로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 과전압 검출부는,

   상기 출력전압과 기준전압을 각각 (+)와 (-)입력단으로 입력하여 상기 두 입력전압을 비교한 후, 상기 비교결과에 따라 미리 설정된 제1 또는 제2논리 레벨의 펄스신호를 발생시키는 비교기로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 시간지연부는,

   상기 전원전압의 RC회로 응답전압과 기준전압을 각각 (+)와 (-)입력단으로 입력하여 상기 두 입력전압을 비교한 후, 상기 비교결과에 따라 미리 설정된 제1 또는 제2논리레벨의 펄스신호를 발생시키는 비교기로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 RC회로 응답전압의 RC시정수는 상기 시간지연부의 출력 펄스신호가 상기 전원공급장치의 초기전압 상승구간동안 상기 제1논리레벨값을 적어도 유지하도록 미리 설정되도록 함을 특징으로 하는 전원공급장치의 출력 과전압 보호회로.