KR200143591Y1 - 직류/교류변환회로 - Google Patents

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KR200143591Y1 KR2019930023974U KR930023974U KR200143591Y1 KR 200143591 Y1 KR200143591 Y1 KR 200143591Y1 KR 2019930023974 U KR2019930023974 U KR 2019930023974U KR 930023974 U KR930023974 U KR 930023974U KR 200143591 Y1 KR200143591 Y1 KR 200143591Y1
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Abstract

이 고안은 직류/교류 변환회로에 관한 것으로서, 입력전압을 직접 인가 받아 정현파 교류전압 생성 동작을 제어하는 바이폴라 트랜지스터가 입력전압이 변동될 때 스위칭 주기가 변화되어 출력전압이 불안정하게 되고, 입력전압을 직접 인가 받음으로서 바이폴라 트랜지스터에 응력이 발생하는 것을 방지하기 위하여 트래스포머의 1차측으로부터 일정 전압을 인가 받아 그 전압에 의해 바이폴라 트랜지스터의 스위칭 주기가 결정되도록 하였다. 따라서, 입력전압이 변동되더라도 안정된 출력전압을얻을 수 있고, 바이폴라 트랜지스터의 응력을 줄일 수 있도록 하였다. 이 고안은 직류전압은 인가 받아 교류전압으로 변환하는 직류/교류 변환회로에 사용 가능하고, 특히 공진회로를 구비하는 직류/교류 변환회로에 특히 유용하다.

Description

직류/교류 변환회로
제1도는 종래의 직류/교류 변환 회로도,
제2도는 이 고안에 따라 직류/교류 변환 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 펄스폭 변조용 집적소자 Vin : 입력전압
T : 트랜스포머 Q1~Q5 : 바이폴라 트랜지스터
R1~R5 : 저항 R : 부하
D1~D3 : 다이오드 C1~C5 : 컨덴서
N1~N7 : 트랜스포머의 권선
이 고안은 직류/교류 변환회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 개의 스위칭 소자와 별도의 L,C 공진소자를 사용하여 안정된 교류전압을 출력하도록 한 직류/교류 변환회로에 관한 것이다.
일반적인 직류/교류 변환회로에 관하여 제1도를 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 종래의 직류/교류 변환 회로도로서, 직류 입력전압(Vin)을 인가 받아 1차측 권선수와 2차측 권선수의 비에 따라 일정한 크기로 변환하는 트랜스포머(T)와, 트랜스포머(T)의 동작을 스위칭하는 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2)와, 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작을 제어하는 펄스폭 변조용 집적소자(10)와, 정류 및 평활용 다이오드(D1) 및 코일(L1)과, 정현파를 발생시키기 위하여 차동 증폭기의 형태로 구성되어 교대로 온-오프를 반복하는 바이폴라 트랜지스터(Q2,Q3)와, 트랜스포머(T)와 동시에 구성되어 정현파 교류전압을 발생시키는 컨덴서(C1)와, 트랜스포머(T1)의 1차측으로부터 일정 전압을 유도 받아 바이폴라 트랜지스터(Q3)를 동작시키는 트랜스포머(T1)의 3차측으로 구성되어 있다.
또한, 트랜스포머(T1)의 1차측으로부터 2차측에 인가된 전압을 평활하는 평활용 컨덴서(C2)와, 평활용 컨덴서(C2)에서 평활된 전압을 인가 받아 구동하는 부하(R)로 구성되어 있다.
이상에서와 같은 회로를 참조하여 동작을 설명하면 다음과 같다.
초기에 펄스폭 변조용 집적소자(10)의 출력이 로우 샹태이면, 이 출력은 바이폴라 트랜지스터(Q1)를 턴-온시켜 입력전압(Vin)을 후단에 인가하게 된다. 바이폴라 트랜지스터(Q1)를 통하여 인가된 전압은 다이오드(D1)와 코일(L1)에 의해 일정 크기의 전압으로 변환된 후, 트랜스포머(T)에 인가 된다. 트랜스포머(T)의 1차측에 인가된 전압은 차동 증폭기의 형태로 구성된 두 개의 스위치용 바이폴라 트랜지스터(Q2,Q3)의 스위칭 동작에 의해 트랜스포머(T)의 2차측에 정현파 교류전압이 인가되어 부하를 동작시키게 된다. 이때, 입력전압(Vin)이 변화하게 되면 펄스폭 변조용 집적소자(10)에서 출력되는 펄스폭이 변하게 되어 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 스위칭 시간을 조절함으로써, 바이폴라 트랜지스터(Q1)를 통하여 인가되는 전압의 크기는 항상 일정하게 된다.
그런데 상기와 같은 경우, 입력전압(Vin)의 크기에 따라 펄스폭 집적소자(10)에서 출력되는 출력 펄스의 폭을 조절해야 하는데, 펄스폭 집적소자(10)의 출력 펄스폭을 조절하기 위한 구성 회로가 매우 복잡하고, 입력전압(Vin)이 바이폴라 트랜지스터(Q2,Q3)에 직접 인가되기 때문에 바이폴라 트랜지스터(Q2,Q3)에 고전압의 응력(Stress)가 쌓이게 되는 문제점이 있었다.
이 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 별도의 공진회로와 두 개의 스위칭 소자를 구성하고, 하나의 스위칭 소자를 이용하여 입력전압을 스위칭하고, 다른 하나의 스위칭 소자를 이용하여 공진회로를 스위칭하도록 함으로써, 출력전압을 안정화시키고, 회로의 구성이 단순해짐과 동시에 스위칭 소자에 인가되는 고전압의 응력을 줄이도록 한 직류/교류변환회로를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 고안에 따른 직류/교류 변환회로의 특징은, 입력전압을 인가 받아 일정 크기로 변환하는 트랜스포머와; 입력전압이 상기 트랜스포머에 인가되는 것을 스위칭하는 제1 바이폴라 트랜지스터와; 직류 입력전압을 인가 받아 정현파 교류전압으로 변환하기 위해 상기 트랜스포머와 함께 구성한 컨덴서와; 상기 컨덴서와 상기 트랜스포머의 동작을 스위칭하여 공진 동작을 제어하는 제 2 바이폴라 트랜지스터를 구비하는 점에 있다.
이하, 이 고안에 따른 직류/교류 변환회로의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 이 고안에 따른 직류/교류 변환회로도이다.
제2도를 보면, 직류 입력전압(Vin)을 인가 받아 바이폴라 트랜지스터(Q5)의 스위칭 동작을 제어하는 저항(R2)과 컨덴서(C5) 및 다이오드(D2)와, 직류 입력전압(Vin)을 인가 받아 정현파 교류전압을 출력하도록 공진하는 트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5) 및 두 개의 컨덴서(C3,C4)와, 입력전압(Vin)을 인가 받아 트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5) 및 컨덴서(C2,C3)의 동작을 스위칭하는 바이폴라 트랜지스터(Q5)와, 트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5)으로부터 일정한 크기의 전압을 인가 받아 바이폴라 트랜지스터(Q5)를 스위칭하는 트랜스포머(T)의 2차측 권선(N6)와, 트랜스포머(T)의 2차측 권선(N6)에 인가된 전압을 분압하는 두 개의 분압용 저항(R4,R5)과, 바이폴라 트랜지스터(Q5)가 턴-오프되었을 때 트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5)의 역기 전압을 인가 받는 트랜스포머(T)의 3차측 권선(N7)과, 트랜스포머(T)의 3차측 권선(N7)에 인가된 전압을 검출하는 검출용 저항(R3)과, 검출용 저항(R3)을 통하여 검출된 전압을 베이스로 인가 받아 스위칭되어 컨덴서(C4)의 방전시 공진 루프를형성하는 바이폴라 트랜지스터(Q4)로 구성되어 있다.
이상에서와 같은 회로를 참조하여 동작을 설명하면 다음과 같다.
초기에 입력전압(Vin)은 저항(R2)과 컨덴서(C5)에 의하여 충전되고, 충전된 전압은 다이오드(D2)를 통하여 바이폴라 트랜지스터(Q5)의 베이스에 인가되어 바이폴라 트랜지스터(Q5)를 턴-온시킨다. 바이폴라 트랜지스터(Q5)가 턴-온되면, 입력전압(Vin)은 컨덴서(C4) →트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5) →컨덴서(C3)를 통하여 흘러 컨덴서(C4)를 충전시킨다. 이때 바이폴라 트랜지스터(Q5)에 의한 직류 전류 증폭율(hfe)이 바이폴라 트랜지스터(Q5)의 콜렉터 전류를 베이스 전류로 나눈 값보다 작은 값이 되면 즉, hfe Ic/Ib이 되면 바이폴라 트랜지스터(Q5)는 턴-오프된다. 이것은 바이폴라 트랜지스터(Q5)의 베이스 전류의 부족으로 인하여 콜렉터 전압은 포화 영역에서 불포화 영역으로 이동함을 의미한다.
바이폴라 트랜지스터(Q5)가 턴-오프되면, 트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5)에 축적되어 있던 자기 에너지는 트랜스포머(T)의 3차측 권선(N7)에 인가되고, 인가된 전압은 바이폴라 트랜지스터(Q4)의 베이스에 인가되어 바이폴라 트랜지스터(Q4)를 턴-온시킨다.
바이폴라 트랜지스터(Q4)가 턴-온되면, 컨덴서(C4)에 충전되어 있던 전압은 컨덴서(C4) →바이폴라 트랜지스터(Q4) →트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5)의 방향으로 정현파 교류전압을 방전하게 된다.
또한 컨덴서(C4)의 방전이 완료되면, 트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5)의 양단에 역기전력이 유기되고, 순간적으로 다이오드(D3)를 통하여 트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5)의 유도성 에너지가 방전되어 바이폴라 트랜지스터(Q5)를 턴-온시킴으로써, 상기와 같은 동일한 동작을 반복하게 된다.
즉, 입력전압(Vin)의 변화에 따라 트랜스포머(T)의 1차측 권선(N5)으로부터 2차측 및 3차측(N6,N7)으로 유기되는 전압의 크기가 변화되어 바이폴라 트랜지스터(Q4,Q5)의 스위칭 주기가 변화되어 부하 양단의 정현파 교류 전압의 크기를 일정하게 유지시킬수 있고, 바이폴라 트랜지스터(Q4,Q5)의 콜렉터-에미터간에 인가되는 전압의 응력을 줄일 수 있다.
이상에서와 같이 이 고안에 따른 직류/교류 변환회로에 의하면, 트랜스포머의 1차측으로부터 유도된 전압을 인가받아 입력전압의 크기에 따라 스위칭 주기가 변화되는 두 개의 바이폴라 트랜지스터를 구비함으로써, 입력전압이 변화되더라도 출력전압을 안정화시킬 수 있고, 스위칭용 바이폴라 트랜지스터에 인가되는 응력을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 입력전압을 인가 받아 일정 크기로 변환하는 트랜스포머와; 입력전압이 상기 트랜스포머에 인가되는 것을 스위칭하는 제 1바이폴라 트랜지스터와; 직류 입력전압을 인가 받아 정현파 교류전압으로 변환하기 위해 상기 트랜스포머와 함께 구성한 컨덴서와; 상기 컨덴서와 상기 트랜스포머의 동작을 스위칭하여 공진 동작을 제어하는 제 2 바이폴라 트랜지스터를 구비하는 직류/교류 변환회로.
KR2019930023974U 1993-11-16 1993-11-16 직류/교류변환회로 KR200143591Y1 (ko)

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