KR200144713Y1 - 전원회로 - Google Patents

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KR200144713Y1
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구자홍
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Abstract

본고안은 과전압, 과전류 상태가 발생하는 경우 부품의 파괴없이 전원 회로를 보호하고, 대기전원과 주전원을 겸용하여 사용하는 전원보호에 관한 것이다. 이를 위하여 비정상적으로 과대전류가 흐르는 것을 검출하는 과전압 검출부와, 피드백계의 고장으로 전압이 과도하게 상승하는 것을 검출하는 과전압 검출부와, 상기 과전류 검출부와 과전압 검출부에서 과전류, 과전압이 검출되면 보호상태를 유지하는 기억회로부와, 이상발생시 상기 기억회로부의 출력을 받아 스위칭 트랜지스터의 동작을 정지시키는 발진정지제어부와 동시에 자주발진바이어스를 차단하여 전원부의 재기동을 방지하는 자주방지 제어부를 구비한다.

Description

전원회로
제1도는 종래 전원회로에 대한 회로도.
제2도는 본 고안의 실시예에 따른 전원회로의 블럭도.
제3도는 과전류, 과전압 검출부의 검출소자가 트랜지스터 및 제어다이오드로 구성된 전원회로에 대한 상세회로도.
제4도는 과전류, 과전압 검출부의 검출소자가 집적회로로 구성된 전원회로에 대한 상세회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 과전류 검출부 20 : 과전압 검출부
30 : 기억회로부 40 : 발진정지 제어부
50 : 자주방지 제어부
본 고안은 텔레비젼의 주전원으로 사용하고 있는 SMPS(Switch Mode Power Supply)전원회로에 있어서, 특히 과전압, 과전류 상태가 발생할 경우 전원을 신속히 차단하여 회로부품의 파손을 방지하는 전원회로에 관한 것이다.
통상적으로 SMPS 전원회로는 전원전압을 정류하고, 상기 정류된 전압을 40 ~60KHZ 정도의 주파수로 스위칭하여 텔레비젼구동에 필요한 전압을 얻고 있다.
그러나 보호회로가 적용되지 않는 종래 전원회로를 사용하는 도중 피드백 계통의 고장으로 전압이 과도하게 상승하거나, 과전류가 연속적으로 흐를 경우 스위칭 TR이 파괴되거나 또한 대기전원과 주전원을 겸용할 시에는 주전원 차단시 대기전원도 동작을 멈추므로 보호상태를 유지할 전원을 공급받을 수 없는 문제점을 가지고 있었다.
상기 문제점을 도면 제1도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제1도는 종래 대기전원과 주전원을 겸용한 전원회로에 대한 회로도이다.
동도면에서, 전원(AC Line)전압이 브릿지 다이오드에 의해 정류되어 전해 콘덴서(Ca)에 완충전되면, 저항(R1)과 제어다이오드(ZD1)에 의해 일정 전압이 설정되면, 상기 설정전압에 의해 저항(R2)을 경유하여 트랜지스터(TR1)의 베이스에 미약한 전류가 흐르게 된다.
상기 트랜지스터(TR1)의 콜렉터에 Hfe x Ib 만큼의 전류가 흘러 SMPS 트랜스 T1에 흐르는 전류는 상기 SMPS 트랜스 T2의 도트(dot)쪽에 양의 전압을 유지시킨다.
상기 트랜스 T2의 도트쪽에 걸린 양의 전압은 콘덴서(C2), 저항(R6)을 통하여 상기 저항(R2)을 통하여 유입된 트랜지스터(TR1)의 베이스에 전류와 중첩시키면 상기 트랜지스터(TR1)는 콘덴서(C2)와 저항(R6)의 곱에 해당하는 시간동안 턴-온 되고, 상기 시간이 지나면 바로 턴-오프 된다.
상기 트랜지스터(TR1)가 턴-오프 되면 SMPS 트랜스에서 역기전력이 발생하고, 축적된 에너지는 2차측으로 방출하여 트랜스 T2에서는 다이오드(D1)와 STR 내부의 다이오드를 통해 콘덴서(C3)를 충전시킨다.
전해 콘덴서(Cb)에는 저항(R4)(R9)에 의해 음전압이 충전되고 저항(R11)과 다이오드(D3)에 의해 콘덴서(C8)가 충전된다.
상기 트랜스에 축적된 에너지는 방출하면 다시 역기전력이 발생하여 콘덴서(C3)에 축적된 에너지는 저항(R5) 및 트랜지스터(TR3)를 통하여 트랜지스터(TR1)의 베이스에 흘러서 상기 트랜지스터(TR1)를 턴-온 시킨다.
콘덴서(C8)에 충전된 전압은 저항(R7)(R12)을 경유하여 음전압으로 충전된 전해 콘덴서(Cb)쪽으로 방전하게 되는데, 트랜지스터(TR2)(TR5)의 전압이 상기 저항(R12) 쪽의 전위보다 높을 경우 턴-온 된다.
상기 트랜지스터(TR2)(TR5)가 턴-온 되면, 트랜지스터(TR1)의 베이스 전류를 기저전위로 뮤트시켜 상기 트랜지스터(TR1)를 턴-오프 시키도록 동작한다.
상기 트랜지스터(TR1)의 콜렉터전류가 감소하면 트랜스 T2에 역기전류가 발생하고, 저항(R6) 및 콘덴서(C2)를 통하여 상기 트랜지스터(TR1)의 베이스에 역전압이 걸리므로 더욱 턴-오프를 가속시킨다.
이와같이 2차측으로 부터의 궤환이 없는 한 저항(R7)(R12) 및 콘덴서(C8)에 의한 시정수에 따라 SMPS는 자주발진을 하게 된다.
한편, 트랜스의 T5에 나타나는 전압을 정류하여 B+로 쓰고, 여기에 연결된 제1집적회로는 B+전압을 감지하여 상기 B+전압크기에 반비례하는 전류를 포토커플러(PC1)내의 발광다이오드에 흐르게 한다.
상기 발광다이오드에 흐르는 전류의 양에 비례하여 포토커플러(PC1)내의 출력트랜지스터에 흐르는 콜렉터전류가 증가하고, 상기 트랜지스터는 저항(R12)과 병렬로 연결되어 있어, 콘덴서(C8)의 방전은 포토커플러(PC1)의 출력트랜지스터에 흐르는 전류량에 따라 방전시간이 변화한다.
상기 콘덴서(C8)의 방전시간이 빨라지면, 트랜지스터(TR1)의 턴-온 시간이 그 만큰 짧아지게 되므로, 출력트랜지스터의 출력전압에 따라 상기 트랜지스터(TR1)의 스위칭시간이 제어되어 정전압을 출력한다.
그러나, 종래방식에는 과전압, 과전류의 보호대책이 없어 피드백계통의 고장으로 인하여 전압이 과도하게 상승하거나, 과전류가 연속적으로 흐를 경우 회로부품의 파손이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안의 목적은 과전압, 과전류상태가 발생할 경우 부품의 파괴없이 전원회로를 보호하고, 대기전원을 겸용하여 사용하는 전원회로에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 공나에 따른 전원회로를 비정상적으로 과대전류가 흐르는 것을 검출하는 과전류 검출부와, 피드백계의 고장으로 전압이 과도하게 상승하는 것을 검출하는 과전압 검출부와, 상기 과전류 검출부와 과전압 검출부에서 과전류, 과전압이 검출되면 보호상태를 유지하는 기억회로부와, 이상발생시 상기 기억회로부의 출력을 받아 스위칭 트랜지스터의 동작을 정지시키는 발진정지 제어부와, 상기 발진정지 제어부와 동시에 자주발진바이어스를 차단하여 전원부의 재기동을 방지하는 자주방지 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 예시된 도면을 참조하여 본 고안을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
제2도는 본 고안의 실시예에 따른 전원회로의 블럭도이고, 제3도는 과전류, 과전압 검출부가 트랜지스터 및 제어다이오드로 구성된 전원회로의 상세회로도이고, 제4도는 과전류, 과전압 검출부가 집적회로로 구성된 전원회로의 상세회로도이다.
본 고안에 따른 전원회로는 제2도에 도시된 바와 같이 구성되는데, 과전류 검출부(10)는 트랜스 2차측의 단락으로 인하여 과대전류가 수 사이클 동안 계속 흐를 경우 이를 감지하여 기억회로부(30)에 연결하도록 구성되어 있다.
과전압 검출부(20)는 2차측 피드백계의 고장으로 인하여 비정상적으로 상승하는 과전압을 검출하여 기억회로부(30)에 연결하도록 구성되어 있다.
기억회로부(30)는 과전류, 과전압 검출시 트리거되어 전원전압이 완전히 제거될 때까지 보호상태를 유지하도록 구성되어 있다.
발진정지 제어부(40)는 상기 기억회로부(30)의 출력에 따라 스위칭 트랜지스터의 발진을 일시 정지시키도록 구성되어 있다.
자주방지 제어부(50)는 상기 발진정지 제어부(40)와 동시에 여진전압을 기저전위로 뮤트시켜 전원부가 재기동하는 것을 방지하도록 구성되어 있다.
상기 제2도와 같이 구성된 본 고안의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
제3도와 제4도는 과전류 검출부와 과전압 검출부를 구성하는 검출 소자 구성이 다르고 다른 부분은 동일하게 동작하므로 함께 설명하기로 ㅎ나다.
제3도에서, 전원전압이 브릿지 다이오드에 의해 정류되어 전해 콘덴서(Ca)에 충전된 전압을 방전시키기 위한 방전저항(Ra)에 흐르는 미약한 전류를 기억회로부(30)의 전원전압과 겸용하고, 저항(Ra)(Rb)에 의해 분압된 전압을 제어다이오드(ZD1)를 사용하여 입력전압변동에 관계없이 제어다이오드 전압(5.1V)의 정전압을 얻고 있다.
만일, SMPS에 과전류가 흐를 경우 1차측 전류가 증가하여 저항(Rc)에 전압강하가 나타나고, 상기 전압은 저항(R1), 콘덴서(C1)로 구성된 로우패스 필터를 통과하여 나타나고, 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가하여 트랜지스터(Q1)가 턴-온 되어 기억회로부(30)를 트리거하게 된다.
또, 피드백계의 고장으로 2차측 전압이 비정상적으로 상승하게 되면 각 권선의 권선수에 비례하는 전압이 피드백권선에 걸리게 되어, 전해 콘덴서(Cb)에 저항(R4)(R7)에 의해 음전압이 충전되고, 상기 전압의 절대치가 약 4V보다 커지면 제어다이오드(ZD2) 가 턴-온 하여 기억회로부(30)를 트리거시킨다,
상기 기억회로부(30)가 트리거되면 발진정지 제어부(40)의 저항(R6)에 의해 트랜지스터(Q5)가 턴-온 되어 음전압이 충전된 전해 콘덴서(Cb)의 전압이 일정시점까지 발진을 정지시키며 이와 동시에 자주방지 제어부(50)의 저항(R5)에 의해 트랜지스터(Q4)가 턴-온 되어 여진전압을 제거하여 전원부가 재기동하는 것을 방지한다.
한편, 제4도에서 과전류 검출부(10)는 과전류가 흐르게 되면 저항(Rc)에 전압강하가 나타나고 저항(R1)ㆍ콘덴서(C1)에 의해 적분된 전압은 제2집적회로의 제1 비교기에 반전입력되고, 상기 전압이 저항(R4)(R5)에 의해 설정된 기준전압보다 높을 경우에 출력값이 로우가 되어 기억회로부(30)를 트리거시킨다.
과전압 검출부(20)에서 스위칭 트랜지스터(STR-S6309)의 4번 핀에서 나타나는 전압이 상승하여, 상기 전압이 저항(R2)(R3) 및 콘덴서(C2)에 의해 적분된 전압을 제2집적회로의 제2비교기에 반전입력하고, 상기 전압이 기준전압보다 높을 경우에 소정의 논리값 로우를 출력하여 기억회로부(30)를 트리거시킨다.
상기 과전류 검출부(10), 과전압 검출부(20)에 의해 트리거된 기억회로부(30)는 전원코드를 뽑아 전원전압이 완전히 제거될 때까지 보호모드에 머무르도록 보호상태를 유지한다.
기억회로부(30)의 트랜지스터(Q1)가 턴-온하면 이에 따라 에미터에 부하선이 연결된 트랜지스터(Q2)가 턴-온된다.
상기 기억회로부(30)가 트리거되면, 발진정지 제어부(40)의 저항(R10)에 의해 트랜지스터(Q4)가 턴-온되어 스위칭 트랜지스터(STR-S6309)의 발진을 일시적으로 정지시키고 자주방지 제어부(50)의 저항(R8)에 의해 트랜지스터(Q3)가 턴-온되어 여진전압을 제거하여 전원부의 재기동을 방지한다.
이와같이, 전원 회로에서 과전류, 과전압 상태가 발생할 경우 신속하게 전원을 정지시켜 부품파괴를 방지하고, 보호회로를 적용하기 힘든 주전원과 대기전원을 겸용한 전원회로를 제공하는 잇점이 있다.

Claims (1)

  1. 비정상적으로 과대전류가 흐르는 것을 검출하는 과전류 검출부와, 피드백계의 고장으로 전압이 과도하게 상승하는 것을 검출하는 과전압 검출부와, 상기 과전류 검출부와 과전압 검출부에서 과전류, 과전압이 검출되면 보호상태를 유지하는 기억회로부와, 이상발생시 상기 기억회로부의 출력을 받아 스위칭 트랜지스터의 동작을 정지시키는 발진정지 제어부와 동시에 자주발진 바이어스를 차단하여 전원부의 재기동을 방지하는 자주방지 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전원회로.
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