KR200148511Y1 - 교류(ac)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로 - Google Patents

교류(ac)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로 Download PDF

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Abstract

본 고안은 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로에 관한 것으로서, 특히 입력되는 교류(AC)전압을 정류하며 펑활용 콘덴서를 포함하는 브리지 정류회로와, 상기 브리지 정류회로에서 정류되고 평활된 전압을 입력받아 구형펄스파형을 출력하는 PWM IC와, 상기 구형펄스를 베이스저항을 통해 입력받아 온-오프 스위칭하는 스위칭소자와, 상기 브리지 정류회로의 출력전압을 입력으로 받고 스위칭소자의 스위칭에 따라 전류를 흘려주어 2차 권선에 직류(DC)출력전압을 유기시키는 변압기와, 상기 직류(DC)출력전압을 감지하여 이상출력전압 발생시 PWM IC의 전원을 차단시켜 주는 피드백전압감지 및 제어부로 구성된 종래의 보호회로를 포함하는 전원공급장치에 있어서, 상기 피드백전압감지 및 제어부 대신 교류(AC)입력 라인과 PWM IC 사이에 검출부를 두고, 교류(AC)입력전압이 소정값 이상 이거나 이하일 경우, 이 이상전압을 감지하여 PWM IC의 전원을 제어하여 차단시켜 주는 회로를 제공하여, 변동이 심한 교류(AC)입력전압에 대한 신속한 대응으로 기기를 안전하게 보호할 수 있다.

Description

교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로
본 고안은 이상전압에 대한 보호회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 보호회로를 포함하는 전원공급장치의 피드백 전압감지 및 제어부 대신 교류(AC)입력전압 검출부를 제공 함으로써, 일정범위를 벗어난 이상전압이 교류(AC)입력으로 인가될 경우, 이 전압을 검출부에서 감지하여 펄스폭 변조용 IC (이하 “PWM IC”라 한다)의 전원전압을 오프시켜 기기를 보호할 수 있도록한 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로에 관한 것이다.
일반적으로, 텔레비전 이나 비디오테이프레코더(VTR)등과 같은 영상기기를 포함하는 전자제품에는 동작전압의 공급을 위한 전원공급장치가 필요하며, 이 전원공급장치에는 상용교류(AC)전원이 인가되게 된다. 그러나, 상용교류(AC)전원의 전압은 송전시설의 낙후등 여러 가지 요인으로 국가별, 지역별 그리고 시간별로 변동을 보인다. 이 전압변동률에 대처하기 위해 교류(AC) 110/220 [V] 용 기기나 전자제품등은 교류(AC) 90~264 [V] 정도를 동작전압범위로 해서 정상동작이 가능하도록 설계되고 있다. 하지만 동작전압범위를 벗어난 특정전압값 이하의 저전압이 인가되게 되면 전자제품등은 정상적 동작이 불가능하게 되고, 이로인한 오동작이 유발될 수 있으며, 특정전압값 이상의 고전압이 인가되게 되면 전원부가 발열되는 등으로 인해 제품에 손상을 입히게 될 위험이 있다. 따라서, 통상적으로 전원공급장치에는 안정된 동작전압의 공급을 위한 보호회로 등을 채용하고 있다.
도 1 은 이러한 종래의 통상적인 보호회로를 포함하는 전원공급장치의 일 예를 나타내는 개략도이다. 도 1 에 도시된 회로구성에 따르면, 교류(AC)전압은 브리지 정류회로(10)로 입력되고, 이 브리지 정류회로(10)의 출력단은 PWM IC(20)의 입력단에 접속되며, PWM IC(20)의 출력단은 저항(R)을 통해 이미터가 접지된 스위칭용 트랜지스터(Q)의 베이스에 접속된다. 스위칭용 트랜지스터(Q)의 컬렉터는 변압기(30) 1차 권선의 일단에 접속되고, 이 변압기(30) 1차 권선의 타단은 상기 브리지 정류회로(10)와 PWM IC(20)의 접속점에 다시 접속되게 된다. 한편, 일단이 접지된 변압기(30) 2차 권선의 타단은 정류용 다이오우드(D)의 애노드에 접속되고, 이 정류용 다이오우드(D)의 캐소드는 피드백전압 감지부(40)의 입력단과 접속되며, 이 피드백전압 감지부(40)의 출력단은 PWM IC(20)의 제어입력단에 접속되게 된다. 여기서, 스위칭용 트랜지스터(Q)는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor : FET)등 동일한 성능의 다른 스위칭소자로 대용이 가능하다.
이러한 구성요소를 갖춘 종래의 보호회로를 포함하는 전원공급장치의 동작은 다음과 같다. 브리지 정류회로(10)에 교류(AC)전압이 입력되면, 이 교류(AC)입력전압은 브리지다이오우드(D)에 의해 정류되고 콘덴서(C)에 의해 평활된 후, PWM IC(20)의 입력단을 통해 입력되게 된다. PWM IC(20)는 입력전압에 따라 소정펄스폭을 갖는 구형펄스를 출력하며, 이 출력파형은 베이스저항(R)을 통해 스위칭용 트랜지스터(Q)의 베이스로 인가되게 되고, 이 구형펄스에 의해 스위칭용 트랜지스터(Q)가 온-오프 스위칭을 시작하면, 브리지 정류회로(10)의 출력단과 스위칭용 트랜지스터(Q)의 컬렉터 사이에 접속된 변압기(30) 1차측 권선에는 전류의 흐름에 따라 에너지의 축적과 방출이 되풀이 된다. 상기와 같은 작용에 의해 변압기(30) 2차 권선에는 권선비에 따른 2차전압이 구형파 형태로 유기되고, 이 전압은 정류용 다이오우드(D)를 통과하면서 일정레벨의 직류(DC)출력전압(B+)으로 나타나게 된다. 한편, 피드백전압 감지부(40)는 상기 직류(DC)출력전압(B+)을 감지하여 기준전압과 비교한 후, 그 차이를 제어신호로서 PWM IC(20)로 출력하고, 이 제어신호에 따라 PWM IC(20)의 전원을 제어하게 되는데, 상기 직류(DC)출력전압에 이상이 발생하면 회로소자들을 비롯한 기기의 보호를 위해 PWM IC(20)의 전원을 차단 시킨다.
상기와 같은 종래의 보호회로를 포함하는 전원공급장치는 교류(AC)입력전압이 정상상태가 아닌 허용전압보다 저전압이거나 고전압일 경우에, PWM IC(20)로부터 출력되는 구형파형의 왜곡은 발생하나 변압기(30)를 거쳐 변압기(30)의 2차 권선에 유기되는 전압은 계속하여 유기되게 된다. 따라서, 교류(AC)입력전압이 소정의 전압값 이상이나 이하로 인가되면 전원공급장치가 비정상상태로 동작하게 되는 결과, 기기에 손상을 가져올 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 교류(AC) 입력라인으로부터의 피감지 전압을 검출부에서 감지하여, 교류(AC)입력전압이 소정의 값이 아닌 이상전압이 인가되면 PWM IC의 전원전압을 차단시켜 줌으로써, 변동이 심한 교류(AC)입력전압에 대한 신속한 대응으로 기기를 보호할 수 있는 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로를 제공함에 있다.
도 1 은 종래의 보호회로를 포함하는 전원공급장치의 일실시예를 나타낸 개 략도,
도 2 는 본 고안이 적용된 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로의 일실시예를 나타내는 개략도,
도 3 은 도 2 의 검출부 회로의 일실시예를 나타내는 상세도이다.
* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 *
10 : 브리지 정류회로
20 : PWM(Pulse Width Modulation : 펄스폭 변조) IC
30 : 변압기
40 : 피드백 전압감지 및 제어부
50 : 검출부
D31,D32 : 정류용 다이오우드
R31,R32 : 저항
C31,C32 : 평활용 콘덴서
Q31,Q32 : 스위칭용 트랜지스터
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로의 특징은 입력되는 교류(AC)전압을 정류하며 펑활용 콘덴서를 포함하는 브리지 정류회로와, 상기 브리지 정류회로에서 정류되고 평활된 전압을 입력받아 구형펄스파형을 출력하는 PWM IC와, 상기 구형펄스를 베이스저항을 통해 입력받아 온-오프 스위칭하는 스위칭소자와, 상기 브리지 정류회로의 출력전압을 입력으로 받고 스위칭소자의 스위칭에 따라 전류를 흘려주어 2차 권선에 직류(DC)출력전압을 유기시키는 변압기와, 상기 직류(DC)출력전압을 감지하여 이상출력전압 발생시 PWM IC의 전원을 차단시켜 주는 피드백전압감지 및 제어부로 구성된 종래의 보호회로를 포함하는 전원공급장치에 있어서, 상기 피드백전압감지 및 제어부 대신 교류(AC)입력 라인과 PWM IC 사이에 검출부를 두고, 교류(AC)입력전압이 소정값 이상 이거나 이하일 경우, 이 이상전압을 감지하여 PWM IC의 전원을 제어하여 차단시켜 주는 회로를 제공함에 있다.
이하, 본 고안에 따른 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로의 바람직한 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2 에 제시된 바와 같이, 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로는 그 구성에 있어서 피드백전압 감지 및 제어부(40) 대신 교류(AC)입력라인과 PWM IC(20) 사이에 검출부(30)를 접속한 점을 제외하면, 종래의 보호회로를 포함하는 전원공급장치와 동일하다. 그러므로, 동일한 부분의 중복 설명은 생략하고, 본 고안 특유의 구성요소인 교류(AC)입력라인과 PWM IC(20) 사이에 위치하는 검출부(50)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3 은 본 고안에 따른 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로의 검출부회로의 일 실시예를 나타낸 상세도이며, 그 구성은 다음과 같다. 교류(AC)입력라인은 두 정류용 다이오우드(D31,D32)의 애노드의 접촉점에 연결되고, 이들 정류용 다이오우드(D31,D32)의 캐소드는 각각 저항(R31,R32)의 일단에 접속되며, 이들 저항(R31,R32)의 타단은 (-)극이 접지된 평활용 콘덴서(C31,C32)의 (+)극과 트랜지스터(Q31,Q32)의 베이스 접속점에 다시 접속된다. PNP 트랜지스터(Q31)의 이미터측은 접지되고, 컬렉터측은 PWM IC(20)의 전원입력단과 이미터 접지인 NPN 트랜지스터(Q32)와의 컬렉터측의 접속점에 접속된다.
이와같이 구성된 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로의 동작은 다음과 같다. 교류(AC)입력전압이 동작전압범위 (AC 90~264[V]) 내에서 점은 PNP 트랜지스터(Q31)가 오프될 정도로 고준위(HIGH)가 되도록 저항(R31)값이 조정되어있고, 점은 NPN 트랜지스터(Q32)가 오프될 정도로 저준위(LOW)가 되도록 저항(R32)값이 조정되어 있다. 여기에서, 점과 점의 전압은 교류(AC)입력전압이 정류용 다이오우드(D31,D32)와 저항(R31,R32) 그리고 평활용 콘덴서(C31,C32)를 통과한 후의 전압값이며, 이때 PNP 트랜지스터(Q31)와 NPN 트랜지스터(Q32)는 모두 오프로 되어 PWM IC(20)에는 정상적으로 전원전압이 공급되고 기기는 정상동작 한다.
만약, 교류(AC)입력전압이 이 최대동작전압인 264[V]보다 클 경우, 정류용 다이오우드(D31)를 통과하고 저항(R31)과 콘덴서(C31)에 의하여 평활된 점의 전압은 계속해서 고준위(HIGH)를 유지하고, 정류용 다이오우드(D32)를 통과하고 저항(R32)과 콘덴서(C32)에 의해 평활된 점의 전위는 저준위(LOW)에서 고준위(HIGH)로 바뀌게 된다. 따라서 PNP 트랜지스터(Q31)는 오프 되고 NPN 트랜지스터(Q32)는 온 되므로, PWM IC(20)의 전원전압을 오프시켜 기기가 동작되지 못하도록 해준다. 반대로, 교류(AC)입력전압이 이 최소동작전압인 90[V]보다 작을 경우, 상기한 264[V]의 경우와 반대로 되어, PNP 트랜지스터(Q31)는 온, NPN 트랜지스터(Q32)는 오프되어, PWM IC(20)의 전원전압을 마찬가지로 오프시켜 기기가 동작되지 못하도록 해준다.
상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로에 의하면, 교류(AC)입력전압의 동작범위를 벗어난 이상전압이 입력될 경우, 이 전압을 교류(AC)입력라인으로부터 직접 검출하여 PWM IC의 전원전압을 제어할 수 있는 검출부 회로를 제공함으로써, 변동이 심한 교류(AC)입력전압에 대한 신속한 대응으로 기기를 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 전원공급장치에 있어서,
    입력되는 교류(AC)전압을 정류하며 펑활용 콘덴서를 포함하는 브리지 정류회로와,
    상기 브리지 정류회로에서 정류되고 평활된 전압을 입력받아 구형펄스파형을 출력하는 PWM IC와,
    상기 구형펄스를 베이스저항을 통해 입력받아 온-오프 스위칭하는 스위칭소자와,
    상기 브리지 정류회로의 출력전압을 입력으로 받고 스위칭소자의 스위칭에 따라 전류를 흘려주어 2차 권선에 직류(DC)출력전압을 유기시키는 변압기 및,
    교류(AC)입력 라인과 PWM IC 사이에서, 교류(AC)입력전압이 소정값 이상 이거나 이하일 경우, 이 이상전압을 감지하여 PWM IC의 전원을 제어하여 차단시켜 주는 검출부로 구성됨을 특징으로 하는 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로.
  2. 청구항 1 에 있어서, 상기 검출부는,
    교류(AC)입력라인 으로부터 두 쌍의 정류용 다이오우드와 저항 및 평활용 콘덴서가 각각 직렬연결 되어 교류(AC)입력전압을 정류 및 평활시키고, 이상 저전압 검출용 저항과 콘덴서의 접속점에 이미터 접지된 PNP 트랜지스터의 베이스가 접속되고 컬렉터는 PWM IC의 전원입력단에 접속되며, 이상 고전압 검출용 저항과 콘덴서의 접속점에 이미터 접지된 NPN 트랜지스터의 베이스가 접속되고 컬렉터는 PWM IC의 전원입력단에 접속됨을 특징으로 하는 교류(AC)입력전압을 이용한 이상전압 보호회로.
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