KR200154084Y1 - 직류전원 공급장치의 출력에러 방지회로 - Google Patents

직류전원 공급장치의 출력에러 방지회로 Download PDF

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Abstract

본 고안은 직류전원 공급장치의 출력단이 단락(SHORT)을 일으켰을 경우 발생되는 출력에러를 방지할 수 있도록 한 직류전원 공급장치의 출력에러 방지회로에 관한 것으로, 전원공급포트(P6) 및 저전압감지포트(P3)가 구비된 스위칭제어용IC(17)에 의해 제어되는 직류전원 공급장치에 있어서, 상기 스위치용IC(17)의 전원공급포트(P6)에 연결되어 입력되는 전압을 분압하는 분압저항(R100)(R101), 상기 분압저항(R100)과 분압저항(R101) 사이에 연결되어 분압저항에 의한 분압전압의 레벨에 따라 하이 및 로우레벨의 신호를 출력하는 리세트용IC(RES), 상기 리세트용IC(RES)에 연결됨과 동시에 풀업저항(R102)에 연결되어 상기 리세트용IC(RES)의 출력을 반전시키는 인버터(INV), 상기 인버터(INV)의 출력이 캐소우드단에 연결함과 동시에 저항(R103)을 통해 접지되고 애노우드단이 상기 스위칭제어용IC(17)의 저전압감지포트(P3)에 연결된 실리콘제어정류기(SCR)로 구성된 출력에러 방지부(100)가 개재된 것을 특징으로 한다.

Description

직류전원 공급장치의 출력에러 방지회로
제1도는 본 고안이 적용되는 직류전원 공급장치의 상세 회로도.
제2도는 제1도의 직류전원 공급장치의 출력에러시 주요부분에 대한 파형도.
제3도는 본 고안에 따른 출력에러 방지회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전원필터부 11 : 정류 및 평활부
12 : 스위칭제어 및 보호부 13 : 스위칭부
14 : 트랜스포머 15 : 제1정류 및 필터부
16 : 제2정류 및 필터부 17 : 스위칭제어용 IC
100 : 출력에러 방지부
본 고안은 SMPS(Switching Mode Power Supply)방식을 채용한 직류전원 공급장치에 관한 것으로, 특히 직류전원 공급장치의 출력단이 단락(SHORT)을 일으켰을 경우 발생되는 출력에러를 방지할 수 있도록 한 직류전원 공급장치의 출력에러 방지회로에 관한 것이다.
SMPS방식의 직류전원장치란 직렬제어방식에서 처럼 격리된 저주파 트랜스를 사용하지 않고, 교류를 직접 직류로 변환하는 것으로 그 효율을 크게 상승시킴은 물론, 전원장치의 크기 및 중량을 줄인 것이다.
제1도는 상기한 SMPS방식의 직류전원장치의 일실시예를 나타내는 상세회로도로써, 회로에 입력교류전원(AC : 165~265V)이 인가되면, 인가된 전원(AC)은 전원필터부(10)를 통과하면서 입력 노이즈 및 입력 돌입전류가 상쇄되어 정류 및 평활부(11)의 브릿지다이오드(D1~D4)의 입력단자에 인가된다.
이때, 상기 브릿지다이오드(D1~D4)에 의해 전파정류된 신호는 평활콘덴서(C3,C4)에 의해 평활된다.
상기 콘덴서(C3,C4)의 양단에는 약 210~360V의 직류전압이 걸리게 됨과 동시에 상기 다이오드(D3)를 통해 반파정류된 입력전원(AC)은 스위칭 제어 및 보호부(12)의 저항(R4)(R3)을 통해 콘덴서(C5)에 충전된다.
여기서, 상기 콘덴서(C5)의 전압이 약 12V에 도달하게 되면 스위칭제어용IC(17)의 전원공급포트(P6)에 정격전원이 인가되어 상기 스위칭제어용 IC(17)를 동작 시킨다.
이에 따라, 상기 스위칭제어용IC(17)의 출력포트(P5)에서는 스위칭신호용 구형파를 출력한다.
이때, 상기 스위칭제어용IC(17)의 출력포트(P5)에서 출력되는 구형파는 저항(R6)을 통해 스위칭부(13)의 스위칭소자인 MOSFET(Q1)의 게이트에 인가된다.
이에 상기 MOSFET(Q1)는 전압증폭 및 스위칭 작용을 실행하고, 그 드레인 단자에 연결된 트랜스포어(14)의 일차권선 a-b과의 접속관계에 의해 발진이 일어나고, 유도법칙에 의해 상기 트랜스포머(14)의 일차권선 c-d간에 전압이 유기되고, 이때의 전압은 저항(R5) 및 다이오드(D5)를 통해 상기 스위칭제어용IC(17)의 전원공급포트(P6)로 공급된다.
한편, 상기 스위칭제어용IC(17)의 포트(P2)로 출력되는 소정의 톱니파는 트랜스포머(14)의 권선 a-b를 통해 MOSFET(Q1)의 드레인단자에 인가되며, 이때 상기 스위칭제어용IC(17)의 포트(P5)의 출력신호에 의해 스위칭부(13)의 MOSFET(Q1)가 동작되고 게이트에 인가되는 전압이 하이일 때 MOSFET(Q1)는 포화(saturation)되어 드레인, 소스간이 0V가 된다.
또한, 상기 MOSFET(Q1)의 발진에 기인하여 발생되는 역기전력은 다이오드(D7)를 통해 저항(R16)(R17)에 가해져 열로 변환된다.
그리고 스위칭제어용IC(17)의 저전압 감지포트(P3)의 내부회로는 전압비교기와 논리회로로 구성된다.
상기 스위칭제어용IC(17)는 상기 포트(P3)의 전압이 내부기준전압 1V 이하로 내려가면 논리회로에서 출력포트(P5)를 로우(약 400mV)로 세트시킨다.
또한, 포트(P3)의 전압은 저항(R11)과 저항(R14) + 저항(R15)에 의해 분배된 전압을 1V로 맞춘다.
이때, 포트(P3)의 전압은
이다.
결국 입력교류전원(AC)의 최소값(Vac.MIM)인 165V 이하 에서는 회로의 동작이 정지된다.
한편, MOSFET(Q1)의 발진에 의해 유도된 트랜스포머(14)의 일차측 권선 c-d간의 유도기전력은 저항(R8)에 의해 전류가 제한되어지고, 다이오드(D6)를 통해 정류하고 콘덴서(C8)로 평활시켜 직류전압으로 변환된다.
그리고 가변저항(VR) + 저항(R9)과 저항(R10)과의 분압이 스위칭제어용IC(17)의 포트(P1)에 가해진다.
또한, 권선 c-d 간에 의하여 감지된 출력전압은 포트(P1)에 전달되어진다.
상기 가변저항(VR)의 값을 작게하면 출력전압이 낮아지고, 저항값을 크게하면 출력전압이 높아지게 된다.
상기 회로에서는 일례로, VDC1 = 24V로, VDC2 = 8V로 세팅하였다.
따라서, 상기와 같은 제어를 통해 트랜스포머(14)의 이차측에 방형파의 고주파전압이 유도되고, 이차측 권선 e-f간에 유도된 전압은 제1정류 및 필터부(15)의 다이오드(D8)(D9)를 통해 정류되고 콘덴서(C14)를 통해 평활되며, 코일(L2)과 콘덴서(C15)를 통해 필터링되어 일정직류전압(VDC1=24V)을 출력한다.
한편, 상기 트랜스포머((14)의 이차측 권선 g-h간에 유도된 전압은 제2정류 및 필터부(16)의 다이오드(D10)(D11)를 통해 정류되고 콘덴서(C17)를 통해 평활되며, 코일(L3)과 콘덴서(C18)를 통해 필터링되어 일정직류전압(VDC2=8V)을 출력한다.
여기서, 콘덴서(C13)(16)는 노이즈제거용이고, 저항(R19~R22)는 회로의 안정발진과 레귤레이션 향상을 위한 더미전류(dummy current)를 흘려 주기 위한 것이고, 발광 다이오드(LED1)와 저항(R23)은 회로가 정상동작중임을 알 수 있도록 한 표시수단이다.
이와같은 전원장치에 있어서, 상기 제1, 2정류 및 필터부(15)(16)에 연결되는 부하단의 에러발생으로 상기 제1, 2 정류 및 필터부(15)(16)의 출력단이 단락되는 경우, 이 출력단이 단락되는 시점 곧, 제2도의 t1의 시점에서 상기 스위칭제어회로부(12)의 스위칭제어용IC(17)의 전원공급포트(P6)에는 제2a도와 같은 파형이 인가된다. 이와같은 현상은 출력단이 단락불량을 일으킨 가운데에서도 상기 전원필터부(10)를 통해 전원(AC)이 계속해서 인가되어 발생되는 트랜스포머(14)의 역유기전압현상으로 상기 제2a도에서와 같이 t1의 시점에서 스위칭제어용IC(17)의 포트(P6)에 삼각파가 입력되고 이러한 신호를 입력받는 스위칭제어용IC(17)는 스위칭신호 출력포트(P5)로 제2b도와 같은 간헐적인 스위칭 신호(펄스)를 출력하게 된다.
따라서, 상기 스위칭소자인 MOSFET(Q1)가 간헐발진동작을 하게 된다.
이러한 현상은 불필요한 출력잔량을 방치하게 되고, 상기 출력잔량에 의해 트랜스포머(14)의 하네스에서는 '틱틱' 소리를 내는 버스트 사운드(BURT SOUND)가 발생되었으며 결과적으로 직류전원 공급장치의 부품의 열화를 초래하였다.
따라서, 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 출력단의 단락시에 발생되는 직류전원장치의 오동작을 방지할 수 있도록 한 직류전원 공급장치의 출력에러 방지회로를 제공하는 것에 본 고안의 목적이 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 전원공급포트(P6) 및 저전압감지포트(P3)가 구비된 스위칭제어용IC(17)에 의해 제어되는 직류전원 공급장치에 있어서, 상기 스위칭제어용IC(17)의 전원공급포트(P6)에 연결되어 입력되는 전압을 분압하는 분압저항(R100)(R101), 상기 분압저항(R100)과 분압저항(R101) 사이에 연결되어 분압저항에 의한 분압전압의 레벨에 따라 하이 및 로우레벨의 신호를 출력하는 리세트용IC(RES), 상기 리세트용 IC(RES)에 연결됨과 동시에 풀업저항(R102)에 연결되어 상기 리세트용IC(RES)의 출력을 반전시키는 인버터(INV), 상기 인버터(INV)의 출력이 캐소우드단에 연결함과 동시에 저항(R103)을 통해 접지되고 애노우드단이 상기 스위칭제어용IC(17)의 저전압감지포트(P3)에 연결된 실리콘제어정류기(SCR)로 구성된 출력에러 방지부(100)가 개재된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면, 제3도에 의거하여 본 고안을 설명한다.
제3도는 본 고안에 따른 출력에러 방지회로를 나타내는 것으로, 스위칭제어 및 보호부(12)의 스위칭제어용IC(17)의 전원공급포트(P6)에 입력되는 전압이 저항(R100)과 저항(R101)으로 분압시켜 이 분압된 전압이 리세트용IC(RES)의 입력포트에 연결되도록 하고, 상기 리세트용IC(RES)의 출력을 풀업저항(R102)을 통해 인버터(INV)의 입력으로, 이 인버터(INV)의 출력을 캐소우드단이 저항(R103)을 통해 접지된 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트단자에 연결하고, 상기 실리콘제어정류기(SCR)의 애노우드단을 상기 스위칭제어용IC(17)의 저전압감지포트(P3)에 연결하여 된 것이다.
이와 같이 구성된 본 고안이 적용된 제1도와 같은 전원장치에 전원(AC)이 인가된 후, 상기 스위칭제어용IC(17)의 전원공급포트(P6)로 제2a도(t1의 시점이전)과 같은 정상전압(12.6V)이 인가되는 경우, 이 전압은 출력에러 방지회로(100)의 저항(R100)과 저항(R101)에 의해 분압되어 리세트용IC(RES)의 입력포트로 약 4.5V의 고전위 신호를 입력하게 되어, 이 리세트용IC(RES)의 출력은 하이상태를 유지하게 되고 이때의 하이신호는 인버터(INV)를 통해 반전되어 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트에 저전위를 인가하여 실리콘제어정류기(SCR)는 차단상태를 유지하게 된다.
그러나, 상기 제1, 2정류 및 필터부(15)(16)의 출력단이 단락현상을 야기하여 상기 스위칭제어용IC(17)의 전원공급용포트(P6)로 제2a도(t1의 시점이후)과 같은 삼각파가 입력되는 경우, 특히 삼각파의 최저 전위인 7.4V가 입력되면, 이때의 전압은 저항(R100)과 저항(R101)에 의해, 분압되어 리세트용IC(RES)의 입력포트로 저전위 신호를 입력하게 되어, 이 리세트용IC(RES)의 출력은 로우상태로 변환된다.
상기 로우신호는 인버터(INV)를 통해 반전되어 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트에 정격 트리거신호로 인가된다.
이에 따라 상기 실리콘제어정류기(SCR)는 통전되고 상기스위칭제어용IC(17)의 저전압감지포트(P3)는 로우상태, 곧 0V가 된다.
따라서, 이때 포트(P3)로 입력되는 값을 감지한 스위칭제어용IC(17)는 전술한 바와같은 스위칭제어용IC(17)의 고유기능에 의해 출력포트(P5)로의 출력을 완전히 차단(0V)한다.
이상에서와 같이 본 고안은 간단한 출력에러 방지회로(100)를 직류전원 공급장치에 개재하여 출력전압의 단락시 안정적인 제어를 수행할 수 있고 버스트 사운드를 제거하여 사용자들의 불안감을 해소할 수 있을 뿐만 아니라 부품의 열화를 막을 수 있는 유용한 고안이다.

Claims (1)

  1. 전원공급포트(P6) 및 저전압감지포트(P3)가 구비된 스위칭제어용IC(17)에 의해 제어되는 직류전원 공급장치에 있어서, 상기 스위칭제어용IC(17)의 전원공급포트(P6)에 연결되어 입력되는 전압을 분압하는 분압저항(R100)(R101); 상기 분압저항(R100)과 분압저항(R101) 사이에 연결되어 분압저항에 의한 분압전압의 레벨에 따라 하이 및 로우레벨의 신호를 출력하는 리세트용IC(RES); 상기 리세트용IC(RES)에 연결됨과 동시에 풀업저항(R102)에 연결되어 상기 리세트용IC(RES)의 출력을 반전시키는 인버터(INV); 상기 인버터(INV)의 출력이 캐소우드단에 연결함과 동시에 저항(R103)을 통해 접지되고 애노우드단이 상기 스위칭제어용IC(17)의 저전압감지포트(P3)에 연결된 실리콘제어정류기(SCR)로 구성된 출력에러 방지부(100)가 개재된 것을 특징으로 하는 직류전원 공급장치의 출력에러 방지회로.
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