KR200155069Y1 - 출력전압 안정화 회로 - Google Patents

Abstract

이 고안은 출력전압 안정화 회로에 관한 것으로서, 출력전압이 과전압일 때, 출력전압을 안정화시키기 위해 구성한 마그네틱 증폭기를 리셋시키기 위한 리셋전류가 커짐으로 인하여 발생하는 전력 손실을 감소시키기 위하여 마그네틱 증폭기에 인접된 지점에 마그네틱 증폭기를 구성하고 있는 과포화 코일의 권선수보다 매우 큰 값을 갖는 보조코일을 권선함으로써, 매우 작은 값의 제어신호를 이용하여 마그네틱 증폭기를 안정되게 제어할 수 있도록 하였다. 이 고안은 다출력 파워 써플라이에 적용 가능하고, 특히 마그네틱 증폭기를 구비한 출력전압을 안정화 회로에 더욱 유용하다.

Description

출력전압 안정화 회로

제1도는 종래의 출력전압 안정화 회로를 구비하는 다출력 파워 써플라이의 부분 회로도,

제2도는 제1도의 파형도,

제3도는 이 고안에 따른 출력전압 안정화 회로를 구비하는 다출력 파워 써플라이의 부분 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 증폭기 T : 트랜스포머

MA : 마그네틱 증포기(가포화 코일) R1 : 저항

D1∼D4 : 다이오드 C1 : 컨덴서

L1 : 코일 L2 : 보조코일

Vout : 출력전압

이 고안은 출력전압 안정화 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그네틱 증폭기를 사용한 출력전압 안정화 회로에 있어서, 마그네틱 증폭기를 구성하는 가포화 코일에 가포화 코일의 권선수보다 매우 큰값의 권선수를 갖는 보조코일을 권선하고, 적은값의 전류를 이용하여 가포화 코일을 제어함으로써, 출력전압을 안정화시키고, 전력의 손실을 감소시킨 출력전압 안정화 회로에 관한 것이다.

일반적인 스위칭 모드 파워 써플라이의 동작을 보면, 상용교류 전원을 직접 정류하고 필터링하여 직류 전원을 얻고, 전력용 반도체 소자를 스위치 모드에서 사용하여 이 직류전압을 고주파수의 구형파로 변환한다. 구형파의 전압을 일정 권선비를 갖는 절연 변압기에 인가한 후 2차측에 나타난 전압 파형을 정류하고 필터링하여 전압을 직류 전용으로 변환한다. 여기서, 부하에 일정한 직류전압을 공급하기 위해서 스위치의 온-오프 시간을 조절한다.

이러한 스위칭 모드 파워 써플라이에 부하를 여러개 연결하여 사용하는 다출력 스위칭 모드 파워 써플라이인 경우에는 각각의 부하에 일정하고 안정된 전압을 공급하기 위하여 출력전압 안정화 회로를 구비하게 된다. 종래의 출력전압 안정화 회로는 레귤레이터나 마그네틱 증폭기를 이용하는 등 여러가지 방법이 있으나, 이 고안에서는 마그네틱 증폭기를 이용하여 출력전압을 안정화시키도록 한 다출력 스위칭 모드 파워 써플라이에 관하여 서술하고자 한다.

종래의 출력전압 안정화 회로를 구비하는 다출력 파워 써플라이를 제1도를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

제1도는 출력전압 안정화 회로를 구비하는 다출력 파워 써플라이의 부분 회로도이다.

제1도를 보면, 입력전압을 일정한 크기로 변환하는 트랜스포머(T)와, 트랜스포머(T)에 의해 일정 크기로 변환된 전압을 안정화시키는 마그네틱 증폭기(MA)와, 마그네틱 증폭기(MA)의 출력을 정류하는 정류용 다이오드(D1,D2)와 출력전압(Vout)을 분압하는 분압용 저항(R1)과, 출력 단자에 인가되는 전압의 크기와 분압용 저항(R1)을 통하여 분압된 전압의 크기를 비교 및 증폭하여 마그네틱 증폭기(MA)를 제어하는 증폭기(10)와, 부하를 통하여 인가된 전압과 분압용 저항(R1)을 통하여 분압된 전압의 크기를 비교 및 증폭하여 마그네틱 증폭기(MA)를 리셋시키는 증폭기(20)와, 프리휠링 다이오드(D3,D4)로 구성되어 있다.

이상에서와 같은 회로를 참조하여 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마그네틱 증폭기(MA)는 제2도에 도시된 바와 같이, 정상적인 상태에서는 포화 영역에서 동작을 하고, 출력전압이 이상 상태이면 리셋 영역에서 동작을 하여 높은 임피던스를 갖게 되므로, 출력측에 대하여 보호 기능을 갖게 된다.

입력 전압은 트랜스포머(T)의 1차측에서 2차측으로 일정 권선비에 해당하는 크기로 변환되어 유도된다. 유도된 전압은 마그네틱 증폭기(MA)와 다이오드(D1,D2) 및 코일(L1)과 컨덴서(C1)에 의해 정류 및 평활되어 출력된다. 출력전압(Vout)은 증폭기(10)에 일측에 인가되고 증폭기(10)의 타측은 설정된 기준전압이 인가되어 결국, 증폭기(10)의 출력은 마그네틱 증폭기(MA)를 제어하여 안정된 출력 전압을 얻게 된다. 또한, 증폭기(20)의 양단에 저항(R1)에 의하여 분압된 전압이 인가되는데, 이 전압이 설정치 이상의 전압이면, 증폭기(20)는 마그네틱 증폭기(MA)에 리셋신호를 출력하게 된다.

결국, 증폭기(10)의 출력신호에 따라 마그네틱 증폭기(MA)의 동작이 제어되어 출력전압이 안정화되고, 증폭기(20)의 출력신호에 따라 마그네틱 증폭기(MA)의 리셋이 제어되어 회로를 보호하게 된다.

그런데 상기와 같이 구성된 회로에 있어서, 마그네틱 증폭기(MA)는 정상적인 동작 영역인 경우에는 포화 영역에서 동작하고, 출력전압이 이상 상태인 경우에는 리셋 영역에서 동작하여 높은 임피던스를 갖도록 하여 출력측에 대하여 보호 기능을 갖도록 설계되어 있으므로, 출력전압이 커질수록 마그네틱 증폭기(MA)의 제어 영역이 넓어지게 되고, 평상 동작시에는 적지 않는 제어 전력이 소모되며, 이상 동작시에 넓은 영역에 걸쳐 안정화된 회로를 리셋하기 위해서는 마그네틱 증폭기(MA)의 자체 소모 전류가 커져서 전력 손실이 많이 발생한다는 문제점이 있었다.

이 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 마그네틱 증폭기에 보조코일을 인접 권선하여, 마그네틱 증폭기의 리셋 전류를 최소화하여 전력 손실을 감소시키고, 마그네틱 증폭기의 동작을 안정화시켜 안정된 출력 전압을 얻도록 한 출력전압 안정화 회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달상하기 위한 이 고안에 따른 출력전압 안정화 회로의 특징은, 입력 전압을 유도받아 일정한 크기로 변환하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머에 의해 변환된 전압을 안정화시키는 마그네틱 증폭기와, 상기 트랜스포머에 의해 변환된 전압을 정류 및 평활하는 다이오드와 코일 및 컨덴서와, 출력전압과 기준 전압을 비교하여 상기 마그네틱 증폭기의 동작을 제어하는 제1증폭기와, 출력전류와 기준전류를 비교하여 과전류가 출력되었다고 판단되면 상기 마그네틱 증폭기를 리셋시키는 제2증폭기와, 상기 제1증폭기 및 제2증폭기의 출력을 동기시키는 프리 휠링 다이오드로 구성되는 출력전압 안정화 회로에 있어서; 상기 프리휠링 다이오드에 연결되고, 상기 마그네틱 증폭기의 권선수보다 매우 큰 값의 권선수를 갖는 보조코일을 상기 마그네틱 증폭기에 인접하여 권선하도록 한 점에 있다.

이하, 이 고안에 따른 출력전압 안정화 회로의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 이 고안에 따른 출력전압 안정화 회로를 구비하는 다출력 파워 써플라이의 부분 회로도이다. 제3도에서 제1도와 동일한 부분은 구성 및 동작 설명을 생략하고, 동일한 소자는 같은 부호를 사용한다.

제3도를 보면, 제1도에 도시된 증폭기(10,20)의 출력이 각각의 다이오드(D3,D4)를 통하여 결합된 후, 보조코일(L2)에 인가되도록 구성되어 있다. 또한, 보조코일(L2)은 증폭기(10,20)에서 인가된 제어신호를 마그네틱 증폭기(MA)에 유도할 수 있도록 마그네틱 증폭기(MA)와 인접되어 권선되어 있다.

여기서, 보조코일(L2)의 권선수를 N2라고 하고, 마그네틱 증폭기(MA)에 구성되는 과포화 코일의 권선수를 N1이라 할 때, 두개의 코일에 권선된 권선수는 N1N2가 되도록 규정한다. 즉, 증폭기(10,20)를 통하여 출력되는 제어전류가 매우 작은 값이더라도 마그네틱 증폭기(MA)에 구성된 과포화 코일에 유도되는 전류값은 커지도록 하여 작은 값의 제어전류로도 마그네틱 증폭기(MA)를 충분히 제어할 수 있도록 구성하였다.

다시 말해서, 증폭기(10)에 의해 검출된 출력전압(Vout)에 따라 증폭기(10)와 다이오드(D3) 및 보조코일(L2)을 이용하여 출력전압을 안정화시키도록 하고, 증폭기(20)에 의해 검출된 출력전류(아주 적은값의 전류)에 의해 증폭기(20)와 다이오드(D4) 및 보조코일(L2)을 이용하여 마그네틱 증폭기(MA)를 제어하도록 한다.

이상에서와 같이 이 고안에 따른 출력전압 안정화 회로에 의하면, 마그네틱 증폭기에 인접되어 권선된 보조코일을 이용하여, 마그네틱 증폭기를 리셋시키기 위한 전류가 매우 작은 값에서도 마그네틱 증폭기를 안정되게 동작시킴으로써, 전력 손실을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. (정정) 입력전압을 유도받아 일정한 크기로 변환하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머의 일단에 연결되어 상기 트랜스포머에 의해 변환된 전압을 안정화 시키는 마그네틱 증폭기와, 상기 트랜스포머에 의해 변화된 전압을 정류 및 평활하는 다이오드와 코일 및 콘덴서와, 출력전압과 기준전압을 비교하여 상기 마그네틱 증폭기의 동작을 제어하는 제1증폭기와, 출력전류와 기준전류를 비교하여 과전류가 출력되었다고 판단되면 상기 마그네틱 증폭기를 리셋시키는 제2증폭기와, 상기 제1, 제2증폭기의 출력을 동기시켜 상기 마그네틱 증폭기의 출력단에 인가하는 프리 휠링 다이오드로 구성되는 출력전압 안정화 회로에 있어서 : 상기 마그네틱 증폭기의 권선수보다 매우 큰값의 권선수를 갖고 상기 트랜스포머의 타단에 연결된 상태로 상기 마그네틱 증폭기에 인접하게 위치하며, 프리 휠링 다이오드를 통해 상기 제1, 제2증폭기의 출력신호를 입력받아 상기 마그네틱 증폭기측으로 큰전류를 유도시키는 보조코일을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 출력전압 안정화 회로.