KR200155070Y1 - Input current detecting circuit for switching mode power supply - Google Patents
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Abstract
이 고안은 스위칭 모드 파워 써플라이에 관한 것으로서, 입력전압이 증가하여 트랜스포머를 통하여 흐르는 전류의 크기가 증가하면, 증가된 량만큼 전류 감지전압이 증가하여 펄스폭 변조용 집적소자의 출력 펄스가 변하게 됨으로써 출력전압이 변동되는 것을 방지하기 위하여 입력 전력의 크기가 일정한 경우, 콜렉터 전압이 증가하면 도통 전류가 감소하고, 콜렉터 전압이 감소하면 도통 전류가 증가하는 바이폴라 트랜지스터를 정류용 다이오드와 평활용 컨덴서사이이에 추가 구성하였다. 따라서, 펄스폭 변조용 집적소자의 제어단에 인가되는 전류 감지전압의 크기는 일정하게 되어 출력전압은 안정하게 유지된다. 이 고안은 스위칭 모드 파워 써플라이에 사용 가능하고, 특히 입력 전류를 검출하여 펄스폭 변조용 집적소자를 제어하도록 구성된 입력 전류 검출회로를 구비하는 스위칭 모드 파워 써플라이에 매우 유용하다.The present invention relates to a switching mode power supply. When the input voltage increases and the magnitude of the current flowing through the transformer increases, the current sensing voltage increases by the increased amount, so that the output pulse of the pulse width modulation integrated device changes. In order to prevent voltage fluctuations, when the magnitude of the input power is constant, the conduction current decreases as the collector voltage increases, and when the collector voltage decreases, a bipolar transistor is added between the rectifying diode and the smoothing capacitor. Configured. Therefore, the magnitude of the current sensing voltage applied to the control terminal of the pulse width modulation integrated device is constant and the output voltage is kept stable. This design is useful for switching mode power supplies and is particularly useful for switching mode power supplies having an input current detection circuit configured to detect an input current to control an integrated element for pulse width modulation.
Description
제1도는 종래의 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로도,1 is an input current detection circuit diagram of a conventional switching mode power supply,
제2도는 이 고안에 따른 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로도이다.2 is an input current detection circuit diagram of a switched mode power supply according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
Vin : 입력전압 G : 그라운드 전압Vin: Input Voltage G: Ground Voltage
Vcso : 전류 감지전압 Vout : 출력전압Vcso: Current Sense Voltage Vout: Output Voltage
Cin : 제어신호 T : 트랜스포머Cin: control signal T: transformer
CT : 전류 트랜스포머 Q1 : 모스 트랜지스터CT: Current Transformer Q1: Morse Transistor
Q2 : 바이폴라 트랜지스터 R1∼R5 : 저항Q2: bipolar transistors R1 to R5: resistors
D1 : 다이오드 C1 : 컨덴서D1: Diode C1: Condenser
이 고안은 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류 트랜스포머를 통하여 전류를 감지하고, 전류에 의해 감지된 전압(이하, 전류 감지전압이라 약칭함)을 이용하여 스위칭 소자의 온-오프 시간을 조절하는 펄스폭 변조용 집적소자를 제어하도록 한 스위칭 모드 파워 써플라이에 있어서, 입력 전력의 크기가 변하지 않으면 입력되는 전압의 크기가 변하더라도 항상 일정한 전류 감지전압을 출력할 수 있도록 한 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로에 관한 것이다.The present invention relates to an input current detection circuit of a switching mode power supply, and more particularly, to detect a current through a current transformer and to use a switching element using a voltage sensed by the current (hereinafter, referred to as a current sensing voltage). In the switching mode power supply to control the pulse width modulation integrated device to control the on-off time of the power supply, if the input power does not change the size of the input voltage so that it can always output a constant current sense voltage An input current detection circuit of a switching mode power supply.
일반적으로 스위칭 모드 파워 써플라이는 상용 교류 전원을 직접 정류하고 필터링하여 직류를 얻고, 전력용 반도체 스위칭 소자를 스위치 모드에서 사용하여 이 직류전압을 고주파수의 구형파로 변환하도록 구성되어 있다. 또한, 구형파의 전압을 일정 권선비를 갖는 절연 변압기에 인가한 후 2차측에 나타난 전압 파형을 정류하고 필터링하여 전압을 직류 전용으로 변환하도록 구성되어 있다. 여기서, 부하에 일정한 직류전압을 공급하기 위해서 스위치의 온-오프 시간을 조절하도록 구성되어 있다.In general, a switching mode power supply is configured to directly rectify and filter a commercial AC power source to obtain a direct current, and convert the DC voltage into a high frequency square wave by using a power semiconductor switching element in a switch mode. In addition, after applying the voltage of the square wave to the isolation transformer having a constant turns ratio, it is configured to rectify and filter the voltage waveform shown on the secondary side to convert the voltage to DC only. Here, the on-off time of the switch is adjusted to supply a constant DC voltage to the load.
또한, 스위칭 모드 파워 써플라이는 스위칭 소자의 온-오프 시간을 조절하기 위하여 펄스폭 변조용 집적소자를 사용하였다. 이러한 펄스폭 변조용 집적소자의 출력 펄스는 스위칭 소자의 온-오프 시간을 조절하고, 스위칭 소자의 온-오프 주기에 따라 출력전압의 크기가 결정된다.In addition, the switching mode power supply uses an integrated device for pulse width modulation to control the on-off time of the switching device. The output pulse of the pulse width modulation integrated device controls the on-off time of the switching device, and the magnitude of the output voltage is determined according to the on-off period of the switching device.
한편, 펄스폭 변조용 집적소자는 입력전압의 상태를 판단하여 입력전압에 따라 펄스의 폭이 제어되는데, 이때 펄스폭 변조용 집적소자에서 출력되는 출력 펄스의 폭을 제어하기 위하여 전압 입력단에 입력되는 전류를 감지하고, 감지된 전류에 의해 검출되는 전압을 펄스폭 변조용 집적소자의 제어단에서 인가받도록 구성하였다.On the other hand, the pulse width modulation integrated device determines the state of the input voltage and the width of the pulse is controlled according to the input voltage, in which the input to the voltage input terminal to control the width of the output pulse output from the pulse width modulation integrated device The current is sensed and the voltage detected by the sensed current is configured to be applied by the control terminal of the pulse width modulation integrated device.
상기와 같은 구성을 제1도를 참조하여 보다 상세히 설명한다.The configuration as described above will be described in more detail with reference to FIG.
제1도는 종래의 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로도로서, 입력전압(Vin)을 인가받아 1차측 권선수와 2차측 권선수의 비에 따라 일정한 크기로 변환하는 트랜스포머(T)와, 트랜스포머(T)의 동작을 스위칭하는 스위칭용 모스 트랜지스터(Q1)와, 입력전압(Vin)을 인가받아 트랜스포머(T)에 흐르는 전류량을 감지하는 전류 트랜스포머(CT)와, 전류 트랜스포머(CT)에 의해 감지된 전류를 인가받아 전압을 검출하는 검출용 저항(R1)과, 검출용 저항(R1)에 의해 검출된 전압을 정류 및 평활하는 정류용 다이오드(D1) 및 평활용 컨덴서(C1)와, 정류 및 평활된 전압을 분압하여 펄스폭 변조용 집적소자(도시되지 않음)에 전류 감지전압(Vcso)를 출력하는 분압용 저항(R2,R3)으로 구성되어 있다.FIG. 1 is a circuit diagram of an input current detection circuit of a conventional switching mode power supply. The transformer (T) converts a predetermined magnitude according to a ratio of the number of primary windings and the number of secondary windings by receiving an input voltage Vin and a transformer ( The switching MOS transistor Q1 for switching the operation of T), the current transformer CT for sensing the amount of current flowing through the transformer T by receiving the input voltage Vin, and the current transformer CT sensed by the current transformer CT. A detection resistor R1 for applying a current to detect a voltage, a rectifying diode D1 and a smoothing capacitor C1 for rectifying and smoothing the voltage detected by the detection resistor R1, and rectifying and smoothing. The divided voltages are divided by resistors R2 and R3 for outputting a current sense voltage Vcso to a pulse width modulation integrated device (not shown).
이상에서와 같은 회로를 참조하여 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the circuit as described above the operation is as follows.
초기에 모스 트랜지스터(Q1)의 게이트에 하이신호가 인가되어 모스 트랜지스터(Q1)가 턴-온되어 있으면, 입력전압(Vin)은 트랜스포머(T)의 1차측에 인가되어 1차측 권선수와 2차측 권선수의 비에 따라 일정한 크기로 변환되어 2차측에 유도된 후, 출력된다.When the high signal is initially applied to the gate of the MOS transistor Q1 and the MOS transistor Q1 is turned on, the input voltage Vin is applied to the primary side of the transformer T so that the number of primary windings and the secondary side is applied. It is converted to a certain size according to the ratio of the number of turns, guided to the secondary side, and then output.
이때, 전류 트랜스포머(CT)의 1차측에 의해 트랜스포머(T)에 흐르는 전류가 감지된다. 감지된 전류는 전류 트랜스포머(CT)의 1차측으로부터 2차측에 유도되어 저항(R1)으로 인가된다. 전류를 인가받은 저항(R1)은 이 전류에 해당하는 전압의 크기를 검출하고, 검출된 전압은 다이오드(D1)와 컨덴서(C1)에 의해 정류 및 평활되어 두개의 분압용 저항(R2,R3)에 인가된다. 두개의 분압용 저항(R2,R3)은 인가된 전압을 적정 크기로 분압한 후 펄스폭 변조용 집적소자(도시되지 않음)의 제어단에 인가한다. 적정전압을 인가받은 펄스폭 변조용 집적소자는 모스 트랜지스터(Q1)의 게이트에 펄스신호를 출력하여 모스 트랜지스터(Q1)의 온-오프를 제어하게 된다.At this time, the current flowing through the transformer T is sensed by the primary side of the current transformer CT. The sensed current is induced from the primary side of the current transformer CT to the secondary side and applied to the resistor R1. The resistor R1 receiving the current detects the magnitude of the voltage corresponding to the current, and the detected voltage is rectified and smoothed by the diode D1 and the capacitor C1, thereby providing two voltage divider resistors R2 and R3. Is applied to. The two voltage dividing resistors R2 and R3 divide the applied voltage to an appropriate magnitude and then apply them to the control terminal of the pulse width modulation integrated device (not shown). The pulse width modulation integrated device applied with the appropriate voltage outputs a pulse signal to the gate of the MOS transistor Q1 to control the on-off of the MOS transistor Q1.
그런데 상기와 같이 구성된 회로에 있어서, 입력 전력의 크기가 일정하더라도 입력전압(Vin)의 크기가 변화하면, 입력전압(Vin)에 의한 전류의 크기가 변화하고, 검출용 저항(R1) 및 분압용 저항(R2,R3)에 의해 분압되는 전압의 크기도 변화하게 되므로, 펄스폭 변조용 집적소자(도시되지 않음)의 제어단에 인가되는 전압의 크기도 변화하여 펄스폭 변조용 집적소자의 출력 펄스가 변화된다. 따라서, 출력전압(Vout)이 변화되는 문제점이 있었다.However, in the circuit configured as described above, even if the magnitude of the input power is constant, if the magnitude of the input voltage Vin changes, the magnitude of the current due to the input voltage Vin changes, and the detection resistor R1 and the voltage divider are used. Since the magnitude of the voltage divided by the resistors R2 and R3 is also changed, the magnitude of the voltage applied to the control terminal of the pulse width modulation integrated device (not shown) is also changed to output pulses of the pulse width modulation integrated device. Is changed. Therefore, there was a problem that the output voltage Vout is changed.
이 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 정류용 다이오드의 후단에 검출된 전압의 크기에 비례하여 동작하는 바이폴라 트랜지스터를 구성함으로써, 입력 전력의 크기는 일정하고 입력전압이 변화하더라도, 전류 감지전압의 크기는 변하지 않고 일정한 값을 유지시킴으로써, 출력전압을 안정화시키도록 한 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로를 제공함에 있다.The object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to construct a bipolar transistor that operates in proportion to the magnitude of the voltage detected at the rear end of the rectifying diode, whereby the magnitude of the input power is constant and the input voltage is The present invention provides an input current detection circuit of a switching mode power supply which stabilizes an output voltage by maintaining a constant value without changing the magnitude of the current sensing voltage even if it changes.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 고안에 따른 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로의 특징은, 입력전압의 크기를 변환하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머를 통하여 흐르는 전류량을 감지하는 전류 트랜스포머와, 상기 전류 트랜스포머에 의해 감지된 전류에 해당하는 전압을 검출하는 검출용 저항과, 상기 저항에 의해 검출된 전압을 정류 및 평활하는 정류용 다이오드 및 평활용 컨덴서와, 상기 정류용 다이오드 및 평활용 컨덴서에 의해 정류 및 평활된 직류 전압을 분압하는 두개의 분압용 저항을 구비하여 펄스폭 변조용 집적소자에 전류 감지전압을 출력하도록 한 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로에 있어서; 상기 정류용 다이오드와 평활용 컨덴서사이에 상기 다이오드에 의해 정류된 전압을 분압하는 두개의 분압용 저항과; 상기 두개의 분압용 저항에 의해 스위칭되어 상기 검출용 저항에 의해 검출된 전압의 크기에 비례하여 동작하는 바이폴라 트랜지스터를 추가하여 구성한 점에 있다.Features of the input current detection circuit of the switching mode power supply according to the present invention for achieving the above object are a transformer for converting the magnitude of the input voltage, a current transformer for sensing the amount of current flowing through the transformer, and the current A detection resistor for detecting a voltage corresponding to the current sensed by the transformer, a rectifying diode and a smoothing capacitor for rectifying and smoothing the voltage detected by the resistor, and a rectifying by the rectifying diode and a smoothing capacitor. And an input current detection circuit of a switching mode power supply having two voltage divider resistors for dividing the smoothed DC voltage to output a current sense voltage to a pulse width modulation integrated device; Two voltage divider resistors for dividing the voltage rectified by the diode between the rectifier diode and the smoothing capacitor; The bipolar transistor is switched by the two voltage divider resistors and operates in proportion to the magnitude of the voltage detected by the detection resistor.
이하, 이 고안에 따른 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the input current detection circuit of the switched mode power supply according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 이 고안에 따른 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로도이다. 제2도에서 제1도와 동일한 부분은 구성 및 동작 설명을 생략하고, 동일한 소자는 같은 부호를 사용한다.2 is an input current detection circuit diagram of a switched mode power supply according to the present invention. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are omitted from the description of the configuration and operation, and the same elements have the same reference numerals.
제2도를 보면, 제1도의 구성 부분중 전류 트랜스포머(CT)에 의해 감지된 전류에 해당하는 전압의 크기를 검출하는 검출용 저항(R1)과, 검출용 저항(R1)에 의해 검출된 전압을 정류하는 정류용 다이오드(D1)와, 정류용 다이오드(D1)에 의해 정류된 전압을 분압하는 분압용 저항(R4,R5)과, 분압용 저항(R4,R5)에 의해 분압된 전압의 베이스로 인가받아 스위칭되어 검출용 저항(R1)에 의해 검출된 전압의 크기에 비례하여 동작하는 바이폴라 트랜지스터(Q2)와, 상기 바이폴라 트랜지스터(Q2)를 통하여 인가된 전압을 평활하는 평활용 컨덴서(C1)와, 평활용 컨덴서(C1)에 의해 평활된 전압을 분압하여 펄스폭 변조용 집적소자(도시되지 않음)에 전류 감지전압을 출력하는 두개의 분압용 저항(R2,R3)으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, the detection resistor R1 for detecting the magnitude of the voltage corresponding to the current sensed by the current transformer CT among the components of FIG. 1, and the voltage detected by the detection resistor R1. Rectifying diode (D1) for rectifying the voltage, voltage divider resistors (R4, R5) for dividing the voltage rectified by the rectifying diode (D1), and the base of the voltage divided by the voltage divider resistors (R4, R5). And a bipolar transistor Q2 operated in proportion to the magnitude of the voltage detected by the detection resistor R1 and the smoothing capacitor C1 smoothing the voltage applied through the bipolar transistor Q2. And two voltage divider resistors R2 and R3 for dividing the voltage smoothed by the smoothing capacitor C1 and outputting a current sense voltage to a pulse width modulation integrated device (not shown).
이상에서와 같은 회로를 참조하여 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the circuit as described above the operation is as follows.
전류 트랜스포머(CT)에 의해 트랜스포머(T)에 흐르는 전류가 감지되면, 이 감지된 전류는 검출용 저항(R1)에 인가되어 감지 전류에 해당하는 전압이 검출된다. 검출된 전압은 다이오드(D1)를 통하여 정류된 후, 분압용 저항(R4,R5)에 인가되어 바이폴라 트랜지스터(Q2)를 스위칭하기 위한 전압의 크기로 분압된다.When the current flowing through the transformer T is sensed by the current transformer CT, the sensed current is applied to the detection resistor R1 to detect a voltage corresponding to the sense current. The detected voltage is rectified through the diode D1, and then applied to the voltage dividing resistors R4 and R5 to divide the voltage to the magnitude of the voltage for switching the bipolar transistor Q2.
두개의 분압용 저항(R4,R5)에 의해 분압된 전압을 베이스로 인가받은 바이폴라 트랜지스터(Q2)는 턴-온되어, 검출용 저항(R1)에 의해 검출된 전압이 컨덴서(C1)에 인가되어 평활된다. 평활용 컨덴서(C1)에 의해 평활용 전압은 두개의 분압용 저항(R2,R3)에 의해 분압된 후 펄스폭 변조용 집적소자(도시되지 않음)에 인가된다.The bipolar transistor Q2 applied on the basis of the voltage divided by the two voltage dividing resistors R4 and R5 is turned on so that the voltage detected by the detection resistor R1 is applied to the capacitor C1. To be smooth. By the smoothing capacitor C1, the smoothing voltage is divided by two voltage divider resistors R2 and R3 and then applied to a pulse width modulation integrated device (not shown).
이때, 입력 전력이 일정하고 입력전압(Vin)이 증가하면 전류 트랜스포머(CT)에서 감지된 전류가 증가하고, 증가된 전류를 인가받아 해당 전압을 검출하는 검출용 저항(R1)의 양단 전압이 증가하게 된다. 따라서, 바이폴라 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 전압이 증가하여 바이폴라 트랜지스터(Q2)를 통하여 흐르는 전류를 증가시킨다. 그런데, 입력 전력의 크기는 일정하므로, 바이폴라 트랜지스터(Q2)를 통하여 흐르는 전류의 크기가 증가하게 되면, 바이폴라 트랜지스터(Q2)의 자체 저항이 증가하여 후단에 인가하는 전압의 크기는 줄어들게 된다. 이것은 일정한 전력값에서 전류가 증가하면 전압이 감소하고, 전압이 증가하면 전류가 감소하는 것과 같다. 따라서, 전류 감지전압은 항상 일정한 값이 된다.At this time, if the input power is constant and the input voltage Vin increases, the current sensed by the current transformer CT increases, and the voltage across both ends of the detection resistor R1 that detects the corresponding voltage increases by applying the increased current. Done. Therefore, the collector voltage of the bipolar transistor Q2 is increased to increase the current flowing through the bipolar transistor Q2. However, since the magnitude of the input power is constant, when the magnitude of the current flowing through the bipolar transistor Q2 is increased, the self-resistance of the bipolar transistor Q2 is increased to reduce the magnitude of the voltage applied to the rear end. This is equivalent to a decrease in voltage as the current increases at a constant power value and a decrease in the current as the voltage increases. Therefore, the current sense voltage is always a constant value.
이상에서와 같이 이 고안에 따른 스위칭 모드 파워 써플라이의 입력 전류 검출회로에 의하면, 입력 전력이 일정한 상태에서 입력전압의 크기가 증가하여 트랜스포머에 흐르는 전류값을 감지하는 전류 트랜스포머에 의해 감지된 전류값이 증가하더라도, 펄스폭 변조용 집적소자의 제어단에 인가되는 전류 감지전압은 항상 일정하게 유지되도록 함으로써, 입력전압의 크기가 변하여도 안정된 출력전압을 얻을 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the input current detection circuit of the switching mode power supply according to the present invention, the current value detected by the current transformer for detecting the current value flowing through the transformer is increased by increasing the magnitude of the input voltage in a state where the input power is constant. Even if the increase is made, the current sensing voltage applied to the control terminal of the pulse width modulation integrated device is kept constant at all times, so that there is an advantage that a stable output voltage can be obtained even if the magnitude of the input voltage changes.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |