KR200156377Y1 - Overload cut-off circuit of power supply - Google Patents

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Abstract

개시된 과부하 보호회로는 스위칭 모드 전원 공급장치의 부하측 전원라인에서 단선 및 단락 등이 발생하는 경우, 과전압 및 과전류등과 같은 과부하로부터 기기 및 전원 공급장치 자체를 보호하기 위한 회로에 관한 것이다.The disclosed overload protection circuit relates to a circuit for protecting the device and the power supply itself from an overload such as an overvoltage and an overcurrent when a disconnection or a short circuit occurs in the load side power line of the switching mode power supply.

본 고안에 따른 전원공급장치의 과부하 보호회로는 스위칭 모드 전원공급장치의 펄스폭 변조부, 스위칭 출력부 그리고 전류 감지부를 스위칭 제어부로 대표되는 하나의 집적회로로 통합시킨 후, 과전압 감지부를 더 구비하게 함으로써 전원 공급장치의 부하측 전원라인에서 단선 및 단락 등이 발생한 경우, 스위칭 제어부의 전원 입력단자에 순간적으로 높은 전압을 인가해줌으로써 그 동작을 중지시키고, 결과적으로 전원공급장치의 동작이 중지되도록 하는 회로구성을 특징으로 한다.The overload protection circuit of the power supply according to the present invention integrates the pulse width modulator, the switching output part, and the current sensing part of the switching mode power supply into one integrated circuit represented by the switching controller, and further includes an overvoltage detection part. Thus, in the event of disconnection or short circuit in the load-side power line of the power supply, a circuit is applied to stop the operation by applying a high voltage to the power input terminal of the switching controller. It is characterized by a configuration.

따라서, 본 고안의 회로는 종래에 비해 간단해진 회로구성으로 과전압 및 과전류로부터 기기 및 전원 공급장치 자체를 보호할 수 있을 뿐만 아니라 부하측 전원라인에 접속되는 용단저항도 불필요한 장점이 있다.Therefore, the circuit of the present invention has the advantage of not only protecting the device and the power supply itself from overvoltage and overcurrent with a circuit configuration that is simpler than the related art, but also requiring no melt resistance connected to the load-side power line.

Description

전원공급장치의 과부하 보호회로Overload Protection Circuit of Power Supply

본 고안은 전원공급장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 스위칭 모드 전원공급장치에 있어서, 기존의 펄스폭 변조부 및 스위칭 출력부 그리고 전류 감지부를 포함하는 집적회로를 사용함으로써 부하측 전원라인의 단락 및 단선등이 발생할 경우, 간단해진 회로구성으로 과전압(Overvoltage) 및 과전류(Overcurrent)로 부터 기기 및 전원 공급장치 자체를 보호할 수 있을 뿐만 아니라 부하측 전원라인에 용단저항(Fusible resistor)을 접속하는 것도 불필요한 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply. More specifically, in the switching mode power supply, when the load-side power line short circuit and disconnection occur by using an integrated circuit including a conventional pulse width modulator, a switching output unit, and a current sensing unit, the circuit configuration is simplified. In addition to protecting the device and the power supply itself from overvoltage and overcurrent, it is also unnecessary to connect a fuse resistor to the load-side power line.

일반적으로, 전자기기 특히 가전제품 등과 같은 소형의 전자기기는 그 효율성 및 소형 경량화에 힘입은 스위칭 모드 전원공급장치(Switching Mode Power Supply : SMPS)에 의해 흔히 구동되어 진다.In general, small electronic devices such as home appliances, etc. are often driven by a switching mode power supply (SMPS) due to its efficiency and small size and light weight.

도 1은 이러한 일반적인 스위칭 모드 전원공급장치를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing such a general switched mode power supply.

도시된 바와 같이 일반적인 스위칭 모드 전원공급장치는 외부에서 전원 입력부(110)를 통하여 공급되는 상용 교류(AC)전압을 정류하여 직류전압을 출력하는 정류부(120)와, 정류부(120)에서 출력된 직류전압을 서로 다른 권선비를 갖는 하나 이상의 부하측 전원라인을 통해 서로 다른 소정의 전압으로 변압하여 기기 내부의 각 부하로 공급하는 스위칭 변압부(130)와, 스위칭 변압부(130)를 스위칭시키는 스위칭 출력부(150)와, 스위칭 출력부(150)를 통해 흐르는 스위칭 변압부(130)의 전류를 감지하는 전류 감지부(160)와, 스위칭 변압부(130)의 출력전압들 중 소정의 전압을 공급받아 출력전압의 변화에 따른 신호를 출력하는 에러 검출/궤환부(170) 및 스위칭 출력부(150)를 제어하기 위해 스위칭 출력부(150)의 전류와 에러 검출/궤환부(170)의 출력신호를 입력받아 이들 입력신호의 변화에 따라 듀티 사이클(Duty cycle)이 조정된 펄스폭변조(Pulse Width Modulation : PWM) 신호를 스위칭 출력부(150)에 공급하는 펄스폭 변조부(140)로 구성된다.As shown, a general switching mode power supply device includes a rectifier 120 for rectifying a commercial AC voltage supplied from an external power input unit 110 to output a DC voltage, and a DC output from the rectifier 120. Switching transformer 130 for converting the voltage to a predetermined voltage different from each other through at least one load-side power line having a different winding ratio to supply to each load in the device, and switching output unit for switching the switching transformer 130 Receiving a predetermined voltage of the output voltage of the switching unit 130 and the current sensing unit 160 for sensing the current of the switching transformer 130 flowing through the switching output unit 150 In order to control the error detection / return unit 170 and the switching output unit 150 to output a signal according to the change of the output voltage, the current of the switching output unit 150 and the output signal of the error detection / return unit 170 are output. Take these inputs The pulse width modulation unit 140 supplies a pulse width modulation (PWM) signal having a duty cycle adjusted according to the change of the input signal to the switching output unit 150.

여기서, 스위칭 모드 전원공급장치가 기동될 때에는 정류부(120)의 직류 출력전압이, 그리고 기동 후 정상동작하는 상태에서는 스위칭 변압부(130)의 변압기 보조권선으로부터 출력되어 정류된 직류전압이 펄스폭 변조부(140)의 구동전원으로 공급되어 진다.Here, the DC output voltage of the rectifier 120 when the switching mode power supply is started, and the DC voltage output and rectified from the transformer auxiliary winding of the switching transformer 130 in the normal operation state after the start is pulse width modulated. It is supplied to the driving power of the unit 140.

그리고 펄스폭 변조부(140)에서 출력되는 신호의 주파수는 별도의 발진회로에 의해 정해진다.The frequency of the signal output from the pulse width modulator 140 is determined by a separate oscillation circuit.

이와 같은 구성의 스위칭 모드 전원공급장치에 있어서, 스위칭 변압부(130)의 출력전압이 정상보다 커지는 경우에는 에러 검출/궤환부(170)로부터 스위칭 변압부(130)의 출력전압 증가분에 따른 오차신호를 공급받은 펄스폭변조부(140)가 줄어진 듀티사이클의 펄스폭변조 신호를 출력하고, 이에따라 스위칭 출력부(150)에 의한 스위칭 변압부(130)의 스위칭시간이 제어됨으로써, 스위칭 변압부(130)의 각 출력전압이 줄어들게 되어 과전압으로부터 기기 내부의 각 부하들을 보호하였다.In the switching mode power supply having the above configuration, when the output voltage of the switching transformer unit 130 becomes larger than normal, an error signal corresponding to an increase in the output voltage of the switching transformer unit 130 from the error detection / return unit 170 is obtained. The pulse width modulation unit 140 supplied with the outputs the pulse width modulation signal of the reduced duty cycle, and accordingly the switching time of the switching transformer 130 by the switching output unit 150 is controlled, thereby switching switching transformer ( Each output voltage of 130 is reduced to protect each load inside the equipment from overvoltage.

그러나, 이와같은 구성의 스위칭 모드 전원공급장치에 있어서, 스위칭 변압부(130)의 부하측 전원라인이 단선 또는 단락되는 경우에는, 스위칭 변압부(130)의 출력전압이 급격히 낮아지게 된다.However, in the switching mode power supply having such a configuration, when the load side power line of the switching transformer 130 is disconnected or short-circuited, the output voltage of the switching transformer 130 is rapidly lowered.

따라서 에러 검출/궤환부(170)는 스위칭 변압부(130)의 출력전압이 낮아지는 것을 감지하고 펄스폭 변조부(140)로 그 변화분을 궤환하여 스위칭 출력부(150)로 하여금 듀티 사이클이 커진 신호에 의해 스위칭 변압부(130)를 단속하게 한다.Therefore, the error detection / reduction unit 170 detects that the output voltage of the switching transformer 130 is lowered and feeds the change back to the pulse width modulator 140 to cause the switching output unit 150 to have a duty cycle. The switching transformer 130 is interrupted by the increased signal.

이에 의해 스위칭 변압부(130)는 정상적인 경우보다 매우 높은 전압을 출력하게 되고, 이처럼 높아진 출력전압에 의해 스위칭 변압부(130)의 출력단자에 연결된 각 부하들 즉, 기기를 구성하는 회로부품들이 손상 또는 파괴될 뿐만 아니라, 연쇄적으로 스위칭 변압부(130)의 출력단자와 연결된 전원공급장치의 구성부분도 손상될 수 있는 문제점이 있었다.As a result, the switching transformer 130 outputs a voltage that is much higher than normal. Thus, the loads connected to the output terminals of the switching transformer 130 are damaged by the increased output voltage, that is, the circuit components constituting the device are damaged. As well as being destroyed, there is a problem in that the components of the power supply connected to the output terminal of the switching transformer 130 may be damaged.

도 2는 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제시된 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 과부하 보호회로의 일 예를 나타낸 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing an example of the overload protection circuit of the conventional switching mode power supply presented to solve the problems as described above.

도시된 바와 같이 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 과부하 보호회로는 부하측의 단선 또는 단락 등으로 인한 과부하 발생시, 펄스폭 변조부(240)의 구동전압 입력단에 인가되는 전원전압이 차단되도록 하여 펄스폭 변조부(240)의 동작을 정지시켜 줌으로써, 스위칭 변압부(220)를 구동시키는 스위칭 출력부(250)의 동작을 정지시키도록 하는 과전압 보호회로(230)를 더 구비한 회로구성으로 되어 있다.As shown, the overload protection circuit of the conventional switching mode power supply device modulates the pulse width by blocking the power voltage applied to the driving voltage input terminal of the pulse width modulator 240 when an overload occurs due to disconnection or short circuit at the load side. By stopping the operation of the unit 240, the circuit configuration further includes an overvoltage protection circuit 230 for stopping the operation of the switching output unit 250 for driving the switching transformer 220.

그러나 상기와 같은 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 과부하 보호회로는 펄스폭 변조부와 스위칭 출력부 그리고 전류 감지부등이 모두 별개의 부분으로 구성되어 있었고, 과전압 보호회로가 추가됨으로써 전원공급장치의 회로구성이 더욱 복잡해졌으며, 이로인하여 과부하에 대해서는 기기나 전원공급장치가 보호되는 반면 회로동작의 안정성이 떨어지게 되었을 뿐만 아니라 잡음의 발생 가능성도 더욱 높아지게 되는 문제점이 새로이 대두되게 되었다.However, in the overload protection circuit of the conventional switching mode power supply, the pulse width modulator, the switching output part, and the current sensing part are all composed of separate parts, and the circuit configuration of the power supply is provided by adding an overvoltage protection circuit. This has led to a new problem, in which the device or power supply is protected against overload, while the stability of the circuit operation is reduced and the possibility of noise is increased.

따라서 본 고안의 목적은 회로구성이 간단하면서도 과부하로부터 기기 및 전원 공급장치 자체를 보호할 수 있는 전원공급장치의 과부하 보호회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an overload protection circuit of a power supply that can protect a device and a power supply itself from overload while having a simple circuit configuration.

도 1은 일반적인 스위칭 모드 전원공급장치를 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing a general switching mode power supply;

도 2는 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 과부하 보호회로의 실시예들을 나타낸 블록도,2 is a block diagram showing embodiments of an overload protection circuit of a conventional switching mode power supply;

도 3은 본 고안이 적용된 전원공급장치의 과부하 보호회로를 나타낸 블록 구성도,3 is a block diagram showing an overload protection circuit of a power supply device to which the present invention is applied;

도 4는 도 3의 스위칭 제어부를 나타낸 블록 구성도,4 is a block diagram illustrating a switching controller of FIG. 3;

도 5는 도 3의 일 실시예를 나타낸 상세 회로도이다.5 is a detailed circuit diagram illustrating an embodiment of FIG. 3.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

310 : 전원 입력부 320 : 정류부310: power input unit 320: rectifier

330 : 스위칭 변압부 340 : 스위칭 제어부330: switching transformer 340: switching control unit

350 : 에러 검출/궤환부 360 : 과전압 감지부350: error detection / return unit 360: overvoltage detection unit

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전원공급장치의 과부하 보호회로의 특징은 일반적인 스위칭 모드 전원공급장치의 펄스폭 변조부, 스위칭 출력부 그리고 전류 감지부를 하나의 집적회로(IC)로 통합시킨 후, 과전압 감지부를 구비하게 한 스위칭 모드 전원공급장치에 있다.A feature of the overload protection circuit of the power supply according to the present invention for achieving the above object is to integrate the pulse width modulator, the switching output and the current sensing of the general switching mode power supply into a single integrated circuit (IC). After that, there is a switching mode power supply having an overvoltage detector.

이하, 본 고안에 따른 전원공급장치의 과부하 보호회로의 바람직한 하나의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of an overload protection circuit of a power supply according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 고안이 적용된 전원공급장치의 과부하 보호회로를 나타내며, 도 4는 도 3의 스위칭 제어부를 나타낸 블록 구성도이다.3 shows an overload protection circuit of a power supply device to which the present invention is applied, and FIG. 4 is a block diagram illustrating the switching controller of FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 전원공급장치의 과부하 보호회로는 전원 입력부(310)를 통해 외부에서 공급되는 상용 교류전압을 정류하여 직류전압으로 출력하는 정류부(320)와, 정류부(320)와 스위칭 변압부(330)로부터 각각 초기전압 및 전원공급장치 기동후의 전원전압을 공급받아 펄스폭변조 신호를 발생하고, 그에 따른 스위칭 신호를 출력하며 스위칭 신호의 전류크기에 따라 스스로의 동작상태를 감시하며, 하나의 집적회로로 기능이 통합된 스위칭 제어부(340)와, 스위칭 제어부(340)의 스위칭 신호에 따라 정류부(320)에서 입력되는 1차측 전압을 스위칭하고 서로 다른 권선비를 가진 하나 이상의 2차측 및 보조권선에 서로 다른 전압을 유기시켜 스위칭 제어부(340)와 과전압 감지부(360)를 비롯한 기기 내부의 각 부하로 인가하는 스위칭 변압부(330)와, 스위칭 변압부(330)의 출력전압중 하나 이상을 입력으로 받아 해당 출력라인이 단선 또는 단락되는 경우 스위칭 제어부(340)로 궤환되는 전류를 끊어줌으로써 스위칭 제어부(340)의 동작을 중지시키는 에러 검출/궤환부(350) 및 스위칭 변압부(330)의 보조권선으로 유기되는 출력전압을 전원으로 인가받고 에러 검출/궤환부(350)의 출력신호를 입력으로 받아 스위칭 제어부(340)의 구동상태를 제어하는 과전압 감지부(360)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the overload protection circuit of the power supply device according to the present invention includes a rectifier 320 for rectifying the commercial AC voltage supplied from the outside through the power input unit 310 and outputting the DC voltage, and the rectifier 320. ) Receives the initial voltage and the power supply voltage after starting the power supply from the switching transformer 330, respectively, generates a pulse width modulation signal, outputs the switching signal accordingly, and changes its operating state according to the current magnitude of the switching signal. A switching controller 340 having a function integrated into one integrated circuit, and one or more two switches having a different turns ratio and switching primary voltages input from the rectifier 320 according to a switching signal of the switching controller 340. A switching transformer unit applying different voltages to the vehicle side and the auxiliary winding to each load inside the device, including the switching controller 340 and the overvoltage detector 360. 330 and one or more of the output voltages of the switching transformer 330 as inputs, and when the corresponding output line is disconnected or short-circuited, cuts off the current fed back to the switching controller 340 to operate the switching controller 340. The switching controller 340 receives the output voltage induced by the auxiliary windings of the error detecting / returning unit 350 and the switching transformer 330 to stop and receives the output signal of the error detecting / returning unit 350 as an input. It consists of an overvoltage detector 360 for controlling the driving state of the.

그리고 집적회로에 그 기능이 통합되어 내장된 스위칭 제어부(340)(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 정류부(320)와 스위칭 변압부(330)로부터 각각 초기전압 및 전원공급장치 기동후의 전원전압을 공급받아 스위칭 출력부(420)를 구동시키는 펄스폭변조 신호를 발진부(440)에서 출력되는 발진 주파수에 따라 발생하고, 과전압 감지부(360)의 출력신호에 의해 그 구동이 제어되게 되는 펄스폭 변조부(410)와, 펄스폭 변조부(410)에서 입력되는 펄스폭변조 신호에 따라 스위칭되어 스위칭 변압부(330)를 구동시키며, 전류 감지부(430)의 출력신호에 의해 그 구동이 제어되는 스위칭 출력부(420)와, 스위칭 출력부(420)를 통해 흐르는 스위칭 변압부(330)의 전류를 감지하고, 그 크기에 따라 스위칭 출력부(420)의 동작을 제어하는 전류 감지부(430)와, 자체 주파수 또는 외부에서 입력되는 소정의 신호에 동기되어 발진하게 되며, 발진 주파수를 펄스폭 변조부(410)에 인가해주는 발진부(440)로 구성된다.In addition, the switching controllers 340 and 400 having integrated functions thereof in the integrated circuits may have an initial voltage and a power supply voltage after starting the power supply from the rectifier 320 and the switching transformer 330 as shown in FIG. 4. The pulse width modulated signal for driving the switching output unit 420 is supplied according to the oscillation frequency output from the oscillator 440, and the pulse width is controlled by the output signal of the overvoltage detector 360. It is switched according to the modulator 410 and the pulse width modulated signal input from the pulse width modulator 410 to drive the switching transformer 330, and the driving thereof is controlled by the output signal of the current detector 430. The current sensing unit 430 which senses the current of the switching output unit 420 and the switching transformer 330 flowing through the switching output unit 420 and controls the operation of the switching output unit 420 according to its magnitude. ), And at its own frequency or outside In synchronization with a predetermined signal strength, and the oscillator is configured as an oscillation frequency oscillation unit 440 which is applied to a pulse width modulator (410).

즉, 스위칭 제어부(400)는 과도전압 및 과도전류 입력에 대해 그 동작을 정지하게 되는 보호기능을 가지는 집적회로이다.That is, the switching controller 400 is an integrated circuit having a protection function that stops its operation with respect to the transient voltage and the transient current input.

상술한 바와 같은 스위칭 제어부(400)의 보호기능 중 과전압에 대한 보호기능은 스위칭 제어부(400)의 전원 입력단자로 공급되는 전원전압이 소정값(이하‘래치(Latch)전압’이라한다) 이상이면 스위칭 제어부(400) 내부의 펄스폭 변환부(410)가 그 동작을 정지하게 되고, 이어 스위칭 제어부(400) 자체의 동작도 정지하게 되는데, 스위칭 제어부(400)를 재기동시켜 주기 위해서는 전원 입력단자의 전압을 또 다른 소정값(이하‘리셋(Reset)전압’이라한다) 이하로 떨어뜨려 주어야 하는데, 일반적으로 전원공급장치에 공급되는 교류전원을 한 번 끊어 재기동시킨다.The protection function against overvoltage among the protection functions of the switching control unit 400 as described above is provided when the power supply voltage supplied to the power input terminal of the switching control unit 400 is greater than a predetermined value (hereinafter referred to as a latch voltage). The pulse width converter 410 inside the switching controller 400 stops its operation, and then the operation of the switching controller 400 itself also stops. In order to restart the switching controller 400, the power input terminal The voltage must be lowered below another predetermined value (hereinafter referred to as 'reset voltage'). In general, the AC power supplied to the power supply is cut off once and restarted.

또한, 과전류에 대한 보호기능은 스위칭 제어부(400) 내부의 스위칭 출력부(420)를 흐르는 전류에 의해 스위칭 제어부(400) 외부에 접속된 저항을 통해 일어나는 전압강하가 일정치 이상되면, 강하된 전압이 스위칭 제어부(400)의 과전류 보호용 단자로 입력되어 스위칭 출력부(420)를 구성하는 스위칭 소자의 동작을 정지시키고, 이어서 스위칭 제어부(400) 자체의 동작도 정지되게 된다.In addition, the protection against overcurrent is a voltage drop when a voltage drop generated through a resistance connected to the outside of the switching control unit 400 by a current flowing through the switching output unit 420 inside the switching control unit 400 is a predetermined value or more, Input to the overcurrent protection terminal of the switching control unit 400 to stop the operation of the switching element constituting the switching output unit 420, and then the operation of the switching control unit 400 itself is also stopped.

도 5는 상술한 바와 같은 구성 및 보호기능을 갖는 스위칭 제어부 집적회로를 채용한 도 3의 전원공급장치의 과부하 보호회로를 구현한 일 실시예를 나타낸 상세 회로도이다.FIG. 5 is a detailed circuit diagram illustrating an embodiment of an overload protection circuit of the power supply device of FIG. 3 employing a switching controller integrated circuit having the configuration and protection function as described above.

도시된 바와 같이 스위칭 제어부(530)의 초기 구동전압은 정류부(510)의 직류 출력전압을 기동저항(RS)를 통하여 전원 입력단자(Vin)로 공급받고, 전원공급장치가 기동된 후에는 다이오드(D6) 및 콘덴서(C6)로 정류하여 직류전압으로 변환된 스위칭 변압부(520)의 보조권선에 유기되는 전압을 공급받는다.As shown, the initial driving voltage of the switching controller 530 is supplied with the DC output voltage of the rectifier 510 to the power input terminal Vin through the starting resistor R S , and after the power supply is activated, the diode A voltage induced in the auxiliary winding of the switching transformer 520 rectified by the D6 and the capacitor C6 and converted into a DC voltage is supplied.

그리고 스위칭 제어부(530) 내의 스위칭 출력부를 통해 흐르는 전류나 에러 검출/궤환부(540)를 통해 궤환되는 전류의 크기에 대한 과전류 보호기능의 구현을 위한 저항들(R6)(R7)이 과전류 보호용 단자(OCP)와 스위칭 출력부의 한 단자(S)에 접속되어 에러 검출/궤환부(540)의 출력전류나 스위칭 제어부(530) 내의 스위칭 출력부를 흐르는 전류의 크기에 따라 한단자가 접지된 저항(R7)의 양단에 걸리는 전압이 일정값 이상이 되면 스위칭 제어부의 과전류 보호 단자(OCP)의 전압도 상승되어 스위칭 제어부(530)의 스위칭 출력부를 구성하는 스위칭 소자가 오프된다.In addition, the resistors R6 and R7 for implementing an overcurrent protection function for the current flowing through the switching output unit in the switching control unit 530 or the magnitude of the current returned through the error detection / return unit 540 are terminals for the overcurrent protection. A resistor R7 connected to the OCP and one terminal S of the switching output unit and grounded at one terminal according to an output current of the error detection / return unit 540 or a current flowing through the switching output unit in the switching control unit 530. When the voltage across both ends is greater than or equal to a predetermined value, the voltage of the overcurrent protection terminal OCP of the switching controller is also increased to turn off the switching element constituting the switching output of the switching controller 530.

에러 검출/궤환부(540)는 스위칭 변압부(520)의 소정 출력전압을 저항(R1)과 가변저항(VR1)을 써서 분배하여 에러 앰프(IC1)의 구동 제어신호로 인가하는 전압 분배부(541)와, 소정 레벨 이하로 전압 분배부(541)의 출력전압이 입력되는 경우, 출력전압을 접지시켜 주는 에러 앰프(IC1)와, 에러 앰프(IC1)의 출력전압이 접지되는 경우, 1·2차측 간의 전기적 결합을 끊어줌으로써 전원공급장치의 출력측에서 입력측으로 궤환되는 전기적 신호를 없애주는 광결합 소자(OPT1) 및 과부하시 스위칭 변압부(520)의 최소 출력전압의 변화를 감지하여 에러 앰프(IC1)에 구동 제어신호를 인가하기 위한 에러검출감도 증가부(542)로 구성된다. 여기서, 에러 검출감도 증가부(542)는 다이오드(D1)로 구성할 수 있다.The error detector / return unit 540 divides a predetermined output voltage of the switching transformer 520 by using the resistor R1 and the variable resistor VR1 and applies the voltage to the drive control signal of the error amplifier IC1. 541 and the error amplifier IC1 for grounding the output voltage when the output voltage of the voltage divider 541 is input below the predetermined level, and the output voltage of the error amplifier IC1 is grounded. The error amplifier detects a change in the minimum output voltage of the optical coupling element OPT1 and the switching transformer 520 during overload by breaking the electrical coupling between the secondary sides and thereby eliminating the electrical signal fed back from the output side of the power supply to the input side. And an error detection sensitivity increasing unit 542 for applying a drive control signal to IC1). Here, the error detection sensitivity increasing unit 542 may be configured as a diode D1.

한편, 스위칭 변압부(520)의 전 출력전압의 범위에 걸쳐서 에러를 검출하기 위해서는 통상적으로 스위칭 변압부(520)의 최고 출력전압을 검출전압으로 택하게 된다.On the other hand, in order to detect an error over the entire output voltage range of the switching transformer 520, the highest output voltage of the switching transformer 520 is usually taken as the detection voltage.

과전압 감지부(550)는 다이오드(D3)와 콘덴서(C4)에 의해 정류된 스위칭 변압부(520)의 한 출력전압을 컬렉터 단자의 전압으로 공급받으며 이미터 단자는 다이오드를 통해 스위칭 제어부(530)의 전원 입력단자(Vin)와 접속되는 제 1 트랜지스터(Q1)와, 역시 다이오드(D3)와 콘덴서(C4)에 의해 정류된 스위칭 변압부(520)의 한 출력전압을 두 개의 제너다이오드(ZD1)(ZD2)를 통해 컬렉터 단자의 전압으로 공급받으며 베이스 단자는 일단이 접지된 충전소자인 콘덴서(C3)의 타단에 접속된 제 2 트랜지스터(Q2)와, 일단이 접지된 콘덴서(C3)의 타단에 컬렉터 단자가 접속되며 베이스 단자는 전류제한저항(R8)을 통해 에러 검출/궤환부(540)의 출력전류를 공급받게 되는 제 3 트랜지스터등으로 구성된다.The overvoltage detector 550 receives one output voltage of the switching transformer 520 rectified by the diode D3 and the capacitor C4 as a voltage at the collector terminal, and the emitter terminal is connected to the switching controller 530 through the diode. One zener diode ZD1 outputs one output voltage of the first transistor Q1 connected to the power supply input terminal Vin of the switching transistor 520 and the rectifying transformer 520, which is also rectified by the diode D3 and the capacitor C4. The second terminal Q2 is connected to the other end of the capacitor C3, which is a charging element whose one end is grounded, and the base terminal is supplied to the collector terminal voltage through the ZD2, and the other end of the capacitor C3 whose one end is grounded. The terminal is connected and the base terminal is composed of a third transistor or the like which receives the output current of the error detection / return unit 540 through the current limiting resistor R8.

여기서, 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 3 트랜지스터(Q3)는 NPN형이고, 제 2 트랜지스터(Q2)는 PNP형이다.Here, the first transistor Q1 and the third transistor Q3 are of NPN type, and the second transistor Q2 is of PNP type.

이와같이 구성된 전원공급장치의 과부하 보호회로의 동작은 다음과 같다.The operation of the overload protection circuit of the configured power supply is as follows.

단선 또는 단락에 의해 스위칭 변압부(520)의 2차측에 과부하가 걸리면 에러 검출/궤환부(540)의 전압 분배부(541)의 출력전압이 낮아지게 되어 에러 앰프(IC1)와 광결합 소자(OPT1)가 동작을 정지하게 되고, 궤환되는 전류가 끊어지게 된다. 따라서 제 3 트랜지스터(Q3)가 오프되고, 이 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 단자와 접속된 콘덴서(C3)가 충전되면 제 2 트랜지스터(Q2)가 오프되게되며, 이어 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자의 전압이 상승됨에 따라 스위칭 제어부(530)의 전원 입력단자(Vin)의 전압이 상승하여 래치전압에 이르면 스위칭 제어부(530)의 동작은 정지되고, 전원공급장치의 동작도 정지되게 된다.When the secondary side of the switching transformer 520 is overloaded due to disconnection or short circuit, the output voltage of the voltage divider 541 of the error detection / return unit 540 is lowered, thereby causing the error amplifier IC1 and the optical coupling element ( OPT1) stops operating, and the current fed back is cut off. Accordingly, when the third transistor Q3 is turned off and the capacitor C3 connected to the collector terminal of the transistor Q3 is charged, the second transistor Q2 is turned off, and then the base terminal of the first transistor Q1 is turned off. As the voltage of the controller increases, when the voltage of the power input terminal Vin of the switching controller 530 rises to reach the latch voltage, the operation of the switching controller 530 is stopped and the operation of the power supply device is also stopped.

여기서, 전원공급장치가 초기에 온 되는 순간에 발생되는 과도전압에 의한 불필요한 과부하 보호기능의 수행을 방지하기 위해 다이오드(D7), 콘덴서(C3)(C5) 그리고 코일(L1)등을 이용하여 스위칭 제어부(530)가 래치되는 것을 방지해 준다.Here, switching is performed using diodes D7, capacitors C3, C5 and coils L1 to prevent unnecessary overload protection functions due to transient voltages generated at the moment the power supply is initially turned on. The control unit 530 prevents the latch.

또한 두 개의 제너다이오드(ZD1)(ZD2)도 전원공급장치의 초기 온 순간에 스위칭 제어부(530)의 전원 입력단자의 전압상승을 억제하기 위한 것인데, 제너전압이 너무 낮을 경우 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자의 전압이 트랜지스터(Q1)를 온 시킬 수 있을만큼 높아지지 못하므로 적당한 제너전압을 가진 소자를 사용해야 한다.In addition, the two zener diodes ZD1 and ZD2 are also used to suppress the voltage rise of the power input terminal of the switching controller 530 at the initial on-time of the power supply. When the zener voltage is too low, the first transistor Q1 is used. Since the voltage at the base terminal of does not become high enough to turn on the transistor Q1, an element with an appropriate zener voltage should be used.

상술한 것과 같이 과부하 보호회로가 동작하기 위해서는 광결합 소자(OPT1)를 통한 궤환전류가 끊어져 제 3 트랜지스터(Q3)가 오프되고, 콘덴서(C3)가 충전되어 제 2 트랜지스터(Q2)가 오프되고, 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자전압이 순간적으로 상승하여 스위칭 제어부(530)의 전원 입력단자(Vin)의 전압이 래치전압 이상으로 상승되어야 한다.In order to operate the overload protection circuit as described above, the feedback current through the optical coupling element OPT1 is cut off, the third transistor Q3 is turned off, the capacitor C3 is charged, and the second transistor Q2 is turned off. The base terminal voltage of the first transistor Q1 is increased momentarily so that the voltage of the power input terminal Vin of the switching controller 530 must be raised above the latch voltage.

또한, 스위칭 변압부(520)의 전 출력전압의 범위에 걸쳐서 에러를 검출하기 위해 통상적으로 스위칭 변압부(520)의 최고 출력전압을 검출전압으로 택하게 되는데, 스위칭 변압부(520)의 최소 출력전압 라인의 단선이나 단락으로 인한 과부하시에는 검출전압인 최고 출력전압의 변화분이 매우 적게되어 과부하 보호회로가 동작되지 않을 수 있으므로, 이 경우를 대비하여 최소 출력전압 라인에 다이오드(D1)로 구성된 에러검출감도 증가부(542)를 추가한다. 따라서 최소 출력전압이 단락되더라도 에러 검출/궤환부(540)을 통해 궤환되는 전류는 끊어지게 된다.In addition, in order to detect an error over the entire output voltage range of the switching transformer 520, the maximum output voltage of the switching transformer 520 is generally selected as the detection voltage, and the minimum output of the switching transformer 520 is selected. In the case of overload due to disconnection or short circuit of the voltage line, the change of the maximum output voltage, which is the detection voltage, is very small and the overload protection circuit may not operate. Therefore, in this case, the error composed of the diode D1 in the minimum output voltage line The detection sensitivity increasing unit 542 is added. Therefore, even if the minimum output voltage is shorted, the current fed back through the error detection / return unit 540 is cut off.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 전원공급장치의 과부하 보호회로에 의하면, 스위칭 모드 전원공급장치에 있어서, 기존의 펄스폭 변조부 및 스위칭 출력부 그리고 전류 감지부를 포함하는 집적회로를 사용함으로써 부하측 전원라인의 단락 및 단선등이 발생할 경우, 간단해진 회로구성으로 과전압 및 과전류로 부터 기기 및 전원 공급장치 자체를 보호할 수 있을 뿐만 아니라 부하측 전원라인에 용단저항을 접속하는 것도 불필요한 효과가 있다.As described above, according to the overload protection circuit of the power supply according to the present invention, in the switching mode power supply, the load-side power line by using an integrated circuit including a conventional pulse width modulator, a switching output unit and a current sensing unit In the event of short circuit and disconnection, short circuit and disconnection can not only protect the device and power supply itself from overvoltage and overcurrent, but also connect the blown resistance to the load side power line.

Claims (5)

전원 입력부를 통해 외부에서 공급되는 상용 교류전압을 정류하여 직류전압으로 출력하는 정류부;A rectifier for rectifying the commercial AC voltage supplied from the outside through the power input unit and outputting the DC voltage; 상기 정류부와 스위칭 변압부로부터 각각 초기전압 및 전원공급장치 기동후의 전원전압을 공급받아 펄스폭변조 신호를 발생하고, 그에 따른 스위칭 신호를 출력하며 스위칭 신호의 전류크기에 따라 스스로의 동작상태를 감시하는 스위칭 제어부;Receiving the initial voltage and the power supply voltage after starting the power supply device from the rectifying unit and the switching transformer, respectively, generating a pulse width modulation signal, outputting the switching signal accordingly, and monitoring its operation state according to the current magnitude of the switching signal. A switching controller; 상기 스위칭 제어부의 스위칭 신호에 따라 상기 정류부에서 입력되는 1차측 직류전압을 스위칭하고 서로 다른 권선비를 가진 하나 이상의 2차측 및 보조권선에 서로 다른 전압을 유기시켜 상기 스위칭 제어부와 과전압 감지부를 비롯한 기기 내부의 각 부하로 인가하는 스위칭 변압부;Switching the primary DC voltage input from the rectifying unit according to the switching signal of the switching control unit and induces different voltages on one or more secondary and auxiliary windings having different winding ratios, such as the switching control unit and the overvoltage sensing unit. A switching transformer unit applied to each load; 상기 스위칭 변압부의 2차측 전원전압중 하나 이상을 입력으로 받아 해당 라인이 단선 또는 단락되는 경우 스위칭 제어부로 궤환되는 전류를 끊어줌으로써 상기 스위칭 제어부의 동작을 중지시키는 에러 검출/궤환부; 및An error detection / reduction unit receiving one or more of the secondary power supply voltages of the switching transformer as an input and stopping the operation of the switching control unit by cutting off the current fed back to the switching control unit when the corresponding line is disconnected or shorted; And 상기 스위칭 변압부의 보조권선측으로 유기되는 전압을 전원으로 인가받고 상기 에러 검출/궤환부의 출력전류를 입력으로 받아 입력전류가 끊어지는 경우 상기 스위칭 제어부의 전원 입력단자에 순간적으로 높은 전압을 인가해줌으로써 그 동작을 중지시키는 과전압 감지부로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 과부하 보호회로.When a voltage induced to the auxiliary winding side of the switching transformer unit is applied as a power source and the output current of the error detection / return unit is received as an input, the input current is cut off, thereby instantaneously applying a high voltage to the power input terminal of the switching controller. An overload protection circuit of a power supply, characterized by comprising an overvoltage detector for stopping operation. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부에서 발생되는 펄스폭변조 신호는;The pulse width modulation signal generated by the switching controller; 자체 발진회로에 의하거나 외부에서 입력되는 소정의 신호에 동기되어 발진하는 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 전원공급장치의 과부하 보호회로.An overload protection circuit of a power supply, characterized by having a frequency oscillating by a self-oscillating circuit or in synchronization with a predetermined signal input from the outside. 제 1 항에 있어서, 상기 에러 검출/궤환부는;The apparatus of claim 1, wherein the error detection / return unit; 상기 스위칭 변압부의 소정 출력전압을 분배하여 에러 앰프의 구동 제어신호로 인가하는 전압 분배부;A voltage divider for dividing a predetermined output voltage of the switching transformer unit and applying the predetermined output voltage as a driving control signal of an error amplifier; 상기 전압 분배부로부터 입력되는 제어신호가 소정 레벨 이하가 되는 경우, 출력전압을 접지시켜 주는 에러 앰프;An error amplifier for grounding the output voltage when the control signal input from the voltage divider becomes less than or equal to a predetermined level; 상기 에러 앰프의 출력전압이 접지되는 경우, 1·2차측 사이의 전기적 결합을 끊어줌으로써 전원공급장치의 출력측에서 입력측으로 궤환되는 전류를 없애주는 광결합 소자; 및An optical coupling element for eliminating current fed back from the output side of the power supply to the input side by breaking the electrical coupling between the primary and secondary sides when the output voltage of the error amplifier is grounded; And 상기 스위칭 변압부의 최소 출력전압의 변화를 감지하여 상기 에러 앰프에 구동 제어신호를 인가하기 위한 에러 검출감도 증가부로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급장치의 과부하 보호회로.And an error detection sensitivity increasing unit for sensing a change in the minimum output voltage of the switching transformer unit and applying a driving control signal to the error amplifier. 제 3 항에 있어서, 상기 에러 검출감도 증가부는;The method of claim 3, wherein the error detection sensitivity increasing unit; 다이오드 임을 특징으로 하는 전원공급장치의 과부하 보호회로.Overload protection circuit of a power supply, characterized in that the diode. 제 1 항에 있어서, 상기 과전압 감지부는;The electronic device of claim 1, wherein the overvoltage detection unit; 다이오드와 콘덴서에 의해 정류된 상기 스위칭 변압부의 한 출력전압을 컬렉터 단자의 전압으로 공급받으며 이미터 단자는 다이오드를 통해 상기 스위칭 제어부의 전원 입력단자와 접속되는 제 1 트랜지스터;A first transistor receiving one output voltage of the switching transformer rectified by a diode and a capacitor as a voltage of a collector terminal, and an emitter terminal connected to a power input terminal of the switching controller through a diode; 상기 제 1 트랜지스터의 컬렉터로 공급되는 전압과 동일한 전압을 제너다이오드를 통해 컬렉터 단자의 전압으로 공급받으며 베이스 단자는 일단이 접지된 충전소자인 콘덴서의 타단에 접속되는 제 2 트랜지스터; 및A second transistor configured to receive a voltage equal to a voltage supplied to the collector of the first transistor through a zener diode as a voltage of a collector terminal, and a base terminal of which is connected to the other end of a capacitor, one end of which is a grounded charging element; And 상기 제 2 트랜지스터의 베이스 단자와 접속된 콘덴서의 접속점에 컬렉터 단자가 접속되며 베이스 단자는 전류제한저항을 통해 상기 에러 검출/궤환부의 출력전류를 공급받게 되는 제 3 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 전압공급장치의 과부하 보호회로.A collector terminal is connected to a connection point of a capacitor connected to a base terminal of the second transistor, and the base terminal is configured of a third transistor configured to receive an output current of the error detection / return unit through a current limiting resistor. Overload protection circuit of the device.
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