KR200179725Y1 - 스위칭 모드 전원 공급기의 전원 조정회로 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 스위칭 모드 전원 공급기에 관한 것으로, 전력 트랜스포머의 2차측 출력 단자로부터 출력되는 전압이 과도하게 클 경우 PWM 회로의 전원 공급 단자에 공급되는 전원 전압을 급격하게 낮춤으로써 PWM 회로를 보호할 수 있다.
즉, 전력 트랜스포머의 2차측 코일로부터 출력되는 전압이 과도하게 클 경우, PWM 회로의 입력측에 검출 신호를 인가하여 PWM 회로의 동작을 정지시키는 동작 외에, 부가적으로 PWM 회로의 전원 공급 단자(#7)에 인가되는 전압을 즉시 낮춤으로써 PWM 회로의 동작을 더욱 빨리 정지시킨다.

Description

스위칭 모드 전원 공급기의 전원 조정회로
본 고안은 스위칭 모드 전원 공급기에 관한 것으로 특히 전력 트랜스포머(power transformer)로부터 출력되는 전원의 출력이 과다하게 상승하는 것을 방지함으로써 해당 전원을 인가받아 동작하는 회로의 손상을 방지하도록 하는 스위칭 모드 전원 공급기의 전원 조정회로에 관한 것이다.
일반적으로 모니터와 같은 전자기기에서는 소요되는 전원을 공급하기 위한 전원 공급기가 구비되어 있는 바, 이와같은 전원 공급기로서는 스위칭 모드 전원 공급기가 널리 사용되고 있다. 한편, 스위칭 모드 전원 공급기는 전원 조정회로를 구비 하여, 전원 조정회로에 의하여 출력 전원을 조정하고 있다.
종래의 스위칭 모드 전원 공급기에 구비되어 있는 전원 조정회로는 제1도에 도시된 바와 같이 PWM 회로{피 더블유 엠(펄스 폭 변조) 회로, 10}, 전력 트랜스포머(20), 전압상태 입력부(30), 스위칭부(40) 및 정류부(50)를 구비하여 이루어져 있다. 스위칭부(40)는 스위칭용 트랜지스터(Q3)와 저항(R3, R4)으로 연결 구성되어, PWM 회로(10)의 출력단(#6)으로부터 인가되는 신호에 따라 전력 트랜스포머(20)의 1차측에 인가되는 전원의 흐름을 제어한다.
전력 트랜스포머(20)는 스위칭부(40)로부터 1차측에 인가되는 전원의 전압을 소정 전압으로 조절하여 2차측으로 출력한다. 정류부(50)는 다수의 콘덴서(C4∼C6), 저항(R5) 및 다이오드(D2)로 연결 구성되어, 전력 트랜스포머(20)의 2차측으로부터 인가되는 전원을 정류하여 PWM 회로(10)의 입력단(#7)측에 출력함과 동시에 전압 상태 입력부(30)측에 출력한다. 전압상태 입력부(30)는 다이오드(D1), 콘덴서(C1, C2), 저항(R1) 및 다수의 트랜지스터(Q1, Q2)로 연결 구성되어, 전력 트랜스포머(20)의 2차측으로부터 정류부(50)를 경유하여 인가되는 전원의 전압이 이상 상승되는 경우 해당 상태를 PWM 회로(10)의 입력단(#1, #2)측에 인가한다.
PWM 회로(10)는 정류부(50)를 통해 입력단(#7)에 인가되는 전원을 입력받아 동작하여 전력 트랜스포머(20)의 1차측에 인가되는 전원을 제어한다.
상기 PWM 회로(10)는 또한, 상기 전압상태 입력부(30)로부터 상기 PWM 회로(10)의 입력단(#1, #2)에 인가되는 상태에 따라 상기 PWM 회로(10)의 출력단(#6)을 통해 스위칭부(40)측으로 대응되는 듀티 사이클의 신호를 출력한다. 따라서, 상기 PWM 회로(10)는 상기 스위칭부(40)를 통해 전력 트랜스포머(20)의 1차측에 인가되는 전원의 흐름을 제어한다.
이와 같은 스위칭 모드 전원 공급기는 전력 트랜스포머(20)의 2차측에 출력되는 전원의 전압이 이상 상승되는 경우 다음과 같이 전력 트랜스포머(20)의 출력을 조정한다.
먼저, 전력 트랜스포머(20)의 2차측을 통해 출력되는 전원의 전압이 이상 상승하게 되면, 해당 전원이 정류부(50)를 경유하여 전압상태 입력부(30)에 인가되는데, 이때 저항(R1)에는 일정 전위가 걸린다.
이에 따라, 트랜지스터(Q1)는 에미터-베이스 사이에 걸리는 전위에 의하여 동작하고, 트랜지스터(Q1)의 동작에 기인하여 트랜지스터(Q2)의 베이스에 하이레벨의 전위가 인가되어 트랜지스터(Q2)가 동작하며, 트랜지스터(Q2)의 에미터- 콜렉터 사이에는 “0V”전위가 걸린다. 한편, 트랜지스터(Q1)의 베이스가 “0V”전위 상태에 있는 동안에 트랜지스터(Q2)의 베이스도 “0V”전위를 유지하고, PWM 회로(10)의 입력단(#1, #2)에도 로우레벨의 전위가 형성된다.
이때 상기 PWM 회로(10)는 상기 PWM 회로(10)의 출력단(#6)으로부터 상기 스위칭용 트랜지스터(TR)측으로 출력되는 신호의 듀티 사이클을 변화시켜 스위칭용 트랜지스터(TR)의 게이트를 조절한다. 따라서, 상기 PWM 회로(10)는 스위칭용 트랜지스터(TR)를 통해 전력 트랜스포머(20)의 1차측에 인가되는 전원을 조절하여 2차측에 출력되는 전원을 점진적으로 낮게 조절한다.
이상과 같이 종래의 스위칭 모드 전원 공급기에서는 전력 트랜스포머(20)의 2차측에 출력되는 전원의 전압이 이상 상승하는 경우 PWM 회로(10)가 전압상태 입력부(30)를 통해 인가되는 전압 상태에 따라 스위칭부(40)측에 출력되는 신호의 듀티 사이클을 조정함으로써 스위칭부(40)를 통해 전력 트랜스포머(20)의 1차측에 인가되는 전원을 낮추어 주어 전력 트랜스포머(20)의 2차측에 출력되는 전원을 점진적으로 낮게 조절하였다. 따라서, 전력 트랜스포머(20)의 2차측으로부터 인가되는 전원의 전압이 이상 상승되는 경우 해당 상태에 응하여 신속하게 전력 트랜스포머(20)의 2차측 출력을 조정할 수 없어 해당 전원을 사용하는 회로들을 효과적으로 보호할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 전력 트랜스포머의 2차측에 출력되는 전원의 전압이 이상 상승하는 경우에 그에 대응하여 신속하게 전력 트랜스포머의 2차측 출력을 차단함으로써 회로를 효과적으로 보호할 수 있는 스위칭 모드 전원 공급기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 스위칭 모드 전원 공급기는 주기파 전압을 출력하는 PWM 회로와, 상기 PWM 회로로부터 주기파 전압을 받아서 2차 코일로부터 교류 전압을 출력하는 트랜스포머와, 상기 전력 트랜스포머의 2차 코일로부터 출력되는 전압이 과도하게 클 경우 이를 검출하고 상기 전력 트랜스포머의 2차측 코일로부터 정류부를 통해 상기 PWM 회로의 전원 공급단자에 공급되는 전원 전압의 크기를 낮추어 상기 PWM 회로와 상기 전력 트랜스포머의 동작을 순차적으로 정지시키는 과전압 검출 및 동작 정지 수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1도는 종래 스위칭 모드 전원 공급기의 회로도.
제2도는 본 고안에 따른 스위칭 모드 전원 공급기의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : PWM 회로 20 : 전력 트랜스포머
40 : 스위칭부 50 : 정류부
60 : 과전압 검출 및 동작 정지 수단 70 : 신호 전달부
Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 : 트랜지스터 R7 : 저항
ZD : 제너 다이오드
이하 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.
본 고안에 따른 스위칭 모드 전원 공급기는 제2도에 도시된 바와 같이 주기파 전압을 출력하는 PWM 회로(10), 상기 PWM 회로(10)로부터 주기파 전압을 받아서 2차 코일로부터 교류 전압을 출력하는 전력 트랜스포머(20)와, 상기 전력 트랜스포머(20)의 2차 코일로부터 출력되는 전압이 과도하게 클 경우 이를 검출하고 상기 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일로부터 정류부(50)를 통해 상기 PWM 회로(10)의 전원 공급 단자에 공급되는 전원 전압의 크기를 낮추어 상기 PWM 회로(10)와 상기 전력 트랜스포머(20)의 동작을 순차적으로 정지시키는 과전압 검출 및 동작 정지 수단(60)으로 이루어져 있다.
상기 과전압 검출 및 동작 정지 수단(60)은 상기 전력 트랜스포머(20)의 2차측 출력 전압이 과도하게 상승하였을 경우 턴온되는 제너 다이오드(ZD)와, 상기 제너 다이오드(ZD)가 턴온되었을 경우 상기 제너 다이오드(ZD)를 통과한 전류에 의해 턴온되는 트랜지스터(Q5)와, 상기 제너 다이오드(ZD)와 트랜지스터(Q5)가 턴온되었을 경우 상기 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일의 전위를 낮춤으로써 상기 전력 트랜스포머의 2차측 코일로부터 상기 PWM 회로(10)의 전원 공급단자에 입력되는 전원 전압의 전위를 낮추어서 PWM 회로(10)의 동작을 정지시키는 저항(R7)으로 이루어져 있다.
스위칭부(40)는 상기 PWM 회로(10)의 출력단(#6)으로부터 출력된 듀티 싸이클 신호에 따라 전력 트랜스포머(20)의 1차측 코일에 구형과 펄스 전압을 인가하도록 스위칭용 트랜지스터(Q6)와 저항(R3, R4)으로 구성되어 있다.
정류부(50)는 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일로부터 출력된 전압을 정류하여 PWM 회로(10)의 전원 공급 단자(#7)에 직류 전압을 출력하도록 다수의 콘덴서(C4∼C6), 저항(R5) 및 다이오드(D2)로 구성되어 있다.
신호 전달부(70)는 상기 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일로부터 과도한 크기의 전압이 출력된 것을 나타내는 과전압 검출 신호를 상기 과전압 검출 및 동작 정지 수단(60)로부터 받아서 상기 과전압 검출 신호를 상기 PWM 회로(10)의 입력단(#1, #2)에 전달하도록 트랜지스터(Q4), 저항(R9, R10), 콘덴서(C9, C11) 및 다이오드(D4)로 구성되어 있다.
이상과 같이 이루어진 본 고안에 따른 스위칭 모드 전원 공급기는 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일로부터 출려되는 전원의 전압이 과도하게 클 경우에 다음과 같이 전력 트랜스포머(20)의 출력을 조정한다.
먼저, 전력 트랜스포머(20)의 2차측을 통해 출력되는 전원의 전압이 이상 상승하게 되면, 전압이 다이오드(D3)를 경유하여 과전압 검출 및 동작 정지 수단(60)에 인가된다.
그러면 전류가 다이오드(D5)를 통해 저항(R7, R8)을 경유하여 접지단으로 흐른다.
이에따라, 저항(R7)과 저항(R8)에 의하여 분압되어진 전압이 제너 다이오드(ZD)의 기준전압 20V를 초과하면 트랜지스터(Q5)의 베이스단으로 전류가 흐르게 되어 트랜지스터(Q5)가 구동된다.
이와 같이 트랜지스터(Q5)가 구동되는 경우에 트랜지스터(Q5)의 콜렉터에 인가되는 전류가 에미터를 통해 접지단으로 흐른다.
그러면, 다른 트랜지스터(Q4)의 베이스가 “0V”전위로 된다. 상기 트랜지스터(Q4)의 베이스가 “0V”전위로 됨에 따라 다이오드(D4)의 캐소드에는 “0V”전위가 인가된다.
다이오드(D4)의 양단에 걸리는 전압차는 0.6V 미만이 되어 PWM 회로(10)의 입력단(#1, #2)에 0.6V 미만의 전위가 인가된다. 따라서, 상기 PWM 회로(10)는 동작을 정지한다.
따라서 상기 PWM 회로(10)의 출력단(#6)으로부터 스위칭부(40)로 신호를 출력하지 않는다. 그러면 상기 스위칭부(40)의 스위칭용 트랜지스터(TR)가 동작을 정지하여 전력 트랜스포머(20)의 1차측에 인가되는 전원을 차단한다.
한편, 상기 트랜지스터(Q5)가 턴온되면, 상기 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일로부터 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일 → 다이오드(D3) → 다이오드(D5) → 저항(R7) → 제너 다이오드(ZD) → 트랜지스터(Q5)의 베이스 → 트랜지스터(Q5)의 에미터 → 접지단의 방향으로 전류가 흐른다.
그러면 상기 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일로부터 출력된 전압이 상기 저항(R7)에만 인가되므로, 상기 전력 트랜스포머(20)의 2차측 코일의 출력 단자의 전위가 낮아진다.
따라서, 상기 정류부(50)의 출력 전압이 낮아지므로 상기 정류부(50)로부터 상기 PWM 회로(10)의 입력단(#7)으로 매우 낮은 전압이 인가된다.
그러면 상기 PWM 회로(10)의 동작이 더욱 빠르게 정지한다.
상술한 바와 같이 본 고안에 따른 스위칭 모드 전원 공급기에 의하면, 전력 트랜스포머의 2차측 출력 단자로부터 출력되는 전압이 과도하게 클 경우 PWM 회로의 전원 공급 단자에 공급되는 전원 전압을 급격하게 낮춤으로써 PWM 회로의 동작을 정지시킨다.
즉, 전력 트랜스포머의 2차측 코일로부터 출력되는 전압이 과도하게 클 경우, PWM 회로의 입력측에 검출 신호를 인가하여 PWM 회로의 동작을 정지시키는 동작 외에, 부가적으로 PWM 회로의 전원 공급 단자(#7)에 인가되는 전압을 즉시 낮춤으로써 PWM 회로를 더욱 빨리 동작 정지시킨다.
따라서, 전력 트랜스포머의 동작이 더욱 빨리 정지됨으로써 전력 트랜스포머의 2차측 코일에 접속되어 있는 다수의 회로들을 효과적으로 신속하게 보호할 수 있다.

Claims (2)

  1. 주기파 전압을 출력하는 PWM 회로와, 상기 PWM 회로로부터 주기파 전압을 받아서 2차 코일로부터 교류 전압을 출력하는 전력 트랜스포머와, 상기 전력 트랜스포머의 2차 코일로부터 출력되는 전압이 과도하게 클 경우 이를 검출하고 상기 전력 트랜스포머의 2차측 코일로부터 정류부를 통해 상기 PWM 회로의 전원 공급 단자에 공급되는 전원 전압의 크기를 낮추어 상기 PWM 회로와 상기 전력 트랜스포머의 동작을 순차적으로 정지시키는 과전압 검출 및 동작 정지 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 전원 공급기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 과전압 검출 및 동작 정지 수단은 상기 전력 트랜스포머의 2차측 출력 전압이 과도하게 클 경우 턴온되는 제너 다이오드(ZD)와, 상기 제너 다이오드(ZD)가 턴온되었을 경우 상기 제너 다이오드(ZD)를 통과한 전류에 의해 턴온되는 트랜지스터(Q5)와, 상기 제너 다이오드(ZD)와 트랜지스터(Q5)가 턴온되었을 경우 상기 전력 트랜스포머의 2차측 코일의 전위를 낮춤으로써 상기 전력 트랜스포머의 2차측 코일로부터 상기 PWM 회로의 전원 공급 단자에 입력되는 전원 전압의 전위를 낮추어서 PWM 회로의 동작을 정지시키는 저항(R7)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 전원 공급기.
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