KR20020008666A

KR20020008666A - 과전류 보호기능을 구비한 스위칭모드형 전원공급장치

Info

Publication number: KR20020008666A
Application number: KR1020000042640A
Authority: KR
Inventors: 이정욱
Original assignee: 김홍기; 이미지퀘스트(주)
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2002-01-31

Abstract

본 발명은 과전류 보호기능을 구비한 스위칭모드형 전원공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 전원의 정류부를 통해 정류된 전원의 전압 또는 전류를 감지하여, 저전압 또는 과전류인 경우에 전원제어IC의 동작전원을 차단함으로써 회로손상을 방지하는 기능을 구비한 스위칭모드형 전원공급장치에 관한 것이다

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 스위칭모드형 전원공급장치는 종래의 스위칭모드형 전원공급장치에 정류부의 출력단에 접속되어 직류 전원의 전압 또는 전류를 감지하여, 저전압 또는 과전류인 경우에 전원제어IC의 동작전원을 차단하는 제어스위치부를 더 포함하여 구성되어 지는 것을 특징으로 한다.

Description

과전류 보호기능을 구비한 스위칭모드형 전원공급장치{Switching Mode Power Supply Which Is Durable To the Over Input Current}

본 발명은 과전류 보호기능을 구비한 스위칭모드형 전원공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 전원의 정류부를 통해 정류된 전원의 전압 또는 전류를 감지하여, 저전압 또는 과전류인 경우에 전원제어IC의 동작전원을 차단함으로써 회로손상을 방지하는 기능을 구비한 스위칭모드형 전원공급장치에 관한 것이다.

스위칭모드형 전원공급장치는 외부에서 입력되는 교류 전원을 정류하여 전기제품의 각 부에 공급하는 전원공급장치로서, 디스플레이 장치를 비롯한 많은 전기제품에 사용되어 지고 있다.

종래의 스위칭모드형 전원공급장치는 도1 에 도시되어 있다. 종래의 스위칭모드형 전원공급장치는 교류의 외부 전원을 직류로 정류하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)를 통해 정류된 전압을 1차측에 제공받아 그 2차측에 유도전압을 출력하는 트랜스포머(T1)와, 상기 트랜스포머(T1)의 2차측의 출력은 정류회로(20)를 통해 정류되어 DC출력회로(30)에 의해 각 부하에 적절한 전압으로 제공된다.

상기 트랜스포머(T1)의 1차측의 다른 단에 연결된 파워 트랜지스터(Q1)의 게이트단에는 저항(R21)을 통해 전원제어IC(PWMIC)(40)의 출력 듀티가 전달된다. 한편, 상기 파워 트랜지스터(Q1)의 소오스단에 걸리는 전압은 저항(R22, R23)에 의해 분압되고 소오스단에 흐르는 전류는 저항(R22)을 통해 상기 전원제어IC(40)에 전달된다. 컴퓨터 시스템 등에서 디스플레이장치에 설치되는 스위칭모드형 전원공급장치의 경우에는 마이크로프로세서(도시되지 않음)가 컴퓨터등의 신호공급원으로부터 제공되는 동기신호를 인식하여 디스플레이장치의 전원을 제어하는 신호를 출력한다. 이 신호는 신호입력부(60)를 통해 PWM회로(50)에 전달되고, 상기 PWM회로(50)의 출력은 제어 트랜지스터(Q2)의 베이스단에 제공된다. 상기 제어 트랜지스터(Q2)의 컬렉터단에 연결된 포토 커플러(PD)는 DC 출력회로(30)로부터 저항(R25)을 통해 제공되는 전압과 상기 제어 트랜지스터(Q2)의 스위칭 상태에 따라 상기 파워 트랜지스터(Q1)의 소오스단에 흐르는 전류를 제어하게 된다.

입력 동기신호가 커질 경우, 제어 트랜지스터(Q2)의 전류량이 증가됨에 따라 포토커플러(PD)에 흐르는 전류량이 증가되고 상기 전원제어IC(40)를 통해 출력되는 출력 듀티가 줄어들어 스위칭 트랜스포머(T1)의 출력전압이 강하된다. 반대로 입력동기 신호가 작아질 때에는 제어 트랜지스터(Q2)의 전류량이 감소되고, 포토커플러(PD)에 흐르는 전류량이 감소되어, 전원제어IC(40)를 통해 출력되는 출력 듀티의 펄스폭이 증가된다.

상기 전원제어IC(40)는 동작초기에는 상기 정류부(10)의 출력단으로부터 전원을 공급받아 기동되나, 일단 기동되고 나면 상기 트랜스포머로부터 전원을 공급받아서 동작하게 된다.

상기와 같은 종래의 스위칭모드형 전원공급장치에서 외부 입력 전원의 전압이 강하되면, 정류부(10)에서 출력되는 직류 전원의 전압도 강하되고, 이로인해 피드백되는 전류량이 감소되어, 상기 전원제어IC(40)의 출력 듀티가 커지게 된다. 즉, 외부 입력 전원의 전압이 강하되면, 파워 트랜지스터(Q1)의 드레인단에 인가되는 전류량이 증가하게 되고, 이로 인해 회로에 손상을 주게된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 종래의 스위칭모드형 전원공급장치에서는 상기 파워 트랜지스터(Q1)의 소오스단에 저항을 연결하여 과전류의 인가를 완화하고 있으나, 이는 순간적인 과전류를 제어하는 것으로 장시간 사용시 발생하는 회로 손상을 방지할 수는 없는 문제가 있다. 따라서, 근래에는 과전류 제어용 회로를 추가하여 사용하거나, 과전류 보호기능을 가진 전원제어IC를 사용하는 시도가 행해지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 정류부의 출력단에서 저전압 또는 과전류를 감지하여, 저전압 또는 과전류 인가시에 전원제어IC의 동작전원을 차단함으로써, 보다 근본적이면서 간단하게 구현된 과전류 보호기능을 구비한 스위칭모드형 전원공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1 은 종래의 스위칭모드형 전원공급장치를 도시한 회로도,

도2 는 본 발명에 의한 제어스위칭부를 구비한 스위칭모드형 전원공급장치를 개략적으로 도시한 회로도,

도3 은 본 발명의 일실시예를 도시한 회로도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하겠다.

도2 는 본 발명에 의한 스위칭모드형 전원공급장치를 도시한 회로이다. 제어스위치부(100)를 제외한 다른 구성은 도1에 도시한 종래의 스위칭모드형 전원공급장치와 동일하다. 동일한 기능을 수행하는 동일 구성요소는 동일한 부호를 사용하였다. 상기 제어스위치부(100)는 정류부(10)에서 정류되어 트랜스포머(T1)에 전달되는 직류전원의 전압 또는 전류를 감지하여, 저전압 또는 과전류가 감지되면 상기 트랜스포머(T1)으로부터 전원제어IC(PWMIC)로 공급되는 전원을 차단함으로써, 상기 전원제어IC의 동작을 정지시켜 회로에 대한 과전류의 인가를 억제한다.

도3 은 본 발명에 의한 스위칭모드형 전원공급장치에 있어서, 제어스위치부의 일실시예를 도시한 회로도이다.

도3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 제어스위치부는 정류부(10)의 출력단에 직렬로 접속된 발광 다이오드(OP1)와 트랜스포머(T1)으로부터 전원제어IC(40)로 전원을 공급하는 동작전원선에 직렬로 접속된 수광 레지스터(OP2)로 구성되어 진다.

상기 전원제어IC(40)의 동작초기에는 저항(R20)이 설치된 전원선을 따라 상기 정류부(10)로부터 전원을 공급받아 기동되지만, 일단 기동된 후에는 상기 트랜스포머(T1)로부터 전원을 공급받아 동작하게 된다. 만약, 외부 전원으로부터 저전압이 인가되면, 상기 정류부를 통해 정류된 직류 전압도 강하되고, 이로인해 과전류가 흐르게 된다. 과전류가 상기 정류부의 출력단에 인가되면 상기 발광 다이오드(OP1)의 광신호의 세기가 증가하게 되고, 상기 수광 레지스터(OP2)는 상기 광신호의 세기에 비례하여 저항이 증가하게 된다. 상기 전원제어IC(40)에 직렬로 접속된 상기 수광 레지스터(OP2)의 저항이 증가하면, 상기 전원제어IC(40)로 인가되는 동작전원의 전압이 강하하여 상기 전원제어IC(40)는 동작을 멈추게 된다. 결국, 저전압이 인가되어 과전류가 발생하면, 상기 제어스위치부에 의해 상기 전원제어IC(40)가 동작을 멈추게 되어, 과전류로 인한 회로의 손상을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 과전류 보호기능을 구비한 스위칭모드형 전원공급장치를 사용하면, 저전압의 외부 전원이 인가됨으로 인한 회로의 손상을 보다 근본적으로 방지하여 회로를 보호할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 옵토 레지스터(OPTO RESISTOR)를 사용함으로써 보다 간단하게 이를 구현할 수 있다.

Claims

외부전원으로부터 입력되는 교류를 정류하여 출력하는 정류부(10)와;

상기 정류부(10)를 통해 제공되는 직류 전원을 1차측 일단에 전달받아 그 2차측을 통해 전기제품의 각 부에 필요한 전압을 공급하는 트랜스포머(T1)와;

상기 트랜스포머(T1)의 1차측 다른 단에 연결되어 상기 트랜스포머의 1차측에 제공되는 전원을 스위칭하는 파워 트랜지스터(Q1)와;

상기 파워 트랜지스터(Q1)의 게이트단으로 스위칭신호를 송출함으로써, 상기 파워 트랜지스터의 동작을 제어하는 전원제어IC(PWMIC)(40)와;

상기 정류부(10)의 출력단에 접속되어 직류 전원의 전압 또는 전류를 감지하여, 저전압 또는 과전류인 경우에 상기 전원제어IC의 동작전원을 차단하는 제어스위치부(100)와;

상기 트랜스포머(T1)의 2차측의 출력전압을 감지하여 상기 전원제어IC에 피드백시켜 상기 파워 트랜지스터의 스위칭 주기를 제어하는 포토커플러(PD)와;

상기 포토커플러(PD)에 연결되어 상기 전기제품에 인가되는 동기신호에 따라 상기 포토커플러를 제어하는 피드백제어부(50)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스위칭모드형 전원공급장치.
제1 항에 있어서,

상기 제어스위치부(100)는,

상기 정류부(10)의 출력단에 직렬로 접속된 발광 다이오드(OP1)와, 상기 전원제어IC(40)의 동작전원선에 직렬로 접속되어 상기 발광 다이오드(OP1)의 광신호에 비례하여 저항이 증가함으로써 상기 전원제어IC(40)의 동작전원을 차단하는 수광 레지스터(OP2)로 구성된 옵토 레지스터(OPTO RESISTOR)인 것을 특징으로 하는 스위칭모드형 전원공급장치.
제1 항 또는 제2 항에 의한 스위칭모드형 전원공급장치를 구비한 디스플레이장치.