KR200207397Y1 - Automatic phase control circuit to reduce heat generation and volume of DC power supply - Google Patents

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Abstract

본 고안은 직류 전원공급장치(DC Power Supply)에 관한 것으로, 상세하게는 SCR로 위상(Phase)을 자동 제어하여 직류 전원공급장치의 출력전력을 고(高)효율로 제어하도록 함으로써 종래 직류 전원공급장치의 단점인 대형화, 고 중량, 저 효율을 개선하여 소형화 및 경량화와 더불어, 저비용 고 효율의 직류 전원공급장치를 제공하도록 한 것이다.The present invention relates to a DC power supply, and more specifically, to control the output power of a DC power supply with high efficiency by automatically controlling a phase with an SCR. It is to provide a low-cost, high-efficiency DC power supply as well as miniaturization and light weight by improving the size, high weight, low efficiency of the disadvantages of the device.

즉, 출력 제어트랜지스터의 에미터와 콜렉터 사이 전압을 감지하여 SCR을 위상 제어(Phase Control)하게 되는데 비교기의 기준전압을 5V로 설정하였다면 비교기는 트랜지스터의 에미터와 콜렉터 전압차를 기준전압 5V와 같게 유지하기 위하여 SCR의 위상을 제어하도록 함으로써 트랜지스터의 에미터와 콜렉터간 전압을 항상 5V로 유지되도록 한다.That is, SCR is phase controlled by sensing the voltage between the emitter and the collector of the output control transistor. If the reference voltage of the comparator is set to 5V, the comparator sets the difference between the emitter and collector voltage of the transistor equal to the reference voltage of 5V. By controlling the phase of the SCR to maintain it, the voltage between the emitter and collector of the transistor is always maintained at 5V.

이때 입력전압이 55V이고 출력전압이 1V, 출력전류가 5A일 경우 트랜지스터의 에미터와 콜렉터간 전압은 5V로 유지되고, {P=VI} 공식을 적용하면 {5V × 5A = 25W}가 된다. 따라서, 종래 직류 전원공급장치는 54V X 5A = 270W의 손실(발열량)이 있고 출력전력은 1V X 5A = 5W가 됨에 비하여 본 고안 직류 전원공급장치는 5V X 5A = 25W의 발열량 손실과, 출력 1V X 5A = 5W가 되므로 소형화, 경량화 및 저비용으로 고 효율화를 실현한 것이다.At this time, when the input voltage is 55V, the output voltage is 1V, and the output current is 5A, the voltage between the emitter and the collector of the transistor is maintained at 5V, and when the {P = VI} formula is applied, it becomes {5V × 5A = 25W}. Therefore, the conventional DC power supply has a loss (heating amount) of 54V X 5A = 270W and the output power is 1V X 5A = 5W, whereas the DC power supply of the present invention has a calorific value loss of 5V X 5A = 25W and an output of 1V. Since X 5A = 5W, high efficiency is achieved at a small size, light weight, and low cost.

Description

직류 전원공급장치의 발열량과 부피를 줄이기 위한 자동 위상제어 회로.Automatic phase control circuit to reduce heat and volume of DC power supply.

본 고안은 직류 전원공급장치(DC Power Supply)의 개량에 관한 것으로, 상세하게는 출력 트랜지스터(Transistor)에서 발생하는 발열량을 획기적으로 감소시켜 출력 트랜지스터의 용량과 방열판의 크기를 줄이고 전력손실을 크게 줄임으로써 직류 전원공급장치의 원가와 전기에너지를 절감하고 부피와 무게를 소형화 및 경량화시킨 것이다.The present invention relates to an improvement of a DC power supply, and in particular, it significantly reduces the amount of heat generated in an output transistor, thereby reducing the capacity of the output transistor, the size of the heat sink, and greatly reducing the power loss. This reduces the cost and electrical energy of the DC power supply and makes the volume and weight smaller and lighter.

도 1은 일반적인(종래) 직류 전원공급장치의 회로도로, 입력전압이 55V이고 출력 전압이 1V, 출력전류가 5A이면 출력 트랜지스터1의 에미터(Emitter)와 콜렉터(Collector)사이에 54V의 전압이 인가되므로 트랜지스터1의 전력량을 계산하면 (전력P=전압V×전류I)의 공식에 따라 (54V X 5A = 270W) 약 270W의 손실전력이 발생하고, 상기 손실전력에 의해 출력 트랜지스터1로 고열이 발생하므로 대형 방열판과 냉각팬으로 출력 트랜지스터1을 보호하게 된다.1 is a circuit diagram of a conventional (prior art) DC power supply. When the input voltage is 55V, the output voltage is 1V, and the output current is 5A, a voltage of 54V is applied between the emitter and the collector of the output transistor 1. Since the power amount of transistor 1 is calculated, about 270W of loss power is generated according to the formula of (Power P = Voltage V x Current I) (54V X 5A = 270W), and the high power is applied to the output transistor 1 by the loss power. The output transistor 1 is protected by a large heat sink and a cooling fan.

여기에서 전열기구를 생각해 보면 여기에서 270W의 발열량은 굉장히 큰 것이다. 즉, 출력제어용 트랜지스터가 270W 이상 견딜 수 있는 대용량의 트랜지스터가 필요하며, 상기 출력 트랜지스터를 보호하기 위한 방열판과 변압기의 크기가 커지며, 따라서 직류전원장치의 전체적인 부피와 소비전력이 증가하고 원가가 상승되는 등의 문제점이 있었다.Considering the heating device here, the calorific value of 270W is very large here. That is, a large-capacity transistor capable of withstanding 270W or more of the output control transistor is required, and the size of the heat sink and the transformer for protecting the output transistor is increased, thus increasing the overall volume and power consumption of the DC power supply device and increasing the cost. There was a problem such as.

따라서, 본 고안은 SCR로 위상(Phase)을 자동 제어하여 직류 전원공급장치의 출력전력을 고(高)효율로 제어하도록 함으로써 종래 직류 전원공급장치의 단점인 대형화, 고 중량, 저 효율성의 문제점을 개선하여 소형화 및 경량화와 더불어, 저비용 고 효율의 직류 전원공급장치를 제공함에 목적이 있다.Therefore, the present invention is to automatically control the phase (Phase) by the SCR to control the output power of the DC power supply with high efficiency to solve the problems of large size, high weight, low efficiency, which is a disadvantage of the conventional DC power supply. It is an object of the present invention to provide a low-cost, high-efficiency DC power supply device in addition to miniaturization and light weight.

상기 목적을 달성하기 위하여 출력 제어트랜지스터의 에미터와 콜렉터 사이 전압을 감지하여 SCR을 위상 제어(Phase Control)하여 출력전력을 제어하게 되는데 비교기의 기준전압을 5V로 설정하였다면 비교기는 트랜지스터의 에미터와 콜렉터 전압차를 기준전압 5V와 같게 유지하기 위하여 SCR의 위상을 자동 제어하도록 함으로써 트랜지스터의 에미터와 콜렉터간 전압을 항상 5V로 유지되도록 한다.In order to achieve the above object, the output power is controlled by phase control of the SCR by sensing the voltage between the emitter and the collector of the output control transistor. When the reference voltage of the comparator is set to 5V, the comparator In order to maintain the collector voltage difference equal to the reference voltage of 5V, the phase of the SCR is automatically controlled so that the voltage between the emitter and the collector of the transistor is always maintained at 5V.

이때 입력전압이 55V이고 출력전압이 1V, 출력전류가 5A일 경우 트랜지스터의 에미터와 콜렉터간 전압은 5V로 유지되고, {P=VI} 공식을 적용하면 {5V × 5A = 25W}가 된다. 따라서, 종래 직류 전원공급장치는 54V X 5A = 270W의 손실(발열량)이 있고 출력전력은 1V X 5A = 5W가 됨에 비하여, 본 고안 직류 전원공급장치는 5V X 5A = 25W의 발열량 손실과, 출력 1V X 5A = 5W가 되므로 소형화, 경량화 및 저비용으로 고 효율화를 실현한 것이다.At this time, when the input voltage is 55V, the output voltage is 1V, and the output current is 5A, the voltage between the emitter and the collector of the transistor is maintained at 5V, and when the {P = VI} formula is applied, it becomes {5V × 5A = 25W}. Therefore, while the conventional DC power supply has a loss (heating amount) of 54V X 5A = 270W and the output power is 1V X 5A = 5W, the DC power supply of the present invention has a calorific value loss of 5V X 5A = 25W, and an output. Since 1V X 5A = 5W, high efficiency is realized at small size, light weight, and low cost.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention in detail as follows.

도 1 - 종래 직류 전원공급장치의 회로도.1-a circuit diagram of a conventional DC power supply.

도 2 - 본 고안 일 실시 예의 회로도.2-a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

도 3 - 종래 직류 전원공급장치의 출력전압에 따른 VCE의 변화 그래프도.Figure 3 - is also changed according to the output voltage V CE of the graph of a conventional DC power supply.

도 4 - 본 고안 직류 전원공급장치의 출력전압에 따른 VCE의 변화4-V CE change according to the output voltage of the DC power supply of the present invention

그래프도.Graph too.

도 5 - 본 고안의 회로블럭도.5-a circuit block diagram of the present invention.

도 6 - 일반적인 상용 교류전원의 파형도.6-waveform diagram of a typical commercial AC power supply.

도 7 - 본 고안 탭 포인터(TP1)의 출력 파형도.7-Output waveform diagram of the tap pointer TP1 of the present invention.

도 8 - 본 고안 탭 포인터(TP11)의 출력 파형도.8-Output waveform diagram of the tap pointer TP11 of the present invention.

도 9 - 본 고안 일 실시 예의 상세회로도.9-a detailed circuit diagram of an embodiment of the present invention.

도 10 - 본 고안 다이오드(D2)(D3)에 의한 정류 파형도.10-Rectified waveform diagram by the present invention diode (D2) (D3).

도 11 - 본 고안 탭 포인터(TP3)의 출력 파형도.Fig. 11-Output waveform diagram of the inventive tap pointer TP3.

도 12 - 본 고안 탭 포인터(TP4)의 출력 파형도.12-Output waveform diagram of the tap pointer TP4 of the present invention.

도 13 - 본 고안 오픈 콜렉터(Open-Collector)형 OP-앰프(AMP)도 내부 구조도.Figure 13-Open structure of the present invention (Open-Collector) type OP-AMP (AMP) is also an internal structure diagram.

도 14 - 본 고안 탭 포인터(TP6)의 출력 파형도.14-Output waveform diagram of the tap pointer TP6 of the present invention.

도 15 - 본 고안 탭 포인터(TP6)의 시간축을 확대한 파형도.15-An enlarged waveform diagram of a time axis of the inventive tap pointer TP6.

도 16 - 본 고안 표준상태에서 탭 포인터(TP10)의 출력 파형도.Fig. 16-Output waveform diagram of the tap pointer TP10 in the standard state of the present invention.

도 17 - 본 고안에서 전위가 낮아졌을 때의 탭 포인터(TP10) 출력 파형도.Figure 17-Tap pointer (TP10) output waveform diagram when the potential is lowered in the present invention.

도 18 - 본 고안 표준상태에서 탭 포인터(TP12)의 출력 파형도.18-Output waveform diagram of the tap pointer TP12 in the standard state of the present invention.

도 19 - 본 고안에서 출력전압을 상승시켰을 때의 탭 포인터(TP12)의 출 력 파형도.Fig. 19-An output waveform diagram of the tap pointer TP12 when the output voltage is increased in the present invention.

도 20 - 본 고안에서 부하전류가 적을 때의 탭 포인터(TP10) 출력 파형도.20-Tap pointer (TP10) output waveform diagram when the load current is low in the present invention.

도 21 - 본 고안에서 부하전류가 커질 때의 탭 포인터(TP10) 출력 파형도.Figure 21-Tap pointer (TP10) output waveform diagram when the load current increases in the present invention.

도 22 - 본 고안 위상제어부의 다른 실시 예 회로도.22 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.

도 23 - 본 고안 위상제어부의 또 다른 실시 예 회로도.23 is a circuit diagram of still another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

(OP3)--비교기 (AC)--교류전압(OP3)-Comparator (AC)-AC Voltage

(DC)--직류전압 (TRANS)--변압기(DC)-DC voltage (TRANS)-Transformer

(D1)--브리지 다이오드 (L1)--코일(D1)-bridge diode (L1)-coil

(TP1)(TP2)--교류 전원입력단자 (D2)~(D3)--다이오드(TP1) (TP2)-AC power input terminals (D2) to (D3)-Diode

(TP1)~(TP19)--탭 포인터 (T1)--트랜스(TP1)-(TP19)-tab pointer (T1)-trans

(TP16)(TP17)--출력단자 (TP13)--기준전압 포인터(TP16) (TP17)-Output terminal (TP13)-Reference voltage pointer

(U1)~(U4)--비교기 (OUT)--출력(U1) to (U4)-Comparators (OUT)-Output

(GND)--그라운드 (R1)~(R21)--저항기(GND)-Ground (R1)-(R21)-Resistor

(R17)--반고정 저항 (R20)--가변저항기(R17)-semi fixed resistor (R20)-variable resistor

(Q1)~(Q3)--트랜지스터 (C1)~(C5)--캐패시터(Q1) to (Q3)-transistor (C1) to (C5)-capacitor

(PC1)--포토커플러 (SCR)--실리콘 제어 정류기(PC1)-Photocoupler (SCR)-Silicon Controlled Rectifier

(BLK1)--정류부 (BLK2)--위상 제어부(BLK1)-Commutator (BLK2)-Phase Control

(BLK3)--DC전원 평활부 (BLK4)--DC전압 제어부(BLK3)-DC Power Smoothing Part (BLK4)-DC Voltage Control Unit

(BLK5)--전류 검출부. (BLK6)--출력전압 검출 비교부(BLK5)-current detector. (BLK6)-Output Voltage Detection Comparison Unit

(BLK7)--위상 동기 및 톱니파 발생부 (BLK8)--위상 제어파 발생부(BLK7)-Phase Sync and Sawtooth Generator (BLK8)-Phase Control Wave Generator

(BLK9)--위상 제어량 검출부(BLK9)-phase control amount detector

(BLK10)--기준전압 발생 및 출력전압 설정부.(BLK10)-Reference voltage generation and output voltage setting section.

(BLOCK1)--본 고안의 자동 위상 제어부(BLOCK1)-automatic phase control

도 2는 직류 전원공급장치(DC Power Supply)의 발열량을 줄이기 위한 본 고안 자동 위상제어 회로로 트랜지스터2의 발열량을 줄이기 위하여 트랜지스터2의 에미터와 콜렉터 사이 전압을 감지하여 SCR로 위상 제어하게 되는데 비교기(OP3)의 기준전압을 5V로 설정하였다면 비교기(OP3)는 트랜지스터2의 에미터와 콜렉터 전압차를 기준전압 5V와 같게 유지하기 위하여 SCR의 위상을 자동 제어함으로써 트랜지스터2의 에미터와 콜렉터간 전압이 항상 5V로 유지되며, 이때 입력전압이 55V이고 출력전압이 1V, 출력전류가 5A일 경우 트랜지스터2의 에미터와 콜렉터간 전압은 5V로 유지된다.FIG. 2 is an automatic phase control circuit of the present invention for reducing the amount of heat generated by a DC power supply. In order to reduce the amount of heat generated by the transistor 2, a voltage is sensed between the emitter and the collector of the transistor 2 and phase controlled by an SCR. If the reference voltage of OP3 is set to 5V, the comparator OP3 automatically controls the phase of the SCR to maintain the difference between the emitter and collector voltage of transistor 2 equal to the reference voltage of 5V, thereby providing a voltage between the emitter and collector of transistor 2 This voltage is always maintained at 5V. At this time, when the input voltage is 55V, the output voltage is 1V, and the output current is 5A, the voltage between the emitter and the collector of transistor 2 is maintained at 5V.

상기에서 {P=VI} 공식을 적용하면 {5V × 5A = 25W}가 된다. 따라서 종래 직류 전원공급장치의 경우 54V X 5A = 270W의 발열 손실이 있고, 출력 = 1V X 5A = 5W가 됨에 비하여 도 2의 경우 5V X 5A = 25W의 발열 손실이 있고, 출력 = 1V X 5A = 5W가 된다.Applying the formula {P = VI} above, it becomes {5V × 5A = 25W}. Therefore, in the case of the conventional DC power supply, there is a heat dissipation of 54V X 5A = 270W, and output = 1V X 5A = 5W, whereas in the case of Figure 2 there is a heat dissipation of 5V X 5A = 25W, output = 1V X 5A = 5W.

이상과 같은 결과를 정리하면 아래 [표1]과 같다.The above results are summarized in [Table 1] below.

[표1]Table 1

구 분division 종 래 회 로Jong Rae circuit 본 고안의 회로The circuit of the present invention 비 고Remarks 필요로 하는 부하전력Required load power 1V ×5A = 5W1V × 5A = 5W 1V ×5A = 5W1V × 5A = 5W 같 음Equal 트랜지스터의 소비전력(손실)Power Consumption of a Transistor (Loss) 54V ×5A = 270W54V × 5A = 270W 5V ×5A = 25W5V × 5A = 25W 약 11 : 1About 11: 1 효 율efficiency 낮 음Low 높 음High 높을수록 좋음The higher the better 발 열 량Calories 많 음Many 적 음Less 적을수록 좋음Less is better 방열판/트랜지스터 등 소자의 크기 및 용량Size and capacity of devices such as heat sinks and transistors greatness 작 음Small 작을수록 좋음Smaller is better 장 치 의 크 기Size of the device 큼 (대 형)Large (large) 작음(소형)Small (small) 작을수록 좋음Smaller is better 장 치 의 중 량Weight of the device 고 중 량High weight 경 량Light weight 가벼울수록 좋음The lighter the better 원 가(Cost)Cost 높 음High 낮 음Low 낮을수록 좋음Lower is better

도 3, 4는 일반적인 종래형 직류 전원공급회로와 본 고안 직류 전원공급회로의 출력전압에 따른 VCE(에미터, 콜렉터 사이의 전압)의 변화를 비교한 그래프로서 일반적인 직류 전원공급회로는 도 3과 같이 출력전압이 낮을수록 VCE의 전압이 많이 걸림을 알 수 있다. 반면 본 고안에 의한 직류 전원공급회로는 도 4와 같이 출력전압에 상관없이 일정한 VCE전압이 걸림을 알 수 있다.3 and 4 is a graph comparing the change of V CE (voltage between emitter and collector) according to the output voltage of the conventional conventional DC power supply circuit and the present invention DC power supply circuit. As can be seen that the lower the output voltage, the greater the voltage of V CE . On the other hand, the DC power supply circuit according to the present invention can be seen that the constant V CE voltage is caught, regardless of the output voltage as shown in FIG.

도 5는 본 고안의 개략적인 구성을 도시한 블록 다이어그램(Block Diagram)으로, 특히 자동 위상제어부는 위에서 언급한 일반적인 직류 전원공급장치의 단점들을 개선하기 위한 본 고안에서의 핵심 부분이다.FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the present invention, in particular an automatic phase control unit is a key part of the present invention for improving the disadvantages of the general DC power supply mentioned above.

먼저, 도 6과 같은 파형의 상용 교류전압(AC)을 변압기(TRANS)를 이용하여 본 고안에서 필요로 하는 전압으로 변압한 다음 브리지 다이오드(Bridge Diode)로 정류하게 되는데 그 파형은 도 7과 같은 맥류가 된다.First, a commercial AC voltage having a waveform as shown in FIG. 6 is transformed into a voltage required by the present invention using a transformer, and then rectified into a bridge diode. The waveform is shown in FIG. It becomes a pulse.

다음으로 위상제어 부분에서 필요로 하는 만큼의 전력을(시간, 파형) 통과시켜 평활회로에서 완전한 직류로 변환하고, 변환된 직류는 다시 직류 제어회로를 거쳐 필요로 하는 전압만을 출력하게 되는데 여기에서의 기능은 직류의 가변성이다.Next, as much power (time, waveform) as needed in the phase control section is passed and converted from the smoothing circuit to a complete direct current, and the converted direct current is outputted only through the direct current control circuit. The function is the variability of direct current.

비교용 기준전압이 인가되는 직류(DC) 비교부에서는 상시 제어치와 출력치를 비교 감시하여 오차분을 보정하여 정확한 직류를 출력하고, 위상 제어량을 검출하는 검출부에서는 출력에서 필요로 하는 전력량보다 약간 상향된 값을 레벨(Level)비교 및 펄스 폭(Pulse Width) 제어부로 보내 기준 파형과 비교 동기화(Synchronous)된 제어 파형을 포토커플러(Photo Coupler)를 통해 위상제어(Phase Control)부로 보내 항상 최적의 전력량만을 평활부로 보내는 것이다. 이렇게 함으로써 불필요하게 소모되는 전력량을 줄일 수 있다.The DC comparing unit to which the reference voltage for comparison is applied constantly monitors the control value and the output value, corrects the error, and outputs the correct DC. The detecting unit detecting the phase control amount slightly increases the amount of power required by the output. The measured value is sent to the level comparison and pulse width control unit and compared with the reference waveform. The synchronized control waveform is sent to the phase control unit through the photo coupler. It is sending the bay to the smooth part. In this way, the amount of unnecessary power consumption can be reduced.

여기에서 중요한 부분은 위상제어량 검출부, 레벨비교 및 펄스폭 제어부, 위상 제어부로 이어지는 피드백(Feedback)부분(자동 위상제어부)이라 할 수 있겠다.An important part here may be referred to as a feedback part (automatic phase control part) leading to a phase control amount detection part, a level comparison and pulse width control part, and a phase control part.

한편, 도 9는 본 고안 일 실시 예로 제시한 상세 회로도로, 전원입력단자(TP1)(TP2)의 양단에 도 6과 같이 약 60㎐의 정현파로 된 AC전원을 인가하면 정류부(BLK1)의 브리지 다이오드(D1)을 통하여 약 120㎐의 맥류가 얻어진다.On the other hand, Figure 9 is a detailed circuit diagram according to an embodiment of the present invention, when the AC power of the sinusoidal wave of about 60 Hz as shown in Figure 6 applied to both ends of the power input terminal (TP1) (TP2) bridge of the rectifying unit (BLK1) A pulse of about 120 Hz is obtained through the diode D1.

이때의 파형은 도 8과 같으며, 코일(L1)의 역할은 허상전력(무효전력)분을 보상해 줌과 동시에 초기 전원을 투입할 때 DC평활부에 있는 평활용 캐패시터에 의한 서지전류(Surge Current), 서지전압 및 노이즈(Noise)를 제거해 준다.The waveform at this time is shown in Figure 8, the role of the coil (L1) compensates for the virtual power (reactive power) and at the same time when the initial power supply surge current (Surge) by the smoothing capacitor in the DC smoothing unit (Surge) Current), surge voltage and noise are removed.

상기에서 코일(L1) 대신 적절한 값의 저항을 접속하여도 비슷한 효과를 얻을 수 있으나 코일을 사용하는 경우 코일의 양단 전압 강하분은 권선저항 성분만 갖고 있기 때문에 저항을 사용할 때보다 훨씬 작아지고 무효전력 손실이 적지만 부피가 커지는 단점도 있다. 이와 같은 이유로 출력 전류가 커지거나 고안정을 필요로 하는 회로의 경우 코일(coil)을 사용하는 것이 바람직하다.A similar effect can be obtained by connecting a resistor having an appropriate value instead of the coil L1. However, when the coil is used, the voltage drop across both ends of the coil has only a winding resistance component, which is much smaller than that of the resistor. The loss is small but bulky. For this reason, it is desirable to use coils for circuits that require large output currents or require high stability.

한편, 위상동기 및 톱니파(Sawtooth Wave) 발생부(BLK7)에서는 다이오드(D1)을 통해 탭 포인터(TP11)에 발생한 맥류와 위상이 동기 된 120㎐의 맥류가 다이오드(D2)(D3)에 의해 도 10과 같은 파형이 발생되는데, 탭 포인터(TP3)에 걸리는 파형 및 전압은 분압저항(R13)(R18)에 의해 결정된 전압(VTP3= V(R18/(R13+R18)))으로 도 11과 같으며, 이때의 파형과 위상은 진폭(전압)만 다를 뿐 다이오드(D2)의 캐소드에 걸리는 것과 같다.On the other hand, in the phase synchronization and sawtooth wave generating unit BLK7, the pulses of 120 kHz in phase with the pulses generated in the tap pointer TP11 through the diode D1 are synchronized with the diodes D2 and D3. A waveform such as 10 is generated, and the waveform and voltage across the tap pointer TP3 are determined by the voltage divider resistors R13 and R18 (V TP3 = V (R18 / (R13 + R18))). The waveform and phase at this time are the same as those applied to the cathode of the diode D2 with only the difference in amplitude (voltage).

탭 포인터(TP4)의 전압(VTP4= VCC(R19(R14+R19))) 또한 도 12와 같이 걸리게 된다. 비교기(U4)의 1차 적인 역활은 비교기(Comparator)로서의 기능인데 OP-AMP의 특성상 위상동기 및 톱니파 발생부(BLK7)과 같이 구성된 경우 입력의 극성을 비교하여 출력이 입력의 극성을 따라가게 된다.The voltage of the tap pointer TP4 (V TP4 = VCC (R19 (R14 + R19))) is also taken as shown in FIG. 12. The primary role of the comparator (U4) is to function as a comparator.In the case of the OP-AMP, when configured with the phase synchronizer and the sawtooth generator BLK7, the output follows the polarity of the input by comparing the polarity of the input. .

즉, 입력에 순방향의 극성이 걸려있을 경우 출력은 양으로 최대의 출력을 얻게 되고 역방향의 극성이 걸려있을 경우 출력은 음으로 최대의 값을 얻게 된다.In other words, if the input has a forward polarity, the output will have a positive maximum output, and if the reverse polarity has a positive output, the output will have a negative maximum.

좀더 자세히 설명하면 탭 포인터(TP4)의 기준점(Reference)을 중심으로 탭 포인터(TP3)의 전압레벨을 비교하여 기준전위보다 높으면 하이(High)로, 기준전위보다 낮으면 로우(Low)로 비교기(U4)의 출력이 스위칭(Switching)된다.In detail, the voltage level of the tap pointer TP3 is compared based on the reference point of the tap pointer TP4, and the comparator (High is higher than the reference potential, and low if it is lower than the reference potential). The output of U4) is switched.

즉, 두 개의 출력 상태만을 가지고 있는 것이다. 여기에서 주목해야 될 부분은 상기 비교기(U4)는 오픈-콜렉터(Open-Collector)형으로 도 13과 같이 내부 출력의 끝단에 트랜지스터(Transistor)의 콜렉터(Collector)가 연결되어 있어서 출력이 양으로 되는 경우 전기적으로 오픈(Open) 상태가 되고, 출력이 음으로 되는 경우 콜렉터와 이미터(Emitter)를 통해서 전류를 흘림으로서 출력(OUT)이 그라운드(GND)전위에 가까워진다.That is, it has only two output states. It should be noted that the comparator U4 is an open-collector type, and as shown in FIG. 13, a collector of a transistor is connected to the end of the internal output, so that the output is positive. If the output is electrically open, and the output becomes negative, the output OUT approaches the ground potential by flowing current through the collector and emitter.

이렇게 될 경우 양의 출력을 이용하기 위하여 비교기(U4)의 출력(OUT)에 풀업(Pull-Up)저항(R21)이 접속되는데 비교기(U4)의 양단 입력을 비교하여 탭 포인터(TP4)의 전위보다 탭 포인터(TP3)의 전위가 높아지면 출력(OUT)이 오픈 되므로 VCC전압이 풀업저항(R21)과 (R16)을 통해서 캐패시터(C5)에 충전된다.In this case, a pull-up resistor R21 is connected to the output OUT of the comparator U4 in order to use the positive output. The potential of the tap pointer TP4 is compared by comparing the inputs of both ends of the comparator U4. If the potential of the tap pointer TP3 is increased, the output OUT is opened, and thus the V CC voltage is charged to the capacitor C5 through the pull-up resistors R21 and R16.

탭 포인터(TP3)의 파형은 정현파를 정류한 맥류파로 일정한 주기와 듀티비(Duty Cycle)를 가지고 탭 포인터(TP4)보다 높아짐과 낮아짐을 반복하게 되는데, 탭 포인터(TP4)의 전위가 탭 포인터(TP3)보다 낮아질 경우 비교기(U4)의 출력은 그라운드(GND) 전위로 변하고 이때 캐패시터(C5)에 충전되어 있던 전하는 저항(R16)만을 통해서 방전된다.The waveform of the tap pointer TP3 is a pulse wave that rectifies the sinusoidal wave and has a constant period and duty cycle. The tap pointer TP4 is repeatedly raised and lowered from the tap pointer TP4. When it is lower than TP3), the output of the comparator U4 changes to the ground GND potential, and at this time, the charge charged in the capacitor C5 is discharged only through the resistor R16.

결국 탭 포인터(TP6)의 전위는 충전시에는 저항(R21) + 저항(R16)을 통해서 이루어지고 방전은 저항(R16)을 통해서만 이루어지므로 충전시간 = C5(R21 + R16) > 방전시간 = C21 ×R16이 되어 항상 방전시간 보다 충전시간이 길어지게 된다.As a result, the potential of the tap pointer TP6 is made through the resistor R21 + resistor R16 during charging and the discharge is made only through the resistor R16. Therefore, the charging time = C5 (R21 + R16)> discharge time = C21 × R16 always results in longer charging time than discharging time.

따라서, 이 부분의 풀업저항(R21)과 출력저항(R16)의 비율을 적절히 조정함으로써 도 14와 같은 형태의 원하는 톱니파를 얻을 수 있다.Therefore, by appropriately adjusting the ratio of the pull-up resistor R21 and the output resistor R16 in this portion, a desired sawtooth wave in the form as shown in Fig. 14 can be obtained.

한편, 기준전압 발생 및 출력전압 설정부(BLK10)는 모든 비교의 기준이 되는 만큼 최소한의 오차를 갖기 위해서 각별하게 정도를 요하는 소자와 회로를 이용하여 설계하는 것이 바람직하고 온도에 의한 변화 대책 등도 마련하는 것도 필요하다.On the other hand, the reference voltage generation and output voltage setting unit BLK10 is preferably designed by using elements and circuits that require extraordinary degree of accuracy in order to have a minimum error as a reference for all comparisons. It is also necessary to arrange.

만약 이곳의 기준 전압이 틀어진다면 나머지 DC 출력 값은 항상 오차를 가지고 출력되며, 또 이곳의 기준전압이 시간을 가지고 변한다면 DC출력 또한 시간을 가지고 변하게 되는 것이다.If the reference voltage is wrong here, the rest of the DC output value will always be output with error, and if the reference voltage changes with time, the DC output will also change with time.

탭 포인터(TP13)에서 출력되는 기준전압은 항상 일정하며 출력전압 설정용 가변저항(R20)을 통해 분압 된 전압이 비교기(U1)의 반전단자로 연결되는데 비교기(U1)의 반전단자(-)로 입력되는 전압은 가변저항(R20)의 가변 값에 따라 최소 0V에서 최대 기준전압까지의 전압 조정이 가능한 것이다. 상기에서 좀더 세밀한 전압조정을 원할 경우 포텐셔미터(Potentiometer)와 같이 여러 회전이 가능한 가변저항을 이용할 수 있다.The reference voltage output from the tap pointer TP13 is always constant, and the divided voltage is connected to the inverting terminal of the comparator U1 through the variable resistor R20 for setting the output voltage to the inverting terminal (-) of the comparator U1. The input voltage is capable of adjusting the voltage from the minimum 0V to the maximum reference voltage according to the variable value of the variable resistor R20. If you want to adjust the voltage more finely, you can use a variable resistor that can be rotated several times, such as a potentiometer (potentiometer).

출력전압 검출 비교부(BLK6)의 탭 포인터(TP14)는 저항(R1)(R3)을 통해서 출력단자(TP16)(TP17)의 DC 전압을 감시하고 기준전압 발생부에서 항상 일정하게 발생하는 기준전압(TP13)은 가변저항(R20)을 통해서 설정한 전압과 비교하여 발생하는 오차분에 대한 보정값은 비교기(U1)을 통해서 출력되는데 이때 보정분의 전압이 탭 포인터(TP15) 전압이다. 이상적인 회로에서 탭 포인터(TP15)의 값은 거의 변화가 없이 일정하게 유지된다.The tap pointer TP14 of the output voltage detection comparator BLK6 monitors the DC voltage of the output terminals TP16 and TP17 through the resistors R1 and R3 and always generates a constant voltage at the reference voltage generator. In TP13, the correction value for the error generated in comparison with the voltage set through the variable resistor R20 is output through the comparator U1, where the voltage of the correction is the tap pointer TP15 voltage. In an ideal circuit, the value of the tap pointer TP15 remains constant with little change.

직접적으로 DC출력 전압을 제어하는 DC전압 제어부(BLK4)는 탭 포인터(TP15)로부터 오차 보정분 만큼의 전압을 트랜지스터(Q3)의 베이스저항 (R11)을 통해서 트랜지스터(Q3)의 베이스 전류를 제어하고, 또한 저항(R12)와 트랜지스터(Q2) 및 저항(R6) 등을 통하여 트랜지스터(Q1)을 제어함으로써 트랜지스터(Q1)의 이미터와 콜렉터의 양단전압, 즉 탭 포인터(TP19)와 탭 포인터(TP18)의 전압차를 제어하는 것이다.The DC voltage controller BLK4, which directly controls the DC output voltage, controls the base current of the transistor Q3 through the base resistor R11 of the transistor Q3 by a voltage equal to the error correction amount from the tap pointer TP15. In addition, the transistor Q1 is controlled through the resistor R12, the transistor Q2, the resistor R6, and the like, so that the voltage between the emitter and the collector of the transistor Q1, that is, the tap pointer TP19 and the tap pointer TP18. To control the voltage difference.

여기에서 저항(R4)는 급격하게 상승하는 트랜지스터(Q1)의 에미터 전류로부터 트랜지스터(Q1)을 보호하기 위한 저항으로 낮은 값의 저항을 사용한다. 트랜지스터(Q1)은 전체적인 전류와 최대로 걸리는 에미터 컬렉터간 전압, 최대로 걸리는 전력량을 계산하여 설정하여야 하며 충분한 방열설계가 뒤따라야 한다. 적절하지 못한 회로 설계로 인한 잦은 고장의 대부분이 이곳에서 발생된다.Here, the resistor R4 uses a low value resistor as a resistor for protecting the transistor Q1 from the emitter current of the rapidly rising transistor Q1. Transistor Q1 should be set by calculating the total current, the voltage between the emitter collector to the maximum, and the maximum amount of power to be applied, followed by sufficient heat dissipation design. The majority of frequent failures due to improper circuit design occur here.

만약 큰 전류를 요구하는 직류전원공급 장치의 경우 DC전압 제어부(BLK4) 를 병렬로 복수 개 연결하여 사용할 수도 있다. 일반적으로 DC전원 공급장치들은 정류회로를 통해서 출력하고자 하는 최대 전압 및 손실을 고려하여 필요로 하는 DC전원의 전압을 정류하게 되므로 본 회로의 트랜지스터(Q1)과 같은 제어용 트랜지스터(출력 트랜지스터)에 최대의 전압이 걸리게된다.In the case of a DC power supply that requires a large current, a plurality of DC voltage controllers BLK4 may be connected in parallel. In general, DC power supplies rectify the required DC power supply voltage in consideration of the maximum voltage and loss to be output through the rectifier circuit. Voltage is applied.

이는 정류전압(DC입력전압) 55V, 최대 출력 50V/5A의 정격을 가진 전원 공급장치에 1V/5A의 출력을 사용하는 경우 출력 트랜지스터에서 감당해야 하는 전력은, 전압 55V - 1V = 54V, 전류 = 5A, 전력 = 54 X 5 = 270W의 전력을 소모해야 하는 것이다.This means that if you use an output of 1V / 5A for a power supply rated at 55V rectified voltage (DC input voltage) and a maximum output of 50V / 5A, the power that the output transistors will bear is: voltage 55V-1V = 54V, current = 5A, power = 54 x 5 = 270W power consumption.

전열기구를 생각해 보면 여기에서 270W의 발열량은 굉장히 큰 것이다. 그러므로 출력제어용 트랜지스터가 270W 이상 견딜 수 있는 용량이 필요하고 방열에 필요한 방열판과 변압기의 크기가 커지며, 따라서 전체적인 부피가 증가하며, 원가가 상승하는 요인이 된다.Considering the heating device, the heat output of 270W is very large here. Therefore, the output control transistor needs a capacity that can withstand more than 270W, and the size of the heat sink and transformer required for heat dissipation increases, thus increasing the overall volume and increasing the cost.

그러나 본 고안의 회로를 이용하면 위상제어부(BLK2)에 의해 위상제어가 되므로 탭 포인터(TP12)의 전압은 항상 필요로 하는 전력과 전압의 최소치를 약간 상회하여 유지되므로 트랜지스터(Q1)의 양단에는 최대 5V이상의 전압이 걸리지 않는다.However, if the circuit of the present invention is controlled by the phase control unit BLK2, the voltage of the tap pointer TP12 is always kept slightly above the minimum value of the required power and the voltage, so the maximum of both ends of the transistor Q1 is maintained. It does not take more than 5V.

이 때의 전력을 위와 같이 구해 보면, 전압 5V, 전류 = 5A, 전력 = 5 X 5 = 25W가 된다. 이는 기존의 회로에 비하여 전력소모가 약1/11에 불과하며, 발열량이 적으므로 방열의 설계가 작게 될 수 있고, 출력제어용 트랜지스터는 25W만 견딜 수 있으면 되므로 직류전원장치의 크기를 줄일 수 있는 것이다.The power at this time is calculated as above, resulting in voltage 5V, current = 5A, and power = 5 X 5 = 25W. Compared with the existing circuit, the power consumption is only about 1/11. Since the heat generation amount is small, the design of the heat dissipation can be reduced, and the size of the DC power supply can be reduced because the output control transistor can withstand only 25W. .

즉, 기존의 종래 방식과 비교하여 보면 장점으로는 출력 트랜지스터의 용량이 크지 않아도 되므로 전체 크기가 작아지고, 방열판의 크기가 현저히 작아지고 출력 트랜지스터 또한 적은 용량이므로 원가(Cost)와 소모성 전력을 절감할 수 있으며, 기기의 부피와 무게를 크게 줄일 수 있다.That is, compared with the conventional method, the advantage is that the size of the output transistor does not need to be large, so that the overall size is smaller, the size of the heat sink is significantly smaller, and the output transistor is also smaller, which reduces cost and power consumption. It can greatly reduce the volume and weight of the device.

만약 출력전압을 높이기 위하여 가변저항(R20)을 조정하면 출력전압 검출비교부(BLK6)를 통해 탭 포인터(TP15)의 전압이 낮아지며 이는 트랜지스터(Q1)의 이미터(TP19)와 콜렉터(TP18) 양단간의 전압을 강압시키게 된다. 이곳의 양단 전압을 강압시키는 것은 결국 탭 포인터(TP16)의 전위를 낮게 만드는 것으로, 탭 포인터(TP17)와 탭 포인터(TP16)의 전위차는 넓어지므로 출력전압은 높아지게 된다.If the variable resistor R20 is adjusted to increase the output voltage, the voltage of the tap pointer TP15 is lowered through the output voltage detection comparator BLK6, which is between the emitter TP19 and the collector TP18 of the transistor Q1. Will step down the voltage. Stepping down the voltage at both ends here lowers the potential of the tap pointer TP16, and the output voltage increases because the potential difference between the tap pointer TP17 and the tap pointer TP16 is widened.

종래의 직류 전원공급회로는 이러한 동작으로 전압을 조정하게 된다. 그러나 본 고안의 직류 전원공급회로는 위와 같은 1차 적인 동작 외에 트랜지스터(Q1)의 양단간에 낮아진 전압을 비교기(U2)의 비반전 단자를 통해서 받아들이며 정류부의 마이너스 탭 포인터(TP19)와 (Q1의 양단 전압과 같은 의미) 비교하여 보정분을 탭 포인터(TP9)로 출력을 하게된다.The conventional DC power supply circuit adjusts the voltage by this operation. However, the DC power supply circuit of the present invention receives the voltage lowered between both ends of the transistor Q1 through the non-inverting terminal of the comparator U2 in addition to the above-described primary operation, and the negative tap pointer TP19 and the both ends of Q1 of the rectifier. Compared to the voltage), the correction is output to the tap pointer TP9.

이때, 탭 포인터(TP9)의 전위는 평소와 달리 낮아지게 되는데 이는 저항(R15)를 통하여 위상제어파 발생부(BLK8)에 위치하는 비교기(U3)의 비반전 단자로 입력된다. 상기에서 저항(R17)의 역할은 표준(Normal)상태에서 최소한으로 필요한 전력을 공급하기 위한 펄스폭을 조정하기 위해서 사용된다.At this time, the potential of the tap pointer TP9 is lowered as usual, which is input to the non-inverting terminal of the comparator U3 located in the phase control wave generator BLK8 through the resistor R15. The role of the resistor R17 is used to adjust the pulse width for supplying the minimum required power in the normal state.

한편 비교기(U3)의 반전단자에는 위에서 설명한 도 14의 톱니파가 항상 일정하게 입력되고 있는데 탭 포인터(TP10)의 출력 폭은 비교기(U3)의 비반전 단자로 인가되는 전위에 의해서 결정된다. 즉, 탭 포인터(TP9)의 전위가 낮아지면 탭 포인터(TP10)의 펄스 폭은 넓어지게 된다.(부논리).Meanwhile, the sawtooth wave of FIG. 14 described above is always constantly input to the inverting terminal of the comparator U3. The output width of the tap pointer TP10 is determined by the potential applied to the non-inverting terminal of the comparator U3. In other words, when the potential of the tap pointer TP9 is lowered, the pulse width of the tap pointer TP10 becomes wider (negative logic).

여기에서 펄스 폭의 의미는 위상제어의 온-타임(ON-Time)을 의미한다. 도 16은 표준상태의 탭 포인터(TP10) 상태를 나타내고, 도 17은 탭 포인터(TP9)의 전위가 낮아질 때의 탭 포인터(TP10) 변화를 나타낸다. 이렇게 만들어진 탭 포인터(TP10)의 파형은 포토커플러(PC1)을 통해서 SCR1로 전달이 되는데 포토커플러(PC1)의 목적은 전기적으로 절연을 시키는데 있다.In this case, the pulse width means ON-time of phase control. FIG. 16 shows the state of the tap pointer TP10 in the standard state, and FIG. 17 shows the change of the tap pointer TP10 when the potential of the tap pointer TP9 is lowered. The waveform of the tap pointer TP10 thus made is transmitted to the SCR1 through the photocoupler PC1. The purpose of the photocoupler PC1 is to electrically insulate.

SCR1에서는 탭 포인터(TP11)의 파형과 같은 전압을 탭 포인터(TP10)의 파형만큼만 ON시켜 탭 포인터(TP12)로 전달하게 되는데 이때의 맥류파형은 곧 바로 평활 캐패시터(C1), (C2), (C3)를 통해 직류로 변환된다.In SCR1, the same voltage as that of the tap pointer TP11 is turned on as much as the waveform of the tap pointer TP10 and transferred to the tap pointer TP12. At this time, the pulse wave waveform is directly smoothed capacitors C1, C2, and ( Is converted to direct current through C3).

다시 살펴보면 SCR(Silicon Controlled Rectifier - 실리콘 제어 정류기)의 온-타임(ON time)이 평소보다 넓어졌으므로 탭 포인터(TP12)의 전위는 도 18에서 도 19와 같이 높아지게 되고 탭 포인터(TP17)의 전위가 상승된다. 이는 곧바로 출력전압 감시를 위한 탭 포인터(TP14)로 전달되는데 비교기(U1)의 출력 탭 포인터(TP15)는 전위가 다시 높아지게 되므로 트랜지스터(Q1)의 양단 전압차는 커지게 되며, 트랜지스터(Q1)의 양단간 전압차는 항상 일정하게 유지된다.Looking back, since the ON time of the SCR (silicon controlled rectifier) is wider than usual, the potential of the tap pointer TP12 is increased as shown in FIG. 18 to 19, and the potential of the tap pointer TP17 is increased. Is raised. This is immediately transferred to the tap pointer TP14 for monitoring the output voltage. Since the potential of the output tap pointer TP15 of the comparator U1 becomes high again, the voltage difference between both ends of the transistor Q1 becomes large, and between both ends of the transistor Q1. The voltage difference is always kept constant.

이때 탭 포인터(TP16)의 전위는 높아져 DC 출력은 항상 필요로 하는 정전압을 얻게 되는 것이다. 이와 같은 동작들은 동시에 이루어진다.At this time, the potential of the tap pointer TP16 is increased so that the DC output always obtains the required constant voltage. Such operations are performed simultaneously.

만약, 일정한 전압을 출력하고 있는데 부하가 늘어나서 전류가 상승하면 위와 같은 동작들을 수행하게 되고 탭 포인터(TP12)의 전압은 변화가 없이 일정하면서 탭 포인터(TP10)의 펄스 폭(ON-time)이 도 20에서 도 21과 같이 넓어짐으로써 출력하는 전류, 전력을 상승시키고 필요로 하는 정전압을 유지하게 된다.If a constant voltage is output but the load increases and the current rises, the above operations are performed. The voltage of the tap pointer TP12 remains constant and the pulse width (ON-time) of the tap pointer TP10 is constant. By expanding from 20 to 21 as shown in FIG. 21, the output current and power are increased and the required constant voltage is maintained.

상기 도 9에서 자동 위상 제어부(BLOCK1)는 본 고안의 핵심부분으로서 DC전압 제어부(BLK4), 위상제어량 검출부(BLK9), 위상제어파 발생부(BLK8), 위상제어부(BLK2), DC전원 평활부(BLK3)로 구성됨을 나타내고 있다.In FIG. 9, the automatic phase controller BLOCK1 is a core part of the present invention, and includes a DC voltage controller BLK4, a phase control amount detector BLK9, a phase control wave generator BLK8, a phase controller BLK2, and a DC power smoother. It is composed of (BLK3).

한편, 도 22와 도 23은 자동 위상 제어부(BLOCK1)의 구성 부분 중 위상제어부(BLK2)를 소자의 변경(교체), 소자 위치의 변경 등으로 구성이 가능한 회로의 예를 나타내고 있다.22 and 23 show examples of circuits in which the phase control unit BLK2 can be configured by changing elements (changing) elements, changing element positions, and the like among the components of the automatic phase control unit BLOCK1.

즉, 도 22는 SCR1 대신 교류의 위상을 제어할 수 있는 트라이악을 브리지 다이오드(D1)의 전단에 접속하여 위상 제어하도록 함으로써 본 고안을 달성할 수 있게 한 것으며, 또한 도 23과 같이 브리지 다이오드(D1)를 생략하고 대신 SCR을 사용하여 직접 정류하면서 위상을 제어하여 본 고안을 달성할 수도 있다.That is, FIG. 22 achieves the present invention by connecting a triac capable of controlling the phase of alternating current instead of SCR1 to the front end of the bridge diode D1 to control the phase, and also as shown in FIG. 23. The present invention may be achieved by omitting (D1) and controlling the phase while directly rectifying using SCR.

전류 검출부(BLK5)는 검출되는 전류를 이용하여 전류를 모니터하고 과전류에 의한 회로의 보호 및 외부에 알리는 장치, 또는 정전류 제어의 기본값 등으로 쓰일 수 있다.The current detector BLK5 may be used as a device that monitors the current by using the detected current and protects the circuit by overcurrent and informs the outside, or a default value of the constant current control.

이곳에 사용되는 저항(R5)는 높은 저항값을 사용하면 높은 전압을 얻을 수 있으므로 유리한 면이 있으나 발열량이 많아지므로 사용저항의 용량이 커지고, 저항온도계수(Temperature Coefficient of Resistance)에 의한 오차가 커지는 등의 문제점이 있다. 따라서, 저항값이 0.1Ω정도의 낮은 망간계열(Manganin-망가닌)의 션트저항(Shunt Resistor)을 사용하도록 한다.The resistance (R5) used here is advantageous because a high voltage can be used to obtain a high voltage, but the heat generation amount increases, so the capacity of the resistance increases and the error due to the Temperature Coefficient of Resistance increases. There is such a problem. Therefore, use a shunt resistor of manganese series (Manganin-manganine) with a low resistance of about 0.1 mA.

상기 저항을 사용함으로써 얻어지는 이득은 저항온도 계수가 좋고, 열기전력이 작으며, 저항값이 작음으로써 발열량과 저항의 용량을 줄일 수 있으며, 저항의 특성이 우수하여 선형성(Linearity)이 양호한 등의 유리한 점이 있다.The gain obtained by using the resistor is advantageous in that the resistance temperature coefficient is good, the thermal power is small, the resistance value is small, and the heat generation amount and the capacity of the resistance can be reduced, and the linearity is good due to the excellent resistance characteristics. There is a point.

상기에서 얻어지는 전류의 값은 다음과 같이 전압으로 얻어지는데 Vshunt= I x R5로 만약 0.1Ω의 저항을 사용했다면 1A에서는 1x0.1 = 0.1V, 2A에서는 2X0.1 = 0.2V와 같이 구할 수 있다. 이러한 값은 너무 낮아서 바로 사용할 수는 없고 OP-AMP 등을 통해서 증폭을 한 후에 사용한다.The value of the current obtained above is obtained as voltage as follows. If the resistance of 0.1Ω is used as V shunt = I x R5, 1x0.1 = 0.1V at 1A and 2X0.1 = 0.2V at 2A. have. These values are so low that they cannot be used immediately, but are used after amplification through OP-AMP.

이상과 같이 본 고안은 항상 필요로 하는 정전압을 얻기 위해 적절한 전력을 유지하게 되고, 출력 트랜지스터(Transistor)에서 발생하는 발열량을 획기적으로 감소시켜 출력 트랜지스터의 용량과 방열판의 크기를 줄이고 전력 손실을 줄임으로써 직류전원장치의 원가를 절감하고 부피와 무게를 소형화 및 경량화 시킬 수 있는 등의 효과가 있는 매우 유용한 고안이다.As described above, the present invention always maintains the proper power to obtain the required constant voltage, and dramatically reduces the amount of heat generated from the output transistor, thereby reducing the capacity of the output transistor, the size of the heat sink, and reducing the power loss. It is a very useful design that has the effect of reducing the cost of DC power supply device and making the volume and weight smaller and lighter.

Claims (4)

상용 교류전압(AC)을 변압한 다음 정류, 평활 및 제어하여 원하는 전압(전력)으로 출력하는 직류 전원공급장치에 있어서, 정류회로를 거쳐 위상제어부를 형성하여 출력 TR의 에미터, 콜렉터간 전압을 검출하여 위상제어부로 피드백 시키는 구성으로 이루어지며, 위상제어 부분에서 필요로 하는 만큼의 전력을(시간, 파형) 통과시켜 평활회로에서 직류로 변환하고, 변환된 직류는 다시 전압 제어회로를 거쳐 필요 전압을 출력하고, 출력전압 비교부는 상시 제어치와 출력치를 비교 감시하여 오차분을 보정하여 정확한 전압을 출력하도록 하고, 위상 제어량을 검출하는 검출부(출력 TR 에미터-콜렉터간)에서는 출력에서 필요로 하는 전압치보다 약간 상향된 값을 레벨(Level)비교하여 펄스 폭(Pulse Width) 제어부로 보내 기준파형과 비교 동기화(Synchronous)된 제어파형을 포토커플러(Photo Coupler)를 통해 위상제어(Phase Control)부로 보내 항상 최적의 전력량만을 평활부로 보내도록 함을 특징으로 하는 직류 전원공급장치의 발열량과 부피를 줄이기 위한 자동 위상제어 회로.A DC power supply that transforms a commercial AC voltage, rectifies, smoothes, and controls it to output a desired voltage (power). A DC power supply is formed through a rectifying circuit to form a voltage between the emitter and the collector of the output TR. It is configured to detect and feed back to the phase control unit, and converts the smoothed circuit into direct current by passing as much power (time, waveform) as necessary in the phase control part, and the converted direct current is again passed through the voltage control circuit. The output voltage comparator compares the constant control value with the output value, corrects the error, and outputs the correct voltage.The detector (detecting the output TR emitter-collector) that detects the phase control amount is required at the output. Compares the level slightly higher than the voltage value to the Pulse Width control unit and sends it to the Pulse Width control unit. Automatic phase control circuit to reduce the heat and volume of the DC power supply, characterized in that the type is sent to the phase control unit through a photo coupler to always send only the optimal amount of power to the smoothing unit. 제 1 항에 있어서, SCR1 대신 트라이악으로 된 위상 제어부를 정류부의 전단에 접속하여 위상 제어할 수 있도록 함을 특징으로 하는 직류 전원공급장치의 발열량과 부피를 줄이기 위한 자동 위상제어 회로.2. The automatic phase control circuit of claim 1, wherein the phase control unit made of triac instead of SCR1 is connected to the front end of the rectifying unit to control the phase of the DC power supply. 제 1 항에 있어서, 정류부(BLK1)의 브리지 다이오드(D1)를 생략하고 대신 SCR을 사용하여 직접 정류하면서 위상을 제어하도록 함을 특징으로 하는 직류 전원공급장치의 발열량과 부피를 줄이기 위한 자동 위상제어 회로.2. The automatic phase control according to claim 1, wherein the bridge diode D1 of the rectifier BLK1 is omitted and the phase is controlled while directly rectifying using SCR. Circuit. 제 1 항에 있어서, 자동 위상제어부는 위상제어부와 평활부와, 직류제어부와, 검출부와, 레벨 비교부 및 펄스폭 제어부와, 위상제어부와 레벨 비교부 및 펄스폭 제어부를 포토커플러로 절연 연결하여 구성한 직류 전원공급장치의 발열량과 부피를 줄이기 위한 자동 위상제어 회로.The apparatus of claim 1, wherein the automatic phase controller is insulated from the phase controller, the smoother, the DC controller, the detector, the level comparator, the pulse width controller, the phase controller, the level comparator, and the pulse width controller. Automatic phase control circuit to reduce heat generation and volume of the configured DC power supply.
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