KR200222419Y1

KR200222419Y1 - Direct current amplifier converting apparatus

Info

Publication number: KR200222419Y1
Application number: KR2020000032995U
Authority: KR
Inventors: 김은중
Original assignee: 광성산업주식회사
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2001-05-02

Abstract

본 고안은 180。의 위상차를 가지고 PWM 제어부로부터 입력되는 구동신호에 의해 두 쌍의 FET가 역구동되어 승압용 트랜스의 1차측에 공급되는 입력전압의 흐름을 제어하는 입력전압 제어부와, 상기 입력전압 제어부의 제어로 입력전압을 소정 주파수의 교류전압으로 증폭 변환하는 승압용 트랜스 및 상기 승압용 트랜스의 출력전압을 직류전압으로 변환하는 교류/직류 변환부로 이루어진다. 따라서 본 고안에 의하면, 배터리나 기타 직류 전원원으로부터의 직류 전압을 돌입전류나 전압 증폭으로 인한 노이즈 발생을 억제하면서 안정되고 증폭된 직류전압을 얻을 수 있는 것이다.The present invention has an input voltage control unit for controlling the flow of the input voltage supplied to the primary side of the boost transformer by driving the two pairs of FETs back driven by the drive signal input from the PWM control unit having a phase difference of 180 degrees, and the input voltage The control unit includes a boost transformer for amplifying and converting an input voltage into an AC voltage of a predetermined frequency, and an AC / DC converter for converting an output voltage of the boost transformer into a DC voltage. Therefore, according to the present invention, a stable and amplified DC voltage can be obtained while suppressing generation of noise due to inrush current or voltage amplification of DC voltage from a battery or other DC power source.

Description

Direct current amplifier converting apparatus

본 고안은 직류 증폭 변환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리나 기타 직류 전원원으로부터의 직류 전압을 돌입전류나 전압 증폭으로 인한 노이즈 발생을 억제하면서 안정되고 증폭된 직류전압을 얻을 수 있도록 하는 직류 증폭 변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a direct current amplification converter, and more particularly to direct DC voltage from a battery or other DC power source to obtain a stable and amplified DC voltage while suppressing noise generated by inrush current or voltage amplification. It relates to an amplification converter.

일반적으로, 직류/직류 변환장치는 직류 전압을 입력하여 다른 레벨의 직류 전압으로 변환하는 전원 공급장치의 일종으로서 전자 제품에 널리 사용되고 있는 바, 종래의 직류/직류 변환장치는, 입력된 직류전압을 스위칭하기 위한 펄스(pulse)를 발생시키는 펄스 발생부와, 상기 펄스 발생부에서 발생된 펄스 출력에 따라 두 개의 트랜지스터를 온/오프(on/off)시키는 트랜지스터 구동부와, 1차측 권선의 중간탭으로 직류전압을 2차측 권선으로 유도하여 변압시키는 변압기(trans)와, 상기 변압기에서 변압된 전압을 정류하여 직류 전압으로 출력시키는 정류 회로부로 구성되어 있다.In general, a DC / DC converter is a type of power supply that converts DC voltage into DC voltages of different levels, and is widely used in electronic products. Conventional DC / DC converters convert an input DC voltage. A pulse generator for generating a pulse for switching, a transistor driver for turning on / off two transistors according to the pulse output generated by the pulse generator, and an intermediate tap of the primary winding And a transformer for inducing and transforming the DC voltage to the secondary winding, and a rectifying circuit unit for rectifying the voltage transformed by the transformer and outputting the DC voltage.

이와 같이 구성된 종래의 일반적인 직류/직류 변환장치는, 펄스 발생부에서 발생된 펄스를 공급받아 두 개의 트랜지스터를 구동시키는 트랜지스터 구동부로부터 상기 하나의 트랜지스터의 베이스에 구동 펄스가 입력되면, 상기 트랜지스터가 턴-온 되어 변압기의 일차측 권선의 중간탭으로 입력된 직류전압에 따른 입력전류는 상기 트랜지스터의 콜렉터를 통해 접지로 흐르게 되고, 상기 트랜지스터의 베이스에 구동 펄스가 입력되면 상기 트랜지스터가 턴-온 되어 변압기의 일차측 권선의 중간탭으로 입력된 직류전압에 따른 입력전류는 상기 트랜지스터의 콜렉터를 통해 접지로 흐르게 된다.In the conventional general DC / DC converter configured as described above, when a driving pulse is input to a base of the one transistor from a transistor driver that receives two pulses generated by a pulse generator and drives two transistors, the transistor is turned on. The input current according to the DC voltage input to the middle tap of the primary winding of the transformer is turned on and flows to the ground through the collector of the transistor. When the driving pulse is input to the base of the transistor, the transistor is turned on and the The input current according to the DC voltage input to the middle tap of the primary winding is flowed to the ground through the collector of the transistor.

이때 상기 트랜지스터(transistor)에 인가되는 구동 펄스(drive pulse)는 각 트랜지스터를 교번적으로 온/오프시킴에 따라 어느 하나의 트랜지스터가 턴-온 되면 다른 트랜지스터는 턴-오프되어야 하고, 이와 같이 트랜지스터가 교번적으로 온/오프 됨으로써 상기 변압기의 1차측을 흐르는 직류 전류의 방향이 교번적으로 바뀌어 교류화되며, 이에 따라 변압기를 통해 승압 또는 감압이 가능하게 된다.In this case, the drive pulse applied to the transistor turns on / off each transistor alternately so that when one transistor is turned on, the other transistor should be turned off. By alternately turning on and off, the direction of the direct current flowing through the primary side of the transformer is alternately altered to be altered, thereby allowing the voltage to be increased or reduced through the transformer.

또한, 상기 정류 회로부에서는 변압기를 통해 유도된 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환시킨 후, 이 변환된 직류 전압은 콘덴서에 의해 평활되어 출력된다.In the rectifier circuit unit, the rectified AC voltage induced through the transformer is rectified and converted into a DC voltage, and the converted DC voltage is smoothed and output by a capacitor.

그러나 이와 같은 종래의 일반적인 직류/직류 변환장치는, 직류를 교류로 변환시키기 위한 트랜지스터를 구동하기 위하여 많은 주변회로가 필요하게 됨으로써 설계면적이 증가되어 대형화/중형화로 인한 전력소모가 증가되며, 변압기의 특성상 전압 전달 효율이 낮아 성능이 저하되는 한편 입출력단에서는 돌입전류의 입력이나 노이즈 발생으로 인해 안정적인 출력을 얻지 못하는 경우가 있다.However, such a conventional DC / DC converter requires a large number of peripheral circuits to drive a transistor for converting direct current into alternating current, thereby increasing the design area and increasing power consumption due to the increase in size and size of the transformer. Due to the low voltage transfer efficiency, the performance is degraded. On the other hand, the input / output terminal may not obtain stable output due to inrush current input or noise generation.

본 고안은 배터리나 기타 직류 전원원으로부터의 직류 전압을 돌입전류나 전압 증폭으로 인한 노이즈 발생을 억제하면서 안정되고 증폭된 직류전압을 얻을 수 있도록 하는 직류 증폭 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a DC amplification converter which can obtain a stable and amplified DC voltage while suppressing noise generated by inrush current or voltage amplification of DC voltage from a battery or other DC power source.

도 1은 본 고안에 따른 직류 증폭 변환장치를 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a DC amplification converter according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

1 : 냉각팬 2 : 전류 검출센서1: cooling fan 2: current detection sensor

3 : 입력전압 제어부 4 : 교류/직류 변환부3: input voltage control unit 4: AC / DC conversion unit

LP : 램프 L1,L2 :코일LP: Lamp L1, L2: Coil

SW : 스위치 FET1∼FET4 : FETSW: Switch FET1 to FET4: FET

R1∼R6 : 저항 T : 트랜스R1 to R6: resistance T: transformer

D1∼D6 : 다이오드 C : 커패시터D1 to D6: diode C: capacitor

MS : 마그네틱 스위치MS: Magnetic Switch

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 직류 증폭 변환장치는, 180。의 위상차를 가지고 PWM 제어부로부터 입력되는 구동신호에 의해 두 쌍의 FET가 역구동되어 승압용 트랜스의 1차측에 공급되는 입력전압의 흐름을 제어하는 입력전압 제어부와, 상기 입력전압 제어부의 제어로 입력전압을 소정 주파수의 교류전압으로 증폭 변환하는 승압용 트랜스 및 상기 승압용 트랜스의 출력전압을 직류전압으로 변환하는 교류/직류 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the DC amplification converter according to the present invention for achieving the above object, two pairs of FETs are reverse driven by a drive signal input from a PWM control unit having a phase difference of 180 ° and supplied to the primary side of the boost transformer. An input voltage controller for controlling the flow of the input voltage, an boost transformer for amplifying and converting an input voltage into an AC voltage of a predetermined frequency under the control of the input voltage controller, and an AC transformer for converting an output voltage of the boost transformer into a DC voltage And a direct current converter.

상기 본 고안에 의한 직류 증폭 변환장치에 있어서, 상기 교류/직류 변환부의 후단에 설치되어 출력전압으로부터 교류성분을 필터링하기 위한 LC필터가 더 구비되는 것이 바람직하다.In the DC amplification converter according to the present invention, it is preferable that the LC filter for filtering the AC component from the output voltage is provided at the rear end of the AC / DC converter.

상기 본 고안에 의한 직류 증폭 변환장치에 있어서, 상기 직류 증폭 변환장치가 작동 중에 입력전류를 감지하기 위한 전류 감지센서(ST)가 더 구비되는 것이 바람직하다.In the DC amplification converter according to the present invention, it is preferable that the current detection sensor (ST) for detecting the input current during the DC amplification converter is further provided.

상기 본 고안에 의한 직류 증폭 변환장치에 있어서, 상기 직류 증폭 변환장치가 작중 중에 구동되어 상기 직류 증폭 변환장치를 냉각시키기 위한 냉각팬이 더 구비되는 것이 바람직하다.In the DC amplification converter according to the present invention, it is preferable that the DC amplification converter is further provided with a cooling fan for driving the DC amplification converter to cool the DC amplification converter.

이하에서는 예시도면과 함께 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention together with an exemplary drawing will be described in more detail.

도 1을 참조하면, 본 고안은 입력전압 제어부(3)와 교류/직류 변환부(4) 등을 구비하고 있다. 최초 스위치(SW)가 '온'상태로 절환되면, 배터리나 기타 전원원으로부터 입력되는 직류전압에 의해 코일(L1)이 여자되면서 마그네틱 스위치(MS)가 '온'상태로 절환되는 한편 램프(LP)가 점등되어 작동상태를 알리고, 냉각팬(1)이 작되어 변환장치의 각 구성요소를 냉각시키게 된다. 여기서, 커패시터(C3)와 저항(R1∼R4)는 충방전 동작으로 작동 초기 돌입전류의 흐름을 차단하는 역할을 한다.Referring to FIG. 1, the present invention includes an input voltage controller 3, an AC / DC converter 4, and the like. When the initial switch SW is switched to the ON state, the coil L1 is excited by the DC voltage input from the battery or other power source, and the magnetic switch MS is switched to the ON state while the lamp LP is turned on. ) Lights up to indicate the operating state, and the cooling fan 1 is made to cool each component of the converter. Here, the capacitor (C3) and the resistor (R1 ~ R4) serves to block the flow of the initial inrush current in the charge and discharge operation.

또한, 입력라인에 설치된 전류가 전류 검출센서(2)에 의해 검출되어 미도시된 제어수단에 공급되므로 변환장치에 입력되는 전류상태나 작동상태 및 과전류 흐름 등과 같은 변환장치의 전반적인 동작상태를 발광 다이오드나 LCD 등과 같은 각종 표시장치로 표시할 수 있을 것이다.In addition, since the current installed in the input line is detected by the current detection sensor 2 and supplied to a control unit (not shown), the light emitting diode displays an overall operating state of the converter such as a current state or an operating state and an overcurrent flow input to the converter. Or various display devices such as an LCD.

더 나아가서는 전류 검출센서(2)에 의해 검출되는 입력전류를 근거로 제어수단의 제어로 입력전압을 조절함으로써 보다 안정적인 출력전압을 얻을 수도 있을 것이다.Furthermore, a more stable output voltage may be obtained by adjusting the input voltage by the control of the control means based on the input current detected by the current detection sensor 2.

그리고 미도시된 PWM 제어부으로부터 소정의 주파수(62KHz)를 가지며 180。의 위상차를 가지는 구동신호가 FET(FET1,2)와 FET(FET3,4)의 게이트에 각각 입력되면, FET(FET1,2)와 FET(FET3,4)가 교변적으로 구동되면서 승압용 트랜스(T)의 1차측에 흐르는 전류의 방향을 절환한다(도면에서 승압용 트랜스(T)의 1차측 상단과 하단을 흐르는 서로 다른 방향으로 흐르는 전류를 말한다.).When a driving signal having a predetermined frequency (62KHz) and a phase difference of 180 ° is input to the gates of the FETs FET1 and 2 and the FETs FET3 and 4, respectively, from the PWM controller (not shown), And FETs FETs 3 and 4 are alternately driven to switch the direction of the current flowing in the primary side of the boost transformer T (in the drawings, different directions flowing through the upper and lower ends of the primary side of the boost transformer T). Refers to the current flowing into it).

다시 말하면, FET(FET1,2)의 게이트에 '하이'레벨의 구동신호가 가해지는 동안에는 입력전류가 승압용 트랜스(T)의 1차측(도면에서 윗쪽을 말한다)에만 흐르고, '하이'레벨의 구동신호가 FET(FET3,4)의 게이트에만 가해지는 동안에는 입력전류가 승압용 트랜스(T)의 1차측(도면에서 아랫쪽을 말한다)에만 흐르기 때문에 승압용 트랜스(T)의 2차측에서는 승압된 교류전류가 출력된다.In other words, while the driving signal of the 'high' level is applied to the gates of the FETs (FETs 1 and 2), the input current flows only on the primary side of the boosting transformer T (the upper side in the drawing), and the 'high' level While the drive signal is applied only to the gates of the FETs FETs 3 and 4, the input current flows only on the primary side of the boosting transformer T (refer to the bottom in the drawing), so the boosted AC is boosted on the secondary side of the boosting transformer T. The current is output.

여기서, 다이오드(D1)(D2)는 입력전류가 역방향으로 흐르는 것을 차단하는 역할을 한다.Here, the diodes D1 and D2 block the flow of the input current in the reverse direction.

이렇게 증폭된 승압용 트랜스(T)의 출력전압은 네 개의 다이오드(D3∼D6)로 구성된 브리지 다이오드에 의해 전파 정류되어 출력단으로 출력된다.The output voltage of the boosted transformer T thus amplified is full-wave rectified by a bridge diode composed of four diodes D3 to D6 and output to the output terminal.

이때 코일(L2)과 저항(R5)(R6) 그리고 커패시터(C2)로 구성된 LC 필터에 의해 출력전압에 포함된 각종 노이즈가 필터링되어 보다 안정된 직류전압을 얻을 수 있는 것이다.At this time, various noises included in the output voltage are filtered by the LC filter including the coil L2, the resistors R5, R6, and the capacitor C2, thereby obtaining a more stable DC voltage.

물론, 승압용 트랜스(T)의 1차측과 2차측의 권선수에 의해 입력전압을 승압시킬 수 있을 뿐만 아니라 감압도 가능함은 당연하다 할 것이다.Of course, the input voltage can be boosted by the number of windings on the primary side and the secondary side of the boosting transformer T, as well as the pressure can be reduced.

본 고안에 의하면, 배터리나 기타 직류 전원원으로부터의 직류 전압을 돌입전류나 전압 증폭으로 인한 노이즈 발생을 억제하면서 안정되고 증폭된 직류전압을 얻을 수 있는 특징을 갖는다.According to the present invention, it is possible to obtain a stable and amplified DC voltage while suppressing generation of noise due to inrush current or voltage amplification of DC voltage from a battery or other DC power source.

이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술 사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical idea of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended utility model registration claims. will be.

Claims

An input voltage controller for controlling a flow of an input voltage supplied to a primary side of a boost transformer by driving two pairs of FETs by a driving signal inputted from a PWM controller with a phase difference of 180 °;

A boost transformer for amplifying and converting an input voltage into an AC voltage having a predetermined frequency under the control of the input voltage controller; And

An AC / DC converter converting an output voltage of the boost transformer into a DC voltage;

DC amplification inverter characterized in that it comprises a.

The method of claim 1,

And an LC filter installed at a rear end of the AC / DC converter to filter an AC component from an output voltage.

The method of claim 1,

DC amplification converter further comprises a current sensor for sensing the input current during the DC amplification converter.

The method of claim 1,

And the DC amplification converter is driven during the operation to further provide a cooling fan for cooling the DC amplification converter.