KR200247524Y1

KR200247524Y1 - Overvoltage protection circuit for switching mode power supply

Info

Publication number: KR200247524Y1
Application number: KR2020010015258U
Authority: KR
Inventors: 김동훈
Original assignee: 김동훈
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2001-10-29

Abstract

본 고안은 과전압 보호회로용 전원공급장치에 관한 것으로서, 스위칭모드 전원공급장치에 있어서, 1차측으로 공급되는 입력전원을 소정의 레벨로 변환하여 2차측으로 유기하는 트랜스포머(30)와, 상기 트랜스포머의 온-오프상태를 제어하는 스위칭 트랜지스터(40)와, 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭동작을 제어하는 스위칭 제어용 IC(20)와, 상기 보조권선에 유기되는 전압을 스위칭 제어용IC에 공급하기 위한 다이오드와, 상기 다이오드의 캐소드와 접지사이에 연결된 캐패시터와, 상기 보조권선에 연결되어 샤이리스터의 게이트에 연결되고 샤이리스터를 턴온시키는 제너다이오드(82)와, 상기 스위칭 제어용IC의 스위칭동작을 억제하는 제너다이오드에 의해 입력된 전압에 의해 턴온된 샤이리스터(81)를 구비함을 특징으로 하여, 전원공급장치에서 전원회로계의 이상으로 출력전압이 설정치보다 과전압이 될 때에 스위칭 제어용 IC를 제어하여 출력측의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.The present invention relates to a power supply for an overvoltage protection circuit, comprising: a transformer (30) for converting an input power supplied to a primary side to a predetermined level and inducing the secondary to a secondary side; A switching transistor 40 for controlling an on-off state, a switching control IC 20 for controlling a switching operation of the switching transistor, a diode for supplying a voltage induced in the auxiliary winding to the switching control IC, A capacitor connected between the cathode of the diode and ground, a zener diode 82 connected to the auxiliary winding and connected to the gate of the thyristors and turning on the thyristors, and a zener diode that suppresses the switching operation of the switching control IC. A thyristors 81 turned on by the input voltage, characterized in that the power supply in the power supply By controlling the switching control IC when the output voltage outside of a rogye become over-voltage than the set value becomes the effect of preventing damage to the output side.

Description

Overvoltage protection circuit for switching mode power supply

본 고안은 과전압 보호회로용 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 전원공급기에서 출력회로계의 이상으로 출력전압이 설정치보다 과전압이 될 때에 출력을 차단하여 출력측의 손상을 방지하는 과전압 보호회로용 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply device for an overvoltage protection circuit, and in particular, a power supply device for an overvoltage protection circuit that blocks an output to prevent damage on the output side when the output voltage becomes overvoltage above a set value due to an abnormality of the output circuit system in the power supply. It is about.

일반적으로 전원공급장치의 대표격인 스위칭모드 전원공급장치(Switching Mode Power supply : SMPS)는 교류입력부와 교류입력된 값을 정류하여 직류로 변환시키는 정류부, 정류부에 의해서 정류된 교류전원의 전압을 변환시키는 트랜스포머, 트랜스포머에서 변환된 전압을 2차정류하는 2차측 정류부 및 입력단에는 출력단의 전압레벨에 따라 펄스폭이 변조되는 스위칭 제어용 IC가 구비되어 있다. 즉 스위칭모드 전원공급장치는 출력펄스에 따라 스위칭 트랜지스터에 따라서 스위칭주기가 가변되고, 이 스위칭주기에 따라 트랜스포머의 1차측으로부터 2차측에 유기되는 전류량이 제어되며, 이전류량에 따라서 출력단에 연결되는 부하에 공급되는 전압레벨이 제어된다.In general, a switching mode power supply (SMPS), which is representative of a power supply device, is a rectifier for rectifying an AC input unit and an AC input value and converting it into a DC, and a transformer for converting the voltage of the AC power rectified by the rectifier. The secondary rectifier and the input terminal for secondary rectifying the voltage converted by the transformer are provided with a switching control IC in which the pulse width is modulated according to the voltage level of the output terminal. That is, in the switching mode power supply, the switching period is changed according to the switching transistor according to the output pulse, and according to the switching period, the amount of current induced from the primary side to the secondary side of the transformer is controlled, and the load connected to the output terminal according to this amount of current. The voltage level supplied to is controlled.

전원공급장치에 부착된 전기 및 전자소자의 오동작으로 인하여 펄스폭 변조기의 스위칭시간이 길어지게 되면 이로 인하여 전원공급장치와 부하측에는 과전압 및 과전류가 공급되고, 이로 인하여 전원공급장치와 부하는 과열되거나 파괴되어 제기능을 상실하게 된다. 이를 방지하기 위하여 종래에는 스위칭모드 전원공급장치에 과전압 보호회로를 구성하고, 이 보호회로들을 펄스폭 변조기에 연결함으로써, 과전압으로로부터 전원공급장치와 부하를 보호하도록 하였다.If the switching time of the pulse width modulator is prolonged due to malfunction of electrical and electronic devices attached to the power supply, overvoltage and overcurrent are supplied to the power supply and the load side, resulting in overheating or destruction of the power supply and load. It will lose its function. In order to prevent this, conventionally, an overvoltage protection circuit is configured in a switching mode power supply, and the protection circuit is connected to a pulse width modulator to protect the power supply and the load from overvoltage.

도1에 종래의 과전압 보호회로를 사용한 스위칭모드 전원공급장치의 회로도가 도시되어 있다.Figure 1 shows a circuit diagram of a switched mode power supply using a conventional overvoltage protection circuit.

과전압 보호회로의 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이, 제너 다이오드(61)와 포토 커플러(62a, 62b)로 구성된다.An embodiment of the overvoltage protection circuit is composed of a zener diode 61 and photo couplers 62a and 62b, as shown in FIG.

즉, 부하에 일정전압 이상이 걸리게 되면 제너 다이오드(61)의 문턱전압 이상의 레벨을 갖는 전압은 제너 다이오드(61)를 통하여 포토 다이오드(62a)에 공급된다. 이에 따라, 포토 다이오드(62a)는 동작되어 빛을 방사하고, 이 빛은 포토 트랜지스터(62b)를 턴-온시킨다. 포토 트랜지스터(62b)가 턴-온되면 트랜스포머(30)의 1차측에 접속된 스위칭 제어용 IC(20)의 Vc단자가 로직 '로우'상태로 전환되어 스위칭 제어용 IC(20)의 스위칭동작을 차단한다. 이로써, 전원공급장치는 과전압으로부터 보호된다.That is, when the load is applied to a predetermined voltage or more, a voltage having a level higher than or equal to the threshold voltage of the zener diode 61 is supplied to the photodiode 62a through the zener diode 61. Accordingly, photodiode 62a is operated to emit light, which turns on phototransistor 62b. When the photo transistor 62b is turned on, the Vc terminal of the switching control IC 20 connected to the primary side of the transformer 30 is switched to a logic 'low' state to block the switching operation of the switching control IC 20. . This protects the power supply from overvoltages.

그런데 이와 같은 종래의 스위칭모드 전원공급장치에 의하면 각 출력단에 과전압 보호회로를 설치하여야하는 문제점이 있었다.However, according to the conventional switching mode power supply, there is a problem in that an overvoltage protection circuit must be provided at each output terminal.

따라서, 본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 전원공급장치에 구성되는 과전압 보호회로의 부품수를 줄이고, 간단하고 안전한 회로를 실현하는 과전압 보호회로용 전원공급장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve such a problem, the object of the present invention is to reduce the number of parts of the overvoltage protection circuit configured in the power supply, and to provide a power supply for the overvoltage protection circuit to realize a simple and safe circuit. It is.

도1은 종래의 과전압 보호회로용 전원공급장치를 나타내는 구성도1 is a configuration diagram showing a power supply for a conventional overvoltage protection circuit

도2는 본 고안에 의한 과전압 보호회로용 전원공급장치를 나타내는 블럭도Figure 2 is a block diagram showing a power supply for an overvoltage protection circuit according to the present invention

도3은 본 고안에 의한 과전압 보호회로용 전원공급장치를 나타내는 구성도3 is a block diagram showing a power supply for an overvoltage protection circuit according to the present invention

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

10 : 정류부 20 : 스위칭 제어용 IC10: rectifier 20: switching control IC

30 : 트랜스포머 40 : 스위칭 트랜지스터30: transformer 40: switching transistor

50 : 과전류 보호회로 60, 80 : 과전압 보호회로50: overcurrent protection circuit 60, 80: overvoltage protection circuit

53, 61, 81 : 제너 다이오드 52, 62 : 포토 커플러53, 61, 81: Zener diodes 52, 62: photocoupler

81 : 샤이리스터81: Shy Lister

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 트랜스포머의 2차측에 유기된 전압레벨에 따라 스위칭되는 스위칭소자와 트랜스포머의 보조권선에 유기되는 전압레벨에 따라서 일정전압 이상이 걸리게 되면 문턱전압을 넘어서서 도통하는 제너다이오드와 게이트단자에 전압이 인가되면 도통하는 사이리스터로 구성됨에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is that if a certain voltage or more is applied according to the voltage level induced by the switching element and the auxiliary winding of the transformer switched according to the voltage level induced on the secondary side of the transformer, The zener diode conducts and the thyristor conducts when a voltage is applied to the gate terminal.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 고안의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 고안이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통산의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in the following description, many specific details such as components of a specific circuit are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention may be practiced without these specific details. Esau will be self-evident to those who have a knowledge of the whole. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3에는 본 고안에 의한 과전압 보호회로용 전원공급장치의 회로도가 도시되어 있다.3 is a circuit diagram of a power supply for an overvoltage protection circuit according to the present invention.

도 3을 보면, 트랜스포머(30)는 입력단(Vin)으로부터 공급되는 입력전압을 1차측의 권선비와 2차측의 권선비에 따라 소정레벨로 변환하고, 스위칭 트랜지스터(40)는 스위칭 제어용 IC(20)의 출력펄스에 따라 온-오프 제어되어 트랜스포머(30)의 동작을 스위칭한다.Referring to FIG. 3, the transformer 30 converts the input voltage supplied from the input terminal Vin to a predetermined level according to the winding ratio of the primary side and the winding ratio of the secondary side, and the switching transistor 40 of the switching control IC 20 On-off control according to the output pulse to switch the operation of the transformer 30.

또한, 트랜스포머(30)의 2차측에 접속된 레귤레이터 IC(53)은 부하에 걸리는 전압으로부터 분압저항(R1, R2)에 의해 분압된 분압전압에 의해 기준전압을 잡아주다. 또한 포토 트랜지스터(52b)는 포토 다이오드(52a)의 스위칭동작에 연동되어 스위칭되며 스위칭 제어용 IC(20)에서 출력되는 펄스의 듀티값을 가변함으로써, 일정한 레벨의 출력전압이 부하에 공급되도록 한다.In addition, the regulator IC 53 connected to the secondary side of the transformer 30 takes the reference voltage by the divided voltage divided by the divided resistors R1 and R2 from the voltage applied to the load. In addition, the phototransistor 52b is switched in conjunction with the switching operation of the photodiode 52a and varies the duty value of the pulse output from the switching control IC 20 so that a constant level output voltage is supplied to the load.

그리고 스위칭 제어용 IC(20)의 Vc단에 공통으로 접속되는 제너다이오드(82)와 제너다이오드의 캐소드에 연결되어 문턱전압을 넘어서는 전압의 인가시에 도통하는 샤이리스터(81)을 구비하여 스위칭을 제어하도록 하는 본 고안의 과전압 보호동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.And a thyristors 81 connected to a zener diode 82 commonly connected to the Vc terminal of the switching control IC 20 and a cathode of the zener diode to conduct when a voltage exceeding a threshold voltage is applied. Referring to the overvoltage protection operation of the present invention to be as follows.

전원공급기에서 출력회로계의 이상으로 출력전압이 설정치보다 과전압이 인가되는 때에 트랜스포머(30)의 보조전원 권선에 직렬로 연결된 다이오드를 지나서 스위칭 제어용 IC(20)의 Vc단에 과전압이 인가된다.When the output voltage from the power supply to the output circuit system over the set value, the over voltage is applied to the Vc terminal of the switching control IC 20 through the diode connected in series to the auxiliary power winding of the transformer 30.

이때 제너다이오드(82)의 애노드에 문턱전압 이상이 될 경우, 제너다이오드(82)는 역방향으로 도통하게 되며, 이에 따라서 샤이리스터(81)의 게이트쪽에 전압이 인가되어 샤이리스터(81)가 동작하게 된다.At this time, when the anode of the zener diode 82 is above the threshold voltage, the zener diode 82 conducts in the reverse direction, and accordingly a voltage is applied to the gate side of the thyristors 81 so that the thyristors 81 operate. do.

그러므로 인하여 스위칭 제어용 IC(20)의 Vc단을 GND전위로 떨어뜨리게 되어 스위칭 제어용 IC(20)은 동작을 멈추게 되어 스위칭 트랜지스터(40)의 스위칭 동작을 멈추게 하여 출력전압을 GND전위로 떨어뜨려 전원공급기의 동작이 멈추게 된다.Therefore, the Vc terminal of the switching control IC 20 is dropped to the GND potential, so that the switching control IC 20 stops the operation to stop the switching operation of the switching transistor 40, thereby dropping the output voltage to the GND potential to supply the power supply. Will stop.

반대로 출력회로계의 이상이 제거되었을 때, 스위칭 동작을 다시 시작하게 된다.On the contrary, when the error of the output circuit system is eliminated, the switching operation is restarted.

한편, 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 고안의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 실용청구범위 뿐만 아니라 이 실용청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims, as well as equivalents.

본 고안에 의한 전원공급장치의 과전압 보호회로에 따르면, 전원공급장치에서 전원회로계의 이상으로 출력전압이 설정치보다 과전압이 될 때에 스위칭 제어용 IC를 제어하여 출력측의 손상을 방지할 수 잇는 효과가 있게 된다.According to the overvoltage protection circuit of the power supply device according to the present invention, when the output voltage exceeds the set value due to the abnormality of the power circuit system in the power supply device, the switching control IC is controlled to prevent the damage on the output side. do.

또한 본 고안은 보조전원에 과전압보호회로를 추가하여 소용량의 SCR로 과전압 보호회로를 구현하여 부품수를 줄이고, 간단하고 안전한 회로구성을 제공할 수 있으므로 1차측에서 과전압을 제어하여 응답속도가 빠른 효과도 있다.In addition, the present invention adds an overvoltage protection circuit to the auxiliary power supply, implements an overvoltage protection circuit with a small capacity SCR, reduces the number of parts, and provides a simple and safe circuit configuration. There is also.

Claims

A switching mode power supply, comprising: a transformer 30 for converting an input power supplied to a primary side to a predetermined level and inducing the secondary side; a switching transistor 40 for controlling an on-off state of the transformer; A switching control IC 20 for controlling the switching operation of the switching transistor, a diode for supplying a voltage induced in the auxiliary winding to the switching control IC, a capacitor connected between the cathode of the diode and ground, and the auxiliary winding A Zener diode 82 connected to the gate of the thyristors and connected to the gate of the thyristors, and the thyristors 81 turned on by a voltage input by the zener diodes for suppressing the switching operation of the switching control IC. Power supply for overvoltage protection circuit, characterized in that