KR200250640Y1

KR200250640Y1 - Output compensation circuit of trans

Info

Publication number: KR200250640Y1
Application number: KR2020010021294U
Authority: KR
Inventors: 김종문
Original assignee: 김종문
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2001-10-19

Abstract

본 고안은 RC 충방전회로를 이용한 트랜스의 출력 보상회로에 관한 것으로, AC전원으로부터 변환된 직류전원이나 배터리(1)로부터의 직류전원을 공급하는 직류전원원과, 상기 직류 전원원로부터 직류 전원을 공급받아 서로 다른 위상을 갖는 두 개의 구형파를 생성하는 구형파 발생부(2)와, 상기 구형파 발생부(2)로부터 구형파를 입력받아 트랜스(4)의 1차측 권선(L1)(L2)에 흐르는 전류가 흐르는 방향을 결정하는 스위칭부(3)와, 상기 스위칭부(3)의 구동에 따라 상기 직류 전원원으로부터 출력되는 직류전원을 1차측 권선(L1)(L2)과 2차측 권선(L3)(L4)의 권선비에 의해 구형파로 변압하여 출력하는 트랜스(4) 및 상기 트랜스(4)의 2차측 권선(L4)의 양단에 직렬 접속된 저항(R)과 커패시터(C)로 구성되어서, 상기 트랜스(4)의 2차측 권선(L4)으로부터 출력되는 구형파 중 중심점 이하의 구형파의 상승시간을 길게 하고 중심점 이상의 구형파의 하강시간을 길게 하여, 트랜스(4)의 구형파 출력을 싸인파 파형에 근접되게 보상하여 주는 RC 충방전회로(5)로 구성된 것이다.The present invention relates to an output compensation circuit of a transformer using an RC charging / discharging circuit, and includes a DC power source for supplying a DC power source converted from an AC power source or a DC power source from the battery 1, and a DC power source from the DC power source. A square wave generator 2 that receives two square waves having different phases from each other and a current flowing through the primary windings L1 and L2 of the transformer 4 by receiving a square wave from the square wave generator 2. The switching section 3 for determining the direction in which the flow flows, and the DC power output from the DC power source in accordance with the driving of the switching section 3, the primary winding (L1) (L2) and the secondary winding (L3) ( And a transformer (C) and a capacitor (C) connected in series with both ends of the transformer (4) for transforming and outputting the square wave by the winding ratio of L4) and the secondary winding (L4) of the transformer (4). Of square waves output from the secondary winding L4 of (4). The RC charge / discharge circuit 5 compensates the square wave output of the transformer 4 close to the sine wave waveform by increasing the rise time of the square wave below the center point and extending the fall time of the square wave above the center point.

따라서 본 고안에 의하면, 별도의 싸인파 발생회로나 변환회로를 구비하지 않고도 각종 전자제품에 싸인파로 사용 가능한 정도의 출력파형을 얻을 수 있는 것이다.Therefore, according to the present invention, an output waveform that can be used as a sine wave in various electronic products can be obtained without providing a separate sine wave generation circuit or a conversion circuit.

Description

Output compensation circuit of transformer using RF charging and discharging circuit

본 고안은 알씨(RC) 충방전회로를 이용한 트랜스의 출력 보상회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 RC 충방전회로를 이용하여 트랜스로부터 출력되는 구형파를 싸인파에 근접되게 변환할 수 있도록 하는 RC 충방전회로를 이용한 트랜스의 출력 보상회로에 관한 것이다.The present invention relates to an output compensation circuit of a transformer using an RC charging and discharging circuit, and more particularly, an RC to convert a square wave output from a transformer to a sine wave using a simple RC charging and discharging circuit. The present invention relates to a transformer output compensation circuit using a charge / discharge circuit.

종래의 인버터(inverter)는 대부분 직류전원을 교류전원으로 변환하도록 구성되어 있다. 이에 따라 직류전원을 교류전원으로 변환하기 위해서는 별도의 인버터를 구입해야만 한다. 또한, 직류전원을 상용의 교류전원으로 변환하는 장치는 그 구성이 매우 복잡하고 가격이 높다.Conventional inverters (inverters) are mostly configured to convert DC power into AC power. Accordingly, in order to convert DC power into AC power, a separate inverter must be purchased. In addition, a device for converting a DC power source into a commercial AC power source is very complicated in structure and high in price.

즉, 특허출원 제81-6977호(전력 변환장치)는 전파 브리지회로를 사용하여 교류와 직류 사이의 전력을 교환하도록 구성되어 있으나, 이는 전력 변환을 위한 복잡한 구성으로만 구성되어 있을 뿐 최종적으로 출력되는 전원을 보상해 주는 구성에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다.That is, patent application No. 81-6977 (power converter) is configured to exchange power between AC and DC using a full-wave bridge circuit, but it is composed only of a complex configuration for power conversion, finally output There is no description of the configuration that compensates for the power supply.

뿐만 아니라, 특허출원 제85-7786호(자기소호 소자를 이용한 전류형 전력 변환장치)는 입력측에 AC 전원이 연결되고, 출력측에는 DC 리액터를 거쳐 인버터가 연결되어 있으며, AC 전원의 정전을 검출하였을 때 배터리로부터 인버터에 DC 전력의 급전 및 환류를 행할 수 있는 DC 전력공급장치를 구비하고 있으나, 정전시 DC 전력을 급전 및 환류하기 위한 복잡한 구성만이 구비되어 있을 뿐 부하에 공급되는 전원의 파형을 보상하기 위한 구성이 전혀 보이지 않고 있다.In addition, Patent Application No. 85-7786 (Current type power converter using a self-defense element) has an AC power connected to the input side, an inverter connected to the output side via a DC reactor, and detected a power failure of the AC power. It has a DC power supply that can supply and recharge DC power from the battery to the inverter at the time, but it has only a complicated configuration for supplying and refluxing DC power in case of power failure. There is no configuration to compensate.

다시 말하면, 위에서 언급한 전력 변환을 위한 구성이나 정전을 대비하기 위한 구성이 복잡하게 구성되어 있어, 제조공정이 길어지고 가격이 상승되는 등의 문제점이 있다.In other words, there is a problem that the above-described configuration for power conversion or the configuration for preparing for power failure is complicated, so that the manufacturing process is long and the price is increased.

상기한 바와 같은 점을 감안한 본 고안은 트랜스(trans)의 권선비에 의해 출력전원의 피크치(peak value)를 설정함과 아울러 별도의 싸인파(sine wave) 발생회로나 변환회로를 구비하지 않고 간단한 구성의 RC 충방전회로의 충방전으로 트랜스의 2차측 권선으로부터 출력되는 구형파를 싸인파에 근접되게 보상해 줄 수 있도록 하는 RC 충방전회로를 이용한 출력 보상회로를 제공하는데 그 목적이 있다.In consideration of the above, the present invention sets a peak value of the output power by the winding ratio of a transformer and does not include a separate sine wave generation circuit or a conversion circuit. It is an object of the present invention to provide an output compensation circuit using an RC charging / discharging circuit which can compensate a square wave output from the secondary winding of a transformer to be close to a sine wave by charging / discharging of the RC charging / discharging circuit of the circuit.

도1은 본 고안에 의한 RC 충방전회로를 이용한 트랜스의 출력 보상회로를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an output compensation circuit of a transformer using an RC charge and discharge circuit according to the present invention.

도2는 도1의 각 노드에서의 출력상태를 나타내는 타임 챠트이다.FIG. 2 is a time chart showing an output state at each node of FIG.

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

1 : 배터리 2 : 구형파 발생부1 battery 2 square wave generator

3 : 스위칭부 4 : 트랜스3: switching unit 4: transformer

5 : RC 충방전회로 BD : 브리지 다이오드5: RC charge and discharge circuit BD: bridge diode

R,R1,R2 : 저항 FET1∼FET4 : FETR, R1, R2: resistors FET1 to FET4: FET

C : 캐패시터 SW1,SW2 : 스위치C: Capacitor SW1, SW2: Switch

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, AC전원으로부터 변환된 직류전원이나 배터리로부터의 직류전원을 공급하는 직류전원원과, 상기 직류 전원원로부터 직류 전원을 공급받아 서로 다른 위상을 갖는 두 개의 구형파를 생성하는 구형파 발생부와, 상기 구형파 발생부로부터 구형파를 입력받아 트랜스의 1차측 권선(L1)(L2)에 흐르는 전류가 흐르는 방향을 결정하는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 구동에 따라 상기 직류 전원원으로부터 출력되는 직류전원을 1차측 권선(L1)(L2)과 2차측 권선(L3)(L4)의 권선비에 의해 구형파로 변압하여 출력하는 트랜스를 포함하는 RC 충방전회로를 이용한 트랜스의 출력 보상회로에 있어서, 상기 트랜스의 2차측 권선(L4)의 양단에 직렬 접속된 저항과 커패시터로 구성되어서, 상기 트랜스의 2차측 권선(L3)(L4)으로부터 출력되는 구형파 중 중심점 이하의 구형파의 상승시간을 길게 하고 중심점 이상의 구형파의 하강시간을 길게 하여, 트랜스의 구형파 출력을 싸인파 파형에 근접되게 보상하여 주는 RC 충방전회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is, a direct current power source for supplying a direct current power source from a direct current power source or a battery converted from an AC power supply, and two having a different phase by receiving a direct current power supply from the direct current power source A square wave generator for generating two square waves, a switching unit configured to receive a square wave from the square wave generator and determine a direction in which a current flowing in the primary windings L1 and L2 of the transformer flows; A transformer using an RC charging / discharging circuit including a transformer for converting a DC power output from a DC power source into a square wave by the turns ratio of the primary windings L1 and L2 and the secondary windings L3 and L4. An output compensating circuit comprising a resistor and a capacitor connected in series with both ends of the secondary winding L4 of the transformer, and connected to the secondary windings L3 and L4 of the transformer. And an RC charging / discharging circuit which compensates the square wave output of the transformer to be close to the sine wave waveform by lengthening the rising time of the square wave below the center point and extending the falling time of the square wave above the center point. do.

이하에서는, 본 고안의 구체적인 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a specific embodiment of the present invention will be described in detail.

도1을 참조하면, 트랜스(T)의 1차측 권선에는 교류(AC)전원이 연결되고, 상기 트랜스(T)의 2차측 권선에는 교류전원을 정류하여 배터리(1)에 공급하는 브리지 다이오드(BD)가 연결되어 있다. 이때 스위치(SW1)는 트랜스(T)의 1차측 권선에 공급되는 교류전원의 레벨 변동시 브리지 다이오드(BD)에 공급되는 트랜스(T)의 2차측 권선의 출력을 선택하는 역할을 하도록 되어 있다.Referring to FIG. 1, an AC power source is connected to a primary winding of a transformer T, and a bridge diode BD rectifying AC power to a secondary winding of the transformer T and supplying the rectified AC power to the battery 1. ) Is connected. At this time, the switch SW1 serves to select the output of the secondary winding of the transformer T supplied to the bridge diode BD when the level of the AC power supplied to the primary winding of the transformer T changes.

상기한 배터리(1)로부터 출력되는 직류전원은 스위치(SW2)를 통해 트랜스(4)의 1차측 권선(L1)(L2)의 접속점에 공급할 수 있도록 연결되어 있고, 배터리(1)에 충전된 직류전원을 교류전원으로 변환하기 위한 기준이 되는 60 Hz의 구형파를 생성하는 구형파 발생부(2)에 공급되도록 연결되어 있으며, 상기 구형파 발생부(2)의 구형파 출력은 저항(R1)(R2)을 통해 전계효과 트랜지스터(FET)(FET1∼FET4)의 게이트에 각각 공급되도록 연결되어 있다.The DC power output from the battery 1 is connected to supply the connection point of the primary windings L1 and L2 of the transformer 4 through the switch SW2, and the DC power charged in the battery 1 is supplied. It is connected to supply a square wave generator 2 for generating a 60 Hz square wave as a reference for converting the power into an AC power source, the square wave output of the square wave generator 2 is a resistor (R1) (R2) Through the gates of the field effect transistors FETs FET1 to FET4, respectively.

상기 FET(FET1,FET2)의 일단과 FET(FET3,FET4)의 일단은 각각 트랜스(4)의 1차측 권선(L1)(L2) 양단에 각각 연결되어 있고, 상기 트랜스(4)의 2차측 권선(L3)(L4)에는 110V 혹은 220V의 교류전원이 출력되는 출력단자가 구성되어 있다. 여기서, 110V의 교류전원이 출력되는 트랜스(4)의 2차측 권선(L4)에는 저항(R)과 커패시터(C)로 구성된 RC 충방전회로(5)가 접속되어 출력되는 구형파 중 중심점 이하의 구형파의 상승시간을 길게 하고 중심점 이상의 구형파의 하강시간을 길게 하여, 트랜스(4)의 구형파 출력이 싸인파 파형에 근접되게 보상하여 준다.One end of the FET (FET1, FET2) and one end of the FET (FET3, FET4) are respectively connected to both ends of the primary winding (L1) (L2) of the transformer (4), the secondary winding of the transformer (4) L3 and L4 are configured with output terminals for outputting 110V or 220V AC power. Here, the square wave below the center point among the square waves output by connecting the RC charging / discharging circuit 5 composed of the resistor R and the capacitor C to the secondary winding L4 of the transformer 4 to which the AC power of 110V is output. By increasing the rising time of the square wave and the falling time of the square wave above the center point, the square wave output of the transformer 4 is compensated to be close to the sine wave waveform.

이와 같이 구성된 본 고안의 동작을 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.

먼저, 배터리(1)에서는 배터리(1)의 직류전원이 완전히 방전되었을 경우나 혹은 배터리(1)의 직류전원이 최대용량(예를 들면, 12V, 100AH를 말한다)까지 충전되지 않았을 경우 브리지 다이오드(BD)를 통한 전원의 충전이 이루어진다.First, in the battery 1, when the DC power of the battery 1 is completely discharged or when the DC power of the battery 1 is not charged to the maximum capacity (for example, 12V, 100AH), the bridge diode ( The charging of the power via BD) is performed.

보다 상세하게는 외부로부터의 교류전원은 트랜스(T)에 의해 소정레벨(12V)로 낮아진 후 브리지 다이오드(BD)에 공급되며, 이는 낮아진 레벨의 교류전원을 직류전원으로 정류하여 배터리(1)에 공급하기 때문에 교류전원이 직류전원으로 배터리(1)에 충전되게 된다.In more detail, AC power from the outside is lowered to a predetermined level (12V) by the transformer T and then supplied to the bridge diode BD, which rectifies the lower level AC power to DC power to the battery 1. Since the AC power is supplied, the battery 1 is charged with the DC power.

여기서, 스위치(SW1)는 트랜스(T)의 1차측 권선에 입력되는 교류 전원에 이상이 발생하여 과도하게 높은 레벨로 입력되거나 혹은 너무 낮은 레벨로 입력되는 경우 브리지 다이오드(BD)에 가해지는 교류전원이 레벨이 변동되면서 최종적으로 배터리(1)에 충전되는 직류전원이 레벨이 달라진다는 점을 감안하여 트랜스(T)의 2차측 권선으로부터 출력되는 출력전원을 선택하는 기능을 갖는다.Here, the switch SW1 is an AC power applied to the bridge diode BD when an abnormality occurs in an AC power input to the primary winding of the transformer T and is input at an excessively high level or at an extremely low level. In consideration of the fact that the level of the DC power finally charged to the battery 1 changes as the level changes, the output power output from the secondary winding of the transformer T is selected.

이렇게 배터리(1)에 직류전원을 충전한 상태에서 스위치(SW2)를 '온'상태로 전환하게 되면, 도2의 (A)와 같은 직류전원이 트랜스(4)의 1차측 권선(L1)(L2)의 접속점과 구형파 발생부(2)에 각각 공급되게 된다.When the switch SW2 is turned on in the state in which the DC power is charged to the battery 1, the DC power supply as shown in FIG. 2A is converted to the primary winding L1 of the transformer 4. It is supplied to the connection point of L2) and the square wave generation part 2, respectively.

그리하면, 구형파 발생부(2)는 배터리(1)에 충전된 직류전원을 교류전원으로 변환하기 위한 기준이 되는 60 Hz의 구형파를 도2의 (B)(C)와 같이 생성하여 저항(R1)과 저항(R2)을 통해 FET(FET1∼FET4)의 게이트에 각각 공급하게 된다.Then, the square wave generator 2 generates a 60 Hz square wave as a reference for converting the DC power charged in the battery 1 into the AC power as shown in FIG. And the resistor R2 are supplied to the gates of the FETs FET1 to FET4, respectively.

여기서, FET(FET1,FET3)의 게이트에 공급되는 구형파와 FET(FET3,FET4)의 게이트에 공급되는 구형파 사이에는 도2의 (B)와 도2의 (C) 사이에서와 같이 소정의 위상(T1) 차이를 갖으며, 이들의 '하이' 레벨과 '로우'레벨 사이에도 소정의위상(T2) 차이를 갖는다.Here, between the square wave supplied to the gates of the FETs FET1 and FET3 and the square wave supplied to the gates of the FETs FET3 and FET4, a predetermined phase (as shown in FIG. 2B and FIG. T1), and has a predetermined phase T2 difference between their 'high' level and 'low' level.

다시 말하면, FET(FET1, FET3)의 게이트에 공급되는 구형파와 FET(FET3, FET4)의 게이트에 공급되는 구형파 사이에 소정의 위상(T1) 차이가 있기 때문에 FET(FET1, FET3)와 FET(FET3, FET4)가 서로 교대로 구동되게 된다.In other words, since there is a predetermined phase T1 difference between the square wave supplied to the gates of the FETs FET1 and FET3 and the square wave supplied to the gates of the FETs FET3 and FET4, the FETs FET1 and FET3 and FET3. And FET4 are driven to alternately.

이에 따라 트랜스(4)의 1차측 권선(L1)(L2)의 접속점에 공급중인 배터리(1)의 직류 전원이 도2의 (C) 및 도2의 (D)와 같은 파형으로 트랜스(4)의 1차측 권선(L1) 및 다른 권선(L2) 그리고 FET(FET1, FET3)와 FET(FET3, FET4)를 통해 접지로 흐르게 된다. 이 때 트랜스(4)의 1차측 권선(L1)과 다른 권선(L2)에 흐르는 직류전원 사이에도 도2의 (D)와 도2의 (E)에서와 같이 소정의 위상(T3) 차이를 가짐을 알 수 있다.As a result, the direct current power supply of the battery 1 being supplied to the connection point of the primary windings L1 and L2 of the transformer 4 has a waveform as shown in FIGS. 2 (C) and 2 (D). The primary winding L1 and the other winding L2 and the FETs (FET1, FET3) and FETs (FET3, FET4) of the flow to ground. At this time, there is also a predetermined phase T3 difference between the primary winding L1 of the transformer 4 and the DC power flowing through the other winding L2 as shown in FIG. 2D and 2E. It can be seen.

이렇게 트랜스(4)의 1차측 권선(L1)과 다른 권선(L2)에 도2의 (D)(E)와 같은 전원이 서로 다른 방향으로 흐르기 때문에 트랜스(4)의 2차측 권선(L3)(L4)에서는 도2의 (F)와 같은 교류전원을 얻을 수 있다. 물론, 출력단자를 달리하면 교류전원의 레벨이 달라지게 된다.In this way, since a power source such as (D) (E) of FIG. 2 flows in different directions to the primary winding L1 of the transformer 4 and the other winding L2, the secondary winding L3 of the transformer 4 ( In L4), an AC power supply as shown in Fig. 2F can be obtained. Of course, different output terminals have different AC power levels.

더 나아가서는 트랜스(4)의 2차측 권선(L3)(L4)으로부터 출력되는 도2의 (F)와 같은 교류전원이 RC 충방전회로(5)를 거치게 되면, RC 충방전회로(5)의 충방전에 의해 도2의 (F)와 같이 교류전원의 위상이 보상되어 도2의 (G)와 같이 싸인파와 유사한 교류전원으로 출력되는 것이다. 다시 말하면, 트랜스(4)의 2차권선(L3)(L4)으로부터 출력되는 구형파 중 중심점 이하의 구형파에 대해서는 도 2의 (G)에서와 같이 RC 충방전회로(5)의 충방전 동작으로 구형파의 상승시간이 길어지는 한편 중심점이상의 구형파에 대해서는 도 2의 (G)에서와 같이 RC 충방전회로(5)의 충방전 동작으로 구형파의 하승시간이 길어지면서 구형파가 싸인파에 가깝게 변형되어 출력되는 것이다.Furthermore, when an AC power source such as (F) of FIG. 2 output from the secondary windings L3 and L4 of the transformer 4 passes through the RC charging / discharging circuit 5, the RC charging / discharging circuit 5 may be removed. The charging and discharging compensates the phase of the AC power supply as shown in FIG. 2F and outputs the AC power similar to a sine wave as shown in FIG. In other words, the square waves below the center point among the square waves output from the secondary windings L3 and L4 of the transformer 4 are square waves by the charging / discharging operation of the RC charging / discharging circuit 5 as shown in FIG. While the rise time of the square wave is longer than the center point, the square wave is deformed to be close to the sine wave while the falling time of the square wave is increased by the charging / discharging operation of the RC charging / discharging circuit 5 as shown in FIG. will be.

바람직하게는 상기한 구형파 발생부(2) 내에 배터리(1)로부터 출력되는 직류전원의 레벨을 검출하고, 이 직류전원의 레벨이 소정의 전압(예를 들면, 2V 등을 말한다) 이하로 검출되게 되면, FET(FET1∼FET4)의 게이트에 공급되는 구형파 신호를 발생하지 않도록 함으로써, 트랜스(4)의 2차측 권선(L3)(L4)에서 낮은 레벨의 교류 전원이 출력되는 것을 사전에 방지할 수 있는 것이다.Preferably, the level of the DC power output from the battery 1 is detected in the square wave generating unit 2, and the level of the DC power is detected below a predetermined voltage (for example, 2V, etc.). In this case, the square wave signals supplied to the gates of the FETs FET 1 to FET 4 are not generated, thereby preventing the AC power of low level from being output from the secondary windings L3 and L4 of the transformer 4 in advance. It is.

따라서 본 고안에 의하면, 별도의 싸인파 발생회로나 변환회로를 구비하지 않고도 직류전원으로부터 각종 전자제품에 싸인파로 사용 가능한 정도의 출력파형을 얻을 수 있는 것이다.Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an output waveform that can be used as a sine wave in various electronic products from a DC power supply without providing a separate sine wave generation circuit or a conversion circuit.

이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 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 spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended utility model claims. will be.

Claims

A DC power source for supplying DC power converted from an AC power source or a DC power source from the battery 1, and a square wave generator for generating two square waves having different phases by receiving DC power from the DC power source (2) ), A switching unit 3 which receives a square wave from the square wave generator 2 and determines a direction in which a current flowing in the primary windings L1 and L2 of the transformer 4 flows, and the switching unit 3 And a transformer 4 for transforming the DC power output from the DC power source into a square wave by the turns ratio of the primary windings L1, L2 and the secondary windings L3, L4. In the output compensation circuit of the transformer using the RC charging and discharging circuit,

A square wave which is composed of a resistor R and a capacitor C connected in series at both ends of the secondary winding L4 of the transformer 4, and is output from the secondary winding L3 and L4 of the transformer 4. Further comprising a RC charging and discharging circuit (5) for increasing the rise time of the square wave below the center point and the fall time of the square wave above the center point to compensate the square wave output of the transformer (4) close to the sine wave waveform. Output compensation circuit of the transformer using the RC charging and discharging circuit.