KR200285758Y1 - Apparatus for protection of SMPS - Google Patents

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KR200285758Y1
KR200285758Y1 KR2020020012873U KR20020012873U KR200285758Y1 KR 200285758 Y1 KR200285758 Y1 KR 200285758Y1 KR 2020020012873 U KR2020020012873 U KR 2020020012873U KR 20020012873 U KR20020012873 U KR 20020012873U KR 200285758 Y1 KR200285758 Y1 KR 200285758Y1
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Inventor
배영찬
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동진전원 주식회사
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Abstract

본 고안은 SMPS의 보호장치에 관한 것으로서, 직류/직류변환기의 입력전압을 감지하여 입력 허용전압 범위의 상한치와 하한치 이외의 전압이 입력될 경우 이를 차단하고, SMPS의 탈실장이나 전원의 온/오프시 발생되는 돌입전류의 영향을 최소화하므로서, SMPS 내부의 소자를 보호하도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a protection device of the SMPS, detects the input voltage of the DC / DC converter, and cuts off any voltage other than the upper and lower limits of the input allowable voltage range, and removes the mounting or power on / off of the SMPS. The purpose is to protect the devices inside the SMPS by minimizing the effects of inrush current generated during the circuit.

이와 같은 본 고안은 SMPS의 돌입전류를 차단하는 돌입전류방지부를 사용하여 스위칭전원공급장치의 내부 소자를 보호하는 보호장치에 있어서, 상기 SMPS에 입력되는 입력전압에서 고전압을 감지하는 고전압감지부와, 상기 입력전압에서 저전압을 감지하는 저전압감지부와, 상기 고전압감지부 및 저전압감지부의 바이어스전압에 의해 구동하여 입력전압을 차단하는 전압차단부와, 상기 고전압감지부 및 저전압감지부의 감지전압이 정상일 경우 정상입력 상태로 복귀시키는 히스테리시스부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention is a protection device for protecting the internal element of the switching power supply using the inrush current prevention unit for blocking the inrush current of the SMPS, a high voltage sensing unit for detecting a high voltage from the input voltage input to the SMPS, A low voltage sensing unit for detecting a low voltage from the input voltage, a voltage blocking unit for driving the high voltage sensing unit and a low voltage sensing unit to cut off the input voltage, and a sensing voltage of the high voltage sensing unit and the low voltage sensing unit is normal And a hysteresis unit for returning to a normal input state.

Description

스위칭전원공급장치의 보호장치 {Apparatus for protection of SMPS}Protection device of switching power supply {Apparatus for protection of SMPS}

본 고안은 스위칭전원공급장치(Switching Mode Power Supply : 이하, 'SMPS'라 약칭함)를 보호하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직류/직류(DC/DC)변환기의 입력전압을 감지하여 허용전압 범위에서 벗어날 경우 또는 돌입전류로부터 SMPS 내부소자를 보호하여 고장을 방지하도록 하는 SMPS의 보호장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for protecting a switching mode power supply (hereinafter, abbreviated as 'SMPS'), and more particularly, by detecting an input voltage of a DC / DC converter. The present invention relates to a SMPS protection device that protects the SMPS internal devices from inrush current or from inrush current to prevent failure.

도 1은 종래기술에 따른 돌입전류를 방지하기 위한 회로 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 입력전원이 인가되면 저항(R8)을 통해 제너다이오드(ZD3)에 인가되어 정전압을 유지하며 이 전압은 캐패시터(C2)에 충전된다. 캐피시터(C2)가 일정시간동안 충전이 완료되면 전계효과트랜지스터(FET)가 턴온(Turn on)되어 입력전원을 출력하여 SMPS 입력회로에 공급된다.1 is a circuit diagram for preventing inrush current according to the related art. As shown in FIG. 1, when an input power is applied, the circuit is applied to the zener diode ZD3 through a resistor R8 to maintain a constant voltage. It is charged to the capacitor C2. When the capacitor C2 is charged for a predetermined time, the field effect transistor FET is turned on to output the input power and is supplied to the SMPS input circuit.

입력전원이 인가되면 캐패시터(C2)가 충전되는 시간동안 입력과 출력을 지연시키는 소프트스타트 기능을 함으로써 돌입전류를 억제하였다.When the input power is applied, the inrush current is suppressed by a soft start function that delays the input and output during the time that the capacitor C2 is charged.

SMPS의 특성은 입력전압이 증가하면 입력전류가 감소하고 입력전압이 감소하면 입력전류가 증가한다. 이에 따라서 입력전압이 높을 때는 각 소자들의 전압 스트레스가 증가하고 입력전압이 낮아지면 각 소자들의 전류 스트레스가 증가되어 입력전압이 허용전압 범위 이상으로 증가하거나 입력전압이 허용전압 범위 이하로 감소하는 경우 고장의 원인이 되고 또한 입력전압이 허용 전압 범위 이하로 감소하는 경우 기기의 오류가 발생되는 문제점이 있었다.The characteristic of SMPS is that the input current decreases as the input voltage increases, and the input current increases as the input voltage decreases. Accordingly, when the input voltage is high, the voltage stress of each device increases, and when the input voltage decreases, the current stress of each device increases, causing a failure when the input voltage increases above the allowable voltage range or the input voltage decreases below the allowable voltage range. In addition, when the input voltage decreases below the allowable voltage range, a device error occurs.

본 고안은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 직류/직류변환기의 입력전압을 감지하여 입력 허용전압 범위의 상한치와 하한치 이외의 전압이 입력될 경우 이를 차단하고, SMPS의 탈실장이나 전원의 온/오프시 발생되는 돌입전류의 영향을 최소화하므로서, SMPS 내부의 소자를 보호하도록 하는 SMPS의 보호장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the purpose is to detect the input voltage of the DC / DC converter to cut off the input voltage other than the upper limit and the lower limit of the input allowable voltage range, SMPS The present invention provides a protection device for an SMPS that protects devices inside the SMPS while minimizing the influence of inrush current generated during demounting or power on / off.

도 1은 종래 기술에 따른 SMPS의 돌입전류 방지회로 구성도이고,1 is a block diagram of an inrush current prevention circuit of the SMPS according to the prior art,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 SMPS의 보호장치의 회로구성도이다.2 is a circuit diagram of a protection device of an SMPS according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10 : 고전압감지부 20 : 저전압감지부10: high voltage detection unit 20: low voltage detection unit

30 : 전압차단부 40 : 히스테리시스부30: voltage cut off part 40: hysteresis part

50 : 돌입전류 방지부50: inrush current prevention unit

본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 SMPS의 보호장치는 SMPS의 돌입전류를 차단하는 돌입전류방지부를 사용하여 스위칭전원공급장치의 내부 소자를 보호하는 보호장치에 있어서, 상기 SMPS에 입력되는 입력전압에서 고전압을 감지하는 고전압감지부와, 상기 입력전압에서 저전압을 감지하는 저전압감지부와, 상기 고전압감지부 및 저전압감지부의 바이어스전압에 의해 구동하여 입력전압을 차단하는 전압차단부와, 상기 고전압감지부 및 저전압감지부의 감지전압이 정상일 경우 정상입력 상태로 복귀시키는 히스테리시스부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The protection device of the SMPS according to the present invention for achieving the object of the present invention is a protection device for protecting the internal elements of the switching power supply using an inrush current blocking unit for blocking the inrush current of the SMPS, which is input to the SMPS A high voltage sensing unit for sensing a high voltage at an input voltage, a low voltage sensing unit for detecting a low voltage at the input voltage, a voltage blocking unit for driving the high voltage sensing unit and a low voltage sensing unit by a bias voltage, and blocking the input voltage; And a hysteresis unit for returning to a normal input state when the detected voltages of the high voltage detector and the low voltage detector are normal.

이와 같이 이루어진 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention made as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 SMPS의 보호장치의 회로 구성도로서, SMPS로 입력되는 전압에서 고전압을 감지하는 고전압감지부(10)와, 상기 입력전압에서 저전압을 감지하는 저전압감지부(20)와, 상기 고전압감지부(10) 및 저전압감지부(20)의 바이어스전압에 의해 구동하여 입력전압을 차단하는 전압차단부(30)와, 상기 고전압감지부(10) 및 저전압감지부(20)의 감지전압이 정상일 경우 정상입력 상태로 복귀시키는 히스테리시스부(40)와, 상기 입력전압 투입시 순간적으로 투입되는 돌입전류를 검지하여 차단하는 돌입전류 방지부(50)로 구성된다.2 is a circuit diagram of a protection device of an SMPS according to an embodiment of the present invention, a high voltage sensing unit 10 for detecting a high voltage from a voltage input to the SMPS, and a low voltage sensing unit for sensing a low voltage at the input voltage ( 20), a voltage blocking unit 30 for driving an input voltage by blocking the input voltage by driving the bias voltages of the high voltage detecting unit 10 and the low voltage detecting unit 20, and the high voltage detecting unit 10 and the low voltage detecting unit ( 20 is composed of a hysteresis unit 40 for returning to a normal input state when the sensed voltage is normal, and an inrush current prevention unit 50 for detecting and blocking an inrush current instantaneously input when the input voltage is input.

여기서, 고전압감지부(10)는 제 1 저항(R1)에 직렬 연결된 제 4 제너다이오드(ZD4)와 분압하는 제 2 저항과, 상기 제 4 제너다이오드(ZD4)의 애노드(Anode) 단에 베이스(Base)단이 연결되어 입력 고전압시 턴온하는 제 4 트랜지스터(Q4)와, 상기 제 4 트랜지스터(Q4)의 콜렉터(Collector)단에 직렬로 연결되어 분압하는 제 3, 제 12 저항(R3, R12)과, 상기 제 3, 제 12 저항(R3, R4) 사이에 접속되어 상기제 4 트랜지스터(Q4)에 의해 구동하는 제 3 트랜지스터(Q3)로 연결 구성된다.Here, the high voltage detector 10 may include a second resistor for dividing the fourth zener diode ZD4 connected in series with the first resistor R1 and a base (Anode) of the fourth zener diode ZD4. A third and twelfth resistors R3 and R12 connected in series to a fourth transistor Q4 connected to a base terminal and turned on at an input high voltage, and connected to a collector terminal of the fourth transistor Q4 in series; And a third transistor Q3 connected between the third and twelfth resistors R3 and R4 and driven by the fourth transistor Q4.

또한, 저전압감지부(20)는 상기 전압차단부(30)의 출력단에 직렬로 연결된 제 9, 제 10 저항(R9, R10)과, 상기 제 9, 제 10 저항(R9, R10)으로 분압하여 연결되어 입력 저전압시 턴오프(turn off)되는 제 5 트랜지스터(Q5)와, 상기 제 5 트랜지스터(Q5)의 콜렉터 단에 접속되어 직렬 연결된 제 2 제너다이오드(ZD2)와 제 6 저항(R6)으로 연결 구성된다.In addition, the low voltage detecting unit 20 divides the ninth and tenth resistors R9 and R10 and the ninth and tenth resistors R9 and R10 connected in series with the output terminal of the voltage cutoff unit 30. Connected to the fifth transistor Q5 connected to the collector terminal of the fifth transistor Q5 to be turned off when the input low voltage is connected to the second zener diode ZD2 and the sixth resistor R6 connected in series. The connection is made up.

또한, 전압차단부(30)는 입력전원에 연결되어 이상 전압 및 정상전압 인가시 동작하는 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단에 직렬로 연결되어 상기 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)를 구동하는 제 7, 제 8 저항(R7, R8)과, 상기 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트(Gate) 시간지연을 위한 제 2 캐패시터(C2)의 방전용 제 1 다이오드(D1)으로 연결 구성된다.In addition, the voltage cut-off unit 30 is connected in series to the collector terminal of the second transistor Q2 which is connected to an input power source and operates when an abnormal voltage and a normal voltage are applied, and thus the field effect transistor of the inrush current preventing unit 50 is formed. The seventh and eighth resistors R7 and R8 driving the FET and the second capacitor C2 for delaying the gate time of the field effect transistor FET of the inrush current preventing unit 50. It is connected to the dedicated first diode D1.

또한, 히스테리시스부(40)는 입력전원에 연결되어 입력전압 인가시 도통되는 제 1 제너다이오드(ZD1)와, 상기 제 1 제너다이오드(ZD1)에 직렬로 연결되어 분압하는 제 4, 제 5 저항(R4, R5)과, 상기 제 4, 제 5 저항(R4, R5)에서 상기 전압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단에 연결 구성된다.In addition, the hysteresis unit 40 is connected to an input power source and is connected to a first zener diode ZD1 that is turned on when an input voltage is applied, and fourth and fifth resistors connected in series to the first zener diode ZD1 to divide the voltage. R4 and R5 and the fourth and fifth resistors R4 and R5 are connected to the base terminal of the second transistor Q2 of the voltage blocking unit 30.

또한, 돌입전류 방지부(50)는 입력전원을 온/오프시키는 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 전압을 안정시키는 제 3 제너다이오드(ZD3)와, 상기 제 3 제너다이오드(ZD3)에 병렬로 연결되어 도통시간을 지연하는 제 2 캐패시터(C2)와, 상기 제 2 캐패시터(C2)를 방전시키는 제 11 저항(R11)로 연결 구성된다.In addition, the inrush current preventing unit 50 is connected in parallel to the third zener diode ZD3 for stabilizing the gate voltage of the field effect transistor FET for turning on / off the input power and the third zener diode ZD3 in parallel. And a second capacitor C2 for delaying the conduction time, and an eleventh resistor R11 for discharging the second capacitor C2.

이와 같이 구성된 본 고안 실시예에 따른 작용을 첨부된 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in more detail with reference to Figure 2 attached to the operation according to the embodiment of the present invention is configured as follows.

먼저, 본 고안은 SMPS에 공급되는 전원 중 돌입전류와 허용범위를 벗어나는 고전압, 저전압을 차단하므로, SMPS가 안정적인 전원영역에서 동작하도록 한다.First, the present invention blocks the inrush current and the high voltage and the low voltage outside the allowable range of the power supplied to the SMPS, so that the SMPS operates in a stable power region.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 SMPS의 보호장치의 회로 구성도로서, 먼저, 고전압 감지부(10)는 입력전압에 대하여 입력전압 분배용 저항(R1, R2), 제 4 제너다이오드(ZD4)에 의하여 분배한다. 즉, 제 1 저항(R1)과 제 4 제너다이오드(ZD4)가 직렬연결되어 제 2 저항(R2)과 분배하여 제 4 트랜지스터(Q4)의 베이스단에 연결되어 입력전압이 허용범위 이상 상승하여 제 4 제너다이오드(ZD4)가 도통되면 제 4 트랜지스터(Q4)가 턴온되게 되고, 제 4 트랜지스터(Q4)의 턴온에 의해 제 3, 제 12 저항(R3, R12)으로 분압하여 연결된 제 3 트랜지스터(Q3) 베이스에 정바이어스 전압이 인가되어 제 3 트랜지스터(Q3)가 턴온되어 전압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 역바이어스 전압이 인가되어 트랜지스터(Q2)가 턴오프 상태로 된다.FIG. 2 is a circuit diagram of a protection device of an SMPS according to an embodiment of the present invention. First, the high voltage sensing unit 10 includes the input voltage distribution resistors R1 and R2 and a fourth zener diode ZD4 with respect to the input voltage. To distribute). That is, the first resistor R1 and the fourth zener diode ZD4 are connected in series, are divided with the second resistor R2, are connected to the base terminal of the fourth transistor Q4, and the input voltage rises above the allowable range. When the zener diode ZD4 is turned on, the fourth transistor Q4 is turned on, and the third transistor Q3 is connected to the third and twelfth resistors R3 and R12 by being turned on by the fourth transistor Q4. The positive bias voltage is applied to the base to turn on the third transistor Q3, and the reverse bias voltage is applied to the base of the second transistor Q2 of the voltage cutoff unit 30 to turn off the transistor Q2. .

여기서, 전압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)가 입력 고전압으로 인해 턴오프 상태를 유지하면 돌입전류 방지부(30)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 동작전압이 차단되어 주 SMPS의 입력전원이 차단되게 되어 입력 고전압으로부터 SMPS 내부 소자들의 전압 스트레스를 보호하는 역할을 한다.Here, when the second transistor Q2 of the voltage blocking unit 30 maintains the turn-off state due to the input high voltage, the gate operation voltage of the field effect transistor FET of the inrush current preventing unit 30 is cut off to prevent the main SMPS. The input power is cut off to protect the voltage stress of internal SMPS devices from the input high voltage.

저전압감지부(20)는 입력 전압에 대해 입력전압 인가시 입력전압 레벨 히스테리시스부(40)의 기동저항인 제 4, 제 5 저항(R4, R5)과 기동 제너다이오드(ZD1)가 직렬로 연결되어 전압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단에 연결되어 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트에 동작전압이 인가되어 정상적인 전압을 공급하며 입력전압이 허용범위 이하로 감소하게 되면 입력전압 분배용 저항인 제 9 ,제 10 저항(R9, R10)에 연결된 제 5 트랜지스터(Q5)의 베이스에 바이어스전압이 낮아져 제 5 트랜지스터(Q5)가 턴오프되게 되고 제 5 트랜지스터(Q5)가 턴오프되면 전압차단부(30)의 트랜지스터(Q2) 베이스에 연결된 제 2 제너다이오드(ZD2)와 제 6 저항(R6)에 바이어스 전압이 차단되어 전압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴오프 상태로 된다.The low voltage detection unit 20 is connected to the fourth and fifth resistors R4 and R5, which are the starting resistors of the input voltage level hysteresis unit 40, and the starting zener diode ZD1 when the input voltage is applied to the input voltage. The transistor Q2 is turned on by being connected to the base terminal of the second transistor Q2 of the voltage cutoff unit 30 so that an operating voltage is applied to the gate of the field effect transistor FET of the inrush current preventing unit 50, thereby providing a normal voltage. When the input voltage decreases below the allowable range, the bias voltage is lowered on the base of the fifth transistor Q5 connected to the ninth and tenth resistors R9 and R10, which are the input voltage distribution resistors, to thereby reduce the fifth transistor Q5. ) Is turned off and when the fifth transistor Q5 is turned off, the bias voltage is cut off from the second zener diode ZD2 and the sixth resistor R6 connected to the base of the transistor Q2 of the voltage blocking unit 30. The second transistor Q2 of the voltage cutoff unit 30 It is turned off.

상기 전압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)가 입력 저전압으로 인해 턴오프 상태를 유지하면 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트의 동작전압이 차단되어 주 SMS의 입력전원이 차단되어 입력 저전압으로부터 SMPS 내부소자들의 전류 스트레스를 보호하는 역할을 한다.When the second transistor Q2 of the voltage cutoff unit 30 maintains the turn-off state due to an input undervoltage, the operation voltage of the gate of the field effect transistor FET of the inrush current preventing unit 50 is cut off, thereby The input power is cut off to protect the current stress of SMPS internal devices from the input undervoltage.

또한, 입력저전압으로 인해 SMPS의 출력전압이 낮아져서 SMPS의 출력단에 연결되어 있는 회로들의 오동작을 막을 수 있다.In addition, the input low voltage lowers the output voltage of the SMPS to prevent malfunction of circuits connected to the output terminal of the SMPS.

상기 전압차단부(30)는 입력 고전압 인가시 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 동작전압을 차단하는 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 고전압감지부(10)의 제 3 트랜지스터(Q3) 콜렉터가 연결되어 역바이어스 전압이 인가되게 되어 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴오프되게 되고, 또한 저전압이 인가될 때 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스를 구동하는 바이어스 전압이 히스테리시스부(40)의 제 1 제어다이오드(ZD1)와 직렬 연결된 제 5 저항(R5)에 대해 차단되어 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴오프되어 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단에 직렬 연결된 제 7 ,제 8 저항(R7 ,R8)을 통해 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 동작전압이 차단되어 입력전원을 차단해 주므로 SMPS를 보호하게 된다.The voltage cut-off unit 30 may be configured to include a high voltage sensing unit 10 at the base of the second transistor Q2 that blocks the gate operating voltage of the field effect transistor FET of the inrush current preventing unit 50 when an input high voltage is applied. When the three transistors Q3 are connected, the reverse bias voltage is applied, and the second transistor Q2 is turned off, and when the low voltage is applied, the bias voltage for driving the base of the second transistor Q2 is a hysteresis unit. A seventh agent connected to the collector terminal of the second transistor Q2 by turning off the second transistor Q2 by turning off the fifth resistor R5 connected in series with the first control diode ZD1 of The gate operating voltage of the field effect transistor (FET) of the inrush current prevention unit 50 is blocked through the resistors R7 and R8 to cut off the input power, thereby protecting the SMPS.

히스테리시스부(40)는 공급전원이 인가되면 전압레벨 설정용 제 1 제너다이오드(ZD1)와 직렬 연결된 제 5 저항(R5)이 전압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속되어 제 1 제너다이오드(ZD1)가 도통시킴에 따라, 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴온하게 된다.When the supply power is applied, the hysteresis unit 40 has a fifth resistor R5 connected in series with the first zener diode ZD1 for voltage level setting connected to the base of the second transistor Q2 of the voltage blocking unit 30. As the first zener diode ZD1 conducts, the second transistor Q2 is turned on.

상기 전압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 직렬 연결된 제 7, 제 8 저항(R7, R8)이 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트에 연결되어 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)가 턴온되므로, SMPS에 입력전원을 공급하게 된다.The electric field effect of the inrush current preventing unit 50 is applied by the seventh and eighth resistors R7 and R8 connected to the collector of the second transistor Q2 by turning on the second transistor Q2 of the voltage blocking unit 30. The field effect transistor FET of the inrush current preventing unit 50 is turned on to be connected to the gate of the transistor FET, thereby supplying input power to the SMPS.

전압차단부(30)의 제 2트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단에 저전압감지부(20)의 분배용저항(R9, R10)이 직렬연결되어 저전압감지부(20)의 제 5 트랜지스터의 베이스에 접속되어 입력전압이 허용범위 이하로 낮아지면 저전압감지부(20)의 제 5 트랜지스터(Q5)가 턴오프하게 된다.Distribution resistors R9 and R10 of the low voltage sensing unit 20 are connected in series to the collector terminal of the second transistor Q2 of the voltage blocking unit 30 and connected to the base of the fifth transistor of the low voltage sensing unit 20. When the input voltage falls below the allowable range, the fifth transistor Q5 of the low voltage sensing unit 20 is turned off.

상기 제 5 트랜지스터(Q5)가 턴오프하면 저전압감지부(20)의 제 5 트랜지스터(Q5)의 콜렉터 단에 접속된 제 2 제너다이오드(ZD2)와 직렬 연결된 제 6 저항(R6)이 저압차단부(30)의 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 단에 접속되어 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스 구동 바이어스 전압이 차단되어 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴오프하게 되어 돌입전류방지부(50)의 전계효과트랜지스터(FET)의 게이트 동작 전압이 차단되어 SMPS의 입력전원을 차단하게 되며 정상 복귀는 히스테리시스부(40)의 전압레벨설정용 제 1 제너다이오드(ZD1)의 도통 전압값으로 상승되어 제 1 제너다이오드(ZD1)가 도통되어야 전압차단부(30)의 제 2 트래지스터(Q2)가 턴온되어 SMPS의 입력전원을 공급하게 된다.When the fifth transistor Q5 is turned off, the sixth resistor R6 connected in series with the second zener diode ZD2 connected to the collector terminal of the fifth transistor Q5 of the low voltage sensing unit 20 is the low voltage blocking unit. The base driving bias voltage of the second transistor Q2 is cut off by being connected to the base terminal of the second transistor Q2 of 30 so that the second transistor Q2 is turned off so that the electric field of the inrush current preventing unit 50 is reduced. The gate operation voltage of the effect transistor (FET) is cut off to cut off the input power supply of the SMPS, and the normal return is increased to the conduction voltage value of the first zener diode ZD1 for setting the voltage level of the hysteresis unit 40, so that the first zener When the diode ZD1 is turned on, the second transistor Q2 of the voltage blocking unit 30 is turned on to supply the input power of the SMPS.

저전압에 의해 전원입력이 차단된 경우 다시 정상적인 전원공급을 위해서는 저전압감지부(20)의 제 2 제너다이오드(ZD2)의 차단 전압값에서 차단되고,정상복귀는 히스테리시스부(40)의 제 1 제너다이오드(ZD1)의 도통전압값에서 도통되어 정상복귀되는 두 값 사이의 히스테리시스를 갖게 된다.When the power input is cut off by the low voltage, in order to supply power normally again, the power input is cut off at the cut-off voltage value of the second zener diode ZD2 of the low voltage sensing unit 20, and the normal return is performed by the first zener diode of the hysteresis unit 40. At the conduction voltage value of (ZD1), there is a hysteresis between two values that are conducted and return normally.

상기 돌입전류방지부(50)는 정전압용 제 3 다이오드(ZD3)와 시간지연용 캐패시터(C2) 및 방전용 제 11 저항(R11) 입력전압조건에 대해 턴온/오프 되는 전계효과트랜지스터(FET)로 구성되어 있으며, 입력전원이 인가되면 전원차단부(30)의 제 7, 제 8 저항(R7, R8)과 직렬연결된 제 3 제너다이오드(ZD3)에 의해 정전압을 유지하며 시간지연용 제 2 캐패시터(C2)와 전계효과트랜지스터(Q1)의 게이트에 연결되어 제 2 캐패시터(C2)가 충전을 시작하여 일정시간동안 충전이 완료되면 전계효과트랜지스터(FET)가 턴온하여 SMPS에 입력전원을 공급하게 된다.The inrush current preventing unit 50 is a field effect transistor (FET) which is turned on / off with respect to an input voltage condition of the third diode ZD3 for constant voltage, the capacitor C2 for time delay, and the eleventh resistor R11 for discharge. When the input power is applied, the second capacitor for time delay is maintained by maintaining the constant voltage by the third zener diode ZD3 connected in series with the seventh and eighth resistors R7 and R8 of the power cut-off unit 30. C2) and the gate of the field effect transistor Q1 are connected to the gate of the second capacitor C2 to start charging for a predetermined time, the field effect transistor (FET) is turned on to supply the input power to the SMPS.

또한, 입력전원 오프시 또는 고전압, 저전압 인가로 인해 전계효과트랜지스터(FET)가 턴오프된 상태에서 정상 입력전압이 인가되면, 상기한 바와 같이 시간지연 캐패시터(C2)의 충전되는 시간동안 입력과 출력을 지연시키는 소프트스타트 기능을 하므로 돌입전류를 억제하게 된다.In addition, if the normal input voltage is applied when the field effect transistor (FET) is turned off due to the input power off or high voltage or low voltage application, the input and output during the charging time of the time delay capacitor C2 as described above. Soft-start delay function reduces delay of inrush current.

이상에서 본 고안에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형상으로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 고안의 실용신안등록청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.Although the preferred embodiment according to the present invention has been described above, it can be modified in various shapes, and those skilled in the art have various modifications and modifications without departing from the utility model registration claims of the present invention. It is understood that examples may be practiced.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 SMPS의 보호장치는 돌입전류방지회로에 입력고전압, 저전압을 차단하는 회로를 부가하여 전압의 입력 허용영역에서 SMPS가 안정적으로 동작하도록 할 수 있으며, 입력전원에 순간적으로 투입되는 돌입전류에 대하여 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 별도의 스위치가 필요없이 하나의 전계효과트랜지스터로 전원차단 기능을 구현하므로 부가회로를 간략화할 수 있을 뿐만 아니라, 그에 따른 경제적인 효과도 있다.As described above, the protection device of the SMPS according to the present invention can add a circuit for blocking the input high voltage and the low voltage to the inrush current prevention circuit to enable the SMPS to operate stably in the voltage input allowable region, There is an effect that can be effectively prevented against the inrush current that is instantaneously applied. In addition, since the power cut function is implemented by one field effect transistor without the need for a separate switch, not only the additional circuit can be simplified, but also there is an economic effect.

Claims (5)

스위칭전원공급장치에 돌입전류를 차단하는 돌입전류방지부를 사용하여 스위칭전원공급장치의 내부 소자를 보호하는 보호장치에 있어서,A protective device for protecting an internal element of a switching power supply by using an inrush current prevention unit for blocking inrush current to the switching power supply, 상기 스위칭전원공급장치에 입력되는 입력전압에서 고전압을 감지하는 고전압감지부;A high voltage detecting unit detecting a high voltage from an input voltage input to the switching power supply device; 상기 입력전압에서 저전압을 감지하는 저전압감지부;A low voltage detecting unit detecting a low voltage from the input voltage; 상기 고전압감지부 및 저전압감지부의 바이어스전압에 의해 구동하여 입력전압을 차단하는 전압차단부; 및A voltage blocking unit which is driven by a bias voltage of the high voltage detecting unit and the low voltage detecting unit to block an input voltage; And 상기 고전압감지부 및 저전압감지부의 감지전압이 정상일 경우 정상입력 상태로 복귀시키는 히스테리시스부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 스위칭전원공급장치의 보호장치.And a hysteresis unit for returning to a normal input state when the detected voltages of the high voltage detection unit and the low voltage detection unit are normal. 제 1 항에 있어서, 상기 고전압감지부는 제 1 저항(R1)에 직렬 연결된 제 4 제너다이오드와 분압하는 제 2 저항과, 상기 제 4 제너다이오드의 애노드 단에 베이스가 연결되어 입력 고전압시 턴온하는 제 4 트랜지스터와, 상기 제 4 트랜지스터의 콜렉터에 직렬로 연결되어 분압하는 제 3, 제 12 저항과, 상기 제 3, 제 12 저항 사이에 접속되어 상기 제 4 트랜지스터에 의해 구동하는 제 3 트랜지스터를 포함하여 연결 구성됨을 특징으로 하는 스위칭전원공급장치의 보호장치.2. The display device of claim 1, wherein the high voltage detector comprises a second resistor for dividing a fourth zener diode connected in series with a first resistor R1, and a base connected to an anode terminal of the fourth zener diode and turned on at an input high voltage. A fourth transistor, third and twelfth resistors connected in series to the collector of the fourth transistor and divided by the third transistor, and a third transistor connected between the third and twelfth resistors and driven by the fourth transistor; Protective device for a switching power supply, characterized in that the connection is configured. 제 1 항에 있어서, 상기 저전압감지부는 상기 전압차단부의 출력단에 직렬로 연결된 제 9, 제 10 저항과, 상기 제 9, 제 10 저항으로 분압하여 연결되어 입력 저전압시 턴오프되는 제 5 트랜지스터와, 상기 제 5 트랜지스터의 콜렉터단에 접속되어 직렬로 연결된 제 2 제너다이오드와 제 6 저항을 포함하여 연결 구성된 것을 특징으로 하는 스위칭전원공급장치의 보호장치.The semiconductor device of claim 1, wherein the low voltage detection unit comprises a ninth and tenth resistor connected in series to an output terminal of the voltage cutoff unit, and a fifth transistor connected to the ninth and tenth resistors by being divided to turn off at an input low voltage; And a second zener diode connected in series and connected to the collector terminal of the fifth transistor and a sixth resistor. 제 1 항에 있어서, 상기 전압차단부는 입력전원에 연결되어 입력 이상 전압 및 입력 정상전압 인가시 동작하는 제 2 트랜지스터의 콜렉터 단에 직렬로 연결되어 상기 돌입전류방지부의 전계효과트랜지스터를 구동하는 제 7, 제 8 저항과, 상기 돌입전류방지부의 전계효과트랜지스터의 게이트 시간지연을 위한 제 2 캐패시터의 방전용 제 1 다이오드를 포함하여 연결 구성된 것을 특징으로 하는 스위칭전원공급장치의 보호장치.The seventh circuit of claim 1, wherein the voltage blocking unit is connected to an input power source and connected in series to a collector terminal of a second transistor that operates when an input abnormal voltage and an input normal voltage are applied to drive the field effect transistor of the inrush current preventing unit. And an eighth resistor and a first diode for discharging a second capacitor for delaying the gate time of the field effect transistor of the inrush current preventing unit. 제 1 항에 있어서, 상기 히스테리시스부는 입력전원에 연결되어 입력전압 인가시 도통되는 제 1 제너다이오드와, 상기 제 1 제너다이오드에 직렬로 연결되어 분압하는 제 4, 제 5 저항과, 상기 제 4, 제 5 저항에서 전압차단부의 제 2 트랜지스터의 베이스단에 연결 구성된 것을 특징으로 하는 스위칭전원공급장치의 보호장치.The method of claim 1, wherein the hysteresis unit is connected to an input power source, the first zener diode to be turned on when the input voltage is applied, and the fourth and fifth resistors connected in series to the first zener diode to divide the voltage; And a fifth resistor connected to the base end of the second transistor of the voltage interrupter.
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