KR20030012346A - standard voltage check equipment of sources of electricity of switching process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스위칭 방식의 전원공급장치에 관한 것으로서, 스위칭 방식 전원을 사용하는 제품에 요구되는 출력의 정전압공급 여부를 감시하여, 이를 전력원으로 공급받는 IC와 트랜지스터류의 소자에 안정적인 직류 전원 제공 유무를 감시하는 장치다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching type power supply device, which monitors whether or not a constant voltage is supplied to an output required for a product using a switching type power supply, and provides a stable DC power supply to an IC and a transistor-type device supplied with the power source. It is a device for monitoring.
모든 전자기기를 작동시키기 위해서는 IC나 트랜지스터와 같은 스위칭 소자들의 안정적인 동작을 위한 직류전원의 올바른 정전압 공급장치가 필요하다. 이러한 요구에 따라 일반적으로 널리 사용되는 스위칭 방식의 전원공급장치는 입력전압의 변화에 대하여 안정된 출력 전압을 얻을 수 있다. 스위칭 방식의 전원 공급장치는 반도체 소자의 스위칭 프로세서를 이용하여 전력의 흐름을 제어함으로써 종래의 안정화 전원에 비하여 고효율, 소형 및 경량화에 큰 장점을 갖는 안정화 전원이라고 할 수 있다.In order to operate all electronic devices, a correct constant voltage supply of a DC power supply is required for stable operation of switching devices such as ICs and transistors. According to such a requirement, a widely used switching power supply can obtain a stable output voltage against a change in input voltage. The switching power supply may be referred to as a stabilizing power supply having a great advantage in efficiency, compactness, and weight reduction compared to a conventional stabilizing power supply by controlling the flow of power using a switching processor of a semiconductor device.
그러나, 스위칭 방식의 전원은 고효율이며 가벼운 것이 장점이지만, 일단 평활회로를 거쳐 정류된 전압은 고주파의 변환된 교류가 스위칭 동작을 거쳐 직류로 만들어지기 때문에 노이즈가 어느 정도 발생할 수 있다. 한편, 정전압을 만드는 방식으로서는 스위칭 방식 전원과 시리즈 방식 전원이 있는데, 시리즈 방식 전원이 노이즈 앤 리플(Noise &Ripple)이 10mV 이하인 것에 비해 스위칭 방식 전원은 동작 특성상 10 ∼ 200mV이다. 따라서 오차의 범위도 스위칭 방식의 안정적인 출력의 감시가 요구되어진다. 스위칭 방식은 안정적인 출력을 확인할 필요가 있고 정전압 전원특성을 잘 파악하여 사용할 필요가 있으며, 특히 전원 공급ㆍ출력단의 정상적인전원공급여부에 대한 감시는 더욱 필요하다.However, although a switching power source has an advantage of high efficiency and lightness, the voltage rectified through the smoothing circuit may cause noise to some extent because high frequency converted AC is made to DC through a switching operation. On the other hand, there are two methods of making a constant voltage: a switching power supply and a series power supply. The series power supply has a noise and ripple of 10 mV or less, whereas the switching power supply is 10 to 200 mV in terms of operation characteristics. Therefore, the range of the error is required to monitor the stable output of the switching method. Switching method needs to confirm stable output and needs to know and use constant voltage power characteristics, especially monitoring of normal power supply of power supply and output stage.
도 1은 스위칭 방식의 전원 공급장치 전원 출력단 부분의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a power supply output stage of a switching power supply.
스위칭 IC(도시되지 않음)와 연결된 트랜스(TRANS)가 다이오드(D1, D2)와 연결되어있고, 상기 다이오드(D1, D2)의 캐소드는 전해 콘덴서(CE2, CE3)와 병렬로 연결되어있고, 또한 상기 다이오드(D1, D2)의 캐소드에 코일(L1)이 직렬로 연결되어있다. 포토커플러(PC7)가 출력전압(5V)의 출력단에 직렬로 저항(R1)과 병렬로 콘덴서(C2)가 함께 연결되어있으며, 가변저항(VR1)과 저항(R2)이 제너 다이오드와 연결되어있고, 또한 상기 포토커플러(PC7)와 상기 가변저항(VR1)과 상기 저항(R2)을 연결하는 콘덴서(C1)로 구성되어있다.A transformer (TRANS) connected to a switching IC (not shown) is connected to the diodes D1 and D2, and the cathodes of the diodes D1 and D2 are connected in parallel with the electrolytic capacitors CE2 and CE3. A coil L1 is connected in series to the cathodes of the diodes D1 and D2. The photocoupler PC7 is connected to the output terminal of the output voltage 5V in series with the resistor R1 in parallel with the capacitor C2, and the variable resistor VR1 and the resistor R2 are connected to the zener diode. And a capacitor C1 connecting the photo coupler PC7, the variable resistor VR1, and the resistor R2.
스위칭 방식의 전원공급장치의 동작원리는 상기 트랜스(TRANS)의 입력단에 100 ∼ 270V의 전압이 인가되면 출력단을 통하여 생성된 교류 5V(도시되지 않음)는 상기 다이오드(D1,D2)와 상기 전해 콘덴서(CE2,CE3)를 거치면서 정류 및 평활한다. 이때, 인가된 전원은 상기 스위칭 IC를 거치면서 상기 트랜스(TRANS) 통하게 되고, 출력 전압은 다시 스위칭 IC로 피드백(Feed back)되는 과정을 반복하면서 직류의 출력전압(5V)을 만들게 된다.The operating principle of the switching power supply is that when a voltage of 100 to 270 V is applied to the input of the transformer, AC 5V (not shown) generated through the output terminal is connected to the diodes D1 and D2 and the electrolytic capacitor. Rectification and smoothing through (CE2, CE3). At this time, the applied power is passed through the transformer while passing through the switching IC, and the output voltage is made back to the output voltage (5V) while repeating the process of fed back to the switching IC.
여기서, 상기 트랜스의 11번 핀과 12번 핀 사이에 나오는 상기 교류 5V의 전압은 스위칭 동작과 상기 트랜스를 거치는 과정에서 상당히 많은 노이즈와 리플을 함유하고 있으며, 이를 상기 전해 콘덴서(CE2, CE3)와 상기 코일(L1)을 통하여 직류에 가까운 전압으로 만들어 진다.Here, the voltage of the AC 5V coming out between the pin 11 and 12 of the transformer contains a considerable amount of noise and ripple during the switching operation and the transformer, and the electrolytic capacitor (CE2, CE3) and It is made of a voltage close to the direct current through the coil (L1).
상기 포토커플러(PC7)는 상기 트랜스의 입력단 쪽으로 피드백하기 위한 것으로 구성되어 있으며, 상기 가변저항(VR1)과 상기 저항(R2), 제너 다이오드(D3)는 상기 출력전압(5V)에 근사한 전압값을 만들기 위한 것으로, 상기 트랜스의 출력단 회로는 상기 출력전압(5V)에 가까운 전압이 출력되며, 이때 요구되는 전압이 출력되지 않을 시 상기 가변저항(VR1)을 조정하여 원하는 상기 출력전압(5V)에 가까운 값으로 만들어 주어야 한다.The photocoupler PC7 is configured to feed back to the input terminal of the transformer, and the variable resistor VR1, the resistor R2, and the zener diode D3 may supply a voltage value close to the output voltage 5V. The output terminal circuit of the transformer outputs a voltage close to the output voltage (5V), and when the required voltage is not output, the variable resistor VR1 is adjusted to close the desired output voltage (5V). It should be made a value.
하지만, 상기 도 1의 스위칭 방식의 전원공급 장치의 회로는 전자 기기가 동작하고 있을 때, 오실로스코프나 멀티미터 같은 기기로 출력단을 체크 해보지 않으면, 요구되는 출력전압(5V)의 안정적인 출력값을 공급하고 있는지 정확히 알 수 없으며, 상기 전원공급 장치에서 출력전압(5V) 정전압을 유지 못하고 만약의 사고가 발생하였을 때 그 사고 이유를 명확히 구분할 수 없다. 또한, 스위칭 방식의 전원은 노이즈가 발생할 수 있어, 안정적인 출력을 요하는 전자 기기는 정상적인 전원공급여부에 대한 감시가 필요하다.However, if the circuit of the switching type power supply of FIG. 1 does not check the output terminal with a device such as an oscilloscope or a multimeter while the electronic device is operating, does it provide a stable output value of the required output voltage (5V)? It is not known exactly, the output voltage (5V) constant voltage is not maintained in the power supply device and when the accident occurs, the reason of the accident cannot be clearly distinguished. In addition, the switching power supply may generate noise, and electronic devices requiring stable output need to monitor whether the power supply is normal.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 상기 스위칭 방식의 전원 공급장치의 정전압을 감시하고, 사고 발생 시 정확한 원인 규명을 하기 위한 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and provides an output constant voltage check device of the switching power supply for monitoring the constant voltage of the switching power supply and to determine the exact cause in the event of an accident. There is this.
도 1은 스위칭 방식의 전원공급장치 전원 출력단 부분의 회로도.1 is a circuit diagram of a power supply output end portion of a switching method.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치의 회로도.2 is a circuit diagram of an output constant voltage check device of a switching power supply according to a first embodiment of the present invention.
도 3는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치의 회로도.3 is a circuit diagram of an output constant voltage check apparatus of a switching power supply according to a second embodiment of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
D1, D2 : 다이오드 D3, D4 : 제너 다이오드D1, D2: Diodes D3, D4: Zener Diodes
CE2, CE3 : 전해 콘덴서 C1, C2: 콘덴서CE2, CE3: Electrolytic Capacitors C1, C2: Capacitor
TRANS : 트랜스 R1, R2, R3, RX, RY: 저항TRANS: Trans R1, R2, R3, R X , R Y : Resistance
PC : 포토커플러 L1 : 코일PC: Photocoupler L1: Coil
VR1 : 가변저항 5V : 출력 전압(Vcc)VR1: Variable resistor 5V: Output voltage (Vcc)
COMPARATOR : 비교기COMPARATOR: Comparator
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치는 일정 출력 전압을 갖는 스위칭 방식 전원 공급장치와, 상기 스위칭 방식 전원 공급장치의 출력전압을 분압하는 분압부와, 상기 분압부의 분압된 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 스위칭 방식 전원 공급장치의 전원 이상 유무 상태를 출력하는 비교기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for checking output constant voltage of a switching power supply, a switching power supply having a constant output voltage, a voltage divider for dividing an output voltage of the switching power supply, and a voltage divider. Comparing the divided voltage and the reference voltage and comprises a comparator for outputting the presence or absence of power status of the switching power supply.
본 발명은 스위칭 방식 전원을 사용하는 제품에 요구하는 출력의 정전압 공급 여부를 감시하여, 이를 전력원으로 공급받는 다른 IC와 트랜지스터와 같은 스위칭 소자들이 안정적인 직류 전원 제공 유무를 체크하는 장치이다. 그러므로, 상기 도 1의 스위칭 방식의 전원 공급장치의 체크 포인트(CHECK POINT)에 연결시킨 두 종류의 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치를 이용한다.The present invention is a device for monitoring whether or not the constant voltage supply of the output required for a product using a switching power supply, and whether the switching elements such as other IC and transistors that are supplied as a power source to check whether the stable DC power supply. Therefore, an output constant voltage check device of two types of switching power supplies connected to the check point of the switching power supply of FIG. 1 is used.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치의 구성 및 그 동작원리를 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation principle of the output constant voltage check device of the switching power supply according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예로써, 정전압 출력 초과상태에서 본 발명의 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치의 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram of an output constant voltage check apparatus of a switching power supply of the present invention in a constant voltage output excess state according to a first embodiment of the present invention.
체크 포인트(CHECK POINT)는 상기 도 1의 체크 포인트(CHECK POINT)와 연결되어 출력 전압(5V)의 출력 노드가 되고, 상기 출력 노드로부터 입력된 전압은 저항 RX와 저항 RY로 분압된 전압을 가진다. 상기 분압된 전압을 갖는 노드는 레퍼런스 LM2902를 이용한 비교기(COMPARATOR)의 5번 + 단자로 연결되고, 다른 전원 +12V의 노드는 1/4W 2.5K의 저항을 가진 저항(R3)과 연결되고, 레퍼런스 LM336-5.0를 이용한 제너 다이오드(D4)와 상기 저항(R3)이 연결된 노드는 상기 비교기(COMPARATOR)의 6번 - 단자에 연결된다.The check point is connected to the check point of FIG. 1 to become an output node of the output voltage 5V, and the voltage input from the output node is divided by the resistor R X and the resistor R Y. Has The node having the divided voltage is connected to the 5 terminal of the comparator using the reference LM2902, and the other + 12V node is connected to the resistor R3 having the resistance of 1 / 4W 2.5K. The node connected to the zener diode D4 and the resistor R3 using the LM336-5.0 is connected to the terminal 6-of the comparator.
상기 도 2의 회로도에 따른 동작을 설명하면, 상기 출력전압(5V)의 과전압 상태를 체크하는 회로로서 상기 체크 포인트(CHECK POINT)가 상기 출력전압(5V)의 출력 노드가 된다. 상기 출력전압(5V)에서 상기 저항 RX와 저항 RY로 분압된 전압은 상기 비교기(COMPARATOR)의 5번 + 단자로 입력되고, 상기 전원 +12V에서 나오는 전압이 상기 저항(R3)과 연결된 상기 제너 다이오드(D4)의 노드를 따라 상기 비교기(COMPARATOR)의 6번 - 단자로 입력된다. 상기 제너 다이오드(D4)의 레퍼런스 벨류는 5.0V가 되고, 상기 저항 RX와 저항 RY에서 분압된 전압은 과전압 상태를 레퍼런스 대비 최대 200mV로 하면, 저항 RX를 700ohm으로 할 때, 계산된 RY의 저항값은 다음과 같다.Referring to the operation according to the circuit diagram of FIG. 2, the check point becomes a output node of the output voltage 5V as a circuit for checking an overvoltage state of the output voltage 5V. The voltage divided by the resistor R X and the resistor R Y from the output voltage 5V is input to the 5 terminal of the comparator, and the voltage from the power supply + 12V is connected to the resistor R3. It is input to the 6-terminal of the comparator along the node of the zener diode D4. The reference value of the zener diode D4 is 5.0V, and the voltage divided by the resistor R X and the resistor R Y is calculated when the resistance R X is 700 ohm when the overvoltage state is 200 mV maximum compared to the reference. The resistance value of Y is as follows.
5.0 = 5.2 ×RY/ (700 + RY)5.0 = 5.2 × R Y / (700 + R Y )
RY= 17500.0R Y = 17500.0
저항 RX는 700 ohm, 저항 RY는 17.5 Kohm이며, 상기 체크포인트(CHECK POINT)의 전압이 레퍼런스 벨류의 200mV 상승한 값인 5.2V가 넘어서면, 상기 비교기(COMPARATOR)의 5 번(+)핀과 6 번(-)핀에서 비교하여 비교기(COMPARATOR)의 7 번 신호(Signal)핀에서 하이(high)레벨의 신호를 가진다.The resistance R X is 700 ohm and the resistance R Y is 17.5 Kohm. When the voltage of the check point exceeds 5.2 V, which is 200 mV of the reference value, the 5th pin of the comparator and Compared with pin 6, it has a high level signal at signal pin 7 of the comparator.
도 3는 본 발명의 제 2 실시 예로써, 정전압 출력 미달상태에서 본 발명의 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치의 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram of an output constant voltage check device of a switching power supply of the present invention in a state in which the constant voltage is under the output according to the second embodiment of the present invention.
체크 포인터(CHECK POINT)는 상기 도 1의 상기 체크 포인터(CHECK POINT)와연결되는 상기 출력전압(5V)의 출력 노드가 되고, 상기 출력전압(5V)에서 저항 RX와 저항 RY로 분압된 전압을 갖는 노드는 비교기(COMPARATOR)의 6번 - 단자로 연결되고, 다른 전원 +12V의 노드는 1/4W 2.5K의 저항을 가지는 저항(R3)과 연결되고, 상기 저항(R3)과 제너 다이오드(D4)가 연결된 노드는 상기 비교기(COMPARATOR)의 5번 + 단자에 연결된다.A check pointer becomes an output node of the output voltage 5V connected to the check pointer of FIG. 1, and divided into a resistor R X and a resistor R Y at the output voltage 5V. The node with the voltage is connected to the 6-terminal of the comparator, and the node of another power supply + 12V is connected with the resistor R3 having the resistance of 1 / 4W 2.5K, and the resistor R3 and the zener diode The node to which D4 is connected is connected to the 5th terminal of the comparator.
상기 도 3의 회로도에 따른 동작을 설명하면, 상기 출력전압(5V)의 저전압 상태를 체크하는 회로로서 체크포인트(CHECK POINT)가 출력전압(5V)의 출력 노드가 된다. 상기 출력전압(5V)에서 저항 RX와 저항 RY로 분압된 전압은 비교기(COMPARATOR)의 6번 - 단자로 입력되고, 다른 전원 +12V에서 나오는 전압이 1/4W 2.5K의 값을 가진 저항(R4)과 연결된 제너 다이오드(D4)의 3번을 거쳐 비교기(COMPARATOR)의 5번 + 단자에 입력된다. 상기 제너 다이오드(D4)의 레퍼런스 밸류는 5.0V가 되고, 저항 RX와 저항 RY에서 분압된 전압은 저전압 상태를 레퍼런스 대비 - 200mV로 하면, 저항 RX를 700ohm으로 할 때,Referring to the operation according to the circuit diagram of FIG. 3, a checkpoint is a circuit for checking the low voltage state of the output voltage 5V, and the checkpoint becomes an output node of the output voltage 5V. The voltage divided by the resistor R X and the resistor R Y at the output voltage (5V) is input to the 6-terminal of the comparator, and the voltage from the other power supply + 12V is 1 / 4W 2.5K. It is input to the 5th terminal of the comparator via the zener diode D4 connected to (R4). The reference value of the zener diode D4 is 5.0V, and the voltage divided by the resistor R X and the resistor R Y is a low voltage state of -200 mV relative to the reference, when the resistance R X is 700 ohm.
5.0 = 4.8 ×- RY/ (700 - RY)5.0 = 4.8 ×-R Y / (700-R Y )
RY= 17500.0R Y = 17500.0
저항 RX는 700 ohm, 저항 RY는 17.5Kohm이며, 체크포인트의 전압이 레퍼런스 벨류의 200mV 떨어진 값인 4.8V아래로 내려가면, 상기 비교기(COMPARATOR)의 5 번(+)핀과 6 번(-)핀에서 비교하여 상기 비교기(COMPARATOR)의 7 번 신호(Signal)핀에서 하이(High)레벨의 신호를 가진다.Resistor R X is 700 ohms and resistor R Y is 17.5 Kohm, and when the voltage at the checkpoint drops below 4.8 V, 200 mV from the reference value, the 5 and 6 pins of the comparator In comparison, the pin 7 has a high level signal at the signal pin 7 of the comparator.
따라서, 본 발명의 스위칭 방식 전원의 출력 정전압 체크장치는 오차범위를 감안한 출력 전원의 정전압 상태 감시를 위한 것으로서 기준전압(5V)보다 과도 또는 미달 상태를 감시할 수 있다.Therefore, the output constant voltage check apparatus of the switching power supply of the present invention is for monitoring the constant voltage state of the output power supply in consideration of the error range, and may monitor a state that is excessive or less than the reference voltage (5V).
본 발명은 위의 종래 기술의 문제점에서 언급한 출력 전원의 안정적인 정전압상태 감시를 위한 것으로서 이는 기준전압보다 과도하게 출력되거나, 반대로 기준전압에 미달되는 현상들을 상시 감시하여 미리 알림으로써 안정적인 전압공급에 도움이 되도록 한다.The present invention is for the stable constant voltage state monitoring of the output power mentioned in the above-mentioned problems of the prior art, which is in excess of the reference voltage, or conversely monitors in advance the phenomenon that falls below the reference voltage to help in a stable voltage supply To be
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |