KR20060086473A

KR20060086473A - 과전압 보호 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060086473A
Application number: KR1020050007172A
Authority: KR
Inventors: 구자훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2006-07-31

Abstract

본 발명은 SMPS에서 안정화된 전원을 출력공급하는 것을 제공한다.

본 발명의 SMPS에서의 전원공급회로는, AC입력부와상기 입력된 전압을 정류/평활하는 정류부 및 스위칭부를 포함하는 1차측과, 상기 1차측에 의해 발생되는 전압을 정류하여 출력하는 2차측을 포함하는 전원공급회로에 있어서, 상기 2차측의 출력을 스위칭부로 인가하는 정전압 피드백부; 및 상기 2차측의 출력이 미리 정한값을 초과하는 경우, 스위칭부를 제어하여 2차측이 출력되지 않도록 하기 위한 과전압보호(OVP) 피드백부;에 의해 동작된다.

따라서 본 발명에 의하면, 2차측의 출력전압이 외부에서 들어오는 전압 또는 SMPS 내부에서 발생되는 전압에 의해, 정격전압을 OVER한 과전압 발생시에도, 외부 SET보호 및 SMPS를 보호할 수 있다.

Description

과전압 보호 장치 및 방법 {Apparatus and Method for protecting over voltage}

도 1은 본 발명의 2차측에서의 과전압 출력을 제어하기 위한 SMPS 회로도

도 2는 본 발명에 의한 OVP 피드백부(16)를 상세히 나타낸 회로도

도 3은 본 발명의 과전압 보호 방법을 나타내는 흐름도

본 발명은 SMPS에서 안정화된 전원을 출력공급하기 위한 것으로, 특히 끝단인 2차측 출력 전압이 미리정한 기준값을 넘는 경우에 1차측에서 2차측으로의 입력전압을 제어하기 위해 과전압보호부(OVP)를 2차측 출력단자 및 1차측 스위칭부 사이에 구성하는 과전압 보호 장치 및 방법에 관한 것이다.

이하 종래 및 관련기술에 대하여 기술한다.

일반적으로 스위칭 모드 전원장치(Switching Mode Power Supply : 이하 SMPS라함)는 가전제품이나 산업용 전자기기에 일정한 전압인 정전압을 공급하는 전원장 치이다.

이때, 정전압을 공급하기 위해 1차측의 스위칭 IC는 2차측 출력전압을 피드백 받아, 1차측의 출력전압을 2차측으로의 입력을 제어 하였다.

즉, 상기와 같은 종래의 과전압보호(OVP)(Over Voltage Protection) 방식은, 2차측 출력전압의 상승을 1차측의 PWM IC Vcc단의 전압상승을 Sensing하여 PWM IC가 자체적으로 Protection 동작을 수행하였으나, 이 경우 PWM IC Vcc단의 OVP SPEC이 각 업체 IC마다 다르다.

또한 상기 사항을 해결하는데 있어 설계자가 임의적으로 OVP 전압 LEVEL을 변경하기가 어렵다.

따라서 2차측 출력전압은 1차측 인가 전압 변화에 의거 변동되어 출력되기 때문에 , SMPS자체 및 상기 SMPS의 출력값에 의해 동작되는 외부기기가 손상될 수 있다..

본 발명은 2차측의 출력전압이 외부에서 들어오는 전압 또는 SMPS 내부에서 발생되는 전압에 의해, 정격전압을 OVER한 과전압 발생시, 외부 SET보호 및 SMPS를 보호하는 장치를 제안한다.

또한 본 발명은 안정화되고 일정한 2차측 전압이 출력 되도록 하기 위해, OVP 전압 LEVEL의 Zener Diode 및 Photo Coupler를 사용하여 스위칭부를 통해 2차측으로의 인가 전압을 제어하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 SMPS에서의 전원공급회로는, AC입력부와상기 입력된 전압을 정류/평활하는 정류부 및 스위칭부를 포함하는 1차측과, 상기 1차측에 의해 발생되는 전압을 정류하여 출력하는 2차측을 포함하는 전원공급회로에 있어서, 상기 2차측의 출력을 스위칭부로 인가하는 정전압 피드백부; 및 상기 2차측의 출력이 미리 정한값을 초과하는 경우, 스위칭부를 제어하여 2차측이 출력되지 않도록 하기 위한 과전압보호(OVP) 피드백부;를 포함하여 동작된다.

또한 본 발명의 하나의 실시예로써, OVP 피드백부는 미리정한 전압값에 의해 전류 흐름이 제어되는 제너다이오드와, 스위칭 회로부의 Vcc단과 접속된 포토 커플러가 구성된다.

또한 본 발명의 하나의 실시예로써, OVP 피드백부로 입력되는 전압값이 미리 정한값을 넘는 경우, 제너다이오드 및 포토커플러가 동작되고, 1차측의 스위칭 IC Vcc전압이 GND LEVEL로 내려가 스위칭부의 동작을 정지시킨다.

또한 본 발명의 과전압 보호 방법은, 기준전압대비 과전압 출력을 방지하기 위한 제어회로를 2차측 출력단에 연결구성하는 단계; 2차측 출력전압이 미리 설정한 기준전압보다 큰 경우에, 상기 과전압제어부가 동작되는 단계; 상기 상기 과전압 제어부의 동작에 의거 스위칭 IC의 전압값이 접지 Level로 내려가는 단계; 및 1차측 출력값의 2차측으로의 인가가 정지 되는 단계;를 포함하여 동작된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 2차측에서의 과전압 출력을 제어하기 위한 SMPS 회로도이 다.

도면에서 보는바와 같이, 트랜스 포머(13)를 기준으로 1차측(100) 및 끝단인 2차측(102)으로 구분된다.

또한 입력전원 AC(10)을 제너다이드 및 필터등을 통해 정류하는 정류부(11a) 및 콘테서등을 통해 평활하는 평활부(11b)를 포함하는 1차 정류/평활부(11)와, PWM방식의 스위칭부(12), 트랜스포머(13), 2차 정류회로부(14), 상기 2차측의 출력을 스위칭부로 인가하는 정전압 피드백부(15); 및 상기 2차측의 출력이 미리 정한값을 초과하는 경우 상기 스위칭부(12)를 제어하여 2차측이 출력되지 않도록 하기 위한 과전압보호(OVP) 피드백부 (16)를 포함하여 구성된다.

상기 과전압보호(OVP) 피드백부(16)에는, 미리정한 전압값에 의해 전류 흐름이 제어되는 제너다이오드(16a)와, 스위칭 회로부의 Vcc단과 접속된 포토 커플러(16b)가 포함 구성된다.

따라서 OVP 피드백부로 입력되는 2차측 전압값이 미리 정한값을 넘는 경우, 제너다이오드 및 포토커플러가 동작되고, 1차측의 스위칭 IC Vcc전압이 GND LEVEL로 내려가 스위칭부의 동작을 정지시키게 된다.

상기의 구성에 대해 부연 설명한다.

교류부(10)는 교류전원을 입력받는다. 교류전원은 상용 110볼트 혹은 220볼트의 전압을 가지며 다른 전압을 가지는 교류전원이 될 수도 있다.

정류/평활부(11)는 교류를 직류로 변환한다. 교류를 전파 혹은 반파 정류하며 다이오드를 브리지 형태로 연결한 브리지 회로 등으로 구현이 가능하다.

상기 정류/평활부 변환된 직류는 스위칭트랜스포머(13)의 1차권선으로 인가된다.

스위칭트랜포머(13)는 외부로부터의 펄스입력을 받아서 온/오프 되는데, 온 될 때 1차측에 인가된 직류전압을 1,2차측의 권선비에 따라서 2차측으로 전달하여 전압이 출력 되도록 한다.

도 2는 본 발명에 의한 OVP 피드백부(16)를 상세히 나타낸 회로도이다.

도면에서 보는바와 같이, 2차측 출력전압의 끝단에 병렬로 Zener Diode(16a)와 Photo Coupler(16b)를 추가하여, 사용자가 미리 설정한 OVP 전압 LEVEL이상의 전압을 감지시 1차측의 Vcc단의 전압 LEVEL을 GND LEVEL로 내려 PWM IC(12)에 Vcc전압을 끊어 PWM IC의 Switching 동작이 중지 되도록 하여, Over Voltage Protection이 구현 되도록 한다.

또한 상기에서 Zener Diode의 전압별로 OVP 전압 LEVEL을 사용자 임의로 설정 할 수 있다.

상기 도 2의 실시예 회로에서의 출력전압은 32V이며, 미리 설정한 36V ZENER DIODE를 사용하여 출력전압측에 36V이상의 전압이 발생할 경우, ZENER DIODE로 전류가 흘러 1차측의 PWM IC의 Vcc를 GND LEVEL로 내려, PWM IC의 SWITCHING을 중지시킴키게 된다.

상기 도 1 및 도 2를 인용하여 본 발명의 과전압 보호 동작에 대해 설명한다.

2차측의 정류 전압이 OVP FEED BACK부(16)의 제너다이오드(16a)로 입력되 며, 상기 입력전압이 미리정한 36V를 넘는경우, 제너현상에 의거 전류가 흐르게 되어, 포토커플러(16b)가　TURN ON 되고, 접지와 연결된다.

따라서　1차측의 정류회로 출력부의 전압 LEVEL를 접지(GND) LEVEL로 내려, PWM IC에 인가되는 Vcc가　zero가 된다.

상기에 의거,　PWM　IC의　펄스가 오프됨에 따라 정전압피드백부의 전압과 1차　정류회로의 전압이 절연 트랜스포머부로 인가되지 않아 2차측 전압이　유기되지 않아 출력이 ZERO가 된다.

즉, 기준전압. 예를들어　제너다이오드정격전압를 초과하는 전압이 발생되는 경우, 1차측 정류회로값이 TRANSFORMER(13)에 인가되지 않도록 하여 2차측 출력이 ZERO가 되도록 하므로써 SMPS자체 및 상기 2차측 출력에 의해 동작되는 외부기기(103)를 보호할 수 있다.

도 3은 본 발명의 과전압 보호 방법을 나타내는 흐름도이다.

기준전압대비 과전압 출력을 방지하기 위한 제어회로(16)를 2차측 출력단에 연결구성한다. (S 301).

2차측 출력전압이 미리 설정한 기준전압보다 큰 경우에, 상기 과전압제어부의 동작에 의거 스위칭 IC의 전압값이 접지 Level로 내려가, 1차측 출력값의 2차측으로의 인가가 정지 된다. (S 302,303).

따라서 2차측으로의 인가전압이 없어 출력 전압이 유기 되지 않게 된다. (S 304).

한편, 2차측 출력전압이 미리 정한 기준전압보다 크지 않는 경우에는, 상기 2차측 출력전압이 외부기기로 입력되어 동작된다. (S 305).

상기한바와 같이, 끝단인 2차측 출력 전압이 미리정한 기준값을 넘는 경우에 1차측에서 2차측으로의 입력전압을 제어하기 위해 과전압보호부(OVP)를 2차측 출력단자 및 1차측 스위칭부 사이에 구성하는 과전압 보호 장치 및 방법에 관한 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.

상기에서 설명한 바와 같이, 2차측의 출력전압이 외부에서 들어오는 전압 또는 SMPS 내부에서 발생되는 전압에 의해, 정격전압을 OVER한 과전압 발생시에도, 외부 SET보호 및 SMPS를 보호할 수 있다.

Claims

AC입력부와상기 입력된 전압을 정류/평활하는 정류부 및 스위칭부를 포함하는 1차측과, 상기 1차측에 의해 발생되는 전압을 정류하여 출력하는 2차측을 포함하는 전원공급회로에 있어서,

상기 2차측의 출력을 스위칭부로 인가하는 정전압 피드백부; 및 상기 2차측의 출력이 미리 정한값을 초과하는 경우, 스위칭부를 제어하여 2차측이 출력되지 않도록 하기 위한 과전압보호(OVP) 피드백부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 장치.
제 1항에 있어서, OVP 피드백부는 미리정한 전압값에 의해 전류 흐름이 제어되는 제너다이오드와, 스위칭 회로부의 Vcc단과 접속된 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 장치.
제 2항에 있어서, OVP 피드백부로 입력되는 전압값이 미리 정한값을 넘는 경우, 제너다이오드 및 포토커플러가 동작되고, 1차측의 스위칭 IC Vcc전압이 GND LEVEL로 내려가 스위칭부의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 장치.
트랜스포머를 기준으로 1차측과 2차측으로 구분되는 전원회로에서 출력을 제어하는데 있어서,

기준전압대비 과전압 출력을 방지하기 위한 제어회로를 2차측 출력단에 연결구성하는 단계;

2차측 출력전압이 미리 설정한 기준전압보다 큰 경우에, 상기 과전압제어부가 동작되는 단계;

상기 상기 과전압 제어부의 동작에 의거 스위칭 IC의 전압값이 접지 Level로 내려가는 단계; 및

1차측 출력값의 2차측으로의 인가가 정지 되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 방법.