KR20070045005A - 이상 전원전압 차단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원 공급 장치의 이상 전원 전압을 감지하여 이상 전원전압에 의한 전원 회로의 손상을 차단할 수 있도록 하는 이상 전원전압 차단 장치를 제공한다. 이를 위해 본 발명은 교류 전원 전압을 정류 및 평활화하여 펄스폭변조 스위칭수단의 스위칭 제어에 의해 트랜스에서 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서, 상기 전원 전압의 이상 전압 상태를 감지하는 전압 감지 수단과, 상기 전압 감지 수단의 이상 전압 감지에 따라 상기 펄스폭변조 스위칭수단의 스위칭동작을 차단시키는 스위칭 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

전원 공급, 이상 전압, 과전압, 분압, 비교기

Description

이상 전원전압 차단 장치{ABNORMAL POWER SOURCE VOLTAGE CUT OFF APPARATUS}

도 1은 종래의 전원 공급 장치에 대한 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 이상 전원전압 차단 장치의 구성을 나타낸 도면,

도 3은 도 2의 회로 구성을 상세히 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:정류부, 20:평활부,

30:트랜스, 40:PWM IC,

50,90:전압 분배부, 60:교류/직류 변환부,

70:비교기, 80:스위치 회로.

본 발명은 이상 전원전압 차단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 전원 이상에 의한 순간 과전압/저전압을 차단할 수 있도록 하는 이상 전원전압 차단 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 텔레비전이나 오디오 기기, 디브이디 플레이어(DVD Player), 냉장고, 세탁기 등과 같은 가전 기기의 경우에는 각 가전 기기에 내장된 전원 공급 장치로부터 전원을 공급받아 기기의 모든 동작을 수행할 수 있도록 하고 있고, 보다 안정적인 전원의 공급을 위해 SMPS(Switching Mode Power Supply)가 적용된 전원 공급 장치를 갖추고 있다.

이러한 전원 공급 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 브릿지 다이오드(Bridge Diode)를 갖추고서 교류(AC) 전원을 직류(DC) 전원으로 변환하는 정류부(10)와, 직류 전원의 맥동분을 제거하고 평활화시키는 평활부(20), 평활화된 직류 전원을 기기의 동작 회로단에서 필요한 전압으로 변압하는 트랜스(30) 및, 상기 트랜스(30)의 변압 동작을 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식으로 제어하는 PWM IC(40)로 구성된다.

종래의 전원 공급 장치에서는 외부로부터의 이상 전압에 대한 대응을 위해 내압이 높은 PWM IC(40)를 사용하고 있거나, 릴레이(Relay) 회로를 사용하기도 하 지만, 이러한 PWM IC(40) 또는 릴레이 회로의 사용은 재료비의 상승을 야기하고, 전원이 안정된 지역에 적용된 전원 공급 장치에서는 불필요하게 된다는 단점이 있다.

또한, 전원이 불안정한 지역 또는 자가 발전기로 전원을 구동하는 지역의 경우에는 순간적인 과전압이나 저전압에 의해 SMPS의 PWM IC의 허용 내압이 초과하거나 전류 초과가 발생함에 의해, PWM IC가 파괴될 수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 전원 공급 장치의 이상 전원 전압을 감지하여 이상 전원전압에 의한 전원 회로의 손상을 차단할 수 있도록 하는 이상 전원전압 차단 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 교류 전원 전압을 정류 및 평활화하여 펄스폭변조 스위칭수단의 스위칭 제어에 의해 트랜스에서 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서, 상기 전원 전압의 이상 전압 상태를 감지하는 전압 감지 수단과, 상기 전압 감지 수단의 이상 전압 감지에 따라 상기 펄스폭변조 스위칭수단의 스위칭동작을 차단시키는 스위칭 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 이상 전원전압 차단 장치를 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 2는 본 발명에 따른 이상 전원전압 차단 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이상 전원전압 차단 장치는, 정류부(10)와, 평활부(20), 트랜스(30), PWM IC(40), 제 1전압 분배부(50), 교류/직류 변환부(60), 비교기(70), 스위치 회로(80), 제 2전압 분배부(90)로 구성된다.

상기 제 1전압 분배부(50)는 상기 교류(AC) 입력단과 정류부(10)의 사이에 연결되어, 교류 전원 전압을 전압분배하여 일정 전압을 출력하게 되고, 상기 교류/직류 변환부(60)는 상기 제 1전압 분배부(50)에 의해 분배된 일정 교류 전압을 직류 전압(Vsense)으로 변환한다.

상기 비교기(70)는 상기 제 2전압 분배부(90)로부터의 기준 전압(Vref)에 대해 상기 교류/직류 변환부(60)로부터의 일정 직류 전압(Vsense)을 비교하여 그 비교 결과에 따른 출력 레벨 신호를 발생하게 된다.

상기 스위치 회로(80)는 상기 비교기(70)로부터의 출력 레벨 신호에 의해 스위칭되어 상기 PWM IC(40)의 스위칭 동작을 제어하게 된다.

상기 제 2전압 분배부(90)는 상기 평활부(20)와 트랜스(30)의 사이에 연결되어 평활부(20)로부터의 직류 전원전압을 전압 분배하여 기준 전압(Vref)을 발생하게 되는 바, 상기 기준 전압(Vref)은 제한하고자 하는 전압에 따라 임의적으로 설 정할 수 있도록 하되, 최대 출력 전압(예컨대 5V)의 이하로 설정하도록 하는 것이 바람직하다.

그 다음에, 도 3은 도 2의 회로 구성을 상세히 나타낸 도면으로서, 상기 제 1전압 분배부(50)는 상기 정류부(10)의 교류 입력단 양단에 접속된 분압 저항(R1,R2)를 포함하여 구성되고, 상기 교류/직류 변환부(60)는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 포토 커플러(Photo Coupler)로 이루어진다.

상기 비교기(70)는 그 비반전 단자(+)가 상기 교류/직류 변환부(60)의 출력단과 연결되고, 그 반전 단자(-)가 상기 제 2전압 분배부(90)를 구성하는 분압 저항(R3,R4)의 접속단과 연결되고서, 상기 일정 직류 전압(Vsense)을 기준 전압(Vref)과 비교하여, "하이" 또는 "로우"의 출력 레벨 신호를 발생하게 된다.

상기 스위치 회로(80)는 그 베이스단이 상기 비교기(70)의 출력단에 연결되고, 그 콜렉터단이 상기 PWM IC(40)의 Vcc단과 연결되고서, 상기 비교기(70)로부터의 출력 레벨 신호에 따라 스위칭되어 상기 PWM IC(40)의 Vcc 단을 "하이" 또는 "로우"로 만들어서 PWM IC(40)의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 트랜지스터(Q1)를 포함하여 구성된다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 제 1전압 분배부(50)의 분압 저항(R1,R2)에 의해 교류(AC) 전원 전압이 분압되어 일정 교류 전압이 생성되면, 교류/직류 변환부(60)의 포토 커플러에서 는 상기 분압된 교류 전압을 일정 직류 전압(Vsense)으로 변환하게 된다.

그 상태에서, 비교기(70)에서는 제 2전압 분배부(90)의 분압 저항(R3,R4)에 의해 분압되어 생성되는 기준 전압(Vref)을 그 반전 단자(-)에 입력받아 상기 일정 직류 전압(Vsense)하여 그 비교 결과로 출력 레벨 신호를 발생하게 되는 바, 외부로부터의 교류 전원 전압이 과전압으로 입력되는 경우에는 상기 비교기(70)에서 "하이" 레벨 신호를 출력하게 된다.

이에, 스위치 회로(80)의 스위칭 트랜지스터(Q1)에서는 그 베이스단을 통해 상기 비교기(70)로부터의 과전압 감지에 따른 "하이" 레벨 신호를 입력받아 스위칭 온되어, 그 콜렉터단을 통해 연결되어 있는 PWM IC(40)의 Vcc 단을 "로우" 레벨로 만들게 된다.

그에 따라, 상기 PWM IC(40)는 그 Vcc 단이 "로우" 레벨을 형성함에 따라 스위칭 동작이 중지되어 상기 트랜스(30)에 의한 과전압의 공급이 차단된다.

한편, 상기 교류 전원 전압이 안정화되면, 상기 비교기(70)에서는 "로우" 레벨 신호를 출력하게 되고, 상기 스위치 회로(80)의 스위칭 트랜지스터(Q1)가 스위칭 오프되므로, 상기 PWM IC(40)가 스위칭 동작을 수행하면서 상기 트랜스(30)를 통한 전원 공급이 정상적으로 이루어진다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 전원 공급 장치에서 외부로부터의 교류 전원 전압이 과전압으로 입력되는 상태를 감지하게 되면 PWM IC의 스위칭 동작을 제어하여 과전압의 입력을 차단할 수 있도록 함에 따라, 이상 전원전압의 공급에 의한 회로 소자의 파괴를 미연에 방지할 수 있다는 효과를 갖게 된다.

Claims (5)

1. 교류 전원 전압을 정류 및 평활화하여 펄스폭변조 스위칭수단의 스위칭 제어에 의해 트랜스에서 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서,

   상기 전원 전압의 이상 전압 상태를 감지하는 전압 감지 수단과,

   상기 전압 감지 수단의 이상 전압 감지에 따라 상기 펄스폭변조 스위칭수단의 스위칭동작을 차단시키는 스위칭 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 이상 전원전압 차단 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전압 감지 수단은, 상기 교류 전원 전압을 분압하여 일정 전원 전압을 출력하는 전압 분배부와,

   상기 분압된 일정 전원전압을 일정 직류전압으로 변환하는 교류/직류 변환부,

   상기 일정 직류전압을 기준 전압과 비교하여 그 비교 결과에 따른 출력 레벨 신호를 발생하는 비교기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이상 전원전압 차단 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 교류/직류 변환부는 포토 커플러로 이루어진 것을 특징으로 하는 이상 전원전압 차단 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 정류 및 평활화된 직류 전원 전압을 분압하여 상기 비교기의 기준 전압을 생성하는 전압 분배부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이상 전원전압 차단 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 스위칭 제어수단은 상기 비교기로부터의 출력 레벨 신호를 입력받아 스위칭되는 스위칭 트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 이상 전원전압 차단 장치.

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