KR20090007557U - 이상전압 보호회로 - Google Patents

이상전압 보호회로 Download PDF

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Abstract

본 고안은 이상전압 보호회로에 관한 것이다.
본 고안의 실시예는 AC 입력전압을 반파 정류하는 반파 정류부; 상기 반파 정류부에서 반파 정류된 전압에 따라 온/오프되는 제1 스위칭부와 제2 스위칭부; 상기 제1 스위칭부와 제2 스위칭부의 온/오프상태에 따라 동작이 제어되는 제3 스위칭부; 컨트롤단자의 전위 상태에 따라 전원공급장치를 중지 또는 동작시키는 제어부; 및 상기 제3 스위칭부의 동작상태에 따라 온/오프되어 상기 컨트롤단자의 전위를 "하이" 또는 "로우"로 전환시키는 제4 스위칭부를 포함한다.
Figure P2020080000980
AC 입력전압, 과전압, 분압회로, 션트 레귤레이터, 제어용 IC

Description

이상전압 보호회로{Irregular Voltage Protection Circuit}
도 1은 종래의 저전압 보호회로를 포함한 전원공급장치의 회로도.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 이상전압 보호회로도.
＜도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명＞
D1, D2: 반파 정류용 다이오드
(R1, R2), (R4, R5); 분압회로
(R3, C1), (R6, C2): 시정수회로
U1, U2: 션트 레귤레이터
PC: 포토커플러
Q1: 스위칭 트랜지스터
Vcc1, Vcc2: 정전압
본 고안은 이상전압 보호회로에 관한 것이다.
일반적으로 전원공급장치는 AC 입력전압을 브리지 다이오드에서 정류하여 DC로 변환하고, 트랜스포머를 통해 승압하여 출력함으로써 원하는 레벨의 전압을 공급하도록 구성된다.
도 1은 종래의 저전압 보호회로를 포함한 전원공급장치의 회로도이다.
도 1을 참조하면, AC 입력전압을 전파 정류하는 브리지 다이오드(BD)와, 브리지 다이오드(BD)에서 전파 정류된 입력전압을 소정 비율로 승압하여 출력하는 트랜스포머(T)와, AC 입력전압을 반파 정류하는 반파 정류용 다이오드(D1, D2)와, 반파 정류된 입력신호를 소정 레벨로 분압하는 제1 분압회로(R1, R2)와, 제1 분압회로(R1, R2)에서 분압된 전압을 게이트로 공급받아 스위칭되는 제1 션트 레귤레이터(U1)와, 제1 션트 레귤레이터(U1)의 온/오프상태에 따라 동작상태가 제어되는 포토커플러(PC)와, 포토커플러(PC)의 온/오프상태에 따라 정전압(Vcc2)이 제어용 IC(도시되지 않았음)의 컨트롤단자(CTL)에 공급되는 것을 스위칭하는 스위칭용 트랜지스터(Q1)로 구성된다.
또한, 상기 제1 분압회로(R1, R2)에서 분압된 전압이 제1 션트 레귤레이 터(U1)의 게이트에 공급되는 것을 지연하는 제1 시정수회로(R3, C1)를 구성하고, 이에 따라 정전압(Vcc2)이 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)에 공급되는 지연시간을 결정하도록 구성한다.
즉, 종래의 전원공급장치는 AC 입력전압이 정상 레벨일 때 반파 정류용 다이오드(D1, D2)를 통해 정류된 전압이 제1 분압회로(R1, R2)에서 대략 2.5V로 분압된 후 제1 션트 레귤레이터(U1)의 게이트에 공급되어 제1 션트 레귤레이터(U1)는 턴-온된다.
제1 션트 레귤레이터(U1)가 턴-온되면 정전압(Vcc1)에서 공급되는 전원이 포토커플러(PC)를 동작시켜 정전압(Vcc2)을 그라운드로 패스시키고, 이로 인해 스위칭 트랜지스터(Q1)는 턴-오프된다.
스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴-오프상태이면 정전압(Vcc2)에서 공급되는 전압이 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)에 공급되어 제어용 IC는 전원공급장치를 정상 동작시킨다.
만약, AC 입력전압이 정상전압보다 낮은 저전압 상태일 때 반파 정류용 다이오드(D1, D2)를 통해 정류된 전압이 제1 분압회로(R1, R2)에서 분압되는데, 이때 제1 분압회로(R1, R2)에서 분압된 전압은 제1 션트 레귤레이터(U1)를 도통시키기에는 부족한 전압레벨이 된다. 따라서 제1 션트 레귤레이터(U1)는 턴-오프되고, 포토커플러(PC)는 동작되지 않는다.
포토커플러(PC)가 오프상태이면 정전압(Vcc2)이 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급되고, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 턴-온되어 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)에 공급되는 전위를 그라운드로 패스시킨다. 따라서 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)는 "로우"상태가 되고, 제어용 IC는 제1 시정수회로(R3, C1)의 시정수만큼 지연된 후 전원공급장치의 작동을 중지시킨다.
따라서 AC 입력전압이 저전압일 때 회로를 안전하게 보호할 수 있다.
그런데, 상기한 종래의 전원공급장치에는 AC 입력전압이 정상전압의 레벨보다 높은 과전압에 대해 회로를 보호하는 장치가 존재하지 않았다.
이러한 경우, AC 입력전압이 과전압이 되면, 전원공급장치 내의 구성소자들이 과전압에 의해 파괴되거나 오동작하는 현상이 발생한다.
본 고안의 실시예는 입력전압이 이상전압일 경우에도 전원공급장치를 안전하게 보호할 수 있다.
본 고안의 실시예는 AC 입력전압을 반파 정류하는 반파 정류부; 상기 반파 정류부에서 반파 정류된 전압에 따라 온/오프되는 제1 스위칭부와 제2 스위칭부; 상기 제1 스위칭부와 제2 스위칭부의 온/오프상태에 따라 동작이 제어되는 제3 스 위칭부; 컨트롤단자의 전위 상태에 따라 전원공급장치를 중지 또는 동작시키는 제어부; 및 상기 제3 스위칭부의 동작상태에 따라 온/오프되어 상기 컨트롤단자의 전위를 "하이" 또는 "로우"로 전환시키는 제4 스위칭부를 포함한다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시 예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 이상전압 보호회로도이다.
도 2를 참조하면, 브리지 다이오드(BD)는 AC 입력전압을 전파 정류한다. 트랜스포머(T)는 상기 브리지 다이오드(BD)에서 전파 정류된 입력전압을 소정 비율로 승압하여 출력한다. 반파 정류용 다이오드(D1, D2)는 AC 입력전압을 반파 정류한다. 제1 분압회로(R1, R2)는 상기 반파 정류된 입력신호를 소정 레벨로 분압한다. 제1 션트 레귤레이터(U1)는 제1 분압회로(R1, R2)에서 분압된 전압을 게이트로 공급받아 스위칭된다. 포토커플러(PC)는 상기 제1 션트 레귤레이터(U1)의 온/오프상태에 따라 동작상태가 제어된다. 스위칭용 트랜지스터(Q1)는 상기 포토커플러(PC)의 온/오프상태에 따라 정전압(Vcc2)이 제어용 IC(도시되지 않았음)의 컨트롤단자(CTL)에 공급되는 것을 스위칭한다.
또한, 제1 시정수회로(R3, C1)는 상기 제1 분압회로(R1, R2)에서 분압된 전압이 제1 션트 레귤레이터(U1)의 게이트에 공급되는 것을 지연한다. 상기 제1 시정수회로(R3, C1)는 정전압(Vcc2)이 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)에 공급되는 지연시 간을 결정하도록 구성한다.
또한, 제2 분압회로(R4, R5)는 상기 반파 정류용 다이오드(D1, D2)에서 반파 정류된 입력전압을 분압한다. 제2 션트 레귤레이터(U2)는 상기 제2 분압회로(R4, R5)에서 분압된 전압을 게이트로 공급받아 온/오프되어 정전압이 포토커플러(PC)에 공급되는 것을 스위칭한다.
또한, 제2 시정수회로(R6, C2)는 상기 제2 분압회로(R4, R5)에서 분압된 전압이 제2 션트 레귤레이터(U2)의 게이트에 공급되는 것을 지연한다. 상기 제2 시정수회로(R6, C2)는 정전압(Vcc1)이 포토커플러(PC)에 공급되는 지연시간을 결정하도록 구성한다.
여기서, 저항(R11)은 바이어스 저항이다.
즉, AC 입력전압이 정상 레벨일 때 반파 정류용 다이오드(D1, D2)를 통해 정류된 전압이 제1 분압회로(R1, R2)에서 대략 2.5V로 분압된 후 제1 션트 레귤레이터(U1)의 게이트에 공급되어 제1 션트 레귤레이터(U1)는 턴-온된다.
또한, AC 입력전압이 정상 레벨일 때 반파 정류용 다이오드(D1, D2)를 통해 정류된 전압이 제2 분압회로(R4, R5)에서 대략 2.5V보다 낮은 전압 값으로 분압된 후 제2 션트 레귤레이터(U2)의 게이트에 공급되어 제2 션트 레귤레이터(U2)는 턴-오프된다.
제1 션트 레귤레이터(U1)가 턴-온되고 제2 션트 레귤레이터(U2)가 턴-오프되면, 정전압(Vcc1)에서 공급되는 전원이 포토커플러(PC)를 동작시켜 정전압(Vcc2)을 그라운드로 패스시키고, 이로 인해 스위칭 트랜지스터(Q1)는 턴-오프된다.
스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴-오프상태이면 정전압(Vcc2)에서 공급되는 전압이 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)에 공급되어 제어용 IC는 전원공급장치를 정상 동작시킨다.
만약, AC 입력전압이 정상전압보다 낮은 저전압 상태일 때 반파 정류용 다이오드(D1, D2)를 통해 정류된 전압이 제1 분압회로(R1, R2) 및 제2 분압회로(R4, R5)에서 각각 분압되는데, 이때 제1 분압회로(R1, R2) 및 제2 분압회로(R4, R5)에서 분압된 전압은 제1 및 제2 션트 레귤레이터(U1, U2)를 도통시키기에는 부족한 전압레벨이 된다. 따라서 제1 및 제2 션트 레귤레이터(U1, U2)는 모두 턴-오프되고, 포토커플러(PC)는 동작되지 않는다.
포토커플러(PC)가 오프상태이면 정전압(Vcc2)이 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급되고, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 턴-온되어 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)에 공급되는 전위를 그라운드로 패스시킨다. 따라서 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)는 "로우"상태가 되고, 제어용 IC는 제1 시정수회로(R3, C1)의 시정수만큼 지연된 후 전원공급장치의 작동을 중지시킨다.
만약, AC 입력전압이 정상전압보다 높은 과전압 상태일 때, 반파 정류용 다이오드(D1, D2)를 통해 정류된 전압이 제1 분압회로(R1, R2) 및 제2 분압회로(R4, R5)에서 각각 분압되는데, 이때 제1 분압회로(R1, R2) 및 제2 분압회로(R4, R5)에 서 분압된 전압은 제1 및 제2 션트 레귤레이터(U1, U2)의 게이트전위를 초과하는 전위가 공급되고, 제1 및 제2 션트 레귤레이터(U1, U2)는 모두 턴-온된다.
제1 및 제2 션트 레귤레이터(U1, U2)가 턴-온되면, 정전압(Vcc1)은 제2 션트 레귤레이터(U2)를 통해 그라운드로 패스되므로 포토커플러(PC)는 동작되지 않는다.
포토커플러(PC)가 오프상태이면 정전압(Vcc2)이 스위칭 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급되고, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 턴-온되어 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)에 공급되는 전위를 그라운드로 패스시킨다. 따라서 제어용 IC의 컨트롤단자(CTL)는 "로우"상태가 되고, 제어용 IC는 제2 시정수회로(R6, C2)의 시정수만큼 지연된 후 전원공급장치의 작동을 중지시킨다.
따라서 AC 입력전압이 저전압일 경우와 과전압일 경우에도 전원공급장치를 안전하게 보호할 수 있다.
이와 같이, 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예(들)에 관해 설명하였으나, 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 고안의 범위는 설명된 실시 예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 실용신안청구범위 뿐만 아니라 이 실용신안청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 고안은 AC 입력전압이 저전압인 경우와 과전압인 경우, 전원공급장치의 동작을 중지시킴으로써, 저전압 및 과전압에 대하여 동시에 전원공급장치를 안전하게 보호할 수 있다.

Claims (8)

  1. AC 입력전압을 반파 정류하는 반파 정류부;
    상기 반파 정류부에서 반파 정류된 전압에 따라 온/오프되는 제1 스위칭부와 제2 스위칭부;
    상기 제1 스위칭부와 제2 스위칭부의 온/오프상태에 따라 동작이 제어되는 제3 스위칭부;
    컨트롤단자의 전위 상태에 따라 전원공급장치를 중지 또는 동작시키는 제어부; 및
    상기 제3 스위칭부의 동작상태에 따라 온/오프되어 상기 컨트롤단자의 전위를 "하이" 또는 "로우"로 전환시키는 제4 스위칭부를 포함하는 이상전압 보호회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 컨트롤단자의 전위가 "하이"상태이면 정상동작을 수행하고,
    상기 컨트롤단자의 전위가 "로우"상태이면 동작 중지하는 제어용 IC인 것을 특징으로 하는 이상전압 보호회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반파 정류부는 반파 정류용 다이오드 이고, 상기 제1 스위칭부는 상기 제1 션트 레귤레이터이고, 상기 제2 스위칭부는 제2 션트 레귤레이터인 것을 특징으로 하는 이상전압 보호회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 AC 입력전압이 정상 레벨일 때 상기 반파 정류용 다이오드에서 반파 정류된 전압을 상기 제1 션트 레귤레이터의 도통전압보다 높은 전압 레벨로 분압하는 제1 분압회로를 더 포함하는 이상전압 보호회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 분압회로에서 분압된 전압이 상기 제1 션트 레귤레이터에 공급되는 것을 지연하는 제1 시정수회로를 더 포함하는 이상전압 보호회로.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 AC 입력전압이 정상 레벨일 때 상기 반파 정류용 다이오드에서 반파 정류된 전압을 상기 제2 션트 레귤레이터의 도통전압보다 낮은 전압 레벨로 분압하는 제2 분압회로를 더 포함하는 이상전압 보호회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 분압회로에서 분압된 전압이 상기 제2 션트 레귤레이터에 공급되는 것을 지연하는 제2 시정수회로를 더 포함하는 이상전압 보호회로.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 제3 스위칭부는 포토커플러이고,
    상기 제4 스위칭부는 상기 포토커플러가 온상태이면 상기 제어용 IC의 컨트롤단자 전위를 "하이"상태로 유지시키고, 상기 포토커플러가 오프상태이면 상기 제어용 IC의 컨트롤단자 전위를 "로우"상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는 이상전압 보호회로.
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