KR20110010232A - Power supply apparatus with discharge circuit of capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 전원공급장치에서 전력역률보상(Power Factor Correction)용 커패시터의 충/방전을 제어하는 커패시터 방전회로를 갖는 전원공급장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 정격 250W급 이상의 고출력 전원공급장치에는 전력역률보상회로(Power Factor Correction; 이하 'PFC'라 함)가 내장될 수 있는 데, PFC는 전원공급장치의 전력효율을 향상시키기 위한 절전회로이다.In general, a high output power supply rated at 250W or higher may include a power factor correction circuit (hereinafter referred to as a PFC), which is a power saving circuit for improving power efficiency of a power supply. .
우수한 PFC 방식은 광범위한 부하 변화상에서 거의 유일한 역률을 갖는 사인곡선 형태의 입력라인 전류가 없는 고조파, 바른 출력 다이내믹을 갖는 좋은 배선 및 부하조정, 작은 크기, 적은 무게, 작은 부품개수, 경제성, 높은 전원 변환 효율, 낮은 EMI을 갖는 것이다. The superior PFC method is a sinusoidal input line current-free harmonic with almost unique power factor over a wide range of loads, good wiring and load regulation with correct output dynamics, small size, low weight, small component count, economy, and high power conversion. Efficiency, low EMI.
이와 더불어 일반적인 교류 입력전압의 범위 내이어야 하고, 낮은 출력 리플 과 매우 낮은 DC 출력(예를 들어, 12V, 24V 등)에서 높은 전압(예를 들어, 800V)까지의 출력 전압의 넓은 범위를 갖는다면 더욱 바람직할 수 있다.In addition, they must be within the range of typical AC input voltages and have a wide range of output voltages from low output ripple and very low DC outputs (eg 12V, 24V, etc.) to high voltages (eg 800V). More preferred.
상기와 같은 PFC는 순간적인 파워 누출이 우려되는 트랜스포머와 안정기 및 컨버터와 같은 구성부품으로 가는 전력을 조절하여 각 부품에 보다 안정된 전류를 공급하고, 불필요하게 낭비되는 전력소비를 방지할 수 있다.The PFC can control power to components such as transformers, ballasts, and converters that are concerned about instantaneous power leakage, thereby supplying more stable current to each component and preventing unnecessary power consumption.
이와 같은 PFC의 후단에는 대용량의 평활용 커패시터가 배치되어 있는 데, 상기 커패시터의 경우에는 전원 오프시에도 일정 전압이 충전되어 있어 사용자 등의 제품 접촉시에 감전(electric shock)을 유발하게 된다.A large capacity smoothing capacitor is disposed at the rear end of the PFC. In the case of the capacitor, a constant voltage is charged even when the power is turned off, thereby causing an electric shock when a user or the like contacts the product.
본 발명은 전원공급장치의 전원 오프시에 PFC(Power Factor Correction)용 커패시터에 충전된 전압을 방전하기 위한 커패시터 방전회로를 갖는 전원공급장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a power supply having a capacitor discharge circuit for discharging the voltage charged in the PFC (Power Factor Correction) capacitor when the power supply is powered off.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 외부로부터 입력된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류회로부; 상기 정류회로부로부터 입력된 직류전압을 소정의 전압레벨로 변환하는 PFC회로부; 상기 PFC회로부의 출력단과 저전위 사이에 연결되어 PFC회로부를 통해 출력되는 DC전원을 평활하여 출력하는 메인 커패시터; 및 전원 오프시 상기 메인 커패시터에 충전된 전압을 방전시키는 방전제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Technical means of the present invention for achieving the above object, the rectifier circuit unit for converting the AC power input from the outside into DC power; A PFC circuit unit for converting a DC voltage input from the rectifier circuit unit into a predetermined voltage level; A main capacitor connected between an output terminal of the PFC circuit unit and a low potential to smoothly output a DC power output through the PFC circuit unit; And a discharge control unit configured to discharge the voltage charged in the main capacitor when the power is turned off.
구체적으로, 상기 방전제어부는 상기 메인 커패시터와 병렬로 연결되고 입력된 제어신호에 따라 스위칭되는 스위칭부; 외부에서 입력된 전원관련 신호가 소정의 전압레벨을 가지도록 설정된 제1 전위형성부; 상기 외부에서 입력된 전원관련 신호가 소정의 전압레벨을 가지도록 설정된 제2 전위형성부; 상기 외부로부터 로우신호가 입력될 경우 제2 전위형성부의 출력전압의 강하를 지연시키는 저전압지연부; 및 상기 제1 전위형성부와 제2 전위형성부에서 출력된 신호를 반전단자와 비반전단자로 각각 입력받아 비교하고 그 비교 결과에 따라 로우신호 또는 하이신호를 상기 스위칭부로 출력하는 비교기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the discharge control unit is a switching unit connected in parallel with the main capacitor and switched in accordance with the input control signal; A first potential generator configured to set a power-related signal input from the outside to have a predetermined voltage level; A second potential generator configured to set the externally related power supply signal to have a predetermined voltage level; A low voltage delay unit for delaying the drop of the output voltage of the second potential generating unit when a low signal is input from the outside; And a comparator configured to receive the signals output from the first potential generating unit and the second potential forming unit as input terminals and non-inverting terminals, respectively, and output a low signal or a high signal to the switching unit according to the comparison result. Characterized in that.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전원 오프시에 PFC(Power Factor Correction)용 커패시터에 충전된 전압을 방전시킴으로써, 전원이 오프된 제품의 접촉시에도 감전을 방지할 수 있어 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention discharges the voltage charged in the PFC (Power Factor Correction) capacitor when the power is turned off, thereby preventing electric shock even when the power is turned off, thereby increasing the reliability of the product. There is an advantage.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 커패시터 방전회로를 갖는 전원공급장치를 나타낸 도면으로서, 전원공급장치(1)는 정류회로부(10), PFC회로부(30), 메인 커패시터(C1) 및 방전제어부(50)를 포함하여 이루어져 있다.1 is a view showing a power supply having a capacitor discharge circuit according to an embodiment of the present invention, the
정류회로부(10)는 외부로부터 노이즈가 제거된 교류전원이 입력되면 이를 직류전원으로 변환하는 풀브리지 다이오드와 같은 회로부이다.The
PFC회로부(30)는 정류회로부(10)로부터 입력된 직류전압을 적합한 소정의 전압레벨로 변환하여 출력한다. 상기 PFC회로부(30)의 경우 코일과 스위칭소자 및 정류용 다이오드 등을 포함하여 구성되는 역률보상부(Power Factor Correction; PFC)이다.The
메인 커패시터(C1)는 PFC회로부(30)의 출력단(Vout)과 저전위(Vss) 사이에 연결되어 PFC회로부(30)를 통해 출력되는 DC전원을 평활하여 후단의 컨버터(DC/DC 컨버터, 인버터 등) 등의 회로로 출력한다. The main capacitor C1 is connected between the output terminal Vout and the low potential Vss of the
즉, 입력된 AC전원은 정류회로부(10)에 의해 정류되어 DC전원으로 변환되고, 변환된 DC전원은 PFC회로부(30)를 통해 소정의 전압레벨로 변환된 후 평활용 커패시터(C1)를 통해 평활된 후 출력된다. 따라서, 입력된 DC전압은 PFC회로부(30)와 평활용 커패시터(C1)에 의해 높은 레벨의 DC전압으로 변환되어 출력된다.That is, the input AC power is rectified by the rectifying
방전제어부(50)는 전원공급장치의 오프(대기상태)시 상기 메인 커패시터(C1)에 충전된 전압을 방전시키기 위한 구성으로, 방전제어부(50)는 스위칭부(51)와 제1 전위형성부(53), 제2 전위형성부(55), 저전압지연부(57) 및 비교기(59)를 포함하여 이루어진다.The
상기 스위칭부(51)는 PFC회로부(30)의 출력단(Vout)과 저전위(Vss) 사이에 전류통로가 연결되되 메인 커패시터(C1)와 병렬로 연결되어 입력된 제어신호에 따라 스위칭되는 N채널 MOSFET 트랜지스터(S1)와, 상기 트랜지스터(S1)에 병렬로 역방향으로 연결되는 역병렬 다이오드(D1)를 포함하여 구성될 수 있다.The
제1 전위형성부(53)는 외부에서 입력된 전원 온,오프관련 신호(Input)가 소정의 전압레벨을 가지도록 설정하는 것으로, 입력된 전원관련 신호의 전압을 분배하는 복수의 저항(R1, R2)으로 구성된다.The first
제2 전위형성부(55)는 외부에서 입력된 전원 온,오프관련 신호가 소정의 전압레벨을 가지도록 설정하는 것으로, 입력된 전원 온,오프관련 신호의 전압을 분배하는 복수의 저항(R3, R4)으로 구성된다.The second
여기서, 상기 제1 전위형성부(53)와 제2 전위형성부(55)에는 동일한 신호가 입력되는 데, 상기 제1 전위형성부(53)는 입력된 전원 온,오프관련 신호가 제2 전위형성부(55)보다 높은 전위를 가지도록 각 저항값(R1~R4)을 설정하는 하는 것이 바람직하다. 즉, 외부로부터 '하이'신호가 입력될 경우 제1 전위형성부(53)는 제2 전위형성부(55)보다 높은 출력전압을 가지도록 각 저항값을 선택하게 된다.Here, the same signal is input to the first
저전압지연부(57)는 제2 전위형성부(55)의 출력단과 저전위 사이에 연결되어 외부로부터 '로우'신호(전원이 오프될 경우)가 입력될 경우 제2 전위형성부(55)의 출력전압이 저전압으로 강하되는 것을 지연시키는 커패시터(C2)로 구성될 수 있다. 즉, 저전압지연부(57)는 외부로부터 하이신호가 입력될 경우 충전해 두었다가 외부로부터 로우신호가 입력될 경우 제2 전위형성부(55)의 출력전압을 서서히 저전압으로 강하시키게 된다.The low
비교기(59)는 제1 전위형성부(53)와 제2 전위형성부(55)에서 출력된 신호를 반전단자(-)와 비반전단자(+)로 각각 입력받아 비교하고 그 비교 결과에 따라 로우신호 또는 하이신호를 스위칭부(51)로 출력한다. The
그럼, 방전제어부(50)의 동작을 도 2의 파형도를 참조하여 살펴본다.Then, the operation of the
먼저, 제1 전위형성부(53)의 전위가 제2 전위형성부(55)의 전위보다 더 높도록 각 저항값(R1/R2, R3/R4)이 설정되어 있으므로, 외부로부터 전원 온과 관련된 하이신호가 입력될 경우 제1 전위형성부(53)의 출력전압인 V1의 값이 제2 전위형성부(55)의 출력전압인 V2보다 크기 때문에 비교기(59)의 출력전압은 로우신호가 된다. 이에 따라 스위칭부(51)는 턴오프되어 제5 저항(R5)이 플로팅(floating) 상태가 된다.First, since the resistance values R1 / R2 and R3 / R4 are set so that the potential of the first potential generating
한편, 외부로부터 전원 오프와 관련된 로우신호가 입력될 경우 제1 전위형성부(53)의 출력신호는 로우신호가 된다. 하지만 제2 전위형성부(55)의 출력은 저전압지연부(57), 즉 커패시터(C2)의 충전전압에 의해 저전압으로 서서히 강하되므로, 전원 오프시 곧바로 0V가 된 V1보다 높은 구간(ⓐ)이 존재하게 된다. 이때, 비교 기(59)가 하이신호를 출력하여 스위칭부(51)의 트랜지스터(S1)를 턴온시킴에 따라 메인 커패시터(C1)에 충전된 전압은 트랜지스터(S1)의 전류통로를 통해 저전위로 풀다운되어 방전되게 된다.On the other hand, when a low signal related to power-off is input from the outside, the output signal of the first
이와 같이 본 발명에서는 전원 오프시 PFC의 메인 커패시터(C1)에 충전된 전압을 모두 방전시킴으로써, 전원오프된 제품의 접촉시 발생될 수 있는 감전을 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, all the voltages charged in the main capacitor C1 of the PFC are discharged when the power is turned off, thereby preventing an electric shock that may occur when the power-off is in contact with the product.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains to the detailed description of the present invention and other forms of embodiments within the essential technical scope of the present invention. Could be. Here, the essential technical scope of the present invention is shown in the claims, and all differences within the equivalent range will be construed as being included in the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 커패시터 방전회로를 갖는 전원공급장치를 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a power supply having a capacitor discharge circuit according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 방전제어부의 동작시에 나타나는 파형도이다.2 is a waveform diagram illustrating an operation of the discharge control unit of FIG. 1.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10: 정류회로부 30: PFC회로부10: rectifier circuit portion 30: PFC circuit portion
C1: 메인 커패시터 50: 방전제어부C1: main capacitor 50: discharge control unit
51: 스위칭부 53: 제1 전위형성부51: switching unit 53: first potential generating unit
55: 제2 전위형성부 57: 저전압지연부55: second potential generator 57: low voltage delay unit
59: 비교기59: comparator
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KR101360762B1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-02-12 | 주식회사 포티스 | Discharge apparatus for power-saving standby mode |
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2009
- 2009-07-24 KR KR1020090067684A patent/KR20110010232A/en not_active Application Discontinuation
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