KR20110016564A - Power factor correction circuit of power supply apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A power factor correcting circuit of a power supply device is provided to prevent a circuit from being damaged by blocking a main switch if an overvoltage higher than a rated voltage is detected. CONSTITUTION: A power supply device(100) comprises a power factor improving unit(110), a power factor correction controller(130), and a power blocking unit(170). A rectifying circuit rectifies AC inputted from the outside and converts AC power to DC power. The power factor improving unit outputs the input DC power as the DC voltage with a preset level. The power factor correction controller switches a main switch by the power supply. A voltage detector detects the output voltage. A power blocking unit blocks the power when the detected voltage is higher than the preset voltage.

Description

전원공급장치의 역률보상 회로{POWER FACTOR CORRECTION CIRCUIT OF POWER SUPPLY APPARATUS}Power Factor Correction Circuit of Power Supply {POWER FACTOR CORRECTION CIRCUIT OF POWER SUPPLY APPARATUS}

본 발명은 역률보상 회로에 관한 것으로, 특히 과전압으로부터 역률보상회로가 손상되는 것을 방지하기 위한 전원공급장치의 역률보상 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power factor correction circuit, and more particularly, to a power factor correction circuit of a power supply device for preventing damage to the power factor correction circuit from an overvoltage.

일반적으로, 정격 250W급 이상의 고출력 전원공급장치에는 역률보상회로(Power Factor Correction; 이하 'PFC'라 함)가 내장될 수 있는 데, 역률보상회로는 전원공급장치의 전력효율을 향상시키기 위한 절전회로이다.In general, a power factor correction circuit (PFC) may be incorporated in a high output power supply having a rating of 250W or higher. A power factor correction circuit is a power saving circuit for improving power efficiency of a power supply. to be.

스위칭모드의 전원공급장치(SMPS)를 설계할 때, 전파 정류를 위한 다이오드와 평활용 커패시터는 필수구성 요소가 되며, 이러한 경우 상기 정류용 다이오드와 평활용 커패시터에서 발생하는 고조파 왜곡(Harmonic distortion) 및 첨두 전류(Peak current)를 발생시키고, 역률을 대략 0.6 정도로 낮게 나타난다. When designing a switched-mode power supply (SMPS), diodes and smoothing capacitors for full-wave rectification are essential components, in which case harmonic distortions occurring in the rectifying diodes and smoothing capacitors and Peak current is generated and the power factor appears to be as low as approximately 0.6.

역률보상회로는 이와 같은 낮은 역률을 개선하여 대략 '1'에 가깝게 보상함으로써, 전원선에서의 고조파 왜곡을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 입력전원으로 부터 가능한 한 최대의 유효전력을 얻을 수 있게 된다.The power factor correction circuit improves this low power factor to compensate approximately to 1, thereby reducing harmonic distortion in the power supply line and obtaining the maximum active power possible from the input power source.

상기와 같은 기능을 하는 역률보상회로는 순간적인 파워 누출이 우려되는 트랜스포머와 안정기 및 컨버터와 같은 구성부품으로 공급되는 전력을 조절하여 각 부품에 보다 안정된 전류를 공급하고, 불필요하게 낭비되는 전력소비를 방지할 수 있다.The power factor correction circuit that functions as described above regulates the power supplied to components such as transformers, ballasts, and converters that are concerned about instantaneous power leakage, thereby supplying more stable current to each component, and reducing unnecessary power consumption. You can prevent it.

이와 같은 역률보상회로는 과전압 보호회로(Over Voltage Protection)가 구비되어 있어, 출력전압을 피드백받아 과전압시 래치 동작을 수행하게 된다.The power factor correction circuit is provided with an over voltage protection circuit, and performs a latch operation when the output voltage is fed back by receiving an output voltage.

하지만, 역률보상제어부에 이상이 있어 피드백단에서 과전압을 검출하지 못하는 경우에 역률보상제어부가 계속 동작하여 출력전압이 지속적으로 상승하여 주변 부품에 심각한 피해를 주게 된다. However, if there is an error in the power factor correction control unit and the overvoltage is not detected in the feedback stage, the power factor compensation control unit continues to operate and the output voltage continuously increases, causing serious damage to peripheral components.

따라서, 역률보상제어부의 이상시에도 주변 부품 등을 과전압으로부터 보호하기 위한 대응책이 필요하다.Therefore, a countermeasure for protecting the peripheral parts and the like from overvoltage even in the case of abnormality of the power factor correction control unit is required.

본 발명은 역률보상제어부의 이상 여부에 관계없이 과전압으로부터 역률보상회로와 주변 부품들이 손상되는 것을 방지하기 위한 전원공급장치의 역률보상 회로전원장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a power factor correction circuit power supply of the power supply for preventing damage to the power factor correction circuit and the peripheral components from the overvoltage irrespective of whether the power factor correction control unit is abnormal.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명 이 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 역률보상 회로는, 외부로부터 입력되는 직류전원을 교류전원의 변동에 관계없이 항상 일정한 레벨의 직류전압을 출력하는 역률개선부; 외부로부터 공급된 전원에 따라 동작되고 상기 역률개선부에 포함된 메인스위치를 스위칭 제어하여 역률을 보상하게 되는 역률보상제어부; 상기 역률개선부의 출력단과 저전위 사이에 복수의 저항이 직렬 연결되어 출력단에 걸리는 전압을 분배하여 검출하는 전압검출부; 및 상기 전압검출부에서 검출된 전압에 따라 작동되고, 상기 검출된 전압이 설정된 전압보다 높은 과전압일 경우 상기 역률보상제어부로 공급되는 전원을 차단하여 메인스위치가 오프되도록 하는 전원차단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power factor correction circuit of the present invention for achieving the above object, the power factor correction unit for outputting a DC voltage of a constant level at all times irrespective of the change of the AC power input DC power input from the outside; A power factor correction control unit configured to compensate for the power factor by operating the main switch included in the power factor improving unit and operating according to the power supplied from the outside; A voltage detector configured to connect a plurality of resistors in series between the output terminal of the power factor improving unit and a low potential to divide and detect a voltage applied to the output terminal; And a power cut-off unit which is operated according to the voltage detected by the voltage detector and cuts off the power supplied to the power factor correction controller when the detected voltage is higher than a set voltage. It features.

구체적으로, 상기 전원차단부는 상기 전압검출부의 검출노드에 걸리는 전압에 따라 전류통로가 개폐되는 전류개폐수단; 및 상기 전류개폐수단을 통해 인가되는 신호에 따라 스위칭되어 상기 역률보상제어부로 인가되는 동작전원의 공급 여부를 조절하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the power cut-off unit current switching means for opening and closing the current path in accordance with the voltage applied to the detection node of the voltage detector; And a switching unit which is switched according to a signal applied through the current switching means and controls whether or not the operation power supplied to the power factor correction control unit is supplied.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 역률보상회로를 통해 정격전압보다 높 은 과전압이 출력될 경우 역률보상제어부의 이상 여부에 관계없이 역률보상제어부로 공급되는 동작전원을 차단하여 역률보상회로의 각종 부품의 손상이나 방폭을 방지하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, when overvoltage higher than the rated voltage is output through the power factor correction circuit, the operation power supplied to the power factor correction controller is cut off regardless of whether the power factor correction controller is abnormal or not. There is an advantage that can increase the reliability of the product by preventing damage or explosion.

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 발명과 관련된 역률보상회로를 구비한 전원공급장치를 나타낸 도면으로서, 전원공급장치(1)는 정류회로부(10)와 역률개선부(11), 전압검출부(13), 출력 커패시터(Co) 및 역률보상제어부(15) 등을 포함하여 이루어져 있다.1 is a view showing a power supply having a power factor correction circuit according to the present invention, wherein the power supply 1 includes a rectifier circuit part 10, a power factor improvement part 11, a voltage detection part 13, and an output capacitor ( Co) and the power factor correction controller 15 and the like.

정류회로부(10)는 외부로부터 입력된 교류전원을 정류하여 직류전원으로 변환하여 출력하는 브릿지 다이오드와 평활용 커패시터를 포함한다.The rectifier circuit unit 10 includes a bridge diode and a smoothing capacitor which rectify AC power input from the outside and convert the DC power into a DC power.

역률개선부(11)는 정류회로부(10)로부터 입력되는 직류전원을 교류전원의 변동에 관계없이 항상 일정한 레벨의 직류전압을 출력하게 된다.The power factor improving unit 11 always outputs a DC voltage of a constant level to the DC power input from the rectifier circuit unit 10 regardless of the variation of the AC power.

상기 역률개선부(11)는, 상기 정류회로부(10)의 출력단에 일단이 연결된 입력 인덕터(L1)와, 상기 입력 인덕터(L1)와 역률개선부(11)의 출력단 사이에 순방향으로 연결된 정류용 다이오드(D1)와, 상기 입력 인덕터(L1)와 정류용 다이오드(D1)의 접속노드와 저전위 사이에 전류통로가 연결되고 소정의 제어신호에 따라 스위칭 되는 메인스위치(MS)를 포함하여 구성된다. The power factor improving unit 11 is for rectification connected in a forward direction between an input inductor L1 connected to an output terminal of the rectifier circuit unit 10 and an output terminal of the input inductor L1 and the power factor improving unit 11. And a main switch MS connected between a diode D1, a connection node of the input inductor L1 and the rectifying diode D1, and a low potential, and switched according to a predetermined control signal. .

전압검출부(13)는 출력단(Out)과 저전위 사이에 복수의 저항(R1, R2)이 직렬 연결되어 출력단에 걸리는 전압을 분배하여 검출한다.The voltage detector 13 detects by dividing a voltage applied to the output terminal by connecting a plurality of resistors R1 and R2 in series between the output terminal Out and the low potential.

출력 커패시터(Co)는 출력단(Out)과 저전위 사이에 연결되어 상기 정류용 다이오드(D1)를 통해 정류된 전압을 평활하여 출력하는 평활용 콘덴서이다. The output capacitor Co is a smoothing capacitor connected between the output terminal Out and the low potential to smooth and output the rectified voltage through the rectifying diode D1.

역률보상제어부(15)는 메인스위치(MS)를 스위칭하게 되는 데, 입력신호의 주파수보다 더 높은 주파수로 메인스위치를 스위칭시키고, 메인스위치(MS)의 동작시간(On-time)을 입력전압의 크기에 비례하도록 조정한다. 이에 따라 입력 인덕터(L1)를 통해 흐르는 전류는 역률보상제어부(15)의 스위칭 주기에 따라 전류량이 제어되어 역률이 보상된다.The power factor correction controller 15 switches the main switch MS. The power factor correction controller 15 switches the main switch to a frequency higher than the frequency of the input signal, and changes the on-time of the main switch MS to the input voltage. Adjust to scale. Accordingly, the current flowing through the input inductor L1 is controlled according to the switching period of the power factor correction controller 15 to compensate for the power factor.

아울러, 역률보상제어부(15)는 전압검출부(13)를 통해 출력전압을 감시하고, 출력단을 통해 과전압이 출력될 경우 래치(latch) 동작을 수행하게 된다.In addition, the power factor correction controller 15 monitors the output voltage through the voltage detector 13 and performs a latch operation when an overvoltage is output through the output terminal.

상기 메인스위치(MS)는 전계효과 트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 트랜지스터가 사용될 수 있다.The main switch MS may be a field effect transistor (FET) or a bipolar transistor.

이와 같이 구성된 역률보상회로는 출력단을 통해 과전압이 출력될 경우 이를 전압검출부(13)를 통해 검출하여 역률보상제어부(15)에서 래치 동작을 수행하는 기능이 있다. 즉, 역률보상제어부(15)는 전압검출부(13)를 통해 출력전압을 피드백받아 검출하고 검출된 전압이 설정전압 이상의 과전압일 경우 래치 동작을 수행하여 과전압이 출력되지 않도록 한다. The power factor correction circuit configured as described above has a function of detecting the overvoltage output through the output terminal through the voltage detector 13 to perform a latch operation in the power factor correction controller 15. That is, the power factor correction controller 15 detects by receiving an output voltage through the voltage detector 13 and performs a latch operation when the detected voltage is an overvoltage higher than or equal to the set voltage so that the overvoltage is not output.

하지만, 역률보상제어부(15) 또는 소정의 피드백단에 이상(abnormal)이 있어 전압검출부(13)를 통해 과전압을 검출하지 못하는 경우 역률보상제어부(15)가 계속적으로 메인스위치(MS)를 스위칭시켜 출력전압이 지속적으로 상승하게 되고, 이에 따라 출력 커패시터(Co) 등 주변 부품이 손상되게 된다. 실제로 출력단(Out)의 전압이 450V 이상으로 상승하게 되면 출력 커패시터 등이 방폭되는 현상이 발생되므로 이에 대한 대응책이 시급하다.However, if there is an abnormality in the power factor correction controller 15 or a predetermined feedback terminal and thus the overvoltage cannot be detected through the voltage detector 13, the power factor correction controller 15 continuously switches the main switch MS. The output voltage continuously rises, thereby damaging peripheral components such as the output capacitor Co. In fact, when the voltage of the output terminal (Out) rises above 450V, a phenomenon occurs in which the output capacitor, etc. is exploded.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 역률보상회로를 구비한 전원공급장치를 나타낸 도면으로서, 전원공급장치(100)는 정류회로부(101)와 역률개선부(110), 출력 커패시터(Co), 역률보상제어부(130), 전압검출부(150) 및 전원차단부(170) 등을 포함하여 이루어져 있다.2 is a view showing a power supply having a power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention, the power supply device 100 is a rectifier circuit unit 101, power factor improvement unit 110, output capacitor (Co), The power factor correction controller 130, the voltage detector 150, and the power cutoff unit 170 are included.

정류회로부(101)는 외부로부터 입력된 교류전원을 정류하여 직류전원으로 변환하여 출력하는 브릿지 다이오드와 평활용 커패시터를 포함한다.The rectifier circuit unit 101 includes a bridge diode and a smoothing capacitor for rectifying the AC power input from the outside and converting the AC power into a DC power.

상기 정류회로부(101)의 전단에는 외부로부터 상용 교류전원을 입력받아 교류전원에 포함된 노이즈를 L,C 공진 작용에 의해 제거함과 아울러 내부에서 발생된 고주파 노이즈가 입력라인을 타고 외부로 나가는 것을 차단하는 라인필터 등이 더 포함될 수 있다.In front of the rectifier circuit unit 101 receives a commercial AC power from the outside to remove the noise contained in the AC power by the L, C resonance action and to block the high-frequency noise generated from the inside to go outside the input line. A line filter may be further included.

역률개선부(110)는 정류회로부(101)로부터 입력되는 직류전원을 교류전원의 변동에 관계없이 항상 일정한 레벨의 직류전압을 출력하게 된다.The power factor improving unit 110 outputs a DC voltage of a constant level at all times regardless of a change in the AC power supplied to the DC power input from the rectifying circuit unit 101.

상기 역률개선부(110)는, 상기 정류회로부(101)의 출력단에 일단이 연결된 입력 인덕터(L1)와, 상기 입력 인덕터(L1)와 역률개선부(110)의 출력단(Out) 사이에 순방향으로 연결된 정류용 다이오드(D1)와, 상기 입력 인덕터(L1)와 정류용 다 이오드(D1)의 접속노드와 저전위 사이에 전류통로가 연결되고 소정의 제어신호에 따라 스위칭되는 메인스위치(MS)를 포함하여 구성된다. 즉, 역률개선부(110)는 입력 인덕터(L1)에 축적되는 에너지를 메인스위치(MS)의 스위칭을 통해 충방전함으로써 입력 전압과 전류를 동상으로 만든다.The power factor improving unit 110 may be disposed in a forward direction between an input inductor L1 having one end connected to an output terminal of the rectifying circuit unit 101, and an output terminal Out of the input inductor L1 and the power factor improving unit 110. The main switch MS is connected between the rectifying diode D1, the connection node of the input inductor L1 and the rectifying diode D1, and the low potential, and switched according to a predetermined control signal. It is configured to include. That is, the power factor improving unit 110 charges and discharges the energy accumulated in the input inductor L1 through the switching of the main switch MS to make the input voltage and the current in phase.

출력 커패시터(Co)는 출력단(Out)과 저전위 사이에 연결되어 상기 정류용 다이오드(D1)를 통해 정류된 전압을 평활하여 출력하는 평활용 콘덴서이다. The output capacitor Co is a smoothing capacitor connected between the output terminal Out and the low potential to smooth and output the rectified voltage through the rectifying diode D1.

역률보상제어부(130)는 공급된 전원에 따라 동작되어 메인스위치(MS)를 스위칭하게 되는 데, 입력신호의 주파수보다 더 높은 주파수로 메인스위치(MS)를 스위칭시키고, 메인스위치(MS)의 동작시간(On-time)을 입력전압의 크기에 비례하도록 조정한다. 이에 따라 입력 인덕터를 통해 흐르는 전류는 역률보상제어부(130)의 스위칭 주기에 따라 전류량이 제어되어 역률이 보상된다.The power factor correction controller 130 operates according to the supplied power to switch the main switch MS. The power factor correction controller 130 switches the main switch MS to a frequency higher than the frequency of the input signal, and operates the main switch MS. Adjust the On-time to be proportional to the magnitude of the input voltage. Accordingly, the current flowing through the input inductor is controlled by the amount of current according to the switching period of the power factor correction controller 130 to compensate for the power factor.

전압검출부(150)는 역률개선부(110)의 출력단(Out)과 저전위 사이에 연결되어 출력단(Out)에 걸리는 전압을 분배하여 검출한다. 상기 전압검출부(150)는 역률개선부(110)의 출력단(Vout)과 저전위 사이에 직렬로 연결된 복수의 저항(R1~R5)을 포함할 수 있다. The voltage detector 150 is connected between the output terminal Out and the low potential of the power factor improving unit 110 to detect and distribute the voltage applied to the output terminal Out. The voltage detector 150 may include a plurality of resistors R1 to R5 connected in series between the output terminal Vout of the power factor improving unit 110 and the low potential.

상기 복수의 저항(R1~R5)은 출력단의 전압(Vout)을 분배하여 일정전압 이하로 강하시키게 되며, 역률개선부(110)에서 정격전압이 출력될 경우와 과전압이 출력될 경우는 검출노드(Nd1)와 저전위(Vss) 사이에 걸리는 전압, 즉 제4 및 제5 저항(R4, R5)에 걸리는 전압(V_Nd1)은 다르다. 전압검출부(150)는 실시예에서 5개의 저항(R1~R5)을 사용하였지만 필요에 따라 증감이 가능함은 당연하다.The plurality of resistors R1 to R5 divide the output voltage Vout to drop below a predetermined voltage. When the rated voltage is output from the power factor improving unit 110 and the overvoltage is output, the detection node ( The voltage applied between Nd1 and the low potential Vss, that is, the voltage V_Nd1 applied to the fourth and fifth resistors R4 and R5 are different. Although the voltage detector 150 uses five resistors R1 to R5 in the embodiment, it is obvious that the voltage detector 150 may increase or decrease as needed.

전원차단부(170)는 상기 전압검출부(150)에서 검출된 전압에 따라 작동되되 상기 검출된 전압이 설정된 전압보다 높은 과전압일 경우 상기 역률보상제어부(130)로 공급되는 전원을 차단하여 메인스위치(MS)가 오프되도록 한다. The power cut-off unit 170 operates according to the voltage detected by the voltage detector 150, and cuts off the power supplied to the power factor correction controller 130 when the detected voltage is overvoltage higher than the set voltage. MS) is turned off.

상기 전원차단부(170)는 전류개폐수단(171)과 스위칭부(175)를 포함하여 구성될 수 있는 데, 상기 전류개폐수단(171)은 상기 전압검출부(150)의 검출노드(Nd1)에 걸리는 전압에 따라 전류통로를 개폐하는 것으로, 예컨대 제너다이오드(ZD1)가 사용될 수 있다. 즉, 제너다이오드(ZD1)는 검출노드(Nd1)에 제너전압 이상이 걸려야 도통되며, 검출노드(Nd1)에 제너전압 이하가 걸릴 경우 오프된다. 따라서, 상기 역률개선부(110)를 통해 과전압이 출력될 경우에는 전압검출부(150)의 검출노드(Nd1)에 제너다이오드(ZD1)를 온시키는 전압이 인가되도록 하고, 역률개선부(110)를 통해 정격전압이 출력될 경우에는 전압검출부(150)의 검출노드(Nd1)에 제너다이오드(ZD1)를 오프시키는 전압이 걸리도록 각 저항(R1~R5)값을 설정하면 된다.The power cut-off unit 170 may include a current switch 171 and a switching unit 175, the current switch 171 is connected to the detection node (Nd1) of the voltage detector 150 By opening and closing the current path according to the applied voltage, for example, a zener diode ZD1 may be used. That is, the zener diode ZD1 becomes conductive when the zener voltage or more is applied to the detection node Nd1, and is turned off when the zener voltage or less is applied to the detection node Nd1. Therefore, when the overvoltage is output through the power factor improving unit 110, a voltage for turning on the zener diode ZD1 is applied to the detection node Nd1 of the voltage detector 150, and the power factor improving unit 110 is applied. In the case where the rated voltage is outputted, the resistances R1 to R5 may be set such that the voltage for turning off the zener diode ZD1 is applied to the detection node Nd1 of the voltage detector 150.

그리고, 스위칭부(175)는 전류개폐수단(171)을 통해 인가되는 신호에 따라 스위칭되어 상기 역률보상제어부(130)로 인가되는 동작전원의 공급 여부를 조절하게 된다. In addition, the switching unit 175 is switched according to the signal applied through the current switching means 171 to adjust whether or not to supply the operating power applied to the power factor correction control unit 130.

상기 스위칭부(175)는, 상기 역률보상제어부(130)로 공급되는 전원단(Vcc)과 저전위(Vss) 사이에 전류통로가 연결되어 상기 전류개폐수단(171)을 통해 인가된 신호에 따라 스위칭되어 동작전원을 저전위로 풀다운시켜 동작전원이 역률보상제어부(130)로 공급되는 것을 차단하는 스위칭수단(Q1)과, 상기 제너다이오드(ZD1)의 애노드와 저전위 사이에 연결되고 상기 스위칭수단(Q1)의 베이스에 일정 전압이 인가되도록 하는 저항부(R6, R7)를 포함한다. The switching unit 175 is connected to the current path between the power supply terminal (Vcc) and the low potential (Vss) supplied to the power factor correction control unit 130 in accordance with the signal applied through the current switching means 171 A switching means Q1 which is switched to pull down the operating power to a low potential and blocks the operating power from being supplied to the power factor correction controller 130, and is connected between the anode of the zener diode ZD1 and the low potential, Resistors R6 and R7 for applying a constant voltage to the base of Q1).

설계에 따라 상기 전류개폐수단(171)은 션트 레귤레이터로도 구성될 수 있는 데, 이 경우에는 션트 레귤레이터가 검출노드(Nd1)의 전압에 따라 스위칭되도록 구성되며, 스위칭수단(Q1)의 게이트가 션트 레귤레이터의 캐소드에 연결되어야 한다.According to the design, the current switching means 171 may also be configured as a shunt regulator. In this case, the shunt regulator is configured to switch according to the voltage of the detection node Nd1, and the gate of the switching means Q1 is shunted. It must be connected to the cathode of the regulator.

상기에서 역률보상회로는 역률개선부(110)와 역률보상제어부(130), 출력 커패시터(Co), 전압검출부(150) 및 전원차단부(170)를 포함한다.The power factor correction circuit includes a power factor improvement unit 110, a power factor correction controller 130, an output capacitor Co, a voltage detector 150, and a power cutoff unit 170.

상기 메인스위치(MS)는 전계효과 트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 트랜지스터가 사용될 수 있으나 전압 제어용 전계효과 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하고, 스위칭수단(Q1)도 전계효과 트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 트랜지스터가 사용될 수 있으나 전류 제어용 바이폴라 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.The main switch MS may be a field effect transistor (FET) or a bipolar transistor, but it is preferable to use a field effect transistor for voltage control, and the switching means Q1 may also be a field effect transistor (FET) or a bipolar transistor. However, it is preferable to use a bipolar transistor for current control.

상기와 같이 구성된 역률보상회로의 동작을 간단하게 살펴보면 아래와 같다.The operation of the power factor correction circuit configured as described above will be briefly described as follows.

먼저, 역률개선부(110)를 통해 정격전압이 출력될 경우에는 출력단(Out)의 전압은 전압검출부(150)의 각 분압저항(R1~R5)에 의해 강하되어 일정전압이 검출노드(Nd1)를 통해 제너다이오드(ZD1)에 인가된다. 하지만, 상기 검출노드(Nd1)에 걸리는 전압은 설정된 제너전압보다 낮으므로 제너다이오드(ZD1)를 통해 전류가 흐르지 못하여 스위칭수단(Q1)은 턴오프되고, 전원(Vcc)은 역률보상제어부(130)로 정상적으로 공급된다.First, when the rated voltage is output through the power factor improving unit 110, the voltage at the output terminal Out is dropped by each of the voltage divider resistors R1 to R5 of the voltage detector 150, so that a constant voltage is detected by the detection node Nd1. It is applied to the zener diode (ZD1) through. However, since the voltage applied to the detection node Nd1 is lower than the set zener voltage, the current does not flow through the zener diode ZD1 and the switching means Q1 is turned off, and the power supply Vcc is the power factor compensation controller 130. Normally supplied.

한편, 역률개선부(110)를 통해 출력되는 전압이 정격전압보다 높은 과전압이 출력될 경우, 과전압은 전압검출부(150)의 각 분압저항(R1~R5)에 의해 강하되어 일 정전압이 검출노드(Nd1)에 걸리게 된다. 상기 검출노드(Nd1)에 걸리는 전압은 설정된 제너전압보다 높은 전압이므로 제너다이오드(ZD1)를 도통시키게 된다. 상기에서 역률개선부(110)를 통해 과전압이 출력될 경우 검출노드(Nd1)에 걸리는 전압은 제너다이오드(ZD1)의 제너전압보다 높은 전압이 걸리도록 각 저항(R1~R5)값이 설정되어 있다. On the other hand, if the voltage output through the power factor improving unit 110 is higher than the rated voltage is output, the overvoltage is dropped by each voltage divider (R1 ~ R5) of the voltage detector 150, the constant voltage is detected by the detection node ( Nd1). Since the voltage applied to the detection node Nd1 is higher than the set zener voltage, the zener diode ZD1 is turned on. When the overvoltage is output through the power factor improving unit 110, the voltage applied to the detection node Nd1 is set so that the resistances R1 to R5 are set to have a voltage higher than the zener voltage of the zener diode ZD1. .

상기 제너다이오드(ZD1)가 도통되면 제너다이오드를 통해 흐르는 전류는 제6 및 제7 저항(R6, R7)으로 흐르게 되고, 스위칭수단(Q1)의 베이스에 바이어스 전류로 흐르게 된다. 이에 따라 스위칭수단(Q1)은 바이어스 전류에 의해 턴온된다. 여기서, 제6 및 제7 저항(R6, R7)은 제너다이오드(ZD1)의 제너전압과 스위칭수단(Q1)의 임계전압에 맞게 각 저항(R6, R7)값이 선정된다.When the zener diode ZD1 is turned on, current flowing through the zener diode flows to the sixth and seventh resistors R6 and R7 and flows as a bias current to the base of the switching means Q1. Accordingly, the switching means Q1 is turned on by the bias current. Here, the sixth and seventh resistors R6 and R7 have respective resistors R6 and R7 selected according to the zener voltage of the zener diode ZD1 and the threshold voltage of the switching means Q1.

상기와 같이 스위칭수단(Q1)이 턴온됨에 따라 역률보상제어부(130)로 공급되는 동작전원(Vcc)은 스위칭수단(Q1)의 콜렉터와 이미터를 통해 저전위로 흐르게 되어 동작전원단이 저전위로 풀다운된다. As described above, as the switching means Q1 is turned on, the operating power Vcc supplied to the power factor correction controller 130 flows at a low potential through the collector and emitter of the switching means Q1, so that the operating power stage pulls down to a low potential. do.

따라서, 역률보상제어부(130)로 공급되는 동작전원(Vcc)은 저전위로 풀다운되어 역률보상제어부(130)에 동작전원이 공급되지 않는다. 이에 따라 역률보상제어부(130)는 셧다운(shutdown)되어 동작하지 않게 되며, 메인스위치(MS)도 오프된다.Therefore, the operating power Vcc supplied to the power factor correction controller 130 is pulled down to a low potential so that the operating power is not supplied to the power factor correction controller 130. Accordingly, the power factor correction controller 130 is shut down and not operated, and the main switch MS is also turned off.

이와 같이 본 발명에서는 역률개선부(110)를 통해 출력되는 과전압을 센싱하고 검출된 전압이 설정전압 이상일 때 역률보상제어부(130)로 인가되는 동작전원을 차단하여 메인스위치(MS)의 스위칭을 중단시킴에 따라 메인스위치(MS)가 온오프를 반복하면서 출력전압을 상승시키는 것을 방지하게 된다.As described above, in the present invention, the overvoltage outputted through the power factor improving unit 110 is sensed, and when the detected voltage is greater than or equal to the set voltage, the operation power applied to the power factor correction controller 130 is interrupted to stop switching of the main switch MS. As a result, the main switch MS is prevented from increasing the output voltage while repeating on and off.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 출력전압이 정격전압보다 높은 과전압일 경우 역률보상제어부(130)의 이상 여부에 관계없이 역률보상제어부(130)로 공급되는 동작전원을 차단하게 되어 역률보상회로의 각종 부품의 손상이나 방폭을 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, when the output voltage is higher than the rated voltage, the operation power supplied to the power factor correction controller 130 is cut off regardless of whether the power factor correction controller 130 is abnormal. To prevent damage or explosion.

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 발명과 관련된 역률보상회로를 구비한 전원공급장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a power supply having a power factor correction circuit according to the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 역률보상회로를 구비한 전원공급장치를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a power supply having a power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

110: 역률개선부 130: 역률보상제어부110: power factor improvement unit 130: power factor correction control unit

150: 전압검출부 170: 전원차단부150: voltage detector 170: power cut off

171: 전류개폐수단 175: 스위칭부171: current opening and closing means 175: switching unit

MS: 메인스위치 Co: 출력 커패시터MS: main switch Co: output capacitor

ZD1: 제너다이오드 Q1: 스위칭수단ZD1: Zener Diode Q1: Switching Means

Claims (6)

외부로부터 입력되는 직류전원을 교류전원의 변동에 관계없이 항상 일정한 레벨의 직류전압을 출력하는 역률개선부;A power factor improving unit for outputting a DC voltage of a constant level at all times regardless of a change in the AC power input from the outside; 외부로부터 공급된 전원에 따라 동작되고 상기 역률개선부에 포함된 메인스위치를 스위칭 제어하여 역률을 보상하게 되는 역률보상제어부;A power factor correction control unit configured to compensate for the power factor by operating the main switch included in the power factor improving unit and operating according to the power supplied from the outside; 상기 역률개선부의 출력단과 저전위 사이에 복수의 저항이 직렬 연결되어 출력단에 걸리는 전압을 분배하여 검출하는 전압검출부; 및A voltage detector configured to connect a plurality of resistors in series between the output terminal of the power factor improving unit and a low potential to divide and detect a voltage applied to the output terminal; And 상기 전압검출부에서 검출된 전압에 따라 작동되고, 상기 검출된 전압이 설정된 전압보다 높은 과전압일 경우 상기 역률보상제어부로 공급되는 전원을 차단하여 메인스위치가 오프되도록 하는 전원차단부;를 포함하는 전원공급장치의 역률보상 회로.A power cut-off unit which operates according to the voltage detected by the voltage detector and cuts off the power supplied to the power factor correction controller when the detected voltage is higher than a set voltage; Power factor correction circuit of the device. 제 1 항에 있어서, 상기 전원차단부는The method of claim 1, wherein the power cut-off unit 상기 전압검출부의 검출노드에 걸리는 전압에 따라 전류통로가 개폐되는 전류개폐수단; 및 상기 전류개폐수단을 통해 인가되는 신호에 따라 스위칭되어 상기 역률보상제어부로 인가되는 동작전원의 공급 여부를 조절하는 스위칭부;를 포함하는 전원공급장치의 역률보상 회로.Current switching means for opening and closing the current path in accordance with the voltage applied to the detection node of the voltage detector; And a switching unit which is switched according to a signal applied through the current switching means and controls whether or not to supply an operating power applied to the power factor correction control unit. 제 2 항에 있어서, 상기 전류개폐수단은 The method of claim 2, wherein the current opening and closing means 상기 전압검출부의 검출노드에 걸리는 전압이 일정 전압 이상일 경우 도통되는 제너다이오드를 포함하는 전원공급장치의 역률보상 회로.And a zener diode conducting when the voltage applied to the detection node of the voltage detector is greater than or equal to a predetermined voltage. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭부는The method of claim 2, wherein the switching unit 상기 역률보상제어부로 공급되는 전원단과 저전위 사이에 전류통로가 연결되어 상기 전류개폐수단을 통해 인가된 신호에 따라 스위칭되어 동작전원을 저전위로 풀다운시키는 스위칭수단; 및 상기 전류개폐수단의 일측과 저전위 사이에 연결되고 상기 스위칭수단에 일정 전압이 인가되도록 하는 저항부;를 포함하는 전원공급장치의 역률보상 회로.Switching means for connecting a current path between a power supply terminal supplied to the power factor correction control unit and a low potential to switch in accordance with a signal applied through the current switching means to pull down the operating power to a low potential; And a resistor unit connected between the one side of the current switching means and the low potential, and configured to apply a predetermined voltage to the switching means. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 스위칭수단은 바이폴라 트랜지스터인 전원공급장치의 역률보상 회로.And the switching means is a bipolar transistor. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 역률개선부의 출력단과 저전위 사이에 연결되어 상기 역률개선부를 통 해 출력되는 전압을 평활하여 출력하는 출력 커패시터를 포함하는 전원공급장치의 역률보상 회로.And an output capacitor connected between the output terminal of the power factor improving unit and a low potential to smooth the voltage output through the power factor improving unit.
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