KR20120097110A - Switching mode power supply(smps) having over current protection - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A switch mode power supply device with an over current blocking function is provided to limit an over current without a resistor and an over current detection circuit in a secondary side of a transformer by including an over current detection unit in a primary side of the transformer. CONSTITUTION: A PWM IC(220) is formed in a primary winding of a transformer and controls a switching mode power supply device. A sub power rectifying unit(230) supplies power to the PWM IC. A feedback control unit(270) is formed in a secondary winding of the transformer. An over current detection circuit unit(260) blocks power supplied to the PWM IC by detecting a voltage rise of the sub power. [Reference numerals] (AA,BB) Load

Description

과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치{Switching mode power supply(SMPS) having over current protection}Switching mode power supply (SMPS) having over current protection}

본 발명은 스위칭 모드 전원 공급장치(switching mode power supply:SMPS)에 관한 것으로서, 더 상세히는 트랜스포머의 2차측의 과전류를 검출하기 위한 저항 및 과전류 검출회로 없이도 스위칭 모드 전원 공급장치의 제어 전원의 과전류를 제한할 수 있는 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching mode power supply (SMPS), and more particularly to the overcurrent of a control power supply of a switching mode power supply without a resistor and an overcurrent detection circuit for detecting overcurrent on the secondary side of the transformer. A switching mode power supply having a limiting overcurrent shutdown function.

스위칭 모드 전원 공급장치는 상용 전원으로부터 공급되는 교류(AC) 전기를 컴퓨터, 통신 기기, 가전 기기 등 각종 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치로서, 고속 전력 반도체를 이용해 높은 주파수로 단속 제어를 하고 정류와 평활 회로를 거쳐 안정된 각종 직류 전압을 제공한다. 직류 전원 장치는 크게 리니어 형과 스위치 모드형으로 구분되는데, 1990년대에 들어서 경량, 소형화에 적합한 스위치 모드형이 개인용 컴퓨터(PC)와 가전 기기 전자 제품의 주력 전원 공급 장치로서 사용되고 있다. Switching mode power supply is a modular power supply that converts alternating current (AC) electricity supplied from commercial power supply to various devices such as computers, communication devices, and home appliances. It provides control and stable DC voltage through rectification and smoothing circuit. DC power supplies are largely divided into linear and switch mode types. Since the 1990s, switch mode types suitable for light weight and miniaturization have been used as main power supply devices for personal computers (PCs) and home appliances.

도 1은 종래 스위칭 모드 전원공급 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.1 is a view showing an example of a conventional switching mode power supply.

도 1을 참조하면, 종래 스위칭 모드 전원공급 장치(SMPS)는, SMPS를 전체적으로 제어하기 위한 PWM IC(120), PWM IC(120)에 전원을 공급하기 위한 보조전원 정류부(130), 과전류 시 2차측 전류검출 저항(R1)의 양단 전압을 검출하여 과전류 신호를 발생하는 과전류 검출부(140), 과전류 검출 레벨을 결정하기 위한 기준전압 생성부(150), 트랜스포머(T1)의 1차측에서 전달된 과전류 신호로부터 PWM IC(120)의 전원을 차단함으로써 SMPS를 정지시키기 위한 SCR 스위치(160), SMPS를 궤환 제어하기 위한 궤환 제어부(2차측 전압제어부)(170)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional switching mode power supply device (SMPS) includes a PWM IC 120 for controlling the SMPS as a whole, an auxiliary power rectifying unit 130 for supplying power to the PWM IC 120, and an over current 2. The overcurrent delivered from the primary side of the transformer T1, the overcurrent detector 140 for detecting the voltage across the differential current detecting resistor R1 and generating an overcurrent signal, the reference voltage generator 150 for determining the overcurrent detection level, and the transformer T1. A SCR switch 160 for stopping the SMPS by cutting off the power supply of the PWM IC 120 from the signal, and a feedback controller (secondary voltage controller) 170 for controlling the feedback of the SMPS.

도 1에서 참조부호 C1은 보조전원 정류부(130)의 보조 전원을 평활화하기 위한 평활 커패시터, PC2는 과전류 검출부(140)의 비교기(CMP1)에 의하여 발생한 과전류 신호를 절연하여 1차측에 전달하는 포토커플러, PC1은 궤환제어부(2차측 전압제어부)(170)의 신호를 PWM IC(120)에 절연하여 전달하기 위한 포토커플러, R2는 SMPS 초기 기동 시 전원을 공급하는 기동저항, R3은 1차측 전류를 검출하여 PWM IC(120)의 펄스 폭을 제한함으로써 SMPS의 전체 전력을 제한하는 1차 전류 검출 저항, Q1은 SMPS를 구동하는 파워 반도체 스위치, T1은 절연된 전력을 공급하는 트랜스포머, N1은 트랜스포머의 1차측 권선, N2 및 N3은 트랜스포머의 2차측 권선, D1 및 D2는 정류 다이오드를 각각 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral C1 denotes a smoothing capacitor for smoothing the auxiliary power of the auxiliary power rectifying unit 130, and PC2 insulates the overcurrent signal generated by the comparator CMP1 of the overcurrent detector 140 and transmits the photocoupler to the primary side. PC1 is a photocoupler for isolating the signal of the feedback control unit (secondary side voltage controller) 170 to the PWM IC 120, R2 is a starting resistor for supplying power at the initial startup of SMPS, and R3 is a primary current. A primary current detection resistor that detects and limits the total power of the SMPS by limiting the pulse width of the PWM IC 120, Q1 is a power semiconductor switch that drives the SMPS, T1 is a transformer that supplies isolated power, and N1 is a transformer The primary windings, N2 and N3, represent the secondary windings of the transformer, and D1 and D2 represent rectifying diodes, respectively.

이상과 같은 구성을 갖는 종래 스위칭 모드 전원공급 장치(SMPS)는 AC 전원으로부터 정류된 DC 전압(110)이 확립되어, 기동 저항(R2)을 통하여 PWM IC(120)의 동작 시작 전압까지 충전되면, PWM IC(120)는 파워 반도체 스위치(Q1)를 구동하여 스위칭을 시작한다. PWM IC(120)는 2차측 전압 제어부(170)에 의하여 설정된 출력 전압을 발생하기 위하여 펄스 폭을 가변하여 2차측 전압을 제어한다. 파워 반도체 스위치 Q1이 스위칭을 시작하면 트랜스포머(T1)의 1차측 권선(N1)에 유도 기전력을 발생시킨다. 그리고, 이와 같이 트랜스포머(T1)의 1차 권선(N1)에 유기된 유도 기전력은 트랜스포머(T1)의 1차 권선(N1)과 2차 권선(N2, N3)의 권선비에 따라 2차 권선 측에 일정한 교류 전압을 발생시킨다. 발생된 교류 전압은 2차측 정류 다이오드(D1,D2)와 출력 커패시터(Co)를 통하여 직류 전원으로 변환된다. In the conventional switching mode power supply (SMPS) having the above configuration, when the DC voltage 110 rectified from the AC power is established and charged to the operation start voltage of the PWM IC 120 through the starting resistor R2, The PWM IC 120 drives the power semiconductor switch Q1 to start switching. The PWM IC 120 controls the secondary voltage by varying the pulse width to generate the output voltage set by the secondary voltage controller 170. When the power semiconductor switch Q1 starts switching, induced electromotive force is generated in the primary winding N1 of the transformer T1. In addition, the induced electromotive force induced in the primary winding N1 of the transformer T1 is in the secondary winding side according to the turns ratio of the primary winding N1 and the secondary windings N2 and N3 of the transformer T1. Generate a constant alternating voltage. The generated AC voltage is converted into DC power through the secondary rectifier diodes D1 and D2 and the output capacitor Co.

한편, 이상과 같은 종래 스위칭 모드 전원공급 장치(SMPS)에 있어서, 제어전원의 과전류 제한 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다. On the other hand, in the above-described conventional switching mode power supply (SMPS), the overcurrent limiting operation of the control power supply will be described as follows.

제어 전원(트랜스포머(T1)의 2차측 권선(N2)에 유도되어 부하에 공급되는 전원)에 과전류 발생 시, 1차측 전류 검출 저항(R3)에 의하여 검출된 신호에 의하여 PWM IC(120)는 pulse-by-pulse 전류 제한 동작을 수행한다. 그러나, 1차측 전류 검출에 의한 pulse-by-pulse 전류 제한 동작은 2차측 전원 전체의 합성 전류 값이 설정된 전류 값 이상으로 발생할 때에만 전류 제한이 가능하고 복수의 2차측 전원 중 제어 전원에 대해서만의 전류 제한 기능을 갖기 어렵다. 이에 대한 대응책으로, 종래의 SMPS에 있어서는 도 1에 도시된 바와 같이, 2차측 전류검출 저항(R1)과 비교기(CMP1)로 구성되는 과전류 검출부(140)와, 절연신호 전달부로서의 포토커플러 (PC2) 및 SMPS를 정지시키기 위한 SCR 스위치(160)를 회로에 부가하였다. When an overcurrent occurs in the control power supply (power supply induced in the secondary winding N2 of the transformer T1 and supplied to the load), the PWM IC 120 pulses by a signal detected by the primary current detection resistor R3. -by-pulse Perform current limit operation. However, the pulse-by-pulse current limiting operation by detecting the primary side current can be limited only when the combined current value of the entire secondary side power supply exceeds the set current value. Difficult to have current limit function As a countermeasure, in the conventional SMPS, as illustrated in FIG. 1, an overcurrent detector 140 including a secondary side current detection resistor R1 and a comparator CMP1 and a photocoupler PC2 as an insulation signal transfer unit are provided. ) And an SCR switch 160 to stop the SMPS.

따라서, 2차측에 과전류가 발생하면, 그 과전류는 2차측 전류 검출저항(R1)에 의해 검출되어 비교기(140)로 입력되고, 비교기(140)는 2차측 전류검출 저항 (R1)의 양단 전압을 검출하여 기준전압 생성부(150)에 의해 생성되어 입력된 기준전압과 비교하여 과전류 검출 레벨을 결정하고, 과전류 신호를 발생한다. 그리고, 이렇게 발생된 과전류 신호는 절연신호 전달부로서의 포토커플러(PC2)를 거쳐 SCR 스위치(160)로 전달되고, SCR 스위치(160)는 과전류 신호를 게이트 단자로 입력받아 스위치 온(ON)되어 PWM IC(120)의 Vcc 전압을 거의 0(zero)V 수준까지 감소시키며, 이에 따라 SMPS의 동작은 정지된다. Therefore, when an overcurrent occurs on the secondary side, the overcurrent is detected by the secondary side current detection resistor R1 and input to the comparator 140, and the comparator 140 measures the voltage across both ends of the secondary side current detection resistor R1. The overcurrent detection level is determined by comparing the reference voltage generated by the reference voltage generator 150 to the input reference voltage, and generates an overcurrent signal. The overcurrent signal generated as described above is transferred to the SCR switch 160 via the photocoupler PC2 as the insulation signal transfer unit, and the SCR switch 160 receives the overcurrent signal through the gate terminal and is switched on to be PWM. The Vcc voltage of the IC 120 is reduced to nearly zero (V) level, thereby the operation of the SMPS is stopped.

그런데, 이상과 같은 종래 스위칭 모드 전원공급 장치(SMPS)는 2차측 과전류 제한을 위해 여러 개의 소자를 사용함으로써, SMPS의 가격을 상승시키고, 전류검출 저항(R1)의 발열로 인하여 SMPS의 전체 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
However, the conventional switching mode power supply (SMPS) as described above increases the price of the SMPS by using a plurality of elements for limiting the secondary overcurrent, and improves the overall efficiency of the SMPS due to the heat generation of the current detection resistor R1. There is a problem to drop.

본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 트랜스포머의 2차측에 트랜스포머의 2차측의 과전류를 검출하기 위한 저항 및 과전류 검출회로 없이도 스위칭 모드 전원 공급장치의 제어 전원의 과전류를 제한할 수 있는 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above matters, and it is possible to limit the overcurrent of a control power supply of a switching mode power supply without a resistor and an overcurrent detection circuit for detecting an overcurrent of a secondary side of a transformer on the secondary side of a transformer. It is an object of the present invention to provide a switching mode power supply having an overcurrent blocking function.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치는,In order to achieve the above object, a switching mode power supply having an overcurrent blocking function according to the present invention,

트랜스포머의 1차 권선측에 마련되며, 스위칭 모드 전원 공급장치(SMPS)를 전체적으로 제어하기 위한 PWM IC; A PWM IC provided on the primary winding side of the transformer for totally controlling a switching mode power supply (SMPS);

상기 PWM IC에 전원을 공급하기 위한 보조전원 정류부; 및 An auxiliary power rectifier for supplying power to the PWM IC; And

상기 트랜스포머의 2차 권선측에 마련되며, SMPS를 궤환 제어하기 위한 궤환 제어부(2차측 전압제어부)를 포함하며, It is provided on the secondary winding side of the transformer, and includes a feedback control unit (secondary side voltage control unit) for feedback control of the SMPS,

상기 PWM IC와 상기 보조전원 정류부 사이에는 상기 트랜스포머의 2차측 제어전원의 과전류 발생에 따른 상기 보조전원 정류부의 보조 전원의 전압 상승을 검출하여 상기 PWM IC에 공급되는 전원을 차단하는 과전류 검출회로부가 설치되는 점에 그 특징이 있다. An overcurrent detection circuit unit is installed between the PWM IC and the auxiliary power rectifying unit to detect a voltage rise of the auxiliary power supply of the auxiliary power rectifying unit according to generation of an overcurrent of the secondary control power supply of the transformer and to cut off the power supplied to the PWM IC. It is characterized by the point.

여기서, 상기 과전류 검출회로부는 상기 보조전원 정류부의 평활 커패시터(C1)가 접속된 노드(Nc)에 캐소드 단이 공통으로 접속되며, 상기 보조전원 정류부의 보조 전원의 전압 상승을 검출하는 제너다이오드(Z1)와, 양쪽의 단자는 상기 PWM IC의 Vcc 단자 및 그라운드(GND) 단자에 각각 접속되고, 게이트 단자는 상기 제너다이오드(Z1)의 애노드 단에 접속되며, 상기 제너다이오드(Z1)의 검출신호를 입력받아 스위치 온(ON) 되어 상기 PWM IC에 공급되는 전원을 차단함으로써 SMPS의 구동을 정지시키는 반도체 스위칭 소자를 포함한다. Here, in the overcurrent detecting circuit unit, a cathode terminal is commonly connected to a node Nc to which the smoothing capacitor C1 of the auxiliary power rectifying unit is connected, and a zener diode Z1 for detecting a voltage increase of the auxiliary power supply of the auxiliary power rectifying unit. ) And both terminals are respectively connected to the Vcc terminal and the ground (GND) terminal of the PWM IC, the gate terminal is connected to the anode terminal of the zener diode Z1, and the detection signal of the zener diode Z1 is And a semiconductor switching device which stops the driving of the SMPS by cutting off the power supplied to the PWM IC.

또한, 바람직하게는 상기 제다이오드(Z1)의 캐소드 단과 상기 노드(Nc) 사이에는 상기 보조전원 정류부로부터 상기 제다이오드(Z1)로 유입되는 과전류로부터 상기 제너다이오드(Z1) 및 상기 반도체 스위칭 소자를 보호하기 위한 저항(R4)이 더 설치된다. In addition, the zener diode Z1 and the semiconductor switching device may be protected from an overcurrent flowing from the auxiliary power rectifying unit to the zediode Z1 between the cathode terminal of the zediode Z1 and the node Nc. A resistor R4 is further provided.

또한, 상기 반도체 스위칭 소자로는 실리콘 제어 정류기(SCR)가 사용될 수 있다.In addition, a silicon controlled rectifier (SCR) may be used as the semiconductor switching device.

또한, 상기 트랜스포머(T1)의 2차측 권선(N2)의 과전류 레벨은 상기 과전류 검출회로부의 제너다이오드(Z1)의 전압을 변경함으로써 조절할 수 있다.
In addition, the overcurrent level of the secondary winding N2 of the transformer T1 may be adjusted by changing the voltage of the zener diode Z1 of the overcurrent detection circuit part.

이와 같은 본 발명에 의하면, 트랜스포머의 2차측의 과전류를 검출하기 위한 수단을 트랜스포머의 1차측에 구비함으로써, 종래와 같이 트랜스포머의 2차측에 2차측의 과전류를 검출하기 위한 저항 및 과전류 검출회로 없이도 스위칭 모드 전원 공급장치의 제어 전원의 과전류를 제한할 수 있다.According to the present invention, a means for detecting the overcurrent on the secondary side of the transformer is provided on the primary side of the transformer, so that switching without the resistance and the overcurrent detection circuit for detecting the overcurrent on the secondary side on the secondary side of the transformer as in the prior art. It is possible to limit the overcurrent of the control power of the mode power supply.

또한, 종래 스위칭 모드 전원공급 장치와 같이 2차측 과전류 제한을 위해 여러 개의 소자를 사용하지 않음으로써, SMPS의 가격 상승 문제와, 전류검출 저항의 발열로 인한 SMPS의 전체 효율 저하 문제를 해결할 수 있다.
In addition, by not using a plurality of devices for limiting the secondary side overcurrent as in the conventional switching mode power supply, it is possible to solve the problem of an increase in the price of the SMPS and a decrease in the overall efficiency of the SMPS due to the heating of the current detection resistor.

도 1은 종래 스위칭 모드 전원공급 장치의 일 예를 보여주는 도면.
도 2는 도 2는 본 발명에 따른 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치의 회로 구성을 개략적으로 보여주는 도면.1 is a view showing an example of a conventional switching mode power supply.
Figure 2 is a schematic view showing the circuit configuration of a switching mode power supply having an overcurrent blocking function according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치의 회로 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 2 is a view schematically showing the circuit configuration of a switching mode power supply having an overcurrent blocking function according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치(SMPS)는, 트랜스포머(T1)의 1차 권선측에 마련되는 것으로서 SMPS를 전체적으로 제어하기 위한 PWM IC(220)와, 그 PWM IC(220)에 전원을 공급하기 위한 보조전원 정류부(230) 및 트랜스포머(T1)의 2차 권선측에 마련되며, SMPS를 궤환 제어하기 위한 궤환 제어부(2차측 전압제어부)(270)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the switching mode power supply SMPS having the overcurrent blocking function according to the present invention is provided on the primary winding side of the transformer T1 and includes a PWM IC 220 for controlling the SMPS as a whole. And a secondary power supply rectifying unit 230 for supplying power to the PWM IC 220 and a secondary winding of the transformer T1, and a feedback control unit (secondary voltage controller) 270 for feedback control of the SMPS. It includes.

또한, 상기 PWM IC(220)와 상기 보조전원 정류부(230) 사이에는 상기 트랜스포머(T1)의 2차측 제어전원의 과전류 발생에 따른 상기 보조전원 정류부(230)의 보조 전원의 전압 상승을 검출하여 상기 PWM IC(220)에 공급되는 전원을 차단하는 과전류 검출회로부(260)가 설치된다. In addition, between the PWM IC 220 and the auxiliary power rectifying unit 230 detects a voltage increase of the auxiliary power supply of the auxiliary power rectifying unit 230 according to an overcurrent of the secondary control power of the transformer T1 and detects the voltage increase. An overcurrent detection circuit unit 260 is provided to cut off power supplied to the PWM IC 220.

여기서, 상기 과전류 검출회로부(260)는 상기 보조전원 정류부(230)의 평활 커패시터(C1)가 접속된 노드(Nc)에 캐소드 단이 공통으로 접속되며, 상기 보조전원 정류부(230)의 보조 전원의 전압 상승을 검출하는 제너다이오드(Z1)와, 양쪽의 단자는 상기 PWM IC(220)의 Vcc 단자 및 그라운드(GND) 단자에 각각 접속되고, 게이트 단자는 상기 제너다이오드(Z1)의 애노드 단에 접속되며, 상기 제너다이오드(Z1)의 검출신호를 입력받아 스위치 온(ON) 되어 상기 PWM IC(220)에 공급되는 전원을 차단함으로써 SMPS의 구동을 정지시키는 반도체 스위칭 소자(Q2)를 포함한다. Here, the overcurrent detection circuit unit 260 has a cathode terminal commonly connected to the node Nc to which the smoothing capacitor C1 of the auxiliary power rectifying unit 230 is connected, and the auxiliary power of the auxiliary power rectifying unit 230. Zener diode Z1 for detecting a voltage rise and both terminals are respectively connected to the Vcc terminal and the ground GND terminal of the PWM IC 220, and the gate terminal is connected to the anode terminal of the zener diode Z1. And a semiconductor switching element Q2 for stopping the driving of the SMPS by switching on the input of the detection signal of the zener diode Z1 to cut off the power supplied to the PWM IC 220.

또한, 바람직하게는 상기 제다이오드(Z1)의 캐소드 단과 상기 노드(Nc) 사이에는 상기 보조전원 정류부(230)로부터 상기 제다이오드(Z1)로 유입되는 과전류로부터 상기 제너다이오드(Z1) 및 상기 반도체 스위칭 소자(Q2)를 보호하기 위한 저항(R4)이 더 설치된다. In addition, preferably, the zener diode Z1 and the semiconductor switching may be formed between the cathode terminal of the zediode Z1 and the node Nc from an overcurrent flowing from the auxiliary power rectifying unit 230 to the zediode Z1. A resistor R4 is further provided to protect the element Q2.

또한, 상기 반도체 스위칭 소자(Q2)로는 실리콘 제어 정류기(SCR)가 사용될 수 있다.In addition, a silicon controlled rectifier SCR may be used as the semiconductor switching element Q2.

도 2에서 참조부호 PC1은 궤환 제어부(2차측 전압제어부)(270)의 신호를 PWM IC(220)에 전달하기 위한 절연 신호 전달부로서의 포토커플러, R2는 SMPS의 초기 기동 시 전원을 공급하는 기동저항, R3은 1차측 전류를 검출하여 PWM IC(220)의 펄스 폭을 제한함으로써 SMPS 전체 전력을 제한하는 1차 전류검출 저항, Q1은 SMPS를 구동하는 파워 반도체 스위치, T1은 절연된 전력을 공급하는 트랜스포머, N1은 트랜스포머의 1차측 권선, N2 및 N3는 트랜스포머의 2차측 권선, D1 및 D2는 정류 다이오드를 각각 나타낸다.In FIG. 2, reference numeral PC1 denotes a photocoupler as an insulated signal transfer unit for transmitting a signal from the feedback control unit (secondary side voltage controller) 270 to the PWM IC 220, and R2 denotes a startup for supplying power during the initial startup of the SMPS. Resistor, R3, detects the primary side current and limits the pulse width of the PWM IC 220 to limit the total power of the SMPS, Q1 is the power semiconductor switch that drives the SMPS, and T1 supplies the isolated power. The transformer, N1 represents the primary winding of the transformer, N2 and N3 represents the secondary winding of the transformer, D1 and D2 represents the rectifying diode, respectively.

그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 스위칭 모드 전원공급 장치의 동작에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.Then, the operation of the switching mode power supply apparatus according to the present invention having the above configuration will be briefly described.

AC 전원으로부터 정류된 DC 전압(210)이 확립되어, 기동 저항(R2)을 통하여 PWM IC(220)의 동작 시작 전압까지 충전되면, PWM IC(220)는 파워 반도체 스위치 (Q1)를 구동하여 스위칭을 시작한다. PWM IC(220)는 궤환 제어부(2차측 전압제어부)(270)에 의하여 설정된 출력 전압을 발생하기 위하여 펄스 폭을 가변하여 2차측 전압을 제어한다. 파워 반도체 스위치 Q1이 스위칭을 시작하면 트랜스포머(T1)의 1차측 권선(N1)에는 유도 기전력이 발생한다. 그리고, 이와 같이 트랜스포머(T1)의 1차측 권선(N1)에 유기된 유도 기전력은 트랜스포머(T1)의 1차측 권선(N1)과 2차 측 권선(N2,N3)의 권선비에 따라 2차측 권선에 일정한 교류 전압을 발생시킨다. 발생된 교류 전압은 2차측 정류 다이오드(D1,D2)와 출력 커패시터(Co)를 통하여 직류 전원으로 변환된다. When the DC voltage 210 rectified from the AC power supply is established and charged up to the operation start voltage of the PWM IC 220 through the starting resistor R2, the PWM IC 220 drives the power semiconductor switch Q1 to switch. To start. The PWM IC 220 controls the secondary voltage by varying the pulse width to generate an output voltage set by the feedback controller (secondary voltage controller) 270. When the power semiconductor switch Q1 starts switching, induced electromotive force is generated in the primary winding N1 of the transformer T1. In addition, the induced electromotive force induced in the primary winding N1 of the transformer T1 is applied to the secondary winding according to the turns ratio of the primary winding N1 and the secondary windings N2 and N3 of the transformer T1. Generate a constant alternating voltage. The generated AC voltage is converted into DC power through the secondary rectifier diodes D1 and D2 and the output capacitor Co.

한편, 2차측 제어 전원에 의해 구동하는 부하(280)가 증가하면 2차측 전압 제어부(270)에 의하여 설정된 출력 전압을 발생하기 위하여 PWM IC(220)는 파워 반도체 스위치(Q1)에 인가하는 펄스 폭을 증가시킨다. 파워 반도체 스위치(Q1)의 펄스 폭이 증가하면 트랜스포머(T1)의 2차측 권선(N2,N3) 및 보조권선(N4)에 유기되는 전압의 양도 커지고, 이에 따라 전압이 상승한다. 이와 같은 전압 상승에 따라 보조전원 정류부(230)의 평활 커패시터(C1)의 전압이 과전류 검출회로부(260)의 제너다이오드(Z1)의 제너 전압 이상으로 상승하면, 반도체 스위칭 소자(Q2), 즉 SCR 의 게이트에 전류가 인가되고, 이에 따라 SCR(Q2)은 스위치 온(ON) 되어 PWM IC (220)의 Vcc 전압을 거의 0(zero) V 수준까지 감소시켜 SMPS의 동작을 정지시킨다.On the other hand, when the load 280 driven by the secondary side control power supply increases, the pulse width applied to the power semiconductor switch Q1 by the PWM IC 220 to generate the output voltage set by the secondary side voltage control unit 270. To increase. As the pulse width of the power semiconductor switch Q1 increases, the amount of voltage induced in the secondary windings N2 and N3 and the auxiliary winding N4 of the transformer T1 also increases, thereby increasing the voltage. When the voltage of the smoothing capacitor C1 of the auxiliary power rectifying unit 230 rises above the zener voltage of the zener diode Z1 of the overcurrent detecting circuit unit 260 according to the voltage rise, the semiconductor switching element Q2, that is, the SCR. The current is applied to the gate of the SCR (Q2) is switched on (ON) to reduce the Vcc voltage of the PWM IC 220 to almost zero (zero) V level to stop the operation of the SMPS.

이상과 같은 일련의 과정에 있어서, 트랜스포머(T1)의 2차측 권선(N2)의 과전류 레벨은 상기 과전류 검출회로부(260)의 제너다이오드(Z1)의 전압을 변경함으로써 조절할 수 있다.In the above series of processes, the overcurrent level of the secondary winding N2 of the transformer T1 can be adjusted by changing the voltage of the zener diode Z1 of the overcurrent detection circuit unit 260.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 스위칭 모드 전원공급 장치는 트랜스포머의 2차측의 과전류를 검출하기 위한 수단을 트랜스포머의 1차측에 구비함으로써, 종래와 같이 트랜스포머의 2차측에 2차측의 과전류를 검출하기 위한 저항 및 과전류 검출회로 없이도 스위칭 모드 전원 공급장치의 제어 전원의 과전류를 제한할 수 있는 장점이 있다.As described above, the switching mode power supply apparatus according to the present invention has a means for detecting the overcurrent of the secondary side of the transformer on the primary side of the transformer, thereby detecting the overcurrent of the secondary side on the secondary side of the transformer as in the prior art. There is an advantage that can limit the overcurrent of the control power supply of the switching mode power supply without a resistor and an overcurrent detection circuit.

또한, 종래의 스위칭 모드 전원공급 장치와 같이 2차측 과전류 제한을 위해 여러 개의 소자를 사용하지 않음으로써, SMPS의 가격 상승 문제와, 전류검출 저항의 발열로 인한 SMPS의 전체 효율 저하 문제를 해결할 수 있다.In addition, by not using a plurality of devices for limiting the secondary overcurrent as in the conventional switching mode power supply, it is possible to solve the problem of rising price of the SMPS and lowering the overall efficiency of the SMPS due to heat generation of the current detection resistor. .

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
As mentioned above, although the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiment, the present invention is not limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and applications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.

110,210...DC 전압 120,220...PWM IC
130,230...보조전원 정류부 140...과전류 검출부
150...기준전압 생성부 160...SCR 스위치
170,270...궤환 제어부(2차측 전압제어부)
260...과전류 검출회로부 280...부하110,210 ... DC voltage 120,220 ... PWM IC
130,230 Auxiliary power rectifier 140 Overcurrent detector
150 ... reference voltage generator 160 ... SCR switch
170,270 ... reduction control unit (secondary voltage control unit)
260 ... overcurrent detection circuit section 280 ... load

Claims (5)

트랜스포머의 1차 권선측에 마련되며, 스위칭 모드 전원 공급장치(SMPS)를 전체적으로 제어하기 위한 PWM IC;
상기 PWM IC에 전원을 공급하기 위한 보조전원 정류부; 및
상기 트랜스포머의 2차 권선측에 마련되며, SMPS를 궤환 제어하기 위한 궤환 제어부(2차측 전압제어부)를 포함하며,
상기 PWM IC와 상기 보조전원 정류부 사이에는 상기 트랜스포머의 2차측 제어전원의 과전류 발생에 따른 상기 보조전원 정류부의 보조 전원의 전압 상승을 검출하여 상기 PWM IC에 공급되는 전원을 차단하는 과전류 검출회로부가 설치되어 있는, 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치.
A PWM IC provided on the primary winding side of the transformer for totally controlling a switching mode power supply (SMPS);
An auxiliary power rectifier for supplying power to the PWM IC; And
It is provided on the secondary winding side of the transformer, and includes a feedback control unit (secondary side voltage control unit) for feedback control of the SMPS,
An overcurrent detection circuit unit is installed between the PWM IC and the auxiliary power rectifying unit to detect a voltage rise of the auxiliary power supply of the auxiliary power rectifying unit according to generation of an overcurrent of the secondary control power supply of the transformer and to cut off the power supplied to the PWM IC. Switched mode power supply with overcurrent shutdown.
제1항에 있어서,
상기 과전류 검출회로부는 상기 보조전원 정류부의 평활 커패시터(C1)가 접속된 노드(Nc)에 캐소드 단이 공통으로 접속되며, 상기 보조전원 정류부의 보조 전원의 전압 상승을 검출하는 제너다이오드(Z1)와, 양쪽의 단자는 상기 PWM IC의 Vcc 단자 및 그라운드(GND) 단자에 각각 접속되고, 게이트 단자는 상기 제너다이오드(Z1)의 애노드 단에 접속되며, 상기 제너다이오드(Z1)의 검출신호를 입력받아 스위치 온(ON) 되어 상기 PWM IC에 공급되는 전원을 차단함으로써 SMPS의 구동을 정지시키는 반도체 스위칭 소자를 포함하는, 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치.
The method of claim 1,
The overcurrent detecting circuit unit has a cathode terminal commonly connected to a node Nc to which the smoothing capacitor C1 of the auxiliary power rectifying unit is connected, and a zener diode Z1 for detecting a voltage increase of the auxiliary power supply of the auxiliary power rectifying unit. Both terminals are respectively connected to the Vcc terminal and the ground (GND) terminal of the PWM IC, the gate terminal is connected to the anode terminal of the zener diode Z1, and receives the detection signal of the zener diode Z1. A switching mode power supply having an overcurrent blocking function, comprising a semiconductor switching element which is switched on and stops driving of the SMPS by cutting off power supplied to the PWM IC.
제2항에 있어서,
상기 제다이오드(Z1)의 캐소드 단과 상기 노드(Nc) 사이에는 상기 보조전원 정류부로부터 상기 제다이오드(Z1)로 유입되는 과전류로부터 상기 제너다이오드 (Z1) 및 상기 반도체 스위칭 소자를 보호하기 위한 저항(R4)이 더 설치된, 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치.
The method of claim 2,
A resistor R4 is provided between the cathode terminal of the zediode Z1 and the node Nc to protect the zener diode Z1 and the semiconductor switching element from an overcurrent flowing from the auxiliary power rectifying unit to the zediode Z1. Switched mode power supply with overcurrent shutdown.
제2항에 있어서,
상기 반도체 스위칭 소자는 실리콘 제어 정류기(SCR)인, 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치.
The method of claim 2,
And the semiconductor switching element is a silicon controlled rectifier (SCR).
제1항 내지 제4항 중의 하나의 항에 있어서,
상기 트랜스포머(T1)의 2차측 권선(N2)의 과전류 레벨은 상기 과전류 검출회로부의 제너다이오드(Z1)의 전압을 변경함으로써 조절하는, 과전류 차단 기능을 갖는 스위칭 모드 전원 공급장치. The method according to any one of claims 1 to 4,
The overcurrent level of the secondary winding (N2) of the transformer (T1) is adjusted by changing the voltage of the zener diode (Z1) of the overcurrent detection circuit portion, switching mode power supply having an overcurrent blocking function.
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