KR20130081727A - 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치 - Google Patents

과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 소정의 입력 전원을 공급하는 전원부, 상기 입력 전원을 정류하여 제1 전원을 생성하는 정류부, 상기 제1 전원으로부터 제2 전원을 생성하는 주회로부, 및 과전압 및 과전류를 제어하는 과전원 차단부를 포함하며, 상기 과전원 차단부는 상기 입력 전원의 라이브 라인(live line) 및 뉴트럴 라인(neutral line) 중 적어도 하나와 접지단 사이에 연결되는 바리스터(varistor)를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.

Description

과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치{POWER SUPPLY APPARATUS INCLUDING A FUNCTION OF PROTECTING OVER-VOLTAGE}
본 발명은 낙뢰 등으로 인해 발생하는 서지(surge)에 따른 과전압과 과전류 등의 과전원을 효과적으로 차단할 수 있는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치에 관한 것이다.
가전용, 업무용, 휴대용 전자 기기의 종류가 다양해지고, 보급률이 높아짐에 따라 서지(surge)에 의한 피해가 빠르게 증가하고 있다. 서지란 라인(line) 또는 회로를 따라 전달되며 급속히 증가하는 특성을 가진 전류, 전압 등의 과도 파형을 의미한다. 서지 현상은 회로 내부적으로는 인덕터 양단의 급격한 전압 상승 및 개폐에 의해 발생할 수 있으며, 외부적으로는 직격 낙뢰, 간접 낙뢰, 유도 낙뢰, 공기 중의 방전 등과 같은 자연 현상에 의해서도 발생할 수 있다.
특히 최근에는 회로의 집적도가 상승함에 따라 회로선 폭이 좁아지고, 저전력 동작을 위해 저항이 낮고 전도성이 우수한 재료를 사용함에 따라 단락 현상의 최고치가 낮아짐으로써 전체적인 시스템이 내압에 약해지고, 그에 따라 서지에 더욱 취약해지고 있다. 약한 서지의 반복은 소자의 열화로 이어져서 결과적으로는 소자의 파괴를 가져올 수 있으며, 강한 서지는 단 한 번의 발생으로 소자를 파괴할 수 있다. 또한, 특정 회로 부품에서 발생한 서지 현상이 다른 회로 부품 또는 시스템 등으로 전달되는 경우에는, 극단적인 경우에 전체 시스템이 연쇄적으로 파괴될 수도 있다. 따라서, 서지의 피해를 최소화하기 위해서는 서지 현상이 전달되는 것을 막기 위한 서지 보호 시스템을 구축할 필요가 있다.
최적의 서지 대책을 마련하기 위해서, 바리스터(varistor)라는 소자를 사용하는 것이 일반적이다. 바리스터는 서지가 침입할 수 있는 경로 상에 배치되는 비선형 소자로서, 현재에는 관습적인 측정 및 소자 변경 등을 통해 서지 차단에 필요한 설계를 확립하는 것이 일반적이다. 이는 과도한 오버 스펙(over specification) 내지는 개발 비용 및 시간 낭비로 이어져, 전체적인 제품 단가 상승 및 수율 저하 등의 문제점으로 이어질 수 있다.
하기의 선행기술문헌 중에서, 특허문헌 1은 과전압 제어 기능을 갖는 전원 장치에 관한 것으로, 과전압 제어부가 코일에 유기된 교류 전압에 의해 턴-온되어 출력 전압에 따라 입력 전원이 전달되는 경로를 제어함으로써 과전압을 제어할 수 있는 구성을 제시하고 있으나, 바리스터가 회로에 개시된 바가 없다. 또한, 특허문헌 2는, 바리스터를 포함하는 과전압 보호 장치를 개시하고 있으나, 바리스터가 입력 전원의 퓨즈(fuse) 뒷 단과 정류부 사이에 연결되고, 별도로 마련된 과전압 차단부와 서로 다른 턴-온 전압을 가짐으로써 서로 유기적으로 동작하는 형태이다.
한국 공개특허공보 KR 10-2004-0072753 한국 공개특허공보 KR 10-2002-0092491
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 보완하기 위한 것으로서, 입력 전원의 라이브 라인(live line)과 뉴트럴 라인(neutral line) 중 적어도 하나와, 접지 라인 사이에 바리스터를 배치하거나, 또는 변압기를 기준으로 1차측의 스위치 소자의 드레인과 소스 단자 사이에 바리스터, 어레스터 등을 연결함으로써, 서지 현상에 따른 과전압, 과전류를 억제하여, 서지 전압, 전류의 레벨을 줄일 수 있는 과전압 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 소정의 입력 전원을 공급하는 전원부, 상기 입력 전원을 정류하여 제1 전원을 생성하는 정류부, 상기 제1 전원으로부터 제2 전원을 생성하는 주회로부, 및 상기 주회로부에서 발생하는 과전압 및 과전류를 제어하는 과전원 차단부를 포함하며, 상기 과전원 차단부는 상기 입력 전원의 라이브 라인(live line) 및 뉴트럴 라인(neutral line) 중 적어도 하나와 접지단 사이에 연결되는 바리스터(varistor)를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 과전원 차단부는, 상기 입력 전원의 라이브 라인과 보호 접지단(Protective Earth, PE) 사이에 연결되는 제1 바리스터, 및 상기 입력 전원의 뉴트럴 라인과 상기 보호 접지단 사이에 연결되는 제2 바리스터를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 과전원 차단부는, 낙뢰로 인해 서지(surge)가 발생하는 경우, 방전 경로를 형성하여 낙뢰로 인한 서지 전압을 감소시키는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 주회로부는, 적어도 하나의 변압기를 포함하는 플라이백 (flyback) 컨버터; 를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 과전원 차단부는, 상기 적어도 하나의 변압기의 1차 측에 마련되는 스위치 소자의 드레인 단자와 소스 단자 사이에 연결되어 과전압을 제어하는 회로를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 드레인 단자와 소스 단자 사이에 연결되어 과전압을 제어하는 회로는 바리스터, 어레스터(Arrestor), 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
한편, 본 발명의 제2 기술적인 측면에 따르면, 소정의 입력 전원을 공급하는 전원부, 적어도 하나의 변압기를 포함하며, 상기 입력 전원으로부터 출력 전원을 생성하는 주회로부, 및 상기 주회로부에서 발생하는 과전압 및 과전류를 제어하는 과전원 차단부를 포함하며, 상기 과전원 차단부는 상기 변압기의 1차 측에 포함된 스위치 장치에 유입되는 과전압 및 과전류를 제어하기 위한 바리스터, 어레스터, 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 과전원 차단부는, 상기 변압기의 1차 측에 포함된 스위치 장치의 드레인 단자와 소스 단자 사이에 연결되는 바리스터, 어레스터, 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는 과전원 보고 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 주회로부는, 플라이백 컨버터 회로를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 과전원 차단부는, 낙뢰로 인해 서지(surge)가 발생하는 경우, 방전 경로를 형성하여 낙뢰로 인한 서지 전압을 감소시키는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 과전원 차단부는, 낙뢰로 인해 서지(surge)가 발생하는 경우, 서지 전류 또는 서지 전압이 상기 변압기의 1차 측과 2차 측 사이에서 전달되는 것을 차단하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 과전원 차단부는, 상기 입력 전원의 라이브 라인 및 뉴트럴 라인 중 적어도 하나와, 접지단 사이에 연결되는 바리스터를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
또한, 상기 과전원 차단부는, 상기 입력 전원의 라이브 라인과 보호 접지단 사이에 연결되는 제1 바리스터, 및 상기 입력 전원의 뉴트럴 라인과 상기 보호 접지단 사이에 연결되는 제2 바리스터를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 제안한다.
본 발명에 따르면, 입력 전원의 라이브 라인과 접지단 사이, 또는 뉴트럴 라인과 접지단 사이에 바리스터를 연결하여 낙뢰 등에 따른 서지로부터 발생하는 과전압, 과전류 등이 흐를 수 있는 경로를 확보하거나, 회로에 포함된 변압기의 1차측 스위치 소자에 바리스터, 어레스터 등을 연결하여 과전압, 과전류의 레벨을 저감한다. 따라서, 낙뢰 등으로 인한 서지 현상에 대한 내압 특성을 높일 수 있고, 전체적인 회로의 불량률을 감소시켜 수율 증가 및 가격 경쟁력 상승을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과전압 보호 기능을 구비한 전원 장치에서 나타날 수 있는 과전압 또는 과전류의 신호 경로를 나타낸 회로도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시에에 따른 과전압 보호 기능을 구비한 전원 장치에 포함되는 과전원 차단부의 예시를 간략하게 나타낸 회로도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전원 장치(100)는, 전원부(110), 정류부(120), 및 주회로부(130)를 포함한다. 본 실시예에서는 주회로부(130) 내에 과전원 차단부(140)가 포함되는 것을 가정하나, 과전원 차단부(140)는 전원부(110) 내에 배치될 수도 있다. 전원부(110)는 일반적인 교류 전원을 생성, 출력할 수 있으며, 전원부(110)에서 출력하는 교류 전원은 정류부(120)에서 정류 및 평활되어 직류 신호로 변환된다. 정류부(120)는 복수의 다이오드로 구현될 수 있으며, 전원부(110)는 과전압이 인가될 때 끊어져 전체 시스템을 보호하기 위한 퓨즈(fuse)와 복수의 커패시터 및 인덕터 등을 포함할 수 있다.
주회로부(130)는 정류부(120)에서 정류 및 평활되어 출력되는 직류 신호로부터 전자 기기를 구동시키기 위한 출력 신호를 생성한다. 일실시예로, 전원 장치(100)가 스위치 모드 전원 장치(Switch Mode Power Supply, SMPS)인 경우, 주회로부(130)는 정류부(120)가 출력하는 직류 신호를 전자 기기 구동에 필요한 출력 신호로 변환하는 플라이백 컨버터(flyback converter)를 포함할 수 있다.
플라이백 컨버터는 적어도 하나 이상의 변압기(transformer)를 포함하며, 변압기를 기준으로 1차 측과 2차 측으로 회로를 구분할 수 있다. 변압기의 1차 측과 2차 측은 전기적으로 절연되는 것이 바람직하며, 특히 변압기의 1차 측과 2차 측이 전기적으로 충분히 절연되지 않는 경우에는 변압기의 2차 측에서 발생한 서지 현상으로 인한 과전압 또는 과전류가 변압기를 타고 1차 측으로 넘어와서 정류부(120) 또는 전원부(110)까지 악영향을 미칠 수 있다.
이와 마찬가지로, 변압기의 1차 측과 2차 측이 전기적으로 충분히 절연되지 않으면, 변압기의 1차 측에서 발생한 서지 현상으로 인한 과전압 또는 과전류가 변압기를 타고 2차 측으로 전달되어 전자 기기 내의 전체적인 시스템의 연쇄적인 파괴를 가져올 수도 있다. 특히, 안테나 등와 같이 낙뢰(lightning)에 노출된 장비와 연결되는 입력 전원을 전달받는 텔레비젼 또는 DVD 플레이어 등과 같이 튜너(Tuner) 수신기를 포함한 전자 기기들은, 낙뢰 등으로 인한 서지 현상에 쉽게 노출될 수 있다.
따라서, 튜너 수신기를 포함한 전자 기기에 대해서 플라이백 컨버터를 포함한 전원 장치를 사용하고자 하는 경우에는, 전원 장치에 포함된 변압기의 1차 측과 2차 측 간에 충분한 절연성 및 서지 방지 대책을 확립할 필요가 있다. 이때, 낙뢰 등으로부터의 서지 현상에 따른 회로 부품의 열화 및 파손을 효과적으로 방지하기 위해서는, 교류 전원 신호의 레벨이 피크 값을 갖는 지점에 서지 현상이 발생한 조건을 가정하되, 차동 모드(Differential mode)와 공통 모드(Common mode)에서 서로 다르게 나타나는 서지 전압/전류 경로르 고려할 필요가 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 보호 기능을 구비한 전원 장치에서 나타날 수 있는 과전압 또는 과전류의 신호 경로를 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 전원부(210)는 라이브 라인(L)과 뉴트럴 라인(N) 및 보호 접지선(Protective Earth, PE)으로부터 교류 전원을 입력받으며, 복수의 커패시터(C1~C4)와 공통 초크(Common Choke) 인덕터(L1)를 거쳐서 정류부(220)에 교류 전원을 인가한다. 앞서 설명한 바와 같이 정류부(220)는 복수의 다이오드(D1~D4)를 포함할 수 있으며, 입력부(210)에서 출력하는 교류 전원을 정류, 평활하여 직류 신호를 생성하고, 이를 주회로부(230)로 입력한다.
도 2에 도시된 실시예에서는, 주회로부(230)에 PFC 컨버터와 플라이백 컨버터가 포함된다. PFC 컨버터는 스위칭 소자로 동작하는 트랜지스터(TR1)와, 승압 인덕터(236) 및 집적회로 부품(IC1)을 포함할 수 있으며, 또한 플라이백 컨버터는 스위칭 소자로 동작하는 복수의 트랜지스터(TR1, TR2)와, 변압기(235) 및 집적 회로 부품(IC1, IC2) 등을 포함할 수 있다. 변압기(235)를 기준으로 1차 측에 연결된 트랜지스터(TR2)가 턴-온되면, 변압기(235)의 1차 측 권선에 전류가 흐르게 되며, 그에 따라 1차 측 권선에 전압이 유기된다. 한편, 2차 측 권선에는 1차 측과 반대 극성을 갖는 전압이 유기되므로, 다이오드(D7)에 역방향 바이어스 전압이 인가되며, 다이오드(D7)는 차단된다. 따라서, 1차 측 권선에만 에너지가 축적된다.
반대로 트랜지스터(TR2)가 턴-오프되면, 변압기(235)의 1차 측 권선에는 전류가 흐르지 않게 되며, 2차 측 권선에는 트랜지스터(TR2)가 턴-온 되었을 때와 반대 극성을 갖는 전압이 유기된다. 따라서, 다이오드(D7)에 순방향 바이어스 전압이 인가되어 다이오드(D7)가 도통되며, 변압기(235)의 1차 측 권선에 축적된 에너지가 2차 측 권선을 통해 출력 단자로 방출된다.
한편, 도 2에 도시된 전류 경로 ①~④는, 낙뢰 등으로 인한 서지 현상에 의해 발생하는 과전류가 차동 모드에서 흐를 수 있는 경로를 의미한다. 전류 경로 ①은 서지 현상에 의해 전원부(210)의 라이브 라인(L)과, 뉴트럴 라인(N) 사이에서 흐르는 과전류 경로이며, 전류 경로 ②는 전원부(210)의 공통 초크 인덕터(L1)를 거쳐서 커패시터(C4)를 통과하는 과전류 경로를 나타낸다.
또한, 전류 경로 ③은 정류부(220)를 거쳐서 나타나는 과전류의 경로이며, 전류 경로 ④는 주회로부(230)의 플라이백 컨버터의 변압기(235) 1차 측에 연결된 커패시터(C6)를 통과하는 과전류 경로이다. 이와 같이, 낙뢰 등으로 인해 차동 모드에서 발생할 수 있는 서지에 따라, 전원부(210)의 라이브 라인(L)과 뉴트럴 라인(N) 사이에서 과전류가 흐를 수 있다. 이와 같은 서지 현상을 해결하기 위해, 입력 교류 전원의 3가지 종류의 단자 사이에 바리스터(Varistor)를 연결할 수 있다.
특히, 본 발명에서는, 전원부(210)에 입력되는 교류 전원의 라이브 라인(L)과 접지선(PE), 또는 뉴트럴 라인(N)과 접지선(PE) 사이에 바리스터를 연결하여, 낙뢰 현상 등으로 인해 발생하는 서지에 따른 과전류/과전압을 감소시킬 수 있다. 이에 대해서는, 도 4를 참조하여 후술한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과전압 보호 기능을 구비한 전원 장치에서 나타날 수 있는 과전압 또는 과전류의 신호 경로를 나타낸 회로도이다. 도 3의 회로도로 표시된 전원 장치(300)의 동작 구성은 전반적으로 도 2의 회로도에 도시된 전원 장치(200)와 유사하며, 전원부(310), 정류부(320), 주회로부(330)를 포함할 수 있다.
전원부(310)는 라이브 라인(L), 뉴트럴 라인(N), 및 접지선(PE)을 통해 교류 전원을 입력받으며, 라이브 라인(L)에는 과전원 인가시 전체 시스템을 보호하기 위한 퓨즈(F1)가 연결될 수 있다. 전원부(310)에서 출력되는 교류 전원은 복수의 다이오드를 포함 - 예를 들어 다이오드 브릿지를 포함할 수 있음 - 하는 정류부(320)에서 평활 및 정류되어 직류 신호로 변환되며, 직류 신호는 주회로부(330)에 인가된다.
주회로부(330)는 도 2에 도시된 바와 유사하게 플라이백 컨버터 회로를 포함할 수 있다. 플라이백 컨버터 회로에 포함되는 변압기를 기준으로, 1차 측에는 주회로부(330)의 동작을 제어할 수 있는 집적 회로 부품(IC1)이 마련될 수 있다. 도 3에는 동상 모드(Common Mode)에서 발생할 수 있는 서지 현상에 따라 형성되는 3가지의 과전류 경로가 도시되어 있다.
첫 번째 과전류 경로 ①은 입력 교류 전원의 뉴트럴 라인(N)과 접지단(PE) 사이에서 형성된다. 결국, 일반적으로 과전류/과전압 저감을 위해 뉴트럴 라인(N)과 라이브 라인(L) 사이에 연결되는 바리스터만으로는 도 3에 도시된 과전류 경로 ①을 따라 발생하는 서지 현상을 충분히 방지하기 어렵다. 따라서, 과전류 경로 ①을 효율적으로 저감하기 위해서는, 뉴트럴 라인(N)과 접지단(PE) 사이에 직접 바리스터를 연결하는 것이 바람직하다.
두 번째 과전류 경로 ②는 출력단의 접지단으로부터 커패시터(C4)를 거쳐서 입력단의 접지단까지 이어지는 전류 경로이다. 이는 변압기(335)의 1차 측과 2차 측 사이의 커플링 커패시터(C4)를 통해 전류가 전달되는 경로이다. 따라서, 과전류 경로 ②를 통해 변압기(335)의 1차 측과 2차 측이 충분하게 절연되지 않고, 변압기(335)의 1차 측 또는 2차 측 중 어느 한 측에서 발생한 서지 현상이 다른 측으로 전달될 수 있어 연쇄적인 회로 부품 손상으로 이어질 수 있다.
이러한 현상은 과전류 경로 ③ 및 ④를 통해서도 나타날 수 있다. 과전류 경로 ③은 변압기(335)의 1차 측 접지와 2차 측 접지 사이의 등가 기생 커패시터에 의해 생성되며, 과전류 경로 ④는 변압기(335)의 1차 측의 B+ 라인과 2차 측의 접지를 통해 생성되는 경로이다. 과전류 경로 ③과 ④를 통해서도 과전류 경로 ②와 마찬가지로 변압기(335)의 1차 측과 2차 측 사이에서 서지 현상에 따른 과전류가 전달될 수 있으므로, 변압기(335)의 1차 측과 2차 측 사이의 충분한 절연 확보가 필요하다.
본 발명의 실시예에서는, 변압기(335)의 1차 측에 연결된 스위칭 소자에 바리스터, 또는 어레스터(Arristor)와 커패시터 등을 연결하여 낙뢰 등에 의한 서지 현상을 절감할 수 있다. 이에 대해서는 도 5를 참조하여 후술한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 보호 기능을 구비한 전원 장치에 포함되는 과전원 차단부의 예시를 간략하게 나타낸 회로도이다.
우선 입력부(400)를 나타낸 도 4를 참조하면, 라이브 라인(L)과 뉴트럴 라인(N)을 포함하는 입력 교류 전원(410)이 도시되어 있으며, 입력 교류 전원(410)의 라이브 라인(L)과 보호 접지단(P-GND) 사이 및 뉴트럴 라인(N)과 보호 접지단(P-GND) 사이에는 각각 바리스터(420)가 배치된다. 바리스터(420)는 입력 교류 전원(410)에 연결된 안테나 등의 튜너 수신기에 떨어지는 낙뢰 등으로 인해 발생하는 서지 현상을 저감시킴으로써, 튜너 수신기 등에서 SMPS 등의 전원 장치를 통해 전체적인 시스템으로 전달될 수 있는 과전류 또는 과전압을 차단한다.
도 4에서 바리스터는 입력 교류 전원(410)의 라이브 라인(L)과 보호 접지단(P-GND) 사이 및 뉴트럴 라인(N)과 보호 접지단(P-GND) 사이에 모두 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 선택적으로 어느 한 쪽에만 연결하는 것도 가능하다. 다만, 차동 모드에서 라이브 라인(L)과 뉴트럴 라인(N) 사이의 서지 현상이 발생할 수 있고, 동상 모드에서는 뉴트럴 라인(N)과 보호 접지단(P-GND) 사이의 서지 현상이 발생할 수 있는 점을 고려하면, 두 개의 바리스터를 구비하는 것이 바람직할 수 있다.
또는, 도 4에 도시된 바와 같이 바리스터에 커패시터를 직렬로 연결하거나, 또는 바리스터(420)에 직렬로 어레스터를 연결하는 경우에도, 입력 교류 전원(410)의 라이브 라인(L)과 보호 접지단(P-GND) 사이 및 뉴트럴 라인(N)과 보호 접지단(P-GND) 사이에는 각각 바리스터(420)가 배치된 것과 유사한 효과를 기대할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 주회로부(500)에 포함되어 스위칭 소자로 동작하는 트랜지스터(TR1)의 드레인 단자와 소스 단자 사이에 어레스터와 커패시터로 구성된 과전원 차단부(510)가 연결된다. 일례로, 도 5에 도시된 트랜지스터(TR1)은 주회로부(500)에 포함된 플라이백 컨버터의 변압기 1차 측에 연결되어 변압기 1차 측 권선에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭 소자일 수 있다. 즉, 트랜지스터(TR1)가 턴-온 되면 플라이백 컨버터의 변압기 1차 측 권선에 에너지가 축적되고, 트랜지스터(TR1)가 턴-오프 되면 변압기 1차 측 권선에 축적된 에너지가 2차 측 권선으로 전달되어 출력될 수 있다.
또는, 도 5에 도시된 바와 같이 커패시터 없이 어레스터(520)만을 트랜지스터(TR1)의 양단에 연결하거나, 또는 바리스터(530)를 연결할 수도 있다. 어레스터(520) 또는 바리스터(530) 만을 과전원 차단부로 연결하는 경우에도, 어레스터와 커패시터가 직렬 연결된 과전원 차단부(510)와 유사한 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 200, 300 : 전원 장치
110, 210, 310, 400 : 전원부
120, 220, 320 : 정류부
130, 230, 330, 500 : 주회로부

Claims (13)

  1. 소정의 입력 전원을 공급하는 전원부;
    상기 입력 전원을 정류하여 제1 전원을 생성하는 정류부;
    상기 제1 전원으로부터 제2 전원을 생성하는 주회로부; 및
    과전압 및 과전류를 제어하는 과전원 차단부; 를 포함하며,
    상기 과전원 차단부는 상기 입력 전원의 라이브 라인(live line) 및 뉴트럴 라인(neutral line) 중 적어도 하나와 접지단 사이에 연결되는 바리스터(varistor)를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 과전원 차단부는,
    상기 입력 전원의 라이브 라인과 보호 접지단(Protective Earth, PE) 사이에 연결되는 제1 바리스터, 및 상기 입력 전원의 뉴트럴 라인과 상기 보호 접지단 사이에 연결되는 제2 바리스터를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 과전원 차단부는,
    낙뢰로 인해 서지(surge)가 발생하는 경우, 방전 경로를 형성하여 낙뢰로 인한 서지 전압을 감소시키는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 주회로부는,
    적어도 하나의 변압기를 포함하는 플라이백(flyback) 컨버터; 를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 과전원 차단부는,
    상기 적어도 하나의 변압기의 1차 측에 마련되는 스위치 소자의 드레인 단자와 소스 단자 사이에 연결되어 과전압을 제어하는 회로를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 드레인 단자와 소스 단자 사이에 연결되어 과전압을 제어하는 회로는 바리스터, 어레스터(Arrestor), 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  7. 소정의 입력 전원을 공급하는 전원부;
    적어도 하나의 변압기를 포함하며, 상기 입력 전원으로부터 출력 전원을 생성하는 주회로부; 및
    과전압 및 과전류를 제어하는 과전원 차단부; 를 포함하며,
    상기 과전원 차단부는 상기 변압기의 1차 측에 포함된 스위치 장치에 유입되는 과전압 및 과전류를 제어하기 위한 바리스터, 어레스터, 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 과전원 차단부는,
    상기 변압기의 1차 측에 포함된 스위치 장치의 드레인 단자와 소스 단자 사이에 연결되는 바리스터, 어레스터, 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는 과전원 보고 기능을 구비한 전원 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 주회로부는,
    플라이백 컨버터 회로를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 과전원 차단부는,
    낙뢰로 인해 서지(surge)가 발생하는 경우, 방전 경로를 형성하여 낙뢰로 인한 서지 전압을 감소시키는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 과전원 차단부는,
    낙뢰로 인해 서지(surge)가 발생하는 경우, 서지 전류 또는 서지 전압이 상기 변압기의 1차 측과 2차 측 사이에서 전달되는 것을 차단하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 과전원 차단부는,
    상기 입력 전원의 라이브 라인 및 뉴트럴 라인 중 적어도 하나와, 접지단 사이에 연결되는 바리스터를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 과전원 차단부는,
    상기 입력 전원의 라이브 라인과 보호 접지단 사이에 연결되는 제1 바리스터, 및 상기 입력 전원의 뉴트럴 라인과 상기 보호 접지단 사이에 연결되는 제2 바리스터를 포함하는 과전원 보호 기능을 구비한 전원 장치.
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