KR20150115214A - 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치 - Google Patents

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KR20150115214A
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유원재
윤종호
신현훈
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서울전자통신(주)
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Abstract

본 발명에 따른 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치는, 상용 전원의 교류 전압을 정류하여 정류전압을 생성하는 정류부; 정류전압을 1차전압으로서 입력받아 2차전압으로 변환하는 메인 트랜스; 메인 트랜스의 1차측에 1차전압의 인가를 스위칭하는 공진형 스위칭부; 메인 트랜스의 2차측으로부터의 2차전압을 평활하여 출력전압을 생성하는 평활부; 1차전압을 이용하여 공진형 스위칭부의 스위칭동작을 위한 동작전압을 공급하는 스위칭 동작전압 공급부; 및 1차전압이 1차설정전압을 초과하는 경우에 스위칭 동작전압 공급부의 동작을 중지시키는 보호부를 포함한다.

Description

과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치{OVER VOLTAGE PROTECTIVE SWITCH MODE POWER SUPPLY}
본 발명은 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치(SMPS)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전압 변환 기능의 메인트랜스로 입력되는 전압을 감시하여 전력 공급을 제어할 수 있는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치에 관한 것이다.
스위칭 모드 전원 공급 장치는 상용 전원으로부터 공급되는 교류 전압을 컴퓨터, 통신 기기, 가전 기기 등 각종 기기들에 필요한 직류 전압으로 변환하는 전원 공급 장치이다.
일반적인 스위칭 모드 전원 공급 장치에 대해서는 공개실용신안공보 제1998-014116호(명칭: 스위칭 모드 전원 공급장치에서의 전원단과 과전압 검출회로)를 참고할 수 있다.
종래의 SMPS 회로는 도 1에서와 같이 전원 플러그를 통해 들어오는 교류 전원 입력단에 결합된 휴즈와, 교류 전원에 혼입되는 잡음을 제거하는 라인 필터부와, 상기 라인 필터부에서 잡음 제거되어 들어오는 교류 전원을 브리지 정류회로 등을 이용하여 1차적으로 정류하는 1차측 정류부와, 상기 1차측 정류부를 거쳐 정류되어 들어오는 전압으로 1차 권선측에 에너지를 저장하고, 그 저장된 에너지를 이용하여 2차 권선측으로 전압을 유기시키는 스위칭 트랜스포머와, 상기 스위칭 트랜스포머의 1차 권선 전류제어단에 결합되어져서 그 발진동작을 제어하는 스위칭 소자인 스위칭 트랜지스터와, 기동 저항에 의해 동작 개시되어 상기 스위칭 트랜스포머의 온/오프 주기를 조절하여 펄스폭 변조된 구형파 신호(PWM 신호)를 출력하는 스위칭 제어부와, 상기 스위칭 트랜스포머의 2차측 직류 출력전압을 정류하여 평활한 후 부하측에서 필요로 하는 정전압으로 공급하는 2차측 정류부와, 상기 2차측 정류부의 출력을 검출하여 포토 커플러의 동작을 제어하고 그 포토 커플러의 동작에 따라 상기 스위칭 제어부의 동작을 제어하는 전압변동 검출부와, 상기 스위칭 트랜스포머 오프시 역방향으로 인가되는 과도한 서지전압을 제압하기 위해 스위칭 트랜지스터의 출력측과 스위칭 트랜스포머의 1차측 코일 양단에 공통되게 접속한 스너버 회로부등으로 구성되어 있다.
그런데 상기와 같은 종래의 SMPS 회로에서는 과전압이 인가되는 경우 휴즈가 정상적으로 동작하지 못하게 되면 교류 전원 입력단으로 인가되는 과전압이 그대로 SMPS 회로에 공급되므로 마이크로 프로세서나 스위칭 소자들에게 과전압이 공급되어 마이크로 프로세서나 스위칭 소자들을 파괴시키거나 오동작을 유발시키는 문제점들이 있었다.
공개실용신안공보 제1998-014116호
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 휴즈를 이용하지 않으면서도, 출력단에서 발생하는 과전압을 확실하게 차단할 수 있는 과전압 보호 수단을 구비한 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치는, 상용 전원의 교류 전압을 정류하여 정류전압을 생성하는 정류부; 상기 정류전압을 1차전압으로서 입력받아 2차전압으로 변환하는 메인 트랜스; 상기 1차전압의 인가를 스위칭하는 공진형 스위칭부; 상기 2차전압을 평활하여 출력전압을 생성하는 평활부; 및 상기 1차전압을 이용하여 상기 공진형 스위칭부의 스위칭동작을 위한 동작전압을 공급하는 스위칭 동작전압 공급부를 포함한다.
또한, 입력되는 차단 신호에 대응하여, 상기 스위칭 동작전압 공급부로의 상기 1차전압의 인가를 차단하기 위한 파워 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차전압이 1차설정전압을 초과하는 경우에 상기 파워 스위칭부에 상기 차단 신호를 출력하는 보호부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 보호부는, 상기 1차전압을 분배하여 강압하기 위한 복수의 저항과, 강압된 전압이 캐소드에 역바이어스 결합된 제너다이오드와, 베이스는 상기 제너다이오드의 애노드에 결합되고 컬렉터는 상기 파워 스위칭부를 구성하는 파워 스위칭 IC의 피드백 입력단에 결합되고 이미터는 접지에 결합된 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 파워 스위칭부의 상기 파워 스위칭 IC는, 상기 트랜지스터의 온(ON) 동작에 의해 상기 피드백 입력단에 논리 로우(low)가 발생하면 상기 스위칭 동작전압 공급부에 상기 1차전압의 인가를 차단시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차전압이 2차설정전압을 초과하는 경우에 상기 공진형 스위칭부의 동작을 차단하기 위한 2차전압 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차전압 제어부는, 상기 2차전압이 2차설정전압을 초과하는 경우에 발광하는 발광소자를 구비하고, 상기 공진형 스위칭부는, 상기 발광소자의 광을 수광함에 따라 온(ON)되는 수광소자를 구비하고, 상기 수광소자가 온되면 상기 1차전압의 인가를 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정류부의 전단에 상기 상용 전원의 교류 전압에 추가된 노이즈를 제거하는 필터부와, 상기 필터부에서 노이즈 제거된 교류 전압에 대응하여 점멸발광하는 표시소자를 구비한 입력표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정류부에서 정류된 상기 정류전압을 승압하는 승압 리액터 및 상기 승압 리액터로의 상기 정류전압의 인가를 제어하여 승압된 상기 1차전압을 생성하는 승압 제어 IC를 구비하는 승압부를 더 포함할 수 있다.
또한, 드레인에 상기 승압 리액터에 의해 승압되어 생성된 상기 1차전압이 결합되고, 소스에 접지측이 결합되고, 게이트에 상기 승압 제어 IC의 제어출력이 결합된 FET를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 승압 제어 IC는, 상기 정류전압과 상기 1차전압을 비교하여 상기 제어출력을 통해 상기 FET를 제어함으로써, 상기 1차전압을 정해진 전압으로 승압하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성에 의한 본 발명에 따른 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치는, 전압 변환 기능의 메인트랜스로 입력되는 1차 전압을 감시하여 과전압 보호 기능을 실현하므로, 출력단에서 발생하는 과전압을 확실하게 차단할 수 있다.
또한, 메인 트랜스로부터의 2차 전압을 감시함으로써 더욱 확실한 과전압 보호 기능이 실현될 수 있다.
이와 같이, 다양한 과전압 보호 수단을 구비하여 스위칭 모드 전원 공급 장치로부터 전압을 공급받는 각종 기기들뿐만 아니라, 스위칭 모드 전원 공급 장치 자체의 회로도 보호할 수 있게 된다.
또한, 메인트랜스로 입력되는 1차 전압을, 메인트랜스에서 허용하는 전압으로 승압시킨 후 2차 전압으로 변환시키므로, 메인트랜스의 허용 전압보다 낮은 전압이 입력되더라도 확실한 2차 전압 생성이 실현되며, 입력되는 상용 전원의 교류 전압에 대한 허용 범위를 확장시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 주요 부분을 보여주는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 주요 부분을 보여주는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보여주는 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치는, 정류부(130)와, 공진형 스위칭부(150)와, 메인 트랜스(160), 평활부(170)와, 2차전압 제어부(180)와, 스위칭 동작전압 공급부(190)와, 파워 스위칭부(210)와, 보호부(220)를 포함하여 구성된다.
정류부(130)는, 상용 전원의 교류 전압을 정류하여 정류전압을 생성한다. 정류부(130)는 예를 들면, 전파 정류를 수행하며, 이를 위해 브리지 다이오드 등의 정류소자를 구비할 수 있다.
공진형 스위칭부(150)는, 정류부(130)에서 출력되는 정류전압을 메인 트랜스(160)로의 인가를 스위칭한다.
메인 트랜스(160)는, 정류전압을 1차측에 입력받으면(1차전압) 2차측으로 변환된 전압(2차전압)을 출력하도록 구성된 전력전달 수단이다. 특히, 메인 트랜스(160)는, 1차전압을 승압시키거나 강압시켜 2차전압으로서 출력할 수 있다.
평활부(170)는, 2차전압을 직류 전압 또는 직류 전류로 평활하여 출력전압으로서 출력한다. 평활부(170)에서 출력되는 출력전압은, 임의의 전자기기에 공급될 수 있다.
2차전압 제어부(180)는, 메인 트랜스(160)에서 출력하는 2차전압을 감시하고, 감시중인 2차전압이 미리설정된 전압(2차설정전압)을 초과하게 되면, 공진형 스위칭부(150)의 동작을 차단시킨다.
이러한 동작을 위해, 2차전압 제어부(180)는 2차전압이 2차설정전압을 초과하면 온(ON)되는 발광소자(PHA2)를 구비하고, 공진형 스위칭부(150)는 2차전압 제어부(180)의 발광소자(PHA2)에서 출력하는 광을 수신하는 수광소자(PHA1)와 수광소자의 온 동작을 제어입력으로 하는 스위칭 제어 IC(IC2)를 구비할 수 있다. 그리고 공진형 스위칭부(150)는 수광소자(PHA1)가 광을 감지하여 온되면, 스위칭 제어 IC(IC2)의 제어입력이 과전압 발생을 인식하게 되고, 스위칭 제어 IC(IC2)가 스위칭 신호의 공급을 중단함으로써, 공진형 스위칭부(150)의 동작을 차단하도록 구성될 수 있다.
스위칭 동작전압 공급부(190)는, 1차전압을 자체적으로 강압 및 평활하여 스위칭 동작전압을 생성한다. 생성된 스위칭 동작전압은 공진형 스위칭부(150)의 스위칭 제어 IC(IC2)에 공급된다.
파워 스위칭부(210)는, 정류부(130)에서 출력하는 정류전압을 입력받아서 스위칭 동작전압 공급부(190)에 제공한다. 이때, 파워 스위칭부(210)는 1차전압의 인가를 스위칭 제어할 수 있다.
파워 스위칭부(210)는 상기 스위칭 제어를 위한 파워 스위칭 IC(MIC1)를 구비할 수 있다.
보호부(220)는, 정류부(130)에서 출력하는 1차전압을 감시하고, 감시중인 1차전압이 미리설정된 전압(1차설정전압)을 초과하면, 파워 스위칭부(210)의 동작을 제어한다. 파워 스위칭부(210)는 보호부(220)의 제어에 의해 스위칭 동작전압 공급부(190)로의 1차전압의 인가를 중지하게 됨으로써, 결과적으로는 공진형 스위칭부(150)의 동작이 차단된다.
이러한 보호부(220)는, 1차전압을 분배하여 임의 전압값으로 강압하기 위한 복수의 저항과, 강압된 전압이 캐소드에 역바이어스 결합된 제너다이오드(Z101)와, 피드백 입력을 위한 트랜지스터(Q101)를 포함할 수 있다. 이때, 트랜지스터(101)에 있어서, 베이스는 상기 제너다이오드(Z101)의 애노드에 결합되고 컬렉터는 파워 스위칭부(210)를 구성하는 파워 스위칭 IC(MIC1)의 피드백 입력단에 결합되고 이미터는 접지에 결합될 수 있다.
그리고, 파워 스위칭부(210)의 파워 스위칭 IC(MIC1)는, 보호부(220)를 구성하는 트랜지스터(Q101)의 온(ON) 동작에 의해 파워 스위칭 IC(MIC1)의 피드백 입력단에 논리 로우(low)가 발생하면, 스위칭 동작전압 공급부(190)에 1차전압의 인가를 차단시키도록 동작할 수 있다.
이러한 구성의 제1 실시예에 따른 본 발명의 스위칭 모드 전원 공급장치에 의하면, 강압된 2차전압에 의해서 공진형 스위칭부(150)의 동작이 제어될 수 있으며, 정류된 1차전압에 의해서도 공진형 스위칭부(150)의 동작이 제어될 수 있게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 SMPS는 1차전압과 2차전압의 각각에 의해서 보호 동작이 이루어질 수 있으므로, 더욱 안전한 SMPS를 구현할 수 있게 된다.
도 3은 제1 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 주요 부분을 보여주는 회로도이다. 도면에서는, 특히, 공진형 스위칭부(150)와, 스위칭 동작전압 공급부(190)와, 파워 스위칭부(210)와, 보호부(220)와, 메인 트랜스(160)와, 2차전압 제어부(180)와, 평활부(170)를 보여준다.
메인 트랜스(160)는 1차전압을 1차측에 입력받고 2차측은 평활부(170)를 통해 출력전압으로서 변환된다.
공진형 스위칭부(150)는 스위칭 제어 IC(IC2)의 제어에 의해 1차전압의 메인 트랜스(160)로의 인가를 제어하도록 구성되어 있다.
한편, 2차전압 제어부(180)의 발광소자(PHA2)와 공진형 스위칭부(150)의 수광소자(PHA1)는 서로 쌍을 이루도록 배치되어, 2차전압의 과전압에 대응하도록 구성되어 있다.
보호부(220)는 복수의 직렬연결된 저항들의 전압 분배 특성을 이용하여 1차전압을 분배하여 임의의 낮은 전압으로 강압하고, 강압된 전압은 제너다이오드(Z101)에 역바이어스 결합되어 있다. 제너다이오드(Z101)는 트랜지스터(Q101)를 구동시키기 위한 베이스에 결합되어 있다. 그리하여 분배된 전압이 제너다이오드(Z101)의 항복전압을 초과하면 트랜지스터(Q101)가 온(ON) 동작하여 파워 스위칭 IC(MIC1)의 제어입력에 논리 로우(low)가 발생하게 된다. 파워 스위칭 IC(MIC1)는 제어 입력에 논리 로우(low)가 발생하면, 파워 스위칭부(210)를 제어하여, 스위칭 동작전압 공급부(190)로의 1차 전압의 인가를 차단시키도록 구성된다.
파워 스위칭부(210)는, 1차전압을 자체적으로 강압 및 평활하여 파워 스위칭 IC(MIC1)의 동작 전압을 생성할 수 있다. 파워 스위칭 IC(MIC1)의 피드백 입력에는 보호부(220)의 트랜지스터(Q101)가 결합되어 있다.
평활부(170)는, 메인 트랜스(160)의 2차측에 나타나는 2차전압을 커패시터와 저항을 이용한 로우패스 필터를 이용하여 평활시켜 소망하는 직류의 출력전압을 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도면을 참조하면, 제2 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치는, 정류부(130)와, 승압부(140)와, 공진형 스위칭부(150)와, 메인 트랜스(160)와, 평활부(170)와, 2차전압 제어부(180)와, 스위칭 동작전압 공급부(190)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 승압부(140)를 제외한 다른 부분은 상술한 제1 실시예의 구성을 참고하여 이해할 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
특히, 제2 실시예의 구성에서는 정류부(130)와 메인 트랜스(160) 사이에 승압부(140)가 추가로 배치된 것이 특징이다. 승압부(140)는, 정류부(130)에서 정류된 전압(정류전압)을 소정의 전압(1차전압)으로 승압시킨다. 승압된 1차전압은 공진형 스위칭부(150)의 제어에 의해 메인 트랜스(160)의 1차측으로 공급될 수 있다.
승압부(140)는 정류전압의 크기에 상관없이 항상 동일한 크기의 1차전압을 생성할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다. 이 승압부(140)는, 예를 들면, 임의의 진폭으로 맥동하는 상용 전원의 교류 전압을 입력받으면, 이 교류 전압을 300~500V 사이의 실효값을 갖도록 승압한다. 승압된 전압(1차전압)은 메인 트랜스(160)에 인가되어 2차전압으로 변환된다.
이렇게 승압부(140)를 이용하여 승압된 1차전압을 생성하여 메인 트랜스(160)에 인가하게 되면, 항상 같은 값의 1차전압이 메인 트랜스(160)에 인가되게 되므로, 메인 트랜스(160)에서는 승압부(140)에 입력되는 전압(즉, 정류전압)의 크기에 무관하게 동일한 출력(즉, 2차전압)을 생성할 수 있게 된다.
더욱, 승압부(140)를 적용함으로써, 정류전압의 허용 범위를 확대할 수 있다. 즉, 예를 들면, 기존의 SMPS에서는 실효값 90~235V의 교류 전압을 허용 범위로 하고 있었지만, 승압부(140)를 구비한 본 발명의 제2 실시예에 따른 SMPS는 승압부(140)에 의해 입력되는 전압의 크기에 상관없이 항상 일정한 크기의 승압된 전압(1차전압)을 메인 트랜스(160)측에 공급할 수 있으므로, 실효값이 85~400V인 교류 전압에 대해서도 안전하게 동작할 수 있게 된다.
스위칭 동작전압 공급부(190)는, 1차전압을 입력받아 자체적으로 직류 전압으로 변환하여 공진형 스위칭부(150)에 제공한다.
도 5는 제2 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 주요 부분을 보여주는 회로도이다. 도면에서는, 특히, 승압부(140)와, 공진형 스위칭부(150)와, 스위칭 동작전압 공급부(190)와, 메인 트랜스(160)와, 2차전압 제어부(180)와, 평활부(170)를 보여준다.
승압부(140)는, 역률(power factor)을 보상하고 승압(boost) 기능을 제공하는 전력 전달 리액터(승압 리액터)(T5)를 구비한다. 그리고, 승압 리액터(T5)의 출력단의 전압(승압된 1차전압) 출력을 제어하기 위한 승압 제어 IC(PIC2)와, 승압 제어 IC(PIC2)에 의해 온오프 동작하는 FET(PF2)를 구비할 수 있다.
그리고, 정류전압과 1차전압을 승압 제어 IC(PIC2)의 비교 입력에 결합시켜, 양 전압을 비교한 결과에 따라서 FET(PF2)의 동작을 제어하도록 구성된다.
또한, FET(PF2)는, 드레인에 상기 승압 리액터(T5)에 의해 승압되어 생성된 상기 1차전압이 결합되고, 소스에 접지측이 결합되고, 게이트에 상기 승압 제어 IC(PIC2)의 제어출력이 결합될 수 있다.
이러한 구성에서, 스위칭 제어 IC(IC2)가 FET(PF2)를 온시키면 정류전압에 의한 에너지가 승압 리액터(T5)에 저장되게 되고, 스위칭 제어 IC(IC2)에 의해 FET(PF2)가 오프되면 승압 리액터(T5)에 저장된 에너지가 1차전압을 형성하여 출력된다.
이때, 승압된 1차전압이 미리설정된 전압 크기에 미달하면 FET(PF2)의 동작 듀티를 길게 제어하여 1차전압의 크기를 높이고, 승압된 1차전압이 미리설정된 전압에 가까우면 FET(PF2)의 동작 듀티를 짧게 제어할 수 있다.
이러한 승압 리액터(T5), 승압 제어 IC(PIC2) 및 FET(PF2)를 적용한 구성에 의하여, 상용 전원의 교류 전압이 매우 높은 전압, 예를 들면, 400V로 나타나더라도, 정류전압과 승압되는 1차전압을 비교하여 1차전압의 인가 듀티를 제어할 수 있게 되므로, 안전하게 원하는 출력전압을 생성할 수 있게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 제3 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치는, 제1 실시예의 구성과 제2 실시예의 구성을 모두 포함하고 여기에 추가적이 구성이 부가된 것으로서, 필터부(110)와 AC 입력 표시부(120)와, 정류부(130)와, 승압부(140)와, 공진형 스위칭부(150)와, 메인 트랜스(160)와, 평활부(170)와, 2차전압 제어부(180)와, 스위칭 동작전압 공급부(190)와, 파워 스위칭부(210)와, 보호부(220)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 제3 실시예에 따른 구성요소들 중, 상술한 제1 및 제2 실시예에 포함된 구성요소와 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 설명을 가급적 생략하도록 한다.
필터부(110)는, 상용 전원의 교류 전압에 발생한 고주파 노이즈를 제거하기 위한 구성이다.
AC 입력 표시부(120)는, 정류부(130)의 전단에 배치되어, 노이즈가 제거된 교류 전압의 맥동에 대응하여 점멸발광하는 표시소자를 포함한다. AC 입력 표시부(120)는 상용 전원의 주파수에 대응하여 점멸하도록 구현됨으로써, 교류 전압이 정상적으로 인가되고 있는 상태인지를 육안으로 확인할 수 있도록 한다. 또한, 표시소자의 광을 수광하는 수광소자를 배치하고, 수광소자의 출력을 이용하여 상용 전원의 주파수를 감지하거나, 정상적으로 교류 전압이 출력되고 있는지의 여부를 확인하도록 구성할 수도 있다.
정류부(130)는 노이즈 제거된 교류 전압을 전파 정류하는 브리지 다이오드 등의 정류소자를 구비할 수 있다.
승압부(140)는, 전파 정류된 정류전압을 소정의 크기를 갖는 1차전압으로 승압한다.
공진형 스위칭부(150)는 승압된 1차전압을 메인 트랜스(160)에 공급한다.
메인 트랜스(160)는 1차전압을 소망하는 크기의 2차전압으로 강압한다.
평활부(170)는 2차전압을 평활하여 직류의 출력전압으로서 출력한다.
2차전압 제어부(180)는, 메인 트랜스(160)의 2차전압이 2차설정전압을 초과하게 되는 경우에 공진형 스위칭부(150)의 동작을 차단시켜 1차전압이 메인 트랜스(160)로 공급되지 않도록 한다.
스위칭 동작전압 공급부(190)는, 자체적으로 1차전압을 강압 및 평활하여 공진형 스위칭부(150)가 동작하기 위한 동작 전압을 공급한다.
파워 스위칭부(210)는, 스위칭 동작전압 공급부(190)에 공급되는 1차전압을 차단할 수 있다.
보호부(220)는, 승압된 1차전압이 허용 한계인 1차설정전압을 초과하는 경우에, 파워 스위칭부(210)의 동작을 차단시킴으로써, 스위칭 동작전압 공급부(190)에 의한 공진형 스위칭부(150)로의 동작전압 공급을 차단시킨다.
도 7은 도 6을 참조하여 설명된 제3 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치에 대한 회로도이다.
필터부(110)는 인덕터와 커패시터의 조합으로 상용 전원에 나타나는 노이즈를 제거하도록 구성되었다.
정류부(130)의 브리지 다이오드의 전단에는 AC 입력 표시부(120)의 표시소자가 연결되어있으며, 표시소자에 대응하는 수광소자는 상용 전원의 정상적인 입력여부를 판단하기 위하여 AC_ALM으로서 외부 장치측과 결합될 수 있게 구성되었다.
정류부(130)는 브리지 다이오드를 포함하는 정류 소자를 구비하고 있다.
승압부(140)는, 승압 리액터(T5)와, 승압 제어 IC(PIC2)와 FET(PF2)를 포함하여 구성되었다.
승압부(140)로부터 출력되는 1차전압은, 메인 트랜스(160)에 공급될 수 있으며, 보호부(220)를 구성하는 직렬연결된 복수의 저항들에 의해 분배강압되어 과전압 발생 여부가 감시될 수 있으며, 파워 스위칭부(210)에 결합되어 스위칭 동작전압 공급부(190)로의 인가가 제어될 수 있다.
메인 트랜스(160)는 1차측에 입력되는 승압된 1차전압이 2차측에 강압된 2차전압으로 나타나도록 한다.
생성된 2차전압은 평활부(170)에 의해 평활되어 출력전압으로서 출력될 수 있으며, 2차전압 제어부(180)에 의해 과전압 여부가 감시될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 필터부 120: AC 입력 표시부
130: 정류부 140: 승압부
150: 공진형 스위칭부 160: 메인 트랜스
170: 평활부 180: 2차전압 제어부
190: 스위칭 동작전압 공급부 210: 파워 스위칭부
220: 보호부

Claims (10)

  1. 상용 전원의 교류 전압을 정류하여 정류전압을 생성하는 정류부;
    상기 정류전압을 1차전압으로서 입력받아 2차전압으로 변환하는 메인 트랜스;
    상기 메인 트랜스의 1차측에 상기 1차전압의 인가를 스위칭하는 공진형 스위칭부;
    상기 메인 트랜스의 2차측으로부터의 상기 2차전압을 평활하여 출력전압을 생성하는 평활부;
    상기 1차전압을 이용하여 상기 공진형 스위칭부의 스위칭동작을 위한 동작전압을 공급하는 스위칭 동작전압 공급부; 및
    상기 1차전압이 1차설정전압을 초과하는 경우에 상기 스위칭 동작전압 공급부의 동작을 중지시키는 보호부를 포함하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    입력되는 차단 신호에 대응하여 상기 스위칭 동작전압 공급부로의 상기 1차전압의 인가를 차단하도록 동작가능한 파워 스위칭부를 더 포함하고,
    상기 보호부는, 상기 파워 스위칭부에 상기 차단 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보호부는, 상기 1차전압을 분배하여 강압하기 위한 복수의 저항과, 강압된 전압이 캐소드에 역바이어스 결합된 제너다이오드와, 베이스는 상기 제너다이오드의 애노드에 결합되고 컬렉터는 상기 파워 스위칭부를 구성하는 파워 스위칭 IC의 피드백 입력단에 결합되고 이미터는 접지에 결합된 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파워 스위칭부의 상기 파워 스위칭 IC는, 상기 트랜지스터의 온(ON) 동작에 의해 상기 피드백 입력단에 논리 로우(low)가 발생하면 상기 스위칭 동작전압 공급부에 상기 1차전압의 인가를 차단시키는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2차전압이 2차설정전압을 초과하는 경우에 상기 공진형 스위칭부의 동작을 차단하기 위한 2차전압 제어부를 더 포함하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2차전압 제어부는, 상기 2차전압이 2차설정전압을 초과하는 경우에 발광하는 발광소자를 구비하고,
    상기 공진형 스위칭부는, 상기 발광소자의 광을 수광함에 따라 온(ON)되는 수광소자를 구비하고, 상기 수광소자가 온되면 상기 1차전압의 인가를 차단하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정류부의 전단에 상기 상용 전원의 교류 전압에 추가된 노이즈를 제거하는 필터부와,
    상기 필터부에서 노이즈 제거된 교류 전압에 대응하여 점멸발광하는 표시소자를 구비한 입력표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정류부에서 정류된 상기 정류전압을 승압하는 승압 리액터 및 상기 승압 리액터로의 상기 정류전압의 인가를 제어하여 승압된 상기 1차전압을 생성하는 승압 제어 IC를 구비하는 승압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    드레인에 상기 승압 리액터에 의해 승압되어 생성된 상기 1차전압이 결합되고, 소스에 접지측이 결합되고, 게이트에 상기 승압 제어 IC의 제어출력이 결합된 FET를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 승압 제어 IC는, 상기 정류전압과 상기 1차전압을 비교하여 상기 제어출력을 통해 상기 FET를 제어함으로써, 상기 1차전압을 정해진 전압으로 승압하는 것을 특징으로 하는 과전압 보호 스위칭 모드 전원 공급 장치.
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