KR800000609B1 - 텔레비젼 수상기를 위한 스윗치식 전원장치용 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

텔레비젼 수상기를 위한 스윗치식 전원장치용 제어회로

제1도는 본 발명에 따른 제어회로를 갖춘 텔레비젼을 위한 스윗치식 전원장치 회로도.

제2도는 주전압을 90볼트로 걸었을 때 제1도에 있어서 스윗치용 트랜지스터의 베이스 전류의 오실로 그램이다.

제3도는 주 전압을 250볼트로 걸었을 때 동 베이스전류의 오실로그램이다.

본 발명은 텔레비젼 수상기의 스윗치식 전원장치를 위한 제어회로에 관한 것으로서, 본 전원장치는 정류는 되었지만 안정화(Regulated)되지 않은 직류전압원과 콜렉터-에미터 통로가 제1변압기의 1차 권선과 직렬로 삽입된 구동트랜지스터와 전기한 제1변압기를 포함하되, 제1변압기의 2차 권선은 스윗치용 트랜지스터의 베이스에 연결되어 있고, 이 트랜지스터는 복수개의 2차 권선을 갖는 제2변압기의 1차 권선에 직렬로 연결되어 있다.

이같은 스윗치식 전원장치는 에너지효율과 신뢰성과 간결성등으로 말미암아 점점 더 많이 사용되어가고 있다. 그러나 다른식의 전원장치 대부분의 경우처럼 여러 종류의 전압을 공급받아서 작동하는데에는 탭을 가진 변압기의 사용을 필요로 하거나 주 전압의 최고 전압에서의 전파정류로부터 최저 주 전압을 위한 배전압 정류로 스윗치시킬 것을 필요로 한다.

스윗치식 전원장치의 특징은 주로 스윗치 트랜지스터가 도통상태로 주기적으로 변하는 순간에 있어서, 전기한 트랜지스터의 스윗치 속도에 의존한다. 이 속도는 스윗치 트랜지스터가 차단상태로 변동하는 순간에 콜렉터 전류와 베이스 전류간의 비율(IC/IB)이 어떤 특정한 값이 되면 최고에 달한다. 즉 이 비율이 너무 낮으면 베이스에 저장된 전하가 재결합하는데 지연이 생겨서 스윗치 시간이 증가하게 되고 너무 높으면 트랜지스터가 차단되기 이전에 포화상태가 되어 순간적으로 파괴될 위험이 있다.

종래의 스윗치식 전원장치에 있어서는 정류되었으나 안정화되지 않은 직류전압이 크게 변동할때에 적절한 IC/IB비율을 유지한다는 것은 불가능한 것이다. 이 전압변동은 주 전압을 110V나 220V에 둘때에 발생하는데, 만일 IB의 변동이 안정화되지 않은 전압의 변동에 대해서 비례하더라도 진폭이 작은 IC에 대하여는 같은 현상이 일어나지 않는다.

그러나 110V나 220V의 주전압에 연결시키지 않고서도 작동할 수 있는 전원을 갖출 중요성은 명백한 것인바 그것은 제조면에서 값이싸고 또 신뢰성이 중대하기 때문이다. 사용자는 다루는데 있어서 부정확한 조작의 위험성을 당하지 않아도 되며, 특히 전원이 휴대용 텔레비젼 셋트를 위한 것일 경우에 편리한 것이다.

본 발명의 한 목적은 스윗치식 전원이, 최적조건하에서 또 주 전압이 90V 내지 250V의 범위에서 변동할 때에 스윗칭없이 작동할 수 있게하는 조절회로를 제공하려는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 스윗칭 트랜지스터의 IC/IB비율이 사전 결정치를 갖도록 하려는 것으로 특히 어떤 값의 주 전압이 전원에 인가되더라도 턴오프(turn off)순간에 일정한 값을 갖게하려는 것이다.

본 발명에 따른 제어회로의 특징은 구동 트랜지스터에 연결되지 않은 제1변압기의 제1차 권선이 끝이 추가 트랜지스터의 콜렉터에 연결되었고 이 추가트랜지스터의 에미터는 비안정화직류전원과 커플링되어 있다는 것이다. 추가트랜지스터의 에미터가 저항의 한쪽 끝에 연결되었고 이 저항의 다른 끝은 고정전류원에 연결되었다는 것도 본 발명의 특징이며, 또한 고정전류원이 제2의 추가트랜지스터에 의해 구성되었고 2개의 추가트랜지스터는 상호 보상전도성을 가졌으며, 그 에미터들은 저항을 통해서 서로 연결되었고, 한편 제1차 추가트랜지스터의 콜렉터는 비안정화 정류직류전원의 한극에 연결되었고 제2트랜지스터의 콜렉터는 구동트랜지스터에 연결되지 않은 제1변압기의 제1권선 끝에 연결되어 있음도 본 발명의 특성이다.

안정트랜지스터와 가변 전류원의 작동을 결합함에 있어서 본 발명의 회로는, 주 전압이 어떤 값으로서 전원에 인가된다할지라고 스윗치 트랜지스터의 IC/IB 비율을 자동적으로 원하는 값에 유지시킨다.

본 발명을 첨부도면에 의해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1도에서 주 전원의 단자(1과2)는 네 개의 다이오드(3,4,5,6)로 구성된 브리지형 정류기에 연결되고 다이오드(3과6)의 상호 연결된 음극과 다이오드(4과5)의 상호 연결된 양극은 양극도선(7)과 스윗치식 전원장치의 음극도선(8)과 본 발명에 따른 제어회로(9)에 각각 연결되었으며, 전해 평활콘덴서(10)는 양도체 사이의 다른 쪽에 연결되어 있다.

톱니파발진회로(11)의 출력은 펄스형성회로(12)의 입력에 연결되어 있으며, 펄스형성회로는 펄스폭변조회로(13)의 입력에 연결되었고 이 변조회로의 출력은 NPN형 구동트랜지스터(14)의 베이스에 연결되었으며, 이 트랜지스터의 에미터는 음극도선(8)에 연결되었다.

비교기(15)의 출력은 변조기(13)의 다른 입력에 연결되었고, 기준전압원(16)은 비교기(15)의 입력과 음극도선(8)과의 사이에 연결되어 있다. 콘덴서(17)을 통하여 음극도선(8)에 연결된 비교기(15)의 다른 입력은 정류다이오드(18)의 음극에 연결되고 이 다이오드의 양극은 변압기(20)의 제2차 권선(19)의 끝에 연결되어 있으며, 동 권선의 다른 끝은 음극도선(8)에 연결되었다.

변압기(20)의 제1차 권선(21)의 끝은 양극도선(7)에 연결되고 다른쪽 끝은 스윗칭 트랜지스터의 콜렉터에 연결되어 있는데, 에미터는 음극도선(8)에 연결되었다. 세 개의 다른 제2차 권선(23,24,25)의 끝은 공통 접지(26)에 연결되었으며, 다른쪽 끝들은 정류다이오드(27,28,29)의 각각의 양극에 연결되고 이 다이오드들의 음극은 세 개의 양극출력단자(30,31,32)에 각각 연결되어 있다.

트랜지스터(22)의 베이스는 변압기(34)의 제2차 권선(33)의 한쪽 끝에 하나의 회로망을 경유하여 연결되어, 있으며, 다른쪽 끝은 음극도선(8)에 연결되어 있는데 전기한 회로망은 저항(36)에 직렬연결된 다이오드(35)를 포함하여, 이들 직렬연결된 소자들과 전해 콘덴서(37)은 병열회로를 구성한다.

본 발명에 따른 제어회로(9)는 NPN형의 안정트랜지스터(38)을 포함하되 이것의 콜렉터는 전류제한용 저항(39)를 경유하여 양극도선(7)로 연결되어 있고 에미터는 저항(40)을 통하여 PNP형 트랜지스터(41)의 에미터에 연결되어 있다.

안전저항(42)은 트랜지스터(38)의 콜렉터와 에미터 사이에 연결되어 있으며, 콘덴서(43)을 통하여 음극도선(8)에 연결되어 있는 트랜지스터(41)의 콜렉터는 또한 변압기(34)의 제1차 권선(44)의 한쪽 끝에 연결되어 있고, 전기한 제1차 권선의 다른쪽 끝은 구동트랜지스터(14)의 콜렉터에 연결되어 있다.

직렬 연결된 저항(45,46,47)은 도선(7,8)사이에 연결되어 있으며, 트랜지스터(38)(41)의 베이스들은 각각 저항(45,46)의 공통점과 저항(46,47)의 공통점에 연결되어 있다. 또 트랜지스터(38)의 베이스는 제너다이오드(48)의 음극에 연결되어 있고 전기한 다이오드의 양극은 음극도선(8)에 연결시키며, 제너다이오드(48)는 전해콘덴서(49)로서 차폐시킨다.

본 발명에 따른 제어회로(9)를 제외한 스윗치식 전원의 동작은 잘 알려져 있다. 즉 트랜지스터(22)가 교대로 전도상태와 차단상태에 있으므로 권선(21)에 전류가 흐르는 동안 변압기(20)의 자기회로에 저장된 에너지는 제2권선(23,24,25)에 의해서 차단주기동안 전압의 형태로 반환되는데, 그것은 다이오드(27,28,29)에 의해 정류되어 단자(30,31,32)로 직류전압을 공급하며, 평활화된 후 텔레비젼의 여러 회로에 전력을 공급해 준다.

변압기(34)의 제1차 권선(44)이 본 발명의 제어회로(9) 대신 저항을 통해서 도선(7)에 직접 연결되었다고 가정하면, 전술한 제1차 권선은 구동트랜지스터(14)의 전원도전 주기동안 에너지를 저장하며, 그후 차단 주기동안 트랜지스터(22)를 포화상태로 보내는 극성를 가지고 그것을 제2권선(33)에 공급해 주는데, 이런 작동방식은 “비동시작동(non-simultaneous)”이라고 불리는 것으로 트랜지스터(22)가 트랜지스터(14)의 전도 주기동안 차단되고, 또 그 역도 성립한다. 전압조정(Voltage regulation)은 트랜지스터(14)의 듀티사이클(Duty Cycle)즉 전도시간대 차단시간의 비율에 따라 동작함으로써 영향을 받는다. 이것은 궤환루프(feedback loop)에 의해 이루어지며, 그것은 회로(15)를 통하여 권선(19)에 의해서 공급된 직류제어 전압과 직류기준전압(16)을 비교한다. 비교기(15)에 의해서 공급된 조정전압은 회로(13)을 통해서 트랜지스터(14)의 구동펄스의 지속시간을 변조한다. 즉 사용중의 전력증대 또는 주 전압저하에 의해 제어전압이 저하하려 할 때는 트랜지스터(14)의 차단시간이 길어져서 트랜지스터(22)의 전도시간을 늘이고 그 결과 변압기(20)에 의해 저장된 에너지가 증대한다. 그리고 그 역도 성립한다.

변조기(13)는, 톱니파발생기(11)에 의해 공급되고 회로(12)에 의해 끝이 형성되는 약 18KHz의 주파수로 반복되는 신호에 의해서 제어된다. 만약 주 전압변동이 평상치의 10%내외에 머문다면 전술한 기존회로는 완전한 작동를 한다. 그러나 만약 전원이 주 전압의 공급에 의해 이루어지고 주 전압 변화가 예를들어 110V에서 220V로 변한다면 스윗치장치가 꼭 갖추어져야 하는데 이것은 탭을 가진 변압기에 의하거나 또는 220V의 브릿지 정류로부터 110V의 배전압 정류로 변경시킴으로서 마련되는 것이다.

제어회로(9)가 사용될때에는 그런 스윗치 장치는 없어도 된다. 즉 제너다이오드(48)이 안정트랜지스터(38)의 베이스전압을 고정시키고 에미터 전압은 단자(1,2)에 인가된 주 전압의 값이 무엇이든간에 실질적으로 고정되어 있다. 주 전압이 최저일 때, 예를들면 90V일때에 트랜지스터(41)의 베이스에 있는 바이어스(bias)저항(46,47)간의 비율과 저항(40)의 값은 그 트랜지스터가 포화상태에 있게끔 선택되고 트랜지스터(22와 14)가 교대로 전도하되 후자의 전도시간을 최소값에 있도록 함으로써 그 결과로 평균 전류치는 낮아진다. 이런 조건하에서 저항(40)의 전압 강하는 최저로 되고 트랜지스터(41)는 포화상태가 된다. 스윗치 트랜지스터(22) 예를들면 126BU(필립스형)의 베이스전류 I_B는 제2도의 굵은선으로 표시된 형태를 가지며, 점선은 회로(9)가 없을 경우에도 거의 동일한 전류치가 있음을 표시한다. 즉, 시초에는 트랜지스터(22)를 아주빨리 포화시키기 위해 베이스전류가 높은 첨두치를 나타내나 그후 캐패시터(37)가 충전됨에 따라서 전류는 선형적으로 줄어들어서 저장 전하의 교란효과(disturing effect)를 피할 수 있을 정도로 충분히 낮아진다(예를들면 75mA). 그리고 차단되는 순간에 그 전하는 캐패시터(37)의 방전에 의해 생긴 베이스전류 첨두치에 의해 강화된다.

주 전력이 증대하면 전도시간과 트랜지스터(14)의 평균전류도 증대한다. 이것은 저항(40)의 전압 저하때와 같은 현상이다. 트랜지스터(41)는 선형상태로 변하고 변압기(34)의 권선(44)을 통해 흐르는 전류를 제한한다. 주 전력이 최고에 달하면, 예를들어 250V에 달하는 스윗치 트랜지스터(22)의 베이스 전류는 제3도에 표시한 굵은선에 표시된 것과 같은 형태를 가지고 전술한 전류의 값은 차단순간에 60mA 가 된다. 점선은 회로(9)가 없을 때 전류 형태인데, 그 결과 차단순간의 전류치는 180mA가 되며, 또 다량의 저장 전하로 말미암아 차단시간을 길게하는 좋지못한 결과가 생긴다. 차단순간의 최대 주 전력에서 베이스 전류는 최소 전력전원(제3도, 75mA)에서 보다 더 낮다(제3도, 60mA).

이 “과대보상(over compensation)”은 트랜지스터(22)의 콜렉터의 첨두 전류변화를 고려할 목적을 가지며, 이것은 첫째 경우에는 80mA이고 두 번째 경우에는 950mA이다. 이런 식으로 IB/IC비율은 실질적으로 고정적인 상태에 유지되며, 그것은 최고 스윗치 속도를 위해 바람직한 것이다.

기존 방식에서 캐패시터(43)는 차단시기에 저장했던 에너지를 전도주기동안 되돌려 줌으로써 트랜지스터(14)의 평균 전류를 조정한다. 이상의 설명에서 트랜지스터(14)와 (22)는 비동시적으로 동작한다. 동시 작동을 위하여는 회로(9)의 소자를 조절하여 트랜지스터(41)이 최고 주 전압에서, 예를들어 전술한 트랜지스터에 의해 공급되는 평균 최소 전류값과 상응하는 250V에서 포화상태에 있도록 하면 된다. 이런 조건하에서 주 전압의 저하는 평균전류의 증대를 초래하고 트랜지스터(41)이 포화상태에서 벗어나게 한다. 따라서 보상과정(prtocess of Cosmpenatnoin)은 비동시작동때와 똑같은 방법으로 수행된다.

Claims (1)

1. 안정화되지 않고(non-regulated)정류된 직류 전압원과 구동트랜지스터로 구성되고, 구동트랜지스터의 콜렉터-에미터 통로는 첫째 변압기의 일차 권선과 직렬로 배열되었으며, 첫째 변압기의 이차 권선은 둘째 변압기의 일차 권선과 직렬로 배열된 스윗치 트랜지스터의 베이스와 결합되어 있고, 구동트랜지스터로부터 멀리 떨어진 첫째 변압기의 일차 권선의 끝은 추가 트랜지스터의 콜렉터에 연결되어 있으며, 추가트랜지스터의 에미터는 비안정화 직류전압고 결합되어 있음을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기를 위한 스윗치식 전원장치용 제어회로.

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