KR870003188Y1 - 전원회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전원회로

제1도는 본 고안의 회로도.

제2도는 본 고안의 각부에 나타나는 전압 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 발진부 20 : 비교부

OP₁-OP₃: 비교기 L : 쵸크코일(Choke Coil)

D₁: 다이오드 Q₁'Q₂: 트랜지스터

R₃-R₁₁: 저항 C₂, C₃: 콘덴서

본 고안은 직류 단일 전원으로서 정(+)전압과 부(-) 전압을 동시에 얻거나 혹은 부(-)전압만을 필요에 따라 얻을수 있도록 한 전원회로에 관한 것이다.

종래에는 별도로 2개의 바테리를 사용하였으나, 이는 부피가 커질뿐만 아니라, 중량이 무거우며, 또한 각기 수명이 다른 바테리를 사용하게 되므로 그의 교환이 번거롭고 교환 시기를 정확히 확인하기가 어려웠다. 이를 개선코자 하여 멀티 바이브레이터등을 이용하여 직류(CD)를 교류(AC)로 변환한 다음 다시 직류(DC)로 변환하는 방식이 있었으나, 이 역시 소음이 많이 발생하고 출력전압을 일정 하게 유지할수 없을 뿐 아니라, 안정 전압원으로 사용이 어렵고 트랜스를 이용해야만 하므로 부피, 중량이 커지고 원가상승요인을 배제할수가 없었다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 쵸크 코일 등을 이용한 간단한 회로 구성에 의하여 소형 경량화를 꾀하고, 신뢰도를 향상 시킬수 있는 전원회로를 제공 하고자 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서와 같이 비교기(OP₃), 저항(R₈-R₁₁) 및 콘덴서(C₃)로 된 발진부(10)를 비교기(OP₁)의 비반전단자에 접속하고, 그의 반전단자에는 비교기(OP₂), 저항(R₃-R₇) 및 콘덴서(C₂)로 된 비교부(20)를 접속하고, 상기한 비교기(OP₁)의 출력단에 저항(R₂)을 통하여 출력 트랜지스터(Q₁),(Q₂)를 접속하며, 상기 트랜지스터(Q₂)의 에미터측과(-)출력단자 사이에는 쵸크코일(L), 다이오드(D₁) 및 콘덴서(C₁)를 접속하고, 트랜지스터(Q₁)의 에미터측과 접속된 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터에는 단일전원(E)과 (+)출력단자를 접속하여 구성 시킨다.

미설명 부호 Vs는 직류전원이고, R₁은 저항이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선 제1도에서 발진부(10)는 접점(a)에 제2도에 도시한 a점 파형을 발생시키기 위한 것으로서, 비교기(OP₃)의 출력단자가 접지(0)전위 일때에는 비교기(OP₃)의 비반전단자 즉, 접점(b)의 단자전압(V_b-)은,

이 되며, 비교기(OP₃)의 출력단자가 전원전압(1) 전위 일때에는, 접점(b)의 단자전압(V_b+)은 저항(R₁₁),(R₉)이 병렬 연결되어 전원단자(Vs)에 접속된 것과 등가적이므로 이때에 단자 전압(V_b+)은,이 된다.

여기서 저항(R₈)과 콘덴서(C₃)의 충방전에 따라 발진 주파수를 결정하게 되며, 초기 전원 인가시에 콘덴서(C₃)는 완전히 방전된 상태가 되므로, 접점(a)에 나타나는 전압은 0상태이다.

따라서 접점(a)에 나타나는 전위가 접점(b)에 나타나는 전위보다 낮으므로, 비교기(OP₃)의 출력단전위는 하이상태가 되며, 이 하이 신호는 저항(R₈)을 통하여 콘덴서(C₃)에 충전 된다.

이때 접점(b)에 나타나는 전위는 상기한 바와 같이 V_b+가 되며, 접점(a)의 전위가 접점(b)에 나타나는 전위보다 높아지는 순간 출력은 반전되어 저전위로 되므로, 콘덴서(C₃)는 저항(R₈)을 통하여 방전하기 시작한다.

이와 같은 방전 작용에 의하여 접점(a)에 나타나는 전위가 V_b-전압보다 낮아지게 되므로, 비교기(OP₃)의 출력단에 나타나는 전위는 다시 하이 상태로 반복되어 나타나게 되므로, 제2도의(a)에 표시한 바와 같은 발진 파형이 나타나게 된다.

만일 제1도에서 저항(R₉),(R₁₀),(R₁₁) 값을 동일하게 설정 하였다고 하면, 전압(V_b+)=2Vs/3가 되고, 전압(V_b-)=Vs/3가 되며, 이때의 발진주파수(F)는 F≒1/1.4R₈C₃가 된다.

여기서 비교기(OP₁)는 구형파로 변환시키기 위한 것으로서, 비교부(20)내의 비교기(OP₂)의 출력전압이 비교기(OP₁)의 반전단자에 입력되고, 발진부(10)의 발진파형이 비교기(OP₁)의 비반전 단자에 입력되고 있으므로, 제2도(a)와 (c)의 파형이 도시한 바와 같이 겹치게 되며, 비교기(OP₁)의 출력단에는 비반전단자 전압이 반전단자 전압보다 높을 때에만 출력이 하아상태가 된다. (제2도 d의 파형참조) 만일 제2도의 (c)에 나타난 전압이 변화하여(c')로 나타나게 되면, 비교기(OP₁)의 출력단 전압은 제2도(d')와 같이 변화하게 된다.

이와 같이 변화된 출력전압이 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 가해지게 되는데 접점(d)의 전압이 저전위(0)상태이면, 트랜지스터(Q₁)가 온 되어 트랜지스터(Q₂)도 온 되므로, 이때에는 제1도에 도시한 바와같이 전류(I₁)가 흐르게 된다.

이전류(I₁)가 쵸크코일(L)에 흐르게 되어 에너지가 축적된다.

이후에 접점(d)의 전압이 고전위(1)상태가 되어 트랜지스터(Q₁),(Q₂)가 오프되면 쵸크 코일(L)에서는 역기전력이 발생하게 된다.

이와 같이 역기전력이 발생하게 되면 쵸크코일(L)의 접지측이정(+) 전위가 되고, 트랜지스터(Q₂)의 에미터측이부(-)전위가 되므로, 순간적으로 다이오드(D₁)가 도통되어 콘덴서(C₁)-다이오드(D₁)-쵸크코일(L)을 통하여 전류(I₂)가 흐르게 되므로, 이전류(I₂)에 의해 콘덴서(C₁)가 충전 되므로 직류(DC)가 출력된다.

한편, 비교부(20)에서는 저항(R₆),(R₇)에 의한 기준전압과 저항(R₄),(R₅)에 의한 출력전압을 비교하여 출력전압(Vo)이 설정치에 미달하면, 비교기(OP₂)의 반전단 자전압이 비반전 단자전압보다 낮으므로 그의 출력단 전압이 고전위(1) 상태가 되며, 이 경우에는 저항(R₃), 콘덴서(C₂)에 의해 접점(c)의 전압이 상승하게 되어 제2도의(c) 파형과 같이 상승하게 된다.

따라서 제2도의 (d)파형과 같이 트랜지스터(Q₂)의 온(ON)되는 시간이 길어지고 오프(OFF)되는 시간이 짧아져서 쵸크코일(L)에 발생된 역기전력이 커지므로 설정 전압치에 도달하게 된다.

반대로 출력전압(Vo)이 설정치를 초과하면 전술한 회로 동작과는 반대로 제2도의 (c')(d')에 나타난 전압으로 되어 트랜지스터(Q₂)의 오프(OFF)시간이 길어지고, 온(ON)되는 시간이 짧아져서 설정전압치에 도달하게 되며, 이와 같은 회로 동작을 연속반복하게 되어 출력전압(Vo)은 일정한 상태를 유지하게 되는 것이다. 즉, 비교기(OP₂)의 반전(-)단자 전압과 비반전(+)단자 전압이 같도록 출력전압(Vo)이 출력된다.

여기서 저항(R₆),(R₇)에 의하여 분배된 전압을 기준전압(V_f)이라고 하면,이므로, 출력전압가 된다.

상기식에서 출력전압(V_o)을 구할수가 있으며, 가변 출력을 얻기 위해서는 기준전압(V_f)을 가변시켜 간단히 얻을수가 있으며, 정(+) 전압과 부(-) 전압을 동시에 얻기 위해서는 정(+) 전압은 전원전압(V_s)을 그대로 사용하고 부(-)전압은 전술한 회로 동작에 의하여 출력되는 출력전압(V_o)을 사용하면 되는 것이다.

이상에서와 같이 동작되는 본 고안은 쵸크코일등을 이용한 간단한회로 구성으로서, 정, 부 전압을 동시에 얻거나 혹은 부전압만을 얻을 수가 있으므로, 직류전원을 사용하는 전자 유도 가열조리기, 각종콘트롤러등의 전원으로 사용하기에 적합한 것이다.

Claims (1)

1. 비교기(OP₃), 저항(R₈-R₁₁) 및 콘덴서(C₃)로된 발진부(10)를 비교기(OP₁)의 비반전 단자에 접속하고, 비교기(OP₂), 저항(R₃-R₇) 및 콘덴서(C₂)로된 비교부(20)는 비교기(OP₁)의 반전단자에 접속하며, 상기 비교기(OP₁)의 출력신호에 따라 트랜지스터(Q₁),(Q₂)를 온, 오프 제어하여 쵸크코일(L)에 발생된 역기전력을 다이오드(D₁)로 정류하여 부전압을 얻도록 구성 시켜서된 전원회로.