KR880003311Y1

KR880003311Y1 - 프리볼트 정전압 회로

Info

Publication number: KR880003311Y1
Application number: KR2019840014616D
Authority: KR
Inventors: 김풍규
Original assignee: 주식회사 금성사; 허신구
Priority date: 1985-12-31
Filing date: 1985-12-31
Publication date: 1988-09-24

Abstract

내용 없음.

Description

프리볼트 정전압 회로

제1도는 본 고안이 적용된 멀티출력의 스위칭모드 전원공급장치 블럭도.

제2도는 제1도의 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 입력필터부 102 : 정류부

103 : 메인트랜스 104 : RC 발진부

105 : 메인스위칭레률레이터 106 : 스위칭트랜지스터부

107 : 전원정류부 108 : 감지정류부

121 : 소프트스타트레귤레이터부

본 고안은 입력교류전원의 전압이 90-250V의 범위에서 변하더라도 다수(Multi)개의 안정된 정전압을 얻을 수 있게 한 플리볼트 정전압회로에 관한 것이다.

종래의 정전압장치에 있어서는 리니어파워(Linear power)를 사용하기 때문에 불필요한 전력손실이 발생되고, 부피가 커지며, 차폐(Isolation)에 어려움이 뒤따르고, 또 트랜스의 2차측에서 고전압과 저전압을 함께 병행하여 얻기가 어려웠다.

또한, 최근에는 상기와 같은 종래의 문제점을 배제한 스위칭모드 전원공급정치(SMPS)가 사용되고 있는 것으로, 이는 자체에서의 소모전력이 작고, 트랜스의 1차, 2차간에 차폐가 되어 있어 인체에 미치는 쇼크등을 배제하며 부피가 작게 되고, 또 고전압의 정전압을 얻을 수 있음과 아울러 저전압, 대전류의 정전압을 얻을 수 있고, 입력교류전워너이 90-250V까지 변동되더라도 그에 지장받지 않고 안정된 직류전원을 얻을 수 있는 장점이 있다.

그러나, 이러한 종래의 스위칭모드 전원공급장치에 있어서는 전원이 공급되는 초기상태에서 정상적인 동작상태로 들어가는데 많은 시간이 소요되는 결점이 있었다.

본 고안은 이러한 종래의 결점을 해결하기 위하여, 전원이 공급되는 초기상태에서 다중출력 스위칭모드 전원공급장치를 빠른시간내에 정상상태로 동작시켜 신뢰성과 안정성을 향상시킬 수 있게 안출한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안이 적용된 멀티출력의 스위칭모드 전원 공급장치블록도이고, 제2도는 제1도의 상세회로도로서 이에 도시한 바와같이, 교류전원(AC)이 입력되는 입력필터부(101)의 출력측이 정류부(102) 및 메인트랜스(103)의 일차측권선을 통해 메인스위칭 레률레이터(105)의 제어를 받는 스위칭트랜지스터부(106)의 스위칭트랜지스터(Q₄₁)콜렉터에 접속됨과 아울러 상기 정류부(102)의 출력측이 RC발진부(104)를 통해 상기 메인스위칭 레률레이터(105)의 4번단자에 접소되고, 상기 메인트랜스(103) 의 이차측 권선 4번단자는 전원정류부(107)를 통해 상기 메인스위칭 레률레이터(105)의 9번단자에 접속되며, 또 상기 메인트랜스(103)의 이차측권선5번단자는 감지정류부(108)를 통해 상기 메인스위칭레률레이터(105)의 3번, 1번단자에 접속되고, 상기 스위칭 트랜지스터부(106)의 베이스측이 베이스전류감지부(109)를 통해 상기 메인스위칭 레귤레이터(105)의 8번단자에 접속되며, 또 상기 메인트렌스(103)의 이차측권선 7번단자, 9번단자, 11번단자가 정류 및 필터부(110)와, 정류 및 필터부(11)및 리니어레귤레이터(112)와, 정류 및 필터부(113)및 리니어레률레이터(114)를 통해 직류출력단자(C), (E), (G)에 각기 접속되고, 상류 정류 및 필터부(113)의 정류 출력측이 필터부(115)를 통해 5V 스위칭레귤레이터(116)의 입력단자에 접속됨과 아울러 그 정류 및 필터부(113)의 정류출력측이 상기 5V스위칭레귤레이터(116)의 제어를 받는 스위칭트랜지스터부(117) 및 인덕터 및 필터부(118)을 통해 직류출력단자(H)에 접속되며, 그 인덕터 및 필터부(118)의 출력측이 과전류보호부(119) 및 오전압감지부(120)를 각가 통해 상기 5V스위칭레귤레어터(116)에 접속된 멀티출력의 스위칭모드 전원공급장치에 있어서, 상기 정류부(102)의 출력측을 저항(R₁₁)을 통해서는 트랜지스터(Q₁₁)의 콜렉터에 접속하고 저항(R₁₂)을 통해서는 그 트랜지스터(Q₁₁)의 베이스 및 제너다이오드(ZD₄)에 접속하여, 그 트랜지스터(Q₁₁)의 에미러를 다이오드(D₁₁)를 통해 상기 메인스위칭 레귤레이터(105)의 9번단자 및 상기 전원정류부(107)의 출력측의 접속점에 접속하고, 상기 메인트랜스(103)의 이차측권선 5번단자 및 감지정류부(108)의 입력측 접속점을 다이오르(D₁₂)를 통해 콘덴서(C₁₈)에 접속함고 아울러 저항(R₁₃)을 다시 통해 저항(R₁₄)및 트랜지스터(Q₁₂)의 베이스에 접속하고, 이 트랜지스터(Q₁₂)의 콜렉터를 상기 트랜지스터(Q₁₁)의 레이스및 저항(R₁₂), 제너다이오드(ZD₄)의 접속점에 접속하여 소프트스타트 레귤레이터부(112)를 구성한 것으로, 이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

스위치(SW₁₁)를 단락하여 교류전원(AC)이 입력되면, 그 교류전원(AC)은 입력필터부(101)에서 필터링되고 정류부(102)에서 정류된 후 콘덴서(C₁₉)에 충전되어 메인트랜스(103)의 일차측권선 1번단자에 인가되고, 또 정류부(102)의 출력전압은 RC발진부(104)를 통해 메인스위칭 레귤레이터(105)의 4번단자에 인가된다.

따라서, 이때 메인스위칭 레귤레이터(105)의 제어에 이해 스위칭 트랜지스터부(106)의 스위칭트랜지스터(Q₄₁)를 반복적으로 온, 오프시킴으로써 메인트랜스(103)의 이차측권선에 전압이 유기되어 출력되어 진다.

그런데, 소프트 스타트 레귤레이터부(121)가 없는 경우에는 콘덴서(C₁₉)및 전원정류부(107)의 콘덴서(C₂₃)용량에 의해서 정상적인 동작개시 시간이 결정된다. 즉, 콘덴서(C₁₉, C₂₃)의 용량이 큰 경우에는 충전용량이 크게되어 오랜시간이 걸리게 되는 단점이 있고, 또 콘덴서(₁₉, C₂₃)의 용량이 작은 경우에는 빨리 충전되어 동작시간이 짧게 되지만 그에 비례하여 방전도 빠르게 되므로 메인스위칭 레귤레이터(105)가 온될때 다시 충전시켜야 되고, 이에따라 순간적인 오프가 발생될 수 있게 된다.

결국, 콘덴서(C₁₉, C₂₃)의 용량만으로 동작개시 시간을 결정하는데 무리가 뒤따르게 된다.

따라서, 본 고안은 콘덴서(C₁₉, C₂₃)용량을 충분히 크게하고, 소프트 스타트 레귤레이터부(121)에 의새보상하여 안정된 동작개시를 수행할 수 있게 한 것이다.

즉, 전원공급 초기시에 정류부(102)에서 출력된 직류전압은 소프트 스타트 레귤레이터부(121)의 저항(R₁₁)을 통해 트랜지스터(Q₁₁)의 콜렉터에 인가됨과 동시에 저항(R₁₂)을 통해 제너다이오드(ZD₄)및 그 트랜지스터(Q₁₁)의 베이스에 인가되므로 그 제너다이오드(ZD₄의 제너전압에 따른 일정전압이 트랜지스터(Q₁₁)이 에미터에 출력되고, 이와같이 출력된 정전압은 다이오드(D₁₁)을 통해 전원정류부(107)의 콘덴서(C₂₃)에 충전되어 메인스위칭 레귤레이터(105)의 9번단자에 공급되므로 그 메인스위칭 레귤레이터(105)는 정상적으로 구동되어 스위칭 트랜지스터부(106)의 스위칭 트랜지스터(Q₄₁)를 반복적으로 온, 오프시키게 되고, 이에따라 메인트랜스(103)의 이차측권선에 전압이 유기되어 출력된다.

따라서, 이때 메인트랜스(103)의 아치측권선 5번단자에 출력된 전압은 소프트 스타트 레귤레이터부(121)의 다이오드(D₁₂)를 통해 정류되고 콘덴서(C₁₈)에서 평활된 후 저항(R₁₃)을 통해 트랜지스터(Q₁₂)의 베이스에 인가되므로 그 트랜지스터(Q₁₂)는 도통되어 그의 콜렉터에 저전위신호가 출력되고, 이에따라 트랜지스터(Q₁₁)가 오프되므로 소프트 스타트 레귤레이터부(121)에서 메인스위칭 레귤레이터(105)의 9번단자에 정전압이 공급되지 않게 된다. 그러나, 이때 메인트랜스(103)의 이차측권선 4번단자에 출력된 전압은 전원정류부(107)의 다이오드(D₂₁)를 통해 정류되고, 콘덴서(C₂₃)에 충전되어 메인스위칭 레귤레이터(105)의 9번단자에 인가되므로 메인스위칭 레귤레이터(105)는 정상적인 구동상태를 유지하게 된다.

또한, 이때 메인트랜스(103)의 이차측권선 5번단자에 출력된 전압은 저항(R₃₄)및 다이오드(D₃₁)를 통해 정류되어 콘덴서(C₃₂)에 충전되고, 이 콘덴서(C₃₂)의 충전전압은 저항(R₃₃)을 통해 메인스위칭 레귤레이터(105)의 3번단자에 인가됨과 동시에 저항(R₃₂) 및 가변저항(VR₃₁)을 다시 통해 콘덴서(C₃₁)에 충전되고, 그 콘덴서(C₃₁)의 충전전압은 저항(R₃₁)을 통해 메인스위칭 레귤레이터9105)의 1번단자에 인가된다.

따라서, 이때 메인스위칭 레귤레이터(105)는 그의 3번단자에 인가되는 전압을 내부적으로 비교하고 그 전압비교값에 따라 쇼트회모드로 또는 스탠바이모드로 동작되어 회로와 기기를 보호하게 된다. 또, 상기 메인트랜스(103)의 이차측권선5번단자에 출력된 전압은 저항(R₃₅)을 통해 콘덴서(C₃₄₁)에 충전되고, 그 콘덴서(C₃₄₁)의 충전전압은 저항(R₃₆)을 통해 메인스위칭 레귤레이터(105)의 2번단자에 인가되므로 콘덴서(C₃₄₁)및 저항(R₃₆)의 시정수에 의해 스위칭 트랜지스터(Q₄₁)의 온, 오프시간에 편차를 두고, 이에 따라 그 수위칭 트랜지스터(Q₄₁)의 각 접합부에 축적된 잔류전압이 상쇄되어 스위칭 트랜지스터(Q₄₁)를 보호하게 된다.

또, 스위칭 트랜지스터(Q₄₁)의 콜렉터가 다이오드(D₄₃)및 저항(R₄₂), 콘덴서(C₄₂)를 통해 메인트랜스(103)의 일차측 권선 1번단자에 궤환접속되어 있으므로 스위칭 트랜지스터(Q₄₁)의 온, 오프시에 발생되는 링일(Ringing)을 없앨 수 있게되고, 또 베이스 전류감지부(109)는 스위칭 트랜지스터(Q₄₁)의 베이스측에 흐르는 전류를 검출하여 메인스위칭 레귤레이터(105)를 보호하고, 스위칭 트랜지스터부(106)의 콘덴서(C₄₁)및 코일(L₄₁)도 스위칭 트랜지스터(Q₄₁)의 베이스에 타고 들어오는 전류를 차단하여 메인스위칭 레귤레이터(105)를 보호할 수 있게된다.

한편, 상기에서와 같이 스위칭 트랜지스터(Q₄₁)가 온, 오프됨에 따라 메인트랜스(103)의 이차측권선 7번단자에 출력된 전압은 정류 및 필터부(110)에서 정류되고 필터링되어 직류출력단자(C)에 출력되고, 또 메인트랜스(103)의 이차측권선 9번단자 및 11번단자에 출력된 전압도 정류 및 필터부(11), (113)와 리니어 레귤레이터(112), (114)를 통해 직류출력단자(E), (G)에 각기 출력된다.

또한, 이때 정류 및 필터부(113)의 다이오드(D₆₂)에서 정류된 전압은 콘덴서(C₇₁)에 충전되어 스위칭 트랜지스터부(117)에 인가됨과 동시에 그 콘덴서(C₇₁)의 충전전압은 저항(R₇₁)을 다시 통해 제너다이오드(ZD₇₁)에 인가되므로 그 제너다이오드(ZD₇₁)의 제너전압에 의한 정전압이 저항(R₇₈)을 통해 5V스위칭 레귤레이터(116)의 14번단자에 구동전압으로 인가되고, 또 상기 콘덴서(C₇₁)의 충전전압은 저항(R₇₁),(R₇₅)및 콘덴서(C₇₅)를 통해 5V스위치 레귤레이터(116)의 11번단자에 인가되므로 그 5V스위칭 레귤레이터(116)는 상기 저항(R₇₅)및 콘덴서(C₇₅)의 시정수에 의해 스위칭 트랜지스터부(117)의 스위칭 시간을 제어하게 된다.

즉, 저항(R₇₅) 및 콘덴서(C₇₅)의 시정수에 따른 구형파 펄스신호가 5V스위칭 레귤레이터(116)의 8번단자에 출력되어 스위칭 트랜지스터부(117)의 트랜지스터(Q₇₄)베이스측에 인가되고, 따라서, 그 트랜지스터(Q₇₄)의 베이스에 고전위신호가 인가될 때 그 트랜지스터(Q₇₄)는 도통되므로트랜지스터(Q₇₂) 및 스위칭 트랜지스터(Q₇₁)도 도통되어 그 스위칭 트랜지스터(Q₇₁)의 에미터에 고전위신호가 출력되고, 또 트랜지스터(Q₇₄)의 베이스에 저전위신호가 인가될때 그 트랜지스터(Q₇₄)는 오프되므로 트랜지스터(Q₇₂)및 스위칭 트랜지스터(Q₇₁)도 오프된다.

이와같이 5V스위칭 레귤레이터(116)의 제어에 의해 스위칭 트랜지스터(117)부 에서 출력된 신호는 인덕터 및 필터부(118)의 다이오드(D₇₁)에서 정류되고 코일(L₇₁)에 축적된 후 저항(R₉₁)을 통해 콘덴서(C₈₂)에 충전되어 전류 출력단자(H)로 출력된다.

한편, 5V스위칭 레귤레이터(116)의 2, 3번단자에 인가되는 전압에 의해 트랜지스터(Q₇₁)은 온, 오프시간 듀티사이클(Duty Cycle)을 조정하고, 또 원격 제어신호단자(CN₇₁)에 원격제어신호를 인가함에 따라 그 원격제어신호는 스위치(LS₇₁) 및 저항(R₇₆)을 통해 5V스위칭 레귤레이터(116)의 4번단자에 인가되므로 원격제어신호로 5V스위칭 레귤레이터(116)를 온, 오프 할 수 있게된다.

한편, 상기와 같이 5V스위칭 레귤레이터(116)에서 스위칭 트랜지스터부(117)를 제어하여 인덕터 및 필터부(118)에서 직류전압이 출력될 때 그 인덕터 및 필터부(118)의 과전류 흐름을 과전류보호부(119)에서 검출하게 되고, 즉, 인덕터 및 필터부(118)의 전류변동에 대한 저항(R₉₁)의 양단전위차가 크게될때 과전류보호부(119)의 트랜지스터(Q₇₃)가 도통되어 그의 콜렉터에 고전위 신호가 출력되고, 이 고전위신호는 저항(R₉₀)을 통해 콘덴서(C₇₉)에 충전되어 5V스위칭 레귤레이터(116)의 5번단자에 인가되므로 그 5V스위칭 레귤레이터(116)의 제어에 의해 과전류 흐름을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 직류출력단자(H)에 출력되는 직류전압은 오전압감지부(120)의 저항(R₉₃), (R₉₄) 및 가변저항(VR₇₁)에서 분배되어 5V스위칭 레귤레이터(116)의 1번단자에 인가되므로 그 1범단자에 인가되는 전압을 내부적으로 기준전압가 비교하고, 그 비교차이 전압에 따른 신호를 그의 7번단자로 출력하여 스위칭 트랜지스터부(117)의 트랜지스터(Q₇₄) 도통율을 제어함으로써 직류출력단자(H)에 일정한 직류전압이 출력되어 진다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안은 전원 공급초기시에 다증출력 스위칭모드 전원공급장치를 소프트 스타트 레귤레이터부에 의해 빠른 시간내에 정상상태로 동작시키게 되므로 다중출력 직류전압을 안정되게 얻을 수 있음과 동시에 제품의 신뢰도가 향상되는 이점이 있게된다.

Claims

입력필터부(101)에 접속된 정류부(102)의 출력측이 콘덴서(C₁₉)에 접속됨과 아울러 RC발진부(104)를 통해서는 메인스위칭 레귤레이터(105)의 4번단자에 접속되고 메인트랜스(103)의 일차측 권선을 통해서는 상기 메인스위칭 레귤레이터(105)의 제어를 받는 스위칭 트랜지스터부(106)에 접속되며, 상기 메인트랜스(103)의 이차측권선 4번단자 및 5번단자는 전원정류부(107)및 감지정류부(108)를 각기 통해 상기 메인스위칭 레귤레이터(105)의 9번단자 및 1-3번단자에 접속되어 구성된 프리볼트 정전압회로에 있어서, 상기 정류부(102)의 출력측을 저항(R₁₁)을 통해서는 트랜지스터(Q₁₁)의 콜렉터에 접속하고 저항(R₁₂)을 통해서는 그 트랜지스터(Q₁₁)의 베이스 및 제너다이오드(ZD₄)에 접속하여 그의 에미터를 다이오드(D₁₁)를 통해 상기 전원정류부(107)의 출력측에 접속하고, 상기 메인트랜스(103)의 이차측권선 5번단자를 다이오그(D₁₂)를 통해 콘덴서(C₁₈)에 접속함과 아울러 저항(R₁₃)을 다시통해 트랜지스터(Q₁₂)의 베이스에 접속한 후 그의 콜렉터를 상기 트랜지스터(Q₁₁)의 베이스에 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 프리볼트 정전압 회로.