KR890000306B1 - Circuit for prevention of excess voltage - Google Patents
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- H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
Abstract
Description
제1도는 본 발명을 포함한 전원공급장치의 전체구성블럭도.1 is an overall block diagram of a power supply including the present invention.
제2도는 제1도의 PWM 제어부(4)의 내부 회로 구성도.2 is an internal circuit diagram of the
제3도는 제1도의 본 발명인 과전압보호 및 출력상태 검지회로(7)의 세부회로도.3 is a detailed circuit diagram of the overvoltage protection and output state detection circuit 7 of the present invention.
제4도는 입력교류 전원 온/오프시의 출력 직류 전원상태도.4 is an output DC power supply state when input AC power is on / off.
본 발명은 직류전원공급장치에 관한 것으로서, 컴퓨터등의 전자기기에 공급되는 규정치의 직류전원이 전원공급장치의 이상으로 인해 출력단에 과전압이 인가되는 것을 방지하기 위한 전원공급기의 과전압 보호 및 출력상태 검지회로에 관한 것이다. 일반적으로 직류 전원 공급장치는 회로 내부의 이상상태 및 입력 전원의 이상으로 인하여 출력단에 규정치 이상의 과전압이 나타나 컴퓨터등의 부하에 인가되어 고장을 초래하는 문제점이 있었다.The present invention relates to a DC power supply device, the overvoltage protection and output state detection of the power supply for preventing the overvoltage is applied to the output terminal due to the abnormality of the power supply device of the DC power supply of a prescribed value supplied to electronic devices such as computers It is about a circuit. In general, a DC power supply device has a problem that an overvoltage of a predetermined value or more occurs at an output terminal due to an abnormal state inside a circuit and an abnormality of an input power supply, which is applied to a load such as a computer, causing a failure.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결한 것으로 첨부된 도면에 의해 회로 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention solves the conventional problems as described above with reference to the accompanying drawings in detail the circuit configuration and operation effects as follows.
제1도는 본 발명을 포함한 직류전원 공급장치의 전체회로 구성 블럭도로서 저역통과필터 인 라인필터(1), 교류를 직류로 변환하기 위한 정류회로부(2), PWM IC에 일정한 정전압을 공급하기 위한 IC 전원공급부(3), 펄스폭을 제어하기 위한 PWM제어부(4), 과전류로 부터 회로를 보호하기 위한 과전류 보호회로부(5), 일정직류 출력을 유지하기위한 출력 정류회로부(6) 및 과전압 발생으로부터 회로를 보호하고 직류 출력전압의 안정상태를 인지하기 위한 과전압 보호 및 출력상태검지회로(7)로 구성 되어 있다.1 is a block diagram showing the overall circuit configuration of a DC power supply including the present invention, a low pass filter in-line filter (1), a rectifier circuit unit (2) for converting AC into DC, and a constant constant voltage for supplying a PWM IC. IC power supply (3), PWM control (4) for controlling pulse width, overcurrent protection circuit (5) for protecting circuit from overcurrent, output rectifier circuit (6) for maintaining constant DC output and overvoltage generation It is composed of an overvoltage protection and an output state detection circuit (7) to protect the circuit from the damage and to recognize the stable state of the DC output voltage.
이하 본 발명의 회로 동작을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the circuit operation of the present invention will be described.
제1도의 교류 전원 입력 단자를 통해 입력되는 교류전원이 라인필터(1)를 거쳐 IC 전원공급부(3)에 입력되면 IC 전원 공급부(3)에서 출력되는 일정의 정전압(Vsrc)이 PWM 제어부(4)에 인가되는데 PWM 제어부(4)는 소프트 스타트(SOFT START)기능을 가지며 정상상태에서 스위칭 동작을 하기 위한 레글레이터(REGULATOR)를 내장하고 있으며 이 레글레이터가 출력 전압을 발생하도록 되어 있다. 이 레글레이터의 출력전압(Vref)은 과전압보호 및 출력상태 검지회로(7)의 기준 전압으로 사용한다. 여기서, 내부의 레글레이터가 일정 전압을 갖게 되면, 즉 소프트 스타트 기능을 완수한 상태이면 PWM 제어부(4)의 기능은 인 에이블(Enable)되어 스위칭 동작을 시작하게되고, 트랜스포머(T1)를 통하여 2차측으로 에너지의 전달이 있게 된다. 트랜스포머(T1)2차측의 인가 전압은 트랜스포머(T1)의 권선비에 따라 결정되며 펄스형태를 갖게 되고 출력정류회로부(6)에 인가되어 직류전압을 출력하도록 한다. 그러나, 이러한 출력 직류전압이 일정한 값을 갖고 원하는 상태를 유지하기 위해 출력직류전압(Vout)단자(F)는 PWM 제어부(4)의 차동 증폭기 입력단자(B)와 연결되어 일정 전압을 얻도록 구성되어 있다. 만일, 부하 및 전원 공급장치에 이상이 발생하여 과전류 또는 과전압이 발생하게 되면 과전류 보호회로(5)와 과전압 보호 및 출력상태검지회로(7)가 이상상태를 인지하여 PWM 제어부(4)를 디스에이블(Disable)하므로서 스위칭 동작을 중지하여 부하 및 전원공급기에 손상을 주지않게 된다.When the AC power input through the AC power input terminal of FIG. 1 is input to the IC power supply unit 3 through the
제2도는 PWM 제어부(4)의 내부회로구성도로서, 발진부(4a), 차동 증폭부(4b), 회로를 디스에이블하기 위한 셧다운부(Shut Down부 4c), 펄스폭을 제어하기 위한 PWN부(4d), 로직부(4e) 및 출력 트랜지스터(4f)로 구성되어 있는데 출력전압을 일정하게 유지하기 위하여 제1도의 단자(F)는 차동증폭기(4b)의 단자(B)와 연결되어 있고 차동증폭부(4b)의 단자(A)는 앞에 설명한 바와 같이 Vref와 연결되어 이를 비교증폭하여 이신호를 PWM부(4d)의 입력단자㉡에 인가하게 된다. 또한, R-C발진으로 인한 일정한 주파수의 삼각파는PWM 부(4d)의 입력단자㉠에 입력되 비교되어 출력된 후 논리부(4e)에 인가된다. 한편, 논리부(4e)는 플립플롬(Flip Flop)의 동작으로 펄스형의 출력신호를 발생하여 출력트랜지스터(4f)의 바이어스로 사용된다. 즉, PWM부(4d)의 비교치에 의하여 출력트랜지스터(4f)의 바이어스가 변화되는 PWM 동작을 행하게 되는 것이다.2 is an internal circuit diagram of the
제3도는 본 발명의 요부인, 과전압보호 및 출력상태 검지회로(7)의 세부회로도로서, 출력전압비교부(7a), 셧다운 신호발생부(7b), 정전압비교부(7c), 출력전원이상감지부(7d), 셧다운 제어부(7e), 출력전원상태표 시부(7f)로 구성되어 있다. 출력전압비교부(7a)는 제1도의 출력정류회로부(6)의 출력단자(F)로 출력되는 Vout을 분압하여 PWM 제어부(4)에서 출력되는 Vref의 분압된 전압과 비교한 후, 출력된 논리 신호를 셧다운신호발생부(7b)에 인가하여 출력전압비교부(7a)의 출력논리에 따라 셧다운 신호의 논리를 PWM제어부(4)의 셧다운부(4c)입력단자(C)에 인가하므로서 PWM 제어부(4)를 인에이블 혹은 디스에이블하도록 한다. 또한, 정전압비교부(7c)에서는 출력전압비교부(7a)에서 비교하여 출력된 논리신호와 제1도의 IC 전원공급부(3)에 출력단자(D)에서 출력된 Vsrc의 분압된 전압과 비교하여 출력 논리신호를 출력전원이상감지부(7d)에 인가하여 트랜지스터(Q2)를 스위칭하므로서 출력신호를 출력전원 상태 표시부(7f)와 셧다운 제어부(7e)에 인가하도록한다. 출력 전원상태표시부(7f)는 발광다오드(LED.1)의 점등 유무에 따라 출력전원의 이상 유무를 육안으로 확인할 수 있으며, 컴퓨터등의 부하에 출력전원의 상태를 전달하여 컴퓨터등의 부하에서 이를 인지하도록 하였다. 셧다운 제어부(7e)는 컴퓨터등의 부하로 공급되는 출력전원상태 신호의 논리와 IC 전원공급부(3)출력단자(D)에서 출력된 Vsrc의 분압된 전압을 비교하여 출력신호의 논리를 셧다운 신호발생부(7b)에 인가하므로서 트랜지스터(Q1)의 온, 오프 스위칭 동작에 따라 셧다운 신호의 논리를 PWM 제어부(4)의 셧다운부(4c) 입력단자(c)에 인가하여 PWM 제어부(4)를 인에이블 혹은 디스에이블 하도록 하였다. 전원 공급 장치의 이상으로 인해 출력단에 과전압이 발생될 경우의 회로 동작을 설명하면 다음과 같다.3 is a detailed circuit diagram of the overvoltage protection and output state detection circuit 7, which is an essential part of the present invention, and includes an output voltage comparison unit 7a, a
제1도의 출력류회로부(6)출력단자(F)로 출력되는 Vout이 Vout단자에 입력되면 저항(R1), (R2)에 의해 분압되고 이 분압된 전압은 비교기(A3)의 '-'단자로 인가되며 '+'단자에는 제1도의 PWM 제어부(4)에서 출력되는 기준전압인 Vref가 Vref단자에 입력되어 저항(R3), (R4)으로 각각 분압되어 인가된다. 이때, 비교기(A3)에서는 이를 비교하여, Vout이 Vref가 분압된 값보다 큰 경우 비교기(A3)의 출력은 논리 "0"상태가 되어 저항(R19)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되어 트랜지스터 (Q1)를 턴-온(TURN ON)시킨다. 이로써, 저항(R20)단에는 '-'전위가 나타나게 되며, 이 전위에 의해 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 측에 연결된 제1도의 PWM 제어부(4)의 단자(C)를 논리"1"로 동작하도록 하여 PWM 제어부(4)를 디세이블 시키며, 즉시 모든 스위칭 동작을 중지시키므로서 전원공급기의 회로 및 부하로 사용되는 컴퓨터등을 보호하게 된다. 한편, 전원공급이 정상적일 경우는 비교기(A3)의 출력은 논리 "1"이 되어 트랜지스터(Q1)는 턴-오프(TURN OFF)상태가 되므로 저항(R20)양단은 전위가 나타나지 않게되어 제1도의 PWM 제어부(4)의 단자(C)는 논리"0"상태를 유지하여 회로가 정상 상태를 유지하도록 한다.When Vout outputted to the output terminal F of the output flow circuit unit 6 of FIG. 1 is input to the Vout terminal, the voltage is divided by the resistors R1 and R2, and the divided voltage is divided by the '-' terminal of the comparator A3. Vref, which is a reference voltage output from the
정원공급기의 직류출력상태가 정상적일 경우는 발광다이오드(LED.1)가 턴-온 되도록 하며 직류출력상태가 이상 상태인 경우 즉시, 발광아이오드(LED.1)는 턴-오프로 되며, 컴퓨터등의 부하에서 이를 인지하도록 구성하였다. 이러한 일련의 과정은 제1도의 출력정류회로(6)의 출력단(F)으로 출력되는 직류전압이 정상적인 경우 비교기(A2)의 '+'단자는 '-'단자보다 전위가 높게 구성되어 있으므로 비교기(A2)의 출력은 논리"1"상태를 갖게 된다. 또한, 비교기(A1)의'+'단자는 Vsrc가 저항(R5), (R6)으로 분압되어 있는 상태이므로 비교기(A1)의'-'단의 입력전위가 보다 높게 되어 비교기(A1)의 출력은 논리"0"의 상태가 되어 저항(R9)을 통해 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q2)를 턴-온되게 하고 저항(R11)의 양단에는 '+'전위가 나타나 발광다이오드(LED.1)를 구동시키므로서 턴-온되어 논리"1"의 신호가 컴퓨터등의 부하에 전달되게 된다.When the DC output of the garden feeder is normal, the light emitting diode (LED.1) is turned on. If the DC output is abnormal, the light emitting diode (LED.1) is turned off immediately. It is configured to recognize this in the back load. In this series of processes, when the DC voltage output to the output terminal F of the output rectifying circuit 6 of FIG. 1 is normal, the '+' terminal of the comparator A2 has a higher potential than the '-' terminal. The output of A2) has a logic " 1 " state. In addition, since the '+' terminal of the comparator A1 is divided with the resistors R5 and R6, the input potential of the '-' terminal of the comparator A1 becomes higher, so that the output of the comparator A1 becomes higher. Becomes a logic " 0 " state and is applied to the base of transistor Q2 through resistor R9, thereby turning transistor Q2 on and having a '+' potential across resistor R11, resulting in a light emitting diode ( By driving LED.1), a signal of logic " 1 " is transmitted to a load of a computer lamp.
동시에, 저항(R16), (R17)으로 분압된 Vsrc의 전압은 비교기(A4)의 '-'단자에 인가되고 비교기(A4)의 '-'단자측이 높은 전위를 갖도록 구성되어 있으므로 비교기(A4)의 출력단은 논리"1"이 되어 저항(R15)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q1)를 턴-오프하므로 트랜지스터(Q1)의 콜렉터측에 연결된 PWM 제어회로(4)의 단자(c)를 논리"0"상태로 하여 정상상태를 유지한다.At the same time, the voltage of Vsrc divided by the resistors R16 and R17 is applied to the '-' terminal of the comparator A4 and the comparator A4 is configured so that the '-' terminal side of the comparator A4 has a high potential. The output terminal of the < RTI ID = 0.0 >) < / RTI > becomes logic " 1 " and is applied to the base of the transistor Q1 through the resistor R15 to turn off the transistor Q1. The terminal c is kept in a logic " 0 " state to maintain a normal state.
만일, 입력정원 오프시등의 회로 이상상태가 발생하는 경우, 제1도의 출력정류회로부(6)의 출력단자(F)로 출력되는 Vout은 어느 정도의 전압을 유지할 수 있는 시간을 갖게되며 출력이 완전히 오프되기전에 POWER GOOD 신호를 NO GOOD 상태로 만들어 컴퓨터등에 전달한다. 이러한, 일련의 과정은 제4도의 도시된 라이밍도와 같이, 출력전압(Vout)이 서서히 감소되어가면 비교기(A2)의 '-'단자가 논리"1"의 상태가 되어 비교기(A2)의 출력은 논리"0"로 되고 비교기(A1)의'-'단자를 논리"0"상태로 하여 비교기(A1)의 출력을 논리"1"의 상태로 만든다.If a circuit abnormality occurs, such as when the input power is turned off, Vout outputted to the output terminal F of the output rectifying circuit section 6 of FIG. 1 has a time for maintaining a certain voltage and the output is maintained. Before turning off completely, set the POWER GOOD signal to NO GOOD and send it to a computer. In this series of processes, as shown in FIG. 4, when the output voltage Vout is gradually decreased, the '-' terminal of the comparator A2 is in a state of logic "1", and the output of the comparator A2 is The output of the comparator A1 is brought into the logic " 1 " state by setting the logic " 0 " to the logic " 0 " state of the comparator A1.
따라서, 트랜지스터(Q2)는 턴-오프로되며 저항(R11)의 양단에는 전위가 나타나지 않게 되어 발광다이오드(LED.1)를 턴-오프하고, 컴퓨터에는 논리"0"신호가 인가되어 Vout이 완전히 오프되기전에 전원의 이상상태를 먼저 감지할 수 있으며, 이러한 이상상태를 육안으로 직접 식별한 수도 있도록 구성하였다. 또한, 그외의 회로이상상태는 전술한 바와같이 PWM 제어부(4)의 단자(c)가 논리"1"의 상태가 유지됨에 따라 POWER GOOD 신호는 논리"0"로 되고 발광다이오드(LED.1)는 오프상태가 되도록 구성되어 있다.Accordingly, transistor Q2 is turned off and no potential appears at both ends of resistor R11, thereby turning off light-emitting diode LED.1, and a logic " 0 " signal is applied to the computer to completely eliminate Vout. It is possible to detect the abnormal state of the power supply before it is turned off and to identify the abnormal state directly. In addition, in other circuit abnormal states, as described above, as the terminal c of the
상술한 바와같이 본 발명은 전원공급장치에 이상이 발생하여 출력단에 과전압이 검지될 경우 이를 기준전압과 비교하여 회로동작을 정지시키므로써, 과전압으로 부터 컴퓨터등의 전자기기를 보호할 수 있고, 회로의 이상 상태를 감지하여 컴퓨터등의 자료처리 기능을 계속유지할 수 있도록 하며 사용자가 전원상태를 직접 육안으로 검지할 수 있는 장점이 있다.As described above, when the overvoltage is detected at the output terminal due to an abnormality in the power supply, the present invention stops the circuit operation by comparing it with the reference voltage, thereby protecting electronic devices such as computers from overvoltage, and By detecting the abnormal condition of the computer, it is possible to keep the data processing function of the computer and the like, and the user can directly detect the power supply state with the naked eye.
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