KR890006040Y1

KR890006040Y1 - 전압 자동 절환 회로

Info

Publication number: KR890006040Y1
Application number: KR2019860021939U
Authority: KR
Inventors: 최해용; 김재우
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 한형수
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1989-09-09
Also published as: KR880013823U

Abstract

내용 없음.

Description

전압 자동 절환 회로

도면은 본 고안의 전압자동 절환회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 릴레이 구동부 20 : 비교회로

30 : 릴레이 구동부 40 : 지연회로

50 : 샘플앤드호울드 회로 60 : 기준전압회로

70 : 정류회로 RY₁,RY₂: 릴레이

Q₁-Q₃: 바이폴라 트랜지스터 Q₄: 전계효과 트랜지스터

IC₁: 비교기용 연산증폭기 R₁,R₁₁: 저항

D₁,D₂: 다이오드 D₃,D₄: 제너다이오드

C₁-C₄: 콘덴서 VR₁-VR₂: 가변저항

T₁: 전원트랜스

본 고안은 110V 및 220V의 교류전원을 정류해서 사용하는 일반 가전제품 및 특수 장비에 있어서, 2차측으로 부터 전압을 비교하여 정상적인 전압선택을 하고, 스위치를 닿는 순간의 과도상태에서는 2차측에서 세트내로 입력되는 전원을 차단시켜 안정상태가 된 후 자동 절환된 정상전압을 공급하도록 하는 전압자동 절환 회로에 관한 것이다.

종래에는 110V 및 220V의 교류전원을 정류해서 사용하는 일반 가전제품 및 특수장비에 있어서, 양전원을 사용하도록 만들어져 있으나 사용하고자 하는 장소의 설정에 따라 전압선택스위치를 사용전압에 맞추어야 하고, 전압선택스위치가 잘못 선택되어진 상태로 전원을 입력시키면 제품에 손상을 가져오며, 교류전원 스위치를 온시킬 때 생기는 과도현상으로 인한 세트의 손상을 가져오는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 2차측으로 부터 전압을 비교하여 정상적인 전압선택이 되도록하고, 스위치를 넣은 순간의 과동상태에서는 2차측에서 세트내로 입력되는 전원을 차단시켜 안정상태가 된후에 자동절환된 정상전압을 공급함으로써 제품을 보호해주며, 수동으로 사용전압에 따라 번거롭게 절환해주어야 할 필요성을 없애주고, 일반적으로 교류전원 스위치를 온시킬 때 생기는 과도현상으로 인한 세트의 손상을 방지하는데 본 고안의 목적이 있다.

도면을 참조하면, 전원 트랜스(T₁)의 1차측은 110V 입력단(2) 220V 입력단(1)을 선택해 주는 릴레이(RY₁) 접점(S₁)과 공동(Common)단자에 연결되고, 전원 트랜스(T₁)의 2차측은 정류회로(70)에 연결되며, 정류회로(70)의 (-)단자는 접지에 연결되고, (+) 단자는 배교회로(20)와 지연회로(40)에 연결되며, 릴레이(RY₂), 접점(S₂)은 정류회로(70)의 (+)단자에 연결되고, 콘덴서(C₂)는 직류출력단에 연결되었다.

다이오드(D₁)는 릴레이(RY₁)와 애노우드가 접지된 다이오드(D₄)의 캐소오드에 연결되고, 트랜지스터(Q₁)의 베이스는 저항(R₁)에 연결되며, 콜렉터는 다이오드(D₁)의 애노우드와 릴레이의 한쪽 단자에 연결되고, 에미터는 접지에 연결되어 있는 릴레이 구동부(10)와, 연산증폭기(IC₁)의 단자는 다이오드(D₄)의 캐소오드와 저항(R₁₁)에 연결되고, 출력은 저항(R₁)에 연결되며, (-) 입력단자는 저항(R₉)을 통해서 접지된 콘덴서(C₄)와 전계효과 트랜지스터(Q₄)의 드레인에 연결되고, (+)입력단자는 접지된 다이오드(D₂)의 캐소오드와 저항(R₁₁)에 접속된 저항(R₁)에 연결되며, 트랜지스터(Q₄)의 게이트는 접지된 저항(R₈)에 연결되고, 소오스는 가변저항(VR₁)에 연결되며, 게이트는 접지된 콘덴서(C₃)와 저항(R₁₁)에 연결된 저항(R₁₀)에 연결되고, 가변저항(VR₁)은 접지된 저항(R₃)과 저항(R₁₁)에 접속된 저항(R₂)에 연결되는 샘플앤드 호울드 회로(50)와 애노우드가 접지된 다이오드(D₂)의 캐소오드는 저항(R₁₁)에 접속된 저항(R₄)에 연결되는 기준전압회로(60)으로 구성된 비교회로(20)와, 저항(VR₁₁)에 연결된 가변저항(VR₂)와 접지된 콘덴서(C₁)에 베이스가 연결된 트랜지스터(Q₂)의 에미터는 접지된 저항(R₇)에 연결되고 콜렉터는 다이오드(D₃)의 캐소오드와 저항(R₁₁)에 연결되며, 베이스는 접지된 저항(R₆)에 연결되는 지연회로(40)와, 다이오드(D₃)의 캐소오드는 릴레이(RY₂)의 한쪽단자와 트랜지스터(Q₂)의 콜렉터에 연결되고, 애노우드는 릴레이(RY₂)의 다른쪽 단자와 트랜지스터(Q₃)의 콜렉터에 연결되며, 트랜지스터(Q₃)의 에미터는 접지되고, 베이스는 저항(R₅)를 통해서 트랜지스터(Q₂)의 에미터에 연결되는 릴레이 구동부(30)으로 구성되어져 있다.

도면을 참조하면, 릴레이(RY₁) 및 릴레리구동부(10)는 전원트랜지스터(T₁)의 1차측 입력을 220V 입력단(1)과 110V 입력단(2)을 선택해주기 위한 것으로 통상시 릴레이(RY₁)는 오프상태로 릴레이 접점(S₁)은 전원트랜스(T₁)의 220V 입력단(1)과 연결되어 있고, 릴레이(RY₁)를 구동하기 위한 트랜지스터(Q₁)은 비교회로(20)의 출력, 즉 비교기용 연산증폭기(IC₁)의 출력이 "하이" 상태가 되면 바이어스저항(R₁)을 통해서 트랜지스터(Q₁)가 온이되고, 접점(S₁)은 110V 입력단(2)과 연결된다. 릴레이에 병렬로 연결되어 있는 다이오드(D₁)는 릴레이 오프시 발생되는 역기전압으로 부터 트랜지스터(Q₁)를 보호하기 위한 것이다.

전원트랜스(T₁)의 1차측은 220V, 110V, 공통(Common)단자를 가지고 있고 2차측은 사용여건에 따라 다수의 출력이 존재할 수도 있으나 본 고안에서는 하나의 출력만을 사용하였다.

정유회로의 (-)단자는 접지되고, (+)단자는 비교회로 및 지연회로에 공급되고 저항(R₁₀)과 다이오드(D₄)는 비교기용 연산증폭기(IC₁) 및 릴레이(RY₁) 동작용 정전압을 공급하기 위한 것이다. 릴레이(RY₂)의 구동은 회로가 안정된 후이므로 전자와 같은 회로는 불필요하다. 통상시 릴레이(RY₂)는 오프상태로 정류회로의 출력은 세트내로 공급되지 않으나, 가변저항(VR₂)에 의해 설정된 값이 콘덴서(C₁)에 충전되는 전압의 충전시간을 정해주어 트랜지스터(Q₂)가 온되는 시간을 결정하고, 이 시간은 회로가 안정상태로 된후 트랜지스터(Q₂)가 온되면 저항(R₆)을 통해서 바이어스 전압이 공급되어 트랜지스터(Q₃)가 온되며, 릴레이(RY₂)가 온되어 세트내로 정류회로의 출력인 직류전압이 공급된다.

이 지연시간은 교류 입력이 220V인 경우 정류회로의 출력은 정상전압이므로 비교회로(20)는 동작이 안되므로 짧으나 교류입력이 110V인 경우 릴레이(RY₁)의 접점(S₁)이 220V 입력단(1)에 연결되어 있으므로 정류회로 출력전압은 정상전압의 반정도가 되므로 가변저항(VR₂)에 의해 충전되는 콘덴서(C₁)의 전압이 트랜지스터(Q₂)를 온시키는데 필요한 전압값에 도달하는 시간이 더 길어지게 한다.

이 시간은 전압 자동절환기능이 완료된 시간보다 약간 길게되도록 가변저항(VR₂)으로 설정한다. 따라서 전압선택에 의해 과도상태를 차단시켜 세트의 안정을 가져오는 것이다.

비교회로(40)는 비교기(IC₁)와 샘플앤드 호울드 회로(50)와 기준전압회로로 이루어져 정류회로의 출력의 정상여부를 비교한 후 비정상일때 비교기에 "하이"상태를 출력하여 릴레이(RY₁)가 정상적인 입력전압을 선택하도록 한다.

즉 교류입력이 110V인 경우 정류회로(70)의 출력은 정상전압의 반정도이므로 비교회로의 출력은 "하이"상태가되고, 릴레이(RY₁)가 동작하여 다시 정류회로 전압이 정상전압이 나올때 샘플앤드 호울드회로(50)가 전상태를 기억하고 유지하며, 기준전압 비교에 사용되는 레벨을 정류회로 전압이 정상상태의 1/2정도가 될때 가변저항(VR₁)으로 기준전압회로의 기준전압치보다 1V가량 낮게 설정한다.

이 전압은 통상 바이어스가 가해지지 않을 때 드레인과 소오스시간이 도통상태에 있는 전계효과 트랜지스터(Q₄)의 소오스에 가해져 드레인을 통해 콘덴서(C₄)에 충전된다. 이 전계효과 트랜지스터(Q₄)의 바이어스 회로는 저항(R_s,R₁₀)과 콘덴서(C₃)로 구성되고, 콘덴서(C₃)의 충전전압이 전계효과 트랜지스터(Q₄)를 차단시키는 시간이 샘플링시간이 된다. 일단 콘덴서(C₃)가 저항(R_s,R₁₀)의 전압분배 값으로써 저항(R₁₀)에 걸리는 전압까지 충전되면 전계효과 트랜지스터는 완전차단상태가 되고, 콘덴서(C₄)는 가변저항(VR₁)에 의해 설정된 전압이 충전되며, 이 전압은 비교기용 연산증폭기(IC₁)의 반전입력단에 저항(R₁₁)을 통해서 인가된다. 그러나 트랜지스터(Q₄)와 비교기(IC₁)은 고입력 임피던스이므로 콘덴서(C₄)는 방전할 수 없어 그 상태를 그대로 유지하게 된다. 이것은 전압선택에 의해 출력전압이 정상으로 되어도 계속해서 릴레이(RY₁)를 온상태로 유지하기 위한 것이다. 콘덴서(C₄)의 충전전압은 교류입력이 차단되면 트랜지스터(Q₄)와 가변저항(VR₁)과 저항(R₃)을 통해 방전되고, 다시 교류입력이 인가되면 상기한 기능을 수행하게 된다.

그러므로, 만약 입력단에 220V가 인가되면 릴레이(RY₁)의 접점(S₁)이 전원트랜스(T₁)의 220V 입력단(1)에 연결되어 있으므로 전원트랜스(T₁)의 2차측에는 정상전압이 출력되고, 이 전압은 비교회로(20)로 들어가 다이오드(D₂)에 의한 기준전압과 저항(R₂,RV₁,R₃)에 의해 설정되어 샘플된 값이 비교기(IC₁)에서 비교되며, 이 샘플 호울드된 전압치는 기준 전압치보다 높으므로 비교기(IC₁)의 출력은 "로우" 상태가 되어 릴레이(RY₁)은 동작하지 않는다. 한편 지연회로(40)에서는 가변저항(VR₂)을 통해서 정상전압이 공급되어 콘덴서(C₁)은 충전되고, 트랜지스터(Q₂)가 온이되어 트랜지스터(Q₃) 가 온이되며, 계전기(RY₂)가 동작되어 접점(S₂)가 온되므로 정상전압이 출력된다.

반대로 교류입력단에 110V가 인가되면, 릴레이(RS₁)의 접점(S₁)이 220V에 연결되어 있으므로 전원트랜스(T₁)의 2차측에는 정상전압의정도가 출력되고, 이 전압은 비교회로로 들어가 기준전압치와 저항(R₂,VR₁,R₃)에 의해 설정되어 샘플된 값이 비교기(IC₁)에서 비교되며, 이 샘플 호울드된 전압치는 기준전압치보다 낮으므로 비교기(IC₁)의 출력은 "하이" 상태로 되고, 릴레이(RY₁)가 동작되어 접점(S₁)은 110V 입력단(2)에 연결되어 전원트랜스(T₁)의 2차측은 정상전압이 출력된다. 또 지연회로(40)는 가변저항(VR₂)에 가해지는 전압이 정상치의정도밖에 안되므로 천천히 콘덴서(C₁)가 충전되어 트랜지스터(Q₂)를 온시키며, 릴레이(RY₂)로 온상태가 되고 접점(S₂)도 온이되어 정상 전압이 출력된다.

상기한 전압자동 절환스위치를 일반가전제품 및 특수장비에 사용하면, 전압선택 스위치를 사용전압에 맞추어야 하는불편함도 제거되고, 스위치가 잘못 선택된 상태로 전원 인가시킬때 발생되는 제품에 대한 손상도 미연에 방지할 수 있으며, 어떤 제품에도 사용이 가능하므로 기능의 자동화 효과 안전대책, 안정화등을 가져올 수 있다.

Claims

교류입력단에 인가된 전압이 전원트랜스(T₁)를 거쳐(+) 단자가 배교회로(20)와 지연회로(40)에 연결되어 있는 정류회로(70)와, 다이오드(D₂)에 의한 기준전압과 저항(R₁,V_R1,R₃)에 의해 설정된 값을 샘플하는 샘플앤드 호울드 회로와 다이오드(D₂)와 저항(R₄)로 구성된 기준전압회로와 샘플된 값을 비교하는 비교기(IC₁)으로 이루어진 비교회로(20)와, 릴레이(RY₁)를 구동하여 전압선택에 의해 과동상태를 차단시켜 세트의 안정화를 도모하는 저항(VR₂,R₆,R₇)과 콘덴서(C₁)와 트랜지스터(Q₂)로 이루어진 지연회로(40)와, 트랜지스터(Q₁)와 저항(R₁)과 다이오드(D₁)로 이루어져 릴레이(RY₁)를 구동하는 릴레이 구동부(10)와, 릴레이(RY₁)의 구동에 의해 전원트랜스(T₁)의 1차측 입력을 선택하는 릴레이 접점(S₁)과 비교기(IC₁) 및 릴레이(RY₁) 동작용 정전압을 공급하기 위한 저항(R₁₃) 다이오드(D₄)와, 다이오드(D₃) 트랜지스터(Q₃) 저항(R₅)으로 이루어저 릴레이(RY₂)를 구동하는 릴레이 구동부(30)와, 릴레이 접점(S₂)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 전압 자동 전환 회로.