KR900005018Y1 - 과전류 과전압 보호회로 - Google Patents

과전류 과전압 보호회로 Download PDF

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Description

과전류 과전압 보호회로
제1도는 펄스폭 변조 콘트롤 IC의 블럭도.
제2도는 제1도의 각부 파형도.
제3도는 종래의 회로도.
제4도는 본 고안의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31, 41 : 펄스폭변조 제어회로 32, 42 : 전류제한회로
33, 43 : 소트프스타트회로 44 : 보호회로
OSC : 오실레이터 REG : 레귤레이터
PIG : 펄스폭 변조콘트롤 DT : 데드타임콘트롤단자
LOAD1, LOAD2: 부하 ZD : 제너다이오드
본 고안은 두 개의 출력단을 갖는 스위칭파워서플라이에 있어서, 과전압 및 과전류에 의한 스위칭 파워서플라이를 보호하는 과전류, 과전압보호회로에 관한 것이다.
종래의 타려방식 스위칭 파워서플라이에는 펄스폭변조콘트롤 IC를 대부분 사용하였으며, 타려식중에서도 브리지(Bridge) 방식과 푸시-풀(Push-Pull) 방식은 콘트롤 IC494를 대부분 사용하였다.
펄스폭변조 콘트롤 IC(PIC)인 TL494의 내부블럭도가 도시된 제1도를 참조하면, 펄스폭변조콘트롤 IC(PIC)는 스위칭 파워서플라이의 스위칭 주파수를 결정해주는 오실레이터(OSC)와, 출력단 제어를 위한 에러증폭용 연산증폭기(OP1, OP2)와, 정전압출력을 발생시켜주는 기준 레귤레이터(REG)와, 파워스위칭 소자의 응답시간에 의해 파워스위칭소자가 쇼트되어 파괴되는 것을 방지하는 데드타임콘트롤단자(DT)와, 펄스폭변조 출력을 발생하는 두 개의 출력단(OUT1, OUT1)으로 이루어져 있다.
펄스폭변조 콘트롤 IC(PIC)의 오실레이터(OSC)는 저항과 콘덴서로써 스위칭 주파수를 결정하여 제2도는 파형(a)과 같은 삼각파를 출력하고, 연산증폭기(OP1, OP2)와 데드타임콘트롤 단자(DT)의 입력전압과 비교하여 제2도의 파형(b, c)을 출력하며, 파형(b, c)의 출력신호가 브리지 또는 푸시 풀방식의 스위칭 소자를 온, 또는 오프시키도록 한다.
그러므로 TL494와 같은 콘트롤 IC(PIC)는 입력부분으로써 사용자가 자유롭게 선택할 수 있는 부위가 연산증폭기(OP1, OP2)와 데드타임 콘트롤단자(DT)로 사용범위가 한정되는 즉, 세가지 이상을 제어할 수 없는 문제점이 있었다.
콘트롤 IC(PIC)를 사용한 종래의 과전류, 과전압보호회로가 도시된 제3도를 참조하면, 과전류, 과전압보호 회로는 펄스폭변조콘트롤 IC(PIC)의 에러증폭용 연산증폭기(OP1)에 펄스폭변조 제어회로(31), 에러증폭용 연산증폭기(OP2)에 전류제한회로(32), 데드타임콘트롤단자(DT)에 소프트 스타트회로(33)가 각각 연결되어 있다.
출력단자 하나이기 때문에 연산증폭기(OP1)는 출력단의 전압을 검출하여 펄스폭변조를 제어하고, 연산증폭기(OP2)는 출력단전류를 감지하여 제어하도록 하므로써 단출력정전압 전원을 얻을 수 있었다.
그러나 다출력의 경우에는 별도의 정전압 IC를 사용하여 정전압저어를 할 수 있으나 두 개의 출력에 대하여 전류제한 동작이나 과전압 검출동작의 수행이 불가능하고, 심지어 트랜지스터가 파괴되는 경우도 있으며, 별도로 과전류 과전압에 대한 보호 및 제어를 해주어야 하므로 주변회로가 복잡해지는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 과전류 과전압 보호회로로써, 펄스폭변조 콘트롤 IC(PIC)에 과전압 및 과전류 검출회로를 첨가하여 각 출력단에는 발생되는 이상 현상에 대해 펄스폭변조 콘트롤 출력을 차단시켜주므로써 스위칭파워서플라이를 보호하는 것이 본 고안의 목적이다.
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.
제4도에 도시된 바와같이 본 고안의 과전류, 과전압보호회로는 펄스폭변조콘트롤 IC(PIC)의 연산증폭기(OP1)에 접속되어 주 출력단에 대해 펄스폭 변조동작을 제어하는 저항(R1∼R2)으로 구성된 펄스폭변조콘트롤회로(41)와, 콘트롤 IC(PIC)의 연산증폭기(OP2)에 접속되어 일정레벨 이하의 전류가 공급되도록하는 저항(R0∼R9)과 부하(LOAD1)로 구성된 전류제한회로(42)와, 콘트롤 IC(PIC)의 데드타임콘트롤단자(DT)에 연결되어 소프트 스타트동작을 수행하는 저항(R10∼R11)과 콘덴서(C1)로 구성된 소프트스타트회로(43)와, 보조출력단의 과전류 및 주출력단의 과전압을 검출하여 일정레벨이상이 되면 펄스폭변조 정지신호를 발생하여 파워서플라이를 보호하는 보호회로(44)로 이루어져 있다.
먼저 에러증폭용 연산증폭기(OP1)는 주출력단위 전압(V1)을 감지하여 펄스의 폭을 결정하고, 연상증폭기(OP1)의 입력(+)단자에는 주출력전압(V1)이 저항(R4, R5)으로 분압되어 인가되며, 입력(-)단자에는 기준레귤레이터(Reference Regulator, REG)의 출력전압(Vref)이 저항(R3, R9)에 의해 분압되어 인가되므로써 저항(R3, R9)에 의해 분압된 전압이 저항(R4, R5)에 의해 분압되는 전압범위에 속하도록 결정한다.
예를 들어 저항값을 R1=100R, R2=R, R3=10R, R4=10R, R5=10R, R9=10R로 하고 전압(Vref)을 Vref=5V로 하면, 연산증폭기(OP1)의 출력(Vo)은 다음과 같다.
즉, 주 출력단의 전압(V1)이 증가하면 연산증폭기(OP1)의 출력(Vo)은 증가하여 제2도의 파형(a)과 같이 전압(VD)이 삼각파의 윗부분에 위치하므로 펄스의 폭이 작아지고 전압(V1)이 감소하면 연산증폭기(OP1)의 출력(Vo)이 감소하여 전압(Vo)이 삼각파의 아랫부분에 위치하게 되어 펄스폭이 증가하므로써 펄스폭변조의 제어동작을 수행한다.
주 출력단의 전류를 제어하는 연산증폭기(OP2)의 입력(+)단자에는 저항(R7)에 의해 검출된 부하(LOAD1)에 흐르는 전류(I1)가 인가되고, 입력(-)단자에는 저항(R6, R8)에 의해 분압된 레귤레이터(REG)의 출력단자(Vref)이 인가된다. 그러므로 검출전류(I1)에 의한 저항(R7)의 전압강하가 저항(R6, R8)에 의해 분압된 전압치보다 크게되면, 연산증폭기(OP2)의 출력은 하이상태(H)가 되어 출력(OUT1, OUT2)을 오프시켜주므로 스위칭소자를 보호하게 된다.
데드타임 콘트롤단자(DT)에서는 저항(R10, R11)으로 데드타임을 설장하여 파우스위칭 소자의 응답시간에 의한 파괴를 미연에 방지하고, 저항(R11)과 콘덴서( C1)에 의해 소프트 스타트동작을 하여 초기의 과도응답상태에 의한 스위칭파워서플라이의 불안정한 상태를 미연에 방지한다.
또, 보조출력단의 전류(I2)에 의해 발생되는 전압강하가 트랜지스터(Q2)의 베이스-에미터간의 전압(VBE)보다 크게되면 트랜지스터(Q2)가 동작되어 트랜지스터(Q3)가 도통하고, 출력전압(Vref)이 직접 데드타임콘트롤단자(DT)에 인가되어서 제2도의 파형(a)의 삼각파의 피이크전압보다 윗쪽에 전압(V0)이 위치하므로 펄스폭제어를 중단시켜 과전류 검출 동작을 수행한다.
제너다이오드(ZD)와 저항(R20)은 주 출력단의 전압(V1)을 감지하여 과전압조건이 되면, 트랜지스터(Q3)가 도통되어 트랜지스터(Q1)가 도통하고, 데드타임톤트롤단자(DT)에 기준전압(Vref)이 직접 인가되어 스위칭동작을 중지한다.
이때 저항(R16)은 트랜지스터(Q1)가 도통되었을 때 트랜지스터(Q1)가 도통되어 트랜지스터(Q3)의 베이스에 지속적으로 레귤레이터(REG)의 출력전압(Vref)의 신호가 인가되므로써 과전류, 과전압상태가 정상복귀되더라도 스위칭동작을 중단시켜주는 역할을 한다.
본 고안은 종래의 펄스폭변조 콘트롤 IC의 주변회로에 별도의 펄스폭변조콘트롤 IC를 사용하지 않고 디스크리트(Discrete) 소자로 구성된 보조 출력단의 과전류검출회로 및 주 출력의 과전압검출회로를 첨가하여 주 출력단과 보조출력단의 전압, 전류제어를 하므로써 스위칭파워 서플라이를 보호할 수 있다.

Claims (1)

  1. 펄스폭변조 콘트롤 IC(PIC)의 에러증폭용 연산증폭기(OP1)에 연결되어 주출력단에 대한 펄스폭 제어동작을 수행하는 펄스폭제어회로(41)와 펄스폭변조 콘트롤 IC(PIC)의 에러증폭용 연산증폭기(OP2)에 연결되어 전류치가 일정레벨이하로 공급되도록하는 전류제한회로(42)와 펄스폭변조 콘트롤 IC(PIC)의 데드타임콘트롤 단자(DT)에 연결되어 소프트 스타트동작을 수행하는 소프트스타트회로(43)로 이루어진 과전류 과전압보호회로에 있어서, 보조출력단에 흐르는 전류(I2)를 검출하여 데드타임콘트롤단자(DT)에 펄스폭변조정지신호를 인가하고 주출력단의 전압(V1)을 검출하여 일정레벨이상이 되면 펄스폭변조정지신호를 발생하는 보호회로(44)로 이루어져 과전류, 과전압에 대해 스위칭파워서플라이를 보호하는 것을 특징으로 하는 과전류 과전압 보호 회로.
KR2019870007976U 1987-05-22 1987-05-22 과전류 과전압 보호회로 KR900005018Y1 (ko)

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