KR900007134Y1 - 스위칭 전원 회로의 고온 상승시 조기 동작 개선회로 - Google Patents

스위칭 전원 회로의 고온 상승시 조기 동작 개선회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

스위칭 전원 회로의 고온 상승시 조기 동작 개선회로
제1도는 일반적인 스위칭 전원 회로에서의 초기 구동부에 대한 회로 설명도.
제2도는 본 고안의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 입력부 2 : 정류부
3 : 자려발진 및 제어부 4 : 초기 구동부
5 : 스위칭부 Rp : 포지스터
R1-R5: 저항 D1-D4: 다이오드
L1,L2,L3: 인덕턴스 코일
본 고안은 스위칭 전원회로의 고온 상승시 조기 동작 개선회로에 관한 것이다.
일반적으로 광범위한 전원(AC 85-270V)을 사용하는 스위칭 전원 공급회로에서는 자체 전원으로 발진을 할때 초기 발진 개시는 공급되는 전원 전압에 의존하게 된다. 이같이 초기 발진 개시때에는 전원 전압을 사용하므로 소비 전려을 경감시키기 위해 포지스터(Posistor)를 사용하나 입력이 높은 전압일 경우 포지스터의 온도가 상승되면 정지후 재기동시 순간적인 기동이 되지 않고 포지스터의 온도가 강하될때까지 일정 시간이 지난후 기동이되는 단점이 생기는 것이었다.
본 고안의 목적은 포지스터에 흐르는 전류 용량을 기동 초기에는 정상적으로 인가되게한 후 기동후 이를 차단시켜 실질적인 기동후의 전류가 크게 절감되는 초기 구동부를 구성시킨 스위칭 전원 회로의 고온 상승시 조기 개선회로를 제공하고자 하는 것으로 이같은 목적의 본 고안을 제2도에 의하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
제2도는 본 고안의 회로도로서 전원코드로부터 AC85-270V의 전원이 공급되는 입력부(1)와, 상기 입력부(1)의 AC전원을 정류시켜 인덕턴스 코일(L1)에 인가시키는 정류부(2)와, 상기 입력부(1)의 전원이 포지스터(Rp)와 저항(R1)을 통하여 입력단자(R9)에 인가되고 출력단자(P7)의 스위칭 펄스로 인덕턴스 코일(L1)에 연결된 트랜지스터(Q3)를 구동시키는 자려발진 및 제어부(3)와, 상기 스위칭 트랜지스터(Q3)의 구동에 의하여 인덕턴스 코일(L2)에 유기된 전원을 정류시킨후 다이오드(D4)를 통하여 자려발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)에 인가시키는 다이오드(D2)와 콘덴서(C2)로 구성된 스위칭 전원 공급회로에 있어서, 상기 포지스터(R9)와 저항(R1)을 통한 전원이 저항(R2)이 연결된 트랜지스터(Q2)와 다이오드(D1)를 통하여 자려발진 및 제어부(3)의 입력단자(R9)에 인가되게 구성하고 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스측에 트랜지스터(Q1)의 콜렉터측을 연결시키되 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스측에는 다이오드(D2)와 콘덴서(C2)에서 정류된 전원이 저항(R5)과 콘덴서(C1)에서 충전된후 저항(R3)(R4)을 통하여 인가되게 초기 구동부(4)를 구성한 것이다.
이때 자려발진 및 제어부(3)의 출력단자(P7)의 출력되는 스위칭 펄스에 의해 트랜지스터(Q3)의 구동이 제어되면 인덕턴스 코일(L1)에 인가된 전원이 2차측 인덕턴스코일(L2)(L3)에 유기되게 되고 상기 인덕턴스 코일(L3)에 유기된 전원은 다이오드(D3)를 통하여 세트내의 전원으로 출력되게 된다.
이와같은 구성의 본 고안을 설명하기에 앞서 제1도를 참고로 하여 일반적인 스위칭 전원회로의 구동에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
제1도의 회로에서 포지스터(Rp)의 초기 저항치는 극히 적으며 입력전원 85V-270V까지 광범위할 경우 저항(R1)의 저항값은 85V에서도 충분한 전원 공급이 되어야 하므로 적은 저항치의 값이 요구된다.
그러나 입력 전압이 높아지면 270V일 경우 3배의 소비전력이 요구되므로 대용량을 사용하여야 하며 이로인한 소비 전력이 크게 증가하게 된다.
즉, 초기 구동시 포지스터(Rp)의 저항치는 무시할수 있는 것으로 예를들어 부하전 I1를 50mA, 전원 기동부의 전압을 12V라고 할 경우(ㄱ), 입력 전압이 85V일 경우 R1=(85-12V)/50mA=1.5KΩ이 되고 이때의 소비전력 PR1은가 된다.
(ㄴ), 그러나 입력 전압이 270V일 경우의 소비전력 PR1은
가 된다.
상기 내용에서 알수 있듯이 저전압(85V)의 경우 3.5W의 소비 전력이 소모되지만 고전압(270V)에서는 44W의 대용량이 되면서 이로 인하여 초기 전류는 50mA만 요구되나 고전압에서는((270-12V)/1.5KΩ)≒170mA로 초기 전류가 증가되므로 포지스터(Rp)의 전류가 증가하여 온도가 상승하게 된다.
따라서 주위 온도가 높은 곳에서 사용할 경우 포지스터(Rp)의 자체 온도 증가와 주위 온도의 급격한 증가로 인하여 포지스터(Rp)의 저항값이 크게 된다.
즉, 50mA의 전류를 공급하지 못할 정도의 저항치가 되어 재기동을 하기 위하여는 포지스터(Rp)의 온도가 내려갈때까지 즉, 포지스터(Rp)의 저항치가 내려갈때까지의 시간이 소요되므로 재기동시 조기 구동이 되지 아니하는 단점이 생기는 것이었다.
본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 초기구동부(4)를 트랜지스터(Q1)(Q3)로 2단 구성시켜 주어 포지스터(Rp)를 통하여 초기 구동시에만 전류를 공급하고 그후에는 차단되게 함으로써 제기동이 용이하게 한 것이다.
이는 재논하여 보면 초기 구동시 교류 입력 전압이 전원코드로 부터 입력부(1)로 인가되어지면 초기구동부(4)의 포지스터(Rp)를 통한 전원이 저항(R1)(R2)으로 바이어스 분배되어 트랜지스터(Q2)를 "턴온"시키게 된다.
즉, 초기 구동시 포지스터(Rp)는 온도가 상승되어 있지 않아 그 저항치는 무시할 수 있으므로 입력전원이 포지스터(Rp)와 저항(R1)(R2)을 통한 트랜지스터(Q2)를 "턴온"시키게 되는 것이다.
그리고 트랜지스터(Q2)가 "턴온"되면 트랜지스터(Q2)의 에미터 출력은 다이오드(D1)를 통한후 자려발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)로 공급되고 자려발진 및 제어부(3)에서는 입력단자(P9)로 인가되는 전압에 의하여 출력단자(P7)로 스위칭 펄스를 출력시키게 된다.
이때 자려발진 및 제어부(3)에서는 입력단자(P9)로 인가되는 전압레벨에 따라 펄스폭이 변화되는 스위칭 펄스를 출력단자(P7)로 출력시키게 된다.
한편, 전원 코드로 부터 입력된 AC전원은 입력부(1)를 통한후 정류부(2)에 인가되어 DC전원으로 정류되게 되고 DC전원으로 정류되게 되고 정류부(2)의 DC전원은 트랜지스터(Q3)의 콜렉터측에 연결된 인덕턴스 코일(L1)에 인가되게 된다.
이같이 초기 구동시 스위칭부(5)의 인덕턴스 코일(L1)에는 정류부(2)로 부터 DC전원이 인가되고 인덕턴스 코일(L1)이 콜렉터측에 연결된 트랜지스터(Q3)의베이스에는 자려 발진 및 제어부(3)의 출력단자(R7)로 부터 스위칭 펄스가 인가되게 되므로 자려 발진 및 제어부(3)의 스위칭 펄스에 의하여 트랜지스터(Q3)가 스위칭되어 인덕턴스 코일(L1)에 인가된 전원이 이차측 인덕턴스 코일(L2)(L3)에 유기되게 된다.
이때 인덕턴스 코일(L3)에 유기된 전원은 다이오드(D3)를 통하여 정류된후 세트내의 전원으로 출력되어 지며 인덕턴스 코일(L2)에 유기된 전원은 다이오드(D2) 및 콘덴서(C2)를 통하여 정류된 후 다이오드(D4)를 통하여 자려 발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)에 인가됨과 동시에 초기 구동부(4)에 인가되게 된다.
즉, 인덕턴스 코일(L2)을 통하여 유기된 전압은 다이오드(D2) 및 콘덴서(C2)에서 정류되어 초기구동부(4)에 공급되고 이때의 2차 발진 전원이 일측으로 저항(R5) 및 콘덴서(C1)를 통하여 충전되면서 서서히 증가된 전압은 저항(R4)으로 분압된후 저항(R3)을 통하여 트랜지스터(Q1)를 "턴온"시킴으로써 트랜지스터(Q2)의 베이스 전압을 차단시키고 또한 타측으로 다이오드(D4)를 통한 2차 발진 전원은 자려발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)에 인가되어 자려 발진 및 제어부(3)가 계속적인 자려 발진을 행하게 되는 것이다.
따라서, 초기 구동시에는 포지스터(Rp)와 저항(R1) 및 트랜지스터(Q2)와 다이오드(D1)를 통하여 자려발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)에 전원을 공급하게 되나 구동이 완료된후에는 초기 구동부(4)의 콘덴서(C1)에 충전된 전압이 트랜지스터(Q1)를 "턴온"시킴으로써 트랜지스터(Q2)를 "턴오프"시키는 시간이 되면 자려 발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)에는 포지스터(Rp)를 통하여 전원이 인가되지 않고 스위칭부(5)에서 다이오드(D4)를 통하여 인가되게 되므로 자려발진 및 제어부(3)는 정상적인 구동을 하게 되나 포지스터(Rp)에는 전원이 흐르지 않아 온도가 상승되지 않는 초기 상태가 되므로 전원을 "오프"시킨 후에 다시 "온"시켜도 즉시 구동이 되게 된다.
그러나 저항(R2) 및 트랜지스터(Q2) 소자가 없이 포지스터(Rp) 및 저항(R1)이 직접 자려 발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)에 연결되어 있을 경우에는 정상 구동시에도 계속적으로 포지스터(Rp)를 통하여 흐르는 전류와 다이오드 (D4)를 통하여 공급되는 전류가 증복되므로 결과적으로 포지스터(Rp)의 온도가 상승하게 된다.
따라서 포지스터(Rp)의 저항값이 크게 되어 재기동시 포지스터(Rp)의 저항값이 떨어질때까지 조기 구동이 되지 않으며 또한 포지스터(Rp)의 저항값이 떨어질때까지 조기 구동이 되지 않으며 또한 포지스터(Rp)를 통하여 계속 전원 전압이 공급되므로 소모 전력도 증가하게 된다.
그러나 본 고안에서는 저항(R2) 및 트랜지스터(Q2)를 사용하므로 트랜지스터(Q2)의 베이스 전류는 초기 구동시 요구되는 자려발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)에만큼 공급하면 되고 이 갑싱 저항(R2)의 값이 된다.
그러므로 Rp+R1+R2의 직렬 저항 값만큼 저항치를 설정할 수 있다.
여기서 저항(R1)의 저항값은 적개하여 저전압에서 동작시키는 값이면 되고 일단 조기 구동을 한후에는 저항(R2)의 값이 크므로 Rp+R1+R2에 소모되는 전력은 R2의 값이 R2=hfe·R이 되어 트랜지스터(Q2)의 선택에 따라 저항(R2)의 값을 정할수가 있으며 일반적으로 hfe를 고전압에 사용하는 경우 약 100정도라 가정하면 초기 구동 시간을로 단축시킬 수 있는 동시에 소모 전력도로 경감시킬수가 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 고안은 초기 구동부를 구성시켜 초기에는 포지스터에 정상적으로 전원이 인가되어 기동되게 한후 기동후 스위칭부의 2차측 인덕턴스 코일에 유기된 전원으로 인가되는 입력 전원을 차단시켜 주어 기동후의 전류를 크게 절감시키는 동시에 재 기동이 용이한 스위칭 전원 공급회로를 제공할 수가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 입력부(1)의 전원이 포지스터(Rp)와 저항(R1)을 통하여 입력단자(P9)에 인가되고 출력단자(P7)의 스위칭 펄스로 트랜지스터(Q3)를 구동시키는 자려 발진 및 제어부(3)와, 상기 트랜지스터(Q3)의 구동에 의하여 인덕턴스코일(L1)에 인가된 정류부(2)의 전원을 인덕턴스 코일(L2)(L3)에 유기시키고 상기 인덕턴스 코일(L2)에 유기된 전원을 정류시킨후 다이오드(D4)를 통하여 자려발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9)에 인가시키는 스위칭부(5)로 구성된 스위칭 전원 회로에 있어서, 상기 포지스트(Rp)와 자려 발진 및 제어부(3)의 입력단자(P9) 사이에 저항(R2)이 연결된 트랜지스터(Q2)를 연결하고 상기 트랜지스터(Q)의 베이스에는 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 측을 연결 시키며 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에는 스위칭부(5)에서 정류된 전원이 저항(R5)과 콘덴서(C1)에서 충전된후 저항(R3)(R4)을 통하여 인가되게 초기 구동부(4)로 구성한 스위칭 전원회로의 고온상승시 조기동작 개선회로.
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