KR900009471Y1 - Power circuit - Google Patents

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Abstract

내용 없음.No content.

Description

절연형 다출력 스위칭모드 전원공급장치의 보호회로Protection Circuit for Isolated Multi-Output Switching Mode Power Supplies

제 1 도는 종래의 스위칭모드 전원전원공급장치 블록도.1 is a block diagram of a conventional switching mode power supply.

제 2 도는 본 고안의 절연형 다출력 스위칭모드 전원공급장치 블록도.2 is a block diagram of an isolated multi-output switching mode power supply of the present invention.

제 3 도는 제 2 도의 상세회로도.3 is a detailed circuit diagram of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 입력정류 및 필터부 2 : 고주파 인버터부1: input rectification and filter part 2: high frequency inverter part

31-33 : 출력정류 및 필터부 4 : 전압제어부31-33: output rectification and filter part 4: voltage control part

5 : 인버터 구동부 6 : 과전압감지부5: Inverter drive unit 6: Overvoltage detection unit

7 : 단락회로감지부 8 : 구동정지제어부7: short circuit detection part 8: driving stop control part

본 고안은 스위칭모드 전원공급장치에 관한 것으로 특히 과전압 및 단락으로부터 절연형 다출력 스위칭모드 전원 공급장치를 보호할수 있게한 절연형 다출력 스위칭모드 전원공급장치의 보호회로에 관한 것이다.The present invention relates to a switching mode power supply, and more particularly, to a protection circuit of an isolated multi-output switching mode power supply capable of protecting an isolated multi-output switching mode power supply from overvoltage and short circuit.

종래의 선형모드 스위칭전원공급장치에 있어서는 전원주파수50-60Hz를 이용하여 교류전원을 직류전원으로 변환하게 되나 전압변환기인 트랜스포머의 사용으로 부피가 커지고 무겁게 될뿐아니라 효율이 저하되는 결점이 있었다.In the conventional linear mode switching power supply, AC power is converted to DC power using a power source frequency of 50-60 Hz, but the use of a transformer, which is a voltage converter, becomes not only bulky and heavy, but also deteriorates efficiency.

또한 스위칭모드 전원공급장치에 있어서는 전원주파수를 이용하는 것이 아니라 트랜스포머의 여러 가지 특성을 이용하여 트랜지스터를 높은 주파수로 스위칭시킴으로써 상기 선형 모드 스위칭 전원공급장치의 결점을 보안하게 되었다.In addition, in the switching mode power supply, it is possible to secure the shortcomings of the linear mode switching power supply by switching the transistor to a high frequency using various characteristics of the transformer rather than using the power frequency.

그런데 이 스위칭모드 전원공급장치는 제 1 도에서 도시된바와 같이 교류전원(AC)을 입력정류 및 필터부(1)에서 직류전압으로 변환한후 고주파인버터부(2)에서 전압변환을 하고, 그 고주파 인버터부(2)의 출력전압을 출력정류 및 필터부(3)를 통해 출력하며 이때 그 출력정류 및 필터부(3)의 출력전압(vo)을 전압제어부(4)에서 감시한후 인버터구동부(5)를 통해 상기 고주파인버터부(2)의 스위칭시간을 제어함으로써 출력전압(vo)이 안정되게 되어있었다.However, the switching mode power supply device converts the AC power AC into the DC voltage in the input rectification and filter unit 1 and converts the voltage in the high frequency inverter unit 2 as shown in FIG. The output voltage of the high frequency inverter unit 2 is output through the output rectification and filter unit 3, and at this time, the voltage output unit 4 monitors the output voltage vo of the output rectification and filter unit 3 and then the inverter driving unit. The output voltage vo is stabilized by controlling the switching time of the high frequency inverter section 2 through (5).

그러나, 이러한 종래의 전원공급장치에 있어서는 교류전원(AC)의 이상상태에 의해 과전압이 입력될시 그 과전압이 출력직류전압에 곧바로 전달되므로 그 직류전압을 사용하는 기기에 손상을 줄 수 있으며 또한 그 직류전압을 사용하는 기기의 부하회로에 단락현상이 발생될시 전원공급 장치에 손상을 입히게 되는 결점이 있었다.However, in such a conventional power supply device, when an overvoltage is input due to an abnormal state of the AC power source, the overvoltage is directly transmitted to the output DC voltage, which may damage the device using the DC voltage. If a short circuit occurs in the load circuit of a device using a DC voltage, the power supply may be damaged.

본 고안은 이러한 종래의 결점을 해결하기 위하여, 절연형 다출력 스위칭모드 전원공급장치에 교류전원의 이상으로 인하여 과전압이 입력될 경나 그 출력직류전압을 사용하는 기기의 부하회로에 단락현상이 발생될시 그를 감지하여 고주파인버터부의 구동을 중지함으로써 스위칭모드 전원공급장치 및 기기를 보호할수 있게 안출한 것으로 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present invention may cause short circuits to occur when an overvoltage is input due to an abnormal AC power supply to an isolated multi-output switching mode power supply, or a load circuit of a device using the output DC voltage. By detecting the signal and stopping the driving of the high frequency inverter unit, it is possible to protect the switching mode power supply and the device. This will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 2 도는 본 고안의 절연형 다출력 스위칭모드 전원공급장치 불록도이고, 제 3 도는 제 2 도의 일실시 상세회로도로서 이에 도시한 바와같이 교류전원(AC)이 입력정류 및 필터부(1)고주파인버터부(2) 출력정류 및 필터부(3)를 통해 직류전원으로 출력되고 그 출력정류 및 필터부(3)의 제 1출력전압(vo)이 전압 제어부(4)에서 감시된후 인버터구동부(5)를 통하여 고주파 인버터부(2)이 스위칭시간을 제어하게 한 절연형 다출력 스위칭모드 전원공급장치에 있어서 상기 제 1, 제 2, 제 3 출력정류 및 필터부(31), (32), (33)의 출력측을 제너다이오드(ZD1), (ZD2), (ZD3) 및 저항 (R1), (R2), (R3) 다이오드(D1), (D2), (D3)를 각기 통해 공통접속하여 과전압 감지부(6)를 구성하고, 상기 제1출력정류 및 필터부(31)의 출력측을 저항(R4)을 통해서는 콘덴서(C1) 및 다이오드(D4)의 애노드 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 접속하고 저항(R5), (R6)을 통해서는 그 트랜지스터(Q1)의 베이스 및 저항 (R7)에 접속함과 아울러 저항(R5), (R6)을 통해서는 그 트랜지스터(Q1)의 접속점을 다이오드(D5), (D6)를 각기 통해 상기 제2, 제3 출력 및 필터부(32), (33)의 출력단자에 접속하여 단락회로감지부(7)를 구성하고 상기단락회로감지부(7)의 출력측인 다이오드(D4)의 캐소드 및 과전압감지부(6) 출력측을 저항(R8) 및 포토카플러(PC1)의 발광다이오드(PD1)에 접속하고 그 포토카플러(PC1)의 수광트랜지스터(PT1)의 에미터를 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 접속함과 아울러 저항(R9)을 통해 저항(R10) 및 트랜지스터(Q3)의 베이스에 접속하여 그의 콜렉터를 상기 인버터구동부(5)의 출력측에 접속하고 상기 입력정류 및 필터부(1)의 측력측을 저항(R12)을 통해 저항(R13) 및 제너다이오드(ZD4) 상기 트랜지스터(Q2)의 에미터 상기 수광트랜지스터(PT1)의 콜렉터에 접속하여 구동정지제어부(8)를 구성한 것으로 이와같이 구성된 본 고안의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 is a block diagram of an isolated multi-output switching mode power supply of the present invention, and FIG. 3 is a detailed circuit diagram of FIG. 2 as shown in FIG. The inverter rectifier 2 is outputted to the DC power supply through the output rectifying and filter unit 3 and the first output voltage vo of the output rectifying and filter unit 3 is monitored by the voltage control unit 4. 5, the first, second and third output rectification and filter units 31, 32, in the insulated type multi-output switching mode power supply in which the high frequency inverter unit 2 controls the switching time. Zener diodes (ZD 1 ), (ZD 2 ), (ZD 3 ) and resistors (R 1 ), (R 2 ), (R 3 ) diodes (D 1 ), (D 2 ), ( D 3 ) are commonly connected to each other to form the overvoltage sensing unit 6, and the output side of the first output rectification and filter unit 31 is connected to the capacitor C 1 and the diode D through the resistor R 4 . 4 ) Is connected to the collector of the anode transistor (Q 1 ) of the transistor) and through the resistors (R 5 ), (R 6 ) to the base and the resistor (R 7 ) of the transistor (Q 1 ), and to the resistor (R 5 ). , Through R 6 , the connection point of the transistor Q 1 is connected to the diode D 5 and the output terminal of the second and third output and filter units 32 and 33 via the D 6 , respectively. A short circuit detection unit 7 is connected to the cathode of the diode D 4 , which is an output side of the short circuit detection unit 7, and the output side of the cathode and overvoltage detection unit 6 is a resistor R 8 and a photocoupler PC. 1 ) is connected to the light emitting diode (PD 1 ) of the photocoupler (PC 1 ), the emitter of the light receiving transistor (PT 1 ) of the photocoupler (PC 1 ) to the collector of the transistor (Q 2 ), and through the resistor (R 9 ) (R 10 ) and the base of the transistor (Q 3 ), the collector thereof is connected to the output side of the inverter driver (5), and the side of the input rectifier and filter (1) side resistance Through (R 12) resistance (R 13) and a Zener diode (ZD 4) to configure the emitter drive stop control unit 8 connected to the collector of the receiving transistor (PT 1) of the transistor (Q 2) is configured in this way Referring to the effect of the present invention in detail as follows.

교류전원(AC)이 입력되면 그 교류전원(AC)은 입력정류 및 필터부(1)의 정류기 (BD1)에서 정류되고 콘덴서(C10)에서 평환되어 직류전원으로 변환된후 고주파인버터부(2)의 트랜스(T1)의 일차권선(T11)을 통해 스위칭트랜지스터(Q10)의 콜렉터에 인가된다. 또한 이때 입력정류 및 필터부(1)의 출력전압은 구동정지제어부(8)의 저항(R12)을 통해 저항(R13) 및 제너다이오드(ZD4) 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 포토카플러(PC1)의 수광트랜지스터(PT1)의 콜렉터에 인가된다.When AC power is input, the AC power is rectified in the rectifier BD 1 of the input rectifier and filter unit 1, is converted from the capacitor C 10 , converted to DC power, and then converted into DC power. It is applied to the collector of the switching transistor Q 10 via the primary winding T 11 of the transformer T 1 of 2). At this time, the output voltage of the input rectifier and the filter unit 1 is the collector photocoupler of the resistor R 13 and the zener diode ZD 4 transistor Q 2 through the resistor R 12 of the driving stop control unit 8. PC 1 ) is applied to the collector of the light receiving transistor PT 1 .

따라서, 이때 인버터구동부(5)의 제어에 의해 스위칭트렌지스터(Q10)가 빠르게 온 오프동작을 반복함으로써 트랜스(2)의 이차권선(T21, T22, T23)에 전압이 유기된후 제 1, 제 2, 제 3출력정류 및 필터부(31, 32, 33)에서 직류전압으로 정류되고 평환되어 직류전압(VO1, VO2, VO3)으로 출력된다.Therefore, at this time, the switching transistor Q 10 is rapidly turned on and off by the control of the inverter driver 5 so that the voltage is induced in the secondary windings T 21 , T 22 , and T 23 of the transformer 2. The first, second, and third output rectification and filter units 31, 32, and 33 are rectified to a DC voltage and are balanced to output DC voltages VO 1 , VO 2 , and VO 3 .

한편, 이때 제 1출력정류 및 필터부(31)이 출력전압(VO1)은 단락회로감지부(7)의 저항(R5, R6)을 통해 트랜지스터(Q1)를 온시키므로 그의 콜렉터에 저전위신호가 출력되어 다이오드(D4)는 오프상태로 되고, 또 그 출력전압(VO1)이 정상상태에서는 과전압감지부(6)의 제너다이오드(ZD1)가 오프상태로 유지되므로 구동제어부(8)의 제어입력측인 포토카플러(8)의 발광다이오드(PD1)에 저전위신호가 인가되어 그의 수광트랜지스터(PT1)는 오프상태를 유지하게 되고 이에따라 트랜지스터(Q2), (Q3)는 오프상태를 유지하게 된다.On the other hand, at this time, the first output rectification and filter section 31 output voltage VO 1 turns on the transistor Q 1 through the resistors R 5 and R 6 of the short-circuit detection section 7 and thus to its collector. When the low potential signal is outputted, the diode D 4 is turned off, and when the output voltage VO 1 is in a normal state, the zener diode ZD 1 of the overvoltage detector 6 remains off, so that the driving controller The low potential signal is applied to the light emitting diode PD 1 of the photocoupler 8, which is the control input side of (8), so that the light receiving transistor PT 1 is kept in the off state. Accordingly, the transistors Q 2 and Q 3 Will remain off.

그리고, 이때 제 1출력정류 및 필터부(31)의 출력전압(VO1)은 전압제어부(4)에서 감지된 후 인버터구동부(5)통해 고주파인버터부(2)의 스위칭트랜지스터(Q10)의 온 오프시간을 제어함으로써 상기 제 1, 제 2 출력정류 및 필터부(31-33)의 출력전압(VO1-VO3)은 안정되게 유지된다.At this time, the output voltage VO 1 of the first output rectification and filter unit 31 is detected by the voltage controller 4 and then the switching transistor Q 10 of the high frequency inverter unit 2 through the inverter driver 5. By controlling the on-off time, the output voltages VO 1- VO 3 of the first and second output rectification and filter sections 31-33 are kept stable.

그런데, 입력교류전원(AC)의 이상으로 인하여 제1출력정류 및 필터부(31)의 출력정압(VO1) 또는 제 2, 제 3 출력정류 및 필터부(32), (33)의 출력전압(VO2), (VO2)이 과전압으로 되어 과전압감지부(6)의 제너다이오드(ZD1) 또는 제너다이오드(ZD2), (ZD3)의 제너전압보다 높게될 경우는 그 제너다이오드(ZD1) 또는 제너다이오드(ZD2), (ZD3)가 온 되므로 포토카플러(PC1)의 발광다이오드(PD1)가 점등되어 수광트랜지스터(PT1)가 온된다.However, due to the abnormality of the input AC power supply AC, the output constant voltage VO 1 of the first output rectification and the filter unit 31 or the output voltages of the second and third output rectification and filter units 32 and 33. When (VO 2 ) and (VO 2 ) become overvoltages and become higher than the zener voltages of the zener diodes ZD 1 or zener diodes ZD 2 and ZD 3 of the overvoltage sensing unit 6, the zener diodes ( Since ZD 1 ) or Zener diodes ZD 2 and ZD 3 are turned on, the light emitting diode PD 1 of the photocoupler PC 1 is turned on to receive the light receiving transistor PT 1 .

이에따라 수광트랜지스터(PT1)의 에미터 고전위신호가 출력되어 트랜지스터(Q3)를 온시키므로 그의 콜렉터에 저전위 신호가 출력되어 트랜지스터(Q2)도 온시키게 된다.Accordingly, since the emitter high potential signal of the light receiving transistor PT 1 is output to turn on the transistor Q 3 , a low potential signal is output to its collector to turn on the transistor Q 2 .

따라서, 이때 포토카플러(PC1)가 오프되더라도 트랜지스터(Q2), (Q3)는 온상태를 유지하면서 고주파인버터부(2)의 스위칭트랜지스터(Q10)의 베이스에 계속 저전위신호가 인가되므로 고주파인버터부(2)의 구동이 중지되어 출력전압(VO1-VO3)이 없게 된다.Therefore, at this time, even when the photocoupler PC 1 is turned off, the transistors Q 2 and Q 3 remain on and the low potential signal is continuously applied to the base of the switching transistor Q 10 of the high frequency inverter unit 2. Therefore, the driving of the high frequency inverter unit 2 is stopped so that there is no output voltage VO 1 -VO 3 .

한편, 제 1출력정류 및 필터부(31)의 출력전압(VO1)을 사용하는 부하회로가 단락상태로 된 경우에는 전압제어부(4)에 있는 단락회로 보호기능에 의해 인버터구동부(5)의 구동을 중지시켜 고주파인터부(2)의 구동을 중지시킨다.On the other hand, when the load circuit using the output voltage VO1 of the first output rectification and the filter unit 31 is in a short circuit state, the drive of the inverter driver 5 is driven by a short circuit protection function in the voltage controller 4. Is stopped to stop the driving of the high frequency interfacing unit 2.

또, 제 2출력정류 및 필터부(32) 또는 제 3출력정류 및 필터부(33)에 연결하여 사용하는 부하회로가 단락되어 그 제 2출력정류 및 필터부(32) 또는 제 3출력정류 및 필터부(33)가 저전위상태로 된 경우에는 다이오드(D5) 또는 다이오드(D6)가 도통상태로 되어 트랜지스터(Q1)의 베이스에 저전위신호가 인가되므로 그 트랜지스터(Q1)는 오프되어 그의 콜렉터에 고전위신호가 출력되고, 이 고전위신호는 다이오드(D1)를 통하여 포토카플러(PC1)를 점등시키므로 상기의 설명에서와 같이 고주파 인버터부(2)가 구동을 중지하여 출력전압(VO1-VO3)이 출력되지 않게된다.In addition, the load circuit used in connection with the second output rectification and filter section 32 or the third output rectification and filter section 33 is short-circuited, and the second output rectification and filter section 32 or the third output rectification and when the filter unit 33 with the low potential state, the diode (D 5) or a diode (D 6), the conduction is in the state since the low potential signal to the base of the transistor (Q 1) applied to the transistor (Q 1) is The high-potential signal is output to the collector thereof, and the high-potential signal turns on the photocoupler PC 1 through the diode D 1 , so that the high frequency inverter unit 2 stops driving as described above. Output voltage (VO 1- VO 3 ) is not output.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 입력교류전원의 이상으로 인한 과전압이 출력될때나 부하회로가 단락될 경우에 그를 감지하여 고주파인버터부의 구동을 중지시키므로 과전압에 의한 기기의 손상을 방지할수 있고, 부하회로의 단락상태에 의한 다출력 스위칭모드 전원공급장치의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있게 된다.As described in detail above, the present invention detects an overvoltage output due to an abnormal input AC power supply or when a load circuit is short-circuited to stop driving of the high frequency inverter unit, thereby preventing damage to the device due to overvoltage. There is an advantage that can prevent damage to the multi-output switching mode power supply due to a short circuit condition.

Claims (1)

교류전원(AC)이 입력정류 및 필터(1)와 고주파인버터부(2), 출력정류 및 필터부(31-33)를 통하여 전류전원으로변환되고 그 제 1출력정류 및 필터부(31)의 출력전압이 전압제어부(4)에서 감지된 후 인버터구동부(5)를 통해 상기 고주파인버터부(2)의 스위칭시간을 제어하여 안정된 직류전원이 출력되게 한 절연형 다출력 스위칭모드 전원공급장치에 있어서, 상기 제 1-제 3출력정류 및 필터부(31-33)의 출력전압이 어느하나라도 과전압상태로 될때 고전위신호를 출력하게 한 과전압방지부(6)의 출력측과 상기 제 2, 제 3출력정류 및 필터부(32), (33)의 출력측이 저전위상태로 될 때 고전위신호를 츨력하게 한 단락회로감지부(7)의 출력측으로 포토카플러(PC1)가 한 번 온되면 계속 저전위 신호를 출력하게 한 구동정지제어부(8)의 포토카플러(PC1)의 발광다이오드(PD1)에 접속하고 그 구동정지제어부(8)의 출력측을 상기 인버터구동부(5)의 출력측에 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 절연형 다출력 스위칭모드 전원공급장치의 보호회로.AC power is converted into a current power source through the input rectification and filter 1, the high frequency inverter section 2, the output rectification and filter sections 31-33, and the first output rectification and filter section 31 of the Insulated multi-output switching mode power supply in which a stable DC power is output by controlling the switching time of the high frequency inverter (2) through the inverter driver (5) after the output voltage is sensed by the voltage controller (4) And an output side of the overvoltage protection part 6 which outputs a high potential signal when any of the output voltages of the first to third output rectification and filter parts 31 to 33 becomes an overvoltage state, and the second and third output voltages. When the photocoupler PC 1 is turned on once to the output side of the short-circuit detection unit 7 which outputs a high potential signal when the output side of the output rectification and the filter units 32 and 33 is in a low potential state. light emitting diode of the photo coupler (PC 1) of the low potential signal to output a drive stop control unit 8 for (PD 1) Connection and the drive stop control unit 8 output an isolated the protection of the output switching mode power supply circuit, characterized in that is configured to connect to the output side of the inverter driving unit (5).
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