KR910005110B1 - 과전압 검출 및 보호회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

과전압 검출 및 보호회로

제1도는 본 발명의 회로도.

제2도는 제1도의 동작파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10-40 : 과전압검출부 50 : 표시부

60-90 : 전원차단부

본 발명의 디지털 회로에 공급되는 전원의 과전압 유무를 검출하여 과전압 발생시 해당 전원을 차단하는 동시에 해당상태를 표시할 수 있는 회로에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 회로의 공급전원을 ±5V 및 ±12V를 사용하고 있는 데, 이들 전원이 불안정하게 되면 시스템이 오동작하게 된다.

그러므로 상기 전원들의 상태를 확인하여 정확한 레벨의 전원을 시스템에 공급하여야 하는데, 종래에는 단순히 전원의 레벨만 검사하여 전압 레귤레이터(Voltage regulator)의 출력상태를 차단시키는 기능만을 수행하였으므로, 전원전압의 이상이 어떤 상태인지 알 수 없었으며, 또한 정확한 기준전압의 설정이 어려워 전원 변동에 대한 신뢰성이 저하됐었다.

따라서 본 발명의 목적은 디지털 회로에 공급되는 각각 전원에 대한 정확한 기준전압을 설정하여 정확하게 전원전압의 변동을 검출할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 전원전압이 과전압상태일시 해당 전원의 상태를 표시하는 동안 차단할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 회로도로서, 저항(R11-R13) 및 제1전압검출기(VT11)로 구성되어 과전압상태일시 제1전원전압의 상태를 제1설정 기준전압과 비교하여 과전압상태일시 제1이상신호를 발생하는 제1과전압검출부(10)와, 저항(R21-R23) 및 제2전압검출기(VT21)로 구성되어 제2전원전압의 상태를 제2설정 기준전압과 비교하여 과전압 상태일시 제2이상신호를 발생하는 제2과전압검출부(20)와, 저항(R31-R35), 연산증폭기(OP31) 및 제3전압검출기(VT31)로 구성되어 상기 제2전원과 극성이 반대인 제3전원전압의 극성을 반전하여 상태를 상기 제2설정기준전압과 비교하여 과전압 상태일시 제3이상신호를 발생하는 제3과전압검출부(30)와, 저항(R41-R45), 연산증폭기(OP41) 및 제4전압검출기(VT41)로 구성되어 상기 제1전원과 극성이 반대인 제4전원전압의 극성을 반전하여 상태를 상기 제1설정 기준전압과 비교하여 과전압 상태일시 제4이상신호를 발생하는 제4과전압검출부(40)와, 낸드게이트(NG51), 인버터(IG51) 및 표시기(LD1-LD2)로 구성되어 상기 제1-제4검출부(10-40)의 출력을 논리 조합하여 어느 하나라도 이상신호 발생시 과전압 상태를 표시하는 표시부(50)와, 트랜지스터(Q61) 및 저항(R61)으로 구성되어 상기 제1과전압 검출부(10)에서 제1이상신호 발생시 스위칭되어 제1전원의 통로를 차단하는 제1전원차단부(60)와, 트랜지스터(Q71) 및 저항(R71)으로 구성되어 상기 제2과전압검출부(20)에서 제2이상 신호 발생시 스위칭되어 제2전원의 통로를 차단하는 제2전원차단부(70)와, 트랜지스터(Q89) 및 저한(R81)으로 구성되어 상기 제3과전압 검출부(30)에서 제3이상신호 발생시 스위칭되어 제3전원의 통로를 차단하는 제3전원차단부(80)와, 트랜지스터(Q91) 및 저항(R91)으로 구성되어 상기 제4과전압검출부(40)에서 제4이상신호 발생시 스위칭되어 제4전원의 통로를 차단하는 제4전원차단부(90)로 구성된다.

여기서 제1 및 제2과전압검출부(10,20)는 정의 전압을 갖는 제1 및 제2전원의 과압상태를 검출하는 제1검출수단이 되고, 제3 및 제4과전압검출부(50,40)는 부의 전압을 갖는 제3 및 제4전원의 과전압 상태를 검출하는 제2검출수단이 되며, 제1 및 제2전원차단부(60,70)는 상기 제1검출수단에서 검출한 이상신호의 전원통로를 차단하는 제1차단수단이 되고, 제3 및 제4전원차단부(80,90)는 상기 제2검출수단에서 검출된 이상신호의 전원통로를 차단하는 제2차수단이 된다.

제2도는 제1도의 각부의 동작 파형도로서, (2a)와 같이 제1-제4과전압검출부(10)가 각각 (2b)-(2e)와 같이 각 전원차단부(60-90)가 전원을 차단하게 됨을 도시하고 있다. 상술한 구성에 의거 본 발명을 제3도 및 제4도를 참조하여 상세히 설명하면, 전압검출기(VT11-VT 14)는 과전압 검출회로로서, 공급전압이 부하로서 동작하는 디바이스의 허용 전압 또는 회로에서 설정한 기준치를 초과하게 되면, 각 전압검출기의 출력을 ＂로우＂상태에서 ＂하이＂상태로 전환하여 과전압이 발생했다는 것을 에러표시기(LD51)를 통하여 알리게 된다. 상기 각 전압검출기(VT11-VT14)는 +5V에 의하여 구동되며, 출력레벨은 공급전압의 레벨과 동일한 값을 가지는 하이레벨과 제로레벨값을 갖는 로우레벨로 나타나게 된다.

여기서 제1전압검출기(VT11)는 제1전원인 +5V의 저압변동을 검출하고, 제2전압검출기(VT21)는 제2전원인 +12V의 전압변동을 검출하며, 제3전압검출기(VT31)는 제3전원인 -12V의 전압변동을 검출하고, 제4전압검출기(VT41)는 제4전원인 -5V의 전압변동을 검출하게 된다. 상기 제1-제4전압검출기는 ICL 8211으로서 드레쉬 홀드 기준전압은 내부 회로에 의해 전해져 있으므로, 각각의 저항들을 이용하여 해당 전원의 변동전압 허용치를 설정한다. 먼저 제1전원인 +5V의 경우에는 저항(R11)을 5KΩ으로 저항(R12)을 1KΩ으로 설정하면, +6.5V이상의 과전압이 인가될시, 제1전압검출기(VT11)의 드레쉬 홀드 입력단자(Vth)로 1.15V의 이상의 전압이 인가되어 제1전압검출기(VT11)는 출력단자＂하이＂ 신호를 발생한다. 이때 저항(R12)는 제1전압검출기(VT11)의 히스테리시스 특성을 결정하는 저항으로서, 로우트립 볼테지(low trip voltage)는 하기 (1)식에 의해 결정되고, 하이트립 볼테지(high trip voltage)는 하기 (2)식에 결정된다.

따라서 제1전압검출기(VT11)는 제1전원이 +6.5V이상 인가되면 드레쉬 홀드 입력단자로 1.15V이상의 전압이 인가되므로 과전압으로 간주하여 ＂하이＂신호를 발생한다. 상기 제1전압검출기(VT11)가 ＂하이＂신호를 발생하면 노아게이트(NG51)를 통하여 액티브상태에 있던 표시기(LD52)를 오프시키고, 에러상태의 표시기(LD51)를 ＂온＂시켜 과전압이 발생되었음을 표시한다. 또한 상기 ＂하이＂신호는 트랜지스터(Q61)의 베이스단으로 인가되어 트랜지스터(Q61)를 ＂온＂시키므로서 부하에 공급되고 있던 제1전원을 차단시킨다.

그러나 제1전원이 +6.5V이하로 인가되면, 전압검출기(VT11)의 드레쉬 홀드 기준전압이 1.15V보다 낮게되어 출력은 ＂로우＂신호를 발생한다. 그러면 상기 상황과 반대로 동작되어 액티브 표시기(LD52)가 ＂온＂되며, 트랜지스터(Q61)는 ＂오프＂상태에 있게되어 제1전원을 부하로 공급된다.

두 번째로 제2전압검출기(VT21)는 +12V인 제2전원의 레벨을 감시하여야 하므로, 드레쉬 홀드 기준전압인 1.15V를 맞추기 위해 저항(R21)을 5.5KΩ으로, 저항(R22)을 0.5KΩ으로 설정한다. 이때 저항(R22)은 리스테리시스 특성을 상기 (1)(2)식과 같이 결정하는 저항이 된다. 따라서 +13.5V이상의 제2전원이 인가되면, 제2전압 검출기(VT21)의 드레쉬 홀드 전압 입력도 +1.15V이상으로 되어 과전압 검출상태의 ＂하이＂신호를 발생하며, 그 이하의 제2전원이 발생되면 ＂로우＂신호를 발생한다.

상기 제2과전압 검출기(VT21)의 하이출력은 트랜지스터(Q71)의 베이스 입력전압을 제로상태에서 +5V이상으로 공급시키므로서, 컬렉터를 통하여 부하에 공급되는 +12V의 전압을 차단시키기 되고, 노아게이트(NG51)를 통하여 액티브 상태를 나타내는 표시기(LD52)를 오프시키고 과전압이 발생했음을 나타내는 표시기(LD51)를 온시키게 된다.

세번째로부터 전원인 제3전원과 제4전원(-12V 및 -5V)의 상태를 검출하기 위해서 각 전압 검출기(VT31,VT41)로는 분배 저항(R31,R32,R41,R42)에 의하여 제공되는 전원이 드레쉬 홀드 입력에는 절대값이 동일한 전의 전원으로 변환되어 공급되어야 한다.

따라서 부의 드레쉬 홀드 입력 전압을 전의 입력 전압으로 변환하기 위하여 제3 및 제4전압검출기(VT31,VT41)의 드레쉬 홀드 입력 전단에 연산증폭기(OP31), 저항(R34,R35) 및 연산증폭기(OP41), 저항(R43,R44)로 구성된 극성 반전기를 설치한다. 제3전원이 -13.5V이하로 인가되면 저항(R31,R32)에 의해 발생된 -1.15V이상의 부의 기준전압은 연산증폭기(OP31)를 통하여 정의 전압으로 변환되어 드레쉬 홀드 입력에 공급되고, 이에 따라 제3전압 검출기(VT31)의 출력은 ＂하이＂신호를 발생하게 된다. 그러나 전압 변동에 의하여 제3전원이 13.5V이상 공급되면 제3전압 검출기(VT31)는 출력을 ＂로우＂신호로 반전시키게 된다. 또한 제4전압 검출기(VT41)도 상기와 같은 과정으로 -6.5V이하의 제4전원이 인가되면 출력은 ＂하이＂신호를, -6.5V이상의 제4전원이 인가되면 ＂로우＂신호를 발생하게 된다.

또한 극성 반전을 행하는 연산증폭기(OP31,OP44)의 각 입력전압은 다시 각각 저항(R35) 및 (R45)를 통해 트랜지스터(Q81) 및 (Q91)의 베이스 입력전압으로 공급된다. 따라서 제3 및 제4전압검출기(VT3,VT4)에 의해 검출되는 공급전압이 -13.5V 또는 -6.5V이하로 떨어질 때 제3 또는 제4전압검출기(VT3,VT4)의 출력레벨은 로우상태에서 ＂하이＂상태로 전환되어 전압이상이 발생했음을 표시기(LD51)를 통하여 알리게 된다. 그리고 트랜지스터(TR3,TR4)의 베이스 입력전압을 -0.7V이하로 공급하므로서 -12V 및 -5V에 의하여 부하에 공급하고 있는 전압을 차단하게 되므로 공급전압의 과도한 변동에 의한 회로의 손상을 보호하게 된다.

상술한 바와 같이 디지털회로에 전원공급시 회로의 허용 또는 기준전압 세팅에 의한 과전압 유무를 검출 할 수 있으며, 과전압 공급시 회로가 공급되는 전압을 차단할 수 있으므로서 시스템을 보호할 수 있는 동시에 신뢰성 및 효율성을 증대시킬 수 있으며, 적용범위가 넓어 표준화를 이룰 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 디지털회로에 공급되는 전원전압들의 과전압 유무를 검출하며, 과전압 검출시 해당 상태를 표시하는 동시에 해당 회로로 공급되는 전원전압을 차단하는 과전압 검출 및 보호회로에 있어서, 정의 전압을 갖는 전원들의 과전압 허용치를 설정하여 내부의 드레쉬 홀드 기준전압과 비교한 후 해당 전원들에 대한 과전압 검출유무 신호를 발생하는 제1검출수단과, 부의 전압을 갖는 전원들의 과전압 허용치를 설정하여 극성을 반전시킨 후 내부 드레쉬 홀드 기준전압과 비교하여 해당 전원들에 대한 과전압 검출유무 신호를 발생하는 제2검출수단과, 상기 제1 및 제2검출수단의 출력을 논리 조합하여 과전압 검출신호를 발생시 해당 상태를 표시하는 과전압 검출 표시 수단과, 상기 제1검출수단과 해당전원을 동작전원으로 공급받는 부하사이에 연결되어 과전압 검출신호 발생시 스위칭되어 해당 전원의 통로를 차단하는 제2차단수단으로 구성됨을 특징으로 하는 과전압 검출 및 보호회로.

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