KR910008720Y1 - Dc/ac 전원변환회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

DC/AC 전원변환회로

제1도는 본 고안의 회로도.

제2도는 본 고안의 동작상태를 나타낸 주요부분의 파형도.

본 고안은 DC/AC 전원변환회로에 관한 것으로, 특히 직류전원을 교류용 전원으로 이용하기 위한 DC/AC 전원변환회로에 관한 것이다.

통상 DC전원은 주로 밧데리를 의미하는 것으로, 이 밧데리를 교류 전원을 필요로 하는 전기 응용 기기에 사용할 수 없음은 자명한 일로 받아 들여 졌었다.

그러나 밧데리를 교류용으로 이용할수 있다고 한다면 그로 인하여 파생되는 효과를 지대할 것인즉, 그 실예를 들면 교류용 전기 응용기기에 밧데리를 연결하여 사용할 수 있다면 야외 등에서 휴대용으로 사용할 수 있고, 특히 가정등에서 예비전원으로 준비하게 되면 갑작스런 정전등으로 인해 발생할 수 있는 재해에 대비할 수 있는 것이다.

이제 까지는 이러한 점들에 관하여 전혀 발표된 바 없어 밧데리의 사용범위를 폭넓게 한다는 점에서 커다란 의미를 갖는것이라 할 수 있는 것이다.

따라서 본 고안의 목적은 밧데리를 교류 전원으로 변환하여 교류전압을 출력시키도록 함으로써 밧데리의 사용범위를 확대할 수 있음은 물론 이를 이용한 전기응용기기 역시 야외용으로 사용할 수 있고, 뿐만 아니라 일상생활에서 갑작스런 정전시 예비전원으로 사용할 수 있도록하는데 있으며, 상기의 목적을 실현하기 위하여 본 고안은 밧데리의 충전전압을 60㎐의 구형파로 발생시키는 타이머로 구성되는 교류발생 회로부와 교류 발생 회로부의 신호를 정의 신호와 부의 신호로 구분하여 교대로 출력하는 교류 출력 제어부와 교류 출력 제어부의 정, 부의 신호에 따라 트랜스의 1차 코일에 정, 부의 전압이 인가되도록 하는 전압인가부와, 트랜스의 2차 코일에 인가되는 교류전압을 출력시키는 출력부와, 밧데리의 출력 전압의 세기에 따라 트랜스의 2차 코일의 권선비를 조절하는 정전압 회로부들로 구성함으로써, 밧데리의 충전 전압이 트랜스의 1차코일에 정, 부의 전압으로 인가되도록 하여 트랜스의 2차 코일에서는 권선비에 따라 AC 100V의 교류전압이 출력되도록 하고, 정전압회로부에서는 안정된 AC 100V만 출력되도록 한것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의거 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

충전단자(+), (-)를 통해 외부의 AC전원이 충전회로(1)를 거쳐 충전되고 DC출력용 스위치(SW1)를 통해 DC출력단과 연결되는 밧데리(2)에 있어서, 상기 밧데리(2)는 AC출력용 스위치(SW2)를 통해 소정의 주기인 60㎐의 구형파를 발생시키기 위한 평활콘덴서(C1), (C6) 저항(R1)을 통한 정전압 공급용 제너다이오드(ZD1), 시정수 설정용 저항(R2), (R3), 콘덴서(C2)와 타이머(3)로 구성된 교류발생회로부(10)에 접속하고, 상기 교류 발생회로부(10)의 출력은 정, 부 교대로 교류전압을 출력하기 위한 인버터(A1), 버퍼(A2), (A3), 저항(R4-R7), 트랜지스터(Q1), (Q2)로 구성된 교류출력제어부(20)에 접속하되, 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스단자에는 상기 인버터(A1), 버퍼(A2), 저항(R4)를 통해서 상기 교류발생회로부(10)의 반전된 구형파가 인가되게 접속하고, 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스단자에 버퍼(A3), 저항(R5)를 통해 구형파가 인가되게 접속한다.

상기 교류출력제어부(20) 각각의 출력전압은 트랜스(T)의 1차측에 정, 부 전압을 교대로 인가하기 위한 파워 트랜지스터(Q3), (Q4), 역전압방지용 다이오드(D1), (D2)로 구성된 전압인가부(30)에 접속하고, 상기 트랜스(T)의 1차측으로부터 유기된 교류전압을 출력시키기 위한 트랜스(T)의 2차측에는 트랜스(T)의 권선전압을 선택하는 릴레이스위치(SW3), 서저전압방지용 저항(R8), 콘덴서(C3), 브리지다이오드(4), 평활콘덴서(C4), 저항(R9), 발광다이오드(LED)로 구성된 출력부(40)를 접속하며, 상기 AC출력용 스위치(SW2)에는 상기 밧데리(2)의 출력전압세기에 따라 트랜스(T)의 2차측 권선을 조절하여 안정된 출력전압을 얻기 위한 저항(R11), 가변저항(UR), 저항(R12), 평활용콘덴서(C5)로 구성되는 기준전압과 저항(R10) 제너다이오드(ZD2)로 구성된 정전압을 비교하는 비교기(5)와 이 비교기(5)의 출력 전압에 따라 온. 오프 구동하면서 릴레이(RY)를 온. 오프 구동시키는 트랜지스터(Q5), 저항(R13), 다이오드(D3)로 구성된 정전압회로부(50)를 접속 구성하여서 된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 충전회로(1)를 통한 AC전원이 충전된 밧데리(2)의 충전전압을 직류용 전기 응용기기나 직류용 전자응용기기에 이용할 경우에는 스위치(SW1)를 접속시킨 상태에서 DC출력단과 연결하여 사용할 수 있고, 교류용 전기 응용기기에서 이용할 경우에는 스위치(SW2)를 접속시킨 상태에서 AC출력단과 연결하여 사용할 수 있는 것으로, 여기서 교류용 전기 응용기기를 연결하여 사용하는 경우의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.

스위치(SW2)의 접속에 따라 밧데리(2)의 충전전압은 교류발생회로부(10)의 콘덴서(C1)에 의하여 평활되면서 저항(R1) 및 제너다이오드(ZD1)를 거쳐 일정한 전압이 타이머(2)의 전원으로 인가된다.

이에따라 저항(R2), (R3) 및 콘덴서(C2)에 의해 임의로 주기가 설정된 타이머(3)에서는 제2a도와 같은 60㎐의 구형파가 출력된다.

이와같이 교류발생회로부(10)에서 출력되는 60㎐의 구형파는 교류출력제어부(20)의 인버터(A1)에서 반전되고 버퍼(A2)와 저항(R4)을 통하여 제2b도와 같은 파형이 트랜지스터(Q1)의 베이스로 인가되는 한편, 버퍼(A3)와 저항(R5)을 거쳐 제2c도와 같은 파형이 트랜지스터(Q2)의 베이스로 인가된다.

그러므로 교류출력제어부(20)에서는 두 트랜지스터(Q1) 및 (Q2)가 교대로 도통하면서 콜렉터로 인가되는 밧데리(20)의 충전전압이 전압인가부(30)의 파워 트랜지스터(Q3) 및 (Q4)의 베이스로 교대로 인가되도록 한다.

즉, 트랜지스터(Q1)의 베이스로 "H"가 인가될 때에는 트랜지스터(Q2)의 베이스로 "L"가 인가되는 상태이므로 상기 트랜지스터(Q1)가 도통될때 이의 콜렉터로 인가되는 충전전압을 그라운드시키게 되어 전압인가부(30)의 트랜지스터(Q3)가 오프되고 상기 트랜지스터(Q2)가 오프될때에는 이의 콜렉터로 인가되는 충전 전압이 트랜지스터(Q4)의 베이스로 인가되어 트랜지스터(Q4)를 구동시키게 된다.

이와같이 타이머(3)의 출력인 60㎐의 구형파가 인버터(A1)에 의해 반전되거나 직접 두 트랜지스터(Q1) 및 (Q2)의 베이스로 인가되면서 구형파의 주기만큼 교대로 도통시키므로 이의 콜렉터와 베이스가 각각 접속된 전압인가부(30)의 두 파워 트랜지스터(Q3) 및 (Q4)로 교대로 도통되게 된다.

따라서 전압인가부(30)에서는 트랜스(T)의 중간탭(P)으로 인가되는 밧데리(2)의 충전전압이 파워 트랜지스터(Q3)의 콜렉터-에미터를 통하여 그라운드 되도록 하거나, 파워 트랜지스터(Q4)의 콜렉터-에미터를 통하여 그라운드되도록 하면서 트랜스(T)의 1차 코일(t1)에는 교류발생회로부(10)의 구형파와 같은 60㎐의 주기를 갖고 충전전압보다 2배인 제2d도와 같은 파형의 전압이 생성되게 된다.

이와같이 트랜스(T)의 1차 코일(t1)에 생성된 전압은 트랜스(T)의 2차 측에 유기되어 트랜스(T)의 2차 측에서는 권선비에 따라 정현파와 약간 다른 실효치가 AC 100V인 제2e도와 같은 전압을 2차 코일(t2)에서 얻게되고 이 AC 100V의 전압은 출력부(40)의 저항(R8), 콘덴서(C3)에 의하여 서지전압이 제거되면서 브리지정류 회로(4)를 경유하여 발광 다이오드(LED)를 점등시켜 외부로 AC전원이 출력되고 있음을 알려주는 동시에 AC출력단을 통하여 전기응용기기로 공급된다.

한편, 정전압 회로부(50)에서는 상기 밧데리(2)의 충전전압이 저항(R10) 및 제너다이오드(ZD2)를 경유하여 항상 일정한 정상 전압으로 반전 입력단(-)에 입력되고, 저항(R11), (R12) 및 가변저항(VR)에 의하여 충전전압의 크기에 따라 변하는 설정값으로 비반전 입력단(+)에 입력되는 비교기(5)를 통해서 두 입력단의 전압을 비교하도록 함으로서, 밧데리(2)의 충전전압이 정상 상태일 때에는 저항(R11), (R12) 및 가변저항(VR)을 통해서 비반전 입력단(+)의 입력되는 전압이 정상 전압인 반전입력단(-)보다 커지므로 비교기(5)의 출력이 "H"가 되면서 트랜지스터(Q5)를 구동시키고, 이에 따라 릴레리(RY)가 구동하면서 릴레이 스위치(SW3)의 가동 접점(C)이 트랜스(T)의 2차 코일(t2)의 탭(P1)에 접속된 고정접점(b)과 접하도록 하여 트랜스(T)의 1차 측에서 출력되는 전압이 AC 100V가 되도록 하는 한편, 밧데리(2)의 충전전압이 방전등에 의하여 정상전압보다 낮아질 경우에는 비반전 입력단(+)의 입력 전압이 정상전압보다 낮아져 비교기(5)의 출력은 "L"가 되므로 스위칭 트랜지스터(Q5)를 오프시키면서 릴레이(RY)도 구동하지 않도록 하여 릴레이 스위치(SW3)의 가동접점(C)이 트랜스(T)의 2차코일(t2)의 한쪽끝과 접속된 고정접점(a)과 접하도록 하고, 이에 따라 정상전압이 인가될 때보다 2차 코일(t2)의 권선비가 증가되도록 하여 인가전압의 차이를 보상하면서 항상 AC 100V가 출력되도록 한 것이다.

따라서 본 고안의 밧데리(2)의 충전전압이 교류 발생회로부(10)에서 구형파로 바꾸고 교류출력제어부(20)에서는 구형파를 정의신호부와 부의 신호로 구분하여 교대로 출력하며, 교류 출력제어부(20)의 정, 부의 신호에 따라 전압인가부(30)에서 트랜스(T)의 1차 코일(t1)에 정, 부의 전압이 인가되도록 하여 출력부(40)에서 AC 100V가 출력되도록하되, 정전압 회로부(50)에서는 밧데리(2)의 충전 전압이 정상전압 인가를 감지하여 트랜스의 2차 코일(t2)의 권선비를 조절함으로서 항상 가격의 AC 100V만 출력되도록 하여 교류용 전기 응용기기를 야외등에서 사용할때나 가정에서 정전시에 대비한 비상용으로 이용할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 외부의 AC전원이 충전되고 DC출력용 스위치(SW1)을 통해 DC 출력단으로 직류전압을 출력시키도록 한 밧데리에 있어서, 상기 밧데리(2)는 AC출력용 스위치(SW2)를 통해 소정주기의 구형파신호를 발생시키기위한 평활콘덴서(C1), (C6), 저항(R1-R3), 제너다이오드(ZD1), 타이머(3)로 구성된 교류발생회로부(10)와, 상기 교류발생회로부(10)에서 발생된 구형파신호를 정, 부 신호로 구분하여 교대로 출력시키기 위한 인버터(A1), 버퍼(A2), (A3), 저항(R4-R7), 트랜지스터(Q1), (Q2)로 구성된 교류출력제어부(20)와, 상기 교류출력제어부(20)에서 출력되는 정, 부신호를 트랜스(T)의 1차측에 교대로 인가시키는 위한 트랜지스터(Q3), (Q4), 다이오드(D1), (D2)로 구성된 전압인가부(30)와, 상기 트랜스(T)의 1차측으로부터 유기된 교류전압을 출력시키기 위한 트랜스(T)의 2차측, 릴레이스위치(SW3), 저항(R8), (R9), 콘덴서(C3), (C4), 브리지다이오드(4), 발광다이오드(LED)로 구성된 출력부(40)와, 상기 밧데리의 출력전압세기에 따라 상기 트랜스(T)의 권선을 가변설정 제어하여 출력부(40)에서 안정된 전압이 출력하도록 한 저항(R10-R13), 콘덴서(C5), 가변저항(VR), 제너다이오드(ZD2), 비교기(5), 릴레이(RY), 트랜지스터(Q5)로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 DC/AC 전원변환회로.