KR920007133Y1

KR920007133Y1 - 입력 교류 전원 검출을 이용한 적정 전압 스위칭회로

Info

Publication number: KR920007133Y1
Application number: KR2019900014401U
Authority: KR
Inventors: 조성재
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1990-09-19
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1992-10-02
Also published as: KR920007121U

Abstract

내용 없음.

Description

입력 교류 전원 검출을 이용한 적정 전압 스위칭회로

제1도는 종래의 회로도.

제2도는 제1도의 정류파형도.

제3도는 본 고안의 일실시예시도.

제4도는 본 고안의 다른 실시예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

T2 : 트랜스포머 10 : 선택 정류 수단

20 : 변동 검출수단 1 : 안정화수단

본 고안은 전원회로에 관한 것으로 특히 입력 교류 전원의 변동을 감지하여 적당한 전원을 선택하므로서 레귤레이터에서 소모되는 전력량을 줄이고 항상 알맞은 직류 전원을 출력하는 회로에 관한 것이다.

일반적으로 모든 가전 제품을 설계하는데 있어서 입력 교류 전원의 변동율은 ±15%까지는 고려되야 한다.

즉, -15%에서도 직류 출원 전압이 나와야 하고, +15%에서도 같은 직류 전압이 나와야 한다. 예를 들어 상기 교류 전원을 240V라고 할 때 -15%에서 출력 직류 전압이 규정값을 유지히기 위해서는 다음과 같은 조건이 만족되야 한다.

제1도에서 레귤레이터(RG)의 입력 전압(VC1)은 레귤레이터(RG)가 12V로 레귤레이팅 한다고 할 때 12V보다 적어도 2V더 커야 하므로 입력전압(VC1)의 리플 전압중 최소치가 14V가 되어야 한다.

그러므로즉 -15%의 전원이 들어올때트랜스포머(T₁)의 2차측 전압(Vc)은을 만족해야 한다.

이제 +15% AC전원이 들어올 때 상기 2차측 전압(Vc)은이때 상기 레귤레이터(RG)가 7812라고 할때 입력 전압은=1.3 5Vc-1.4이다.

의 평균 전압그러므로 -15%일때와 +15%일때의 전압 차이는그러므로 -15%일 때 상기 레귤레이터(RG)에서 소모되는 전력 p(-15%)는 P(-15%)=[

+15%일때 상기 레귤레이터(RG)에서 소모되는 전력 P(+15%)는 P+15%)=[Vc(+15%)AV-12]·I=[1.35Vc-1.4--12]·I=[7.39=t]·I +15%일때와 -15%일때의 전력차 [P즉 +15% 일때가 -15%일 때보다 전력의 소모는 위의 식 안큼 더 크게 되므로 히트 싱크(Heat sink)가 크게 된다.

에 비례하고 캐패시터의 용량 C1에 반비례 함을 알 수 있다.

예로라고가정하면,15%)=4.1[W]이 된다.

결국 히트싱크는 10.9〔W〕를 견디도록 설계해야 하며 전류(I)가 커질수록 P(diff)는 커지므로 히트 싱크는 심각한 문제가된다.

따라서 본 고안의 목적은 입력 교류 전원을 정류 평활할 시 발생하는 전력손실을 최소로 함으로서 레귤레이터에서 발생하는 열을 줄일 수 있는 회로를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 다수의 2차 출력단을 갖는 트랜스포머를 구성하여 입력 교류 전원이 변동할 시 그를 검출하여 상기 다수의 2차 출력단중 규정치에 가까운 값을 선택하여 정류하므로서 입력 교류 전원이 변동하더라도 안정적 동작을 할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 트랜스포머를 통해 상용 교류 전원을 2차 전압으로 변환하고 그 전압의 상태를 검출하여 상기 상용 교류 전원의 상태를 판별하고 그에 맞게 상기 상용 교류 전원을 상기 트랜스포머의 입력에 절환 접속하는 회로를 제공함에 있다.

이하 첨부한 도면을 참조로 본 고안을 상세히 설명한다.

제3도는 본 고안의 일 실시예시도로서, 상용 교류 전원을 받아 제1,2 전압(V1, V2)으로 강압하는 트랜스포머(T2)와, 상기트랜스포머(T2)의 제1,2전압(V1,V2)을 소정 전압 대응신호에 따라 선택적으로 전파 정류하는 선택 정류 수단(10)과, 상기 트랜스포머(T2)가 강압한 제2전압(V2)를 받아 상기 상용 교류 전원의 전압을 검출하여 그에 대응하는 전압 대응 신호를 생성하여 상기 선택 정류 수단(10)에 공급하는 전압 검출수단(20)과, 상기 선택 정류 수단(10)이 선택 정류한 전원을 안정화하여 소정 부하(RC)에 공급하는 안정화수단(1)으로 구성한다.

그리고 상기 선택 정류 수단(10)은 제1전압(V1)을 교류입력단(A1, A2)으로 받아 전파 정류하여 접지된-출력단(B1)과 +출력단(B2)으로 출력하는 브리지 정류수단(11)과, 제2전압(V2)를 전압 대응 신호에 따라 선택적으로 정류하여 상기 브리지 정류수단(11)에 가산하는 제어정류수단(12)으로 구성하며, 상기 제어정류수단(12)은 실리콘 제어 정류소자(SC1, SC2)로 구성한다.

또한 상기 전압 검출수단(20)은 제2전압(V2)을 반파 정류하는 반파 정류수단(D5)과, 상기 반파 정류수단이 정류한 것을 평활하는 평활수단(C3)과, 상기 평활수단(C3)이 평활한 값이 소정값 이상이면 통과시키는 제1스위칭수단(ZD1)과, 상기 평활수단(C3)이 평활한 값을 전원으로 하여 제1스위칭 수단(ZD1)이 통과시키는 값에 따라 스위칭 되어 전압 대응 신호를 생성 출력하는 제2스위칭 수단(21)으로 구성한다.

따라서 상기한 구성에 의거 본 고안의 일 실시예를 상세히 설명한다.

먼저 본 고안의 원리를 설명한다.

본 고안은 통상의 상용 교류 전원을 사용하여 정류원으로 이용할 시, 때에 따라 발생할 수 있는 상기 상용 교류전원의 변동에 대응하여 동작하는 것으로, 상기 변동의 폭을 ±15%라고 가정할 때 2차 전압을 만들기 위해 트랜스포머(T2)를 이용하여 상기 상용 교률 전원을 강압하고 분압하여 제1전압(V1)과 제2전압(V2)으로 만든 뒤 상기 제2전압(V2)이 제1전압(V1)보다 큰 값으로 되게 하고, 상기 제2전압(V2)은 상기 상용 교류 전원의 변동이 -15%로 변동될 때 필요로 하는 전압값에 근접하게 하며, 상기 제1전압(V1)은 상기 상용 교류 전원의 변동이 +15%방향으로 변동될 때 필요로 하는 전압값에 근접하게 한 뒤, 상기 제2전압(V2)의 변동을 검출하여 상기 상용 교류 전원의 변동을 감지하고 그에 따른 제어신호를 만들어 그에 따라 상기 상용 교류 전원이 기준값에서 양으로 변동할 시는 상기 제1전압(V1)을 선택하고 상기 상용 교류 전원이 기준값에서 음으로 변동할 시는 상기 제2전압(V2)을 선택하여 정류함으로서, 상기 상용 교류 전원이 변동하더라도 항시 안정하게 동작하고 균일한 전압을 부하에 공급할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 원리를 실현하기 위해 상기 제3도를 구현하였고 이하 그의 동작을 설명한다.

상기 상용 교류(ACV)가 입력될때 상기 트랜스포머(T2)는 제1전압(V1)과 제2전압(V2)을 출력하게 된다. 이때 상기 제1전압(V1)과 제2전압(V2)은 선택 정류수단(10)에 공급되며, 특히 상기 제2전압은 전압 검출수탄(20)에 동시 공급된다.

상기 전압 검출수단(20)은 반파 정류수단(D5)과 평활수단(C3)을 통해 상기 제2전압(V2)을 정류 평활한 뒤 제1스위칭 수단(ZD1)과 제2스위칭수단(21)을 통해 상기 제2전원(V2)의 전압상태를 검출하므로서 입력 상용 교류의 전압상태를 검출하여 그에 대응한 전압 대응 신호를 생성한다.

이때 상기 전압대응신호의 구체적인 생성과정을 실펴보면 상기 반파 정류 수단(D5)과 평활수단(C3)을 통해 정류된 전압이 상기 상용 교류 입력이 증가하여 증가하게 되면 상기 제1 스위칭 수단(ZD1)이 도통하여 트랜지스터(Q1)를 턴온시킨다. 그러나 상기 상용 교류 입력이 증가하지 않거나 감소하게 되면 상기 제1 스위칭 수단(ZD1)은 도통하지 않아 상기 트랜지스터(Q1)는 오프 상태에 머물게 된다. 이때 상기 전압대응 신호는 상기 제2스위칭 수단(21)언 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에서 검출되므로 상기 상용 그류 입력이 증가하면 로우상태가 되고 상기 상용 교류 입력이 그 반대이면 하이 상태가 된다.

그리고 상기 전압대응신호는 상기 선택 정류 수단(10)중 제어정류수단(12)에 입력되어 제어정류 수단(12)의 정류상태를 온, 오프시킨다.

만일 상기 입력 교류 전원이 변동하여 증가하였다면 상기 전압 검출수단(20)에서는 상술한 동작으로 로우상태의 전압대응신호를 출력하여 상기 제어 정류수단(12)이 정류할 수 없게 한다. 이로써 상기 선택 정류수단(10)은 제1 전압(V1)을 정류하여 출력하게 된다.

한편 만일 상기 상용 교류 입력이 변동하여 그 값이 낮아졌다면 상기 전압 검출 수단(20)에서는 하이의 전압대응 신호를 출력하여 상기 로우상태에서 동작하지 않았던 제어정류수단(12)을 트리거시켜 동작시키므로서 상기 제2전압(V2)을 정류하게 된다.

즉, 상기 상용 교류 입력이 증가하는 방향으로 변동하면 상기 선택 정류수단(10)은 제1전압(V1)을 정류하고, 상기 상용 교류입력이 감소하는 방향으로 변동하면 상기 선택 정류수탄(10)은 제2전압(V2)을 정류하므로서 상기 선택 정류수단(10)의 출력에는 변화가 적은 안정한 상태의 출력을 얻을 수가 있다.

그리고 상기 선택 정류수단(10)의 출력은 안정화수단(1)에서 안정화될 때 입력과 출력간의 전압차를 줄여주므로서 안정화수단(1)에서 소비되는 전력을 최소화시킬 수 있게 한다.

제4도는 본 고안의 다른 실시예시도로서, 상용 교류 전원을 받아 변동검출전압(V3)과 사용 전압(V4)으로 강압하고 분압하는 트랜지포머(T3)와, 상기 변동검출전압(V3)을 받아 상기 상용 교류 전원의 상태(110V/220V)를 검지하여 그에 대응한 절환신호를 생성하는 변동검출 수단(101)과, 상기 절환신호를 받아 상기 상용 교류 전원을 상기 트랜지포머(T3)의 입력에 절환 입력하는 스위칭 수단(100)과, 상기 절환신호의 엣지부분을 검출하는 엣지 검출수단(102)과, 상기 엣지 검출수단(102)의 신호를 받아 소정 시간 동안 상기 사용전압을 차단하였다가 출력하는 차단수단(103)과, 상기 차단수단(103)의 출력을 정류하는 정류부(104)로 구성한다.

따라서 상기한 제4도의 구성에 의거 본 고안의 다른 실시예를 간단히 설명한다.

상기 제4도의 구성중 변동 검출수단(101)은 상기 제2도의 전압 검출 수단(20)과 동일한 기능 및 구성을 가진것으로서 여기서는 상기 상용 교류 전원이 110V 인지 220V인지를 검지하게 되며 그 상태에 따라 절환신호를 발생시켜 출력한다.

상기 절환신호는 상기 스위칭 수단(100)의 제어신호로서 작용하여 상기 상용 교류를 상기 트랜스포며(T3)의 110V 또는 220V 입력단에 상태에 따라 맞게 절환하여 공급하므로서 상기 사용전압(V4)의 상태를 상기 상용 교류전원의 상태에 관계없이 일정하게 할 수 있다.

즉 입력 상용 교류 전원이 110V와 220V에 관계없이 항시 정류부(104)의 입력에는 규정치 내의 전압이 유기된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 정류함에 있어 입력 교류 전원이 변동하더라도 자동으로 그에 대응한 동작을 하여 정류수단 바로 앞단에는 항상 규정치내의 값을 유지시킬 수 있는 이점이 있으며, 그로 인해 상기 정류수단 및 안정화 수단에서의 전력 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims

입력전원의 변동상태에 대응하여 정류하는 정류회로에 있어서, 상용 교류 전원을 받아 제1, 2 전압(V1, V2)으로 강압하는 트랜스포머(T2)와, 상기 트랜스포머(T2)의 제1, 2 전압(V1, V2)을 소정 전압 대응신호에 따라 선택적으로 전파 정류하는 선택정류수단(10)과, 상기 트랜스포머(T2)가 강압한 제2전압(V2)를 받아 상기 상용교류 전원의 전압을 검출하여 그에 대응하는 전압대응신호를 생성하여 상기 선택정류수단(10)에 공급하는 전압검출수단(20)과, 상기 선택정류 수단(10)이 선택 정류한 전원을 안정화하여 소정부하(RL)에 공급하는 안정화수단(1)으로 구성함을 특징으로 하는 입력 교류 전원 검출을 이용한 적정 전압 스위칭회로.
제1항에 있어서, 선택 정류수단(10)이, 제1 전압(V1)을 교류입력단(A1, A2)으로 받아 전파 정류한후 그를 +출력단(B2)과 접지된 -출력단(B1)으로 출력하는 브리지 정류수단(11)과, 제2 전압(V2)를 전압대응신호에 따라 선택적으로 정류하여 상기 브리지 정류수단(11)의 출력에 가산하는 제어정류수단(12)으로 구성함을 특징으로 하는 입력 교류전원 검출을 이용한 적정전압 스위칭회로.
제1항에 있어서, 전압 검출수단(20)이, 제2 전압(V2)을 반파 정류하는 반파 정류수단(D5)과, 상기 반파정류수단이 정류한 것을 평활하는 평활수단(C3)과, 상기 평활수단(C3)이 평활한 값이 소정값 이상이면 턴온하는 제1 스위칭수단(ZD1)과, 상기 평활수단(C3)이 평활한 값을 전원으로 하여 제1 스위칭수단이 통과시키는 값에 따라 스위칭 되어 전압 대응 신호를 생성 출력하는 제2 스위칭수단(21)으로 구성함을 특징으로 하는 입력교류전원 검출을 이용한 적정전압 스위칭회로.
제2항에 있어서, 제어정류수단(12)이 실리콘 제어 정류소자(SC1, SC2)로 구성함을 특징으로 하는 입력 교류전원 검출을 이용한 적정전압 스위칭회로.
상용 교류를 정류하여 전원으로 사용하는 정류 회로에 있어서, 상용 교류 전원을 받아 변동검출전압(V3)과 사용 전압(V4)으로 강압하고 분압하는 트랜스포머(T3)와, 상기 변동검출전압(V3)을 받아 상기 상용 교류 전원의 상태를 검지하여 그에 대응한 절환신호를 생성하는 변동검출수단(101)과, 상기 절환신호를 받아 상기 상용교류 전원을 상기 트랜스포머(T3)의 입력에 절환 입력하는 스위칭 수단(100)과, 상기 절환신호의 엣지부분을 검출하는 엣지 검출수단(102)과, 상기 엣지 검출수단(102)의 신호를 받아 소정 시간 동안 상기 사용전압을 차단하였다가 출력하므로서 초기동작시 변동 검출수단(101)이 동작되기 전에 입력이 정류부(104)에 인가되는 것을 막기 위해 입력을 차단하는 차단수단(103)과, 상기 차단수단(103)의 출력을 정류하는 정류부(104)로 구성함을 특징으로 하는 입력 교류전원 검출을 이용한 적정전압 스위칭회로.