KR930004804Y1 - 스위칭 레귤레이터의 보호회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스위칭 레귤레이터의 보호회로

제1도는 종래의 회로도.

제2도는 본 고안의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 과전류 제한회로 20 : 펄스폭 변조회로

30, 40 : 전류 검출기 50 : 전류 판정회로

51 : 비교기

본 고안은 스위칭 레귤레이터의 보호회로에 관한 것으로, 특히 평활 콘덴서의 이상유무를 조기에 판단하여 고장에 의한 파급효과를 미연에 방지할 수 있는 보호회로에 관한 것이다.

종래에는 제1도에 도시된 바와 같은 필터회로에서 콘덴서(C₁)의 고장으로 해당 콘덴서의 내부 단락현상이 발생할 경우 다음과 같은 동작을 한다.

우선, 과전류 제한 회로(10)는 부하(R_L)의 단락과 동시에 스위칭 트랜지스터(Q₁)에 흐르는 전류를 일정치 이하로 제한해서 스위칭 동작을 조절한다.

상기 콘덴서(C₁)의 내부에서 단락현상이 발생 하였으므로 과전류 제한된 입력 전압(Vin)의 입력 전류(i₁)에 대한 2차 트랜스(T)의 전류(i₂)가 상기 콘덴서(C₁)에 흐른다.

상기 콘덴서(C₁)에 흐르는 2차 전류(i₂)는 정상적인 리플(ripple)전류에 비해서 현저하게 큰 전류(i₂)로서 콘덴서(C₁)의 내부적으로 단락된 곳으로 흐른다.

상기 콘덴서(C₁)의 단락저항(r)과 유입 전류(i₂)에 의해 전력손실값(r·i₂)이 단락부분에 발생하여 콘덴서(C₁)의 내부 온도가 상승하므로 콘덴서(C₁)의 전해약이 모두 없어져 고장이 발생한다.

뿐만 아니라 상기 콘덴서(C₁)의 전해액이 모두 소진된 후에도 단락된 곳으로 전류가 계속 흐르게 되어 온도가 상승하게 된다.

결국에는 온도 상승에 의해 발회되어 화재의 위험성이 크다.

이와같이, 과전류 제한회로를 구성하여도 필터회로의 콘덴서 내부단락이나, 또는 내부 임피던스의 저하에 의해 콘덴서의 파괴와 전해액의 소진 및 발화현상이 발생하는 등의 문제가 야기된다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래기술의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것인바, 본 고안의 목적은 필터회로의 평활 콘덴서에 흐르는 전류가 설정치를 초과할 때 스위칭 소자의 스위칭 동작을 정지시킬 보호회로를 구성하여, 정격부하 내에서의 콘덴서 이상전류 상태에서도 고장을 검출하고, 전해 콘덴서의 고장상태에서도 스위칭소자의 동작을 정지시켜 조기에 고장검출을 가능하게 하는 스위칭 레귤레이터의 보호회로를 제공함에 있다.

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성은, 펄스폭 변조회로에 제어를 받아 동작하는 스위칭 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 동작에 따라 구동되는 트랜스와, 상기 트랜지스터의 일단에 다이오드와 코일 및 콘덴서를 통해 연결된 부하측으로 구성하고 상기 트랜스의 타단과 콘덴서 사이에 제1전류 검출기를 연결하고, 상기 콘덴서와 부하측 사이에 제2전류 검출기를 연결하며, 상기 제1과 제2전류검출기 각각의 입출력단에 전류판정회로를 연결 상기 펄스폭 변조회로에 접속구성하여 상기 콘덴서에 흐르는 전류가 설정치보다 높게 될때 스위칭 트랜지스터의 동작을 차단시키도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안의 회로도이다.

입력 전압(Vin)에 트랜스(T₁) 1차측의 한쪽단을 연결하고 타단에는 스위칭 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터가 연결된다.

상기 스위칭 트랜지스터(Q₁)의 에미터에는 과전류 제한회로(10)가 연결되어 접지되고, 베이스에는 펄스폭 변조회로(20)가 연결되며, 상기 과전류 제한회로(10)와 펄스폭 변조회로(20)를 연결한다.

상기 트랜스(T₁)의 2차측 한쪽단에는 다이오드(D₁)와 코일(L₁)을 직렬로 연결하여 부하측(R_L)일단에 연결하고, 타쪽단에는 제1전류 검출기(30)와 제2전류 검출기(40)를 직렬로 연결하여 상기 부하측(R_L)의 타단에 연결한다.

상기 다이오드(D₁)와 코일(L₁)의 중간접점과 상기 트랜스(T₁)의 2차측 타단과 제1전류 검출기(30)의 중간접점 사이에 전해 콘덴서(C₁)를 연결하여 전류 판정회로(50)의 저항(R₁)을 통해 비교기(51)의 비반전 단자(+)에 연결한다.

상기 코일(L₁)과 부하측(R_L)의 중간접점과 상기 제1, 제2전류 검출기(30)(40)의 중간접점 사이에 전해 콘덴서(C₁)를 연결하여 전류 판정회로(50)의 저항(R₂)을 통해 비교기(51)의 반전 단자(-)에 연결한다.

상기 부하측(R_L)의 타단과 제2전류 검출기(40)의 중간접점에서 전류 판정 회로(50)의 저항(R₃)(R₄)을 통해 비교기(51)의 비반전단자(-)반전 단자(+)에 각각 연결한다.

상기 전류 판정회로(50)의 출력(비교기의 출력)은 상기 펄스폭 변조회로(20)의 타단에 연결한다.

본 고안에 회로에 입력전압(Vin)이 들어오면 펄스폭 변조회로(20)의 스위칭 트랜지스터(Q₁)제어동작에 따라 트랜스(T₁)의 1차측 전류가 흐른다.

상기 트랜스(T₁)의 동작에 의해 2차측에 유기된 전압이 다이오드(D₁)와 코일(L₁)을 통해 부하측(R_L)에 인가된다.

이때, 제2전류 검출기(40)에서는 부하측(R_L)에 흐르는 부하전류(i₂ℓ)를 검출하고, 제1전류 검출기(30)에서는 상기 부하전류(i₂ℓ)와 전해 콘덴서(C₁)의 콘덴서 전류(i_2C)와의 합으로 되는 합전류(i₂)를 검출한다.

상기 제1과 제2전류 검출기(30)(40)에서 검출된 전류는 전류 판정회로(50)의 저항(R₁~R₄)을 통하여 각각 비교기(51)의 반전단자(-)와 비반전단자(+)에 인가된다.

여기에서, 상기 콘덴서(C₁)에 흐르는 전류(i_2C=i₂-i₂ℓ)는 상기 저항(R₂)을 통하여 비교기(51)의 반전단자(-)에 인가되고, 부하전류(i₂ℓ)는 저항(R₄)을 통하여 비교기(51)의 비반전단자(+)에 인가된다.

상기 비교기(51)는 상기 두전류(i_2C)(i₂ℓ)를 비교하여 상기 콘덴서 전류(i₂ℓ)가 기준 설정치(상기 부하 전류 i₂ℓ의 10~30%)보다 크면 그 출력 신호를 펄스폭 변조회로(20)에 보내주고, 크지 않으면 정상동작을 한다.

상기 펄스폭 변조회로(20)는 상기 전류판정회로(50)로 부터 신호를 받아 스위칭 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 로우신호를 인가하여 스위칭 동작을 오프 시킨다.

따라서, 상기 트랜스(T₁)의 동작이 차단되므로 2차측에 흐르는 전류가 콘덴서(C₁)와 부하측(R_L)에 흐르지 않으므로 회로가 보호된다.

이상에서 설명한 바와 같이 콘덴서 전류의 검출에 의해 회로의 정상 및 이상 유무를 판정하고 스위칭 소자의 동작을 정지시키는 전류 판정회로 및 보호회로를 구성하여 정격부하 범위내에서의 콘덴서에 흐르는 이상전류도 포함해서 콘덴서의 이상유무를 조기에 검출 고장파급을 방지할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (2)

1. 펄스폭 변조회로(20)에 제어를 받아 동작하는 스위칭 트랜지스터(Q₁)와 상기 트랜지스터의 동작에 따라 구동되는 트랜스(T₁)와, 상기 트랜스(T₁)의 일단에 다이오드와 코일 및 콘덴서를 통해 연결된 부하측(R_L)으로 구성된 회로에 있어서, 상기 트랜스의 타단과 콘덴서 사이에 제1전류 검출기(30)를 연결하고, 상기 콘덴서와 부하측 사이에 제2전류 검출기(40)를 연결하며, 상기 제1과 제2전류검출기 각각의 입출력단에 전류 판정회로(50)를 연결 상기 펄스폭 변조회로에 접속 구성하여 상기 콘덴서에 흐르는 전류가 설정치보다 높게 될때 스위칭 트랜지스터의 동작을 차단시키도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 레레이터의 보호회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 전류판정회로(50)는 비교기(51)에 저항소자를 구성하여 콘덴서에 흐르는 전류(i_2C)가 부하전류(i₂ℓ)보다 클때 펄스폭 변조회로를 통하여 스위칭 트랜지스터를 차단시키도록 한 것을 특징으로 하는 스위칭 레귤레이터의 보호회로.