KR940004705Y1

KR940004705Y1 - 공기정화기용 고압발생 lc 공진형 인버터

Info

Publication number: KR940004705Y1
Application number: KR2019890008292U
Authority: KR
Inventors: 권경안
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1994-07-16
Also published as: KR910001697U

Abstract

내용 없음.

Description

공기정화기용 고압발생 LC 공진형 인버터

제 1 도는 종래 선형방식 고압발생기의 회로도.

제 2 도는 종래 스위칭방식 고압발생기의 회로도.

제 3 도는 본 고안 LC 공진형 인버터의 회로도.

제4(a)도 내지 제4(e)도는 본 고안 LG 공진형 인버터의 제어에 대한 각부 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정류부 2 : 전원인출부

3 : 전원조정부 4 : 안전제어부

5 : 비교부 6 : 스위칭제어부

7 : 공진고압발생부 IC₁: 레귤레이터

IC₂- IC₄: 비교기 FBT : 플라이백트랜스

T₁: 트랜스 R₁-R₂₂: 저항

VR₁,VR₂: 가변저항 C₁-C₁₁: 콘덴서

D₁-D₇: 다이오드 BD₁, BD₂: 브리지다이오드

ZD₁: 제너다이오드 LED : 발광다이오드

VAR : 바리스터

본 고안은 고압발생기에 관한 것으로, 특히 공기정화기에 적당한 고압을 발생하도록한 공기정화기용 고압발생 LC공진형 인버터에 관한 것이다.

종래의 선형방식 고압발생기는 제 1 도에 도시한 바와같이, 상용하는 입력전압(AC)를 고내압 트랜스(T)를 이용하여 1,2차측 권선수의 비율을 통해 2차측으로 상승유기시킨후 정류용 다이오드(D), 평활용콘덴서(C)를 통해 직류(DC)변화시켜 출력한다.

종래의 스위칭방식 고압발생기는 제 2 도에 도시한 바와같이, 입력교류전원(AC)이 전파정류용 브리지다이오드(BD₅₂), 평활용콘덴서(C₅₃)를 통해 직류로 변환된후 제너다이오드(ZD₅₁)를 통해 트랜지스터(Q₅₁)를 온시켜 전압을 인출하며, 이의 전압이 가변저항(VR₅₁)을 통해 트랜지스터(Q₅₂)를 제어하는 트랜지스터(Q₅₂)의 베이스측 바이어스 전원을 제어함에 따라 정전압이 인출된다.

이와같이 하여 인출된 정전압이 콘덴서(C₅₄), 플라이백트랜스(FBT)에 인가되어 공진기능을 수행시킴에 따라 플라이백트랜스(FBT)의 2차측에 고압(HV)이 인가된다.

이와동시에 트랜스(T₅₁)의 2차측에 유기된 전원이 전파정류용 브리지다이오드(BD₅₁), 평활용 콘덴서(C₅₁)를 통해 직류로 변환된후 레귤레이터(IC₁)를 통해 전원(B⁺)으로 인출되며, 이의전원(B⁺)이 발진용 트랜지스터(Q₅₃)(Q₅₅)를 구동하여 발진주파수를 출력한다.

이와같이하여 발생된 발진주파수가 트랜지스터(Q₅₆)를 통해 스위칭, 트랜지스터(Q₅₇)를 온, 오프시킴에 따라 플라이백트랜스(FBT)의 공진기능이 제어된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 스위칭방식 고압발생기에 있어서는 입력전원(AC)이 통상의 60Hz로 이용되어 트랜스의 효율을 저하시키므로 소량의 파워공급용이라해도 제품의 효율이 커지게되며, 정류효과가 좋지않게되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 스위칭방식 고압발생기에 있어서는 입력의 변화에 따른 출력상태의 변화를 억제하기 위해 입력 전압을 안전한 범위까지 강제로 저하시켜 정전압화 하기 때문에 불필요한 전압강하로 인해 파워손실이 많게될뿐아니라 정전압용 트랜지스터의 용량이 증가되어 제품의 가격이 비싸게 되므로 비경제적이며, 파워손실이 방영되므로 비교적 대향의 방열판을 필요로 하게되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 플라이백 트랜스의 입력측 전원을 비교하여 스위칭기능을 제어하며, 공기 정화기의 불량상태를 감지하여 출력고압을 제어함으로써 제품은 소형화하면서 출력고압을 안정화시키도록 공기정화기용고압발생 LC 공진형 인버터를 안출한 것으로, 이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명한다.

제 3 도는 본 고안 LC 공진형 인버터의 회로도로서 이에 도시한 바와같이, 트랜지스터로부터 인출되는 입력전원(AC)이 전파정류용 브리지다이오드(BD₁), 평활용콘덴서(C₁)를 통해 직류로 변화되는 정류부(1)와, 상기 정류부(1)의 출력(V_IN)이 콘덴서(C₄)를 통해 플라이백트랜스(FBT)의 1차측 코일(L₁)에 인가되어 공진기능을 수행하고, 2차측코일(L₂), 정류용다이오드(D₇)를 통해 부하측으로 고압을 인가하는 공진고압발생부(7)와, 트랜스(T₁)의 2차측(Y₁)(Y₂)에 유기된 입력전원(AC)이 전파정류용 브리지다이오드(BD₂), 평활용콘덴서(C₂)를 통해 직류로 변환되고, 레귤레이터(IC₁), 콘덴서(C₃)를 통해 일정전원을 공급하는 전원인출부(2)와, 상기 전원 인출부(2)의 출력이 바이어스저항(R₇-R₁₀), 가변저항(VR₁)을 통해 트랜지스터(Q₁)를 구동하여 조정되는 전원조정부(3)와, 상기 정류부(1)의 출력(V_IN)이 분배저항(R₁₁)(R₁₂)를 통해 비교기(IC₃)의 비반전(+)에 기준전원(V₇)으로 인가되고, 상기 플라이백트랜스(FBT)의 1차코일(L₁)의 유기전원이 분배저항(R₁₃)(R₁₄), 잡음제거용콘덴서(C₈), 방향제어용다이오드(D₃)를 통해 비교기(IC₃)의 반전(-)측에 비교전원(V₈)으로 인가되어 비교되며, 상기 전원조정부(3)의 출력이 제너다이오드(ZD₁), 저항(R₂)(R₁₇),가변저항(VR₂)을 통해 상기 비교기(IC₃)의 출력과 함께 비교기(IC₄)의 반전(-)측에 비교전원(V₆)으로 인가되고, 상기 전원인출부(2)의 출력이 분배저항(R₁₈), 콘덴서(C₁₀), 방향제어용다이오드(D₄)를 통해 비교기(IC₄)의 비반전(+)측에 비교전원(V₉)으로 인출되어 비교출력을 발생하는 비교부(5)와, 상기 비교부(5)의 출력이 바이어스저항(R₁₉-R₂₁)을 통해 상호 역구동하는 트랜지스터(Q₄)(Q₅)를 구동하여 상기 공진고압발생부(7)를 스위칭제어하는 스위칭제어부(6)와, 상기 전원조정부(3)의 출력이 다이오드(D₆), 분배저항(R₄)(R₅)을 통해 비교기(IC₂)의 반전(-)측에 기준전원(V₄)으로 인가되고, 상기 스위칭제어부(6)의 트랜지스터(Q₅)의 에미터측 전원이 다이오드(D₁), 분배저항(R₃)을 통해 비교기(IC₂)의 비반전(+)측에 비교전원(V₅)으로 인가되어 비교출력을 발생하고, 다이오드(D₂)를 통해 비반전(+)측에 궤환되면, 상기 비교기(IC₂)의 출력이 바이어스저항(R₁₅)과 접속된 트랜지스터(Q₂)를 통해 상기 비교기(IC₄)의 비반전(+)측 기준전원(V₉)을 제어하여 출력고압의 이상상태를 제어하고, 바이어스저항(R₁₆)과 접속된 트랜지스터(Q₃)를 통해 분배저항(R₂₂)과 접속된 발광다이오드(LED)를 구동하여, 상기 이상상태를 감지하는 안전제어부(4)로 구성한 것으로 미설명된 부호 C₅, C₆, C₉는 콘덴서이고, R₆는 저항이다.

제4(a)도 내지 제4(b)도는 본 고안 LC 공진형 인버터의 제어에 대한 각부 파형도로서 이에 도시한 바와같이, 제4(a)도는 스위칭트랜지스터(Q₅)의 콜렉터측 코일(L₁)의 전압파형, 제4(a)도, 제4(e)도는 비교기(IC₃)의 입력파형, 제4(c)도는 비교기(IC₄)의 입력파형, 제4(d)도는 비교기(IC₂)의 입력파형을 나타낸 것이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

전원은 온되면 트랜스로부터 유기되는 입력전원(AC)이 전파정류용 브리지다이오드(BD₁), 평활용콘덴서(C₁)를 통해 직류전원으로 인출된후 플라이백트랜스(FBT)의 1차측코일(L₁)에 입력전원(V_IN)으로 인가되며, 이의 입력전원(V_IN)이 분배저항(R₁₁)(R₁₂)을 통해 비교기(IC₃)의 비반전(+)측에 제 4 (b)도에 도시한 바와같은 기준전원(V₇)으로 인가되고, 한편 스위칭트랜지스터(Q₅)의 콜렉터측에 접속된 1차측코일 (L₁)에 인가된 전원이 비교기(IC₃)의 반전(-)측에 제 4 도에 도시한 바와같은 비교전원(V₆)으로 인가된다.

이와동시에 트랜스(T₁)의 2차측(Y₁)(Y₂)에 유기된 전원이 전파정류용 브리지다이오드(BD₂), 평활용콘덴서(C₂)를 통해 직류로 변환된 후 레귤레이터(IC₁), 콘덴서(C₃)를 통해 일정전압으로 인출되며, 이의 전압이 잡음 제거용 콘덴서(C₇), 바이어스저항(R₇),(R₈), 가변저항(VR₁)을 통해 트랜지스터(Q₁)를 턴온시켜 조정된 전압으로 공급된다.

여기서 최초전원의 온시점에서는 플라이백트랜스(FBT)의 1차코일(L₁)이 전원오프상태로 되어 비교기(IC₃)의 비반전(+)측 기준전원(V₇)이 반전측(-) 비교전원(V₆)보다 크게되므로 비교기(IC₃)의 출력측에는 저항(R₉),(R₁₀),트랜지스터(Q₁)를 통해 조정된 전압이 재너다이오드(ZD₁)를 통해 전원(V_CON)으로 인출되어 비교기(IC₄)의 반전(-)측에 제 4 (c)도에 도시한 바와같은 비교전원(V₈)으로 인가되고, 상기 레귤레이터(IC₁)로 부터 인출된 일정전원이 저항(R₁₈), 콘덴서(C₁₀)의 시정수를 통해 비교기(IC₄)의 비반전(+)측에 제 4 (c)도에 도시한 바와같은 기준전원(V₉)으로 인가된다.

이때 비교기(IC₄)의 반전(-)측 비교전원(V₈)이 비반전(+)측 기준전원(V₉)보다 크게되어 출력측에 저전위가 인가되며, 이의 저전위가 트랜지스터(Q₄)를 턴오프시키므로 레귤레이터(IC₁)의 인출전원이 바이어스저항(R₂₀), 콘덴서(C₁₁)를 통해 트랜지스터(Q₅)를 턴온시킴에 따라 플라이백트랜스(FBT)의 1차코일(L₁)에 전류가 증가되어 2타코일(L₂)에 에너지를 전달함으로써 정류용 다이오드(D₇)를 통해 고압(HV)이 발생된다.

이와같이하여 트랜지스터(Q₅)의 오프직전에 코일(L₁)의 최대전류가 인가되므로 코일(L₁)과 콘덴서(C₄)사이의 공진현상이 발생되어 플라이백트랜스(FBT)의 2차측코일(L₂)에 에너지가 전달됨에 따라 출력고압(VH)이 최대로 증가하게 된다.

이때 제4(b)도에 도시한 바와같은 비교기(IC₃)의 반전(-)측 비교전원(V₆)이 비반전(+)측 기준전원(V₇)보다 크게되어 출력측에 제4(c)도에 도시한 바와같이 저전위가 발생되어 비교기(IC₄)의 반전(-)측에 인가되며, 제4(c)도에 도시한 바와같이 비교기(IC₄)의 비반전(+)측에 기준전원(V₉)이 반전(-)측 비교전원(V₉)보다 크게되어 출력측에 고전위가 인가된다.

이와같이 하여 비교기(IC₄)의 고전위가 바이어스저항(R₂₁)을 통해 트랜지스터(Q₄)를 턴온시켜 레귤레이터(IC₁)의 인출전원을 바이패스시킴에 따라 트랜지스터(Q₅)를 턴오프시킴으로써 콘덴서(C₄), 코일(L₁)을 공진파형이 점차 감소되어 출력고압이 감소된다.

따라서 플라이백트랜스(FBT)의 1차측코일(L₁)에 입력전원(V_IN)이 인가된후 트랜지스터(Q₅)의 온,오프에 의해 코일(L₁)과 콘덴서(C₄)의 공진현상을 제어함에 따라 트랜지스터(Q₅)의 콜렉터측 전압파형이 제 4 (a)도에 도시한 바와같이, 특히 오프타임(TOff)에 공진주파수의 반주기 형태로 변화되며, 이의 변화되는 전원이 비교기(IC₃)(IC₄)를 통해 트랜지스터(Q₄)를 제어하여 트랜지스터(Q₅)의 스위칭기능을 제어함으로써 출력고압(HV)이 조정된다.

이와같이하여 출력측의 부하가 증가되어 출력고압이 저하되면 제 4 (e)도에 도시한 바와같이 트랜지스터(Q₅)의 온되는 구간(Ton)은 고정되나 오프되는 구간(Toff)이 변화되어 듀티비가 변화되는 것으로, 오프되는 구간 (Toff)(Toff')이 Toff'＜ Toff, 단 Toff는 최초구간, Toff는 증가시 구간으로 변화되어 출력고압이 상승하게되고, 로드가 감소되어 출력고압이 증가되면 오프되는 구간 (Toff)(Toff')이 Toff'＞ Toff로 변화되어 출력고압이 저하됨에 따라 출력고압이 안정화된다.

한편, 전원조정용 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터측 전원이 다이오드(D₆), 저항(R₄)(R₅)을 통해 비교기(IC₂)의 반전(-)측 기준전원(V₄)으로 인가되며, 스위칭트랜지스터(Q₅) 에미터측 전원이 다이오드(D₁), 저항(R₃)을 통해 비교기(IC₂)의 비반전(+)측에 비교전원(V₅)으로 인가된다.

이때 공기정화기의 방전동작중 단락현상이 발생되면 스위칭트랜지스터(Q₅)의 온되는 구간(Ton)중 제 4 (d)도에 도시한 바와같이 점선부분으로 순간적으로 전압(VR)이 상승되어 비교기(IC₂)의 비반전(+)측 비교전원(V₅)이 반전(-)측 기준전원(V)보다 크게되므로 비교기(IC₂)의 출력측에 고전위가 발생되며, 이의 고전위가 다이오드(D₂)를 통해 비반전(+)측에 인가됨과 아울러 바이어스저항(R₁₅)을 통해 트랜지스터(Q₂)를 턴온시켜 비교기(IC₄)의 반전측 기준전원(V₈)을 저하시킴에 따라 트랜지스터(Q₄)를 턴온하여 트랜지스터(Q₅)를 턴오프시킴으로써 코일(L₁), 콘덴서(C₄)의 발진기능이 중지된다.

이와동시에 비교기(IC₂)의 고전위출력이 바이어스저항(R₁₆)을 통해 트랜지스터(Q₅)를 턴온시켜 발광다이오드(LED)를 온시킴으로써 공기정화기의 이상현상이 감지된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안은 로드변화에 대해 튜티 및 주파수를 자동조정하는 인버터기능을 수행하므로 출력전압의 안정도가 향상될 수 있는 효과가 있다.

Claims

입력전원(AC)이 브리지다이오드(BD₁), 콘덴서(C₁)를 통해 직류 전원으로 변화공급되는 정류부(1)와, 상기 정류부(1)의 출력이 콘덴서(C₄)를 통해 플라이백트랜스(FBT)의 1차측코일(L₁)을 공진구동하여 고압을 인출하는 공진고압발생부(7)로 구성된 고압발생기에 있어서, 상기 입력전원(AC)이 브리지 다이오드(BD₂), 콘덴서(C₂)를 통해 직류로 변환되고, 레귤레이터(IC)를 통해 일정전원을 공급하는 전원 인출부(2)와, 상기 전원인출부(2)의 출력이 바이어스저항(R₇-R₁₀)을 통해 트랜지스터(Q₁)를 구동하여 조정되는 전원조정부(3)와, 상기 정류부(1)의 출력이 분배저항(R₁₁)(R₁₂)를 통해 비교기(IC₃)의 비반전(+)측에 기준전원으로 인가되고, 상기코일(L₁)의 인가전원이 분배저항(R₁₃)(R₁₄)을 통해 상기 비교기(IC₃)의 반전(-)측에 비교전원으로 인가되어 비교출력하고, 상기 전원조정부(3)의 출력과 함께 비교기(IC₄)의 반전(-)측에 비교전원으로 인가되고, 상기 전원인출부(2)의 출력이 분배저항(R₁₈), 콘덴서(C₁₀)의 시정수에 의해 상기 비교기(IC₄)의 비반전(+)측에 기준전원으로 인가되어 비교출력하는 비교부(5)와, 상기 비교부(5)의 출력이 바이어스저항(R₁₉-R₂₁)을 통해 상호 역구동하는 트랜지스터(Q₄)(Q₅)를 구동하여 상기 공진고압발생부(7)를 스위칭제어하는 스위칭제어부(6)와, 상기 전원조정부(3)의 출력이 다이오드(D₆), 저항(R₄)(R₅)을 통해 비교기(IC₂)의 발전(-)에 기준전원으로 인가되고, 상기 스위칭트랜지스터(Q₅)의 인출전원이 다이오드(D₁), 저항(R₃)을 통해 상기 비교기(IC₂)의 비반전(+)측에 비교전원으로 인가되어 비교출력하고, 트랜지스터(Q₂)를 통해 상기 비교기(IC₄)의 비반전(+)측 비교전원을 제어하여 이상고압을 제어하며, 트랜지스터(Q₃)를 통해 발광다이오드(LED)를 구동하여 상기 이상고압을 감지하는 안전제어부(4)로 구성하여된 것을 특징으로 하는 공기정화기용 고압발생 LC 공진형 인버터.