KR940005929Y1 - 전원장치의 역기전력 방지회로 - Google Patents

전원장치의 역기전력 방지회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

전원장치의 역기전력 방지회로
제1도는 종래의 회로도.
제2도는 본 고안의 역기전력 방지 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정전압부 2 : 제어부
3 : 전원스위칭부 4 : 역기전력 충, 방전부
5 : 전압레벨 검출부 5 : 스위칭 손실 보상부
본 고안은 스위칭 모드 전원 공급장치(SMPS)에서 스위칭 동작시 발생되는 역기전력을 빠른 시간내에 소자발열 없이 냉전시키는 전원장치의 역기전력 방지회로에 관한 것이다.
종래의 전원장치는 교류 전원을 필터링 및 정류하여 정전압으로 만드는 전원스위치(SW1), 노이즈 제거용 콘덴서(C1) 및 라인필터(L1), 브리지 다이오드(BD), 평활콘덴서(C2)로된 정류부(1)의 출력단이 트랜스(T1)의 1차권선(NP)의 일측에 접속되고, 1차권선(NP)의 타측은 제어부(2)의 제어를 받는 트랜지스터(TR1)의 콜렉터 및 콘덴서(C3)에 연결되며, 콘덴서(C3)에 연결된 다이오드(D2) 및 저항(R1)과 트랜지스터(TR1)의 에미터는 접지된다.
그리고, 트랜스(T1)의 2차권선(NS)은 다이오드(D1)와 콘덴서(C4)에 연결되어 시스템의 각 부분에 직류전원(B+)을 공급한다.
이와 같이 구성된 종래의 역기전력 방지회로에는 전원스위치(SW1)가 온되어 교류전원(AC)이 입력되면, 이 전원은 정류부(1)내의 콘덴서(C1)와 라인필터(L1)를 거치면서 노이즈 성분이 제거된 후, 브리지 다이오드(BD)를 통해 전파 정류되고, 이 전압은 평활콘덴서(C2)를 통한 후 트랜스(T1)의 1차권선(NP)을 거쳐 스위칭 트랜지스터(TR1)의 콜렉터에 인가된다.
이때 트랜지스터(TR1)는 제어부(2)의 출력 펄스에 따라 온, 오프되는데 스위칭 동작시 발생되는 역지전력을 트랜지스터(TR1) 턴-오프시에는 콘덴서(C3)에 충전시켜 다이오드(D2)로 전달하고, 이 충전 전압은 트랜지스터(TR1) 턴-온시에 저항(R1)과 콘덴서(C3)를 거쳐 트랜지스터(TR1)의 콜렌터-에미터를 통해 방전된다.
그리하여 트랜스(T1)내부에서 전류 흐름을 방해하려는 역기전력을 방지함으로써 트랜지스터(TR1)의 파괴를 막을 수 있는 것이다.
그러나 이러한 방식은 고압을 출력함에 있어, 콜렉터-에미터간 전압(Vceo) 및 콜렉터 전류(Ic)의 정격이 큰 트랜지스터를 사용해야 하므로 소자의 가격이 상승되고, 역기전력을 방전하는 저항의 전력 또한 큰 것을 사용해야 하며, 저항의 발열이 심하여 세트 전체의 온도가 상승되므로 제품의 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.
본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것인바, 스위칭 트랜지스터를 복수개 사용하고 역기전력 방전시 애벌랜치 다이오드와 트랜지스터로 방전 경로를 구성하여 소자의 발열을 방지할수 있게 한 것으로, 첨부된 제2도를 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 고안의 역기전력 방지 회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 교류 전원을 필터링 및 정류하여 소정레벨의 직류전압으로 만드는 전원스위치(SW1), 콘덴서(C1), 라인필터(L1), 브리지 다이오드(BD), 평활콘덴서(C2)로 된 정류부(1)와, 빠른 스위칭 동작에 의해 고출력을 발생시키는 트랜스(T1)와, 트랜스(T1)의 출력 전압을 평활하여 직류전원(B+)으로 만드는 다이오드(D1) 및 콘덴서(C4)와, 출력 펄스의 주기와 폭을 가변시켜 트랜스(T1)의 출력전압을 조절하는 제어부(2)의 구성은 종래 회로의 구성과 동일하다.
본 고안의 특징부는 제어부(2)의 출력 펄스에 따라 정류부(1)의 출력이 트랜스(T1)를 통해 공급되는 것을 스위칭하는 전원 스위칭부(3)와, 트랜스(T1)의 주권선(NP)양단에 접속되어 스위칭 동작시 트랜스(T1)에서 발생되는 역기전력을 충전 및 방전시키는 역기전력 충, 방전부(4)와, 전원스위칭부(3)를 통한 전압의 레벨을 검출하는 전압레벨 검출부(5)와, 상기 전원스위칭부(3)내의 스위칭 손실을 보상하는 손실보상부(6)이다.
여기서, 전원스위칭부(3)는 트랜스(T1)의 권선(NB)를 통해 인간되는 제어부(2)의 출력 펄스에 따라 온, 오프되는 트랜지스터(TR3)(TR4)로 구성되며, 전압레벨 검출부(5)는 상기 트랜지스터(TR3)(TR4)의 에미터로부터 출력된 전압의 레벨을 검출하는 저항(R3)(R4)으로 구성되고, 스위칭손실 보상부(6)는 트랜지스터(TR3)(TR4)의 스위칭동작시 진동 및 손실을 방지하기 위한 콘덴서(C6) 및 저항(R5)으로 구성되어 있다.
또한, 역기전력 충, 방전부(4)는 트랜지스터(TR3)(TR4)오프시 역기전력의 충전 경로를 형성하는 다이오드(D3)(D4) 및 콘덴서(C5)와, 트랜지스터(TR3)(TR4)온시 콘덴서(C5)의 충전 전압을 방전시키는 경로를 형성하는 애벌랜치 다이오드(Avalanche Diode : AD1, AD2) 및 트랜지스터(TR2)와 저항(R2)으로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과는 다음과 같다.
전원스위치(SW1)가 온다면, 입력된 교류 전원이 정류부(1)내의 콘덴서(C1)와 라인필터(L1)를 거침으로써 노이즈가 제거되고, 브리지 다이오드(BD)와 콘덴서(C2)에 의해 직류전압이 된 후 트랜스(T1)의 주권선(NP)으로 인가되어 전원스위칭부(3)의 트랜지스터(TR3)(TR4)의 콜렉터에 전달된다.
이때 트랜지스터(TR3)(TR4)는 제어부(2)의 단자(P4)에서 출력된 펄스 신호에 의해 동시에 온-오프되는데, 이때 트랜지스터(TR3))(TR4) 턴-오프시에 전류의 흐름을 방해하려는 역기전력이 발생되어 역기전력 충, 방전부(4)내의 다이오드(D3)(D4)를 통해 콘덴서(C5)에 충전되어지고, 트랜스(T1)의 주권선(NP)에 유기된 정류전압은 트랜스(T1)의 주권선(NP)과 2차측 권선(NS)과의 듀티비(DUTY RATIO)에 의해 2차측에 전압을 전달하게 된다.
트랜스(T1)에서 출력된 전압은 정류용 다이오드(D1)과 평활 콘덴서(C4)에 의해 직류전원(B+)이 되어 시스템의 각 부분으로 인가된다.
또한, 콘덴서(C5)에 충전된 역기전력은 전원스위칭부(3)내의 트랜지스터(TR3)(TR4)가 턴-온되면 애벌랜치다이오드(AD1)(AD2)를 통해 트랜지스터(TR2)가 도통되므로 충전 전압이 트랜지스터(TR2)와 트랜스(T1)의 주권선(NP)을 통해 도통된 트랜지스터(TR3)(TR4)쪽으로 빠져나간다.
이때 주권선(NP)을 통해 흐르는 역기전력을 병렬연결된 트랜지스터(TR3)(TR4)로 분배하게 되는데, 상기 트랜지스터(TR3)의 에미터로 흐른 전류를 IE3이라고하고 트랜지스터(TR4)의 에미터로 흐른전류를 IE4라 할때 제어부(2)내의 포트(P2)에는 IE4×R4에 의해 검출된 전압이 입력되며, 포트(P3)에는 IE3×R3에 의해 검출된 전압이 입력된다.
따라서, 제어부(2)는 상기 포트(R2)(R3)에 입력된 전압이 IE4×R4＞0.7V이상이고 IE3×R3＞0.7V이상이면 포트(P4)로 로우신호를 출력시켜 스위칭 트랜지스터(TR4)(TR3)의 구동을 정지시킴으로 과전류에 의한 부품의 손실을 보상하게 된다.
그러므로 저항(R3)(R4)은 과전류에 의한 회로의 보호를 위한 전압 감지저항이다.
그리고, 전원스위칭부(3)내의 콘덴서(C6) 및 저항(R5)은 주권선(NP)를 통해 공급된 전압이 스위칭 온-오프 기간에 콘덴서(C6)의 용량으로 전압상승시간을 다소 완만하게 함으로서 스위칭 트랜지스터(TR3)(TR4)의 온-오프(ON-OFF)시 과도전압으로 인한 트랜지스터(TR3)(TR4)의 파괴방지를 하게 되는 것이다.
이상에서와 같이 본 고안은 고압을 발생시킬때 저가인 두개의 트랜지스터(TR3)(TR4)를 사용하므로 높은 규격(SPEC)의 트랜지스터를 한개 사용하는 것보다 가격면에서 저렴하고, 애벌랜치다이오드(AD1)(AD2) 및 트랜지스터로 방전 경로를 구성하기 때문에 빠른 시간내에 역기전력의 방지 및 이를 흡수하여 소자 발열에 의한 온도 상승을 방지할수 있으며, 제품의 신뢰성을 향상시킬수 있는 효과가 있다.
또 트랜지스터(TR3)(TR4)의 콜렉터단에 콘덴서(C6) 및 저항(R5)을 직렬 접속시킴으로써 역기전력에 방지에 따른 진동현상을 줄여 안정된 스위칭 동작 및 노이즈를 감소시키게 되는 효과도 있다.

Claims (3)

  1. 교류전원을 소정레벨의 직류전압으로 정류시키는 정류뷰(1)와, 상기 정류부(1)의 직류전압을 임의레벨의 직류전압으로 변환하는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 동작을 스위칭 하기 위한 제1, 제2트랜지스터(TR3)(TR4)로 이루어진 전원스위칭부(3)와, 상기 전원스위칭부(3)의 제1, 제2트랜지스터(TR3)(TR4)오프시 발생되는 역기전력을 충전시키고, 상기 제1, 제2트랜지스터(TR3)(TR4)온시 그 충전된 역기전력을 상기 트랜스(T1)의 주권선으로 방전시키는 역기전력 충, 방전부(4)와, 상기 트랜스(T1)의 주권선 및 전원스위칭부(3)를 순차 통한 상기 정류부(1) 및 역기전력 충, 방전부(4)에서 출력된 전압의 레벨을 검출하는 전압레벨 검출부(5)와, 상기 전압레벨검출부(5)의 검출신호에 따라 상기 전원스위칭부(3)를 제어하여 전원제어 및 과전압을 방지하는 제어부(2)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한 전원장치의 역기전력 방지회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 역기전력 충, 방전부(4)는 상기 전원스위칭부(3)의 제1, 제2트랜지스터(TR3)(TR4)오프시 발생된 역기전력을 다이오드(D3)(D4)를 통해 인가받아 충전하는 콘덴서(C5)와, 상기 트랜지스터(TR3)(TR4) 온시 콘덴서(C5)의 충전 전압을 방전시키는 경로를 형성하는 애벌랜치다이오드(AD1)(AD2) 및 트랜지스터(TR2)와 저항(R2)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전원장치의 역기전력 방지회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전원스위칭부(3)내의 제1, 제2트랜지스터(TR3)(TR4)스위칭 동작시 진동 및 스위칭 손실을 보상하는 콘덴서(C6)와 저항(R5)으로 이루어진 스위칭 손실보상부(6)를 더 포함하여 된 것을 특징으로 한 전원장치의 역기전력 방지회로.
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