KR940006608Y1 - 전류보상용 안정화 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전류보상용 안정화 장치

제1도는 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 안정화 장치의 회로도.

제2도는 이 고안의 실시예에 따른 스위칭 모드 전원공급장치의 전류보상용 안정화 장치의 회로도이다.

이 고안은 안정화 장치에 관한 것으로, 특히 스위칭 모드 전원공급장치(SMPS, Switching Mode Power Supply)의 트랜스포머에 연결되어 있는 안정화 장치에서 사용되는 소자의 용량으로 인한 전류의 손실을 제거하기 위한 전류보상용 안정화 장치에 관한 것이다.

스위칭 모드 전원 공급장치는 통상적으로, 출력전압의 변동에 따른 펄스폭 변조를 이용하여 트랜스포머의 1차측 코일에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터의 구동시간을 조절함으로써 항상 안정화 출력전압을 얻어지도록 구성되어 있다. 즉 출력전압이 낮아지면 펄스폭 변조를 이용하는 스위칭 구동부에서 스위칭 트랜지스터의 구동시간을 길게 조절하여 높은 출력전압이 출력될 수 있도록 하고, 이와는 반대로 출력전압이 높아지면 스위칭 트랜지스터의 구동시간을 짧게 조정하여 출력전압이 하강하도록 조정하므로써 부하의 변동에 관계없이 원하는 출력전압을 항상 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

이러한 스위칭 모드전원 공급장치는 위에서 언급한 동작 특성때문에 통상의 전원 공급장치의 트랜스포머 크기보다 작더라도 많은 전력을 전송할 수 있으므로 일반적인 전원 공급장치에 비해 상대적으로 크기 및 부피를 줄일 수가 있고 또한 전력의 전송 효율이 높기 때문에 점차로 사용범위가 널리 확대되고 있는 추세이다.

그러나 스위칭 모드 전원공급장치에서 사용되고 있는 안정화 장치에서 사용되는 소자에 많은 전류의 손실이 발생하여 출력되는 전력의 용량을 감소시켜 동작 효율을 감소시킨다.

첨부한 제1도를 참고로 하여 안정화 장치가 부착되어 있는 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 문제점을 알아본다. 제1도는 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 안정화 장치의 회로도이다.

제1도를 참고로 하면 공급되는 전원(B+)에 연결되어 있는 안정화부(1)와, 안정화부(1)에 연결되어 있는 트랜스포머(T1)와, 트랜스포머(T1)에 연결되어 있는 정류/ 평활부(2)와, 트랜스포머(T1)에 컬렉터 단자가 연결되어 있고 에미터 단자가 접지되어 있는 트랜지스터(Q1)와, 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자와 연결되어 있는 스위치 구동부(3)로 이루어져 있다.

상기 안정화부(1)는 전원(B+)에 캐소우드 단자가 연결되어 있는 다이오드(D1)와, 전원(B+)에 일측단자가 연결되어 있는 저항(R1)과, 다이오드(D1)의 애노드 단자와 저항(R12)의 타측단자에 일측단자가 연결되어 있고 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자에 타측단자가 연결되어 있는 커패시터(C1)로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 종래의 스위칭 모드 전원공급장치의 동작은 다음과 같다.

트랜지스터(Q1)가 스위칭 구동부(3)의 출력신호에 의하여 턴온되면 직류전원(B+)은 트랜스포머(T1)의 1차측 코일(L1)을 통하여 트랜지스터( Q1)로 흐르게 되므로 트랜스포머(T1)가 동작하여 2차측 코일(L2)에 고전압이 유기된다.

트랜스포머(T1)에서 유기된 고전압은 정류/평활부(2)에서 직류신호로 정류/평활되어 사용되고, 정류/평활된 신호는 스위칭 구동부(3)로 인가되어 정류/평활된 전압을 감지함으로써 출력신호가 항상 일정한 레벨을 유지할 수 있도록 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자로 인가되는 펄스신호의 주파수를 조절하게 된다.

그리고 스위칭 구동부(3)의 동작에 의하여 트랜지스터(Q1)가 턴오프될 경우에 트랜스포머(T1)의 1차측 코일(L1)로 인가되는 누설 전류에 의하여 전원(B+)보다 큰 소정의 전압이 발생하는데, 스위칭 모드 전원공급장치의 오동작을 방지하기 위하여 발생되는 전압을 커패시터(C1)에 충전한다.

그러나 상기한 종래의 안정화 장치는 커패시터(C1)에 충전된 전하가 저항(R1)을 통하여 방전하게 되므로 저항(R1)에 의한 전류의 손실이 발생한다.

그러므로 트랜스포머(T1)로 인가되는 전류의 양이 감소되므로 트랜스포머(T1)에서 유기되는 고전압의 발생효율을 감소시킨다.

그러므로 전체적으로 스위칭 모드 전원공급장치에서 발생되는 전력의 효율을 떨어뜨리게 된다.

그리고 누설전류에 의하여 발생되는 전하를 충전시키기 위하여 용량이 매우 큰 커패시터(C1)가 충전될 경우에 충전된 전하가 열로 발산되므로 역시 전력의 효율을 떨어뜨리게 된다.

그러므로 이 고안의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스위칭 모드 전원공급장치의 안정화부에서 손실되는 전류를 감소시켜 전체적으로 스위칭 모드 전원공급장치의 효율을 향상시키기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 고안의 구성은 손실되는 전류를 방지하기 위한 전류 보상부와, 전원에 연결되어 인가되는 전원에 발생하는 스파이크(spike) 신호를 제거하기 위한 안정화부와, 안정화부에 연결되어 고전압을 유기시키기 위한 트랜스포머와, 트랜스포머에 연결되어 인가되는 신호를 정류 평활하기 위한 정류/평활부와, 트랜스포머와 연결되는 스위칭 동작을 하는 트랜지스터와, 트랜지스터와 연결되어 트랜지스터의 동작을 제어하기 위한 스위칭 구동부로 이루어져 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 이 고안의 실시예를 상세히 설명한다. 제 2도는 이 고안의 실시예에 따른 스위칭 모드 전원공급장치의 전류보상용 안정화 장치의회로도이다.

제2도를 참고로 하면 전원(B+)에 연결되어 있는 전류 보상부(11)와, 전류보상부(11)와 연결되어 있는 안정화부(1)와, 안정화부(1)와 연결되어 있는 트랜스포머(T11)와, 트랜스포머(T11)와 연결되어 있는 정류/평활부(2)와, 트랜스포머(T11)와 연결되어 있는 트랜지스터(Q1)와, 트랜지스터(Q1)와 연결되어 있는 스위칭 구동부(3)로 이루어져 있다.

상기 전류 보상부(11)는 전원(B+)에 캐소우드 단자가 연결되어 있는 다이오드(D11, D12)와, 다이오드(D11)의 애노드 단자에 연결되어 접지된 1차측 코일(L11)과 다이오드(D12)의 애노드 단자에 일측단자가 연결되어 있고, 타측단자가 안정화부(1)에 연결되어 있는 2차측 코일(L12)로 이루어져 있는 제 1트랜스포머(T12)로 이루어져 있다.

상기 트랜스포머(T11)는 전원(B+)에 일측단자가 연결되어 있고 타측단자가 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자에 연결되어 있는 1차측 코일(L1)과, 정류/평활부(2)에 연결되어 있는 2차측 코일(L2)과, 전원(B+)에 일측단자가 연결되어 있는 3차측 코일(L3)과, 3차측 코일(L3)의 타측단자가 캐소우드 단자가 연결되어 접지된 다이오드(D2)로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 이 고안의 실시예예 따른 동작을 상세히 설명한다.

트랜지스터(Q1)가 스위칭 구동부(3)에 의하여 턴온상태로 있을 경우에는 전원(B+)에서 인가되는 전류가 트랜스포머(T11)의 1차측 코일(L1)로 인가되어 트랜지스터(Q1)로 흐르게 되어 트랜스포머(T11)의 2차측 코일(L2)에 고전압을 유기시킨다. 그리고 유기된 교류성분의 고전압을 정류/평활부(2)에서 정류되고 맥류성분이 제거된 후 직류성분의 고전압으로 정류 평활되어 이용하게 된다.

그러나 트랜지스터(Q1)가 턴오프될 경우에 누설되는 누설전류에 의하여 트랜스포머(T11)가 동작하여 소정의 전압이 발생한다.

그러므로 누설 전류에 의하여 발생되는 전압을 제거하기 위하여 안정화부(1)의 커패시터(C1)에 전하가 충전되며, 충전이 완료되면 다이오드(D1)가 도통하고 안정화부(1)의 1차측 코일(L11)에 전류가 인가되므로 다이오드(D11)가 도통하게 된다.

그러므로 안정화부(1)의 2차측 코일(L12)에도 소정의 고전압이 유기되어 다이오드(D12)가 도통된다. 그러므로 안정화부(1)의 저항(R1)에 의하여 손실된 전류를 전류 보상부(11)의 트랜스포머(T12)에서 유기된 고전압이 전원(B+)에 보충되어 손실된 전류를 보상할 수 있으므로 트랜지스터(Q1)가 턴온시에 보상된 전원(B+)의 전류가 트랜스포머(T11)로 인가되어 고전압을 유기시켜 전체적인 스위칭 모드 전원공급장치의 효율을 향상시킬 수 있으며, 소용량의 커패시터(C1)를 이용하여 동작을 실현할 수 있다.

그러므로 상기와 같이 동작하는 이 고안의 효과는 손실되는 전류의 양을 누설되는 전류를 이용하여 보충하게 되므로 사용되는 전압의 발생 효율을 향상시키므로 전체적으로 동작의 효율을 향상시킬 수 있으며 사용되는 소자의 용량을 감소시키므로 대용량의 소자를 이용할 경우에 발생하게 되는 과부하를 줄일 수 있으므로 이용되는 시스템의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 손실되는 전류를 방지하기 위한 전류 보상부(11)와; 전원(B+)에 연결되어 인가되는 전원에 발생하는 스파이크 신호를 제거하기 위한 안정화부(1)와; 안정화부(1)에 연결되어 고전압을 유기시키기 위한 트랜스포머(T11)와; 트랜스포머(T11)에 연결되어 인가되는 신호를 정류 평활하기 위한 정류/평활부(3)와; 트랜스포머(T11)와 연결되는 스위칭 동작을 하는 트랜지스터(Q1)와; 트랜지스터(Q1)와 연결되어 트랜지스터(Q1)의 동작을 제어하기 위한 스위칭 구동부(4)로 이루어져 있는 전류보상용 안정화 장치.
2. 제1항에 있어서, 전류 보상부(11)는 전원(B+)에 캐소우드 단자가 연결되어 있는 다이오드(D11, D12)와, 다이오드(D11)의 애노드 단자에 연결되어 접지된 2차측 코일(L12)과 다이오드(D11)의 애노드 단자에 일측단자가 연결되어 있고 타측단자가 안정화부(1)에 연결되어 있는 1차측 코일(L11)로 이루어져 있는 트랜스포머(T12)로 이루어져 있는 전류 보상용 안정화 장치.
3. 제1항에 있어서, 트랜스포머(T11)는 전원(B+)에 일측단자가 연결되어 있고 타측단자가 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자에 연결되어 있는 1차측 코일(L1)과, 정류/평활부(2)에 연결되어 있는 2차측 코일(L2)과, 전원(B+)에 일측단자가 연결되어 있는 3차측 코일(L3)과, 3차측 코일(L3)의 타측단자가 캐소우드 단자가 연결되어 접지된 다이오드(D2)로 이루어져 있는 전류 보상용 안정화 장치