KR950001435Y1 - 에스 엠 피 에스(smps) 회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

에스 엠 피 에스(SMPS) 회로

첨부한 도면은 본고안에 적용되는 에스 엠 피 에스 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 제어부 4 : 제1스위칭부

7 : SMPS트랜스 8 : 정류부

9 : 리세트전압 발생부 10 : 제2전압 검출부

본 고안은 스위칭 모드 파우어 서플라이(Switching Mode Power Supply : 이하 SMPS라 약칭함) 회로에 관한 것으로서, 특히 출력의 과전압을 검출하여 안정화하고 전원 투입시에 인가되는 초기 과전류를 제어하여 스노브회로의 특성을 개선하여 양호한 스위칭 파형을 얻을수 있도록 한 SMPS회로에 관한 것이다.

SMPS방식의 전원회로에 있어서, 종래에는 전원 온/오프시 발생되는 초기 과전류의 출력에 대한 별도의 대책이 없어 초기 과전류로 인하여 고가인 스위칭 트랜지스터에 부담을 주어 파괴 및 오동작하게 되는 요인이 되었으며, 또한 종래에는 스노브회로가 사용되었으나 그 특성이 양호하지 못하여 스위칭 노이즈가 발생된다던가 또는 회로의 정상동작에 손실을 일으키게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출한바, 이러한 본 고안의 목적은 SMPS트랜스에서 출력되는 전압중 +측 전압을 검출하여 마이콤을 리세트 시키는 전압을 출력하는 리세트 전압 발생부와, 상기 SMPS트랜스의 출력전압을 검출하고 이에따라 제어신호를 출력하여 상기 SMPS트랜스의 출력전압을 안정화 시키는 보호 회로를 구성함으로써 달성되는 것으로, 이하 본 고안을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면은 본 고안에 적용되는 SMPS회로도로서, 전원을 공급하는 전원 공급부(1)와, 상기 전원 공급부(1)로 부터 출력된 교류전압을 브릿지 정류하여 출력하는 제1정류부(2)와, 회로전체동작을 제어하는 제어부(3)와, 상기 제어부(3)에서 출력된 제어신호에 의해 스위칭되는 제1스위칭부(6)와, 상기 제1스위칭부(4)의 스위칭에 따라 일차측 전압을 임의전압으로 승압시켜 출력하는 플라이백 트랜스(5)와, 상기 플라이백 트랜스(5)의 이차측에 연결되어 시정수(R*C)값에 의해 스위칭되는 제2스위칭부(6)와, 상기 제2스위칭부(6)의 스위칭에 따라 일차측 전압을 임의의 전압으로 강하 시키는 에스 엠 피 에스 트랜스(이하 SMPS트랜스라 약칭함 :7)와, 상기 SMPS트랜스(7)의 이차측에 연결되어 출력전압을 정류하여 출력하는 제2정류부(8)와, 상기 제2정류부(8)의 비반전 출력전압을 검출하는 제1전압검출부(11)와, 상기 비반전 출력전압에서 5V전압을 검출하여 마이콤을 리세트시키도록 전압을 출력하는 리세트 전압발생부(9)와, 상기 제2정류부(2)의 반전 전압을 검출하는 제2전압검출부(10)로 구성하였다.

이와같이 구성한 본 고안 SMPS회로의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

입력 교류전압은 전압 공급부(1)내의 코일(L1) (L2), 스위치(SW1) (SW2) 및 퓨즈(FUSE)를 통한후 코일(L3)를 통해 제1정류부(2)에 인가된다.

이에따라 제1정류부(2)는 입력교류전압을 브릿지 다이오드(BD1)로 전파정류 하고 콘덴서(C5) (C6)로 평활하여 SMPS트랜스(7)의 일차측에 유기시킴과 아울러 제2스위칭부(6)내의 저항(R3)콘덴서(C9), 저항(R13)콘덴서(C17)를 각각 통해 스위칭 소자(Q5) (Q6)의 베이스에 인가한다.

이때 스위칭 소자(Q5) (Q6)는 제어부(3)에서 출력되는 펄스폭 신호에 의해 그 스위칭 타임을 달리하게된다.

상기 스위칭소자(Q5)가 온되면 제1정류부(2)의 콘덴서(C5)에서 출력된 전압은 스위칭 소자(Q5)의 에미터로 흐르게되고, 스위칭 소자(Q6)가 온되면 콘덴서(Q6)에서 출력된 전압이 SMPS트랜스(7)의 일차측으로 흘러 스위칭 소자(Q6)의 에미터로 흐르게된다.

이에따라 SMPS트랜스(7)는 상기 스위칭 소자(Q6)가 온될때 동작을 하게되며 이와같이 동작되어 이차측으로 유기된 전압은 제2정류부(8)에 입력된다.

상기 제2정류부(8)는 SMPS트랜스(7)이 이차측에서 출력된 전압을 다이오드(D1-D6)로 각각 전파정류한다.

이후 다이오드(D1) (D6)를 통한 전압은 코일(L5)를 통해 콘덴서(C12)로 평활된후 12V의 직류전압이 되어 타회로에 인가된다.

아울러 다이오드(D3)로 반파정류된 전압은 코일(L6)를 통한후 콘덴서(C13)로 평활되어 5V의 직류전압이 되어 타회로에 인가된다.

또한 다이오드(D2) (D5)로 반파정류된 전압은 코일(L7)을 통한후 콘덴서(C15)로 평활되어 -l2V의 직류전압이 되어 출력되어지고, 아울러 정전압 발생기(8a)를 통해 -5V의 직류전압이되어 출력되어 진다.

이와같이 정류되어 출력되는 전압중 5V전압은 피이드백되어 저항(R20)을 통해 제1전압검출부(10)에 입력됨과 아울러 저항(R34-37)으로 이득조절되어 제어부(3)에 입력된다.

이에따라 제어부(3)는 입력되는 전압을 제어부(3)내의 IC에서 발생되는 +5V기준전압과 비교하고, 그 비교결과 입력되는 전압이 상기 기준전압보다 작으면 넓은 펄스폭을 출력하게 되며, 아울러 입력되는 전압이 상기 기준전압보다 크면 좁은 펄스폭을 출력시키게 된다.

이에따라 상기 제1스위칭부(4)의 스위칭 소자(Q1)가 턴-온됨에 따라 플라이백 트랜스(5)의 일차측에 전류가 흐르게된다.

상기 플라이백 트랜스(5)의 이차측으로 유기된전압을 콘덴서(C9)를 통해 스위칭소자(Q5)의 베이스에 입력되어 스위칭소자(Q5)를 제어하게 되고, 아울러 이차측으로 유기된 전압은 다이오드(D11), 콘덴서(C17), 저항(R14)를 통해 스위칭소자(Q6)의 베이스에 입력되어 스위칭소자(Q6)를 제어하게 된다.

이와같이 제어부(3)는 제1스위칭부(4)를 제어하여 SMPS트랜스(7)의 일차측 전압을 제어함으로써 출력전압을 제어할수 있다.

한편, 리세트 전압발생부(9)는 상기 제어부(3)에서 출력된 제어신호에 의해 스위칭소자(Q7)가 턴-온되며, 이에따라 제2정류부(8)의 출력전압은 스위칭소자(Q7)의 에미터로 흐르게된다.

상기 스위칭소자(Q7)가 턴-온됨에 따라 스위칭소자(Q8)는 오프되고 스위칭소자(Q9)는 턴-온된다.

상기 스위칭소자(Q9)가 온됨에 따라 리세트 전압발생부(9)의 출력전압은 로우가 된다.

아울러 상기 제2정류부(8)의 출력전압 검출결과가 정상이 아니라면 제어부(3)의 제어신호가 로우가 되어 리세트 전압발생부(9)에 입력된다.

이에따라 스위칭소자(Q7)는 오프되고 저항(R44)을 통한전압은 다이오드(D16)를 통해 스위칭소자(Q8)를 오프시키게 된다.

상기 스위칭소자(Q8)가 오프됨에따라 스위칭소자(Q9)는 온되며 저항(R46)을 통한전압은 마이콤에 리세트전압으로 입력된다.

또한, 상기 제2정류부(8)의 출력전압중 반전전압은 피이드백 되어 제2전압검출부(10)에 입력되는데, -12V 및 -5V가 각각 다이오드(D15), 저항(R42)을 통해 출력되고 +5V쪽의 저항(R20) (R41)으로 서로 상쇄된 전압이 콘덴서(C20)로 평활되어 스위칭소자(Q4)의 베이스에 인가된다.

이에따라 스위칭소자(Q4)는 제어되는데 만약 상기 스위칭소자(Q4)가 온되면 스위칭소자(Q3)도 온되며 이에따라 다이오드(D4)를 통하여 제어부(3)의 입력단(P4)에 입력되는 입력전압이 높아져 제어부(3)는 출력펄스를 차단하게되며, 이에따라 제2정류부(8)의 출력전압도 없게 된다.

아울러 상기 스위칭소자(Q4)가 오프되면 다이오드(D4)를 통하여 제어부(3)의 입력단(P4)의 입력전압이+5V로 높아져 제어부(3)는 출력신호를 후단으로 제2정류부(8)의 반전출력 전압에 이상이 있다고 판단하게 된다.

따라서 제어부(3)는 상기와 같은 판단결과로 제1스위칭부(4)를 제어하여 SMPS트랜스(7)의 일차측 전압을 제어하여 SMPS트랜스(7)의 이차측 반전출력전압을 안정되고 정확하게 제어할수가 있게 되는 것이다.

아울러 상기 제2정류부(8)의 비반전 출력전압중 5V의 전압은 피이드백 되어 제2전압검출부(10)내의 저항(R19)을 통해 제너다이오드(ZD1)로 일정전압이 되어 스위칭소자(Q10)의 베이스에 인가된다.

이때 제2정류부(8)의 비반전 출력전압이 정상상태라면 스위칭소자(Q10)가 오프되고, 상기 비반전 출력전압이 과전압(10-15%)일 경우에는 제너다이오드(ZD1)가 도통하게 되고, 이에따라 스위칭소자(Q10)에 상기 제너다이오드(ZD1)에서 도통된 전압이 가해진다.

이에 따라 상기 스위칭소자(Q10)가 온되면서 출력전압이 과전압이 되는것을 방지하게 되는 것이다.

또한, 과전류보호회로는 SMPS트랜스(7)의 일차측에서 발생하는 펄스신호를 저항(R17)과 다이오드(D13)를 통하여 콘덴서(C27)에 충전된 비반전전압이 포트(P16)에 가해지고, 아울러 포트(P15)는 저항(R26)을 통하여 제2정류부(8)에서 발생되는 +5V전압에 연결되어 부하측에 과전류시 보호회로로 구성된다.

또한, 포트(P3)와 포트(P15)에 콘덴서(C13)가 연결되어 보호회로 작동시 동작상태가 소프트해 지는 경향이 있어 전원의 온, 오프반복시 오동작으로 포트(P4)에서 소프트회로가 안될시 2차 소프트회로로 이용될 수 있다.

이에따라 입력전압의 변화가 심해도 스위칭소자(Q5) (Q6)를 무리없이 안정되게 동작시킬수 있어 프리 전압(FREE VOLT)용 으로도 이용가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안은 임계전압을 설정하여 출력전압이 상기 임계전압보다 높은 전압이 출력될때 이를 검출하여 안정화시키고 세트에 위험전위 이상의 과전압이 검출되는 경우에는 전원을 차단시켜 세트를 보호할수 있어 고부가치를 구현할수있는 효과가 있으며, 이상과 같은 효과에 의해 종래문제점의 핵심인 보호회로의 미비점을 완전히 개선할수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 전원을 공급부(1)로 부터 출력된 교류전압을 브릿지 정류하여 출력하는 제1정류부(2)와, 피이드백 되는 출력전압을 검출하고 제어신호를 출력하여 회로전체 동작을 제어하는 제어부(3)와, 상기 제어부(3)에서 출력된 제어신호에 의해 스위칭되는 제1스위칭부(4)와, 상기 제1스위칭부(4)의 스위칭에 따라 일차측 전압을 임의 전압으로 승압시켜 출력하는 플라이드백 트랜스(5)와, 상기 플라이백 트랜스(5)의 이차측에 연결되어 시정수(R*C)값에 의해 스위칭되는 제2스위칭부(6)와, 상기 제2스위칭부(6)의 스위칭에 따라 일차측 전압을 임의의 전압으로 강하 시키는 에스 엠 피 에스 트랜스(7)와, 상기 에스 엠 피 에스트랜스(7)의 이차측에 연결되어 출력전압을 정류하여 출력하는 제2정류부(8)와, 상기 제2정류부(8)의 비반전 출력전압을 검출하는 제1전압검출부(11)와, 상기 제2정류부(8)의 비반전 출력전압에 따라 마이콤의 리세트전압을 출력하는 리세트 전압발생부(9)와, 상기 제2정류부(8)의 반전 출력전압을 검출하여 제어부(3)에 인가하는 제2전압검출부(10)를 포함하여 된것을 특징으로한 에스 엠 피 에스 회로.
2. 제1항에 있어서, 리세트 전압발생부(9)는 상기 제어부(3)로 부터 출력된 제어신호에 의해 스위칭되는 제1스위칭소자(Q7)와, 상기 스위칭소자(Q7)의 온/오프에 따라 제어되는 제2스위칭소자(Q8)와, 상기 제2스위칭소자(Q8)의 스위칭에따라 스위칭되어 리세트 전압을 출력하는 제3스위칭소자(Q9)로 이루어짐을 특징으로한 에스 엠 피 에스 회로.
3. 제1항에 있어서, 제1전압검출부(11)는 상기 제2정류부(8)의 비반전 출력전압을 일정하게 하는 제너다이오드(ZD1)와, 상기 제너다이오드(ZD1)에서 출력된 전압으로 스위칭되는 스위칭소자(Q10)로 이루어진 것을 특징으로한 에스 엠 피 에스 회로.
4. 제1항에 있어서, 제2전압검출부(10)는 상기 제2정류부(8)의 반전출력전압에 의해 스위칭되는 스위칭소자(Q4)와, 상기 스위칭소자(Q4)의 온/오프에 따라 스위칭되어 전압을 검출하는 스위칭소자(Q3)로 이루어짐을 특징으로 한 에스 엠 피 에스 회로.
5. 제1항에 있어서, 제어부(3)의 포트(P13) (P16) 및 포트(P3) (P15)에 연결되어 과전류시 회로 보호용인콘텐서(C27)를 더 포함하여 된것을 특징으로 한 에스 엠 피 에스 회로.