KR970000248Y1

KR970000248Y1 - 110v/220v겸용 직류전원 공급장치

Info

Publication number: KR970000248Y1
Application number: KR2019940001556U
Authority: KR
Inventors: 최용석
Original assignee: 엘지전자 주식회사; 구자홍
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 1997-01-10
Also published as: KR950024024U

Abstract

내용 없음.

Description

110V/220V 겸용 직류전원 공급장치

제1도는 종래 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치를 나타낸 블럭도.

제2도는 종래 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치를 나타낸 회로도.

제3도는 본 고안의 일실시예를 나타낸 블럭도.

제4도는 본 고안의 일실시예를 나타낸 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 브릿지전파정류부 20 : 110V/220V 절환스위칭수단

30 : 평활부 40 : 콘덴서용량제어 스위칭수단

50 : 전원전압감지수단 51 : 반파정류수단

52 : 전압판별수단 53 : 제어신호발생수단

본 고안은 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치에 관한 것으로, 특히 브릿지전파정류부를 거쳐 인가되는 파형을 평활화하는 평활콘덴서를 제어함과 동시에 전압감지회로를 사용하여, 220V 입력시 상기 평활콘덴서의 용량값을 종래의 두배가 되도록 하여 리플성분을 감소시킴으로써 보다 깨끗하고 안정적인 직류전원을 공급할 수 있는 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치는 제1도에서 도시되는 바와 같이, 인가되는 상용 교류전원을 전파정류하기 위한 브릿지전파정류부(1)와, 상기 브릿지전파정류부(1)에서 인가되는 전압을 평활화하여 회로 각부에 직류전원을 공급하는 평활부(3)와, 상기 브릿지전파정류부(1)에 인가되는 전원전압의 크기에 따라 스위치를 적절히 절환하여 항상 일정한 크기의 직류전원이 회로 각부에 공급되도록 하는 110V/2 20V 절환스위치(2)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치는 인가되는 전원전압의 크기에 따라 절환스위치를 적절히 절환하여 항상 일정한 크기의 직류전원이 공급되도록 하는 것으로 첨부된 도면을 참조하여 그 구성 및 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치는 제2도에서 도시되는 바와 같이, 다이오드(D1, D2, D3, D4)로 구성된 브릿지전파정류부(1)와; 상기 브릿지전파정류부(1)의 양 출력단에 직렬로 접속된 평활콘덴서(C1, C2)와; 상기 평활콘덴서(C1, C2)의 공통접속점과 브릿지전파정류부(1)의 전원전압 인가단의 일측 사이에 연결된 절환스위치(SW1)로 구성된 것으로, 인가되는 전원전압이 110V 일때와 220V 일때로 나누어 그 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인가되는 전원이 110V 일때에는 상기 절환스위치(SW1)가 온(ON) 되도록 절환하는 것으로 상기 절환스위치(SW1)가 온 됨에 따라, 입력단에 인가되는 전원전압의 (+) 반싸이클 동안은 상기 브릿지전파정류부(1)의 다이오드(D2) - 평활콘덴서(C1) - 절환스위치(SW1)를 거치는 폐회로를 구성하게 되어 (+) 반싸이클에 대한 전압을 상기 평활콘덴서(C1)의 양단에 충전시키게 된다. 또한, 입력단에 인가되는 전원전압의 (-) 반싸이클 동안은 상기 브릿지전파정류부(1)의 다이오드(D4) - 평활콘덴서(C2) - 절환스위치(SW1)를 거치는 폐회로를 구성하게 되어 (-) 반싸이클에 대한 전압을 상기 평활콘덴서(C2)의 양단에 충전시키게 되며, 회로각부에 공급되는 전압이 되는 (가)점의 전위는 상기 평활콘덴서 C1, C2에 충전된 전압을 합산한 것이 된다.

한편, 인가되는 전원이 220V 일때에는 상기 절환스위치(SW1)가 오프(OFF) 되도록 절환하는 것으로 상기 절환스위치(SW1)가 오프됨에 따라, 입력단에 인가되는 전원전압의 (+) 반싸이클 동안은 상기 브릿지전파정류부(1)의 다이오드(D2) - 평활콘덴서(C1, C2) - 다이오드(D4)를 거치는 폐회로를 구성하게 되어 (+) 반싸이클에 대한 전압을 상기 평활콘덴서(C1, C2)의 양단에 충전시키게 된다. 또한, 입력단에 인가되는 전원잔압의 (-) 반싸이클 동안은 상기 브릿지전파정류부(1)의 다이오드(D3) - 평활콘덴서(C1, C2) - 다이오드(D1)를 거치는 폐회로를 구성하게 되어 (-) 반싸이클에 대한 전압을 상기 평활콘덴서(C1, C2)의 양단에 충전시키게 되며, 회로각부에 공급되는 전압이 되는 (가)점의 전위는 직렬연결된 상기 평활콘덴서 C1, C2의 정전용량값을 합산한 합성 정전용량값에 충전된 전압이 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 동작하는 종래의 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치는 인가되는 전원전압이 110V일 경우에는 문제가 없으나, 인가되는 전원전압이 220V일 경우에는 상기 평활콘덴서의 합성 정전용량이 오히려 작게되어 리플성분이 많아지게 되는 문제점이 있었다.

이를 다시 설명하면, 220V의 전원전압이 인가될 시에는 상기 절환스위치(SW1)가 오프되는 것으로 이로 인해 상기 브릿지전파정류부(1)를 거친 전류는 상기 평활콘덴서 C1과 C2에 각기 충전되게 된다. 이는 결국 상기 평활콘덴서 C1과 C2의 합성 정전용량 만큼의 전압이 충전되는 것으로, 직렬로 연결된 콘덴서의 합성 정전용량 CT는 다음의 (1)식과 같다.

(여기서, CT는 직렬연결된 C1, C2의 합성정전용량을 나타낸다.)

이때, 직렬로 연결된 콘덴서 정전용량의 크기가 같다면 상기 합성정전용량 CT는 직렬로 연결된 각 콘덴서 정전용량의 1/2이 된다. 즉, 인가되는 전원전압이 220V일 경우에는 상기 브릿지전파정류부(1)를 거쳐 인가되는 전압은 110V의 전원이 인가될 시의 정전용량보다 반이나 줄어든 합성콘덴서에 축적되게 되는 것이다. 때문에, (가)점의 직류성분에는 110V시 보다 두배나 많은 리플성분이 포함되어 전원회로를 불안정하게 만들고, 이로 인해 모니터나 텔레비젼 화면등에 흔들림이 나타나게 되어 제품의 품질을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 장치에 있어서는 110V/220V 절환스위치를 사용전원에 따라 사용자가 수동조작을 하여야 하는 불편이 있으며, 사용자의 부주위로 인해 사용전원과 기기내의 설정전원의 크기가 다를 경우에는 기기가 망가지거나 화재의 원인이 되는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 특히, 220V의 전원전압이 인가될 시 평활콘덴서의 용량을 증대시키므로 인해 리플성분을 감소시켜 보다 깨끗하고 안정적인 직류전원을 공급할 수 있는 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은, 전원전압감지수단을 부착시켜 인가되는 전압의 크기를 검출하므로 인해, 사용전원의 크기에 맞도록 기기 내부의 설정값을 자동적으로 조절하여 줄 수 있는 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 인가되는 전원전압을 전파정류하는 브릿지전파정류부와; 제1평활콘덴서와 제2평활콘덴서가 상기 브릿지전파정류부의 양 출력단에 직렬로 접속되어, 상기 브릿지전파정류부에서 정류된 파형을 평활화하는 평활부와; 상기 브릿지전파정류부의 일측 입력단과 상기 평활부의 제1평활콘덴서와 제2평활콘덴서의 공통접속점 사이에 연결되어 인가되는 전원전압의 크기에 따라 스위치를 절환하므로 인해 전류의 경로를 제어하는 110V/220V 절환스위칭수단과; 상기 평활부의 제2평활콘덴서에 병렬로 접속되어 인가되는 전원전압의 크기에 따라 온/오프되므로 인해 상기 평활부의 콘덴서 용량을 제어하는 콘덴서 용량제어 스위칭수단과; 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단과 전원입력단 사이에 연결되어 인가되는 전원전압의 크기를 감지하므로 인해 상기 콘덴서용량제어스위칭수단을 온/오프하는 전원전압감지수단으로 구성됨을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 일실시예를 들어 그 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 일실시예에 따른 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치는 제3도와 제4도에 도시되는 바와 같이, 4개의 다이오드(D5, D6, D7, D8)로 구성되어 인가되는 전원전압을 전파정류하는 브릿지전파정류부(10)와; 상기 브릿지전파정류부(10)의 양 출력단에 직렬로 접속되어, 상기 브릿지전파정류부에서 정류된 파형을 평활화하는 평활부(30)와; 상기 브릿지전파정류부(10)의 일측 입력단과 상기 평활부(30)에 연결되어 인가되는 전원전압의 크기에 따라 스위치를 적절히 절환하므로 인해 상기 평활부(30)의 전류흐름을 제어하는 110V/220V 절환스위칭수단(20)과; 상기 평활부(30)의 콘덴서(C4)에 병렬로 접속되어 인가전원의 크기에 따라 온/오프되므로 인해 상기 평활부(30)의 콘덴서 용량을 제어하는 콘덴서용량제어 스위칭수단(40)과; 전원입력단에 접속되어 인가되는 전원전압의 크기를 감지하여 상기 콘덴서용량제어스위칭수단을 온/오프하는 전원전압감지수단(50)으로 구성됨을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.

또한 상기 전원전압감지수단(50)은, 전원전압의 입력단에 접속되어, 인가되는 전원전압 반파정류하는 반파정류수단(51)과; 상기 반파정류수단(51)의 출력단에 접속되어 인가되는 전원전압의 크기를 판별하는 전압판별수단(52)과; 상기 전압판별수단(52)의 출력단에 접속되어 상기 전압판별수단(52)의 값에 따라 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단(40)에 제어신호를 인가하는 제어신호발생수단(53)으로 구성되고, 상기 평활부(30)는 제1평활콘덴서와 제2평활콘덴서직렬연결되어 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 콘덴서용량제어 스위칭수단(40)은 양방향성 소자인 트라이악(TRI)으로 구성됨이 바람직하다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 고안 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치의 일실시예에 따른 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 전원전압감지부(50)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

전원전압 입력단을 통해 인가된 전원전압은 다이오드(D9)와 콘덴서(C5)로 구성된 반파정류수단(51)을 거쳐 반파정류된 후에 전압판별수단(52)에 인가된다. 전압판별수단(52)에 인가된 반파정류된 전압은 분압저항 R1가 R2를 통해 분압되는데 이때, 상기 분압저항 R1과 R2의 공통접속점인 (다)점의 전위는 다음식 (2)와 같다.

(여기서, VCC는 반파정류된 값인 (나)점의 전위를 나타낸다.)

또한, 상기 분압저항(R1, R2)의 공통접속점인 (다)점에 제너다이오드(ZD1)를 통해 트랜지스터(Q1)를 접속하고, 상기 분압저항(R1, R2)의 분압비를 조절하여 전원전압이 220V 일때 상기 제너다이오드(ZD1)가 도통되도록 하면, 상기 트랜지스터(Q1)는 110V 일때 오프되고 220V 일때 온되는 동작을 하게 되어 제어신호발생수단(53)의 트랜지스터(Q2)를 제어하게 된다.

이를 다시 설명하면, 인가되는 전원전압이 110V 일때에는 (다)점의 전위가 낮아 제너다이오드(ZD1)가 오프되고, 상기 제너다이오드(ZD1)가 오프됨에 따라 트랜지스터(Q1)가 오프되어, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전위는 VCC인 하이(HIGH) 전위가 된다. 또한, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전위가 하이가 됨에 따라 트랜지스터(Q2)가 온 되고, 이로 인해 상기 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 전위는 로우(LOW)가 되어 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단(40)인 트라이악(TRI)에 로우인 제어신호를 인가하게 된다.

한편, 인가되는 전원전압이 220V 일때에는 (다)점의 전위가 높아져 제너다이오드(ZD1)가 온되고, 상기 제너다이오드(ZD1)가 온됨에 따라 트랜지스터(Q1)가 온되어 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전위는 접지전위인 로우가 된다. 또한, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전위가 로우가 됨에 따라 트랜지스터(Q2)가 오프되고, 이로 인해 상기 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 전위는 하이가 되어 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단(40)인 트라이악(TRI)에 하이인 제어신호를 인가하게 된다.

상기와 같은 동작에 의해 상기 전원전압감지수단(50)은, 인가되는 전원전압이 110V일 때에는 로우 신호를 발생하게 되며, 220V 일때에는 하이신호를 발생하게 되는 것이다.

이하, 상술한 전원전압감지수단(50)의 동작을 토대로 하여 본 고안 110V/220 V 겸용 직류전원 공급장치의 일실시예에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인가되는 전원전압이 110V 일때에는 상기 110V/220V 절환스위칭수단(20)의 스위치(SW2)가 온 되도록 절환하는 것으로, 인가되는 전원전압이 110V이므로 인해 상기 전원전압감지수단(50)의 출력은 로우가 되고, 이로 인해 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단(40)인 트라이악(TRI)이 오프되어, 입력단에 인가되는 전원전압의 (+) 반싸이클 동안은 상기 브릿지전파정류부(10)의 다이오드(D2) - 평활콘덴서(C3) - 절환스위치(SW2)를 거치는 폐회로를 구성하고, (-) 반싸이클 동안은 상기 브릿지전파정류부(10)의 다이오드(D8) - 평활콘덴서(C4) - 절환스위치(SW2)를 거치는 폐회로를 구성하게 되어 상술한 종래의 동작과 같은 동작을 하게 된다.

그러나, 인가되는 전원이 220V 일때에는 상기 절환스위치(SW2)가 오프 되도록 절환하는 것으로, 인가되는 전원전압이 220V이므로 인해 상기 전원전압감지수단(50)의 출력은 하이가 되어, 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단(40)인 트라이악(TRI)이 온 된다. 상기 트라이악(TRI)이 온 되므로 인해 상기 평활부(30)의 제2평활콘덴서(C4)의 양단이 단락된다. 따라서, 입력단에 인가되는 전원전압의 (+) 반싸이클 동안은 상기 브릿지전파정류부(10)의 다이오드(D6) - 평활콘덴서(C3) - 다이오드(D8)를 거치는 폐회로를 구성하게 되어 (+) 반싸이클에 대한 전압을 상기 평활콘덴서(C3)의 양단에 충전시키게 된다. 또한, 입력단에 인가되는 전원전압의 (-) 반싸이클 동안은 상기 브릿지전파정류부(10)의 다이오드(D7) - 평활콘덴서(C3) - 다이오드(D5)를 거치는 폐회로를 구성하게 되어 (-) 반싸이클에 대한 전압을 상기 평활콘덴서(C3)의 양단에 충전시키게 되며, 회로각부에 공급되는 전압이 되는 (라)점의 전위는 상기 제1평활콘덴서인 C3의 정전용량값에 충전된 전압이 된다.

즉, 전원전압이 220V 일때 평활콘덴서로 작용하는 콘덴서는 제1평활콘덴서인 C3 뿐이므로 결과적으로 종래의 기술에 비해 2배에 달하는 정전용량을 갖게 되어, 리플성분을 감소시켜 보다 깨끗하고 안정적인 직류전원을 공급할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기의 실시예에서는 상기 110V/220V 절환스위칭수단(20)으로 수동으로 조작되는 절환스위치(SW2)를 사용하였으나, 상기 절환스위치(SW2)를 릴레이로 대체하여 상기 전원전압감지수단(50)의 제어신호에 따라 온/오프되게 구성함으로써 인가되는 전원전압의 크기에 따라 자동적으로 동작되게 구성할 수 있는 것이다.

이를 다시 설명하면, 상기 110V/220V 절환스위칭수단(20)으로 릴레이를 사용하고, 상기 릴레이의 제어단자를 상기 전원전압감지수단(50)의 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 접속하면, 110V가 인가될 시에는 상기 릴레이가 온되며, 220V가 인가될 시에는 릴레이가 오프되는 동작을 하게 되는 것이다. (도면 생략)

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치는 인가되는 전원전압을 감지하여 110V/220V 절환스위치를 자동으로 동작시킬 수 있음은 물론, 220V의 전원이 인가될시에는 평활콘덴서의 용량을 종래 기술에 비해 두배로 늘릴 수 있어 리플성분이 보다 적은 깨끗하고 안정적인 직류전원을 공급하므로 인해 제품의 품질을 높임과 동시에 제품의 수명을 늘릴 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims

인가되는 전원전압을 전파정류하는 브릿지전파정류부와; 상기 브릿지전파정류부의 양출력단에 직렬로 접속되어, 상기 브릿지전파정류부에서 정류된 파형을 평활화 하는 평활부와; 상기 브릿지전파정류부의 일측 입력단과 상기 평활부에 연결되어 인가되는 전원전압의 크기에 따라 스위치를 절환하므로 인해, 전류의 경로를 제어하는 110V/220V 전환스위칭수단과; 상기 평활부에 병렬로 접속되어 인가되는 전원전압의 크기에 따라 온/오프되므로 인해 상기 평활부의 콘덴서 용량을 제어하는 콘덴서용량제어 스위칭수단과; 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단과 전원입력단 사이에 연결되어 인가되는 전원전압의 크기를 감지하므로 인해 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단을 온/오프하는 전원전압감지수단으로 구성됨을 특징하는 하는 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 전원전압감지수단은 전원전압의 입력단에 접속되어 인가되는 전원전압을 반파정류하는 반파정류수단과; 상기 반파정류수단의 출력단에 접속되어 인가되는 전원전압의 크기를 판별하는 전압판별수단과; 상기 전압판별수단의 출력단에 접속되어 상기 전압판별수단의 값에 따라 콘덴서용량제어 스위칭수단에 제어신호를 인가하는 제어신호발생수단으로 구성됨을 특징으로 하는 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 콘덴서용량제어 스위칭수단은 양방향성 소자인 트라이악으로 구성됨을 특징으로 하는 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 110V/220V 절환스위칭수단은 상기 전원전압감지수단에 의해 제어되는 릴레이로 구성됨을 특징으로 하는 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 평활부는 직렬로 접속된 제1평활콘덴서와 제2평활콘덴서로 구성됨을 특징으로 하는 110V/220V 겸용 직류전원 공급장치.