KR970002428Y1

KR970002428Y1 - 과전압 보호회로

Info

Publication number: KR970002428Y1
Application number: KR2019940001753U
Authority: KR
Inventors: 이병희
Original assignee: 삼성전자주식호사; 김광호
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1997-03-24
Also published as: KR950024028U

Abstract

내용없음

Description

과전압 보호회로

제1도는 종래의 전원공급장치의 일실시도.

제2도는 종래의 전원공급장치의 다른 실시도.

제3도는 이 고안에 따른 과전압 보호회로를 구비하는 전원공급장치를 나타내는 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

SW1 : 전원공급장치의 메인스위치 SW2 : 입력전압 선택스위치

RL : 릴레이 Q1 : 스위칭용 트랜지스터

Q2 : 경보발생기 제어용 트랜지스터 R1∼R6 : 저항

ZD : 과전압 방지용 제너 다이오드 D1 : 다이오드

LED : 발광 다이오드 C3 : 내압용 컨덴서

10 : 과전압 보호부

이 고안은 과전압 보호회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 메인전원을 인가받아 변환하여 시스템에 구동전원을 공급하는 전원공급장치에 있어서, 입력되는 메인전원이 기준전압을 넘는 과전압인 경우, 과전압이 인가 되었음을 나타내는 경보를 발생시킴과 동시에 입력되는 과전압을 자동 차단하여 시스템을 보호하도록 한 과전압 보호회로에 관한 것이다.

일반적으로 전원공급장치는 교류성분의 메인전원을 인가받아 시스템에서 사용하기 적합한 크기의 직류전압으로 변환하여 시스템에 공급하는 장치로서, 제1도 및 제2도를 참조하여 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시된 전원공급장치는 110V 또는 220V 전용 전원공급장치를 나타내는 회로도로서, 교류성분의 메인전원(Vin : 여기에서는 110V 또는 220V)은 전원입력단자에 입력되고, 사용자가 전원공급장치의 메인스위치(SW1.)를 턴-온시키면 스위치(SW1)를 통하여 메인전원(Vin)은 트랜스포머(T)의 1차측에 인가된다. 메인전원(Vin)을 인가받은 트랜스포머(T)는 1차측으로부터 2차측에 일정전압을 유도하게 되는데, 이때 트랜스포머(T)는 1차측과 2차측의 권선비에 따라 메인전원(Vin)을 시스템에서 사용하기에 적합한 일정크기의 전압으로 변환한다.

트랜스포머(T)를 통하여 변환된 브리지 다이오드(BD)를 통하여 정류되고, 평활용 컨덴서(C2)를 통하여 평활된 후 출력단자를 통하여 출력된다. 이때 브리지 다이오드(BD)와 컨덴서(C2)를 통하여 출력되는 출력전압(Vout)은 직류전압이다.

한편, 제2도는 110V/220V 겸용 전원공급장치를 나타내는 회로도로서, 입력되는 메인전원(Vin)이 110V인 경우 사용자는 입력전압 선택스위치(SW2)를 조작하여 ST0-ST1이 연결되도록 한다. 또한, 입력되는 메인전원(Vin)이 220V인 경우 사용자는 입력전압 선택스위치(SW2)를 조작하여 ST0-ST2가 연결되도록 한다. 이후의 동작은 제1도의 동작과 동일하다.

여기서, 미설명부호인 C1은 스위치(SW1)를 턴-온시키는 순간 발생하는 트리거 전압을 제거하기 위한 트리거 전압 제거용 컨덴서이고, F1,F2는 과전압 보호용 휴즈이다.

그런데, 상기와 같이 구성된 전원공급장치는 입력되는 메인전원이 과전압인 경우 휴즈가 파괴되어 메인전원이 전원공급장치에 인가되는 것을 차단하도록하여 과전압에 대하여 시스템을 보호하도록 하였다. 이러한 경우, 사용자는 파괴된 휴즈를 매번 교환하여야 하는 불편함이 있었다.

또한, 사용자가 정격용량을 초과하는 휴즈를 사용하게 되면, 입력되는 과전압을 차단하지 못하여 결국 전원공급장치가 파괴되거나, 트리거전압 제거용 컨덴서가 파괴되어 시스템의 오동작 또는 고장을 발생시키는 문제점이 있었다.

이 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 고안의 목적은 인가되는 전원이 과전압일 때, 이를 검출하여 과전압이 인가되었음을 나타내는 경보를 발생시킴과 동시에 과전압이 시스템에 인가되는 것을 자동 차단하여 시스템의 오동작 및 고장을 방지하도록 한 과전압 보호회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 고안에 따른 과전압 보호회로의 특징은, 입력되는 메인전원을 변환하는 트랜스포머와 상기 트랜스포머에 의해 변환된 전압을 정류 및 평활하는 정류 및 평활소자를 구비하는 전원공급장치에 있어서; 상기 정류 및 평활소자에 의해 직류성분으로 변환된 전압을 인가받아, 인가된 전압의 크기에 따라 상기 정류 및 평활된 전압이 시스템에 공급되는 것을 스위칭하는 제1스위칭 소자와; 입력되는 전압이 과전압인 경우 경보를 발생하는 경보발생수단과; 상기 정류 및 평활소자에 의해 직류성분으로 변환된 전압을 인가받아, 인가된 전압의 크기에 따라 상기 정류 및 평활된 전압이 상기 경보발생수단으로 인가되는 것을 스위칭하는 제2스위칭 수단을 구비하는 점에 있다.

이 고안에서는, 상기 제1스위칭 소자를 입력되는 전압이 정상전압인 경우 턴-온되고, 입력전압이 과전압인 경우 턴-오프되도록 한 릴레이로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 경보발생수단은, 광신호발생기 또는 음성신호 발생기중 어느하나를 선택하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 제2스위칭수단은, 입력되는 전압이 정상전압인 경우 턴-온되고, 입력되는 전압이 과전압인 경우 턴-오프되는 제1트랜지스터와; 상기 제1 바이폴라 트랜지스터에 동기되어 스위칭되고, 입력되는 전압이 정상전압인 경우 상기 경보발생수단에 인가되는 전압을 그라운드로 패스시키고, 입력되는 전압이 과전압인 경우 상기 경보발생수단에 전압을 인가하도록 한 제2트랜지스터로 구성되도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 이 고안에 따른 과전압 보호회로의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 이 고안에 따른 과전압 보호회로를 구비하는 전원공급장치를 나타내는 회로도인 바, 전원공급장치의 메인전원 입력단과 브리지 다이오드(BD) 및 컨덴서(C2) 사이의 구성은 제2도에서 언급된 바와 동일하므로, 동작 설명은 생략하기로 한다.

제3도를 보면, 정류용 브리지 다이오드(BD) 및 평활용 컨덴서(C2)와 전압출력단자사이에는 스스템에 인가되는 과전압을 자동 차단하여 시스템을 보호하기 위한 과전압 보호부(10)가 구성되어 있다.

이러한 과전압 보호부(10)를 보다 상세히 살펴보면, 브리지 다이오드(BD)와 평활용 컨덴서(C2)를 통하여 정류 및 평활된 마디 A의 직류전압은 전압검출용 저항(R1)에 의해 검출되어 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 에미터와 과전압 방지용 제너 다이오드(ZD)의 캐소드단에 동시 인가된다.

여기서, 인가되는 전압이 일정전압 이상의 과전압이면 제너 다이오드(ZD)가 턴-온되어 과전압이 그라운드로 패스되도록 구성한다.

한편, 브리지 다이오드(BD)와 평활용 컨덴서(C2)를 통하여 정류 및 평활된 전압은 두 개의 분압용 저항(R2,R3)에 의해 분압된 후, 이 분압된 전압(마디 B의 전압)이 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다. 이때, 두 개의 분압용 저항(R2,R3) 값은 제너 다이오드(ZD)의 스위칭 포인트값보다 0.7V정도 작은값이 되도록 구성한다.

또한, 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 온-오프동작에 따라 동기되어 온-오프동작을 행하는 경보발생기 제어용 트랜지스터(Q2)는 과전압이 인가되는 경우 경보를 발생하는 발광 다이오드(LED)를 스위칭하도록 스위칭용 트랜지스터(Q1)에 연결 구성되어 있다.

한편, 릴레이(RL)는 전압검출용 저항(R5)에 의해 검출된 전압으로 스위칭되어 브리지 다이오드(BD)와 평활용 컨덴서(C2)에 의해 정류 및 평활된 전압이 시스템에 인가되는 것을 제어하도록 구성되어 있고, 내압용 컨덴서(C3)는 과전압이 차단되었을 때, 시스템을 보호하기 위하여 충분히 큰용량으로 릴레이(RL)에 병렬 구성되어 있으며, 발광 다이오드(LED)는 인가되는 메인전원이 과전압인 경우 마디 C의 전압을 인가받아 턴-온되어 발광하도록 릴레이(RL)에 연결 구성되어 있다.

상기와 같은 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 입력되는 메인전원(Vin)이 정상적인 크기의 110V 전압인 경우, 사용자가 전원공급장치의 메인스위치(SW1)를 턴-온시키고 입력전압 선택스위치(SW2)를 110V용으로 전환시키면, 메인전원(Vin)은 트랜스포머(T)의 1차측에 인가되어 트랜스포머(T)의 1차측과 2차측의 권선비에 따라 일정크기의 전압으로 변환되어 트랜스포머(T)의 2차측으로 유도된다. 트랜스포머(T)를 통하여 변환된 전압은 브리지 다이오드(BD)와 컨덴서(C2)를 통하여 정류 및 평활되어 직류전압(마디 A의 전압)으로 변환된다.

마디 A의 전압은 전압검출용 저항(R1)에 의해 검출된 후, 제너 다이오드(ZD)와 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 에미터에 인가된다. 이때, 제너 다이오드(ZD)에 인가된 전압은 제너 다이오드(ZD)의 스위칭 포인트 이하의 값을 갖는 전압이므로 제너 다이오드(ZD)를 턴-온시키지 못하여 마다 A전압은 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 에미터에 인가된다.

한편, 마디 A의 전압은 두 개의 분압용 저항(R2,R3)에 의해 분압되어(마디 B전압) 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다. 이때, 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되는 전압은 전압검출용 저항(R1)에 의해 검출된 전압의 크기보다 0.7V정도 작은값을 유지하므로, 스위치용 트랜지스터(Q1)는 턴-온된다.

스위칭용 트랜지스터(Q1)가 턴-온되면, 전압검출용 저항(R1)에 의해 검출된 전압은 스위칭용 트랜지스터(Q1)를 통하여 경보발생기 제어용 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되어 경보발생기 제어용 트랜지스터(Q2)를 턴-온시킨다. 경보발생기 제어용 트랜지스터(Q2)가 턴-온되면 마다 C전압은 그라운드 전압이 된다.

마디 C전압이 그라운드 전압이므로, 마디 A전압은 전압검출용 저항(R5)에 의해 검출되어 릴레이(RL)에 인가되고, 릴레이(RL)는 온상태를 유지한다. 릴레이(RL)가 온되어 있으므로 마디 A의 전압은 전압출력단자를 통하여 시스템에 공급된다.

여기서, 릴레이(RL)는 전압 검출용 저항(R5)에 의해 검출된 전압이 정상적인 전압값인 경우 턴-온상태를 유지하도록 하고, 전압 검출용 저항(R5)에 의해 검출된 전압이 정상적인 전압값보다 큰 과전압인 경우에는 턴-오프되도록 하기 위하여 일정한 장력을 갖는 탄성부재가 연결되어 있다.

만약, 입력되는 메인전원(Vin)이 정상적인 크기의 220V 전압인 경우 사용자는 입력전압 선택스위치(SW2)를 220V용으로 전환시키면, 전술한 과정과 동일하게 동작되어 정상적인 크기의 출력전압(Vout)이 시스템에 공급된다.

한편, 입력되는 메인전원(Vin)이 220V이고, 사용자가 전원공급장치의 메인스위치(SW1)를 턴-온시키고 입력전압 선택스위치(SW2)를 110V용으로 전환시킨 경우(여기서, 휴즈는 정격용량 이상의 것을 사용하였다고 가정한다), 메인전원(Vin)은 트랜스포머(T)의 1차측에 인가되어 트랜스포머(T)의 1차측과 2차측의 권선비에 따라 일정크기의 전압으로 변환되어 트랜스포머(T)의 2차측으로 유도된다. 트랜스포머(T)를 통하여 변환된 전압은 브리지 다이오드(BD)와 컨덴서(C2)를 통하여 정류 및 평활되어 직류전압(마디 A의 전압)으로 변한된다.

마디 A의 전압은 전압검출용 저항(R1)에 의해 검출된 후, 제너 다이오드(ZD)와 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 에미터에 인가된다.

이때, 제너 다이오드(ZD)의 스위칭 포인트값 이상의 전압이 인가되었으므로, 제너 다이오드(ZD)는 턴-온되어 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 에미터전위는 일정상태가 유지된다.

한편, 마디 A의 전압은 두 개의 분압용저항(R2,R3)에 의해 분압되어(마디 B전압) 스위치용 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다. 이때, 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되는 전압은 입력되는 메인전원(Vin)이 과전압이므로 초기의 정상적인 경우에 비하여 높은 전위값을 유지하게 되어 스위칭용 트랜지스터(Q1)의 에미터-베이스간 전위차가 0.7V 이하가 되어 스위칭용 트랜지스터(Q1)는 턴-오프된다.

스위칭용 트랜지스터(Q1)가 턴-오프되면, 스위칭용 트랜지스터(Q1)와 동기되어 동작하는 경보발생기 제어용 트랜지스터(Q2)가 턴-오프되어 릴레이(RL)→발광 다이오드(LED)→저항(R6)의 루프가 형성된다.

릴레이(RL)→발광 다이오드(LED)→저항(R6)의 루프가 형성되어 있으므로, 마디 A전압은 전압검출용 저항(R5)에 의해 검출되어 릴레이(RL)에 인가되는데, 릴레이(RL)는 마디 A에 걸린 과전압이 인가되므로 턴-오프된다. 릴레이(RL)가 턴-오프되면 마다 A의 전압은 시스템에 공급되지 못하고 자동 차단된다.

또한, 전압검출용 저항(R5)에 의해 검출된 전압은 릴레이(RL)를 통하여 발광 다이오드(LED)에 인가되어 발광 다이오드(LED)를 턴-온시킴으로써, 사용자에게 과전압이 인가되고 있음을 표시하게 된다.

여기서, 입력전압 선택스위치(SW2)가 220V용으로 전환되어 있고, 입력되는 메인전원(Vin)이 220V이상의 과전압인 경우에도, 앞서 언급한 바와 같이 과전압 보호부(10)에 의해 과전압이 자동 차단된다.

또한, 제3도에는 110V/220V 겸용으로 사용할 수 있는 전원공급장치의 예를 들었으나, 110V 또는 220V 전용으로 사용하는 전원공급장치에서도 전술한 내용과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 전술한 발광 다이오드(LED)를 부저로 대체하여 과전압이 인가되는 경우 부저를 동작시켜 경보를 발생시키도록 할 수도 있다.

이상에서와 같이 이 고안에 따른 과전압 보호회로에 의하면, 인가되는 메인전원이 과전압일 때, 이를 검출하여 과전압이 인가되었음을 나타내는 경보를 발생시킴과 동시에 과전압이 시스템에 인가되는 것을 자동 차단하여 시스템의 오동작 및 고장을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

입력되는 메인전원을 변환하는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머에 의해 변환된 전압을 정류 및 평활하는 정류 및 평활소자를 구비하는 전원공급장치에 있어서; 상기 정류 및 평활소자에 의해 직류성분으로 변환된 전압을 인가받아, 인가된 전압의 크기에 따라 상기 정류 및 평활된 전압이 시스템에 공급되는 것을 스위칭하는 제1 스위칭 소자와; 입력되는 전압이 과전압인 경우 경보를 발생하는 경보발생수단과; 상기 정류 및 평활소자에 의해 직류성분으로 변환된 전압을 인가받아, 인가된 전압의 크기에 따라 상기 정류 및 평활된 전압이 상기 경보발생수단으로 인가되는 것을 스위칭하는 제2 스위칭 수단을 구비하는 과전압 보호회로.
제1하에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자는, 입력되는 전압이 정상전압인 경우 턴-온되고, 입력전압이 과전압인 경우 턴-오프되도록 한 릴레이로 된 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로.
제1항에 있어서, 상기 경보발생수단은, 광신호 발생기로 구성됨을 특징으로 하는 과전압 보호회로.
제1항에 있어서, 상기 경보발생수단은, 음성신호 발생기로 구성됨을 특징으로 하는 과전압 보호회로.
제1항에 있어서, 상기 제2 스위칭 수단은, 입력되는 전압이 정상전압인 경우 턴-온되고, 입력되는 전압이 과전압인 경우 턴-오프되는 제1 트랜지스터와; 상기 제1 바이폴라 트랜지스터에 동기되어 스위칭되고, 입력되는 전압이 정상전압인 경우 상기 경보발생수단에 인가되는 전압을 그라운드로 패스시키고, 입력되는 전압이 과전압인 경우 상기 경보발생수단에 전압을 인가하도록 한 제2 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 과전압 보호회로.