KR0121314Y1

KR0121314Y1 - 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로

Info

Publication number: KR0121314Y1
Application number: KR92007405U
Authority: KR
Inventors: 김주효
Original assignee: 황선두; 삼성전기주식회사
Priority date: 1992-05-01
Filing date: 1992-05-01
Publication date: 1998-10-01
Also published as: KR930026640U

Abstract

입력전압 신호선에 연결되어 입력되는 전압신호를 고전압으로 변환하여 출력하는 트랜스포머와; 상기한 트랜스포머에 연결되어 입력되는 전압 신호를 안정된 직류전압이 되도록 정류 및 평활하는 정류 평활부와; 상기한 정류 평활부에 연결되어 부하측에 인가되는 과전압을 검출하는 과전압 검출부와; 정류 평활부에 연결되어 동작 초기에 발생되는 초기 과전류와 과전압이 인가될 때 발생되는 과전류를 제거하는 과전류 제거부와; 과전압 검출부와 과전류 제거부에 연결되어 과전압이 검출될 경우에 턴온되는 다이리스터와; 과전압이 검출될 경우에 회로의 동작을 중지시키는 펄스폭 변조용 I.C로 구성되어; 전원 공급장치의 동작 초기에 발생되는 초기 과전류를 제거한 뒤에 전원을 공급하는 소프트 스타트 방식을 적용함으로써 초기 과전류에 의해 전원 공급장치의 동작이 빈번하게 차단되는 것을 방지한 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로에 관한 것.

Description

초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로

제1도는 이 고안의 실시예에 따른 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전합 보호회로의 상세 회로도이다.

이 고안은 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply, SMPS)에 있어서 동작 초기에 발생되는 초기 과전류를 제거한 뒤에 전원을 공급함으로써 초기 과전류에 의해 전원 공급장치의 동작이 빈번하게 차단되는 것을 방지한 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로에 관한 것이다.

스위칭 모드 전원 공급장치는 통상적으로, 출력전압의 변동에 따라 펄스폭변조용 I.C(Integrated Circuit)에 의해 트랜스포머(transformer)의 1자측 코일에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터의 구동시간이 조절됨으로써 항상 안정된 출력전압을 얻어지도록 구성되어 있다. 즉 출력전압이 낮아지면 펄스폭 변조용 I.C에 의해 스위칭 트랜지스터의 구동시간이 길어져서 출력전압이 높아지게 되고, 이와는 반대로 출력전압이 높아지면 펄스폭 변조용 I.C에 의해 스위칭 트랜지스터의 구동시간이 짧아져서 출력전압이 낮아지게 됨으로써 부하의 변동에 관계없이 출력전압이 항상 일정하게 유지되도록 한다.

이러한 스위칭 모드 전원 공급장치에서는 위에서 언급한 동작 특성 때문에 트랜스포머의 크기가 작더라도 많은 전력을 전송할 수가 있어서, 일반적인 전원 공급장치에 비해 상대적으로 그 크기 및 부피를 줄일 수가 있고 또한 전력의 전송효율이 높기 때문에 점차로 사용 범위가 널리 확대되고 있는 추세이다.

스위칭 모드 전원공급장치에 관한 것으로서, 부하에 과전압이 인가되는 것을 검출하여 회로의 동작을 차단함으로써 회로 및 부하를 과전압에 의한 손상으로부터 보호하는 기술이 대한민국 실용신안등록출원 공고번호 제91-5625(출원일자 : 서기 1989년 10월 17일)의 과전류 보호회로나, 동 특허출원 공고번호 제90-7410호(출원일자 : 서기 1988년 1월 30일)의 전원기기의 과전류 보호회로나, 동 실용신안등록출원 공고번호 제90-5019호(출원일자 : 서기 1987년 12월 31일)의 정전류 제한회로와 과전류 보호회로를 겸용한 안정화회로에서 개시된 바 있다.

상기한 전원기기의 과전류 보호회로는 입력전압의 변동이나 출력전류의 변동에 기인하여 부하측에 과전류가 흐르게 되는 것을 방지하는 동작 특성을 갖는다.

또한 상기한 과전류 보호회로는 과전류가 검출되면 스위칭 모드의 전원회로의 동작을 차단시켜 세트를 보호하는 동작 특성을 갖는다.

그리고 상기한 정전류 제한회로와 과전류 보호회로를 겸용한 안정화회로는 교류(AC) 전압으로부터 필요한 직류(DC) 전압을 만들어 사용하는 정전류형 전류 제한회로와 차단형 과전류 보호회로를 겸한 보호회로에 관한 것으로서, 스위칭 모드 전원 공급장치를 사용하는 전자기기에서 성능을 안정되게 유지할 수 있도록 전원 전류를 일정하게 제어해주고 또한 부하측의 이상으로 과전류가 흐르는 요인이 발생했을 때 전원회로를 보호하는 동작 특성을 갖는다.

그러나 상기한 종래의 과전류 보호회로는, 스위칭 모드 전원 공급장치의 구동이 시작되는 초기에 발생하기 쉬운 초기 과전류에도 회로의 동작을 차단시킴으로써 스위칭 모드 전원 공급장치가 빈번하게 그 동작이 중지되는 단점이 있다.

따라서 이 고안의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 전원 공급장치의 동작 초기에 발생되는 초기 과전류를 제거한 뒤에 전원을 공급하는 소프트 스타트(soft start) 방식을 적용함으로써 초기 과전류에 의해 전원 공급장치의 동작이 빈번하게 차단되는 것을 방지한 초기 과전류 제거 기능을 구비한 과전압 보호회로를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 고안의 구성은, 입력전압 신호선에 연결되어 입력되는 전압신호를 고전압으로 변환하여 출력하는 트랜스포머와; 상기한 트랜스포머에 연결되어 입력되는 전압 신호를 안정된 직류전압이 되도록 정류 및 평활하는 정류 평활부와; 상기한 정류 평활부에 연결되어 부하측에 인가되는 과전압을 검출하는 과전압 검출부와; 정류 평활부에 연결되어 동작 초기에 발생되는 초기 과전류와 과전압이 인가될 때 발생되는 과전류를 제거하는 과전류 제거부와; 과전압 검출부와 과전류 제거부에 연결되어 과전압이 검출될 경우에 턴온되는 다이리스터(thyristor)와; 과전압이 검출될 경우에 회로의 동작을 중지시키는 펄스폭 변조용 I.C로 이루어진다.

상기한 구성에 의한 이 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 이 고안의 실시예에 따른 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로의 상세 회로도이다 제1도에 도시되어 있듯이 이 고안의 실시예에 따른 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로의 구성은, 입력전압 신호선(B+)에 1차측 코일이 연결된 트랜스포머(TRN)와, 트랜스포머(TRN)의 2차측 코일에 입력단이 연결된 정류 평활부(10)와, 정류 평활부(10)의 출력단에 입력단이 연결된 과전압 검출부(20)와, 정류 평활부(10)의 출력단자에 입력단자가 연결된 과전류 제거부(30)와, 과전압 검출부(20)의 출력단자에 게이트가 연결되고 과전류 게거부(30)에 애노드가 연결되고 캐소드는 접지된 다이리스터(SCR)와, 다이리스터(SCR)의 애노드에 입력단자(OVP)가 연결된 펄스폭 변조용 I.C(40)로 이루어진다.

상기한 정류 평활부(10)의 구성은, 트랜스포머(TRN)의 2자측 코일에 애노드가 연결된 다이오드(D11)와, 다이오드(D11)의 캐소드와 트랜스포머(TRN)의 2차측 코일 사이에 연결된 저항(R11)과, 다이오드(D11)의 캐소드에 한쪽단자가 연결된 저항(R12)과, 저항(R12)의 다른 한쪽단자와 트랜스포머(TRN)의 2자측 코일 사이에 연결된 커패시터(C11)로 이루어진다.

또한 과전압 검출부(20)의 구성은, 정류 평활부(10)의 저항(R11)과 커패시터(C11)의 접속점에 비반전 입력단자가 연결되고 저항 (R11)과 커패시터(C11)의 접속점에 반전 입력단자가 연결된 전압 비교기(OP21)와, 전압 비교기(OP21)의 출력단자에 애노드가 연결된 다이오드(D21)로 이루어진다.

그리고 과전류 제거부(30)의 구성은, 전원 전압(Vcc)에 한쪽단자가 연결된 저항(R31)과, 저항(R31)의 다른 한쪽단자에 베이스가 연결되고 저항(R31, R32)의 접속점에 에미터가 연결되고 컬렉터는 접지된 트랜지스터(Q31)와, 트랜지스터(Q31)의 베이스에 애노드가 연결된 다이오드(D31)와 저항(R31, R32)의 접속점에 한쪽단자가 연결된 저항(R33)과, 저항(R33)의 다른 한쪽단자와 접지 사이에 연결된 커패시터(C31)와, 저항(R33)와, 커패시터(C31)의 접속점에 비반전 입력단자가 연결되고 기준전압 신호선(Vref)에 반전 입력단자가 연결된 전압 비교기(OP31)와, 전압 비교기(OP31)의 출력단자에 캐소드가 연결되고 정류 평활부(10)의 저항(R12)과 커패시터(C11)의 접속점에 애노드가 연결된 다이오드(D31)로 이루어진다.

상기한 구성에 의한 이 고안의 실시예에 따른 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로의 작용은 다음과 같다.

입력전압(B+)이 트랜스포머(TRN)의 1자측 코일에 인가되면 상기한 입력전압(B+)은 트랜스포머(TRN)에 의해 고전압으로 변환된 뒤에 정류 평활부(10)로 출력된다.

정류 평활부(10)는 트랜스포머(TRN)로부터 입력된 고전압 신호를 정류한 뒤에 잡음을 제거시킴으로써 평활된 전압 신호를 출력한다.

스위칭 모드 전원 공급장치의 동작 초기에는, 전원전압(Vcc)이 인가되면 트랜지스터(Q31)의 베이스에 하이상태의 전압신호가 인가되기 때문에 트랜지스터(Q31)가 턴오프된다. 따라서 전원전압(Vcc)이 저항(R31, R33)을 거쳐 커패시터(C31)에 충전되는데, 커패시터(C31)에 충전되는 전압이 전압 비교기(OP31)의 반전 입력단자로 입력되는 기준전압(Vref) 보다 작을 경우에는 전압 비고기(OP31)의 출력은 로우상태의 신호가 되고 이와는 반대로 커패시터(C31)에 충전되는 전압이 전압 비고기(OP31)의 반전 입력단자로 입력되는 기준전압(Vref) 보다 클 경우에는 전압 비교기(OP31)의 출력은 하이상태의 신호가 된다. 그러므로 커패시터(C31)의 충전이 이루어지는 동안인 스위칭 모드 전원 공급장치의 동작 초기에는 전압 비교기(OP31)의 출력신호가 로우상태이므로 다이오드(D32)가 턴온되며, 커패시터(C31)의 충전이 완료되면 전압 비교기(OP31)의 출력신호가 하이상태이므로 다이오드(D31)가 턴오프된다.

이 경우에, 스위칭 모드 전원 공급 장치의 동작 초기에 정류 평활부(10)로부터 출력된 초기 과전류 신호는 다이오드(D32)를 통해 전압 비교기(OP31)의 내부회로로 입력됨으로써 제거된다.

정류 평활부(10)로부터 출력된 초기 과전류가 과전류 제거부(20)에 의해 제거된 뒤에, 정류 평활부(10)의 출력전압은 과전압 검출부(20)로 입력되어 전압 비교기(OP21)에 의해 과전압이 검출된다.

이 경우에 정류 평활부(10)로부터 과전압이 출력되면, 과전압 검출부(20)의 전압 비교기(OP21)의 출력신호는 하이상태가 되어 다이리스터(SCR)의 게이트로 입력됨으로써 다이리스터(SCR)을 턴온시킨다.

다이리스터(SCR)가 턴온되면 과전류 제거부(30)의 트랜지스터(Q31)의 베이스에는 로우상태의 신호가 인가됨으로써 트랜지스터(Q31)가 턴온된다. 따라서 커패시터(C31)에 저장되어 있는 전하량이 저항(R33)과 트랜지스터(Q31)를 거쳐 접지로 급속히 방전됨으로써 커패시터(C31)의 전위가 급격히 감소한다. 커패시터(C31)의 전위가 감소하면 전압 비교기(OP31)의 출력신호는 로우상태가 되므로 다이오드(D32)가 턴온되어, 정류 평활부(10)로부터 출력되는 과전류 신호가 다이오드(D32)를 거쳐 전압 비고기(OP31)의 내부회로로 입력됨으로써 과전류 신호가 일부 제거된다.

그리고 정류 평활부(10)로부터 과전압이 출력되어 과전압 검출부(20)에 의해 다이리스터(SCR)가 턴온되면, 펄스폭 변조용 I.C(40)의 입력단자(OVP)에는 로우상태의 신호가 입력됨으로써 펄스폭 변조용 I.C(40)의 동작을 중지시킨다.

하이상태의 신호가 입력단자(OVP)로 입력될 경우에 펄스폭 변조용 I.C(40)는 스위칭 소자의 턴온시간을 조정하는 펄스폭 변조 동작을 계속 진행하게 되나, 로우상태의 신호가 입력단자(OVP)로 입력될 경우에는 펄스폭 변조용 I.C(40)는 동작이 중지됨으로써 회로의 동작을 차단시킨다. 따라서 정류 평활부(10)로부터 출력되는 신호에 이상이 발생되어 과전압이 부하에 인가될 경우에 펄스폭 변조용 I.C(40)의 동작이 중지됨으로써 스위칭 모드 전원 공급장치에 의한 전력의 전송이 차단됨으로써 회로 및 부하가 과전압에 의해 전기적으로 손상되는 것을 방지할 수가 있다.

이상에서와 같이 이 고안의 실시예에서, 전원 공급장치의 동작 초기에 발생되는 초기 과전류를 제거한 뒤에 전원을 공급하는 소프트 스타트 방식을 적용함으로써 초기 과전류에 의해 전원 공급장치의 동작이 빈번하게 차단되는 것을 방지하는 효과를 가진 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로를 제공할 수가 있다. 이 고안의 이런한 효과는 스위칭 모드 전원 공급장치 분야에서 이용될 수 있다.

Claims

입력전압 신호선에 연결되어 입력되는 전압신호를 고전압으로 변환하여 출력하는 트랜스포머(TRN)와; 상기한 트랜스포머(TRN)에 연결되어 입력되는 전압 신호를 안정된 직류전압이 되도록 정류 및 평활하는 정류 평활부(10)와; 상기한 정류 평활부(10)에 연결되어 부하측에 인가되는 과전압을 검출하는 과전압 검출부(20)와; 정류 평활부(10)에 연결되어 동작 초기에 발생되는 초기 과전류와 과전압이 인가될 때 발생되는 과전류를 제거하는 과전류 제거부(30)와; 과전압 검출부(20)와 과전류 제거부(30)에 연결되어 과전압이 검출될 경우에 턴온되는 다이리스터(SCR)와; 과전압이 검출될 경우에 회로에 동작을 중지시키는 펄스폭 변조용 I.C(40)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로.
제1항에 있어서, 상기한 과전류 제거부(30)는 전원전압(Vcc)에 한쪽단자가 연결된 저항(R31)과; 저항(R31)의 다른 한쪽단자에 한쪽단자가 연결된 저항(R32)과; 저항(R32)의 다른 한쪽단자에 베이스가 연결되고 저항(R31, R32)의 접속점에 에미터가 연결되고 컬렉터는 접지된 트랜지스터(Q31)와; 저항(R31, R32)의 접속점에 한쪽단자가 연결된 저항(R33)과; 저항(R33)의 다른 한쪽단자와 접지 사이에 연결된 커패시터(C31)와; 저항(R33)과 커패시터(C31)의 접속점에 비반전 입력단자가 연결되고 기준전압 신호선(Vref)에 반전 입력단자가 연결된 전압 비교기(OP31)와; 전압 비교기(OP31)의 출력단자에 캐소드가 연결되고 정류 평활부(10)의 출력단자에 애노드가 연결된 다이오드(D31)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초기 과전류 제거기능을 구비한 과전압 보호회로.