KR0158505B1 - 부하보호기능을 갖는 전원 공급 회로 - Google Patents

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KR0158505B1 KR1019950040872A KR19950040872A KR0158505B1 KR 0158505 B1 KR0158505 B1 KR 0158505B1 KR 1019950040872 A KR1019950040872 A KR 1019950040872A KR 19950040872 A KR19950040872 A KR 19950040872A KR 0158505 B1 KR0158505 B1 KR 0158505B1
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Abstract

본 발명은 부하의 단락 및 단선시 스위칭소자의 동작을 정지시켜 줌으로써 부하회로를 보호하고, 부하의 이상유무를 용이하게 확인할 수 있도록 이를 외부에 표시하여 주는 전원공급회로에 관한 것으로서, 전원공급부(Vdc)와 스위칭소자(M1)사이에 흐르는 과전류를 검출하여 부하의 단락을 검출하는 신호를 출력하는 단락검출부와, 스위칭소자(M1)와 부하의 접속점으로부터 제공되는 전압신호에 의거하여 부하의 단선을 검출하는 신호를 출력하는 단선검출부와, 소정시간마다 펄스신호를 출력하는 타이머와, 단락검출신호를 래치하여 출력하고 그리고 이 단락검출신호의 래치기간중에 타이머 수단에서 제공되는 펄스신호를 출력하는 래치와, 단선검출신호와 래치의 출력 신호를 입력하여 단선 그리고/또는 단락시에 스위칭소자(M1)가 오프되도록 제어하고 그리고 단락검출신호의 래치기간중에 타이머수단에서 제공되는 펄스신호에 의해서 스위칭소자(M1)를 주기적으로 짧은 시간동안에 온되도록 구동하는 스위칭소자구동부로 구성되어 있다.

Description

부하보호기능을 갖는 전원 공급 회로
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 전원공급회로의 블럭도.
제2도는 제1도에 도시된 전원공급회로의 구성을 보여주고 있는 상세회로도.
제3도는 제2도의 주요회로부에서의 입출력신호의 타이밍도.
제4도는 제2도의 회로에서 부하의 단선상태시에 주요회로부에서의 입출력 신호의 타이밍도.
제5도는 제2도의 회로에서 부하의 단선상태시에 주요회로부에서의 입출력 신호의 타이밍도.
제6도는 종래의 전원공급회로의 구성을 보여주고 있는 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 전원회로부 110 : 단락검출부
120 : 클럭발생기 130 : 래치
140 : 단선검출부 150 : 구동신호발생부
160 : 스위칭소자구동부 170 : 표시부
[산업상의 이용분야]
본 발명은 부하보호기능을 갖는 전원공급회로에 관한 것으로서, 특히 부하의 단락 및 단선상태시에 전원차단기능을 갖는 스위칭소자를 통하여 부하에 제공되는 전원의 공급을 차단시킬 수 있는 전원공급회로에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 그의 문제점]
어떤 부하에 단락장애 등이 발생하여 정격이상의 과전류가 흐르는 경우 또는 부하가 단선(open load)되는 경우에, 부하회로에 전압변동 등의 영향으로 전원회로와 부하회로사이에 설치된 스위칭소자가 파괴되거나 그 부하회로가 손상되므로 이를 보호해 줄 필요가 있다.
제6도는, 일본특개평 07-288930호에 개시되어 있는 바와같이, 부하의 단락장해 등에 기인하여 발생되는 과전류가 부하회로에 흐를 경우에 그 과전류를 차단할 수 있도록 한 종래의 전원공급회로의 구성을 보여주고 있다.
제6도를 참고하면, 부하회로의 과전류를 퓨즈없이 고속차단하여, 다른 부하회로에 전원변동의 영향을 주지않도록 하기 위하여 제공된 전원공급회로는, 전원회로(3)와 부하회로(4)사이에, 전원라인을 통해 전원회로(3)로부터 부하회로(4)로의 전원을 투입 또는 차단이 가능한 차단소자(20A)를 구비한 차단회로(20)와, 부하회로(4)를 통하여 흐르는 과전류를 검출하기 위한 과전류검출소자(Rd), 과전류검출소자(Rd)를 통해 과전류가 흐를 때 전원라인을 통한 부하회로(4)로의 전원을 차단하기 위한 단락보호제어부(21)를 포함하고 있다.
이러한 종래의 전원공급회로는 단락검출에 대한 보호회로만을 구비하고 있을 뿐이다. 즉 종래의 전원공급회로는 부하의 단선상태에 따라 전원회로에서 부하회로로의 전원공급을 차단하는 회로를 구비하고 있지 않다.
또한, 종래의, 전원공급회로에서는, 부하의 단락상태가 순간적으로 발생된 후 정상상태로 복귀되는 경우에, 오퍼레이터가 조작하기 전까지는 계속해서 그 부하회로로의 전원공급이 차단되기 때문에 전원공급 및 차단을 자동적으로 제어할 수 없는 문제점이 있었다.
[발명의 목적]
따라서, 본 발명은 부하의 단락 그리고/또는 단선을 검출한 신호를 이용하여 전원회로와 부하사이에 설치되어 있는 스위칭소자를 제어하므로써 부하로 제공되는 전원공급을 차단하여 상기 부하 및 스위칭소자를 보호할 수 있도록 한 전원공급회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 부하의 단락시에 전원회로와 부하사이에 있는 스위칭소자를 통하여 부하로 제공되는 전원공급을 차단한 다음, 일정시간마다 스위칭 소자를 구동하여 전원공급을 재개하여서 상기 부하의 단락이 순간적인 단락인지를 판별하여 부하로의 전원공급 또는 차단을 자동으로 제어할 수 있도록 하는 전원공급장치를 제공하는 데 있다.
[발명의 구성]
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일특징에 의하면, 전원공급부와 이로부터 전원을 공급받는 부하사이에 접속되는 스위칭소자를 구비하고, 부하의 단선 및 단락시에 상기 스위칭소자를 제어하여 부하로의 전원공급을 차단할 수 있는 전원공급장치는, 상기 전원공급부와 상기 스위칭소자 사이에 흐르는 과전류를 검출하여 상기 부하의 단락을 검출하는 신호를 출력하는 단락검출수단과; 상기 스위칭소자와 상기 부하의 접속점으로부터 제공되는 전압신호에 의거하여 상기 부하의 단선을 검출하는 신호를 출력하는 단선검출수단과; 소정시간마다 펄스신호를 출력하는 타이머수단과; 상기 단락검출신호를 래치하여 출력하고 그리고 이 단락검출신호의 래치기간 중에 상기 타이머수단에서 제공되는 펄스신호를 출력하는 래치와; 상기 단선검출신호와 상기 래치의 출력신호를 입력하여 단선 그리고/또는 단락시에 상기 스위칭소자가 오프되도록 제어하고 그리고 상기 단락검출신호의 래치기간중에 상기 타이머수단에서 제공되는 펄스신호에 의해서 상기 스위칭소자를 주기적으로 짧은 시간동안에 온되도록 구동하는 스위칭소자구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 회로에 있어서, 상기 스위칭소자제어부는 상기 단선검출신호와 상기 래치의 출력신호에 입력하여 구동신호를 발생하는 구동신호발생부와, 상기 구동신호를 입력하여 상기 스위칭소자의 온/오프를 제어하는 구동부를 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 구동신호발생부는 펄스신호를 발생하는 펄스발생부와, 상기 펄스발생부의 펄스신호와 상기 단선검출신호 및 상기 래치의 출력신호를 입력하여 적어도 단선 또는 단락시에 상기 구동신호를 출력하는 로직부를 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 타이머수단은 클럭신호를 발생하는 클럭 발생기와 이 클럭신호를 계수하여 소정 시간마다 하나의 펄스신호를 출력하는 클럭계수기를 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 클럭발생기는 삼각파신호를 출력하는 삼각파발생부와, 상기 삼각파신호를 반전증폭하여 상기 클럭신호를 발생하는 연산증폭기를 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 클럭계수기는 상기 클럭신호에 의해 동기되어서 소정 주기마다 복수의 출력단을 통하여 모두 하이레벨의 신호를 출력하는 카운터와, 상기 복수의 출력단에서 제공되는 신호들을 입력하는 낸드게이트를 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 단락검출부는 상기 전원공급부와 상기 스위칭소자사이에 접속된 전류검출용 저항과, 상기 전류검출용 저항을 통하여 과전류가 흐르는 것을 검출하여 상기 전류검출용 저항의 양단으로부터 제공되는 전류신호에 대응하는 제1, 2전압신호를 출력하는 과전류검출부와, 상기 제1, 2전압신호를 비교하여 단락검출신호를 출력하는 비교부를 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 비교부는 상기 제1, 2전압신호를 반전입력단 및 비반전입력단을 통하여 입력하는 연산증폭기를 갖는다.
이 회로에 있어서, 상기 과전류검출부는 상기 과전류검출용 저항의 일단과 전원단자사이에 직렬로 접속된 제1 및 제2저항과, 상기 과전류검출용 저항의 타단과 상기 전원단자사이에 직렬로 접속된 제3 및 제4저항 및, 상기 제1 및 제2저항의 제1접속점과 상기 제3 및 제4저항의 제2접속점사이에 접속되어 있는 커패시터를 포함하고, 상기 제1, 2접속점으로부터 상기 제1, 2전압신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
이 회로에 있어서, 상기 단선검출부는 전원단자와 접지단자사이에 직렬로 접속된 제5, 6저항과, 상기 전원단자와 접지단자사이에 직렬로 접속되어 있고 그리고 상기 제5, 6저항에 병렬로 접속되어 있는 제7, 8저항 및, 상기 제5, 6저항의 제3접속점과 상기 제7, 8저항의 제4접속점에서 제공되는 신호들을 반전입력단자와 비반전입력단자들을 각각 통하여 입력하는 연산증폭기를 포함하고, 상기 제3접속점은 상기 스위칭소자와 상기 부하사이에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 회로에 있어서, 상기 전원공급회로는 상기 로직부의 출력에 응답하여 적어도 단선 또는 단락시 이상상태를 나타내는 표시부를 더욱 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 표시부는 상기 로직부의 출력에 응답하여 디스플레이구동신호를 출력하는 표시구동부와, 이 디스플레이 구동신호에 의해 디스플레이 되는 발광다이오드를 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 표시구동부는 상기 로직부의 출력에 의해 리셋되고 그리고 상기 클럭 신호에 의해 동기되어서 입력신호를 출력단에서 래치하는 플립플롭과, 상기 플립플롭의 출력레벨에 의해 절환되어 상기 발광다이오드를 구동하는 트랜지스터를 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 전원공급회로는 상기 로직부의 출력에 응답하여 적어도 단선 또는 단락시 이상상태를 경보음으로 알려주는 경보부를 더욱 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 로직부는 상기 단선검출부의 출력과 상기 구동신호를 입력하는 오아게이트와, 상기 오아게이트의 출력과 상기 래치의 출력을 입력하는 제1앤드게이트 및, 상기 펄스발생부의 출력과 상기 제1앤드게이트의 출력을 입력하여 상기 구동신호를 출력하는 제2앤드게이트를 갖는다.
이 회로에 있어서, 상기 전원공급회로는 상기 전류검출용 저항의 일단과 상기 스위칭소자의 제어단자사이에 병렬로 접속되어 있는 제9저항 및 제너 다이오드를 더욱 포함한다.
이 회로에 있어서, 상기 전원공급회로는 상기 부하에 병렬로 접속된 환류 다이오드를 더욱 포함한다.
[작용]
상술한 구성에 의하면, 무부하 그리고/또는 단락상태시에 부하회로로의 전원공급을 차단할 수 있고, 또한 단락상태시에 전원공급차단후 일정 시간마다 전원공급을 재개하도록하여 순간적인 단락상태인지를 판단할 수 있다.
[실시예]
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 제1도 내지 제5도에 의거하여 상세히 설명한다.
제1도를 참고하면, 본 발명에 따른 무부하 및 단락보호회로는, 전원회로부(100)와 부하회로(200)사이에서 소정제어신호에 의해 응답하여 구동되는 스위칭소자(M1)와, 전원회로부(100)와 스위칭소자(M1)사이에서 부하회로의 단락상태등에 기인해서 발생되는 과전류를 검출하는 단락검출부(110)와, 부하회로(200)의 단선상태, 즉 무부하상태를 검출하는 단선검출부(140)를 구비하여, 부하회로의 단락상태 그리고/또는 단선상태인 경우에 상기 스위칭소자(M1)를 통하여 제공되는 전원공급을 차단하고, 그리고 부하회로의 단락상태에 기인하여 부하회로의 전원공급이 차단된 후 일정 시간마다 부하회로에의 전원공급을 설정시간동안 재개할 수 있도록 하는 회로구성을 갖고 있다. 따라서, 상기 전원공급회로에 의하면, 부하회로의 단선후에도 부하회로에의 전원공급을 차단할 수 있고 또한 부하회로의 단락의 경우에는 소정시간마다 순간적으로 부하회로에의 전원공급을 재개하여서 순간적인 단락상태이면 전원공급을 자동으로 재개할 수 있다.
다시 제1도를 참고하면, 본 발명의 전원공급회로는 상기 단락검출부(110)에서 제공되는 단락검출신호를 래칭(latching)하는 래치(130)와 주기적으로 소정 펄스신호를 출력하는 타이머부(120)를 더욱 구비하여, 상기 래치(130)에서 출력되는 단락검출신호의 주기동안에 상기 타이머부(120)에서 주기적으로 출력되는 펄스신호가 상기 래치(130)에서 출력되게 한다.
한편, 상기 단선검출부(140)에서 제공되는 단선검출신호와 상기 래치(130)에서 제공되는 단락검출신호를 입력하는 구동신호발생부(150)에서는 스위칭소자(M1)를 턴-오프시키는 구동신호를 발생한다. 이 구동신호를 입력하는 구동부(160)에서는 상기 스위칭소자(M1)를 턴오프시켜서 단락검출 그리고/또는 단선검출시에 전원회로(100)에서 부하회로(200)에의 전원공급이 차단된다. 또한 상기 구동신호발생부(150)에서 발생되는 상기 구동신호에 의해 표시부(170)에서는 발광다이오드(LED)를 구동하여 시각적으로 부하의 단락 그리고/또는 단선을 표시한다.
상기 단락검출부(110)는 전원회로(100)와 부하회로(200)사이에 접속되어서 전류를 검출하는 전류검출저항(Rs)과, 이 전류검출저항(Rs)의 양단을 통하여 흐르는 제1, 2전류신호의 전압변동에 의해서 발생되는 과전류를 검출하는 과전류검출부(112)를 구비하고 있다. 또한 상기 타이머부(120)는 클럭신호를 발생하는 클럭발생기(122)와 이 클럭신호를 계수하여 소정수의 클럭이 입력될 때마다 주기적으로 펄스신호를 출력하는 클럭계수기(124)를 구비하고 있다. 상기 구동신호발생부(150)는 소정주기를 갖는 펄스신호를 출력하는 펄스발생부(152)와, 상기 펄스신호와 상기 단락검출신호 및 상기 단선검출신호를 입력하여 상기 구동신호를 출력하는 로직부(154)를 갖고 있다. 표시부(170)는 상기 클럭발생기(122)에서 제공되는 클럭신호에 의해 동기되고 그리고 상기 로직부(154)에서 제공되는 신호중 단락검출신호 그리고/또는 단선검출신호를 제공받아 표시구동신호를 출력하는 표시구동부(172)와 이 표시구동신호에 의해 발광표시하는 발광다이오드(LED)를 구비하고 있다.
제2도는 제1도의 전원공급회로의 상세회로도를 보여주고 있다. 제2도에 있어서, 상기 전원공급회로에서 전원전압(Vee)은 접지전압(GND)보다 작은 전원전압을 의미한다. 즉, 접지전압(GND)은 전원전압(Vdc)과 (Vee) 사이의 전압레벨을 갖는다.
제2도에 있어서, 전류검출저항(Rs)의 양단에서 제공되는 제1, 2전류신호를 입력하는 과전류검출부(110)는 상기 제1, 2전류신호를 각각 제1, 2전압신호(Va, Vb)로 변환하는 전류-전압변환부와 상기 제1, 2전압신호를 비교하여 상기 부하회로(200)의 단락상태를 나타내는 단락검출신호를 출력하는 비교기(U3)로 구성되어 있다. 이 비교기(U3)는 상기 제1, 2전압신호를 각각 입력하는 반전단자 및 비반전단자를 갖는 연산증폭기로 구성되어 있다. 상기 전류-전압변환부는 상기 전류검출저항(Rs)의 일단과 상기 전원전압(Vee)사이에 직렬로 접속되어 있는 저항(R1, R2)과, 상기 전류-전압변환부는 상기 전류검출저항(Rs)의 타단과 상기 전원전압(Vee)사이에 직렬로 접속되어 있는 저항(R3, R4) 및, 상기 저항(R1, R2)의 제1접속점과 상기 저항(R3, R4)의 제2접속점 사이에 접속되어 있는 커패시터(C1)를 구비하고 있다.
한편, 상기 전류-전압변환부의 제1, 2접속점에서 제공되는 제1, 2전압신호(Va, Vb)는 각각 다음의 식(1)과 식(2)에 의해서 얻을 수 있다.
여기서, △V = I·Rs [V]
전류-전압변환부의 저항(R1-R4)은 정상상태일 경우에는 제1전압신호(Va)보다 제2전압신호(Vb)가 항상 큰값을 갖도록 설정되어진다.
따라서, 부하(200)가 단락상태 즉 과전류가 흐르지 않은 정상상태인 경우에는, 전류-전압변환부의 제2전압신호(Vb)가 제1전압신호(Va)보다 큰 값을 갖게 되어 상기 연산증폭기(U3)의 출력단에서는 항상 로우레벨의 신호가 출력된다.
한편, 단선검출부(140)는 전원전압(Vcc)과 접지전압(GND)사이에 직렬로 접속된 저항(R8, R9)과, 그들 사이에서 직렬로 접속되지만 상기 저항(R8, R9)에는 병렬로 접속된 저항(R10, R11) 및, 상기 저항(R10, R11)의 접속점과 상기 저항(R8, R9)의 접속점에서 제공되는 전압신호(V1, V2)들을 각각 인가하는 비반전단자 및 반전단자를 갖는 비교기로서 기능하는 연산증폭기(U7)를 구비하고 있다. 이러한 단선검출부(140)에서는, 상기 부하회로(200)가 정상상태일 경우, 연산증폭기(U7)의 비반전 입력단의 전압(V1)이 반전입력단의 전압(V2) 보다 항상 크게 설정되어서 상기 연산증폭기(U7)의 출력이 하이상태가 되도록 상기 저항(R8 - R11)의 값이 선택된다. 이 때, 단선 검출부(140)의 연산증폭기(U7)의 반전 입력단의 전압(V2)은 다음의 식(3)에 의해서 얻을 수 있다.
정상상태일 경우의 동작을 먼저 설명한다.
정상상태에서는 단락검출부(110)의 전류검출용 저항(Rs)통해 흐르는 전류신호를 전압신호로 변환한 전류-전압변환부의 제2전압신호(Vb)가 제1전압신호(Va)보다 크기 때문에, 비교기로서 기능하는 연산증폭기(U3)의 비반전 입력단에 상대적으로 반전 입력단보다 큰 전압이 인가된다. 따라서, 정상태에서는 연산증폭기(U3)의 출력은 하이상태로 되고, 두 개의 낸드게이트(U5, U6)로 구성된 래치(130)의 출력도 하이상태가 된다.
또한, 단선검출부(140)에서는 정상상태에서는 연산증폭기(U7)의 반전단자에 인가되는 전압(V2)보다 비반전단자에 큰 전압(V1)이 크므로 하이레벨의 신호를 출력한다. 상기 연산증폭기(U7)의 출력은 상기 래치(130)의 출력과 함께 로직부(154)로 입력된다.
상기 로직부(154)는 상기 연산증폭기(U7)의 출력을 일단자를 통해 입력하는 오아게이트(U8)와, 이 오아게이트(U8)의 출력과 상기 래치(130)의 출력을 입력하는 앤드게이트(U10) 및, 상기 앤드게이트(U10)의 출력과 펄스발생부(152)에서 제공되는 펄스신호를 입력하여 구동신호를 출력하는 앤드게이트(U9)를 갖고 있다. 정상상태에 있어서는, 상기 연산증폭기(U7)에서 출력되는 하이레벨의 신호(제3도의 B 파형을 참조)가 오아게이트(U8)를 통하여 앤드게이트(U10)의 일입력단자에 제공되고, 이와동시에 상기 래치(130)의 낸드게이트(U5)에서 출력되는 하이레벨의 신호가 앤드게이트(U10)의 타입력단자에 제공되기 때문에, 상기 앤드게이트(U10)의 출력단에는 하이레벨의 신호가 출력된다. 또한 앤드게이트(U9)는 상기 앤드게이트(U10)의 출력과 펄스발생부(152)에서 제공되는 펄스신호를 입력하여서, 제3도의 A 파형에 도시된 바와같은 구동신호를 출력하여 구동부(160)의 NPN트랜지스터(TR1)의 베이스로 제공한다. 이 때, NPN트랜지스터(TR1)가 도통됨에 따라 스위칭소자인 PMOS 트랜지스터(M1)의 게이트에 제3도의 C 파형을 갖는 신호가 인가되어서 도통되기 때문에, 부하회로(200)는 전원회로(100)로부터 전원을 정상적으로 공급받는다.
한편, 부하회로(200)가 이상상태인 경우, 즉 부하회로의 단락 등에 기인하여 과전류가 흐를 경우는, 전류검출용 저항(Rs)을 통해 흐르는 전류 I 가 증가하게 되어서, 전류검출저항(Rs)을 통해 I·Rs 만큼의 전압강하(△V)가 발생된다.
전압강하(△V)가 일정치 이상이 되면, 즉 과전류나 단락 전류레벨에 도달하게 되면, 전류-전압변환부(112)의 제1전압신호(Va)와 제2전압신호(Vb)는 같게 된다.
만일 전압강하(△V)가 더욱 더 증가하는 경우에는 제1전압신호(Va)가 제2전압신호(Vb)보다 큰 값을 갖게 된다.
따라서, 제1 및 제2검출신호(Va, Vb)를 비교하는 연산증폭기(V3)의 출력은 하이 상태에서 로우상태로 천이된다. 이때, 래치(130)의 낸드게이트(U5)의 출력도 하이상태에서 로우상태로 되어 로직부(154)의 앤드게이트(U10)에 인가되고, 그리고 앤드게이트(U10)에서는 제4도의 B 에 도시된 바와같은 펄스신호를 출력한다.
따라서, 상기 앤드게이트(U9)의 출력도 로우상태로 되어 트랜지스터(TR1)가 오프된다. 이에 따라 로직부(154)에서는 구동신호가 출력되지 않게 되어서 스위칭소자(M1)가 턴오프된다. 이때 부하회로(200)는 전원회로(100)로부터 전원을 공급받지 않게 된다.
이와같이 부하회로(200)에의 전원공급이 중단된 상태에서, 타이머부(120)에서는 소정시간마다 펄스신호를 발생하여 래치(130)로 제공한다. 이에 따라 상기 래치(130)에서는 로우레벨의 단락검출신호의 기간동안 순간적으로 트랜지스터(TR1)를 도통시키는 펄스신호를 출력하여, 부하회로(200)로의 전원공급을 일정시간동안 재개한다. 이와같은 전원공급의 재개중에 단락검출부(110)에서 과전류를 검출하지 않게 되면, 순간적인 단락상태인 것으로 판단하여 계속해서 전원을 부하회로(200)로 제공한다.
제2도에 있어서, 카운터(U2)의 출력 (QA-QD)과 앤드게이트(U4)의 입력이 어떻게 연결되느냐에 따라 본 발명의 전원공급회로의 오프타임(off time)이 결정되어진다. 즉, 카운터(U2)와 낸드게이트(U4)로 구성되는 클럭계수기(124)는 삼각파발생부(122a)와 연산증폭기(U1)로 구성되는 클럭발생기(122)에서 출력되는 클럭신호(제4도의 A 파형을 참조)에 의해 동기되어서 소정시간마다 로우레벨의 신호를 출력한다. 상기 카운터(U2)의 출력(QA-QD)은 낸드 게이트(U4)의 입력으로 제공하고, 낸드 게이트(U4)는 소정시간마다 주기적으로 로우상태의 신호를 래치(130)의 낸드 게이트(U5)로 출력한다. 따라서, 낸드 게이트(U5)도 간헐적으로 하이상태의 신호를 출력하여 로직부(154)의 앤드 게이트(U10)의 입력단으로 제공한다. 상기 로직부(154)에서는 앤드 게이트(U9)의 하이상태의 출력에 따라 트랜지스터(TR1)를 구동시켜 스위칭소자(M1)를 구동시켜준다.
이와같이, 본 발명의 전원공급회로에 있어서는 부하회로에 단락이 발생되었을 경우, 간헐적으로 스위칭소자(M1)를 구동시켜 부하회로의 단락상태를 체크하여 부하(200)가 일정시간이상 단락되지 않았을 때에는 부하(200)에의 전원공급을 정상적으로 실행할 수 있다.
또한 본 발명의 전원공급회로는 스위칭 소자가 파괴되지 않도록 스위칭소자를 통하여 흐르는 전류가 소정레벨이하로 설정되게 하는 전류제한소자를 구비하고 있다. 부하가 단락되면 순간적으로 과도한 전류 I가 스위칭소자(M1)에 유입되어 스위칭소자가 파괴될 우려가 있기 때문에, 본 발명에서는 스위칭소자(M1)를 보호하기 위하여 스위칭소자(M1)의 게이트와 전원회로(100)사이에 제너다이오드(D1)가 연결되어 있고, 그리고 부하회로(200)에 병렬로 환류(freewheling) 다이오드(FRD1)가 연결되어 있다.
또한, 상기 제너다이오드(D1)는 정상상태에서는 전원(Vdc)이 상승하여 스위칭소자(M1)의 게이트에 과도한 전압이 유기되는 것을 방지하는 역할도 한다.
한편, 부하가 단선된 경우에는, 단선검출부(140)의 비교기(U7)의 비반전 입력단의 전압(V1)이 반전입력단의 전압(V2) 보다 작아져서 비교기(U7)의 출력은 로우상태가 되어 오아 게이트(U8)에 인가된다.
앤드 게이트(U9)는 펄스발생부(152)로부터 로우상태의 펄스신호를 입력할 때 로우레벨의 신호를 출력하고, 이에 따라 오아 게이트(U8)도 로우레벨의 신호를 출력한다.
따라서, 로직부(154)의 앤드 게이트(U9)도 로우레벨의 신호를 출력하여서 트랜지스터(TR1)를 오프시킨다. 따라서, 부하회로(200)의 단선시 부하회로(200)에의 전원공급이 차단된다.
본 발명의 이상상태 표시부(170)에서는, 상기에서 설명한 바와같이 단선 또는 단락과 같은 이상상태가 발생되면, 즉 앤드 게이트(U10)에서 제4도 및 제5도의 B 파형에서 도시된 바와같이 로우레벨의 신호가 출력되면, 플립플롭(DFF)은 출력단(Q)을 통하여 하이레벨의 신호(제4도 및 제5도의 C 파형을 참조)를 출력하여 LED구동용 트랜지스터(TR2)가 턴온된다. 이때, 발광다이오드(LED)가 턴온되어 부하회로의 단선 또는 단락과 같은 이상상태가 발생되었음을 표시하여 준다.
[발명의 효과]
상기한 바와같은 본 발명의 전원공급회로에 따르면, 부하의 단락 또는 단선과 같은 이상상태가 발생시에는 전원회로와 부하회로사이에 있는 스위칭소자를 턴오프시켜서 부하회로에의 전원공급을 차단시키고 그리고 부하회로의 단락이 순간적으로 이루어진 것임을 판별하여 자동으로 전원공급을 재개할 수 있도록하여 전원공급회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 부하의 단락 또는 단선과 같은 이상상태 발생시 이를 외부에 표시하여 줌으로써 시스템 사용자가 부하의 단락 또는 단선과 같은 시스템의 이상유무를 쉽게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 이상상태에 대하여 빠르게 대처할 수 있는 이점이 있다.
게다가, 본 발명의 회로는 단락 또는 단선으로부터 보호할 필요가 있는 모든 회로 및 시스템에 이용가능성이 있다.

Claims (17)

  1. 전원공급부(Vdc)와 이로부터 전원을 공급받는 부하사이에 접속되는 스위칭소자(M1)를 구비하고, 부하의 단선 및 단락시에 상기 스위칭소자를 제어하여 부하로의 전원공급을 차단할 수 있는 전원공급회로에 있어서, 상기 전원공급부(Vdc)와 상기 스위칭소자(M1)사이에 흐르는 과전류를 검출하여 상기 부하의 단락을 검출하는 신호를 출력하는 단락검출수단과; 상기 스위칭소자(M1)와 상기 부하의 접속점으로부터 제공되는 전압신호에 의거하여 상기 부하의 단선을 검출하는 신호를 출력하는 단선검출수단과, 소정시간마다 펄스신호를 출력하는 타이머수단과; 상기 단락검출신호를 래치하여 출력하고 그리고 이 단락검출신호의 래치기간중에 상기 타이머 수단에서 제공되는 펄스신호를 출력하는 래치와; 상기 단선검출신호와 상기 래치의 출력신호를 입력하여 단선 그리고/또는 단락시에 상기 스위칭소자(M1)가 오프되도록 제어하고 그리고 상기 단락검출신호의 래치기간중에 상기 타이머 수단에서 제공되는 펄스신호에 의해서 상기 스위칭소자(M1)를 주기적으로 짧은 시간동안에 온되도록 구동하는 스위칭소자구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭소자제어부는 상기 단선검출신호와 상기 래치의 출력 신호에 입력하여 구동신호를 발생하는 구동신호발생부와, 상기 구동신호를 입력하여 상기 스위칭소자(M1)의 온/오프를 제어하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동신호발생부는 펄스신호를 발생하는 펄스발생부와, 상기 펄스발생부의 펄스신호와 상기 단선검출신호 및 상기 래치의 출력신호를 입력하여 적어도 단선 또는 단락시에 상기 구동신호를 출력하는 로직부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 타이머수단은 클럭 신호를 발생하는 클럭발생기와 이 클럭신호를 계수하여 소정 시간마다 하나의 펄스신호를 출력하는 클럭계수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 클럭발생기는 삼각파신호를 출력하는 삼각파발생부와, 상기 삼각파신호를 반전증폭하여 상기 클럭신호를 발생하는 연산증폭기(U1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  6. 제4항에 있어서, 상기 클럭계수기는 상기 클럭신호에 의해 동기되어서 소정 주기마다 복수의 출력단을 통하여 모두 하이레벨의 신호를 출력하는 카운터(U2)와, 상기 복수의 출력단에서 제공되는 신호들을 입력하는 낸드게이트(U4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단락검출부는 상기 전원공급부(Vdc)와 상기 스위칭소자(M1)사이에 접속된 전류검출용 저항(Rs)과, 상기 전류검출용 저항(Rs)을 통하여 과전류가 흐르는 것을 검출하여 상기 전류검출용 저항(Rs)의 양단으로부터 제공되는 전류신호에 대응하는 제1, 2전압신호를 출력하는 과전류검출부와, 상기 제1, 2전압신호를 비교하여 단락검출신호를 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  8. 제1항에 있어서, 상기 비교부는 상기 제1, 2전압신호를 반전입력단 및 비반전입력단을 통하여 입력하는 연산증폭기(U3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  9. 제7항에 있어서, 상기 과전류검출부는 상기 과전류검출용 저항(Rs)의 일단과 전원단자(Vee)사이에 직렬로 접속된 제1 및 제2저항(R1, R2)과, 상기 과전류검출용 저항(Rs)의 타단과 상기 전원단자(Vee)사이에 직렬로 접속된 제3 및 제4저항(R3, R4) 및, 상기 제1 및 제2저항(R1, R2)의 제1접속점과 상기 제3 및 제4저항(R3, R4)의 제2접속점사이에 접속되어 있는 콘덴서(C1)를 포함하고, 상기 제1, 2접속점으로부터 상기 제1, 2전압신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  10. 제1항에 있어서, 상기 단선검출부는 전원단자(Vcc)와 접지단자(GND)사이에 직렬로 접속된 제5, 6저항(R8, R9)과, 상기 전원단자(Vcc)와 접지단자(GND)사이에 직렬로 접속되어 있고 그리고 상기 제5, 6저항에 병렬로 접속되어 있는 제7, 8저항(R10, R11) 및, 상기 제5, 6저항의 제3접속점과 상기 제7, 8저항의 제4접속점에서 제공되는 신호들을 반전입력단자와 비반전입력단자들을 각각 통하여 입력하는 연산증폭기(U7)를 포함하고, 상기 제3접속점은 상기 스위칭소자(M1)와 상기 부하사이에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  11. 제3항에 있어서, 상기 전원공급회로는 상기 로직부의 출력에 응답하여 적어도 단선 또는 단락시 이상상태를 나타내는 표시부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  12. 제11항에 있어서, 상기 표시부는 상기 로직부의 출력에 응답하여 디스플레이구동신호를 출력하는 표시구동부와, 이 디스플레이구동신호에 의해 디스플레이되는 발광다이오드(LED)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  13. 제12항에 있어서, 상기 표시구동부는 상기 로직부의 출력에 의해 리셋되고 그기 클럭신호에 의해 동기되어서 입력신호를 출력단에서 래치하는 플립플롭(DFF)과, 상기 플립플롭(DFF)의 출력레벨에 의해 절환되어 상기 발광다이오드(LED)를 구동하는 트랜지스터(TR2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  14. 제3항에 있어서, 상기 전원공급회로는 상기 로직부의 출력에 응답하여 적어도 단선 또는 단락시 이상상태를 경보음으로 알려주는 경보부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  15. 제3항에 있어서, 상기 로직부는 상기 단선검출부의 출력과 상기 구동신호를 입력하는 오아게이트(U8)와, 상기 오아게이트(U8)의 출력과 상기 래치의 출력을 입력하는 제1앤드게이트(U10) 및, 상기 펄스발생부의 출력과 상기 제1앤드게이트(U10)의 출력을 입력하여 상기 구동신호를 출력하는 제2앤드게이트(U9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  16. 제1항에 있어서, 상기 전원공급회로는 상기 전류검출용 저항(Rs)의 일단과 상기 스위칭소자의 제어단자사이에 병렬로 접속되어 있는 제9저항(R5) 및 제너다이오드(D1)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
  17. 제1항에 있어서, 상기 전원공급회로는 상기 부하에 병렬로 접속된 환류 다이오드(FRD1)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급회로.
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