KR101373764B1 - 복수 개의 브릿지 다이오드를 이용하여 입력교류를 정류하는 전원공급장치 - Google Patents
복수 개의 브릿지 다이오드를 이용하여 입력교류를 정류하는 전원공급장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101373764B1 KR101373764B1 KR1020120142451A KR20120142451A KR101373764B1 KR 101373764 B1 KR101373764 B1 KR 101373764B1 KR 1020120142451 A KR1020120142451 A KR 1020120142451A KR 20120142451 A KR20120142451 A KR 20120142451A KR 101373764 B1 KR101373764 B1 KR 101373764B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- output
- constant current
- unit
- constant
- control circuit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 입력교류의 정류시 발생하는 열을 감소시키고 역률을 개선하여 전력변환효율을 높일 수 있고, 정전류 및 정전압 출력에 고조파를 제거하여 정전류 및 정전압을 공급받는 외부 장치에 별도의 필터를 요구하지 않으며, 이상 전류 발생시 입력 측의 컨버터부 동작을 중단시켜 장치를 보호할 수 있는 전원공급장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 입력교류의 정류시 발생하는 열을 감소시키고 역률을 개선하여 전력변환효율을 높일 수 있고, 정전류 및 정전압 출력에 고조파를 제거하여 정전류 및 정전압을 공급받는 외부 장치에 별도의 필터를 요구하지 않으며, 이상 전류 발생시 입력 측의 컨버터부 동작을 중단시켜 장치를 보호할 수 있는 전원공급장치에 관한 것이다.
전원공급장치는 전자기기의 구동에 필요한 전력을 공급해주는 장치로써 입력전원으로부터 필요한 출력전원을 생성하는 전력 회로이다.
출력방식에 따라 전압원 출력 전원공급장치와 전류원 출력 전원공급장치로 분류할 수 있으며 구동 회로 방식에 따라 전압제어형 전원공급장치와 전류제어형 전원공급장치로 구분될 수 있다.
일반적으로 전원공급장치는 전압원 또는 전류원을 각각 출력하므로 활용성이 낮은 문제가 있고 입력되는 입력교류의 정류시에 높은 열이 발생하여 허용전류가 낮으므로 전력변환효율을 향상시키기 어려운 단점이 있다.
또한, 종래의 전원공급장치는 출력단에 정전압 또는 정전류에 포함된 고조파 노이즈를 제거하기 위한 장치가 없으므로 출력전원을 공급받는 케이블이나 회로소자에 노이즈 제거필터가 구비되어야 하는 불편함이 있다.
따라서 정전압 및 정전류를 각각 공급할 수 있고 역률저하 없이 입력단의 고조파를 효과적으로 제거할 수 있으며 출력단의 고조파를 제거할 수 있는 전원공급장치의 요구가 있다.
본 발명자들은 입력교류 정류시 열 발생을 최소화하여 정류 소자에 흐르는 허용전류를 크게 함으로써 전력변환효율을 높일 수 있고, 고조파가 제거된 정전압 및 정전류를 각각 출력단으로 제공할 수 있으며, 출력측의 이상 전류 발생시 동작을 중지시켜 장치를 안전하게 보호하고자 연구 노력한 결과, 복수의 정류 소자들을 서로 병렬로 연결하여 입력교류를 정류함으로써 열 발생률을 줄여 방열판이 필요없이 정류가 가능하여 제작비용을 절감할 수 있고, 고조파가 제거된 정전압 및 정전류를 제공하여 외부의 케이블이나 부하장치에 별도의 고조파필터를 요구하지 않고, 출력측에 이상 전류 발생시 입력측과 출력측을 절연하여 장치의 파손을 최소화할 수 있는 전원공급장치의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 정류부의 정류소자 용량을 높이지 않고 허용전류는 크게 함으로써 열 발생을 최소화하여 별도의 방열판이 없이도 전력변환효율을 향상시킬 수 있는 전원공급장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 정전압 및 정전류를 각각 제공하여 활용도가 높고, 출력되는 정전압 및 정전류에 포함된 고조파를 제거함으로써 외부에서 연결되는 케이블이나 부하장치에 별도의 고조파필터를 요구하지 않는 전원공급장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 출력측에 이상 전류 발생시 입력측의 동작을 중지시킴과 동시에 입력측과 출력측을 절연하여 장치의 파손을 최소화할 수 있는 전원공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력교류의 고조파를 제거하는 EMI(Electro magnetic interference)필터부; 상기 EMI필터부에서 필터링된 입력교류를 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 입력교류를 평활하여 입력직류로 변환하고 상기 입력직류의 흐름을 단속하여 입력전원을 공급하는 컨버터부; 상기 입력전원을 승압 또는 강압하여 출력전원을 출력하는 변압기부; 및 상기 변압기부의 출력전원을 정전류로 출력하는 정전류 출력부;를 포함하고, 상기 정류부는 서로 병렬연결되는 복수 개의 정류소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 정류소자들은 각각 브릿지 다이오드로 구성되며, 상기 정류소자에는 방열판을 구비하지 않고 상기 EMI필터부에서 필터링된 입력교류를 정류한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 변압기부는 일차측에 서로 분리되어 자기결합하는 제1 주 코일과 제1 보조 코일을 포함하고, 상기 컨버터부:는 상기 정류부에서 정류된 입력교류를 평활하여 상기 제1 주 코일로 전달하는 DC링크; 상기 DC링크와 접지단을 연결하며, 상기 제1 주 코일에 흐르는 전류를 단속하여 상기 입력전원을 형성하는 입력전원 형성용 스위치; 및 상기 제1 보조 코일과 접지단 사이에 연결되고, 상기 제1 보조 코일에 의해 형성된 전원으로 동작하며, 상기 입력전원 형성용 스위치를 제어하여 상기 입력 전원의 크기 및 역률을 제어하는 제1 제어회로;를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 정전류 출력부는 상기 변압기부의 출력전원을 평활하여 정전류 출력단으로 정전류를 출력하는 정전류 출력링크를 포함하며, 상기 정전류 출력링크의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값에 따라 상기 정전류 출력링크의 저항값을 가변시켜 상기 정전류 출력링크의 전류가 정전류로 출력되게 하며, 상기 정전류 출력링크에 이상전류가 흐를 시에 상기 제1 제어회로의 동작을 중지시키는 출력조절 및 피드백 제어부;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 변압기부는 이차측에 서로 분리되어 자기결합하는 제2 주 코일과 제2 보조 코일을 포함하고, 상기 정전류 출력링크는 상기 제2 주 코일과 상기 정전류 출력단을 서로 연결하고, 상기 출력조절 및 피드백 제어부:는 상기 정전류 출력링크에 연결되어 전류를 측정하는 출력 측정용 저항; 상기 정전류 출력링크에 연결되며, 상기 정전류 출력링크의 저항값을 가변시켜 상기 정전류 출력링크의 전류 값이 조절되게 하는 출력조절용 가변 저항; 상기 제2 보조코일과 접지단 사이에 연결되고, 상기 제2 보조코일의 전원으로 동작하며, 상기 출력 측정용 저항에서 측정된 전류 값을 피드백 받아 상기 출력조절용 가변 저항의 저항값이 가변하게 하여 상기 정전류 출력링크의 전류가 정전류로 유지되게 하는 제2 제어회로; 및 상기 출력 측정용 저항에서 측정된 전류 값과 비교 대상이 되는 기준 전압을 상기 제2 제어회로로 공급하는 제3 제어회로;를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 제어회로와 상기 제1 제어회로 사이에 연결되며, 상기 정전류 출력링크에 과전류 발생시 상기 제2 제어회로의 제어신호에 의해 상기 제1 제어회로로 공급되는 전원을 차단함으로써 상기 컨버터부의 동작이 중지되게 하는 컨버터 동작 차단부;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 컨버터 동작 차단부는 상기 제1 제어회로와 상기 제2 제어회로를 절연하는 포토 커플러로 구성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 정전류 출력링크와 상기 정전류 출력단 사이에 연결되고 상기 정전류의 고조파를 제거하는 정전류 출력단 필터부;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 보조 코일의 전압을 스위칭하여 정전압 출력단으로 정전압을 출력하는 정전압 출력부;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 정전압 출력부는 상기 정전압 출력단의 전압을 피드백 받아 상기 정전압 출력단의 전압이 일정하게 유지되게 하는 제4 제어회로를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제4 제어회로는 상기 제2 보조 코일의 전압을 강압하여 정전압을 출력하는 스텝-다운 레귤레이터(Step-Down Regulators)로 구성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제4 제어회로와 상기 정전압 출력단 사이에 구비되고 상기 정전압 출력단으로 출력되는 정전압의 고조파를 제거하는 정전압 출력단 필터부;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 정전류 출력부는 상기 정전류 출력링크에 구비되고, 상기 정전류 출력링크에 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하는 제1 환류 다이오드를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 출력조절 및 피드백 제어부는 상기 제2 보조코일과 상기 제2 제어회로 사이에 연결되고, 상기 제2 보조코일에 흐르는 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하는 제2 환류 다이오드를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 출력조절 및 피드백 제어부는 상기 컨버터 동작 차단부와 상기 제2 제어회로 사이에 연결되고, 상기 컨버터 동작 차단부의 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하는 제3 환류 다이오드를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 정전압 출력부는 상기 제2 보조 코일과 상기 제4 제어회로 사이에 연결되고, 상기 제2 보조코일에 흐르는 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하는 제4 환류 다이오드를 더 포함한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 전원공급장치에 의하면 복수 개의 정류 소자들을 서로 병렬로 연결하여 입력교류를 정류함으로써 열 발생 증가에 따른 허용전류 감소를 최소화하여 전력변환효율을 높일 수 있고, 정류시 발생하는 열을 제거하기 위한 별도의 방열판이 필요 없어 제작비를 절감할 수 있으며 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 전원공급장치에 의하면, 정전압 및 정전류를 각각 제공할 수 있으므로 활용도가 높고, 출력되는 정전압 및 정전류에 포함된 고조파를 제거함으로써 외부에서 연결되는 케이블이나 부하장치에 별도의 고조파필터를 요구하지 않아 외부장치와의 호환성이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 본 발명의 전원공급장치에 의하면, 출력측에 이상 전류 발생시 포토 커플러를 이용하여 입력측의 동작을 즉시 중지시킴과 동시에 입력측과 출력측을 절연할 수 있으므로 장치의 파손을 최소화하고 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 전원공급장치에 의하면, 제어를 위한 제어부의 동작전원과 입력 또는 출력을 위한 DC링크 및 정전류 출력 링크를 서로 절연하여 분리할 수 있으므로 링크계통에 이상이 발생하더라도 제어부를 안전하게 보호할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 회로도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정류부의 정류효율을 설명하기 위한 도면,
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 출력단 고조파를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정류부의 정류효율을 설명하기 위한 도면,
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 출력단 고조파를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 계통의 입력교류를 정전압 및 정전류의 직류 출력전원으로 변환하여 부하장치로 공급하는 전원공급장치이다.
또한, 상기 전원공급장치(100)는 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS:switching mode power supply)라고도 불리우며, 입력 교류를 부하장치가 필요한 크기의 전원으로 변환하여 출력하는 모듈형의 전원공급장치이다.
예를 들면, 상기 전원공급장치(100)는 LED램프 구동용 전원공급장치일 수 있다.
상기 전원공급장치(100)는 EMI필터부(110), 정류부(120), 컨버터부(130), 변압기부(140) 및 정전류 출력부(150)을 포함하여 이루어진다.
상기 EMI필터부(110)는 계통에서 입력되는 입력교류의 고조파를 제거하는 역할을 한다.
또한, 도 1에서는 상기 EMI필터부(110) 두 개의 인덕터와 하나의 커패시터로 구성되는 평형 L형 필터로 이루어지는 것을 도시하였으나, 하나의 인덕터와 하나의 커패시터로 구성되는 L형 필터, 직렬로 연결된 두 개의 인덕터 사이에 하나의 커패시터가 연결되는 T형 필터, 상기 T형 필터가 복수 개 연결되는 평형 다중 T형 필터, 하나의 인덕터 양단에 커패시터가 각각 연결되는 π형 필터, 상기 π형 필터가 복수 개 연결되는 평형 다중 π형 필터로 구성될 수도 있다.
상기 정류부(120)는 상기 EMI필터부(110)에서 필터링된 입력교류를 정류한다.
또한, 상기 정류부(120)는 상기 EMI필터부(110)에 서로 병렬로 연결되는 복수 개의 정류 소자들(121,122,123)을 포함하여 이루어진다.
바람직하게는 상기 각 정류 소자들(121,122,123)은 상기 입력교류를 전파정류할 수 있는 브릿지 다이오드로 구성된다.
또한, 본 발명에서는 상기 브릿지 다이오드를 단자가 평면상에서 서로 다른 방향으로 두 개씩 노출된 'DFS' 타입의 브릿지 다이오드를 사용하였다.
또한, 상기 'DFS' 타입의 브릿지 다이오드는 높이가 작고 발열량이 적은 장점이 있으나 허용전류가 낮은 단점이 있다.
그러나 본 발명에서는 복수 개의 브릿지 다이오드를 이용하므로 전체적인 허용전류는 높이되 발열량은 작게 할 수 있으므로 별도의 방열판이 필요없이 정류가 가능하다. 따라서, 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 도 2는 정류소자가 정류하는 정류전류의 경감곡선(derating curve)를 보여주는 것으로 정류 소자는 40도 이상의 주위 온도에서는 허용전류가 비례하여 낮아지는 것을 알 수 있다.
즉, 'D-44' 타입의 브릿지 다이오드와 같이 용량이 크지만 45도 이상 발열하는 하나의 정류소자를 사용하여 입력교류를 정류할 경우 허용전류의 크기가 작아지므로 전체적인 전력변환효율이 낮아질 뿐만 아니라 부품의 크기가 커져 소형으로 제작할 수 없는 문제점이 있고, 전력변환효율을 높이기 위해서는 방열판을 별도로 구비하여야 하는 단점이 있었던 것이다.
또한, 본 발명에서는 상기 정류부(120)가 세 개의 정류소자(121,122,123)를 구비하는 것으로 도시하였으나 상기 정류부(120)는 요구되는 허용전류의 크기에 따라 두 개 또는 네 개 이상의 정류소자들이 병렬로 연결되어 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 컨버터부(130)는 상기 정류부(120)에서 정류된 입력교류를 평활하여 입력직류로 변환하고 상기 입력 직류의 흐름을 단속하여 아래에서 설명할 변압기부(140)의 입력측 코일로 공급함으로써 상기 변압기부(140)의 입력측에 입력전원이 형성되게 한다.
또한, 상기 컨버터부(130)는 상기 정류부(120)에서 정류된 입력교류를 평활하여 상기 변압기부(140)의 일차측 코일 중, 제1 주 코일(141)로 전달하는 DC링크(131), 상기 DC링크(131)와 접지단을 서로 연결하며, 상기 제1 주 코일(141)에 흐르는 전류를 단속하여 상기 입력전원의 크기를 조절하는 입력전원 형성용 스위치(132) 및 상기 변압기부(140)의 일차측 코일 중, 제1 보조 코일(142)과 접지단 사이에 연결되고, 상기 제1 보조 코일(142)에 의해 형성된 전원으로 동작하며, 상기 입력전원 형성용 스위치(132)의 온/오프를 제어함으로써 상기 입력전원의 크기 및 역률을 제어하는 제1 제어회로(133)를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에서는 상기 제1 제어회로(133)를 역률 보정용 IC인 'L6562D' IC를 사용하였다.
상기 변압기부(140)는 상기 컨버터부(130)에서 형성된 입력전원을 승압 또는 강압하여 이차측으로 출력전원을 출력한다.
또한, 상기 변압기부(140)는 일차측에 서로 분리되며 하나의 코어를 통해 자기결합하는 제1 주 코일(141) 및 제1 보조 코일(142)를 포함한다.
즉, 상기 제1 주 코일(141) 및 제1 보조 코일(142)은 서로 절연된 형태이므로 상기 제1 주 코일(141)에 이상발생시 상기 제1 보조 코일(142)에 연결되는 제1 제어회로(133)를 보호할 수 있다.
또한, 상기 변압기부(140)의 이차측에는 일차측과 마찬가지로 서로 분리되며 하나의 코어를 통해 자기결합하는 제2 주 코일(143) 및 제2 보조 코일(144)를 포함한다.
상기 정전류 출력부(150)는 상기 변압기부(140)의 제2 주 코일(143)과 연결되며 출력전원을 정전류로 출력한다.
또한, 상기 정전류 출력부(150)는 상기 제2 주 코일(143)과 정전류 출력단(150a) 사이를 연결하는 정전류 출력링크(151)를 포함한다.
또한, 상기 정전류 출력부(150)는 상기 정전류 출력링크(151)에 구비되고 상기 정전류 출력링크(151)에 흐르는 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하기 위한 제1 환류 다이오드(152)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)에 의하면 커패시터의 용량을 증대시키지 않고도 복수의 주파수 대역의 고조파를 제거할 수 있고, 동시에 역률을 향상시킬 수 있어 전력변환효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 상기 정전류 출력링크(151)의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값에 따라 상기 정전류 출력링크(151)의 저항 값이 가변되게 함으로써, 상기 정전류 출력단(150a)으로 정전류가 출력되게 하는 출력조절 및 피드백 제어부(160)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력조절 및 피드백 제어부(160)는 상기 정전류 출력링크(151)에 이상전류 발생시 상기 컨버터부(130)의 제1 제어회로(133)의 동작을 정지시킴으로써 입력측을 보호할 수 있는 기능을 한다.
또한, 상기 출력조절 및 피드백 제어부(160)는 상기 정전류 출력링크(151)에 연결되어 전류를 측정하는 출력 측정용 저항(161), 상기 정전류 출력링크(151)와 연결되며, 상기 정전류 출력링크(151)의 저항값을 가변시켜 상기 정전류 출력링크(151)의 전류가 정전류로 유지되게 하는 출력조절용 가변저항(162), 상기 제2 보조코일(144)과 접지단 사이에 연결되고 상기 제2 보조 코일(144)의 전원으로 동작하며, 상기 출력 측정용 저항(161)에서 측정된 전류 값을 피드백 받아 상기 출력 조절용 가변 저항(162)의 저항값을 가변함으로써 상기 정전류 출력링크(151)의 전류가 정전류로 유지되게 하는 제2 제어회로(163) 및 상기 출력 측정용 저항에서 측정된 전류 값과 비교 대상이 되는 기준 전압을 상기 제2 제어회로(163)로 공급하는 제3 제어회로(164)를 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 출력조절 및 피드백 제어부(160)는 상기 정전류 출력링크(151)의 전류가 정전류로 유지되게 하는 역할을 하며, 작동전원을 입력받는 제2 보조 코일(144)이 상기 정전류 출력링크(151)가 연결된 제2 보조 코일(143)과 절연되어 있으므로 상기 제2 보조 코일(143)에 이상 발생시 상기 제2 및 상기 제2 제어회로(163,164)의 소손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 출력조절 및 피드백 제어부(160)는 상기 제2 보조코일(144)과 상기 제2 제어회로(163) 사이에 연결되고, 상기 제2 보조코일에 흐르는 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하여 상기 제2 제어회로(163) 내부의 스위칭소자를 보호할 수 있는 제2 환류 다이오드(165)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력조절 및 피드백 제어부(160)는 아래에서 설명할 컨버터 동작 차단부(170)와 상기 제2 제어회로(163) 사이에 연결되고, 상기 컨버터 동작 차단부(170)의 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하여 상기 제2 제어회로(163) 내부의 스위칭소자를 보호할 수 있는 제3 환류 다이오드(166)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 상기 제2 제어회로(163)와 상기 제1 제어회로(133) 사이에 연결되며, 상기 정전류 출력링크(151)에 과전류 발생시 상기 제2 제어회로(163)의 제어신호에 의해 상기 제1 보조 코일(142)에서 상기 제1 제어회로(133)로 공급되는 전원을 차단함으로써 상기 컨버터부(130)의 동작이 정지되게 하는 컨버터 동작 차단부(170)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨버터 동작 차단부(170)는 상기 컨버터부(130)와 상기 출력조절 및 피드백 제어부(160)가 서로 절연되도록 포토 커플러로 구성되는 것이 바람직하다.
더욱 자세하게는, 상기 포토 커플러의 일 측은 상기 제1 제어회로(133)의 동작전원 입력단과 출력단 사이를 연결하고, 타 측은 상기 제2 제어회로(163)의 동작전원 입력단과 출력단 사이를 연결한다.
즉, 상기 제2 제어회로(163)의 동작전원 입력단과 출력단 사이가 이상 전류에 의해 오픈될 경우, 상기 포토 커플러의 타측에 전류가 흐르지 않게 되고 상기 포토 커플러의 일측도 오픈되어 상기 제1 제어회로(133)의 동작이 정지되게 된다.
따라서, 상기 정전류 출력부(150)에 이상발생시 즉시 상기 컨버터부(130)의 동작이 정지되게 하여 장치의 소손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 상기 정전류 출력부(150)와 정전류 출력단(150a) 사이에 구비되고 상기 정전류 출력링크(151)에 흐르는 정전류의 고조파를 제거하는 정전류 출력단 필터부(150b)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 정전류 출력단 필터부(150b)를 하나의 코어에 자기 결합하는 두 개의 코일로 이루어지는 라인필터로 구성하였다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)의 정전류 고조파를 시뮬레이션한 도면이다.
여기서 'e'는 옥내용 전원공급장치의 출력 고조파 최대허용레벨을 의미하고 'f'는 옥외용 전원공급장치의 출력 고조파의 최대허용레벨을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 다른 전원공급장치(100)는 옥외용으로 제작되었으므로 출력 고조파가 최대 허용레벨 이하로 만족되고 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 상기 정전류 출력단(150a)에 연결되는 외부 케이블이나 부하장치에 별도로 고조파 제거를 위한 노이즈 필터가 요구되지 않으므로 호환성이 좋은 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 상기 제2 보조 코일(144)의 전원을 스위칭하여 정전압 출력단(180a)으로 정전압을 출력하는 정전압 출력부(180)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정전압 출력부(180)는 상기 정전압 출력단(180a)으로 출력되는 전압을 피드백 받아 상기 정전압 출력단(180a)으로 출력되는 전압이 일정한 정전압으로 유지되게 하는 제4 제어회로(181) 및 상기 제4 제어회로(181)와 상기 제2 보조 코일(144) 사이에 연결되고 상기 제2 보조코일(144)에 흐르는 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압이 상기 제4 제어회로(181)로 유입되지 않고 환류되게 하는 제4 환류 다이오드(182)을 포함한다.
또한, 상기 제4 제어회로(181)는 상기 제2 보조 코일(144)의 전압을 강합하여 정전압으로 출력하는 스텝-다운 레귤레이터(Step-Down Regulators)로 구성된다.
본 발명에서는 상기 스텝-다운 레귤레이터를 'MC34063' IC로 구성하였다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 상기 제4 제어회로(181)와 상기 정전압 출력단(180a) 사이에 정전압에 포함된 고조파를 제거하는 정전압 출력단 필터부(180a)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 전원공급장치(100)에 의하면 정전류 및 정전압을 각각 제공할 수 있으므로 활용도가 높은 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100:전원공급장치 110:EMI필터부
120:정류부 121,122,123:정류 소자
130:컨버터부 131:DC링크
132:입력전원 형성용 스위치 133:제1 제어회로
140:변압기부 141:제1 주 코일
142:제1 보조 코일 143:제2 주 코일
144:제2 보조 코일 150:정전류 출력부
150a;정전류 출력단 150b:정전류 출력단 필터부
151:정전류 출력링크 152:제1 환류 다이오드
160:출력조절 및 피드백 제어부 161:출력 측정용 저항
162:출력 조절용 가변저항 163:제2 제어회로
164:제3 제어회로 165:제2 환류 다이오드
166:제3 환류 다이오드 170:컨버터 동작 차단부
180:정전압 출력부 180a:정전압 출력단
180b:정잔압 출력단 필터부 181:제4 제어회로
182:제4 환류 다이오드
120:정류부 121,122,123:정류 소자
130:컨버터부 131:DC링크
132:입력전원 형성용 스위치 133:제1 제어회로
140:변압기부 141:제1 주 코일
142:제1 보조 코일 143:제2 주 코일
144:제2 보조 코일 150:정전류 출력부
150a;정전류 출력단 150b:정전류 출력단 필터부
151:정전류 출력링크 152:제1 환류 다이오드
160:출력조절 및 피드백 제어부 161:출력 측정용 저항
162:출력 조절용 가변저항 163:제2 제어회로
164:제3 제어회로 165:제2 환류 다이오드
166:제3 환류 다이오드 170:컨버터 동작 차단부
180:정전압 출력부 180a:정전압 출력단
180b:정잔압 출력단 필터부 181:제4 제어회로
182:제4 환류 다이오드
Claims (16)
- 입력교류의 고조파를 제거하는 EMI(Electro magnetic interference)필터부;
상기 EMI필터부에서 필터링된 입력교류를 정류하는 정류부;
상기 정류부에서 정류된 입력교류를 평활하여 입력직류로 변환하고 상기 입력직류의 흐름을 단속하여 입력전원을 공급하는 컨버터부;
상기 입력전원을 승압 또는 강압하여 출력전원을 출력하는 변압기부; 및
상기 변압기부의 출력전원을 정전류로 출력하는 정전류 출력부;를 포함하고,
상기 정류부는 서로 병렬연결되는 복수 개의 정류소자를 포함하고,
상기 변압기부는 일차측에 서로 분리되어 자기결합하는 제1 주 코일과 제1 보조 코일을 포함하고, 이차측에 서로 분리되어 자기결합하는 제2 주 코일과 제2 보조 코일을 포함하고,
상기 컨버터부는 상기 정류부에서 정류된 입력교류를 평활하여 상기 제1 주 코일로 전달하는 DC링크; 상기 DC링크와 접지단을 연결하며, 상기 제1 주 코일에 흐르는 전류를 단속하여 상기 입력전원을 형성하는 입력전원 형성용 스위치; 및 상기 제1 보조 코일과 접지단 사이에 연결되고, 상기 제1 보조 코일에 의해 형성된 전원으로 동작하며, 상기 입력전원 형성용 스위치를 제어하여 상기 입력 전원의 크기 및 역률을 제어하는 제1 제어회로를 포함하고,
상기 정전류 출력부는 상기 변압기부의 출력전원을 평활하여 정전류 출력단으로 정전류를 출력하는 정전류 출력링크를 포함하고,
상기 정전류 출력링크의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값에 따라 상기 정전류 출력링크의 저항값을 가변시켜 상기 정전류 출력링크의 전류가 정전류로 출력되게 하며, 상기 정전류 출력링크에 이상전류가 흐를 시에 상기 제1 제어회로의 동작을 중지시키는 출력조절 및 피드백 제어부를 더 포함하고,
상기 정전류 출력링크는 상기 제2 주 코일과 상기 정전류 출력단을 서로 연결하고,
상기 출력조절 및 피드백 제어부는 상기 정전류 출력링크에 연결되어 전류를 측정하는 출력 측정용 저항; 상기 정전류 출력링크에 연결되며, 상기 정전류 출력링크의 저항값을 가변시켜 상기 정전류 출력링크의 전류 값이 조절되게 하는 출력조절용 가변 저항; 상기 제2 보조코일과 접지단 사이에 연결되고, 상기 제2 보조코일의 전원으로 동작하며, 상기 출력 측정용 저항에서 측정된 전류 값을 피드백 받아 상기 출력조절용 가변 저항의 저항값이 가변하게 하여 상기 정전류 출력링크의 전류가 정전류로 유지되게 하는 제2 제어회로; 및 상기 출력 측정용 저항에서 측정된 전류 값과 비교 대상이 되는 기준 전압을 상기 제2 제어회로로 공급하는 제3 제어회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 정류소자들은 각각 브릿지 다이오드로 구성되며,
상기 정류소자에는 방열판을 구비하지 않고 상기 EMI필터부에서 필터링된 입력교류를 정류하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 제2 제어회로와 상기 제1 제어회로 사이에 연결되며, 상기 정전류 출력링크에 과전류 발생시 상기 제2 제어회로의 제어신호에 의해 상기 제1 제어회로로 공급되는 전원을 차단함으로써 상기 컨버터부의 동작이 중지되게 하는 컨버터 동작 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 컨버터 동작 차단부는 상기 제1 제어회로와 상기 제2 제어회로를 절연하는 포토 커플러로 구성되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 정전류 출력링크와 상기 정전류 출력단 사이에 연결되고 상기 정전류의 고조파를 제거하는 정전류 출력단 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제2 보조 코일의 전압을 스위칭하여 정전압 출력단으로 정전압을 출력하는 정전압 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 정전압 출력부는 상기 정전압 출력단의 전압을 피드백 받아 상기 정전압 출력단의 전압이 일정하게 유지되게 하는 제4 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제4 제어회로는 상기 제2 보조 코일의 전압을 강압하여 정전압을 출력하는 스텝-다운 레귤레이터(Step-Down Regulators)인 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제4 제어회로와 상기 정전압 출력단 사이에 구비되고 상기 정전압 출력단으로 출력되는 정전압의 고조파를 제거하는 정전압 출력단 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 정전류 출력부는 상기 정전류 출력링크에 구비되고, 상기 정전류 출력링크에 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하는 제1 환류 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 출력조절 및 피드백 제어부는 상기 제2 보조코일과 상기 제2 제어회로 사이에 연결되고, 상기 제2 보조코일에 흐르는 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하는 제2 환류 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 출력조절 및 피드백 제어부는 상기 컨버터 동작 차단부와 상기 제2 제어회로 사이에 연결되고, 상기 컨버터 동작 차단부의 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하는 제3 환류 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 정전압 출력부는 상기 제2 보조 코일과 상기 제4 제어회로 사이에 연결되고, 상기 제2 보조코일에 흐르는 전류가 불연속이 될 때, 역기전력에 의한 임펄스 전압의 발생을 방지하는 제4 환류 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120142451A KR101373764B1 (ko) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | 복수 개의 브릿지 다이오드를 이용하여 입력교류를 정류하는 전원공급장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120142451A KR101373764B1 (ko) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | 복수 개의 브릿지 다이오드를 이용하여 입력교류를 정류하는 전원공급장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101373764B1 true KR101373764B1 (ko) | 2014-03-14 |
Family
ID=50648547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120142451A KR101373764B1 (ko) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | 복수 개의 브릿지 다이오드를 이용하여 입력교류를 정류하는 전원공급장치 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101373764B1 (ko) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100685104B1 (ko) * | 2005-07-21 | 2007-02-22 | 주식회사 케이이씨 | 정전류 출력 특성을 갖는 스위칭 모드 파워 서플라이 |
US20090016086A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Active-Semi International, Inc. | Secondary side constant voltage and constant current controller |
US20100321956A1 (en) * | 2009-06-19 | 2010-12-23 | Wen-Chung Yeh | Control method, constant current control method, method for generating a real current source to represent average current through a winding, constant current and constant voltage power converter, switch controller, and average voltage detector |
-
2012
- 2012-12-10 KR KR1020120142451A patent/KR101373764B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100685104B1 (ko) * | 2005-07-21 | 2007-02-22 | 주식회사 케이이씨 | 정전류 출력 특성을 갖는 스위칭 모드 파워 서플라이 |
US20090016086A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Active-Semi International, Inc. | Secondary side constant voltage and constant current controller |
US20100321956A1 (en) * | 2009-06-19 | 2010-12-23 | Wen-Chung Yeh | Control method, constant current control method, method for generating a real current source to represent average current through a winding, constant current and constant voltage power converter, switch controller, and average voltage detector |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
IEEE 논문(제목: Status of the Techniques of Three-Phase Rectifier Systems with Low Effects on the Mains), 논문발표 1999년 * |
IEEE 논문(제목: Status of the Techniques of Three-Phase Rectifier Systems with Low Effects on the Mains), 논문발표 1999년* |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107493021B (zh) | 具有功率因数校正和输出相关能量储存器的电源 | |
US10050543B2 (en) | Switching power supply device changing output voltage setting and integrated circuit for switching power supply device | |
KR101444371B1 (ko) | 전자기 유도 방식 전원 공급 장치 | |
US20090290385A1 (en) | Resonant power factor correction converter | |
JP2017221101A5 (ko) | ||
US20110025289A1 (en) | Two-stage switching power supply | |
RU2556700C2 (ru) | Система электропитания с пониженными потерями мощности, электронное устройство и контроллер | |
KR100806774B1 (ko) | Ac/dc 변환기 및 이를 이용한 ac/dc 변환 방법 | |
US9362832B2 (en) | Intermediate bus architecture power supply | |
KR101921815B1 (ko) | 적응 ac 전력 교환기 | |
US9690311B2 (en) | Power supply apparatus | |
US7729135B1 (en) | Power converter using a single tapped transformer for multiple ranges of input voltage | |
US20190334431A1 (en) | AC-DC Converter Circuit Arrangement and Method for Operating a Respective AC-DC Converter Circuit Arrangement | |
KR100735147B1 (ko) | 보조전원수단 및 충전수단을 구비한 전원공급장치 | |
KR101132188B1 (ko) | 엘이디 등기구용 전원회로의 리플제거장치 | |
KR101925182B1 (ko) | 변류기 기반의 유도형 전원공급 장치 | |
KR100980406B1 (ko) | 멀티 피드백 제어회로를 포함하는 교류-직류 컨버터 | |
CN205753994U (zh) | 多路输出电源及电子设备 | |
KR101373764B1 (ko) | 복수 개의 브릿지 다이오드를 이용하여 입력교류를 정류하는 전원공급장치 | |
KR101447598B1 (ko) | 복수 주파수 대역의 고조파를 제거할 수 있는 전원공급장치 | |
US8320142B2 (en) | Low output voltage converter utilizing distributed secondary circuits | |
JP2006211855A (ja) | 交流直流変換器 | |
JP6513546B2 (ja) | Led電源装置 | |
KR200421607Y1 (ko) | 보조전원수단 및 충전수단을 구비한 전원공급장치 | |
TWI581551B (zh) | 多輸出交換式電源轉換器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170303 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180305 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190306 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200305 Year of fee payment: 7 |