KR102003458B1 - An apparatus for generating high-voltage and high-frequency power, and the method for driving the same - Google Patents

An apparatus for generating high-voltage and high-frequency power, and the method for driving the same Download PDF

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Abstract

본 발명은, 고주파 교류의 경우에 이상적인 사인파에 가까운 안정된 고주파 교류를 출력함으로써 트랜지스터를 비롯한 각종 소자들을 보호할 수 있는 고주파 전원 공급 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로, 상용 교류 전원을 입력받아 정류하여 공급하면서 장치 전체를 제어하는 입력 및 전체 제어부(100); 및 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고주파 교류 전원으로 인버팅하여 출력하는 고주파 교류전원부(200); 를 포함하되, 상기 고주파 교류전원부(200)는, 고주파 교류전원을 출력하는 고주파 교류전원 출력부(220)와, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)의 구동과 피드백 제어 및 보호회로를 탑재한 제어 및 보호회로부(210)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a high-frequency power supply apparatus and method capable of protecting various elements including a transistor by outputting a stable high-frequency alternating current close to an ideal sine wave in the case of high-frequency alternating current. An input and overall control unit 100 for controlling the entire apparatus; And a high frequency AC power source unit 200 for receiving power supplied from the input and general control unit 100 and inverting and outputting the power to the high frequency AC power source; The high frequency AC power supply unit 200 includes a high frequency AC power supply output unit 220 for outputting a high frequency AC power supply and a control unit for driving the high frequency AC power supply unit 220, And a protection circuit part (210).

Description

고압 및 고주파 전원 공급 장치 및 그 구동 방법{An apparatus for generating high-voltage and high-frequency power, and the method for driving the same}[0001] The present invention relates to a high-voltage and high-frequency power supply and a method of driving the same,

본 발명은 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 정형화된 파형의 고주파 교류 전원을 안정적으로 공급하기 위한 고압 및 고주파 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply apparatus and method, and more particularly, to a high-voltage and high-frequency power supply apparatus and method for stably supplying high-frequency AC power of a regular waveform.

더욱이, 본 발명은, 고주파 전원과 더불어 고압 직류 전원을 역시 안정적으로 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.
Further, the present invention relates to an apparatus for stably supplying a high-voltage direct-current power source in addition to a high-frequency power source.

일반적으로, 고주파 전원을 공급하기 위한 전원 공급장치로서, 대한민국 특허공개 제2001-0093409호 (고효율 고주파 스위치방식의 대전력 전원 공급방법 및 그 장치) 와 같은 기술이 개시되어 있다.In general, as a power supply device for supplying a high frequency power, Korean Patent Application Laid-Open No. 2001-0093409 (a method and apparatus for supplying a high-power high-power power in a high-efficiency high-frequency switch system) and the like are disclosed.

이는, 도 1에서 보는 바와 같이, 220V 및 280V와 같은 상용의 교류(AC)전원이 인가되는 AC전원부(10)와, 상기 AC전원부(10)에서 출력되는 교류전원을 직류전원으로 용이하게 변환시켜주기 위한 AC/DC컨버터(20)와, 상기 AC/DC컨버터(20)에서 출력된 직류전원을 이용하여 고주파 대전력(KW)을 발생하기 위한 스위칭부(30)와, 상기 스위칭부(30)의 출력된 고주파를 직류로 변환하여 대용량의 축전지에 공급하도록 출력하는 직류출력부(40)와, 각 구성회로의 작동중에 이상(異狀)이 발생할 시 상기 회로의 파손 및 훼손을 미연에 방지하도록 보호하는 회로보호부(50)와, 상기 각 구성회로에서 이상신호 및 작동에 필요한 명령 신호를 받아 상기 구성회로의 정상적인 동작을 계속적으로 유지시키기 위해 제어하도록 하는 제어부 (60)로 상호연결 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 고주파 스위치 방식의 대전력 전원 공급장치에 관한 것이다.As shown in FIG. 1, an AC power source 10 to which a commercial AC power source such as 220V and 280V is applied, and an AC power source 10, which can easily convert the AC power output from the AC power source 10 into a DC power A switching unit 30 for generating a high frequency power KW by using the DC power outputted from the AC / DC converter 20; and an AC / DC converter 20 for switching the switching unit 30, A direct current output unit 40 for converting the output high frequency of the DC power supply 40 into a direct current and supplying it to a large capacity battery and a DC output unit 40 for preventing the circuit from being damaged or damaged when an abnormal state occurs during operation of each constituent circuit And a control unit (60) configured to receive a command signal necessary for an abnormal signal and operation in each of the constituent circuits and to control the normal operation of the constituent circuit Characterized by To a high-power high-frequency switch type large-power power supply.

상기 제1 종래기술의 작용 및 작동관계를 설명하면, 상기 전원 공급장치에 220V 및 280V와 같은 상용 교류전원이 인가되면, 상기 제어부(60)에 상기 교류전원이 인가되는 여부를 확인하여 상기 전원이 인가되면 발진할 것인가의 여부를 확인하게 된다.When the commercial AC power source such as 220V and 280V is applied to the power supply device, it is checked whether the AC power source is applied to the controller 60, If it is confirmed, it is confirmed whether or not to oscillate.

상기 제어부(60)에 상기 전원이 인가되지 않으면, 각 구성부품 중 해당된 부품의 이상(異狀)을 모니터로 알려주게 된다.If the power is not applied to the control unit 60, the abnormalities of the corresponding components among the respective components are reported to the monitor.

한편, 상기 발진이 이루어지게 되면, 각 구성회로의 정상 및 이상상태를 확인하기 위해 일정 시간 동안 지연한 다음, 일정 시간 내에 이상상태가 확인되지 않으면, 상기 AC전원부(10)가 온(ON)되어 작동하게 되고, 상기의 이상 상태가 일정시간 내에 발생하면 상기 모니터에서 상기 이상상태를 알려주게 되는 것이다.On the other hand, when the oscillation is performed, the AC power supply unit 10 is turned on when the abnormal state is not confirmed within a predetermined time after a certain time delay to check the normal and abnormal states of the respective constituent circuits When the abnormal state occurs within a predetermined time, the monitor informs the abnormal state.

상기 AC전원부(10)가 온(ON)되어 작동되는 동시에 상기 AC/DC컨버터(20)에서는 상기 AC전원부(10)에서 출력되는 교류전원을 직류전원으로 변환시킨 다음 상기 스위칭부(30)에서 상기 출력된 직류전원을 이용하여 고주파 대전력(KW)을 발생하게 하고, 상기 스위칭부(30)의 출력된 고주파를 상기 직류출력부(40)에서 직류로 변환하여 대용량의 축전지에 공급하도록 이루어지는 것이다.The AC power supply unit 10 is turned on and operated and the AC / DC converter 20 converts AC power output from the AC power supply unit 10 into DC power, (KW) using the output DC power, and converts the high frequency output from the switching unit 30 from the DC output unit 40 to DC, and supplies the high frequency power to the large capacity battery.

이때, 상기 회로보호부(50)는 각 구성회로의 작동중에 이상(異狀)이 발생할 시 상기 회로의 파손 및 훼손을 미연에 방지하도록 이루어지는 것이고, 상기 제어부(60)는 상기 각 구성회로에서 이상신호 및 작동에 필요한 명령 신호를 받아 상기 구성회로의 정상적인 동작을 계속적으로 유지시키기 위해 제어하도록 이루어지는 것이다.In this case, the circuit protection unit 50 prevents breakage and damage of the circuit when an abnormal state occurs during operation of each circuit, Signal and a command signal necessary for operation so as to continuously maintain the normal operation of the constituent circuit.

상기에서 설명한 각 구성부의 회로 작동으로 교류(AC)전원이 직류(DC)전원으로 변환되어 대용량의 직류전원이 출력하게 되고, 상기에서 출력된 대용량 직류전원이 축전기에 적정한 상태로 공급되는 가를 확인한 다음 적정한 상태로 이루어지지 못하면, 상기 AC전원부(10)에 오프(OFF) 신호를 출력하여 교류전원을 차단하여 전원 공급장치의 구동이 정지하게 된다.The AC power source is converted into a direct current (DC) power source by the circuit operation of each constituent unit described above, and a large capacity direct current power source is outputted. After confirming that the large capacity direct current power outputted from the above is supplied to the capacitor in an appropriate state If the proper state is not achieved, an OFF signal is output to the AC power supply unit 10 to cut off the AC power supply, thereby stopping the operation of the power supply unit.

또한, 상기 축전기에 적정한 상태로 직류전원이 공급되면, 연속구동을 할 것인가를 확인한 다음 작동이 연속구동이면 계속적으로 반복 수행을 하게 되고, 그렇지 않으면 작동 시스템을 종료하게 되는 것이다.Also, if DC power is supplied to the capacitor in a proper state, it is confirmed whether continuous driving is to be performed. If the operation is continuous driving, the operation is continuously repeated. Otherwise, the operation system is terminated.

그리하여, 상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 상기 제1 종래기술은, 대용량의 직류전원이 출력되는 전원 공급장치를 소형화로 이루게 함으로써, 대전력을 사용하는 곳에 용이하게 필요한 전원을 충전시키고 공급하는 효과와, 전력변환으로 인한 전력 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있으며, 제품을 소형으로 제작하여 제작상의 비용을 최소화시킬 뿐만 아니라 어느 일정한 장소에도 설치가 용이한 효과를 갖으며, 이로 인해 전체적인 제품의 생산성 및 경제성이 향상되고, 효율성 또한 향상되어 사용자에 대한 사용상의 신뢰도가 극대화되는 등의 여러 효과를 동시에 거둘 수 있다.Thus, as described in detail above, the first prior art technology has the effect of charging and supplying a necessary power easily at a place where a large power is used by making the power supply device outputting a large amount of DC power be made compact, It is possible to minimize the power loss due to the conversion. In addition to minimizing the manufacturing cost by manufacturing the product in a small size, it is easy to install in a certain place, and the productivity and economical efficiency of the whole product Improvement in efficiency, and maximization of reliability in use for a user.

그러나 상기 제1 종래기술은, 상용전원으로부터 고압 직류 전원을 공급하기 위한 장치에 지나지 않는다.
However, the first prior art is merely a device for supplying a high-voltage direct-current power from a commercial power source.

한편, 고주파 교류 전원을 공급하기 위한 장치로서, 대한민국 특허공개 제2009-0081528호 (가변부하용 고주파 전원공급 장치) 가 개시되어 있는바, 상기 제2 종래기술은, 정류평활회로(110)에 의해 상용 주파수의 교류전원이 직류로 변환되어 인가되면 구동회로(121)의 스위칭 신호에 의해 스위칭 작동하는 인버터(120)가 이를 고주파의 교류전원으로 변환하여 출력회로(130)를 경유하여 가변부하(140)로 공급하는 고주파 전자식 전원 공급 장치(100)에 있어서, 상기 인버터(120)는, 매칭 트랜스포머(T)의 1차 권선 (L1)의 한 단은 인버터(120)의 고주파의 구형파 전압을 분배하는 콘덴서 (C1,C2)가 상호 접속된 한 단자와, 상기 매칭 트랜스포머(T)의 1차 권선 (L1)의 다른 한 단은 인버터(120)의 스위칭 소자가 상호 접속된 한 단자에 연결되어 제1 직렬 공진 회로를 구성하며, 상기 매칭 트랜스포머(T)의 2차 권선 (L2)은 콘덴서 (C3), 코일 (L3)을 포함하는 출력회로(130) 및 가변부하(140)와 직렬로 연결되어 제2 직렬 공진 회로를 구성하여, 스위칭 주파수 f0가 수 십 KHz로 동작하도록 하는 것이다.On the other hand, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0081528 (a high-frequency power supply for variable load) is disclosed as an apparatus for supplying a high-frequency AC power. In the second prior art, a rectifying and smoothing circuit 110 When the AC power of the commercial frequency is converted into DC and applied thereto, the inverter 120, which is switched by the switching signal of the driving circuit 121, converts the AC power into a high frequency AC power and supplies the AC power to the variable load 140 The inverter 120 includes a primary winding L1 of the matching transformer T for distributing the square-wave voltage of the high frequency of the inverter 120 to one end of the primary winding L1 of the matching transformer T. The high- The other terminal of the primary winding L1 of the matching transformer T is connected to one terminal to which the switching elements of the inverter 120 are connected, Constitute a series resonance circuit, The secondary winding L2 of the matching transformer T is connected in series with the output circuit 130 including the capacitor C3 and the coil L3 and the variable load 140 to constitute the second series resonance circuit, So that the switching frequency f0 is operated at several tens of kHz.

이를, 도 2 및 도 3을 참조하여, 좀더 상술하면, 정류평활회로(110)는 상용 주파수의 교류전원을 직류로 변환시켜 인버터(120)로 인가시키며, 통상의 브릿지 다이오드 및 콘덴서를 사용하여 교류전원을 직류전원으로 정류하고 평활함은 공지의 것이다.2 and 3, the rectifying and smoothing circuit 110 converts an AC power of a commercial frequency into a direct current and applies it to the inverter 120. The rectifying and smoothing circuit 110 uses an ordinary bridge diode and a capacitor, It is well known that the power source is rectified by DC power and smoothed.

인버터(120)는 스위칭 주파수 f0로, 구동회로(121)의 스위칭 신호에 의해 스위칭 작동하여 상기 정류평활회로(110)를 통해 인가되는 직류전원을 수십 KHz의 고주파의 교류전원으로 변환하여 출력회로(130)를 경유하여 가변부하(140)로 공급한다.The inverter 120 is switched by the switching signal of the driving circuit 121 at the switching frequency f0 to convert the DC power applied through the rectifying smoothing circuit 110 to an AC power of a high frequency of several tens of KHz, 130 to the variable load 140. [

상기 인버터(120)는 스위칭 손실 및 전자파장애의 발생을 최소화할 수 있는 영전압 스위칭 방식의 공진형 인버터로, 스위칭 제어 및 구동회로(121)는 자려식 또는 타려식 발진 방식을 사용한다. 가변부하(140)의 조건에 적합한 전류 및 전압을 상기 출력회로(130)를 경유하여 가변부하(140)로 전달함과 동시에 가변부하(140)의 급격한 변동에도 정상동작을 할 수 있도록 매칭 트랜스포머(T)를 구성한다. 또한, 가변부하(140)의 특성에 맞추어 별도의 공진 회로를 구성하여 상기 매칭 트랜스포머(T)로부터 전달된 전류 전압을 최적의 조건으로 부하에 전달한다.The inverter 120 is a zero-voltage switching type resonance inverter capable of minimizing occurrence of switching loss and electromagnetic interference, and the switching control and driving circuit 121 uses a self-excited or tapping oscillation type. A matching transformer (not shown) is connected to the variable load 140 so that the current and voltage conforming to the conditions of the variable load 140 are transferred to the variable load 140 via the output circuit 130, T). Further, a separate resonance circuit is formed in accordance with the characteristics of the variable load 140 to transmit the current voltage delivered from the matching transformer T to the load under optimal conditions.

도 3은 상기 제2 종래기술에 따른 고주파 전자식 전원 공급 장치(100)의 인버터(120)를 나타낸 회로도인바, 도 3을 참조하면, 상기 제2 종래기술에서 제안된 영 전압 스위칭 방식의 공진형 인버터(120)는 제1 직렬 공진 회로로 이루어진다.3 is a circuit diagram showing an inverter 120 of the high frequency electronic power supply 100 according to the second conventional technique. Referring to FIG. 3, the resonance type inverter of the zero voltage switching type proposed in the second prior art (120) comprises a first series resonant circuit.

전압원은 정류평활회로(110)를 사용하여 상용 교류 전원을 직류전원으로 변환하여 얻어지며, C1, C2는 콘덴서로서 매칭 트랜스포머(T)의 1차 권선 (L1)의 인덕턴스와 제1 직렬 공진 회로를 구성하는 기능을 하며, 매칭 트랜스포머(T)의 1차 권선 (L1)의 한 단은 제1 직렬 공진 회로를 구성하는 콘덴서 (C1, C2)가 상호 접속된 한 단자와, 상기 매칭 트랜스포머(T)의 1차 권선 (L1)의 다른 한 단은 인버터(120)의 스위칭 소자가 상호 접속된 한 단자에 연결되어 제1 직렬 공진 회로를 구성한다.The voltage source is obtained by converting a commercial AC power source into a DC power source by using a rectifying and smoothing circuit 110. C1 and C2 are capacitors and are connected inductance of the primary winding L1 of the matching transformer T and inductance of the first series resonant circuit One end of the primary winding L1 of the matching transformer T is connected to one terminal of the capacitors C1 and C2 constituting the first series resonant circuit to which the matching transformer T is connected, The other end of the primary winding L1 of the inverter 120 is connected to one terminal to which the switching elements of the inverter 120 are mutually connected to constitute the first series resonant circuit.

고주파, 즉 인버터(120)의 스위칭 주파수 f0로 스위칭하는 소자로는 MOSFET (S1, S2)를 사용하는 것이 바람직하며, 필요 사양에 따라 다양한 형태의 스위칭 트랜지스터(switching transistor)를 사용할 수 있다. MOSFET S1과 S2 는 하프 브릿지의 구조를 이루면서 교대로 온 (On), 오프 (Off)를 한다. MOSFET S1, S2의 스위칭은 스위치 양단의 전압이 영인 상태에서 이루어지며, 스위칭의 한 주기 중 온 (On) 구간이 차지하는 비에 따라서도 가변부하(140)로 전달되는 전력을 제어할 수 있다. 상기 스위칭 소자 S1, S2의 온, 오프 작동에 의해 고주파의 구형파 전압이 상기 매칭 트랜스포머(T)의 1차권선 (L1)에 인가되어 교류 전류가 흘러 상기의 콘덴서 C1, C2에 의해, 상기의 제1 직렬 공진 회로에는 공진 주파수 f1S가 형성된다.It is preferable to use MOSFETs S1 and S2 as an element for switching to a high frequency, that is, the switching frequency f0 of the inverter 120. Various types of switching transistors may be used according to the requirements. MOSFETs S1 and S2 are turned on and off alternately while forming a half-bridge structure. The switching of the MOSFETs S1 and S2 is performed in a state where the voltage across the switch is zero, and the power to be transferred to the variable load 140 can be controlled according to the ratio of the ON period of one cycle of the switching. A square wave voltage of a high frequency is applied to the primary winding L1 of the matching transformer T by an on and off operation of the switching elements S1 and S2 so that an alternating current flows and by the capacitors C1 and C2, 1 series resonance circuit is formed with a resonance frequency f 1S .

상기 매칭 트랜스포머(T)의 2차 권선 (L2)은 콘덴서 (C3), 코일 (L3)을 포함하는 출력회로(130) 및 가변부하(140)와 직렬로 공진 주파수 f2S를 갖는 제2 직렬 공진 회로를 구성한다. 이때, 상기 매칭 트랜스포머(T)의 1차 권선 L1과 2차 권선 L2는 전기적으로는 절연되고 자기장의 결합에 의해서는 연결되는 회로로서, 상호 인덕턴스와 자기장 결합계수에 의해 상기의 제1 직렬 공진 회로의 L1에 인가된 전압을 상기의 제2 직렬 공진 회로의 L2로 전달한다.The secondary winding L2 of the matching transformer T is connected in series with the output circuit 130 including the capacitor C3 and the coil L3 and the second series resonance having the resonance frequency f2S in series with the variable load 140. [ Circuit. At this time, the primary winding L1 and the secondary winding L2 of the matching transformer T are electrically insulated and connected by the coupling of magnetic fields, and are connected to each other by the mutual inductance and the magnetic field coupling coefficient, To L2 of the second series resonance circuit.

상기 제1 직렬 공진 회로를 구성하는 상기 매칭 트랜스포머(T)의 1차 권선 (L1)의 인덕턴스와 콘덴서 (C1, C2)의 커패시턴스 값에 의해서 결정된 상기 제1 직렬 공진 회로의 공진 주파수 (f1S), 주파수 대역폭 (BW1)과 주파수 선택계수 (Q1)에 의해 제2 직렬 공진 회로로 전달되는 전력의 인버터(120) 스위칭 주파수 f0와 상기 제2 직렬 공진 회로의 공진 주파수 f2S가 같은 경우에는 공진이 발생하여 인가된 전압과 전류의 위상이 같아져서 상기의 제2 직렬 공진 회로의 임피던스는 최소가 되어 최대의 전류가 흐른다. 또한, 상기 인버터(120) 스위칭 주파수 f0가 상기 제2 직렬 공진 회로의 공진 주파수 f2S와 상이한 경우에는 상기 제2 직렬 공진 회로의 임피던스가 증가하여 전류가 감소한다. 따라서 상기 제2 직렬 공진회로를 구성하는 상기 매칭 트랜스포머(T)의 2차 권선 (L2)과 콘덴서 (C3)의 커패시턴스, 코일 (L3)의 인덕턴스 값에 의하여 상기 제2 직렬 공진 회로의 공진 주파수 (f2S), 주파수 대역폭 (BW2)과 주파수 선택계수(Q2)가 결정되어 가변부하에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.The resonance frequency f 1S of the first series resonance circuit determined by the inductance of the primary winding L1 of the matching transformer T and the capacitance value of the capacitors C1 and C2 constituting the first series resonance circuit, , the frequency bandwidth (BW1), and the resonance frequency f 2S is, the resonant case, the second series resonance circuit power inverter 120 a switching frequency f0 and the second series resonant circuit of which is passed to by the frequency selection coefficient (Q1) the The phase of the applied voltage and current is equalized so that the impedance of the second series resonance circuit is minimized and the maximum current flows. When the switching frequency f0 of the inverter 120 is different from the resonant frequency f2S of the second series resonant circuit, the impedance of the second series resonant circuit increases and the current decreases. The capacitance of the secondary winding L2 and the capacitor C3 of the matching transformer T constituting the second series resonance circuit and the resonance frequency of the second series resonance circuit due to the inductance value of the coil L3 f 2S), bandwidth (BW2) and frequency selection coefficient (Q2) are determined it is possible to adjust the current flowing to the variable load.

이상의 구성을 토대로, 상기 인버터(120)의 스위칭 주파수 (f0), 상기의 제1 직렬 공진 회로의 공진 주파수(f1S)와 주파수 대역폭 (BW1)과 주파수 선택계수 (Q1) 및, 상기의 제2 직렬 공진 회로의 공진 주파수 (f2S), 주파수 대역폭 (BW2)과 주파수 선택계수 (Q2) 값들의 일부 또는 전부에 의해 상기 제1 직렬 공진 회로와 상기 제2 직렬 공진 회로로 구성된 고주파 전자식 전원 공급 장치(100)의 인버터(120)의 특성을 용이하게 결정할 수 있다.Based on the above configuration, the switching frequency (f0), the resonance frequency (f 1S) and frequency bandwidth (BW1), and the frequency selection coefficient (Q1) and a second of said of said first series resonant circuit of the inverter 120 A high frequency electronic power supply unit configured by the first series resonance circuit and the second series resonance circuit by a part or all of the resonance frequency f 2S of the series resonance circuit, the frequency bandwidth BW2 and the frequency selection coefficient Q 2 The characteristics of the inverter 120 of the inverter 100 can be easily determined.

그러나, 상기 제2 종래기술의 경우, 하프 브릿지 방식을 사용함으로 인하여, 출력 파형이 찌그러질 수 있으며, 이로 인하여 완전 공진이 이루어지지 않아 스위칭용 트랜지스터에 악영향을 주게 된다는 문제점이 있다.
However, in the case of the second conventional technique, the output waveform may be distorted due to the use of the half-bridge method, which causes a problem that the switching transistor is adversely affected because the full resonance is not performed.

다른 한편, 직류 고전압과 고주파 교류 전원을 동시에 공급하기 위한 전원 공급장치로서, 대한민국 특허등록 제1233785호 (교류 및 직류 전원공급장치) 와 같은 기술 (제3 종래기술) 이 제안되었다.On the other hand, a technology (third prior art) such as the Korean Patent Registration No. 1233785 (AC and DC power supply device) has been proposed as a power supply device for simultaneously supplying a DC high voltage and a high frequency AC power.

이하, 첨부된 도면 도 4 내지 도 5를 참조하여, 상기 제3 종래기술에 따른 전원공급장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the power supply apparatus according to the third prior art will be described with reference to FIGS. 4 to 5.

먼저, 상기 제3 종래기술은 SMPS(Switching Mode Power Supply)라고도 하는 스위칭 방식을 채택하였는바, 이는, 교류를 일단 직류로 변환하고, 변환된 직류를 다시 수십 KHz 고주파 교류로 변환한 다음, 변환된 교류를 페라이트 트랜스와 같은 고주파 트랜스를 이용해 전압을 강압시킨 후 정류 및 평활단계를 거쳐 필요한 전원을 얻는 방식이다. 스위칭 방식은 트랜스나 콘덴서 용량이 작아도 되기 때문에 일반적으로 리니어 방식보다 효율적이 좋다. 다만 주변부품이 복잡하고 스위칭시킬 때 발생하는 노이즈가 생기지만, 리니어 방식에 비해 효율이 좋기 때문에, TV, PC, 노트북에 사용되는 대형 충전지 뿐만 아니라 휴대폰에 사용되는 소형 충전지에도 SMPS 전원장치가 채택된다.First, the third prior art adopts a switching method called SMPS (Switching Mode Power Supply), which converts an AC into a DC once, converts the DC into a high frequency AC several tens of KHz, The alternating current is a method of lowering the voltage by using a high frequency transformer such as a ferrite transformer, and then obtaining a necessary power through a rectifying and smoothing step. The switching method is generally more efficient than the linear method because the capacitance of the transformer or the capacitor is small. However, SMPS power supply is adopted not only for large rechargeable batteries used in TVs, PCs and notebooks, but also for small rechargeable batteries used in mobile phones, because the peripheral components are complicated and noise generated when switching occurs. .

상기 제3 종래기술에서는 상기 SMPS와 배터리를 이용하여 AC 형태의 상용전원을 필요한 전압준위를 가지는 AC 전원뿐만 아니라, DC 전원도 동시에 생성할 수 있는 전원공급장치를 제공한다.The third prior art provides a power supply device capable of simultaneously generating an AC power supply using an SMPS and a battery, as well as an AC power supply having a required voltage level, as well as a DC power supply.

도 4는 상기 제3 종래기술에 따른 전원공급장치의 회로도인바, 도 4를 참조하면, 상기 제3 종래기술에 따른 전원공급장치(100)는, 커패시터(C1), 제1스위치(SW1), 제2스위치(SW2), 충전용 배터리(120) 및 SMPS(110)를 포함하며, 핫 와이어(L1), 뉴트럴 와이어(L2) 및 접지 와이어(L3)로 통해 인가되는 상용전원을 변환하여 상기 핫 와이어(L1)와 상기 뉴트럴 와이어(L2) 사이 및 상기 핫 와이어(L1)와 상기 접지 와이어 사이(L3)에는 AC 전원을 공급하고 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)와 상기 접지 와이어(L3) 사이에는 DC 전원을 공급하는 기능을 수행한다.4 is a circuit diagram of a power supply apparatus according to the third prior art. Referring to FIG. 4, the power supply apparatus 100 according to the third prior art includes a capacitor C1, a first switch SW1, A secondary battery switch SW2, a rechargeable battery 120 and an SMPS 110 and converts the commercial power supplied through the hot wire L1, the neutral wire L2 and the ground wire L3, An AC power is supplied between the wire L1 and the neutral wire L2 and between the hot wire L1 and the ground wire L3 and between the converted neutral wire L2-1 and the ground wire L3 DC power supply.

커패시터(C1)는 일 단자가 뉴트럴 와이어(L2)에 연결되고 다른 일 단자가 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)에 연결된다. 제1 스위치(SW1)는 커패시터(C1)와 병렬로 연결된다. 제2 스위치(SW2)는 일 단자가 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)와 연결된다. 충전용 배터리(120)는 포지티브 단자(+)가 제2스위치(SW2)의 다른 일 단자와 연결되고 네거티브 단자(-)가 접지 와이어(L3)에 연결된다. SMPS(110)는 핫 와이어(L1)에 인가되는 전원을 일정한 전압준위를 가지는 DC 전원으로 변환한 후 제2스위치(SW2) 및 충전용 배터리(120)의 공통단자와, 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)에 인가되는 DC 전원 네거티브 단자 및 접지 와이어에 연결한다.One terminal of the capacitor C1 is connected to the neutral wire L2 and the other terminal is connected to the conversion neutral wire L2-1. The first switch SW1 is connected in parallel with the capacitor C1. One terminal of the second switch SW2 is connected to the converted neutral wire L2-1. The rechargeable battery 120 has a positive terminal (+) connected to the other terminal of the second switch (SW2) and a negative terminal (-) connected to the ground wire (L3). The SMPS 110 converts the power supplied to the hot wire L1 to a DC power having a constant voltage level and then supplies the common terminal of the second switch SW2 and the rechargeable battery 120 and the converted neutral wire L2- 1) and to the ground wire.

커패시터 (C1)는 뉴트럴 와이어 (L2)로 인가되는 AC 전원은 변환 뉴트럴 와이어 (L2-1)으로 통과하지만, 변환 뉴트럴 와이어 (L2-1)에 인가된 DC 전원은 뉴트럴 와이어 (L2)로 흐르지 못하게 차단한다.The capacitor C1 passes the AC power applied to the neutral wire L2 to the converted neutral wire L2-1 while the DC power applied to the converted neutral wire L2-1 does not flow to the neutral wire L2 .

여기서 충전용 배터리(120)의 전압준위는 사용되는 장소에 따라 결정하면 되는데, 예를 들면 12V용 또는 24V용인 것이 바람직하다. 충전용 2배터리(120)의 사용용량을 증가시키기 위해서는 충전용 배터리를 필요한 수 만큼 병렬로 연결하여 사용하면 된다.Here, the voltage level of the rechargeable battery 120 may be determined depending on the place where it is used, for example, 12V or 24V. In order to increase the used capacity of the rechargeable batteries 120, a required number of rechargeable batteries may be connected in parallel.

충전용 배터리(120)는 상용전원이 인가되고 있는 동안에는 전기에너지를 저장하고 있다가, 정전시 충전된 에너지를 연결된 가전제품에 공급한다.The rechargeable battery 120 stores the electric energy while the commercial power is being applied, and supplies the charged energy to the connected household appliance.

도 4에 도시된 전원공급장치(100)의 왼쪽은 상용전원(AC INPUT)이 공급되는 옥외를 의미하고, 오른쪽은 사용전원(AC INPUT)을 변환하여 핫 와이어 (L1)과 뉴트럴 와이어 (L2) 사이에 AC 전원을 공급하며, 접지 와이어 (L3)를 연결하여 전원이 공급되고 변환 뉴트럴 와이어 (L2-1)와 접지 와이어 사이에는 DC 전원이 공급되는 옥내가 될 것이다.The left side of the power supply device 100 shown in FIG. 4 represents an outdoor unit to which a commercial power supply AC INPUT is supplied, and the right side of the power supply unit 100 converts a used power supply AC INPUT to a hot wire L1 and a neutral wire L2, And the DC power is supplied between the converted neutral wire L2-1 and the ground wire, and it will be indoors where the AC power is supplied and the ground wire L3 is connected to supply power.

제1스위치(SW1)는 충전용 배터리(120)를 교환하거나 점검 시, 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)로부터 전원을 공급받는 LED 램프를 보호하기 위한 것으로, 이 경우에는 턴 온 되어 변환 뉴트럴 와이어(L2-1)가 전지 와이어(L3)와 연결되도록 한다.The first switch SW1 protects the LED lamp supplied with the power from the conversion neutral wire L2-1 when the rechargeable battery 120 is replaced or checked. In this case, the first switch SW1 is turned on and the converted neutral wire L2-1 are connected to the battery wire L3.

도 5는 상기 제3 종래기술에 따른 교류 및 직류 전원공급장치의 실제 사용예인바, 도 5를 참조하면, 상기 제3 종래기술에 따른 교류 및 직류 전원공급장치(100)의 출력단에 연결된 3개의 와이어(L1, L2-1, L3)에는 파워 부스터(210) 및 ADC Light Module(220)이 연결되어 있다. 교류 및 직류 전원공급장치(100)와 먼 거리 떨어져 있는 콘센트(230)에 DC 전력을 전송하기 위해서 파워 부스터(210)를 사용하며, AC 용 램프(240)의 스위치(250)와 LED(260)의 밝기를 조절하기 위해서는 ADC Light Module(220)을 사용하는 것이 바람직하다.5, there is shown an example of actual use of the AC and DC power supply apparatus according to the third prior art. Referring to FIG. 5, three AC power supply apparatuses connected to the output terminal of the AC and DC power supply apparatus 100 according to the third prior art The power booster 210 and the ADC light module 220 are connected to the wires L1, L2-1, and L3. The power booster 210 is used to transfer DC power to the outlet 230 remote from the AC and DC power supply 100 and the switch 250 of the AC lamp 240 and the LED 260, It is preferable to use the ADC Light Module 220 in order to adjust the brightness of the LCD.

그런데, 상기 제3 종래기술 역시, 고도로 정형화된 파형을 갖는 고주파 교류전원의 공급에 대해서는 미흡한 실정이다.
However, the third prior art also fails to provide a high frequency AC power supply having a highly shaped waveform.

대한민국 특허공개 제2001-0093409호 (고효율 고주파 스위치방식의 대전력 전원 공급방법 및 그 장치)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0093409 (High-efficiency high-frequency switch type large-power power supply method and apparatus thereof) 대한민국 특허공개 제2009-0081528호 (가변부하용 고주파 전원공급 장치)Korean Patent Publication No. 2009-0081528 (High Frequency Power Supply for Variable Load) 대한민국 특허등록 제1233785호 (교류 및 직류 전원공급장치)Korea Patent No. 1233785 (AC and DC Power Supply)

본 발명은, 상기 제1 및 제2 종래기술의 문제점에 대한 대책으로서 고주파 교류의 경우에 이상적인 사인파에 가까운 안정된 고주파 교류를 출력함으로써 트랜지스터를 비롯한 각종 소자들을 보호할 수 있는 고주파 전원 공급 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.As a countermeasure against the problems of the first and second prior arts, the present invention provides a high-frequency power supply apparatus and method capable of protecting various elements including a transistor by outputting a stable high-frequency AC close to an ideal sine wave in the case of high- .

추가적으로, 설정된 전압/전류 및 주파수의 크기에 맞게 피드백이 가능하며, 고압 DC 전원의 출력시에도 역시 마찬가지로 설정된 전압/전류에 맞는 출력이 가능하도록 피드백 제어되면서 과부하 시에는 동작전원을 차단함으로써 역시 각종 회로를 효과적으로 보호할 수 있는 고주파 전원 공급 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
In addition, it is possible to feedback according to the set voltage / current and frequency. Also, when the high voltage DC power is outputted, the feedback is controlled so that the output matching the set voltage / Frequency power supply apparatus and method capable of effectively protecting the power supply apparatus.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 고주파 전원 공급 장치는, 상용 교류 전원을 입력받아 정류하여 공급하면서 장치 전체를 제어하는 입력 및 전체 제어부(100); 및 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고주파 교류 전원으로 인버팅하여 출력하는 고주파 교류전원부(200); 를 포함하되, 상기 고주파 교류전원부(200)는, 고주파 교류전원을 출력하는 고주파 교류전원 출력부(220)와, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)의 구동과 피드백 제어 및 보호회로를 탑재한 제어 및 보호회로부(210)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an RF power supply apparatus comprising: an input and overall control unit (100) for receiving and rectifying commercial AC power and controlling the entire apparatus; And a high frequency AC power source unit 200 for receiving power supplied from the input and general control unit 100 and inverting and outputting the power to the high frequency AC power source; The high frequency AC power supply unit 200 includes a high frequency AC power supply output unit 220 for outputting a high frequency AC power supply and a control unit for driving the high frequency AC power supply unit 220, And a protection circuit part (210).

바람직하게는, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)는, 푸시풀 발생 출력부(8)와, 풀브릿지 회로부(9) 및 고주파 출력드라이브(10)로 이루어지며, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)의 구동 방식은, 상기 고주파 출력드라이브(10)에서 인버팅을 통해 고주파 교류전원 출력함에 있어, 출력 파형의 안정화를 위해 푸시풀 방식 및 풀브릿지 방식을 겸하여 사용하는 것을 특징으로 한다.The high frequency AC power output unit 220 includes a push-pull generation output unit 8, a full bridge circuit unit 9 and a high-frequency output drive unit 10. The high-frequency AC power output unit 220 ) Is characterized in that it is used in combination with a push-pull method and a full-bridge method in order to stabilize the output waveform when the high-frequency output drive 10 outputs the high-frequency AC power through inversion.

더욱 바람직하게는, 상기 풀브릿지 회로부(9)에서의 4개의 트랜지스터(Q1~Q4)가 상기 제어 및 보호회로부(210)의 PWM IC(U6)로부터의 온/오프 스위칭 신호에 의해 교호적으로 스위칭되면서, 콘덴서(C23)에 고주파 교류 신호가 인버팅되고, 푸시풀 발생 출력부(8)의 제1 트랜스(T1)에 의해 유도되어, 푸시풀 발생 출력부(8)의 스위칭용 FET(Q5, Q6)를 교호적으로 온/오프시키게 되며, 결국 고주파 출력드라이브(10)의 제2 트랜스(T2) 및 제3 트랜스(T3)에 고주파 교류 출력을 여기하게 되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the four transistors Q1 to Q4 in the full bridge circuit unit 9 are alternately switched by the on / off switching signal from the PWM IC U6 of the control and protection circuit unit 210 The high frequency AC signal is inverted into the capacitor C23 and is induced by the first transformer T1 of the push-pull generation output section 8 so that the switching FETs Q5, Q6 of the high frequency output drive 10 to excite the high frequency AC output to the second transformer T2 and the third transformer T3 of the high frequency output drive 10.

가장 바람직하게는, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)에서 출력되는 고주파 교류 전원의 전류와 전압 및 주파수는 각각, 상기 제어 및 보호회로부(210)의 PWM IC(U6) 주변의 제1 내지 제3 가변저항(VR1, VR2, VR3)에 의해 조절되는 시정수 및 조절신호에 의해 조절되며,The current, voltage, and frequency of the high frequency AC power output from the high frequency AC power output unit 220 are preferably set so that the first, second, third, and so on of the PWM IC U6 of the control and protection circuit unit 210, Is controlled by a time constant and an adjustment signal adjusted by variable resistors (VR1, VR2, VR3)

상기 제어 및 보호회로부(210)는, 상기 고주파 출력드라이브(10)의 최종 출력단인 상기 제2 출력측 변압기(T2)의 2차측 하위 전원단(R30,C30)에서 제5 다이오드(D5)를 통해 피드백 받는 제1 게인조절신호가 상기 PWM IC(U6)의 입력 단자로 직접 입력되어, 전압 전류 게인을 조정하는 기준으로 사용되며, 다른 한편으로는, 상기 제2 출력측 변압기(T2)의 2차측 상위 전원단이, 제6 다이오드(D6)를 통해 노이즈제거 필터회로부(16)로 피드백을 위해 접속되되, 과전압 출력시에는 제6 다이오드(D6)의 브레이크다운이 발생하면서 이는 노이즈제거 필터회로부(16)로 피드백되고, 여기에서 노이즈가 필터링되어 제거된 제2 게인조절신호가 다시 스위칭구동 및 보호회로부(11)의 PWM IC(U6)로 인가되어, 역율을 조정하여 고주파 출력을 조정하는데 사용되는 것을 특징으로 한다.
The control and protection circuit unit 210 controls the feedback of the feedback through the fifth diode D5 from the secondary side power supply ends R30 and C30 of the second output side transformer T2 which is the final output terminal of the high frequency output drive 10, The first gain control signal received is directly input to the input terminal of the PWM IC U6 to be used as a reference for adjusting the voltage and current gain and on the other hand, The sixth diode D6 is connected to the noise canceling filter circuit portion 16 through the sixth diode D6 for feedback while the breakdown of the sixth diode D6 occurs during the overvoltage output. And the second gain adjustment signal, from which the noise is filtered and removed, is again applied to the PWM IC U6 of the switching driving and protection circuit section 11 to adjust the power factor to adjust the high frequency output do.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치는, 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고압 직류 전원을 출력하는 고압 직류전원부(300); 을 더 포함하며, 상기 고압 직류전원부(300)는, 고압 직류전원을 출력하는 고압 직류전원 출력부(320)와, 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 저압 전원을 증폭하여 상기 고압 직류전원 출력부(320)로 보내고 과부하 등의 이상상태로부터 전체 장치를 보호하기 위한 증폭 및 보호회로부(310)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a high-voltage and high-frequency power supply unit including: a high-voltage DC power supply unit 300 receiving a rectified power from the input and overall control unit 100 and outputting a high-voltage DC power; The high voltage direct current power supply unit 300 includes a high voltage direct current power output unit 320 for outputting a high voltage direct current power supply and a high voltage direct current power supply unit 320 for amplifying the low voltage power rectified from the input and overall control unit 100, And an amplification and protection circuit unit 310 for protecting the entire apparatus from an abnormal state such as an overload, which is sent to the output unit 320.

바람직하게는, 상기 입력 및 전체 제어부(100)의 출력이 증폭 및 보호회로부(310)의 입력측 전압레귤레이터부(2)를 거쳐, 상기 고압 직류전원 출력부(320)의 DC전압 출력드라이브(7)로 인가되며, 상기 고압 직류전원 출력부(320)는, 출력측 전압레귤레이터부(6), DC전압 출력드라이브(7), 파워스위칭 및 배압회로부(14), 그리고 DC 고전압 표시부(17)로 이루어지며, 상기 입력측 전압레귤레이터부(2)로부터의 전압은, 상기 출력측 전압레귤레이터부(6)의 레귤레이터 IC(U5) 및 이와 결합된 DC전압 출력드라이브(7)의 외부 트랜지스터(Q11)에 의해 증폭되어져서, 파워스위칭 및 배압회로부(14)를 통해 출력되는 것을 특징으로 한다.The DC voltage output drive 7 of the high voltage DC power output unit 320 is connected to the output of the input and overall control unit 100 via the input voltage regulator unit 2 of the amplification and protection circuit unit 310, The high voltage DC power output unit 320 includes an output side voltage regulator unit 6, a DC voltage output drive unit 7, a power switching and back pressure circuit unit 14, and a DC high voltage display unit 17 , The voltage from the input side voltage regulator section 2 is amplified by the regulator IC U5 of the output side voltage regulator section 6 and the external transistor Q11 of the DC voltage output drive 7 coupled thereto , And is output through the power switching and back-pressure circuit unit (14).

더욱 바람직하게는, 상기 레귤레이터 IC(U5)의 주변회로들 중에서 제5 가변저항(VR5)은 기준 전압을 조정하는데 사용되며, 제6 가변저항(VR6)은 DC전압 출력드라이브(7)의 트랜지스터(Q11)를 컨트롤하여 출력측 전류 리미트로 사용됨으로써, 결국 출력 DC전압 및 전류를 조절하는데 사용되어 지며, 상기 레귤레이터 IC(U5)의 동작 전원은, 과전압 차단 릴레이회로부(3)의 스위칭 릴레이(RLY-5)의 제1 고정접점과 연결되어있어, 정상 동작시에는 PWM IC(U6)의 Vcc 단자로부터 제2 DC-DC 컨버터(U3)를 통해 공급되어지는바, 출력단에 과부하가 걸리는 경우에는, 이를 래귤레이터 IC(U5)가 인식하여, 듀얼 OP앰프부(5)의 비교기(U4)에 의해 부스터 회로부(4)의 스위칭용 트랜지스터들을 턴온시키고, 이로 인하여 릴레이 제어신호가 상기 과부하차단 릴레이의 솔레노이드를 역으로 구동함으로써, 레귤레이터 IC(U5)의 동작 전원 단자로의 동작 전원이 차단되어 과부하 차단 동작이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
More preferably, the fifth variable resistor VR5 is used to adjust the reference voltage among the peripheral circuits of the regulator IC U5 and the sixth variable resistor VR6 is used to adjust the voltage of the transistor The operation power of the regulator IC U5 is controlled by the switching relay RLY-5 of the overvoltage shutdown relay circuit unit 3, DC converter U3 from the Vcc terminal of the PWM IC U6 in the normal operation, and when the output terminal is overloaded, it is connected to the first fixed contact of the PWM The comparator U4 of the dual operational amplifier 5 turns on the switching transistors of the booster circuit part 4 so that the relay control signal turns on the solenoid of the overload shut- Powered by , The operation power to the operation power supply terminal of the regulator IC (U5) is cut off and the overload cut-off operation is performed.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 고주파 전원 공급 장치의 구동 방법 및 상기 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 구동 방법이 제시된다.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of driving the high-frequency power supply device and a method of driving the high-voltage and high-frequency power supply device.

본 발명에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치 및 방법에 따르면, 고주파 교류의 경우에 이상적인 사인파에 가까운 안정된 고주파 교류를 출력함으로써 트랜지스터를 비롯한 각종 소자들을 보호할 수 있다.According to the apparatus and method for supplying high-voltage and high-frequency power according to the present invention, it is possible to protect various elements including the transistor by outputting a stable high-frequency AC signal close to an ideal sine wave in the case of high frequency AC.

추가적으로, 설정된 전압/전류 및 주파수의 크기에 맞게 피드백이 가능하며, 고압 DC 전원의 출력시에도 역시 마찬가지로 설정된 전압/전류에 맞는 출력이 가능하도록 피드백 제어되면서 과부하 시에는 동작전원을 차단함으로써 역시 각종 회로를 효과적으로 보호할 수 있게 된다.
In addition, it is possible to feedback according to the set voltage / current and frequency. Also, when the high voltage DC power is outputted, the feedback is controlled so that the output matching the set voltage / It is possible to effectively protect the user.

상기 목적 및 효과 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the attached drawings.

도 1은 제1 종래기술에 따른 전원 공급장치의 블럭구성도.
도 2는 제2 종래기술에 따른 고주파 전자식 전원 공급 장치의 블록도.
도 3은 도 2의 고주파 전자식 전원 공급 장치의 인버터를 나타낸 회로도.
도 4는 제3 종래기술에 따른 에 따른 교류 및 직류 전원공급장치의 회로도.
도 5는 제3 종래기술에 따른 교류 및 직류 전원공급장치의 실제 사용예.
도 6은 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 전체 블록도.
도 7은 도 6의 입력 및 전체제어부(100)의 상세 회로도.
도 8은 도 6의 고주파 교류전원부(200) 중의 제어 및 보호회로부(210)의 상세 회로도.
도 9는 도 6의 고주파 교류전원부(200) 중의 고주파 교류전원 출력부(220)의 상세 회로도.
도 10은 도 6의 고압 직류전원부(300) 중의 증폭 및 보호회로부(310)의 상세 회로도.
도 11은 도 6의 고압 직류전원부(300) 중의 고압 직류전원 출력부(320)의 상세 회로도.
도 12는 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 실제 내부 사진.
도 13은 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 실제 PCB 사진.
도 14는 도 13 중의 출력부의 확대 사진.
도 15는 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 실제 전면 패널 사진.
도 16은 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 실제 고주파 출력 파형 사진.1 is a block diagram of a power supply apparatus according to a first prior art;
2 is a block diagram of a high frequency electronic power supply according to a second prior art;
3 is a circuit diagram showing an inverter of the high frequency electronic power supply device of FIG.
4 is a circuit diagram of an AC and DC power supply according to a third prior art;
5 is an actual use example of the AC and DC power supply device according to the third prior art.
6 is an overall block diagram of a high-voltage and high-frequency power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a detailed circuit diagram of the input and overall control unit 100 of FIG.
8 is a detailed circuit diagram of the control and protection circuit unit 210 in the high frequency AC power supply unit 200 of FIG.
9 is a detailed circuit diagram of the high frequency AC power supply output section 220 in the high frequency AC power supply section 200 of FIG.
10 is a detailed circuit diagram of the amplification and protection circuit unit 310 in the high-voltage DC power supply unit 300 of FIG.
11 is a detailed circuit diagram of the high-voltage DC power supply output unit 320 of the high-voltage DC power supply unit 300 of FIG.
12 is an actual interior photograph of a high-voltage and high-frequency power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
13 is a photograph of an actual PCB of a high-voltage and high-frequency power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
14 is an enlarged photograph of an output portion in Fig.
15 is an actual front panel photograph of a high-voltage and high-frequency power supply according to a preferred embodiment of the present invention.
16 is a photograph of actual high frequency output waveform of a high-voltage and high-frequency power supply apparatus according to the best embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치 및 방법에 대하여 도 6 내지 도 16을 참조하여 설명한다.First, a high-voltage and high-frequency power supply apparatus and method according to the preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 16. FIG.

도 6은 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 전체 블록도이고, 도 7 내지 도 11은 상세 회로도인바, 도 7은 도 6의 입력 및 전체제어부(100)의 상세 회로도이고, 도 8은 도 6의 고주파 교류전원부(200) 중의 제어 및 보호회로부(210)의 상세 회로도이고, 도 9는 도 6의 고주파 교류전원부(200) 중의 고주파 교류전원 출력부(220)의 상세 회로도이고, 도 10은 도 6의 고압 직류전원부(300) 중의 증폭 및 보호회로부(310)의 상세 회로도이며, 도 11은 도 6의 고압 직류전원부(300) 중의 고압 직류전원 출력부(320)의 상세 회로도이다.7 is a detailed circuit diagram of the high-voltage and high-frequency power supply apparatus according to the preferred embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a detailed circuit diagram of the input and overall controller 100 of FIG. 6 6 is a detailed circuit diagram of the control and protection circuit part 210 in the high frequency AC power supply part 200 of FIG. 6 and FIG. 9 is a detailed circuit diagram of the high frequency AC power supply part 220 in the high frequency AC power supply part 200 of FIG. And FIG. 10 is a detailed circuit diagram of the amplification and protection circuit unit 310 in the high voltage DC power supply unit 300 of FIG. 6. FIG. 11 is a detailed circuit diagram of the high voltage DC power output unit 320 of the high voltage DC power supply unit 300 of FIG. Circuit diagram.

도 12 내지 도 15는, 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 실제 사진인바, 도 12는 본 장치의 내부 사진이고, 도 13은 본 장치의 PCB 사진이며, 도 14는 도 13 중의 출력부의 확대 사진이고, 도 15는 본 장치의 실제 전면 패널 사진이다.12 to 15 are actual photographs of a high-voltage and high-frequency power supply according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 12 is an inside photograph of the present apparatus, FIG. 13 is a PCB photograph of the present apparatus, 13, and Fig. 15 is a photograph of an actual front panel of the apparatus.

마지막으로, 도 16은 본 발명의 최적 실시예에 따른 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 실제 고주파 출력 파형 사진이다.
Finally, FIG. 16 is a photograph of actual high frequency output waveform of the high-voltage and high-frequency power supply apparatus according to the best embodiment of the present invention.

본 발명의 최적 실시예의 고압 및 고주파 전원 공급 장치는, 도 6에서 보는 바와 같이, 상용 교류 전원을 입력받아 정류하여 공급하면서 본 발명의 고압 및 고주파 전원 공급 장치 전체를 제어하는 입력 및 전체 제어부(100); 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고주파 교류 전원으로 인버팅하여 출력하는 고주파 교류전원부(200); 및 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고압 직류 전원을 출력하는 고압 직류전원부(300); 로 이루어진다.As shown in FIG. 6, the high-voltage and high-frequency power supply apparatus of the preferred embodiment of the present invention includes an input and overall controller 100 for controlling the entire high-voltage and high-frequency power supply of the present invention while rectifying and supplying commercial AC power. ); A high frequency AC power supply unit 200 receiving power supplied from the input and general control unit 100 and inverting and supplying the power to the high frequency AC power supply; And a high voltage DC power supply unit 300 receiving the power rectified from the input and general control unit 100 and outputting a high voltage DC power supply; .

상기 고주파 교류전원부(200)는, 제6 단자부(J6)를 통해 직접 고주파 교류전원을 출력하는 고주파 교류전원 출력부(220)와, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)의 구동과 피드백 제어 및 보호회로를 탑재한 제어 및 보호회로부(210)로 이루어지는바, 더 상세한 사항에 대해서는 도 8 및 도 9를 참조하여 상술한다.The high frequency AC power supply unit 200 includes a high frequency AC power supply output unit 220 for directly outputting a high frequency AC power through the sixth terminal unit J6 and a high frequency AC power supply unit 220 for driving the high frequency AC power supply unit 220, And a control and protection circuit portion 210 on which a circuit is mounted. Details of the control and protection circuit portion 210 will be described later with reference to Figs. 8 and 9. Fig.

상기 고압 직류전원부(300)는, 제3 및 제4 단자부(J3, J4) 및 스위칭 트랜스를 통해 직접 고압 직류전원을 출력하는 고압 직류전원 출력부(320)와, 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 저압 전원을 증폭하여 상기 고압 직류전원 출력부(320)로 보내고 과부하 등의 이상상태로부터 전체 장치를 보호하기 위한 증폭 및 보호회로부(310)로 이루어지는바, 더 상세한 사항에 대해서는 도 10 및 도 11을 참조하여 상술한다.
The high voltage direct current power supply unit 300 includes a high voltage direct current power output unit 320 for directly outputting a high voltage direct current power through third and fourth terminal units J3 and J4 and a switching transformer, And an amplification and protection circuit unit 310 for amplifying the rectified low-voltage power supply to the high-voltage DC power output unit 320 and protecting the entire device from an abnormal state such as an overload. Will be described in detail with reference to FIG.

이제, 도 7을 참조하여, 상기 입력 및 전체 제어부(100)에 대하여 상술한다. 먼저, 제1 단자부(J1)의 2번 단자를 통해 220V/380V 상용 AC 전원이 인가되며, 상기 상용전원은 전원입력부(1)에서, 필터링(C1,C2,L1) 및 전파정류(BD1)되고 평활화(NTC-1,C4)되어, 다음 단의 고주파 교류전원부(200) 및 고압 직류전원부(300)로 공급되어 진다(도 7, 도 9 및 도 10의 접점 ⓒ 참조). 참고로, 상기 제2 단자부(J2)의 2번 및 4번 단자는, 각각, 제4 단자부(J4) 및 고주파 출력드라이브(10)의 제3 변압기(T3)에 접속된다(도 7, 도 9 및 도 11의 접점 ⓐ, ⓑ 참조).Now, with reference to Fig. 7, the input and overall control unit 100 will be described in detail. First, 220V / 380V commercial AC power is applied through the second terminal of the first terminal J1 and the commercial power is filtered (C1, C2, L1) and full-wave rectified (BD1) at the power input 1 (NTC-1, C4) and supplied to the high-frequency AC power supply unit 200 and the high-voltage DC power supply unit 300 at the next stage (see contact point c in FIGS. 7, 9, and 10). The second and fourth terminals of the second terminal section J2 are respectively connected to the fourth terminal section J4 and the third transformer T3 of the high frequency output drive 10 And contacts a, b in Fig. 11).

상기 제1 단자부(J1)의 2번 단자를 비롯하여 일부 단자들(5번, 6번)은 제2 단자부(J2)에도 접속되며, 이는 전선으로 직결된 제3 단자부(J3)를 통해 패널 제어 회로부(13)에 접속되는바, 여기에는 전면 패널(도 15 참조)에 구비된 퓨즈, 온/오프 스위치. 자동/수동 절환스위치, 고주파 표시등(HF2), 고압 표시등(HV2)에 접속되어 진다.Some of the terminals 5 and 6 including the second terminal J1 are also connected to the second terminal J2 through the third terminal J3 directly connected to the electric wire, (See FIG. 15), the fuse provided on the front panel (see FIG. 15), and the on / off switch. An automatic / manual switch, a high-frequency indicator (HF2), and a high-pressure indicator (HV2).

상기 제1 단자부(J1)의 8, 9, 10번 단자는 모드변환 회로부(12)의 가동접점 및 고정접점에 각각 접속되는바, 이들은 5번 단자의 전원단자에 접속된 솔레노이드의 동작에 의하여, 고압 직류 출력 혹은 고주파 교류 출력의 어느 일 모드로 동작하도록 제어된다.
The terminals 8, 9, and 10 of the first terminal portion J1 are connected to the movable contact and the fixed contact of the mode conversion circuit portion 12, respectively. By the operation of the solenoid connected to the power terminal of the fifth terminal, High-voltage direct-current output or high-frequency alternating-current output.

이제, 도 9를 참조하여, 상기 고주파 교류전원부(200)의 상기 고주파 교류전원 출력부(220)에 대하여 설명한다. 9, the high frequency AC power supply output unit 220 of the high frequency AC power supply unit 200 will be described.

이 부분은, 본 발명의 가장 핵심적인 사항인바, 본 발명에서는, 고주파 출력드라이브(10)에서 인버팅을 통해 고주파 교류전원 출력을 하고자 할 때, 가격을 크게 증가시키지 않으면서도 출력 파형의 안정화를 위해 푸시풀 방식 및 풀브릿지 방식을 사용하고 있다.This part is the most important point of the present invention. In the present invention, when high-frequency AC power is output through inversion in the high-frequency output drive 10, the output waveform is stabilized Push-pull method and full bridge method are used.

즉, 풀브릿지 회로부(9)에서의 4개의 트랜지스터(Q1~Q4)가 상기 제어 및 보호회로부(210)의 PWM IC(U6)로부터의 온/오프 스위칭 신호(도 9 및 도 8의 접점 ⓔ, ⓕ 참조)에 의해 교호적으로 스위칭되면서, 콘덴서(C23)에 고주파 교류 신호가 인버팅되고, 이는 곧 푸시풀 발생 출력부(8)의 제1 트랜스(T1)에 의해 유도되어, 푸시풀 발생 출력부(8)의 스위칭용 FET(Q5, Q6)를 교호적으로 온/오프시키게 되며, 결국, 고주파 출력드라이브(10)의 제2 트랜스(T2) 및 제3 트랜스(T3)에 고주파 교류 출력을 여기하게 된다.That is, the four transistors Q1 to Q4 in the full bridge circuit portion 9 are turned on and off by the on / off switching signal (the contact E in Fig. 9 and Fig. 8) from the PWM IC U6 of the control and protection circuit portion 210, The high frequency AC signal is inverted into the capacitor C23 and is then induced by the first transformer T1 of the push-pull generation output 8, so that the push-pull generation output Frequency alternating current output to the second transformer T2 and the third transformer T3 of the high frequency output drive 10 by alternately turning on and off the switching FETs Q5 and Q6 of the high- Here we are.

이에, 상기 고주파 출력드라이브(10)의 제2 트랜스(T2) 및 제3 트랜스(T3)에 여기된 고주파 교류 출력은, 고주파 교류 출력단자인 제6 단자부(J6)를 통해 외부로 출력(일례로 100~200kHz)되어 지며, 동시에 주파수 정보가 AC 주파수 표시부(18)의 AD컨버터를 통해 디지탈 신호로 변경되어, 디스플레이를 통해 표시되어 진다.The high frequency AC output excited in the second transformer T2 and the third transformer T3 of the high frequency output drive 10 is output to the outside through the sixth terminal portion J6 which is a high frequency AC output terminal 100 to 200 kHz). At the same time, the frequency information is converted into a digital signal through the AD converter of the AC frequency display unit 18 and displayed through the display.

아울러, 상기 출력되는 고주파 교류 전원의 전류와 전압 및 주파수는 각각, 상기 제어 및 보호회로부(210)의 PWM IC(U6) 주변의 제1 내지 제3 가변저항(VR1, VR2, VR3)에 의해 조절되는 시정수 및 조절신호에 의해 조절되는바, 즉, 접점 ⓔ, ⓕ 를 통해 상기 풀브릿지 회로부(9)의 스위칭 소자들의 제어단으로 인가되는 스위칭 신호에 의해 조정되어진다.
The current, voltage, and frequency of the output high-frequency AC power are adjusted by the first to third variable resistors VR1, VR2, and VR3 around the PWM IC U6 of the control and protection circuit unit 210, Is adjusted by a time constant and a control signal applied to the control terminal of the switching elements of the full bridge circuit unit 9 via a contact e,

한편, 도 8을 참조하여, 상기 고주파 교류전원부(200)의 제어 및 보호회로부(210)에 대하여 설명한다. The control and protection circuit unit 210 of the high-frequency AC power supply unit 200 will be described with reference to FIG.

상기 풀브릿지 회로부(9)의 4개의 스위칭용 트랜지스터(Q1~Q4)의 제어단에 인가되는 온/오프 스위칭 신호(접점 ⓔ, ⓕ 참조)는, 본 제어 및 보호회로부(210)의 스위칭구동 및 보호회로부(11)의 PWM IC(U6)로부터 발하여지는바, 상기 PWM IC(U6)는, 주변 회로의 제1 가변저항(VR1)의 조절에 의해 출력 전류 크기가, 제2 가변저항(VR2)의 조절에 의해 출력 전압 크기가, 그리고 제3 가변저항(VR3)의 조절에 의해 출력 주파수가 조절되어지도록 할 수 있고, 상기 온/오프 스위칭 신호(접점 ⓔ, ⓕ 참조)의 파형에 의해 주파수가 조정되며, 제2 출력측 변압기(T2)의 2차측에 연결된 피드백 신호들의 전압 차에 의해 전압 및 전류가 조정되어진다.The on / off switching signals (see the contact E, see FIG. 3) applied to the control terminals of the four switching transistors Q1 to Q4 of the full bridge circuit unit 9 are inputted to the control and protection circuit 210, The PWM IC U6 of the protection circuit unit 11 is controlled by the control of the first variable resistor VR1 of the peripheral circuit so that the magnitude of the output current is controlled by the second variable resistor VR2, The output voltage can be adjusted by adjusting the third variable resistor VR3 and the output frequency can be adjusted by adjusting the third variable resistor VR3 and the frequency can be adjusted by the waveform of the on / off switching signal And the voltage and current are adjusted by the voltage difference of the feedback signals connected to the secondary side of the second output transformer T2.

즉, 한편으로는, 상기 고주파 출력드라이브(10)의 최종 출력단인 상기 제2 출력측 변압기(T2)의 2차측 하위 전원단(R30,C30)에서 제5 다이오드(D5)를 통해 피드백 받는 제1 게인조절신호가 (접점 ⓖ를 통해) 상기 PWM IC(U6)의 NON-in 단자로 직접 입력되어, 전압 전류 게인을 조정하는 기준으로 사용되며, 다른 한편으로는, 상기 제2 출력측 변압기(T2)의 2차측 상위 전원단이, 제6 다이오드(D6)를 통해 (접점 ⓗ를 통해) 노이즈제거 필터회로부(16)로 피드백을 위해 접속되어지는바, 즉, 과전압 출력시에는 제6 다이오드(D6)의 브레이크다운이 발생하면서 이는 노이즈제거 필터회로부(16)로 피드백되고, 여기에서 노이즈가 필터링되어 제거된 제2 게인조절신호가 다시 스위칭구동 및 보호회로부(11)의 PWM IC(U6)로 인가되어, 역율(power factor)을 조정하여 고주파 출력을 조정하는데 사용되는바, 특별한 경우에는 출력을 중지시키도록 프로그래밍되어질 수도 있다.On the other hand, a first gain (hereinafter, referred to as " gain ") that is fed back through the fifth diode D5 from the secondary lower power terminals R30 and C30 of the second output transformer T2, which is the final output terminal of the high- The adjustment signal is directly input to the NON-in terminal of the PWM IC U6 (via the contact point) to be used as a reference for adjusting the voltage-current gain, and on the other hand, The upper secondary power terminal of the sixth diode D6 is connected for feedback to the noise canceling filter circuit portion 16 through the sixth diode D6 (via the contact point), that is, This breakdown is fed back to the noise canceling filter circuit portion 16 where the noise filtered and removed second gain adjustment signal is again applied to the PWM IC U6 of the switching drive and protection circuit portion 11, Adjusting the power factor to adjust the high-frequency output As used, in special cases, it may be programmed to stop the output.

상기 PWM IC(U6)는, 상술한 가변 저항 외에도, 여러 저항 및 커패시터들로 이루어진 주변회로들을 부수적으로 포함한다. 참고로, 상기 PWM IC(U6)의 Vcc 단자에서 접점 ⓓ 및 제1 DC-DC 컨버터(U2)를 통해 증폭 및 보호회로부(310)의 과부하차단 릴레이회로부(3)로 접속되는바, 이는 과부하차단 릴레이회로부(3)의 제5 릴레이(RLY-5)의 구동전압 공급용이다.
The PWM IC U6 additionally includes peripheral circuits composed of various resistors and capacitors in addition to the above-described variable resistors. The voltage is connected to the Vcc terminal of the PWM IC U6 through the contact point d and the first DC-DC converter U2 to the overload cutoff relay circuit unit 3 of the amplification and protection circuit unit 310, And for supplying the driving voltage of the fifth relay (RLY-5) of the relay circuit section (3).

이제, 상기 고압 직류전원부(300)에 대하여, 도 6, 도 10 및 도 11을 참조하여 상술한다. 도 10 및 도 11은 각각, 도 6의 고압 직류전원부(300) 중의 증폭 및 보호회로부(310) 및 고압 직류전원 출력부(320)의 상세 회로도이다.The high-voltage DC power supply unit 300 will now be described in detail with reference to Figs. 6, 10 and 11. Fig. 10 and 11 are detailed circuit diagrams of the amplification and protection circuit unit 310 and the high voltage DC power output unit 320 in the high voltage DC power supply unit 300 of FIG.

먼저, 도 7의 상기 입력 및 전체 제어부(100)의 출력(접점 ⓒ 참조)이 증폭 및 보호회로부(310)의 입력측 전압레귤레이터부(2)의 SMPS(U1)로 입력되고, 라인필터(L1)를 거쳐, 접점 ⓝ을 통해, 도 11의 고압 직류전원 출력부(320)로 인가된다. 아울러, 상기 출력은 과부하 차단 및 릴레이회로부(3)의 정전압 회로인 제2 DC-DC 컨버터(U3)의 입력단에도 접속되며, 역시 상기 제5 릴레이의 동작전원으로 사용되어 진다.7 is input to the SMPS U1 of the input side voltage regulator unit 2 of the amplification and protection circuit unit 310 and the output of the line filter L1 To the high voltage DC power output unit 320 of FIG. 11 through the contact point. The output is also connected to the input terminal of the second DC-DC converter U3, which is the constant voltage circuit of the overload cut-off and relay circuit part 3, and is also used as the operating power of the fifth relay.

한편, 상기 고압 직류전원부(300) 중의 고압 직류전원 출력부(320)는, 도 11에서 보는 바와 같이, 출력측 전압레귤레이터부(6), DC전압 출력드라이브(7), 파워스위칭 및 배압회로부(14), 그리고 DC 고전압 표시부(17)로 이루어지며, 전자의 출력측 전압레귤레이터부(6)와 DC전압 출력드라이브(7), 및 후자의 파워스위칭 및 배압회로부(14)와 DC 고전압 표시부(17)는 제4 및 제5 단자부(J4, J5)에 의해 접속되어진다.11, the high voltage DC power output unit 320 of the high voltage DC power supply unit 300 includes an output voltage regulator unit 6, a DC voltage output drive unit 7, a power switching and back pressure circuit unit 14 And the DC high voltage display section 17 and the former output voltage regulator section 6 and the DC voltage output drive section 7 and the latter power switching and back pressure circuit section 14 and the DC high voltage display section 17 Fourth and fifth terminal portions J4 and J5.

이때, 상기 입력측 전압레귤레이터부(2)로부터의 전압은, 상기 출력측 전압레귤레이터부(6)의 레귤레이터 IC(U5) 및 이와 결합된 DC전압 출력드라이브(7)의 외부 트랜지스터(Q11)에 의해 증폭되어져서, 제4 및 제5 단자부(J4, J5)를 통해, 파워스위칭 및 배압회로부(14)를 통해 출력되는바, 일례로 20~25kV의 고압 직류로 출력되어진다.At this time, the voltage from the input-side voltage regulator unit 2 is amplified by the regulator IC U5 of the output-side voltage regulator unit 6 and the external transistor Q11 of the DC voltage output drive 7 coupled thereto And is output through the power switching and back-pressure circuit section 14 through the fourth and fifth terminal sections J4 and J5, and is outputted as a high-voltage direct current of 20 to 25 kV, for example.

상기 출력측 전압레귤레이터부(6)의 다른 소자들 역시, 상기 레귤레이터 IC(U5)의 주변회로들인바, 특히 제5 가변저항(VR5)은 기준 전압을 조정하는데 사용되며, 제6 가변저항(VR6)은 DC전압 출력드라이브(7)의 트랜지스터(Q11)를 컨트롤하여 출력측 전류 리미트로 사용됨으로써, 결국 출력 DC전압 및 전류를 조절하는데 사용되어 진다. 참고로, 제4 가변저항(VR4)은 전압 전류 제어에 있어서 미세조정을 위해 사용되어진다.The other components of the output side voltage regulator unit 6 are also used as peripheral circuits of the regulator IC U5. Especially, the fifth variable resistor VR5 is used to adjust the reference voltage, and the sixth variable resistor VR6, Is used to control the output DC voltage and current by controlling the transistor Q11 of the DC voltage output drive 7 to be used as the output current limit. For reference, the fourth variable resistor VR4 is used for fine adjustment in the voltage current control.

한편, 상기 레귤레이터 IC(U5)의 동작 전원은, 접점 ⓟ 를 통해, 과전압 차단 릴레이회로부(3)의 스위칭 릴레이(RLY-5)의 제1 고정접점과 연결되어있어, 정상 동작시에는 PWM IC(U6)의 Vcc 단자로부터 (접점 ⓓ 참조) 제2 DC-DC 컨버터(U3)를 통해 공급되어지는바, 출력단에 과부하가 걸리는 경우에는, 이를 래귤레이터 IC(U5)가 인식하여, 접점 ⓚ를 통해 접속된 듀얼 OP앰프부(5)의 비교기(U4)에 의해 부스터 회로부(4)의 스위칭용 트랜지스터들을 턴온시키고, 이로 인하여 릴레이 제어신호가 상기 과부하차단 릴레이의 솔레노이드를 역으로 구동함으로써, 레귤레이터 IC(U5)의 동작 전원 단자로의 동작 전원이 차단되어 과부하 차단 동작이 이루어진다.On the other hand, the operating power of the regulator IC U5 is connected to the first fixed contact of the switching relay RLY-5 of the overvoltage blocking relay circuit unit 3 through the contact point, DC converter U3 from the Vcc terminal of the first DC-DC converter U6 (see the contact point d). When the overload is applied to the output terminal, the regulator IC U5 recognizes the overload, The switching transistors of the booster circuit section 4 are turned on by the comparator U4 of the connected dual OP amplifier section 5 so that the relay control signal reversely drives the solenoid of the overload shutdown relay so that the regulator IC U5) Operation The operation to the power supply terminal is cut off and the overload cut-off operation is performed.

상기 부스터 회로부(4)와 듀얼 OP앰프 회로부(5) 사이의 버퍼 증폭기(15)는, 상기 릴레이 동작의 차단을 보다 정확하게 하기 위하여 중복하여 구비된 회로이다.
The buffer amplifier 15 between the booster circuit part 4 and the dual OP amplifier circuit part 5 is a circuit provided redundantly in order to more accurately block the relay operation.

이제, 상기 고압 및 고주파 전원 공급 장치의 공급 장치의 동작을 정리하면, 우선, 상기 전원입력부(1)에서 교류 상용 전원을 정류 및 필터링하고, 이를 스위칭 구동 및 보호회로부(11)에서의 스위칭 신호에 따라, 상기 풀브릿지 회로(9) 및 푸시풀 발생 출력부(8)에서 교류로 인버팅함으로써, 상기 고주파 출력드라이브의 고주파 출력 트랜스가 고주파 교류를 출력 단자(J6)로 출력하면서, 출력 주파수를 AC주파수 표시부에 표시하되, 고주파 출력 트랜스의 2차측 하위 전압 신호는 직접 PWM IC(U6)로 그리고 2차측 상위 전압 신호는 노이즈 제거 필터링회로부(16)를 통해 노이즈가 제거되면서 역시 PWM IC(U6)로 피드백되어, 가변저항(VR1, VR2, VR3)에 의해 조정된 전류, 전압 및 주파수로 발진되도록 제어된다.First, the AC power source is rectified and filtered in the power input unit 1, and the rectified and filtered AC power is supplied to the switching signal from the switching driving and protection circuit unit 11 Thus, the high-frequency output transformer of the high-frequency output drive outputs the high-frequency alternating current to the output terminal J6 while inverting the alternating current at the full-bridge circuit 9 and the push- The secondary side lower voltage signal of the high frequency output transformer is directly outputted to the PWM IC U6 and the secondary side upper voltage signal is also outputted to the PWM IC U6 while the noise is removed through the noise elimination filtering circuit portion 16 And is controlled so as to be oscillated at the current, voltage and frequency adjusted by the variable resistors VR1, VR2 and VR3.

한편, 상기 전원입력부(1)에서 교류 상용 전원 입력을 정류 및 필터링한 신호는, SMPS 및 라인필터를 포함한 입력측 전압레귤레이터부(2)를 통과하여, DC전압 출력드라이브의 트랜지스터(Q11)에 의해 증폭되어 제4 및 제5 단자부(J4,J5)를 통해 파워스위칭 및 배압회로부(14)를 통해 고전압으로 출력되면서 DC 고전압 표시부에 표시되어 지는바, 이때 출력측 전압레귤레이터부(6)의 가변저항(VR4, VR5, VR6)에 의해 조절된 이득으로 조절되면서 출력되어지도록 하며, 과전압 출력시에는, 출력 DC 신호가 레귤레이터 IC(U5) 및 듀얼 OP앰프 회로부(5)에 의해 부스터 회로부(4)를 스위칭하고, 이어서 과부하차단 릴레이회로부(3)의 릴레이 스위치를 절환하여 동적 전원의 공급을 차단함으로써 행하여지며, 이때 버퍼 증폭기(15)에 의해 보다 확실한 스위칭이 이루어지도록 한다.
The signal obtained by rectifying and filtering the AC commercial power input from the power input unit 1 passes through the input side voltage regulator unit 2 including the SMPS and the line filter and is amplified by the transistor Q11 of the DC voltage output drive And is displayed on the DC high voltage display part while being output as a high voltage through the power switching and back pressure circuit part 14 through the fourth and fifth terminal parts J4 and J5. At this time, the variable resistor VR4 of the output side voltage regulator part 6 , VR5, and VR6. During the overvoltage output, the output DC signal switches the booster circuit portion 4 by the regulator IC U5 and the dual OP amplifier circuit portion 5 , And then switching the relay switch of the overload shutdown relay circuit part 3 to shut off the supply of the dynamic power. At this time, more reliable switching is performed by the buffer amplifier 15.

따라서, 이상의 본 발명의 고압 및 고주파 전원 공급 장치 및 방법에 의하면, 고주파 교류의 경우에 이상적인 사인파에 가까운 안정된 고주파 교류를 출력함으로써 트랜지스터를 비롯한 각종 소자들을 보호할 수 있고, 게다가 설정된 전압/전류 및 주파수의 크기에 맞게 피드백이 가능하며, 고압 DC 전원의 출력시에도 역시 마찬가지로 설정된 전압/전류에 맞는 출력이 가능하도록 피드백 제어되면서 과부하 시에는 동작전원을 차단함으로써 역시 각종 회로를 효과적으로 보호할 수 있게 된다.Therefore, according to the high-voltage and high-frequency power supply apparatus and method of the present invention, it is possible to protect various elements including the transistor by outputting a stable high-frequency AC close to an ideal sinusoidal wave in the case of high frequency AC, Feedback control is performed so that an output matching the set voltage / current can be output even when the high-voltage DC power supply is outputted. In addition, when the overload is applied, the operation power is shut off to effectively protect various circuits.

여기에, 입력측의 단자부에 결합된 모드전환 회로부(12) 및 패널제어 회로부(13)가 구비되어, 고주파/고압 모드 변환이 원격으로도 가능하며, 패널에서 각종 표시등을 통해 확인 및 온/오프는 물론 수동/자동 제어가 가능하다는 추가적인 장점이 있다.
The mode switching circuit portion 12 and the panel control circuit portion 13 coupled to the input side terminal portion are provided so that high frequency / high voltage mode conversion can be performed remotely. Of course there is an additional advantage that manual / automatic control is possible.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

100 : 입력 및 전체제어부
200 : 고주파 교류전원부 210 : 제어 및 보호회로부
220 : 고주파 교류전원 출력부
300 : 고압 직류전원부 310 : 증폭 및 보호회로부
220 : 고압 직류전원 출력부
1 : 전원입력부 2 : 입력측 전압레귤레이터부
3 : 과부하차단 릴레이회로부 4 : 부스터 회로부
5 : 듀얼 OP앰프 회로부 6 : 출력측 전압레귤레이터부
7 : DC전압 출력드라이브 8 : 푸시풀 발생 출력부
9 : 풀브릿지 회로부 10 : 고주파 출력드라이브
11 : 스위치구동 및 보호회로부 12 : 모드변환 회로부
13 : 패널 제어회로부 14 : 파워스위칭 및 배압회로부
15 : 버퍼 증폭기 16 : 노이즈제거 필터회로부
17 : DC 고전압 표시부 18 : AC 주파수 표시부
J1 : 제1 단자부 J2,J3 : 제2, 제3 단자부
J4,J5 : 제4, 제5 단자부 J6 : 제6 단자부100: Input and overall control
200: high frequency AC power source 210: control and protection circuit
220: High frequency AC power output section
300: high-voltage DC power supply 310: amplification and protection circuit
220: high voltage direct current power output section
1: Power input part 2: Input voltage regulator part
3: overload cutoff relay circuit part 4: booster circuit part
5: Dual operational amplifier circuit part 6: Output voltage regulator part
7: DC voltage output drive 8: Push-pull generation output part
9: Full bridge circuit part 10: High frequency output drive
11: Switch driving and protection circuit part 12: Mode conversion circuit part
13: Panel control circuit part 14: Power switching and back-pressure circuit part
15: Buffer amplifier 16: Noise elimination filter circuit part
17: DC high voltage display unit 18: AC frequency display unit
J1: first terminal portion J2, J3: second and third terminal portion
J4, J5: fourth and fifth terminal portions J6: sixth terminal portion

Claims (10)

상용 교류 전원을 입력받아 정류하여 공급하면서 장치 전체를 제어하는 입력 및 전체 제어부(100); 및
상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고주파 교류 전원으로 인버팅하여 출력하는 고주파 교류전원부(200);
를 포함하되,
상기 고주파 교류전원부(200)는, 고주파 교류전원을 출력하는 고주파 교류전원 출력부(220)와, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)의 구동과 피드백 제어 및 보호회로를 탑재한 제어 및 보호회로부(210)로 이루어지며,
상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고압 직류 전원을 출력하는 고압 직류전원부(300); 을 더 포함하되,
상기 고압 직류전원부(300)는, 고압 직류전원을 출력하는 고압 직류전원 출력부(320)와, 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 저압 전원을 증폭하여 상기 고압 직류전원 출력부(320)로 보내고 과부하 등의 이상상태로부터 전체 장치를 보호하기 위한 증폭 및 보호회로부(310)로 이루어지며,
상기 입력 및 전체 제어부(100)의 출력이 증폭 및 보호회로부(310)의 입력측 전압레귤레이터부(2)를 거쳐, 상기 고압 직류전원 출력부(320)의 DC전압 출력드라이브(7)로 인가되며,
상기 고압 직류전원 출력부(320)는, 출력측 전압레귤레이터부(6)와, DC전압 출력드라이브(7)와, 파워스위칭 및 배압회로부(14)로 이루어지며,
상기 입력측 전압레귤레이터부(2)로부터의 전압은, 상기 출력측 전압레귤레이터부(6)의 레귤레이터 IC(U5) 및 이와 결합된 DC전압 출력드라이브(7)의 외부 트랜지스터(Q11)에 의해 증폭되어져서, 파워스위칭 및 배압회로부(14)를 통해 출력되는 것을 특징으로 하는 고주파 전원 공급 장치.An input and overall control unit 100 for controlling the entire apparatus while receiving and rectifying commercial AC power; And
A high frequency AC power supply unit 200 receiving power supplied from the input and general control unit 100 and inverting and supplying the power to the high frequency AC power supply;
, ≪ / RTI &
The high frequency AC power supply unit 200 includes a high frequency AC power supply output unit 220 for outputting a high frequency AC power and a control and protection circuit unit for driving the high frequency AC power output unit 220, 210,
A high voltage direct current power supply unit 300 receiving the power rectified from the input and overall control unit 100 and outputting a high voltage direct current power; , ≪ / RTI >
The high voltage direct current power supply unit 300 includes a high voltage direct current power output unit 320 for outputting high voltage direct current power and a high voltage direct current power output unit 320 for amplifying the low voltage power rectified from the input and overall control unit 100, And an amplification and protection circuit unit 310 for protecting the entire device from an abnormal state such as an overload,
The output of the input and overall control unit 100 is applied to the DC voltage output drive 7 of the high voltage DC power output unit 320 via the input side voltage regulator unit 2 of the amplification and protection circuit unit 310,
The high voltage DC power output unit 320 includes an output voltage regulator unit 6, a DC voltage output drive unit 7, and a power switching and back pressure circuit unit 14,
The voltage from the input side voltage regulator unit 2 is amplified by the regulator IC U5 of the output side voltage regulator unit 6 and the external transistor Q11 of the DC voltage output drive 7 coupled thereto, And is output through the power switching and back-pressure circuit section (14). 제 1 항에 있어서,
상기 고주파 교류전원 출력부(220)는, 푸시풀 발생 출력부(8)와, 풀브릿지 회로부(9) 및 고주파 출력드라이브(10)로 이루어지며,
상기 고주파 교류전원 출력부(220)의 구동 방식은, 상기 고주파 출력드라이브(10)에서 인버팅을 통해 고주파 교류전원 출력함에 있어, 출력 파형의 안정화를 위해 푸시풀 방식 및 풀브릿지 방식을 겸하여 사용하는 것을 특징으로 하는 고주파 전원 공급 장치.The method according to claim 1,
The high frequency AC power output unit 220 includes a push-pull generation output unit 8, a full bridge circuit unit 9, and a high-frequency output drive unit 10,
The driving method of the high frequency AC power output unit 220 is a combination of a push-pull method and a full bridge method in order to stabilize the output waveform when the high frequency AC power is outputted from the high frequency output drive 10 through inversion Wherein the high-frequency power supply is a high-frequency power supply. 제 2 항에 있어서,
상기 풀브릿지 회로부(9)에서의 4개의 트랜지스터(Q1~Q4)가 상기 제어 및 보호회로부(210)의 PWM IC(U6)로부터의 온/오프 스위칭 신호에 의해 교호적으로 스위칭되면서, 콘덴서(C23)에 고주파 교류 신호가 인버팅되고, 푸시풀 발생 출력부(8)의 제1 트랜스(T1)에 의해 유도되어, 푸시풀 발생 출력부(8)의 스위칭용 FET(Q5, Q6)를 교호적으로 온/오프시키게 되며, 결국 고주파 출력드라이브(10)의 제2 트랜스(T2) 및 제3 트랜스(T3)에 고주파 교류 출력을 여기하게 되는 것을 특징으로 하는 고주파 전원 공급 장치.3. The method of claim 2,
The four transistors Q1 to Q4 in the full bridge circuit portion 9 are alternately switched by the ON / OFF switching signal from the PWM IC U6 of the control and protection circuit portion 210, and the capacitor C23 Frequency alternating current signal is inverted and is induced by the first transformer T1 of the push-pull generation output section 8 so that the switching FETs Q5 and Q6 of the push- Frequency output power to the second transformer T2 and the third transformer T3 of the high-frequency output drive 10. The high-frequency power supply device according to claim 1, 제 3 항에 있어서,
상기 고주파 교류전원 출력부(220)에서 출력되는 고주파 교류 전원의 전류와 전압 및 주파수는 각각, 상기 제어 및 보호회로부(210)의 PWM IC(U6) 주변의 제1 내지 제3 가변저항(VR1, VR2, VR3)에 의해 조절되는 시정수 및 조절신호에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 고주파 전원 공급 장치.The method of claim 3,
The current, voltage, and frequency of the high-frequency AC power source output from the high-frequency AC power source output unit 220 are respectively controlled by the first to third variable resistors VR1 and VR2 around the PWM IC U6 of the control and protection circuit unit 210, VR2, and VR3, respectively. The high-frequency power supply device of claim 1, 제 3 항에 있어서,
상기 제어 및 보호회로부(210)는, 상기 고주파 출력드라이브(10)의 최종 출력단인 상기 제2 출력측 변압기(T2)의 2차측 하위 전원단(R30,C30)에서 제5 다이오드(D5)를 통해 피드백 받는 제1 게인조절신호가 상기 PWM IC(U6)의 입력 단자로 직접 입력되어, 전압 전류 게인을 조정하는 기준으로 사용되며, 다른 한편으로는, 상기 제2 출력측 변압기(T2)의 2차측 상위 전원단이, 제6 다이오드(D6)를 통해 노이즈제거 필터회로부(16)로 피드백을 위해 접속되되, 과전압 출력시에는 제6 다이오드(D6)의 브레이크다운이 발생하면서 이는 노이즈제거 필터회로부(16)로 피드백되고, 여기에서 노이즈가 필터링되어 제거된 제2 게인조절신호가 다시 스위칭구동 및 보호회로부(11)의 PWM IC(U6)로 인가되어, 역율을 조정하여 고주파 출력을 조정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 고주파 전원 공급 장치.The method of claim 3,
The control and protection circuit unit 210 controls the feedback of the feedback through the fifth diode D5 from the secondary side power supply ends R30 and C30 of the second output side transformer T2 which is the final output terminal of the high frequency output drive 10, The first gain control signal received is directly input to the input terminal of the PWM IC U6 to be used as a reference for adjusting the voltage and current gain and on the other hand, The sixth diode D6 is connected to the noise canceling filter circuit portion 16 through the sixth diode D6 for feedback while the breakdown of the sixth diode D6 occurs during the overvoltage output. And the second gain adjustment signal, from which the noise is filtered and removed, is again applied to the PWM IC U6 of the switching driving and protection circuit section 11 to adjust the power factor to adjust the high frequency output High frequency Supply. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 레귤레이터 IC(U5)의 주변회로들 중에서 제5 가변저항(VR5)은 기준 전압을 조정하는데 사용되며, 제6 가변저항(VR6)은 DC전압 출력드라이브(7)의 트랜지스터(Q11)를 컨트롤하여 출력측 전류 리미트로 사용됨으로써, 결국 출력 DC전압 및 전류를 조절하는데 사용되어 지며,
상기 레귤레이터 IC(U5)의 동작 전원은, 과전압 차단 릴레이회로부(3)의 스위칭 릴레이(RLY-5)의 제1 고정접점과 연결되어있어, 정상 동작시에는 PWM IC(U6)의 Vcc 단자로부터 제2 DC-DC 컨버터(U3)를 통해 공급되어지는바, 출력단에 과부하가 걸리는 경우에는, 이를 래귤레이터 IC(U5)가 인식하여, 듀얼 OP앰프부(5)의 비교기(U4)에 의해 부스터 회로부(4)의 스위칭용 트랜지스터들을 턴온시키고, 이로 인하여 릴레이 제어신호가 상기 과부하차단 릴레이의 솔레노이드를 역으로 구동함으로써, 레귤레이터 IC(U5)의 동작 전원 단자로의 동작 전원이 차단되어 과부하 차단 동작이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 전원 공급 장치.The method according to claim 1,
Among the peripheral circuits of the regulator IC U5, the fifth variable resistor VR5 is used to adjust the reference voltage and the sixth variable resistor VR6 controls the transistor Q11 of the DC voltage output driver 7 Used as the output current limit, it is eventually used to regulate the output DC voltage and current,
The operating power of the regulator IC U5 is connected to the first fixed contact of the switching relay RLY-5 of the overvoltage shutdown relay circuit unit 3 and is supplied from the Vcc terminal of the PWM IC U6 during normal operation. 2 converter circuit U3 and when the output terminal is overloaded, it is recognized by the regulator IC U5, and the comparator U4 of the dual OP amp section 5 controls the booster circuit U3, The switching transistors of the regulator IC U5 are turned on so that the relay control signal drives the solenoid of the overload shutdown relay inversely so that the operation power to the operation power terminal of the regulator IC U5 is cut off and the overload cut- Wherein the high-frequency power supply is a high-frequency power supply. 고주파 전원 공급 장치로서, 상용 교류 전원을 입력받아 정류하여 공급하면서 장치 전체를 제어하는 입력 및 전체 제어부(100); 및 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고주파 교류 전원으로 인버팅하여 출력하는 고주파 교류전원부(200); 를 포함하되, 상기 고주파 교류전원부(200)는, 고주파 교류전원을 출력하는 고주파 교류전원 출력부(220)와, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)의 구동과 피드백 제어 및 보호회로를 탑재한 제어 및 보호회로부(210)로 이루어지며, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)는, 푸시풀 발생 출력부(8)와, 풀브릿지 회로부(9) 및 고주파 출력드라이브(10)로 이루어지면서 상기 고주파 출력드라이브(10)에서 인버팅을 통해 고주파 교류전원 출력함에 있어, 출력 파형의 안정화를 위해 푸시풀 방식 및 풀브릿지 방식을 겸하여 사용하는, 이상의 고주파 전원 공급 장치의 구동 방법으로서,
상기 전원입력부(1)의 스위칭 구동 및 보호회로부(11)에서의 스위칭 신호에 따라, 상기 풀브릿지 회로(9) 및 푸시풀 발생 출력부(8)에서 교류로 인버팅함으로써, 상기 고주파 출력드라이브의 고주파 출력 트랜스가 고주파 교류를 출력 단자(J6)로 출력하되, 고주파 출력 트랜스의 2차측 하위 전압 신호는 직접 PWM IC(U6)로 그리고 2차측 상위 전압 신호는 노이즈 제거 필터링회로부(16)을 통해 노이즈가 제거되면서 역시 PWM IC(U6)로 피드백되어, 가변저항(VR1, VR2, VR3)에 의해 조정된 전류, 전압 및 주파수로 발진되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 고주파 전원 공급 장치의 구동 방법.A high frequency power supply device comprising: an input and overall control unit (100) for controlling a whole apparatus while receiving and rectifying commercial AC power; And a high frequency AC power source unit 200 for receiving power supplied from the input and general control unit 100 and inverting and outputting the power to the high frequency AC power source; The high frequency AC power supply unit 200 includes a high frequency AC power supply output unit 220 for outputting a high frequency AC power supply and a control unit for driving the high frequency AC power supply unit 220, And a protection circuit part 210. The high frequency AC power output part 220 includes a push-pull generation output part 8, a full bridge circuit part 9 and a high-frequency output drive 10, In order to stabilize the output waveform of the high-frequency alternating-current power output from the drive 10 through inversion, a push-pull method and a full- As a driving method of the high-frequency power supply device,
The full bridge circuit 9 and the push-pull generation output section 8 are alternately inverted in accordance with the switching signal from the switching power supply section 1 and the switching signal from the protection circuit section 11, The high frequency output transformer outputs the high frequency AC to the output terminal J6 while the secondary lower voltage signal of the high frequency output transformer is directly supplied to the PWM IC U6 and the secondary higher voltage signal is inputted to the noise eliminating filtering circuit portion 16 via the noise And is controlled to be oscillated at a current, voltage, and frequency adjusted by the variable resistors (VR1, VR2, VR3) while being fed back to the PWM IC (U6). 고주파 전원 공급 장치로서, 상용 교류 전원을 입력받아 정류하여 공급하면서 장치 전체를 제어하는 입력 및 전체 제어부(100); 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고주파 교류 전원으로 인버팅하여 출력하는 고주파 교류전원부(200); 및 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 전원을 공급받아 고압 직류 전원을 출력하는 고압 직류전원부(300); 를 포함하되, 상기 고주파 교류전원부(200)는, 고주파 교류전원을 출력하는 고주파 교류전원 출력부(220)와, 상기 고주파 교류전원 출력부(220)의 구동과 피드백 제어 및 보호회로를 탑재한 제어 및 보호회로부(210)로 이루어지며, 상기 고압 직류전원부(300)는, 고압 직류전원을 출력하는 고압 직류전원 출력부(320)와, 상기 입력 및 전체 제어부(100)로부터 정류된 저압 전원을 증폭하여 상기 고압 직류전원 출력부(320)로 보내고 과부하 등의 이상상태로부터 전체 장치를 보호하기 위한 증폭 및 보호회로부(310)로 이루어지는, 이상의 고주파 전원 공급 장치의 구동 방법으로서,
상기 전원입력부(1)의 스위칭 구동 및 보호회로부(11)에서의 스위칭 신호에 따라, 상기 풀브릿지 회로(9) 및 푸시풀 발생 출력부(8)에서 교류로 인버팅함으로써, 상기 고주파 출력드라이브의 고주파 출력 트랜스가 고주파 교류를 출력 단자(J6)로 출력하되, 고주파 출력 트랜스의 2차측 하위 전압 신호는 직접 PWM IC(U6)로 그리고 2차측 상위 전압 신호는 노이즈 제거 필터링회로부(16)을 통해 노이즈가 제거되면서 역시 PWM IC(U6)로 피드백되어, 가변저항(VR1, VR2, VR3)에 의해 조정된 전류, 전압 및 주파수로 발진되도록 제어되며,
상기 전원입력부(1)에서 교류 상용 전원 입력을 정류 및 필터링한 신호는, SMPS 및 라인필터를 포함한 입력측 전압레귤레이터부(2)를 통과하여, DC전압 출력드라이브의 트랜지스터(Q11)에 의해 증폭되어 제4 및 제5 단자부(J4,J5)를 통해 파워스위칭 및 배압회로부(14)를 통해 고전압으로 출력되며, 이때 출력측 전압레귤레이터부(6)의 가변저항(VR4, VR5, VR6)에 의해 조절된 이득으로 조절되면서 출력되어지도록 하며, 과전압 출력시에는, 출력 DC 신호가 레귤레이터 IC(U5) 및 듀얼 OP앰프 회로부(5)에 의해 부스터 회로부(4)를 스위칭하고, 이어서 과부하차단 릴레이회로부(3)의 릴레이 스위치를 절환하여 동적 전원의 공급을 차단함으로써 행하여지는 것을 특징으로 하는 고주파 전원 공급 장치의 구동 방법.A high frequency power supply device comprising: an input and overall control unit (100) for controlling a whole apparatus while receiving and rectifying commercial AC power; A high frequency AC power supply unit 200 receiving power supplied from the input and general control unit 100 and inverting and supplying the power to the high frequency AC power supply; And a high voltage DC power supply unit 300 receiving the power rectified from the input and general control unit 100 and outputting a high voltage DC power supply; The high frequency AC power supply unit 200 includes a high frequency AC power supply output unit 220 for outputting a high frequency AC power supply and a control unit for driving the high frequency AC power supply unit 220, And a protection circuit part 210. The high voltage direct current power supply part 300 includes a high voltage direct current power output part 320 for outputting a high voltage direct current power and a high voltage direct current power output part 320 for amplifying the low voltage power rectified from the input and overall control part 100 And an amplification and protection circuit unit (310) for protecting the entire device from an abnormal state such as an overload by sending it to the high voltage DC power output unit (320). The high frequency power supply unit
The full bridge circuit 9 and the push-pull generation output section 8 are alternately inverted in accordance with the switching signal from the switching power supply section 1 and the switching signal from the protection circuit section 11, The high frequency output transformer outputs the high frequency AC to the output terminal J6 while the secondary lower voltage signal of the high frequency output transformer is directly supplied to the PWM IC U6 and the secondary higher voltage signal is inputted to the noise eliminating filtering circuit portion 16 via the noise And is also fed back to the PWM IC U6 to be controlled to oscillate at the current, voltage and frequency adjusted by the variable resistors VR1, VR2 and VR3,
The signal obtained by rectifying and filtering the AC commercial power input from the power input unit 1 passes through the input side voltage regulator unit 2 including the SMPS and the line filter and is amplified by the transistor Q11 of the DC voltage output drive, VR5 and VR6 of the output-side voltage regulator section 6 via the power switching and back-pressure circuit section 14 via the first and fourth terminal sections J4 and J5, The output DC signal is switched by the regulator IC U5 and the dual OP amplifier circuit portion 5 to switch the booster circuit portion 4 and then to the overload shutdown relay circuit portion 3 And the relay switch is switched to shut off the supply of the dynamic power.
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KR0133633B1 (en) * 1994-07-21 1998-04-23 이형도 Switching mode power supply circuitry
EP1222732A2 (en) * 1999-10-01 2002-07-17 Online Power Supply, Inc. Non-saturating magnetic element(s) power converters and surge protection
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KR101233785B1 (en) 2012-08-14 2013-02-15 헌 용 최 Adc power supply system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Z. Yang et al. "A Dual-Channel Isolated Resonant Gate Driver for Low Gate Drive Loss in ZVS Full-Bridge Converters". IEEE. 2013.
Z. Yang et al. "A New Dual-Channel Resonant Gate Drive Circuit for Low Gate Drive Loss and Low Switching Loss". IEEE. 2008.

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