KR19980040230A - 스위칭 모드 파워 써플라이의 과전압 차단회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스위칭 모드 파워 써플라이(SMPS)의 과전압 보호회로에 관한 것이다.

상기 과전압 보호회로는 제 1 교류전원, 상기 제 1 교류전원보다 높은 레벨값의 제 2 교류전원을 선택하여 하나의 입력전원으로 하고 있는 스위칭 모드 파워 써플라이(SMPS) 전원회로에 있어서, 퓨즈를 구비하고 외부에서 입력되는 상기 제 1 또는 제 2 교류전원을 정형하여 출력하는 교류입력부, 상기 교류입력부에서 출력되는 교류전원을 정류 및 평활하고, 직류전원으로 변환하여 출력하는 정류 및 평활부, 상기 정류 및 평활부의 출력신호를 스위칭 제어하여, 상기 제 1 또는 제 2 교류전원에 상응하는 분압비를 선택하기 위한 전압절환 스위치 소자, 그리고 상기 스위치 소자를 통해 입력되는 상기 교류입력부의 입력전원을 감지하여 직류전류로 변환하고, 이어 상기 교류입력부의 퓨즈로 공급하는 과전압 차단제어부로 구성된다.

Description

스위칭 모드 파워 써플라이의 과전압 차단회로

제 1 도는 종래의 스위칭 모드 파워 써플라이의 회로도,

제 2 도는 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 써플라이의 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 교류입력부, 20 : 교류 정류 및 평활부, 30 : 과전압 차단제어부, VS : 전압 전환 스위치, 40 : 방전부, 50 : 전력변환부, C1-C6 : 캐패시터, R1-R4 : 레지스터, F1 : 퓨즈, BD1 : 브리지 다이오드, ZNR1 : 베리스터, RT1 : 서비스터, D1 : 다이오드, T1 : 트랜스포머, LF : 라인필터

본 발명은 스위칭 모드 파워 써플라이(SMPS)의 과전압 차단회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 설정된 교류 입력전압보다 높은 교류입력전압이 인가될 경우 이를 즉시 유기시켜 과전류로 변환하여 퓨즈로 인가함으로써 내부회로를 보호할 수 있는 스위칭 모드 파워 써플라이(SMPS)의 과전압 차단회로에 관한 것이다.

최근의 전자기기의 전원공급 장치로는 SMPS가 많이 사용되고 있다. 그 이유는 SMPS는 하나의 DC 또는 AC 전원을 변환시켜 여러 가지 전원전압을 발생시켜서 필요한 회로에 각각 공급한다.

이 SMPS에는 전압 전환 스위치가 구비되어 있다. 즉, 우리 나라의 경우 일반적으로 110V와 220V를 동시에 쓰기 때문에 전자 제품에 따라 사용자가 전압 절환 스위치를 전환시켜 사용한다.

제 1 도는 종래의 SMPS의 과전압 차단회로의 회로도이다.

제 1 도를 참조하면, 종래의 SMPS의 과전압 차단회로는 캐패시터(C1-C3), 라인필터(LF), 퓨즈(F1), 서비스터(RT1)로 구성되어 인가되는 110V 또는 220V의 교류입력전원을 정형하여 출력하는 교류입력부(1)와, 브리지 다이오드(BD1)로 구성되어 교류입력부(1)의 출력전압을 정류 및 평활하여 직류전압 신호로 출력하는 정류 및 평활부(2)와, 캐패시터(C4, C5)로 구성되어 정류 및 평활부(2)의 출력신호를 설정된 용량으로 충방전하는 방전부(3) 정류 및 평활부(2)와 방전부(3) 사이에 설치되어 온/오프 동작에 따라 방전부(3)의 전체 출력전압을 분압하기위한 전압 전환 스위치(V/S), 그리고 저항(R1-R4), 베리스터(ZNR1, ZNR2), 다이오드(D1) 및 캐패시터(C6)로 구성되어 방전부(3)에서 출력되는 전압을 설정된 레벨로 변환하여 트랜스포머(T1)의 일차측에 공급하는 전력변환부(4)로 구성된다.

이하, 상기 구성을 갖는 종래의 SMPS의 과전압 차단회로의 동작을 설명한다. 만일, 가전기기가 110V 전용이라서 전압 전환 스위치(V/S)를 단락(on)시키고 교류입력부(1)에 110V 전원을 공급시키면, 교류입력부(1)의 양 입력단자(L, N)를 통하여 110V의 교류전압이 인가된다.

이 교류전압은 라인필터(LF)를 통하면서 정형되고, 브리지 다이오드(BD1)의 전화 정류에 의해서 캐패시터(C4, C5)의 양단전압이 입력전압의 √2배만큼 인가된다. 이때, 베리스터(ZNR1, ZNR2)에 각각에 걸리는 전압은 베리스터(ZNR1, ZNR2)의 용량선정을 허용 교류 입력전압 범위 내에서 √2배 값에 약 10-20%의 마진을 두도록 설정된다. 이어 베리스터(ZNR1, ZNR2)를 통과한 입력전압은 트랜스포머(T1)의 일자측에 인가되어, 도면에 도시되지 않은 2차측에서 여러레벨의 전압신호로 각각 공급된다.

반면, 사용자가 전압 전환 스위치(V/S)를 개방상태(off)로 바꾸지 못하고 교류입력부(1)에 220V를 인가하게 되면, 입력전압 220V의 √2배 상승된 전압이 공급되므로, 방전부(3)의 캐패시터(C4, C5)의 양단에 걸리는 전압은 상대적으로 √2배만큼 상승된다. 이는 베리스터(ZNR1, ZNR2)의 양단에 걸리는 전압이 허용 마진을 초과하게 한다. 따라서 베리스터(ZNR1, ZNR2)가 과전압에 의해서 순간단락(on) 상태가 진행되어 교류입력부(1)에 과전류가 공급되어 퓨즈(F1)가 오픈되도록한다.

그러나, 이와 같은 종래의 SMPS의 과전압 차단회로는 브리지다이오드(BD1)에서 만들어진 직류전압이 캐패시터(C4, C5)에 충전되는 시간 때문에 전체 SMPS회로가 과전압으로부터 신속히 보호되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 과전압의 교류전원이 인가될 경우 이를 정류 및 평활한 직류전류를 신속하게 교류전원입력단에 구비된 퓨즈로 공급할 수 있는 SMPS의 과전압 차단회로를 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 교류전원, 상기 제 1 교류전원보다 높은 레벨값의 제 2 교류전원을 선택하여 하나의 입력전원으로 하고 있는 스위칭 모드 파워 써플라이(SMPS) 전원회로에 있어서, 퓨즈를 구비하고 외부에서 입력되는 상기 제 1 또는 제 2 교류전원을 정형하여 출력하는 교류입력부; 상기 교류입력부에서 출력되는 교류전원을 정류 및 평활하고, 직류전원으로 변환하여 출력하는 정류 및 평활부; 사용자에게 스위칭 제어되어, 상기 제 1 또는 제 2 교류전원에 상응하는 분압비를 선택하기 위한 전압절환 스위치 소자; 그리고 상기 스위치 소자를 통해 입력되는 상기 교류입력부의 입력전원을 감지하여 직류전류로 변환하고, 이어 상기 교류입력부의 퓨즈로 공급하는 과전압 차단제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작 그리고 효과를 상세히 설명한다.

제 2 도는 본 발명에 따른 SMPS의 과전압 차단회로도이다.

제 2 도를 참조하면, 본 발명에 따른 SMPS의 과전압 차단회로는 캐패시터(C1-C3), 라인필터(LF), 퓨즈(F1), 서비스터(RT1)로 구성되어 인가되는 110V, 또는 220V의 교류입력전원을 정형하여 출력하는 교류입력부(10)와, 브리지다이오드(BD1)로 구성되어 교류입력부(1)의 출력전압을 정류 및 평활하여 직류 전압신호로 변환하여 출력하는 정류 및 평활부(20)와, 정류 및 평활부(20)의 출력신호를 스위칭 제어하여 교류입력전원(100V, 220V)에 상응하는 분압비를 선택하기 위한 전압 전환 스위치(V/S)와, 전압 전환 스위치(V/S)가 단락되어 입력되는 교류입력부(10)의 입력전원을 감지하여 직류전류로 변화하고, 이어 교류입력부(10)에 구비된 퓨즈(F1)로 공급하는 과전압 차단제어부(30)와, 과전압 차단제어부(30)의 출력신호의 소정 시간 간격으로 충·방전하는 방전부(40)와, 그리고 방전부(40)에서 방전되는 전압을 설정된 레벨로 변화하여 트랜스포머(T1)의 일차측에 공급하는 전력변환부(50)로 구성된다.

이하, 상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 SMPS 과전압 차단회로의 동작을 설명한다. 사용자가 본 발명에 따른 SMPS의 과전압 차단회로가 장착된 가전기기가 110V 전용이라 전압 전환 스위치(V/S)를 단락(on)상태로 하고, 교류입력부(10)의 양 입력단자(L, N)에 교류입력전원을 인가한다. 이 교류입력전원은 라인필터(LF)를 통과하면서 그 파형이 정형되고 브리지 다이오드(BD1)를 통하여서 정류 및 평활되고, 또한 직류 입력전원으로 변환되어 출력된다. 이때 베리스터(ZNR1)의 양단전압은 입력전압의 √2배 값을 허용하는 용량값으로 미리 설정되었기 때문에 이상 없이 안전하게 동작한다.

또한, 이때 사용상의 부주의로 인해 전압 전환 스위치(V/S)를 바꾸지 않고 220V를 입력전원단(10)의 양단자(L, N)에 인가시키면 브리지 다이오드(BD1)를 통한 직류전압이 베리스터(ZNR1)의 양단에 곧바로 유기되므로 단락(on) 상태에 이르러 교류입력단(10)의 퓨즈(F1)로 과전류가 흐르게 된다.

이에 따라서, 퓨즈(F1)는 신속히 오픈되고 전체 SMPS의 내부회로가 과전압으로부터 안전하게 보호받는다.

즉, 종래의 SMPS 과전압 차단회로보다 빠른 응답속도를 갖는 구조를 갖도록 회로가 구성되었기 때문에 더욱 신뢰성 있는 SMPS 과전압 보호회로를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 제 1 교류전원, 상기 제 1 교류전원보다 높은 레벨값의 제 2 교류전원을 선택하여 하나의 입력전원으로 하고 있는 스위칭 모드 파워 써플라이(SMPS)전원회로에 있어서, 퓨즈를 구비하고 외부에서 입력되는 상기 제 1 또는 제 2 교류전원을 정형하여 출력하는 교류입력부; 상기 교류입력부에서 출력되는 교류전원을 정류 및 평활하고, 직류전원으로 변환하여 출력하는 정류 및 평활부; 사용자에 의해 스위칭 제어되어, 상기 제 1 또는 제 2 교류전원에 상응하는 분압비를 선택하기 위한 전압절환 스위치 소자; 그리고 상기 스위치 소자를 통해 입력되는 상기 교류입력부의 입력전원을 감지하여 직류전류로 변환하고, 이어 상기 교류입력부의 퓨즈로 공급하는 과전압 차단제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 써플라이의 과전압 차단회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 교류전원은 110V이며 상기 제 2 교류전원은 220V인 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 써플라이의 과전압 차단회로.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 과전압 차단부는 하나의 베리스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 써플라이의 과전압 차단회로.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치 소자가 단락상태(on)이면 사용자가 상기 제 1 교류전원이 선택되고, 개방상태(off)이면 상기 사용자가 상기 제 2 교류전원을 선택되도록 설정된 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 써플라이의 과전압 차단회로.