KR19990003562U - 모니터 전원회로에서 돌입전류 방지회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 모니터 전원회로의 돌입전류 방지회로에 관한 것으로, 특히 부온도계수 서미스터를 이용하여 성능을 개선한 돌입전류 방지 회로에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 회로는 교류전원을 입력받아 다이오드브리지(100)에서 정류한 후 커패시터(C4)가 병렬 연결되고, 일단에 스위칭 트랜지스터(Q1)가 연결된 트랜스포머(120)의 일차측에 인가하고, 전원제어 집적회로소자(110)의 출력에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭에 의해 상기 일차측전압을 2차측으로 유도하여 정류한 후 해당 부하에 전원을 공급하도록 된 모니터의 전원공급장치에 있어서, 다이오드브리지의 출력과 커패시터의 일단에 연결되어 돌입전류를 방지하기 위한 돌입전류 방지저항(R2); 커패시터(C4)가 충전되면 게이트신호에 따라 상기 돌입전류 방지저항을 바이패스시키기 위한 SCR; 및 돌입전류 방지저항에 직렬 연결되어 전원이 인가되는 초기에는 고저항값을 갖다가 시간이 지나면 저저항이 되는 부온도계수 서미스터(NTC1)로 구성된다.

따라서 본 고안에 따른 돌입전류 방지회로는 전원이 인가되는 초기에 효율적으로 돌입전류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

모니터 전원회로에서 돌입전류 방지회로

본 고안은 모니터 전원회로의 돌입전류 방지회로에 관한 것으로, 특히 부온도계수 서미스터를 이용하여 성능을 개선한 돌입전류 방지 회로에 관한 것이다.

일반적으로 모니터의 전원계통은 교류전원을 입력받아 정류한 후 트랜스포머를 통해 2차측으로 유도하여 회로에서 요구되는 각종 전원을 제공하는 SMPS 전원부와, SMPS 전원부에서 제공되는 직류전압을 입력받아 FBT에 B+전압을 제공하기 위한 DC-DC 컨버터, 및 CRT에서 필요로 하는 고전압, 스크린전압, 제어그리드전압 등을 제공하는 FBT등으로 이루어진다.

도 1은 모니터의 SMPS 전원부를 도시한 회로도로서, 이 SMPS 전원부는 라인필터(L1,L2), XY커패시터(C1,C2,C3), 다이오드브리지(100), 돌입전류 방지저항(R2), 전원제어집적회로(110), 스위칭 트랜지스터(Q1), 트랜스포머(120), 다이오드(D2,D3), 평활 커패시터(C6,C7), 포토카플러(140a,140b), 출력전압 검출기(130), 돌입전류 방지회로(150) 등으로 구성되어 있다.

그리고 돌입전류 방지회로(150)는 다이오드 브리지의 출력단에 돌입전류 방지용저항(R2)과 병렬로 연결되는 SCR과, 이 SCR의 게이트를 구동하기 위한 저항(R11,R12), 다이오드(D11), 및 2차 권선(d11)등으로 구성되어 있다.

여기서 돌입전류 방지회로를 간단히 설명하면, 일반적인 SMPS의 전원회로에서는 컨덴서 입력형 회로를 사용하므로 입력전압을 투입하는 순간, 도 2에 도시된 바와 같이 순간적인 돌입전류가 발생된다. 이러한 돌입전류는 종종 휴즈 등을 용단시키는 문제점이 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 돌입전류 방지용 저항(R2)을 커패시터 전단에 사용한다. 그런데 돌입전류는 전원투입 순간에만 발생되는데 반하여, 돌입전류 방지저항은 계속 연결되어 있으므로 이 저항에서 열이 발생하여 전력효율을 떨어뜨리게 된다. 따라서 대부분의 돌입전류 방지회로에는 도 1에 도시된 바와 같이, 돌입전류 방지용저항에 병렬로 SCR 등을 연결하여 전원투입시 초기에는 돌입전류 방지용 저항을 통해 전원을 투입하다가 커패시터가 충전되고 나면 이 충전전압에 의해 SCR 게이트에 게이트신호를 인가하여 SCR을 도통시키게 되고, 이에 따라 커패시터 충전후에는 돌입전류 방지용 저항을 전기적으로 바이패스시키게 된다.

즉, 도 1에서 다이오드 브리지(100)에서 정류된 직류전압이 트랜스포머(120)의 일차측에 인가되고, 이 직류전압은 스위칭 트랜지스터(Q1)의 턴온기간에 일차측 권선에 에너지를 축적하고 있다가 스위칭 트랜지스터(Q1)의 턴오프기간에 2차측 권선으로 에너지를 전달하고, 각 2차측 권선은 1차측 권선과의 권선비에 의해 원하는 만큼의 전압을 유도받음과 아울러 다이오드(D2,D3)와 평활 커패시터(C6,C7)를 이용하여 소정의 직류전압을 출력한다.

이때 다이오드 브리지(100)의 출력전압이 트랜스포머의 일차측으로 인가될 경우에 돌입전류를 방지하기 위하여 저항(R2)을 통해 입력되는데, 이 저항(R2)은 전력효율을 저하시키므로 커패시터(C4)가 충전되고 나서부터는 SCR의 게이트에 충전전압을 인가하여 SCR을 도통시키고 이에 따라 저항(R2)을 바이패스시키게 된다.

그런데 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 돌입전류 방지회로는 입력전원이 인가되는 초기에 저항값이 충분히 크지 못해 돌입전류를 완전히 억제하지 못하는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 모니터 전원회로에서 입력전원이 인가되는 초기에는 고저항값이 걸려 충분히 돌입전류를 억제하고 시간이 지나면 다시 저항값이 낮아져 전력효율을 개선할 수 있도록 된 개선된 돌입전류 방지회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 회로는, 교류전원을 입력받아 다이오드브리지에서 정류한 후 커패시터가 병렬 연결되고, 일단에 스위칭 트랜지스터가 연결된 트랜스포머의 일차측에 인가하고, 전원제어 집적회로소자의 출력에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭에 의해 상기 일차측전압을 2차측으로 유도하여 정류한 후 해당 부하에 전원을 공급하도록 된 모니터의 전원공급장치에 있어서, 상기 다이오드브리지의 출력과 커패시터의 일단에 연결되어 돌입전류를 방지하기 위한 돌입전류 방지저항; 상기 커패시터가 충전되면 게이트신호에 따라 상기 돌입전류 방지저항을 바이패스시키기 위한 SCR; 및 상기 돌입전류 방지저항에 직렬 연결되어 전원이 인가되는 초기에는 고저항값을 갖다가 시간이 지나면 저저항이 되는 부온도계수 서미스터로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 돌입전류 방지회로가 구비된 모니터 전원회로를 도시한 회로도,

도 2는 돌입전류의 예를 도시한 파형도,

도 3은 본 고안에 따른 돌입전류 방지회로가 구비된 모니터 전원회로를 도시한 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 다이오드 브리지110: 전원제어IC

120: 트랜스포머130: 출력전압검출기

140a,140b: 포토카플러150,300: 돌입전류 방지회로

NTC1: 부온도계수 서미스터

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 돌입전류 방지회로가 포함되는 모니터 전원회로를 도시한 회로도이다.

본 고안이 적용되는 전형적인 모니터의 전원회로는 도 3에 도시된 바와 같이, 라인필터(L1,L2), XY커패시터(C1,C2,C3), 다이오드브리지(100), 돌입전류 방지회로(300), 전원제어집적회로(110), 스위칭 트랜지스터(Q1), 트랜스포머(120), 다이오드(D2,D3), 평활 커패시터(C6,C7), 포토카플러(140a,140b), 출력전압 검출기(130), 등으로 구성된다.

그리고 상기 돌입전류 방지회로(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 돌입전류 방지용저항(R2)과, 이 저항(R2)에 병렬로 연결되는 SCR, 돌입전류 방지용 저항에 직렬 연결되는 부온도계수 서미스터(NTC1)로 구성된다.

도 3을 참조하면, 라인필터(L1,L2)와 X 커패시터(C1)에서는 선로를 통해 입력되는 상용 교류전원으로부터 잡음 등을 제거하고, Y 커패시터(C2,C3)는 다이오드 브리지(100)가 온/오프 동작할 경우 발생되는 잡음등이 라인을 통해 외부로 나가지 못하도록 내부 잡음을 접지로 바이패스시킨다.

이와 같이 교류입력회로에서 잡음이 제거된 교류전원은 다이오드 브리지(100)에서 전파 정류된 후 돌입전류 방지저항(R2)과 평활커패시터(C4)를 지나 트랜스포머(120)의 일차측 권선을 흐르게 된다. 이때 트랜스포머의 일차권선의 다른 편에는 스위칭 트랜지스터(Q1)가 연결되어 전원제어집적회로(예컨대, 3842 PWM 제어 IC:110)의 출력에 따라 온오프된다.

즉, 전원제어집적회로(110)는 포토카플러(140a,140b)를 통해 궤환신호를 입력받아 이 궤환신호의 크기에 따라 듀티비가 가변되는 소정 주파수의 PWM신호를 발생하고, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 이 PWM신호에 따라 온오프되어 다이오드브리지(100)를 통해 입력되는 전류를 접지로 흐르게 하거나 차단한다.

예컨대, 스위칭 트랜지스터(Q1)가 온될 경우 트랜스포머의 일차측 권선의 도트측에 +전압이 인가되어 트랜지스터(Q1)를 통해 전류가 흐르게 되고, 2차측 권선에는 도트측을 +방향으로 하는 전압이 유도되어 다이오드(D2,D3)에 역방향으로 전압이 인가되어 다이오드(D2,D3)가 차단됨과 아울러 일차측 권선에 에너지가 축적되게 된다.

그러다가 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴오프되게 되면 일차측은 갑자기 전류가 흐르지 못하게 되고 이에 따라 전류를 계속 흐르게 하는 방향(도트측이 -)으로 전압이 유기됨과 아울러 2차측에서도 도트측이 -가 되도록 전압이 유도되어 다이오드(D2,D3)에 순방향의 전압이 인가된다. 따라서 2차측에서는 커패시터(C6,C7)를 충전시키면서 출력전압이 나타나게 된다. 이어서 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴온되게 되면 앞서 설명한 바와 같이 2차측 다이오드(D2,D3)는 차단되고, 따라서 그동안 충전되었던 커패시터(C6,C7)의 전압이 출력측으로 나타나게 된다.

이와 같이 스위칭 트랜지스터(Q1)가 온되는 기간동안에는 일차측 권선에 전류가 흘러 에너지를 축적시켰다가 스위칭 트랜지스터(Q2)가 오프되면 1-2차 권선비에 의하여 2차측 권선에 에너지를 유기시키고, 이 유기된 전압 이 정류 다이오드(D2,D3)와 평활커패시터(C6,C7)를 통해 2차측 출력 직류전압으로 나타나게 된다. 이러한 방식을 플라이백 컨버터라하며 2차측 구성이 간단하기 때문에 출력전압을 멀티로 구성하기 쉽다.

한편, 본 고안에 따른 돌입전류 방지회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원이 투입되는 초기에는 커패시터(C4)를 통해 급격하게 전류가 흐르게 되는데, 이때 SCR은 오프되어 있으므로 돌입전류 방지저항(R2)을 통해 돌입전류가 제한된다. 어느정도 시간이 경과되어 커패시터(C4)가 충전되게 되면 2차권선(d1) 및 다이오드(D33), 저항(R34,R35)을 통해 SCR의 게이트에 게이트신호를 인가하게 되고, 이에 따라 SCR이 도통되게 된다. SCR이 도통되게 되면 이 SCR에 병렬로 연결된 돌입전류 방지용저항(R2)이 바이패스되게 되고, 이에 따라 돌입전류 방지용저항(R2)을 통하지 않고 전류가 흐르므로써 전력효율을 향상시킬 수 있다.

이때 본 고안에 따라 돌입전류 방지저항에 직렬로 부온도계수를 갖는 서미스터(NTC1)가 연결되어 있으므로, 전원이 인가되는 초기에(즉, 돌입전류가 입력될 때) 고정항이 되어 돌입전류를 억제하다가 시간이 지나면 온도가 상승하여 저항값이 낮아지므로 저저항이 되어 전력효율을 정상으로 회복할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 돌입전류 방지회로는 전원이 인가되는 초기에 효율적으로 돌입전류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 교류전원을 입력받아 다이오드브리지(100)에서 정류한 후 커패시터(C4)가 병렬 연결되고, 일단에 스위칭 트랜지스터(Q1)가 연결된 트랜스포머(120)의 일차측에 인가하고, 전원제어 집적회로소자(110)의 출력에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭에 의해 상기 일차측전압을 2차측으로 유도하여 정류한 후 해당 부하에 전원을 공급하도록 된 모니터의 전원공급장치에 있어서,

   상기 다이오드브리지의 출력과 커패시터의 일단에 연결되어 돌입전류를 방지하기 위한 돌입전류 방지저항(R2);

   상기 커패시터(C4)가 충전되면 게이트신호에 따라 상기 돌입전류 방지저항을 바이패스시키기 위한 SCR; 및

   상기 돌입전류 방지저항에 직렬 연결되어 전원이 인가되는 초기에는 고저항값을 갖다가 시간이 지나면 저저항이 되는 부온도계수 서미스터(NTC1)로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터 전원회로에서 돌입전류 방지회로.