KR20050035376A - 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로에 관한 것으로, 듀티 사이클을 변화시키는 스위칭부가 구비되어 있는 스위칭 모드 전원공급회로에 있어서, 트랜스의 2차측 출력전압을 검출하여 상기 스위칭부에 검출 신호를 피드백시키는 출력전압 검출부; 상기 2차측 출력전압을 변환시켜 일정하게 유지시키는 레귤레이터부; 및 상기 출력전압 검출부와 레귤레이터부의 접속단에 정격의 전압레벨만을 공급하는 과전압 차단부를 포함으로써, 부하변동에 따라 레귤레이터에 높은 전압이 인가됨을 방지함과 아울러, 안정적인 정전압을 인가하여 상기 과전압 차단부에 의해 상기 레귤레이터를 보호하는 매우 유용한 발명인 것이다.
Description
본 발명은, 스위칭 모드 전원공급장치(Switched Mode Power Supply, 이하 'SMPS'라 한다)의 전원안정화 회로에 관한 것으로, 특히. SMPS의 2차측 출력단 전압을 제어하기 위해 피드백 단에 사용되는 레귤레이터에 높은 전압이 인가됨을 방지하도록 하는 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로에 관한 것이다.
일반적으로 SMPS는, 스위칭 전원공급장치로서, 이와 관련된 기술의 발달로 인하여 선형 전원보다 소형, 경량화 되어가고 있다.
도 1은 일반적인 스위칭 모드 전원공급장치의 구성을 도시한 회로도로, 입력전원을 인가 받아 각 기기에 소정의 직류전원을 공급하는 스위칭 모드 전원회로는, 트랜스(10)와, 정류평활부(20)와, 피드백부(30)와 스위칭부(40)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 트랜스(10)는, 1차측 권선의 입력전원(Vin)에 따라 2차측으로 권선비에 비례하는 출력전압(Vout)을 유기시키며, 상기 정류평활부(20)는, 상기 트랜스의 2차측의 출력단과 직렬 연결된 다이오드(D1)와 병렬 연결된 콘덴서(C1)로 구성되며, 상기 트랜스의 2차측에 유기되는 출력전압을 정류 및 평활화하여 일정 레벨의 유기 전압을 출력하게 한다.
또한, 상기 피드백부(30)는, 상기 트랜스의 2차측 출력단과 직렬연결된 출력전압검출부(31)와 병렬 연결된 레귤레이터부(32)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 피드백부(30)는, 상기 출력전압검출부의 검출 저항(R1)과 포토 커플러(31)를 통하여 상기 정류 및 평활화된 출력전압의 오차를 검출하여 이를 스위칭부(40)로 피드백 시킴과 아울러, 출력전압을 레큘레이터에 인가시킨다,
이에, 상기 스위칭부(40)는, 상기 검출 신호의 전압레벨에 따라, 트랜스의 1차측 온/오프의 듀티비를 변환시키는 PWM IC를 포함하여 구성하여, 도 1에 도시되지 아니한 상기 트랜스의 1차측에 접속한 내부 스위칭소자에 상기 PWM IC의 펄스폭 발진에 따라 제어신호를 보내어 상기 스위칭소자를 온/오프 동작을 반복적으로 수행하게 되며, 상기 트랜스의 2차측 유기전압은 레귤레이터부(32)를 통해 출력전압을 일정하게 유지하게 된다.
따라서. 상기 정류 및 평활화된 출력전압의 오차를 저항(R3)으로 검출하여 피드백부의 포토커플러(31)를 통하여 상기 PWM IC로 피드백됨으로써, 상기 PWM IC는, 트랜스 1차측에 접속된 스위칭소자의 드라이브 펄스폭을 변조 제어에 의해 상기 스위치소자의 온/오프를 변화시켜 SMPS의 출력전압을 레귤레이터부(32)를 통해 일정하게 유지시킨다.
즉, 상기 SMPS로부터 출력되는 전압이 정상 동작시보다 클 경우, 상기 저항(R3)로 과전압을 감지하여 상기 포토 커플러(31)의 발광부는 정상 동작시보다 많은 전류가 순간적으로 흘러 그 만큼의 빛을 발광하며, 상기 빛을 포토 커플러의 수광부를 통해 수광하여 상기 광신호를 전기적인 신호로 변환한 후 상기 PWM IC의 피드백단으로 출력함으로써, 상기 PWM IC는 PWM 제어신호를 발생하게 되고 이 PWM 제어신호에 의해 트랜스의 스위칭소자의 온타임을 짧게 하며, 상기 스위칭 소자의 온/오프변화에 따라 상기 레귤레이터부(32)는 일정한 출력전압을 유지시키게 한다.
그러나, 상기 SMPS로부터 출력되는 전압이 정상 동작시보다 부하변동이 크게 되는 경우에 있어서, 상기 트랜스의 2차측 출력전압은, 바로 저항(R3)으로 인가되어 상기 레귤레이터의 케소드의 내압보다 높아지게 되며, 상기 레귤레이터는 파손되거나, 상기 출력전압에 응동되어 제어특성에 악영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.
또한, 이를 방지하기 위하여, 상기 레귤레이터의 캐소드에 인가되는 정전압을 레귤레이터의 내압보다 낮게 하기 위하여, 별도의 정전압 IC로 전압을 공급하거나 트랜스 탭과 같은 회로를 추가한다면, 회로의 사이즈나 원가상승으로 초래함과 아울러, 소형 경량화를 할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 레귤레이터의 캐소드에 인가되는 정전압을 레귤레이터의 내압보다 낮게 인가하기 위해 별도의 정전압 인가회로를 추가하지 않고 제어하고자 하는 전압을 저항과 콘덴서로 구성된 과전압 차단부를 두어 상기 출력전압 분배한 다음 레귤레이터의 캐소드에 인가하게 하는 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로는, 트랜스의 듀티 사이클을 변화시키는 스위칭부와, 상기 트랜스의 2차측 출력전압을 검출하여 상기 스위칭부로 피드백시는 출력전압 검출부와, 상기 출력전압 검출부를 통해 일정한 전압레벨을 인가 받는 레귤레이터부가 구비되어 있는 스위칭 모드 전원공급회로에 있어서, 상기 트랜스의 2차측 출력전압을 분압하여 상기 레귤레이터에 공급하는 과전압 차단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는, 본 발명의 따른 전압 안정화 회로가 적용된 스위칭 모드 전원공급장치의 회로도로, 입력전원을 인가 받아 각 기기에 소정의 직류전원을 공급하는 스위칭 모드 전원회로는, 트랜스(10)와, 정류평활부(20)와, 피드백부(30)와 스위칭부(40)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 트랜스(10)는, 1차측 권선의 입력전원(Vin)에 따라 2차측으로 권선비에 비례하는 출력전압(Vout)을 유기시키며, 상기 정류평활부(20)는, 상기 트랜스의 2차측의 출력단과 직렬 연결된 다이오드(D1)와 병렬 연결된 콘덴서(C1)로 구성되며, 상기 트랜스의 2차측에 유기되는 출력전압을 정류 및 평활화하여 일정 레벨의 유기 전압을 출력하게 한다.
또한, 상기 피드백부(30)는, 상기 트랜스의 2차측 출력단과 직렬연결된 출력전압검출부와 병렬 연결된 레귤레이터부(32)와 상기 레귤레이터와 병렬 연결된 과전압차단부(33)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 피드백부(30)는, 상기 출력전압검출부의 검출 저항(R1) 및 포토 커플러(31)를 통하여 상기 정류 및 평활화된 출력전압의 오차를 검출하여 이를 스위칭부(40)로 피드백 시킴과 아울러, 출력전압을 레귤레이터에 인가시킨다.
한편, 상기 레귤레이터는 상기 포토 커플러를 통해 인가된 전압과 기준전압에 상응하는 전압인 내압과 비교하여 상기 출력전압을 일정하게 유지하게 된다.
이에, 상기 스위칭부(40)는, 상기 검출 신호의 전압레벨에 따라, 트랜스의 1차측 온/오프의 듀티비를 변환시키는 PWM IC를 포함하여 구성하여, 도 1에 도시되지 아니한 상기 트랜스의 1차측에 접속한 내부 스위칭소자에 상기 PWM IC의 펄스폭 발진에 따라 제어신호를 보내어 상기 스위칭소자를 온/오프를 반복적으로 수행하게 되며, 상기 트랜스의 2차측 유기전압은 레귤레이터부(32)를 통해 출력전압을 일정하게 유지하게 된다.
한편, 상기 피드백부(30)의 과전압차단부(33)는. 상기 트랜스 2차측 출력단과 접지사이에 제 1콘덴서(C2) 및 제 2콘덴서(C3)를 직렬 접속하고, 제 1 콘덴서 및 제 2 콘덴서의 공통단을 상기 출력전압 검출부의 검출 저항(R1)과 직렬 접속하게 한다.
따라서. 상기 과전압차단부(33)의 제 1콘덴서(C2)와 제 2콘덴서(C3)에 의해 분배된 전압이 검출 저항(R1)에 인가되어 상기 레귤레이터의 내압보다 작은 전압이 인가하게 된다.
또한, 상기 트랜스 2차측 출력전압에 응동되어 출력측(Vout)의 부하가 변동 이 나타나는 경우, 상기 과전압차단부(33)는, 상기 제 1콘덴서(C2) 및 제 2콘덴서(C3)와 제 1 저항(R2)과 제 2저항(R3)을 각각 병렬 접속하고, 상기 공통단을 상기 출력전압 검출부와 직렬접속 구성한다,
이에, 상기 공통단은, 상기 소자에 의해 분배전압을 유기받아 상기 레귤레이터의 캐소드단에 인가되어, 상기 레귤레이터에 걸리는 전압보다 상기 레귤레이터(22)의 캐소드에 인가되는 전압을 과전압 차단부로 낮추어주어 안정적으로 SMPS의 출력전압을 일정하게 유지시킨다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
상기와 같이 구성 및 동작되는 본 발명에 따른 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로는, 듀티 사이클을 변화시키는 스위칭부가 구비되어 있는 스위칭 모드 전원공급회로에 있어서, 트랜스의 2차측 출력전압을 검출하여 상기 스위칭부에 검출 신호를 피드백시키는 출력전압 검출부; 상기 2차측 출력전압을 변환시켜 일정하게 유지시키는 레귤레이터부; 및 상기 출력전압 검출부와 레귤레이터부의 접속단에 정격의 전압레벨만을 공급하는 과전압 차단부를 포함으로써, 부하변동에 따라 레귤레이터에 높은 전압이 인가됨을 방지함과 아울러, 안정적인 정전압을 인가하여 상기 과전압 차단부에 의해 상기 레귤레이터를 보호하는 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 일반적인 스위칭 모드 전원공급장치의 구성을 도시한 회로도이고,
도 2는 본 발명의 따른 전압 안정화 회로가 적용된 스위칭 모드 전원공급장치의 회로도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 피드백부 31 : 포토 커플러
32 : 레귤레이터부 40 : PWM IC
Claims (3)
- 트랜스의 듀티 사이클을 변화시키는 스위칭부와, 상기 트랜스의 2차측 출력전압을 검출하여 상기 스위칭부로 피드백시는 출력전압 검출부와, 상기 출력전압 검출부를 통해 일정한 전압레벨을 인가 받는 레귤레이터부가 구비되어 있는 스위칭 모드 전원공급회로에 있어서,상기 트랜스의 2차측 출력전압을 분압하여 상기 레귤레이터에 공급하는 과전압 차단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원 안정화 회로.
- 제 1항에 있어서,상기 과전압 차단부는, 상기 트랜스 2차측 출력단과 접지사이에 제 1콘덴서 및 제 2콘덴서를 직렬 접속하고, 제 1 및 제 2 콘덴서의 공통단을 상기 출력전압검출부와 직렬접속 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로.
- 제 2항에 있어서,상기 과전압 차단부는, 상기 제 1콘덴서 및 제 2콘덴서와 제 1 저항 및 제 2저항을 각각 병렬 접속하고, 상기 공통단을 상기 출력전압 검출부와 직렬접속 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로.
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| KR100916851B1 (ko) * | 2009-04-06 | 2009-09-21 | 주식회사 케이투엘 | 정전력형 ｌｅｄ 점등회로 |
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2003
- 2003-10-13 KR KR1020030070957A patent/KR20050035376A/ko not_active Application Discontinuation
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