KR890000846Y1 - 스위칭 전원공급장치의 구동회로 - Google Patents

스위칭 전원공급장치의 구동회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

스위칭 전원공급장치의 구동회로
제1도는 종래의 회로도.
제2도는 본 고안의 회로도.
제3도는 제2도에 따른 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 필터회로 2 : 배전압정류회로
3 : 스위칭 트랜스포머 4 : 평활회로
4 : 초기전원공급회로 6 : 전원회로
7 : 콘트롤 회로 8 : 구동회로
9 : 스위칭 회로 10 : 궤환회로
S1, S2: 트랜스포머의 1차측권선 S3, S4: 트랜스포머의 2차측권선
L1-L2: 코일 OPT1: 옵토커플러
DC1, DC2: 직류전압출력단 Q3, TR3: 스위칭트랜지스터
IC1: 콘트롤러회로
본 고안은 스위칭전원공급장치의 구동회로에 관한 것으로, 특히 스위칭전원공급장치에 있는 스위칭 트랜지스터를 구동시키는 구동회로를 높은 주파수에서도 동작되도록 하여 효율을 높일 수 있게한 전자회로에 관한 것이다.
종래의 일반적인 전원공급장치에 있어서는 부하에 공급되는 전압이 변화하게 되면 안정된 전원을 필요로 하는 정밀 기기등이 오동작을 하게 되고, 이때문에 부하에 공급되는 전원이 일정하게 유지되도록 하기 위해, 제1도에 도시된 바와 같이 콘트롤회로 (IC1)의 출력단에다 트랜지스터(Q1)(Q2)의 베이스를 접속시킴과 더불어 상기 트랜지스터(Q1)(Q2)의 에미터를 공동접속시켜 코일(L1)과 콘덴서(C1) 및 저항(R3)을 통하여 스위칭트랜지스터(Q3)의 베이스에 연결되어진 회로를 사용함으로서 콘트롤회로(IC1)의 출력이 정방향(+)인 때에는 트랜지스터(Q1)가 턴온되는 반면 트랜지스터(Q2)에는 역 바이어스가 인가되어 턴오프되도록 하고 있었다. 따라서 트랜지스터(Q1)의 에미터에 나타난 출력은 코일(L1)과 콘덴서(C1)를 통한다음 스위칭트랜지스터(Q3)의 베이스에 공급되게 되므로 스위칭트랜지스터(Q3)가 턴온되게 되고, 이어 콘트롤회로(IC1)의 출력이 부방향(-)인 때에는 트랜지스터(Q1)는 턴오프됨과 더불어 트랜지스터(Q2)는 순방향 바이어스가 걸리게 되어 턴온되며 콘덴서(C1)에 충전된 전압이 저항(R3)을 통하여 스위칭트랜지스터(Q3)로 방전하게 되거나 스위칭트랜지스터(Q3)가 오프되는 방법에 의하여 트랜스포머의 1차측권선에서 2차측으로 유기되어 나타나는 출력전압을 조절하도록 되어 있었는바, 이상과 같은 방법은 스위칭트랜지스터를 2개 사용하게 되어 있고, 또 전해콘덴서가 100-500(KHZ)의 고주파로 될수록 등가직렬 저항치가 증가되므로 등가직렬저항이 작은 콘덴서를 사용하게 되더라도 그 한계가 있게 되어 손실이 많아지게 된다.
또한 코일(L1)과 콘덴서(C1)에 의한 지연시간으로 말미암아 구동회로의 온오프시간이 늦어지게 되어 스위칭트랜지스터의 온오프시간이 늦어지므로 결국 스위칭전원장치를 구동시키는 구동회로의 효율이 떨어지게되고 스위칭트랜지스터와 전원트랜지스터의 손실이 많아져서 많은 열이 발생되기 때문에 회로소자의 신뢰성이 저하되는 문제가 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 소신호로 동작이 가능한 트랜지스터와 저항 및 다이오드로 스위칭전원장치의 구동회로를 구성하여 이 구동회로가 놓은 주파수에서도 안정된 동작을 하게하므로써 보다 효율좋은 스위칭 전원 공급장치의 구동회로를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
이하 본 고안의 구성 및 작용, 효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 고안은 코일(L1)과 콘덴서(C1)(C2)로 구성된 필터회로(1)가 다이오드(D1) -(D4)와 콘덴서(C3)(C4)로 구성된 배전압정류회로(2)에 연결되고, 상기 배전압정류회로(2)는 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)과, 트랜지스터(TR1)와 저항(R3), 제너다이오드(ZD1) 및 콘덴서(C9)로 구성된 초기전원공급회로(5)에 각각 접속되며, 상기 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)은 스위칭트랜지스터(TR3)와 다이오드(D9)로 구성된 스위칭회로(9)에 접속되고, 상기 스위칭트랜스포머(3)의 2차측권선(S3) (S4)은 저항(R2)(R5)과 옵토커플러(OPT1)로 구성된 궤환회로(10)의 발광부가 연결되어 있는 평활회로(4)에 접속되며, 상기 초기전원공급회로(5)는 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S2)이 연결되어 있는 다이오드(D7)와 콘덴서(C10)로 구성된 전원공급회로(6)와 함께 저항(R2)과 옵토커플러(OPT1)로 구성된 궤환회로(10)의 수광부가 연결되어 있는 콘트롤회로(7)에 접속되고, 상기 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S2)이 스위칭회로(9)에 연결되어 구성된 스위칭전원 공급장치에 있어서, 상기 콘트롤회로(7)와 스위칭회로(9) 사이에다 트랜지스터(TR2)와 다이오드(D8)및 저항(R3)(R4)으로 구성된 구동회로(8)를 설치해 놓은 구조로 되어 있다.
제2도는 상기한 구조로 되어 있는 본 고안의 회로도인데, 여기서 교류전원이 잡음제거용 필터(1)를 통하여 배전압 정류회로(2)에 인가되게 되면, 배전압정류회로(2)에서는 직류화된 전압을 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)을 통하여 스위칭회로( 9)에 있는 스위칭트랜지스터(TR3)의 컬렉터에 공급하게 됨과 더불어 콘트롤회로(7)를 구동시키도록 된 초기전원인가회로(5)에 있는 트랜지스터(TR1)의 컬렉터와 저항(R1)을 통하여 베이스에 공급되게 된다. 따라서 트랜지스터(TR1)가 턴온되어 에미터에는 높은 전위가 나타나 콘트롤회로(7)에 인가되므로 콘트롤회로(7)가 동작하게 되어 구동회로(8)를 통해 스위칭트랜지스터(TR1)의 베이스에 듀리씨클 신호를 공급하게 되며, 그에따라 스위칭트랜지스터(TR3)가 턴온되게 된다. 이때 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)으로 부터 2차측권선(S3)(S4)과 트랜스포머(3)의 1차측권선(S2)에 전류가 유기되어 트랜스포머(3)의 2차측에 발생되는 전압이 평활회로(4)를 통과하면서 일정한 직류전압으로된 후 출력단(DC1)(DC2)으로 출력되게 되는 한편, 궤환회로(10)에 있는 저항(R5)을 통하여 옵토커플러(OPT1)의 발광부에도 출력전압이 공급되어 콘트롤 회로(7)에 연결된 옵토커플러(OPT1)의 수광부에 상기 옵토커플러(OPT1)발광부의 빛이 전달되게 된다. 그러면 옵토커플러(OPT1)의 수광부에는 수광된 신호를 전류로 변환하여 콘트롤 회로(7)에 공급하게 되며, 콘트롤 회로(7)에서는 입력된 출력전압의 대소에 따라 출력레벨을 일정하게 조절하기 위하여 듀리 싸이클을 변환시킨 다음 구동회로( 8)를 거쳐 스위칭트랜지스터(TR3)를 온오프시키게 되는 신호를 공급하게 된다.
따라서 스위칭트랜지스터(TR3)의 온오프 동작에 의해 트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)으로부터 2차측권선(S3)(S4)에 유기되는 전류를 가감하게 되어 평활회로(4)를 통하여 출력단(DC1)(DC2)에 나타나는 출력레벨을 조절할 수 있게 되는 것이다.
한편 초기전원공급회로(5)는 도시되지 않은 전원스위치를 턴온시키는 순간에만 콘트롤 회로(7)를 구동시키게 되어 있으며, 그후에는 상술한 트랜스포머(3)의 1차측권선(S2)에 유기된 전류가 전원공급회로(6)의 다이오드(D7)와 콘덴서(C10)에서 반파정류되어 콘트롤 회로(7)에 공급하도록 되어 있기때문에 콘트롤 회로(7)가 계속 안정된 동작을 유지하게 된다.
이와 같은 동작을 하는 스위칭전원공급장치에 있어서 스위칭트랜지스터(TR3)를 온 오프시키는 구동회로(8)를 제3도를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
즉 궤한회로(10)의 옵토커플러(OPT1)에 의해 출력레벨이 궤환되어 콘트롤 회로(7)에 공급되면 콘트롤회로(7)에서는 제3도의 ①과 같은 파형의 듀리싸이클이 출력되어 다이오드(D8)와 트랜지스터(TR2)의 베이스에 공급되게 되는데, 이때 콘트롤 회로 (7)에서 출력되는 듀리싸이클중에서 (+)전압의 기간일때에는 다이오드(D8)에서 부방향(-) 전압이 제거되게 되며, 트랜지스터(TR2)는 역바이어스가 걸리게 되므로 턴 오프되고, 이 때문에 스위칭트랜지스터(TR3)의 베이스에는 제3도의 ②와 같은 파형이 공급되게 된다. 따라서, 스위칭트랜지스터(TR3)는 베이스에 하이레벨이 공급되는 기간동안에만 턴온되게 되고, 이렇게 스위칭트랜지스터(TR3)가 턴온됨에 따라 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)에는 제3도의 ⑤와 같은 파형의 전류가 흐르게 된다. 그리고 부방향(-) 전압인 기간동안에는 다이오드(D8)가 턴오프되어 트랜지스터(TR2)의 베이스에 부(-)전압이 인가되게 되는데, 이때 스위칭트랜지스터(TR3)는 높은 정압에 의해 동작하므로 스위칭트랜지스터(TR3)의 베이스에는 높은 정전압이 걸리도록 되어 있기때문에 스위칭트랜지스터(TR3)의 스위칭시간이 길어져 스위칭트랜지스터(TR3)에 무리가 가해지게 되므로 트랜스포머(T1)의 1차측권선(S2)에 유기된 전류를 다이오드(D9)를 통하여 트랜지스터(TR2)의 에미터에 인가하게 되면 트랜지스터(TR2)는 순간적으로 턴온되어 제3도의 ④와 같은 전류가 흐르게 되며, 그에 따라 스위칭트랜지스터(TR3)의 베이스는 영전위 되므로 스위칭트랜지스터(TR3)가 순간적으로 턴 오프되게 된다.
트랜지스터(TR2)가 턴온되는 동작에 의해 스위칭트랜지스터(TR3)가 턴오프로 되는 시간을 빠르게 하여 컬렉터 손실을 최대한 줄일 수 있게되는 것이다.
이때 스위칭트랜지스터(TR3)의 컬렉터는 제3도의 ③과 같은 파형이 나타나게 되는 한편 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)에서 2차측권선(S3)(S4) 및 1차측권선(S2)으로 전류가 유기되어 출력단(DC1)(DC2)에는 안정된 직류전압이 나타나게 된다.
여기서 출력단(DC1)(DC2)에 나타나는 출력전압의 주파수는 콘트롤 회로(7)의 발진 주파수에 의해 결정되며, 궤한회로(10)에서 궤환되는 신호의 대소에 따라 트랜지스터(Q2)(Q3)의 스위칭시간, 즉, 듀티싸이클이 변화하게 되는바, 이 경우 궤환되는 신호가 작은 경우에는 스위칭트랜지스터(TR3)의 온오프시간을 빠르게 하여 출력전압을 높여주게 되고 궤환되는 신호가 큰 경우에는 스위칭트랜지스터(TR3)의 온오프시간이 늦추어지도록 하여 출력 전압을 감소시켜주어 완전하고 안정된 직류전압이 출력되도록 하게 되는 것이다.
상기한 바와 같은 본 고안은 정밀기기등에 공급되는 출력전압을 안정된 구동회로의 동작에 의해 스위칭트랜지스터의 온오프 시간을 조절하여 일정하게 유지할 수 있게 됨에 따라 정밀기기등의 오동작을 방지할 수 있도록 하게 되는 것이다.
그런데 본 고안은 스위칭트랜지스터를 사용하고 있는 경우의 일실시예에 대해 설명하였으나, 전계효과 트랜지스터(FET)를 사용하게 되면 보다 높은 주파수로도 동작시킬 수가 있게 되어 효율을 향상시킬 수 있음과 더불어 제품의 신뢰성도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 코일(L1)과 콘덴서(C1)(C2)로 구성된 필터회로(1)가 다이오드(D1)-(D4)와 콘덴서(C3)(C4)로 구성된 배전압정류회로(2)에 연결되고, 상기 배전압정류회로(2)는 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)과, 트랜지스터(TR1)와 저항(R3), 제너다이오드 (ZD1) 및 콘덴서(C9)로 구성된 초기전원공급회로(5)에 각각 접속되며, 상기 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S1)은 스위칭트랜지스터(TR3)와 다이오드(D9)로 구성된 스위칭회로(9)에 접속되고, 상기 스위칭트랜스포머(3)의 2차측권선(S3)(S4)이 저항(R2)(R5)과 옵토커플러(OPT1)로 구성된 궤환회로(10)의 발광부가 연결되어 있는 평활회로(4)에 접속되며, 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S2)이 연결되어 있는 다이오드( D7)와 콘덴서(C10)로 구성된 전원공급회로(6)와 초기전원공급회로(5)가 콘트롤회로( 7)에 접속되고, 스위칭트랜스포머(3)의 1차측권선(S2)이 스위칭회로(9)에 연결된 구조의 스위칭전원공급 장치에 있어서, 소신호로 동작가능한 전원트랜지스터(TR2)와 다이오드(D8)및 저항(R3)(R4)으로 구성된 구동회로(8)를 스위칭회로(9)의 앞에 설치해 놓은 것을 특징으로 하는 스위칭 전원 공급장치의 구동회로.
KR2019850017943U 1985-12-28 1985-12-28 스위칭 전원공급장치의 구동회로 KR890000846Y1 (ko)

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