KR900003298Y1 - 스위칭형 안정화 전원회로 - Google Patents

스위칭형 안정화 전원회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

스위칭형 안정화 전원회로
제1도는 본 고안의 회로도.
제2도는 종래의 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
A : 오차전압 검출회로 T : 트랜스
Q1, Q2, Q3, Q11, Q12, Q13: 트랜지스터 D1, D3, D4, D5: 다이오드
C1, C2, C3, C4: 콘덴서 RL : 부하
N1-N4: 권선
본 고안은 자려발진식 스위칭형 안정화 전원회로에 관한 것으로써 입력전압이 넓은 범위(90-270V)에서도 전력손실이 없고, 안정된 스위칭 소자의 바이어스 전류 공급이 이루어질 수 있게 한 것에 주안점을 둔 것이다.
종래에는 제2도와 같이 입력단자(a)와 트랜지스터(Q11) 사이에 저항(R11)과 트랜스(T)의 1차권선(N1)을 연결하고, 2차권선(N2)의 단자점에서 콘덴서(C11)와 저항(R14)을 통해 트랜지스터(Q11)의 베이스측에 연결하며 이와 병렬되게 저항(R12)과 제너다이오드(D12), 트랜지스터(Q12) 및 저항(R13)을 연결하여 구성된 정전압형의 베이스 바이어스 공급회로를 구성하였는데 이를 살펴보면, 입력단자(a)에 입력전압이 인가되면 저항(R11)을 통해 트랜지스터(Q11)의 베이스에 전류가 흐르고, 이 전류에 의해 트랜지스터(Q11)의 콜렉터에도 전류가 흐르기 시작하여 트랜스(T)의 1차권선(N1)의 돗트점에 정(+)극성의 전압이 발생되어 2차권선(N2)에도 돗트점에 정(+)극성의 전압이 유기되어 콘덴서(C11)와 저항(R14)을 통해 콜렉터측의 전류로 증가하여 트랜스(T)의 1차권선(N1)의 발생전압도 증가하고, 2차권선(N2)의 유기전압도 증가하여 트랜지스터(Q11)의 베이스 전류는 더욱 증가하므로서 트랜지스터(Q11)은 급격히 도통하게 된다.
따라서 1차권선(N1)의 전압은 거의 입력전압(Vi)이 걸리게 되고 2차권선(N2)의 유기전압은이 된다.
여기서 n1, n2은 1, 2차 권선수이고, Vi는 입력전압이다.
이 전압은 저항(R12)을 통해 제너다이오드(D12)의 제너전압으로 강화되고, 또한 이 전압은 트랜지스터(Q12)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q12)의 에미터에는 일정한 전압이 얻어지게 되고, 저항(R13)을 통해 흐르는 전류도 일정하게 된다.
따라서, 입력전압에 관계없이 거의 일정한 바이러스 전류를 공급하게 되나, 유기된 2차 권선의 전압(VN2)과 트랜지스터(Q12)의 에미터 전압과의 차의 전압은 트랜지스터(Q12)에서 강하되고, 강하딘 전압과 트랜지스터(Q12)의 에미터 전류 즉, 저항(R13)을 통해 흐르는 전류와의 곱은 손실로 된다.
만약 90V 입력시 충분한 트랜지스터(Q11)의 바이러스 전류를 공급하도록 저항(R12)(R13), 제너다이오드(D12)를 설정하였을 때, 2차권선(N2)의 유기전압은로 됨으로써, 270V 입력시에는 90V 입력시의 권선(N2)의 유기전압보다 3배 정도 높게 됨으로써 트랜지스터(Q12)에서의 전력손실은 매우 크게된다.
또한, 트랜지스터(Q11)가 온되어 있는 동안 1차권선(N1)에 흐르는 전류에 의해 1차권선(N1)에 축적되는 자기 에너지는 트랜지스터(Q11)가 오프된 후의 1차권선(N1)의 전압은 돗트점에 부(-)극성의 전압으로 반전되므로 권선(N3)과 권선(N4)의 유기전압도 돗트점에 부(-)극성의 전압으로 되어 다이오드(D13)(D14)를 통해 정류되고, 콘덴서(C12)(C13)에 의해 평활되며 콘덴서(C12)의 충전전압은 부하(RL)에 전원전압으로 인가된다.
그리고, 콘덴서(C13)의 전압은 권선(N3)(N4)의 밀결합에 의해 콘덴서(C12)의 전압과 비례한 전압이 얻어지며, 이 전압의 안정화에 의해 콘덴서(C12)의 전압을 안정화 하도록 된다.
이를 위해 콘덴서(C13)의 전압은 오차검출 회로(A)에 인가되어 설정된 전압과 비교하여 오차분을 검출해서 오차가 적게 되도록 트랜지스터(Q13)의 콜렉터 전류의 제어에 의해 트랜지스터(Q11)의 베이스 전류를 제어하므로서 콘덴서(C12)의 출력전압을 안정시키도록 하였으나, 입력 전압의 초기전압 인가시에 콘덴서(C13)의 충전전압은 ＂0＂이며, 오차전압검출회로(A)에 의한 트랜지스터(Q13)의 베이스 전류도 ＂0＂이므로 트랜지스터(Q11)의 베이스에는 트랜지스터(Q12)의 에미터 전류의 모든 값으로 됨으로써 트랜지스터(Q11)에는 과대 바이어스가 걸리게 되어 트랜지스터(Q11)가 파손되는 경우가 발생하는 문제점을 가지고 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 전력 손실이 없고 안정된 스위칭 소자의 바이어스 전류를 공급시킬 수 있게 한 것으로서, 이를 첨부도면 제1도에 따라서 설명하면 다음과 같다.
입력 전원단자(a)와 트랜지스터(Q1) 사이에 저항(R1)과 트랜스(T)의 1차권선(N1)을 접속하고 2차권선(N2)의 단자점에 콘덴서(C1)와 저항(R4)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결하며 2차권선(N2)의 양단에 트랜지스터(Q2)와 저항(R5)(R6). 제너다이오드(D6) 및 다이오드(D5)에 접속하여서 다이오드(D5)의 애노드측과 트랜지스터(Q1)의 베이스 사이에 콘덴서(C4)를 연결시키고 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스를, 에미터를 접지시킨 트랜지스터(Q3)의 콜렉터측에 연결하여 베이스에서 오차전압검출회로(A)를 통해 4차권선(N4)에 연결된 콘덴서(C3)와 다이오드(D4)에 연결하고 3차권선(N3)에 다이오드(D3)와 콘덴서(C2)를 연결하여서 콘덴서(C2)의 양단에 부하(RL)를 접속시켜서 된 것이다.
이와 같은 회로로서 구성된 본 고안의 동작 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
입력단자점(a)에 입력전압(Vi)이 인가되면 트랜지스터(Q1)는 즉시 도통상태가 되므로 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전류는 서서히 증가하여 콘덴서(C1)와 저항(R4)에 의해 공급되는 베이스 전류의 hfe(전류이득)배까지 증가하면, 트랜지스터(Q2)는 오프되고, 트랜지스터(Q1)가 온된 시간동안 트랜스(T)의 1차권선(N1)에 축적된 자기 에너지는 3차권선(N3)을 통해 방출된다.
트랜지스터(Q1)의 도통중에 1차권선(N1)에 축적된 자기에너지가 오트중에 3차권선(N2)을 통하여 돗트점에 부(-)극성으로 된다.
트랜지스터(Q1)의 도통중에 각 권선의 유기전압은 돗트점의 정(+)극성으로 되고 오프중에 각 권선의 유기전압은 돗트점의 부(-)극성의 전압으로 유기되고, 다이오드(D3)와 콘덴서(C2)에 의해 정류되어 콘덴서(C2)의 충전전압은 증가된다.
이때, 2차권선(N2)에는 콘덴서(C2)의 충전전압과 권선비에 비례한 돗트점의 부(-)극성 전압이 유기되어 다이오드(D1)(D5)를 거쳐 콘덴서(C1)에 충전시킨다.
이때, 트랜지스터(Q2)의 베이스 에미터간에는 다이오드(D5)의 양단전압에 의해 역바이어스로 되어 트랜지스터(Q2)는 오프된다.
1차 권선(N1)에 축적된 자기에너지가 2차권선(N2)을 통해 모두 방출된 후에는 트랜지스터(Q1)가 다시 온되고 각 권선의 유기전압은 다시 돗트점 정(+)극성의 전압으로 된다.
이때, 트랜지스터(Q2)의 에미터 전위는 콘덴서(C1)의 충전전압에 의해 접지점보다 낮은 부(-)전위를 갖게 되며 저항(R5)을 통해 흐르는 트랜지스터(Q2)의 베이스 전류에 의해 트랜지스터(Q2)는 도통되어 콘덴서(C4)의 충전전압은 트랜지스터(Q1)의 베이스에미터 →트랜지스터(Q2)의 콜렉터 에미터→ 저항(R6)의 폐회로를 통해 방전된다. 이에 따라 최초로 트랜지스터(Q1)가 온일때의 콘덴서(C1)와 저항(R4)에 의한 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류보다 콘덴서(C4)의 방전전류만큼 증가된 전류가 트랜지스터(Q1)의 베이스에 흐르게 되어 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전류(JC)가 IC=hfe×〔콘덴서(C1)와 저항(R4)에 의한 전류+콘덴서(C4)의 방전전류의 값으로 될때 트랜지스터(Q1)는 오프된다.
따라서, 트랜지스터(Q1)이 도통되는 기간동안 권선(N1)에 축적되는 자기에너지는 최초로 트랜지스터(Q1)의 도통기간보다 크게되어 트랜지스터(Q1)의 오프시 2차권선(N2)을 통해 방출되는 에너지의 양은 더욱 크게되어 콘덴서(C2)의 충전전압은 더욱 증가한다.
그리고, 콘덴서(C4)의 충전전압도 증가된다.
다시 1차권선(N1)의 방출이 완료되고 트랜지스터(Q1)가 도통되면 증가된 콘덴서(C4)의 충전전압에 의해 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류도 증가된다.
이와 같이 트랜지스터(Q1)의 베이스 바이어스 전류의 점차적인 증가에 의해서 트랜지스터(Q1)가 온/오프동작을 반복함에 따라 콘덴서(C2)의 충전전압과 콘덴서(C4)의 충전전압은 계속 증가하여 베이스 바이어스 전류를 증가시키게 된다.
그리고 콘덴서(C2)의 충전전압과 비례하여 4차 권선(N4)과 다이오드(D4) 및 콘덴서(C3)에 의한 정류 전압을 얻게되며, 이 전압은 오차전압검출회로(A)에 인가되어 설정된 전압과 비교하여서 오차를 검출해서 오차전압이 작게 되도록 트랜지스터(Q3)의 베이스 전류를 가감함으로써 트랜지스터(Q3)의 콜렉터 전류를 변화시켜 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류를 제어하게 한다.
즉, 콘덴서(C3)의 전압이 설정전압보다 높게되면 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류를 작게하여 트랜지스터(Q1)의 도통시 1차권선(N1)의 축적되는 자기 에너지의 양을 감소시켜 트랜지스터(Q1)의 오프기간중 권선(N3)을 통해 콘덴서(C2)에 공급되는 에너지 양을 적게하여 전압이 낮아지도록 하고, 설정전압보다 낮으면 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류를 크게하여 트랜지스터(Q1)의 오프기간중에 콘덴서(C2)에 공급되는 에너지의 양을 크게하여 전압이 높아지도록 한다.
이와 같은 동작에 의해서 콘덴서(C2)(C3)의 충전전압은 설정된 전압에서 안정되므로 콘덴서(C4)의 충전전압은이 된다.
상기에서 VC4와 VC2는 콘덴서(C4)(C2)의 충전전압이고, VD1과 VD5는 다이오드(D1)(D5)의 순방향전압이며, n2와 n3는 권선(N2)(N3)의 권수를 나타낸 것이다.
이와 같이 안정상태에서 콘덴서(C4)의 충전전압은 입력전압(Vi)과 관계없이 일정한 전압으로 된다.
제너다이오드(D6)는 트랜지스터(Q3)의 도통시 저항(R6)의 양단전압과 전류를 일정하게 유지시켜 주기 위한 것으로, 부하(RL)가 단선되었을때 출력전압 상승에 의한 콘덴서(C4)의 전압상승으로 인하여 트랜지스터(Q1)의 과대 바이어스 전류를 제한시켜 주게 된다.
이와 같이 동작하는 본 고안은 입력전원단자에 입력전압(Vi)이 인가된 후 트랜지스터(Q1)의 베이스측 바이어스 전류가 출력전압의 상승에 따라서 점차적으로 증가함으로써 초기과도 현상을 완전히 제거하게 되고, 콘덴서(C4)의 일정한 충전전압에 의한 베이스측의 바이어스 전류공급이 이루어지게 되어 입력전압이 넓은 범위〔90-270V〕에서도 전력손실이 없는 안정된 바이어스 전류공급이 이루어지게 되는 매우 이상적인 것이다.

Claims (2)

  1. 블록킹식 자려 발진에 의해 구성된 스위칭형 안정화 전원회로에 있어서, 트랜스(T)의 2차권선(N2)에 트랜지스터(Q2)를 구비하여 베이스 에미터 사이에 저항(R5)(R6)과 제너다이오드(D6) 및 다이오드(D5)를 연결하고, 이 다이오드(D5) 양단에 콘덴서(C4)와 콘덴서(C1), 저항(R4)을, 트랜스(T)의 1차 권선에 접속된 스위칭 용 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결함과 동시에 역방향 다이오드(D1)를 접지점에 연결하여서 됨을 특징으로 하는 스위칭형 안정화 전원회로.
  2. 제1항에 있어서, 트랜지스터(Q2)의 베이스측과 다이오드(D5)의 애노드 사이에 부하(RL) 단선시 과대 바이어스 전류 차단용 제너 다이오드(D6)를 연결한 것을 특징으로 하는 스위칭형 안정화 전원 회로.
KR2019860016669U 1986-10-30 1986-10-30 스위칭형 안정화 전원회로 KR900003298Y1 (ko)

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