KR810001099Y1

KR810001099Y1 - 자동 전압 절환 스위치 회로

Info

Publication number: KR810001099Y1
Application number: KR2019800005078U
Authority: KR
Inventors: 이상몽
Original assignee: 주식회사금성사; 허신구
Priority date: 1980-08-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1981-09-14

Abstract

내용 없음.

Description

자동 전압 절환 스위치 회로

첨부 도면은 본 고안의 자동 전압 절환 스위치 회로도.

본 고안은 100v/220v 겸용 전기 및 전자 기기에 부착되는 전압 절환 스위치에 관한 것이다.

종래에 사용자가 이와 같이 전압 절환 스위치가 부착된 기기를 사용할 때 전원 전압에 맞도록 스위치가 절환되어 있는 가를 확인해야 되었으며, 간혹 실수로 인해 스위치가 잘못 절환된 상태에서 기기에 전원을 공급할 시에는 기기가 소손되는 위험마저 있었다.

본 고안은 상술한 제결점을 감안하여 안출한 것으로, 사용자가 단순히 기기를 전원에 연결하기만 하면 전원 전압에 따라 기기내에서 회로가 자동적으로 절환되게 한 것이다. 즉, 공급전원의 전압에 따라 자동적으로 전압이 100V일 때는 전원이 기기에 내장된 변압기 1차 권선의 100V탭(tap)으로 인가되도록 절환되고, 전압이 220V일때는 200V 탭으로 인가되도록 절환되어서, 공급전원 전압의 변동에 관계없이 2차 출력 전압이 일정하게 유지되도록 한 것인데, 이를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면을 참조하면, 본 고안의 자동 전압 절환 스위치회로는 플럭(1)과 100V/220V 겸용 변압기(T₁) 사이에 구성되는데, 제1선로(g)는 공통 선로로써 변압기(T₁) 1차측의 공통 탭(d)에 연결되고, 제2선로(h)는 인가 전압에 따라 퓨우즈(fuse1) 및 100V 통과 회로(4)를 거쳐 변압기(T₁)의 중앙 탭(e)에 연결되거나 퓨우즈(fuse2) 및 220V 통과 회로(6)을 거쳐 변압기(T₁)의 상부 단자(f)에 연결된다.

제1트라이액 회로(4)는 트라이액(triac1)으로 구성되는데, 이 트라이액(triac1)에 걸리는 부하가 유도성 부하인 연유로 직렬연결된 저항기(R)와 콘덴서(C)를 이 트라이액(triac1)의 캐소우드(T₁) 및 애노우드(T₂) 사이에 병렬로 연결하여 트라이액(triac1)의 오동작을 방지하도록 하였다. 또한 100V 용트리거회로(3)를 구성하여 상기 트라이액(triac1)의 게이트(G)와 캐소우드(T₁)간의 전류를 제어할 수 있도록 하였다. 즉, 게이트 전류 및 제1, 제2트리거 회로(3, 5)의 바이어스 전압을 제공하기 위해서, 보조 변압기(T₂)를 선로(g, h)사이에 연결하고, 이 변압기의 2차측의 단자사이에 다이오드(D₁)와 콘덴서(C₁)를 연결하여 정류 회로(2)를 구성하였다. 따라서, 100V인가시 상기 정류회로(2)의 a점에서의 전류가 저항기(R₁)→ 다이오드(D₃)→ 트랜지스터(TR₁)의 베이스, 에미터→ 공통단자(b)로 흐르게 됨에 따라, a점에서의 전류는 퓨우즈(fuse1)→ 트라이액(triac1)의 캐소우드(T₁), 게이트(G)→ 저항기(R₅)→ 트랜지스터(TR₁)의 콜렉터, 에미터→ 공통단자(d)로 흐르게 되어, 제1트라이액회로(4)의 트라이액(triac1)이 통전한다. 이에 따라 공급 전압 100V는 변압기(T₁)의 중앙탭(e)에 걸리게 된다. 여기서, 제1트리거 회로(3)의 저항기(R₁)는 트랜지스터(TR₁)의 베이스의 최대 전류를 넘지 않게 설정하고, 저항기(R₅)는 트라이액(triac1)의 게이트 트리거를 실패하지 않는 범위내에서 게이트 전류를 제한하는 값으로 설정하였다. 또한 콘덴서(C₂)를 트랜지스터(TR₁)의 베이스와 공통단자(b)사이에 구성하여 스위치(SW₁)를 "온" 할시 트랜지스터(TR₁)를 일정시간동안 지연하도록 하였는데 후에 상세히 설명된다.

220V의 전압이 기기에 공급될 때 동작하는 제2트라이액 회로(6)도 제1트라이액 회로(4)와 마찬가지로 트라이액(triac2), 저항기(R), 콘덴서(C)로 구성된다. 이 트라이액(triac2)을 제어하는 220V용 트리거 회로(5)의 바이어스 전압은 상술한 정류회로(2)의 a점에서 공급된다. 즉, 제2트리거 회로(5)의 제너다이오드(D₂)를 그 캐소우드가 a점에 또한 그 애노우드가 C점에 연결되게 구성함에 따라, 기기에 공급되는 220V의 전압에 대응하는 정류 전압(즉, a점에서의 전압인데, 예를들어 22VDC)에 의해 이 제어 다이오드(D₂)가 도통하게 되어, C점과 공통단자(b) 사이에 연결된 저항기(R₂) 양단에 전압강하가 생기고, a점에서의 전류는 제너 다이오드(D₂)→ 저항기(R₃)→ 트랜지스터(TR₂)의 베이스, 에미터→ 공통단자(b)에 흐르게 되는 연유로, 트랜지스터(TR₂)가 통전하게 되고 이에 따라 트랜지스터(TR₁)는 비도통 상태로 되어지며, 또한 C점에서의 전류는 저항기(R₄)→트랜지스터(TR₃)의 베이스, 에미터→공통단자(b)에 흐르게 된다. 따라서, 트랜지스터(TR₃)는 도통 상태를 유지하게 되어 a점에서 의전류는 퓨우즈(fuse2)→ 트라이액(triac2)의 캐소우드(T₁), 게이트(G)→저항기(R₆)→ 트랜지스터(TR₃)의 콜렉터, 에미터→ 공통단자b로 흐르게 되므로, 인가된 220V의 전압은 트라이액(triac2)을 경유해서 변압기(T₁)의 220V 탭(f)에 공급된다.

상기회로 구성에서의 220V 기준 전압 검출용 다이오드(D₂)는 120V의 전압이 전원으로부터 공급되어도(즉, 100V 일때의 a점 전압 x 1.2)도통하지 않게 이 제너 다이오드(D₂)의 임계전압을 설정하였다. 즉 정류 회로(2)의 a점의 전압은 변압기(T₂)의 1,2차측 권선비에 의해 설정된 전압이므로, 전원전압이 100V일 때 a점의 전압이 10VDC라고 하면, 전원 전압이 220V일때 a점의 전압은 22VDC가 된다. 이 차이의 전압에 의해서 100V 인가시에는 제너 다이오드(D₂₎가 동작하지 않으나 200V인가시에는 동작하게 되어, 전압에 따라 해당트리거 회로가 동작하게 되어 각트라이 액이 작용하게 되는 것이다. 또한 제2트리거 회로의 트랜지스터(TR₂)의 V_CE(SAT)가 0.1V정도이면 트랜지스터(TR1)는 완전히 비도통 되지만, 트랜지스터(TR2)의 베이스 전류가 모자라거나 상기V_CE(SAT)가 0.6V 이상이 되면 트랜지스터(TR₁)가 도통이 될 우려가 있다. 그러나, 이것은 본 고안의 회로에서 트랜지스터(TR₁)의 오동작 방지용 다이오드(D₃)의 구성으로 제거된다. 즉, 다이오드(D₃)가 실리콘 다이오드이기 때문에 그 통전 전압이 0.6V인 연유로 트랜지스터(TR₂)의 도통시 트랜지스터(TR₁)는 완전히 비도통 상태를 유지하게 되는 것이다.

본 고안의 자동 전압 절환 스위치 회로에 있어서는, 전원 전압이 120V를 넘어 130V 정도에 이르게 되면 C점 전압에 의해 트랜지스터(TR₂)의 베이스에 전류가 흐를 수 있게 저항기(R₃)의 저항값을 설정하고 180V 이상의 전원 전압이 공급될 때 트라이액(triac 2)의 게이트 전류가 충분히 흐를 수 있게 트랜지스터(TR₃)의 베이스 전압을 조절할 수 있도록 저항기(R₄)의 저항값을 선정하였다. 따라서, 120V 이상 130V 이하에서 트라이액(triac1)이 동작하고 또한 130V 이상 180V 미만에서 모든 기기가 100V 상태로 동작하면 과전압에 의한 위험이 있고, 220V 일때의 상태로 동작해도 감전압에 의한 위험이 발생할 위험성이 있으므로, 어떤 상태로든지 동작을 하지 못하게 하다가, 180V 이상의 전원 전압이 공급되면 트라이액(triac2)이 도통하게 된다. 더욱이, 본 고안의 자동 전압 절환 스위치는 교류 신호를 다루는 것이기 때문에, 100V에서 220V로 서서히 가변되어 트랜지스터(TR₁)가 동작을 하지 못하는 전위에서는, 트라이액(triac1)이 전원 전압의 교번되는 전압에 의해 스스로 비도통 상태로 돌입함으로써 문제점이 없다. 또한 각트리거 회로(3, 5)에 공급되는 전원은 일단 정류된 전압이 콘덴서(C₁)에 충전되기 때문에 0 전위기 형성될 수 없으므로, 트랜지스터(TR₁,TR₂,TR₃)는 전원 전압이 공급되지 않는 경우를 제외하고는 트랜지스터(TR₁)에 의해 트라이액(triac1)이, 트랜지스터(TR₃)에 의해 트라이액(triac2)가 도통될 수 있게끔 항시 준비된 상태에 있다.

본 고안의 자동전압 절환 스위치 회로에서, 100V 용트리거회로(2)에 구성된 콘덴서(C₂)는 전원 스위치(SW₁)를 연결할 때 220V가 공급되면, 처음 상승하는 교류 전압에 의해 트랜지스터(TR2)가 도통하고 이에 따라 트랜지스터(TR₁)가 도통하는 것을 막기 위해 트랜지스터(TR₁)의 베이스 전압을 일정시간(R₁×C₂)동안 동작하지 못하게 하는 특성을 지니고 있으므로, 본 고안의 자동 전압 절환 스위치 회로는 언제나 안정된 동작을 행할 수 있다. 또한, 전원스위치(SW₁)를 "오프" 시킬 때 a점의 전압이 떨어져 다이오드(D₂)가 비도통, 트랜지스터(TR₂, TR₃)가 비도통, 트랜지스터(TR₁)이 도통됨에 따라, 트라이액(Triac1)의 게이트 전류를 흘리더라도 이미 전원 전압이 공급되지 않는 상태이동로 트라이액(triac1) 또는 트라이액(triac2)의 어느쪽도 동작하지 않게 되어, 동작상 문제점이 발생하지 않는다.

상술한 바와 같은 본 고안의 전원 전압 절환 스위치는 인가되는 전압에 따로 사용자의 확인을 요함이 없이 자동적으로 절환되어지는 연유로, 다양한 전기 및 전자기기에 편리하게 사용할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

도면에 표시된 바와 같이, 플럭(1)에 인가된 전압이 저저압일 시에는 정류부(2) 및 제1트리거회로(3), 제1트라이액회로(4)를 거쳐 변압기(T₁)의 1차측 중간탭(e)에 연결되고, 고전압일 시에는 정류부(2) 및 제2트리거회로(5), 제2트라이액회로(6)을 거쳐 상기 변압기(T₁)의 종단 탭(f)에 연결되도록, 상기 제2트리거회로(5)에 제너 다이오드(D₂) 및 트랜지스터(R₂)가 구성된 특징을 지닌 자동 전압 절환 스위치 회로.