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KR101399657B1 - Pulse type power supply circuit with bipolar variable output voltage - Google Patents

Pulse type power supply circuit with bipolar variable output voltage Download PDF

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KR101399657B1
KR101399657B1 KR1020120134586A KR20120134586A KR101399657B1 KR 101399657 B1 KR101399657 B1 KR 101399657B1 KR 1020120134586 A KR1020120134586 A KR 1020120134586A KR 20120134586 A KR20120134586 A KR 20120134586A KR 101399657 B1 KR101399657 B1 KR 101399657B1
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KR
South Korea
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npn transistor
base
pulse
resistor
terminal
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Application number
KR1020120134586A
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Korean (ko)
Inventor
정강률
유두희
Original Assignee
순천향대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a pulse type power supply circuit with bipolar variable output voltage, comprising: two stable power ends being in an insulation state; a control signal generating part for receiving a pulse signal of an arbitrary level outputted by a control board, driving an NPN transistor via a first pulse (pulse 1) and a base resistor, receiving a pulse signal occurring at a second pulse (pulse 2), delivering the pulse signal to a secondary side of a pulse transformer (PT), driving the NPN transistor via the base resistor and controlling output voltage; a positive voltage driving circuit part and a negative voltage driving circuit part receiving voltage from the power ends and driven according to a control signal from the control signal generating part; and a switching part controllable according to output signals of the positive voltage driving circuit part and the negative voltage driving circuit part. The present invention provides a power supply circuit capable of supplying a bipolar variable direct current power to an electrical and electronic device or an image device, which needs the bipolar variable direct current power, different from a traditional electrical and electronic device, which needs regular direct current power, thereby simplifying a system control operation via a simple configuration, enhancing operational reliability and improving shortcomings of lowering system efficiency caused by a traditional configuration made up of many elements.

Description

양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로{PULSE TYPE POWER SUPPLY CIRCUIT WITH BIPOLAR VARIABLE OUTPUT VOLTAGE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a pulsed power supply circuit having a bipolar variable output voltage,

본 발명은 전원공급회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제어보드에 의해 발생되는 임의의 레벨의 펄스(pulse) 신호에 의해 출력전압의 레벨을 가변시키는 제어신호발생부와, 제어신호발생부의 출력신호를 이용하여 스위칭부의 스위치를 구동시키는 구동회로부를 포함하고, 출력전압이 양극성으로써 그 레벨 또한 가변되는 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply circuit, and more particularly, to a power supply circuit that includes a control signal generator for varying a level of an output voltage by a pulse signal of an arbitrary level generated by a control board, To a pulsed power supply circuit having a bipolar variable output voltage whose output voltage is positive and whose level is also variable.

산업전반에서 통상적으로 이용되고 있는 전기전자기기들은 주로 안정된 직류전원을 필요로 한다. 그러나 최근 들어 새롭게 등장하고 있는 고급 전기전자기기들이 그 성능의 구현을 위해 펄스형 전원을 필요로 하게 되면서, 이 같은 전기전자기기들을 부하로 하는 펄스형 전원공급장치가 주목을 받게 되고, 이를 구동하기 위한 전원공급회로가 요구되고 있다. 특히, 이러한 전원공급회로는 출력전압이 두 극성을 가지는 양극성의 특징을 가지며, 또한 출력전압의 레벨을 가변할 수 있는 성능을 보이게 된다.Electric and electronic devices commonly used in the industry generally require a stable DC power source. However, recently, as the advanced electric and electronic appliances newly emerging require a pulsed power supply for realizing their performance, a pulsed power supply with such electric and electronic devices as a load is attracting attention, A power supply circuit is required. Particularly, such a power supply circuit has a bipolar characteristic in which the output voltage has two polarities, and exhibits a performance capable of varying the level of the output voltage.

상기한 정(+), 부(-)의 양극성 출력전압을 구현하기 위한 종래의 전원공급회로에서는, 부(-)전압을 출력하기 위하여 별도의 전용구동회로를 적용하거나 절연형 변압기를 사용하므로 추가적인 권선이 불가피하여 변압기의 설계가 복잡하게 되는 단점이 있다. 뿐만 아니라 스위칭회로의 구동과 제어를 위한 회로를 추가적으로 적용해야 하기 때문에 사용되는 소자의 수가 증가하게 되고, 위와 같은 복잡한 회로구조 등으로 인하여 회로 동작의 신뢰성이 저하되며, 시스템의 전체효율이 감소되는 문제점이 발생된다.In the conventional power supply circuit for implementing positive and negative bipolar output voltages, a separate dedicated drive circuit is used to output a negative voltage or an insulated transformer is used. The winding is inevitable and the design of the transformer becomes complicated. In addition, since the circuit for driving and controlling the switching circuit needs to be additionally applied, the number of elements used increases, and the reliability of the circuit operation is lowered due to the complicated circuit structure, Lt; / RTI >

또한 출력전압의 가변을 위해서 종래에는 전압레귤레이터 등을 이용하거나, 출력측에 추가적인 오차증폭기를 사용한 궤환(feedback) 회로를 적용하였다. 하지만 이러한 구조는 전체적인 구성이 복잡해지는 문제가 있고, 이 오차증폭기의 게인과 오프셋(offset) 전압으로 인한 제어의 정밀함이 감소되고, 또한 시스템의 안정성을 위해 궤환시스템의 위상을 보상하기 위한 설계도 고려해야 하는 어려움이 발생된다.Further, in order to vary the output voltage, conventionally, a voltage regulator or the like is used, or a feedback circuit using an additional error amplifier is applied to the output side. However, such a structure has a problem in that the overall configuration becomes complicated, the precision of control due to the gain and offset voltage of the error amplifier is reduced, and a design for compensating the phase of the feedback system for the stability of the system must be considered Difficulties arise.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 위와 같은 스위칭(switching) 방식이 아닌 제어가 용이하고 구성이 간결한 리니어(linear)방식으로 대체하게 되었고, 이러한 방식을 구현하기 위해 스위칭소자들을 적용한다. 이 스위칭소자는 제어방식과 반응속도, 임피던스를 고려하여 선정하게 되고, 여기서는 스위칭소자의 한 예로 트랜지스터를 제시한다. 도 1은 트랜지스터의 특성곡선을 나타낸다. 도 1과 같이 특성곡선은 크게 포화영역과 활성영역으로 나뉠 수가 있으며, 여기서 포화영역은 트랜지스터가 스위치와 같은 역할을 하게 되며, 활성영역은 선형(linear)영역이라고도 일컬으며, 도 1을 참조하면, 포화점과 차단점 사이에서 베이스단 전류(IB)에 의한 컬렉터전류에 따라 컬렉터-이미터 전압(VCE)이 변화됨을 확인 할 수 있다. 다시 말해, 이 영역을 이용하면 트랜지스터가 마치 가변저항처럼 동작하게 되어 트랜지스터의 베이스단에 인가되는 입력신호의 크기에 따라 트랜지스터의 컬렉터-이미터 전압(VCE)이 변화되는 특성을 이용하여 간단하게 시스템의 출력전압이 가변될 수 있도록 제어가 가능하게 된다.
In order to overcome such a problem, a linear method which is easy to control and simple in configuration, instead of the above-mentioned switching method, has been replaced with a linear method, and switching elements are applied to realize this method. This switching element is selected in consideration of the control system, the reaction speed, and the impedance. Here, a transistor is shown as an example of the switching element. 1 shows a characteristic curve of a transistor. As shown in FIG. 1, the characteristic curve can be divided into a saturation region and an active region, where the transistor serves as a switch, and the active region is also referred to as a linear region. Referring to FIG. 1, It can be seen that the collector-emitter voltage (V CE ) changes with the collector current due to the base-stage current (I B ) between the saturation point and the break-off point. In other words, by using this region, the transistor operates as a variable resistor, so that the collector-emitter voltage (V CE ) of the transistor is changed according to the magnitude of the input signal applied to the base end of the transistor. So that the output voltage of the system can be controlled to be variable.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0102776호(2010.09.27.)Korean Patent Publication No. 10-2010-0102776 (2010.09.27.)

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 펄스형 전원을 입력으로 하는 최근의 여러 고급 전기전자기기들이 펄스형 전원공급회로를 필요로 하므로, 이를 위하여 종래의 복잡한 회로를 대신하여 회로의 구성이 간단하여 제어가 용이하고 시스템의 노이즈와 신뢰성이 높은 제어방식을 택하여 시스템의 효율을 높이고 출력전압 가변에 빠른 반응속도 등을 포함한 장점을 가지는 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a pulse-type power supply circuit in which a plurality of advanced electric / In place of the conventional complex circuit, the circuit has a simple configuration and is easy to control. The control system adopts a control system with high noise and reliability of the system to increase the efficiency of the system. The bipolar variable output Voltage power supply circuit.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로는, 정(+), 부(-)의 극성을 가지며 펄스형 출력전압이 가변되는 전원공급회로로써, 절연된 전원단의 전압 Vpos의 정(+) 전압단자에 정(+)의 출력전압을 발생시키는데 이용되는 제어신호발생부의 저항 R1의 일단이 연결되고 동시에 스위칭부의 스위치 Qpos를 구동하기 위한 PNP트랜지스터 Q2의 이미터와 NPN트랜지스터 Q3의 컬렉터단이 연결되고 상기 스위칭부의 NPN트랜지스터 Qpos의 컬렉터단이 연결된다. 상기 저항 R1의 타단에는 상기 PNP트랜지스터 Q2의 베이스단과 함께 펄스(pulse) 신호에 따라 출력전압의 레벨을 가변시키는 NPN트랜지스터 Q1의 컬렉터단이 연결된다. 그리고 제어보드에서 출력되는 펄스 신호가 제어신호발생부인 제1펄스발생부(pulse 1)에 입력이 되고 제1펄스발생부(pulse 1)의 출력신호는 베이스저항 Rb1을 거쳐 상기 NPN트랜지스터 Q1의 베이스단에 입력되며 상기 NPN트랜지스터 Q1의 이미터단은 상기 절연된 전원 Vpos의 접지단과 연결된다. 상기 PNP트랜지스터 Q2의 컬렉터단은 상기 NPN트랜지스터 Q3의 베이스단과 연결되고 Q3의 이미터단은 베이스저항 R2의 일단과 연결되고 상기 저항 R2의 타단은 스위칭부의 NPN트랜지스터 Qpos의 베이스단과 연결된다. 상기 절연된 전원 Vpos와 직렬로 연결된 또 다른 절연된 전원 Vneg의 정(+) 전압단자는 상기 절연된 전원단 Vpos의 접지단과 연결된다. 이 때 부(-)의 출력전압을 발생시키는데 이용되는 제어신호발생부의 NPN트랜지스터 Q4의 컬렉터단은 저항 R3의 일단과 연결되고 상기 저항 R3의 타단은 상기 전원단의 전압 Vpos의 정(+) 전압단자에 연결된다. 상기 NPN트랜지스터 Q4의 이미터단은 상기 NPN트랜지스터 Q5의 베이스단에 연결되고 또한 제어보드에서 출력되는 제어 펄스 신호가 제어신호발생부인 제2펄스발생부(pulse 2)에 입력되고 제2펄스발생부(pulse 2)의 출력신호는 절연된 펄스트랜스(PT)를 통해 베이스 저항 Rb2를 거쳐 상기 NPN트랜지스터 Q4의 베이스단에 인가된다. 그리고 상기 NPN트랜지스터 Q5의 컬렉터단은 상기 NPN트랜지스터 Q4의 컬렉터단과 연결되고 상기 NPN트랜지스터 Q5의 이미터단은 베이스저항 R4의 일단이 연결되고 상기 베이스저항 R4의 타단은 스위칭부의 NPN트랜지스터 Qneg의 베이스단과 연결되고, 여기서 상기 스위칭부의 NPN트랜지스터 Qpos와 Qneg는 직렬로 연결되어 있고, 이 연결된 부분과 상기 절연된 전원 Vpos의 접지단 사이에 부하가 연결되고 상기 접지단과 절연된 또 다른 접지단이 있는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a pulsed power supply circuit having a positive polarity and a negative polarity, the pulsed output voltage being variable, and one end of the power supply terminal voltage V pos of the positive (+) voltage terminal positive control signal is generated which is used to generate the output voltage of the portion of the resistor R 1 connected and at the same time, the PNP transistor for driving the switching unit switches Q pos emitter and collector terminal of the NPN transistor Q 3 of Q 2 is connected and the collector terminal of the NPN transistor Q of the switching part is connected to pos. The collector terminal of the NPN transistor Q 1 , which varies the level of the output voltage according to a pulse signal, is connected to the other end of the resistor R 1 together with the base end of the PNP transistor Q 2 . And a pulse signal outputted from the control board, the control signal generating deny the first pulse generator (pulse 1) to the input is the first pulse generating unit outputs signals (pulse 1) is the NPN transistor through a base resistance R b1 Q 1 And the emitter terminal of the NPN transistor Q 1 is connected to the ground terminal of the isolated power source V pos . The PNP transistor collector terminal of Q 2 is connected to end and the base of the NPN transistor Q 3 and Q 3 of the already teodan a base connected to one end and the other end of the resistance R 2 of the resistor R 2 to the base end of the switching portion NPN transistor Q pos . Wherein the power source V pos with another positive voltage terminal of the isolated power supply V neg series-connected to the isolated ground of the stage and is connected to said isolated power supply terminal V pos. At this time, part (-), the collector terminal of the NPN transistor Q 4 the control signal generation portion that is used to generate the output voltage is connected to one end of resistor R 3 and the other end of the resistor R 3 are defined in the voltage V pos of the power stage (+) Voltage terminal. The emitter terminal of the NPN transistor Q 4 is connected to the base end of the NPN transistor Q 5 and the control pulse signal output from the control board is input to the second pulse generator 2 as a control signal generator, the output signal of the unit (pulse 2) is applied to the base through a resistor R b2 base of the NPN transistor Q 4 through an insulating pulse transformer (PT). And the NPN transistor Q collector stage 5 is the NPN transistor Q collector connection end 4 and the already teodan of the NPN transistor Q 5 is one end of the base resistor R 4 is connected and the other end of the base resistor R 4 has a switching part NPN transistor Q neg , wherein the NPN transistors Q pos and Q neg of the switching unit are connected in series and a load is connected between the connected portion and the ground terminal of the isolated power source V pos , and the load is connected to the ground terminal And another ground terminal is provided.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로에 따르면, 복잡한 회로로 구성되는 종래의 전원공급회로를 대신하여 회로의 구성이 간단하여 제어가 용이하고, 시스템의 노이즈와 동작 신뢰성이 높은 제어방식을 택하여 시스템의 효율을 높일 수 있고, 출력전압 가변에 따른 빠른 반응속도 등을 기대할 수 있다.
As described above, according to the pulsed power supply circuit of a bipolar variable output voltage according to the present invention, instead of the conventional power supply circuit constituted by a complicated circuit, the circuit configuration is simple and easy to control, It is possible to increase the efficiency of the system by adopting the control method with high operation reliability and to expect the quick reaction speed according to the output voltage variable.

도 1은 트랜지스터 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어신호발생부의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 회로의 파형도다.1 is a graph showing a transistor characteristic curve.
2 is a schematic diagram of a pulsed power supply circuit having a bipolar variable output voltage according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a control signal generator according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram of a circuit according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a pulsed power supply circuit having a bipolar variable output voltage according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어신호발생부의 회로도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of a pulsed power supply circuit of a bipolar variable output voltage according to the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a control signal generator according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 우선 (+)극성의 출력전압을 구현하기 위해서는 전원부(10)에서 절연된 전원 Vpos의 (+)단은 양전압 구동회로부(301)와 제어신호발생부(20)에 연결이 되는데, 더 자세하게는 제어신호발생부(20)의 제1펄스발생부(pulse 1)(201)의 저항 Rp2의 일단과 저항 R1의 일단, PNP트랜지스터 Q2의 이미터단, NPN트랜지스터 Q3의 컬렉터단과 함께 한 노드에 연결되며, 또한 스위칭부(40)에서 NPN트랜지스터 Qpos의 컬렉터단과 함께 연결된다.2 and 3, in order to realize an output voltage of positive polarity, the (+) terminal of the power source V pos isolated from the power supply unit 10 is connected to the positive voltage driving circuit unit 301 and the control signal generating unit More specifically, one end of the resistor R p2 of the first pulse generating section (pulse 1) 201 of the control signal generating section 20 and one end of the resistor R 1 , the emitter terminal of the PNP transistor Q 2 , is connected to a node with the end collector of NPN transistor Q 3, it is also connected with the stage and the collector of NPN transistor Q pos in the switching unit 40.

제어신호발생부(20)는 양전압 구동회로부(301)와 음전압 구동회로부(302)에 연결이 되는데, 더 자세하게는 제어신호발생부(20)의 제어보드에서 출력되는 임의의 신호 Vcontrol1과 Vcontrol2가 제1펄스발생부(pulse 1)(201)와 제2펄스발생부(pulse 2)(202)의 저항 Rp1과 Rp4의 일단으로 입력되고, 저항 Rp1과 Rp4의 타단은 각각 NPN트랜지스터 Qp1과 Qp2의 베이스단에 연결된다. 이것을 통하여 NPN트랜지스터 Qp1과 Qp2의 베이스단에 인가되는 전압레벨을 상이하게 함으로써 NPN트랜지스터 Qp1과 Qp2로 흐르는 전류의 크기가 변화하게 된다. 그리고 NPN트랜지스터 Qp1과 Qp2의 컬렉터단은 각각 컬렉터 저항 Rp2와 Rp5의 일단과 연결되며, Rp2와 Rp5의 타단은 각각 전원단의 Vpos의 (+)단과 연결되고, NPN트랜지스터 Qp1과 Qp2의 이미터단은 포토커플러 U1과 U2의 발광부인 광다이오드의 애노드단에 각각 연결된다. 베이스단에 인가되는 전압레벨을 상이하게 함으로써 포토커플러 U1과 U2의 광다이오드로 흐르는 전류 또한 가변이 가능하게 되는 것이다. 포토커플러 U1과 U2의 광다이오드의 캐소드단은 전원단의 Vpos의 (-)단에 연결된다. 그리고 포토커플러 U1의 수광부인 광트랜지스터의 컬렉터단은 저항 Rp3의 일단이 연결되고, 저항 Rp3의 타단은 전원단 Vpos의 (+)단과 연결된다. 또한 포토커플러 U2의 광트랜지스터의 컬렉터단은 저항 Rp6의 일단과 연결되고, 저항 Rp6의 타단은 전원단 Vpos의 (+)단과 연결된다. 포토커플러 U1과 U2의 발광부인 광다이오드에 흐르는 전류 만큼 빛이 발광되고 수광부인 광트랜지스터에서는 그에 따라 흐르는 전류가 결정된다. 그래서 포토커플러 U1의 광트랜지스터의 이미터단은 제1펄스발생부(pulse 1)(201)의 출력으로 Vpulse1이 출력되고, 해당 출력신호가 베이스 저항 Rb1의 일단과 연결되고, 베이스저항 Rb1의 타단은 양전압구동회로부(301)의 NPN트랜지스터 Q1의 베이스단과 연결된다. 그리고 상기 포토커플러 U2의 수광부인 광트랜지스터의 이미터단은 제2펄스발생부(pulse 2)(202)의 출력이 절연된 펄스트랜스(PT)의 1차측의 일단에 연결된다. 이렇게 함으로써 상기 펄스트랜스(PT)를 이용하여 펄스트랜스(PT)의 2차측으로 1차측의 제2펄스발생부(pulse 2)(202)의 출력신호가 전달되도록 한다. 그래서 상기 펄스트랜스(PT)의 2차측의 일단은 베이스 저항 Rb2의 일단과 연결되고 상기 펄스트랜스(PT)의 2차측의 타단은 상기 전원단 Vneg의 (-)단에 연결된다.The control signal generating unit 20 is connected to the positive voltage driving circuit unit 301 and the negative voltage driving circuit unit 302. More specifically, the control signal generating unit 20 generates an arbitrary signal V control1 output from the control board of the control signal generating unit 20, V control2 is input to one end of the resistors R p1 and R p4 of the first pulse generating unit (pulse 1) 201 and the second pulse generating unit (pulse 2) 202, and the other ends of the resistors R p1 and R p4 are Respectively, to the base ends of NPN transistors Q p1 and Q p2 . Through this by the NPN transistor Q p1 and different from the voltage level applied to the base of Q p2 the amount of current flowing to the NPN transistor Q p1 and Q p2 is changed. And NPN transistor collector terminal of Q p1 and Q p2 is connected to one end of each collector resistor R p2 and R p5, the other end of R p2 and R p5 is connected stages each of V pos power supply terminal (+), NPN transistor The emitter terminals of Q p1 and Q p2 are connected to the anode terminals of the photodiodes, which are the light emitting portions of the photocouplers U 1 and U 2 , respectively. The current flowing to the photodiodes of the photocouplers U 1 and U 2 can also be varied by making the voltage level applied to the base end different. The cathode ends of the photodiodes of photocouplers U 1 and U 2 are connected to the (-) terminal of V pos of the power supply stage. One end of the resistor R p3 is connected to the collector terminal of the phototransistor, which is the light receiving portion of the photocoupler U 1 , and the other end of the resistor R p3 is connected to the (+) terminal of the power terminal V pos . In addition, the collector terminal of the phototransistor of the photocoupler U 2 is connected to one end of resistor R p6, the other end of the resistor R is connected to p6 end (+) of the power supply terminal V pos. Light is emitted by a current flowing in the photodiode which is the light emitting portion of the photocouplers U 1 and U 2 , and the current flowing in the phototransistor which is the light receiving portion is determined. So already teodan of picture phototransistor of the coupler U 1 is a V pulse1 output to the output of the first pulse generator (pulse 1) (201), the corresponding output signal is connected to one end of the base resistor R b1, the base resistor R b1 the other end is connected to the base end of the NPN transistor Q 1 of the positive voltage driver circuit portion 301. An emitter terminal of the phototransistor, which is a light receiving portion of the photocoupler U 2 , is connected to one end of the primary side of the pulse transformer PT in which the output of the second pulse generating portion (pulse 2) 202 is insulated. Thus, the output signal of the second pulse generator (pulse 2) 202 on the primary side is transferred to the secondary side of the pulse transformer PT by using the pulse transformer PT. Thus, one end of the secondary side of the pulse transformer PT is connected to one end of the base resistor R b2 , and the other end of the secondary side of the pulse transformer PT is connected to the negative (-) end of the power source stage V neg .

양전압 구동회로부(301)에서 저항 R1의 타단은 NPN트랜지스터 Q1의 컬렉터단과 PNP트랜지스터 Q2의 베이스단과 함께 연결되고, PNP트랜지스터 Q2의 컬렉터단은 NPN트랜지스터 Q3의 베이스단과 연결된다. 그리고 NPN트랜지스터 Q3의 이미터단은 베이스저항 R2의 일단이 연결되며 베이스저항 R2의 타단은 스위칭부(40)의 NPN트랜지스터 Qpos의 베이스단에 연결된다.A positive voltage other end of the resistor R 1 in the driver circuit portion 301 are connected with the end base of the collector end and the PNP transistor Q 2 of the NPN transistor Q 1, is a collector terminal of the PNP transistor Q 2 is connected to end and the base of NPN transistor Q 3. One end of the base resistor R 2 is connected to the emitter terminal of the NPN transistor Q 3 and the other end of the base resistor R 2 is connected to the base end of the NPN transistor Q pos of the switching unit 40.

양전압 구동회로부(301)는 제1펄스발생부(pulse 1)(201)에서 베이스저항 Rb1을 통하여 인가되는 펄스를 입력으로 하여 저항 R2의 타단으로 제어신호가 출력되어 스위칭부(40)의 NPN트랜지스터 Qneg의 베이스단으로 연결된다. 그리고 입력 펄스신호는 그 크기에 따라 NPN트랜지스터 Q3의 컬렉터단으로 흐르는 전류의 제어가 가능하다. 이것은 도 1에서 볼 수 있듯이 트랜지스터의 특성곡선영역에서 활성영역을 적용함으로써 베이스단의 입력전류에 따라 컬렉터 전류와 컬렉터-이미터 전압이 변동되는 특징을 이용한 것이다. 이것은 다음 [계산식 1], [계산식 2]를 통해 확인 할 수 있다.The positive voltage driving circuit portion 301 receives a pulse applied from the first pulse generating portion (pulse 1) 201 through the base resistor R b1 and outputs a control signal to the other end of the resistor R 2 , To the base end of the NPN transistor Q neg . The input pulse signal can control the current flowing to the collector end of the NPN transistor Q 3 according to the magnitude of the input pulse signal. As shown in FIG. 1, by using the active region in the characteristic curve region of the transistor, the collector current and the collector-emitter voltage are changed according to the input current at the base end. This can be confirmed by the following [Expression 1] and [Expression 2].

Figure 112012097537086-pat00001
--- [계산식 1]
Figure 112012097537086-pat00001
--- [Equation 1]

여기서 β DC는 순방향 직류 전류이득이다.
Where β DC is the forward DC current gain.

Figure 112012097537086-pat00002
--- [계산식 2]
Figure 112012097537086-pat00002
--- [Equation 2]

여기서 VCC는 NPN트랜지스터의 컬렉터단에 컬렉터 저항 RC를 통하여 연결된 전원전압이고, RC는 NPN트랜지스터의 컬렉터단에 연결되는 컬렉터 저항이다.Where V CC is the supply voltage connected through the collector resistance R C to the collector end of the NPN transistor and R C is the collector resistance connected to the collector end of the NPN transistor.

이러한 동작을 통해 저항 R1과 분배되는 전압이 변동되고, 이것에 따라 PNP트랜지스터 Q2에 흐르는 전류가 제어된다. 다시 말해 PNP트랜지스터 Q2는 이미터단 전압이 베이스단의 전압보다 0.7V 이상이 되면 턴온이 되는데, 그 전압차이에 따라 트랜지스터 Q2를 통해 흐르는 전류가 선형적으로 증가하거나 감소하게 되고, 이때 이 전류가 NPN트랜지스터 Q3의 베이스단에 인가되면서 NPN트랜지스터 Q3로 흐르는 전류 또한 그 크기가 제어된다. 이러한 트랜지스터 연결구조는 입력임피던스를 증가시켜 출력전류의 이득을 높이는 효과를 얻을 수 있다. 그리고 NPN트랜지스터 Q3의 이미터단 전류가 저항 R2를 통해 스위칭부(40)의 NPN트랜지스터 Qpos의 베이스단에 입력되어 Qpos가 도통하게 되는데, NPN트랜지스터 Qpos의 베이스단에 입력되는 입력전류의 크기에 따라 회로의 전체전류가 제어됨으로써 출력전압이 가변되는 효과를 얻을 수 있다. 이것은 도 4를 통해 확인 할 수 있다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 제어신호발생부(20)의 제어보드에서 발생되는 제어신호 Vcontrol1에 의해 제1펄스발생부(pulse 1)(201)를 통해 출력되는 신호 Vpulse1의 변화에 따라 출력전압의 크기가 제어됨을 알 수 있다.Through this operation, the voltage to be distributed to the resistor R 1 is changed, and accordingly, the current flowing through the PNP transistor Q 2 is controlled. In other words, the PNP transistor Q 2 turns on when the emitter voltage becomes 0.7 V or more higher than the voltage at the base stage. The current flowing through the transistor Q 2 linearly increases or decreases according to the voltage difference, as is applied to the base of NPN transistor Q 3 dan a current also flows to the size of NPN transistor Q 3 is controlled. Such a transistor connection structure can increase the input impedance and increase the gain of the output current. And already teodan current of the NPN transistor Q 3 is inputted to the base of NPN transistor Q pos of the switching unit 40 through the resistor R 2 there is to the Q pos conductive, the input current input to the base of NPN transistor Q pos The total current of the circuit is controlled in accordance with the size of the output voltage, and the output voltage can be varied. This can be confirmed from FIG. 4, according to the control signal V control1 generated by the control board of the control signal generating unit 20, the output V pulse1 is outputted according to the change of the signal V pulse1 outputted through the first pulse generating unit (pulse 1) It can be seen that the magnitude of the voltage is controlled.

그리고 (-)극성의 출력전압을 구현하기 위해서, 음전압 구동회로부(302)를 동작시키게 되는데, 전원부(10)에서 절연된 전원 Vneg의 (+)단은 절연된 전원 Vpos의 접지단에 연결되며, 제어신호발생부(20)의 제2펄스발생부(pulse 2)(202)의 저항 Rp5의 일단이 전원부(10)의 Vpos의 (+)단과 연결된다. 상기한 바와 같이, NPN트랜지스터 Q4의 베이스단은 베이스저항 Rb2를 통하여 펄스트랜스(PT)의 2차측의 일단과 연결되고 제어신호발생부(20)의 제2펄스발생부(pulse 2)(202)의 출력단은 펄스트랜스(PT)의 1차측의 일단과 연결된다. 이것은 또한 도 4를 통해 확인 할 수 있다. 도 4에서 볼 수 있듯이 제어신호발생부(20)에서 제2펄스발생부(pulse 2)(202)를 통해 출력되는 신호가 펄스트랜스(PT)에 의해 전달되고 그 신호 변화에 따라 출력전압의 크기 또한 제2펄스발생부(pulse 2)(202)의 출력신호인 Vpulse2에 따라 제어됨을 알 수 있다. 여기서 제2펄스발생부(pulse 2)(202)는 제어보드에서 출력되는 펄스(pulse)신호인 Vcontrol2를 입력으로 받게 된다.In order to realize the negative output voltage, the negative voltage driving circuit unit 302 is operated. The (+) terminal of the power source V neg isolated from the power source unit 10 is connected to the ground terminal of the insulated power source V pos And one end of the resistor R p5 of the second pulse generating part (pulse 2) 202 of the control signal generating part 20 is connected to the (+) terminal of V pos of the power supply part 10. As described above, the base of the NPN transistor Q 4 is Part 2 pulse generator (pulse 2) of the base resistance pulse transformer secondary side end and connected and the control signal generating unit 20 of the (PT) via the R b2 ( 202 is connected to one end of the primary side of the pulse transformer PT. This can also be confirmed from FIG. 4, the signal output from the control signal generator 20 through the second pulse generator 202 (pulse 2) is transmitted by the pulse transformer PT, and the magnitude of the output voltage And is controlled in accordance with V pulse2 , which is the output signal of the second pulse generating section (pulse 2) 202. Here, the second pulse generation unit (pulse 2) 202 receives V control2 , which is a pulse signal output from the control board, as an input.

음전압 구동회로부(302)는 저항 R3의 일단이 전원 Vpos의 (+)단에 연결되고 저항 R3의 타단은 NPN트랜지스터 Q4의 컬렉터단과 NPN트랜지스터 Q5의 컬렉터단과 함께 연결된다. 여기서 제어보드의 출력신호 Vcontrol2가 제2펄스발생부(pulse 2)(202)를 거쳐 베이스저항 Rb2를 통하여 NPN트랜지스터 Q4의 베이스단에 인가되면, 전원 Vpos의 (+)단에 연결된 저항 R3를 통해 전류가 흐르게 되고, 이 전류는 상기한 바와 같이 제어신호발생부(20)의 제2펄스발생부(pulse 2)(202)에서 출력되는 펄스신호인 Vpulse2가 펄스트랜스(PT)에 의해 2차측으로 전달된 출력신호인 Vpulse2_PT에 따라 제어가 되며, 이것은 [계산식 1], [계산식 2]를 통하여 확인 할 수 있다. 그리고 NPN트랜지스터 Q5의 베이스단은 NPN트랜지스터 Q4의 이미터단과 연결되고, NPN트랜지스터 Q5의 컬렉터단은 NPN트랜지스터 Q4의 컬렉터단과 연결되는데, 이는 상기한 바와 같이 이러한 트랜지스터 연결구조는 입력임피던스를 증가시키고 입력전류의 이득을 높이는 효과를 얻을 수 있다. 그리고 NPN트랜지스터 Q5의 이미터단은 베이스저항 R4의 일단과 연결된다. 또한 베이스저항 R4의 타단은 스위칭부(40)의 NPN트랜지스터 Qneg의 베이스단에 연결되고, 그 전류에 따라 스위칭부(40)의 NPN트랜지스터 Qneg를 통해 흐르는 전류의 크기가 제어됨으로써 음의 전압의 크기가 가변되는 효과를 얻을 수 있다. 이것은 도 4를 통해 확인 할 수 있다. 도 4에서 볼 수 있듯이 제어신호발생부(20)의 제어보드에서 발생되는 제어신호 Vcontrol2에 의해 제2펄스발생부(pulse 2)(202)를 통해 출력되는 신호 Vpulse2의 변화에 따라 출력전압의 크기가 제어됨을 알 수 있다. 그리고 NPN트랜지스터 Qneg의 이미터단은 전원부(10)의 전원 Vneg의 접지단과 연결된다.Negative voltage drive circuit 302 is connected to one end (+) terminal of the power source V pos of the resistance R 3 and the other end of the resistor R 3 is connected with the end collector of the NPN transistor Q 4 collector end of the NPN transistor Q 5. The output signal of the control board V control2 is a second pulse generator (pulse 2) through 202 via a base resistor R b2 is applied to the base of NPN transistor Q 4, however, connected to the (+) terminal of the power source V pos and a current flow through the resistor R 3, the current is a pulse signal that is output from the second pulse generator (pulse 2) (202) of the control signal generating unit 20 as described above, V pulse2 the pulse transformer (PT V pulse2_PT , which is an output signal transmitted to the secondary side, by using the equation (1) and the equation (2). And the base of the NPN transistor Q 5 is connected to end the emitter of NPN transistor Q 4, there is a collector terminal of the NPN transistor Q 5 is connected to end and the collector of NPN transistor Q 4, which this transistor connection structure as described above, the input impedance And the gain of the input current is increased. And the emitter terminal of the NPN transistor Q 5 is connected to one end of the base resistor R 4 . The other end of the base resistor R 4 is connected to the base end of the NPN transistor Q neg of the switching unit 40 and the magnitude of the current flowing through the NPN transistor Q neg of the switching unit 40 is controlled in accordance with the current, The effect of varying the magnitude of the voltage can be obtained. This can be confirmed from FIG. 4, according to the control signal V control2 generated by the control board of the control signal generating unit 20, the output voltage Vout2 is changed according to the change of the signal V pulse2 output through the second pulse generating unit (pulse 2) Is controlled by the size of the substrate. And the emitter terminal of the NPN transistor Q neg is connected to the ground terminal of the power supply V neg of the power supply section 10. [

스위칭부(40)는 NPN트랜지스터 Qpos와 Qneg로 구성되며, NPN트랜지스터 Qpos의 컬렉터단은 전원부(10)의 전원 Vpos의 (+)단과 연결되고 베이스단은 양전압 구동회로부(301)와 연결되고 이미터단은 NPN트랜지스터 Qneg의 컬렉터단과 연결되며 동시에 부하 일단과 연결되며, 부하의 타단은 전원부(10)의 전원 Vpos의 접지와 전원 Vneg의 (+)단과 함께 연결된다. 그리고 NPN트랜지스터 Qneg의 베이스단은 음전압 구동회로부(302)와 연결되고 이미터단은 전원부(10)의 전원 Vneg의 접지단과 연결된다.
The collector terminal of the NPN transistor Q pos is connected to the (+) terminal of the power source V pos of the power source unit 10, and the base terminal of the NPN transistor Q pos is connected to the positive voltage driving circuit unit 301. The switching unit 40 includes NPN transistors Qpos and Qn , And the emitter terminal is connected to the collector terminal of the NPN transistor Q neg and is connected to one end of the load at the same time and the other end of the load is connected to the ground of the power source V pos of the power source unit 10 and the positive terminal of the power source V neg . The base end of the NPN transistor Q neg is connected to the negative voltage driving circuit unit 302 and the emitter terminal is connected to the ground terminal of the power source V neg of the power source unit 10.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

10 : 전원부
20 : 제어신호발생부
301 : 양전압 구동회로부
302 : 음전압 구동회로부
40 : 스위칭부10:
20: Control signal generator
301: Positive voltage driving circuit part
302: negative voltage driving circuit part
40:

Claims (5)

절연상태의 안정된 두 개의 전원이 포함된 전원부;
제어보드에 의해 출력되는 임의의 레벨의 펄스신호를 인가받아 출력전압을 제어하는 제어신호발생부;
상기 전원부의 전압을 입력으로 하고 상기 제어신호발생부로부터 출력되는 제어신호에 따라 구동하는 양전압 구동회로부와 음전압 구동회로부; 및
상기 양전압 구동회로부와 상기 음전압 구동회로부의 출력신호에 따라 제어가 가능한 스위칭부를 포함하며,
상기 제어신호발생부는,
상기 제어신호발생부의 제어보드에서 출력되는 임의의 신호 Vcontrol1과 Vcontrol2가 제1펄스발생부(pulse 1)와 제2펄스발생부(pulse 2)의 저항 Rp1과 Rp4의 일단으로 입력되고, 상기 저항 Rp1과 Rp4의 타단은 각각 NPN트랜지스터 Qp1과 Qp2의 베이스단에 연결되며, 상기 NPN트랜지스터 Qp1과 Qp2의 컬렉터단은 각각 컬렉터 저항 Rp2와 Rp5의 일단과 연결되고, 또한 상기 Rp2와 Rp5의 타단은 각각 전원단의 Vpos의 (+)단과 연결되며, 상기 NPN트랜지스터 Qp1과 Qp2의 이미터단은 포토커플러 U1과 U2의 발광부인 광다이오드의 애노드단에 각각 연결되고, 상기 포토커플러 U1과 U2의 광다이오드의 캐소드단은 상기 전원단의 Vpos의 (-)단에 연결되며, 또한 상기 포토커플러 U1의 수광부인 광트랜지스터의 컬렉터단은 저항 Rp3의 일단이 연결되고, 상기 저항 Rp3의 타단은 상기 전원단 Vpos의 (+)단과 연결되며, 상기 포토커플러 U2의 광트랜지스터의 컬렉터단은 저항 Rp6의 일단과 연결되고, 상기 저항 Rp6의 타단은 상기 전원단 Vpos의 (+)단과 연결되며, 상기 포토커플러 U1의 광트랜지스터의 이미터단은 베이스 저항 Rb1의 일단과 연결되고, 상기 베이스저항 Rb1의 타단은 상기 양전압구동회로부의 NPN트랜지스터 Q1의 베이스단과 연결되며, 상기 포토커플러 U2의 광트랜지스터의 이미터단은 상기 제2펄스발생부(pulse 2)의 출력이 절연된 펄스트랜스(PT)의 1차측의 일단에 연결되어 상기 펄스트랜스(PT)를 이용하여 2차측으로 1차측의 제2펄스발생부(pulse 2)의 출력신호가 전달되며, 상기 펄스트랜스(PT)의 2차측의 일단은 베이스 저항 Rb2의 일단과 연결되고 상기 펄스트랜스(PT)의 2차측의 타단은 상기 전원단 Vneg의 (-)단에 연결되는 것을 특징으로 하는 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로.
A power supply unit including two stable power supplies in an insulated state;
A control signal generator for receiving a pulse signal of an arbitrary level outputted from the control board and controlling the output voltage;
A positive voltage driving circuit part and a negative voltage driving circuit part for receiving a voltage of the power supply part and driving the control part according to a control signal outputted from the control signal generation part; And
And a switching unit capable of controlling according to output signals of the positive voltage driving circuit unit and the negative voltage driving circuit unit,
Wherein the control signal generator comprises:
Arbitrary signals V control1 and V control2 output from the control board of the control signal generator are input to one end of the resistors R p1 and R p4 of the first pulse generator pulse 1 and the second pulse generator pulse 2 , the resistance R p1 and the other end of R p4 are each NPN transistor Q p1 and is connected to the base of Q p2, the NPN transistor Q p1 and the collector terminal of Q p2 is connected to one end of each collector resistor R p2 and R p5 And the other ends of R p2 and R p5 are respectively connected to the (+) terminal of the power supply terminal V pos , and the emitter terminals of the NPN transistors Q p1 and Q p2 are connected to the photodiodes of the photocouplers U 1 and U 2 , of being respectively connected to the anode terminal, the cathode terminal of the photodiode of the photocoupler U 1 and U 2 are the V pos said power supply terminal (-) coupled to the stage, and the phototransistor of the light receiving portion of the photocoupler U 1 One end of the resistor R p3 is connected to the collector stage, and the resistor R p Of three other end of the power supply terminal V pos (+) is connected to end, the collector terminal of the phototransistor of the photocoupler U 2 is connected to one end of resistor R p6, the other end of the resistor R p6 are the power supply terminal V pos of (+) connected end, the base of the photo-coupler is already being teodan of the phototransistor of U 1 is connected to one end of the base resistor R b1, NPN transistor Q 1 of the base resistor R b1 the other end of the positive voltage driver circuit portion of the And an emitter terminal of the phototransistor of the photocoupler U 2 is connected to one end of the primary side of the pulse transformer PT from which the output of the second pulse generator 2 is insulated, An output signal of a second pulse generator (pulse 2) on the primary side is transmitted to a secondary side of the pulse transformer PT, one end of a secondary side of the pulse transformer PT is connected to one end of a base resistor R b2 , PT) is connected to the power terminal V ne g < / RTI > of the positive input voltage.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 양전압 구동회로부는,
상기 전원부의 전원 Vpos의 (+)단이 저항 R1의 일단, PNP트랜지스터 Q2의 이미터단, NPN트랜지스터 Q3의 컬렉터단과 함께 한 노드에 연결되며 또한 스위칭부에서 NPN트랜지스터 Qpos의 컬렉터단과 함께 연결되며, 상기 저항 R1의 타단은 NPN트랜지스터 Q1의 컬렉터단과 PNP트랜지스터 Q2의 베이스단과 함께 연결되고, 상기 PNP트랜지스터 Q2의 컬렉터단은 NPN트랜지스터 Q3의 베이스단과 연결되며, 상기 베이스저항 Rb1의 타단은 NPN트랜지스터 Q1의 베이스단에 연결되고, 상기 NPN트랜지스터 Q3의 이미터단은 베이스저항 R2의 일단이 연결되며, 상기 베이스저항 R2의 타단은 NPN트랜지스터 Qpos의 베이스단에 연결되는 것을 특징으로 하는 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로.
The method according to claim 1,
Wherein the positive voltage driving circuit part comprises:
The (+) terminal of the power source V pos of the power supply unit is connected to one node of the resistor R 1 , the emitter terminal of the PNP transistor Q 2 , and the collector terminal of the NPN transistor Q 3 , and the collector terminal of the NPN transistor Q pos is connected with the other end of the resistor R 1 is connected with the end base of the collector end and the PNP transistor Q 2 of the NPN transistor Q 1, the PNP collector of the transistor Q 2 is connected to end and the base of NPN transistor Q 3, the base the other end of the resistor R b1 is connected to the base of NPN transistor Q 1, already teodan of the NPN transistor Q 3 is one end of a base resistor R 2 connected to the other end of the base resistor R 2 to the base of NPN transistor Q pos Wherein the power supply circuit is connected to the power supply.
제1항에 있어서,
상기 음전압 구동회로부는,
저항 R3의 일단이 전원 Vneg의 (+)단과 전원 Vpos의 (-)단과 함께 연결되고, 상기 저항 R3의 타단은 NPN트랜지스터 Q4의 컬렉터단과 NPN트랜지스터 Q5의 컬렉터단과 함께 연결되며, 상기 제어신호발생부의 베이스저항 Rb2의 타단은 상기 NPN트랜지스터 Q4의 베이스단에 연결되고, 상기 NPN트랜지스터 Q5의 베이스단은 상기 NPN트랜지스터 Q4의 이미터단과 연결되며, 상기 NPN트랜지스터 Q5의 컬렉터단은 상기 NPN트랜지스터 Q4의 컬렉터단과 연결되고, 상기 NPN트랜지스터 Q5의 이미터단은 베이스저항 R4의 일단과 연결되고, 상기 베이스저항 R4의 타단은 스위칭부(40)의 NPN트랜지스터 Qneg의 베이스단에 연결되는 것을 특징으로 하는 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로.
The method according to claim 1,
Wherein the negative voltage driving circuit comprises:
Once the power supply V neg of (+) of the end and the power V pos of the resistance R 3 (-) connected together end and the other end of the resistor R 3 is coupled with the end and the collector of NPN transistor Q 4 collector end and the NPN transistor Q 5 of , The other end of the base resistor R b2 of the control signal generator Is coupled to the base terminal of the NPN transistor Q 4, the NPN transistor Q base of 5 are connected end and an emitter of the NPN transistor Q 4, the collector terminal of the NPN transistor Q 5 is the collector end of the NPN transistor Q 4 connected and, already teodan of the NPN transistor Q 5 is connected to one end of the base resistor R 4, the base other end of the resistor R 4 is characterized in that connected to the base of NPN transistor Q neg of the switching section 40 Pulsed power supply circuit with bipolar variable output voltage.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 스위칭부는,
NPN트랜지스터 Qpos와 NPN트랜지스터 Qneg로 구성되며, NPN트랜지스터 Qpos의 컬렉터단은 상기 전원부의 전원 Vpos의 (+)단과 연결되고 베이스단은 상기 양전압 구동회로부의 베이스저항 R2의 타단과 연결되고 이미터단은 상기 NPN트랜지스터 Qneg의 컬렉터단과 연결되며 동시에 부하의 일단과 연결되며, 상기 NPN트랜지스터 Qneg의 베이스단은 상기 음전압 구동회로부의 베이스저항 R4의 타단과 연결되고 이미터단은 상기 전원부의 전원 Vneg의 접지단과 연결되는 것을 특징으로 하는 양극성 가변 출력전압의 펄스형 전원공급회로.The method according to claim 3 or 4,
The switching unit includes:
NPN transistor is composed of Q pos and NPN transistor Q neg, NPN transistor Q pos of the collector stage (+) connection end and the base of the power source V pos of the power supply is the other end of the base resistor R 2 of the positive voltage driver circuit portion connection is already teodan are connected end and the collector of the NPN transistor Q neg are simultaneously connected to one end of the load, and the NPN transistor base terminal of Q neg is connected to end of the base resistor R of the negative voltage driver circuit portion 4 other already teodan And a ground terminal of the power source V neg of the power supply unit.
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