KR0126331Y1 - 다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로 - Google Patents

다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속하는 기술분야
본 고안은 다출력 스위칭 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 스위칭시 발생하는 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 방지회로에 관한 것이다.
2. 고안이 해결하고자하는 기술적 과제
다출력 스위칭 전원공급장치의 스위칭 온/오프 동작시 발생하는 스파이크 노이즈를 격감시키기 위한 노이즈 방지회로를 제공함에 있다.
3. 고안의 해결방법의 요지
저항 및 트랜지스터로 구성된 스파이크 노이즈 방지회로를 트랜스포머의 2차측 권선에 접속시킴으로써, 트랜스포머의 1차측 권선에 접속되어 있는 스위칭 소자의 온/오프 동작시 발생되는 스파이크 노이즈를 상기 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 방출시킴으로서 스파이크 노이즈를 격감시킬 수 있다.
4. 고안의 중요한 용도.
다출력 스위칭 전원공급장치가 사용되는 기기에 사용될 수 있다.

Description

다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로
제1도는 종래 다출력 스위칭 전원공급장치의 회로도.
제2도는 본 고안의 실시예에 따른 노이즈 방지회로가 접속된 다출력 스위칭 전원공급장치의 회로도.
제3도는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 노이즈 방지회로가 접속된 다출력 스위칭 전원공급장치의 회로도.
제4도는 제2도 및 제3도에 도시된 트랜스포머(T1)의 1차측 권선에 연결되어진 스위칭 소자의 온/오프 동작시에 발생되는 트랜스포머(T1)의 2차측 출력파형도.
본 고안은 다출력 스위칭 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 트랜스포머(T1)의 1차측에 접속된 스위칭 소자의 스위칭시 발생하는 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 방지회로에 관한 것이다.
통상 컬러 텔레비젼이나 VTR 및 모니터 등의 전자기기에서는 스위칭 전원의 스위칭 동작시에 발생하는 노이즈를 감소시키기 위한 노이즈 방지회로를 필요로 한다.
제1도는 종래 다출력 스위칭 전원공급장치의 회로도를 나타낸 것이다. 제1도에서 입력전압 Vin은 교류상용전원 AC를 정류회로에서 전파정류한 직류전압을 나타낸 것이다. 상기 입력전압 Vin은 기동저항 R1을 거쳐 PWM(Pulse Width Modulation)컨트롤러(10)의 전원단자(Vcc)에 인가되는 동시에 트랜스포머(T1)의 1차측에 인가된다. 기동저항 R1을 통해 구동전류를 인가받는 PWM컨트롤러(10)는 PWM신호를 발생하여 출력단자(OUT)를 통해 스위칭부인 트랜지스터 Q1의 베이스에 인가한다. 한편 PWM컨트롤러(10)는 COMP단자를 통해 트랜지스터 Q2의 에미터와 연결되고 전원제어부(도시하지 않았음)로부터 상기 트랜지스터 Q2의 베이스에 인가되는 전원제어신호(Power Control Signal:이하 PCS라함)의 논리상태에 따라 인에이블(enable) 및 디스에이블(disable)된다. 한편 트랜지스터 Q1은 PWM컨트롤러(10)로부터 인가된 PWM신호에 의해 트랜스포머(T1)의 1차측을 스위칭한다. 상기 트랜지스터 Q1의 스위칭 동작에 의해 트랜스포머(T1)의 2차측에는 전원이 유기되고, 유기된 전원은 다이오드 D1,D2와 쵸크코일 L1 및 커패시터 C1,C2를 통해 정류 및 평활된후 부하저항 RL에 인가된다.
상술한 구성을 갖는 다출력 스위칭 전원공급장치에 있어서 트랜지스터 Q1은 상기 전원제어신호 PCS의 논리상태에 따라 턴-온 혹은 턴-오프동작한다(이하 이를 스위칭 온/오프 동작시라 정의한다). 그에 따라 트랜스포머(T1)의 2차측으로 부터 소정 레벨의 전압 VL이 출력되거나 출력중인 전압 VL이 차단되게 된다. 그러나 종래 다출력 스위칭 전원공급장치에서는 스위칭 온/오프 동작시 스파이크 노이즈(spike noise)가 발생하여 부하로 유입되는 문제점이 있었다.
따라서 본 고안의 목적은 다출력 스위칭 전원공급장치의 스위칭 온/오프 동작시 발생하는 스파이크 노이즈를 격감시키기 위한 노이즈 방지회로를 제공함에 있다.
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서 동일한 구성요소들은 가능한 한 동일한 참조부호를 사용하였으며, 또한 구체적인 회로소자와 같은 많은 특정 상세들이 본 고안의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 고안이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제2도는 본 고안에 따른 노이즈 방지회로가 접속된 다출력 스위칭 전원공급장치의 회로도를 나타낸 것이다. 제2도에서 입력전원 Vin은 기동저항 R2를 통해 PWM컨트롤러(10)의 전원단자(Vcc)에 인가되는 동시에 트랜스포머(T1)의 1차측권선 N1에 인가된다. PWM컨트롤러(10)의 출력단자 OUT는 엔모오스(NMOS) 트랜지스터(이하 트랜지스터라함) Q3의 게이트에 연결되고 상기 트랜지스터 Q3의 드레인 및 소오스는 각각 트랜스포머(T1)의 1차측권선 N1과 입력전원 Vin에 연결된다. 또한 PWM컨트롤러(10)는 COMP단자를 통해 트랜지스터 Q2의 에미터와 연결되고 전원제어부로부터 상기 트랜지스터 Q2의 베이스에 인가되는 전원제어신호 PCS의 논리상태에 따라 인에이블 및 디스에이블된다.
상술한 바와 같이 본 고안의 실시예에 따른 다출력 스위칭 전원공급장치의 트랜스포머(T1) 1차측에 접속된 회로구성은 제1도에 도시한 종래 다출력 스위칭 전원공급장치의 트랜스포머(T1) 1차측에 접속된 회로구성과 동일하다.
한편, 다출력 스위칭 전원공급장치에서 스위칭 온/오프 동작시 발생되는 스파이크 노이즈를 격감시키기 위한 노이즈 방지회로는 스위칭소자인 트랜지스터 Q4,Q5와 저항 R3,R4로 구성된다. 스위칭소자인 트랜지스터 Q4의 소오스와 드레인은 각각 상기 트랜스포머(T1)의 2차측 권선라인 30과 다이오드 D3의 애노드에 연결되고, 상기 트랜지스터 Q4의 게이트는 트랜스포머(T1)의 2차측 권선라인 20에 접속된 저항 R3와 연결된다. 그리고 트랜스포머(T1)의 2차측 출력을 정류하기 위한 다이오드 D3의 캐소드는 쵸크 코일 L2를 통해 부하저항 RL1과 연결되며, 상기 부하저항 RL1의 다른 쪽 끝단은 트랜지스터 Q5의 소오스와 연결됨과 아울러 트랜스포머(T1)의 2차측 권선라인 40과 연결되어진다. 또한 저항 R4는 상기 트랜스포머(T1)의 2차측 권선라인 50과 트랜지스터 Q5의 게이트 사이에 연결되어진다. 커패시터 C3는 부하저항 RL1과 병렬접속되어 트랜스포머(T1)의 2차측 출력을 평활시킨다. 그리고 제2도에 도시한 ND1, N2, ND2는 각각 트랜스포머(T1)의 권선을 나타낸 것이다.
이하 상술한 구성을 갖는 노이즈 방지회로가 접속된 다출력 스위칭 전우너공급장치의 동작을 제2도를 참조하여 설명하면, 우선 교류상용전원을 정류한 입력전원 Vin이 인가될 경우 상기 입력전원 Vin은 기동저항 R2를 통해 PWM컨트롤러(10)와 트랜스포머(T1)의 1차측 권선 N1에 인가된다. 이러한 경우 전원제어신호 PCS의 논리상태가 하이상태라면, PWM컨트롤러(10)의 출력단자 OUT를 통해서는 하이상태의 PWM신호가 출력되어 트랜지스터 Q3의 게이트단자로 인가된다. 이에 따라 트랜지스터 Q3가 턴-온되고 트랜스포머(T1)의 2차측에서는 권선비에 따른 소정 레벨의 전압이 출력된다. 이와 같이 트랜스포머(T1)의 2차측 권선 ND1으로부터 출력되는 소정 레벨의 전압은 저항 R3를 통해 트랜지스터 Q4의 게이트에 인가됨으로써 트랜지스터 Q4는 턴-온되고, 결과적으로 다이오드 D3와 커패시터 C3에 의해 정류 및 평활된 전압이 부하저항 RL1양단에 인가되게 된다. 이때 부하저항 RL1양단에 인가중인 전압을 VL이라고 표시한다.
반면, 소정 레벨의 VL전압이 부하저항 RL1에 인가중인 경우, 논리상태 로우인 PWM신호가 트랜지스터 Q3의 게이트에 인가되면 트랜지스터 Q3는 턴-오프되고, 트랜스포머(T1)의 2차측 권선으로부터 출력중이던 전압은 차단된다. 이때 쵸크코일 L2에서는 역기전력에 의한 전류가 트랜지스터 Q5로 유입되는 한편, 트랜스포머(T1)의 2차측 권선 ND2에 축적된 에너지에 의한 전류는 라인 50을 통해 저항 R4를 거쳐 트랜지스터 Q5의 게이트에 인가된다. 그 결과 트랜지스터 Q5는 턴-온되고 상기 쵸크코일 L2로부터 유입된 전류는 트랜지스터 Q5의 소오스를 통해 방출된다.
이상과 같은 동작에 의해 트랜지스터 Q3의 스위칭 온/오프 시점에서 발생할 수 있는 스파이크 노이즈는 후술하는 제4도에서와 같이 감소될 수 있게 되는 것이다.
제3도는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 노이즈 방지회로가 접속된 다출력 스위칭 전원공급장치의 회로도를 나타낸 것이다. 제3도에서 트랜스포머(T1)의 1차측은 제1도에서 언급한 종래 다출력 스위칭 전원공급장치의 1차측 구성과 동일하다. 한편, 다출력 스위칭 전원공급장치에서 스위칭 온/오프 동작시 발생되는 스파이크 노이즈를 격감시키기 위한 노이즈 방지회로는 제3도에 도시한 바와 같이 트랜지스터 Q6,Q7와 저항 R5,R6로 구성된다. 상기 노이즈 방지회로의 일 구성요소인 트랜지스터 Q6의 게이트는 저항 R5를 통해 트랜스포머(T1)의 2차측 권선라인 60과 연결되는 한편, 상기 트랜지스터 Q6의 소오스는 트랜지스터 Q7의 소오스와 연결된다. 그리고 상기 트랜지스터 Q7의 게이트는 저항 R6를 통해 트랜스포머(T1)의 2차측 권선70과 연결되며 그 드레인은 다이오드 D4의 캐소드와 연결된다. 한편 쵸크코일 L3는 상기 다이오드 D4의 캐소드와 부하저항 RL2사이에 연결되어 트랜스포머(T1)의 2차측 권선 N4로부터 출력되는 전압의 교류성분을 제거하며, 커패시터 C4는 부하저항 RL2와 병렬접속되어 트랜스포머(T1)의 2차측 출력을 평활시킨다.
이하 상술한 구성을 갖는 노이즈 방지회로가 접속된 다출력 스위칭 전원공급장치의 동작을 제3도를 참조하여 설명하면, 우선 교류상용전원을 정류한 입력전원 Vin이 인가될 경우 상기 입력전원 Vin은 기동저항 R2를 통해 PWM컨트롤러(10)와 트랜스포머(T1)의 1차측 권선 N1에 인가된다. 이러한 경우 전원제어신호 PCS의 논리상태가 하이라면 PWM컨트롤러(10)는 출력단자 OUT를 통해 트랜지스터 Q1의 베이스 논리상태 하이인 PWM신호를 출력한다. 이에 따라 트랜지스터 Q1이 턴-온되어 트랜스포머(T1)의 2차측에는 권선수비에 비례하는 레벨의 전압이 출력된다. 트랜스포머(T1)의 2차측으로부터 출력된 소정 레벨의 전압은 다이오드 D4를 통해 정류된후 쵸크코일 L3를 통해 부하저항 RL2양단에 인가된다. 이와 같이 부하저항 RL2에 소정 레벨의 전압 VL이 인가중인 경우 논리상태 로우인 PWM신호가 트랜지스터 Q1의 베이스에 인가되면 트랜지스터 Q1은 턴-오프되고 트랜스포머(T1)의 2차측으로부터 출력중이던 전압은 차단된다. 이러한 경우 쵸크코일 L3에서는 역기전력에 의한 전류가 상기 트랜지스터 Q7로 유입되는 한편, 트랜스포머(T1)의 2차측 권선 N4에 축적된 에너지에 의해 발생된 전류는 라인 70을 통해 저항 R6를 거쳐 트랜지스터 Q7의 게이트에 인가된다. 그 결과 트랜지스터 Q7은 턴-온되고 상기 쵸크코일 L3로부터 유입된 전류는 트랜지스터 Q7의 소오스를 통해 방출된다.
상술한 바와 같이 동작하는 노이즈 방지회로를 트랜스포머(T1)의 2차측에 접속함으로써, 트랜지스터 Q1의 스위칭 온/오프 시점에서 발생할 수 있는 스파이크 노이즈는 결과적으로 감소될 수 있는 것이다.
제4도는 제2도 및 제3도에 도시된 트랜스포머(T1)의 1차측 권선에 연결되어진 스위칭 소자의 온/오프 동작시에 발생되는 트랜스포머(T1)의 2차측 출력파형을 나타낸 것이다. 제4도에서 (A)는 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작에 대응하여 발생되는 이상적인 트랜스포머(T1)의 2차측 출력파형을 나타낸 것이며, (B)는 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작에 대응하여 발생되는 실제 트랜스포머(T1)의 2차측 출력파형을 나타낸 것이다. (B)를 참조하면, 스위칭 소자의 온/오프시마다 출력레벨에 노이즈가 포함되어 있음을 알 수 있다. (C)는 제1도에 도시한 바와 같이 노이즈 방지회로가 접속되어 있지 않은 종래의 다출력 스위칭 전원공급장치에서 부하저항 RL양단에 인가되는 전압 VL에 포함되어 있는 리플성분을 나타낸 것이다. 한편, (D)는 제2도 혹은 제3도에서와 같이 노이즈 방지회로가 접속된 다출력 스위칭 전원공급장치에서 부하저항 (RL1,RL2) 양단에 인가되는 전압에 포함되어 있는 리플성분을 나타낸 것이다. (C)와 (D)를 참조하여 볼때, 본 고안의 실시예에 따른 노이즈 방지회로가 접속된 다출력 스위칭 전원공급장치에서는 리플성분이 격감되어 나타나고 있다는 것을 알 수 있다. 이는 저항 및 트랜지스터로 구성된 노이즈 방지회로를 트랜스포머(T1)의 2차측에 접속함으로써 스위칭 소자의 온/오프시에 발생되는 스파이크 노이즈를 감소시켰기 때문이다.
따라서 본 고안은 다출력 스위칭 전원공급장치의 트랜스포머 2차측에 저항 및 트랜지스터로 구성되는 노이즈 방지회로를 접속하므로써, 상기 트랜스포머 1차측 권선에 접속되어 있는 스위칭 소자의 온/오프시에 발생되는 스파이크 전류를 감소시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (5)

  1. 트랜스포머의 1차측 권선에 접속되며 소정 제어신호에 따라 스위칭 온/오프 동작함으로써 상기 트랜스포머의 2차측에 권선비에 비례하는 전원을 유기시키는 스위칭 소자와, 상기 트랜스포머의 2차측 출력전원을 정류하는 정류수단과, 상기 정류수단의 출력단과 접속되는 쵸크코일과 평활소자를 구비하는 다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로에 있어서, 상기 트랜스포머 2차측 권선의 제1출력라인과 접속되는 제1저항과, 상기 트랜스포머 2차측 권선의 제2출력라인과 상기 제1저항 타단에 각각 접속되며 상기 스위칭 소자의 온/오프 동작에 따라 스위칭동작하여 상기 2차측 권선으로부터 유기되는 전원을 상기 정류수단으로 출력하는 제1스위칭 수단과, 상기 트랜스포머 2차측 권선의 제3출력라인과 접속되는 제2저항과, 상기 트랜스포머 2차측 권선의 기준전위라인과 상기 제2저항 타단에 각각 접속되며, 상기 트랜스포머 2차측 권선으로부터 발생되는 역기전력에 의해 스위칭 동작하여 상기 쵸크코일로부터 유입되는 전류를 방출하는 제2스위칭 수단으로 구성함을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1스위칭 수단은; 상기 제1저항과 제2출력라인 각각에 게이트와 소오스가 접속되고 상기 정류수단 입력단에 드레인이 접속되는 엔모오스 트랜지스터임을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로.
  3. 트랜스포머의 1차측 권선에 접속되며 소정 제어신호에 따라 스위칭 온/오프 동작함으로써 상기 트랜스포머의 2차측에 권선비에 비례하는 전원을 유기시키는 스위칭 소자와, 상기 트랜스포머의 2차측 출력전원을 정류하는 정류수단과, 상기 정류수단의 출력단과 접속되는 쵸크코일과 평활소자를 구비하는 다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로에 있어서, 상기 트랜스포머 2차측 권선의 출력라인과 상기 정류수단의 입력단에 공통접속되는 제1저항과, 상기 트랜스포머 2차측 권선의 기준전위라인과 상기 제1저항 타단에 각각 드레인과 게이트가 접속되는 제1엔모오스 트랜지스터와, 상기 제1엔모오스 트랜지스터의 드레인과 접속되는 제2저항과, 상기 제1엔모오스 트랜지스터의 소오스와 상기 제2저항 타단에 각각 접속되며, 상기 트랜스포머 2차측 권선으로부터 발생되는 역기전력에 의해 스위칭 동작하여 상기 쵸크코일로부터 유입되는 전류를 방출하는 제1스위칭 수단으로 구성함을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1스위칭 수단은; 상기 제2저항과 쵸크코일 일단에 각각 게이트와 드레인이 접속되는 제2엔모오스 트랜지스터임을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2스위칭 수단은; 상기 제2저항과 쵸크코일 입력단에 각각 게이트와 드레인이 접속되며 상기 기준전위라인에 소오스가 접속되는 엔모오스 트랜지스터임을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원공급장치의 노이즈 방지회로.
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