KR0141582B1 - 스위칭 파워 써플라이 - Google Patents

스위칭 파워 써플라이

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KR0141582B1
KR0141582B1 KR1019910701921A KR917001921A KR0141582B1 KR 0141582 B1 KR0141582 B1 KR 0141582B1 KR 1019910701921 A KR1019910701921 A KR 1019910701921A KR 917001921 A KR917001921 A KR 917001921A KR 0141582 B1 KR0141582 B1 KR 0141582B1
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제랄드 릴리
킴-리 가
호세 로드리게스
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로베르트 아인젤
도이체 톰손-브란트 게엠베하
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Abstract

전압 스파이크를 제한하기 위해 변압기(Tr)에 콘덴서, 저항기 및 다이오드로 구성된 회로망을 접속하는 기술은 이미 공지되있다. 본 발명의 목적은 저항기에 의한 약 10%의 비교적 높은 손실을 감소시키는 것이다. 상기 회로망은 콘덴서(C2)로 대체되고, 그리고 2차측에서 작동 전압을 발생하는 다이오드(D1)에 병렬로 스위치(T2)를 접속하고, 이 스위치(T2)는 충전콘덴서(C1)에서 충전전류(iD)의 감쇠후, 충전콘덴서(C1)에서 2차권선(2)으로 역방향 전류(iT2)가 흐르게 한다. 본 발명은 특히 텔레비젼 수상기 및 비디오 레코더에 응용된다.

Description

스위칭 파워 써플라이
본 발명의 실시예는 도면에 의해 설명된다.
제1도는 스위칭 파워 써플라이의 간략한 회로 다이어그램.
제2도는 제1도의 효과를 도시한 파형도.
제3도는 제1도에 대한 회로의 다른 변형도.
제1도는 동작전압이 가해진 변압기(Tr)의 1차권선(1) 및 스위칭 트랜지스터(T1)로 구성된 스위칭 파워 써플라이를 도시한다. 2차권선(2)에, 다이오드(D1)을 경유하여 단자(3)에 안정된 동작전압(+U1)을 공급하는 충전콘덴서(C1)가 접속된다. 스위칭 트랜지스터(T1)는 주파수가 30∼60kHz 정도인 스위칭 전압(5)을 가진 프로세서(4)에 의해 제어된다. 동작전압(U1)이 스위칭 트랜지스터(T1)의 제어된 동작시간내내 안정되도록 스위칭 전압(5)은 펄스-폭 변조된다.
스위칭 전압(6)을 가진 프로세서(4)에 의해 제어되는 전계효과 트랜지스터(T2)가 다이오드(D1)에 병렬로 놓인다. 변압기(Tr)에서 구간의 급경사와 전압 스파이크의 제한을 위한 콘덴서(C2)는 트랜지스터(T1)에 병렬로 접속된다. 상기 접속에서 일반적으로 이용되는 콘덴서, 다이오드 및 저항기로 구성된 회로망은 더이상 요구되지 않는다.
효과는 제2도에 상세히 도시되었다. 시간(t1)에서 트랜지스터(T1)는 전류(i1)가 0으로 떨어지므로 스위칭 전압(5)을 차단한다. 그에따라 전압은 다이오드(D1)를 경유해 충전콘덴서(C1)로 충전전류(iD)를 흐르게하는 2차권선(2)에 유도된다. 상기 충전전류는 대략 선형으로 감소되어 시간(t2)에서 0으로 된다. 시간(t2)에서 트랜지스터(T2)는 도통되고 충전콘덴서(C1)에서 2차권선(2)으로 흐르는 즉 iD에 반대로 흐르는 전류(iT2)를 발생한다. 그것에 의해 시간(t2)에서 충전콘덴서(C1)에 저장된 에너지의 일부는 트랜지스터(Tr)로 되돌아간다. T2는 시간(t3)에서 차단된다. 상기 수단에 의해, 트랜지스터(T1)가 시간(t4)에서 새로이 점화될때 제2도에 따른 Uce가 0으로 감소되므로 트랜지스터(T1)에서 전압(Uce)는 조절된다. 그것에 의해 콘덴서, 저항기 및 다이오드로 구성된 지정된 회로망에서 콘덴서의 새로운 배치는 구간의 급경사 및 전압 스파이크의 원하는 제한이 손상됨이 없이 가능하게 된다.
제3도는 제1도에 의한 회로의 변형도이다. 제3도에서 콘덴서(C2), 다이오드(D2) 및 저항기(R2)로 구성된 지정된 회로는 트랜지스터(T1)에 병렬로 접속된다. 저항기(R2)에서 나타나는 전력손실은 R2에 병렬로 접속된 전계효과 트랜지스터(T3)에 의해 감소된다. t3에서부터 t4까지의 변압기(Tr)에서의 펄스 구간 그리고 그와함께 저항(R2)의 단락동안 T3은 프로세서(4)에서 나온 임펄스(7)에 의해 T3의 도통상태로 스위치된다. T1이 차단되는 잔류시간동안 저항기(R2)가 상기 시간에서 감쇠역할을 수행할 수 있으므로 T3은 차단된다. 결과적으로 저항기(R2)는 특히 감쇠에 효과적이나 저항기(R2)에서 발생한 전력 손실은 현저하게 감소된다. 회로에서 C2 및 Tr로부터 누설 인덕턴스에 의해 발생하는 발진이 부가적으로 감소될 수 있다면 제3도에 따른 회로는 특히 유리하다.
제1도 또는 제2도에 따른 회로가 다른 동작 전압의 발생을 위한 다이오드(D1) 및 충전콘덴서(C1) 각각으로 몇개의 2차권선(2)을 구성한다면, 트랜지스터(T2)에서 제1도에 따른 수단이 단지 하나의 2차권선에 이용될지라도 충분하다.
본 발명은 1차권선(1), 스위칭 트랜지스터(T1) 및 2차권선을 구비하고, 스위칭 트랜지스터(T1)의 부동기간동안 다이오드(D1)을 통해 충전 콘덴서(C1)에 충전전류(iD)를 발생하는 스위칭 파워 써플라이에 관한 것이다.
이런 유형의 스위칭 파워 써플라이에는 변압기의 1차권선 및/또는 2차권선에 콘덴서, 저항기 및 다이오드로 구성된 회로망을 접속하는 것이 DE-OS 37 05 392에 공지되어 있다. 스너버라 명명되는 상기 회로망은 변압기 권선의 구간의 급경사 및 전압 스파이크를 제한하는데 적당하다.
현저한 전력손실은, 파워 써플라이에 의해 공급도는 전전력의 5∼10% 범위내에서 소모되는 상기 회로망의 저항기에서 일어나며 효율의 감소 뿐만 아니라 인접한 구성요소의 바람직하지 않은 가열을 초래한다. 상기 전력손실은 스위칭 파워 써플라이의 더 높은 동작 주파수, 예컨대 32kHz 및 64kHz로 변환되면 특히 크다.
스위칭 파워 써플라이는 출력전압을 조절하기 위해 스위치가 다이오드에 병렬로 접속되어 있고, 상기 다이오드는 2차권선에서 임펄스 전압으로부터 동작하는 직류 전압을 발생하며, 상기 스위치는 다이오드를 통해 충전콘덴서로 흐르는 충전전류의 감쇠후 충전전류에 역방향인 전류가 2차권선에 있는 충전콘덴서로부터 2차권선으로 흐르도록 제어되는 것이 EP-A2 0 336 725; FR 2 608 857에 또한 공지되었다.
변압기의 1차권선 또는 2차권선에 콘덴서의 직렬접속과 저항기 및 다이오드의 병렬접속으로 구성된 회로망이 접속된 스위칭 파워 써플라이가 EP-A2 0 279 335에 공지되었다. 상기 회로망은 전류를 차단하여 스위칭 트랜지스터에서 전압 피크를 감소시키는데 이용된다. 상기 회로망의 저항은 필연적으로 매우 큰 전력 손실을 발생시킬 수 밖에 없다.
본 발명의 목적은 상기 기재된 유형의 스위칭 파워 써플라이를 위한 회로망의 저항기에서 일어나는 전력손실을 감소하기 위한 것이다.
상기 목적은 스위치(T2)가 다이오드(D1)과 병렬로 배설되어 이 스위치가, 충전전류(iD)의 감쇠후, 충전전류(iD)에 역방향인 전류(iT2)가 충전콘덴서(C1)로 부터 2차권선(2)으로 흐르도록 제어됨으로써 달성된다. 본 발명의 추가 실시예는 종속항에 기재되었다.
본 발명유형의 회로에 있어서는 콘덴서, 다이오드 및 저항기로 구성된 지정된 회로망은 실질적으로 손실이 발생하지 않는 콘덴서로 대체될 수 있다. 본 발명은 다음의 지식과 고찰에 의한다. 스위칭 트랜지스터의 전압이 스위칭 트랜지스터가 도통되는 시간에서 이미 0이라면 유리하다. 스위칭 트랜지스터의 전압이 0이 되면, 그 다음 상기 회로망에서 지정된 저항기는 더이상 필요가 없고 그 회로망은 단지 하나의 콘덴서로 줄일 수 있다. 이것은 다음의 탁월한 효과에 의해 얻어진다; 충전콘덴서의 충전이 완료된후 에너지는 충전콘덴서로부터 다이오드에 병렬로 접속된 스위치를 통해 변압기의 2차권선으로 되돌아간다. 다라서 스위칭 트랜지스터 전압은 트랜지스터의 점화시간 즉 콜렉터 전류가 다시 온될때 0으로 되는 상기 방법으로 조절된다. 충전콘덴서에서 상기 공지된 에너지의 재순환은 또한 다음 장점을 가져온다; 스위칭 파워 써플라이의 경부하시 특히 무부하 동작시 충전콘덴서를 위한 충전 전류의 조절은 본질적으로 개선될 수 있다. 그렇게 되면 무부하 동작동안 2차측 서어지 전압은 대체로 피할 수 있다. 이것은 스위치를 통해 변압기로 되돌아간 충전 콘덴서에서 가능한 에너지의 초과덕택이다.

Claims (4)

  1. 스위칭 트랜지스터(T1)에 직렬로 접속된 1차권선(1)과 다이오드(D1)를 통해 충전콘덴서(C1)에 접속된 2차권선(2)을 갖고, 스위치 트랜지스터(T1)의 부동기간동안 다이오드(D1)를 통해 충전콘덴서(C1)에 충전전류(iD)를 공급하는, 변압기를 구비하고, 제1스위치(T2)가 다이오드(D1)에 병렬로 접속되고 상기 스위치가, 충전전류(iD)의 감쇠부, 충전전류(iD)에 역방향인 전류(iT2)가 충전콘덴서(C1)로부터 2차권선으로 흐르도록 제어되는 스위칭(스위치 모드) 파워 써플라이에 있어서, 콘덴서(C2)의 직렬 접속과 저항기(R2) 및 다이오드(D2)의 병렬 접속으로 구성된 회로망이 파워 써플라이의 변압기(Tr) 1차권선(1)에 접속되고, 저항기(R2)에 병렬로 접속된 제2스위치(T3)가 1차권선(1)에서의 전압(Uce)의 펄스 구간동안 제어전압(7)에 의해 도통상태로 스위치 되는 것을 특징으로 하는 스위칭 파워 써플라이.
  2. 제1항에 있어서, 제1 또는 제2스위치(T2,T3)가 전계 효과 트랜지스터(T2,T3)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 파워 써플라이 회로.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스위치가 발생된 동작전압(U1)의 안정화를 위해 스위칭 트랜지스터(T1)도 제어하는 프로세서(4)로부터 나오는 임펄스(6,7)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 스위칭 파워 써플라이 회로.
  4. 제1항에 있어서, 각각 하나의 다이오드 및 충전콘덴서를 가진 몇개의 2차권선에 있어서도 상기 제1스위치(T2)가 상기 2차권선들중 단지 하나에만 접속되는 것을 특징으로 하는 스위칭 파워 써플라이 회로.
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