KR100216355B1 - 고정주파수 발진회로 - Google Patents
고정주파수 발진회로 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100216355B1 KR100216355B1 KR1019970032490A KR19970032490A KR100216355B1 KR 100216355 B1 KR100216355 B1 KR 100216355B1 KR 1019970032490 A KR1019970032490 A KR 1019970032490A KR 19970032490 A KR19970032490 A KR 19970032490A KR 100216355 B1 KR100216355 B1 KR 100216355B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- frequency
- voltage
- self
- resistor
- contained
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/338—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/20—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator
- H03B5/24—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator active element in amplifier being semiconductor device
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야 :
본 발명은 자려식 프라이백 컨버터에 구비된 고정주파수 발진회로에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 :
가변주파수는 부하전류가 증가함에 따라서 주파수가 감소하는 특징을 가지고 있으므로 부하전류가 적거나 무 부하시에는 상대적으로 스위칭 주파수가 증가하였다.
다. 발명의 해결 방법의 요지 :
본 발명은 저항과 콘덴서를 이용하여 소정의 시정수를 결정하고 상기 시정수에 의한 주기를 가지는 스위칭신호를 발생하여 고정된 동작주파수를 얻을 수 있도록 발진회로를 구현하였다.
라. 발명의 중요한 용도 :
고정주파수 발진회로.
Description
본 발명은 스위치 형태를 가지는 직류/직류 컨버터(DC/DC Converter)의 스위치 구동회로에 관한 것으로, 특히 자려식 프라이백 컨버터의 고정된 주파수로 스위치를 제어하는 스위치 구동회로에 관한 것이다.
상기 자려식 프라이백 컨버터는 자려형 가변주파수 형태를 주로 이용하는데 상기 가변주파수(variable frequency)는 부하전류가 증가함에 따라서 주파수가 감소하는 특징을 가지고 있으므로 부하전류가 적거나 무 부하시에는 상대적으로 스위칭 주파수가 증가하게 된다.
상기 자려식 프라이백 컨버터의 통상적인 구성은 도 1에 도시된 바와 같으며, 부하전류의 변화에 따른 스위칭 주파수의 변화는 도 2a에 도시된 특성도와 같다. 상기 도 2a에 도시된 특성도에서 보인바와 같이 상기 자려식 프라이백 컨버터는 상기 부하전류와 스위칭 주파수가 반비례함을 알 수 있다.
상기 도 1에 도시된 자려식 프라이백 컨버터의 구성을 간략하게 설명하면, 변압기(transformer)의 1차측에 입력 전압 +Vin이 인가되며, 상기 +Vin은 스위칭부(10)의 상태에 의해 변압기의 2차측에 유기된다. 상기 스위칭부(10)는 자려발진부(30)로부터 제공되는 신호의 스위칭 주파수에 의해 스위칭된다. 상기 스위칭부(10)를 제어하는 자려발진부(30)는 상기 2차측의 전압을 피드백 제어부(20)를 통해 감지하여 상기 스위칭부(10)의 턴-온/오프 시간을 조절하는 스위칭 주파수를 가지는 신호를 출력한다. 상기 스위칭부(10)는 전력 모스 전계 효과 트랜지스터(Power MOSFET)를 사용하여 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이 자려식 프라이백 컨버터는 부하전류나 입력전압의 변화 범위가 크면 스위칭 주파수의 변화 범위 또한 커지게 된다. 그로 인해 발생되었던 종래의 문제점을 보면 다음과 같다.
먼저, 설계가 잘된 변압기는 특정 주파수에 맞추어지므로 가변 주파수의 경우는 굳이 적용하려면 할 수는 있으나 효율면에서 적절한 설계라 할 수 없으며, 출력 필터의 설계가 어렵다. 또한 피드백시 이득 보상을 동기시키기가 어려워 불안정 요소로 나타나며, 동적 특성이 좋지 못하여 높은 신뢰성을 요구하는 제품에는 적용하기가 어려웠다.
상기 가변 주파수방식을 이용한 자려식 프라이백 컨버터가 비록 간단하고 비용이 적게 든다고는 하나 입출력 특성상 상술한 문제점으로 인하여 동작 주파수를 고정시킬 수밖에 없는 필요성에 직면하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 자려식 프라이백 컨버터에 고정된 동작 주파수 펄스를 발생하는 고정주파수 발진회로를 제공함에 있다.
상기한 목적을 발성하기 위해 본 발명은 저항과 콘덴서를 이용하여 소정의 시정수를 결정하고 상기 시정수에 의한 주기를 가지는 스위칭신호를 발생하여 고정된 동작주파수를 얻을 수 있도록 발진회로를 구현하였다.
도 1은 통상적인 자려식 프라이백 컨버터회로의 구성도.
도 2a는 도 1에 도시된 자려식 프라이백 컨버터회로의 부하전류와 스위칭 주파수의 특성도.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자려식 프라이백 컨버터회로의 부하전류와 스위칭 주파수의 특성도.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정주파수 발진부의 상세 회로도.
도 4a는 도 3에서 사용되는 입력전압의 파형도이며, 도 4b는 도 3에 의해 출력되는 출력전압의 파형도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자려식 프라이백 컨버터에 구비된 고정주파수 발진부(40)의 상세 회로도를 도시한 도면이다.
상기 고정주파수 발진부(40)는 도 1에 도시된 자려발진부(30) 내부에 구비되며, 상기 자려발진부(30)는 상기 고정주파수 발진부(40)외에 상기 자려발진부(30)의 전원(Vcc)을 공급하는 보조전원, 피드백 신호를 수신하는 수광소자인 포토 트랜지스터, 고정주파수를 가지는 펄스의 펄스폭을 가변하는 펄스폭 변조부(50)가 더 구비된다. 상기 보조전원으로부터 시간에 따라 공급되는 Vcc의 파형은 도 4a에 도시된 바와 같다.
상기 고정주파수 발진부(40)의 구성을 도 3을 참조하여 설명하면, 보조전원 양단에 분압 저항 R1, R2가 직렬 연결되며, 상기 R1과 R2에 의해 보조전원으로부터 공급되는 Vcc는 분압된다.
상기 R2에 분압된 전압 Va(a점에 나타나는 전압)는 pnp형 트랜지스터 Q1의 베이스단에 인가되며, 상기 Q1의 에미터단에는 Vcc가 저항 R3에 의해 감압된 Vb(b점에 나타나는 전압)가 인가되고 콜렉터단은 저항 R4를 통해 접지된다. 상기 Q1은 상기 Va와 Vb의 전압차(VEB1=Vb-Va)에 의해 스위칭 동작된다.
상기 Q1의 스위칭 동작에 의해 콜렉터단에는 Vd(d점에 나타나는 전압)가 출력되며, 상기 Vd는 npn형 트랜지스터 Q2의 베이스단으로 인가된다. 한편 상기 Q2의 콜렉터단에는 Vcc가 인가되며, 에미터단은 저항 R5를 통해 접지된다. 또한 상기 Q1의 에미터단과 상기 Q2의 에미터단 사이에는 콘덴서 C1이 연결된다. 상기 Q2의 에미터단에 나타나는 전압 Vc(c점에 나타나는 전압)는 펄스폭 변조부로 인가되는 스위칭 주파수를 가지는 신호이다.
상기 도 4b에 실선으로 도시된 파형은 상기 Vc의 파형도이며, 상기 도 4b에 점선으로 도시된 파형은 상기 Vc가 펄스폭 변조부를 통해 스위칭부(10)에 인가되는 스위칭 신호의 파형도 이다. 상기 도 4b에 도시된 파형의 주기 T는 자려발진부(30)에 구비된 저항 R3와 콘덴서 C1에 따른 시정수에 의해 결정된다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자려식 프라이백 컨버터회로의 부하전류와 스위칭 주파수의 특성도를 도시한 도면이다.
이하 본 발명에 따른 일 실시 예를 상술한 구성을 참조하여 상세히 설명한다.
통상적인 자려형 컨버터인 경우 입력전압이나 부하의 변동에 따라 동작주파수(스위칭 주파수)가 변화한다. 하지만 본 발명에 따른 자려형 컨버터의 경우에는 상기 동작주파수가 고정주파수로 동작한다. 상기 본 발명에 따라 부하전류의 가변에도 고정된 동작주파수를 가지는 특성도는 도 2b에 도시된 바와 같다. 한편, 상기의 설명을 위해 Q2의 에미터에서 들여다본 출력 임피던스가 무한대라고 가정한다.
입력전압 Vcc가 인가되면 상기 인가된 Vcc는 R1과 R2에 의해 분압되어 Q1의 베이스단인 a점에는 Va가 분압된다. 또한 상기 Vcc는 R3를 통해 Q1의 에미터단인 b점에는 전압 Vb가 인가되며, 상기 Vb에 의해 콘덴서 C1이 충전된다. 상기 Vb는 상기 C1에 충전되는 전압에 의해 상승하게 되며, 상기 Vb의 레벨이 상기 Va와 VEB1을 합한 레벨 보다 커지는 순간 상기 Q1은 턴온 된다.
상기 Q1이 턴온되면 d점에는 Vb-VEC1의 Vd가 나타나며, 상기 Vd에 의해 Q2가 턴온 된다. 상기 Q2가 턴온되면 c점에는 Vb에서 VEC1과 VBE2가 감압된 전압이 나타난다. 상기 c점에 나타나는 전압 Vc를 수학식으로 나타내면 수학식 1과 같다.
상기 수학식 1에 나타낸 Vc는 상기 Q1과 Q2가 턴온되면서 나타나는 초기전압이다. 하지만, 상기 Q1이 턴온되면 상기 C1에 충전되었던 전압이 방전된다. 따라서 상기 Vc는 Vcc-VCE2까지 상승되어 상기 c점의 최대 전압이 된다. 상기 최종전압은 도 4b에 도시된 파형의 VG값인 V가 되는 것이다.
한편, 상기 도 4b에 도시된 파형의 주기는 C1의 방전 시간에 의해 결정된다. 즉, 상기 Vc가 Vcc-VCE2로 유지되는 지속시간은 상기 C1의 방전 전압에 의해 결정되는데 상기 b점의 전압 Vb가 Vcc-Vc-VBE2-VCE1이 되면 Q1이 턴오프 된다. 상기 Q1의 턴오프에 의해 상기 Q2도 턴오프 된다. 그로 인해 상기 c점의 전압 Vc가 로우레벨로 떨어지게 된다.
상기 Vc가 가지는 스위칭 주파수(동작주파수)는 R3와 C1에 의한 시정수(time constant)에 의해 결정된다. 상기 Vc의 주기와 주파수를 수학식으로 나타내면 수학식 2와 같다.
상기 수학식 2에 나타낸 f는 스위칭 주파수를 의미하며, T는 도 4b에 실선으로 도시된 주기를 의미한다. 상기 도 4b에 실선으로 도시된 펄스는 펄스폭 변조부에 의해 상기 도 4b에 점선으로 도시된 펄스로 펄스폭 변조되어 주 스위치 게이트 단자에 입력되며, 상기 펄스폭 변조된 펄스가 최종으로 스위칭 소자를 온 또는 오프 시키는 동작신호로 공급된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 안정된 스위칭 주파수를 얻을 수 있어 트랜스포머와 필터 설계의 최적화가 가능하며, 피드백 신호의 제어를 쉽게 할 수 있어서 제 특성이 개선되었다. 또한 안정된 구동회로이므로 블록화하여 타 분야에 쉽게 적용할 수 있으며, 전자계 간섭(Electromagnetic Interference) 특성을 개선하는 효과가 있다.
Claims (2)
- 자려식 프라이백 컨버터에 구비된 고정주파수 발진부에 있어서,입력전압을 분압하는 제1저항, 제2저항과,상기 입력전압을 제3저항을 통해 인가받아 전압을 충, 방전하는 콘덴서와,상기 분압된 전압이 베이스단에 인가되고 상기 충, 방전되는 전압이 에미터단에 인가되어 상기 충, 방전 전압에 의해 주기적으로 스위칭되는 제1트랜지스터와,상기 제1트랜지스터와 연동하여 온/오프하는 제2트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 고정주파수 발진회로.
- 제1항에 있어서, 상기 제1트랜지스터의 스위칭 주기는 상기 제3저항과 상기 콘덴서에 의한 시정수에 의해 결정됨을 특징으로 하는 고정주파수 발진회로.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970032490A KR100216355B1 (ko) | 1997-07-12 | 1997-07-12 | 고정주파수 발진회로 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970032490A KR100216355B1 (ko) | 1997-07-12 | 1997-07-12 | 고정주파수 발진회로 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990009911A KR19990009911A (ko) | 1999-02-05 |
| KR100216355B1 true KR100216355B1 (ko) | 1999-08-16 |
Family
ID=19514290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970032490A KR100216355B1 (ko) | 1997-07-12 | 1997-07-12 | 고정주파수 발진회로 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100216355B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160042515A (ko) | 2014-10-10 | 2016-04-20 | 왕 중 김 | 수평식 핫 팩 포장 장치 및 방법 |
-
1997
- 1997-07-12 KR KR1019970032490A patent/KR100216355B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160042515A (ko) | 2014-10-10 | 2016-04-20 | 왕 중 김 | 수평식 핫 팩 포장 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990009911A (ko) | 1999-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4937728A (en) | Switch-mode power supply with burst mode standby operation | |
| US5903452A (en) | Adaptive slope compensator for current mode power converters | |
| KR0182608B1 (ko) | 가변 전하 펌핑 디씨/디씨 변환기 및 출력 전력 변화 방법 | |
| US6038143A (en) | Self-oscillation type switching power supply having time constant circuit electronic switch an external voltage and having charging time variable in response to output voltage | |
| JP3623046B2 (ja) | スタンバイ動作するスイッチング電源 | |
| US7295449B2 (en) | Simple switched-mode power supply with current and voltage limitation | |
| KR19990012879A (ko) | 전원공급장치의 역률개선회로 | |
| JP2006025596A (ja) | スロープ補償型スイッチングレギュレータ及びその補償方法 | |
| JPH0357713B2 (ko) | ||
| KR20010022479A (ko) | 벅 부스트 스위칭 조정기 | |
| US5914589A (en) | Voltage boosting circuit for high-potential-side MOS switching transistor | |
| US6072702A (en) | Ringing choke converter | |
| US6151223A (en) | Self-excited DC-DC converter with temperature compensation | |
| US6016259A (en) | Power supply circuit | |
| KR100216355B1 (ko) | 고정주파수 발진회로 | |
| MXPA96004531A (en) | Power supply of tuned switch mode with control of corrie mode | |
| US6166923A (en) | Switched-mode power supply | |
| JP2003088105A (ja) | スイッチングレギュレータ | |
| CN220570463U (zh) | 一种负载可调电路、电源电路、电路板及电子设备 | |
| KR830000203B1 (ko) | 조정된 편향회로 | |
| KR100483396B1 (ko) | 강압형dc-dc변환기 | |
| KR100219095B1 (ko) | 슬롭 보상회로와 이를 포함하는 스위치 모드 파워 서플라이및 그 방법 | |
| JPH0315423B2 (ko) | ||
| KR20010060202A (ko) | 2단 스위칭 전력 변환 장치 | |
| JPS5820549B2 (ja) | スイツチング レギユレ−タ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070409 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |