KR100219095B1

KR100219095B1 - 슬롭 보상회로와 이를 포함하는 스위치 모드 파워 서플라이및 그 방법

Info

Publication number: KR100219095B1
Application number: KR1019970034725A
Authority: KR
Inventors: 성환호
Original assignee: 김덕중; 페어차일드코리아반도체주식회사
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1999-09-01
Also published as: KR19990011586A

Abstract

본 발명은 슬롭 보상 회로와 이를 포함하는 스위치 모드 파워 서플라이 및 그 방법에 관한 것으로서, 변압기와, 상기 변압기의 1차 권선의 음극단에 제1 전극이 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자의 제2 전극과 접지단 사이에 연결된 저항과, 클럭 신호를 발생하는 오실레이터와, 상기 변압기의 다른 1차 권선의 양극단에 연결되고 상기 스위칭 소자의 제1 및 제2 전극의 하강 기울기보다 완만한 하강 기울기의 파형을 갖는 슬롭 보상 전압을 발생하는 슬롭 보상 회로와, 상기 슬롭 보상 전압과 상기 저항의 양단에 발생하는 스위칭 소자 전류 감지 전압을 비교하는 비교기 및 상기 클럭 신호만 액티브일 때 상기 스위칭 소자를 턴온시키고 상기 비교기의 출력이 액티브될 때 상기 스위칭 소자를 턴오프시키는 플립플롭을 구비한다.

Description

슬롭 보상 회로와 이를 포함하는 스위치 모드 파워 서플라이 및 그 방법

본 발명은 스위치 모드 파워 서플라이에 관한 것으로서, 특히 슬롭 보상 회로와 이를 포함한 스위치 모드 파워 서플라이 및 그 방법에 관한 것이다.

반도체 소자는 정보나 신호의 처리 뿐만 아니라 전기 회로나 전자 회로 등의 전류나 전력의 제어에도 이용된다. 그 이용 목적에서 이와같은 디바이스는 정보처리와 비교해서 보다 큰 전류나 전압이 취급되지 않으면 안된다. 그래서 이것들은 파워 트랜지스터처럼 다른 디바이스와 구별하여 일반적으로 파워 디바이스라고 부른다. 상기 파워 디바이스는 스위치 기능을 가지고있는데 이와같은 스위치 기능을 갖는 파워 디바이스를 이용하여 파워를 공급하는 장치를 스위치 모드 파워 서플라이라 한다.

스위치 모드 파워 서플라이의 보편적인 제어 방법으로는 전압 제어와 전류 제어가 있다. 그 중의 전류 제어 방법은 장점도 많지만 여러 가지 단점들을 가지고 있는데, 그 중의 하나가 서브하모닉 오실레이션(Subharmonic Oscillation)이다. 서브하모닉 오실레이션이란 전류 제어(엄밀한 의미에서는 피크 전류 모드 제어)에서 파워 디바이스의 듀티(Duty)가 50% 이상인 경우에 변압기의 2차측 회로의 인덕터(Inductor)에 흐르는 전류에 스위칭 주파수보다 낮은 주파수의 리플(ripple)이 나타나는 현상이다. 상기 리플은 스의치 모드 파워 서플라이가 불안정하기 때문에 생기는 현상이다. 이러한 현상은 인덕터 전류의 평균 전류와 최대 전류가 다르기 때문에 발생하는데 그것을 없애기 위한 회로가 바로 슬롭 보상 회로이다.

이러한 슬롭 보상 회로로서 가장 많이 사용되는 회로가 도 1에 도시되어있다. 도 1을 참조하면, 종래의 슬롭 보상 회로(11)는 세 개의 캐패시터들(13,14,15)과 세 개의 저항들(17,18,19)을 구비한다. 상기 캐패시터들(13,15)은 핀들(3,5)을 통해서 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로(1)와 연결되어있다. 상기 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로 내의 오실레이터는 발진 전압(Vosc)을 발생한다. 상기 발진 전압(Vosc)은 톱니파 전압으로서 나타나는 것이 보통이다.

상기 캐패시터(13)는 상기 핀(3)과 접지단(GND) 사이에 연결되어있다.

상기 캐패시터(14)는 상기 발진 전압(Vosc)을 상기 저항(17)으로 전달하는 결합 캐패시터로서 상기 핀(3)과 상기 저항(17) 사이에 연결되어있다.

상기 저항들(17,18)은 서로 직렬 연결되어있으며, 상기 캐패시터(14)와 상기 저항(19) 사이에 연결되어있다. 상기 저항들(17,18)은 상기 발진 전압(Vosc)을 분할하여 상기 핀(5)으로 전달하는 전압 분할기이다. 상기 저항들(17,18)의 비율에 따라 슬롭 보상의 양이 결정된다.

상기 저항(19)은 단자(21)에 인가되는 전류(Ip)를 감지한다.

상기 캐패시터(15)는 상기 저항(17)과 상기 저항(18) 사이 즉, 노드(N1)와 접지단(GND) 사이에 연결되어있으며, 상기 저항(18)과 함께 RC필터를 형성한다. 상기 RC 필터로 인하여 상기 전류(Ip)의 리딩 에지(leading edge)에서 발생하는 글리치(glitch)가 감소된다.

상기 노드(N1)에서 발생되는 전압은 상기 핀(5)을 통해서 상기 스위칭 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로로 입력된다.

도 2는 상기 도 1에 도시된 신호들의 파형도이다. 도 2를 참조하여, 도 1에 도시된 슬롭 보상 회로의 동작을 설명하기로 한다. 상기 오실레이터(7)로부터 상기 핀(3)으로 상기 발진 전압(Vosc)이 인가되면, 상기 발진 전압(Vosc)은 상기 저항들(17,18)에 의해 분할되어 노드(N1)에서는 완만한 슬롭을 가지게 된다. 상기 전류(Ip)와 상기 발진 전압(Vosc)은 서로 중첩되어 상기 핀(5)에 인가된다. 즉, 상기 전류(Ip)는 상기 발진 전압(Vosc)에 의해 슬롭 보상이 된다. 따라서 슬롭 보상이 된 전압이 상기 핀(5)에 인가됨으로써 상기 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로는 안정된 동작을 수행한다.

그런데, 종래의 슬롭 보상 회로가 스위칭 소자 및 제어 회로가 한 패키지(package)에 함께 내장된 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로를 이용한 스위치 모드 파워 서플라이에 적용되기 위해서는 상기 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로에 상기 슬롭 보상 회로와 연결하기 위한 적어도 두 개의 핀이 할당되어야만 한다. 만일 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로의 핀수를 줄일 수 있다면 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로 및 스위치 모드 파워 서플라이의 제조 비용을 감소시킬 수가 있다.

따라서 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 집적 회로 내에 내장된 스위치 모드 파워 서플라이 제어 회로의 슬롭 보상 조정이 가능한 스위치 모드 파워 서플라이를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로의 핀 수를 감소시킬 수 있는 슬롭 보상 회로를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자하는 또 다른 기술적 과제는 상기 스위치 모드 파워 서플라이에 적합한 스위치 모드 파워 서플라이 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자하는 또 다른 기술적 과제는 상기 슬롭 보상 회로에 적합한 슬롭 보상 방법을 제공하는데 있다.

도1은 스위치 모드 파워 서플라이(Switch Mode Power Supply) 제어용 집적 회로에 연결된 종래의 슬롭 보상 회로(Slope Compensation Circuit)를 도시한 도면.

도2는 상기 도 1에 도시된 신호들의 파형도.

도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬롭 보상 회로와 이를 포함하는 스위치 모드 파워 서플라이를 도시한 도면.

도4는 상기 도 3에 도시된 신호들의 파형도.

도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 모드 파워 서플라이 방법을 도시한 흐름도.

도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬롭 보상 방법을 도시한 흐름도.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 변압기와, 상기 변압기의 1차 권선의 음극단에 드레인이 연결된 N채널 전계효과트랜지스터와, 상기 N채널 전계효과트랜지스터의 소오스와 접지단 사이에 연결된 저항과, 클럭 신호를 발생하는 오실레이터와, 상기 변압기의 다른 1차 권선의 양극단에 연결되고 상기 N채널 전계효과트랜지스터의 드레인-소오스 전류의 하강 기울기보다 완만한 하강 기울기의 파형을 갖는 슬롭 보상 전압을 발생하는 슬롭 보상 회로와, 상기 슬롭 보상 전압과 상기 저항의 양단에 발생하는 스위칭 소자 전류 감지 전압을 비교하는 비교기 및 상기 클럭 신호만 액티브일 때 상기 N채널 전계효과트랜지스터를 턴온시키고 상기 비교기의 출력이 액티브될 때 상기 N채널 전계효과트랜지스터를 턴오프시키는 플립플롭을 구비하는 것을 특징으로하는 스위치 모드 파워 서플라이를 제공한다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 입력되는 전압을 적분하는 적분기, 및 상기 적분기에 의해 적분된 전압 중에서 교류 성분만을 출력단으로 전달하는 캐패시터를 구비하는 슬롭 보상 회로를 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 변압기와 상기 변압기에 연결되어 상기 변압기를 제어하는 스위칭 소자를 구비하는 스위치 모드 파워 서플라이의 스위치 모드 파워 서플라이 방법에 있어서, 클럭 신호 발생 단계, 1차 전압 발생 단계, 슬롭 보상 전압 발생 단계 및 2차 전압 차단 단계를 구비한다.

상기 클럭 신호 발생 단계에서는 일정한 주기로 논리 하이로 액티브되는 클럭 신호가 발생한다.

상기 1차 전압 발생 단계에서는 상기 클럭 신호가 액티브되면 상기 스위칭 소자가 턴온되어 상기 변압기의 1차측의 권선에 1차 전압과 상기 1차 전압과 반대 극성을 갖는 다른 1차 전압이 상기 변압기의 1차측의 다른 권선에 발생한다.

상기 슬롭 보상 전압 발생 단계에서는 상기 다른 1차 전압을 적분함으로써 슬롭 보상 전압이 발생한다.

상기 2차 전압 차단 단계에서는 상기 슬롭 보상 전압과 상기 스위칭 소자의 전류 감지 전압을 비교하고 그 결과 상기 스위칭 소자의 전류 감지 전압이 상기 슬롭 보상 전압보다 높으면 상기 스위칭 소자가 턴오프되어 상기 1차 전압이 상기 변압기의 2차측으로 유기되는 것을 차단한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 스위치 모드 파워 서플라이의 슬롭 보상 방법에 있어서, 입력되는 전압을 적분하는 단계, 및 상기 적분된 전압 중에서 교류 성분만을 출력하는 단계를 구비한다.

상기 본 발명에 의하여 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로의 핀 수가 감소되면서도 스위치 모드 파워 서플라이의 슬롭 보상 조정이 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬롭 보상 회로와 이를 포함하는 스위치 모드 파워 서플라이를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 변압기(103)에 1차측 회로(105)와 2차측 회로(107)가 연결되고, 상기 1차측 회로(105)에 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로(101)가 연결되며, 상기 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로(101)에 본 발명의 슬롭 보상 회로(111)가 연결되어있다. 상기 2차측 회로(107)의 출력 일부는 피드백 회로(109)에 의해 포토 커플러(Photo Coupler)(113)를 통해서 상기 슬롭 보상 회로(111)로 피드백된다. 상기 포토 커플러(113)는 발광부(113a)와 수광부(113b)로 구성된다.

상기 스위치 모드 파워 서플라이 제어용 집적 회로(101)는 핀(121), 전류원(123), 오실레이터(125), 비교기(127), 플립플롭(Flip-Flop)(129), 스위칭 소자(131) 및 저항(133)을 구비한다. 상기 스위칭 소자(131)는 N채널 전계효과트랜지스터로 구성된다.

상기 전류원(123)은 상기 핀(121)과 상기 비교기(127)의 반전 단자(-)에 연결되고, 상기 핀(121)과 상기 비교기(127)의 반전 단자(-)로 일정한 전류를 공급한다.

상기 오실레이터(125)는 일정한 주기로 발진하는 클럭 신호(Vck)를 발생하여 상기 플립플롭(129)의 셋(set) 단자(S)로 인가한다.

상기 비교기(127)는 상기 핀(121)으로부터 입력되는 피드백 전압(Vfb)을 그 반전 단자(-)의 입력으로하고, 상기 스위칭 소자(131)로부터 감지된 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)을 그 비반전 단자(+)의 입력으로한다. 상기 비교기(127)는 상기 피드백 전압(Vfb)과 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)의 전압 레벨을 비교한다. 그 결과, 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)의 전압 레벨이 상기 피드백 전압(Vfb)의 전압 레벨보다 높으면 상기 비교기(127)는 액티브(active), 예컨대 논리 하이(high) 레벨의 신호를 출력하고, 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)의 전압 레벨이 상기 피드백 전압(Vfb)의 전압 레벨보다 낮으면 상기 비교기(127)는 인액티브(inactive) 예컨대 논리 로우(low) 레벨의 신호를 출력한다. 상기 비교기(127)의 출력은 상기 플립플롭(129)의 리셋(reset) 단자(R)에 인가된다.

상기 플립플롭(129)은 RS 플립플롭으로 구성하며, 상기 오실레이터(125)의 출력과 상기 비교기(127)의 출력을 입력으로하고, 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)의 게이트로 그 출력을 전달한다. 상기 RS 플립플롭(129)의 진리치는 다음 표 1과 같다.

입 력	출력
리셋(R)	셋(S)	Q
0	0	전 상태 유지
0	1	1
1	0	0
1	1	0

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 RS 플립플롭(129)의 셋 단자(S)와 리셋 단자(R)에 입력되는 신호의 전압 레벨이 각각 논리 하이와 논리 로우이면 출력 단자(Q)에 나타나는 신호는 액티브 예컨대 논리 하이가 되고, 셋 단자(S)와 리셋 단자(R)에 입력되는 신호의 전압 레벨이 각각 논리 로우와 논리 하이이면 출력 단자(Q)에 나타나는 신호는 인액티브 예캔대 논리 로우가 된다. 그리고 상기 RS 플립플롭(129)의 셋 단자(S)와 리셋 단자(R)에 입력되는 신호의 전압 레벨이 모두 논리 로우이면 출력 단자(Q)에 나타나는 신호는 이전 상태를 그대로 유지하고, 셋 단자(S)와 리셋 단자(R)에 입력되는 신호의 전압 레벨이 논리 하이이면 출력 단자(Q)의 전압 레벨은 논리 로우로 되도록 설계한다.

상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)의 게이트는 상기 RS 플립플롭(129)의 출력 단자(Q)에 연결되고, 그 제1 전극 즉, 드레인은 상기 변압기의 1차 권선(103a)에 연결되며, 그 제2 전극 즉, 소오스는 상기 저항(133)의 일단에 연결된다. 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)는 상기 RS 플립플롭(129)의 출력이 논리 하이이면 턴온(turn-on)되므로 상기 입력 전압(Vi)이 상기 변압기(103)의 1차 권선(103a)의 양극단에 인가된다. 그로 인하여 상기 1차 권선(103a)에는 전류가 흐르게되며 상기 변압기의 1차 권선(103a)의 양단에는 1차 전압(Vtx)이 나타난다. 반대로 상기 RS 플립플롭(129)의 출력이 논리 로우이면 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)는 턴오프(turn-off)되므로 상기 변압기(103)의 1차 권선(103a)에는 리셋 전압(Vreset)이 인가된다.

상기 저항(133)은 그 일단이 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)의 소오스에 연결되고, 타단은 접지단(GND)에 연결된다. 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)가 턴온되면 상기 변압기(103)에 흐르는 전류가 상기 저항(133)을 통해서 접지단(GND)으로 흘러간다. 그러면 상기 저항(133) 양단에는 전압이 발생한다. 즉, 상기 저항(133)은 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)로 흐르는 전류를 감지하게되는 것으로 상기 저항(133)의 양단에 나타나는 전압은 상기 비교기(127)에 인가된다.

상기 2차측 회로(107)로부터 출력되는 출력 전압(Vo)은 그 일부가 상기 피드백 회로(109)를 통해서 상기 포토 커플러의 발광부(113a)에 인가된다. 그러면 상기 포토 커플러의 발광부(113a)는 상기 출력 전압(Vo)을 광 신호로 변환하여 방출한다. 상기 포토 커플러의 수광부(113b)에서는 상기 광 신호를 수신하여 이를 전류(Ifb)로 변환하여 상기 핀(121)에 인가한다.

상기 슬롭 보상 회로(111)는 두 개의 캐패시터들(151,153)과 한 개의 저항(155)을 구비한다.

상기 저항(155)의 일단은 상기 변압기의 다른 1차 다른 권선(103b)에 연결된다.

상기 캐패시터(151)는 상기 저항(155)의 타단과 접지단(GND) 사이에 연결되고, 상기 저항(155)과 함께 적분기(161)를 형성한다.

상기 캐패시터(153)는 상기 저항(155)과 상기 캐패시터(151)가 서로 결합된 부분 즉, 노드(N2)와 상기 핀(121) 사이에 결합된 결합 캐패시터로서 상기 노드(N2)에 나타나는 신호를 상기 핀(121)으로 전달하되 적분된 교류 성분만 전달한다.

도 4는 상기 도 3에 도시된 신호들의 파형도이다. 도 4를 참조하면, 클럭 신호(Vck)가 액티브되면 1차 전압(Vtx)은 음전압으로부터 입력 전압(Vi)의 크기를 갖는 양전압으로 전환되고, 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)은 영전위로부터 일정한 전압 레벨로 급격히 상승한 다음 서서히 증가한다. 상기 1차 전압(Vtx)이 양전압이 되면 다른 1차 전압(Vtx')은 양전압에서 음전압으로 변환된다. 상기 다른 1차 전압(Vtx')이 음전압이 되면 슬롭 보상 전압(Vsc)은 점점 낮아진다. 슬롭 보상 전압(Vsc)이 낮아지면 피드백 전압(Vfb)도 슬롭 보상 전압(Vsc)과 정비례하여 낮아진다. 그러다가 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)과 상기 피드백 전압(Vfb)이 동일하게 되는 시점(t1)에서 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)은 영전위로 하강한다. 이와 동시에 상기 1차 전압(Vtx)은 양전압에서 음전압으로 전환되고, 상기 다른 1차 전압(Vtx')은 음전압에서 양의 리셋 전압(Vreset)으로 전환된다. 또한, 상기 슬롭 보상 전압(Vsc)도 점점 상승하고, 상기 피드백 전압(Vfb)도 증가한다. 그러다가 다시 상기 클럭 신호(Vck)가 액티브되면, 상기 1차측 전압(Vtx)이 음전압에서 양전압으로 전환되고, 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)도 영전위에서 점점 상승하여 그 이후 동작은 상술한 과정을 반복한다.

도 4를 참조하여 도 3에 도시된 회로의 동작을 설명하기로 한다. 먼저, 클럭 신호(Vck)가 액티브되면, 상기 RS 플립플롭(129)은 논리 하이 레벨의 신호를 출력한다. 상기 RS 플립플롭(129)의 출력이 논리 하이이면 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)가 턴온된다. 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)가 턴온되면 입력 전압(Vi)은 상기 변압기의 1차 권선(103a)과 상기 변압기의 다른 1차 권선(103b) 및 상기 저항(133)에 동시에 인가된다. 따라서 상기 1차 전압(Vtx)은 입력 전압(Vi)의 크기를 갖는 양전압으로 상승하고, 상기 다른 1차 전압(Vtx')은 상기 1차 전압(Vtx)과 극성 및 크기가 반대로 되어 나타나며, 상기 저항(133)에 걸리는 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)은 선형적으로 증가한다.

상기 다른 1차 전압(Vtx')이 양전압인 동안에는 상기 캐패시터(151)는 충전되어있다가, 상기 다른 1차 전압(Vtx')이 양전압에서 음전압으로 전환되면 상기 캐패시터(151)는 방전하기 시작한다. 상기 캐패시터(151)가 방전하면서 감소되면 상기 캐패시터(153)로부터 출력되는 전압도 상기 캐패시터(151)와 정비례하여 감소된다. 즉, 상기 피드백 전압(Vfb)이 감소된다. 상기 피드백 전압(Vfb)은 감소되고 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)은 증가하게 되는데 그러다가 상기 피드백 전압(Vfb)이 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)보다 높아지는 순간(도 4의 t1)에 상기 비교기(127)는 논리 하이 레벨의 신호를 출력한다. 그러면 상기 RS 플립플롭(129)은 리셋되어 논리 로우 레벨의 신호를 출력하게되고 그로 인하여 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)는 턴오프된다.

상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)가 턴오프되면 상기 변압기의 리셋을 위하여 상기 1차 전압(Vtx)은 양전압에서 음전압으로 전환되고 그로 인하여 상기 다른 1차 전압(Vtx')은 상기 1차 전압(Vtx)과 반대로 음전압에서 양전압으로 전환된다. 그리고 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압(Vids)은 스위칭 소자(131)의 전류가 영이 되므로 영전위로 감소된다. 상기 다른 1차 전압(Vtx')이 양전압이므로 상기 캐패시터(151)는 충전되기 시작하고 상기 슬롭 보상 전압(Vsc)은 서서히 증가한다. 따라서 상기 피드백 전압(Vfb)도 상기 슬롭 보상 전압(Vsc)과 정비례하여 증가한다.

그러다가 상기 오실레이터(125)가 클럭 신호(Vcx)를 발생하면 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)는 다시 턴온되므로 상술한 바와 같은 동작이 다시 반복된다.

본 발명의 슬롭 보상 회로(111)에 의한 슬롭 보상 방법은 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)의 드레인-소스 전류의 하강 기울기(도 4의 S1)의 (1/2)의 기울기(도 4의 S2)를 갖는 파형을 상기 피드백 전압(Vfb)에 실어주는 것이다. 상기 기울기(도 4의 S2)는 상기 N채널 전계효과트랜지스터(131)가 턴온되어있는 동안만 유지되면 된다. 상기 기울기(도 4의 S2)는 상기 적분기에 의해 실현된다. 그리고 상기 캐패시터를 상기 캐패시터보다 크게하면 설계를 쉽게할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 스위치 모드 파워 서플라이 방법을 도시한 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 스위치 모드 파워 서플라이 방법은 변압기(103)와 상기 변압기(103)에 연결되어 상기 변압기(103)을 제어하는 스위칭 소자(131)를 구비하는 스위치 모드 파워 서플라이의 스위치 모드 파워 서플라이 방법에 있어서, 클럭 신호 발생 단계(201), 1차 전압 발생 단계(211), 슬롭 보상 전압 발생 단계(221) 및 2차 전압 차단 단계(231)를 구비한다.

상기 클럭 신호 발생 단계(201)에서는 일정한 주기로 논리 하이로 액티브되는 클럭 신호가 발생한다.

상기 1차 전압 발생 단계(211)에서는 상기 클럭 신호가 액티브되면 상기 스위칭 소자(103)가 턴온되어 상기 변압기(103)의 1차측의 권선(103a)에 1차 전압이 발생하고, 상기 1차 전압은 상기 변압기(103)의 2차측으로 유기된다. 동시에 상기 1차 전압과 반대 극성을 갖는 다른 1차 전압이 상기 변압기(103)의 1차측의 다른 권선(103b)에 발생한다.

상기 슬롭 보상 전압 발생 단계(221)에서는 상기 다른 1차 전압을 적분함으로써 슬롭 보상 전압이 발생한다.

상기 2차 전압 차단 단계(231)에서는 상기 슬롭 보상 전압과 상기 스위칭 소자(131)의 전류 감지 전압(Vids)을 비교하고 그 결과 상기 스위칭 소자(131)의 전류 감지 전압(Vids)이 상기 슬롭 보상 전압보다 높으면 상기 스위칭 소자(131)가 턴오프되어 1차 전압이 상기 변압기(103)의 2차측으로 유기되는 것을 차단한다.

도 6은 본 발명에 따른 슬롭 보상 방법을 도시한 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 슬롭 보상 방법은 입력 전압 적분 단계(301) 및 적분 전압 전달 단계(311)를 구비한다.

상기 입력 전압 적분 단계(301)에서는 입력단에 입력되는 전압을 적분한다.

상기 적분 전압 전달 단계(311)에서는 상기 입력 전압 적분 단계(301)에서 적분된 전압 중에서 교류 성분만을 출력한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스위치 모드 파워 서플라이 집적 회로(101)의 핀(121) 수가 감소되고 스위치 모드 파워 서플라이 집적 회로(101)의 외부에서 스위치 모드 파워 서플라이의 슬롭 보상 조정이 가능하다.

Claims

변압기;

상기 변압기의 1차 권선의 음극단에 제1 전극이 연결된 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자의 제2 전극과 접지단 사이에 연결된 저항;

클럭 신호를 발생하는 오실레이터;

상기 변압기의 다른 1차 권선의 양극단에 연결되고 상기 스위칭 소자의 제1 및 제2 전극 전류의 하강 기울기보다 완만한 하강 기울기의 파형을 갖는 슬롭 보상 전압을 발생하는 슬롭 보상 회로;

상기 슬롭 보상 전압과 상기 저항의 양단에 발생하는 스위칭 소자 전류 감지 전압을 비교하는 비교기;

상기 클럭 신호만 액티브일 때 상기 스위칭 소자를 턴온시키고 상기 비교기의 출력만 액티브일 때 상기 스위칭 소자를 턴오프시키는 플립플롭을 구비하는 것을 특징으로하는 스위치 모드 파워 서플라이.
제 1 항에 있어서, 상기 슬롭 보상 전압의 하강 기울기는 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압의 하강 기울기의 (1/2)인 것을 특징으로하는 스위치 모드 파워 서플라이.
제 1 항에 있어서, 상기 비교기는 상기 슬롭 보상 전압을 그 반전 입력으로 가지고 상기 스위칭 소자 전류 감지 전압을 그 비반전 입력으로 가지는 것을 특징으로하는 스위치 모드 파워 서플라이 집적 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 플립플롭은 RS 플립플롭인 것을 특징으로하는 스위치 모드 파워 서플라이 집적 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 N채널 전계효과트랜지스터인 것을 특징으로하는 스위치 모드 파워 서플라이 집적 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 슬롭 보상 회로는

상기 변압기의 1차 권선의 양극단에 입력단이 연결된 적분기; 및

상기 적분기로부터 출력되는 전압 중에서 교류 성분만을 출력단으로 전달하는 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로하는 스위치 모드 파워 서플라이.
입력되는 전압을 적분하는 적분기; 및

상기 적분기에 의해 적분된 전압 중에서 교류 성분만을 출력단으로 전달하는 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로하는 슬롭 보상 회로.
제 7 항에 있어서, 상기 적분기는

상기 입력 전압이 일단에 인가되는 저항; 및

상기 저항의 타단과 접지단 사이에 연결된 다른 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로하는 슬롭 보상 회로.
제 7 항에 있어서, 상기 다른 캐패시터는 상기 캐패시터보다 그 용량이 더 큰 캐패시터인 것을 특징으로하는 슬롭 보상 회로.
제 7 항에 있어서, 상기 적분기의 입력단에 변압기를 구비하고 상기 입력 전압은 상기 변압기로부터 발생하는 것을 특징으로하는 슬롭 보상 회로.
변압기와 상기 변압기에 연결되어 상기 변압기를 제어하는 스위칭 소자를 구비하는 스위치 모드 파워 서플라이의 스위치 모드 파워 서플라이 방법에 있어서,

클럭 신호를 발생시키는 클럭 신호 발생 단계;

상기 클럭 신호가 액티브되면 상기 스위칭 소자가 턴온되어 상기 변압기의 1차측의 권선에 1차 전압이 발생하고 상기 1차 전압과 반대 극성을 갖는 다른 1차 전압이 상기 변압기의 1차측의 다른 권선에 발생하는 1차 전압 발생 단계;

상기 다른 1차 전압을 적분하여 슬롭 보상 전압을 발생하는 슬롭 보상 발생 단계; 및

상기 슬롭 보상 전압과 상기 스위칭 소자의 전류 감지 전압을 비교하고 그 결과 상기 전류 감지 전압이 상기 슬롭 보상 전압보다 높으면 상기 스위칭 소자가 턴오프되어 1차 전압이 상기 변압기의 2차측으로 유기되는 것을 차단하는 2차 전압 차단 단계를 구비하는 것을 특징으로하는 스위치 모드 파워 서플라이 방법.
입력되는 전압을 적분하는 단계; 및

상기 적분된 전압 중에서 교류 성분만을 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로하는 슬롭 보상 방법.