KR100292488B1 - 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로 - Google Patents

소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로에 관한 것으로, 종래에는 스위칭소자 온/오프시 발생하는 전압과 전류의 곱이 각 소자에서 발생하는 스위칭손실인데, 각 소자의 전압 및 전류의 파형이 겹치는 부분이 많아 손실이 커지고, 특히 다이오드에는 역회복 특성으로 인한 손실등으로 인해서 효율이 떨어지고, 이러한 손실을 방열시켜 주기 위해서는 큰 방열판의 사용 및 큰 풍량의 팬을 사용해야 하는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 정류부와 승압형 컨버터부 및 소프트 스위칭부로 구성된 승압형 컨버터의 스위치를 영전압에서 스위칭할 수 있도록 하기 위하여 듀티신호 결정부(20), 발진부(30), 스위칭주기 선택부(40) 및 스위칭 구동부(50)를 이용하여 스위칭 제어신호를 생성하여 영전압에서 각 스위치를 스위칭함으로써 스위치 및 다이오드의 스위칭 손실을 최소화하여 스위칭시 다이오드의 역회복 특성으로 인한 손실을 거의 영으로 줄이고, 이 스위칭 손실을 방열시켜 주기 위한 큰 방열판의 사용 및 큰 풍량의 팬을 제거할 수 있도록 하여 전체 시스템을 콤팩트하게 구성할 수 있도록 한 것이다.

Description

소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로{SWITCHING CONTROL CIRCUIT FOR SOFT SWITCHING POWER FACTOR CORRECTING BOOST CONVERTER}
본 발명은 스위치 및 다이오드의 스위칭 손실을 최소화 할 수 있는 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로에 관한 것으로, 특히 스위칭 시 다이오드의 역회복 특성으로 인한 손실을 거의 영으로 줄임으로써 스위칭 손실을 방열시켜 주기 위한 큰 방열판의 사용 및 큰 풍량의 팬을 제거할 수 있어서 전체 시스템을 콤팩트하게 구성할 수 있도록 한 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로에 관한 것이다.
종래 역률 제어 기능이 없는 전원공급 회로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 입력되는 상용 전원을 정류하고 그 정류된 직류전압을 출력하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)에서 출력되는 직류전압을 필터링하여 부하(12)로 공급하는 필터용 캐패시터(C)로 구성된다.
그리고, 종래 역률제어용 승압형 컨버터에 대한 회로구성은, 도 3에 도시된 바와 같이, 입력되는 상용 전원을 정류하고 그 정류된 직류전압을 출력하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)에서 출력되는 전압에 대해 역률을 개선하기 위한 동작을 수행하는 승압형 컨버터부(11)와, 상기 승압형 컨버터부(11)에서 출력하는 전압을 필터링하여 부하(12)로 공급하기 위한 필터용 캐패시터(C)와, 입력되는 전류를 검출하는 전류 검출부(13)와, 입력되는 전압을 검출하는 입력전압 검출부(14)와, 상기 부하(12) 동작 시 발생하는 출력전압을 검출하는 출력전압 검출부(15)와, 상기 검출부(13~15)를 통해 검출한 전류 및 전압 값을 이용하여 역률 제어를 위한 스위칭신호를 상기 승압형 컨버터부(11)로 출력하는 역률 제어부(16)로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 역률 제어 기능이 없는 전원공급 회로에 대하여 도 1과 도 2에 의거하여 살펴보면, 전원 공급단을 통해 상용전원과 그에 비례하는 도 2의 (b)에서와 같은 상용 전류(I_AC)가 정류부(10)로 공급된다.
그러면 상기 정류부(10)는 입력되는 상용전원을 브리지 다이오드를 이용하여 정류하여 직류전압으로 만들고, 이 정류된 직류전압을 필터용 캐패시터(C)로 출력한다.
이때 상기 필터용 캐패시터(C)에 공급되는 입력전류(IIN)는 도 2의 (c)에 도시한 바와 같다.
상기에서와 같은 입력전류(IIN)와 직류전압을 공급받은 필터용 캐패시터(C)는 필터링하고, 그 필터링한 전압, 즉 도 2의 (a)에서와 같은 출력전압(Vo)을 부하(13)로 공급하여 동작하도록 한다.
이상에서와 같이 동작하는 회로의 역률은 보통 0.4~0.7 사이의 수치를 갖는다.
게다가 고조파(Harmonics) 성분이 크기 때문에 국제규격인 IEC 1000-3을 만족할 수 없다.
역률이 낮으면 실효전력도 작아지기 때문에 가정내에서 사용할 수 있는 전력이 감소하는 문제점이 있다.
따라서 역률제어용 회로를 삽입하여 역률 및 고조파를 줄이고 있다.
이와 같은 회로는 도 3에 도시하였으며, 도 3에 대한 전류 및 전압 파형도인 도 4에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.
상용전원을 정류부(10)로 공급하면, 상기 정류부(10)는 입력전압을 정류하고 이 정류된 전압(VIN)을 승압형 컨버터(11)로 출력하는데, 상기 정류된 전압(VIN)은 입력전원 주파수(50/60Hz)의 두배 주파수를 갖는 전압이 나온다.
이 전압(VIN)을 입력으로 해서 승압형 컨버터부(11)로 출력하면, 인덕터(L)에는 입력전압(VIN)과 동상인 전류가 흐르고, 상용전원에서 보면 50/60Hz의 입력전압에 동상인 싸인파 전류가 흘러서 역률이 거의 1.0에 가깝게 된다.
이때 다이오드(D)와 필터용 캐패시터(C)를 거쳐 필터링되어 부하(12)에 공급되는 출력전압(Vo)은 입력전압(VIN)의 피크치 보다 큰 전압이 된다.
상기 출력전압(Vo)은 출력전압 검출부(15)에서 검출하여 역률 제어부(16)로 출력하면, 상기 역률 제어부(16)는 출력전압이 설정치로 안정하게 동작하도록 제어해준다.
그리고, 인덕터(L)의 전류가 입력전압(VIN)을 추종하도록 역률 제어부(16)에서 제어하는데, 이는 입력전압 검출부(14)에서 검출한 입력전압과 전류 검출부(13)에서 검출한 입력전류를 이용하여 제어한다.
상기 스위칭소자(S1)는 50KHz 이상의 높은 주파수로 동작하기 때문에 각 스위칭 시에 인덕터(L)의 전류는 전류원과 같은 역할을 한다.
이상에서와 같은 동작에 의해 역률 제어부(16)에서 승압형 컨버터부(11)의 스위칭소자(S1)를 온시키면 인덕터(L)에는 정류부(10)를 통해 정류된 전압(VIN)이 걸리고, 인덕터 전류(IL)는 선형적으로 상승한다.
이때 스위칭소자(S1)로 흐르는 전류(IS)는 도통된 스위칭소자(S1)를 통해 (-)측으로 바이패스 되므로 도 4의 (a)에서와 같이 감소하고, 다이오드(D)로 흐르는 전류(ID)는 도 4의 (b)에서와 같이 같이 서서히 증가한다.
이때 필터용 캐패시터(C)는 승압형 컨버터부(11)로부터 공급되는 전압(VS1)을 필터링하고, 그 필터링한 전압(Vo)을 부하(12)로 공급하여 동작하도록 한다.
상기 승압형 컨버터부(11)에 걸리는 전압은 도 4의 (a)에 도시한 바와 같다.
그리고 역률 제어부(16)에 의해서 승압형 컨버터부(11)의 스위칭소자(S1)가 오프되면 다이오드(D)가 도통하여 인덕터(L)에는 (Vo-VIN)전압이 걸리고, 인덕터 전류(IL)는 선형적으로 감소한다.
이 경우 입력에서 출력으로 파워를 공급하여 필터용 캐패시터(C)를 충전하게 된다.
이때 스위칭소자(S1)로 흐르는 전류(IS)는 도 4의 (a)에서와 같이 서서히 상승하다가 소정값 이상이 되면 역으로 감소하다가 일정값이 되면 그 값을 유지하고, 다이오드(D)로 흐르는 전류(ID)는 도 4의 (b)에서와 같이 서서히 감소하다가 0값을 유지한다.
이상에서와 같은 동작을 반복하여 인덕터 전류(IL)가 입력전압의 모양을 추종하도록 역률을 개선한다.
그러나, 상기에서와 같은 종래 기술에서 스위칭소자 온/오프 시 발생하는 전압과 전류의 곱이 각 소자에서 발생하는 스위칭손실인데, 각 소자의 전압 및 전류의 파형이 겹치는 부분이 많아 손실이 커지고, 특히 다이오드(D)에는 전류가 다이오드(D)→스위칭소자(S1)→필터용 캐패시터(C)의 패스로 흐르는데 이는 스위칭소자(S1)와 다이오드(D)의 손실을 상당히 크게 하는 역할을 한다. 따라서 효율이 상당히 낮아지고, 이러한 손실을 방열시켜 주기 위해서는 큰 방열판의 사용 및 큰 풍량의 팬을 사용해야 하는 문제점이 있다.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 각 스위칭 시 항상 소프트 스위칭을 해서 손실을 최소화하도록 하여 손실로 인한 효율이 저하되는 것을 방지하도록 한 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 스위치 및 다이오드의 스위칭 손실을 거의 영으로 줄임으로써 손실을 방열시켜 주기 위한 방열판 등을 제거하여 전체 시스템을 콤팩트하게 구성할 수 있도록 한 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로를 제공함에 있다.
도 1은 종래 역률 제어 기능이 없는 전원공급 회로도.
도 2는 도 1에 대한 출력전압 및 입력전류에 대한 동작 파형도.
도 3은 종래의 역률 제어용 승압형 컨버터의 회로 구성도.
도 4는 도 3에서, 스위칭시의 전압 및 전류 파형도.
도 5는 본 발명 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로도.
도 6은 도 5에 대한 출력전압 및 입력전류에 대한 동작 파형도.
도 7은 도 5에서, 듀티신호 결정부, 발진부 및 스위칭주기 선택부의 상세 회로도.
도 8은 도 7에서, 입출력신호 파형도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 역률 제어부 20 : 듀티신호 결정부
21 : 정류부 22 : 소프트 스위칭부
23 : 소프트 스위칭부 24 : 전류 검출부
25 : 입력전압 검출부 26 : 출력전압 검출부
30 : 발진부 40 : 스위칭주기 선택부
50 : 스위칭 구동부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상용전원을 정류하는 정류부의 출력을 받아 역률 제어기능을 수행하는 승압형 컨버터부와, 상기 승압형 컨버터부의 역률을 개선하기 위하여 소프트 스위칭동작을 행하여 손실을 줄이도록 한 소프트 스위칭부와, 상기 스위칭 동작을 위해 전압 및 전류를 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 출력을 받아 상기 승압형 컨버터부와 소프트 스위칭부의 스위치를 각각 제어하는 역률 제어부와, 상기 역률 제어부에서 출력되는 신호에 의거하여 주파수의 듀티를 변화시키는 듀티신호 결정부와, 상기 듀티신호 결정부의 출력 전압에 따른 주파수를 출력하는 발진부와, 상기 발진부의 출력 주파수를 받아 스위칭 소자의 구동주기를 결정하는 스위칭주기 선택부와, 상기 스위칭주기 선택부의 출력 신호를 입력받아 스위칭 소자를 구동시켜주는 스위칭 구동부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 본 발명 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로도로서, 이에 도시한 바와 같이, 입력되는 상용 전원을 정류하고 그 정류된 직류전압을 출력하는 정류부(21)와, 상기 정류부(21)에서 출력되는 전압에 대해 역률을 개선하기 위한 동작을 수행하는 승압형 컨버터부(22)와, 상기 승압형 컨버터부(22)의 역률을 개선하기 위하여 소프트 스위칭동작을 행하여 손실을 줄이도록 한 소프트 스위칭부(23)와, 상기 승압형 컨버터부(22)에서 출력하는 전압을 필터링하여 부하로 공급하기 위한 필터용 캐패시터(C)와, 상기 승압형 컨버터부(22)의 인덕터로 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(24)와, 상기 정류부(21)에서 승압형 컨버터부(22)로 공급되는 전압을 검출하는 입력전압 검출부(25)와, 상기 부하 동작 시 발생하는 출력전압을 검출하는 출력전압 검출부(26)와, 상기 검출부(24~26)를 통해 검출한 전류 및 전압값을 이용하여 역률 제어를 위한 스위칭신호를 상기 승압형 컨버터부(22)와 소프트 스위칭부(23)의 스위치로 각각 출력하는 역률 제어부(10)와, 상기 역률 제어부(10)에서 출력되는 신호에 의거하여 주파수의 듀티를 변화시키는 듀티신호 결정부(20)와, 상기 듀티신호 결정부(20)의 출력전압을 입력받아 주파수를 출력하는 발진부(30)와, 상기 발진부(30)의 출력신호를 입력받아 스위칭 소자의 구동주기를 결정하는 스위칭주기 선택부(40)와, 상기 스위칭주기 선택부(40)의 출력 신호를 입력받아 스위칭 소자를 구동시켜주는 스위칭 구동부(50)로 구성한다.
상기 듀티신호 결정부(20)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 입력되는 펄스에 대하여 각각 저항(R1)(R8)과 콘덴서(C1)(C3)를 이용하여 적분하는 적분기와, 상기 적분기를 통해 적분된 전압을 비반전단자로 입력받고 저항(R3,R4)(R10,R11)에 의해 조정된 기준전압을 반전단자로 입력받아 두 값을 비교하여 신호의 듀티를 결정하는 연산증폭기(OP1)(OP2)로 구성한다.
그리고, 상기 발진부(30)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 입력되는 전압 제어신호에 따라 서로 다른 주기를 갖는 펄스를 각각 출력하는 두 개의 타이머(30a)(30b)로 구성한다.
또한 상기 스위칭주기 선택부(40)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 신호 듀티에 의해 각각 설정된 소정의 펄스를 앤드조합하여 스위칭 구동부의 스위치(Sa)를 구동하는 신호를 생성하는 앤드게이트(ADD)와, 발진부에서 출력되는 두 펄스와 상기 앤드게이트(ADD)에서 출력되는 펄스를 받아 노아링하는 제1노아게이트(NOR1)와, 상기 제1노아게이트(NOR1)의 출력펄스와 상기 앤드게이트(ADD)의 출력펄스를 노아링하여 승압형 컨버터부의 스위치를 구동하는 신호를 생성하는 제2노아게이트(NOR2)로 구성한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5에서, 상용전원이 공급되면 이를 정류부(21)에서 입력받아 정류하고, 그 정류된 직류전압과 이 전압에 비례하는 전류는 승압형 컨버터부(22)로 공급된다.
그러면 전류 검출부(24)는 승압형 컨버터부(22)의 인덕터(L)로 흐르는 전류를 검출저항(Rs)을 통해 검출하여 역률 제어부(10)로 출력하고, 입력전압 검출부(25)는 인덕터(L)로 공급되는 입력전압을 검출하여 상기 역률 제어부(10)로 출력하고, 또한 출력전압 검출부(26)는 부하가 동작할 경우 그때 발생되는 출력전압을 검출하여 상기 역률 제어부(10)로 출력한다.
이에 상기 역률 제어부(10)는 각 검출부(24~26)에서 공급되는 전류 및 전압을 이용하여 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)와 소프트 스위칭부(23)의 보조스위치(Sa)를 영전류 및 영전압 조건에서 스위칭하기 위한 스위칭 제어신호를 출력한다.
이때 도 6의 (a)에서와 같이 초기상태에서는 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)가 오프되어 있어서, 인덕터(L)의 전류(I_L)는 다이오드(D)를 통해서 필터 캐패시터(C)와 부하로 각각 공급된다.
그러면 상기 다이오드(D)에 흐르는 전류(I_D)는 도 6의 (h)에서와 같이 인덕터(L)의 전류(I_L)가 되고, 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)에 걸리는 전압(V_S1)은 도 6의 (e)에서와 같이 출력전압(Vo)이 된다.
이때 역률 제어부(10)에서 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)를 온시키려면 이에 앞서서 소프트 스위칭부(23)의 보조 스위치(Sa)를 도 6의 (b)에서와 같이 스위칭 제어신호를 영전류 조건에서 출력하여 온시킨다.(t0)
그러면 소프트 스위칭부(23)의 공진 인덕터(Lr)에는 출력전압(Vo)이 걸리고 전류(i_Lr)가 도 6의 (c)에서와 같이 선형적으로 증가한다.
이 전류(i_Lr)가 인덕터(L)의 전류(I_L)과 같아지면 다이오드(D)의 전류(I_D)가 도 6의 (h)에서와 같이 영이 되고, 보조공진 캐패시터(Cr1)와 Cr1 - Lr -Sa 의 패스로 공진을 해서 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)의 전압(V_S1)이 도 6의 (e)에서와 같이 영으로 떨어진다.(t1~t2구간)
그러면 다이오드(D)의 전압(V_D)은 도 6의 (g)에서와 같이 영에서 출력전압(Vo)까지 상승한다.
t2 구간부터는 공진 인덕터(L)의 전류(i_Lr)가 D1 - Lr - Sa path와 Da2 - Da1 - Lr -Sa 의 패스(path)로 환류 (Freewheeling)한다.(t2~t3구간)
일정시간 후 도 6의 (b)와 (a)에서와 같이 소프트 스위칭부(23)의 보조 스위치(Sa)가 오프되고, 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)가 온되면, 공진 인덕터(L)의 전류(i_Lr)는 Lr - Cr2 - Da1의 패스로 공진을 하여 영까지 떨어진다.
t3에서의 두 스위치(S1, Sa)의 스위칭은 영전압에서 스위칭을 해서 손실이 거의없다.
상기 공진 인덕터(L)의 전류(i_Lr)가 영이 된 후 이번에는 Lr - S1 - Da2 - Cr2 패스로 계속 공진을 하여 공진 인덕터(L)의 전류(i_Lr)가 반대방향으로 공진에 의해서 도 6의 (c)에서와 같이 증가한다.
공진 캐패시터(Cr2)의 전압(V_Cr2)이 도 6의 (d)에서와 같이 영이 되면(t5 구간), 공진 인덕터(L)의 전류(i_Lr)는 Lr - S1 - Da 패스로 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)가 온되어 있는 동안 계속해서 환류(Freewheeling)한다.
역률 제어부(10)에 의해서 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)를 오프시키면(t6구간) Lr- Cr1 - Da 패스로 공진을 해서 공진 캐패시터(Cr1)의 전압인 스위치(S1)의 전압이 도 6의 (e)에서와 같이 출력전압(Vo)까지 상승하고, 다이오드(D)의 전압(V_D)은 도 6의 (g)에서와 같이 영으로 떨어진다.
이때도 스위치(S1)는 영전압에서 오프되어 손실이 거의 없어진다.
스위치(S1)의 전압이 출력전압(Vo)과 같아지면 다이오드(D)가 도통하여 인덕터(L)의 전류(i_Lr)를 부하로 전해주고, 이때 공진 인덕터(Lr)에는 출력전압(Vo)이 가해져서 공진 인덕터 전류(i_Lr)가 도 6의 (c)에서와 같이 선형적으로 감소하여 영으로 된다.
이후 역률 제어부(10)에서 다시 스위치(S1)을 온 시키라는 신호가 나오기 전까지는 이 상태가 유지되어 한 주기가 끝난다. 이와 같이 스위칭 시는 항상 소프트 스위칭을 해서 손실을 최소화한다.
도 7에서, 상기에서와 같이 동작하는 승압형 컨버터부(22)와 소프트 스위칭부(23)의 스위치를 온 또는 오프시키기 위한 스위칭 제어신호를 역률 제어부(10)에서 그의 A,B단자를 통해 듀티신호 결정부(20)로 출력한다.
그러면 듀티신호 결정부(20)의 제1듀티 결정부(20a)에서는 저항(R1) 및 콘덴서(C1)에 의해 적분된 후 제1연산증폭기(OP1)의 비반전단자(+)로 전달된다.
그리고 상기 제1연산증폭기(OP1)의 반전단자(-)에는 저항(R3,R4)에 의해 조정되는 기준전압이 입력된다.
이에 상기 제1연산증폭기(OP1)는 비반전단자(+) 및 반전단자(-)로 입력되는 두 값을 비교하고 그에 따른 비교 값을 발진부(30)의 제1타이머(30a)의 전압제어단자(Vcon)로 출력한다.
그러면 상기 제1타이머(30a)는 도 8의 (a)에서와 같은 형태로 펄스(a점파형)를 출력한다.
이때 듀티신호 결정부(20)의 제2듀티 결정부(20b)와 발진부(30)의 제2타이머(30b)도 앞에서와 같은 동일한 과정을 통하여 도 8의 (b)에서와 같은 형태로 펄스(b점파형)를 출력한다.
따라서 스위칭 주기 선택부(40)의 앤드게이트(AND)는 a점과 b점 파형의 하이구간 일 때만 온 되어 도 8의 (c)에서와 같은 펄스(c점파형)를 제1노아게이트(NOR1)로 출력한다.
그러면 상기 제1노아게이트(NOR1)는 a점, b점, c점 파형을 각각 입력받아 노아링하는데, 이 경우 a,b,c점 파형이 모두 로우(LOW) 구간일 때만 온 되어 하이(HIGH)가 되어져 도 8의 (d)에서와 같은 펄스(d점파형)를 제2노아게이트(NOR2)로 출력한다.
이에 상기 제2노아게이트(NOR2)는 c점과 d점 파형을 입력받아 노아링하는데, 이 경우에는 c,d점 파형이 로우(LOW)구간일 때만 온 되어 하이신호를 출력하는데 이는 도 8의 (e)에서와 같은 펄스(e점파형)를 출력한다.
이때 소프트 스위칭부(23)의 스위치(Sa)와 승압형 컨버터부(22)의 스위치(S1)로 각각 입력되는 전압은 앤드게이트(ADD)를 통해 출력되는 c점파형과 제2노아게이트(NOR2)를 통해 출력되는 e점파형이 된다.
상기 c점 파형과 e점 파형은 스위칭 구동부(50)를 통하여 해당하는 스위치를 구동시킨다.
이상에서와 같이 소프트 스위칭 동작에 의해 손실을 최소화시키기 위한 승압형 컨버터의 스위치를 제어하기 위한 스위칭 제어회로를 이용하여 해당하는 스위칭 제어신호를 공급하여 영전압 또는 영전류의 조건에서 스위칭 하도록 한다.
따라서, 본 발명은 스위치 및 다이오드의 스위칭 손실을 최소로 하기 위하여 영전압 또는 영전류의 조건에서 스위칭할 수 있도록 하는 스위칭 제어신호를 승압형 컨버터로 공급하여 스위칭 시 다이오드의 역회복 특성으로 인한 손실을 거의 영으로 줄이고, 이 스위칭 손실을 방열시켜 주기 위한 큰 방열판의 사용 및 큰 풍량의 팬을 제거할 수 있도록 하여 전체 시스템을 콤팩트하게 구성할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 상용전원을 정류하는 정류부의 출력을 받아 역률 제어기능을 수행하는 승압형 컨버터부와, 상기 승압형 컨버터부의 역률을 개선하기 위하여 소프트 스위칭동작을 행하여 손실을 줄이도록 한 소프트 스위칭부와, 상기 스위칭 동작을 위해 전압 및 전류를 검출하는 검출부와, 상기 검출부의 출력을 받아 상기 승압형 컨버터부와 소프트 스위칭부의 스위치를 각각 제어하는 역률 제어부로 구성된 승압형 컨버터에 있어서, 상기 역률 제어부에서 출력되는 신호에 의거하여 주파수의 듀티를 변화시키는 듀티신호 결정부와, 상기 듀티신호 결정부의 출력 전압을 입력받아 주파수를 출력하는 발진부와, 상기 발진부의 출력신호를 입력받아 스위칭 소자의 구동주기를 결정하는 스위칭주기 선택부와, 상기 스위칭주기 선택부의 출력 신호를 입력받아 스위칭 소자를 구동시켜주는 스위칭 구동부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로.
  2. 제1항에 있어서, 듀티신호 결정부는 입력되는 펄스에 대하여 저항과 콘덴서를 이용하여 적분하는 두 개의 적분기와, 상기 적분기를 각각 통해 적분된 전압을 비반전단자로 입력받고 저항에 의해 조정된 기준전압을 반전단자로 입력받아 두 값을 비교하여 신호의 듀티를 결정하는 두 개의 연산증폭기로 구성된 것을 특징으로 하는 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로.
  3. 제1항에 있어서, 발진부는 입력되는 전압 제어신호에 따라 서로 다른 주기를 갖는 펄스를 각각 출력하는 두 개의 타이머로 이루어진 것을 특징으로 하는 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로.
  4. 제1항에 있어서, 스위칭주기 선택부는 신호 듀티에 의해 각각 설정된 소정의 펄스를 앤드조합하여 소프트 스위칭부의 스위치를 구동하는 신호를 생성하는 앤드게이트와, 상기 앤드게이트로 입력되는 펄스와 상기 앤드게이트에서 출력되는 펄스를 노아링하는 제1노아게이트와, 상기 제1노아게이트의 출력펄스와 상기 앤드게이트의 출력펄스를 노아링하여 승압형 컨버터부의 스위치를 구동하는 신호를 생성하는 제2노아게이트로 구성된 것을 특징으로 하는 소프트 스위칭 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭 제어회로.
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