KR100297340B1 - 비대칭플라이백컨버터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비대칭 플라이백 컨버터(Asymmetry Flyback Converter)에 관한 것으로, 입력측에 연결된 1차측 권선 및 출력측에 연결된 2차측 권선을 가지고 입력 전압을 변압한 후 출력하는 주변압부와; 제 1 및 제 2 스위치를 가지고 상기 주변압부에 인가되는 상기 입력 전압을 스위칭하기 위한 스위치부와; 상기 주변압부로부터 출력되는 신호를 정류 및 평활하기 위한 정류/평활부와; 상기 정류/평활부의 출력 신호에 의거하여 상기 스위치부의 동작을 제어하기 위한 신호를 발생하는 제어부; 및 상기 제어부의 출력신호에 의거하여 상기 스위치부의 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 온타임 듀티(On Time Duty)를 상호 비대칭이 되도록 하면서 데드 타임(Dead Time)을 두고 상보적으로 스위칭되도록 하는 구동 신호를 발생하여 그 제 1 및 제 2 스위치가 제로 볼티지 스위칭을 이루도록하기 위한 스위치 구동부를 포함하여 구성되어, 소형화 및 전력 효율을 향상시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전원 공급기(Power Supply)에 관한 것으로, 특히 소형화 및 전력 효율을 향상시키는데 적합한 비대칭 플라이백 컨버터(Asymmetry Flyback Converter)에 관한 것이다.
일반적으로, 전원 공급기는 입력단과 출력단 사이에 트랜스포머(transformer)를 구비하고, 상기 입력단과 상기 트랜스포머 사이에는 스위치를 구비하고 있다. 상기 스위치는 펄스폭 변조 집적회로(Pulse Width Modulation Integrated Circuit : PWM IC)로부터 출력되는 펄스 신호에 의해 온/오프(ON/OFF) 제어된다. 상기 스위치가 온되는 경우에는 그 스위치에 전류가 흐르게 되고, 상기 스위치가 오프되는 경우에는 그 스위치에 흐르는 전류는 차단되면서 전압이 인가되기 때문에 상기 전류와 전압이 소정 부분 서로 겹치게 되어 전력 손실이 발생된다.
따라서, 전력 효율을 향상시키기 위해 상기 전류와 전압이 서로 겹치지 않도록 상기 스위치를 설계하고 그 스위치의 온/오프 구동을 제어하는 기술이 알려져 있는 바, 이 기술을 제로 볼티지 스위칭(Zero Voltage Switching : ZVS)이라 한다.
도 1은 ZVS를 위한 종래 하프브리지 컨버터의 회로도로, 동 도면에 도시된 바와 같이, 입력 전압(Vi)을 변압하여 출력하는 변압부(T)와, 상기 변압부(T)에 인가되는 상기 입력 전압(Vi)을 스위칭하기 위한 스위치부(10)와, 상기 변압부(T)의 출력을 정류 및 평활한 후 출력하기 위하여 제 1 다이오드(D1), 제 2 다이오드(D2), 코일(L) 및 제 2 콘덴서(Co)로 구성된 정류/평활부(12)와, 상기 스위치부(10)의 동작을 제어하기 위한 제어부(14), 및 상기 제어부(14)의 출력 신호에 따라 상기 스위치부(10)를 구동하기 위한 구동부(16)로 구성된다.
상기 변압부(T)는 1차측의 제 1 권선(N1)과, 2차측의 제 2 권선(N2) 및 제 3 권선(N3)을 구비하고 있고, 상기 제 2 권선(N2) 및 제 3 권선(N3)은 상호 직렬 연결되어 있다.
상기 스위치부(10)는 입력단과 접지 사이에 상호 직렬 연결된 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1) 및 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)로 구성되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 전계효과 트랜지스터(Q1)(Q2)의 공통 접점에 상기 제 1 권선(N1)의 일단이 연결되어 있다. 상기 제 1 권선(N1)에는 제 1 콘덴서(Cs)가 직렬 연결되어 있다.
상기 트랜스 포머(T1)의 2차측은 하프 브리지(Half Bridge )로 구성되어 있는 바, 상기 정류/평활부(12)는 상기 제 2 권선(N2)에 양극이 연결된 제 1 다이오드(D1)와, 상기 제 3 권선(N3)에 양극이 연결된 제 2 다이오드(D2), 상기 제 1 및 제 2 다이오드(D1)(D2)의 공통 접점에 일단이 연결된 코일(L), 및 상기 코일(L)의 타단과 상기 제 1 및 제 2 권선(N2)(N2) 사이에 연결된 제 2 콘덴서(Co)로 구성된다.
상기 제어부(14)는 펄스폭 변조 집적 회로(PWM IC)로 구성함이 바람직하고, 상기 구동부(16)는 상기 제어부(14)의 출력 신호에 의거하여 상기 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1)와 상기 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)를 상호 비대칭이면서 상보적으로 구동시키기 위한 것으로, 인버터(16a) 및 버퍼(16b)로 구성되어 있다.
도 1과 같은 종래의 하프 브리지 컨버터에서, 상기 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1) 및 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)는 상호 상보적 비대칭적으로 스위칭되어 제로 볼티지 스위칭된다. 그러나, 도 1과 같은 종래의 하프 브리지 컨버터는, 상기 변압부(T)의 2차측이 하프 브리지로 구성되어 있기 때문에 상기 변압부(T)의 부피가 크고, 상기 제어부(14)에 전원을 공급하는 보조 전원부(미도시)의 출력 전압이 입력 전압(Vi)의 변동시 동시에 변하게 되어 상기 PWM IC로 구성된 제어부(14)가 발열되어 오동작을 유발하거나, 또한 상기 제 1 다이오드(D1) 및 제 2 다이오드(D2)의 온/오프 스위칭시 스위칭 노이즈(switching noise)가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 제로 볼티지 스위칭을 이루는 스위치부를 구현하고, 정류 다이오드의 스위칭 노이즈를 최소화하며, 제어부의 발열을 방지하고, 변압부의 크기를 소형화할 수 있도록 된 비대칭 플라이백 컨버터를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 하프브리지 컨버터의 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 비대칭 플라이백 컨버터의 회로도,
도 3은 도 2의 스위치 구동부(50)의 상세 회로도,
도 4(a)는 도 2의 제어부의 출력 파형도,
도 4(b)는 도 3의 제 1 지연부의 출력 파형도,
도 4(c)는 도 3의 제 1 버퍼부의 출력 파형도로, 스위치부의 제 1 전계효과 트랜지스터를 구동하기 위한 신호 파형도,
도 4(d)는 도 3의 제 2 지연부의 출력 파형도,
도 4(e)는 도 3의 제 1 버퍼부의 출력 파형도로, 스위치부의 제 1 전계효과 트랜지스터를 구동하기 위한 신호 파형도,
도 5(a)는 도 2의 스위치부를 구동하기 위한 제 1 구동신호(Vg1) 및 제 2 구동신호(Vg2)의 파형도,
도 5(b)는 도 2의 스위치부의 제 1 전계효과 트랜지스터의 전압(Vq1) 및 전류(Iq1) 파형도,
도 5(c)는 도 2의 스위치부의 제 2 전계효과 트랜지스터의 전압(Vq2) 및 전류(Iq2) 파형도,
도 5(d)는 도 2의 주변압부의 전류 파형도,
도 5(e)는 도 2의 정류/평활부의 다이오드의 양단 전압 파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
T1 : 주변압부 20 : 스위치부
30 : 정류/평활부 40 : 제어부
50 : 스위치 구동부 51 : 제 1 지연부
52 : 제 1 비교부 53 : 제 1 버퍼부
54 : 절연부 55 : 제 2 지연부
56 : 제 2 비교부 57 : 제 2 버퍼부
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비대칭 플라이백 컨버터는,
입력측에 연결된 1차측 권선 및 출력측에 연결된 2차측 권선을 가지고 입력 전압을 변압한 후 출력하는 주변압부와;
제 1 및 제 2 스위치를 가지고 상기 주변압부에 인가되는 상기 입력 전압을 스위칭하기 위한 스위치부와;
상기 주변압부로부터 출력되는 신호를 정류 및 평활하기 위한 정류/평활부와;
상기 정류/평활부의 출력 신호에 의거하여 상기 스위치부의 동작을 제어하기 위한 신호를 발생하는 제어부; 및
상기 제어부의 출력신호에 의거하여 상기 스위치부의 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 온타임 듀티(On Time Duty)를 상호 비대칭이 되도록 하면서 데드 타임(Dead Time)을 두고 상보적으로 스위칭되도록 하는 구동 신호를 발생하여 그 제 1 및 제 2 스위치가 제로 볼티지 스위칭을 이루도록하기 위한 스위치 구동부를 포함하여 구성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비대칭 플라이백 컨버터에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 비대칭 플라이백 컨버터의 회로도로, 동 도면에 도시된 바와 같이, 입력측에 연결된 1차측 권선(N1) 및 출력측에 연결된 2차측 권선(N2)을 가지고 입력 전압(Vi)을 변압한 후 출력하는 주변압부(T1)와; 제 1 및 제 2 스위치(Q1)(Q2)를 가지고 상기 주변압부(T1)에 인가되는 상기 입력 전압(Vi)을 스위칭하기 위한 스위치부(20)와; 상기 주변압부(T1)로부터 출력되는 신호를 정류 및 평활하기 위한 정류/평활부(30)와; 상기 정류/평활부(30)의 출력 신호에 의거하여 상기 스위치부(20)의 동작을 제어하기 위한 신호를 발생하는 제어부(40); 및 상기 제어부(40)의 출력신호에 의거하여 상기 스위치부(20)의 상기 제 1 스위치(Q1) 및 상기 제 2 스위치(Q2)의 온타임 듀티(On Time Duty)를 상호 비대칭이 되도록 하면서 데드 타임(Dead Time)을 두고 상보적으로 스위칭되도록 하는 구동 신호를 발생하여 그 제 1 및 제 2 스위치(Q1)(Q2)가 제로 볼티지 스위칭을 이루도록하기 위한 스위치 구동부(50)로 구성된다.
상기 스위치부(20)의 제 1 스위치 및 제 2 스위치는 입력단과 접지 사이에 상호 직렬 연결된 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1) 및 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)로 구성되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 전계효과 트랜지스터(Q1)(Q2)의 공통 접점에 상기 1차측 권선(N1)의 일단이 연결되어 있다. 상기 1차측 권선(N1)의 타단에는 제 1 콘덴서(Cs)가 직렬 연결되어 있다.
상기 정류/평활부(30)는 상기 2차측 권선(N2)의 일단에 양극이 접속된 다이오드(D)와, 상기 2차측 권선(N2)의 타단과 상기 다이오드(D)의 음극 사이에 연결된 제 2 콘덴서(Co)로 구성된다. 상기 제어부(40)는 펄스폭 변조 집적 회로(PWM IC)로 구성함이 바람직하다.
도 3은 도 2의 스위치 구동부(50)의 상세 회로도이다.
도 3에서, 상기 스위치 구동부(50)는 상기 제어부(40)의 출력 신호를 일정 시간 지연한 후 출력하기 위한 제 1 지연부(51)와, 상기 제 1 지연부(51)의 출력 신호를 기준 신호(Vref1)와 비교한 후 그 기준 신호 레벨 이상의 신호를 출력하기 위한 제 1 비교부(52)와, 상기 제 1 비교부(52)의 출력 신호를 버퍼링(buffering)하기 위한 제 1 버퍼부(53)와, 상기 제 1 버퍼부(53)의 출력 신호를 상기 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1)로부터 절연하기 위한 절연부(54)와, 상기 제어부(40)의 출력 신호를 일정시간 지연한 후 출력하기 위한 제 2 지연부(55)와, 상기 제 2 지연부(51)의 출력 신호를 기준 신호(Vref2)와 비교한 후 그 기준 신호 레벨 이하의 신호를출력하기 위한 제 2 비교부(56), 및 상기 제 2 비교부(56)의 출력 신호를 버퍼링(buffering)하여 상기 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)의 게이트에 인가하기 위한 제 2 버퍼부(57)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 지연부(51)는 상기 제어부(40)에 일단이 연결된 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)에 병렬 연결된 역방향의 제 1 다이오드(D1), 및 상기 제 1 저항(R1)의 타단과 상기 제 1 다이오드(D1)와의 접점에 일단이 연결되고 타단은 접지된 콘덴서(C1)로 구성된다.
상기 제 1 비교부(52)는 상기 제 1 지연부(51)의 출력단에 연결된 비반전단(+)과 기준 전압원(Vref1)을 통하여 접지된 반전단(-)을 가진 콤퍼레이터(comparator)로 구성된다.
상기 제 1 버퍼부(53)는 전원(Vcc)과 접지 사이에 서로 직렬 연결된 npn 트랜지스터 및 pnp트랜지스터로 구성되고, 상기 npn 트랜지스터 및 pnp트랜지스터의 베이스는 상기 제 1 비교부(42)의 출력단에 공통 연결된다.
절연부(54)는 1차측 권선 및 2차측 권선을 가진 트랜스포머로 구성되고, 상기 1차측 권선의 일단은 저항과 콘덴서를 통하여 상기 제 1 버퍼부(53)의 출력단에 연결되고 타단은 접지되어 있으며, 상기 2차측 권선은 상기 제 1 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 게이트와 소스 사이에 연결된다.
상기 제 2 지연부(55)는 상기 제어부(40)에 일단이 연결된 제 2 저항(R2)과, 상기 제 2 저항(R2)에 병렬 연결된 순방향의 제 2 다이오드(D2), 및 상기 제 2 저항(R2)의 타단과 상기 제 2 다이오드(D2)와의 접점에 일단이 연결되고 타단은 접지된 콘덴서(C2)로 구성된다.
상기 제 2 비교부(56)는 상기 제 2 지연부(55)의 출력단에 연결된 반전단(-)과 기준 전압원(Vref2)을 통하여 접지된 비반전단(+)을 가진 콤퍼레이터(comparator)로 구성된다.
상기 제 2 버퍼부(57)는 전원(Vcc)과 접지 사이에 서로 직렬 연결된 npn 트랜지스터 및 pnp트랜지스터로 구성되고, 상기 npn 트랜지스터 및 pnp트랜지스터의 베이스는 상기 제 2 비교부(56)의 출력단에 공통 연결되며, 공통 접속된 에미터는 저항을 통하여 상기 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)의 게이트에 연결된다.
이어 본 발명에 따른 비대칭 플라이백 컨버터의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 제어부(40)는 피드백(feedback)회로(미도시)에 의해 피드백된 출력 전압(Vo) 정보를 기초로 도 4 (a)에 도시된 바와 같은 구형 펄스 신호를 출력한다. 상기 제어부(40)의 출력 신호는 상기 제 1 지연부(51) 및 제 2 지연부(55)에 인가된다. 상기 제 1 지연부(51)는 상기 제어부(40)의 출력 신호를 받아서 도 4 (b)에 도시된 바와 같이 상승 곡선(rising curve)을 같는 톱니파형 신호를 만들어 출력하고, 상기 제 2 지연부(55)는 상기 제어부(40)의 출력 신호를 받아서 도 4 (d)에 도시된 바와 같은 일정 시간 동안 구형파 신호의 지속후 하강 곡선(falling curve)을 갖는 파형 신호를 만들어 출력한다. 상기 제 1 지연부(51) 및 제 2 지연부(55)의 각 출력 파형의 곡선은 저항(R1)(R2)과 콘덴서(C1)(C2)의 RC 시정수 값에 따라 결정된다. 제 1 비교부(52)는 상기 제 1 지연부(51)의 출력 신호를 비반전단(+)을 통해 인가받아 기준 전압 신호(Vref1)와 비교한 후, 상기 제 1 지연부(51)의 출력 신호가 그 기준 전압 신호(Vref1) 레벨보다 클 때만 도 4 (c)에 도시된 바와 같은 구형 펄스 신호를 출력한다. 상기 제 1 비교부(52)의 출력 신호는 제 1 버퍼부(43)와 절연부(44)를 통하여 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1)의 게이트에 인가되어 그 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1)를 구동시킨다. 한편, 제 2 비교부(56)는 상기 제 2 지연부(55)의 출력 신호를 반전단(-)을 통해 인가받아 기준 전압 신호(Vref2)와 비교한 후, 상기 제 2 지연부(55)의 출력 신호가 그 기준 전압 신호(Vref2) 레벨보다 클 때만 도 4 (e)에 도시된 바와 같은 구형 펄스 신호를 출력하고, 상기 제 2 비교부(56)의 출력 신호는 제 2 버퍼부(57)를 통하여 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)의 게이트에 인가되어 그 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)를 구동시킨다.
이상 설명된 바와 같이 상기 스위치 구동부(50)는 상기 제어부(40)의 출력 신호에 의거하여, 도 4 (c) 및 (e)와 같은 즉, 도 5 (a)에 도시된 바와 같이 상호 데드 타임(t)을 같고 비대칭적인 온타임 듀티를 가지며 상보적으로 스위칭되는 제 1 구동신호(Vg1)와 제 2 구동 신호(Vg2)를 만들어 상기 스위치부(20)의 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1) 및 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)를 구동시킨다. 따라서, 상기 제 1 전계 효과 트랜지스터(Q1) 및 상기 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)의 온타임 듀티(On Time Duty)를 상호 비대칭이 되도록 하면서 데드 타임(t)을 두고 상보적으로 스위칭되어 그 제 1 제 2 전계 효과 트랜지스터(Q1)(Q2)가 도 5 (b) 및 도 5 (c)와 같이 제로 볼티지 스위칭 작동한다.
도 5 (a)와 같은 제 1 구동신호(Vg1) 및 제 2 구동신호(Vg2)에 의해 상기 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1)가 턴온되면, 상기 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)가 턴오프되고, 이때 주변압부(T1)의 1차측 권선 및 제 1 콘덴서(Cs)에 전류가 흐르면서 그 제 1 콘덴서(Cs)가 충전된다.
이어, 도 5 (a)와 같은 제 1 구동신호(Vg1) 및 제 2 구동신호(Vg2)에 의해 상기 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1)가 턴오프되면, 상기 제 1 콘덴서(Cs)에 충전된 전압이 상기 제 2 전계 효과 트랜지스터(Q2)의 드레인에 인가되면서 기설정된 데드 타임(t)이 흐른뒤 상기 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)가 턴온된다. 따라서, 상기 제 1 콘덴서(Cs)와 상기 주변압부(T1)의 1차측 권선(N1) 및 상기 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)를 차례로 흐르는 전류 루프(current loop)가 형성되어, 상기 제 1 콘덴서(Cs)의 커패스턴스와 1차측 권선(N1)의 인덕턴스가 서로 공진(resonance)을 하게되고, 이 공진시의 에너지는 상기 주변압부(T1)의 2차측 권선(N2)으로 유도되어 다이오드(D)가 도통되므로, 2차측 권선(N2)과 다이오드(D) 및 출력측 제 2 콘덴서(Co)를 따라 차례로 흐르는 전류 루프가 형성된다.
상기 설명된 바와 같이, 상기 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1) 및 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)가 데드 타임(t)을 두고 상보적으로 스위칭되어, 도 5 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 그 제 1 전계효과 트랜지스터(Q1) 및 제 2 전계효과 트랜지스터(Q2)에 흐르는 전류(Iq1)(Iq2)는 공진시에 기준전위 이하의 볼록한 파형으로되기 때문에 전압(Vq1)(Vq2)과 각각 겹치지 않는 제로 크로싱(Zero Crossing)을 이룬다. 또한, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 상기 주변압부(T1)에는 플러스(+) 전류와 마이너스(-) 전류 모두 흐르기 때문에 자속(B)과 자계(H)의 특성에 의하여 B-H 커브의 1상한과 3상한 모두 사용할 수 있어 종래보다 사이즈를 약 절반으로 줄일 수 있다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 비대칭 플라이백 컨버터에 의하면, 충분한 데드타임을 갖고 스위칭 듀티가 상호 비대칭이고 상보적으로 스위칭되도록 하여 제로 크로싱을 이루도록 하는 스위치부를 구현함으로써 전력 효율을 향상시키며, 절연부를 구비하여 상기 스위치부의 제 1 스위치를 절연함으로써 그 제 1 스위치의 동작을 안정화시키며, 자속-자계(B-H) 커브의 1 및 3 상한 모두 사용할 수 있도록 주변압부를 설계하여 변압부의 크기를 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한 주변압부의 2차측의 구성은 할프-브리지로되어 있지 않기 때문에 정류 다이오드의 스위칭 노이즈를 최소화하며 제어부의 발열을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Claims (12)
- (정정) 입력되는 게이트 구동 신호에 따라 제1전계효과 트랜지스터 및 제2전계효과 트랜지스터의 스위칭 동작에 따라 1차측 권선에 걸리는 전압을 2차측 권선으로 유기 시키는 주변압부와, 상기 주변압부의 2차측 권선에서 출력되는 전압을 정류 및 평활하는 정류/평활부, 및 상기 정류/평활부의 출력 신호에 의거하여 상기 스위치부의 동작을 제어하기 위한 신호를 발생하는 제어부를 구비하고 있는 컨버터 회로에 있어서: 상기 제어부의 출력 신호를 일정 시간 지연한 후 출력하기 위한 제1지연부와; 상기 제1지연부의 출력 신호를 기준 신호(Vref1)와 비교한 후 그 기준 신호 레벨 이상의 신호를 출력하기 위한 제1비교부와; 상기 제1비교부의 출력 신호를 버퍼링하기 위한 제1버퍼부와; 상기 제1버퍼부의 출력 신호를 상기 제1전계효과 트랜지스터로부터 절연하기 위한 절연부와; 상기 제어부의 출력 신호를 일정시간 지연한 후 출력하기 위한 제2지연부와; 상기 제2지연부의 출력 신호를 기준 신호(Vref2)와 비교한 후 그 기준 신호 레벨 이하의 신호를 출력하기 위한 제2비교부; 및 상기 제2비교부의 출력 신호를 버퍼링하여 상기 제2전계효과 트랜지스터의 게이트에 인가하기 위한 제2버퍼부를 포함하는 스위치 구동부를 구비하여 상기 제어부의 출력신호에 의거하여 상기 스위치부의 상기 제1 및 제2전계효과 트랜지스터의 온타임 듀티(On Time Duty)를 상호 비대칭이 되도록 하면서 데드 타임(Dead Time)을 두고 상보적으로 스위칭되도록 하는 구동 신호를 발생하여 그 제1 및 제2전계효과 트랜지스터가 제로 볼티지 스위칭을 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 비대칭 플라이백 컨버터.
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- (정정) 제1항에 있어서, 상기 제1지연부는 상기 제어부에 일단이 연결된 제1저항과, 상기 제1저항에 병렬 연결된 역방향의 제1다이오드, 및 상기 제1저항의 타단과 상기 제1다이오드와의 접점에 일단이 연결되고 타단은 접지된 콘덴서로 구성된 것을 특징으로 하는 비대칭 플라이백 컨버터.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 제1비교부는 상기 제1지연부의 출력단에 연결된 비반전단과 기준 전압원(Vref1)을 통하여 접지된 반전단을 가진 콤퍼레이터(comparator)로 구성된 것을 특징으로 하는 비대칭 플라이백 컨버터.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 제1버퍼부는 전원(Vcc)과 접지 사이에 서로 직렬 연결된 npn 트랜지스터 및 pnp트랜지스터로 구성되고, 상기 npn 트랜지스터 및 pnp트랜지스터의 베이스는 상기 제1비교부의 출력단에 공통 연결된 것을 특징으로 하는 비대칭 플라이백 컨버터.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 절연부는 1차측 권선 및 2차측 권선을 가진 트랜스포머로 구성되고, 상기 1차측 권선의 일단은 저항과 콘덴서를 통하여 상기 제1버퍼부의 출력단에 연결되고 타단은 접지되어 있으며, 상기 2차측 권선은 상기 제1전계효과 트랜지스터의 게이트와 소스 사이에 연결된 것을 특징으로 하는 비대칭 플라이백 컨버터.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 제2지연부는 상기 제어부에 일단이 연결된 제2저항과, 상기 제2저항에 병렬 연결된 순방향의 제2다이오드, 및 상기 제2저항의 타단과 상기 제2다이오드와의 접점에 일단이 연결되고 타단은 접지된 콘덴서로 구성된 것을 특징으로 하는 비대칭 플라이백 컨버터.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 제2비교부는 상기 제2지연부의 출력단에 연결된 반전단과 기준 전압원(Vref2)을 통하여 접지된 비반전단을 가진 콤퍼레이터(comparator)로 구성된 것을 특징으로 하는 비대칭 플라이백 컨버터.
- (정정) 제1항에 있어서, 상기 제2버퍼부는 전원(Vcc)과 접지 사이에 서로 직렬 연결된 npn 트랜지스터 및 pnp트랜지스터로 구성되고, 상기 npn 트랜지스터 및 pnp트랜지스터의 베이스는 상기 제2비교부의 출력단에 공통 연결되며, 공통 접속된 에미터는 저항을 통하여 상기 제2전계효과 트랜지스터의 게이트에 연결된 것을 특징으로 하는 비대칭 플라이백 컨버터.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100468884B1 (ko) * | 2001-08-29 | 2005-02-02 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | Dc-dc 컨버터 |
Families Citing this family (69)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6694128B1 (en) | 1998-08-18 | 2004-02-17 | Parkervision, Inc. | Frequency synthesizer using universal frequency translation technology |
US7515896B1 (en) | 1998-10-21 | 2009-04-07 | Parkervision, Inc. | Method and system for down-converting an electromagnetic signal, and transforms for same, and aperture relationships |
US6061551A (en) | 1998-10-21 | 2000-05-09 | Parkervision, Inc. | Method and system for down-converting electromagnetic signals |
US6813485B2 (en) | 1998-10-21 | 2004-11-02 | Parkervision, Inc. | Method and system for down-converting and up-converting an electromagnetic signal, and transforms for same |
US6542722B1 (en) | 1998-10-21 | 2003-04-01 | Parkervision, Inc. | Method and system for frequency up-conversion with variety of transmitter configurations |
US6370371B1 (en) | 1998-10-21 | 2002-04-09 | Parkervision, Inc. | Applications of universal frequency translation |
US7236754B2 (en) | 1999-08-23 | 2007-06-26 | Parkervision, Inc. | Method and system for frequency up-conversion |
US6049706A (en) | 1998-10-21 | 2000-04-11 | Parkervision, Inc. | Integrated frequency translation and selectivity |
US6560301B1 (en) | 1998-10-21 | 2003-05-06 | Parkervision, Inc. | Integrated frequency translation and selectivity with a variety of filter embodiments |
US6061555A (en) | 1998-10-21 | 2000-05-09 | Parkervision, Inc. | Method and system for ensuring reception of a communications signal |
US7039372B1 (en) | 1998-10-21 | 2006-05-02 | Parkervision, Inc. | Method and system for frequency up-conversion with modulation embodiments |
US6704558B1 (en) | 1999-01-22 | 2004-03-09 | Parkervision, Inc. | Image-reject down-converter and embodiments thereof, such as the family radio service |
US6704549B1 (en) | 1999-03-03 | 2004-03-09 | Parkvision, Inc. | Multi-mode, multi-band communication system |
US6879817B1 (en) | 1999-04-16 | 2005-04-12 | Parkervision, Inc. | DC offset, re-radiation, and I/Q solutions using universal frequency translation technology |
US6853690B1 (en) | 1999-04-16 | 2005-02-08 | Parkervision, Inc. | Method, system and apparatus for balanced frequency up-conversion of a baseband signal and 4-phase receiver and transceiver embodiments |
US7065162B1 (en) | 1999-04-16 | 2006-06-20 | Parkervision, Inc. | Method and system for down-converting an electromagnetic signal, and transforms for same |
US7693230B2 (en) | 1999-04-16 | 2010-04-06 | Parkervision, Inc. | Apparatus and method of differential IQ frequency up-conversion |
US7110444B1 (en) | 1999-08-04 | 2006-09-19 | Parkervision, Inc. | Wireless local area network (WLAN) using universal frequency translation technology including multi-phase embodiments and circuit implementations |
EP1063772A1 (de) * | 1999-04-21 | 2000-12-27 | Infineon Technologies AG | Treiberschaltung zum Ansteuern einer Halbbrücke |
US8295406B1 (en) | 1999-08-04 | 2012-10-23 | Parkervision, Inc. | Universal platform module for a plurality of communication protocols |
US7010286B2 (en) | 2000-04-14 | 2006-03-07 | Parkervision, Inc. | Apparatus, system, and method for down-converting and up-converting electromagnetic signals |
KR100361840B1 (ko) * | 2000-07-25 | 2002-11-23 | 삼성전기주식회사 | 영전압 스위칭 컨버터 회로 |
US7454453B2 (en) | 2000-11-14 | 2008-11-18 | Parkervision, Inc. | Methods, systems, and computer program products for parallel correlation and applications thereof |
US7091762B2 (en) * | 2001-10-09 | 2006-08-15 | Gallitzin Allegheny Llc | Systems and methods for minimizing harmonic interference |
US7072427B2 (en) | 2001-11-09 | 2006-07-04 | Parkervision, Inc. | Method and apparatus for reducing DC offsets in a communication system |
US7280026B2 (en) | 2002-04-18 | 2007-10-09 | Coldwatt, Inc. | Extended E matrix integrated magnetics (MIM) core |
US7379883B2 (en) | 2002-07-18 | 2008-05-27 | Parkervision, Inc. | Networking methods and systems |
US7460584B2 (en) | 2002-07-18 | 2008-12-02 | Parkervision, Inc. | Networking methods and systems |
JP2006311689A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Toyota Industries Corp | Dc/dcコンバータ |
US7342813B1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-03-11 | Lien Chang Electronic Enterprise Co., Ltd. | Half bridge inverter with dual N-MOS |
US8125205B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-02-28 | Flextronics International Usa, Inc. | Power converter employing regulators with a coupled inductor |
US9197132B2 (en) | 2006-12-01 | 2015-11-24 | Flextronics International Usa, Inc. | Power converter with an adaptive controller and method of operating the same |
US7675759B2 (en) | 2006-12-01 | 2010-03-09 | Flextronics International Usa, Inc. | Power system with power converters having an adaptive controller |
US7468649B2 (en) | 2007-03-14 | 2008-12-23 | Flextronics International Usa, Inc. | Isolated power converter |
KR100985335B1 (ko) * | 2008-10-02 | 2010-10-04 | 순천향대학교 산학협력단 | 비대칭 펄스폭변조 방식의 하프브리지 직류-직류 컨버터 |
US8488355B2 (en) | 2008-11-14 | 2013-07-16 | Power Systems Technologies, Ltd. | Driver for a synchronous rectifier and power converter employing the same |
CN102342008B (zh) * | 2009-01-19 | 2016-08-03 | 伟创力国际美国公司 | 用于功率转换器的控制器 |
WO2010083511A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Flextronics International Usa, Inc. | Controller for a power converter |
US9019061B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-04-28 | Power Systems Technologies, Ltd. | Magnetic device formed with U-shaped core pieces and power converter employing the same |
US8514593B2 (en) | 2009-06-17 | 2013-08-20 | Power Systems Technologies, Ltd. | Power converter employing a variable switching frequency and a magnetic device with a non-uniform gap |
US8643222B2 (en) | 2009-06-17 | 2014-02-04 | Power Systems Technologies Ltd | Power adapter employing a power reducer |
US9077248B2 (en) | 2009-06-17 | 2015-07-07 | Power Systems Technologies Ltd | Start-up circuit for a power adapter |
US8638578B2 (en) * | 2009-08-14 | 2014-01-28 | Power System Technologies, Ltd. | Power converter including a charge pump employable in a power adapter |
US8976549B2 (en) | 2009-12-03 | 2015-03-10 | Power Systems Technologies, Ltd. | Startup circuit including first and second Schmitt triggers and power converter employing the same |
US8520420B2 (en) | 2009-12-18 | 2013-08-27 | Power Systems Technologies, Ltd. | Controller for modifying dead time between switches in a power converter |
US9246391B2 (en) | 2010-01-22 | 2016-01-26 | Power Systems Technologies Ltd. | Controller for providing a corrected signal to a sensed peak current through a circuit element of a power converter |
US8787043B2 (en) | 2010-01-22 | 2014-07-22 | Power Systems Technologies, Ltd. | Controller for a power converter and method of operating the same |
CN102870320B (zh) | 2010-03-17 | 2016-11-02 | 电力系统技术有限公司 | 功率转换器的控制系统及其操作方法 |
CN102233492B (zh) * | 2010-04-27 | 2013-07-31 | 昆山京群焊材科技有限公司 | 耐热钢埋弧焊丝 |
IT1403601B1 (it) | 2010-12-22 | 2013-10-31 | St Microelectronics Srl | Dispositivo di controllo di un convertitore dc-dc. |
US8792257B2 (en) | 2011-03-25 | 2014-07-29 | Power Systems Technologies, Ltd. | Power converter with reduced power dissipation |
US8737099B2 (en) | 2011-07-15 | 2014-05-27 | O2Micro, Inc. | Controllers for power converters |
US8792256B2 (en) | 2012-01-27 | 2014-07-29 | Power Systems Technologies Ltd. | Controller for a switch and method of operating the same |
US9190898B2 (en) | 2012-07-06 | 2015-11-17 | Power Systems Technologies, Ltd | Controller for a power converter and method of operating the same |
US9099232B2 (en) | 2012-07-16 | 2015-08-04 | Power Systems Technologies Ltd. | Magnetic device and power converter employing the same |
US9379629B2 (en) | 2012-07-16 | 2016-06-28 | Power Systems Technologies, Ltd. | Magnetic device and power converter employing the same |
US9214264B2 (en) | 2012-07-16 | 2015-12-15 | Power Systems Technologies, Ltd. | Magnetic device and power converter employing the same |
US9106130B2 (en) | 2012-07-16 | 2015-08-11 | Power Systems Technologies, Inc. | Magnetic device and power converter employing the same |
KR101376784B1 (ko) | 2012-11-27 | 2014-03-25 | 경북대학교 산학협력단 | 공진형 컨버터 |
US9240712B2 (en) | 2012-12-13 | 2016-01-19 | Power Systems Technologies Ltd. | Controller including a common current-sense device for power switches of a power converter |
WO2014109304A1 (ja) * | 2013-01-09 | 2014-07-17 | 株式会社 村田製作所 | スイッチング電源装置 |
US9300206B2 (en) | 2013-11-15 | 2016-03-29 | Power Systems Technologies Ltd. | Method for estimating power of a power converter |
RU2565664C1 (ru) * | 2014-07-15 | 2015-10-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Способ управления в системах беспроводной передачи мощности |
US10218256B2 (en) | 2017-07-28 | 2019-02-26 | Apple Inc. | Primary side control of primary resonant flyback converters |
US10707699B2 (en) | 2017-09-28 | 2020-07-07 | Apple Inc. | Interphase transformer based rectifier for wireless power transfer |
IL255948A (en) | 2017-11-27 | 2018-01-31 | Abramovici Tal | Direct current / constant frequency direct current converter |
US11411489B2 (en) | 2020-06-29 | 2022-08-09 | Richtek Technology Corporation | Resonant half-bridge flyback power converter and primary controller circuit and control method thereof |
US20220271676A1 (en) | 2021-02-25 | 2022-08-25 | Richtek Technology Corporation | Half-bridge flyback power converter and control method thereof |
CN113937988B (zh) * | 2021-06-28 | 2024-03-22 | 杰华特微电子股份有限公司 | 不对称半桥反激变换器及其控制方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5245520A (en) * | 1991-10-10 | 1993-09-14 | Paul Imbertson | Asymmetrical duty cycle power converter |
US5159541A (en) * | 1991-10-31 | 1992-10-27 | Northern Telecom Limited | Asymmetrical pulse width modulated resonant DC/DC converter |
US5754413A (en) * | 1996-02-23 | 1998-05-19 | Lucent Technologies Inc. | Reduced voltage stress asymmetrical DC-to-DC converter using first and second transformers having differing turns ratios |
US5719754A (en) * | 1996-06-13 | 1998-02-17 | Lucent Technologies Inc. | Integrated power converter and method of operation thereof |
US5822198A (en) * | 1996-06-21 | 1998-10-13 | Lucent Technologies Inc. | Single stage power converter and method of operation thereof |
US5808879A (en) * | 1996-12-26 | 1998-09-15 | Philips Electronics North America Corporatin | Half-bridge zero-voltage-switched PWM flyback DC/DC converter |
US5838552A (en) * | 1997-04-01 | 1998-11-17 | Lucent Technologies Inc | Asymmetrical power converter and method of operation thereof |
US5870291A (en) * | 1997-09-25 | 1999-02-09 | Lucent Technologies Inc. | Asymmetrical half-bridge converter having adjustable parasitic resistances to offset output voltage DC bias |
-
1998
- 1998-11-06 KR KR1019980047420A patent/KR100297340B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1998-11-18 JP JP10328051A patent/JP3023097B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-19 TW TW087119135A patent/TW390062B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100468884B1 (ko) * | 2001-08-29 | 2005-02-02 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | Dc-dc 컨버터 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3023097B2 (ja) | 2000-03-21 |
US5959850A (en) | 1999-09-28 |
KR19990045058A (ko) | 1999-06-25 |
JPH11220879A (ja) | 1999-08-10 |
TW390062B (en) | 2000-05-11 |
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