KR100369947B1 - 스위칭 전원 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위칭 동작을 이용한 스위칭 전원회로에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 직류 입력(Vin)을 단속하여 스위치 출력을 얻는 스위칭 수단(2)과, 상기 스위치 출력을 평활하고 직류출력(Vout)을 얻는 평활 회로(3)와, 직류 출력(Vout)을 목표치로 제어하는 목표치 신호(106) 및 반송파(204)로부터 스위칭 수단(2)을 제어하는 펄스 폭 변조 신호(Pulse Width Modulation)(103)를 발생하는 펄스 폭 변조 신호 발생 회로(4)와, 정상적인 펄스 폭 변조 신호(103)를 위한 범위를 규정하는 범위 규정 신호(VM)를 발생하는 범위 규정 신호 발생회로(8)를 포함하여 구성되어, 상기 반송파(204)는 톱니 형상파(301)의 0정상에 펄스 폭(Tc) 및 펄스 진폭(Vc)을 갖는 보정 펄스 신호(202)를 중첩하여 범위 규정신호(VM)를 반드시 초과하는 포화기간을 가짐으로써, 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터의 직류 입력 전압의 이용률을 최대로 할 수 있고, 구성 부품의 불균형 또는 외부 동기 주기의 변동을 고려하여 입력하는 직류 전압을 상승할 필요가 없으므로, 구성 부품의 내압 또는 가격 절감 및 형상 수치를 축소할 수 있다.

Description

스위칭 전원 회로{SWITCHING POWER CIRCUIT}
본 발명은, 스위칭 동작을 이용한 스위칭 전원회로에 관한 것으로서, 특히 외부 동기형 톱니 형상파(이하, SAW파로 칭함) 발생부를 이용하여 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터의 직류 입력 전압의 이용률을 최대로 할 수 있고, 구성 부품의 불균형 또는 외부 동기 주기의 변동을 고려하여 입력하는 직류 전압을 상승할 필요가 없으므로, 구성 부품의 내압 또는 가격 절감 및 형상 수치를 축소할 수 있는 스위칭 전원회로에 관한 것이다.
종래의 통신 기기나 정보 처리 장치등은, 집적회로(IC)의 집적도가 확대됨에 따라 기능의 집약화가 확산되고, 소형화 및 경량화가 도모되어지고 있다. 이들 장치에 필요한 직류 전원 장치에 대해서도 소형화, 경량화 및 고효율화가 한층 더 요구되고 있다.
스위칭 전원 회로는, 직류 직접 변환 회로 또는 직류간접 변환 회로와, 출력 전압 또는 출력 전류를 안정화하기 위한 제어회로를 조합하므로써, 단일 또는 복수의 안정된 직류 출력을 발생하는 장치로서, 일반적으로 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터라고도 불린다. 이와 같은 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터는, 소형화, 경량화 및 고효율화의 관점에서 상기와 같은 요구를 만족시킬 것으로 특히 기대되고 있다.
여기서, 상기 디씨-디씨((DC-DC) 컨버터는, 기능적으로 강압형 또는 승압형, 또는 정출력형 또는 부출력형으로 구분된다.
상기 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터의 스위칭 제어를 위해서 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, 이하, PWM으로 칭함)제어 방식이 이용된다.
상기 PWM 제어는 펄스 폭을 변조하여 스위칭 패턴을 변경하는 제어 방법이며, 일반적으로는 삼각파 또는 SAW파 등의 반송파와, 원하는 출력을 얻기 위한 기준 신호를 비교하여, 그것들의 대소 관계로부터 펄스 폭을 결정한다.
도 1은 외부 동기형의 SAW파 발생부를 사용한 스위칭 레귤레이터 방식의 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터의 종래 예를 나타내는 도이다.
종래 예의 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터(1)의 동작원리에 대해서 개략적으로 설명한다.
회로 구성에 대해서는 본 발명의 실시예를 참조하면 된다.
강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터(1)은, 직류 입력전압(+B)을 전력 스위치 소자(2)에 의해 단속하여 얻어진 스위치 출력(101)을 평활기(3)로 평활하여, 강압된 직류 출력 전압 (Vout)를 얻는 것이다.
상기 종래 예에서는 전력 스위치 소자(2)의 PWM 제어에 필요한 반송파로서 SAW파를 사용한다.
상기 SAW파 발생부(5)는 외부로부터 입력되는 리셋 펄스(105)에 동기한 SAW파(104)를 발생하여, PWM 발생부(4)에 반송파로서 입력한다.
전압 검출기(6)는 직류 출력 전압(Vout)으로부터 직류 출력 전압 신호(102)를 검출한다.
비교기(7)는 직류 출력 전압신호(102)와, 기준 신호 발생부(8)에 의해서 발생된 기준신호(ref1)와 비교하여, 직류 출력 전압(Vout)를 목표치로 제어하기 위한 신호(이하, 목표치 신호(106)라 함)를 발생한다. 상기 발생된 목표치 신호(106)는 PWM 발생부(4)로 입력된다. 상기 PWM 발생부(4)는, SAW파(104)를 목표치 신호(106)와 비교하여, PWM 신호 (103)를 발생한다.
전력 스위치 소자(2)는 PWM 발생부(4)에 의해 발생된 PWM 신호(103)에 의해 스위칭 제어되어, 직류 입력 전압(Vin)을 단속하여 스위치 출력(101)을 발생한다.
전력 스위칭 소자(2)가 온 되면, 스위치 출력(101)에는 +B볼트의 전압이 출력되지만, 전력 스위칭 소자(2)가 오프 되면, 스위치 출력(101)은 0볼트가 된다.
여기서, 전력 스위칭 소자(2)가 온되는 온 시간(ton)과 전력 스위칭 소자(2)가 오프되는 오프 시간(toff)와의 비는 듀티비(Duty Rate)라고 불린다. 상기 듀티비를 변경하므로써 직류 출력 전압(Vout)를 가변할 수 있다.
신호 상한치 발생부(9)는 신호 상한치(VM)를 발생한다. 상기 신호 상한치(VM)는, 정상적인 PWM 신호(103)를 얻기 위해서, SAW파(104) 및 목표치 신호(106)의 범위를 규정하는 것으로써, SAW파 발생부(5) 및 비교기(7)로 입력된다.
상기 종래 예에서는 PWM 발생부(4)에 입력되는 SAW파(104) 및 목표치 신호(106)의 범위는 0∼VM이다.
또한, 설명의 간략화를 위해, 신호 하한값은 0로 하지만, 그 외의 값이어도 무관하다.
이상과 같은 폐루프를 구성하므로써, 직류 전압 출력을 목표치로 제어한다.
도 2는, 도 1의 SAW파 발생부(5)의 기본 회로도이다. SAW파 발생부(5)는, 커런트 미러부(11), 리셋부(12) 및 리미터부(13)로 이루어지고, PWM 발생부(4), 비교기 (7) 및 신호 상한치 발생부(9)가 접속되어 있다. 상기 비교기(7) 는 리미터를 포함하여 이루어진다.
커런트 미러부(11)는, 커런트 미러 회로가 구성되어 있다.
Q2의 콜렉터에는 콘덴서(C)가 접속되고(이하, 이 단자를 Vx라고 함), Q3의 콜렉터에는 저항기(R)이 접속된다.
리셋부(13)에는 외부 동기를 위한 리셋 펄스(105)가 입력된다. 리미터부(13)에는 신호 상한치 발생부(9)가 접속된다.
이어서, 도 2의 회로의 동작을 개략적으로 설명한다.
저항기(R)에는 전류 미러 동작에 의해 일정 전류가 흐른다. 따라서 이 일정 전류에 의해서 콘덴서(C)는 충전되고, 콘덴서(C)의 전위, 즉 단자(Vx)의 전위는 시간에 비례하여 상승한다.
리미터부(13)에는 신호 상한치 발생부(9)에서 발생된 신호 상한치(VM)가 인가되어 있어서, 콘덴서(C)의 단자(Vx)의 전위가 신호 상한치(VM)에도달하면, 리미터부(13)는 이 신호 상한치(VM)에서 제한하게 된다.
외부 동기를 위한 리셋 펄스(105)에 의해서 리셋부(12)가 온 되면, 콘덴서(C)에 충전된 전하는 방전되어, 충전 전압은 0볼트가 된다. 즉, 단자(VX)의 전위는 0 볼트가 된다. 상기 리셋 펄스(105)가 오프 되면, 콘덴서(C)는 다시 충전된다.
이와 같은 동작이 반복됨에 따라서, 외부 동기된 SAW 파가 발생된다.
다음으로, SAW파(104)와 목표치 신호(106)를 이용해서 발생되는 PWM 신호(103)와, 직류 출력 전압(Vout)와의 관계를 타이밍 챠트를 이용해서 설명한다.
도 3는, PWM 신호(103)에 의해 발생되는 스위치 출력(101)및 직류 출력전압(Vout)의 관계를 도시한 도면이다.
여기서, 도중의 화살표 (a)는, 목표치 신호(106)가 신호 상한치 방향으로 이동하는 경우의 각 신호 및 전압치의 이동방향을 나타내며, 화살표(b)는 목표치 신호(106)가 신호 하한치 방향으로 이동하는 경우의 각 신호 및 전압치의 이동방향을 나타낸다. 또, 이하에 설명되는 도에서 표시되는 화살표 (a) 및 (b)도 모두 같은 의미를 나타낸다.
도 3 (a) 및 (b)는, 각각 리셋트 펄스(105) 및 SAW파(l04)를 도시한 도면이다. 상기 SAW파(104)는, 리셋 펄스(105)에 의해 시간 t0∼t1사이에서 리셋되고, 시간 t1∼t3의 사이에서는 직선적으로 증가하여, 시간 t에서 직류 전압의 신호 상한치(VM)에 도달한다. 신호 상한치(VM)을 초과하면, 신호 상한치(VM)에서 제한되어, 시간 t∼t사이의 신호 상한치(VM)로 유지된다.
이하, SAW파(104)가 신호 상한치(VM)로 유지되는 기간을 포화기간이라고 한다. 상기포화 기간중에는, 전력 스위치 소자(2)의 스위칭 동작은 휴지 상태가 된다. SAW파(104)는 시간 0'에서 리셋 펄스(105)에 의해서 다시 리셋된다. 따라서, SAW파(104)는 외부에서 입력되는 리셋 펄스(105)에 의해서 동기된다.
도 3 (c)는 목표치 신호(106)를 도시한 도면이다. 항상 정상적인 PWM 값을 얻기 위해서는, 목표치 신호(106)의 신호 상한치 및 신호 하한치는 SAW파(104)의 최대 진폭을 기준할 때 각각 내포되는 범위의 값으로 할 필요가 있지만, 여기서는 설명의 간략화를 위해서, 목표치 신호(106) 및 SAW파(104)의 최대 진폭은 동일한 전압인 것으로 하여 설명한다. 즉, SAW파(104)및 목표치 신호(106)의 범위는 0볼트∼VM볼트이다.
도 3 (d)는 SAW파(104)와 목표치 신호(106)와의 관계를 도시한 도면이고, 도 3 (e)은 PWM 신호(103)를 도시한 도면이다. PWM 발생부(4)는, SAW파(104)와 목표치 신호(106)를 비교하여, SAW파(104)가 목표치 신호(106) 보다 클 때는 1, SAW파(104)가 목표치 신호(106) 보다 작을 때는 0인 PWM 신호(103)를 발생한다.
예를 들면, 상기 도면에서는 시간 t까지는 SAW파(104)가 목표치 신호(106) 보다 크기 때문에, PWM 신호(103)는 1이고, 시간 t∼t의 사이에서는 SAW파(104)가 목표치 신호(106)보다 작기 때문에, PWM 신호(103)는 0이고, 시간 t∼t사이에서는 SAW파 (104)가 목표치 신호(106) 보다 크기 때문에 PWM 신호(103)는 1이다. t0' 이후에는 이 동작을 반복한다.
도 3 (f)는, 스위치 출력(101) 및, 평활기(3)에 있어서 평활된 직류 출력 전압 Vout를 도시한 도면이다. 전력 스위치 소자(2)는 PWM 신호(103)에 의해서 온, 오프제어되어, 직류 입력 전압 Vin을 단속하여 스위치 출력(101)을 발생한다. 즉, PWM 신호 (103)가 0일 때, 전력 스위치 소자 (2)는 온 되어 스위치 출력101은 +B볼트가 되고, PWM 신호(103)이 1일 때, 전력 스위치 소자(2)는 오프 되어 스위치 출력(101)은 0볼트가 된다. 스위치 출력(101)은 평활기(3)에 의해서 평활되고, 파선으로 도시하는 것과 같이, PWM 신호(103)의 듀티비에 비례한 직류 출력 전압(Vout)을 얻을 수 있다.
도 4는, 도 1의 회로에서, 기준 신호와 SAW파의 관계에 대한 직류출력 전압의 변화를 설명하는 도이다. 상술한 바와 같이 설명의 간략화를 위해서 목표치 신호(106) 및 SAW파 (104)의 최대 진폭은 동일 전압으로 하였지만, 항상 정상적인 PWM 값을 얻기 위해서는, 실제로 목표치 신호(106)의 신호 상한치 및 신호 하한치는, SAW파(104)의 최대 진폭을 기준할 때 각각 내포되는 범위의 값으로 한다.
따라서, 목표치 신호(106)가 하한에 있는 경우는, 도 4 (a)에 도시하는 바와 같이 PWM 신호는 시간 t∼t의 사이, 즉 리셋 펄스 폭에 일치하는 기간만 0이고, 그 외의 기간은 1이 된다.
따라서, 스위치 출력(101)은, PWM 신호가 시간 t∼t의 사이의 리셋 펄스 폭에 일치하는 기간만 +B 볼트이고, 그 외의 기간은 0볼트가 된다. 스위치 출력(101)은 평활기(3)에 의해서 평활되어, 파선으로 도시하는 바와 같은 직류 출력 전압(Vout)가 얻어진다.
따라서, 직류 출력 전압(Vout)의 하한치는 이 때의 듀티비에 기인하는 값이며, 이 값은 리셋 펄스 폭에 대응한다.
또한, 목표치 신호(106)이 상한에 있는 경우는, 도 4 (b)에 도시하는 바와 같이 PWM 신호는 시간 t∼t사이, 즉, 포화기간만 1이고, 그 외의 기간은 0이 된다. 따라서 스위치 출력(101)은, 시간 t∼t사이의 포화 기간만 0이고, 그 외의 기간은 +B 볼트가 된다. 스위치 출력(101)은 평활기(3)에 의해서 평활되어, 파선으로 도시한 바와 같은 직류 출력 전압(Vout)가 얻어진다.
따라서, 직류 출력 전압(Vout)의 상한치는 이 때의 듀티비에 기인하는 값이며, 이 값은 포화 기간에 의존한다.
이와 같이, 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터는 직류 입력 전압(Vin)을 강압하여 직류 출력 전압(Vout)를 발생한다.
다음으로, SAW파(104)의 톱니 형상 부분의 경사에 대해서 설명한다.
SAW파의 경사부분은 콘덴서(C) 및 저항기(R)의 설정에 의존한다. 즉, 콘덴서(C)와 저항기(R)의 곱이 작아지도록 설정하면, 슬로프 부분의 경사는 커지고, 콘덴서(C)와 저항기(R)의 곱이 커지도록 설정하면, SAW파의 경사부분은 작아진다.
직류 출력 전압(Vout)의 최소값(V1)은 리셋 펄스 폭에 대응하는 것으로서, SAW파의 경사부분에는 의존하지 않는다.
도 5는, SAW파 발생부의 시정수 요소 콘덴서(C) 및 저항기(R)의 설정을 설명하는도이다. 도 5의 좌측의 타이밍 챠트는, 리셋 펄스(105), 목표치 신호(106), SAW 파(104), 스위치 출력(101) 및 직류 출력 전압(Vout)를 나타내고, 도 5의 우측 그래프는, 목표치 신호(106)와 직류 출력 전압(Vout)의 관계를 나타낸다.
도 5(a)는, 콘덴서(C)과 저항기(R)의 곱을 작게 설정한 경우를 도시한 도면이다. 이 경우, SAW파 부분의 경사가 크기 때문에 SAW파의 포화 기간이 길어진다.
목표치 신호(106)가 신호 상한치(VM)에 있을 때, 직류 출력 전압(Vout)의 최대치는 포화 기간의 길이에 의존한다. 즉, 포화 기간이 길수록 스위치 출력(101)의 +B인 기간이 짧아지므로, 직류 출력 전압(Vout)의 최대치(V2)는 낮아서, 전원의 이용률이 낮다.
도 5(b)는, 콘덴서(C)과 저항기(R)과의 곱을 크게 설정한 경우를 도시한 도면이다. 이 경우, SAW파의 슬로프 부분의 경사가 작으므로, SAW 파의 최대치는 작고, SAW파의 포화기간은 존재하지 않는다.
따라서, 목표치 신호(106)가 너무 크지 않은 단계에서 목표치 신호(106)는 SAW파(104)의 최대치에 달하고, 직류출력 전압(Vout)의 최대치(V2)는 직류 입력 전압(Vin)에 도달한다. 상기 목표치 신호(106)가 SAW파(104)의 최대치보다 커지면, PWM 신호(103)는 출력되지 않고, 전력 스위치 소자(2)의 스위칭 동작은 정지된다. 이와 같은 상태는 일반적으로, 전력 스위치 소자(2)를 파괴할 위험성이 있으므로, 이러한 설정은 피할 필요가 있다.
도 5(c)는, 콘덴서(C)와 저항기(R)과의 곱을 전술한 두 경우의 사이로 설정한 경우를 도시한 도면이다. 이 경우, SAW파의 포화기간은 도 5 (a)의 경우보다 짧고, 콘덴서(C) 및 저항기(R)의 설정 방법의 여하에 의하여 전원의 이용률을 높일 수 있다.
그러므로, 도 5(c)와 같이 적절한 길이의 포화기간을 갖도록 콘덴서(C) 및 저항기(R)을 설정하는, 전력 스위치 소자의 스위칭 동작의 안정화 및 전원 이용률을 향상한다는 관점에서 바람직하다고 할 수 있다.
SAW파 발생부에 있어서는, 변동 요인이 사실상 존재한다. 즉, 예를 들어 SAW파의 슬로프 부분을 변동시키는 요인으로서는, (1) 제어 회로용 전원(Vcc)의 전압 정밀도, (2) Q3의 베이스와 에미터사이의 전압(VBE)의 불균형 및 온도변화, (3) 저항기(R)의 정밀도, (4) 전류 미러 회로의 전류비 정밀도, (5) 콘덴서(C)의 정밀도 및 온도 변화등이 있으며, 포화 기간의 길이를 변동시키는 요인으로서는, (1) 리미터 Q4, Q5에 의한 VM전압의 전달 정밀도, (2) 외부 요인으로서 리셋 펄스의 주기의 시간 정밀도 등이다.
이와 같이 종래의 전력 스위치 소자의 스위칭 동작의 안정화 및 전원의 이용률 향상을 위해, SAW파 발생부의 시정수의 요소인 콘덴서(C) 및 저항기(R)를, 도 5 (c)와 같이 적절한 길이의 포화 기간을 가지도록 설정했었지만, 어떠한 상황에 있더라도 정상적인 PWM 신호를 확보하기 위해서는, 통상적으로 포화기간을 다소 길도록 할(즉, 도 5(a)의 설정과 유사) 필요가 있으며, 예를 들면, 리셋 펄스의 주기에 대하여 포화 기간이 수 ~수십% 남도록 시정수 요소 콘덴서(C) 및 저항기(R)의 중심값을 설정해야 하는 문제점이 있었다. 이는 전원의 이용률의 관점에서 볼 때 비효율적이다.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 외부 동기 가능한 SAW파를 사용하여 외부 리셋 주기 또는 회로 조건등의 변동 요인에 대하여, 효율적이고 안정된 스위칭 동작이 가능한 스위칭 전원 회로를 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 직류 입력을 단속하여 스위치 출력을 얻기 위한 스위칭 수단과, 스위치 출력을 평활하여 직류출력을 얻기 위한 평활 회로와, 스위칭 수단을 제어하는 PWM 신호를 발생하기 위한 PWM 신호 발생회로로서, 직류 출력을 원하는 목표 전압치로 제어 하기 위한 기준 신호와, 반송파와 비교하여 PWM 신호를 발생하는 PWM 신호 발생 회로, 기준 신호를 발생하기 위한 기준 신호 발생회로와, 정상적인 상기 PWM 신호를 얻기 위해서, 기준 신호 및 반송파의 레벨의 범위를 규정하는 범위 규정 신호를 발생하는 범위 규정 신호 발생 회로를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
도 1은 외부 동기형의 톱니 형상파 발생부를 사용한 스위칭 레귤레이터방식의 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터의 종래 예를 나타내는 그림이다.
도 2는 도 1의 톱니 형상파 발생부의 기본 회로도이다.
도 3은 펄스 폭 변조 신호(Pulse Width Modulation)에 의해 발생되는 전력 스위치 출력 및 직류 출력전압의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 회로에서, 기준신호와 톱니 형상파의 관계에 대한 직류 출력전압의 변화를 설명하는 도면이다.
도 5는 톱니 형상파 발생부의 시정수 요소인 콘덴서(C) 및 저항기(R)의 설정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 외부 동기형의 톱니 형상파 발생부를 사용한 스위칭 레귤레이터 방식의 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터에 적용한 실시예를 나타내는 그림이다.
도 7은 본 실시예에 있어서, 보정후 톱니 형상파를 발생하기 위한 회로 구성도이다.
도 8은 본 실시예에 있어서, 보정후 톱니 형상파의 발생을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 실시예에 의한 보정하기 전 톱니 형상파의 경사부분이 작은 경우에 있어서, 보정 후 톱니 형상파의 발생을 설명하는 개념도이다.
도 10은 본 실시예에 의해 발생되는 전력 스위치 출력 및 직류 출력전압을 도시한 도면이다.
도 11은 본 실시예에 있어서, 기준신호가 신호 상한치 부근에 있는 경우에 발생되는 전력 스위치 출력 및 직류 출력 전압(V)를 도시한 도면이다.
도 12는 본 실시예에 있어서, 기준신호와 직류출력전압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 실시예에 의한 보정전 톱니 형상파의 경사부분이 큰 경우에 있어서, 보정후 톱니 형상파의 발생을 설명하는 개념도이다.
도 14는 본 실시예에 의한 보정전 톱니 형상파의 경사부분이 중정도인 경우에 있어서, 보정후 톱니 형상파의 발생을 설명하는 개념도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
2 : 전력 스위치소자 3 : 평활기
4 : 펄스 폭 변조 신호 발생부 8 : 기준신호발생부
9 : 신호 상한치 발생부 21 : 본 발명에의한 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터
22 : 톱니 형상파 보정부 23: 지연기
33 : 멀티 바이브레이터 34 : 분압기
101 : 스위치출력 103 : 펄스 폭 변조 신호
104 : 톱니 형상파(SAW) 105 : 리셋 펄스
106 : 목표치 신호 201 : 지연 리셋트 펄스
202 : 톱니 형상파 보정펄스 204 : 보정후 톱니 형상파
301 : 보정전 톱니 형상파 R : 저항기
C : 콘덴서 T c : 중첩펄스폭
Vc : 중첩 펄스 진폭 VM : 신호 상한치
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 6는, 본 발명을 외부 동기형의 SAW파 발생부를 이용한 스위칭 레규레이터 방식의 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터에 적용한 실시예를 나타내는 도이다.
본 실시예의 SAW파 발생부는, 임의의 회로조건 또는 외부 동기 신호등에 대해서 적어도 일정한 포화기간을 가질 수 있는 SAW파를 발생할 수가 있다.
또한, 본 실시예로서는 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터에 대해서 설명하지만, 본 발명은, 승압형, 강압형, 정출력형 또는 부출력형의 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터의 여하에 상관없이 적용이 가능하다.
본 실시예에 따른 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터(21)은 직류 입력 전압(Vin)을 전력 스위치 소자(2)에 의해 단속하여, 얻어진 스위치 출력(101)을 평활기(3)에 의해 평활하여, 강압된 직류 출력 전압(Vout)을 얻는 것이다. 전력 스위치 소자(2)의 PWM 제어에 필요한 반송파로서는 이하에 설명하는 SAW파를 사용한다.
직류 입력 전압(Vin)은, 전계 효과 트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 트랜지스터등의 전력 스위치 소자(2)에 입력되나, 그 크기를 +B 볼트로 한다. 전력 스위치 소자(2)의 뒤쪽에는, 인덕터 또는 콘덴서등에 의해 구성되는 평활기(3)가 접속되어 있고, 평활기(3)는 직류 출력 전압(Vout)를 출력한다.
직류 출력 전압(Vout)을 검출하는 전압 검출기(6)는 저항기에 의한 분압기등으로 이루어져, 기준 신호 발생부(8) 및 신호 상한치 발생부(9)와 함께 비교기(7)에 접속된다. 신호 상한치 발생부(9)는 SAW파 발생부(5) 에도 접속된다.
OP 앰프 또는 차동 증폭기등으로 구성되는 PWM 발생부(4)는, 그 입력측에 SAW파 발생부(5) 및 비교기(7) 가 접속되어 있고, PWM 신호(103)를 발생하여 전력 스위치 소자(2)를 제어한다.
본 실시예는, 도 1의 종래 예에 있어서의 SAW파 발생부(5)의, SAW파의 경사부분을결정하는 시정수의 요소인 콘덴서(C)의 접지측(이하, 이 단자를 Vy라 함)을 결선 변경하여 SAW파 보정부(22)를 추가로 접속하고, 지연기(23)를 SAW파 발생부(5)의 앞쪽에 추가 접속한 것이다. SAW파 보정부(22)는, 파형 정형기(31)과 버퍼 (32)를 포함하여 이루어진다.
지연기(23)는 SAW파 발생부(5)의 입력측에 접속되고, SAW파 보정부는 콘덴서(C)를 개재하여 SAW파 발생부(5)에 접속된다. 외부 동기를 위한 리셋 펄스(105)는 지연기(23) 및 SAW파 보정부(22)에 입력된다.
다음으로, 도 6의 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터(21)의 개략 동작에 대해서 설명한다. 전력 스위치 소자(2)는, PWM 발생부(4)에 의해 발생된 PWM 신호(103)에 의해 스위칭제어, 직류 입력 전압(Vin)을 단속하여 스위치 출력(101)을 발생한다. 전력 스위칭 소자(2)가 온되면, 스위치 출력(101)에는 +B볼트의 전압이 출력되지만, 전력 스위칭 소자(2)가 오프되면, 스위치 출력(101)은 0 볼트 가 된다.
평활기(3)는 스위치 출력(101)을 평활하여, 강압된 직류 출력 전압(Vout)을 발생한다. 즉, 듀티비(Duty rate)를 변경하면 직류 출력 전압(Vout)를 가변할 수 있다.
전압검출기(6)는 직류 출력 전압(Vout)으로부터 직류 출력 전압 신호(102)를 검출한다.
비교기(7)는 직류 출력 전압 신호(102)와, 기준 신호 발생부(8)에 의해서 발생된 기준 신호(ref1)를 비교한 후 증폭 또는 필터링하여, 직류 출력 전압(Vout)을 목표치로제어하기 위한 목표치 신호(106)를 발생한다. 목표치 신호(l06)는 PWM 발생부(4)의 입력측에 입력된다.
PWM 발생부(4)는, 후술하는 바와 같이 보정후 SAW파(204)를 목표치 신호(106)와 비교하여 PWM 신호(103)를 발생한다.
신호 상한치 발생부(9)는 신호 상한치(VM)를 발생한다. 상기 신호 상한치(VM)는 정상적인 PWM 신호(103)를 얻기 위해서, 목표치 신호(106)및 보정후 SAW파(204)의 범위를 규정하는 것으로서, SAW파 발생부(5) 및 비교기(7)의 입력측에 입력된다.
본 실시예에서는 PWM 발생부(4)에 입력되는 보정후의 SAW파(204) 및 목표치 신호 (106)의 범위는 0∼VM이다. 또한, 설명의 간략화를 위해, 신호 하한치는 0으로 했지만, 그 외의 값으로 설정해도 좋다.
SAW파 보정부(22)에는, 리셋 펄스(105)가 입력되어, 후술하는 바와 같은 SAW파 보정 펄스(202)를 발생하여, 콘덴서(C)를 통하여 SAW파 발생부(5)로 입력한다.
지연기(23)에는, 외부 동기를 위한 리셋 펄스(105)가 입력되어, 후술하는 바와 같은 지연 리셋 펄스(201)를 발생하여 SAW파 발생부(5)로 입력한다. 즉, 본 실시예에서는, SAW파 발생부(5)는 지연 리셋 펄스(201)에 의해서 외부에 동기된다.
상기 SAW파 발생부(5)에서는, 지연 리셋 펄스(201)에 동기하고, SAW파 보정펄스(202)에 의해서, SAW파를 보정한 후 SAW파(204)를 발생하여, PWM 발생부(4)로 반송파로서 입력한다. 이와 같이 보정된 SAW파(204)는, 임의의 회로 조건 또는 외부 동기 신호등에 대해서 적어도 일정한 포화기간을 가질수 있다.
본 실시예에서는, 이상과 같은 폐루프를 구성 하므로써 직류 전압 출력을 목표치로 제어한다.
다음으로, 본 실시예에 따라 보정한 후의 SAW파(204)에 관해서, 회로 구성도 및 타이밍 챠트를 이용해서 설명한다.
도 7는, 본 실시예에 있어서, 보정한 후 SAW파를 발생하기 위한 회로 구성도이다.
SAW파 발생부(5)는, 전류 미러부(11), 리셋부(12) 및 리미터부(13)으로 이루어지고, PWM 발생부(4), 비교기(7) 및 신호 상한치 발생부(9)가 접속되어 있다. 상기 비교기(7) 는 리미터(14)를 포함하여 이루어진다.
도 7의 회로가 도 2의 종래 예와 다른 부분은, 리셋부(12)의 npn형 트랜지스터 Q1의 베이스에는 지연기(23)가 접속되고, 콘덴서(C)의 전류 미러부(11)가 접속되어 있는 단자(Vx)와 상기 단자(Vx)의 반대측의 단자(Vy)에는 SAW파 보정부(22)가 접속된다는 점이다. SAW파 보정부(22)내에는, 파형정형기(31)와 버퍼(32)가 접속되어 있다. 외부 동기를 위한 리셋 펄스(105)는 지연기(23) 및 SAW파 보정부(22)에 입력된다.
전류 미러부(11)는, pnp형 트랜지스터인 Q2및 Q3를 구비한다. 상기 Q2및 Q3는 서로 접속되며, Q3의 베이스와 콜렉터 사이는 단락되어 있고, 전류 미러 회로가 구성된다. Q2및 Q3의 에미터에는 외부로부터 안정된 제어 회로용 전원(Vcc)가 공급된다. 상기 Q2의 콜렉터에는 콘덴서(C)가 단자(VX)에 접속되고, Q3의 콜렉터에는 저항기(R)이 접속된다. 콘덴서(C)의 단자(VX)와 반대측에 있는 단자(Vy)에는 SAW파보정부(22)의 버퍼(32)가 접속되어 있다.
SAW파 보정부(22)내에는, 파형정형기(31)와, 전술한 버퍼(32)가 접속되어 있고, 외부 동기를 위한 리셋 펄스(l05)가 입력된다. 파형 정형기(31)는, Vcc를 제어 회로용 전원으로 하는 단안정 멀티 바이브레이터(33)와, 저항기(R2,R3)들로 구성되는 분압기 (34)를 구비한다.
리셋부(12)는 npn형 트랜지스터인 Q1으로 구성된다. 상기 Q1의 에미터는 접지되고, 베이스에는 지연기(23)가 접속된다.
지연기(23)는, 예를 들면 CMOS 인버터 또는 단안정 멀티 바이브레이터등으로 구성되어, 외부 동기를 위한 리셋 펄스(105)가 입력된다.
리미터부(13)는 pnp형 트랜지스터 Q4, npn형 트랜지스터 Q5및 저항기(R1)를 구비한다. Q5의 에미터에는 Q4의 베이스 및 저항기(R1)가 접속되고, Q5의 베이스에는 신호 상한치 발생부(9)가 접속되고, Q5의 콜렉터에는 제어회로용 전원(Vcc)이 공급된다. Q4의 콜렉터는 접지되고, 에미터는 단자(VX)에 접속된다.
다음으로, 도 7의 회로 동작을 개략적으로 설명한다.
지연기(23)는 외부 동기를 위한 리셋 펄스(105)를 미소한 일정시간(이하, 지연기간 TS라 함)인 지연 기간 Ts만큼 지연시켜 지연 리셋 펄스(201)를 발생하여, SAW파 발생부(5)내에 있는 리셋부(12)의 npn형 트랜지스터 Q1의 베이스에 입력한다. 즉 본 실시예에서는, SAW파 발생부(5)는 지연 리셋 펄스(201)에 의해서 리셋된다.
SAW파 보정부(22)에 리셋 펄스(105)가 입력되면, 단안정 멀티바이브레이터(33)는 SAW파 보정펄스(202)의 시간 폭(Tc)(이하, 중첩 펄스 기간이라고 함)를 결정하고, 분압기(34)는 SAW파 보정 펄스(202)의 전압 진폭(Vc)(이하, 중첩 펄스 진폭이라 함)을 결정한다. 이 파형을 버퍼(32)에서 저임피던스화하여, SAW파 보정펄스(202)를 발생한다.
SAW파의 경사부분의 발생원리를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
Q3의 베이스-에미터 사이의 전압을(VBE)로 한다. 저항기(R)에는, Q3를 통하여 일정전압(Vcc- VBE)이 인가되어 있고, 일정 전류(VCC- VBE)/R가 흐른다. 이 전류치는 전류 미러부(11)에서의 전류 미러 동작에 의해 Q2로 전달되므로써, 콘덴서(C)에 일정 전류가 흐르게 된다. 이와 같은 일정전류에 의해서 콘덴서(C)는 충전되고, 식 (1)에 표시되는 바와 같이 콘덴서(C)의 전위 즉 단자(VX)의 전위는 시간에 비례하여 상승한다.
-----------(식1)
리미터부(13)의 Q5의 베이스에는 신호 상한치 발생부(9)에서 발생된 신호 상한치 (VM)가 인가되어 있고, 콘덴서(C)의 단자(VX)의 전위가 신호 상한치(VM)에 도달하면 Q4가 도통되므로, 리미터부(13)는 상기 신호 상한치(VM)로 제한하게 된다.
외부 동기를 위한 지연 리셋 펄스(201)에 의해서 리셋부(12)의 Q1이 온 되면, 콘덴서(C)에 충전된 전하는 Q1을 개재하여 방전되어, 콘덴서(C)의 충전 전압은 0볼트가 된다. 즉, 단자(VX)의 전위는 0볼트가 된다. 지연 리셋 펄스(201)가 해제되어 Q1이 오프되면, 콘덴서(C)는 다시 충전된다.
상기 콘덴서(C)의 단자(Vy)에는 SAW파 보정부(22)가 접속되어 있으므로, 상술한 바와 같이 발생된 SAW파에는 SAW파 보정 펄스(202)가 인가되게 된다.
이상의 동작이 반복되므로써, 외부에 동기된 보정후의 SAW파(204)가 발생된다.
도 8은, 본 실시예에 있어서의 보정후 SAW파(204)의 발생을 설명하는 도이다. 또한 이하에서, 특히 명기하지 않은 한 보정전의 SAW파가 포화기간을 가지지 않은 경우에 대한 설명이다.
도 8(a)에 도시한 바와 같이, 리셋 펄스(105)의 리셋 기간을 시간 t∼t의 사이로 하면, 지연기(23)는 리셋 펄스(105)의 상승 엣지의 시간 t으로부터 지연시간 TS(=t∼t)만큼 리셋트 펄스(105)를 미소히 지연시켜, 도 8 (b)에 도시한 바와 같은 지연 리셋 펄스(201)를 발생하여, SAW파 발생부(5)내의 리셋부(12)의 npn형 트랜지스터 Q1의 베이스에 입력한다. 즉, SAW파 발생부(5)의 리셋 기간은 시간 t∼t 사이가 된다.
한편, SAW파 보정부(22)의 파형정형기(31) 및 버퍼(32)는, 도 8 (c)에 도시된 바와 같다,
중첩 펄스기간이 Tc이고 중첩펄스진폭이 Vc인 SAW파 보정펄스(202)를 발생한다. 따라서, 리셋 펄스(105)의 상승 엣지의 시간 t부터 중첩 펄스 기간(Tc) 경과후의 시간 t까지가 SAW파 보정펄스(202)의 펄스폭이 된다.
SAW파 보정펄스(202)는, 콘덴서(C)를 개재하여 SAW파 발생부(5)에 입력된다. SAW파 발생부(5)는 지연 리셋 펄스(201), SAW파 보정 펄스(202) 및 신호 상한치 (VM)보다 도 8 (d)에 도시된 바와 같이 보정후 SAW파(204)를 발생한다.
다음으로, SAW파 보정 펄스(202)가 콘덴서(C)에 인가되어 보정후 SAW파(204)가 발생되는 원리에 대해서 개념적으로 설명한다.
도 9는, 본 실시예에 의한 보정전 SAW파(301)의 경사부분이 작은 경우에 있어서, 보정후 SAW파(204)의 발생을 설명하는 개념도이다. 이 도에 있어서 시간 t, t, t 및 t 및 SAW파 보정 펄스(202)는 도 8에 도시한 것과 각각 동일하다.
본 도에서의 보정전 SAW파(301)는, 경사부분이 작고, 신호 상한치(VM)에 도달하기 전에 리셋되기 때문에 포화시간이 없다.
SAW파 발생부(5)로부터 출력되는 보정후 SAW파(204)를 도 9 (c)에 도시한다. SAW파 발생부(5)는 콘덴서(C)의 단자(Vy)의 전위가 일정한 경우, 도 9 (a)의 보정전 SAW파(301)를 발생시킨다. SAW파 보정부(22)는 도 9 (a)의 SAW파 보정 펄스(202)를 발생한다.
도 9(b)는 도 9(a) 보정전 SAW파(301)과 SAW파 보정 펄스(202)를 화살표 P와 같이 합성한 파형을 개념적으로 도시한다. 신호 상한치(VM)를 넘은 부분은 도 7의 리미터부(13)에 의해 신호 상한치(VM)로 제한된다. 또한, 도 7의 리셋부(12)로 입력되는 시간 t을 상승 엣지로 하는 지연 리셋 펄스(201)에 의해 리셋된다. 따라서, 도 9 (c)에 도시하는 바와 같은 시간 t∼t의 기간, 즉 지연시간(Ts)의 기간만 포화시간을 가지는 보정후 SAW파(204)가 발생한다.
단안정 멀티 바이브레이터(33)에 의해서 결정되는 중첩 펄스기간(Tc)의 값은, SAW파 보정 펄스(202)의 하강 엣지의 시간 t가 시간 t∼t의 사이에 진입하도록 식(2)와 같이 선택한다.
t11t1214 , Tc= t12- t10----------(식2)
즉 식(2)을 환언하면 , 중첩 펄스 기간 Tc는 지연기간 Ts이상, 지연기간 Ts와 지연리셋 펄스(201)의 펄스 폭의 합 미만이 된다는 것을 의미한다.
또한, 후술하는 바와 같이, 지연기(23)의 미소 지연시간인 시간 t∼t의 시간 폭, 즉 지연기간 Ts가 최소인 경우에 전원의 이용률은 최대화 되지만, 이 최소의 지연기간 Ts는, 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터(21)에서 사용하는 전력 스위치 소자의 최소 스위칭 시간이 된다.
도 7의 분압기(34)에 의해서 결정되는 전압 진폭(Vc)의 값은, 상정하는 보정전 SAW파(301)의 경사부분이 작을 때라도, 보정후 SAW파(204)가 시간 t∼t의 사이에서 신호 상한치에 도달하여 포화기간이 되도록 선택한다.
이러한 보정후 SAW파(204)를 사용해서 PWM 신호(103)를 발생하여, 전압 스위치소자(2)를 제어하여 스위치 출력(101)을 발생한다.
도 10은 본 실시예에 따라서 발생되는 스위치 출력(101) 및 직류 출력 전압(Vout)을 도시한 도면이고, 도 11은 목표치 신호(106)가 신호 상한치(VM) 부근에 있는 경우에 발생되는 스위치출력(101) 및 직류 출력전압(Vout)을 도시한 도면이다.
도 10 (a)는 리셋트 펄스(105)를, 도 10 (b)은 지연 리셋트 펄스(201)를, 도 10 (c)는 SAW파 보정펄스(202)를, 도 10 (d)은 보정후 SAW파(204) 및 목표치 신호(106)를 도시하지만, 각각의 대해서는 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 바와 같다.
도 10 (e)는 스위치 출력(101)과, 파선으로 나타내는 직류 출력 전압(Vout)를 도시한다.
도 11 (a)에 도시하는 바와 같이 목표치 신호(106)가 신호 상한치(VM) 부근에 있는 경우, 즉 목표치 신호(106)가 V5와 VM와의 사이에 있는 경우, 스위치출력(101)은 도 l1 (b)에 도시하는 바와 같이 지연기간(Ts)의 사이에서만 0 V이다. 이때, 직류출력전압(Vout)은 직류 입력전압(Vin)에 대하여 가장 가까운 값, 즉 최대치(V4)이 된다.
도 12 는 목표치 신호(106)와 직류 출력 전압(Vout)의 관계를 나타내는 도이다. 상기 직류 출력 전압(Vout)의 최대치(V4)는 도 11에 도시된 바와 같이 목표치 신호(106)가 V5와 VM과의 사이에 있는 경우에 얻어진다.
또한, 도 5에서 설명한 바와 같이, 직류 출력 전압(Vout)의 최소값(V1)은 리셋 펄스 폭에 대응하는 것이고, SAW파의 슬로프부분의 경사에는 의존하지 않는다.
이와 같이 보정후 SAW파의 경사가 작은 경우, 즉 종래 예에 있어서는 포화 기간이 존재하지 않는 도 5(b)와 같은 경우라도, 본 실시예의 지연 기간 Ts에 의해, 정상적인 PWM 신호(103)를 확보할 수가 있어, 전력 스위치 소자(2)의 파괴를 방지할 수 있는 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터의 설계가 가능하다.
이상, 보정전 SAW파(301)의 경사가 작고, 포화 기간이 존재하지 않은 경우에 대해서 설명했지만, 다음으로, 보정전 SAW파(301)의 경사부분의 중정도 이상인 경우에 대해서, 도 13및 14을 사용해서 설명한다. 이들 도에 있어서, 시간 t, t, t및 t, 신호 상한치(VM) 및 SAW 파 보정 펄스(202)는 도9의 각각과 동일한 것으로 가정한다.
도 13는, 본 실시예에 따른 보정전 SAW파(301)의 경사부분이 큰 경우에 있어서, 보정후의 SAW파(204)의 발생을 설명하는 개념도이다. 여기서, 도 13 (a)에 도시된 바와 같이, 보정전 SAW파(301)는 신호 상한치(VM)에 도달한 시점, 즉 시간 t에서 신호 상한치(VM)로 유지되어, 지연 리셋트 펄스(201)에 의해 t로 리셋되는 것으로 가정한다. 즉 t<t<t인 것으로 한다.
SAW파 보정 펄스(202)의 콘덴서(C)의 단자(Vy)의 인가에 의해, 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 보정전 SAW파(301)는 중첩 펄스진폭(Vc)만큼의 전압이 화살표 P와같이 중첩되어 신호 상한치(VM)를 넘는다. 상기 신호 상한치(VM)를 넘은 부분은리미터부(13)에 의해 신호 상한치(VM)로 제한된다.
또한, 리셋부(12)에 입력되는 시간 t을 상승 엣지로 하는 지연 리셋 펄스(201)에 의해 리셋된다. 따라서, 도 13 (c)에 도시하는 것 같은 보정후 SAW파(204)가 된다. 따라서, 이와 같은 경우에는 SAW파 보정펄스(202)를 중첩하더라도 포화기간은 변하지 않는다.
도 14는, 본 실시예에 의한 보정전 SAW파(301)의 경사부분이 중정도인 경우에 있어서, 보정후 SAW파(204)의 발생을 설명하는 개념도이다. 여기서, 도 14 (a)에 도시한 바와 같이, 보정전 SAW파(301)는 신호 상한치(VM)에 도달한 시점, 즉 시간 t에서 신호 상한치(VM)로 유지되어, 지연리셋 펄스(201)에 의해 시간 t로 리셋되는 것으로 가정한다. 즉, t<t<t인 것으로 한다.
SAW파 보정펄스(202)의 콘덴서(C)의 단자(Vy)의 인가에 의해, 도 14 (b)에 도시하는 바와 같이, 보정전 SAW파(301)는 중첩펄스진폭(Vc)만큼 전압이 화살표 P와 같이 중첩되어 신호 상한치(VM)를 넘는다. 신호 상한치(VM)을 넘은 부분은 리미터부(13)에 의해 신호 상한치(VM)로 제한된다.
또한, 리셋부(12)에 입력되는 시간 t을 상승 엣지로 하는 지연 리셋 펄스(201)에 의해 리셋된다. 따라서, 도 14(c)에 도시하는 것 같은 보정후 SAW(204)가 된다. 이로써, SAW파 보정펄스(202)를 중첩하면 포화기간은 t∼t의 미소한 기간만 증가될 뿐이다.
따라서, 본 실시예에 의하면, PWM 신호의 반송파로서의 SAW파는, 그 경사부분이 항상 지연기간(Ts)에 해당하는 포화시간을 가지므로, 정상적인 PWM 신호를 얻는 수 있어, 전력 스위치소자(2)의 파괴를 방지할 수 있는 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터의 설계가 가능하다.
또한, 본 실시예에 의하면, 전원의 이용률을 최대화하기 위해서는, 지연기간(Ts)를 최소로 설정하면 되고, 즉 지연기간(Ts)를 강압형 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터(21)에서 사용하는 전력 스위치 소자의 최소 스위칭 시간으로 설정하면 된다.
따라서, 이상을 고려하면서 SAW파 발생부의 시정수 요소인 콘덴서(C) 및 저항기(R)을 설정하면, 외부 리셋 주기 또는 회로조건등의, 어떠한 변동요인에 대하여도 안정된 스위칭 동작의 범위를 확대할 수가 있어, 특히 스위칭 소자의 특성의 한계까지 사용하므로써, 입력전원의 이용률을 확대할 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 스위칭 레귤레이터방식의 디씨-디씨(DC- DC) 컨버터의 직류 입력 전압의 이용률을 최대로 할 수 있기 때문에, 원하는 직류출력전압의 범위를 확보하기 위해서, 구성 부품의 불균형 또는 외부 동기 주기의 변동을 고려하여 입력하는 직류 전압을 상승할 필요가 없어진다. 따라서, 구성 부품의 내압 또는 가격 절감 및 형상 수치의 축소를 도모할 수 있다.
또한, CRT (Cathode Ray Tube)모니터 TV는 수평 편향 회로용 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터를 가지는데, 이 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터는 외부로부터 입력되는 여러 가지의 수평 동기신호에 동기하여 동작한다.
종래 기술로서는 SAW 파에 포화기간이 없는 경우, 즉 수평동기신호의 주기가 짧은 것 같은 경우에는, 동작이 불가능하거나 강제적으로 별도의 긴주기의 수평동기신호와 교체할 필요가 있어, 이러한 입력영상 화면 표시는 불가능했었으나, 본 발명에 의하면 디씨-디씨(DC-DC) 컨버터를 동작시킬 수 있으며, 화면표시가 가능해지는 효과도 있다.

Claims (4)

  1. 직류입력을 단속하여 스위치의 출력을 얻기 위한 스위칭수단과, 상기 스위치 출력을 평활하여 직류출력을 얻기 위한 평활회로와, 상기 스위칭수단을 제어하는 PWM 신호를 발생하기 위한 펄스 폭 변조 신호 발생회로로써, 상기 직류출력을 원하는 목표 전압값으로 제어하기 위한 목표치 신호와, 반송파와 비교하여 상기 PWM 신호를 발생하는 PWM 신호 발생부와, 상기 목표치 신호를 발생하기 위한 목표치 신호발생부와, 상기 목표치 신호 및 상기 반송파의 레벨의 범위를 규정하는 범위 규정 신호를 발생하는 범위 규정 발생회로를 포함하여 이루어지는 스위칭 전원회로에 있어서,
    리셋 펄스를 입력받아 톱니 형상파 보정 펄스를 발생하는 톱니 형상파 보정부와;
    상기 톱니 형상파 보정 펄스에 따라 톱니 형상파의 정상부분에 소정의 펄스폭 및 펄스진폭을 갖는 상기 톱니 형상파 보정 펄스를 중첩하여, 상기 범위 규정 신호를 초과하는 포화시간을 갖는 톱니 형상파를 발생한 후, 상기 발생된 톱니 형상파를 상기 반송파로서 상기 PWM 발생부로 출력하는 톱니 형상파 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송파를 발생하는 톱니 형상파 발생부는 상기 톱니형상파를 발생하기 위하여 시정수의 요소인 콘덴서 및 저항기을 구비하고, 상기 콘덴서를 개재하여 입력된 상기 톱니 형상파 보정 펄스가 상기 톱니형상파에 중첩되도록 하여 상기 반송파를 발생하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    외부 입력 펄스신호를 소정 시간만큼 지연하여 지연 펄스 신호를 발생하는 지연펄스 신호발생부와,
    상기 톱니 형상파 보정부로부터 발생되는 상기 톱니 형상파 보정 펄스는, 그 상승 엣지가 상기 외부 입력 펄스 신호의 상승 엣지에 동기하고, 상기 소정의 펄스 폭은, 상기 지연시간 이상인 동시에, 상기 지연시간과 상기 지연 펄스 신호의 펄스 폭과 합의 미만이며, 상기 소정의 펄스 진폭은, 상기 반송파가 상기 범위 규정 신호를 초과하고, 상기 톱니형상파는 상기 지연 펄스에 동기하는 것이 특징인 스위칭 전원 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지연시간은 상기 스위칭 수단의 최소의 스위칭 동작기간인 것이 특징인 스위칭 전원 회로.
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