KR100438192B1

KR100438192B1 - 스위칭 전원장치

Info

Publication number: KR100438192B1
Application number: KR10-2002-0019283A
Authority: KR
Inventors: 요시나가미츠토모; 우츠노미즈키
Original assignee: 산켄덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2004-07-01
Also published as: CN1380737A; US20020145888A1; JP4122721B2; US6529391B2; JP2002315330A; KR20020079543A; CN1211906C

Abstract

스위칭 전원장치는 변압기(13)의 2차 측에 전압을 발생시키는 스위칭 소자(Q1)의 오프 시간을 결정하는 커패시터(C9)의 전압에 근거하여 바닥에 도달하였는지 여부를 판정하는 바닥 검출 회로(55)를 구비하며, 바닥이 발생하지 않았다고 판정된 경우에 커패시터(C9)에 대한 충전 전압은 고전위 측으로 전환된다.

Description

스위칭 전원장치{SWITCHING POWER SUPPLY}

본 발명은 부분 공진(예를 들면, 정현 변동)이 일어나는 의사-공진형 스위칭전원장치에 관한 것이다.

스위칭 전원장치는 이의 부하가 감소함에 따라 스위칭 주파수가 감소한다. 따라서, 부하가 감소하여 경부하로 됨에 따라, 후술하는 링잉 전압(예를 들면, 도 2에서 X1)이 내부에서 발생하게 되어 발진 및 출력이 불안정하게 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 행해진 것으로, 경부하에서도 안정된 발진 및 출력을 제공할 수 있는 스위칭 전원장치를 제공하는 것이 목적이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 제1 면에 따라서, 변압기의 2차 측에 전압이 생성되도록 DC 전원장치로부터 변압기에 공급되는 DC 전류를 스위칭 하는 스위칭 소자; 및 상기 스위칭 소자의 오프 시간을 결정하는 커패시터를 포함하고, 저부하 하에서 링잉 전압이 발생될 때, 이 전압의 하측 골 부분보다 낮을 시에, 상기 커패시터의 충전 전압이 상승되어 오프 시간이 연장되는 스위칭 전원장치가 제공된다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 제2 면에 따라서, 변압기의 2차 측에 전압이 생성되도록 DC 전원장치로부터 변압기에 공급되는 DC 전류를 스위칭 하는 스위칭 소자; 및 상기 스위칭 소자의 오프 시간을 결정하는 커패시터를 포함하고, 상기 스위칭 전원장치는 커패시터의 전압 및 과전류 보호 단자에 인가되는 전압에 의거하여 바닥에 도달하였는지 여부를 판정하는 바닥 검출 회로, 및 바닥 검출 회로가 바닥을 넘은 것으로 판정한 경우 커패시터에 인가되는 전압을 스위칭하고, 바닥을 넘었을 때 커패시터의 충전 전압을 상승시켜 오프 시간을 연장시키는 충전 전압스위칭 회로를 더 포함하는 스위칭 전원장치가 제공된다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 제3 면에 따라서, 제2 면의 스위칭 전원장치의 변형으로서, 상기 바닥 검출 회로는 커패시터의 전압이 제1 기준값 이하로 떨어진 후의 제1 기간을 검출하는 제1 기간 검출 회로; 및 커패시터의 전압이 제2 기준값 이하로 떨어진 후의 제2 기간을 검출하는 제2 기간 검출 회로를 포함하고, 상기 스위칭 전원장치는 바닥이 온으로 설정되는 기간 동안 스위칭 신호를 생성하여 상기 충전 전압 스위칭 회로에 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 신호 발생 회로를 더 포함하는 스위칭 전원장치가 제공된다.

도 1은 전압 공진형 스위칭 전원장치의 일반적인 구성을 도시한 회로도.

도 2는 도 1의 스위칭 전원장치의 동작을 예시한 타이밍도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전압 공진형 스위칭 전원장치의 일반적인 구성을 도시한 회로도.

도 4는 도 3의 스위칭 전원장치의 바닥 검출 회로의 내부 구성을 도시한 블록도.

도 5는 도 3의 스위칭 전원장치의 동작을 예시한 타이밍도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

13 변압기 53 스위칭 제어기

55 바닥 검출 회로 57 충전 전압 스위칭 회로

C9 커패시터 CMP3, CMP9 비교기

Q1 전계 효과 트랜지스터 R11 저항기

비교에 의해 이해될 수 있게, 몇 가지 단점이 있는 의사-공진형의 전압 공진 스위칭 전원장치(11)(도 1)의 일반적인 구성 및 기능과, 본 발명의 바람직한 실시예로서 향상된 의사-공진형의 전압 공진 스위칭 전원장치(51)(도 3)의 구성 및 기능에 대해 기술한다. 동일 구성요소에 동일 참조부호를 사용하였다.

도 1은 전압 공진형 스위칭 전원장치(11)의 일반적인 구성을 도시한 것이다.

스위칭 전원장치(11)는 전압 입력부(11a)(후술하는 C1을 구비한), 전압 출력부(11b)(후술하는 Cp, 13, D1, C3을 구비한), 제어되는 스위칭부(11c)(후술하는 단자들(Vin, D, S, GND, OCP, FB)이 설치된 새시를 나타내는 일점쇄선으로 표시한 블록을 포함함), 및 신호 피드백부(11d)(후술하는 PCb( 및 15, PCa); D5, C7; 및 D3, C5( 및 R1)를 구비한)를 구비한다.

전원장치(11)의 입력부(11a)는 도시되어 있지 않은 DC 전원장치의 양극과 음극에 접속되고, 전원장치의 커패시터(C1)를 통해 상호 접속되는 한 쌍의 전원 입력단자(Vin+ 및 Vin-)를 포함한다. 입력 단자 쌍(Vin+ 및 Vin-) 중 음극 단자(Vin-)는 후술하는 피드백부(11d)의 접지 단자(GND)에 저항기(R3)를 거쳐 접속되어 있다.

전원장치(11)의 출력부(11b)는 공진 커패시터(Cp), 및 주 권선(L1), 2차 권선(L2) 및 3차 권선(L3)을 구비한 출력 변압기(13)를 포함한다. 주 권선(L1)은 이의 일단(13a)이 단자 쌍(Vin+, Vin-) 중 양극 단자(Vin+)에 접속된다. 2차 및 3차 권선(L2, L3)은 모두가 주 권선(L1)에 전자기적으로 결합된다. 공진 커패시터(Cp)는 주 권선(L1)의 겉보기 인덕턴스(Lp)와 공진하는 용량을 갖고 있다.

전원장치의 스위칭부(11c)는 스위칭 소자로서 전계 효과 트랜지스터(Q1), 및 후술하는 이에 대한 스위칭 제어기(17)를 포함한다. 전계 효과 트랜지스터(Q1)는 "드레인에 접속된 단자(D)"(이하 간단히 "드레인(D)"이라 함), "소스에 접속된 단자(S)(이하 간단히 "소스(S)"라 함), 및 "게이트에 접속된 단자"(이하 간단히 "게이트"라 함)를 갖고 있다. 드레인(D)은 주 권선(L1)의 타단(13b)에 접속된다. 드레인(D)과 소스(S)는 제너 다이오드(ZD1)가 전계 효과 트랜지스터(Q1)에 병렬로 접속된 이 전계 효과 트랜지스터(Q1)에 병렬로 접속된 공진 커패시터(Cp)를 통해 상호 접속된다. 게이트는 스위칭 제어기(17)의 구동 신호 출력 단자(17b)에 저항기(R19)를 통해 접속된다. 소스(S)는 접지되어 피드백부(11d) 및 스위칭부(11c)의 접지 단자(GND)로서 작용한다.

출력부(11b)에서, 변압기(13)의 2차 권선(L2)은 이의 일단(13d)(13b와 동상으로)에서 정류 다이오드(D1)의 애노드에 접속되고, 정류 다이오드(D1)의 캐소드는평활 커패시터(C3)의 양극 단자, 및 전원장치(11)의 전압 출력 단자(Vout)에 접속된다. 2차 권선(L2)의 타단(13c)은 평활 커패시터(C3)의 음극 단자 및 출력부(11b)의 접지된 출력단자(GND)에 접속되고, 단자(GND)는 피드백부(11d)의 접지 단자(GND)와 공통의 접지 전위를 갖는다.

피드백부(11d)는 출력부(11b) 내 변압기(13)의 2차(L2) 측에서 스위칭부(11c)의 일부 구동 제어 요소들로(FB →Q7, Q9), 즉 L2 ⇒ FB인 출력 검출 신호 피드백; 변압기(13)의 3차(L3) 측에서 스위칭부(11c)의 일부 구동 제어 요소들로(OCP →CMP5, CMP3, CMP7), 즉 L3 ⇒ OCP인 상태 감시 신호 피드백; 및 변압기(13)의 3차(L3) 측에서 스위칭부(11c)의 입력단(Vin →Q3)으로, 즉 L3 ⇒ Vin인 타이밍 비교 신호 피드백의 작용을 행한다.

검출 신호 피드백(L3 ⇒ FB)에 있어서, 피드백부(11d)는 출력부(11b)의 출력 단자(Vout)에 입력 단자(15a)가 접속되고, 출력부(11b)의 접지 단자(GND)에 접지 단자(15b)가 접속된 에러 증폭기(15); 출력부(11b)의 출력 단자(Vout)에 애노드가 접속되고 에러 증폭기(15)의 출력 단자(15c)에 캐소드가 접속된 발광 소자로 구성된 포토-커플러(PCa); 및 스위칭 제어기(17)로의 피드백 단자(FB)와 피드백부(11d)의 접지 단자(GND) 사이에 접속된 포토트랜지스터 구성의 짝을 이루는 포토-커플러(PCb)를 구비한다. 전원장치(11)의 출력 단자(Vout)의 출력 전압은 에러 증폭기(15)에 의해 검출되고, 에러 증폭기는 검출된 전압의 레벨에 응하여 신호를 출력하며, 이 신호는 포토-커플러(PCa)를 통해 짝을 이루는 포토-커플러(PCb)에 광학적으로 피드백 되며, 이에 의해서, 광학적으로 수신된 피드백 신호는단자(17c)를 통해 스위칭 제어기(17)에 입력되는데, 후술되는 트랜지스터(Q7)의 "콜렉터에 접속된 단자"(이하 간단히 "콜렉터"라 함)에 인가된다.

감시 신호 피드백(L3 ⇒ OCP)에 있어서, 피드백부(11d)는 애노드가 저항기(R5)를 통해 변압기(13)의 3차 권선(L3)의 일단(13f)(13b와 동상으로)에 접속되고, 캐소드가 스위칭부(11c)의 과전류 보호 단자(OCP)에 접속되며, 상기 단자(OCP)는 입력부(11a)의 음극 입력 단자(Vin)에 저항기(R7)를 통해 접속되어 있는 다이오드(D5); 및 과전류 보호 단자(OCP)와 피드백부(11d)의 접지 단자(GND) 사이에 접속된 커패시터(C7)를 구비한다. 3차 권선(L3)의 타단(13e)은 접지 단자(GND)에 접속된 것에 유의한다. 전술한 3차 권선(L3)의 일단(13f)은 변압기(13)의 작용 상태, 즉 전원장치(11)의 출력 상태를 나타내는 전압을 갖는다. 스위칭 소자로서의 전계 효과 트랜지스터(Q1)가 오프일 때, 커패시터(C7)에는 3차 권선(L3)의 일단(13f)에 나타나는 전압에 의해 충전되고, 이에 의해서, 과전류 보호 단자(OCP)의 전위가 상승되고, 이것은 과전류 보호 단자(OCP) 및 연관된 단자(17d)를 통해 스위칭 제어기(17)의 후술되는 비교기(CMP5)의 (-) 입력단자, 후술되는 비교기(CMP3)의 (+) 입력단자, 및 후술되는 비교기(CMP7)의 (-) 입력단자에 인가된다.

비교 신호 피드백(L3 ⇒ Vin)에 있어서, 피드백부(11d)는 애노드가 변압기(13)의 3차 권선(L3)의 전술한 일단(13f)에 접속되고, 캐소드가 스위칭부(11c)의 전압 입력 단자(Vin)에 접속되는 다이오드(D3); 다이오드(D3)의 캐소드와 접지 단자(GND) 사이에 접속된 커패시터(C5); 및 입력부(11a)의 양극 단자(Vin+)와 스위칭부(11c)의 전압 입력 단자(Vin) 사이에 접속된 저항기(R1)를 구비한다.

전계 효과 트랜지스터(Q1)가 오프된 상태에서, 3차 권선(L3)에 생성되는 전압은 다이오드(D3)에 의해 정류되어 커패시터(C5)를 충전하고, 이에 의해서 스위칭부(11c)의 전압 입력 단자(Vin)는 접지 전위에 대해 그에 나타내는 대응 전압을 갖는다. 이와 같이 하여 나타난 전압은 입력단자(17a)를 통해 스위칭 제어기(17)에 공급되고, 이 공급된 전압은(트랜지스터(Q3)가 온이 되었을 때) 후술하는 커패시터(C9)를 충전하여 기준전압(V1)과 비교된 전압(V2)을 제공하게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 스위칭 제어기(17)의 내부 구성 및 작용에 대해 이하 기술한다. 의사-공진형 스위칭 전원장치 특유의 동작에 연관된 이들 작용들을 개별적으로 이하 기술한다.

스위칭 제어기(17)는 이의 내부 회로로서, 스위칭 제어기(17)의 입력 단자에 접속된 전원 입력 단자(19a), 기준 전압 출력 단자(19b) 및 접지된 단자(19c)를 구비한 전압 조정(regulating) 회로(19); 전압 조정 회로(19)의 출력 단자(19b)에 접속된 기준 전압 입력 단자(25a), 구동 제어 신호 입력 단자(25b), 스위칭 제어기(17)의 출력 단자(17b)와 저항기(R19)를 통해 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 게이트에 접속된 스위칭 소자 구동 신호 출력 단자(25c), 및 도시하지 않은 접지된 단자를 구비한 스위칭 소자 구동 회로(25); 및 스위칭 제어기(17)의 단자들(17a, 17c, 17d)에 접속된 3개의 피드백 신호 입력 단자들(20a, 20c, 20d), 구동 회로(25)의 신호 입력 단자(25b)에 접속된 구동 제어 신호 출력 단자(20b), 기준전압의 내부 공급을 위해 전압 조정 회로(19)의 출력 단자(19b)에 접속된 다수의 기준 전압 입력 단자들(20e, 20f, 20g), 및 필요한 개수만큼의 접지된 단자들을 구비한 구동 제어기(20)를 포함한다.

전압 조정 회로(19)는 입력단자(19a)에서, 스위칭부(11c)의 전압 입력 단자(Vin)를 통해 피드백부(11d) 내 커패시터(C5)의 (+) 전극에 접속되고, 출력단자(19b)에서는 구동 회로(25)의 기준 전압 입력 단자(25a)에 접속된다. 전압 조정 회로(19)는 안정화된 내부 기준 전압(V1이 됨)을 출력함에 유의한다.

구동 제어기(20)는 "구동 회로(25)를 제어하여 전계 효과 트랜지스터(Q1)를 오프 상태(이하 "내부 오프 시간 신호" 혹은 "내부 오프 시간의 신호"라고도 함)(Toff)로 구동하거나 오프 상태를 유지하도록 공급할 제어 신호로서의 구동 제어 신호"를 생성하기 위해서 "오프 시간 생성 회로로서 형성된 구동 제어 신호 발생기(이하 간단히 "오프 시간 발생기"라 함)(23)"; 및 내부 오프 시간 신호의 공급을 단속함으로써 출력부(11b)의 작용 상태들에 따라 내부 오프 시간 신호의 기간을 단축시키기 위해서 "내부 오프 시간 단속 회로로서 형성된 구동 제어 신호 트리머"(이하 간단히 "오프 시간 단속기"라 함)(27)로 구성된다.

오프 시간 발생기(23)는 내부 오프 시간 신호(Toff)를 형성하기 위한 신호 형성 회로(23a), 및 신호 형성 회로(23a) 내 스위칭 소자로서 트랜지스터(Q3)의 게이트에 안전-유지 기준전압을 제공하기 위해 제너 다이오드(ZD3)로 구성된 전압 유지 회로(23b)로 구성된다.

신호 형성 회로(23a)는 콜렉터가 구동 제어기(20)의 신호 입력 단자(20a)에접속되고, 이미터가 커패시터(C9)와 저항기(R11)로서의 정전류원의 타이밍 제어 병렬 접속(C9/R11)에 접속되고, 구동 제어기(20)의 기준 전압 입력 단자(20e)에 타단이 접속된 저항기(R9)의 일단과 제너 다이오드(ZD3) 사이에 베이스가 접속된 스위칭 트랜지스터(Q3); 구동 제어기(20)의 기준 전압 입력 단자(20f)에 타단이 접속된 저항기(R15)의 일단에 (+) 입력 단자가 접속되어 있고, (-) 입력 단자에는 커패시터(C9) 및 저항기(R11)의 병렬 접속에 접속되어 있고, 구동 제어기(20)의 구동 제어 신호 출력 단자(20b)에 오프-타임 출력 단자가 접속된 비교기(CMP1); 및 애노드들이 저항기들(R17, R13)을 통해 저항기들(R15, R9)의 상기 일단들에 각각 접속되어 있고 캐소드들이 비교기(CMP1)의 출력단자에 접속된 기준 공급 다이오드 쌍(D5, D7)을 구비한다.

내부 오프 시간의 신호(Toff)는 접지된 도전체와 트랜지스터(Q3)의 이미터 사이에 모두 접속된 커패시터(C9) 및 저항기(R11)의 병렬 접속에 의해 형성되는 시정수에 따라 결정되는 기간을 갖는다. 트랜지스터(Q3)는 저항기(R9)를 통해 전압 조정 회로(19)의 출력 단자(19b)로부터 공급되어 제너 다이오드(ZD3)에 의해 보유되는 베이스 전압을 갖는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 내부 오프 시간(Toff)의 온 상태마다의 경과 후에, 트랜지스터(Q3)는 커패시터(C9)의 전압에 따라 기준 전압(V1) 이하로 강하하는 이미터 전압(V2)을 갖는다. 이 이미터 전압(V2)은 비교기(CMP1)의 (-) 입력 단자로 공급되고, 이것에 의해 비교기(CMP1)는 내부 오프 시간(Toff)에 대해, 비교기(CMP1)의 제어 신호 출력 단자로부터 구동 제어기(20)의 출력 단자(20b)를통해 구동 회로(25)의 제어 신호 입력 단자(25b)로 출력되는 하이 레벨(H)의 위상, 즉, 온 상태로 진입한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 오프 시간 단속기(27)는 3개의 비교기(CMP3, CMP5, 및 CMP7), 커패시터(C11)와 스위칭 트랜지스터(Q15)의 병렬 접속, 및 한 쌍의 트랜지스터(Q7 및 Q9)로 구성된 전류 미러 회로를 포함하고 있다.

비교기(CMP3)는 구동 제어기(20)의 피드백 입력 단자(20b)와 스위칭 제어기(17)의 입력 단자(17d)를 통해 스위칭부(11c)의 과전류 보호 단자(OCP)에 접속되는 (+) 입력 단자; 오프 시간 제어 전위(예를 들면, 도 2의 0.3V)에 미리 설정된 기준 전압(V4)을 공급하는 전원장치 또는 셀의 양의 전극에 접속되는 (-) 입력 단자; 및 구동 제어기(20)의 출력 단자(20b)와 접지된 도전체 사이에 접속된 스위칭 트랜지스터(Q11)의 베이스에 접속되는 출력 단자를 갖고 있다.

비교기(CMP5)는 단자(20d 및 17d)를 통해 스위칭부(11c)의 과전류 보호 단자(OCP)에 접속되는 (-) 입력 단자; 오프 시간 제어 전위(예를 들면, 도 2의 -0.73V)에 미리 설정된 기준 전압(V3)을 공급하는 전원장치 또는 셀의 양의 전극에 접속되는 (+) 입력 단자; 및 구동 제어기(20)의 출력 단자(20b)와 접지된 도전체 사이에 접속된 스위칭 트랜지스터(Q5)의 베이스에 접속되는 출력 단자를 갖고 있다.

비교기(CMP7)는 단자(20d 및 17d)를 통해 스위칭부(11c)의 과전류 보호 단자(OCP)에 접속되는 (-) 입력 단자; 커패시터(C11)와 트랜지스터(Q5)의 병렬 접속과 트랜지스터(Q7 및 Q9)의 미러 회로 사이의 단자(27a)에 접속되는 (+) 단자;및 구동 제어기(20)의 출력 단자(20b)와 접지된 도전체 사이에 접속된 스위칭 트랜지스터(Q13)의 베이스에 접속되는 출력 단자를 갖고 있다.

커패시터(C11)와 트랜지스터(Q15)의 병렬 접속은 전술한 단자(27a)와 접지된 도전체 사이에 접속된다. 구동 제어기(20)의 출력 단자(20b)는 트랜지스터(Q11 및 Q13) 각각의 콜렉터에 접속되고, 출력 단자가 트랜지스터(Q15)의 게이트에 접속되는 인버터(INV)의 입력 단자에 접속된다는 것에 유의해야 한다.

전류 미러 회로에서, 트랜지스터(Q7)는 콜렉터가 구동 제어기(20)와 스위칭 제어기의 피드백 입력 단자(20c 및 17c)를 통해 트랜지스터(Q7 및 Q9)의 게이트 및 스위칭부(11c)의 신호 피드백 단자(FB)에 접속되고, 이미터가 트랜지스터(Q9)의 이미터에 접속된다. 트랜지스터(Q9)는 이미터가 구동 제어기(20)의 기준 전압 입력 단자(20g)에 접속되고, 콜렉터가 전술한 단자(27a)에 접속된다. 트랜지스터(Q7 및 Q9)는 서로 협동하여, 트랜지스터(Q7)의 콜렉터로부터 피드백부(11d)의 포토-커플러(PCb)로 전류가 흐르면, 일정비의 비례 전류가 트랜지스터(Q9)의 콜렉터로부터 단자(27a)로 흐르게 되어 커패시터(C11)를 충전시킨다.

도면에서, 참조문자 Vocp는 도 1의 과전류 보호 단자(OCP)의 전위, Vds는 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 드레인(D)과 소스(S) 간의 전위차, Id는 트랜지스터(Q1)의 드레인 전류, IFB는 피드백 단자(FB)를 통해 전도된 전류이다.

과전류 보호 단자(OCP)의 전위(Vocp)가 하강할 때, 전압(V3)으로서 미리 설정된 오프 시간 제어 전위(예를 들면, -0.73V)에 도달하면, 비교기(CMP5)는 온 신호를 스위칭 트랜지스터(Q5)의 베이스로 출력함으로써, 이 트랜지스터(Q5)를 온 상태로 두어, 구동 회로(25)의 제어 신호 입력 단자(25b)가 접지 전위를 갖고, 이것에 의해 구동 회로(25)가 오프 상태로 스위칭 트랜지스터(Q1)를 구동시키도록 제어되어, 드레인 전류(Id)를 전도하지 않고, 트랜지스터(Q1)의 전위차(Vds)가 커패시터(Cp)에 충전된 전하에 의해 결정된다.

과전류 보호 단자(OCP)의 전위(Vocp)가 상승할 때, 전압(V4)으로서 미리 설정된 다른 오프 시간 제어 전위(예를 들면, 0.3V)에 도달하면, 비교기(CMP3)는 온 신호를 스위칭 트랜지스터(Q11)의 베이스로 출력함으로써, 이 트랜지스터(Q11)를 온 상태로 두어, 구동 회로(25)의 제어 신호 입력 단자(25b)가 접지 전위를 갖고, 이것에 의해 구동 회로(25)가 오프 상태로 스위칭 트랜지스터(Q1)를 구동시키도록 제어된다.

커패시터(C11)가 과전류 보호 단자(OCP)의 전위(Vocp)를 초과하는 전압으로 충전되면, 비교기(CMP7)는 온 신호를 스위칭 트랜지스터(Q13)의 베이스로 출력함으로써, 이 트랜지스터(Q13)를 온 상태로 두어, 구동 회로(25)의 제어 신호 입력 단자가 접지 전위를 갖고, 이것에 의해 구동 회로(25)가 오프 상태로 스위칭 트랜지스터(Q1)를 구동시키도록 제어된다.

이와 같이 구동 회로(25)는 고전위(H)의 온 신호 레벨과 접지 전위(L)의 오프 신호 레벨 중 하나를 수신하고, 온/오프 레벨에 대응하는 신호를 저항기(R19)를 통해 전원장치(11)의 스위칭 소자로서 기능하는 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 게이트로 출력한다.

이와 같이 구동 회로(25)의 제어 신호 입력 단자(25b)는 온-오프 제어된 신호 레벨을 가져 인버터(INV)로 입력되어 반전된다. 입력 레벨이 오프 신호이면, 인버터(INV)의 출력 단자는 고 신호 레벨을 가져 스위칭 트랜지스터(Q15)의 베이스로 입력됨으로써 이 트랜지스터(Q15)를 온 상태로 두고, 이것에 의해 충전된 커패시터(C11)가 방전된다.

이제, 의사-공진형 스위칭 전원장치(11)의 동작을 설명한다.

먼저, 스위칭 트랜지스터(Q3)의 이미터에 접속되는 커패시터(C9)와 저항기(R11)의 병렬 접속에 의해 형성된 시정수에 의존하는 내부 오프 시간(Toff H)중에, 커패시터(C9)에 충전된 전하가 저항기(R11)를 통해 방전되기 때문에, 비교기(CMP1)가 온 될 때(Toff L), 전압(V2)은 설정된 레벨, 예를 들면, 1.2V로 강하하고, 이것에 의해 구동 회로(25)는 온 상태로 스위칭 트랜지스터(Q1)를 구동하도록 제어되어, 전위차(Vds)는 0이 되며, 변압기(13)의 1차 권선(L1)을 통해 전도되는 드레인 전류(Id)를 증가시킨다.

스위칭 트랜지스터(Q1)가 온 상태에 있으므로, 변압기(13)의 3차 권선(L3)은 이곳에 전개되는 전압을 갖고, 커패시터(C7)는 저항기(R7)를 통해 병렬로 접속된 전류 검출 저항기(R3)의 전압 강하와 동등한 전압으로 충전되어, 과전류 보호 단자(OCP)가 접지 레벨에 대해 강하 전위(Vocp)를 갖게 한다. 이 전위(Vocp)가 오프 시간 제어 전위(V3)(예를 들면, -0.73V)에 도달할 때, 비교기(CMP5)로부터 스위칭 트랜지스터(Q5)의 베이스로 온 신호가 출력됨으로써, 이 스위칭 트랜지스터(Q5)를 시간(Ta)에 온 시켜(도 2), 구동 회로(25)의 입력 단자(25b)를 접지 전위로 두고, 그것에 의해 스위칭 트랜지스터(Q5)를 오프로 전환시킨다.

그 다음, 이 오프 시간의 기간 중에, 신호 형성 회로(23)의 커패시터(C9)는 저항기(R11)를 통해 방전하여 전압(V2)을 감소시킨다. 이 전압(V2)이 미리 설정된 레벨(V2L)로 하강할 때(예를 들면, 1.2V), 비교기(CMP1)는 온으로 전환된다. 그 결과, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 구동 회로(25)를 통해 시간(Tb)에 온 상태로 설정된다(도 2).

이제, 상기 동작에 따라, 부하가 상당히 적게 감소되어, 출력부(11b)의 출력 전압(Vout)이 상승하고, 이 상승의 검출 신호가 피드백부(11d)와 짝을 이루는 포토-커플러(PCb)와 포토-커플러(PCa)를 통해 피드백 되고, 이것에 의해 스위칭부(11c)의 전류 미러 회로의 하나의 트랜지스터(Q7)가 전술한 단자(20c, 17c, 및 FB)를 통해 포토-커플러(PCb)의 포토-트랜지스터의 콜렉터로 전도된 것보다 큰 전류(IFB)를 갖는다고 가정한다.

따라서, 소정 비의 비례 전류가 단자(27a)를 통해 전류 미러 회로의 다른 트랜지스터(Q9)의 콜렉터로부터 전도되어, 커패시터(C11)를 신속하게 충전시키고, 이것에 의해 온 신호가 비교기(CMP7)로부터 스위칭 트랜지스터(Q13)의 베이스로 출력됨으로써, 이 트랜지스터(Q13)를 온 상태로 두어, 구동 회로(25)의 신호 출력 단자(25b)는 접지 전위가 되고, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 시간(Tc)에 오프 상태로 된다(도 2). 부하가 적으면, 온 타임(Ton)(도 2)은 부하가 클 때보다 짧아지게 된다.

이 접속에서, 부하가 상당히 적어 변압기(13)의 1차 권선(L1)에 전개된 전압의 하강 에지가 가속화되는 경우에, 스위칭 트랜지스터(Q1)가 내부 오프 시간(Toff)이 경과하기 전에 오프 상태로 구동되면, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 드레인(D)과 소스(S) 사이에 접속된 커패시터(Cp)의 용량과 1차 권선(L1)의 인덕턴스(Lp)의 조합에 의해 공진이 발생되어, 하측 골 부분을 가지면서 전압(Vds)의 링잉이 발생되는 자유 진동을 수행한 결과, 도 2의 지점(X1)에 도시된 바와 같이, 이 전압(Vds)이 바닥 전위로 하강하기 전에 전압(Vds)이 갑자기 상승하고, 시간(Td)에서 하측 골 부분의 바닥 수준을 지난다(도 2). 마찬가지로, 도 2의 지점(X2)에 도시된 바와 같이, 과전류 보호 단자(OCP)의 전위도 접지 전위로 하강하기 전에 상승한다.

상기의 결과로서, 시간(Td) 부근에서는, 내부 오프 시간이 경과하더라도, 비교기(CMP3)의 동작은 강제적으로 오프 상태를 유지한 후에, 공진 전압이 전술한 값으로 하강할 때 스위칭 트랜지스터(Q1)는 온으로 전환된다.

2차 측의 출력 전압(Vout)이 강하하기 때문에, 부하가 작더라도, 인가되는 통상 피드백 신호를 갖는 비교기는 부하가 큰 경우와 동일하게 동작한다. 즉, 과전류 보호 단자(OCP)의 전위(Vocp)가 하강하여 오프 시간 제어 전압(V3)(예를 들면, -0.73V)에 도달할 때, 비교기(CMP5)는 구동 회로(25)의 입력 단자를 접지 전위에 이르게 하여, 스위칭 트랜지스터(Q1)가 시간(Te)에 오프된다(도 2).

변압기(13)의 2차 측의 출력 전압(Vout)이 강하하기 때문에, 1차 권선(L1)의 전압 강하에 수반하는 지연이 존재한다. 전술한 내부 오프 시간 기간 중에, 커패시터(C9)의 전하는 저항기(R11)를 통해 방전되고, 그 전압이 전압(V2)으로 강하할 때(예를 들면, 1.2V), 비교기(CMP1)는 스위치 온하고, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 구동 회로(25)를 통해 온 상태로 시간(Tf)에 설정된다(도 2).

그러나, 실제 부하가 작기 때문에, 출력 전압(Vout)은 다시 상승하고, 전술한 것보다 큰 전류가 발생되어 전류 미러 회로의 트랜지스터(Q7)의 콜렉터로부터 피드백 단자(FB)를 통해 포토-커플러(PCa)에 접속된 포토 커플러(PCb)로 흐르는 동시에, 커패시터(C11)는 전류 미러 회로의 트랜지스터(Q9)의 콜렉터로부터 충전되어, 비교기(CMP7)가 오프 신호를 구동 회로(25)의 입력 단자(25b)로 입력하고, 그 결과, 스위칭 트랜지스터가 오프 상태로 된다.

따라서, 전술한 바와 같이 구성된 회로는 2차 측 출력 전압(Vout)의 상승과 하강을 반복하므로 불안정하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 향상된 전압 공진형의 스위칭 전원장치(51)를 도시한다. 전원장치(11)의 동일한 구성요소와 문자에는 도 1과 동일한 참조문자가 표시된다.

본 발명에 있어서, 50% 정도의 저부하 상태 하에서는 한 주기 이상의 링잉 동작이 발생하고, 링잉이 발생하지 않는 상태에서 한 주기의 링잉의 반복으로 인한 불안정의 문제를 해결하기 위해, 이전에 일어난 것처럼, 내부 오프 시간을 정하도록 작용하는 커패시터(C9)의 충전 전압이 상승하게 됨으로써, 내부 오프 시간이 연장되며, 도 3에 도시한 회로 구성이 예컨대 이 내부 오프 시간의 연장을 이루는 데 사용된다.

스위칭 전원장치(11)와 마찬가지로, 스위칭 전원장치(51)는 전압 입력부(51a)(C1을 구비한), 전압 출력부(51b)(Cp, 13, D1, C3을 구비한), 제어되는 스위칭부(51c)(단자들(Vin, D, S, GND, OCP, FB)이 설치된 새시를 나타내는 일점쇄선으로 표시한 블록을 포함함), 및 신호 피드백부(51d)(PCb( 및 15, PCa); D5, C7; 및 D3, C5( 및 R1)를 구비한)를 구비한다.

전원장치(51)의 입력부(51a), 출력부(51b) 및 피드백부(51d)는 전원장치(11)의 입력부(11a), 출력부(11b) 및 피드백부(11d)와 각각 유사하다.

전원장치(51)의 스위칭부(51c)는 스위칭 소자로서 전계 효과 트랜지스터(Q1), 및 이에 대한 스위칭 제어기(53)를 포함한다.

전계 효과 트랜지스터(Q1)는 드레인(D), 소스(S) 및 게이트를 갖고 있다. 드레인(D)은 변압기(13)의 주 권선(L1)의 일단(13b)에 접속된다. 드레인(D)과 소스(S)는 제너 다이오드(ZD1)가 전계 효과 트랜지스터(Q1)에 병렬로 접속된 이 전계 효과 트랜지스터(Q1)에 병렬로 접속된 공진 커패시터(Cp)를 통해 상호 접속된다. 게이트는 스위칭 제어기(53)의 구동 신호 출력 단자(53b)에 저항기(R19)를 통해 접속된다. 소스(S)는 접지되어 피드백부(51d) 및 스위칭부(51c)의 접지 단자(GND)로서 작용한다.

스위칭부(51c)의 스위칭 제어기(53)는 스위칭부(11c)의 피드백 신호 입력 단자(11a, 11c, 11d) 및 스위칭 소자 구동 신호 출력 단자(11b)에 각각 대응되는 3개의 피드백 신호 입력 단자(51a, 53c, 53d) 및 스위칭 소자 구동 신호 출력 단자(53b)를 구비한다.

스위칭 제어기(53)는 이의 내부 회로로서, 스위칭 제어기(53)의 입력 단자(53a)에 접속된 전원 입력 단자(19a), 기준 전압 출력 단자(19b) 및 접지된 단자(19c)를 구비한 전압 조정 회로(19); 전압 조정 회로(19)의 출력 단자(19b)에 접속된 기준 전압 입력 단자(25a), 구동 제어 신호 입력 단자(25b), 스위칭 제어기(53)의 출력 단자(53b)와 저항기(R19)를 통해 전계 효과 트랜지스터(Q1)의 게이트에 접속된 스위칭 소자 구동 신호 출력 단자(25c), 및 도시하지 않은 접지된 단자를 구비한 스위칭 소자 구동 회로(25); 및 스위칭 제어기(53)의 단자들(53a, 53c, 53d)에 접속된 3개의 피드백 신호 입력 단자들(50a, 50c, 50d), 구동 회로(25)의 신호 입력 단자(25b)에 접속된 구동 제어 신호 출력 단자(50b), 기준 전압의 내부 공급을 위해 전압 조정 회로(19)의 출력 단자(19b)에 접속된 다수의 기준 전압 입력 단자들(50e, 50f, 50g, 50h), 및 필요한 개수만큼의 접지된 단자들을 구비한 구동 제어기(50)를 포함한다. 구동 제어기(50)의 단자들(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g)은 구동 제어기(20)의 단자들(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g)에 각각 대응된다.

구동 제어기(50)는 오프 시간 발생기(54) 및 오프 시간 단속기(27)로 구성된다.

오프 시간 발생기(54)는 오프 시간 신호를 형성하기 위한 신호 형성 회로(23a), 및 형성되는 오프 시간 신호의 주기를 연장하기 위한 주기 연장 회로(54a)로 구성된다. 여기서, 스위칭 전원장치(51)는 스위칭 전원장치(11)의 전압 유지 회로(23b) 대신 주기 연장 회로(54a)를 구비하며, 기준 입력 단자(50h)가 마련된다는 점에서 스위칭 전원장치(11)와 다르다.

주기 연장 회로(54a)는 커패시터(C9)의 전압을 미리 설정된 전압(V5)(예를 들면, 2V)과 비교하는 비교 회로(59), 링잉 전압이 저부하에 전개될 때 이 전압의바닥을 검출함으로써 비교 회로(59)의 반전된 출력에 응답하는 바닥 검출 회로(55), 및 커패시터(C9)의 충전 전압을 스위칭 함으로써 링잉 전압의 검출된 바닥에 응답하는 충전 전압 스위칭 회로(57)로 구성된다.

비교 회로(59)는 (+) 입력 단자가 커패시터(C9) 및 저항기(R11)의 병렬 접속에 접속되고, (-) 단자가 미리 설정된 전압(V5)을 공급하는 전원장치 또는 셀의 양의 전극에 접속되는 비교기(CMP9), 및 출력 단자로 구성된다.

바닥 검출 회로(55)는 입력 단자(55a)가 오프 시간 단속기(27) 내 비교기(CMP3)의 출력 단자에 접속되고, 입력 단자(55b)가 비교 회로(59) 내 비교기(CMP9)의 출력 단자에 접속되며, 출력 단자(55c)가 충전 전압 스위칭 회로(57) 내 스위칭 트랜지스터(Q17)의 베이스에 접속된다.

충전 전압 스위칭 회로(57)는, 기준 전압 입력 단자(50h) 및 접지된 도전체 사이에 접속된 3개의 저항기(R21, R23, R25)의 직렬 접속; 콜렉터가 저항기(R21, R23)간 노드인 지점(Px)에 접속되고, 이미터가 접지되는 스위칭 트랜지스터(Q17); 및 베이스가 저항기(R23, R25)간 노드인 지점(Py)에 접속되고, 콜렉터가 접지되며, 이미터가 신호 형성 회로(23a)의 스위칭 트랜지스터(Q3)의 게이트, 및 기준전압 입력 단자(50g)에 접속되는 저항기(R9) 사이에 접속되는 스위칭 트랜지스터(Q19)로 구성된다.

내부 오프 시간을 설정하는 데 사용되는 커패시터(C9)의 전압은 비교기(CMP9)의 입력에 입력되고, 그 출력은 이 커패시터(C9)의 전압이 V5(예를 들면, 2V) 이하로 떨어질 때 내부 오프 시간 전에 약 3 μs 반전된다.

비교기(CMP9)의 반전 시간 동안 전압 공진 신호를 모니터 함으로써, 의사-공진 신호가 내부 오프 시간이 끝나기 직전에 떨어졌는지 여부에 관해 판정된다.

커패시터(C9)의 전압이 V5 이하인 기간을 검출하는 비교기(CMP9)로부터의 출력 신호 및 과전류 보호 단자(OCP)에 인가되는 전압이 0V인 기간을 검출하는 비교기(CMP3)의 출력 신호가 바닥 검출 회로(55)에 접속되고, 이 출력 신호들에 따라 바닥에 이르렀는지 여부를 판정하여, 바닥이 온인 시간동안 스위칭 신호를 생성한다. 이 경우의 바닥 검출 회로(55)는 비교기(CMP9)로부터의 출력 신호 및 비교기(CMP3)로부터의 출력 신호에 근거하여, 바닥이 온인 기간에 스위칭 신호를 생성하여 충전 전압 스위칭 회로(57)에 출력하는 스위칭 신호 발생 회로를 포함한다.

바닥 검출 회로(55)가 바닥을 검출하면, 충전 전압 스위칭 회로(57)는 커패시터(C9)에 인가되는 충전 전압을 전환한다.

구체적으로, 바닥 검출 회로가 바닥에 도달했다고 판정한 경우, 고 레벨 신호를 트랜지스터(Q17)에 인가함으로써, 이 트랜지스터가 온 상태로 스위칭 되어, 지점(Px)이 접지되고, 전압 조정 회로(19)로부터의 출력 전압이 저항기(R25, R23)간에 분압되어 유도된 전압(Vpy)(예컨대 4V)이 인가되며, 트랜지스터(Q19)의 이미터에 전압(Vpy + Vbe)이 발생되어 트랜지스터(Q3)의 베이스에 입력된다. 또한, 트랜지스터(Q3)의 이미터(이 트랜지스터의 베이스와 이미터 사이)에 전압(Vpy + Vbe + Vbe)이 전개되고, 커패시터(C9)에 전압(Vpy)(예컨대, 4V)이 충전된다.

바닥 검출 회로(55)는 바닥에 이르지 않았다는 것을 판정한 경우, 바닥 검출회로(55)로부터의 저 레벨 스위칭 신호가 트랜지스터(Q17)의 베이스에 인가됨으로써, 이 트랜지스터가 오프되어, 지점(Px)이 저항기(R12)를 통해 접지되고, 전압 조정 회로(19)로부터의 출력 전압이 저항기(R23, R23 + R25)간에 분압되어 유도된 전압(Py)(예컨대, 5V)이 지점(Py)에 인가되며, 트랜지스터(Q19)의 이미터에 전압(Vpy + Vbe)(베이스-이미터 전압)이 발생하여 트랜지스터(Q3)의 베이스에 인가된다. 트랜지스터(Q3)의 이미터에는 전압(Vpy + Vbe - Vbe)(Q3의 베이스-이미터 전압)이 발생되고, 커패시터(C9)에는 전압(Vpy)(예컨대 5V)이 충전된다.

따라서, 커패시터(C9)는 예컨대 바닥 온 상태에서 4V가 충전되고, 이것은 바닥 온 상태가 일어나지 않는다면 5V까지 △V(예컨대 1V)가 증가함으로써 내부 오프 시간 주기가 연장된다. 그 결과, 바닥 온 상태가 일어난다.

도 4에 도시한 바닥 검출 회로의 내부 구성에 관해 도 5의 타이밍도를 참조하여 설명하고, 바닥 검출 회로(55)의 기본 동작에 관해서는 후술한다.

바닥 검출 회로(55)에 있어서, 비교기(CMP3)로부터의 출력이 OR1, AND1 및 AND2에 입력되고, 과전류 보호 단자(OCP)의 전위가 오프 시간 제어 전압(V4)(예컨대 0.3V) 이상으로 상승하는 시간 동안, 도 3에 도시한 것처럼 고 레벨 신호가 OR1, AND1 및 AND2에 입력된다. 의사-공진 신호의 전압 레벨이 비교기(CMP3)에 의해 감시되고, 도 5의 시간(Tg)에 나타낸 것처럼, 의사-공진 신호가 V4를 초과하는 시간동안 비교기(CMP3)로부터 고 레벨 신호가 출력된다.

비교기(CMP9)로부터의 출력은 OR1, AND1 및 AND2에 입력되고, 커패시터(C9)의 전위(V2)가 하강하는 기간에 이 전위는 오프 시간 제어 전위(V5)(예를 들면,2V) 이하이므로, 도 5에 도시한 것처럼 비교기는 OR1, AND1 및 AND2에 고 레벨 신호를 출력한다.

또한, OR1의 출력은 도 5에 도시한 것처럼 RS 플립-플롭(RSFF2)의 설정 단자(S)에 입력되고, 비교기(CMP9)의 출력은 역시 도 5에 도시한 것처럼 그 리셋 단자(R)에 입력된다. 그 결과, 플립-플롭(RSFF1)의 반전된 출력 단자(Q 바)는 도 5에 도시한 것처럼 스위칭 신호를 출력하므로, 의사-공진 신호가 생성되고 있는 시간동안, 스위칭 트랜지스터(Q1)가 의사-공진 시호의 생성 직후 온일 때 레벨이 낮다.

플립-플롭(RSFF1)으로부터의 저 레벨 스위칭 신호가 충전 전압 스위칭 회로(57)에 입력된다. 이 스위칭 신호에 응하여, 충전 전압 스위칭 회로(57)가 스위칭 트랜지스터(Q17)를 오프 상태로 설정하여, 스위칭 트랜지스터(Q19)의 베이스에 인가되는 전압이 R21과 R23을 더한 저항기에 의해 발생된다. 그 결과, 커패시터(C9)의 충전 전압이 예컨대 1V(△V) 정도로 상승한다.

이하, 도 5를 참조하여 전압 공진형 스위칭 전원장치(51)의 동작에 관해 설명한다.

비교기(CMP3)의 출력이 높고, 비교기(CMP9)의 출력이 낮으며, 플립-플롭(RSFF1)의 반전된 출력(Q 바)이 높은, 도 3에 도시한 것과 같은 바닥 검출 회로(55)에서 부하가 예컨대 100%로 큰 경우, 플립-플롭(RSFF1)에 입력되는 리셋 신호는 저 레벨이고, 이 플립-플롭에 입력되는 리셋 신호는 플립-플롭(RSFF1)의 반전된 출력(Q 바)을 고 레벨이 되게 한다. 따라서, 플립-플롭(RSFF1)으로부터 고레벨 신호가 트랜지스터(Q17)의 베이스에 출력된다.

상기의 결과로서, 충전 전압 스위칭 회로(57)에서 트랜지스터(Q17)는 온 상태가 되고, 지점(Px)은 접지되며, 전압 조정 회로(19)의 출력 전압을 R25 및 R23으로 분압하여 유도된 전압(예를 들면 4V)이 커패시터(C9)를 충전한다.

그러나, 50% 부하의 경우와 같이 부하가 작으면, 비교기(CMP3)의 출력이 높고, 비교기(CMP9)의 출력이 낮고, 플립-플롭(RSFF1)의 출력이 낮은 도 3에 도시한 바닥 검출 회로(55)를 이용하여, 트랜지스터(Q17)로의 의사-공진 신호가 생성되는 시간부터의 기간에 트랜지스터(Q1)가 온 되는 시점에서, 플립-플롭(RSFF1)에 입력되는 리셋 신호는 고 레벨이고, 플립-플롭(RSFF1)은 저 레벨 스위칭 신호를 출력하며, 리셋 신호는 저 레벨 스위칭 출력 신호가 플립-플롭(RSFF1)으로부터 출력되게 한다.

상기한 결과, 충전 전압 스위칭 회로(57)에서 트랜지스터(Q11)는 오프 상태가 되고, 지점(Py)은 접지되며, 전압 조정 회로(19)의 출력 전압을 R25, R23, R21로 분압하여 유도된 전압이 커패시터(C9)에 충전된다. 커패시터(C9)의 충전 전압(V2)을 예컨대 1V(△V) 상승시킴으로써, 내부 오프 시간이 약 3μm 연장된다.

상기 설명한 바와 같이, 내부 오프 시간을 설정하는 데 사용되는 커패시터(C9)의 충전 전압이 상승함으로써, 내부 오프 시간이 연장되어 한 주기의 링잉 동작이 발생하고, 그것에 의해 종래에 링잉 발생과 발생하지 않는 것이 반복됨으로써 야기되는 불안정한 동작이 발생했던 문제를 해결할 수 있다.

부하가 작을 때 내부 오프 시간이 다음 진동 주기 동안 3μs 연장되기 때문에, 종래의 스위칭 전원장치에 존재했던 문제를 해결할 수 있어, 긴 의사-공진 신호가 수신되더라도, 내부 오프 시간을 더 길게 함으로써 한 주기 정지의 동작이 계속되어 동작을 안정화할 수 있다.

본 발명의 제1 면에 의하면, 오프 시간을 연장하기 위해 변압기의 2차 측에 전압을 발생시키는 스위칭 소자의 오프 시간을 결정하는 커패시터의 충전 전압을 상승시킴으로써, 저부하 상태에서도 안정한 동작을 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 제2 면에 의하면, 변압기의 2차 측에 전압을 발생시키는 스위칭 소자의 오프 시간을 결정하는 커패시터의 전압 및 과전류 보호 단자에 인가되는 전압에 근거하여 바닥에 도달하였는지 여부를 판정하여, 바닥이 발생하지 않았다고 판정된 경우에 커패시터에 인가되는 충전 전압을 전환함으로써, 오프 시간을 연장하도록 커패시터 충전 전압이 상승될 수 있어, 저부하 상태에서도 안정한 출력 전압을 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 관해 특정한 용어를 사용하여 설명하였지만, 상기 설명은 예에 불과하며, 다음의 청구항의 범위 또는 정신을 벗어나지 않으면서 변경 및 변형이 가능한 것은 물론이다.

Claims

DC 전원장치로부터 변압기에 공급되는 DC 전류를 스위칭 하여 상기 변압기의 2차 측에 전압을 발생시키는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자의 오프 시간을 결정하는 커패시터를 갖는 스위칭 전원장치에 있어서,

저부하 하에서 링잉 전압이 발생될 때, 전압이 하측 골 부분을 지나는지 여부를 판단하는 통과판단부와,

상기 통과판단부에 의해 이 전압이 하측 골 부분을 지났다고 판단된 경우에, 상기 커패시터에 인가되는 전압을 전환함으로써 커패시터의 충전 전압을 상승시켜, 오프 시간을 연장시키는 충전 전압 전환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
스위칭 전원장치에 있어서,

DC 전원장치로부터 변압기에 공급되는 DC 전류를 스위칭 하여 상기 변압기의 2차 측에 전압을 생성시키는 스위칭 소자; 및

상기 스위칭 소자의 오프 시간을 결정하는 커패시터를 포함하고,

상기 스위칭 전원장치는, 상기 커패시터의 전압 및 과전류 보호 단자에 인가되는 전압에 의거하여 바닥에 도달하였는지 여부를 판정하는 바닥 검출 회로, 및 상기 바닥 검출 회로가 바닥을 지난 것으로 판정한 경우 상기 커패시터에 인가되는 전압을 스위칭하고, 상기 바닥을 지났을 때 상기 커패시터의 충전 전압을 상승시켜 오프 시간을 연장시키는 충전 전압 스위칭 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
제2항에 있어서, 상기 바닥 검출 회로는,

상기 커패시터의 전압이 제1 기준치 이하로 떨어진 후의 제1 기간을 검출하는 제1 기간 검출 회로; 및

상기 커패시터의 전압이 제2 기준치 이하로 떨어진 후의 제2 기간을 검출하는 제2 기간 검출 회로를 포함하고,

상기 스위칭 전원장치는 바닥이 온으로 설정되는 기간 동안 스위칭 신호를 생성하여 상기 충전 전압 스위칭 회로에 출력하는 스위칭 신호 발생 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.