KR100475473B1 - 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛 및 그것의 스위치를제어하기 위한 방법 - Google Patents

스위칭 모드 파워 서플라이 유닛 및 그것의 스위치를제어하기 위한 방법 Download PDF

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마르틴 펠트켈러
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인피니언 테크놀로지스 아게
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Abstract

본 발명은 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛 및 그것의 스위치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛은 조정 신호(AS1)에 따라서 변압기(L1, L2)의 1차 코일(L1)에 공급 전압(V)을 인가하기 위한 스위치(T), 그리고 상기 조정 신호(AS1)의 공급을 위해, 거기에 출력 전압(Ua)에 의존하는 제 1 조정 신호(RS1) 및 1차 코일(L1)에 흐르는 전류(IL)에 의존하는 제 1 전류 신호(Vs)가 공급된 펄스 폭 변조기(PWM)를 갖는다. 상기 펄스 폭 변조기(PWM)에는 제 2 조정 신호(RS2)가 공급되며, 상기 제 2 조정 신호(RS2)는 1차 코일(L1)에 흐르는 전류(IL)에 의해 가변할 수 있다.

Description

스위칭 모드 파워 서플라이 유닛 및 그것의 스위치를 제어하기 위한 방법 {SWITCHING MODE POWER SUPPLY UNIT AND METHOD FOR CONTROLLING ITS SWITCH}
본 발명은 제어 신호에 따라서 변압기의 1차 코일에 공급 전압을 인가하기 위한 스위치, 및 상기 제어 신호를 제공하기 위해 출력 전압에 의존하는 제 1 조정 신호 및 상기 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호가 공급되는 펄스 폭 변조기를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에 관한 것이다.
상기 방식의 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛은 2차측에서 상기 유닛의 출력 단자에 접속된 소비 장치에 직류 전압을 공급하는데 사용된다. 출력측 직류 전압은 부하에 상관없이 일정하게 유지되어야 한다. 출력 전압을 발생시키기 위해, 1차 코일은 스위치의 폐쇄시 공급전압을 통해 에너지를 흡수하며, 상기 에너지는 스위치의 개방 이후 변압기의 2차 코일 및 정류기 장치를 통해 부하로 전달된다. 주파수가 고정된 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에서는 스위치가 제어 신호에 따라서 주기적인 시간격으로 폐쇄되며, 개별 제어 펄스의 지속 시간은 출력 전압에 따라 변경되고, 출력 전압이 감소되거나 또는 부하가 증가함에 따라 길어진다. 특히 모니터 및 텔레비젼 수상기에 사용되는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에서는, 펄스 폭 변조기에서 제어 펄스를 발생시키기 위해 소위 "전류 모드 제어"가 적용된다. 여기서, 접속 이후에 증가되는 전류가 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호에 의해 조정 신호의 값에 도달할 때까지, 스위치는 폐쇄된 상태로 유지된다.
변압기가 스위칭 포우즈 동안 자체 에너지를 부하로 송출할 수 없는 경우에는 출력측 단락시에 문제가 발생할 수 있다. 스위치의 다음 폐쇄 단계에서, 전류는 즉시 재차 차단값으로 증가된다. 이에 따라, 이상적으로 작동하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에서는 접속 지속시간이 매우 짧다. 물론 실제로는 펄스 폭 변조기의 신호 처리에 의해 결정되는 신호 전파 시간은 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호의 차단값에 도달했을때부터 스위치가 차단될 때까지 스위치의 최소 접속 지속 시간을 결정한다. 따라서, 차단 임계값의 도달과 스위치의 실제적인 스위칭 사이 동안에는 상기 1차 전류가 더욱 증가된다. 상기 변압기가 스위치의 접속 시간동안에, 스위칭 포우즈 동안 2차측으로 송출될 수 있는 것보다 더 많은 에너지를 흡수하면, 1차 코일의 자화 및 그에 따른 1차 전류가 부품이 파손될 때까지 계속 상승한다. 공지된 상기 방식의 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에서는, 파손을 막기 위해 제 2 스위칭 임계값이 주어지며, 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호가 처음으로 상기 임계값을 초과할 때 상기 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛은 차단된다. 따라서, 상기 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛은 대기 시간 이후에야 또는 회로망으로부터 분리된 이후에야 비로서 다시 접속될 수 있다.
본 발명의 목적은 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛 및 그것의 스위치를 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 따라 변동될 수 있는 제어 신호를 발생시키기 위해 제 2 조정 신호가 제공된다. 상기 제 2 조정 신호는 제 1 조정 신호와 같이 차단 임계값을 제공하며, 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호가 상기 차단 임계값에 도달하면, 스위치가 제어 신호에 따라서 개방된다. 상기 차단에 대한 기준은 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호에 의해 최초로 도달되는 값을 가진 조정 신호이다. 출력 전압에 의존하는 제 1 조정 신호는 단락의 경우, 긴 제어 펄스를 생성하고 출력 전압을 유지하기 위해 큰 값을 취하는 반면, 이러한 경우 제 2 조정 신호는 더 짧은 접속 지속 시간을 달성하기 위해 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 따라 감소될 수 있다. 상기 제 2 조정 신호는, 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛의 정상 작동(단락이 없음)시 상기 조정신호가 제 1 조정 신호의 값을 초과하는 일정한 값을 취함으로써, 상기 제 2 조정 신호가 접속 시간에 영향을 미치지 않도록 설계된다.
본 발명의 실시예에 따라, 신호 발생 장치는 제 2 조정 신호가 인출될 수 있는 출력 단자, 및 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호가 공급될 수 있는 입력 단자를 갖는다. 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호는 바람직하게는 제어 신호를 발생시키기 위해 펄스 폭 변조기에도 공급되는 신호와 동일한 신호이다.
상기 신호 발생 장치는 바람직하게 공급 전위와 기준 전위 사이의 커패시터 및 전류원으로 이루어진 직렬 회로를 가지며, 제 2 조정 신호는 커패시터에 걸리는 전압으로서 인출될 수 있다. 상기 제 2 조정 신호를 변경하기 위해 상기 커패시터에 병렬로 접속된 제 2 스위치가 제공되며, 상기 제 2 스위치가 1차 코일을 통해 흐르는 전류 또는 이 전류에 의존하는 신호에 의존하는 제 2 제어 신호에 따라서 작동됨으로써, 상기 커패시터는 방전되고 그에 따라 제 2 조정 신호는 감소된다.
상기 제 2 조정 신호를 공급하여 스위치를 제어하기 위해, 바람직하게는 비교 장치가 제공되며, 상기 비교 장치는 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호와 기준 신호를 비교하고, 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호가 상기 기준 신호를 초과할 경우엔 스위치를 폐쇄시켜 커패시터를 방전시킨다. 상기 스위치는 자체 부하 구간의 저항이 제 2 제어 신호에 따라 세팅될 수 있음으로써, 제 2 조정 신호가 크거나 작을 경우에 커패시터를 신속히 방전시킬 수 있도록 형성된다.
실시예에 따라, 비교 장치는 입력 단자에서 출력 신호 및 기준 신호가 공급될 수 있는 트랜스 컨덕턴스 증폭기로서 형성되고, 스위치는 바이폴러 트랜지스터로서 형성된다. 상기 트랜스 컨덕턴스 증폭기의 출력부에서는, 입력부에서의 신호차가 증가함에 따라 상승되는 전류가 인출될 수 있다. 상기 전류는 상기 바이폴러 트랜지스터의 베이스에 제공되고, 상기 바이폴러 트랜지스터는 입력 신호의 차이가 크면 클수록 그 만큼 더 양호하게 도통되며, 그 결과 커패시터는 더 신속히 방전되고, 제 2 조정 신호에 의해 주어지는 스위칭 임계값은 더 빨리 하락된다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 전계 효과 트랜지스터는 스위치로서 사용되고, 차동 증폭기는 비교 장치로서 사용될 수 있다. 상기 차동 증폭기는 입력부에서 신호의 차이를 출력 전압으로 변환시키며, 상기 출력 전압에 의해서는 차동 증폭기의 출력 전압이 크면 클수록 그 만큼 더 양호하게 도통되는 전계 효과 트랜지스터가 제어된다.
본 발명의 또다른 대상은 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에서 1차 코일에 직렬로 접속된 스위치를 제어하기 위한 방법이다. 상기 방법에서는 스위치용 제어 신호가 출력 전압에 의존하는 제 1 조정 신호, 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 제 1 신호 및 제 2 조정 신호에 따라서 발생된다. 이 경우, 제 2 조정 신호는 상기 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 따라 세팅될 수 있다.
특히, 1차 코일을 통해 흐르는 전류 또는 그것에 의존하는 제 2 신호가 기준값을 초과하는 경우에만 상기 제 2 조정 신호를 변경시키거나, 특히 감소시키는 것이 제안되었다. 상기 제 2 신호는 특히 제 1 신호와 동일할 수 있다. 스위치를 위한 제어 펄스는 본 발명에 따른 방법에 따라서, 제 1 신호가 제 1 또는 제 2 조정 신호의 값에 도달할 때, 고정된 시간 간격으로 시작하고 끝난다. 상기 제 2 조정 신호는, 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛의 정상 작동시에 상기 신호가 제어 펄스의 발생에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 제 1 조정 신호 보다 더 크게 설계된다. 출력측에서 단락이 발생되면, 1차 코일을 통해 흐르는 전류는 스위치의 폐쇄 후에 매우 빠르게 증가하고, 제 2 신호가 기준 신호의 값을 초과하면 제 2 기준 신호는 감소된다. 제 2 조정 신호가 상기 제 1 조정 신호 보다 더 작을 경우, 상기 제 2 조정 신호가 단축되는 제어 펄스의 지속 시간을 결정한다. 왜냐하면, 그 전에 스위칭 임계값에 더 빨리 도달하기 때문이다. 상기 제 2 조정 신호는 바람직하게 제 2 신호가 기준 신호 보다 더 작을 경우에 다시 증가하도록 형성된다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
도면은 달리 표시되지 않는 한, 동일한 도면 부호는 동일한 의미를 갖는 동일한 부품 및 기능 유니트를 표시한다.
도 1은 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛의 제 1 실시예를 나타낸다. 상기 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛은 실시예에서 전계 효과 트랜지스터로 형성된 정지 스위치(T)를 가지며, 상기 정지 스위치의 부하 구간은 스위치(T)의 폐쇄 동안 상기 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛의 입력 단자(EK)에 인가되는 공급전압(V)을 상기 1차 코일(L1)에 인가하기 위해, 변압기의 1차 코일(L1)에 직렬로 접속된다. 상기 변압기의 2차 코일(L2) 다음에는 다이오드(D1) 및 커패시터(C1)를 갖는 정류기 장치가 접속된다. 상기 커패시터(C1)와 평행하게, 실시예에서는 예컨대 옴 저항으로 형성된 부하(RL)가 출력 단자(AK)에 접속될 수 있다. 부하(RL)에는 적어도 거의 부하와 무관한 출력 전압(Ua)이 제공되어야 한다.
정지 스위치(T)가 폐쇄될 경우, 1차 코일은 공급전압(V)을 통해 에너지를 흡수하고, 상기 에너지를 스위치(T)의 개방 이후 2차 코일(L2) 및 정류기 장치(D1, C1)를 통해 부하(RL)로 송출한다. 상기 흡수된 에너지 및 출력 전압(Ua)은 정지 스위치(T)의 스위칭 주파수 및 접속 시간에 의해 좌우된다. 상기 스위치의 제어는 펄스 폭 변조기(PWM)로부터 제공되는 조정 신호(AS)에 따라 이루어지며, 상기 조정 신호(AS)는 정지 스위치(T)가 폐쇄되어 있는 동안, 제어 펄스의 시간적 시퀀스로 이루어진다. 상기 제어 펄스는 도시된 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에서 상기 펄스 폭 변조기(PWM)의 내부에서 발생된 발진기 클록에 따라 고정된 시간 간격으로 시작된다. 상기 제어 펄스의 지속 시간은 펄스 폭 변조기(PWM)에 공급되는 제 1 조정 신호(RS1), 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호(Vs) 및 제 2 조정 신호(RS2)에 따라 좌우된다.
정지 스위치(T)가 발진기 클록에 따라 폐쇄될 경우, 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류(IL)는 스위칭 모드 파워 서플라이의 정상 작동시 거의 선형으로 증가되기 시작한다. 상기 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류(IL)는 상기 1차 코일(L1)에 직렬로 접속된 전류 측정 장치에 의해 측정되며, 상기 전류 측정 장치는 본 실시예에서 옴 저항(Rs)으로 형성되어 있다. 상기 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)가 전류 측정 신호로서 펄스 폭 변조기(PWM)에 제공되며, 상기 펄스 폭 변조기(PWM)의 접속 단자 중 하나는 저항(Rs)의 단자에 접속된다. 상기 제어 펄스 및 정지 스위치의 접속 시간은 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)가 제 1 또는 제 2 조정 신호(RS1, RS2)에 도달할 정도로 증가될 때, 끝난다.
상기 제 1 조정 신호(RS1)는 출력 전압(Ua)에 따라 좌우되고, 상기 출력 전압(Ua)이 작으면 작을 수록 그 만큼 더 커진다. 상기 제 1 조정 신호(RS1)는 가장 간단한 경우 자세히 도시되지 않은 방식으로 기준 전압에서 출력 전압(Ua)을 감산함으로써 형성된다. 상기 출력 전압(Ua)이 부하(RL)의 증가 또는 공급 전압(V)의 감소에 의해 감소되면, 상기 제 1 조정 신호(RS1)가 증가한다. 상기 제 1 조정 신호(RS1)가 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)와 더불어 제어 펄스의 생성에 대해 중요한 역할을 하는 한, 상기 제어 펄스의 지속 시간은 길어지고, 그로 인해 1차 코일(L1)이 더 많은 에너지를 흡수하여 2차측에 송출함으로써, 상기 2차측에서 출력 전압(Ua)이 유지된다.
본 발명에 따라, 펄스 폭 변조기(PWM)에서 제어 신호를 생성하기 위해 제 2 조정 신호(RS2)가 제공된다. 상기 제 2 조정신호(RS2)는 신호 발생 장치(SG)에 의해 출력 단자(AK1)에 제공되며 펄스폭 변조기에 공급된다. 신호 발생기의 입력 단자(EK1)에는 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류(IL)에 의존하는 신호가 제공되며, 상기 전류(IL)에 의존하는 신호는 실시예에서 펄스 폭 변조기에 제공되는 신호(Vs)와 동일하다.
상기 신호 발생 장치(SG)는 공급 전위(Vdd) 및 기준 전위(M) 사이에 전류원(Iq) 및 커패시터(C)의 직렬 회로를 가지며, 이 경우에는 제 2 조정 신호(RS2)가 전압으로서 커패시터(C)를 통해 인출될 수 있으며, 출력 단자(AK1)는 상기 커패시터(C) 및 전류원(Iq)의 공통노드에 접속된다. 상기 커패시터(C)에 병렬로 바이폴러 트랜지스터(T1)로 형성된 스위치가 접속되며, 상기 스위치는 제 2 제어 신호(AS2)에 따라서 제어될 수 있다. 상기 제어 신호(AS2)는 비교 장치(OPV1)의 출력 단자에 제공되며, 상기 비교 장치(OPV1)의 입력 단자에는 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs) 및 기준 신호(Vref)가 제공된다. 상기 비교 장치(OPV1)는 실시예에서 트랜스 컨덕턴스 증폭기로 형성되어 있으며, 상기 증폭기에서 제 2 조정 신호(RS2)를 형성하는 출력 전류는 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)와 기준 신호(Vref)의 차이에 따라 좌우된다. 상기 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)가 기준 신호(Vref)를 초과하면 할 수록, 트랜지스터(T)가 그 만큼 더 양호하게 도통됨으로써, 커패시터는 방전되고 제 2 조정 신호(RS2)는 감소된다.
상기 제 2 조정 신호(RS2)의 용도는 하기에서 설명되는 바와같이, 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛의 단락 특성을 개선시키는 것이다.
출력측에서 단락이 발생되면, 제 1 조정 신호(RS1)는 최대값을 가지며, 이에 따라 전술한 너무 긴 제어 펄스가 나타날 수 있다. 다른 한편, 제 1 코일(L1)은 이러한 경우 2차측에 에너지를 거의 송출하지 않으며, 이 경우 유일한 부하는 다이오드(D1)이다. 1차 전류(IL)는 스위치(T)가 다시 접속된 직후에는 다시 이전에 차단되었던 값을 취한다. 따라서, 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)가 신속히 제 1 조정 신호(RS1)의 스위칭 임계값에 이르게 되고, 정지 스위치(T)는 차단된다. 불가피한 신호 전파 시간 때문에, 1차 전류(IL)는 스위칭 임계값의 도달과 정지 스위치(T)의 차단 사이에 더 증가된다. 상기 1차 코일이 정지 스위치(T)의 접속 시간동안 스위칭 포우즈시에 송출될 수 있는 에너지 보다 더 많은 에너지를 흡수하면, 단지 제 1 조정 신호(RS1) 및 전류(IL)에 의존하는 신호에 따라서만 차단이 이루어지는 경우에는, 1차 전류(IL)가 계속 증가되어 부품을 파괴시킬 수 있다. 이와같은 결과는 제 2 조정 신호(RS2)에 의해서 방지된다.
상기 제 2 조정 신호(RS2)는 공급 전위(Vdd)와 기준 전위(M)간의 차이로부터 얻어지는 최대값을 취한다. 어떠한 단락도 존재하지 않는 정상 작동시에는, 이 경우 정지 스위치의 제어에 영향을 미치지 않기 위해 제 2 조정 신호(RS2)는 제 1 조정 신호(RS1)의 최대값 보다 높게 선택된 상기 값까지 증가한다. 출력측에서 단락이 발생되는 경우에는 상기 1차 전류(IL)가 매우 빨리 증가하고, 상기 정지 스위치(T)의 폐쇄 동안 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)가 기준 신호(Vref)의 값을 초과하면, 트랜지스터(T1)가 도통됨으로써, 커패시터(C)는 방전되고 그에 따라 제 2 조정 신호(RS2)는 감소된다. 이때, 트랜지스터(T1)는 정지 스위치(T)가 차단되고 1차 전류(IL)가 더이상 흐르지 않을 때까지, 도통 상태로 유지된다.
전류원(Iq)에 의하여 사전설정된 커패시터의 충전 전류 및 트랜지스터(T1)를 통한 방전 전류는 제 2 조정 신호(RS2)가 제 1 조정 신호(RS1) 미만의 값으로 강하하는 방식으로 서로 매칭된다. 정지 스위치(T)의 차단 시점은 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs) 및 제 2 기준 신호(RS2)에 의해 주어진다. 왜냐하면, 상기 정지 스위치(T)의 차단 또는 제어 펄스의 끝에 대한 기준이 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)에 의해 최초로 도달되는 값을 갖는 조정 신호이기 때문이다. 이를 통해, 상기 정지 스위치(T)의 접속 펄스의 지속 시간이 단축된다.
상기 정지 스위치(T)가 개방된 이후에는 1차 전류(IL)가 흐르지 않고, 트랜지스터(T)는 다시 차단된다. 따라서, 커패시터(C)는 전류원(Iq)을 통해 재차 충전되며, 제 2 조정 신호(RS2)의 값은 재차 증가된다. 바로 다음 접속시, 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)가 재차 기준 신호(Vref)의 값을 초과할 경우, 제 2 조정 신호(RS2)는 다시 감소된다. 이러한 방식으로, 짧은 제어 펄스가 충분히 세팅될 때까지 다수의 주기에 걸쳐 상기 커패시터가 방전된다. 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛은 부하(RL)의 단시간 강하에 의해 야기되는 일시적인 단락을 허용할 수 있다. 단락이 더이상 존재하지 않거나, 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)가 접속 시간동안 더이상 기준 신호(Vref)를 초과하지 않으면, 제 2 조정 신호(RS2)의 출력값은 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)와 함께 제어 펄스의 끝을 결정하는 제 1 조정 신호(RS1)의 값을 초과하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에서, 접속 펄스의 지속 시간은 파워 서플라이 유닛의 접속시 제 2 조정 신호(RS2)에 의해 천천히 증가된다. 접속시 커패시터(C)가 여전히 방전되면, 제 2 조정 신호(RS2)는 상기 커패시터(C)의 값 및 전류원(Iq)으로부터 공급된 전류의 값에 따라 증가되고, 상기 제 2 조정 신호(RS2)가 제 1 조정 신호(RS1)를 초과할 때까지 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)와 더불어 제어 펄스의 지속 시간을 결정한다. 따라서, 정류기 장치의 커패시터(C1)가 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛의 스타트시 마찬가지로 충전되지 않고 먼저 단락을 형성함으로써 발생되는 높은 1차 전류(Il)가 접속시에 피해질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛의 또다른 실시예를 나타낸 것이다. 도 2에서는 전계 효과 트랜지스터(T2)가 스위치로서 커패시터(C)에 병렬로 접속된다. 상기 전계 효과 트랜지스터(T2)를 제어하기 위해 차동 증폭기(OPV2)가 제공되며, 상기 차동 증폭기(OPV2)의 입력 단자에는 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호 및 기준 신호(Vref)가 제공된다. 상기 차동 증폭기(OPV2)의 출력부에 제 2 제어 신호(AS2)로서 인가되는 전압은 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호(Vs)와 기준 신호(Vref)간의 차이가 크면 클수록 더 그 만큼 커진다. 커패시터는 제 2 제어 신호(AS2)가 증가함에 따라 전계 효과 트랜지스터(T2)를 통해 보다 신속하게 방전된다.
자세히 도시되지 않은 또다른 실시예에서는 비교 장치로서 비교기가 제공된다. 상기 비교기에 의해, 1차 코일을 통해 흐르는 전류에 의존하는 신호가 기준 신호를 초과하면, 커패시터는 항상 동일한 전류로 방전된다.
본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛은 본 발명에 따른 방법에 따라서, 다시 말해 출력 전압(Ua)에 의존하는 제 1 조정 신호(RS1), 신호(Vs), 그리고 상기 신호(Vs)에 따라 변동될 수 있는 제 2 조정 신호(RS2)에 따라서 정지 스위치(T)의 제어를 가능하게 한다. 신호(Vs)를 변경시키기 위해, 도시된 실시예에서는 신호(Vs)가 기준 신호(Vref)와 비교되고, 상기 신호(Vs)가 상기 기준 신호(Vref)를 초과하면, 제 2 조정 신호(RS2)가 감소된다.
본 발명에 의해 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛 및 상기 유닛의 스위치를 제어하기 위한 방법이 제공된다.
도 1은 제 1 실시예에 따른, 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
도 2는 제 2 실시예에 따른, 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
AK1: 출력 단자 AS1: 제어 신호
C: 커패시터 EK1: 입력 단자
IL: 전류 Iq: 전류원
L1: 1차 코일 L1, L2: 변압기
M: 기준 전위 OPV1, OPV2: 비교 장치
PWM: 펄스 폭 변조기 RS1, RS2: 조정 신호
SG: 신호 발생 장치 T: 스위치
T1: 바이폴러 트랜지스터 T2: 전계 효과 트랜지스터
Ua: 출력 전압 Vdd: 공급 전위
Vref: 기준 신호

Claims (12)

  1. 제어 신호(AS1)에 따라서 변압기(L1, L2)의 1차 코일(L1)에 공급전압(V)을 인가하기 위한 스위치(T), 및 상기 제어 신호(AS1)를 제공하기 위해 출력 전압(Ua)에 의존하는 제 1 조정 신호(RS1) 및 상기 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류(IL)에 의존하는 제 1 신호(Vs)가 제공되는 펄스 폭 변조기(PWM)를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조기(PWM)에 제 2 조정 신호(RS2)가 제공되며, 상기 제 2 조정 신호(RS2)는 상기 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류(IL)에 따라 변동될 수 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 조정 신호(RS2)가 인출될 수 있는 출력 단자(AK1), 및 상기 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류(IL)에 의존하는 제 2 신호를 공급하기 위한 입력 단자(EK1)를 가지고, 상기 펄스 폭 변조기(PWM)에 접속된 신호 발생 장치(SG)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 신호(Vs) 및 상기 제 2 신호가 동일한 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 신호 발생 장치(SG)가 공급 전위(Vdd)와 기준 전위(M) 사이에 접속된, 전류원(Iq) 및 커패시터(C)로 이루어진 직렬 회로를 가지며, 상기 제 2 조정 신호(RS2)는 전압으로서 상기 커패시터(C)를 통해 인출될 수 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
  5. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    제 2 스위치(T1; T2)가 커패시터에 병렬로 접속되고, 상기 커패시터가 상기 신호(Vs)에 의존하는 제 2 제어 신호(AS2)에 따라서 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
  6. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)와 기준 신호(Vref)와의 비교를 통해 제 2 제어 신호(AS2)를 발생시키기 위해서, 상기 신호 발생 장치(SG)가 비교 장치(OPV1; OPV2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
  7. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 비교 장치(OPV1, OPV2)는 트랜스 컨덕턴스 증폭기(OPV1)로서 형성되고, 스위치는 바이폴러 트랜지스터(T1)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
  8. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 비교 장치(OPV1, OPV2)는 차동 증폭기(OPV2)로서 형성되고, 스위치는 전계 효과 트랜지스터(T2)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛.
  9. 출력 전압(Ua)에 의존하는 제 1 조정 신호(RS1) 및 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)에 따라서 스위치(T)를 제어하기 위한 조정 신호(AS1)의 발생을 포함하는, 스위칭 모드 파워 서플라이 유닛에서 1차 코일(L1)에 직렬로 접속된 스위치(T)를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    상기 제어 신호(AS1)의 발생이 1차 코일(L1)을 통해 흐르는 전류에 따라 세팅가능한 제 2 조정 신호(RS2)에 따라서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 2 조정 신호(RS2)의 세팅이
    - 상기 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)와 기준 신호(Vref)를 비교하는 단계;
    - 상기 신호(Vs)가 상기 기준 신호(Vref)를 초과할 경우, 상기 제 2 조정 신호(RS2)를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 조정 신호(RS2)가 상기 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)와 상기 기준 신호(Vref) 간의 차이에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 제어 신호(AS1)의 발생은, 상기 전류(IL)에 의존하는 신호(Vs)가 제 1 또는 제 2 조정 신호(RS1, RS2)의 값에 도달하는 경우에 각각 발진기 클록에 따라서 시작되고 종료되는 제어 펄스의 시간적 시퀀스를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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