KR100491599B1 - 고압전원장치 - Google Patents

고압전원장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100491599B1
KR100491599B1 KR10-2002-0051607A KR20020051607A KR100491599B1 KR 100491599 B1 KR100491599 B1 KR 100491599B1 KR 20020051607 A KR20020051607 A KR 20020051607A KR 100491599 B1 KR100491599 B1 KR 100491599B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
power supply
unit
transistor
output
Prior art date
Application number
KR10-2002-0051607A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040020149A (ko
Inventor
조종화
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR10-2002-0051607A priority Critical patent/KR100491599B1/ko
Priority to US10/648,328 priority patent/US7088597B2/en
Priority to EP20030255378 priority patent/EP1394927B1/en
Priority to CNB031327850A priority patent/CN1282296C/zh
Priority to DE2003613407 priority patent/DE60313407T2/de
Publication of KR20040020149A publication Critical patent/KR20040020149A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100491599B1 publication Critical patent/KR100491599B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/525—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency
    • H02M7/527—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency by pulse width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/10—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in series, e.g. for multiplication of voltage
    • H02M7/103—Containing passive elements (capacitively coupled) which are ordered in cascade on one source

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

고압전원장치가 개시된다. 본 고압전원장치는, 외부로부터 교류전원이 인가시, 이를 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 전원부, 제1직류전원이 인가시, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 제어부, 펄스신호에 의해 제2직류전원을 승압하는 고압생성부, 제어신호가 제1논리 레벨일때 구동되며, 제어신호가 제2논리 레벨일때, 제2직류전원이 고압생성부로 인가되는 것을 차단하는 전원제어부를 갖는다. 이러한 고압전원장치에 의하면, 레이저 프린터, 팩스, DC-DC컨버터와 같이 고압의 직류전원을 필요로 하는 전자기기에서 사용시, 전자기기의 전원을 오프할때 서지전압이 생성되지 않으며, 스탠바이(stand-by)시 고압전원장치의 내부에 직류전원이 인가되지 않으므로, 스탠바이시의 전력소모를 감소시킬 수 있다.

Description

고압전원장치{high voltage generator}
본 발명은 고압전원장치에 관한 것으로, 특히 파워를 오프(off)시 발생하는 서지전압(surge voltage)을 제거하는 고압전원장치에 관한 것이다.
일반적으로 고압전원장치는 레이저 프린터(laser printer)나 팩스와 같이 높은 전압의 직류원을 필요로 하는 전자기기에 많이 사용된다. 이러한 고압전원장치는 직류를 고압의 교류로 변환하고, 이를 다시 정류하여 고압의 직류전압으로 변환하는 방법에 의해 구현되며, 통상 직류를 교류로 변환하기 위한 트랜스포머(transformer)를 갖는다.
한편, 고압전원장치는 트랜스포머를 이용하여 직류를 교류로 변환하는 과정에서 원치않는 서지전압(surge voltage)이 생성되는 경우가 있다. 상기한 고압전원장치를 구비하는 전자기기의 파워가 오프되는 시점에서 트랜스포머에 인가되는 직류전원이 방전되면서 고압의 서지전압이 트랜스포머에 의해 유기되며, 이러한 서지전압에 의해 전자기기가 손상을 입거나 파손된다. 레이저 프린터의 경우, 프린터에 인가되는 전원이 차단되는 시점에 발생하는 서지전압에 의해 감광드럼(Organic Photo Conductor Drum)에 서지전압이 유기되어 감광드럼이 손상되는 일이 많으며, 스탠바이(stand-by)시 고압전원장치에 인가되는 전원이 불필요하게 소모된다.
도 1은 종래의 고압전원장치의 블록개념도를 도시한 것이다.
도시된 고압전원장치는, 전원부(10), 제어부(20), 및 고압생성부(30)를 갖는다.
전원부(10)는 외부로부터 인가되는 교류전원을 정류하여 24V와 5V의 직류전원을 생성한다. 여기서, 24V는 고압생성부(30)의 동작전원이며, 5V는 제어부(20)의 동작전원으로 사용된다.
제어부(20)는 기설정된값에 따라, 소정의 듀티비를 갖는 펄스폭 변조신호(PWM)를 출력한다.
고압생성부(30)는 제어부(20)로부터 인가되는 펄스폭 변조신호(PWM)에 의해 온-오프되는 스위칭동작에 의해 수백V ∼ 수천V의 교류 전압을 생성한다.
바람직하게는, 고압생성부(30)는 스위칭부(31), 트랜스포머(32), 및 정류부(33)를 갖는다.
스위칭부(31)는 제어부(20)로부터 인가되는 펄스폭 변조신호(PWM)에 의해 턴-온, 및 턴-오프 동작을 반복한다. 예컨데, 스위칭부(31)는 제어부(20)로부터의 펄스폭 변조신호(PWM)에 의해 온-오프되어 24V의 전압이 트랜스포머(32)의 입력측(32a)의 전류패스를 온-오프하게 된다.
트랜스포머(32)는 스위칭부(31)에 의해 온-오프되는 24V의 직류전원에 의해 출력단(32b)에 고압의 교류전압을 유기한다. 트랜스포머(32)는 인가되는 전압보다 높은 전압을 출력하기 위하여 입력단(32a)보다 출력단(32b)의 권선길이를 길게 설정한다.
정류부(33)는 트랜스포머(32)의 출력단(32b)에서 출력되는 교류전압을 정류하여 직류로 변환한다. 통상, 정류부(33)는 트랜스포머(32)에서 출력되는 전압을 높이기 위하여 배압정류방식을 사용한다.
한편, 제어부(20)는 신호의 입출력 안정성을 높이기 위해 출력되는 신호(PWM)가 논리 "로우"일때 스위칭부(31)가 인에이블 되도록 설정한다. 이를 통상적으로 액티브 로우(active low)라 하며, 디지털 로직에서는 흔히 사용되는 방법의 하나이다. 따라서, 제어부(20)에 인가되는 5V의 직류전원이 오프(OFF)될때, 제어부(20)에서 출력되는 신호(PWM)는 논리 "로우"가 되고 이때, 스위칭부(31)가 오동작 하는 경우가 발생한다. 또한, 제어부(20)의 동작전원(5V)은 고압생성부(30)의 동작전원(24V)에 비해 현저히 낮으므로 고압전원장치를 파워-오프(power-off)시 5V의 전원이 접지준위가 되는 시점에 24V의 전원은 5V전원에 비해 높은 전위레벨을 갖게된다. 예컨데, 제어부(20)의 동작전원인 5V가 2.5V이하로 감소되는 시점에도 24V의 직류전원은 18V에 근접하는 전위레벨을 갖는다. 따라서, 제어부(20)에서 출력되는 신호(PWM)가 논리 "로우"일때, 스위칭부(31)가 턴-온 되어 트랜스포머(32)의 입력단(32a)이 18V의 전압과 접지단사이에 전류패스가 형성된다. 이경우, 트랜스포머(32)의 출력단(32b)에는 고압의 교류전압이 유기되고 정류부(33)에서 이를 정류하여 출력하게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 고압전원장치를 턴-오프시의 고압전원장치의 출력 전압파형을 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 외부로부터 전원부(10)로 공급되는 교류전원(AC)이 차단되어 5V의 전압이 2.5V이하로 낮아지는 시점(①)에서 트랜스포머(32)의 입력단(32a)과 접지단 사이에 18V의 직류전원이 흐르는 것을 볼 수 있다. 이때, 전원부(10)에서 출력되는 5V의 전원은 2.5V이하로 떨어져 5V로 동작하는 제어부(20)를 구동시키지 못하므로 제어부(20)에서 출력되는 신호(PWM)는 논리 "로우"가 된다. 한편, ①구간에서 제어부(20)가 턴-오프시 전원부(10)에서 출력되는 18V의 직류전원은 트랜스포머(32)의 입력단에 인가되어 있는 상태이다. 따라서, 제어부(20)에서 출력되는 신호(PWM)의 전위레벨이 논리 "로우"가 될때, 도시된 바와 같은 전압(ⓐ)이 순간적으로 트랜스포머(32)의 입력단(32a)과 접지준위 사이에 흐르게 되어 트랜스포머(32)의 출력단(32b)에는 고압의 교류전압(서지전압)이 유기된다.
이와 같은 고압의 교류전압이 정류된 고압의 직류가 전자기기에 인가되면, 전원이 오프(off)된 상태의 레이저 프린터나 팩스 및 기타 고압의 직류전압을 필요로 하는 전자기기의 부품이 손상되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서지전압의 발생이 적은 고압전원장치 및 서지전압의 발생을 감소시키는 고압전원 제어방법을 제공함에 있다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 외부로부터 교류전원이 인가시, 이를 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 전원부, 제1직류전원이 인가시, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 제어부, 펄스신호에 의해 제2직류전원을 승압하는 고압생성부, 제어신호가 제1논리 레벨일때 구동되며, 제어신호가 제2논리 레벨일때, 제2직류전원이 고압생성부로 인가되는 것을 차단하는 전원제어부에 의해 달성된다.
바람직하게는, 증폭부는, 에미터단은, 제1직류전원과 제2직류전원이 갖는 전위레벨 사이의 전위레벨을 갖는 제3직류전원에 연결되고, 베이스단은 제어신호를 인가받는 제1트랜지스터, 및 제1트랜지스터의 컬렉터단과 접지준위 사이에 연결되는 제1저항을 포함한다.
바람직하게는, 고압생성부는, 제어부로부터의 펄스폭 변조신호를 증폭하는 증폭부, 증폭부에서 출력되는 펄스폭 변조신호와 승압된 전압을 비교하는 비교부, 비교부의 출력에 따른 스위칭동작에 의해 제2직류전원을 승압하는 승압부 및 승압부의 출력을 정류하여 출력하는 정류부를 포함한다.
바람직하게는, 비교부는, 증폭부의 출력을 정입력으로 하고, 승압된 전압을 부입력으로 피드백받는 연산증폭기이다.
바람직하게는, 승압부는, 에미터단은 접지되며, 베이스단은 비교부의 출력에 연결되는 제2트랜지스터 및 입력측이 전원제어부를 거쳐 인가되는 직류전원과 제2트랜지스터의 컬렉터단 사이에 형성되는 트랜스를 포함한다.
바람직하게는, 정류부는, 승압부에서 출력되는 전압의 전위레벨을 상승시키기 위한 배압정류회로이다.
바람직하게는, 전원제어부는, 에미터단은 제2직류전원을 입력으로 하고, 컬렉터단은 제2직류전원을 출력하는 출력단을 형성하는 제3트랜지스터, 제3트랜지스터의 에미터단과 제3트랜지스터의 베이스단 사이에 연결되는 제2저항, 일측은 제어신호를 인가받는 제3저항, 베이스는 제3저항의 타측에 연결되고, 에미터단은 접지되는 제4트랜지스터, 제4트랜지스터의 베이스단과 에미터단에 연결되는 제4저항, 및 제4트랜지스터의 컬렉터단과 제3트랜지스터의 베이스단 사이에 연결되는 제5저항을 포함한다.
바람직하게는, 전원제어부는, 드레인단은 직류전원을 인가받고 소스단은 출력단이 되며, 게이트단은 상기 직류전원을 인가받는 NMOS트랜지스터로도 구성할 수 있다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 외부로부터의 교류전원을 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 단계, 제1직류전원에 의하여, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 단계, 펄스신호에 의해 상기 제2직류전원을 승압하는 단계 및 제어신호가 제2논리 레벨일때, 승압을 차단하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 승압하는 단계는, 펄스신호를 증폭하는 단계, 증폭된 펄스신호와 승압된 전압을 비교하는 단계, 비교된 결과에 따라 제2직류전원을 승압하는 단계 및 승압된 전압을 정류하는 단계를 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 고압전원장치의 블록개념도를 도시한 것이다.
도시된 고압전원장치는, 전원부(100), 제어부(200), 고압생성부(300), 및 전원제어부(400)를 갖는다.
전원부(100)는 외부로부터 인가되는 교류전원(AC)을 정류하여 24V와 5V의 직류전원을 생성한다. 여기서, 본 고압전원장치에서 생성할 고압(수백V ∼ 수천V)은 24V의 직류전원에 의해 생성되며, 5V전원은 제어부(200)를 동작시키는 동작전원으로 사용된다.
제어부(200)는 기설정된값에 따라, 소정의 듀티비를 갖는 펄스폭 변조신호(PWM)를 출력하고, 본 고압전원장치에서 고압을 출력할 필요가 있을때만 선택적으로 논리 "하이"를 갖는 제어신호(pow_en)를 생성한다. 예컨데, 레이저 프린터의 경우, 고압으로 감광드럼(Organic Photo Conductor Drum)을 대전시킬때만 논리 "하이"를 갖는 제어신호(pow_en)가 출력되도록 한다. 즉, 제어부(200)는 본 고압전원장치가 내장되는 장치(예컨데 프린터, 팩스등)가 고압을 필요로 할때만 제어신호(pow_en)가 출력되도록 설정한다. 이러한 설정은 제어부(200)를 마이크로 컨트롤러(미도시)로 구성하고, 마이크로 컨트롤러에 내장되는 메모리(미도시)에 고압이 필요한 경우에만 논리 "하이"의 제어신호(pow_en)가 출력되도록 프로그래밍 함으로서 쉽게 구현할 수 있다.
고압생성부(300)는 제어부(200)로부터 인가되는 펄스폭 변조신호(PWM)에 응답하여 수백V ∼ 수천V의 전압을 출력한다.
전원제어부(400)는 제어부(200)에서 출력되는 제어신호(pow_en)가 논리 "하이'일때 이에 응답하여 전원부(100)에서 출력되는 24V의 직류전원을 고압생성부(300)로 인가한다. 이에 따라, 전원부(100)에 인가되는 교류전원(AC)이 턴-오프시, 24V의 직류전원이 고압생성부(300)로 인가되지 않으므로 고압생성부(300)에서는 교류전원(AC)이 턴-오프시, 서지전압이 생성되지 않는다.
바람직하게는, 고압생성부(300)는 증폭부(310), 비교부(320), 승압부(330), 및 정류부(340)를 갖는다.
증폭부(310)는 제어부(200)로 부터 인가되는 펄스폭 변조신호(PWM)를 소정의 전위레벨(에컨데 18V)을 갖도록 증폭한다.
비교부(320)는 정(+)입력단과 부(-)입력단을 갖는 연산증폭기로 이루어지며, 연산증폭기는, 정입력단(+)으로 증폭부(310)에서 출력되는 펄스폭 변조신호(PWM)를 인가받고 부입력단(-)으로는 정류부(340)에서 출력되는 전압의 일부를 피드백 받아 비교한다. 이에 따라, 정류부(340)의 출력전압이 소정 레벨이상인 경우에는 연산증폭기(321)의 출력이 논리 "로우"가 되어 승압부(330)의 동작을 중단시킨다.
승압부(330)는 비교부(320)의 비교결과에 따라 온-오프되는 트랜지스터(331)의 스위칭동작에 의해 트랜스의 입력단(332a)를 온-오프 함으로서 전원제어부(400)로부터 인가되는 24V의 직류전원을 수백V ∼ 수천V의 교류전압으로 승압한다. 트랜스(332)의 입력단(332a)에는 24V의 직류전원이 수시로 온-오프되므로 마치 교류가 트랜스(332)의 입력단(332a)에 인가된 것과 같은 효과를 얻는다. 이에 따라, 트랜스(332)의 출력단(332b)에는 고압의 교류가 유기된다. 여기서, 트랜스(332)의 출력단(332b)의 권선(예컨데 에나멜선)의 길이는 입력단(332a)의 권선길이보다 더 길어야 하며, 트랜스(332)의 출력단(332b)에 유기되는 교류전압은 트랜스(332)의 입력단(332a)과 출력단(332b)의 권선비에 의해 결정된다.
정류부(340)는 승압부(330)에서 출력되는 고압의 교류전압을 정류하여 직류전원으로 변환한다. 바람직하게는, 정류부(340)는 승압부(330)에서 출력되는 교류 전압의 전위레벨을 높이기 위해 배압정류회로를 사용한다. 도면에 도시된 정류회로는 4배압 정류회로로서, 트랜스포머(332)에서 출력되는 전압을 Vp라 할때, 4 × Vp의 전압을 출력한다. 정류부(340)의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
트랜스포머(332)의 출력전압 Vp는 커패시터(341)에서 평활화되며, 트랜스포머(332)의 출력단(332b)에 위치하는 ⓑ노드가 양전압일때는 다이오드(345, 349)가 순방향이 되어 커패시터(342, 344, 346, 348)가 Vp로 충전된다. 반대로, ⓒ노드가 양전압일때는 다이오드(343, 347)가 순방향이 되며, 다이오드(345, 349)는 역방향이 된다. 이때, ⓒ노드와 출력단(Vout)사이에 전류패스가 형성되며, 커패시터(344, 348)를 2 × Vp의 전위로 충전시키게 된다. 따라서, 출력단(Vout)에는 커패시터(344, 348)에 충전된 전압의 합인 4 × Vp의 전압이 출력된다. 여기서, 정류부(340)는 4배압정류회로를 예로서 들었으나, 더 높은 고압을 얻고자 할때는 도시된것과 유사한 구조로 다이오드 및 커패시터를 연장 배열함으로서 5배압 이상의 전압을 얻을 수 있다.
바람직하게는, 전원제어부(400)는 제1스위칭부(410)와 제2스위칭부(420)를 갖는다.
제1스위칭부(410)는 전원부(100)의 출력전압이 5V가 될때 구동되는 제어부(200)에서 출력되는 제어신호(pow_en)에 응답하여 ⓓ노드를 접지준위로 낮춘다. 여기서, 트랜지스터(412)는 NPN타입이며, 저항(411)은 트랜지스터(412)의 베이스에 인가되는 전류를 제한하고, 저항(413)는 트랜지스터(412)의 바이어스를 위한 저항이며, 저항(414)는 트랜지스터(412)의 출력전류를 제한한다.
제2스위칭부(420)는 제1스위칭부(410)에 의해 ⓓ노드가 접지준위가 될때, ⓔ노드와 ⓕ노드사이에 전류패스를 형성한다. 이에 따라, 제어부(200)로부터의 제어신호(pow_en)가 논리 "하이"일때 전원부(100)에서 출력되는 24V의 직류전원이 트랜지스터(421)의 컬렉터단에서 출력되어 승압부(330)의 트랜스포머(332)의 입력단(332a)에 인가된다. 한편, 제어부(200)에서 출력되는 펄스폭 변조신호(PWM)가 승압부(300)내의 트랜지스터(331)을 연속적으로 온-오프 시키므로 트랜스포머(332)의 입력단(332a)는 24V의 직류전원이 온-오프되어 트랜스포머(332)의 출력단(332b)에는 고압의 교류전압이 유기된다. 여기서, 전원부(100)에 인가되는 교류전원(AC)이 턴-오프시, 5V의 직류전원에 의해 구동되는 제어부(200)에서 출력되는 제어신호(pow_en)가 논리 "로우"가 되므로 전원제어부(400)는 ⓔ노드와 ⓕ노드 사이의 전류패스를 차단하게 된다. 즉, 본 고압전원장치를 턴-오프시, 트랜스포머(332)의 입력단(332a)에 24V의 직류전원이 인가되지 않으므로 트랜스포머(332)의 출력단에는 불필요한 서지전압이 유기되지 않는다.
도 4는 도 3에 도시된 전원제어부(400)의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도시된 바와같이, 본 고압전원장치의 전원제어부(400)는 MOS트랜지스터(431)로도 구현 가능하다. MOS트랜지스터(431)는 NMOS형을 사용하며, MOS트랜지스터(431)의 게이트단이 제어부(200)에서 출력되는 제어신호(pow_en)에 응답하여 드레인단과 소스단을 온-오프한다. 따라서, 고압생성부(300)는 제어부(200)가 턴-온인 상태에서 생성되는 논리 "하이"의 제어신호(pow_en)에 의해서만 동작되므로, 도 3에서와 마찬가지로 전원부(100)로 인가되는 교류전원(AC)이 턴-오프시 서지전압이 생성되지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 고압전원 제어방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다.
먼저, 전원부(100)에서 외부로부터 인가되는 교류전원(AC)을 정류하여 소정의 직류전원(예컨데 24V, 5V)을 생성한다(S100). 제어부(200)는 5V의 직류전원에 의해 기설정된 듀티비를 갖는 펄스폭 변조신호(PWM)를 생성하며, 논리 "하이"를 갖는 제어신호(pow_en)를 출력한다(S200). 다음으로 전원제어부(400)는 제어신호(pow_en)의 논리 레벨을 검출하여(S300) 논리 레벨이 "하이"이면 턴-온 되고, 논리 레벨이 "로우"이면 턴-오프된다(S400). 다음으로, 고압생성부(300)는 전원제어부(400)가 턴-온시에는 24V의 직류전원을 인가받아 이를 소정의 전압(예컨데 수백V ∼ 수천V)로 승압하고, 전원제어부(400)가 턴-오프시에는 동작하지 않는다(S500). 여기서, 고압생성부(300)는 펄스폭 변조신호(PWM)에 의해 온-오프되는 스위칭동작에 의해 고압의 교류전압을 생성한다. 따라서, 고압생성부(300)는 상기한 펄스폭 변조신호(PWM)에 의한 스위칭 동작에 의해 고압의 교류전압을 유기할 수 있는 트랜스포머(332)를 갖는다. 즉, 고압생성부(300)는 외부로부터의 교류전원(AC)이 전원부(100)에 인가되어 5V의 직류전원이 제어부(200)에 인가될때 생성되는 제어신호(pow_en)에 의해서만 동작되므로 교류전원이 전원부(100)에 인가되지 않는시점에는 동작하지 않는다. 이에 따라, 외부로부터의 교류전원이 차단되는 경우 고압생성부(300)의 트랜스포머(320)에 인가되는 직류전원이 방전시 발생하는 서지전압이 생성되지 않는다.
본 발명은 상기한 바와 같이, 고압전원장치를 필요로 하는 레이저 프린터, 팩스, 및 고압의 직류전압을 필요로 하는 전자기기에서 사용시, 전자기기의 전원을 오프때 발생하는 서지전압이 생성되지 않는다. 또한, 본 고압전원장치는 스탠바이(stand-by)시 고압전원장치의 내부에 직류전원이 인가되지 않으므로, 스탠바이시의 전력소모를 감소시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게된다.
도 1은 종래의 고압전원장치의 블록개념도,
도 2는 도 1에 도시된 고압전원장치를 턴-오프시의 고압전원장치의 출력 전압파형을 도시한 파형도,
도 3은 본 발명의 고압전원장치의 블록개념도,
도 4는 도 3에 도시된 전원제어부의 다른 실시예, 그리고
도 5는 본 발명에 따른 고압전원 제어방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 전원부 200 : 제어부
300 : 고압생성부 310 : 증폭부
320 : 비교부 330 : 승압부
340 : 정류부 400 : 전원제어부
410 : 제1스위칭부 420 : 제2스위칭부

Claims (10)

  1. 외부로부터 교류전원이 인가시, 이를 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 전원부;
    상기 제1직류전원이 인가시, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 제어부;
    상기 펄스신호에 의해 상기 제2직류전원을 승압하는 고압생성부;
    상기 제어신호가 제1논리 레벨일때 구동되며, 상기 제어신호가 제2논리 레벨일때, 상기 제2직류전원이 상기 고압생성부로 인가되는 것을 차단하는 전원제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증폭부는,
    에미터단은, 상기 제1직류전원과 상기 제2직류전원이 갖는 전위레벨 사이의 전위레벨을 갖는 제3직류전원에 연결되고, 베이스단은 상기 제어신호를 인가받는 제1트랜지스터; 및
    상기 제1트랜지스터의 컬렉터단과 접지준위 사이에 연결되는 제1저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고압생성부는,
    상기 제어부로부터의 펄스폭 변조신호를 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭부에서 출력되는 펄스폭 변조신호와 상기 승압된 전압을 비교하는 비교부;
    상기 비교부의 출력에 따른 스위칭동작에 의해 상기 제2직류전원을 승압하는 승압부; 및
    상기 승압부의 출력을 정류하여 출력하는 정류부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비교부는,
    상기 증폭부의 출력을 정입력으로 하고, 상기 승압된 전압을 부입력으로 피드백받는 연산증폭기인것을 특징으로 하는 고압전원장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 승압부는,
    에미터단은 접지되며, 베이스단은 상기 비교부의 출력에 연결되는 제2트랜지스터; 및
    입력측이 상기 전원제어부를 거쳐 인가되는 직류전원과 상기 제2트랜지스터의 컬렉터단 사이에 형성되는 트랜스;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 정류부는,
    상기 승압부에서 출력되는 전압의 전위레벨을 상승시키기 위한 배압정류회로인것을 특징으로 하는 고압전원장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전원제어부는,
    에미터단은 상기 제2직류전원을 입력으로 하고, 컬렉터단은 상기 제2직류전원을 출력하는 출력단을 형성하는 제3트랜지스터;
    상기 제3트랜지스터의 에미터단과 상기 제3트랜지스터의 베이스단 사이에 연결되는 제2저항;
    일측은 상기 제어신호를 인가받는 제3저항;
    베이스는 상기 제3저항의 타측에 연결되고, 에미터단은 접지되는 제4트랜지스터;
    상기 제4트랜지스터의 베이스단과 에미터단에 연결되는 제4저항; 및
    상기 제4트랜지스터의 컬렉터단과 상기 제3트랜지스터의 베이스단 사이에 연결되는 제5저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전원제어부는,
    드레인단은 상기 직류전원을 인가받고 소스단은 출력단이 되며, 게이트단은 상기 직류전원을 인가받는 NMOS트랜지스터인것을 특징으로 하는 고압전원장치.
  9. 외부로부터의 교류전원을 정류하여 제1직류전원과 제2직류전원을 생성하는 단계;
    상기 제1직류전원에 의하여, 기설정된 듀티비를 갖는 펄스신호와 제1논리 레벨을 갖는 제어신호를 생성하는 단계;
    상기 펄스신호에 의해 상기 제2직류전원을 승압하는 단계; 및
    상기 제어신호가 제2논리 레벨일때, 상기 승압을 차단하는 단계;를 포함하는 고압전원제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 승압하는 단계는,
    상기 펄스신호를 증폭하는 단계;
    상기 증폭된 펄스신호와 상기 승압된 전압을 비교하는 단계;
    상기 비교된 결과에 따라 상기 제2직류전원을 승압하는 단계; 및
    승압된 전압을 정류하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압전원 제어방법.
KR10-2002-0051607A 2002-08-29 2002-08-29 고압전원장치 KR100491599B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0051607A KR100491599B1 (ko) 2002-08-29 2002-08-29 고압전원장치
US10/648,328 US7088597B2 (en) 2002-08-29 2003-08-27 High voltage supply device for eliminating a surge voltage
EP20030255378 EP1394927B1 (en) 2002-08-29 2003-08-29 Power supply with surge protection
CNB031327850A CN1282296C (zh) 2002-08-29 2003-08-29 高压供电设备
DE2003613407 DE60313407T2 (de) 2002-08-29 2003-08-29 Stromversorgung mit Überspannungsschutz

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0051607A KR100491599B1 (ko) 2002-08-29 2002-08-29 고압전원장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040020149A KR20040020149A (ko) 2004-03-09
KR100491599B1 true KR100491599B1 (ko) 2005-05-27

Family

ID=31492914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0051607A KR100491599B1 (ko) 2002-08-29 2002-08-29 고압전원장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7088597B2 (ko)
EP (1) EP1394927B1 (ko)
KR (1) KR100491599B1 (ko)
CN (1) CN1282296C (ko)
DE (1) DE60313407T2 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100467594B1 (ko) * 2002-07-23 2005-01-24 삼성전자주식회사 전자기기 상의 파워 서플라이 제어방법 및 장치
KR100574057B1 (ko) * 2004-11-04 2006-04-27 삼성전자주식회사 고압전원장치 및 고압전원 제어방법
KR100605260B1 (ko) * 2005-07-15 2006-07-31 삼성전자주식회사 Ａｃ 고전압 측정장치
KR100740355B1 (ko) * 2005-08-01 2007-07-16 모노리틱 파워 시스템즈 전력 스위칭 디바이스를 위한 분리형 게이트 구동기 회로
KR100708480B1 (ko) * 2005-10-20 2007-04-18 삼성전자주식회사 고압전원장치 및 그 고압전원 제어방법
US7821798B2 (en) * 2007-03-16 2010-10-26 Samsung Electronics Co. Ltd High voltage power supply
KR101265267B1 (ko) * 2007-04-24 2013-05-16 삼성전자주식회사 고압 전원장치
CN101340157B (zh) * 2007-07-04 2010-09-29 群康科技(深圳)有限公司 电源电路
CN103119841B (zh) * 2010-07-26 2016-09-14 X射线光学系统公司 用于高级电子应用及其x射线分析仪应用的紧凑型低噪音电源
TWI451571B (zh) * 2012-05-18 2014-09-01 Leadtrend Tech Corp 超高壓元件與操作超高壓元件的方法
TWI458246B (zh) * 2012-06-19 2014-10-21 Wistron Corp 電源轉接器
CN105071669A (zh) * 2015-07-17 2015-11-18 苏州华电电气股份有限公司 一种并联式直流高压发生器
CN107742970A (zh) * 2017-10-11 2018-02-27 湖北久之洋红外系统股份有限公司 一种Si‑APD偏压电路
US10872753B2 (en) * 2018-07-25 2020-12-22 Agilent Technologies, Inc. Precision high voltage power supply utilizing feedback through return side output
CN116232257B (zh) * 2023-03-15 2024-03-08 陕西炬脉瑞丰科技有限公司 高压波形放大系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930006320U (ko) * 1991-09-19 1993-04-23 김인준 집진용 고압 발생회로
KR19990012800U (ko) * 1997-09-13 1999-04-15 전주범 다중안전방식 과전류차단회로
JP2000326589A (ja) * 1999-05-24 2000-11-28 Canon Inc 電源制御装置及び画像形成装置
KR20010058420A (ko) * 1999-12-13 2001-07-06 구자홍 스위칭모드전원장치의 대기전력 저감장치

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2712302A1 (de) 1977-03-21 1978-09-28 Siemens Ag Netzgeraet fuer die stromversorgung von elektrischen geraeten und anlagen
JPS5444720A (en) 1977-09-16 1979-04-09 Nec Corp Dc voltage converter circuit
JPS5490523A (en) 1977-12-28 1979-07-18 Nec Corp Transistorized protective circuit
DE3068361D1 (en) * 1979-10-04 1984-08-02 Ici Plc A d.c. to d.c. converter
US4868729A (en) * 1982-02-16 1989-09-19 Canon Kabushiki Kaisha Power supply unit
US4616300A (en) * 1982-12-17 1986-10-07 Keltron Corporation Method of and apparatus for efficient high voltage generation by resonant fly back
FR2610149B1 (fr) 1987-01-22 1989-04-07 Telecommunications Sa Convertisseur continu-continu a rendement eleve a faible charge
US4829259A (en) * 1987-12-02 1989-05-09 Zenith Electronics Corporation Constant current source and battery charger
US4888821A (en) * 1988-12-09 1989-12-19 Honeywell Inc. Synchronization circuit for a resonant flyback high voltage supply
US4975820A (en) * 1989-09-01 1990-12-04 National Semiconductor Corporation Adaptive compensating ramp generator for current-mode DC/DC converters
US5278746A (en) * 1991-08-12 1994-01-11 Murata Mfg. Co., Ltd. High voltage generator
US5305192A (en) * 1991-11-01 1994-04-19 Linear Technology Corporation Switching regulator circuit using magnetic flux-sensing
US5619403A (en) * 1992-07-24 1997-04-08 Canon Kabushiki Kaisha Multi-output power supply apparatus
US5336985A (en) * 1992-11-09 1994-08-09 Compaq Computer Corp. Tapped inductor slave regulating circuit
JP2784136B2 (ja) 1993-10-19 1998-08-06 浜松ホトニクス株式会社 スイッチング電源の過負荷・短絡保護回路
US5672988A (en) * 1994-04-15 1997-09-30 Linear Technology Corporation High-speed switching regulator drive circuit
US5486992A (en) * 1995-01-09 1996-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High voltage direct current power supply with feedback control and circuit protection
US5600234A (en) * 1995-03-01 1997-02-04 Texas Instruments Incorporated Switch mode power converter and method
US5528125A (en) * 1995-04-05 1996-06-18 Texas Instruments Incorporated Buck-boost switch mode power supply with burst topology
US5783930A (en) * 1996-02-16 1998-07-21 Black & Decker Inc. Self-oscillating buck mode battery charger
US5754414A (en) * 1996-02-23 1998-05-19 Hanington; Gary J. Self-compensating switching power converter
JPH09288897A (ja) * 1996-04-19 1997-11-04 Sony Corp 電圧供給回路
US5808455A (en) * 1996-11-13 1998-09-15 Micro Linear Corporation DC-to-DC converter having hysteretic current limiting
GB2320342A (en) 1996-12-14 1998-06-17 Jonathan Hugh Lambert Copus Voltage supply circuit with stabilised output control
ATE243384T1 (de) * 1996-12-18 2003-07-15 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Elektronisches schaltnetzteil
FI970871A (fi) 1997-02-28 1998-08-29 Nokia Telecommunications Oy Hakkuriteholähde
US6055168A (en) * 1998-03-04 2000-04-25 National Semiconductor Corporation Capacitor DC-DC converter with PFM and gain hopping
US5926383A (en) * 1998-03-20 1999-07-20 Lucent Technologies Inc. Integrated protection circuit for a power converter and method of operation thereof
US6147883A (en) * 1998-11-16 2000-11-14 Power Integrations, Inc. Output feedback and under-voltage detection
JP2001078439A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Murata Mfg Co Ltd スイッチング電源装置
US6462971B1 (en) * 1999-09-24 2002-10-08 Power Integrations, Inc. Method and apparatus providing a multi-function terminal for a power supply controller
US6188588B1 (en) * 1999-10-07 2001-02-13 International Business Machine Corporation Switching controller and method for operating a flyback converter in a critically continuous conduction mode
DE10057439A1 (de) 2000-11-20 2002-05-23 Nokia Mobile Phones Ltd Spannungsregler für eine gepulste Last, insbesondere für einen Mobiltelefon- oder Telematik-Sender
US6760238B2 (en) * 2002-10-24 2004-07-06 Bc Systems, Inc Apparatus and method for DC/DC converter having high speed and accuracy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930006320U (ko) * 1991-09-19 1993-04-23 김인준 집진용 고압 발생회로
KR19990012800U (ko) * 1997-09-13 1999-04-15 전주범 다중안전방식 과전류차단회로
JP2000326589A (ja) * 1999-05-24 2000-11-28 Canon Inc 電源制御装置及び画像形成装置
KR20010058420A (ko) * 1999-12-13 2001-07-06 구자홍 스위칭모드전원장치의 대기전력 저감장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP1394927A3 (en) 2005-03-09
EP1394927A2 (en) 2004-03-03
US20040051386A1 (en) 2004-03-18
DE60313407D1 (de) 2007-06-06
KR20040020149A (ko) 2004-03-09
DE60313407T2 (de) 2008-01-10
EP1394927B1 (en) 2007-04-25
US7088597B2 (en) 2006-08-08
CN1282296C (zh) 2006-10-25
CN1495991A (zh) 2004-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100491599B1 (ko) 고압전원장치
JP4062307B2 (ja) コンバータ
US8503197B2 (en) Power supply apparatus and image forming apparatus
US7525819B2 (en) Switching mode power supply and method for generating a bias voltage
JP3691500B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH0442771A (ja) 高効率型ｄｃ／ｄｃコンバータ
CN110401347B (zh) 直流电源装置
US7176638B2 (en) Discharge lamp lighting circuit
KR20010111459A (ko) 전원장치 및 이를 이용한 전자기기 및 전원장치의 출력단락 보호 방법
JPH11168883A (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータ
CN112787514A (zh) 在基于模拟控制器的功率转换器中减少静态功耗的方案
EP1275195B1 (en) On chip current source
JP2011030391A (ja) 電源供給装置
JP3003437B2 (ja) 電圧変換装置
JP2914378B1 (ja) スイッチング電源装置
KR100856901B1 (ko) 펄스 폭 변조 신호 발생 장치를 위한 디지털 소프트스타트 회로 및 이를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이
WO2007054886A2 (en) Boost converter for power factor correction
JPH07264866A (ja) Ａｃ−ｄｃコンバータ
JP7545370B2 (ja) 電源装置
JP2004519190A (ja) スイッチング電源
KR100958181B1 (ko) 직류전원 컨버터의 보조전원제어장치
JP4688559B2 (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータ及びこれを備えた電子機器
JP3397996B2 (ja) 電源回路
JP2577773Y2 (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP2000333448A (ja) スイッチング電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130429

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140429

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150429

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160428

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180510

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190430

Year of fee payment: 15