KR100597881B1 - 전원 회로 - Google Patents

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KR100597881B1
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미츠루 사토
에이지 쿠로다
히로노부 시로야마
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후지 덴키 홀딩스 가부시키가이샤
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Abstract

부하가 작을 때의 역률을 개선하고, 외부 설치 부품을 이용할 필요 없이, 출력상태의 변화에 신속하게 대응할 수 있는 기동회로 및 피드 백 신호의 쇼트 검출기능을 갖는 전원회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
오차증폭기(2)의 출력을 감시하고 부하가 작을 때에 오프셋 조정전류를 생성하는 오프셋 조정전류 생성용 비교기(11)를 구비하고, 승산기(3) 출력신호와 교류라인 전류 신호를 비교하여 리셋 신호를 생성하는 센스 전류 비교기(4)를, 생성된 오프셋 조정전류 IOS 입력에 의해 입력 오프셋 전압을 마이너스쪽으로 조정하여 부하가 작을 때의 출력특성을 보정하고, 역률을 개선하였다. 또한, 제로 교차 입력신호를 직접 감시하는 타이머(10)를 구비하고, 출력상태의 변화에 신속하게 대응할 수 있는 내장된 기동회로를 구성하였다. 더욱이 피드 백 신호를 직접 감시하는 쇼트 검출용 비교기(12)를 구비하여, 외부 설치 부품이 불필요하게 하였다.

Description

전원 회로 {POWER SUPPLY CIRCUIT}
도 1은, 본 발명을 적용한 역률제어회로의 구성을 나타내는 기능 블록도이다.
도 2는, 센스 전류비교기의 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은, 센스 전류비교기의 오프셋 조정시의 입출력 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 오프셋 조정전류 생성용 비교기의 예를 나타내는 회로도이다.
도 5는, 오프셋 조정전류 생성용 비교기의 입출력 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은, 자려형 전원회로의 구성 예를 나타내는 회로도이다.
* 부호 설명 *
1 역률제어회로 2 오차증폭기
3 승산기 4 센스 전류비교기
5 RS 플립플롭 6 OR 게이트
7 AND 게이트 8 구동부
9 제로 교차 입력용 비교기 10 타이머
11 오프셋 조정전류 생성용 비교기
12 쇼트 검출용 비교기 13 기준 전압부
본 발명은 전원회로에 관한것으로, 특히 자여(self-excitation)형 전원회로의 역률개선 제어용 집적회로에 적용되는 전원회로에 관한 것이다.
전파(全波)정류된 교류 입력전압을 스위칭하여 소정의 직류전압을 얻는 전원회로에는, 역률 제어회로가 이용되고 있다. 이 역률제어회로는, 직류 출력전압을 검출한 피드 백 신호를 입력하는 오차증폭기와, 이 오차증폭기의 출력과 상업용 전원을 전파정류한 교류 입력전압을 입력하는 승산기와, 이 승산기의 출력과 교류라인 전류를 비교하는 센스 전류 비교기와, 교류 입력전압을 받는 트랜스와 직류 전압전류를 생성하는 정류 평활회로 사이에 설치된 스위칭 소자를 제어하는 RS 플립플롭으로 구성되어, 전파정류된 교류 입력전압에 대해 교류라인 전류의 평균을 사인(sine)파로 유지함과 동시에 교류 입력전압과 동일한 위상(phase)으로 유지되도록 제어함으로써 역률개선을 행하는 것이다.
이러한 역률 제어회로에 있어, 우선 스위칭 소자가 ON 하면, 전파정류된 교류라인 전류가 스위칭 소자를 통해 그라운드로 흐르고, 그 때의 전류 에너지는 트랜스에 축적된다. 한편, 승산기에서는 교류 입력전압을 입력하여, 교류라인 전류의 평균을 만들어 내는데에 필요한 교류 입력전압에 비례한 피크 전류치를 결정하고, 센스 전류 비교기가 결정된 피크 전류치와 교류라인 전류를 비교한다. 센스 전류비교기는, 교류라인 전류가 증가해 가고 승산기에 의해 결정된 피크 값과 동등하게 된 경우에 리셋 신호를 발생하여, RS 플립플롭을 리셋하고, 스위칭 소자를 OFF시킨다. 스위칭 소자의 OFF에 의해, 트랜스에 축적된 전류 에너지가 출력측의 정류평활회로로 공급된다. 스위칭 소자가 OFF로 되는 기간에서는, 트랜스의 2차측으로부터의 신호가 하이 레벨(high level)로 되기 때문에, 그 신호에 의해 RS 플립플롭을 세트하고, 스위칭 소자를 ON시킨다. 이 RS 플립플롭의 리셋 및 세트를 반복함으로써, 출력측의 정류평활회로로 전류를 공급한다.
스위칭 소자가 ON된 때의 교류라인 전류는, 그 피크값이 교류 입력전압에 비례한 값으로 제한되어 내려가기 때문에, 교류라인 전류의 평균이 교류 입력전압의 사인파와 서로 비슷한 파형으로 유지된다.
또한, 전원회로는, 그 시동시 또는 재기동시에 기동될 수 있도록 기동회로가 필요하다. 종래 전원회로에서는, 외부에 설치하는 외부 발진기에 의한 기동회로를 이용하는 것이 일반적이었지만, 외부 발진기를 이용하면 외부 설치 부품이 필요하게 되고, 비용이 증가하기 때문에, 기동회로를 내장시키는 것을 제안하고 있다. 이내장형 기동회로를 구비한 전원회로로서, 예컨대 일본 특허 공개 평성 6-86555호 공보가 공지되어 있다.
더욱이, 종래 전원회로에서는 직류 출력전압을 저항 분할한 신호를 피드 백 신호로서 사용하고, 이 피드 백 신호가 작은 경우, 직류 출력전압이 증가하는 방향으로 제어하고, 반대로, 피드 백 신호가 큰 경우, 직류 출력전압이 감소하는 방향으로 제어하고 있다. 전원회로는, 이러한 원리로 동작하고 있기 때문에, 직류 출력전압을 검출하는 분할 저항이 파손되는 등의 이상이 발생하고 피드 백 신호 입력이 쇼트되어 버린 경우에, 직류 출력전압이 증가하는 방향으로만 제어함으로써, 위험한 상태가 된다. 이러한 위험한 상태를 방지하기 위해, 종래는 외부 설치의 비교기로 피드 백 신호를 감시하고, 피드 백 신호가 소정의 값보다 작아지면, 승산기에 입력되는 오차증폭기의 출력을 강제적으로 0으로 되도록 한다. 이로써, 승산기로부터 출력되는 피크 값은 굉장히 작아지게 되고, 결과적으로 RS 플립플롭을 리셋하고, 스위칭 소자를 OFF되도록 한다.
역률제어를 행하는 전원회로에 있어, 교류 입력전압은 전파정류된 사인파이기 때문에 파형의 골사이의 부분에서 전압은 거의 0으로 되고, 따라서, 이 때 전원회로의 교류라인 전류는 당연히 0으로 되어야 한다. 하지만 종래 전원회로에서는 승산기의 출력 오프셋 전압이나 센스 전류 비교기의 입력 오프셋 전압에 의해, 센스 전류 비교기로부터 다소의 전류가 출력되어 버려, 입력전압과 동일한 0으로 될 수가 없다는 문제점이 있었다. 특히 부하가 작을 때의 경우에는, 평균전류의 사인파의 피크 값이 작기 때문에 사인파의 골사이에서 출력되어 버려 0으로 될 수 없는 전류값이 문제가 되고, 역률을 악화시키는 원인이 되고 있다.
또한, 기동회로를 내장한 종래의 전원회로에서는, 외부 스위칭 소자의 구동상태를 기억하는 RS 플립플롭 출력을 타이머 회로가 감시하고 있고, 리셋 상태에 있는 RS 플립플롭 출력이 소정시간 이상 경과하면, RS 플립플롭을 세트 상태로 하고 재기동하도록 되어 있지만, 타이머 회로 동작이 전원회로의 출력 변화에 대해 늦어 버리는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 전원회로에서는, 외부 설치 부품으로 피드 백 신호의 쇼트를 검출하고 전원회로의 동작을 정지하는 구성으로 되어 있기 때문에, 자려형 전원회로의 비용이 비싸지는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 부하가 작을 때의 역률을 개선한 전원회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 시동 또는 재기동에 관하여, 외부 설치 부품을 필요로 하지 않으며 출력상태의 변화에 신속히 대응할 수 있는 기동회로를 갖는 전원회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 피드 백 신호의 쇼트 검출용의 회로에 관하여, 외부 부품수를 줄일 수 있는 전원회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 상기 문제를 해결하기 위해, 전파정류된 교류 입력전압을 스위칭하고 소정의 직류 전압을 얻는 전원회로에 있어, 부하가 작을 때에 오프셋 조정전류를 생성하는 오프셋 조정전류 생성수단과, 교류 입력전압에 비례한 신호와 교류라인 전류 신호와 비교하여 리셋 신호를 생성함과 동시에, 오프셋 조정전류 생성수단에 의해 생성된 오프셋 조정전류를 입력함으로써 오프셋을 취소하는 쪽으로 조정가능한 센스 전류비교기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전원회로를 제공한다.
이러한 전원회로에 의하면, 부하가 작을 때에 오프셋 조정전류 생성수단에 의해 생성된 오프셋 조정전류를 센스 전류비교기에 주입하고 센스 전류비교기의 입력 오프셋 전압을 취소하도록 하는 오프셋을 센스 전류비교기에게 부담하도록 하였다. 이로 인해, 부하가 작을 때의 출력특성이 보정되고, 역률을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 제로 교차(zero cross) 신호를 감시하고 제로 교차 입력신호가 소정 시간동안 없는 경우에 시동 및 재기동 신호를 발생하는 타이머와, 외부 스위칭 소자를 구동하기 위한 ON·OFF 신호를 출력하는 RS 플립플롭 출력에 설치되어 타이머의 시동 및 재기동 신호와의 논리합 신호를 출력하는 논리합 게이트를 구비하도록 하였다. 이로써, 외부 설치 부품을 필요로 하지 않고, 또한 출력상태의 변화에 신속하게 대응할 수 있는 기동회로를 구비한 전원회로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피드 백 신호 입력을 감시하고 상기 피드 백 신호가 소정치 이하로 된 경우에 쇼트 검출신호를 출력하는 쇼트 검출회로와, 상기 쇼트 검출신호를 받아 외부 스위칭 소자를 구동하기 위한 ON·OFF 신호를 차단하는 논리곱 게이트를 구비하도록 하였다. 이로써, 외부 부품에 의한 쇼트 검출회로가 필요하지 않는 전원회로를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 역률제어회로에 적용한 경우를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명을 적용한 역률제어회로의 구성을 나타내는 기능 블록도이다. 이 역률 제어회로(1)는, 각 기능을 일체로 한 집적회로에 의해 구성되고, 전원 전압 입력용 VCC 단자, 그라운드 접속용 GND 단자, 교류 입력전압에 비례한 전압 입력용 MUL 단자, 피드 백 신호 입력용 FB 단자, 오차신호 출력용 COMP 단자, 센스 전류신호 입력용 IS 단자, 제로 교차 신호 입력용 ZCD 단자, 및 출력용 DO 단자를 가지고 있다.
역률 제어회로(1)는, 비반전 입력에 기준 전압 VREF를 받고, 반전 입력에 FB 단자가 접속된 오차증폭기(2)를 가지고 있다. 이 오차증폭기(2)의 출력은, COMP 단자 및 승산기(3)의 제 1 입력에 접속되어 있다. 승산기(3)의 제 2 입력은 MUL 단자에 접속되고, 출력은 센스 전류비교기(4)의 반전입력에 접속되어 있다. 센스 전류비교기(4)의 비반전 입력은 IS 단자에 접속되고, 출력은 RS 플립플롭(5)의 리셋 입력에 접속되어 있다. RS 플립플롭(5)의 출력은, OR 게이트(6)의 제 1 입력에 접속되고, 이 OR 게이트(6)의 출력은 AND 게이트(7)의 제 1 입력에 접속되어 있다. AND 게이트(7)의 출력은, 구동부(8) 입력에 접속되고, 이 구동부(8)의 출력은, 이 역률 제어회로(1)의 출력인 DO 단자에 접속되어 있다.
역률 제어회로(1)는, 비반전 입력에 ZCD 단자가 접속되고, 반전 입력에 기준전압 VZCD를 받는 제로 교차 입력용 비교기(9)를 가지고 있다. 이 제로 교차 입력용 비교기(9)의 출력은, RS 플립플롭(5)의 세트 입력과 타이머(10)의 입력에 접속되어 있다. 타이머(10)의 출력은, OR 게이트(6)의 제 2 입력에 접속되어 있다. 역률 제어회로(1)는, 또한 오프셋 조정전류 생성용 비교기(11) 및 쇼트 검출용 비교기(12)를 가지고 있다. 오프셋 조정전류 생성용 비교기(11)는, 기준전압 VOS를 받는 비반전 입력, 오차증폭기(2)의 출력이 접속된 반전입력 및 센스 전류비교기(4)의 오프셋 조정전류 입력용의 IOS 단자로 접속된 출력을 가지고 있다. 쇼트 검출용 비교기(12)는, 기준전압 VSP를 받는 반전입력, FB 단자에 접속된 비반전 입력 및 AND 게이트(7)의 제 2 입력에 접속된 출력을 가지고 있다. 또한 역률 제어회로(1)는, VCC 단자에 받는 전원전압으로부터 기준전압 VREF, VZCD, VOS, VSP를 출력하는 기준전압부(13)를 가지고 있다.
상기와 같은 구성의 역률 제어회로(1)에 의하면, 시동시 ZCD 단자에는 제로 교차 신호 입력은 없고, 따라서 제로 교차 입력용 비교기(9)의 출력은 로우 레벨(low level)이다. 이 시점으로부터 타이머(10)가 기동하고, 점증하는 출력신호를 출력한다. 이 타이머(10)의 출력신호가, OR 게이트(6)의 동작 문턱 값(threshold value)을 넘으면, OR 게이트(6)는 하이 레벨(high level) 신호를 출력한다. 역률 제어회로(1)의 시동 직후에는, FB 단자로 피드 백 신호가 입력되어 있기 때문에, 쇼트 검출용 비교기(2)는 하이 레벨 신호를 출력하고 있다. 이로써, AND 게이트(7)의 출력은 하이 레벨 신호를 출력하고, 구동부(8)는 스위칭 소자 구동용의 시동신호를 출력하고, 스위칭 소자를 ON으로 한다.
스위칭 소자가 ON으로 되어 교류라인 전류가 흐르면, IS 단자의 교류라인 전류에 비례한 전압신호가 높아져 간다. 이 전압신호가 승산기(3)로부터의 피크 전압치와 동등하게 되면, 센스 전류비교기(4)는, 리셋 신호를 출력하고, 스위칭 소자를 OFF로 한다. 이하, 이를 반복한다.
이와 같이, 타이머(10)는 역률 제어회로(1)의 출력을 직접 감시하고, 출력이 일정시간 OFF인 경우에, 출력을 ON으로 할 수 있다. 이로써, 외부 기동회로를 필 요로 하지 않고, 또한 출력상태의 변화에 신속하게 대응할 수 있는 기동회로를 구성할 수 있다.
다음으로, 센스 전류비교기(4) 및 오프셋 조정전류 생성용 비교기(11)를 상세하게 설명한다.
도 2는, 센스 전류비교기의 예를 나타내는 회로도, 도 3은 센스 전류비교기의 오프셋 조정시의 입출력 특성을 나타내는 도면이다.
센스 전류비교기(4)는, 차동입력단을 구성하는 4개의 트랜지스터(21~24) 및 전류원(25)과, 소스 팔로우 레벨 시프터(source-follower level shifter)를 구성하는 트랜지스터 (26, 28) 및 전류원(27, 29)과, 출력 버퍼를 구성하는 트랜지스터(30, 32) 및 전류원(31, 33)을 구비하고 있다.
반전입력측의 트랜지스터(22)의 능동부하에는, 오프셋 조정전류 입력용 IOS 단자가 설치되고, 이로써, 센스 전류 비교기(4)는, 오프셋 조정전류를 주입함으로써 오프셋 조정이 가능한 비교기를 구성하고 있다.
입력부의 트랜지스터(26, 28)로 이루어진 소스 팔로우 레벨 시프터는, 그라운드 레벨까지 입력범위를 넓히기 위한 것으로, 이로써, 센스 전류 비교기(4)의 반전입력은 IS 단자의 센스 전류의 입력을 그라운드 레벨로부터 검출하도록 하고 있다. 따라서, 센스 전류 비교기(4)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 오프셋 조정전류 IOS가 입력되지 않은 때에는, 반전입력이 0인 때를 경계로 출력이 반전하지만, 오프셋 조정전류 IOS의 입력이 증가함에 따라, 입력 오프셋 전압이 마이너스쪽으로 증가하는 특성이 된다.
도 4는, 오프셋 조정전류 생성용 비교기의 예를 나타내는 회로도, 도 5는 오프셋 조정전류 생성용 비교기의 입출력 특성을 나타내는 도면이다.
오프셋 조정전류 생성용 비교기(11)는, 차동입력단을 구성하는 트랜지스터(41~44) 및 전류원(45)과, 반전입력측의 능동부하와 커런트 미러(current mirror)회로를 구성하는 트랜지스터(46)와, 출력단의 커런트 미러를 구성하는 트랜지스터(47, 48)를 구비하고 있다. 비반전입력에는, 기준전압 VOS(= 0.5 볼트)를 받고, 반전입력에는 오차증폭기(2)의 출력인 COMP 단자 전압 VCOMP를 받는다.
이 오프셋 조정전류 생성용 비교기(11)는, 차동단의 능동부하를 다이오드 접속한 트랜지스터(44)로 구성하고, 이 다이오드 접속한 능동부하를 커런트 미러회로에서 되돌아 오는 것으로 소스 전류를 공급하는 구성으로 함으로써, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전압 VCOMP가 1.5 볼트 이상에서는, 오프셋 조정전류 IOS는 출력되지 않고, 1.5 볼트 이하가 되는 부하가 작은 상태에 있어 오프셋 조정전류 IOS를 출력하는 입출력 특성이 된다.
다음으로, 역률제어회로(1)의 부하가 작은 때의 동작에 대해 설명한다.
부하가 작은 때에는, FB 단자로 입력되는 피드 백 신호 값이 크게 되기 때문에, 오차증폭기(2)의 출력 레벨이 내려가고, COMP 단자의 전압 VCOMP는 거의 0까지 감소한다. 이 COMP 단자의 전압 VCOMP를 감시하고 있는 오프셋 조정전류 생성용 비교기(11)는, 도 5의 입출력 특성으로부터, COMP 단자의 전압 VCOMP가 1.5 볼트 이하인 때를 부하가 작은 상태로 판정하고, COMP 단자의 전압 VCOMP에 따른 오프셋 조정전류를 생성한다.
센스 전류 비교기(4)는, 그 IOS입력에 오프셋 조정전류 IOS를 주입함으로써 오프셋을 조정할 수 있다. 도 3의 입출력 특성으로부터 알 수 있듯이, 센스 전류비교기(4)는, 그 IOS 입력에 주입하는 오프셋 조정전류 IOS를 16㎂로 하면 입력 오프셋 전압이 -100mV가 된다. 이 값은, 승산기(3)의 출력 오프셋 전압의 최악값과 센스 전류 비교기(4)의 입력 오프셋 전압의 최악값을 더한 값이 100mV 정도인 것으로부터 결정되었다. 여기에서, 승산기(3)의 출력 오프셋 전압을 취소하지 않고 센스 전류 비교기(4)의 입력 오프셋 전압만을 조정하는 것은, 승산기(3)의 출력 오프셋 전압이 센스 전류 비교기(4)에 입력되어 있기 때문에, 결과적으로 전류 비교기(4)의 입력 오프셋 전압의 변화로서 나타나는 것에 의한다.
이와 같이, 부하가 작은 때에 최대 16㎂의 오프셋 조정전류 IOS를 센스 전류 비교기(4)로 입력하고, 그 입력 오프셋을 100mV로 조정하는 것으로, 부하가 작은 때에 입력전압이 0인 때에 출력전압을 0으로 할 수 있고, 역률을 개선할 수 있다.
또한, 이 역률제어회로(1)에서는, FB 단자에 공급되는 피드 백 신호를 감시하는 쇼트 검출용 비교기(12)를 구비하고 있다. 이 쇼트 검출용 비교기(12)는, 그 반전 입력에 쇼트 검출전압으로서 약 0.3 볼트의 기준 전압 VSP를 받고 있고, 직류 출력전압이 소정의 전압을 출력하고 있어 피드 백 신호가 쇼트 검출전압보다 높은 때에는, 하이 레벨 신호를 출력하고, 직류 출력전압을 검출하는 분할 저항의 쇼트 사고 등에서 피드 백 신호가 쇼트 검출 전압보다 낮은 때에는, 로우 레벨의 쇼트 방지 신호를 출력한다. 쇼트 검출용 비교기(12)가 쇼트 방지 신호를 출력한 경우에는 AND 게이트(7)의 출력이 로우 레벨의 신호가 되고, 구동부(8)로의 입력을 차단할 수 있다.
이어서, 상기와 같은 구성의 역률제어회로(1)의 자려형 전원회로에의 응용 예에 대해 설명한다.
도 6은, 자려형 전원회로의 구성 예를 도시한 도면이다.
자려형 전원회로는, 상업용 전원을 전파정류하는 전파정류기(51)를 보유하고, 이 출력은, 트랜스(52)의 1차 권선의 일단에 접속된다. 이 트랜스(52)의 1차 권선의 타단은, 다이오드(53) 및 콘덴서(54)로 이루어지는 정류평활회로를 통하여 직류 출력전압을 출력하는 출력단자(55)에 접속되어 있다. 트랜스(52)의 1차권선의 타단은, 또한 스위칭 소자로하는 출력 트랜지스터(56)의 드레인에 접속되어 있다. 출력 트랜지스터(56)의 소스는, 전류검출 저항(57)을 통하여 그라운드로 접속되고, 게이트는 역률제어회로(1)의 DO 단자에 접속되어 있다. 출력 트랜지스터(56)의 소스와 전류검출 저항(57)과의 공통 접속점은 역률제어회로(1)의 IS 단자에 접속되어 있다.
전파정류기(51)의 출력과 그라운드와의 사이에는, 저항(58, 59)으로 이루어지는 분할 저항으로 접속되고, 그 분할 저항의 출력은 역률제어회로(1)의 MUL 단자에 접속되어 있다. 전파정류기(51)의 출력은, 저항(60) 및 콘덴서(61)를 통하여 그라운드로 접속되고, 이들의 공통접속점은 역률제어회로(1)의 VCC 단자로 접속되어 있다. 저항(60)과 콘덴서(61)와의 공통접속점은, 또한 역류방지용 다이오드(62)를 통하여 트랜지스터(52)의 2차 권선의 일단에 접속되고, 이 트랜스(52)의 2차 권선의 타단은 그라운드에 접속되어 있다. 트랜스(52)의 2차 권선의 일단은, 또한 역률제어회로(1)의 ZCD 단자에 접속되어 있다.
출력단자(55)와 그라운드와의 사이에는, 저항(63, 64)으로 이루어진 분할 저항에 접속되고, 그 분할저항의 출력은 역률제어회로(1)의 FB 단자에 접속되어 있다. 그리고, 역률제어회로(1)의 COMP 단자는 콘덴서(65)로 접속되고, GND 단자는 그라운드에 접속되어 있다.
여기에서, 상업용 전원을 투입하면, 역률제어회로(1)의 타이머(10)가 시동되고, 소정 시간후에 구동신호를 출력하여 출력 트랜지스터(56)를 ON시킨다. 이로 인해 전파정류된 교류라인 전류가 출력 트랜지스터(56)를 통하여 그라운드로 흐르고, 이 때의 전류 에너지는 트랜스(52)에 축적된다. 센스 전류비교기(4)는, 전류 검출저항(57)에 의해 검출된 교류라인 전류와 승산기(3)로부터의 교류입력 전압에 비례한 피크 전류값을 비교하여, 교류라인 전류가 교류입력 전압에 비례한 피크 전류값과 동등하게 되면, RS 플립플롭(5)이 리셋되고, 출력 트랜지스터(56)를 OFF 시킨다.
출력 트랜지스터(56)가 OFF됨으로써, 트랜스(52)로 축적된 전류 에너지가 다이오드(53)를 통하여 콘덴서(54)로 공급된다. 출력 트랜지스터(56)가 OFF시, 트랜스(52)의 2차 권선으로부터의 제로 교차 신호가 하이 레벨로 되고, 이것이 기준전압 VZCD를 초과하면, RS 플립플롭(5)이 세트되고, 출력 트랜지스터(56)를 0N시킨다. 이 출력 트랜지스터(56)의 ON·OFF를 반복함으로써, 콘덴서(54)에 의해 평활된 직류출력전압이 출력단자(55)로부터 출력된다.
이 자려형 전원회로가 부하가 작은 상태로 되면, 저항(63, 64)에 의해 검출된 직류 출력전압의 피드 백 신호가 높아 진다. 이로써, 오차증폭기(2)의 출력전압이 낮아지고, 콘덴서(65)의 단자전압이 1.5 볼트 이하로 되면, 오프셋 조정전류 생성용 비교기(11)는 오프셋 조정전류를 센스 전류 비교기(4)로 주입하여 입력 오프셋 전압을 마이너스쪽으로 시프트되도록 조정하고, 오프셋 조정전류 생성용 비교기(11)의 입력 오프셋 전압을 취소함으로써, 부하가 작은 때의 역률을 향상시킬 수 있다.
또한, FB 단자로 입력되는 피드 백 신호를 쇼트 검출용 비교기(12)로 감시하고, 피드 백 신호의 전압이 쇼트 검출전압의 약 0.3 볼트 이하로 저하되면, 쇼트 검출용 비교기(12)는 FB 단자의 입력은 쇼트 상태에 있다고 판단하고, 출력 트랜지스터(56)를 강제적으로 OFF하도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 부하가 작은 때에 센스 전류비교기를 마이너스쪽으로 오프셋 조정할 수 있도록 구성하였다. 이로써, 부하가 작은 때에 있어, 센스 전류비교기의 플러스쪽의 입력 오프셋 전압이 취소되고, 부하가 작은 때의 역률을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 제로 교차 입력신호를 내장된 타이머로 감시하고, 출력이 일정시간 OFF로 되어 있어 제로 교차 입력신호가 로우 레벨인 경우에, 출력 트랜지스터를 ON으로 하도록 구성하였다. 이로써, 기동용의 외부 설치 부품이 필요하지 않고, 또한 출력상태의 변화에 신속하게 대응할 수 있는 전원회로의 기동회로로 할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는, 직류 출력전압의 피드 백 신호를 감시하는 쇼트 검출용 비교기를 구비함으로써, 외부에 쇼트 검출회로가 불필요하게 되어, 외부 부품을 저감할 수 있다.

Claims (9)

  1. 전파정류된 교류 입력전압을 스위칭하여 소정의 직류전압을 얻는 전원회로로서,
    작은 부하시에 오프셋 조정전류를 생성하는 오프셋 조정전류 생성수단과,
    상기 교류 입력전압에 비례한 신호와 교류라인 전류의 신호를 비교하여 리셋 신호를 생성함과 동시에, 상기 오프셋 조정전류 생성수단에 의해 생성된 상기 오프셋 조정전류를 입력함으로써 입력 오프셋 전압을 취소하는 쪽으로 조정할 수 있는 센스 전류비교기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전원회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원회로를 전파정류된 교류 입력전압에 대하여, 교류라인 전류의 평균을 사인파로 유지함과 동시에, 교류 입력전압과 동일한 위상으로 유지하는 역률 제어회로에 적용하는 것을 특징으로 하는 전원회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 오프셋 조정전류 생성수단은, 직류 출력전압에 비례한 피드 백 신호를 증폭하는 오차증폭기의 출력신호를 감시하고, 상기 오차증폭기의 출력신호가 소정치 이하가 되는 작은 부하시에 상기 오프셋 조정전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 전원회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오프셋 조정전류 생성수단은, 다이오드 접속의 능동부하를 가진 차동입력회로와,
    상기 차동입력회로의 반전입력이 소정의 기준전압을 받는 비반전입력보다 낮은 경우에 상기 반전입력측의 상기 능동부하로부터 상기 오프셋 조정전류를 출력하는 커런트 미러회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전원회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센스 전류비교기는, 차동입력회로와 출력버퍼회로를 구비하고, 상기 차동입력회로의 반전입력측의 능동부하와 상기 출력버퍼회로의 접속점에 상기 오프셋 조정전류를 공급하는 입력단자를 가지는 것을 특징으로 하는 전원회로.
  6. 제 2 항에 있어서,
    제로 교차 입력신호를 감시하고 상기 제로 교차 입력신호가 소정 시간동안 없는 경우에 시동 및 재기동 신호를 발생하는 타이머와,
    외부 스위칭 소자를 구동하기 위한 ON·OFF 신호를 출력하는 RS 플립플롭의 출력에 설치되어 상기 타이머의 시동 및 재기동 신호와의 논리합 신호를 출력하는 논리합 게이트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전원회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    피드 백 신호 입력을 감시하고 상기 피드 백 신호가 소정치 이하로 된 경우에 쇼트 검출신호를 출력하는 쇼트 검출회로와,
    상기 쇼트 검출신호를 받아 외부 스위칭 소자를 구동하기 위한 ON·OFF 신호를 차단하는 논리곱 게이트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전원회로.
  8. 전파정류된 교류 입력전압을 스위칭하여 소정의 직류전압을 얻는 전원회로로서,
    작은 부하시에 오프셋 조정전류를 생성하는 오프셋 조정전류 생성수단과,
    상기 교류 입력전압에 비례한 신호와 교류라인 전류의 신호를 비교하여 리셋 신호를 생성함과 동시에, 상기 오프셋 조정전류 생성수단에 의해 생성된 상기 오프셋 조정전류를 입력함으로써 입력 오프셋 전압을 취소하는 쪽으로 조정가능한 센스 전류비교기와,
    제로 교차 입력신호를 감시하고 상기 제로 교차 입력신호가 소정 시간동안 없는 경우에 시동 및 재기동 신호를 발생하는 타이머와,
    외부 스위칭 소자를 구동하기 위한 ON·OFF 신호를 출력하는 RS 플립플롭 출력에 설치되어 상기 타이머의 시동 및 재기동 신호와의 논리합 신호를 출력하는 논리합 게이트와,
    피드 백 신호 입력을 감시하고 상기 피드 백 신호가 소정치 이하로 된 경우에 쇼트 검출신호를 출력하는 쇼트 검출회로와, 그리고
    상기 쇼트 검출신호를 받아 상기 외부의 스위칭 소자를 구동하기 위한 ON·OFF 신호를 차단하는 논리곱 게이트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전원회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전원회로를 전파정류된 교류 입력전압에 대해, 교류라인 전류의 평균을 사인파로 유지함과 동시에, 교류 입력전압과 동일한 위상으로 유지하는 역률제어회로에 적용하는 것을 특징으로 하는 전원회로.
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