KR100671527B1 - 난입 제한, 팬 제어 및 가정용 공급 제어를 사용하는 일 사이클 ｐｆｃ 부스트 컨버터 ｉｃ - Google Patents

난입 제한, 팬 제어 및 가정용 공급 제어를 사용하는 일 사이클 ｐｆｃ 부스트 컨버터 ｉｃ Download PDF

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Abstract

교류 입력에 연결가능 하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스에 제공하는 하는 정류기와; 상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고; 스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 집적 회로와, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 내장하는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 컨버터 회로의 출력에 연결된 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결된 제 2 제어 입력 단자를 갖고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며; 제 1 단자를 갖는 부스트 정류기 다이오드와, 여기서 상기 다이오드의 제 1 단자는 상기 인덕터의 제 2 단자와 연결되며, 상기 다이오드는 제 2 단자를 가지며; 그리고 상기 다이오드의 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하고, 여기서, 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 하나의 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 2 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며, 상기 인덕터를 통하여 소정 레벨 아래의 값으로 전류를 제한하기 위한 난입 전류 제한 회로를 더 포함하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로가 개시된다. 또한, 팬 모터 속도 제어기 및 가정용 파워 서플라이 제어기가 개시된다.

Description

난입 제한, 팬 제어 및 가정용 공급 제어를 사용하는 일 사이클 ＰＦＣ 부스트 컨버터 ＩＣ{ONE CYCLE PFC BOOST CONVERTER IC WITH INRUSH LIMITING, FAN CONTROL AND HOUSEKEEPING SUPPLY CONTROL}
[관련출원]
본 출원은 발명자 Frank Athari 이름으로 2002년 11월 1일 출원된 미국 가출원 번호 60/423,191의 제목 "ONE CYCLE CONTROL CONTINUOUS CONDUCTION MODE PFC BOOST CONVERTER IC WITH INRUSH CURRENT LIMIT AND FAN SPEED CONTROL"와 역시 상기 발명자 이름으로 2002년 12월 9일 출원된 미국 가출원 번호 60/431,858의 제목 "CONTINUOUS CONDUCTION MODE PFC BOOST CONVERTER IC WITH INTEGRATED INRUSH CURRENT LIMITED, FAN SPEED AND HOUSEKEEPING CONTROL"에 근거하며, 이들 두 출원에 대한 우선권을 주장한다. 이 출원은 참고문헌으로서 여기에 인용된다.
스위칭 회로를 제어하는 일 사이클 제어(OCC: One Cycle Control) 기술이 공지되어 있다. 이 기술은 미국 특허번호 5,278,490에 개시되어 있다. 이 기술은 미국 특허번호 5,886,586의 PFC(Power Facter Correction,역률 보정) 부스트 컨버터에 적용된다. PFC 부스트 컨버터 회로에 적용되는 OCC 기술에서, 컨버터의 출력 전압을 감지하고 이를 기준 전압과 비교한 후 적분기 단(integrator stage)에 공급되는 바, 여기서 이 적분기 단은 시스템 클럭에 의해 설정된 대로 각 제어 사이클에 대해 재설정(reset)된다. 그 다음, 상기 적분기 출력은 비교기에서 컨버터에서 감지된 입력 전류와 비교되며, 이 비교기의 출력이 펄스 폭 변조기를 제어하도록 제공된다. 상기 펄스 폭 변조기의 출력은 부스트 컨버터 스위치를 제어한다. 입력 ac 라인 전류가 입력 ac 라인 전압과 동상(in phase)이 되도록 상기 스위치는 상기 부하에 공급되는 전류를 제어한다. 즉, 부하가 부착된 컨버터는 실질적으로 1에 가까운 역률을 갖고 따라서 순수 저항성을 나타내어, 결과적으로 전력 효율이 최적이 되도록 할 뿐 아니라 고조파를 줄인다.
OCC 기술 이전에, 부스트 컨버터 회로에서의 PFC를 위한 곱셈기 기술이 공지되어 있었다. 도 1은 고정 주파수, 연속 전도 모드(continuous conduction mode, CCM) 부스트 컨버터 토폴로지(topology)에서 동작하는 전형적인 종래 기술의 능동 역률 보정 시스템을 나타내는 시스템 레벨 블럭 다이어그램을 도시한다. 상기 시스템은 곱셈기 기술에 기초하여 개별 게이트 구동 회로(3)와 개별 전원 스위치(5)를 구비한 연속 전도 모드 제어 집적 회로(1)로 구성된다. 이 제어 방법은 전류 모드 제어에 기초하여 곱셈기 회로, 입력 전류 감지, 입력 전압 감지, 및 출력 전력 감지를 사용한다. 아날로그 곱셈기는 정류된 라인 전압을 전압 에러 증폭기의 출력과 곱함으로써 전류 프로그래밍 신호를 생성하는 바, 상기 전류 프로그래밍 신호는 입력 전압의 모양 및 평균 크기를 갖게되어 결국 부스트 컨버터의 출력 전압을 제어한다. 전류 루프는 상기 정류된 라인 전압에 의해 프로그램되어, 컨버터의 입력은 저항성을 띠게 된다. 이 출력 전압은 전류 프로그래밍 신호의 평균 크기를 변경시킴으로써 제어된다. 그 결과, 출력 전압이 조정되고, 그리고 사인파 입력 전류가 입력전압에 비례하고 동상이 된다.
곱셈기 방법을 사용하는 상기 종래 기술은 개별 부품 수가 많이 필요하고, 그리고 설계가 복잡하며 고성능의 연속 전도 모드 역률 보정 컨버터를 구현하기 위해 요구되는 개발 노력이 필요하다는 단점이 있다. 게다가, 많은 부품수 및 핀들로 인하여, 스위치를 제어회로와 패키징하는 "단일 패키지" 설계를 구현하기가 더욱 어렵다. 곱셈기 기술을 사용하는 종래 PFC 부스트 컨버터의 예가 U.S 특허 번호 6,445,600에 개시되어 있다.
2002년 12월 16일 출원된 미국 특허 출원 번호 10/319,982(본 출원의 양수인에게 양도됨)에는 OCC 기술을 이용하는 PFC 부스트 컨버터 회로가 개시되어 있는 바, 이 PFC 부스트 컨버터 회로는 통합된 스위치 및 OCC 제어기를 가진 PFC, CCM 부스트 컨버터용의 직접회로를 포함하며, 곱셈기 기술을 이용하는 PFC 부스트 컨버터 고유의 복잡성을 감소킨다. 그러나, 난입 전류(inrush current), 팬 모터 속도, 가정용 파워 서플라이(power supply)(내부 회로에 전력을 공급함)를 제어하는 회로들을 비롯한 추가의 특성들을 이 집적 회로 내에 통합시킬 필요가 있다. OCC 제어 방법의 단순화는 PFC 제어기 IC의 외부에서 종종 구현되는 이들 추가적인 "주변" 기능들(peripheral functions)의 통합을 허용하는 것으로 인식되어 왔다. 이것은 실리콘의 단위 면적당 더 많은 기능이 있다고 하면, 종래의 곱셈기 기반의 제어기에 비해 그러한 제어기의 가치를 증가시킨다.
OCC 기술은 종래 기술의 Unitrode/ TI UC3854와 같은 종래 곱셈기 기반의 CCM PFC 제어기에 비해 연속 전도 모드(CCM) PFC 제어 기능을 크게 단순화시킨다. OCC 기술은 라인 전압 감지를 필요로 하지 않음은 물론 관련 외부 소자들을 구비하는 복잡한 곱셈기 회로를 필요로 하지 않기 때문에, 패키지 핀의 수가 크게 줄어든다. 그러므로 이러한 제어 방법의 단순화는 높은 수준의 집적화를 가능하게 함과 아울러, 상기 언급한 추가적인 주변 기능들과 함께 CCM 부스트 PFC 제어기의 완전한 통합을 위한 실용적인 기존의 파워 패키징 방법의 사용을 가능하게 한다. 게다가, 전력 스위칭 소자는 또한 상기 패키지에 집적될 수 있다. 이용될 수 있는 패키징 방법의 한 예가 2001년 5월 31일에 공표된 국제 공보 WO 01/39266에 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은, 바람직하게는 연속 전도 모드(CCM)에서 동작함은 물론, 난입 전류 제한, 팬 모터 속도 제어 및 가정용 파워 서플라이 제어를 하는 회로들 중 선택된 회로들을 통합하는 능동 역률 보정 부스트 컨버터에 관한 것이다. 본 발명은 바람직하게는 연속 전도 모드에서 실행될 수 있는바, 이것은 일반적으로 제어기용 외부 소자들 및 패키지 핀들을 많이 필요로 하는 가장 복잡한 PFC 회로이기 때문이다. IC는 바람직하게 상기 WO 01/39266에서의 패키징 방법을 사용하여 바람직하게는 MOSFET 혹은 IGBT 다이(die)와 함께 패키징 된다.
PFC 애플리케이션들에서, 종종 파워 서플라이 시스템 내로의 난입 전류를 제한하는 것이 요구되는바, 이는 상기 PFC 회로의 출력을 평활화(smooth out) 하기 위해 커다란 전해질 벌크 커패시터가 종종 사용되기 때문이다. 난입 전류를 제한하는 한가지 방법은 난입 제한 저항을 DC 버스와 직렬로 위치시키는 것이다. 그 다음, 난입 전류 레벨을 감지하고 그 크기를 고정된 안전 기준 레벨과 비교한 후에, 전자기 계전기 혹은 MOSFET 또는 사이리스터(thyristor)와 같은 능동 디바이스를 사용하여 이 저항은 바이패스(by-pass)된다.
본 발명에 따르면, PFC 제어기는 다음 동작을 행하는 집적 회로를 제공한다.
1. 난입 전류 감지.
2. 측정된 난입 전류를 고정된 기준 레벨과 비교.
3. 난입 전류 레벨이 허용가능한 레벨 아래로 떨어진 후에 난입 저항을 션트(shunt)시키기 위해 전자기 계전기 혹은 능동 디바이스에 구동 전압/전류를 공급.
이 회로가 실제 PFC 제어기의 일부로서 통합된다면, 전류 감지 핀에서 이미 이용가능한 난입 전류가 검출되며, 상기 감지된 전류 레벨이 소정의 안전 한계 아래로 떨어진 후에 미사용 핀을 이용하여 계전기 혹은 능동 스위치에 인에이블 신호가 제공된다.
PFC IC에 포함된 제 2 주변 특징은 팬 속도 제어기이다. 팬은 종종 파워 서플라이를 냉각시키기 위해 사용된다. 종종 이 특징은 팬 속도 제어 전용의 외부 회로로 구현되어야 한다. 이 특징은 파워 서플라이의 부하 상태(load condition)가 PFC 제어기 내부에서 모두 입수가능하다면, PFC 제어기에 내장(onboard)되어 포함될 수 있다. 상기 제어기는 또한 내장 발진기를 포함하는바, 이 발진기는 팬 속도 제어 PWM 신호에 대해 사용될 수 있어 여분의 스위칭 회로의 사용을 제거한다.
상기 팬 속도는 PFC 부하 전류의 함수(function)로서 직접 제어될 수 있어서 복잡한 제어 방식들에 대한 요구가 제거될 수 있다.
상기 팬 속도 제어기의 실시 형태는 PFC 제어기에 의해 보여지는 바와 같이 부하 전류에 선형적으로 비례하여 0에서 100%의 듀티 사이클(duty cycle)로 진행하는 PWM 펄스들의 스트림(stream)이다.
고정된 속도가 특정 % 부하 아래에서 프로그램되고 활성화될 수도 있다.
PFC IC에 포함될 수 있는 제 3 주변 특징은 가정용 파워 서플라이 제어기이다. 모든 컨버터 회로는 제어 IC 및 보조 회로 기능들에 전력을 공급하기 위해 가정용 파워 서플라이들을 필요로 한다. 가정용 파워 서플라이는 일반적으로 전용 제어기로부터 구동된다. 본 발명은 하우스키퍼 서플라이(housekeeper dupply)의 제어기 기능을 PFC 기능과 동일한 제어 IC 내에 통합한다. 장점은 다음과 같다:
1. 또 다른 제어기가 필요없는 자체적으로 충분한 프론트 엔드 (front end) PFC 디자인.
2. 가정용 파워 서플라이 제어기들과 관련된 외부 구성요소들 및 비용의 제거.
3. 노이즈 커플링을 제거하고 전반적인 성능을 개선하는 스위칭 주파수의 동기화.
4. VCC 핀을 가정용 제어 섹션을 위한 피드백 핀으로서 사용하여, 여분의 피드백 핀을 제거.
이 기능을 PFC 제어기에 내장하여 포함시키는 것은, 제어기가 이미 발진기를 구비하고 있고 그리고 VCC 핀이 가정용 섹션을 위한 피드백 핀으로 사용될 수 있어 추가의 핀들을 제거하게 된다면, 간단하다.
따라서 본 발명은, 바람직하게는 연속 전도 모드(CCM)에서 동작하고, 난입 전류 제한 제어기, 팬 속도 제어기 그리고 가정용 파워 서플라이 제어기 중 적어도 하나를 내장하여 포함하는 능동 역률 보정 부스트 컨버터 IC에 관한 것이다.
이 난입 전류 제한 제어 회로는 난입 전류를 측정하기 위해 기존의 전류 감지 저항을 사용한다. 이 제어회로는 이 정보를 이용하여 바이패스 소자 및 시퀀스 시작 동작을 트리거(triger)한다.
팬 속도 제어기는 전류 감지 저항을 포함하는 기존의 전류 감지 회로를 사용하여 감지된 부하 전류의 함수로서 팬 속도를 선형적으로 조정한다. 상기 팬 속도는 또한 주어진 소정의 %부하에 대해 소정의 듀티 사이클 단계들(속도들)을 사용하여 제어될 수도 있다. 부하 정보가 PFC 제어기 내에서 이용가능하기 때문에, 이 기능은 대단히 단순화된다.
가정용 제어기는 다시 가정용 파워 서플라이 기능을 위해 독림적인 PWM 제어 회로를 특별히 제공하도록 내부 발진기를 이용한다. PFC 제어기 상의 기존의 VCC 핀은 또한 가정용 파워 서플라이 출력을 위한 피드백 핀으로서 사용된다. 이는 가정용 파워 서플라이 조정이 PFC IC의 레이팅(rating) 내에 있는 것을 보증한다.
본 발명에 따르면, 역률 보정 부스트 컨버터 회로가 제공되는데, 이 회로는 교류 입력에 연결가능 하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와; 상기 직류 버스의 하나의 레그(leg)에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고; 스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 집적 회로와, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결된 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결된 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며; 제 1 단자를 갖는 부스트 정류기 다이오드와, 여기서 상기 다이오드의 상기 제 1 단자는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자와 연결되며, 상기 다이오드는 제 2 단자를 가지며; 그리고 상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며; 상기 인덕터를 통하여 소정 레벨 아래의 값으로 전류를 제한하기 위한 난입 전류 제한 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 양상에 따르면, 본 발명은 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 포함하는 데, 이 회로는 교류 입력에 연결가능 하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와; 상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고; 스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 집적 회로와, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결된 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결된 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며; 제 1 단자를 갖는 부스트 정류기 다이오드와, 여기서 상기 다이오드의 상기 제 1 단자는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자와 연결되며, 상기 다이오드는 제 2 단자를 가지며; 그리고 상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며; 팬 모터 속도 제어 회로를 더 포함하며, 여기서 상기 팬 모터 속도 제어 회로는 상기 제 2 제어 입력 단자에서 감지된 전류의 함수로서 상기 팬 모터 속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 포함하는데, 이 회로는 교류 입력에 연결가능 하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와; 상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고; 스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 집적 회로와, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결된 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결된 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며; 제 1 단자를 갖는 부스트 정류기 다이오드와, 여기서 상기 다이오드의 상기 제 1 단자는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자와 연결되며, 상기 다이오드는 제 2 단자를 가지며; 그리고 상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며; 가정용 파워 서플라이 제어기를 더 포함하고, 여기서 상기 가정용 파워 서플라이 제어기는 상기 전원 단자 상의 전압 레벨을 포함하는 피드백 전압에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, PFC 부스트 컨버터용 집적 회로 제어기에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하는 후술하는 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 종래 기술의 곱셈기-기반 CCM PFC 부스트 컨버터 회로의 블록 다이어그램이다.
도 2는 OCC 기술을 사용하는 CCM PFC 부스트 컨버터 회로의 블록 다이어그램으로, 상기 U.S. 출원 번호 10/319,982에 설명된 바와 같이, 스위치 및 제어기가 단일 모듈에 내장되어 있다.
도 3은 도 2의 집적 회로의 하나의 응용을 도시한다.
도 4는 도 2의 집적 회로의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 4A는 전력 및 기준 전압들이 도 2의 집적 회로에 대해 어떻게 발생되는지 도시한다.
도 5는 난입 전류 제한 및 팬 속도 제어 모두를 통합하는 본 발명의 제1 실시 예를 도시한다.
도 6은 난입 전류 제한, 팬 속도 제어 및 가정용 파워 서플라이 제어를 통합하는 본 발명의 제2 실시 예를 도시한다.
도 2는 고정된 주파수, 연속 전도 모드 부스트 컨버터 토폴로지에서 동작하는 OCC 능동 역률 보정 기술에 기초하는 시스템 레벨 블록 다이어그램 표현을 도시한다. CCM에서, 인덕터 L의 전류는 결코 0이 되도록 허용되지 않는다. 도 2의 회로에서, 전원 스위치(10) 및 내장된(on board) 전원 스위치 구동기(30)를 가지는 OCC 기반의 PFC 제어 회로(20)는, 상기 디바이스에서 방열기로 적절한 열을 분산시킬 수 있는 단일 패키지 IC(40)로 통합된다. 다양한 전력 패키지들은, 전체 CCM PFC 부스트 컨버터를 구현하는데 요구되는 핀들의 개수가 OCC 기술을 사용하여 감소되기 때문에, 이러한 기술을 이용하여 사용될 수 있다.
PFC 제어 회로(20)는 도 1의 종래 회로에서 언급된 곱셈기 및 입력 전압 감지가 요구되지 않는 OCC 방법에 기초한다. 이는 IC(40)의 패키지 핀들과 외부 구성요소들이 감소될 수 있게 한다. OCC 개념은 통합-리셋 제어(integration-reset control)를 포함하는 간단한 선형 회로로 인식되며, 여기서 스위치(10)의 듀티 사이클은, 각 사이클에서 스위치된 변수의 평균값들이 제어 기준과 동일하거나 비례하도록 실시간으로 제어된다. 특히, 컨버터의 출력 전압은 에러 증폭기에 의해 제어 기준과 비교된다. 이러한 에러 신호는 적분된다. 에러의 크기는 적분기 출력의 슬로프(slope)를 제어하며, 이어서 상기 스위치의 듀티 사이클을 제어하기 위하여, 감지된 입력 전류와 비교된다. 이러한 제어 방법은, 컨버터의 입력이 저항성을 띠게 하며, 그에 따라 사인파 입력 전류가 입력 전압과 위상이 같고 그에 비례하게 하고, 조정된 DC 출력 전압을 제공한다. 하나의 패키지에서 전원 스위치와 함께 제어기를 통합하는 것은, 종래의 이산(discret) 곱셈기 기반의 CCM PFC 제어기와 비교할 때 연속 전도 모드 PFC 회로의 복잡한 디자인 업무를 단순화한다.
다시, 도 2를 참조하면, 정류기 블록 R은 dc 버스에 정류된 dc 전압을 제공한다. 입력 커패시트 Cin은 고주파 성분을 필터링한다. 스위치(10)가 온(on) 될 때, 전자기 에너지는 인덕터 L에 저장된다. 스위칭(10)이 오프될 때, 인덕터 L에 저장된 에너지는 고주파 정류기 다이오드 D를 통해 저장 커패시터 Cout에 전송되어 부하에 전력을 제공한다. 스위치(10)가 다시 온(on) 되면, 다이오드 D는 역방향으로 바이어스되고, 저장 커패시터 Cout는 부하에 전력을 제공한다. 스위치(10)의 듀티 사이클은, ac 입력 전류가 ac 라인 전압과 위상이 같도록 OCC 기반의 PFC 제어 회로(20)에 의해 제어된다. 따라서, 컨버터 및 부하는 거의 1의 역률을 가지며 순수한 저항성으로 나타나며, 그에 따라 전력 효율이 최대화된다. 감지 저항 RS는 입력 전류를 감지하기 위해 제공된다.
도 3은 PFC CCM 부스트 컨버터에 적용된 집적 회로 IC(40)의 하나의 구현의 상세한 사항들을 도시하며, 도 4는 IC(40)의 블록 다이어그램을 도시한다. 바람직하게, IC(40)는 DC 버스로부터 전력을 수신하는 파워 서플라이 PS에 의해 전력을 공급받는다. 내부적으로, IC(40)에서, 저항 RX 및 제너 다이오드 DZ1을 포함하는 전압 조절기 회로가 내부 전력(VCC 5V)을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 도 4A를 참조하면, 에러 증폭기에 대한 기준 전압 Vref는 도 4A에 도시된 바와 같이 저항 RY 및 제너 다이오드 DZ2를 포함하는 유사한 회로에 의해 공급될 수도 있다.
또한 도 4에서 참조하면, 출력 전압은 저항 분배기 R1, R2에 의해 감지되고 IC(40)의 입력 VFB에 제공되며, 이는 에러 증폭기(50)로의 한 입력이다. 에러 증폭기(50)의 다른 입력은 기준 전압 Vref이다. 에러 증폭기(50)는 에러 신호 Ve를 발생시킨다. 증폭된 에러 신호 Ve는 적분기 단(70)의 입력으로 제공된다. 적분기의 출력은 비교기(75)의 한 입력으로 제공되며, 여기서 상기 적분기 출력은, 전류 감지 증폭기(79)에 의해 공급되는 전류 버퍼(78)의 출력에 의해 제공되는, 감지된 입력 전류와 비교된다. 입력 전류는 저항 Rs에 의한 전압으로 변환되고 입력 ISNS로 제공된다. 피크 전류 제한기(81)는 소정 피크 전류로, 감지된 전류를 제한하도록 동작한다. 피크 전류 제한기(81)의 출력은 비교기(75)의 출력으로 제공된다. 비교기(75)의 출력은 구동기 단, 예컨대 클럭된 SR 플립 플롭(80)에 제공되고, 그 출력은 스위치(10)의 전도 시간을 제어하기 위해 제공된다. 내장된 발진기(on-board oscillator)(85)는 시스템 주파수를 제어한다. 따라서, 플립 플롭(80)의 출력은, 그 출력의 펄스 폭이 스위치(10)의 온 시간(on time)을 결정하는 펄스 폭 변조된 신호이다. 바람직한 기준 Vref로부터의 출력 전압 변화의 평균값에 응답하는 적분기 단(70)의 출력은, 적분기 출력이 감지된 입력 전류를 초과할 때 플립 플롭(80)을 리셋하기 위해 비교기(75)에 의해 (Rs 양단의 전압 강하에 의해 결정되는 바와 같이)입력 전류 파형과 비교된다. 이는 스위치(10)의 온 시간(on time)을 조절하여, 입력 전류가 입력 전압을 동일한 위상으로 따르도록 하고, 에러 신호 Ve를 최소화시키기 위하여 출력 전압을 조절한다. 클럭은 시스템 주파수를 세트(set)해, 각 클럭 주기에서 적분기가 리셋(reset) 되는 것을 보장한다. 적분기의 리셋은, 플립 플롭(80)의 출력이 리셋될 때 리셋 제어기(72)를 통해 수행된다.
도 5는 고정된 주파수, 연속 전도 모드 부스트 컨버터 토폴로지에서 동작하는 "일 사이클 제어" 능동역률 보정 시스템에 기초하여 본 발명의 시스템 레벨 블록 다이어그램 표현을 도시한다. 도 5는 난입 전류를 제한 및 팬 모터 속도 제어 주변 기능들이 구현된 것을 도시한다.
제어 IC(40A)는 상기 설명된 "일 사이클 제어" 방법에 기초한다.
PFC 애플리케이션에서, 커다란 전해질 벌크 커패시터들이 종종 PFC 회로의 출력을 평활화하는데 사용되기 때문에, 종종 파워 서플라이 시스템 내로의 난입 전류를 제한할 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 난입 제한 저항 R10은 DC 버스와 직렬로 배치된다. 이어서, 저항 R10은, 난입 전류 레벨을 감지하고 감지한 크기를 고정된 안전 기준 레벨과 비교하고 그것이 안전 레벨보다 낮은지 결정한 후, 전자기 계전기 U1 또는, MOSFET 또는 사이리스터와 같은 능동 디바이스를 사용하여 바이패스 된다.
일 사이클 제어 PFC 제어기는 다음과 같이 동작하는 집적 회로를 제공한다
1. 난입 전류를 감지한다.
2. 측정된 난입 전류를 고정 기준 레벨과 비교한다.
3. 난입 전류 레벨이 허용가능한 레벨 이하로 떨어진 후, 난입 저항 R10을 션트(shunt)시키기 위해 구동 전압/전류를 계전기 또는 능동 디바이스에 제공한다.
이러한 회로가 PFC 제어기의 부분으로서 통합되면, 전류 감지 핀에서 이미 이용가능한 난입 전류는 저항 RS 양단 전압으로 감지되고, 감지된 전류 레벨이 저항 R10을 션트시키기 위해 소정의 안전 한계 이하로 떨어진 후, 미사용 핀을 사용하여 인에이블 신호가 계전기 U1 또는 능동스위치에 제공된다.
도 5에서 참조하면, 일 사이클 제어 집적 회로는 팬 속도 제어 및 난입 전류 제어를 포함하기 위해 40A에 도시된 바와 같이 수정되었다. 상기 설명된 바와 같이, PFC 애플리케션들의 경우, 커다란 전해질 벌크 커패시터들이, 예를 들어 커패시터 C1이, 종종 PFC 회로의 출력을 평활화하는데 사용되기 때문에, 파워 서플라이 시스템으로의 난입 전류를 제한할 필요가 종종 있다. 저항 R10은 DC 버스와 직렬로 배치된다. 이어서, 저항 R10은, 난입 전류 레벨을 감지하고 감지한 크기를 고정된 안전 기준 레벨과 비교한 후, 계전기 U1 또는, MOSFET 또는 사이리스터와 같은 능동 디바이스를 사용하여 바이패스 된다. 본 발명에 따르면, PFC 제어기는 저항 RS를 통해 난입 전류를 감지하고, 측정된 난입 전류를 고정된 기준 레벨과 비교하는 집적 회로를 제공한다. OCC 제어 IC(40A)는 트랜지스터 Q1을 제어한다. 만약 감지된 난입 전류가 소정 레벨보다 크다면, 인덕터 L1과 직렬로 배치된 저항 R10은 난입 전류를 제한한다. 트랜지스터 Q1은 오프상태로 남아있다. 계전기 U1의 접점들은 저항 양단에 배치된다. 만약 난입 전류가 소정 안전 레벨 이상이면, 트랜지스터 Q1이 오프되기 때문에 계전기 U1의 코일은 전력을 공급받지 못한다. 따라서 DC 버스와 직렬로 배치된 저항 R10은 난입 전류를 제한한다. 난입 전류가 한 번 소정 레벨 아래로 떨어지면, 트랜지스터 Q1은 IC(40A)에 의해 턴온되어, 계전기 U1의 코일에 전력을 공급하며, 그리고 저항 R10을 션트시켜 그것이 더 이상 회로 내에 있지 않도록 한다.
상기 서술된 바에 기초하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 바와 같이, 트랜지스터 Q1은 대안적으로 난입 전류가 소정 레벨보다 클 때 턴온 되고, 계전기 접점들은 재배선되어 저항 R10이 인덕터 L1과 직렬로 유지되도록 하며, 그에 따라 난입 전류를 제한하도록 제어될 수 있다. 난입 전류가 한번 소정 레벨 아래로 떨어지면, 트랜지스터 Q1은 턴 오프되며, 그에 따라 계전기 코일에 전력 공급을 못 하고, 저항 R10을 바이패스시켜 난입 전류가 더 이상 제한되지 않는다.
PFC IC(40A)에 포함된 제2 주변 특징은 팬 속도 제어기이다. 종종 이 특징은 팬 속도 제어 전용인 외부 회로로 구현된다. 본 발명에 따르면, 이러한 특징은 파워 서플라이의 부하 상태들이 PFC 제어기의 내부에서 모두 입수가능하다면 PFC 제어기에 내장되어 포함된다. 제어기는 또한, 내장된 발진기(85)(도 4에 참조)를 포함하며, 이것은 여분의 스위칭 회로들을 제거하는 팬 속도 제어 PWM 신호에 대해 사용될 수 있다.
팬 속도는 저항 RS 양단에서 감지된 PFC 부하 전류의 함수로서 직접적으로 제어될 수 있고, 그에 따라 복잡한 제어 방법에 대한 필요성을 제거한다.
팬 속도 제어를 위한 IC(40A)로부터의 출력은, PFC 제어기에 의해 보여지는 바와 같이 RS 양단에서 감지된 부하 전류에 선형적으로 비례하며 0에서 100%의 듀티 사이클로 진행하는 PWM 펄스들의 스트림이다. 이러한 PWM 펄스들은 모터 속도를 제어하기 위하여 트랜지스터 Q2의 베이스에 인가된다.
고정된 속도는 특정 % 부하 아래에서 프로그램되고 활성화될 수도 있다.
난입 전류 제한 회로는 난입 전류를 측정하기 위하여, PFC 전류 감지용 저항 RS를 통해 전류를 감지하는 기존 회로를 사용한다. 이 회로는, 바이패스 소자 U1 또는 다른 능동 디바이스, 그리고 시퀀스 시작 동작을 트리거하기 위해 이 정보를 사용한다.
팬 속도 제어기는 저항 RS를 사용하는 기존의 전류 감지 회로를 사용하여 감지된 부하 전류의 함수로서 선형적으로 팬 속도를 조절한다. 팬 속도는 또한 주어진 소정의 % 부하에 대해 소정의 듀티 사이클 단계들(속도들)을 사용하여 제어될 수도 있다.
PFC IC에 포함된 제3 주변 특징은 가정용 파워 서플라이 제어기이다. 모든 컨버터 회로는 제어 IC 및 보조 회로 기능들에 전력을 공급하기 위해 가정용 파워 서플라이기들을 필요로 한다. 가정용 파워 서플라이는 일반적으로 전용 제어기로부터 구동된다. 본 발명은 하우스키퍼의 제어기 기능을 PFC 기능과 동일한 제어 IC 내에 통합한다. 장점은 다음과 같다.
1. 또 다른 제어기가 필요 없는 자체적으로 충분한 프론트 엔드 PFC 디자인.
2. 가정용 제어기들과 관련된 외부 구성요소들 및 비용의 제거.
3. 스위칭 주파수 동기화는 노이즈 커플링을 제거하고 전반적인 성능을 향상시킨다.
4. 가정용 제어 섹션을 위한 피드백 핀으로서 VCC 핀의 사용은 여분의 피드백 핀을 제거한다.
이 기능을 PFC 제어기에 내장하여 포함시키는 것은, 제어기가 이미 발진기를 구비하고 있고 그리고 VCC 핀이 가정용 섹션을 위한 피드백 핀으로 사용될 수 있어 추가의 핀들을 제거하게 된다면, 간단하다.
가정용 제어기는, 가정용 파워 서플라이 기능을 위해 특별히 독립적인 PWM 제어 회로를 생성하도록 내부에 내장된 발진기(85)(도 4 참조)를 이용한다. PFC 제어기 상의 기존의 VCC 핀은 또한 가정용 파워 서플라이 출력을 위한 피드백 핀으로서 사용된다. 이는, 가정용 파워 서플라이 조절이 PFC IC의 레이팅 내에 있는 것을 보증한다.
도 6은, 도 5에 도시된 팬 속도 제어 및 난입 전류 제어를 사용하는, 집적 회로(40B)를 사용하는 회로 다이어그램을 도시하며, 이는 또한 하우스키퍼 파워 서플라이 제어를 포함한다. 게다가, 도 6의 회로는 이하에서 서술될 몇몇 부가적인 기능들을 사용한다.
난입 전류 제한은 도 5에서 보여진 바와 동일한 방법으로 수행된다. 트랜지스터 Q1, 계전기 U1 및 저항 R10은, 저항 RS를 통해 감지되는, 감지된 난입 전류에 기초하여 그 난입 전류를 제한하기 위해 사용된다.
팬 모터 속도 제어는, 저항 RS를 통해 감지되는, 감지된 PFC 전류에 다시 기초하여, 도 5를 참조하여 설명된 바와 동일한 방식으로 트랜지스터 Q2에 의해 수행된다.
도 6의 회로는 또한, 하우스키퍼 파워 서플라이 제어 HK를 포함한다. 하우스키퍼 파워 서플라이 제어기 HK는 집적 회로(40B)로부터의 출력 HK PWM에 의해 제어된다. 펄스 폭 변조된 신호는 FET Q3을 포함하는 트랜지스터의 게이트에 제공된다. 트랜지스터 Q3의 게이트는 펄스 폭 변조되고, 변압기 TX1의 1차측을 구동한다. 변압기 TX1의 1차측은 출력 전압 VBUS에 연결된다. 변압기 TX1의 2차측 출력은 다이오드 D6에 의해 정류되고, 커패시터 C5에 의해 필터링 된다. 이어서, 다이오드 D6으로부터의 출력은 칩(40B)에 전력을 제공하기 위하여 VCC에 공급된다. VCC는 IC 출력 HK PWM에 관한 PWM 신호의 듀티 사이클을 제어하기 위하여 피드백 핀으로서 기능한다.
도 5 및 도 6 모두에서 보여지는 바와 같이, 집적 회로(40A 및 40B)는 집적 회로의 일부분으로서 전원 스위치 QS를 포함하지 않도록 나타나 있다. 게다가, 도 6에 도시된 회로에서, 구동기 QH 및 QL은 또한 집적 회로 외부에 배치된다. 트랜지스터 QH, QL 및 QS는 또한, 집적 회로(40A 및 40B)에 통합될 수 있다.
도 6은 또한, 부하가 인에이블 되어있고 전력을 받을 준비가 되어 있는 것을 제어기에 알려주는 부하 인에이블 신호에 의해 제어되는, 일반적인 부하 인에이블 광학-커플러 OC를 도시한다.
본 발명의 이점들은 (a)더 적은 구성요소 개수; (b)더 적은 구성요소 개수로 인한 더 높은 신뢰도; (c)더 간단한 PCB 구현; (d) 제어의 필수 구성요소들 및 전력 스위칭 구성요소들의 조밀한 패키징에 의한 최소화된 레이아웃(layout); 그리고 (e) 더 복잡한 곱셈기 기반의 PFC 제어기들과 대비되는 더 간단한 OCC 방법에 기초한 단순화된 디자인 및 개발 노력.
게다가, IC(40)는 부족 전압/저 접압(UVLO) 검출 회로(101), 소프트 시작 회로(102), 필수적인 바이어스 및 기준 전압 발생기(103), 열적 보호(104), (과전류 보호 및 출력 과전압 보호(107)와 같은 기능들에 대해서) 자동 재시작(105)을 구비한 회로 보호 로직과 같은 도 4에서 보여지는 다른 표준 기능들을 포함한다. 더욱이, 집적된 구동 제어(30), 레벨 쉬프팅 회로(35) 및 피크 전류 제한 게이트 구동 회로(37)가 역시 제공된다.
비록 본 발명은 그것의 특정 실시예들과 연관하여 설명했으나, 많은 다른 변형물 및 수정물들, 그리고 그 외의 것들이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 될 것이다. 따라서, 본 발명은 여기의 구체적인 개시에 의해 제한되어서는 안 되며, 오로지 첨부된 청구항에 의해 제한되어야 한다.

Claims (36)

  1. 청구항 1은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    역률 보정 부스트 컨버터 회로에 있어서,
    교류 입력에 연결가능 하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와;
    상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고;
    스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 집적 회로와, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결된 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결된 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며;
    제 1 단자를 갖는 부스트 정류기 다이오드와, 여기서 상기 다이오드의 상기 제 1 단자는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자와 연결되며, 상기 다이오드는 제 2 단자를 가지며; 그리고
    상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며,
    여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며;
    상기 인덕터를 통하여 소정 레벨 아래의 값으로 전류를 제한하기 위한 난입 전류 제한 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기 집적 회로는 상기 스위치와 그리고 상기 제어 회로로부터 출력을 수신하는 상기 스위치를 구동하기 위한 게이트 구동기를 포함하고; 그리고
    상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 메인 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 제어 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기 컨버터 회로는 연속 전도 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기 직류 버스의 하나의 레그에 감지 저항기를 더 포함하여 구성되며, 여기서 상기 감지 저항기의 한 단자는 상기 제 2 제어 입력 단자에 연결되고, 상기 감지 저항기는 상기 난입 전류를 나타내는 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1항에 있어서,
    상기 난입 전류 제한 회로는 상기 인덕터와 직렬로 연결된 저항기와, 그리고 상기 난입 전류가 소정 레벨보다 낮을 때 상기 저항기를 바이패스 시키기 위한 피제어 바이패스 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    역률 보정 부스트 컨버터 회로에 있어서,
    교류 입력에 연결가능 하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와;
    상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고;
    스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 집적 회로와, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결된 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결된 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며;
    제 1 단자를 갖는 부스트 정류기 다이오드와, 여기서 상기 다이오드의 상기 제 1 단자는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자와 연결되며, 상기 다이오드는 제 2 단자를 가지며; 그리고
    상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며,
    여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며;
    팬 모터 속도 제어 회로를 더 포함하며, 여기서 상기 팬 모터 속도 제어 회로는 상기 제 2 제어 입력 단자에서 감지된 전류의 함수로서 상기 팬 모터 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7항에 있어서,
    상기 팬 모터 속도 제어 회로는 상기 집적 회로로부터 펄스 폭 변조 구동 신호를 수신하는 제어 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7항에 있어서,
    상기 집적 회로는 상기 스위치와 그리고 상기 제어 회로로부터 출력을 수신하는 상기 스위치를 구동하기 위한 게이트 구동기를 포함하고, 그리고 상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 메인 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7항에 있어서,
    상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 제어 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7항에 있어서,
    상기 컨버터 회로는 연속 전도 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7항에 있어서,
    상기 직류 버스의 하나의 레그에 감지 저항기를 더 포함하여 구성되며, 여기서 상기 감지 저항기의 한 단자는 상기 제 2 제어 입력 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    역률 보정 부스트 컨버터 회로에 있어서,
    교류 입력에 연결가능 하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와;
    상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고;
    스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하는 집적 회로와, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결된 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결된 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며;
    제 1 단자를 갖는 부스트 정류기 다이오드와, 여기서 상기 다이오드의 상기 제 1 단자는 상기 인덕터의 상기 제 2 단자와 연결되며, 상기 다이오드는 제 2 단자를 가지며; 그리고
    상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며,
    여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며;
    가정용 파워 서플라이 제어기를 더 포함하고, 여기서 상기 가정용 파워 서플라이 제어기는 상기 전원 단자 상의 전압 레벨을 포함하는 피드백 전압에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13항에 있어서,
    상기 집적 회로는 상기 스위치와; 그리고 상기 제어 회로로부터 출력을 수신하는 스위치를 구동하는 게이트 구동기를 포함하고, 여기서 상기 집적 회로의 출력 단자는 상기 스위치의 메인 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
    상기 집적 회로는 상기 스위치와 그리고 상기 제어 회로로부터 출력을 수신하는 상기 스위치를 구동하기 위한 게이트 구동기를 포함하고, 그리고 상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 메인 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13항에 있어서,
    상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 제어 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13항에 있어서,
    상기 컨버터 회로는 연속 전도 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13항에 있어서,
    상기 직류 버스의 하나의 레그에 감지 저항기를 더 포함하여 구성되며, 여기서 상기 감지 저항기의 한 단자는 상기 제 2 제어 입력 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13항에 있어서,
    상기 가정용 파워 서플라이 제어기는 상기 컨버터 회로의 출력 전압으로부터 도출되는 가정용 파워 서플라이 전압을 발생시키기 위해 상기 집적 회로로부터의 PWM 신호에 의해 제어되는 피제어 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로.
  19. 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는, 교류 입력에 연결 가능하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와; 상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고; 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 연결되는 제 1 단자를 가지고, 그리고 제 2 단자를 가지는 부스트 정류기 다이오드와; 그리고 상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며,
    상기 집적 회로는,
    스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결하기 위한 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결하기 위한 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며;
    여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며;
    상기 인덕터를 통하여 소정 레벨 아래의 값으로 전류를 제한하기 위한 난입 전류 제한 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로을 위한 집적 회로.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 집적 회로에 더 통합되고, 그리고 상기 제어 회로로부터의 출력을 수신하는 상기 스위치를 구동하기 위한 게이트 구동기를 더 포함하고, 여기서 상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 메인 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 제어 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는 연속 전도 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는 상기 직류 버스의 하나의 레그에 감지 저항기를 더 포함하여 구성되며, 여기서 상기 감지 저항기의 한 단자는 상기 제 2 입력 단자에 연결하기 위한 것이고, 상기 감지 저항기는 상기 난입 전류를 나타내는 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  24. 제 19항에 있어서,
    상기 난입 전류 제한 회로는 상기 인덕터와 직렬로 연결된 저항기와, 그리고 상기 난입 전류가 소정 레벨보다 낮을 때 상기 저항기를 바이패스 시키기 위한 피제어 바이패스 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  25. 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는, 교류 입력에 연결 가능하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와; 상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고; 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 연결되는 제 1 단자를 가지고, 그리고 제 2 단자를 가지는 부스트 정류기 다이오드와; 그리고 상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며,
    상기 집적 회로는,
    스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결하기 위한 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결하기 위한 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며;
    여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며;
    팬 모터 속도 제어 회로를 더 포함하며, 여기서 상기 팬 모터 속도 제어 회로는 상기 제 2 제어 입력 단자에서 감지된 전류의 함수로서 상기 팬 모터 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 팬 모터 속도 제어 회로는 상기 집적 회로로부터 펄스 폭 변조 구동 신호를 수신하는 제어 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 집적 회로에 더 통합되고, 그리고 상기 제어 회로로부터의 출력을 수신하는 상기 스위치를 구동하기 위한 게이트 구동기를 더 포함하고, 여기서 상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 메인 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  28. 제 25항에 있어서,
    상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 제어 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  29. 제 25항에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는 연속 전도 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  30. 제 25항에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는 상기 직류 버스의 하나의 레그에 감지 저항기를 더 포함하여 구성되며, 여기서 상기 감지 저항기의 한 단자는 상기 제 2 입력 단자에 연결하기 위한 것임을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  31. 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는, 교류 입력에 연결 가능하고, 정류된 직류 출력을 직류 버스 양단에 제공하는 정류기와; 상기 직류 버스의 하나의 레그에 연결되는 제 1 및 제 2 단자를 갖는 인덕터와, 여기서 상기 인덕터의 제 1 단자는 상기 정류기의 출력에 연결되고; 상기 인덕터의 상기 제 2 단자에 연결되는 제 1 단자를 가지고, 그리고 제 2 단자를 가지는 부스트 정류기 다이오드와; 그리고 상기 다이오드의 상기 제 2 단자에 연결된 저장 커패시터를 포함하여 구성되며,
    상기 집적 회로는,
    스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 집적 회로는 상기 제어회로를 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기 집적 회로는 전원 단자, 접지 단자, 상기 컨버터 회로의 출력에 연결하기 위한 제 1 제어 입력 단자, 그리고 상기 직류 버스 내의 전류를 감지하기 위한 센서에 연결하기 위한 제 2 제어 입력 단자를 포함하고, 그리고 상기 스위치에 연결된 출력 단자를 더 가지며;
    여기서 상기 제어 회로는 클록 신호의 각 사이클 동안 상기 클록 신호에 의해 리셋되는 적분기를 갖는 일 사이클 제어 회로를 포함하고, 상기 적분기는 상기 제 1 제어 입력 단자에 제공된 신호를 입력으로서 수신하며;
    가정용 파워 서플라이 제어기를 더 포함하고, 여기서 상기 가정용 파워 서플라이 제어기는 상기 전원 단자 상의 전압 레벨을 포함하는 피드백 전압에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 집적 회로 내에 통합되고, 그리고 상기 제어 회로로부터의 출력을 수신하는 상기 스위치를 구동하기 위한 게이트 구동기를 더 포함하고, 여기서 상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 메인 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  33. 제 31항에 있어서,
    상기 집적 회로의 상기 출력 단자는 상기 스위치의 제어 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  34. 제 31항에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는 연속 조건 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  35. 제 31항에 있어서,
    상기 부스트 컨버터 회로는 상기 직류 버스의 하나의 레그에 감지 저항기를 더 포함하여 구성되며, 여기서 상기 감지 저항기의 한 단자는 상기 제 2 입력 단자에 연결하기 위한 것임을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
  36. 제 31항에 있어서,
    상기 가정용 파워 서플라이 제어기는 상기 컨버터 회로의 출력 전압으로부터 도출되는 가정용 파워 서플라이 전압을 발생시키기 위해 상기 집적 회로로부터의 PWM 신호에 의해 제어되는 피제어 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 역률 보정 부스트 컨버터 회로를 위한 집적 회로.
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