KR100811738B1 - 멀티출력 전원장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티출력 전원장치에 관한 것이다.
본 발명은 트랜스포머의 2차측의 주전원부와 보조전원부에 자기증폭기를 접속하여 상기 주전원과 보조전원부의 동작이 독립적으로 이루어지도록 함으로써, 상기 주전원부의 부하 증가시 상기 보조전원부의 전압 상승을 억제할 수 있기 때문에 멀티 출력을 갖는 전원장치의 크기를 감소시킬 수 있으며, 부품비를 감소시킬 수 있다.
멀티출력, 자기증폭기, 리세트회로

Description

멀티출력 전원장치{MULTI OUTPUT POWER SUPPLY}
도 1은 종래의 멀티출력 전원장치의 회로도
도 2는 종래의 멀티출력 전원장치의 DC-DC 컨버터 회로도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티출력 전원장치의 회로도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티출력 전원장치의 상세 회로도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예의 동작과정을 나타내기 위한 회로도
도 8은 도 5 내지 도 7의 주전원부와 보조전원부의 입 출력 파형도
* 도면의 주요 부호에 대한 설명*
20: 주전원부, 30: 보조전원부
40: 리세트 회로 Q1: 스위칭 소자
M.A.1, M.A.2 - M.A.n: 인덕터
본 발명은 멀티출력 전원장치에 관한 것이다.
일반적으로 피디피(PLASMA DISPLAY PANEL) 전원회로는 모듈 제어용 고전압 출력부, 대기용 상시전원 출력부, 신호 제어용 출력부 등의 크게 3가지 출력부로 구성되고, 이들 출력부 중 상기 신호 제어용 출력부는 3.4V/ 5.25V/ 6V/ 12V/ 19V의 5가지 멀티 전원 출력이 요구된다.
이러한 멀티 전원 출력을 구현하기 위해서는 트랜스포머의 1차측이 온되면 트랜스포머의 2차측이 오프되고, 상기 트랜스포머의 1차측이 오프되면 트랜스포머의 역기전력에 의한 전류에 의하여 2차측이 온되는 플라이백 컨버터(flyback converter)방식을 사용하여 상기 트랜스포머의 2차측 권선은 멀티 권선으로 설계하여 멀티 전압을 출력한 후에 정전압을 출력하게 되는 방식을 사용하게 된다.
그러나, 이러한 방식은 주전원 출력(master output)의 부하 증가시에 듀티비 증가로 인한 보조전원 출력(slave output)의 전압이 상승하는 문제(cross regulation)가 필연적으로 대두되며, 이를 해결하기 위하여 각 출력 마다 DC-DC 컨버터를 별도로 추가해야 하는 문제를 야기시킨다.
즉 도 1은 종래의 멀티출력 전원장치의 회로도이다.
트랜스포머(T)의 1차측 권선(Np)에는 제어부(미도시)의 제어를 받아 온,오프 구동하는 스위칭 소자(Q1)에 의하여 입력되는 전원(Vin)이 공급 및 차단되게 된다.
트랜스포머(T)의 2차측 멀티 권선(Ns2)에는 DC-DC 컨버터를 통해서 서로 다른 멀티 전압을 출력되게 된다. 이때, 3.4V는 부하에 전원을 공급하는 주전원 출력(Master output)이고, 5.25V, 6V, 12V, 19V는 보조전원 출력(Slave Output)이다.
상기 부하가 증가함에 따라 스위칭 소자(Q1)의 듀티비를 증가시키게 되면, 보조전원도 같이 상승하기 때문에 보조전원의 전압을 DC-DC 컨버터로 강하시켜 주어야 한다.
도 2는 종래의 멀티출력 전원장치의 DC-DC 컨버터 회로도이다.
DC-DC 컨버터는 입력되는 전원(Vi)을 강하시켜 정전압을 유지시키기 위하여 스위칭 소자(Q1)를 제어하기 위한 메인 스위치 구동 PWM 제어회로(10)가 필요하고, 이러한 스위치 구동 PWM 제어회로(10)는 통상 전용 집적회로(IC)를 사용하여야 하며, 이로 인한 부품비의 상승은 피할 수 없으며, 장치의 크기도 커지게 된다.
또한, 멀티출력에서 보조전원의 출력단의 수가 많게 되고, 그 수만큼의 전용 집적회로(IC)를 사용하여야 하기 때문에 부품비도 더욱 증가하고, 장치의 크기도 커지게 된다.
본 발명의 목적은 크로스 레귤레이션 문제를 간단한 회로를 사용하여 제거함으로써 전원장치의 크기를 감소시키며, 제조원가를 낮추기 위한 것이다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 트랜스포머의 2차측에 권선된 주전원 권선으로부터 출력되는 전압을 정류용 다이오드를 통하여 정류하여 출력시키는 주전원부; 상기 트랜스포머의 2차측에 권선된 보조전원 권선으로부터 출력되는 전압을 정류용 다이오드를 통하여 정류하여 출력시키는 적어도 하나 이상의 보조전원부와; 상기 주전원부 권선과 정류용 다이오드 사이에는 출력단의 부하에 따라 출력전압이 변동하는 크로스 레귤레이션을 개선하는 주전원부 자기증폭기; 상기 보조전원부 권선과 정류용 다이오드 사이에는 출력단의 부하에 따라 출력전압이 변동하는 크로스 레귤레이션을 개선하는 보조전원부 자기증폭기를 포함한다.
또한 상기 주전원부와 보조전원부 자기증폭기는 에너지를 충전하는 인덕터, 교류차단용 다이오드, 상기 인덕터의 충전에너지를 리세트하는 리세트회로를 각각 포함한다.
또한 상기 리세트회로는 상기 보조전원부의 출력전압과 기준전압을 비교하여 증폭하는 차동증폭기; 상기 차동증폭기의 출력전압이 베이스에 연결되며, 에미터에 교류차단용 다이오드를 통하여 상기 주전원부의 인덕터와 상기 주전원부의 정류용 다이오드의 접속점에 연결되며, 콜렉터에 주전원부의 출력전압이 인가되는 트랜지스터를 포함한다.
이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티출력 전원장치의 회로도이다.
본 발명은 트랜스포머(T)의 1차측 권선(Np)에는 전원(Vin)이 제어부(미도시)의 제어를 받는 스위칭 소자(Q1)에 의하여 교류화되어 공급된다.
상기 트랜스포머(T)의 2차측에는 주전원 권선(Ns1)과, 보조전원 권선(Ns2),(Ns3), …,(Nsn)이 구성된다.
상기 주전원 권선(Ns1)과 보조전원 권선(Ns2),(Ns3), …,(Nsn)에는 출력단의 부하에 따라 출력전압이 변동하는 크로스 레귤레이션을 개선하는 자기증폭기가 구성된다.
상기 자기증폭기는 상기 주전원 권선(Ns1)과 보조전원 권선(Ns2), (Ns3), …,(Nsn)에 인덕터(M.A.1), (M.A.2)…(M.A.n)가 각각 연결되며, 상기 주전원의 인덕터(M.A.1)와 주전원 정류용 다이오드(Do1)의 접속점에는 교류차단용 다이오드(Dset)를 통해서 주전원 및 보조전원의 출력단(Vo1)(Vo2),(Vo3),…,(Von)이 접속되는 리세트회로(40)가 구성된다.
삭제
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티출력 전원장치의 상세 회로도로서, 설명을 단순화하기 위하여 도 3에서 보조전원의 하나만을 일 예를 들어 설명한다.
주전원부(20)는 주전원 권선(Ns1)과, 상기 주전원 권선(Ns1)에 연결된 인덕터(M.A.1), 인덕터(M.A.1)에 연결된 정류용 다이오드(Do1), 평활용 콘덴서(Co1), 부하(RL)로 구성된다.
보조전원부(30)는 보조전원 권선(Ns2)과, 상기 보조전원 권선(Ns2)에 연결된 인덕터(M.A.2)와, 인덕터(M.A.2)에 연결된 정류용 다이오드(Do2), 평활용 콘덴서(Co2), 부하(Ro2)로 구성된다.
또한 상기 인덕터(M.A.1)와 정류용 다이오드(Do1)의 접속점에는 교류차단용 다이오드(Dset)와, 주전원부(20)와 보조전원부(30)의 출력단의 전압(Vo1)(Vo2)이 접속된 리세트회로(40)가 구성된다.
상기 리세트회로(40)는 비반전 단자에 출력단 전압(Vo2)이 인가되고, 반전단자에는 기준전압(Vref)이 인가되는 차동 증폭기(AMP)와, 차동 증폭기(AMP)의 출력단이 베이스에 연결되고, 에미터에 저항(Rset)과 교류 차단용 다이오드(Dset)를 통하여 인덕터(M.A.1)와 정류용 다이오드(Do1)의 접속점에 연결되며, 콜렉터에는 주전원부의 출력전압(Vo1)이 연결되는 트랜지스터(Qset)로 이루어진다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예의 동작과정을 나타내기 위한 회로도이고, 도 8은 도 5 내지 도 7의 주전원부와 보조전원부의 입 출력 파형도이다.
트랜스포머(T)의 1차측이 온되면 트랜스포머(T)의 2차측이 오프되고, 상기 트랜스포머(T)의 1차측이 오프되면 트랜스포머(T)의 역기전력에 의한 전류에 의하여 2차측이 온되는 플라이백 컨버터(flyback converter)방식인 전원회로의 트랜스 포머(T)의 1차측 권선(Np)에는 제어부의 제어를 받아 온,오프 구동하는 스위칭 소자(Q1)에 의하여 전원(Vin)이 공급 및 차단하게 된다.
따라서 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 스위칭 소자(Q1)가 온되는 듀티시간(t0-t1)에서는 트랜스포머(T)의 2 차측이 오프되므로 상기 주전원부(20)와 보조전원부(30)가 오프되고, 반면에 도 5에 도시한 바와 같이, 리세트회로(40)가 동작하게 된다.
그러므로 상기 트랜스포머(T)의 2차측 권선은 역방향 바이어스에 의하여 정류용 다이오드(Do1),(Do2)가 오프 상태로 동작하게 되므로 도 8에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(Q1)가 온되는 듀티시간 동안에 상기 주전원부(20)의 인덕터(M.A.1)가 리세트되게 된다.
이어서 도 8에 도시한 바와 같이 상기 스위칭 소자(Q1)가 오프되는 듀티시간(t1-t2)에 있어서는 도 6에 도시한 바와 같이, 트랜스포머(T)의 2차측이 온되어 주전원부(20)의 2차측 권선은 순방향 바이어스 바뀌게 되면서, 상기 정류용 다이오드(Do1)가 온 상태로 동작하게 되므로 상기 인덕터(M.A.1)는 에너지를 충전하게 된다.
그리고 상기 인덕터(M.A.1)가 충전되는 동안, 보조전원부(30)의 인덕터(M.A.2)의 역바이어스에 의하여 정류용 다이오드(Do2)는 오프 상태가 되어 리세트회로(40)가 동작하지 않게 되므로 도 8에 도시한 바와 같이, 주전원부(20)의 인덕터(M.A.1)에는 에너지가 충전되게 된다.
또한 도 8에 도시한 바와 같이, 스위칭 소자(Q1)가 오프 상태를 유지하는 듀 티시간(t1-t0)에서는 트랜스포머(T)의 2차측 권선이 순방향을 계속해서 유지하게 되므로, 전류증가에 의하여 인덕터(M.A.1)가 포화(saturation)상태가 되어, 도 7에 도시한 바와 같이, 주전원부(20)의 정류용 다이오드(Do1)가 오프 상태가 된다.
이때, 상기 인덕터(M.A.1)가 포화상태로 되는 경우에 보조전원부(30)의 인덕터(M.A.2)양단의 전압이 0 되기 때문에 정류용 다이오드(Do2)는 온 상태로 되므로 도 8에 도시한 바와 같이, 보조 출력부(30)의 인덕터(M.A.2)는 충전이 되게 된다.
이와 같이 주전원부의 온되는 시간과 보조전원부의 온되는 시간과는 독립적으로 동작하기 때문에 주전원부의 부하가 증가되어 듀티비가 증가되는 경우에도 보조전원부의 전압은 높아지지 않게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 트랜스포머의 2차측에 구성되는 주전원부와 보조전원부에 자기증폭기를 구성함으로써 주전원부와 보조전원부의 동작이독립적으로 이루어지고, 상기 주전원부의 부하 증가시에 보조전원부의 전압 상승을 억제할 수 있어 멀티 출력을 갖는 전원장치의 크기를 감소시킬 수 있으며, 부품비를 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 트랜스포머의 2차측에 권선된 주전원부 권선으로부터 출력되는 전압을 정류용 다이오드를 통하여 정류하여 출력시키는 주전원부;
    상기 트랜스포머에 권선된 보조전원부 권선으로부터 출력되는 전압을 정류용 다이오드를 통하여 정류하여 출력시키는 적어도 하나 이상의 보조전원부;
    상기 주전원부 권선과 정류용 다이오드 사이에는 출력단의 부하에 따라 출력전압이 변동하는 크로스 레귤레이션을 개선하는 주전원부 자기증폭기;
    상기 보조전원부 권선과 정류용 다이오드 사이에는 출력단의 부하에 따라 출력전압이 변동하는 크로스 레귤레이션을 개선하는 보조전원부 자기증폭기를 포함하고, 상기 주전원부와 보조전원부 자기증폭기는 에너지를 충전하는 인덕터, 교류차단용 다이오드, 상기 인덕터의 충전 에너지를 리세트하는 리세트회로를 포함하는 멀티출력 전원장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 리세트회로는 상기 보조전원부의 출력전압과 기준전압을 비교하여 증폭하는 차동증폭기; 상기 차동증폭기의 출력전압이 베이스에 연결되며, 에미터가 교류차단용 다이오드를 통하여 상기 주전원부의 인덕터와 상기 주전원부의 정류용 다이오드의 접속점에 연결되며, 콜렉터에 주전원부의 출력전압이 인가되는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티출력 전원장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 트랜스 포머의 1 차측 권선에 대하여 2차측에 권선되는 상기 주전원부의 권선 및 상기 보조전원부의 권선은 역방향으로 권선되어 역바이어스 되는 것을 특징으로 하는 멀티출력 전원장치.
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