KR100912067B1 - Control Integrated Circuit For Switched Mode Power Supply - Google Patents

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Abstract

본 발명은 목적은 스위치 모드 전원장치에서 전력 전달을 목적으로 사용되는 스위칭 소자에 흐르는 전류만을 사용해 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호 발생시키고, 스위칭 소자에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하도록 하는데 있다. An object of the present invention is to generate a signal for driving a switching element using only the current flowing in the switching element used for power transfer in a switch mode power supply, and to prevent excessive current from flowing in the switching element.

스위칭 소자를 구동하기 위한 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, 이하' PWM)신호 발생부와 스위칭 소자에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 과전류 보호회로가 별도로 구성되었던 종래의 전원장치 제어 회로와는 달리 본 발명에서는 상기의 목적을 달성하기 위해 스위칭 소자에 흐르는 전류를 감지하기 위한 전류 검출부와 전류 검출부의 출력 신호를 인가받아 스위칭 소자의 상태를 판별하기 위한 목적으로 사용되는 상태 판별부와 상태 판별부의 출력 신호를 인가받아 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호를 변조하는 목적으로 사용되는 클럭 발생부로 구성되어 있다. Unlike the conventional power supply control circuit where a pulse width modulation (PWM) signal generator for driving a switching element and an overcurrent protection circuit for preventing excessive current from flowing through the switching element are configured separately. In order to achieve the above object, an output signal of a state discriminating unit and a state discriminating unit used for the purpose of determining a state of a switching element by receiving an output signal of a current detecting unit and a current detecting unit for sensing a current flowing through the switching element. It is composed of a clock generator that is used for the purpose of modulating the signal for driving the switching element by applying a.

본 발명을 통해 전류 검출부에서는 스위칭 소자에 흐르는 전류를 감지하여 상태 판별부에 신호를 인가하도록 하고, 상태 판별부에서는 전류 검출부에서 인가받은 신호를 이용해 별도로 구성된 기준전압과의 비교를 통해 스위칭 소자의 상태를 판별하여 클럭 발생부에 신호를 인가하며, 클럭 발생부에서는 상태 판별부에서 인가받은 신호를 이용해 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호를 변조하도록 한다. According to the present invention, the current detection unit detects a current flowing through the switching element to apply a signal to the state determination unit, and the state determination unit uses the signal applied from the current detection unit to compare the state of the switching element with a separately configured reference voltage. The signal is applied to the clock generator by determining a signal, and the clock generator modulates a signal for driving the switching element by using the signal applied from the state determination unit.

종래에 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호를 생성하기 위해 별도의 발진 회로를 구성하였던 것과는 달리 본 발명에서는 상기의 스위칭 소자에 흐르는 전류를 검출하기 위해 사용된 전류 검출부의 신호만을 이용하여 클럭 발생부에서 자가 발진을 통해 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호를 발생할 있도록 하였으며, 또한 상기의 전류 검출부와 상태 판별 부를 이용해 스위칭 소자에 과도한 전류가 흐를 경우 클럭 발생 부를 통해 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호를 변조할 수 있도록 함으로써 과전류 보호 기능을 함께 수행할 수 있도록 하였다. Unlike the conventional oscillation circuit configured to generate a signal for driving the switching element, in the present invention, only the signal of the current detection unit used to detect the current flowing through the switching element is used by the clock generator. The oscillation is used to generate a signal for driving the switching element. Also, by using the current detector and the state discrimination unit, if the excessive current flows through the switching element, the clock generator can modulate the signal for driving the switching element. Overcurrent protection can be performed together.

상기와 같이 자가 발진과 과전류 보호기능이 하나의 회로에서 동시에 구현되도록 함으로써 스위칭 소자 구동을 위한 신호를 발생하기 위한 회로와 스위칭 소자에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 과전류 보호회로가 별도로 구성되었던 종래의 제어 회로에 비해 집적회로의 집적도를 높이고 전력의 소모가 작아지도록 하는 것이 본 발명에서 이루고자 하는 목적이다. As described above, the self-oscillation and overcurrent protection functions are simultaneously implemented in one circuit, and the circuit for generating a signal for driving the switching element and the overcurrent protection circuit for preventing excessive current from flowing in the switching element are conventionally configured. It is an object of the present invention to increase the degree of integration of integrated circuits and to reduce power consumption as compared to control circuits.

또한, 본 발명의 목적은 스위치 모드 전원장치(Switch Mode Power Supply, SMPS)에서 스위칭 소자에 흐르는 전류를 감지하여 스위칭 소자를 온/오프 시키는 발진(드라이버) 회로를 구현하는데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to implement an oscillation (driver) circuit for turning on / off the switching element by sensing the current flowing through the switching element in a switch mode power supply (SMPS).

전류검출부, 상태판별부, 클럭발생부, 모드판별부 Current detector, status discriminator, clock generator, mode discriminator

Description

스위치 모드 전원 장치 제어 회로 {Control Integrated Circuit For Switched Mode Power Supply} Control Mode Power Supply Control Circuit {Control Integrated Circuit For Switched Mode Power Supply}

도 1은 종래의 스위치 모드 전원장치의 개략적인 회로도를 도시한 것이다. 1 is a schematic circuit diagram of a conventional switch mode power supply.

도 2는 도 1의 펄스폭 변조부를 개략적으로 도시한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram schematically illustrating the pulse width modulator of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 모드 전원 장치의 제어회로를 개략적으로 도시한 블럭도이다.3 is a block diagram schematically illustrating a control circuit of a switch mode power supply according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 모드 전원장치의 회로도이고, 도 5는 도 4에 따른 타이밍 도이다.4 is a circuit diagram of a switch mode power supply according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 5 is a timing diagram according to FIG.

도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정상상태의 타이밍도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기상태의 타이밍도이다.6 is a timing diagram of a steady state according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 7 is a timing diagram of a standby state according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 제 1제어부 110 : 부하검출부10: first control unit 110: load detection unit

120 : 모드판별부 20 : 제 2제어부120: mode determination unit 20: second control unit

210 : 전류검출부 220 : 상태판별부210: current detector 220: status discriminating unit

230 : 클럭발생부 30 : 제 3제어부230: clock generator 30: third controller

310 : 상태로직 320 : 드라이브310: state logic 320: drive

40 : 스위칭 소자 50 : 출력부40: switching element 50: output unit

본 발명은 스위치 모드 전원 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호를 발생하는 클럭발생회로와 스위칭 소자의 과전류 보호를 위한 보호회로를 하나로 통합하여 회로의 집적도를 향상시키고 대기모드 상태에서의 전원장치의 전력소모를 줄일 수 있는 스위치 모드 전원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a switch mode power supply, and more particularly, to integrate a clock generation circuit for generating a signal for driving a switching element and a protection circuit for overcurrent protection of the switching element to improve the integration of the circuit and to the standby mode. It relates to a switch mode power supply that can reduce the power consumption of the power supply in the state.

도 1은 종래의 스위치 모드 전원장치의 개략적인 회로도를 도시한 것이다. 1 is a schematic circuit diagram of a conventional switch mode power supply.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 스위치 모드 전원장치는 교류 전원을 입력받아 정류부(810)를 통해 정류된 전압 값으로 변환한다. 이렇게 변환된 전압 값은 트랜스포머(820)의 1차 측에 인가되며, 인가된 값은 트랜스포머를 통해 일정한 비율로 트랜스포머(820)의 2차 측에 전달되어 최종적으로 전원장치의 출력단을 통해 출력이 되도록 되어 있다. As shown in FIG. 1, the conventional switch mode power supply receives AC power and converts the AC power into a rectified voltage value through the rectifier 810. The converted voltage value is applied to the primary side of the transformer 820, and the applied value is transmitted to the secondary side of the transformer 820 at a constant rate through the transformer to be finally output through the output terminal of the power supply. It is.

또한, 트랜스포머(820)의 1차 측과 2차 측 사이에서 전력을 전달하기 위해 종래의 전원장치에서는 PWM 집적회로(Integrated Chip, IC)(830)와 스위칭 소자(840)를 사용하여 전원 장치를 제어하도록 하고 있다. In addition, in order to transfer power between the primary side and the secondary side of the transformer 820, a conventional power supply device uses a PWM integrated circuit (IC) 830 and a switching element 840 to supply power. To control.

도 2는 도 1의 펄스폭 변조부를 개략적으로 도시한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram schematically illustrating the pulse width modulator of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 종래의 전원장치 제어에 사용되는 펄스폭 제어 방식은 스 위칭 소자에 흐르는 전류를 감지하여 전압으로 변환된 신호를 출력하는 전류 센서(831)와 상기 전류 센서(831)에서 출력된 전압과 보정전압 Vc를 비교하여 전류 센서에서의 출력 값이 보정전압보다 큰 경우에 “하이(high)"상태 신호를 출력하는 비교기(832)와 상기 비교기(832)에서의 출력 신호를 인가받아 비교기(832)의 신호가 상태 반전 신호인 경우에 역시 상태 반전 신호를 출력하는 RS 플립플롭(833)과 상기 RS 플립플롭(833) 및 스위칭 소자(840)를 구동하는데 필요한 신호를 생성하는 구형파 발진부(834)의 신호를 인가받아 소정의 신호를 상기 스위칭 소자(840)에 인가하는 앤드 게이트(835)로 구성된다. Referring to FIG. 2, the pulse width control method used for controlling a conventional power supply includes a current sensor 831 and a current sensor 831 for detecting a current flowing through a switching element and outputting a signal converted into a voltage. The comparator 832 and the output signal from the comparator 832 are output when the output voltage from the current sensor is greater than the corrected voltage by comparing the corrected voltage with the corrected voltage Vc. When the signal of the comparator 832 is a state inversion signal, an RS flip-flop 833 which also outputs a state inversion signal, and a square wave oscillator generating a signal required to drive the RS flip-flop 833 and the switching element 840. The AND gate 835 receives a signal of 834 and applies a predetermined signal to the switching element 840.

따라서, 상기 전류 센서(831)에서 감지되어 출력된 값이 비교기(832)의 보정전압 Vc보다 큰 경우에 비교기은 RS 플립플롭(833)을 리셋 시키게 되며 RS 플립플롭(833)의 출력은 “로우(low)" 상태가 되어 스위칭 소자(840)로의 입력 신호 또한 ”로우(low)"상태가 되게 됨으로써 스위칭 소자(840)는 스위칭을 하지 않게 되어 전원장치의 1차 측에서의 전력이 2차 측으로 전달되지 않게 된다. Therefore, when the value detected and output by the current sensor 831 is greater than the correction voltage Vc of the comparator 832, the comparator resets the RS flip-flop 833, and the output of the RS flip-flop 833 is “low ( low "state so that the input signal to the switching element 840 also becomes a" low "state so that the switching element 840 does not switch so that power from the primary side of the power supply is not transferred to the secondary side. do.

또한, 상기의 구형파 발진부(834)의 경우 전원장치의 2차 측에 있는 출력단에서의 출력 값을 입력받아 스위칭 소자(840)를 구동하기 위한 구형파를 발생하도록 구성되어 있으며, 스위칭 소자에 흐르는 전류의 값과는 상관없이 출력단에서의 출력 값만을 사용해 스위칭 소자(840)를 구동하기 위한 신호를 발생한다. In addition, the square wave oscillator 834 is configured to generate a square wave for driving the switching element 840 by receiving an output value from an output terminal on the secondary side of the power supply device. Irrespective of the value, only the output value at the output terminal generates a signal for driving the switching element 840.

여기서, 상기의 전류 센서(831)와 비교기(832)는 전원장치의 출력단에서의 출력 값과는 상관없이 스위칭 소자(840)에 흐르는 전류를 감지하기 위해 구형파 발진부(834)와는 별도로 항상 전력을 소비하게 된다. Here, the current sensor 831 and the comparator 832 always consume power separately from the square wave oscillator 834 to sense the current flowing through the switching element 840 regardless of the output value at the output terminal of the power supply. Done.

또한, 스위칭 소자(840)를 구동하기 위한 신호를 발생하는 목적으로 사용되는 구형파 발진부(834)도 스위칭 소자(840)의 상태와 상관없이 전원장치의 출력단에서의 출력 값만을 사용하여 신호를 출력하기 때문에 항상 일정한 양의 전력을 소비하게 된다. In addition, the square wave oscillator 834 used to generate a signal for driving the switching element 840 also outputs a signal using only an output value at an output terminal of the power supply device regardless of the state of the switching element 840. As a result, a certain amount of power is always consumed.

따라서, 종래의 스위치 모드 전원장치 제어 회로는 스위칭 소자에 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 과전류 방지회로와 스위칭 소자를 구동하기 위한 구동 신호 발생용 구형파 발진부가 별도의 회로로 구성되어 있어 전원장치 제어를 위한 집적회로의 면적이 커지는 문제점이 있다. Therefore, in the conventional switch mode power supply control circuit, an overcurrent prevention circuit for preventing overcurrent from flowing through the switching element and a square wave oscillator for driving signal generation for driving the switching element are constituted by separate circuits. There is a problem that the area of the integrated circuit is increased.

또한, 항상 일정한 양의 전력을 소비하게 되는 두 가지 회로가 별도로 구성되어 사용됨으로써 불필요한 전력 낭비가 된다는 문제점이 있다. In addition, there is a problem in that two circuits that always consume a certain amount of power are separately configured and used, thereby causing unnecessary power waste.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 전원장치의 전력 전달에 사용되는 스위칭 소자를 구동하기 위한 PWM 회로와 스위칭 소자의 과전류 방지를 위한 보호 회로를 하나의 회로로 통합하여 구성함으로써 회로의 집적도를 높이고 불필요한 전력소모를 감소 시킬 수 있는 자기 발진을 이용한 스위치 모드 전원 장치 제어회로를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a PWM circuit for driving a switching element used for power transmission of the power supply device and a protection circuit for preventing overcurrent of the switching element. The present invention provides a switch mode power supply control circuit using self-oscillation that can be integrated into a circuit to increase the circuit density and reduce unnecessary power consumption.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스위치 모드 전원 장치 제어회로는 전원장치 출력단에서의 출력신호를 피드백 받아 전원장치의 상태를 판별하는 제 1 제어부와 스위칭 소자에 흐르는 전류의 출력상태를 통해 스위칭 소자의 상태를 판별하여 상기 스위칭 소자의 구동에 필요한 클럭신호를 생성하는 제 2 제어부와 상기 제 1 제어부와 제 2제어부의 출력신호를 입력받아 스위칭 소자에 구동신호를 인가하는 제 3 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the switch mode power supply control circuit according to the present invention receives an output signal from a power supply output terminal and receives a feedback signal through a first control unit for determining a state of a power supply and an output state of a current flowing through a switching element. A second controller configured to determine a state of a switching device and generate a clock signal for driving the switching device, and a third controller configured to receive output signals of the first controller and the second controller and apply a driving signal to the switching device; Characterized in that.

그리고, 상기 제 1 제어부는 전원장치 출력단에서의 출력값을 감지하기 위한 부하 검출부와 상기 부하 검출부의 출력신호를 피드백 받아 전원장치가 정상상태인지 대기상태인지를 판별하기 위한 모드 판별부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first control unit may include a load detection unit for detecting an output value from the power supply output terminal and a mode determination unit for determining whether the power supply device is in a normal state or a standby state by receiving an output signal from the load detection unit. do.

여기서, 상기 모드 판별부는 비교기 또는 히스테리시스 비교기로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the mode determining unit is preferably configured as a comparator or a hysteresis comparator.

또한, 상기 제 2제어부는 스위칭 소자에 연결되어 스위칭 소자에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와 상기 전류 검출부에서의 출력신호를 인가받아 상기 스위칭 소자의 상태를 판별하는 상태 판별부와 상기 상태 판별부에서의 출력신호를 인가받아 스위칭 소자의 구동에 필요한 클럭신호를 생성하는 클럭 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The second control unit may be connected to a switching element to detect a current flowing through the switching element, and a state determination unit to determine a state of the switching element by receiving an output signal from the current detection unit. And a clock generator configured to receive an output signal of and generate a clock signal for driving the switching device.

여기서, 상기 상태 판별부는 오피엠프, 비교기 및 히스테리시스 비교기 중 선택된 어느 하나로 구성되고, 상기 클럭 발생부는 인버터로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the state determination unit may be configured of any one selected from an op amp, a comparator, and a hysteresis comparator, and the clock generation unit may be configured of an inverter.

그리고, 상기 제 3제어부는 상기 제 1제어부와 제 2제어부의 출력신호를 인가받아 스위칭 소자를 구동하기 위한 구동신호를 출력하는 상태 로직과 상기 상태 로직의 출력신호를 인가받아 스위칭 소자에 구동신호를 공급하는 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 상태 로직은 앤드게이트(And Gate)로 구성되는 것이 바람직하다.The third control unit receives state signals for outputting driving signals for driving the switching elements by receiving output signals of the first control unit and the second control unit, and receives the output signals of the state logic to provide driving signals to the switching elements. And a driver to supply. In this case, the state logic is preferably composed of an And Gate.

이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 도면 및 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and the embodiments.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 모드 전원 장치의 제어회로를 개략적으로 도시한 블럭도이다.3 is a block diagram schematically illustrating a control circuit of a switch mode power supply according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스위치 모드 전원장치의 제어회로는 전원장치 출력단에서의 출력신호를 피드백 받아 전원장치의 상태를 판별하는 제 1 제어부(10)와 스위칭 소자에 흐르는 전류의 출력상태를 통해 스위칭 소자의 상태를 판별하여 상기 스위칭 소자의 구동에 필요한 클럭신호를 생성하는 제 2 제어부(20)와 상기 제 1 제어부와 제 2제어부의 출력신호를 입력받아 스위칭 소자에 구동신호를 인가하는 제 3 제어부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the control circuit of the switch mode power supply apparatus according to the present invention receives an output signal from an output terminal of a power supply and receives an output signal of the first control unit 10 for determining a state of the power supply and an output state of current flowing through a switching element. The second control unit 20 that determines the state of the switching element through the input of the output signal of the second control unit 20 and the first control unit and the second control unit for generating a clock signal for driving the switching element is applied to the switching element It may be configured to include a third control unit 30.

상기와 같은 구성에 의해 직류-직류 변환(DC-DC converter) 제어 회로의 스위칭 소자에 흐르는 과전류로 부터의 스위칭 소자의 보호 기능과 스위칭 소자를 구동하기 위한 발진기능을 하나의 회로로 구현할 수 있다. According to the above configuration, the protection function of the switching element from the overcurrent flowing through the switching element of the DC-DC converter control circuit and the oscillation function for driving the switching element can be realized in one circuit.

보다 구체적으로, 상기 제 1제어부(10)는 전원장치 출력 단에서의 출력 값을 감지하기 위한 부하 검출부(110)와 상기 부하 검출 부(110)에서의 출력신호를 피드백 받아 전원장치가 정상상태인지 대기상태인지를 판별하기 위한 모드 판별부(120)를 포함하여 구성된다. More specifically, the first control unit 10 receives the output signal from the load detector 110 and the load detector 110 for detecting the output value at the output terminal of the power supply unit whether the power supply is in a normal state. It is configured to include a mode determination unit 120 for determining whether the standby state.

또한, 상기 제2제어부(20)는 스위치 모드 전원장치에서 전력전달을 목적으로 사용되는 스위칭 소자(40)에 연결되어 상기 스위칭 소자(40)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출부(210)와 상기 전류 검출부(210)에서의 출력 신호를 인가받아 스위칭 소자(40)의 상태를 판별하기 위해 사용되는 상태 판별부(220) 및 상기 상태 판별부(220)에서의 출력 신호를 인가받아 스위칭 소자(40)의 구동에 필요한 클럭 신호를 생성하기 위한 목적으로 사용되는 클럭 발생부(230)를 포함하여 구성된다.In addition, the second control unit 20 is connected to the switching element 40 used for power transfer in the switch mode power supply unit and the current detection unit 210 for detecting the current flowing through the switching element 40 and the The state determination unit 220 used to determine the state of the switching element 40 by receiving the output signal from the current detection unit 210 and the switching element 40 by receiving the output signal from the state determination unit 220. And a clock generator 230 used for generating a clock signal required for driving.

여기서, 상기 클럭 발생부(230)는 최초 스위칭 소자(40)를 구동하기 위한 신호를 발생시켜주는 인버터로 구성될 수 있다. Here, the clock generator 230 may be configured as an inverter that generates a signal for driving the first switching device 40.

그리고, 상기 제 3제어부(30)는 상기 제 1제어부의 모드 판별부(120)의 출력 신호와 상기 제 2제어부의 클럭 발생부(230)에서 발생된 클럭 신호를 인가받아 스위칭 소자(40)를 구동하기 위한 신호를 출력하는 목적으로 사용되는 상태 로직(310)과 상기 상태 로직(310)의 출력 신호를 인가받아 스위칭 소자(40)에 구동 신호를 인가하는 드라이버(320)를 포함하여 구성된다. The third controller 30 receives the output signal of the mode determination unit 120 of the first controller and the clock signal generated by the clock generator 230 of the second controller to receive the switching device 40. It includes a state logic 310 used for outputting a signal for driving and a driver 320 for applying a drive signal to the switching element 40 by receiving the output signal of the state logic 310.

상기 제 1제어부(10)는 전원장치 출력 단에서의 출력 신호를 피드백 받아 전원장치가 정상상태인지 대기상태인지를 판별하도록 한다. The first controller 10 receives the output signal from the power supply output terminal to determine whether the power supply device is in a normal state or a standby state.

상기 제 2제어부(20)는 스위칭 소자에 흐르는 전류를 검출하여 스위칭 소자가 과전류 상태인지 또는 정상적인 상태인지를 판별하고 검출된 전류를 사용하여 스위칭 소자를 구동하는데 필요한 클럭 신호를 생성하기 위한 목적으로 사용된다. 이때, 과전류 상태인지 또는 정상적인 상태인지를 판별은 상태 판별부(220)에 의해 가능하데 이를 도 4 및 도 5를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.The second controller 20 detects a current flowing through the switching element to determine whether the switching element is in an overcurrent state or a normal state, and uses the detected current to generate a clock signal required to drive the switching element. do. At this time, it is possible to determine whether it is an overcurrent state or a normal state by the state determination unit 220, which will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.

상기 제 3제어부(30)는 스위치 모드 전원장치의 1차 측에서의 전력을 전원장치의 2차 측에 전달해주기 위해 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호를 발생시키는 목적으로 사용된다. The third controller 30 is used to generate a signal for driving the switching element to transfer power from the primary side of the switch mode power supply to the secondary side of the power supply.

이를 통해, 본 발명은 스위치 모드 전원장치에서 전력전달을 목적으로 사용되는 스위칭 소자에 흐르는 전류의 상태 판별부 및 스위칭 소자에 흐르는 전류를 이용하여 자가 발진을 하도록 하는 클럭 발생부를 사용하여 스위칭 소자를 구동하기 위한 구동 신호와 스위칭 소자에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 과전류 보호회로를 하나로 통합할 수 있다. In this way, the present invention drives the switching device using a state determination unit of the current flowing through the switching element used for power transfer in the switch mode power supply device and a clock generator for self-oscillation using the current flowing through the switching element. In order to prevent excessive current from flowing in the driving signal and the switching element, an overcurrent protection circuit can be integrated into one.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 모드 전원장치의 회로도이고, 도 5는 도 4에 따른 타이밍 도이다.4 is a circuit diagram of a switch mode power supply according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 5 is a timing diagram according to FIG.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제 2제어부(20)의 전류 검출부(210)와 상태 판별부(220) 사이에는 저항과 커패시터로 구성된 피드백 네트워크가 포함되게 되며, 상기 전류 검출부(210)에서 검출된 스위칭 소자(40)의 전류 값이 일정한 수준 이상이 되게 되면 저항과 커패시터로 구성된 피드백 네트워크를 통해 상태 판별부(220)로 입력되는 값이 증가하게 된다. 4 and 5, a feedback network including a resistor and a capacitor is included between the current detector 210 and the state determiner 220 of the second controller 20, and detected by the current detector 210. When the current value of the switching element 40 becomes more than a predetermined level, the value input to the state determining unit 220 is increased through a feedback network composed of a resistor and a capacitor.

그 후, 상태 판별부(220)는 정상적인 상태에 있는 경우의 출력을 위한 기준전압 1과 스위칭 소자(40)가 과전류 상태인 경우를 판별하기 위한 기준전압 2를 비교하여 상기 저항과 커패시터로 구성된 피드백 네트워크를 통해 상태 판별부(220)에 입력된 값이 기준전압 2보다 커지게 되면, 과전류 상태로 인식하게 되어 스위칭 소자를 구동하기 위한 신호의 출력을 중단하게 한다.Thereafter, the state discrimination unit 220 compares the reference voltage 1 for the output in the normal state with the reference voltage 2 for the case where the switching element 40 is in the overcurrent state and compares the feedback with the resistor and the capacitor. When the value input to the state determination unit 220 through the network becomes greater than the reference voltage 2, it is recognized as an overcurrent state to stop the output of the signal for driving the switching element.

보다 구체적으로, 상태 판별부(220)에 입력된 값이 기준전압2보다 커지면 "하이" 신호가 출력되고, 인버터로 구성된 클럭발생부(230)를 통해 "로우"가 출력되 어 앤드게이트로 구성된 상태로직(310)이 "로우"가 출력되어 스위칭 소자는 턴오프(Turn-off)되어 신호의 출력이 중단된다.More specifically, when the value input to the state determination unit 220 is greater than the reference voltage 2, a "high" signal is output, "low" is output through the clock generator 230 is configured as an inverter and configured as an end gate The state logic 310 is output "low" so that the switching element is turned off (Turn-off) to stop the output of the signal.

여기서, 상기 상태 판별부(220)는 기준전압 1과 기준전압2를 비교하여 판별할 수 있는 오피엠프, 비교기, 히스테리시스 비교기 등의 수단 등이 사용될 수 있으며, 상태로직(310)은 앤드게이트, 노어게이트, 낸드게이트, 비교기 등의 수단에 의해 구현될 수 있다.Here, the state determination unit 220 may be a means such as an op amp, a comparator, a hysteresis comparator and the like that can be determined by comparing the reference voltage 1 and the reference voltage 2, the state logic 310 is an AND gate, a NOR It can be implemented by a means such as a gate, a NAND gate, a comparator.

도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정상상태의 타이밍도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기상태의 타이밍도이다.6 is a timing diagram of a steady state according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 7 is a timing diagram of a standby state according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 도 6는 일정한 부하가 걸려 있는 상태이므로 부하 검출부(110)에 의해서 피트백(FB) 단 전압을 일정 수준 이상을 유지를 하게 되며, 모드 판별부(120)에 의해서 스위칭 소자 구동신호와 같이 스위칭을 계속적으로 하게 된다. 이로 인해서 부하에 충분한 전력을 전달하게 된다. 여기서, 모드 판별부(120)는 비교기, 히스테리시스 비교기 등의 수단 등이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 6, since a constant load is applied to FIG. 6, the load detector 110 maintains the pitback FB terminal voltage more than a predetermined level, and the mode determining unit 120 switches the switching element. Switching continues like a drive signal. This will deliver sufficient power to the load. Here, the mode determining unit 120 may use a means such as a comparator, a hysteresis comparator, or the like.

도 7을 참조하면 출력전압의 변동에 따른 피드백되는 전압으로 출력전압이 5V 정전압이 되면 FB단 전압은 부하검출부(110)에 의해서 전압은 낮아지게 되며, FB 전압이 모드 판별부(120)의 입력이 되어 스위칭을 제어 하게 된다. Referring to FIG. 7, when the output voltage becomes a constant voltage of 5 V as a feedback voltage according to the variation of the output voltage, the voltage of the FB terminal is lowered by the load detector 110, and the FB voltage is input to the mode discriminator 120. This is to control the switching.

스위칭을 제어함에 따라 출력전압을 제어를 하게 된다. 도 7은 무 부하 상태이므로 출력 전압이 상승을 하게 되면 FB 전압은 부하 검출부(110)에 의해서 낮아지게 되며 이는 모드판별부(120)의 입력이 되어 스위칭을 멈추게 되는 것이며, 다시 출력 전압이 낮아지게 되면 위와 반대로 동작을 하게 된다. By controlling the switching, the output voltage is controlled. 7 is a no-load state, when the output voltage is increased, the FB voltage is lowered by the load detector 110, which is the input of the mode discriminator 120 is to stop the switching, the output voltage is lowered again If you do the opposite will work.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치 모드 전원 장치는 PWM 회로부와 스위칭 소자의 과전류 보호 회로부를 하나로 통합 구성함으로써 회로의 집적도를 높일 수 있으며, 각각의 회로를 별도로 구성함으로써 발생하게 되는 불필요한 전력 소모를 감소시킬 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.As described above, the switch mode power supply apparatus according to the present invention can increase the integration of the circuit by combining the PWM circuit portion and the overcurrent protection circuit portion of the switching element into one, and unnecessary power consumption generated by configuring each circuit separately. An excellent effect occurs that can reduce.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, the protection scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and those skilled in the art will appreciate It will be understood that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (8)

전원장치 출력단에서의 출력신호를 피드백 받아 전원장치가 정상상태인지, 아니면 상기 전원장치의 동작을 정지하는데 필요한 대기상태인지의 여부를 판별하는 제 1 제어부와;A first control unit which receives the output signal from the power supply output terminal and determines whether the power supply device is in a normal state or a standby state required to stop the operation of the power supply device; 스위칭 소자에 흐르는 전류 값을 입력받아 상기 스위칭 소자가 과전류 상태인지, 아니면 정상적인 상태인지를 기준 전압과의 비교로 판별하여, 상기 스위칭 소자의 구동에 필요한 하이 클럭신호 또는 로우 클럭신호를 생성하는 제 2 제어부와;Receiving a current value flowing through the switching element and determining whether the switching element is in an overcurrent state or a normal state by comparison with a reference voltage to generate a high clock signal or a low clock signal for driving the switching element; A controller; 상기 제 1 제어부의 출력신호와 제 2 제어부의 클럭신호를 입력받아, 상기 제 1 제어부의 출력신호가 정상모드이며 상기 제 2제어부의 클럭신호가 하이 클럭신호인 경우에는 상기 스위칭 소자를 온하고, 제 1 제어부의 출력신호가 대기 상태 모드이거나 상기 제 2 제어부의 클럭신호가 로우 클럭신호인 경우에는 상기 스위칭 소자를 오프시키는 구동신호를 상기 스위칭 소자에 인가하는 제 3 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원장치 제어회로.The switching element is turned on when the output signal of the first controller and the clock signal of the second controller are input, and the output signal of the first controller is a normal mode and the clock signal of the second controller is a high clock signal. And a third controller configured to apply a driving signal to the switching device when the output signal of the first controller is a standby mode or the clock signal of the second controller is a low clock signal. Switch mode power supply control circuit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 제어부는The first control unit 상기 전원장치 출력단에서의 출력값을 감지하기 위한 부하 검출부와;A load detector for sensing an output value at the output of the power supply; 상기 부하 검출부의 출력신호를 피드백 받아 상기 전원장치가 정상상태인지 대기상태인지를 판별하기 위한 모드 판별부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원장치 제어회로.And a mode discrimination unit configured to determine whether the power supply unit is in a normal state or a standby state by receiving an output signal of the load detection unit. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 모드 판별부는 비교기 또는 히스테리시스 비교기로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원장치 제어회로.And the mode determining unit comprises a comparator or a hysteresis comparator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2제어부는The second control unit 스위칭 소자에 연결되어 스위칭 소자에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와;A current detector connected to the switching element to detect a current flowing through the switching element; 상기 전류 검출부에서의 출력신호를 인가받아 상기 스위칭 소자의 상태를 판별하는 상태 판별부와;A state discriminating unit receiving the output signal from the current detecting unit to determine a state of the switching element; 상기 상태 판별부에서의 출력신호를 인가받아 스위칭 소자의 구동에 필요한 하이 클럭신호 또는 로우 클럭신호를 생성하는 클럭 발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원장치 제어회로.And a clock generator for generating a high clock signal or a low clock signal required for driving the switching element by receiving the output signal from the state determination unit. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 상태 판별부는The state determination unit 오피엠프, 비교기 및 히스테리시스 비교기 중 선택된 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원장치 제어회로.Switch mode power supply control circuit, characterized in that consisting of any one selected from the op amp, comparator and hysteresis comparator. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 클럭 발생부는 The clock generator 인버터로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원장치 제어회로.Switch mode power supply control circuit, characterized in that consisting of an inverter. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 3제어부는The third control unit 상기 제 1 제어부의 출력신호와 제 2 제어부의 클럭신호를 입력받아, 상기 제 1 제어부의 출력신호가 정상모드이며 상기 제 2제어부의 클럭신호가 하이 클럭신호인 경우에는 상기 스위칭 소자를 온하고, 제 1 제어부의 출력신호가 대기 상태 모드이거나 상기 제 2 제어부의 클럭신호가 로우 클럭신호인 경우에는 상기 스위칭 소자를 오프시키는 구동신호를 출력하는 상태 로직과;The switching element is turned on when the output signal of the first controller and the clock signal of the second controller are input, and the output signal of the first controller is a normal mode and the clock signal of the second controller is a high clock signal. State logic for outputting a driving signal to turn off the switching element when the output signal of the first controller is in a standby mode or the clock signal of the second controller is a low clock signal; 상기 상태 로직의 출력신호를 인가받아 스위칭 소자에 구동신호를 공급하는 드라이버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원장치 제어회로.And a driver configured to receive the output signal of the state logic and supply a driving signal to a switching device. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 상태 로직은The state logic is 앤드게이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원장치 제어회로.Switch mode power supply control circuit, characterized in that consisting of the and gate.
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