KR101208143B1

KR101208143B1 - 다중 출력 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR101208143B1
Application number: KR1020110065113A
Authority: KR
Inventors: 최윤; 홍성수; 한상규; 김진환; 조광승; 이희진; 최흥균
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-12-04

Abstract

본 발명은 복수의 전원을 출력할 수 있는 다중 출력 전원 공급 장치에 관한 것으로, 스위칭 신호에 따른 스위칭 동작에 의해 입력 전원을 변환하는 스위칭부;
상기 스위칭부에 의해 변환된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 전자기 결합하여 사전에 설정된 권선비를 형성해서 스위칭된 전원을 변압한 제1 전원 및 제2 전원을 출력하는 이차 권선을 갖는 변압부; 및 상기 이차 권선의 일단으로부터 상기 제1 전원을 출력시키고, 상기 이차 권선의 타단으로부터 상기 제2 전원을 출력시키는 출력부를 포함하는 다중 출력 전원 공급 장치를 제공할 수 있다.

Description

다중 출력 전원 공급 장치{POWER SUPPLY APPARATUS HAVING MULTI-OUTPUT}

본 발명은 복수의 전원을 출력할 수 있는 다중 출력 전원 공급 장치에 관한 것이다.

전원 공급 장치는 퍼스널 컴퓨터 등의 정보 기기, 에어컨, 오디오 및 비주얼 기기 등의 가정 전자제품 등에 많이 사용되고 있다.

이러한 전원 공급 장치는 적용되는 전자제품에 따라 복수의 출력 전원을 제공할 수도 있다.

일반적인 다중 전원 공급 장치는 입력 직류 전원을 단일 트랜스포머를 통해 각각 교류 전원으로 변환하고, 이를 다시 정류하여 복수의 직류 전원을 출력한다. 그러나, 일반적인 다중 전원 공급 장치는 단일 트랜스포머에 의해 복수의 직류 전원 중 하나의 직류 전원의 전압 레벨이 변동하는 경우 다른 직류 전원에 영향을 미쳐 크로스-레귤레이션(Cross-Regulation)이 유지되지 않는 문제점이 있다. 이를 위해 출력단에 강압 쵸퍼 회로가 채용되나, 1차적인 전원 변환 이후에 상술한 강압 쵸퍼 회로에 의해 다시 전원을 재변환하여 전력 변환 효율이 떨어지는 문제점이 있으며, 상술한 강압 쵸퍼 회로에 의해 부품 개수가 증가하여 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.

더하여, 발광 다이오드를 구동하기 위해 전원 공급 장치를 채용하는 경우 1차적인 전원 변환 이후에 발광 다이오드 간의 전압 편차 보상을 위해 승압 회로 또는 강압 회로가 채용되며, 이에 의해 전력 변환 효율이 떨어지는 문제점이 있으며, 상술한 승압 회로 또는 강압 회로에 의해 부품 개수가 증가하여 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 하나의 이차 권선에서 복수의 전원을 출력하고 이를 각각 주파수 가변 및 시비율 가변하는 전원 공급 장치를 제공한다.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 스위칭 신호에 따른 스위칭 동작에 의해 입력 전원을 변환하는 스위칭부;

상기 스위칭부에 의해 변환된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 전자기 결합하여 사전에 설정된 권선비를 형성해서 스위칭된 전원을 변압한 제1 전원 및 제2 전원을 출력하는 이차 권선을 갖는 변압부; 및

상기 이차 권선의 일단으로부터 상기 제1 전원을 출력시키고, 상기 이차 권선의 타단으로부터 상기 제2 전원을 출력시키는 출력부를 포함하는 다중 출력 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위칭부의 상기 제2 전원의 전원 변환 스위칭 주파수를 제어하고, 상기 전원 변환 스위칭 주파수에 동기되어 상기 스위칭부의 상기 제1 전원의 듀티를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 출력부는

상기 이차 권선의 일단과 접지 사이에 전기적으로 연결되어 상기 제1 전원을 안정화시키는 제1 캐패시터;

상기 이차 권선의 타단과 접지 사이에 전기적으로 연결되어 상기 제2 전원을 안정화시키는 제2 캐패시터;

상기 이차 권선의 타단에 연결된 애노드와 상기 제2 캐패시터의 일단에 연결된 캐소드를 구비하여 상기 제2 전원의 전달 경로를 형성하는 제1 다이오드; 및

상기 이차 권선의 타단에 연결된 캐소드와 접지에 연결된 애노드를 구비하여 상기 제2 전원의 상기 전달 경로를 형성하는 제2 다이오드를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 변압부는 상기 제1 다이오드의 캐소드와 상기 제2 캐패시터의 일단 사이에 형성되어 상기 일차 권선과 전자기 결합하는 보조 권선을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 전원의 전압 레벨과 상기 제2 전원의 전압 레벨은 서로 상이할 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제2 전원의 전압 레벨은 상기 제1 전원의 전압 레벨보다 높을 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제2 전원의 전압 레벨은 상기 제1 전원의 전압 레벨보다 2배 이상 높을 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는

상기 제2 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 제1 기준 전압의 전압 레벨 간의 비교 결과에 따라 상기 전원 변환 스위칭 주파수를 제어하는 주파수 제어부;

상기 주파수 제어부로부터의 상기 전원 변환 스위칭 주파수에 따라 삼각파를 발생하는 삼각파 발생부;

상기 제1 전원의 전압 레벨 및 사전에 설정된 제2 기준 전압의 전압 레벨 간의 오차와 상기 삼각파 발생부로부터의 삼각파를 비교하여 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 듀티 제어부; 및

상기 듀티 제어부의 스위칭 듀티 제어에 따라 상기 스위칭부의 교번 스위칭을 제어하는 제1 및 제2 스위칭 신호를 제공하는 스위칭 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 주파수 제어부는

상기 제2 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 제1 기준 전압의 전압 레벨을 비교하여 사전에 설정된 증폭율에 따라 비교 결과를 증폭하는 제1 오차 증폭기;

사전에 설정된 저항값에 따라 상기 제1 오차 증폭기의 증폭율을 설정하는 제1 저항기; 및

상기 제1 오차 증폭기에 의해 증폭된 비교 결과에 따라 상기 전원 변환 스위칭 주파수를 설정하는 주파수 설정기를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 듀티 제어부는

상기 제1 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 제2 기준 전압의 전압 레벨을 비교하여 사전에 설정된 증폭율에 따라 비교 결과를 증폭하는 제2 오차 증폭기;

사전에 설정된 저항값에 따라 상기 제2 오차 증폭기의 증폭율을 설정하는 제2 저항기;

상기 제2 오차 증폭기에 의해 증폭된 비교 결과와 상기 삼각파 발생부로부터의 삼각파의 전압 레벨을 비교하는 비교기; 및

상기 비교기로부터의 비교 결과에 따라 상기 전원 변환부의 스위칭 듀티를 설정하는 듀티 설정기를 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상용 교류 전원의 전자기 간섭을 제거하는 필터부;

상기 필터부로부터의 필터링된 전원을 정류하는 정류부; 및

상기 정류부로부터의 정류된 전원의 역률을 보정하여 상기 입력 전원으로 상기 스위칭부에 전달하는 역률 보정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 이차 권선에서 복수의 전원을 출력하고 이를 각각 주파수 가변 및 시비율 가변하여, 복수의 출력의 정밀제어가 가능하고 제조비용이 저렴하며 회로 면적이 저감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전원 공급 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 제어부의 개략적인 구성도.
도 3은 도 2의 제어부의 보다 구체적인 구성도.
도 4는 본 발명의 전원 공급 장치의 주요 부분의 신호 파형 그래프.
도 4a는 본 발명의 전원 공급 장치의 스위칭 파형 그래프.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 전원 공급 장치의 동작 순서도.
도 6은 본 발명의 전원 공급 장치의 다른 일 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 전원 공급 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치의 일 실시예(100)는 스위칭부(110), 변압부(120), 출력부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 더하여, 상용 교류 전원에 포함되는 전자기 간섭(Electro Magnetic Interference;EMI)을 제거하는 필터부(150)와, 필터부(150)로부터된 필터링 전원을 정류하는 정류부(160)와, 정류부(160)로부터의 정류된 전원의 전류 및 전압 간의 위상차를 보정하여 역률을 보정하는 역률 보정부(140)를 더 포함할 수 있다.

스위칭부(110)는 서로 전기적으로 직렬 연결되고 입력 전원(Vin)단에 병렬 연결되어 제어부(140)로부터의 스위칭 신호(SW1,SW2)에 따라 교번 스위칭하는 제1 및 제2 스위치(M1,M2)를 포함할 수 있다. 스위칭부(110)의 스위칭 동작에 의해 생성되는 교류 전원은 각각 변압부(120)에 전달될 수 있다.

변압부(120)는 직렬 연결된 공진형 캐패시터(Cr)를 포함한 공진형 변압부일 수 있고, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 공진형 인덕터(Lr)와 제1 및 제2 스위치(M1,M2)에 각각 병렬 연결된 자화 인덕터(Lm)를 포함한 LLC 공진형 변압부일 수 있다.

변압부(120)는 사전에 설정된 권선비를 갖는 일차 권선(Np) 및 이차 권선(Ns)를 갖는 하나의 트랜스포머로 구성될 수 있다. 일차 권선(Np)와 이차 권선(Ns)는 각각 도전성 전도체로 구성될 수 있으며, 소정수로 권선되어 서로 전자기 결합해서 상기 권선비를 형성하여, 입력된 전원의 전압 레벨을 변압할 수 있다.

상술한 자화 인덕터(Lm)는 별도의 인덕터 소자로 구성될 수 있고, 또는 상술한 트랜스포머의 누설 인덕턴스에 의해 구성될 수 있다.

스위칭부(110)로부터의 스위칭된 교류 전원은 변압부(120)의 사전에 설정된 권선비에 따른 전압 레벨을 갖는 교류 전원으로 변환되어 출력부(130)에 전달된다. 이때, 변압부(120)의 하나의 이차 권선(Ns)의 일단 및 타단으로부터 각각 제1 전원(Vo1) 및 제2 전원(Vo2)이 출력될 수 있다. 예를 들어, 제2 전원(Vo2)는 LCD(liquid crystal display) 백라이트 유니트(backlight unit)의 LED(light emitting diodes)에 공급될 수 있고, 제1 전원(Vo1)은 백라이트 유니트의 제어회로에 공급될 수 있다. 제1 전원(Vo1)의 전압 레벨과 제2 전원(Vo2)의 전압 레벨은 서로 상이할 수 있다. 이때, 제2 전원(Vo2)의 전압 레벨이 제1 전원(vo1)의 전압 레벨보다 높을 수 있다.

출력부(130)는 제1 및 제2 다이오드(D1,D2)와 제1 및 제2 캐패시터(C1,C2)를 포함할 수 있다.

제1 및 제2 캐패시터(C1,C2)는 각각 이차 권선(Ns)로부터의 제1 및 제2 전원(Vo1,Vo2)을 안정화시켜 출력할 수 있으며, 제1 및 제2 다이오드(D1,D2)는 전원의 전달 경로를 형성할 수 있다.

제1 캐패시터(C1)는 이차 권선(Ns)의 일단과 접지 사이에 연결될 수 있고, 제2 캐패시터(C2)는 이차 권선(Ns)의 타단과 접지 사이에 연결될 수 있으며, 제1 다이오드(D1)의 애노드는 이차 권선(Ns)의 타단에 연결되고 제1 다이오드(D1)의 캐소드는 제2 캐패시터(C2)의 일단에 연결될 수 있고, 제2 다이오드(D2)의 애노드는 접지에 연결되고 제2 다이오드(D2)의 캐소드는 제1 다이오드(D1)의 애노드에 연결될 수 있다.

제어부(140)는 제1 전원(Vo1) 및 제2 전원(Vo2)에 따라 스위칭부(110)의 스위칭을 제어하는 스위칭 신호(SW1,SW2)를 제공할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 스위칭부(110)의 제2 전원(Vo2)의 전원 변환 스위칭 주파수를 제어하고, 상기 전원 변환 스위칭 주파수에 동기되어 스위칭부(110)의 제1 전원(Vo1)의 시비율을 제어할 수 있다. 이에 관하여, 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 제어부의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2의 제어부의 보다 구체적인 구성도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제어부(140)는 제2 전원(Vo2)을 입력받는 주파수 제어부(141), 삼각파 발생부(142), 제1 전원(Vo1)을 입력받는 듀티 제어부(143) 및 스위칭 제어부(144)를 포함한다.

제어부(140)의 주파수 제어부(141)는 제1 포토 커플러(181)로부터의 제2 전원(Vo2)의 전압 레벨과 사전에 설정된 제1 기준 전압(Vref1)의 전압 레벨 간의 오차를 증폭하는 제1 오차 증폭기(141a)와, 사전에 설정된 저항값에 따라 제1 오차 증폭기(141a)의 오차 증폭율을 설정하는 제1 저항기(141b)와, 제1 오차 증폭기(141a)의 비교 결과에 따라 주파수를 설정하는 주파수 설정기(141c)를 포함한다. 주파수 설정기(141c)로부터의 주파수 신호는 삼각파 발생부(142)에 전달된다.

삼각파 발생부(142)는 주파수 설정기(141c)로부터의 주파수 신호에 동기된 삼각파를 발생한다. 상기 삼각파는 듀티 제어부(143)에 전달된다.

듀티 제어부(143)는 제1 전원(Vo1)의 전압 레벨의 전압 레벨과 사전에 설정된 제2 기준 전압(Vref2)의 전압 레벨 간의 오차를 증폭하는 제2 오차 증폭기(143a)와, 사전에 설정된 저항값에 따라 제2 오차 증폭기(143a)의 오차 증폭율을 설정하는 제2 저항기(143b)와, 제2 오차 증폭기(143a)의 비교 결과의 전압 레벨과 삼각파 발생부(142)로부터의 삼각파의 전압 레벨을 비교하는 비교기(143c)와, 비교기(223)의 비교 결과에 따라 스위칭 듀티를 설정하는 듀티 설정기(143d)를 포함한다. 듀티 설정기(143d)로부터의 듀티 신호는 스위칭 제어부(144)에 전달된다.

스위칭 제어부(144)는 듀티 설정기(143d)로부터의 듀티 신호에 따라 제1 및 제2 스위치(M1,M2)의 스위칭을 제어하는 제1 및 제2 스위칭 신호(SW1,SW2)를 스위칭부(110)에 전달한다.

도 4는 본 발명의 전원 공급 장치의 주요 부분의 신호 파형 그래프이고 ,도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 전원 공급 장치의 동작 순서도이다.

도 4와 함께 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 스위칭부(110)의 제1 및 제2 스위치(M1,M2)의 스위칭 상태에 따라 4개의 동작 모드로 나눌 수 있다. 더하여, t0 이전의 데드 타임(dead time)은 생략하며, 제2 스위치(M2)는 턴-온되고, 제1 스위치(M1)은 턴-오프되어 있다.

한편, 도 4a는 본 발명의 전원 공급 장치의 스위칭 파형 그래프이다.

도 4와 함께 도 4a를 참조하면, 제2 전원(Vo2)에 기초하여 제어부(140)에서 발생되는 스위칭 주파수와 제1 전원(Vo1)에 기초하여 스위칭 주파수에 동기된 스위칭 시비율을 동시에 제어함으로써, 출력 전원의 전압 레벨의 대소에 관계없이, 각각의 출력 전압을 개별적으로 제어할 수 있어, 각 출력 전압에 대해 이상적인 레귤레이션을 얻을 수 있다.

즉, 제1 및 제2 스위치(M1,M2)이 교번 스위칭함으로써, 제1 전원 및 제2 전원(Vo1,Vo2)에 에너지가 전달되며, 시비율 가변을 통해 제1 전원(Vo1)을 정밀하게 제어할 수 있으며, 주파수 가변을 통해 제2 전원(Vo2)을 정밀 제어할 수 있으며, 제2 스위치(M2)의 턴 온시에 제1 전원(Vo1)의 전압과 1차측 에너지가 제2 전원(Vo2)로 전달되므로, 전압 체배(voltage doubler)동작을 수행할 수 있어서, 제2 전원(Vo2)의 전압 레벨은 제1 전원(Vo1)의 전압 레벨보다 2배이상 높을 수 있다.

다시, 도 4와 함께 도 5a를 참조하면, 제1 스위치(M1)가 턴 온되면서 첫번째 모드(t0~t1)가 시작된다. 변압부(120)의 일차측에 (V_in-V_Cr)의 전압이 걸리게 되고 점선으로 도시된 패스로 제1 다이오드(D1)가 도통된다. 동시에 공진 캐패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Lr)에 의해 공진이 발생하여 턴비에 의해 2차측 턴-온된 제1 다이오드(D1의) 패스로 전류가 흐르게 된다. 또한, 자화 인덕턴스(Lm)의 전류는 (N_P/N_S)V₀₂의 전압에 의해 선형적으로 증가한다. 반면 제1 전원(V_o1)의 경우 트랜스포머의 권선방향으로 인해 제2 다이오드(D2)가 턴-온 될 수 없으므로 전류 패스가 형성되지 않는다.

도 4와 함께 도 5b를 참조하면, 공진 캐패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Lr)의 공진이 끝나게 되면서 두번째 모드(t1~t2)가 시작된다. 공진 캐패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Lr)의 공진이 끝나게 됨에 따라 더 이상 제2 전원(Vo2)의 출력단으로 전류가 흐르지 않게 되며, 이에 따라 일차측 전류(I_pri)는 자화 인덕턴스(Lm)의 전류와 같아지게 된다. 다시 말해 자화 인덕턴스(Lm)의 전류는 공진 캐패시터의 전압(V_CR)에 의해 선형적으로 감소하게 되며, 여전히 제2 전원(Vo2)의 출력단의 경우 트랜스포머의 권선방향으로 인해 제2 다이오드(D2)가 턴-온 될 수 없으므로 전류 패스가 형성되지 않는다.

제2 스위치(M2)가 턴 온되면서 세번째 모드(t2~t3)가 시작된다. 트랜스포머의 1차측에 공진 캐패시터의 전압(V_CR)의 마이너스의 전압(-V_CR)이 걸리게 되고 점선으로 도시된 바와 같은 패스로 제2 다이오드(D2)가 도통된다. 동시에, 공진 캐패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Lr)에 의해 공진이 발생하여 턴비에 의해 턴-온된 제2 다이오드(D2)의 패스로 전류가 흐르게 된다. 또한 자화 인덕턴스(Lm)의 전류는 -(N_P/N_S)V_LED 의 전압에 의해 선형적으로 감소한다. 또한 제2 전원(Vo2)의 출력단의 경우 트랜스포머의 권선방향으로 인해 제1 다이오드(D1)가 턴-오프 된다.

공진 캐패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Lr)의 공진이 끝나게 되면서 네번째 모드(t3~t0)가 시작된다. 공진 캐패시터(Cr)와 누설 인덕턴스(Lr)의 공진이 끝나게 됨에 따라 더 이상 제1 및 제2 전원(Vo1,Vo2) 출력단으로 전류가 흐르지 않게 되며, 이에 따라 일차측 전류(I_pri)는 자화 인덕턴스(Lm)의 전류와 같아지게 된다. 다시 말해 자화 인덕턴스(Lm)의 전류는 공진 캐패시터의 전압(V_CR)에 의해 선형적으로 감소하게 된다.

도 6은 본 발명의 전원 공급 장치의 다른 일 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치의 다른 일 실시예(200)는 도 1에 도시된 전원 공급 장치의 일 실시예(100)와 동일한 스위칭부(210)를 포함할 수 있고, 더하여 동일하게 구성된 제어부, 필터부, 정류부 및 역률 보정부(동일한 구성으로 인해 미도시함)를 포함할 수 있다. 반면에, 변압부(220) 및 출력부(230)는 상이하게 구성될 수 있다.

즉, 변압부(220)는 일차 권선(Np)과 전자기 결합하는 이차 권선(Ns1)과 보조 권선(Ns2)을 구비할 수 있고, 보조 권선(Ns2)는 출력부(230)의 제2 캐패시터(C2)의 일단과 제1 다이오드(D1)의 캐소드 사이에 직렬 연결될 수 있으며, 제1 전원(Vo1)의 전압 레벨보다 제2 전원(Vo2)의 전압 레벨을 2배 이상으로 승압시킬 수 있다. 마찬가지로, 제1 전원(Vo1)은 시비율 가변을 통해 제어하고, 제2 전원(Vo2)는 주파수 가변을 통해 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 이차 권선에서 복수의 출력을 출력하고 이를 각각 주파수 가변 및 시비율 가변하여, 기존의 LCD 백라이트(backlight) 구동 회로가 요구하는 이중출력을 정밀하게 제어하기 위해 적용하여 왔던 DC/DC 컨버터 및 제어단의 제거가 가능해 원가 절감에 매우 유리하고 전력변환효율이 개선되는 장점이 있다. 또한 시스템 전체의 부피를 감소시켜 전력밀도가 높아져 제품의 소형화에 유리하며, 액티브(Active) 소자 및 IC 류가 제거되어 제품의 신뢰성 향상에 매우 유리하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

100,200...전원 공급 장치
110,210...스위칭부
120,220...변압부
130,230...출력부
140...제어부
150...필터부
160...정류부
170...역률 보정부

Claims

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스위칭 신호에 따른 스위칭 동작에 의해 입력 전원을 변환하는 스위칭부;
상기 스위칭부에 의해 변환된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 전자기 결합하여 사전에 설정된 권선비를 형성해서 스위칭된 전원을 변압한 제1 전원 및 제2 전원을 출력하는 이차 권선을 갖는 변압부; 및
상기 이차 권선의 일단으로부터 상기 제1 전원을 출력시키고, 상기 이차 권선의 타단으로부터 상기 제2 전원을 출력시키는 출력부를 포함하고,
상기 출력부는
상기 이차 권선의 일단과 접지 사이에 전기적으로 연결되어 상기 제1 전원을 안정화시키는 제1 캐패시터;
상기 이차 권선의 타단과 접지 사이에 전기적으로 연결되어 상기 제2 전원을 안정화시키는 제2 캐패시터;
상기 이차 권선의 타단에 연결된 애노드와 상기 제2 캐패시터의 일단에 연결된 캐소드를 구비하여 상기 제2 전원의 전달 경로를 형성하는 제1 다이오드; 및
상기 이차 권선의 타단에 연결된 캐소드와 접지에 연결된 애노드를 구비하여 상기 제2 전원의 상기 전달 경로를 형성하는 제2 다이오드
를 포함하는 다중 출력 전원 공급 장치.
제3항에 있어서,
상기 변압부는 상기 제1 다이오드의 캐소드와 상기 제2 캐패시터의 일단 사이에 형성되어 상기 일차 권선과 전자기 결합하여 상기 제2 전원의 전압 레벨을 승압하는 보조 권선을 더 포함하는 다중 출력 전원 공급 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 전원의 전압 레벨과 상기 제2 전원의 전압 레벨은 서로 상이한 다중 출력 전원 공급 장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 전원의 전압 레벨은 상기 제1 전원의 전압 레벨보다 높은 다중 출력 전원 공급 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2 전원의 전압 레벨은 상기 제1 전원의 전압 레벨보다 2배 이상 높은 다중 출력 전원 공급 장치.
스위칭 신호에 따른 스위칭 동작에 의해 입력 전원을 변환하는 스위칭부;
상기 스위칭부에 의해 변환된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 전자기 결합하여 사전에 설정된 권선비를 형성해서 스위칭된 전원을 변압한 제1 전원 및 제2 전원을 출력하는 이차 권선을 갖는 변압부;
상기 이차 권선의 일단으로부터 상기 제1 전원을 출력시키고, 상기 이차 권선의 타단으로부터 상기 제2 전원을 출력시키는 출력부; 및
상기 스위칭부의 상기 제2 전원의 전원 변환 스위칭 주파수를 제어하고, 상기 전원 변환 스위칭 주파수에 동기되어 상기 스위칭부의 상기 제1 전원의 듀티를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는
상기 제2 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 제1 기준 전압의 전압 레벨 간의 비교 결과에 따라 상기 전원 변환 스위칭 주파수를 제어하는 주파수 제어부;
상기 주파수 제어부로부터의 상기 전원 변환 스위칭 주파수에 따라 삼각파를 발생하는 삼각파 발생부;
상기 제1 전원의 전압 레벨 및 사전에 설정된 제2 기준 전압의 전압 레벨 간의 오차와 상기 삼각파 발생부로부터의 삼각파를 비교하여 상기 스위칭부의 스위칭 듀티를 제어하는 듀티 제어부; 및
상기 듀티 제어부의 스위칭 듀티 제어에 따라 상기 스위칭부의 교번 스위칭을 제어하는 제1 및 제2 스위칭 신호를 제공하는 스위칭 제어부
를 포함하는 다중 출력 전원 공급 장치.
제8항에 있어서, 상기 주파수 제어부는
상기 제2 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 제1 기준 전압의 전압 레벨을 비교하여 사전에 설정된 증폭율에 따라 비교 결과를 증폭하는 제1 오차 증폭기;
사전에 설정된 저항값에 따라 상기 제1 오차 증폭기의 증폭율을 설정하는 제1 저항기; 및
상기 제1 오차 증폭기에 의해 증폭된 비교 결과에 따라 상기 전원 변환 스위칭 주파수를 설정하는 주파수 설정기
를 포함하는 다중 출력 전원 공급 장치.
제9항에 있어서, 상기 듀티 제어부는
상기 제1 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 제2 기준 전압의 전압 레벨을 비교하여 사전에 설정된 증폭율에 따라 비교 결과를 증폭하는 제2 오차 증폭기;
사전에 설정된 저항값에 따라 상기 제2 오차 증폭기의 증폭율을 설정하는 제2 저항기;
상기 제2 오차 증폭기에 의해 증폭된 비교 결과와 상기 삼각파 발생부로부터의 삼각파의 전압 레벨을 비교하는 비교기; 및
상기 비교기로부터의 비교 결과에 따라 상기 전원 변환부의 스위칭 듀티를 설정하는 듀티 설정기
를 포함하는 다중 출력 전원 공급 장치.
제3항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상용 교류 전원의 전자기 간섭을 제거하는 필터부;
상기 필터부로부터의 필터링된 전원을 정류하는 정류부; 및
상기 정류부로부터의 정류된 전원의 역률을 보정하여 상기 입력 전원으로 상기 스위칭부에 전달하는 역률 보정부
를 더 포함하는 다중 출력 전원 공급 장치.