KR101422959B1 - 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치 - Google Patents

역률 보정 장치 및 전원 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101422959B1
KR101422959B1 KR1020120151008A KR20120151008A KR101422959B1 KR 101422959 B1 KR101422959 B1 KR 101422959B1 KR 1020120151008 A KR1020120151008 A KR 1020120151008A KR 20120151008 A KR20120151008 A KR 20120151008A KR 101422959 B1 KR101422959 B1 KR 101422959B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
voltage
power supply
voltage level
switching
Prior art date
Application number
KR1020120151008A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140081353A (ko
Inventor
성준엽
권정선
김서형
이재신
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020120151008A priority Critical patent/KR101422959B1/ko
Priority to US13/931,598 priority patent/US20140177302A1/en
Publication of KR20140081353A publication Critical patent/KR20140081353A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101422959B1 publication Critical patent/KR101422959B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 정상 전압과 과전압 사이의 중간 전압이 검출시 스위칭 소자에 인가되는 게이트 신호를 스킵핑하여 과전압시 회로를 즉시 보호할 수 있는 과전압 보호 기능을 갖는 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치에 관한 것으로, 입력 전원을 스위칭하여 사전에 설정된 구동 전원을 부하에 공급하는 전원 공급부; 및 일정 시간 동안에 사전에 설정된 개수의 펄스를 갖는 스위칭 제어 신호를 상기 전원 공급부에 제공하여 상기 전원 공급부의 전원 스위칭을 제어하고, 상기 구동 전원의 전압 레벨이 사전에 설정된 정상 동작 전압과 사전에 설정된 이상 동작 전압 사이에 설정된 적어도 하나의 중간 전압의 전압 레벨 이상이면 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 중 일부를 스킵(skip)하는 제어부를 포함하는 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치를 제안한다.

Description

역률 보정 장치 및 전원 공급 장치{POWER FACTOR CORRECTION APPARATUS AND POWER SUPPLYING APPARATUS}
본 발명은 과전압 보호 기능을 갖는 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 사용자의 다양한 욕구에 부합하는 전자 장치들이 다양하게 구현되고 있으며, 이러한 전자 장치들은 해당하는 기능을 구현하기 위해 동작 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 채용할 수 있다.
전원 공급 장치는 일반적으로 전력 변환 효율, 소형화 등의 이점으로 인해 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply) 방식을 채용할 수 있다.
한편, 통상적으로 대부분의 전원공급장치들은 전원 회로의 비정상적인 동작 또는 외부의 비정상적인 환경에 의해 출력 과전압으로 인한 회로의 파손이나 오동작을 방지하기 위하여 과전압 보호회로를 채용하고 있다.
과전압 보호회로는 부하에 과전압이 인가되는 것을 검출하여 부하에 공급되는 부하전원을 차단한다.
이를 위해, 주로 선행 기술 문헌에 기재된 발명과 같이 전원 변환 동작을 수행하는 스위칭 소자의 스위칭 온 타임을 조절하여 과전압시 부하 전원의 공급을 차단한다.
그러나, 상술한 바와 같은 스위칭 소자의 스위칭 온 타임을 조절하여 과전압시 부하 전원의 공급을 차단하는 과전압 보호 방식은 순간적으로 출력 전압이 과전압 레벨까지 상승하는 경우 정상적인 스위칭 동작이 수행되며, 부하 전원의 공급 차단시에도 일정 시간 동안 전원 공급이 유지되어 회로의 파손이나 오동작을 즉시 방지하기 어려운 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2000-0044338호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 정상 전압과 과전압 사이의 중간 전압이 검출시 스위칭 소자에 인가되는 게이트 신호를 스킵핑하여 과전압시 회로를 즉시 보호할 수 있는 과전압 보호 기능을 갖는 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면으로는 입력 전원을 스위칭하여 사전에 설정된 구동 전원을 부하에 공급하는 전원 공급부; 및 일정 시간 동안에 사전에 설정된 개수의 펄스를 갖는 스위칭 제어 신호를 상기 전원 공급부에 제공하여 상기 전원 공급부의 전원 스위칭을 제어하고, 상기 구동 전원의 전압 레벨이 사전에 설정된 정상 동작 전압과 사전에 설정된 이상 동작 전압 사이에 설정된 적어도 하나의 중간 전압의 전압 레벨 이상이면 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 중 일부를 스킵(skip)하는 제어부를 포함하는 전원 공급 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 이상 동작 전압에 해당하면 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 전부를 스킵할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 중간 전압은 상기 정상 동작 전압과 상기 이상 동작 전압 사이에 복수 전압 레벨로 설정될 수 있고, 상기 제어부는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 복수의 중간 전압에 해당하는 경우 해당하는 중간 전압의 전압 레벨의 증가에 따라 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 중 스킵하는 펄스 개수를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 이상 전압에 해당하는 지를 검출하는 과전압 검출부; 상기 전원 공급부의 전원 스위칭에 의해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부; 상기 과전압 검출부 및 전류 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 스위칭 제어 신호를 제공하여 상기 전원 공급부의 전원 공급을 제어하는 구동부;및 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 중간 전압에 해당하면 상기 구동부에 의해 제공되는 상기 스위칭 제어 신호의 펄스수를 스킵시키는 펄스 스킵부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 펄스 스킵부는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 중간 전압에 해당하는 지를 비교하는 제1 비교기; 상기 제1 비교기의 비교 결과에 기초하여 클럭 신호를 생성하는 클럭 생성부; 상기 클럭 생성부의 클럭 신호와 사전에 설정된 타이밍을 논리곱하는 논리곱부; 상기 논리곱부의 논리 연산 결과에 따라 톱니파 신호를 생성하는 신호 생성부; 사전에 설정된 기준 전압과 상기 구동 전원의 전압 레벨을 비교하는 제2 비교기; 및 상기 제2 비교기의 비교 결과 신호와 상기 톱니파 신호를 비교하여 그 비교 결과를 상기 구동부에 제공하는 제3 비교기를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면으로는 입력 전원을 스위칭하여 입력 전원의 전압과 전류 간의 위상차를 조정하여 역률을 보정하는 역률 보정부; 및 일정 시간 동안에 사전에 설정된 개수의 펄스를 갖는 스위칭 제어 신호를 상기 역률 보정부에 제공하여 상기 역률 보정부의 전원 스위칭을 제어하고, 상기 역률 보정부의 출력 전원의 전압 레벨이 사전에 설정된 정상 동작 전압과 사전에 설정된 이상 동작 전압 사이에 설정된 적어도 하나의 중간 전압의 전압 레벨 이상이면 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 중 일부를 스킵하는 제어부를 포함하는 역률 보정 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면에 따르면, 교류 전원을 정류하여 상기 역률 보정부에 제공하는 정류부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 정상 전압과 과전압 사이의 중간 전압이 검출시 스위칭 소자에 인가되는 게이트 신호를 스킵핑하여 과전압시 회로를 즉시 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 전원 공급 장치를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 역률 보정 장치를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 전원 공급 장치 또는 역률 보정 장치에 채용된 제어부의 과전압 보호 동작을 나타내는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 전원 공급 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(100)는 전원 공급부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 입력 전원(Vin)을 스위칭하여 부하에 구동 전원(Vout)을 공급할 수 있다. 전원 공급부(110)의 전원 스위칭은 제어부(120)의 제어에 따라 수행될 수 있다.
제어부(120)는 스위칭 제어 신호(OUT)를 전원 공급부(110)에 제공하여 전원 공급부(110)의 전원 스위칭을 제어할 수 있다.
이를 위해, 스위칭 제어 신호(OUT)는 일정 시간 동안에 사전에 설정된 개수의 펄스 신호를 가질 수 있으며, 상기 펄스 신호의 하이 레벨에 따라 전원 공급부(110)의 스위치가 스위칭 온 동작을 수행할 수 있고, 상기 펄스 신호의 로우 레벨에 따라 전원 공급부(110)의 스위치가 스위칭 오프 동작을 수행할 수 있다.
제어부(120)는 과전압 검출부(121), 구동부(122), 전류 검출부(123) 및 펄스 스킵부(124)를 포함할 수 있다.
과전압 검출부(121)는 전원 공급부(110)의 구동 전원(Vout)을 검출한 피드백 전압(FB) 레벨이 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 이상 동작 전압에 해당하는 지를 비교하여, 피드백 전압(FB) 레벨이 이상 동작 전압 레벨에 해당하면 구동부(122)의 스위칭 제어 신호(OUT)의 제공을 중단시켜 전원 공급부(110)의 스위치에 로우 레벨의 신호가 인가되도록 할 수 있다.
전류 검출부(123)는 전원 공급부(110)의 스위칭 동작에 의해 스위치에 흐르는 전류를 검출할 수 있으며, 보다 상세하게는 상기 스위치에 흐르는 영(0)전류를 검출할 수 있다.
구동부(122)는 과전압 검출부(121) 및 전류 검출부(123)의 검출 결과에 따라 스위칭 제어 신호(OUT)를 전원 공급부(110)의 스위치에 제공할 수 있다.
한편, 펄스 스킵부(124)는 구동부(122)로부터의 스위칭 제어 신호(OUT)를 일정 시간 동안의 펄스 개수를 적어도 일부 스킵(skip)시킬 수 있다.
이를 위해, 펄스 스킵부(124)는 제1 비교기(124a), 클럭 생성부(124b), 논리곱부(124c), 신호 생성부(124d), 제2 비교기(124e) 및 제3 비교기(124f)를 포함할 수 있다.
제1 비교기(124a)는 피드백 전압(FB) 레벨이 사전에 정상 동작 전압과 이상 동작 전압 사이로 설정된 중간 전압(Verf1)의 전압 레벨에 해당하는 지를 비교하여 그 비교 결과를 클럭 생성부(124b)에 제공한다.
제1 비교기(124a)는 피드백 전압(FB) 레벨이 중간 전압(Verf1)의 전압 레벨 미만이면 하이 레벨의 신호를 출력하고, 피드백 전압(FB) 레벨이 중간 전압(Verf1)의 전압 레벨 이상이면 로우 레벨의 신호를 출력할 수 있다.
클럭 생성부(124b)는 사전에 설정된 클럭 신호를 제공할 수 있으며, 상기 클럭 신호의 시간 간격은 스위칭 제어 신호(OUT)의 펄스를 스킵하는데 사용될 수 있다.
즉, 클럭 생성부(124b)는 제1 비교기(124a)의 출력이 하이 레벨 신호이면 하이 레벨이 유지되는 신호를 출력하고, 제1 비교기(124a)의 출력이 로우 레벨 신호이면 사전에 설정된 시간 간격을 갖는 클럭 신호를 출력할 수 있다.
논리곱부(124c)는 외부에 의해 설정되는 타이밍 신호(RT)와 클럭 생성부(124b)의 출력 신호를 논리곱 연산하여 신호 생성부(124d)에 연산 결과를 제공할 수 있으며, 클럭 생성부(124b)의 클럭 신호의 시간 간격에 따라 타이밍 신호(RT)와의 논리곱 연산이 신호 생성부(124d)의 톱니파 신호를 연속적이지않고, 상기 시간 간격에 따라 발생되도록 할 수 있다. 즉, 톱니파 신호를 상기 시간 간격으로 스킵핑(skipping)할 수 있다.
클럭 생성부(124b)의 시간 간격은 클럭 생성부(124b)에 전기적으로 연결된 저항의 저항값에 의해 결정될 수 있다.
한편, 제2 비교기(124e)는 사전에 설정된 기준 전압(Vref)을 피드백 전압(FB) 레벨과 비교하여, 피드백 전압(FB) 레벨이 기준 전압(Vref)을 유지하도록 제어할 수 있다.
제3 비교기(124f)는 신호 생성부(124d)로부터의 톱니파 신호(Ramp)와 제2 비교기(124e)의 비교 결과 신호를 비교하여 그 결과를 구동부(122)에 전달할 수 있다.
보다 상세하게는, 피드백 전압(FB) 레벨이 기준 전압(Vref)보다 낮으면 출력 신호(Verr)의 레벨은 상승하게 되고 이에 따라 구동부(122)에서 제공하는 스위칭 제어 신호(OUT)의 온 타임이 증가하게 되어 전원 공급부(110)의 구동 전원(Vout)의 전압 레벨이 상승하게 된다.
반대로, 피드백 전압(FB) 레벨이 기준 전압(Vref)보다 높으면 출력 신호(Verr)의 레벨은 감소하게 되고 이에 따라 구동부(122)에서 제공하는 스위칭 제어 신호(OUT)의 온 타임이 감소하게 되어 전원 공급부(110)의 구동 전원(Vout)의 전압 레벨이 감소하게 된다.
상술한 동작이 반복되어 피드백 전압(FB) 레벨은 기준 전압(Vref)을 유지할 수 있도록 할 수 있다.
즉, 전원 공급 장치(100)가 정상 동작하는 경우 전원 공급부(110)의 구동 전원(Vout)의 전압 레벨은 기준 전압(Vref)을 유지하도록 제어될 수 있으나, 전원 회로의 비정상적인 동작 또는 외부의 비정상적인 환경에 의해 구동 전원(Vout)의 전압 레벨이 이상 동작 전압까지 상승하면 제어부(120)의 스위칭 제어 신호(OUT)는 로우 레벨을 유지하여 전원 공급부(110)의 전원 스위칭 동작을 중지시킨다.
이때, 전원 공급부(110)의 구동 전원(Vout)의 전압 레벨이 정상 동작 전압(Vref)와 이상 동작 전압 사이에 설정된 중간 전압(Vref1)에 해당하면 클럭 생성부(124b)로부터의 클럭 신호의 시간 간격에 따라 신호 생성부(124d)의 톱니파 신호가 간헐적으로 발생되며, 이에 따라 구동부(122)로부터 제공되는 스위칭 제어 신호(OUT)의 펄스수가 스킵될 수 있으며, 전원 공급부(110)의 구동 전원(Vout)의 전압 레벨 상승이 억제될 수 있다.
한편, 본 발명의 전원 공급 장치의 일종으로 역률 보정 장치가 제안될 수 있다.
도 2는 본 발명의 역률 보정 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 역률 보정 장치(200)는 정류부(210), 역률 보정부(220) 및 제어부(230)를 포함할 수 있다.
정류부(210)는 입력된 교류 전원을 정류하여 역률 보정부(220)에 전달하고, 역률 보정부(220)는 정류된 전원을 스위칭하여 상기 직류 전원의 전압과 전류 간의 위상차를 조정하여 역률을 보정할 수 있다.
제어부(230)는 역률 보정부(220)에 의해 역률 보정된 출력 전원(Vout)을 검출한 피드백 신호(FB)에 기초하여 출력 전원(Vout)의 전압 레벨이 정상 동작 전압(Vref)을 유지하도록 제어하고, 이상 동작 전압에 해당하면 역률 보정부(220)의 스위치(Q)의 스위칭을 제어하는 스위칭 제어 신호(OUT)는 로우 레벨을 유지하여 역률 보정부(220)의 전원 스위칭 동작을 중지시킨다.
이때, 역률 보정부(220)의 출력 전원(Vout)의 전압 레벨이 정상 동작 전압(Vref)와 이상 동작 전압 사이에 설정된 중간 전압(Vref1)에 해당하면 제어부(230)는 스위칭 제어 신호(OUT)의 펄스를 일부 스킵하여 출력 전원(Vout)의 전압 레벨 상승을 제어할 수 있다.
이를 위한, 제어부(230)의 과전압 검출부(231), 구동부(232), 역률 보정부(220)의 트랜스포머(T)로부터 전류를 검출하는 전류 검출부(233) 및 펄스 스킵부(234)는 도 1에 도시된 과전압 검출부(121), 구동부(122), 전류 검출부(123) 및 펄스 스킵부(124)와 그 동작 및 기능이 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. 다만, 전류 검출부(233)는 역률 보정부(220)의 트랜스포머(T)로부터 전류를 검출하는 것으로 도시되어 있으나, 일반적으로 회로에 흐르는 전류를 검출하기 위해 저항을 사용해서 전류를 검출하는 방식도 사용될 수 있음이 자명하며 이에 한정되지 않을 것이다.
마찬가지로, 펄스 스킵부(234)의 제1 비교기(234a), 클럭 생성부(234b), 논리곱부(234c), 신호 생성부(234d), 제2 비교기(234e) 및 제3 비교기(234f)는 도 1에 도시된 펄스 스킵부(124)의 제1 비교기(124a), 클럭 생성부(124b), 논리곱부(124c), 신호 생성부(124d), 제2 비교기(124e) 및 제3 비교기(124f)와 그 동작 및 기능이 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 전원 공급 장치 또는 역률 보정 장치에 채용된 제어부의 과전압 보호 동작을 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제어부(120,230)에 의해 전원 공급부(110) 또는 역률 보정부(220)로부터의 구동 전원 또는 출력 전원(Vout)의 전압 레벨이 정상 동작 전압(Vref)보다 상승하여 중간 전압(Vref1)에 해당하면 일정 시간 동안의 스위칭 제어 신호의 펄스(식별부호 t1 참조) 중 일부를 스킵(식별부호 t2 참조)하여 구동 전원 또는 출력 전원(Vout)의 전압 레벨 상승을 억제하고, 구동 전원 또는 출력 전원(Vout)의 전압 레벨이 이상 동작 전압(Vovp)에 해당하면 스위칭 제어 신호의 펄스를 전부 스킵하여 스위칭 제어 신호의 신호 레벨을 로우 레벨로 설정하여 전원 공급부(110) 또는 역률 보정부(220)의 스위칭 동작을 중단시켜, 전압 상승을 즉시 억제할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 중간 전압은 복수의 전압 레벨로 설정될 수 있고, 예를 들어 제1 중간 전압(Vref1), 제2 중간 전압(Vref2)으로 설정될 수 있으며, 전원 공급부(110) 또는 역률 보정부(220)로부터의 구동 전원 또는 출력 전원(Vout)의 전압 레벨이 제1 중간 전압(Vref1) 또는 제2 중간 전압(Vref2)에 해당하면, 일정 시간 동안의 스위칭 제어 신호의 펄스(식별부호 t1 참조) 중 일부, 즉 예를 들어 일정 시간 동안의 스위칭 제어 신호의 펄스의 수가 3개일 경우 제1 중간 전압(Vref1)일 경우 펄스의 수를 한개만 스킵하고(식별부호 t2 참조), 제2 중간 전압(Vref2)일 경우 펄스의 수를 두개 스킵(식별부호 t3 참조)하여 구동 전원 또는 출력 전원(Vout)의 전압 레벨 상승을 억제하는 방식을 선택할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 본 발명은 정상 전압과 과전압 사이의 중간 전압이 검출시 스위칭 소자에 인가되는 게이트 신호를 스킵핑하여 과전압시 회로를 즉시 보호할 수 있다.
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: 전원 공급 장치
110: 전원 공급부
120: 제어부
121,231: 과전압 검출부
122,232: 구동부
123,233: 전류 검출부
124,234: 펄스 스킵부
124a,234a: 제1 비교기
124b,234b: 클럭 생성부
124c,234c: 논리곱부
124d,234d: 신호 생성부
124e,234e: 제2 비교기
124f,234f: 제3 비교기

Claims (11)

  1. 입력 전원을 스위칭하여 사전에 설정된 구동 전원을 부하에 공급하는 전원 공급부; 및
    일정 시간 동안에 사전에 설정된 개수의 펄스를 갖는 스위칭 제어 신호를 상기 전원 공급부에 제공하여 상기 전원 공급부의 전원 스위칭을 제어하고, 상기 구동 전원의 전압 레벨이 사전에 설정된 정상 동작 전압과 사전에 설정된 이상 동작 전압 사이에 설정된 적어도 하나의 중간 전압의 전압 레벨 이상이면 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 중 일부를 스킵(skip)하는 제어부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 이상 동작 전압에 해당하면 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 전부를 스킵하는 전원 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간 전압은 상기 정상 동작 전압과 상기 이상 동작 전압 사이에 복수 전압 레벨로 설정될 수 있고,
    상기 제어부는 상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 복수의 중간 전압에 해당하는 경우 해당하는 중간 전압의 전압 레벨의 증가에 따라 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 중 스킵하는 펄스 개수를 증가시키는 전원 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 이상 전압에 해당하는 지를 검출하는 과전압 검출부;
    상기 전원 공급부의 전원 스위칭에 의해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부;
    상기 과전압 검출부 및 전류 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 스위칭 제어 신호를 제공하여 상기 전원 공급부의 전원 공급을 제어하는 구동부;및
    상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 중간 전압에 해당하면 상기 구동부에 의해 제공되는 상기 스위칭 제어 신호의 펄스수를 스킵시키는 펄스 스킵부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펄스 스킵부는
    상기 구동 전원의 전압 레벨이 상기 중간 전압에 해당하는 지를 비교하는 제1 비교기;
    상기 제1 비교기의 비교 결과에 기초하여 클럭 신호를 생성하는 클럭 생성부;
    상기 클럭 생성부의 클럭 신호와 사전에 설정된 타이밍을 논리곱하는 논리곱부;
    상기 논리곱부의 논리 연산 결과에 따라 톱니파 신호를 생성하는 신호 생성부;
    사전에 설정된 기준 전압과 상기 구동 전원의 전압 레벨을 비교하는 제2 비교기; 및
    상기 제2 비교기의 비교 결과 신호와 상기 톱니파 신호를 비교하여 그 비교 결과를 상기 구동부에 제공하는 제3 비교기
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  6. 입력 전원을 스위칭하여 입력 전원의 전압과 전류 간의 위상차를 조정하여 역률을 보정하는 역률 보정부; 및
    일정 시간 동안에 사전에 설정된 개수의 펄스를 갖는 스위칭 제어 신호를 상기 역률 보정부에 제공하여 상기 역률 보정부의 전원 스위칭을 제어하고, 상기 역률 보정부의 출력 전원의 전압 레벨이 사전에 설정된 정상 동작 전압과 사전에 설정된 이상 동작 전압 사이에 설정된 적어도 하나의 중간 전압의 전압 레벨 이상이면 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 중 일부를 스킵하는 제어부
    를 포함하는 역률 보정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 출력 전원의 전압 레벨이 상기 이상 동작 전압에 해당하면 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 전부를 스킵하는 역률 보정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 중간 전압은 상기 정상 동작 전압과 상기 이상 동작 전압 사이에 복수 전압 레벨로 설정될 수 있고,
    상기 제어부는 상기 출력 전원의 전압 레벨이 상기 복수의 중간 전압에 해당하는 경우 해당하는 중간 전압의 전압 레벨의 증가에 따라 상기 일정 시간 동안의 상기 스위칭 제어 신호의 펄스의 개수 중 스킵하는 펄스 개수를 증가시키는 역률 보정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 출력 전원의 전압 레벨이 상기 이상 전압에 해당하는 지를 검출하는 과전압 검출부;
    상기 역률 보정부의 전원 스위칭에 의해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부;
    상기 과전압 검출부 및 전류 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 스위칭 제어 신호를 제공하여 상기 역률 보정부의 전원 스위칭 동작을 제어하는 구동부;및
    상기 출력 전원의 전압 레벨이 상기 중간 전압에 해당하면 상기 구동부에 의해 제공되는 상기 스위칭 제어 신호의 펄스수를 스킵시키는 펄스 스킵부
    를 포함하는 역률 보정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 펄스 스킵부는
    상기 출력 전원의 전압 레벨이 상기 중간 전압에 해당하는 지를 비교하는 제1 비교기;
    상기 제1 비교기의 비교 결과에 기초하여 클럭 신호를 생성하는 클럭 생성부;
    상기 클럭 생성부의 클럭 신호와 사전에 설정된 타이밍을 논리곱하는 논리곱부;
    상기 논리곱부의 논리 연산 결과에 따라 톱니파 신호를 생성하는 신호 생성부;
    사전에 설정된 기준 전압과 상기 출력 전원의 전압 레벨을 비교하는 제2 비교기; 및
    상기 제2 비교기의 비교 결과 신호와 상기 톱니파 신호를 비교하여 그 비교 결과를 상기 구동부에 제공하는 제3 비교기
    를 포함하는 역률 보정 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    교류 전원을 정류하여 상기 역률 보정부에 제공하는 정류부를 더 포함하는 역률 보정 장치.
KR1020120151008A 2012-12-21 2012-12-21 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치 KR101422959B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120151008A KR101422959B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치
US13/931,598 US20140177302A1 (en) 2012-12-21 2013-06-28 Power factor correction apparatus and power supply apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120151008A KR101422959B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140081353A KR20140081353A (ko) 2014-07-01
KR101422959B1 true KR101422959B1 (ko) 2014-08-13

Family

ID=50974473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120151008A KR101422959B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20140177302A1 (ko)
KR (1) KR101422959B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101615273B1 (ko) 2015-11-16 2016-05-13 화인시스템(주) 전동기 비정상 상태 표시 기능을 구비한 수처리 시스템용 계장제어장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8797766B2 (en) * 2011-04-06 2014-08-05 Bose Corporation Power supply with tickle pulse injection
CN105305817B (zh) * 2014-07-07 2018-07-13 群联电子股份有限公司 切换式稳压器控制电路及稳定输出电气信号的方法
KR101712445B1 (ko) 2015-08-13 2017-03-22 전남대학교산학협력단 데드타임을 갖지 않는 mnpc 타입의 멀티 레벨 인버터
KR101729146B1 (ko) 2015-08-21 2017-04-21 전남대학교산학협력단 데드타임을 갖지 않는 npc 타입의 멀티 레벨 인버터
EP3345293B1 (en) * 2015-09-03 2023-12-27 Aerojet Rocketdyne, Inc. Short circuit protection for switching power converters
CN105071652B (zh) * 2015-09-22 2018-02-02 广东志高暖通设备股份有限公司 一种控制Boost型PFC电路
CN105576968A (zh) * 2015-12-08 2016-05-11 北京英赛德佳科技有限公司 一种具有宽输入电压范围的直流电源
US9973097B2 (en) * 2016-06-21 2018-05-15 Astronics Advanced Electronic Systems Corp. Regulating transformer rectifier unit with multiple circuits for preventing output overvoltage
CN107819398B (zh) * 2016-09-14 2020-07-31 亚荣源科技（深圳）有限公司 过电压保护电路
JP6787044B2 (ja) * 2016-10-29 2020-11-18 富士電機株式会社 スイッチング電源装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040174152A1 (en) * 2003-03-04 2004-09-09 Hwang Jeffrey H. Pulse-skipping switching power converter
JP2005328585A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Seiko Instruments Inc 電流モード降圧型スイッチングレギュレータの過電流制限回路
KR20120098116A (ko) * 2011-02-28 2012-09-05 삼성전기주식회사 과전압 보호 기능을 갖는 전원 공급 장치
JP2012175868A (ja) * 2011-02-23 2012-09-10 Fuji Electric Co Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータの制御装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7554473B2 (en) * 2007-05-02 2009-06-30 Cirrus Logic, Inc. Control system using a nonlinear delta-sigma modulator with nonlinear process modeling
CN102412727B (zh) * 2011-11-25 2014-02-19 成都芯源系统有限公司 开关电源及其控制电路和调光方法
EP2642653A1 (de) * 2012-03-20 2013-09-25 C. & E. Fein GmbH Treiberschaltung und Ansteuerverfahren

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040174152A1 (en) * 2003-03-04 2004-09-09 Hwang Jeffrey H. Pulse-skipping switching power converter
JP2005328585A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Seiko Instruments Inc 電流モード降圧型スイッチングレギュレータの過電流制限回路
JP2012175868A (ja) * 2011-02-23 2012-09-10 Fuji Electric Co Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータの制御装置
KR20120098116A (ko) * 2011-02-28 2012-09-05 삼성전기주식회사 과전압 보호 기능을 갖는 전원 공급 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101615273B1 (ko) 2015-11-16 2016-05-13 화인시스템(주) 전동기 비정상 상태 표시 기능을 구비한 수처리 시스템용 계장제어장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20140177302A1 (en) 2014-06-26
KR20140081353A (ko) 2014-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101422959B1 (ko) 역률 보정 장치 및 전원 공급 장치
US9337739B2 (en) Power controller with over power protection
US9577509B2 (en) Emulated peak current limit scheme for switching regulator
US11496055B2 (en) Power converter, switch control circuit and short circuit detection method for current sensing resistor of the power converter
KR101677729B1 (ko) 스위치 제어 장치, 이를 포함하는 전력 공급 장치 및 스위치 제어방법
US20120274235A1 (en) Power Converting Circuit and Converting Controller
KR102049372B1 (ko) 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치
US9407153B2 (en) Switching power supply system
US9077249B2 (en) Power controller and power management control method
EP2672620B1 (en) Power factor improvement circuit
CN107834855B (zh) 开关电源装置
KR20130037486A (ko) 전원 공급 장치
JP2005033994A (ja) 電源回路の保護装置
JP5126967B2 (ja) スイッチング電源装置
US9531275B2 (en) Precise output power detection
KR101816290B1 (ko) 전원 공급 시스템
JP2010068676A (ja) スイッチング電源
JP6372189B2 (ja) 制御装置
KR20130044979A (ko) 전원 공급 장치
KR100905835B1 (ko) Ｐｄｐ 전원장치
US20090296426A1 (en) Switch mode power supply
KR101879772B1 (ko) Pfc 회로 출력전압 제어 장치 및 방법
KR101723361B1 (ko) 조명장치 및 조명장치의 보호방법
JP5540582B2 (ja) スイッチング電源
JP2011146985A (ja) 電圧検出回路、及び電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180612

Year of fee payment: 5