KR101583024B1 - Control apparatus of Switching Mode Power Supply - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 외부 전원 대신 내부에서 발생되는 전압을 전원으로 이용하여 복잡도 및 수율을 개선한 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명은 초기 시동시 저전압 상태에서 안정적으로 동작하기 위한 시동구간을 가지도록 구성하여 안정적인 동작전압을 제공할 수 있으며, 동작전압에 따라 동작하여 부하에 전압을 제공하는 동작구간에서 부하에 제공되는 전압을 저전압으로 변압하고 이를 내부 전압원으로 이용하여 저전압으로 동작하는 SMPS 제어 장치를 제공함으로써, 입력전원과 같은 고전압을 내부전압원으로 이용하지 않아 SMPS를 구성하는 각종 회로소자의 내전압 특성 및 발열 특성을 최소화하여 구성할 수 있으므로 회로소자의 크기를 줄이는 동시에 비용을 절감할 수 있어 수율을 극대화하며, 기존과 같이 고전압에 견디기 위한 별도의 회로 구성을 추가할 필요가 없어 회로 복잡도를 크게 경감시키는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a switching mode power supply control apparatus, and more particularly, to a switching mode power supply control apparatus using a voltage generated internally instead of an external power supply as a power source to improve the complexity and yield. The present invention can provide a stable operation voltage by having a start section for stably operating in a low voltage state at the time of initial start, and can provide a stable operation voltage by operating a voltage The SMPS control device operates at a low voltage by transforming the input voltage to a low voltage and using it as an internal voltage source to minimize the withstand voltage characteristics and heat generation characteristics of various circuit elements constituting the SMPS It is possible to reduce the size of the circuit element and reduce the cost, thereby maximizing the yield, and there is no need to add a separate circuit structure for enduring the high voltage as in the conventional method, thereby greatly reducing the circuit complexity.

Figure R1020140057710
Figure R1020140057710

Description

스위칭모드 파워서플라이 제어 장치{Control apparatus of Switching Mode Power Supply}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a switching mode power supply control apparatus,

본 발명은 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 외부 전원 대신 내부에서 발생되는 전압을 전원으로 이용하여 복잡도 및 수율을 개선한 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a switching mode power supply control apparatus, and more particularly, to a switching mode power supply control apparatus using a voltage generated internally instead of an external power supply as a power source to improve the complexity and yield.

종래의 스위칭모드 파워서플라이(이하, SMPS: Switching Mode Power Supply)에서의 제어 장치는 전원 공급 시작 시점에 외부전원을 직접 내부 회로의 동작을 위한 전원 공급원으로 사용한다.A control apparatus in a conventional switching mode power supply (SMPS) uses an external power supply as a power supply source for operation of an internal circuit at the start of power supply.

이에 따라, SMPS의 제어장치는 동작 시작 시점에 공급된 외부 전압을 그대로 동작 전압으로 이용하게 되며, 공급된 외부 전압을 칩 내부에서 감압하여 내부 회로가 동작할 수 있는 전압으로 변환하게 된다.Accordingly, the control device of the SMPS uses the external voltage supplied at the start of operation as it is as an operation voltage, and converts the supplied external voltage into a voltage capable of operating the internal circuit by reducing the internal voltage of the chip.

이러한 흐름의 전압 공급은 시작 시점에만 사용하는데 이를 계속 방치할 경우 대기 모드의 전류가 높아져 전류 소비가 늘어나는 문제점이 발생한다.The voltage supply of such a flow is used only at the starting point, but if it is left unchanged, the current in the standby mode becomes high and the current consumption increases.

이 문제를 해결하기 위하여 전원 공급 시작 시점에만 외부 전압을 동작 전압으로 이용하고 내부 제어 회로가 동작하기 시작한 후에는 트랜스포머에서 제공되는 전압을 내부 제어 회로의 전원으로 사용하여 외부 전압 공급 흐름을 차단하여 준다. 이렇게 되면 외부 전압을 공급 받던 핀으로의 전류 흐름이 끊기면서 외부 전압의 고전압이 해당 핀에 그대로 공급되므로 고전압을 견디는 반도체 공정을 사용해야만 하였다.In order to solve this problem, the external voltage is used as the operating voltage only at the start of the power supply, and after the internal control circuit starts to operate, the voltage supplied from the transformer is used as the power supply of the internal control circuit to cut off the external voltage supply flow . In this case, the current flow to the pin supplied with the external voltage is interrupted, and the high voltage of the external voltage is supplied to the corresponding pin, so a semiconductor process which can withstand the high voltage has to be used.

결국 입력전원을 통해 인가되는 고전압을 그대로 제어를 위한 전압으로 사용해야 하므로, SMPS를 구성하는 제어 회로의 반도체 제작 공정의 복잡도 및 해당 부분의 면적 비율이 올라가고 비싼 고전압용 반도체 공정을 이용하게 되면서 반도체 부품비 상승과 칩 안전 동작에 많은 문제를 야기시키고 있다.As a result, the high voltage applied through the input power source must be used as the voltage for control. Therefore, the complexity of the semiconductor manufacturing process of the control circuit constituting the SMPS and the area ratio of the corresponding portion are increased, And chip safety operations.

따라서, 초기 시동시 전압을 저전압화하여 안정적인 동작을 보장하는 동시에 복잡도를 개선키고 반도체 제작 공정을 저전압용을 사용하여 부품비를 하락시키기 위한 SMPS의 제어장치 개발에 대한 요구가 증대되고 있다.Accordingly, there is an increasing demand for development of a control device for an SMPS for improving the complexity and lowering the component cost by using the low voltage for the semiconductor manufacturing process while ensuring stable operation by lowering the voltage at the initial start-up.

한국등록특허 제10-0314000호Korean Patent No. 10-0314000

본 발명은 입력전압이 아닌 SMPS의 내부에서 발생하는 전압을 내부 전압원으로 이용하여 저전압에서 동작할 수 있는 SMPS 제어 장치를 제공하며, 이를 통해 회로 복잡도를 개선시키는 동시에 안정적으로 부하에 전압을 제공할 수 있는 SMPS 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides an SMPS controller capable of operating at a low voltage by using a voltage generated in the SMPS rather than an input voltage as an internal voltage source, thereby improving the circuit complexity and providing stable voltage to the load The present invention relates to an SMPS control apparatus.

본 발명의 실시예에 따른 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치는 입력 전원 및 제 1 파워 스위치와 연결되어 상기 입력 전원을 기준 전압으로 조정하여 상기 제 1 파워 스위치에 인가하는 기준전압 발생부와, 상기 기준전압이 인가된 상기 제 1 파워 스위치를 통해 시동전압을 인가받아 미리 설정된 동작전압의 생성에 도달하기 위한 지연시간 이후에 상기 동작전압을 제공하는 내부전원 발생부와, 상기 내부전원 발생부로부터 상기 동작전압을 인가받아 펄스 신호를 생성하고, 상기 제 1 파워스위치에 일단이 직렬 연결되며 타단이 접지 및 제 1 저항소자와 연결되는 제 2 파워 스위치로 상기 펄스신호를 제공하는 제어부 및 상기 펄스 신호에 따른 상기 제 2 파워 스위치의 개폐에 따라 상기 입력 전원을 통해 인가되는 입력전압을 부하가 요구하는 전압으로 변압시켜 상기 부하로 제공하며, 상기 펄스신호에 따른 상기 제 2 파워스위치의 개폐 동작시 상기 제어부의 동작전압을 유지하기 위해 상기 부하로 제공되는 전압을 변압하여 상기 내부전원 발생부로 제공하는 변압부를 포함할 수 있다.A switching mode power supply controller according to an exemplary embodiment of the present invention includes a reference voltage generator connected to an input power source and a first power switch to adjust the input power source to a reference voltage and apply the same to the first power switch, An internal power generator for receiving the start voltage through the applied first power switch and providing the operating voltage after a delay time for reaching generation of a preset operating voltage; A control unit for generating a pulse signal and providing the pulse signal to a second power switch having one end connected in series to the first power switch and the other end connected to the ground and the first resistance element, The input voltage applied through the input power source is changed to a voltage required by the load in accordance with opening and closing of the second power switch And a transformer for transforming the voltage supplied to the load to provide the voltage to the internal power generator to maintain the operating voltage of the controller during the opening and closing operation of the second power switch according to the pulse signal can do.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제 1 및 제 2 파워 스위치는 트랜지스터 소자로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the first and second power switches may be constituted by transistor elements.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 기준전압 발생부는 일단이 입력전원과 연결되는 제 2 저항소자와, 일단이 상기 제 2 저항소자의 타단과 연결되며 타단이 접지되어, 인가된 상기 입력전압을 제너전압에 따라 상기 기준전압으로 조정하여 출력하는 제너 다이오드 및 일단이 상기 제 2 저항소자의 타단에 직렬연결되며 타단이 접지되어, 상기 제 2 파워스위치의 단락시 상기 제 1 파워스위치의 게이트 단자로 충전전압을 제공하여 상기 제 1 파워스위치를 단락시키는 제 1 커패시터를 포함할 수 있다The reference voltage generating unit may include a second resistive element having one end connected to the input power source, one end connected to the other end of the second resistive element, and the other end grounded, And a second terminal connected to the other end of the second resistor, and a second terminal connected to the other end of the second resistor, the second terminal being connected to the gate terminal of the first power switch when the second power switch is short- And a first capacitor to provide a voltage to short-circuit the first power switch

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제너 다이오드는 일반 다이오드로 대체되는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the Zener diode may be replaced by a general diode.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 내부전원 발생부와 상기 제 1 파워스위치의 게이트 단자 사이에 연결되는 제 1 다이오드 및 일단이 접지되며 타단이 상기 제 1 다이오드와 연결되어, 상기 제 2 파워스위치의 단락시 상기 제 1 다이오드를 통해 상기 제 1 파워스위치의 게이트 단자로 충전전압을 제공하는 제 2 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a first diode connected between the internal power generating unit and the gate terminal of the first power switch, one end grounded and the other end connected to the first diode, And a second capacitor for providing a charging voltage to the gate terminal of the first power switch through the first diode at the time of a short-circuit.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제 2 저항소자와 상기 제 1 파워스위치의 게이트 단자 사이에 연결되어 상기 기준전압의 하강을 방지하는 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, a buffer connected between the second resistance element and the gate terminal of the first power switch to prevent the reference voltage from falling may be further included.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 변압부는 일단이 입력전원에 연결되며, 타단이 상기 제 1 파워스위치의 드레인 단자에 연결되어, 상기 제 1 및 제 2 파워스위치의 단락시 입력전압이 인가되는 제 1 권선부와, 상기 제 1 권선부에 인가된 입력전압을 부하에서 요구되는 전압으로 변압시키는 제 2 권선부 및 일단이 접지되며, 상기 펄스신호에 따른 상기 제 2 파워스위치의 개폐 동작시 상기 내부전원 발생부의 동작을 유지하도록 상기 제 2 권선부에 유도된 전압을 변압하여 상기 내부전원 발생부로 제공하는 제 3권선부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the transformer has one end connected to the input power source and the other end connected to the drain terminal of the first power switch, and the input voltage is applied to the first and second power switches when the first and second power switches are short- And a second winding portion for transforming the input voltage applied to the first winding portion to a voltage required by the load, and one end of the second winding portion are grounded. In the opening and closing operation of the second power switch according to the pulse signal, And a third winding portion for transforming the voltage induced in the second winding portion to maintain the operation of the power generating portion and providing the transformed voltage to the internal power generating portion.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 동작전압에 따라 펄스 신호를 생성하여 상기 제 2 파워스위치로 제공하는 펄스신호 생성부 및 상기 제 3 권선부의 타단에 직렬연결된 복수의 저항 사이의 전압을 측정한 결과를 상기 펄스신호 생성부로 제공하여 상기 결과에 따라 상기 펄스신호의 주기가 가변되도록 하는 전압 측정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control unit may include a pulse signal generator for generating a pulse signal according to the operation voltage and providing the pulse signal to the second power switch, and a voltage generator for generating a voltage between a plurality of resistors connected in series to the other end of the third coil unit And a voltage measuring unit for providing the measured result to the pulse signal generating unit and varying the period of the pulse signal according to the result.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 내부전원 발생부 및 상기 제 3 권선부 사이에 연결되어 상기 내부전원 발생부로부터 상기 제 3 권선부로 흐르는 역전류를 차단하는 제 2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the power supply unit may include a second diode connected between the internal power generating unit and the third winding unit to block a reverse current flowing from the internal power generating unit to the third winding unit .

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 내부전원 발생부 및 상기 제 2 파워스위치의 드레인 단자 사이에 연결되어 상기 제 1 권선부로부터 상기 내부전원 발생부로의 전원을 공급하며, 상기 제 2 파워스위치의 드레인 단자로 흐르는 역전류를 차단하는 제 3 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, power is supplied from the first winding portion to the internal power generating portion while being connected between the internal power generating portion and the drain terminal of the second power switch, And a third diode for blocking a reverse current flowing to the terminal.

본 발명은 초기 시동시 저전압 상태에서 안정적으로 동작하기 위한 시동구간을 가지도록 구성하여 안정적인 동작전압을 제공할 수 있으며, 동작전압에 따라 동작하여 부하에 전압을 제공하는 동작구간에서 부하에 제공되는 전압을 저전압으로 변압하고 이를 내부 전압원으로 이용하여 저전압으로 동작하는 SMPS 제어 장치를 제공함으로써, 입력전원과 같은 고전압을 내부전압원으로 이용하지 않아 SMPS를 구성하는 각종 회로소자의 내전압 특성 및 발열 특성을 최소화하여 구성할 수 있으므로 회로소자의 크기를 줄이는 동시에 비용을 절감할 수 있어 수율을 극대화하며, 기존과 같이 고전압에 견디기 위한 별도의 회로 구성을 추가할 필요가 없어 회로 복잡도를 크게 경감시키는 효과가 있다.The present invention can provide a stable operation voltage by having a start section for stably operating in a low voltage state at the time of initial start, and can provide a stable operation voltage by operating a voltage The SMPS control device operates at a low voltage by transforming the input voltage to a low voltage and using it as an internal voltage source to minimize the withstand voltage characteristics and heat generation characteristics of various circuit elements constituting the SMPS It is possible to reduce the size of the circuit element and reduce the cost, thereby maximizing the yield, and there is no need to add a separate circuit structure for enduring the high voltage as in the conventional method, thereby greatly reducing the circuit complexity.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치의 회로도.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 회로도에서 기준 전압 발생부의 상세 구성을 도시한 회로도.
도 3은 도 2의 구성에 따른 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치의 타이밍도.
도 4는 도 2의 구성에 따른 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치의 구성에 대한 다른 실시예를 도시한 회로도.
도 5는 도 4의 구성에 따른 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치의 타이밍도.
도 6은 도 2의 구성에 따른 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치의 또 다른 실시예를 도시한 회로도.
1 is a circuit diagram of a switching mode power supply control apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a reference voltage generator in a circuit diagram according to the embodiment of FIG.
3 is a timing diagram of a switching mode power supply control apparatus according to the configuration of FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the configuration of the switching mode power supply control apparatus according to the configuration of FIG. 2. FIG.
5 is a timing chart of the switching mode power supply control apparatus according to the configuration of FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the switching mode power supply control device according to the configuration of FIG. 2; FIG.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.Hereinafter, detailed embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치의 회로도로서, 스위칭모드 파워서플라이(Switching Mode Power Supply, 이하 SMPS)에 구성되어 저전력으로 동작하면서도, 안정적으로 부하에 전원을 제공할 수 있다.FIG. 1 is a circuit diagram of a switching-mode power supply control apparatus according to an embodiment of the present invention. The switching-mode power supply apparatus is configured in a switching mode power supply (SMPS) have.

도시된 바와 같이, SMPS 제어 장치는 기준전압 발생부(10), 내부전원 발생부(20), 제어부(30), 변압부(40), 제 1 파워스위치(TR1) 및 제 2 파워스위치(TR2)를 포함할 수 있다.As shown in the figure, the SMPS controller includes a reference voltage generator 10, an internal power generator 20, a controller 30, a transformer 40, a first power switch TR1, and a second power switch TR2 ).

우선, 기준전압 발생부(10)는 입력전원 및 제 1 파워스위치(TR1)와 연결되며, 상기 입력전원(VIN)으로부터 제공되는 입력전압을 기준전압(Vz)으로 조정하여 상기 제 1 파워스위치(TR1)에 인가할 수 있다.The reference voltage generating unit 10 is connected to the input power source and the first power switch TR1 and adjusts the input voltage supplied from the input power source VIN to the reference voltage Vz, TR1).

이를 통해, 기준전압 발생부(10)는 안정적으로 제 1 파워스위치(TR1)로 기준 전압(Vz)을 공급하며, 상기 제 1 파워스위치(TR1)는 상기 기준전압 발생부(10)로부터 안정적으로 전압을 공급받아 단락 상태를 유지하며 이를 통해 상기 입력전원과 상기 내부전원 발생부(20)를 연결하여 상기 내부전원 발생부(20)의 시동을 위한 시동전압(Vcc)을 제공할 수 있다.The reference voltage generating unit 10 stably supplies the reference voltage Vz to the first power switch TR1 and the first power switch TR1 is stable from the reference voltage generating unit 10 Voltage is supplied to maintain the short-circuit state, thereby connecting the input power source and the internal power generator 20 to thereby provide a start voltage Vcc for starting the internal power generator 20.

또한, 상기 내부전원 발생부(20)는 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 단락과 후술하는 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 개방에 따라 상기 제 1 파워스위치(TR1)를 통해 시동전압(Vcc)을 인가받아, 미리 설정된 안정적인 동작 전압(Vdd)의 제공을 위한 시동구간 동안에 상기 제어부(30)로 동작전압(Vdd)을 제공할 수 있다.The internal power generator 20 generates a start voltage Vcc through the first power switch TR1 in accordance with the short circuit of the first power switch TR1 and the opening of the second power switch TR2, And may provide the operating voltage Vdd to the controller 30 during a startup period for providing a preset stable operating voltage Vdd.

이때, 상기 제어부(30)는 시동전압(Vcc)이 인가된 상기 내부전원 발생부(20)로부터 생성된 동작전압(Vdd)을 제공받아 일정 지연시간 이후에 시동 단계를 마치고 동작 단계에 들어간다.At this time, the controller 30 receives the operation voltage Vdd generated from the internal power generator 20 to which the start voltage Vcc is applied, and enters the operation phase after finishing the startup phase after a predetermined delay time.

이를 통해, 제어부(30)는 상기 동작전압(Vdd)의 입력 및 지연시간에 따른 시동구간 이후에 동작을 시작하여 펄스 신호(Vg)를 생성하며, 상기 펄스 신호(Vg)를 상기 제 2 파워스위치(TR2)로 제공할 수 있다.Accordingly, the controller 30 starts operation after the start of the operation period according to the input of the operation voltage Vdd and the delay time to generate the pulse signal Vg, and outputs the pulse signal Vg to the second power switch (TR2).

이에 따라, 상기 제 1 파워스위치(TR1)에 일단이 직렬 연결되며 타단이 접지 및 제 1 저항소자(R1)와 연결되는 제 2 파워 스위치(TR2)는 상기 펄스신호(Vg)의 주기에 따라 개폐(스위칭)되며, 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 단락시 상기 변압부(40)에 상기 입력전원(VIN)에 따른 입력전압이 인가될 수 있다.Accordingly, the second power switch TR2, one end of which is connected in series to the first power switch TR1 and the other end of which is connected to the ground and the first resistor R1, is turned on and off according to the period of the pulse signal Vg. And an input voltage corresponding to the input power supply VIN may be applied to the transforming unit 40 when the second power switch TR2 is short-circuited.

한편, 상기 변압부(40)는 상기 제 1 및 제 2 파워스위치(TR1, TR2)의 단락에 따라 부하(100)에 요구되는 전압으로 상기 입력전압을 변압하여 부하(100)로 제공할 수 있다. 이때, 안정적인 전압 공급을 위해 부하(100)와 변압부(40) 사이에 다이오드(D) 및 커패시터(C)가 연결될 수 있다.The transformer 40 may convert the input voltage into a voltage required for the load 100 according to a short circuit between the first and second power switches TR1 and TR2 and provide the transformed voltage to the load 100 . At this time, a diode D and a capacitor C may be connected between the load 100 and the transforming unit 40 for stable voltage supply.

이와 같은 구성에서, 상기 제 2 파워스위치(TR2)가 상기 펄스신호에 따라 개폐(스위칭)되는 경우 상기 변압부(40)는 상기 제어부(30)의 동작전압(Vdd)을 유지하기 위해 부하(100)에 제공되는 전압을 상기 내부전원 발생부(20)에 요구되는 저전압으로 변압하여 상기 내부전원 발생부(20)로 제공할 수 있다.In this configuration, when the second power switch TR2 is opened or closed (switched) according to the pulse signal, the transforming unit 40 applies the load 100 (FIG. 1) to maintain the operation voltage Vdd of the control unit 30 Can be transformed to a low voltage required by the internal power generator 20 and supplied to the internal power generator 20.

이를 통해, 내부전원 발생부(20)는 저전압 상태에서 안정적으로 동작할 수 있으며, 상기 제어부(30)의 동작을 위한 동작전압(Vdd)을 안정적으로 제공할 수 있다.Accordingly, the internal power generating unit 20 can stably operate in a low voltage state and can stably provide the operating voltage Vdd for the operation of the controller 30. [

상술한 구성에서, 상기 제 1 및 제 2 파워스위치(TR1, TR2)는 트랜지스터 소자로 구성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 MOSFET으로 구성될 수 있다.In the above-described configuration, the first and second power switches TR1 and TR2 may be composed of transistor elements, and more preferably, a MOSFET.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 SMPS 제어 장치는 최초 시동시 입력전압을 저전압으로 다운시켜 안정적인 동작전압을 제공하기 위한 시동구간을 거치며, 변압부(40)를 통해 부하(100)에 제공되는 전압을 상기 제어부(30)의 동작을 위한 내부 전압원으로 사용하여, 입력전원(VIN)에서 제공되는 고전압을 내부전압원으로 이용하지 않아 SMPS를 구성하는 각종 회로소자의 내전압 또는 발열 특성을 감소시켜 구성할 수 있으므로 회로 소자의 크기 및 비용을 줄일 수 있으며, 고전압을 그대로 이용하는 구성에서 발생하는 발열을 크게 감소시킬 수 있다.As described above, the SMPS control apparatus according to the embodiment of the present invention includes a start-up section for down-converting an input voltage to a low voltage at a start-up and providing a stable operation voltage, Voltage is used as an internal voltage source for the operation of the control unit 30 and a high voltage provided from the input power supply VIN is not used as an internal voltage source to reduce the withstand voltage or heat generation characteristics of various circuit elements constituting the SMPS The size and cost of the circuit element can be reduced, and the heat generated in the configuration using the high voltage as it is can be greatly reduced.

상술한 구성을 바탕으로 도 2에 도시된 실시예를 통해 기준전압 발생부(10)의 상세 구성과 더불어 각 구성부의 상세 동작을 설명하면, 도시된 바와 같이 상기 기준전압 발생부(10)는 입력전원(VIN) 및 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자와 연결되어 상기 입력전원(VIN)으로부터 제공되는 입력전압을 기준전압(Vz)으로 조정하여 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자에 인가할 수 있다.2, detailed operation of each constituent unit will be described with reference to the detailed configuration of the reference voltage generator 10 and the reference voltage generator 10, A power supply VIN and a gate terminal of the first power switch TR1 are connected to the gate terminal of the first power switch TR1 to adjust an input voltage supplied from the input power supply VIN to a reference voltage Vz, As shown in FIG.

이때, 상기 기준전압 발생부(10)는 일단이 입력전원(VIN)과 연결되는 제 2 저항소자(R2)와, 일단이 상기 제 2 저항소자(R2)의 타단 및 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자에 연결되며 타단이 접지되어 상기 입력전원(VIN)으로부터 인가된 상기 입력전압을 제너전압에 따라 소정의 기준전압(Vz)으로 조정하여 출력하는 제너 다이오드(ZD1)를 포함할 수 있다.The reference voltage generating unit 10 includes a second resistor R2 having one end connected to the input power supply VIN and one end connected to the other end of the second resistor R2 and the first power switch TR1 And a zener diode ZD1 connected to the gate terminal of the first switch SW1 and grounded at the other end to adjust the input voltage applied from the input power supply VIN to a predetermined reference voltage Vz according to the zener voltage and output .

상술한 구성에 따라, 상기 기준전압 발생부(10)는 상기 제너 다이오드(ZD1) 구성을 통해 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자로 안정적인 기준전압(Vz)을 제공할 수 있다.According to the above-described configuration, the reference voltage generator 10 can provide the stable reference voltage Vz to the gate terminal of the first power switch TR1 through the configuration of the Zener diode ZD1.

이때, 상기 제너 다이오드(ZD1) 대신 일반 다이오드로 대체하여 구성할 수도 있음은 물론이다.At this time, the Zener diode ZD1 may be replaced with a general diode.

한편, 상기 기준전압(Vz)에 따라 단락되는 제 1 파워스위치(TR1)는 드레인 단자가 상기 변압부(40)의 제 1 권선부(Tp)를 통해 입력전원(VIN)과 연결되며, 소스단자가 제 1 다이오드(D1)를 통해서 상기 내부전원 발생부(20)와 연결되도록 구성되어, 상기 기준전압(Vz) 인가시 상기 입력전원(VIN)과 상기 내부전원 발생부(20)를 연결하여 입력전원(VIN)을 통해 상기 제 1 파워스위치(TR1)에 인가되는 전압(Vd)을 상기 소스단자를 통해 상기 내부전원 발생부(20)로 제공할 수 있다.The first power switch TR1 short-circuited according to the reference voltage Vz has a drain terminal connected to the input power supply VIN through the first winding part Tp of the transforming part 40, Is connected to the internal power generating unit 20 through a first diode D1 and connects the input power VIN and the internal power generating unit 20 when the reference voltage Vz is applied, And the voltage Vd applied to the first power switch TR1 through the power supply VIN may be supplied to the internal power generator 20 through the source terminal.

이때, 상기 제 1 파워스위치(TR1)는 입력전원(VIN)으로부터 인가되는 고전압을 저전압으로 동작하는 내부전원 발생부(20)에 요구되는 전압(Vd)으로 다운시킬 수 있다.At this time, the first power switch TR1 can reduce the high voltage applied from the input power source VIN to the voltage Vd required by the internal power generator 20 operating at a low voltage.

또한, 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 드레인 단자와 상기 내부전원 발생부(20) 사이에 제 1 다이오드(D1)가 구성될 수 있으며, 상기 제 1 다이오드(D1)는 시동구간에서 상기 입력전원(VIN)으로부터 상기 변압부(40)의 제 1 권선부(Tp)를 거쳐 상기 제 1 파워스위치(TR1)를 통해 제공되는 전원을 상기 내부전원 발생부(20)의 초기 시동기 전원으로 상기 내부전원 발생부(20)에 공급하며, 시동구간 이후 동작 구간에서 상기 내부전원 발생부(20)로부터 발생되는 역전류가 상기 제 2 파워스위치(TR2)로 흐르는 것을 차단하여 오동작을 방지할 수 있다.A first diode D1 may be formed between the drain terminal of the second power switch TR2 and the internal power generating unit 20 and the first diode D1 may be connected between the drain terminal of the second power switch TR2 and the internal power generating unit 20, The power supplied through the first power switch TR1 from the power source VIN through the first winding part Tp of the transforming part 40 to the initial power source of the internal power generator 20, Generating unit 20 and prevents a reverse current generated from the internal power generating unit 20 from flowing to the second power switch TR2 in an operation period after the startup period to prevent malfunction.

한편, 상기 내부전원 발생부(20)는 상기 제 1 다이오드(D1)를 통해 상기 제 1 파워스위치(TR1)로부터 제공되는 시동전압(Vcc)를 인가받아 상기 제어부(30)에 동작전압(Vdd)를 공급하고 제어부(30)는 동작전압(Vdd)이 안정한 상태에 이르기까지 일전 지연시간(시동구간)만큼 지연된 이후에 시동단계를 마치고 동작단계에 들어간다.The internal power generator 20 receives the start voltage Vcc from the first power switch TR1 through the first diode D1 and supplies the operation voltage Vdd to the controller 30, The control unit 30 completes the starting step and enters the operation step after the delay time is delayed by the previous delay time (starting period) until the operating voltage Vdd reaches the stable state.

이후, 상기 제어부(30)는 상기 내부전원 발생부(20)로부터 동작전압(Vdd)이 인가되면 동작을 시작하여 펄스 신호(Vg)를 생성하며, 상기 펄스 신호(Vg)를 상기 제 2 파워 스위치(TR2)로 제공할 수 있다.Thereafter, the controller 30 starts operation when an operation voltage Vdd is applied from the internal power generator 20 to generate a pulse signal Vg, and outputs the pulse signal Vg to the second power switch (TR2).

이에 따라, 상기 제 2 파워스위치(TR2)는 게이트 단자를 통해 상기 펄스신호(Vg)를 제공받아 상기 펄스신호(Vg)의 주기에 따라 개폐(스위칭)되며, 드레인 단자가 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 소스단자와 연결되며, 소스단자에는 제 1 저항소자(R1) 및 접지가 직렬연결되어, 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 단락시 상기 입력전원(VIN)을 통해 제공되는 전압이 상기 변압부(40)에 인가되도록 구성될 수 있다.The second power switch TR2 receives the pulse signal Vg through the gate terminal thereof and is opened or closed according to the period of the pulse signal Vg. The first resistor R1 and the ground are serially connected to the source terminal and the voltage provided through the input power supply VIN when the second power switch TR2 is short- May be configured to be applied to the transforming unit (40).

한편, 상기 변압부(40)는 제 1 내지 제 3 권선부(Tp, Ts, Ta)로 구성되며, 상기 제 1 권선부(Tp)는 일단이 상기 입력전원(VIN)과 연결되며 타단이 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 드레인 단자와 연결되어, 상기 입력전원(VIN)을 통해 제공되는 고전압이 인가된다.The transformer 40 is formed of first to third winding portions Tp, Ts and Ta, one end of the first winding portion Tp is connected to the input power source VIN, Is connected to the drain terminal of the first power switch (TR1), and a high voltage provided through the input power supply (VIN) is applied.

이때, 상기 제 2 파워스위치(TR2)는 상기 펄스신호(Vg)에 따라 스위칭되어 개방 및 단락을 반복하며, 상기 제 1 권선부(Tp)에 흐르는 전류를 제어하여 부하에 걸리는 전압을 안정적으로 유지한다.At this time, the second power switch TR2 is switched according to the pulse signal Vg to repeatedly open and short-circuit, and the current flowing in the first winding part Tp is controlled to stably maintain the voltage applied to the load do.

이에 따라, 상기 제 2 권선부(Ts)는 자기장 유도에 따라 상기 제 1 권선부(Tp)에 인가된 전압을 부하(100)에 요구되는 전압으로 변압시켜 부하(100)로 제공할 수 있다.Accordingly, the second winding part Ts may transform the voltage applied to the first winding part Tp to the voltage required for the load 100 according to the induction of the magnetic field to provide the load 100 with the voltage.

한편, 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 단락시 상기 제 1 파워스위치(TR1)를 통해 상기 내부전원 발생부(20)로 흐르는 전류의 흐름이 거의 없어지므로, 상기 제 2 권선부(Ts)와 자기장 유도를 통해 전압을 생성하는 제 3 권선부(Ta)가 상기 내부전원 발생부(20)로 전압을 제공할 수 있다. 이때, 상기 제 3 권선부(Ta)는 일단이 상기 내부전원 발생부(20)와 연결되며 타단이 접지와 연결될 수 있다.Since the current flowing through the first power switch TR1 to the internal power generating unit 20 is substantially eliminated when the second power switch TR2 is short-circuited, A third winding part Ta for generating a voltage through the induction of a magnetic field can supply a voltage to the internal power generator 20. At this time, the third winding part Ta may have one end connected to the internal power generating part 20 and the other end connected to the ground.

다시 말해, 상기 제 2 파워스위치(TR2)는 상기 펄스신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 단락시 상기 제 1 권선부(Tp)에 전류가 흐르게 되어 에너지가 저장되고, 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 개방시 제 1 권선부(Tp)에 저장된 에너지가 제 2 권선부(Ts)로 전달되어 부하(100)에 전류를 공급한다.In other words, the second power switch TR2 is switched in accordance with the pulse signal, and a current flows through the first winding part Tp when the second power switch TR2 is short-circuited, The energy stored in the first winding part Tp is transferred to the second winding part Ts and the current is supplied to the load 100 when the second power switch TR2 is opened.

이때, 상기 제 2 및 제 3 권선부(Ts, Ta)의 권선비에 의해서 제 2 권선부(Ts)의 전압이 상기 제 3 권선부(Ta)로 유기되어, 상기 제 3 권선부(Ta)는 상기 내부전원 발생부(20)에 전원(Vcc)을 공급한다.At this time, the voltage of the second winding portion Ts is induced to the third winding portion Ta by the turns ratio of the second and third winding portions Ts and Ta, and the third winding portion Ta And supplies power (Vcc) to the internal power generator 20.

이를 통해, 내부전원 발생부(20)는 상기 제 3 권선부(Ta)로부터 제공된 전압에 따라 동작하여 상기 제어부(30)의 동작을 위한 동작전압(Vdd)을 안정적으로 제공할 수 있다.Accordingly, the internal power generating unit 20 operates in accordance with the voltage supplied from the third winding unit Ta to stably provide the operation voltage Vdd for the operation of the controller 30.

이때, 내부전원 발생부(20)는 일단이 접지와 연결되는 제 1 커패시터(C1)의 타단과 직렬로 연결되며, 상기 내부전원 발생부(20)와 상기 제 3 권선부(Ta) 사이에 제 2 다이오드(D2)가 연결되고 저항이 추가로 연결될 수도 있다.The internal power generating unit 20 is connected in series with the other end of the first capacitor C1 connected at one end to the ground and is connected between the internal power generating unit 20 and the third coil unit Ta 2 diode D2 may be connected and an additional resistor may be connected.

이에 따라, 상기 제 1 커패시터(C1)는 상기 제 3 권선부(Ta)로부터 제공되는 전압을 충전할 수 있으며 상기 내부전원 발생부(20)로 충전전압을 제공하여 상기 내부전원 발생부(20)에 안정적으로 전압이 제공될 수 있도록 하며, 상기 제 2 다이오드(D2)는 상기 제 3 권선부(Ta)로부터 제공되는 전압(Vcc)을 상기 내부전원 발생부(20)에 제공하며 상기 내부전원 발생부(20)로부터 발생되는 역전류가 상기 제 3 권선부(Ta)에 흐르지 않도록 방지하여 상기 내부전원 발생부(20)로 안정적으로 전압이 제공되도록 구성될 수 있다.Accordingly, the first capacitor C1 can charge the voltage supplied from the third winding part Ta and supply the charging voltage to the internal power generating part 20, And the second diode D2 supplies a voltage Vcc provided from the third winding part Ta to the internal power generator 20, A reverse current generated from the first power supply unit 20 is prevented from flowing to the third coil unit Ta and the voltage is stably supplied to the internal power supply unit 20.

상술한 바와 같이 상기 SMPS 제어장치는 상기 제 1 및 제 2 권선부(Tp, Ts)를 통해 부하(100)에 안정적인 전압 공급이 이루어지도록 제공하는 동시에 상기 부하(100)에 제공되는 전압을 상기 내부전원 발생부(20) 및 제어부(30)의 동작을 위한 내부전원으로 다운시켜 이용할 수 있으므로 저전압으로 동작하는 동시에 안정적으로 부하(100)에 전압을 제공할 수 있다.As described above, the SMPS controller provides stable voltage supply to the load 100 through the first and second winding portions Tp and Ts, and at the same time, supplies the voltage supplied to the load 100 to the inside The internal power supply for operating the power generating unit 20 and the control unit 30 can be used for down operation so that the voltage can be supplied to the load 100 stably while operating at a low voltage.

이에 따라, 본 발명은 입력전원(VIN)을 통한 직접적인 고전압을 인가하는 기존 SMPS의 제어 장치에 비해 각 회로소자의 내전압 및 발열 특성을 최소화하여 구성할 수 있고, 고전압 방지를 위한 별도의 추가 회로를 구성할 필요가 없으므로 회로소자의 구성 편이성 및 복잡도를 크게 개선시킬 수 있다.Accordingly, the present invention can be configured by minimizing the withstand voltage and heat generation characteristics of each circuit element compared to a conventional SMPS controller that applies a direct high voltage through the input power supply (VIN), and a separate additional circuit for preventing high voltage It is possible to greatly improve the ease of configuration and the complexity of the circuit element.

한편, 상술한 구성에서 상기 제어부(30)는 상기 펄스신호(Vg)를 생성하는 펄스신호 생성부(31)와, 상기 제 1 및 제 2 권선부(Tp, Ts)의 전압을 측정하기 위한 전압측정부(32)로 구성될 수 있다.The control unit 30 includes a pulse signal generating unit 31 for generating the pulse signal Vg and a control unit 30 for controlling a voltage for measuring the voltages of the first and second winding units Tp and Ts And a measuring unit 32.

이를 통해, 상기 펄스신호 생성부(31)는 상기 내부전원 발생부(20)로부터 제공되는 동작전압(Vdd)을 기초로 펄스신호(Vg)를 생성하여 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 게이트 단자로 제공할 수 있다.The pulse signal generator 31 generates a pulse signal Vg based on the operation voltage Vdd provided from the internal power generator 20 and supplies the pulse signal Vg to the gate terminal of the second power switch TR2, .

이때, 상기 펄스신호 생성부(31)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 또는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 신호 중 어느 하나를 펄스신호로 생성할 수 있다.At this time, the pulse signal generator 31 may generate either a pulse width modulation (PWM) signal or a pulse frequency modulation (PFM) signal as a pulse signal.

한편, 전압 측정부(32)는 상기 제 3 권선부(Ta)와 직렬 연결되는 제 3 및 제 4 저항소자(R3, R4) 사이의 전압을 측정할 수 있으며, 이를 통해 미리 설정된 상기 제 1 내지 제 3 권선부(Tp, Ts, Ta)의 권선비에 따라 상기 제 1 내지 제 2 권선부(Tp, Ts)에 인가된 전압을 측정하여 그 결과를 상기 펄스신호 생성부(31)로 제공할 수 있다. 이때, 상기 제 4 저항소자(R4)의 일단은 접지와 연결될 수 있다.On the other hand, the voltage measuring unit 32 can measure the voltage between the third and fourth resistance elements R3 and R4 connected in series with the third winding unit Ta, It is possible to measure the voltage applied to the first and second winding portions Tp and Ts according to the turns ratio of the third winding portions Tp, Ts and Ta and to supply the result to the pulse signal generating portion 31 have. At this time, one end of the fourth resistive element R4 may be connected to the ground.

이를 통해, 펄스신호 생성부(31)는 상기 전압 측정부(32)로부터 제공되는 결과에 따라 펄스신호(Vg)의 주기 또는 폭을 조절하여 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 게이트 단자로 제공하며, 이를 통해 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 개폐(스위칭) 동작에 따라 상기 제 1 권선부(Tp)에 흐르는 전류를 조절하여 제 2 권선부(Ts)를 통해 부하(100)에 안정적인 전압이 공급되도록 할 수 있다.The pulse signal generator 31 adjusts the period or width of the pulse signal Vg according to the result provided from the voltage measuring unit 32 and provides the gate signal to the gate terminal of the second power switch TR2 A current flowing in the first winding part Tp is controlled according to an opening and closing (switching) operation of the second power switch TR2 and a stable voltage is applied to the load 100 through the second winding part Ts .

또한, 상기 기준전압 발생부(10)는 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 단락시 상기 제 1 및 제 2 파워스위치(TR1, TR2)로 전압이 제공되어, 상기 입력전원(VIN)으로부터 상기 기준전압 발생부(10)로 제공되는 전압의 하강에 따라 상기 기준전압(Vz)이 하강하는 것을 방지하기 위하여, 도시된 바와 같이 상기 제 2 저항소자(R2)의 타단에 직렬연결되며 타단이 접지된 제 2 커패시터(C2)를 더 포함할 수 있다.The reference voltage generating unit 10 is supplied with a voltage from the input power supply VIN to the first and second power switches TR1 and TR2 when the second power switch TR2 is short- In order to prevent the reference voltage Vz from dropping in response to the drop of the voltage supplied to the voltage generating part 10, as shown in the figure, the other end of the second resistor R2 is connected in series, And may further include a second capacitor C2.

이를 통해, 상기 제 2 커패시터(C2)는 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 개방시 상기 제너 다이오드(ZD1)를 통해 조정된 전압을 충전하며, 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 단락시 하강되는 기준전압(Vz)을 보상하기 위하여 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자로 충전전압을 제공하여 상기 변압부(40)를 통해 부하(100)로 전압이 공급되는 중에 제 1 파워스위치(TR1)가 개방되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the second capacitor C2 charges the voltage adjusted through the Zener diode ZD1 when the second power switch TR2 is opened. When the second power switch TR2 is short-circuited, A charging voltage is provided to the gate terminal of the first power switch TR1 to compensate the reference voltage Vz and the first power switch TR1 is turned on while the voltage is being supplied to the load 100 through the transforming unit 40. [ Can be prevented from being opened.

즉, 상기 제 1 파워스위치(TR1)가 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 단락시 지속적으로 단락되도록 하여 상기 변압부(40)에 안정적으로 입력전원(VIN)으로부터 제공되는 입력전압이 인가되도록 할 수 있다.That is, when the first power switch TR1 is continuously short-circuited when the second power switch TR2 is short-circuited, the input voltage supplied from the input power supply VIN is stably applied to the transforming unit 40 .

도 3은 도 2의 구성에 따른 SMPS 제어 장치의 타이밍도로서, 도시된 바와 같이 최초 입력전원(VIN)으로부터 입력전압 인가시 상기 내부전원 발생부(20)는 시동구간에서 상기 기준전압 발생부(10)로부터 시동전압(Vcc)을 인가받아 안정적인 동작 전압(Vdd)의 생성을 위한 상태가 되면, 상기 내부전원 발생부(20)는 상기 제어부(30)로 동작전압(Vdd)을 인가할 수 있다.FIG. 3 is a timing diagram of the SMPS control apparatus according to the configuration of FIG. 2. As shown in FIG. 3, when the input voltage is applied from the initial input power supply VIN, the internal power generation unit 20 generates the reference voltage The internal power generating unit 20 can apply the operation voltage Vdd to the controller 30 when the start voltage Vcc is applied from the controller 10 to generate a stable operation voltage Vdd .

이때, 입력전원(VIN)은 외부전압이 AC 110V이면 DC 155V로 입력전압을 인가하며, 외부전압이 220V이면 DC 311V로 입력전압을 인가할 수 있으며, 외부전압이 DC 전압일 경우 그대로 입력전압으로 적용 가능하다.In this case, the input voltage (VIN) applies the input voltage to the DC 155V when the external voltage is AC 110V, and the input voltage can be applied to the DC 311V when the external voltage is 220V. When the external voltage is DC voltage, Applicable.

이때, 도시된 바와 같이 입력전원(VIN)으로부터 입력전압 인가와 동시에 상기 기준전압(Vz)이 서서히 증가되며, 상기 기준전압(Vz)에 따라 제 1 파워스위치(TR1)가 단락되어 상기 내부전원 발생부(20)로 제공되는 시동전압(Vcc)이 서서히 증가되는 것을 알 수 있다.At this time, as shown in the drawing, the reference voltage Vz gradually increases with the input voltage from the input power supply VIN, and the first power switch TR1 is short-circuited according to the reference voltage Vz, The starting voltage Vcc provided to the unit 20 is gradually increased.

또한, 상기 제 1 파워스위치(TR1)는 상기 내부전원 발생부(20)의 안정적인 전압 공급을 위해 지속적으로 전압을 공급하여, 상기 내부전원 발생부(20)가 안정적으로 전압을 생성하도록 제공한다.The first power switch TR1 supplies a constant voltage to the internal power generating unit 20 so as to stably generate a voltage.

한편, 상기 내부전원 발생부(20)는 시동전압(Vcc)이 제공된 시점부터 안정적인 전압 공급을 위한 상태에 도달하기 위한 지연시간(시동구간) 이후에 상기 제어부(30)로 동작전압을 제공할 수 있다.The internal power generating unit 20 may supply the operating voltage to the controller 30 after a delay time (starting period) for reaching a state for supplying a stable voltage from the time when the starting voltage Vcc is supplied have.

이와 같이 동작전압이 제공되는 경우 부하(100)로 전압을 제공하기 위한 동작구간을 형성하며, 동작구간에서 상기 제어부(30)는 상기 내부전원 발생부(20)로부터 안정적인 동작전압(Vdd)을 제공받아 펄스신호(Vg)를 생성하여 상기 제 2 파워스위치(TR2)로 제공할 수 있다.When the operating voltage is supplied as described above, an operation section for providing a voltage to the load 100 is formed. In the operating period, the controller 30 provides a stable operating voltage Vdd from the internal power generating section 20 And generates and supplies a pulse signal Vg to the second power switch TR2.

이때, 상기 제 2 파워스위치(TR2)는 펄스신호(Vg)에 따라 개폐를 반복하며, 이 경우에도 상기 제어부(30)의 동작을 유지하기 위하여 상기 변압부(40)가 상기 부하(100)로 제공되는 전압을 상기 내부전원 발생부(20)에 요구되는 전압(Vcc)으로 변압하여 제공할 수 있다.At this time, the second power switch TR2 repeats opening and closing according to the pulse signal Vg. In this case, the transformer 40 is connected to the load 100 to maintain the operation of the controller 30. [ It is possible to convert the supplied voltage into a voltage Vcc required by the internal power generator 20 and provide the transformed voltage.

이를 통해, 상기 변압부(40)가 상기 제 2 파워스위치(TR2)의 상기 펄스신호(Vg)에 따른 스위칭 동작시에도 내부전원 발생부(20)로 지속적으로 전압을 제공하여 상기 제어부(30)가 안정적으로 동작할 수 있도록 지원할 수 있다.This allows the transformer 40 to continuously supply a voltage to the internal power generator 20 even during the switching operation of the second power switch TR2 according to the pulse signal Vg, Can be operated stably.

도 4는 도 2의 구성에 따른 SMPS 제어 장치의 구성에 대한 다른 실시예로서, 도시된 바와 같이 상기 제 1 파워스위치(TR1)는 게이트 단자와 드레인 단자 사이 및 상기 게이트 단자와 소스 단자 사이에 기생 커패시터(Cgd, Cgs)가 발생된다.4, the first power switch TR1 is connected between the gate terminal and the drain terminal, and between the gate terminal and the source terminal, as shown in Fig. 4, Capacitors Cgd and Cgs are generated.

이에 따라, 상기 제 2 파워스위치(TR2)가 단락되는 순간 상기 제 1 파워스위치(TR1)에 인가된 전압이 순간적으로 하강하게 되며, 상기 기생 커패시터(Cgd, Cgs)의 영향으로 인해 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 기준 전압(Vz)이 하강하게 된다.As a result, the voltage applied to the first power switch TR1 instantaneously drops as soon as the second power switch TR2 is short-circuited. Due to the influence of the parasitic capacitors Cgd and Cgs, The reference voltage Vz of the switch TR1 falls.

그 결과, 상기 제 1 파워스위치(TR1)가 개방되는 경우 상기 변압부(40)에서의 전류 흐름이 발생하지 않게 되어 부하(100)에 안정적인 전압을 제공할 수 없다.As a result, when the first power switch TR1 is opened, the current flow in the transforming unit 40 does not occur and the stable voltage can not be supplied to the load 100. [

이를 방지하기 위하여, 상기 기준전압 발생부(10)는 상기 내부전원 발생부(20)와 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자 사이에 연결되는 제 3 다이오드(D3)를 포함할 수 있으며, 상기 제 3 다이오드(D3)는 상기 제 1 파워스위치(TR1)에 인가되는 전압이 하강하는 것을 방지할 수 있다.In order to prevent this, the reference voltage generator 10 may include a third diode D3 connected between the internal power generator 20 and the gate terminal of the first power switch TR1, The third diode D3 can prevent the voltage applied to the first power switch TR1 from falling.

일례로, 상기 제 3 다이오드(D3)는 상기 제 2 다이오드(D2)를 통해 상기 내부전원 발생부(20)로 제공되는 전압(Vcc)을 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자로 제공하거나, 상기 제 1 커패시터(C1)와 연결되어 상기 제 1 커패시터(C1)로부터 충전전압이 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자로 제공될 수 있도록 하여 기준전압(Vz)이 하강하는 것을 용이하게 방지할 수 있다.For example, the third diode D3 may provide a voltage Vcc to the gate terminal of the first power switch TR1 via the second diode D2 to the internal power generator 20 , The first capacitor C1 is connected to the first capacitor C1 so that the charge voltage can be supplied to the gate terminal of the first power switch TR1 to easily lower the reference voltage Vz .

이때, 상기 제 1 커패시터(C1)의 값은 상기 기생 커패시터(Cgd, Cgs) 값보다 크게 구성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자로 안정적으로 충전전압이 제공되도록 할 수 있다.It is preferable that the value of the first capacitor C1 is larger than the value of the parasitic capacitors Cgd and Cgs so that the charging voltage is stably supplied to the gate terminal of the first power switch TR1 can do.

도 5는 도 4의 구성에 따른 타이밍도로서, 도시된 바와 같이 상기 제어부(30)가 동작하는 동작구간에서 상기 제 2 파워스위치(TR2)가 단락됨에 따라 상기 기생 커패시터(Cgd, Cgs)의 효과로 인해 상기 제 1 파워스위치(TR1)에 인가된 전압이 하강하는 경우 상기 제 3 다이오드(D3)는 제 2 다이오드(D2)를 통해 제공되는 전압(Vcc) 또는 상기 제 1 커패시터(C1)로부터 제공되는 충전전압을 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자로 제공하여, 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자로 제공되는 기준전압(Vz)이 일정전압 이하로 떨어지는 것을 방지하여 안정적인 동작이 이루어지도록 할 수 있다.FIG. 5 is a timing diagram according to the configuration of FIG. 4. As shown in FIG. 5, as the second power switch TR2 is short-circuited during the operation period in which the controller 30 operates, the effect of the parasitic capacitors Cgd and Cgs The third diode D3 is supplied with the voltage Vcc provided through the second diode D2 or the voltage Vcc supplied from the first capacitor C1 when the voltage applied to the first power switch TR1 is lowered The reference voltage Vz supplied to the gate terminal of the first power switch TR1 is prevented from falling below a predetermined voltage by providing the charging voltage to the gate terminal of the first power switch TR1, .

한편, 도 6은 도 2의 구성에 따른 SMPS 제어 장치의 또 다른 실시예를 도시한 회로도로서, 도 4에서 설명한 기준전압(Vz)의 하강을 방지하기 위하여 도시된 바와 같이 상기 제 2 저항소자(R2)의 타단 및 상기 제 1 파워스위치(TR1)의 게이트 단자 사이에 연결되는 버퍼(U2)를 구성할 수 있다.6 is a circuit diagram showing another embodiment of the SMPS controller according to the configuration of FIG. 2. In order to prevent the lowering of the reference voltage Vz shown in FIG. 4, the second resistance element R2) and the gate terminal of the first power switch (TR1).

이를 통해, 제 2 파워스위치(TR2)의 개방에 따라 기준전압(Vz)이 하강하는 경우에도 상기 버퍼(U2)가 상기 기준전압(Vz)의 하강을 방지하여 안정적으로 기준전압(Vz)이 제공되도록 할 수 있다.Accordingly, even when the reference voltage Vz falls due to the opening of the second power switch TR2, the buffer U2 prevents the reference voltage Vz from dropping and stably supplies the reference voltage Vz .

상술한 바와 같은 구성에 따른 SMPS 제어 장치는 안정적인 전압 제공을 위해 내부전원 발생부(20)가 안정적인 동작 전압을 위한 상태에 도달하기 위한 시동구간을 제공하여 최초 고전압 인가에 따른 영향을 최소화하고, 부하에 전압을 인가하는 동작구간에서 내부에서 발생된 전원을 내부전원 발생부(20)의 전원으로 이용하여 저전압에서 동작하도록 구성될 수 있다.In order to provide a stable voltage, the SMPS controller according to the above-described configuration provides a starting period for the internal power generator 20 to reach a state for stable operation voltage to minimize the influence of the initial high voltage application, The internal power generating unit 20 can be operated at a low voltage by using the internal power generated in the operation period in which the voltage is applied to the internal power generating unit 20.

이를 통해, 회로 소자의 내전압 특성을 고려할 필요가 없어 회로 소자의 크기를 작게 구성할 수 있으며, 고전압 방지 회로 등의 구성이 요구되지 않아 회로 복잡도를 크게 개선시킬 수 있다.Accordingly, it is not necessary to consider the withstand voltage characteristic of the circuit element, so that the size of the circuit element can be reduced, and the configuration of the high voltage prevention circuit or the like is not required, and the circuit complexity can be greatly improved.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. .

10: 기준전압 발생부 20: 내부전원 발생부
30: 제어부 31: 펄스신호 생성부
32: 전압 측정부 40: 변압부
10: reference voltage generator 20: internal power generator
30: control unit 31: pulse signal generating unit
32: voltage measuring unit 40:

Claims (10)

입력 전원 및 제 1 파워 스위치와 연결되어 상기 입력 전원을 기준 전압으로 조정하여 상기 제 1 파워 스위치에 인가하는 기준전압 발생부;
시동구간에서 상기 제 1 파워 스위치를 통해 초기 시동전압을 인가받아 미리 설정된 동작전압의 생성에 도달하기 위한 지연시간 이후에 상기 동작전압을 제공하는 내부전원 발생부;
상기 내부전원 발생부로부터 상기 동작전압을 인가받아 펄스 신호를 생성하고, 상기 제 1 파워스위치에 일단이 직렬 연결되며 타단이 접지 및 제 1 저항소자와 연결되는 제 2 파워 스위치로 상기 펄스 신호를 제공하는 제어부; 및
상기 펄스 신호에 따른 상기 제 2 파워 스위치의 개폐에 따라 상기 입력 전원을 통해 인가되는 입력전압을 부하가 요구하는 전압으로 변압시켜 상기 부하로 제공하며, 상기 펄스 신호에 따른 상기 제 2 파워스위치의 개폐 동작시 상기 제어부의 동작전압을 유지하기 위해 상기 부하로 제공되는 전압을 변압하여 상기 내부전원 발생부로 제공하는 변압부를 포함하고,
상기 기준전압 발생부는
일단이 입력전원과 연결되는 제 2 저항소자;
일단이 상기 제 2 저항소자의 타단과 연결되며 타단이 접지되어, 인가된 상기 입력전압을 제너전압에 따라 상기 기준전압으로 조정하여 출력하는 제너 다이오드; 및
일단이 상기 제 2 저항소자의 타단에 직렬연결되며 타단이 접지되어, 상기 제 2 파워스위치의 단락시 상기 제 1 파워스위치의 게이트 단자로 충전전압을 제공하여 상기 제 1 파워스위치를 단락시키는 제 2 커패시터를 포함하며,
상기 변압부는
일단이 입력전원에 연결되며, 타단이 상기 제 1 파워스위치의 드레인 단자에 연결되어, 상기 제 1 및 제 2 파워스위치의 단락시 입력전압이 인가되는 제 1 권선부;
상기 제 1 권선부에 인가된 입력전압을 부하에서 요구되는 전압으로 변압시키는 제 2 권선부; 및
일단이 접지되며, 상기 펄스 신호에 따른 상기 제 2 파워스위치의 개폐 동작시 상기 내부전원 발생부의 동작을 유지하도록 상기 제 2 권선부에 유도된 전압을 변압하여 상기 내부전원 발생부로 제공하는 제 3 권선부를 포함하고,
상기 제 1 파워 스위치는 상기 제 1 권선부를 거쳐 인가된 입력 전원을 저전압으로 다운시켜 상기 초기 시동전압을 상기 내부전원 발생부에 제공하는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치.
A reference voltage generator connected to the input power source and the first power switch to adjust the input power source to a reference voltage and apply the adjusted reference voltage to the first power switch;
An internal power supply generating unit for applying the initial start voltage through the first power switch in the start period and providing the operation voltage after a delay time for reaching generation of a predetermined operation voltage;
The pulse signal is supplied to the second power switch, one end of which is connected in series to the first power switch, and the other end of which is connected to the ground and the first resistance element, ; And
Wherein the second power switch is turned on and off according to the pulse signal to convert the input voltage applied through the input power supply to a voltage required by the load to provide the load with the load, And a transformer for transforming a voltage supplied to the load to maintain the operating voltage of the controller during operation and providing the transformed voltage to the internal power generator,
The reference voltage generator
A second resistive element whose one end is connected to the input power supply;
A Zener diode having one end connected to the other end of the second resistor and the other end grounded to adjust the applied input voltage to the reference voltage according to a Zener voltage and output; And
One end of which is connected in series to the other end of the second resistive element and the other end of which is grounded to provide a charging voltage to the gate terminal of the first power switch when the second power switch is short- And a capacitor,
The transformer
A first winding part having one end connected to the input power source and the other end connected to the drain terminal of the first power switch, and the input voltage being applied when the first and second power switches are short-circuited;
A second winding portion for transforming the input voltage applied to the first winding portion to a voltage required for the load; And
And a second coil connected to the first coil and the second coil, the first coil being connected to the first coil and the second coil, ≪ / RTI >
Wherein the first power switch down-converts the input power applied through the first winding section to a low voltage to provide the initial start voltage to the internal power generation section.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 파워 스위치는 트랜지스터 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second power switches are comprised of transistor elements.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제너 다이오드는 일반 다이오드로 대체되는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the Zener diode is replaced by a general diode. ≪ Desc / Clms Page number 13 >
청구항 1에 있어서,
상기 내부전원 발생부와 상기 제 1 파워스위치의 게이트 단자 사이에 연결되는 제 3 다이오드; 및
일단이 접지되며 타단이 상기 제 3 다이오드와 연결되어, 상기 제 2 파워스위치의 단락시 상기 제 3 다이오드를 통해 상기 제 1 파워스위치의 게이트 단자로 충전전압을 제공하는 제 1 커패시터
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치.
The method according to claim 1,
A third diode connected between the internal power generating unit and the gate terminal of the first power switch; And
A first capacitor connected to the third diode and having a first end connected to the third diode and providing a charging voltage to the gate terminal of the first power switch via the third diode when the second power switch is short-
Further comprising a control unit for controlling the switching power supply.
청구항 1에 있어서,
상기 제 2 저항소자와 상기 제 1 파워스위치의 게이트 단자 사이에 연결되어 상기 기준전압의 하강을 방지하는 버퍼
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치.
The method according to claim 1,
A buffer connected between the second resistor and the gate terminal of the first power switch to prevent the reference voltage from dropping;
Further comprising a control unit for controlling the switching power supply.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는
상기 동작전압에 따라 펄스 신호를 생성하여 상기 제 2 파워스위치로 제공하는 펄스신호 생성부; 및
상기 제 3 권선부의 타단에 직렬연결된 복수의 저항 사이의 전압을 측정한 결과를 상기 펄스신호 생성부로 제공하여 상기 결과에 따라 상기 펄스신호의 주기가 가변되도록 하는 전압 측정부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치.
The method according to claim 1,
The control unit
A pulse signal generator for generating a pulse signal according to the operating voltage and providing the pulse signal to the second power switch; And
And a voltage measurement unit for providing a result of measuring a voltage between a plurality of resistors connected in series to the other end of the third winding unit to the pulse signal generator to vary the period of the pulse signal according to the result,
And a control unit for controlling the switching mode power supply.
청구항 1에 있어서,
상기 내부전원 발생부 및 상기 제 3 권선부 사이에 연결되어 상기 내부전원 발생부로부터 상기 제 3 권선부로 흐르는 역전류를 차단하는 제 2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치.
The method according to claim 1,
And a second diode connected between the internal power generating unit and the third winding unit to block a reverse current flowing from the internal power generating unit to the third winding unit.
청구항 1에 있어서,
상기 내부전원 발생부 및 상기 제 2 파워스위치의 드레인 단자 사이에 연결되어 상기 제 1 권선부로부터 상기 내부전원 발생부로의 전원을 공급하며, 상기 제 2 파워스위치의 드레인 단자로 흐르는 역전류를 차단하는 제 1 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭모드 파워서플라이 제어 장치.
The method according to claim 1,
A second power switch connected between the internal power generating unit and the drain terminal of the second power switch for supplying power from the first winding unit to the internal power generating unit and for blocking reverse current flowing to the drain terminal of the second power switch And a first diode connected between the power supply and the power supply.
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