KR101832986B1 - Switch controller and converter comprising the same - Google Patents

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Abstract

트랜스포머를 이용하는 컨버터에서 주 스위치와 부 스위치를 제어하는 스위치 제어 장치는 설정 기간 동안 상기 트랜스포머의 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압이 기준 전압보다 높은 경우에 부 스위치의 턴온 시간을 연장한다. The switch control device for controlling the main switch and the sub switch in the converter using the transformer extends the turn-on time of the sub switch when the voltage of the signal corresponding to the current flowing in the primary coil of the transformer is higher than the reference voltage during the set period .

Figure R1020110109511
Figure R1020110109511

Description

스위치 제어 장치 및 이를 포함하는 컨버터{SWITCH CONTROLLER AND CONVERTER COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a switch control apparatus,

본 발명은 스위치 제어 장치 및 이를 포함하는 컨버터에 관한 것이다. The present invention relates to a switch control apparatus and a converter including the switch control apparatus.

소프트 스위칭 컨버터는 1차측 전력을 변환하여 2차측으로 전달하는 메인 트랜스포머에 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 커패시터를 이용한다. 소프트 스위칭 컨버터는 메인 트랜스포머의 인덕터와 커패시터 사이의 공진에 따라 전력 스위치들의 스위칭 동작을 제어한다. 그러면, 영전압 스위칭(zero voltage switching) 또는 영전류 스위칭(zero current switching)이 이루어져, 소프트 스위칭이 가능하다. Soft switching converters use capacitors that are connected in series or in parallel to the main transformer that converts the primary side power and delivers it to the secondary side. The soft switching converter controls the switching operation of the power switches according to the resonance between the inductor of the main transformer and the capacitor. Then, zero voltage switching or zero current switching is performed to enable soft switching.

일반적으로 컨버터의 스타트-업 또는 버스트 모드 동작시에, 전력 스위치들의 스위칭 동작이 영전압 스위칭에 실패하거나, 슛-쓰루 전류(shoot-through current)가 전력 스위치들의 스위칭 동작에 따라 발생할 수 있다. 이는 커패시터에 의해 메인 트랜스포머의 자화 전류가 불안정해지기 때문이다. 슛-쓰루 전류는 컨버터의 1차측에 전력을 공급하는 주 스위치 및 공급된 전력을 2차측으로 전달하는 보조 스위치가 모두 켜져 주 스위치와 보조 스위치에 발생한다.In general, in the start-up or burst mode operation of the converter, the switching operation of the power switches may fail in zero voltage switching, or a shoot-through current may occur in response to the switching operation of the power switches. This is because the magnetization current of the main transformer becomes unstable by the capacitor. The shoot-through current is generated in both the main switch and the auxiliary switch by turning on both the main switch supplying power to the primary side of the converter and the auxiliary switch delivering the supplied power to the secondary side.

영전압 스위칭의 실패나, 슛-쓰루 전류는 급격한 전류 상승 및 소음을 발생시킨다. 급격한 전류 상승은 전력 스위치인 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide semiconductor field-effect transistor, MOSFET)와 같은 컨버터의 부품을 파손시키는 원인이 된다. Failure of zero voltage switching, or shoot-through current, causes a sudden current rise and noise. The sudden rise in current causes damage to the components of the converter, such as metal-oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), power switches.

본 발명은 슛-쓰루 또는 영전압 스위칭 실패에 의한 컨버터의 손상을 방지할 수 있는 스위치 제어 장치 및 이를 포함하는 컨버터를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a switch control apparatus and a converter including the switch control apparatus, which can prevent damage to the converter due to failure of shoot-through or zero voltage switching.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 주 스위치와 부 스위치를 포함하며, 트랜스포머를 이용하여 출력 전압을 생성하는 컨버터에서 상기 주 스위치와 상기 부 스위치를 제어하는 장치가 제공된다. 스위치 제어 장치는 오실레이터, 듀티 제어부, 그리고 게이트 구동부를 포함한다. 오실레이터는 오실레이터 신호를 생성한다. 듀티 제어부는 상기 오실레이터 신호, 상기 트랜스포머의 1차측 코일에 흐르는 1차측 전류에 대응하는 신호와 소정의 기준 전압을 비교한 결과, 및 상기 출력 전압에 대응하는 피드백 전압과 상기 1차측 전류에 대응하는 신호를 비교한 결과를 이용하여 상기 주 스위치와 상기 부 스위치 각각의 스위칭 동작을 제어하는 듀티 신호를 생성한다. 그리고 게이트 구동부는 상기 듀티 신호를 이용하여 상기 주 스위치 및 상기 부 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제1 및 제2 제어 신호를 생성한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for controlling the main switch and the sub-switch in a converter including a main switch and a sub-switch and generating an output voltage using a transformer. The switch control device includes an oscillator, a duty controller, and a gate driver. The oscillator generates an oscillator signal. The duty control unit outputs a signal corresponding to the oscillator signal, a signal corresponding to the primary current flowing through the primary coil of the transformer and a predetermined reference voltage, and a feedback voltage corresponding to the output voltage and a signal corresponding to the primary current A duty signal for controlling the switching operation of each of the main switch and the sub-switch is generated. The gate driver generates first and second control signals for controlling the switching operation of the main switch and the sub switch by using the duty signal.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 주 스위치, 부 스위치, 트랜스포머, 그리고 스위치 제어 장치를 포함하는 컨버터가 제공된다. 주 스위치는 제1 제어 신호에 응답하여 스위칭 동작한다. 부 스위치는 상기 제1 제어 신호와 다른 위상을 가지는 제2 제어 신호에 응답하여 스위칭 동작하며 상기 주 스위치와 접지단 사이에 연결되어 있다. 트랜스포머는 1차측 코일과 출력단에 연결되어 있는 2차측 코일을 포함하며, 상기 주 스위치 및 상기 부 스위치의 스위칭 동작으로 상기 입력 전압을 출력 전압으로 변환한다. 그리고 스위치 제어 장치는 상기 출력 전압에 대응하는 피드백 전압과 상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압을 이용하여 상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호를 생성하며, 상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압이 기준 전압보다 높은 경우에 상기 부 스위치의 턴온 시간을 연장시킨다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a converter including a main switch, a sub-switch, a transformer, and a switch control device. The main switch operates in response to the first control signal. The sub switch is operated in response to a second control signal having a phase different from the first control signal and is connected between the main switch and the ground terminal. The transformer includes a primary coil and a secondary coil connected to an output terminal, and converts the input voltage to an output voltage by a switching operation of the main switch and the sub switch. The switch control device generates the first control signal and the second control signal using the feedback voltage corresponding to the output voltage and the voltage of the signal corresponding to the current flowing in the primary coil, The turn-on time of the sub-switch is extended when the voltage of the signal corresponding to the flowing current is higher than the reference voltage.

본 발명의 실시 예에 따르면, 슛-쓰루 또는 영전압 스위칭 실패를 예측할 수 있으며, 슛-쓰루 또는 영전압 스위칭 실패를 방지할 수 있다. 따라서, 슛-쓰루 또는 영전압 스위칭 실패에 의한 컨버터의 손상 또한 방지된다.According to embodiments of the present invention, shoot-through or zero voltage switching failures can be predicted and shoot-through or zero voltage switching failures can be prevented. Thus, damage to the converter due to shoot-through or zero voltage switching failure is also prevented.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 컨버터의 신호 타이밍도이다.
도 3a 내지 도 3d는 각각 도 2에 도시된 신호 타이밍도에 따른 전류 경로를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 스위치 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 듀티 제어부의 블록도이다.
도 6은 오실레이터의 오실레이터 신호와 감지 전압, 기준 전압과 업다운 카운터의 동작 파형 및 두 제어 신호를 나타낸 도면이다.
도 7은 듀티 제어부의 동작 파형을 나타낸 도면이다.
1 is a view of a converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a signal timing diagram of the converter shown in Fig.
3A to 3D are diagrams showing current paths according to the signal timing charts shown in FIG. 2, respectively.
4 is a schematic block diagram of the switch control apparatus shown in FIG.
5 is a block diagram of the duty controller shown in FIG.
6 is a diagram showing an oscillator signal of an oscillator, a sense voltage, a reference voltage, an operation waveform of an up-down counter, and two control signals.
7 is a diagram showing an operation waveform of the duty control unit.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted. Like numbers refer to like parts throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise. Also, when a part is connected to another part, it includes not only a direct connection but also a case where the other part is connected to the other part in between.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 스위치 제어 장치 및 이를 포함하는 컨버터에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a switch control apparatus and a converter including the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터를 나타낸 도면이다.1 is a view of a converter according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 컨버터(10)는 주 스위치(main switch)(M1), 부 스위치(auxiliary switch)(M2), 스위치 제어 장치(100), 피드백 루프(200), 트랜스포머(300), 차단 커패시터(Cb), 출력 다이오드(D1, D2), 인덕터(Lo) 및 커패시터(Co)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the converter 10 includes a main switch M1, an auxiliary switch M2, a switch control device 100, a feedback loop 200, a transformer 300, A capacitor Cb, output diodes D1 and D2, an inductor Lo and a capacitor Co.

여기서, 트랜지스터(M1, M2)는 각각 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는 스위치이다. 도 1에서는 트랜지스터(M1, M2)를 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)로 예시하였으며, 이 경우 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자는 각각 게이트, 드레인 및 소스에 해당한다. 이러한 트랜지스터(M1, M2)에는 각각 바디 다이오드(도시하지 않음)가 형성되어 있을 수 있다. 또한, n-채널 FET 대신에 이와 유사한 기능을 하는 다른 트랜지스터가 이들 트랜지스터(M1, M2)로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 트랜지스터(M1, M2)는 IGBT를 사용할 수도 있다. Here, the transistors M1 and M2 are switches each having a control terminal, an input terminal and an output terminal. In FIG. 1, the transistors M1 and M2 are illustrated as an n-channel field effect transistor (FET), in which the control terminal, the input terminal and the output terminal correspond to the gate, the drain, and the source, respectively. Each of the transistors M1 and M2 may have a body diode (not shown). In addition, other transistors having a similar function may be used instead of the n-channel FET as these transistors M1 and M2. For example, the transistors M1 and M2 may use an IGBT.

주 스위치(M1)의 드레인이 입력 전압(Vin)을 공급하는 전원에 연결되어 있고 주 스위치(M1)의 소스가 부 스위치(M2)의 드레인에 연결되어 있으며 부 스위치(M2)의 소스가 접지단에 연결되어 있다. 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)의 게이트는 스위치 제어 장치(100)에 연결되어 있으며, 이러한 주 스위치(M1) 및 부 스위치(M2)는 스위치 제어 장치(100)로부터 출력되는 제어 신호(S1, S2)에 의해 스위칭 동작을 한다. 스위치 제어 장치(100)는 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)는 교대로 온/오프시킨다. The drain of the main switch M1 is connected to the power supply for supplying the input voltage Vin and the source of the main switch M1 is connected to the drain of the sub switch M2 and the source of the sub switch M2 is connected to the ground terminal Respectively. The gates of the main switch M1 and the sub switch M2 are connected to the switch control device 100. The main switch M1 and the sub switch M2 are controlled by a control signal S1, and S2. The switch control apparatus 100 alternately turns on / off the main switch M1 and the sub-switch M2.

트랜스포머(300)는 1차 코일(Co1)과 2차 코일(Co21, Co22)을 포함한다. 1차 코일(Co1)의 일단은 주 스위치(M1)의 소스와 부 스위치(M2)의 드레인 사이에 연결되어 있고, 1차 코일(Co1)의 타단은 차단 커패시터(Cb)의 일단에 연결되어 있다. 2차 코일(Co21)의 일단은 출력 다이오드(D1)의 애노드에 연결되어 있고 2차 코일(Co21)의 타단은 2차 코일(Co22)의 일단 및 출력단(-)에 연결되어 있다. 2차 코일(Co22)의 타단은 출력 다이오드(D2)의 애노드에 연결되어 있다. The transformer 300 includes a primary coil Co1 and a secondary coil Co21 and Co22. One end of the primary coil Co1 is connected between the source of the main switch M1 and the drain of the secondary switch M2 and the other end of the primary coil Co1 is connected to one end of the blocking capacitor Cb . One end of the secondary coil Co21 is connected to the anode of the output diode D1 and the other end of the secondary coil Co21 is connected to one end and the output end (-) of the secondary coil Co22. The other end of the secondary coil Co22 is connected to the anode of the output diode D2.

차단 커패시터(Cb)의 타단은 저항(Rse)의 일단 및 스위치 제어 장치(100)에 연결되어 있으며, 저항(Rse)의 타단은 접지단에 연결되어 있다.The other end of the blocking capacitor Cb is connected to one end of the resistor Rse and the switch control device 100 and the other end of the resistor Rse is connected to the ground terminal.

출력 다이오드(D1)의 캐소드 및 출력 다이오드(D2)의 캐소드는 인덕터(Lo)의 일단에 연결되어 있고 인덕터(Lo)의 타단은 출력단(+)에 연결되어 있다. 커패시터(Co)는 두 출력단(+, -) 사이에 연결되어 있다. 이때, 인덕터(Lo) 및 커패시터(Co)는 LC 필터로서 출력 전압(Vout)의 리플 성분을 제거한다. The cathode of the output diode D1 and the cathode of the output diode D2 are connected to one end of the inductor Lo and the other end of the inductor Lo is connected to the output end. The capacitor Co is connected between the two outputs (+, -). At this time, the inductor Lo and the capacitor Co remove the ripple component of the output voltage Vout as an LC filter.

피드백 루프(200)는 출력 전압(Vout)에 대응하는 피드백 전압(Vfb)을 스위치 제어 장치(100)로 전달한다.The feedback loop 200 transfers the feedback voltage Vfb corresponding to the output voltage Vout to the switch control apparatus 100. [

스위치 제어 장치(100)는 피드백 전압(Vfb)과 1차 코일(Co1)에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호의 전압(Vse, 이하 "감지 전압"이라 함)을 이용하여 제어 신호(S1, S2)의 듀티비를 제어하며, 제어 신호(S1, S2)를 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)의 게이트로 출력한다. The switch control apparatus 100 controls the control signals S1 and S2 using the feedback voltage Vfb and the voltage Vse of the sense signal corresponding to the current flowing in the primary coil Co1 And outputs the control signals S1 and S2 to the gates of the main switch M1 and the sub-switch M2.

이러한 컨버터(10)의 동작에 대하여 도 2 및 도 3a 내지 도 3d를 참고로 하여 설명한다.The operation of the converter 10 will be described with reference to FIG. 2 and FIGS. 3A to 3D.

도 2는 도 1에 도시된 컨버터의 신호 타이밍도이고, 도 3a 내지 도 3d는 각각 도 2에 도시된 신호 타이밍도에 따른 전류 경로를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a signal timing diagram of the converter shown in FIG. 1, and FIGS. 3A to 3D are diagrams showing current paths according to signal timing charts shown in FIG. 2, respectively.

도 2에서는 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)의 게이트에 인가되는 제어 신호(S1, S2)의 전압을 도시하였다. 하이 레벨의 제어 신호(S1, S2)에 의해 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)가 턴 온되고, 로우 레벨의 제어 신호(S1, S2)에 의해 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)가 턴 오프된다.2 shows the voltages of the control signals S1 and S2 applied to the gates of the main switch M1 and the sub-switch M2. The main switch M1 and the sub switch M2 are turned on by the high level control signals S1 and S2 and the main switch M1 and the sub switch M2 ) Is turned off.

도 2를 참고하면, 제어 신호(S2)가 로우 레벨이 된 시점으로부터 소정의 데드 타임 이후에 제어 신호(S1)가 하이 레벨이 된다.Referring to FIG. 2, the control signal S1 becomes high level after a predetermined dead time from when the control signal S2 becomes low level.

제어 신호가 하이 레벨(S1)로 되는 시점(Ta)에서, 주 스위치(M1)가 턴온된다. 이때, 부 스위치(M2)는 턴오프되어 있다. 그러면, 도 3a에 도시한 바와 같이 주 스위치(M1), 1차 코일(Co1), 차단 커패시터(Cb), 저항(Rse) 및 접지단을 통해 1차측 전류(I1)가 흐른다. 1차 코일(Co1)의 전압은 1차 코일(Co1)과 2차 코일(Co21, Co22)의 권선비에 따라 2차 코일(Co21) 및 2차 코일(Co22)로 전달된다. 2차 코일(Co21)의 전압에 의해 출력 다이오드(D1)가 도통되고 1차측 전류(I1)에 의해 발생한 2차 코일(Co21)의 전류는 출력 다이오드(D1)를 통해 커패시터(Co)로 전달된다. 이때, 커패시터(Co)에 충전된 전압이 출력 전압(Vout)이 된다.At the time Ta when the control signal becomes the high level S1, the main switch M1 is turned on. At this time, the sub-switch M2 is turned off. Then, as shown in Fig. 3A, the primary side current I1 flows through the main switch M1, the primary coil Co1, the blocking capacitor Cb, the resistor Rse, and the ground terminal. The voltage of the primary coil Co1 is transferred to the secondary coil Co21 and the secondary coil Co22 according to the turns ratio of the primary coil Co1 and the secondary coils Co21 and Co22. The output diode D1 is conducted by the voltage of the secondary coil Co21 and the current of the secondary coil Co21 generated by the primary side current I1 is transmitted to the capacitor Co through the output diode D1 . At this time, the voltage charged in the capacitor Co becomes the output voltage Vout.

다음, 제어 신호(S1)가 로우 레벨이 되는 시점(Tb)에서는 주 스위치(M1)가 턴오프된다. 즉, 기간(Tb-Tc)에서는 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)가 모두 턴오프 상태이다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 부 스위치(M2)의 기생 커패시터(도시하지 않음)의 전압이 모두 방전되어 부 스위치(M2)의 양단 전압은 0V가 된다. 또한 부 스위치(M2)의 바디 다이오드를 통해 1차측 전류(I1)가 흐르기 시작하면서 기간(Tb-Tc) 동안 전류(I1)가 감소한다. 그러면, 부 스위치(M2)는 영전압 스위칭(zero voltage switching)이 될 수 있다.Next, the main switch M1 is turned off at a time point Tb when the control signal S1 becomes a low level. That is, in the period Tb-Tc, both the main switch Ml and the sub-switch M2 are turned off. All the voltages of the parasitic capacitors (not shown) of the secondary switch M2 are discharged, and the voltage across the secondary switch M2 becomes 0V, as shown in Fig. 3B. The current I1 decreases during the period Tb-Tc while the primary side current I1 begins to flow through the body diode of the secondary switch M2. Then, the secondary switch M2 may be a zero voltage switching.

제어 신호(S1)가 로우 레벨이 된 시점(Tb)으로부터 소정의 데드 타임 이후에 제어 신호(S2)가 하이 레벨이 된다.The control signal S2 becomes high level after a predetermined dead time from the time point Tb at which the control signal S1 becomes low level.

제어 신호(S2)가 하이 레벨이 되는 시점(Tc)에서 부 스위치(M2)가 턴온된다. 그러면, 도 3c에 도시한 바와 같이, 부 스위치, 저항(Rse), 차단 커패시터(Cb) 및 1차 코일(Co1)로 1차측 전류(I1)가 흐른다. 1차 코일(Co1)의 전압은 1차 코일(Co1)과 2차 코일(Co21, Co22)의 권선비에 따라 2차 코일(Co21) 및 2차 코일(Co22)로 전달된다. 2차 코일(Co22)의 전압에 의해 출력 다이오드(D2)가 도통되고 1차측 전류(I1)에 의해 발생한 2차 코일(Co22)의 전류는 출력 다이오드(D2)를 통해 커패시터(Co)로 전달된다. 이때, 커패시터(Co)에 충전된 전압이 출력 전압(Vout)이 된다.The sub-switch M2 is turned on at the time point Tc at which the control signal S2 becomes the high level. Then, as shown in Fig. 3C, the primary side current I1 flows through the secondary switch, the resistor Rse, the blocking capacitor Cb and the primary coil Co1. The voltage of the primary coil Co1 is transferred to the secondary coil Co21 and the secondary coil Co22 according to the turns ratio of the primary coil Co1 and the secondary coils Co21 and Co22. The output diode D2 is conducted by the voltage of the secondary coil Co22 and the current of the secondary coil Co22 generated by the primary side current I1 is transmitted to the capacitor Co through the output diode D2 . At this time, the voltage charged in the capacitor Co becomes the output voltage Vout.

다음, 제어 신호(S2)가 로우 레벨이 되는 시점(Td)에서는 부 스위치(M2)가 턴오프된다. 즉, 기간(Tc-Td)에서는 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)가 모두 턴오프 상태이다. 도 3d에 도시한 바와 같이, 주 스위치(M1)의 기생 커패시터(도시하지 않음)의 전압이 모두 방전되어 부 스위치(M1)의 양단 전압은 0 전압이 된다. 또한 주 스위치(M2)의 바디 다이오드를 통해 1차측 전류(I1)가 흐르기 시작하면서 기간(Tc-Td) 동안 전류(Id)가 감소한다. 그러면, 부 스위치(M1)는 영전압 스위칭될 수 있다. Next, the sub-switch M2 is turned off at the time point Td when the control signal S2 becomes low level. That is, in the period Tc-Td, both the main switch Ml and the sub-switch M2 are turned off. As shown in Fig. 3D, the voltage of the parasitic capacitor (not shown) of the main switch M1 is all discharged, and the voltage across the sub-switch M1 becomes zero voltage. The current Id also decreases during the period Tc-Td as the primary current I1 starts to flow through the body diode of the main switch M2. Then, the sub-switch Ml can be switched to zero voltage.

이와 같이, 컨버터(10)는 주 스위치(M1) 및 부 스위치(M2)의 스위칭 동작에 따라 발생하는 1차측 전류(I1)를 이용해 부하에 공급되는 출력 전압(Vout)을 생성한다.In this manner, the converter 10 generates the output voltage Vout supplied to the load by using the primary side current I1 generated in accordance with the switching operation of the main switch M1 and the sub-switch M2.

그런데, 이러한 컨버터(10)에서는 기간(Ta)에 흐르는 1차측 전류(I1)에 의해 부 스위치(M2)가 턴 온된 후에도 전류 방향이 바뀌지 않고 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)에 흐르는 슛-쓰루 전류(shoot-through current)가 발생할 수가 있다. 또한, 큰 1차측 전류(I1)에 의해 부 스위치(M2)가 영전압 스위칭에 실패할 수도 있다.In this converter 10, the current flowing in the main switch M1 and the sub-switch M2 does not change even after the sub-switch M2 is turned on by the primary current I1 flowing during the period Ta, - Shoot-through current can occur. Further, the secondary switch M2 may fail to switch the zero voltage due to the large primary side current I1.

아래에서는 이러한 영전압 스위칭 실패나 슛-쓰루 전류의 발생을 방지할 수 있는 실시 예에 대하여 도 4 내지 도 7을 참고로 하여 자세하게 설명한다. Hereinafter, an embodiment capable of preventing such zero voltage switching failure or generation of shoot-through current will be described in detail with reference to FIG. 4 to FIG.

도 4는 도 1에 도시된 스위치 제어 장치의 개략적인 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 듀티 제어부의 블록도이다.FIG. 4 is a schematic block diagram of the switch control apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a block diagram of the duty control unit shown in FIG.

도 4를 참고하면, 스위치 제어 장치(100)는 오실레이터(110), 듀티 제어부(120) 및 게이트 구동부(130)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the switch control apparatus 100 includes an oscillator 110, a duty controller 120, and a gate driver 130.

오실레이터(110)는 오실레이터 신호(OSC)를 생성하여 듀티 제어부(120)로 출력한다.The oscillator 110 generates an oscillator signal OSC and outputs the oscillator signal OSC to the duty controller 120.

듀티 제어부(120)는 오실레이터 신호(OSC)와 1차측 전류(I1)에 대응하는 감지 전압(Vse) 및 피드백 전압(Vfb)을 이용하여 듀티 신호(Sduty)를 생성한다. The duty controller 120 generates the duty signal Sduty by using the sense voltage Vse and the feedback voltage Vfb corresponding to the oscillator signal OSC and the primary current I1.

구체적으로, 듀티 제어부(120)는 감지 전압(Vse)이 상기 피드백 전압과 동일해지는 시점에 대응하여 주 스위치(M1)를 턴오프시키고 부 스위치(M2)를 턴온시킨다. 이때, 주 스위치(M1)가 턴 오프되고 소정의 데드 타임(dead time) 이후에 부 스위치(M2)가 턴 온된다.Specifically, the duty controller 120 turns off the main switch M1 and turns on the sub-switch M2 at a time point when the sensing voltage Vse becomes equal to the feedback voltage. At this time, the main switch M1 is turned off and the sub-switch M2 is turned on after a predetermined dead time.

또한, 듀티 제어부(120)는 오실레이터 신호(OSC)의 상승 에지 또는 하강 에지에서 감지 전압(Vse)이 기준 전압(예를 들면, OV)보다 낮으면, 그 시점에 대응하여 부 스위치(M2)를 턴오프시키고 주 스위치(M1)를 턴온시킨다. 이때, 부 스위치(M2)가 턴 오프되고 소정의 데드 타임 이후에 주 스위치(M1)가 턴 온된다.If the sense voltage Vse is lower than the reference voltage (for example, OV) at the rising edge or the falling edge of the oscillator signal OSC, the duty controller 120 sets the sub- Turns the main switch M1 on. At this time, the sub-switch M2 is turned off and the main switch M1 is turned on after a predetermined dead time.

듀티 제어부(120)는 부 스위치(M2)의 최대 턴온 시간을 설정해 두고, 감지 전압(Vse)이 기준 전압보다 계속 높은 경우에는 부 스위치(M2)를 최대 턴온 시간 동안 턴 온시킨 후에 부 스위치(M2)를 턴오프시킨다. 즉, 감지 전압(Vse)이 기준 전압보다 계속 높은 경우에 듀티 제어부(120)는 슛-쓰루 전류가 발생하지 않도록 부 스위치(M2)의 턴온 시간을 연장한다.The duty controller 120 sets the maximum turn-on time of the sub-switch M2 and turns on the sub-switch M2 for the maximum turn-on time if the sense voltage Vse is still higher than the reference voltage, ). That is, when the sense voltage Vse is higher than the reference voltage, the duty controller 120 extends the turn-on time of the sub-switch M2 so that a shoot-through current is not generated.

게이트 구동부(130)는 듀티 신호(Sduty)에 따라 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)의 온오프를 제어하는 제어 신호(S1, S2)를 생성한다. 예를 들면, 게이트 구동부(130)는 듀티 신호(Sduty)의 하강 에지에 동기되어 주 스위치(M1)를 턴온시키고, 듀티 신호(Sduty)의 상승 에지에 동기되어 주 스위치(M1)를 턴오프시키는 제어 신호(S1)를 생성할 수 있다. 이 경우, 게이트 구동부(130)는 듀티 신호(Sduty)의 상승 에지에 동기되어 부 스위치(M2)를 턴온시키고 듀티 신호(Sduty)의 하강 에지에 동기되어 부 스위치(M2)를 턴오프시키는 제어 신호(S2)를 생성한다.The gate driver 130 generates control signals S1 and S2 for controlling on / off of the main switch M1 and the sub switch M2 in accordance with the duty signal Sduty. For example, the gate driver 130 turns on the main switch M1 in synchronization with the falling edge of the duty signal Sduty and turns off the main switch M1 in synchronization with the rising edge of the duty signal Sduty The control signal S1 can be generated. In this case, the gate driver 130 turns on the sub-switch M2 in synchronism with the rising edge of the duty signal Sduty and outputs the control signal S2, which turns off the sub-switch M2 in synchronization with the falling edge of the duty signal Sduty. (S2).

도 5를 참고하면, 듀티 제어부(120)는 비교기(COM1, COM2), 업다운 카운터(122), 논리곱 소자(AND1, AND2), 지연부(124), SR 래치(SR1, SR2, SR3), 논리합 소자(OR1, OR2), 인버터 소자(INV1, INV2)를 포함한다.5, the duty controller 120 includes comparators COM1 and COM2, an up-down counter 122, AND gates AND1 and AND2, a delay unit 124, SR latches SR1, SR2, and SR3, OR devices OR1 and OR2, and inverter devices INV1 and INV2.

인버터 소자(INV1)는 오실레이터 신호(OSC)를 반전하여서 반전 오실레이터 신호(/OSC)를 SR 래치(SR1), 업다운 카운터(122) 및 논리곱 소자(AND2)로 출력한다. The inverter INV1 inverts the oscillator signal OSC and outputs the inverted oscillator signal / OSC to the SR latch SR1, the up / down counter 122 and the AND gate AND2.

비교기(COM1)는 반전 단자(-)로 감지 전압(Vse)을 입력 받고 비반전 단자(+)로 기준 전압(Vref)을 입력 받아서, 감지 전압(Vse)이 기준 전압(Vref) 미만인 경우에 하이 레벨을 가지고 감지 전압(Vse)이 기준 전압(Vref)보다 높은 경우에 로우 레벨을 가지는 펄스 신호(Scom1)를 출력한다. 이때, 기준 전압(Vref)은 0V로 설정될 수 있다.The comparator COM1 receives the sense voltage Vse at the inverting terminal (-) and receives the reference voltage Vref at the non-inverting terminal (+). When the sense voltage Vse is lower than the reference voltage Vref, And outputs a pulse signal Scom1 having a low level when the sense voltage Vse is higher than the reference voltage Vref. At this time, the reference voltage Vref may be set to 0V.

비교기(COM2)는 비반전 단자(+)로 감지 전압(Vse)을 입력 받고 반전 단자(-)로 피드백 전압(Vfb)을 입력 받아서, 감지 전압(Vse)이 피드백 전압(Vfb)보다 높은 경우에 하이 레벨을 가지고 감지 전압(Vse)이 피드백 전압(Vfb) 미안인 경우에 로우 레벨을 가지는 펄스 신호(Scom2)를 출력한다. 이러한 펄스 신호(Scom2)에 따라서 주 스위치(M1)의 턴오프 시점이 결정될 수 있다.The comparator COM2 receives the sense voltage Vse as the non-inverting terminal (+) and receives the feedback voltage Vfb as the inverting terminal (-). When the sense voltage Vse is higher than the feedback voltage Vfb And outputs a pulse signal Scom2 having a high level and having a low level when the sense voltage Vse is a negative of the feedback voltage Vfb. The turn-off time of the main switch M1 can be determined in accordance with the pulse signal Scom2.

논리곱 소자(AND1)는 오실레이터 신호(OSC)와 비교기(Com1)의 출력 신호인 펄스 신호(Scom1)를 입력 받아서, 이 두 신호(Sref, Scom1)를 논리곱 연산하여 SR 래치(SR1)로 출력한다. 논리곱 소자(AND1)는 오실레이터 신호(OSC)와 펄스 신호(Sp1)가 모두 하이 레벨일 때에만 하이 레벨을 가지는 펄스 신호(Sand1)를 출력한다.지연부(124)는 반전 오실레이터 신호(/OSC)를 설정된 지연만큼 지연시켜서 SR 래치(SR1)의 리셋 단자(R)로 출력한다. The AND element AND1 receives the oscillator signal OSC and the pulse signal Scom1 which is the output signal of the comparator Com1 and performs an AND operation on the two signals Sref and Scom1 to output it to the SR latch SR1 do. The AND gate AND1 outputs a pulse signal Sand1 having a high level only when both the oscillator signal OSC and the pulse signal Sp1 are at the high level. The delay section 124 receives the inverted oscillator signal / OSC To the reset terminal R of the SR latch SR1.

SR 래치(SR1)는 지연 반전 오실레이터 신호(/OSC')가 입력되는 리셋 단자(R), 논리곱 소자(AND1)의 출력 신호인 펄스 신호(Sand1)가 입력되는 셋 단자(S) 및 논리곱 소자(ADN2)에 연결되는 출력 단자(Q)를 가진다. 이러한 SR 래치(SR1)는 셋 단자(S)로 입력되는 펄스 신호(Sand1)의 상승 에지에 동기되어 하이 레벨을 출력하고, 리셋 단자(R)에 입력되는 지연 반전 오실레이터 신호(/OSC')의 상승 에지에 동기되어 로우 레벨을 출력한다. 즉, SR 래치(SR1)는 하이 레벨의 펄스 신호(Sand1)를 래치하여 하이 레벨의 펄스 신호(Ssr1)를 생성하고, 지연 반전 오실레이터 신호(/OSC')의 상승 에지에 동기되어 펄스 신호(Sand1)를 로우 레벨로 리셋시킨다. The SR latch SR1 includes a reset terminal R to which a delay inversion oscillator signal / OSC 'is inputted, a set terminal S to which a pulse signal Sand1 as an output signal of the AND gate AND1 is input, And an output terminal Q connected to the element ADN2. This SR latch SR1 outputs a high level in synchronization with the rising edge of the pulse signal Sand1 input to the set terminal S and outputs the high level of the delay inverted oscillator signal / And outputs a low level in synchronization with the rising edge. That is, the SR latch SR1 latches the high-level pulse signal Sand1 to generate the high-level pulse signal Ssr1, and generates the pulse signal Sand1 (in synchronization with the rising edge of the delayed inverted oscillator signal / ) To a low level.

논리곱 소자(AND2)는 반전 오실레이터 신호(/OSC)와 SR 래치(SR1)의 출력 신호인 펄스 신호(Ssr1)를 입력 받아서, 이 두 신호(/OSC, Ssr1)를 논리곱 연산하여 논리합 소자(OR1)로 출력한다. 논리곱 소자(AND2)는 반전 오실레이터 신호(/OSC)와 펄스 신호(Ssr1)가 모두 하이 레벨일 때에만 하이 레벨을 가지는 펄스 신호(Ssr1)를 출력한다.The AND gate AND2 receives the inverted oscillator signal / OSC and the pulse signal Ssr1 which is the output signal of the SR latch SR1 and performs an AND operation on the two signals / OSC and Ssr1, OR1). The AND gate AND2 outputs a pulse signal Ssr1 having a high level only when both the inverted oscillator signal / OSC and the pulse signal Ssr1 are at a high level.

논리합 소자(OR1)는 업다운 카운터(122)의 펄스 신호(Scou)와 논리곱 소자(AND2)의 출력 신호인 펄스 신호(Sand2)를 입력 받아서, 이 두 신호(Scou, Sand2)를 논리합 연산하여 출력한다. 논리합 소자(OR1)는 업다운 카운터(122)의 펄스 신호(Scou)와 펄스 신호(Sand2)가 모두 로우 레벨일 때에만 로우 레벨을 가지는 펄스 신호(Sor1)를 출력한다.The OR gate OR1 receives the pulse signal Scou of the up-down counter 122 and the pulse signal Sand2 which is the output signal of the AND gate AND2 and performs an OR operation on the two signals Scou and Sand2, do. The OR gate OR1 outputs the pulse signal Sor1 having the low level only when both the pulse signal Scou and the pulse signal Sand2 of the up / down counter 122 are low level.

업다운 카운터(122)는 반전 오실레이터 신호(/OSC)에 동기되어 카운트를 증가시키고, 카운트의 값이 설정 값보다 커지는 경우에 카운트를 리셋시키기 위한 펄스 신호(Scou)를 출력하며, 논리합 소자(OR1)의 펄스 신호(Sand2)에 응답하여 카운트의 값을 리셋시킨다. 이때, 펄스 신호(Scou)에 대응하여 부 스위치(M2)가 턴오프된다. 예를 들어, 설정 값이 4로 설정되어 있는 경우, 업다운 카운터(122)는 카운트의 값이 4보다 커지면 하이 레벨의 펄스 신호(Scou)를 출력하고, 하이 레벨의 펄스 신호(Scou)에 응답하여 하이 레벨을 가지는 논리합 소자(OR1)의 펄스 신호(Sand2)에 응답하여 카운트의 값을 리셋시킨다. The up-down counter 122 outputs a pulse signal Scou for resetting the count in synchronization with the inverted oscillator signal / OSC and increasing the count when the count value becomes larger than the set value, And resets the value of the count in response to the pulse signal Sand2. At this time, the sub-switch M2 is turned off in response to the pulse signal Scou. For example, when the set value is set to 4, the up-down counter 122 outputs a high-level pulse signal Scou when the count value is larger than 4, and outputs the high-level pulse signal Scou in response to the high- The count value is reset in response to the pulse signal Sand2 of the high-level OR element OR1.

이러한 업다운 카운터(122)는 부 스위치(M2)의 최대 턴온 시간을 설정하기 위한 것으로, 부 스위치(M2)의 최대 턴온 시간은 카운트의 값이 리셋된 후부터 펄스 신호(Scou)가 출력되기 전까지의 시간으로 설정될 수 있다.The up-down counter 122 is for setting the maximum turn-on time of the sub-switch M2. The maximum turn-on time of the sub-switch M2 is the time from when the count value is reset until the pulse signal Scou is output Lt; / RTI >

SR 래치(SR2)는 오실레이터 신호(OSC)가 입력되는 리셋 단자(R), 논리합 소자(OR1)의 출력 신호인 펄스 신호(Sor1)가 입력되는 셋 단자(S) 및 인버터 소자(INV2)를 통해 SR 래치(SR3)의 셋 단자(S) 및 논리합 소자(OR2)에 연결되어 있는 출력 단자(Q)를 가진다. 이러한 SR 래치(SR2)는 셋 단자(S)로 입력되는 펄스 신호(Sor1)의 상승 에지에 동기되어 하이 레벨을 출력하고, 리셋 단자(R)에 입력되는 오실레이터 신호(OSC)의 상승 에지에 동기되어 로우 레벨을 출력한다. 즉, SR 래치(SR2)는 하이 레벨의 펄스 신호(Sor1)를 래치하여 하이 레벨의 펄스 신호(Ssr2)를 생성하고, 오실레이터 신호(OSC)의 상승 에지에 동기되어 펄스 신호(Ssr2)를 로우 레벨로 리셋시킨다. The SR latch SR2 includes a reset terminal R to which an oscillator signal OSC is input, a set terminal S to which a pulse signal Sor1 as an output signal of the OR gate OR1 is input and an inverter element INV2 And a set terminal S of the SR latch SR3 and an output terminal Q connected to the OR gate OR2. The SR latch SR2 outputs a high level in synchronism with the rising edge of the pulse signal Sor1 input to the set terminal S and outputs a high level signal synchronized with the rising edge of the oscillator signal OSC input to the reset terminal R And outputs a low level. That is, the SR latch SR2 latches the high-level pulse signal Sor1 to generate the high-level pulse signal Ssr2, and synchronizes the pulse signal Ssr2 with the rising edge of the oscillator signal OSC to the low level Lt; / RTI >

인버터 소자(INV2)는 SR 래치(SR2)의 출력 신호인 펄스 신호(Ssr2)를 반전하고, 반전 펄스 신호(/Ssr2)를 SR 래치(SR3)의 셋 단자(S)로 출력한다.The inverter element INV2 inverts the pulse signal Ssr2 which is the output signal of the SR latch SR2 and outputs the inverted pulse signal / Ssr2 to the set terminal S of the SR latch SR3.

SR 래치(SR3)는 비교기(COMP2)의 출력 신호인 펄스 신호(Scom2)가 입력되는 리셋 단자(R), 인버터 소자(INV2)의 출력 신호인 반전 펄스 신호(/Ssr2)가 입력되는 셋 단자(S) 및 논리합 소자(OR2)에 연결되어 있는 반전 출력 단자(/Q)를 가진다. 이러한 SR 래치(SR3)는 셋 단자(S)로 입력되는 반전 펄스 신호(/Ssr2)의 상승 에지에 동기되어 로우 레벨을 가지고 리셋 단자(R)에 입력되는 펄스 신호(Scom2)의 상승 에지에 동기되어 하이 레벨을 가지는 펄스 신호(Ssr3)를 반전 출력 단자(/Q)로 출력한다.The SR latch SR3 includes a reset terminal R to which the pulse signal Scom2 as the output signal of the comparator COMP2 is inputted and a set terminal R to which the inverted pulse signal / Ssr2, which is the output signal of the inverter element INV2, S and an inverted output terminal / Q connected to the OR gate OR2. The SR latch SR3 has a low level in synchronization with the rising edge of the inverted pulse signal / Ssr2 input to the set terminal S and is synchronized with the rising edge of the pulse signal Scom2 input to the reset terminal R And outputs the pulse signal Ssr3 having the high level to the inverted output terminal / Q.

논리합 소자(OR2)는 반전 펄스 신호(/Ssr2)와 SR 래치(SR3)의 출력 신호인 펄스 신호(Ssr3)를 입력 받아서, 이 두 신호(/Ssr2, Ssr3)를 논리합 연산하여 듀티 신호(Sduty)를 생성하고 이를 게이트 구동부(130)로 출력한다. The OR gate OR2 receives an inverted pulse signal / Ssr2 and a pulse signal Ssr3 as an output signal of the SR latch SR3 and performs a logical sum operation on the two signals / Ssr2 and Ssr3 to generate a duty signal Sduty. And outputs it to the gate driver 130.

이러한 듀티 제어부(120)의 동작에 대하여 도 6 및 도 7을 참고로 하여 자세하게 설명한다. The operation of the duty controller 120 will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

도 6은 오실레이터의 기준 펄스 신호와 감지 전압, 기준 전압과 업다운 카운터의 동작 파형 및 두 제어 신호를 나타낸 도면이고, 도 7은 듀티 제어부의 동작 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a view showing a reference pulse signal of the oscillator, a sense voltage, a reference voltage, an operation waveform of the up-down counter, and two control signals, and FIG. 7 is a diagram showing an operation waveform of the duty controller.

도 6 및 도 7를 참고하면, 업다운 카운터(122)의 카운트의 값이 설정 값이 될 때까지의 기간(T1 이전)에서는 감지 전압(Vse)이 기준 전압(Vref)보다 높고 피드백 전압(Vfb)보다 낮다. 따라서, 펄스 신호(Scom1)가 로우 레벨이 되며, 이에 따라서 로우 레벨의 펄스 신호(Sand)가 출력된다. 펄스 신호(Scom1)는 감지 전압(Vse)이 기준 전압(Vref)보다 낮아지는 시점(T6)까지 로우 레벨을 유지하게 되므로, 펄스 신호(Sand1) 또한 시점(T6)까지 로우 레벨을 유지한다.6 and 7, the detection voltage Vse is higher than the reference voltage Vref and is lower than the feedback voltage Vfb during a period (before T1) before the count value of the up-down counter 122 becomes the set value. . Therefore, the pulse signal Scom1 becomes low level, and accordingly, the low level pulse signal Sand is outputted. The pulse signal Scom1 maintains the low level until the time point T6 when the sensing voltage Vse becomes lower than the reference voltage Vref so that the pulse signal Sand1 also maintains the low level until the time point T6.

그리고 시점(T6)까지 로우 레벨의 펄스 신호(Sand1)가 SR 래치(SR1)의 셋 단자(S)로 입력되고, SR 래치(SR1)의 리셋 단자(R)로 지연 반전 오실레이터 신호(/OSC')가 입력되므로, 펄스 신호(Ssr1)는 시점(T6)까지 로우 레벨로 유지된다. 즉, 업다운 카운터(122)의 카운트의 값이 설정 값보다 커지기 전에는 논리합 소자(OR1)로 로우 레벨의 펄스 신호(Scou)와 로우 레벨의 펄스 신호(Ssr1)가 입력되므로, 로우 레벨의 펄스 신호(Sor1)가 SR 래치(SR2)의 셋 단자(S)로 입력된다. 따라서, 기간(T1 이전)에서는 펄스 신호(Ssr2)가 로우 레벨이 되므로, 하이 레벨의 반전 펄스 신호(/Ssr2)가 SR 래치(SR3)의 셋 단자(S) 및 논리합 소자(OR2)로 입력된다. 그리고 SR 래치(SR3)의 리셋 단자(R)로는 로우 레벨의 펄스 신호(Scom2)가 입력되므로, 듀티 신호(Sduty)는 하이 레벨을 유지한다. 따라서, 주 스위치(M1)와 부 스위치(M2)가 모두 오프 상태를 유지한다.The low-level pulse signal Sand1 is input to the set terminal S of the SR latch SR1 until the time point T6 and the delayed inverted oscillator signal / OSC 'is input to the reset terminal R of the SR latch SR1. Is input, the pulse signal Ssr1 is held at the low level until the time point T6. That is, before the count value of the up-down counter 122 becomes larger than the set value, the low-level pulse signal Scou and the low-level pulse signal Ssr1 are input to the OR gate OR1, Sor1) are input to the set terminal S of the SR latch SR2. Therefore, in the period (before T1), the pulse signal Ssr2 becomes low level, so that the high-level inverted pulse signal / Ssr2 is input to the set terminal S of the SR latch SR3 and the OR gate OR2 . Since the low-level pulse signal Scom2 is input to the reset terminal R of the SR latch SR3, the duty signal Sduty maintains the high level. Therefore, both the main switch Ml and the sub-switch M2 remain off.

이후, 카운트의 값이 설정 값보다 커지는 시점(T1)에서는 SR 래치(SR2)의 셋 단자(S)로 하이 레벨의 펄스 신호(Scou)가 입력되므로, 펄스 신호(Ssr2)는 하이 레벨이 된다. 그리고 펄스 신호(Ssr2)는 오실레이터 신호(OSC)가 하이 레벨이 되는 시점(T5)까지 하이 레벨을 유지한다. Thereafter, at the time T1 when the value of the count becomes larger than the set value, the high-level pulse signal Scou is input to the set terminal S of the SR latch SR2, so that the pulse signal Ssr2 becomes high level. The pulse signal Ssr2 maintains a high level until a time point T5 when the oscillator signal OSC becomes a high level.

펄스 신호(Ssr2)가 하이 레벨이 되면, SR 래치(SR3)의 셋 단자(S) 및 논리합 소자(OR2)로 로우 레벨의 펄스 신호(/Ssr2)가 입력된다. 그리고 SR 래치(SR3)의 리셋 단자(R)로는 로우 레벨의 펄스 신호(Scom2)가 입력되므로, 듀티 신호(Sduty)는 로우 레벨이 된다. 듀티 신호(Sduty)의 로우 레벨에 응답하여 소정의 데드 타임(Dead Time) 이후의 시점(T2)에서 주 스위치(M1)가 턴온된다.When the pulse signal Ssr2 becomes a high level, the set terminal S of the SR latch SR3 and the low-level pulse signal / Ssr2 are input to the OR gate OR2. Since the low-level pulse signal Scom2 is input to the reset terminal R of the SR latch SR3, the duty signal Sduty becomes low level. The main switch M1 is turned on at a time point T2 after a predetermined dead time in response to the low level of the duty signal Sduty.

주 스위치(M1)가 턴온되면, 앞서 설명한 바와 같이, 감지 전압(Vse)이 증가하기 시작한다.When the main switch M1 is turned on, the sense voltage Vse begins to increase as described above.

감지 전압(Vse)이 피드백 전압(Vfb)과 같아지는 시점(T3)에서는 SR 래치(SR3)의 리셋 단자(R)로 하이 레벨의 펄스 신호(Scom2)가 입력되고, 펄스 신호(Ssr2)가 하이 레벨로 유지되므로, SR 래치(SR3)의 셋 단자(S) 및 논리합 소자(OR2)로 로우 레벨의 펄스 신호(/Ssr2)가 입력된다. 그러면, 펄스 신호(Ssr3)가 하이 레벨이 되므로, 듀티 신호(Sduty)가 하이 레벨이 된다. 따라서, 듀티 신호(Sduty)의 하이 레벨에 응답하여 소정의 데드 타임(Dead Time) 이후의 시점(T4)에서 부 스위치(M2)가 턴온된다. 이에 따라서, 감지 전압(Vse)이 낮아진다.At the time T3 when the sense voltage Vse becomes equal to the feedback voltage Vfb, the high-level pulse signal Scom2 is input to the reset terminal R of the SR latch SR3, and the pulse signal Ssr2 is high Level, the set terminal S of the SR latch SR3 and the low-level pulse signal / Ssr2 are input to the OR gate OR2. Then, the pulse signal Ssr3 becomes high level, so that the duty signal Sduty becomes high level. Therefore, the sub-switch M2 is turned on at a time point T4 after a predetermined dead time in response to the high level of the duty signal Sduty. Accordingly, the sense voltage Vse is lowered.

그리고 나서, 오실레이터 신호(OSC)가 하이 레벨이 되는 시점(T5)에서는 펄스 신호(Ssr2)가 로우 레벨이 되므로, 하이 레벨의 반전 펄스 신호(/Ssr2)가 SR 래치(SR3)의 셋 단자(S) 및 논리합 소자(OR2)로 입력된다. 이때, 감지 전압(Vse)은 피드백 전압(Vfb)보다 낮으므로, 로우 레벨의 펄스 신호(Scom2)가 SR 래치(SR3)의 리셋 단자(R)로 입력된다. 그러면, 로우 레벨의 펄스 신호(Ssr3)가 논리합 소자(OR2)로 입력되므로, 듀티 신호(Sduty)는 하이 레벨을 유지하게 된다. 즉, 오실레이터 신호(OSC)가 로우 레벨이 되어도 부 스위치(M2)가 턴온 상태를 유지하게 된다. At the time T5 when the oscillator signal OSC becomes high level, the pulse signal Ssr2 becomes low level, so that the high level inverted pulse signal / Ssr2 is output to the set terminal S of the SR latch SR3 And an OR gate OR2. At this time, since the sense voltage Vse is lower than the feedback voltage Vfb, the low level pulse signal Scom2 is input to the reset terminal R of the SR latch SR3. Then, the low-level pulse signal Ssr3 is input to the OR gate OR2, so that the duty signal Sduty maintains the high level. That is, the sub-switch M2 maintains the on-state even when the oscillator signal OSC goes low.

이후, 감지 전압(Vse)이 기준 전압(Vref)과 같아지는 시점(T6)에서는 펄스 신호(Scom1)가 하이 레벨이 되고, 오실레이터 신호(OSC) 또한 하이 레벨이므로, 펄스 신호(Sand1) 또한 하이 레벨이 된다. 즉, SR 래치(SR1)의 셋 단자(S)로 하이 레벨의 펄스 신호(Sand1)가 입력되고, SR 래치(SR1)의 리셋 단자(R)로 로우 레벨의 반전 오실레이터 신호(/OSC)가 지연되어 입력되므로, 감지 전압(Vse)이 기준 전압(Vref)과 같아지는 시점(T6)에서 지연 반전 오실레이터 신호(/OSC')가 로우 레벨의 상태이며, 펄스 신호(Ssr1)는 하이 레벨이 된다. Thereafter, at the time point T6 when the detection voltage Vse becomes equal to the reference voltage Vref, the pulse signal Scom1 is at the high level and the oscillator signal OSC is at the high level, . That is, the high-level pulse signal Sand1 is input to the set terminal S of the SR latch SR1 and the low-level inverted oscillator signal / OSC is input to the reset terminal R of the SR latch SR1 The delayed inverted oscillator signal / OSC 'is at the low level and the pulse signal Ssr1 is at the high level at the time T6 when the sensing voltage Vse becomes equal to the reference voltage Vref.

로우 레벨의 반전 오실레이터 신호(/OSC)와 하이 레벨의 펄스 신호(Ssr1)가 논리곱 소자(AND2)로 입력되므로, 펄스 신호(Sand2)는 로우 레벨을 유지한다. 그러면, 논리합 소자(OR1)로 로우 레벨의 펄스 신호(Sand2)와 로우 레벨의 펄스 신호(Scou)가 입력되므로, 펄스 신호(Sor1) 또한 로우 레벨을 유지한다. 이때, 오실레이터 신호(OSC)는 하이 레벨을 가지므로, 펄스 신호(Ssr2)는 하이 레벨로 된다. 따라서, 로우 레벨의 반전 펄스 신호(/Ssr2)가 SR 래치(SR3)의 셋 단자(S) 및 논리합 소자(OR2)로 입력되므로, 듀티 신호(Sduty)는 이전 상태인 하이 레벨을 유지한다.The pulse signal Sand2 maintains the low level since the low level inverted oscillator signal / OSC and the high level pulse signal Ssr1 are input to the AND gate AND2. Then, since the low-level pulse signal Sand2 and the low-level pulse signal Scou are input to the OR gate OR1, the pulse signal Sor1 also maintains a low level. At this time, since the oscillator signal OSC has a high level, the pulse signal Ssr2 becomes a high level. Therefore, since the low level inverted pulse signal / Ssr2 is input to the set terminal S of the SR latch SR3 and the OR gate OR2, the duty signal Sduty maintains the high level of the previous state.

다음, 오실레이터 신호(OSC)가 로우 레벨이 되는 시점(T7)에서는 감지 전압(Vse)이 기준 전압(Vref)보다 낮으므로, 펄스 신호(Scom1)가 하이 레벨이 되고, 오실레이터 신호(OSC)가 로우 레벨이므로, 펄스 신호(Sand1)는 로우 레벨이 된다. 즉, SR 래치(SR1)의 셋 단자(S)로 로우 레벨의 펄스 신호(Sand1)가 SR 래치(SR1)의 셋 단자(S)로 입력되는 시점에서는 지연 반전 오실레이터 신호(/OSC')는 로우 레벨이다. Next, at the time point T7 when the oscillator signal OSC goes low, the sense voltage Vse is lower than the reference voltage Vref so that the pulse signal Scom1 goes high and the oscillator signal OSC goes low Level, the pulse signal Sand1 becomes low level. That is, when the low-level pulse signal Sand1 is input to the set terminal S of the SR latch SR1, the delayed inverted oscillator signal / OSC ' Level.

따라서, SR 래치(SR1)의 리셋 단자(R)로 로우 레벨의 지연 반전 오실레이터 신호(/OSC')가 입력되므로, 펄스 신호(Ssr1)는 하이 레벨을 유지한다. 그 결과, 논리곱 소자(AND2)는 하이 레벨의 펄스 신호(Sand2)를 출력한다. 이에 따라, 펄스 신호(Sor1)가 하이 레벨이 되면서 업다운 카운터(122)의 카운트의 값이 리셋된다. 그리고 SR 래치(SR1)의 셋 단자(S)로 입력되는 시점 즉, 시점(T7)으로부터 지연부(224)의 지연 시간(Td1) 이후에 지연 반전 오실레이터 신호(/OSC')가 하이 레벨이 되므로, 시점(T7)으로부터 지연 시간(Td1)이 지난 시점에서 펄스 신호(Ssr1)은 로우 레벨이 된다. Therefore, the low-level delay inversion oscillator signal / OSC 'is input to the reset terminal R of the SR latch SR1, so that the pulse signal Ssr1 maintains the high level. As a result, the AND gate AND2 outputs the high-level pulse signal Sand2. As a result, the count value of the up-down counter 122 is reset while the pulse signal Sor1 is at the high level. The delayed inverted oscillator signal / OSC 'becomes high level after the delay time Td1 of the delay unit 224 from the time point T7 when it is input to the set terminal S of the SR latch SR1 , The pulse signal Ssr1 becomes low level at a time point after the delay time Td1 from the time point T7.

시점(T7)에서, 하이 레벨의 펄스 신호(Sor1)가 SR 래치(SR2)의 셋 단자(S)로 입력되고, SR 래치(SR2)의 리셋 단자(R)로 로우 레벨의 오실레이터 신호(OSC)가 입력되므로, 펄스 신호(Ssr2)는 하이 레벨로 되고 로우 레벨의 반전 펄스 신호(/Ssr2)가 SR 래치(SR3)의 셋 단자(S) 및 논리합 소자(OR2)로 입력된다. 그리고 SR 래치(SR3)의 리셋 단자(R)로 로우 레벨의 펄스 신호(Scom2)가 입력되므로, SR 래치(SR3)는 이전 상태를 유지한다. 즉, 논리합 소자(OR2)로 로우 레벨의 펄스 신호(Ssr3)와 로우 레벨의 펄스 신호(/Ssr2)가 입력되므로, 듀티 신호(Sduty)는 로우 레벨이 된다. 그러면, 듀티 신호(Sduty)의 로우 레벨에 응답하여 부 스위치(M2)가 턴오프되고 소정의 데드 타임(Dead Time) 이후의 시점(T8)에서 주 스위치(M1)가 턴온된다. Level pulse signal Sor1 is input to the set terminal S of the SR latch SR2 and the low level oscillator signal OSC is input to the reset terminal R of the SR latch SR2 at the time T7, The pulse signal Ssr2 becomes high level and the low level inverted pulse signal / Ssr2 is input to the set terminal S of the SR latch SR3 and the OR gate OR2. Since the low level pulse signal Scom2 is input to the reset terminal R of the SR latch SR3, the SR latch SR3 maintains the previous state. That is, since the low-level pulse signal Ssr3 and the low-level pulse signal / Ssr2 are input to the OR gate OR2, the duty signal Sduty becomes low level. Then, in response to the low level of the duty signal Sduty, the sub switch M2 is turned off and the main switch M1 is turned on at a time point T8 after a predetermined dead time.

이후의 동작 과정은 앞서 설명한 동작과 유사하게 이루어지되, 오실레이터 신호(OSC)가 로우 레벨이 되는 시점(T9, T10, T11)에서 듀티 신호(Sduty)가 로우 레벨이 되므로, 부 스위치(M2)가 턴오프되고 소정의 데드 타임(Dead Time) 이후에 주 스위치(M1)가 턴온된다.Since the duty signal Sduty becomes low level at the time points T9, T10 and T11 when the oscillator signal OSC becomes low level, the sub-switch M2 is turned on And the main switch M1 is turned on after a predetermined dead time (Dead Time).

즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 감지 전압(Vse)이 피드백 전압(Vfb)과 같아지는 시점부터 오실레이터 신호(OSC)가 로우 레벨에서 감지 전압(Vse)이 기준 전압(Vref)보다 낮아지는 시점까지 부 스위치(M2)를 턴온시킨다. 그러면, 슛-쓰루 전류가 발생하지 않을 수 있다.That is, according to the embodiment of the present invention, when the sensing voltage Vse becomes equal to the feedback voltage Vfb and the oscillator signal OSC is at the low level and the sensing voltage Vse becomes lower than the reference voltage Vref The sub-switch M2 is turned on. Then, shoot-through current may not be generated.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, Such an embodiment can be readily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (21)

주 스위치와 부 스위치를 포함하며, 트랜스포머를 이용하여 출력 전압을 생성하는 컨버터에서 상기 주 스위치와 상기 부 스위치를 제어하는 장치에 있어서,
오실레이터 신호를 생성하는 오실레이터,
상기 오실레이터 신호, 상기 트랜스포머의 1차측 코일에 흐르는 1차측 전류에 대응하는 신호와 소정의 기준 전압을 비교한 결과, 및 상기 출력 전압에 대응하는 피드백 전압과 상기 1차측 전류에 대응하는 신호를 비교한 결과를 이용하여 상기 주 스위치와 상기 부 스위치 각각의 스위칭 동작을 제어하는 듀티 신호를 생성하는 듀티 제어부, 그리고
상기 듀티 신호를 이용하여 상기 주 스위치 및 상기 부 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제1 및 제2 제어 신호를 생성하는 게이트 구동부를 포함하고,
상기 듀티 제어부는,
상기 부 스위치의 최대 턴온 시간의 경과 여부 및 상기 1차측 전류에 대응하는 신호와 상기 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 기초하여 상기 부 스위치의 턴온 기간을 제어하는 스위치 제어 장치.
An apparatus for controlling a main switch and a sub-switch in a converter including a main switch and a sub-switch and generating an output voltage using a transformer,
An oscillator for generating an oscillator signal,
And comparing a signal corresponding to the oscillator signal, a signal corresponding to the primary current flowing through the primary coil of the transformer with a predetermined reference voltage, and a signal corresponding to the feedback voltage corresponding to the output voltage and a signal corresponding to the primary current A duty controller for generating a duty signal for controlling a switching operation of each of the main switch and the sub-switch using the result,
And a gate driver for generating first and second control signals for controlling the switching operation of the main switch and the sub switch by using the duty signal,
The duty control unit includes:
On period of the sub-switch based on a result of comparison between a maximum turn-on time of the sub-switch and a signal corresponding to the primary current and the predetermined reference voltage.
제1항에 있어서,
상기 듀티 제어부는,
상기 오실레이터 신호와 상기 1차측 전류에 대응하는 신호와 상기 기준 전압을 비교한 결과를 이용하여 상기 주 스위치의 턴온 시점과 상기 부 스위치의 턴오프 시점을 결정하고, 상기 1차측 전류에 대응하는 신호의 전압과 상기 피드백 전압을 비교한 결과를 이용하여 상기 주 스위치의 턴오프 시점과 상기 부 스위치의 턴온 시점을 결정하는 스위치 제어 장치.
The method according to claim 1,
The duty control unit includes:
Determining a turn-on time of the main switch and a turn-off time of the sub-switch using a result of comparing the oscillator signal, the signal corresponding to the primary current, and the reference voltage, And determining a turn-off time of the main switch and a turning-on time of the sub switch by using a result of comparing the voltage and the feedback voltage.
제2항에 있어서,
상기 듀티 제어부는,
상기 부 스위치의 최대 턴온 시간을 설정하고, 상기 최대 턴온 시간 내에서 상기 1차측 전류에 대응하는 신호의 전압이 상기 기준 전압보다 높은 경우에 상기 부 스위치의 턴온 시점에서 상기 최대 턴온 시간이 지난 후의 시점을 상기 부 스위치의 턴오프 시점으로 결정하는 스위치 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The duty control unit includes:
And a control unit that sets a maximum turn-on time of the sub-switch when the voltage of the signal corresponding to the primary current is higher than the reference voltage within the maximum turn-on time, Off time of the sub-switch.
제3항에 있어서,
상기 듀티 제어부는,
상기 부 스위치의 최대 턴온 시간을 설정하기 위한 업다운 카운터를 포함하는 스위치 제어 장치.
The method of claim 3,
The duty control unit includes:
And an up-down counter for setting a maximum turn-on time of the sub-switch.
제4항에 있어서,
상기 업다운 카운터는,
상기 오실레이터 신호에 응답하여 카운트 값을 증가시키고, 상기 카운트 값이 설정 값보다 커지는 경우에 제1 펄스 신호를 출력하여서 상기 카운트 값을 리셋시키며,
상기 제1 펄스 신호에 따라서 상기 부 스위치가 턴오프되고,
상기 최대 턴온 시간은 상기 카운트 값이 리셋된 후부터 상기 제1 펄스 신호가 출력되기 전까지의 시간을 포함하는 스위치 제어 장치.
5. The method of claim 4,
The up-
The count value is increased in response to the oscillator signal and the first pulse signal is outputted to reset the count value when the count value is larger than the set value,
The sub-switch is turned off according to the first pulse signal,
And the maximum turn-on time includes a time from when the count value is reset until when the first pulse signal is output.
제5항에 있어서,
상기 오실레이터 신호는 제1 레벨과 제2 레벨을 교대로 가지고,
상기 듀티 제어부는,
상기 최대 턴온 시간 내에서 상기 오실레이터 신호가 제1 레벨에서 상기 1차측 전류에 대응하는 신호의 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 경우에 상기 부 스위치를 턴오프시키는 스위치 제어 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the oscillator signal alternates between a first level and a second level,
The duty control unit includes:
And turns off the sub-switch when the oscillator signal in the maximum turn-on time is lower than the reference voltage in the signal corresponding to the primary current at the first level.
제6항에 있어서,
상기 듀티 제어부는,
상기 기준 전압과 상기 1차측 전류에 대응하는 신호의 전압을 비교하여서 제2 펄스 신호를 출력하는 비교기,
상기 오실레이터 신호를 반전하여서 반전 오실레이터 신호를 출력하는 인버터, 그리고
상기 제2 펄스 신호에 대응하는 제3 펄스 신호와 상기 반전 오실레이터 신호를 논리곱 연산하여서 제4 펄스 신호를 출력하는 제1 논리곱 소자를 더 포함하며,
상기 제4 펄스 신호에 응답하여 상기 부 스위치가 턴오프되는 스위치 제어 장치.
The method according to claim 6,
The duty control unit includes:
A comparator for comparing the reference voltage with a voltage of a signal corresponding to the primary current to output a second pulse signal,
An inverter for inverting the oscillator signal to output an inverted oscillator signal, and
Further comprising a first AND gate for ANDing a third pulse signal corresponding to the second pulse signal and the inverted oscillator signal to output a fourth pulse signal,
And the sub-switch is turned off in response to the fourth pulse signal.
제7항에 있어서,
상기 듀티 제어부는,
상기 제2 펄스 신호와 상기 오실레이터 신호를 논리곱 연산하여서 제5 펄스 신호를 출력하는 제2 논리곱 소자,
상기 반전 오실레이터 신호를 지연시키는 지연부, 그리고
상기 제5 펄스 신호가 입력되는 셋 단자, 그리고 상기 지연시킨 반전 오실레이터 신호가 입력되는 리셋 단자를 가지며, 상기 제5 펄스 신호와 상기 반전 오실레이터 신호를 이용하여 상기 제3 펄스 신호를 생성하는 제1 SR 래치를 더 포함하는 스위치 제어 장치.
8. The method of claim 7,
The duty control unit includes:
A second AND gate for ANDing the second pulse signal and the oscillator signal to output a fifth pulse signal,
A delay unit for delaying the inverting oscillator signal, and
And a reset terminal to which the delayed inverted oscillator signal is input and which generates the third pulse signal using the fifth pulse signal and the inverted oscillator signal, Further comprising a latch.
제7항에 있어서,
상기 듀티 제어부는,
상기 1차측 전류에 대응하는 신호의 전압이 상기 피드백 전압과 동일해지는 시점을 상기 주 스위치의 턴오프 시점으로 결정하는 스위치 제어 장치.
8. The method of claim 7,
The duty control unit includes:
And determines when the voltage of the signal corresponding to the primary current becomes equal to the feedback voltage as the turn-off time of the main switch.
제9항에 있어서,
상기 듀티 제어부는,
상기 1차측 전류에 대응하는 신호의 전압과 상기 피드백 전압을 비교하여서 제5 펄스 신호를 출력하는 제2 비교기를 더 포함하며,
상기 제5 펄스 신호에 응답하여서 상기 주 스위치가 턴오프되는 스위치 제어 장치.
10. The method of claim 9,
The duty control unit includes:
And a second comparator for comparing the voltage of the signal corresponding to the primary current with the feedback voltage to output a fifth pulse signal,
And the main switch is turned off in response to the fifth pulse signal.
제10항에 있어서,
상기 듀티 제어부는,
상기 제1 펄스 신호와 상기 제5 펄스 신호를 논리합 연산하여 제6 펄스 신호를 생성하는 제1 논리합 소자,
상기 제6 펄스 신호가 입력되는 셋 단자, 상기 오실레이터 신호가 입력되는 리셋 단자를 가지며, 상기 제6 펄스 신호와 상기 오실레이터 신호를 이용하여서 제7 펄스 신호를 생성하는 제2 SR 래치, 그리고
상기 제7 펄스 신호와 상기 제5 펄스 신호를 이용하여서 상기 듀티 신호를 생성하는 논리 소자를 더 포함하는 스위치 제어 장치.
11. The method of claim 10,
The duty control unit includes:
A first OR gate for generating a sixth pulse signal by ORing the first pulse signal and the fifth pulse signal,
A second SR latch having a set terminal receiving the sixth pulse signal and a reset terminal receiving the oscillator signal and generating a seventh pulse signal using the sixth pulse signal and the oscillator signal,
And a logic element for generating the duty signal by using the seventh pulse signal and the fifth pulse signal.
제11항에 있어서,
상기 논리 소자는,
상기 제7 펄스 신호를 반전시켜 제8 펄스 신호를 생성하는 인버터 소자,
반전 출력 단자, 상기 제5 펄스 신호가 입력되는 리셋 단자, 그리고 상기 제8 펄스 신호가 입력되는 셋 단자를 가지며, 상기 제5 펄스 신호와 상기 제8 펄스 신호를 이용하여 제9 펄스 신호를 생성하고 상기 제9 펄스 신호를 상기 반전 출력 단자로 출력하는 제3 SR 래치, 그리고
상기 제9 펄스 신호와 상기 제8 펄스 신호를 논리합 연산하여 상기 듀티 신호를 생성하는 논리합 소자를 더 포함하는 스위치 제어 장치.
12. The method of claim 11,
The logic element comprises:
An inverter element for inverting the seventh pulse signal to generate an eighth pulse signal,
A reset terminal to which the fifth pulse signal is inputted and a set terminal to which the eighth pulse signal is inputted and generates a ninth pulse signal by using the fifth pulse signal and the eighth pulse signal A third SR latch for outputting the ninth pulse signal to the inverted output terminal,
Further comprising an OR gate for performing an OR operation on the ninth pulse signal and the eighth pulse signal to generate the duty signal.
제1 제어 신호에 응답하여 스위칭 동작하는 주 스위치,
상기 제1 제어 신호와 다른 위상을 가지는 제2 제어 신호에 응답하여 스위칭 동작하며 상기 주 스위치와 접지단 사이에 연결되어 있는 부 스위치,
1차측 코일과 출력단에 연결되어 있는 2차측 코일을 포함하며, 상기 주 스위치 및 상기 부 스위치의 스위칭 동작으로 입력 전압을 출력 전압으로 변환하는 트랜스포머, 그리고
상기 출력 전압에 대응하는 피드백 전압과 상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압을 이용하여 상기 제1 제어 신호와 상기 제2 제어 신호를 생성하고, 상기 부 스위치의 최대 턴온 시간의 경과 여부 및 상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호와 소정의 기준 전압을 비교한 결과에 기초하여 상기 부 스위치의 턴온 기간을 제어하며, 상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압이 기준 전압보다 높은 경우에 상기 부 스위치의 턴온 시간을 연장시키는 스위치 제어 장치를 포함하는 컨버터.
A main switch for performing a switching operation in response to a first control signal,
A sub switch connected between the main switch and the ground terminal in response to a second control signal having a phase different from the first control signal,
A transformer for converting an input voltage into an output voltage by switching operations of the main switch and the sub-switch, the transformer including a primary coil and a secondary coil connected to an output terminal,
Generating a first control signal and a second control signal by using a feedback voltage corresponding to the output voltage and a voltage of a signal corresponding to a current flowing in the primary coil, and determining whether the maximum turn-on time of the sub- And a controller for controlling a turn-on period of the sub-switch based on a result of comparing a signal corresponding to a current flowing through the primary coil with a predetermined reference voltage, and controlling a voltage of a signal corresponding to the current flowing in the primary coil, And a switch control device for extending the turn-on time of the sub-switch when the voltage is higher than a predetermined voltage.
제13항에 있어서,
상기 스위치 제어 장치는,
상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압이 상기 피드백 전압과 동일해지는 시점에 대응하여 상기 주 스위치를 턴오프시키고 상기 부 스위치를 턴온시키며,
오실레이터 신호의 제1 레벨에서 상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압이 기준 전압보다 낮아지는 시점에 대응하여 상기 부 스위치를 턴오프시키고 상기 주 스위치를 턴온시키는 컨버터.
14. The method of claim 13,
The switch control device includes:
Turns off the main switch and turns on the sub-switch corresponding to a time point when a voltage of a signal corresponding to a current flowing in the primary coil becomes equal to the feedback voltage,
The converter turns off the sub-switch and turns on the main switch at a time when the voltage of the signal corresponding to the current flowing in the primary coil at the first level of the oscillator signal becomes lower than the reference voltage.
제14항에 있어서,
상기 스위치 제어 장치는,
상기 부 스위치의 최대 턴온 시간을 설정하고, 설정 기간 동안 상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압이 기준 전압보다 높은 경우에, 상기 최대 턴온 시간에 대응하여 상기 부 스위치를 턴오프시키는 컨버터.
15. The method of claim 14,
The switch control device includes:
A converter that sets the maximum turn-on time of the sub-switch and turns off the sub-switch in response to the maximum turn-on time when the voltage of the signal corresponding to the current flowing in the primary coil during the set period is higher than the reference voltage .
제15항에 있어서,
상기 스위치 제어 장치는,
상기 오실레이터 신호에 응답하여 카운트 값을 증가시키고, 상기 카운트 값이 설정 값보다 커지는 경우에 제1 펄스 신호를 출력하여서 상기 카운트 값을 리셋시키는 업다운 카운터를 포함하며,
상기 제1 펄스 신호에 응답하여서 상기 부 스위치가 턴오프되는 컨버터.
16. The method of claim 15,
The switch control device includes:
And an up-down counter for increasing a count value in response to the oscillator signal and resetting the count value by outputting a first pulse signal when the count value is greater than a set value,
And the sub-switch is turned off in response to the first pulse signal.
제16항에 있어서,
상기 최대 턴온 시간은 상기 카운트 값이 리셋된 후부터 상기 제1 펄스 신호가 출력되기 전까지의 기간을 포함하는 컨버터.
17. The method of claim 16,
And the maximum turn-on time includes a period from the reset of the count value to the output of the first pulse signal.
제16항에 있어서,
상기 스위치 제어 장치는,
상기 오실레이터 신호를 생성하는 오실레이터,
상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압과 상기 기준 전압을 비교하여서 제2 펄스 신호를 생성하는 제1 비교기, 그리고
상기 오실레이터 신호와 상기 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 출력하는 논리 소자를 더 포함하며,
상기 제3 펄스 신호에 응답하여 상기 부 스위치를 턴오프시키고 상기 부 스위치를 턴온시키는 컨버터.
17. The method of claim 16,
The switch control device includes:
An oscillator for generating the oscillator signal,
A first comparator that compares a voltage of a signal corresponding to a current flowing through the primary coil with the reference voltage to generate a second pulse signal;
And a logic element for outputting a third pulse signal using the oscillator signal and the second pulse signal,
And turns off the sub-switch and turns on the sub-switch in response to the third pulse signal.
제18항에 있어서,
상기 논리 소자는,
상기 제2 펄스 신호와 상기 오실레이터 신호를 논리곱 연산하여 제4 펄스 신호를 생성하는 제1 논리곱 소자, 그리고
상기 제4 펄스 신호와 상기 오실레이터 신호를 반전시키는 신호를 논리곱 연산하여 상기 제3 펄스 신호를 생성하는 제2 논리곱 소자를 포함하는 컨버터.
19. The method of claim 18,
The logic element comprises:
A first AND gate that performs an AND operation of the second pulse signal and the oscillator signal to generate a fourth pulse signal;
And a second AND gate for performing an AND operation on the fourth pulse signal and a signal for inverting the oscillator signal to generate the third pulse signal.
제18항에 있어서,
상기 스위치 제어 장치는,
상기 1차측 코일에 흐르는 전류에 대응하는 신호의 전압과 상기 피드백 전압을 비교하여서 제4 펄스 신호를 생성하는 제2 비교기
를 더 포함하는 컨버터.
19. The method of claim 18,
The switch control device includes:
A second comparator that compares a voltage of a signal corresponding to a current flowing through the primary coil with the feedback voltage to generate a fourth pulse signal;
≪ / RTI >
제20항에 있어서,
상기 스위치 제어 장치는,
출력 단자, 상기 제1 펄스 신호 또는 상기 제2 펄스 신호가 입력되는 셋 단자, 그리고 상기 오실레이터 신호가 입력되는 리셋 단자를 가지며, 상기 제1 펄스 신호 또는 상기 제2 펄스 신호를 래치하여 제5 펄스 신호를 생성하여 상기 출력 단자로 출력하는 제1 SR 래치,
상기 제5 펄스 신호를 반전하여서 제6 펄스 신호를 생성하는 인버터 소자,
상기 제6 펄스 신호를 지연시키는 지연부, 그리고
반전 출력 단자, 상기 지연시킨 제6 펄스 신호가 입력되는 셋 단자, 그리고 상기 제4 펄스 신호가 입력되는 리셋 단자를 가지며, 상기 제6 펄스 신호를 래치하여 제7 펄스 신호를 생성하여 반전 출력 단자로 출력하는 제2 SR 래치, 그리고
상기 제6 펄스 신호와 상기 제7 펄스 신호를 논리합 연산하여 제8 펄스 신호를 생성하는 논리합 소자
를 더 포함하며,
상기 제8 펄스 신호를 이용하여 상기 주 스위치를 턴오프시키고 상기 부 스위치를 턴온시키는 컨버터.
21. The method of claim 20,
The switch control device includes:
An output terminal, a set terminal to which the first pulse signal or the second pulse signal is input, and a reset terminal to which the oscillator signal is input, latches the first pulse signal or the second pulse signal, A first SR latch for generating an output signal,
An inverter element for inverting the fifth pulse signal to generate a sixth pulse signal,
A delay unit for delaying the sixth pulse signal, and
And a reset terminal to which the fourth pulse signal is inputted and latches the sixth pulse signal to generate a seventh pulse signal to be inverted to an inverted output terminal A second SR latch for outputting
And an AND circuit for generating an eighth pulse signal by performing an OR operation on the sixth pulse signal and the seventh pulse signal,
Further comprising:
And the eighth pulse signal is used to turn off the main switch and turn on the sub switch.
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