KR102122106B1 - 역률 보상회로 및 역률 보상방법, 그의 컨버터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 역률 보상 장치 및 역률 보상방법, 이를 구비한 컨버터 장치에 관한 것으로서, 컨버터에 입력되는 입력 신호가 변경되면 입력 신호의 주파수 및 위상 정보만 고려하여 기준 신호도 입력 신호에 맞게 실시간 변경하고 있다. 따라서 제어회로를 별도로 구성하지 않더라도 역률 보상 및 고조파 왜곡 현상을 개선할 수 있고, 반도체 칩의 사이즈를 줄일 수 있으며, 정현파 이외의 파형이 인가되는 디바이스 경우에도 적용이 가능한 이점이 있다.

Description

역률 보상회로 및 역률 보상방법, 그의 컨버터 장치{POWER FACTOR CORRECTION CIRCUIT AND METHOD FOR CORRECTING POWER FACTOR, COVERTER DEVICE THEREOF}

본 발명은 역률 보상회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컨버터에 입력되는 입력 신호가 변경되면 입력 신호의 주파수 및 위상 정보만 고려하여 기준 신호도 입력 신호에 맞게 실시간 변경함으로써, 회로 구성을 간단하게 하면서도 역률 및 고조파 왜곡(THD, Total Harmonic Distortion) 현상을 개선하는 역률 보상회로 및 제어 방법, 그의 컨버터 장치에 관한 것이다.

컨버터는 입력 전원을 입력받아 부하에 필요한 전원을 공급한다. 여기서 입력 전원의 전압은 교류 전원(AC) 형태이고, 부하에 공급되는 전류는 직류 전원(DC) 형태이다. 이때, 상기 부하에 흐르는 전류는 입력 전원의 전류와 유사하므로, 입력 전원의 전압과 전류의 위상 차가 발생하여 무효 전력 손실이 발생한다. 무효 전력 손실은 역률을 저하하는 원인이다.

역률을 개선하기 위해서는 입력 전원의 전압과 전류의 위상 차를 감소시켜야 한다. 입력 전원의 전류는 부하에 흐르는 전류에 영향을 받으므로, 부하에 공급되는 전류의 형태가 입력 전원의 전압과 유사한 주파수와 위상이면, 입력 전원의 전류 및 입력 전원의 전압 간의 위상 차를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 발전소에서 전력을 송전할 때 효율을 저하하는 원인 중 하나는 전압과 전류의 위상(phase)이 어긋나서 무효 전력이 증가하는 경우이다. 그래서 전력의 전압과 전류 간의 위상차이를 충분히 감소시켜서 역률을 개선하는 것이다. 측 전압과 전류 간의 위상 차이가 없을수록 역률 보상(PFC : Power Factor Correction) 값은 높고, 위상차이는 클수록 PFC는 낮아진다.

또한, 고조파 왜곡 현상을 개선하기 위해서는 입력 전원의 전류가 정현파일 필요가 있다. 즉 컨버터의 전력 스위치에 스위칭 동작에 의해 다른 기기에 간섭을 일으킬 수 있다. 그래서 간섭을 최소화하기 위해서 입력 전원의 전류의 고조파 성분이 작아야 한다. 그리고 고조파 성분의 많고 적음을 계수화한 것이 고조파 왜곡(THD)인데, 상기 고조파 왜곡을 감소시키기 위해서는 단일 주파수의 정현파에 가까워져야 한다.

그래서 역률과 고조파 왜곡을 개선하기 위해서는 부하에 공급되는 전류의 형태가 정현파이면서 입력 전원의 전압과 유사한 주파수 및 위상이어야 한다.

역률과 고조파 왜곡의 개선을 위한 보상회로는 종래에도 많이 제안된 바 있다. 하나의 예로 미국공개특허 2010-0019809호(2010. 01. 28. Switch controller, swithch control method, and converter using the same. '선행문헌')에서도 입력신호의 위상 및 주파수 정보가 일치하는 내부 신호를 생성하여 역률과 고조파 왜곡을 개선하도록 한다.

하지만, 선행문헌은 컨버터에서 입력신호의 주기를 계산한 다음 이와 대응하는 클럭 신호(clock signal)를 생성하여 기준신호를 만들고 있다. 그렇기 때문에 입력 신호에 따른 정확한 위상 정보를 가지는 기준신호를 생성하기가 어렵다.

또한 선행문헌은 입력전압을 일정 레벨의 전류로 변환하고 다시 전압으로 변환하는 과정이 필요하다. 따라서 기준신호의 생성 단계가 복잡하고 아울러 변환 단계에서의 정확한 감지회로가 별도로 요구된다.

무엇보다 선행문헌은 대략적인 한 주기의 정보만 가지고 기준 신호를 생성하는데, 상기 기준신호는 이전 주파수에 맞춰 생성되면서 다음 주기에 반영되고 있다. 그렇기 때문에 기준 신호는 이전 주기의 정보를 가질 수밖에 없고, 따라서 현재 주기의 주파수가 변경되면 오차가 발생할 수밖에 없다. 그만큼 신호에 왜곡이 발생하게 된다.

또한 선행문헌은 기준신호를 생성하기 위해 상술한 바와 같이 클럭 신호(clock signal)가 이용된다. 하지만 클럭 신호를 발생하는 클럭 발생기는 입력신호의 한 주기를 계산하고 이에 대응되는 프로그래밍 된 정현파를 생성하고 있다. 그래서 입력 신호가 정현파가 아닌 경우에는 입력신호와 클럭 신호에 의해 생성되는 기준신호 사이에 왜곡이 발생할 수밖에 없다.

미국공개특허 2010-0019809호(2010. 01. 28. Switch controller, swithch control method, and converter using the same)

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 컨버터에 입력되는 입력신호가 변경되면 기준신호도 이에 맞게 실시간으로 변경하여 역률을 개선하는 역률 보상회로 및 그의 컨버터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기존의 역률 보상회로 대비 칩 사이즈(chip size)를 작게 만들면서도 역률 및 고조파 왜곡 현상을 개선하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 입력 신호가 정현파가 아닌 경우에도 입력신호와 기준신호 사이의 왜곡 현상을 최소화하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 입력 전압에 따라 출력 전압을 조절하는 전력 스위치; 상기 전력 스위치에 흐르는 전류 값을 기초로 하여 전압을 센싱하는 센서; 상기 센싱한 센싱 전압을 인가받고 기준 신호를 생성하는 기준신호 생성부; 및 역률 보상을 위해 상기 기준 신호와 상기 센싱 전압을 각각 인가받고 상기 전력 스위치를 온/오프 스위칭 동작하도록 게이트 온 신호를 출력하는 역률 보상제어부를 포함하는 역률 보상회로를 제공한다.

상기 기준 신호 생성부는, 상기 게이트의 턴-온 시간을 검출하는 검출부를 더 포함한다.

상기 검출부는, 기 설정된 제1 시간과, 상기 제1 시간과 동일한 게이트 온 시간을 유지하는 제2 시간을 검출한다.

상기 제1 시간과 상기 제2 시간은 상호 대칭이다.

상기 기준 신호 생성부는, 상기 제1 시간이 검출되면 상기 센싱 전압의 피크 신호(peak signal)를 샘플링한다.

상기 샘플링되는 상기 센싱 전압의 피크 신호는 상기 제2 시간이 검출될 때까지 유지된다.

상기 기준 신호 생성부는, 기 설정된 첫 번째 게이트 턴-온 유지 시간과, 상기 첫 번째 게이트 턴-온 유지 시간과 대칭인 두 번째 게이트 턴-온 유지 시간 동안 상기 센싱 전압을 샘플 & 홀드(sample & hold)한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 전력 스위치의 센싱 전압을 인가받고 기준 신호를 생성하는 기준신호 생성부; 및 상기 기준 신호와 상기 센싱 전압을 각각 인가받고 상기 전력 스위치의 게이트 턴-온 신호를 생성하여 출력하는 역률 보상제어부를 포함하며, 상기 기준 신호 생성부는 상기 전력 스위치의 게이트 턴 온 구간을 원하는 시간으로 설정한 제1 시간과, 상기 제1 시간과 동일한 제2 시간이 검출되는 동안에는 상기 센싱 전압의 피크 신호를 일정하게 유지하면서 기준신호를 생성하는 컨버터 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 컨버터에 구비된 역률 보상회로가 역률을 보상하는 방법에 있어서, 상기 역률 보상회로가, 입력 전압에 따른 센싱 전압을 체크하는 단계; 상기 센싱 전압을 체크하는 도중 기 설정된 제1 시간을 검출하는 단계; 상기 제1 시간이 검출되면 상기 센싱 전압을 샘플링하는 단계; 및 상기 제1 시간과 동일한 제2 시간이 검출될 때까지 상기 센싱 전압을 계속 유지하는 단계;를 포함하고, 상기 단계들에 의해 생성되는 기준신호에 따라 역률을 보상하는 역률 보상방법을 제공한다.

상기 제1 시간 및 제2 시간은 전력 스위치의 게이트 턴-온 유지시간이고, 서로 동일한 시간이다.

상기 제1 시간이 검출되기 전까지는 상기 센싱 전압은 증가하고, 상기 제2 시간이 검출된 후에는 상기 센싱 전압은 감소한다.

상기 센싱 전압이 증가하면 상기 게이트 턴-온 유지 시간은 짧아지고, 상기 센싱 전압이 감소하면 상기 게이트 턴-온 유지 시간은 길어진다.

이와 같은 본 발명에 따른 역률 보상회로 및 그의 컨버터 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 컨버터에 인가되는 입력 신호가 변경될 경우, 센싱 전압을 감지하여 기준 신호를 입력 주파수의 형태로 실시간 변경하고 있다.

그렇기 때문에, 컨버터에 역률 보상 및 고조파 왜곡 현상을 개선할 수 있는 제어회로를 별도로 구성하지 않더라도 이를 충분히 달성할 수 있다.

이에 더하여 회로 구성을 간단하게 할 수 있어 반도체 칩의 사이즈를 줄일 수 있다. 사이즈를 줄일 수 있다는 것은 디바이스(device)의 전체 크기를 줄일 수 있어 휴대용 디바이스의 사이즈를 더 세련되게 제조할 수 있음은 물론 비용을 절감할 수 있는 부차적인 효과를 기대할 수 있다.

그리고 본 발명은 입력전압의 센싱 전압을 소정 시점에서 샘플 & 홀드하여 기준신호를 생성하기 때문에, 사인파와 같은 선형적인 정현파뿐만 아니라 계단(step) 형태의 다른 파형에도 적용할 수 있어, 비정현파의 경우에도 왜곡 현상을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 따른 역률 보상회로의 블록 구성도
도 2는 도 1의 전력 스위치가 턴-온 상태일 때 센싱 전압 파형
도 3은 역률 보상을 위해 기준신호 생성부가 출력하고 있는 기준신호를 설명하는 도면
도 4는 도 1의 역률 보상회로를 이용하여 기준신호를 생성하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도면

본 발명은 컨버터에 인가되는 입력 신호가 변경되면 그에 맞게 기준 신호도 실시간으로 변경한 후 부하에 공급되게 하여, 역률 및 고조파 왜곡을 개선하는 것을 기본적인 기술적 요지로 한다.

이하 본 발명에 의한 역률 보상회로 및 그의 컨버터 장치에 대한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 역률 보상회로의 블록 구성도이다.

도시된 바와 같이, 역률 보상회로(100)에는 외부에서 입력되는 교류 전원(AC)를 전파 정류하여 입력전압(Vin)을 생성하는 브릿지 다이오드(bridge diode)(110)가 구성된다.

브릿지 다이오드(110)의 출력단에는 인덕터(Lm)(111) 및 다이오드(D)(112)의 애노드가 직렬 연결된다. 인덕터(Lm)(111)에는 입력 전압(V_in)에 대응하는 입력전류가 흐른다. 그리고 다이오드(D)(112)의 캐소드에는 일단이 접지된 커패시터(C)(113)가 연결된다.

한편 인덕터(Lm)(111)와 다이오드(D)(112) 사이에 전력 스위치(120)의 드레인이 연결된다. 전력 스위치(120)는 인덕터(Lm)(111)에 흐르는 전류를 제어하게 된다. 전력 스위치(120)가 턴 오프(turn off) 상태일 때 커패시터(C)(113)는 인덕터(Lm)(111)에 흐르는 전류에 의해 충전되어 출력 전압을 생성한다. 실시 예에서 전력 스위치(120)는 NMOSFET(n-channel metal oxide semiconductor filed effect transistor)가 사용된다.

전력 스위치(120)의 소스에는 센서(R)(130)가 연결된다. 센서(130)의 타단은 접지(ground) 상태이다. 센서(130)는 입력신호의 전압을 감지하는 역할을 한다. 실시 예에서 센서(130)는 저항 소자가 이용되는 것으로 설명하고 있다. 그러나 전력 스위치(120)에 흐르는 전류 값을 기초로 하여 전압을 센싱하는 기능을 제공하면 어떠한 센서 소자라도 사용 가능할 것이다.

전력 스위치(120)의 게이트에는 역률보상 제어부(140)가 연결된다. 역률보상 제어부(140)는, 후술하는 기준신호 생성부(150)가 생성한 기준 신호(Ref)와 센서(130)가 감지한 센싱 전압(Vsense)을 각각 인가받고 전력 스위치(120)의 게이트 온 펄스 신호를 생성하여 출력하는 역할을 한다. 즉 센싱 전압(Vsense)의 기울기에 따라 게이트가 온 되는 시간을 조절하는 것이다. 실시 예에 따르면 게이트 온 시간은 기준 신호가 낮은 구간에서는 길고 반대로 기준 신호가 높은 구간에서는 짧게 유지될 것이다. 다시 말해 기준 신호가 증가하는 구간은 게이트 온 시간이 점점 짧아지고, 기준 신호가 감소하는 구간은 게이트 온 시간이 점점 길어지게 된다. 또한 본 실시 예에 따라 센싱 전압(Vsense)이 샘플(sample) & 홀드(Hold) 되는 구간에서는 게이트 온 시간은 모두 일정하게 유지된다.

센싱 전압(Vsense)을 인가받고 기준신호(Ref)를 생성하는 기준신호 생성부(150)가 구성된다. 기준신호 생성부(150)가 생성하는 기준신호는 센싱 전압(Vsense)과 관련이 있다. 즉 센싱 전압(Vsense)이 증가하면 기준 신호(Ref)도 증가하고, 센싱 전압(Vsense)이 감소하면 기준 신호(Ref)도 감소한다. 또한 기준 신호(Ref)는 일정 구간에서는 입력 신호와 관계없이 항상 일정한 값을 가지기도 한다.

상기 기준 신호(Ref)가 항상 일정한 값을 가지는 구간은 다음과 같은 방법에 의해 결정할 수 있다.

일 예로, 게이트 온 시간을 이용하는 경우이다. 즉 게이트가 온 되는 구간을 시간으로 계산한 시간 정보로 이용할 수 있다. 시간 정보는 미리 정해진 값이다. 그래서 기 설정된 게이트 온 유지 시간(시간 1)이 검출되면 센싱 전압(Vsense)을 샘플링하고, 상기 시간 1과 동일한 게이트 온 유지 시간(시간 2)이 검출되는 시점까지 센싱 전압(Vsense)을 홀드 시킨다. 여기서 시간 1의 시점과 시간 2의 시점은 서로 대칭이다. 다른 예로, 센싱 전압(Vsense)의 피크 값(peak value)을 이용할 수도 있다. 예를 들면 센싱 전압(Vsense)이 기 설정한 제1 전압이 검출되면 센싱 전압(Vsense)을 샘플링하고, 상기 제1 전압과 동일한 제2 전압이 검출될 때까지 샘플링되는 센싱 전압(Vsense)을 홀드 시킬 수 있는 것이다.

따라서 기준신호 생성부(150)는 상기 게이트 온 시간 또는 센싱 전압의 피크 값을 검출하는 검출기(미도시)를 내장하거나, 또는 검출기와 연관되어 동작하게 해야 할 것이다. 실시 예에서는 검출기에 대한 설명은 생략한다.

이어서는 상기와 같이 구성된 역률 보상회로의 동작을 살펴보기로 한다.

역률 보상회로의 동작은 도 2 및 도 3을 함께 참조하기로 한다. 도 2는 도 1의 전력 스위치가 턴-온 상태일 때 센싱 전압의 파형이고, 도 3은 역률 보상을 위해 기준신호 생성부가 출력하고 있는 기준신호를 설명하는 도면이다. 도 3에서 A는 기준 신호, B는 센싱 전압, B'는 입력 전압을 말한다.

역률 보상회로(100)를 구비한 컨버터에 AC 전원이 공급되면, 브릿지 다이오드(110)는 전파 정류한 입력 전압(Vin)(B')을 생성한다. 그리고 생성된 입력전압(Vin)(B')은 전력 스위치(120)의 스위칭 동작에 따라 인덕터(Lm)(111)에 흐르는 전류는 커패시터(C)(113)에 충전되고, 출력단(Vout)을 통해 부하에 공급되게 된다.

이때 컨버터에 입력되는 입력 전원의 전류는 부하에 흐르는 전류에 영향을 받게 된다. 그래서 입력 전원의 전압과 전류의 위상 차를 감소시켜야 한다.

이를 위해 센서(130)는 전력 스위치(120)에 흐르는 전류 값을 기초로 하여 전압을 센싱한다. 그리고 상기 센싱된 전압(이하, '센싱 전압'이라 함)(B)은 역률보상 제어부(140) 및 기준신호 생성부(150)에 전달된다. 센싱 전압(Vsense)(B)은 전력 스위치(120)의 게이트가 온(on) 동작할 때 발생하는 전압을 말한다. 그리고 센싱 전압(Vsense)(B)은 다음 식 1에 의해 소정 기울기를 가지면서 도 2에 도시된 바와 같은 파형 형태로 나타난다.

여기서, Vin은 브릿지 다이오드(110)에 의해 전파 정류되어 생성된 입력 전압, Lm은 인덕터에 인가되는 전압, T는 시간, Rcs는 센서(R)의 저항값이고, Vcs는 센싱 전압을 말한다. 따라서 센싱 전압은 상기 입력전압에 따라 값이 달라진다.

이와 같이 입력 전압(Vin)(B')이 공급되면, 센서(130)가 공급하는 센싱 전압(Vsense)(B)을 인가받는 기준신호 생성부(150)는 기준 신호(A)를 생성한다. 이때 기준 신호(A)는 센싱 전압(Vsense)(B)에 따라 대략 비슷한 기울기를 가진다. 즉 도 3을 보면, 게이트 온 시간(T)이 짧아질수록 센싱 전압(Vsense)(B)은 상기 수학식 1에 의한 기울기를 가지면서 증가하게 된다. 즉 입력 신호의 주파수가 변경되면 그에 맞게 센싱 전압(Vsense)(B)도 변화되고, 따라서 기준신호 생성부(150)도 상기 센싱 전압(Vsense)(B)에 맞게 기준신호(A)를 생성하는 것이다.

기준신호 생성부(150)는 센싱 전압(Vsense)에 따라 기준 신호(A)를 생성하면서 게이트 온 시간이 미리 설정된 시간 1(T1)이 되는지를 검출한다. 제1 시간(T1)이 검출되기 전까지는 센싱 전압(Vsense)의 증가와 함께 기준신호(A)도 증가한다.

기준신호 생성부(150)가 기 설정된 제1 시간(T1)을 검출하면, 그 검출된 시점(a)부터 센싱 전압(Vsense)(B)의 피크 값(peak signal)(c 포인트)을 샘플링하기 시작한다. 이에 따라 기준신호(A)는 일정한 전압을 유지하게 된다. 즉 상기 c 포인트 이후에는 입력 전압과 관계없이 기준신호(A)는 일정한 값으로 유지된다.

기준신호 생성부(150)는 상기 기준신호(A)를 일정하게 유지하면서 계속해서 게이트 온 시간을 체크한다.

이후 입력 신호의 감소에 따라 게이트 온 시간이 상기 제1 시간(T1)과 동일한 제2 시간(T2)이 검출되면, 그 시점(d)부터 센싱 전압(Vsense)(B)은 감소하기 시작한다. 이에 기준신호 생성부(150)도 센싱 전압(Vsense)(B)이 감소하는 것과 대응되게 기준신호(A)를 감소시킨다. 물론 상기 제2 시간(T2)이 검출되지 않으면 기준 신호(A)는 c 내지 d 동안 항상 일정한 값을 유지하게 된다.

그리고 기준신호 생성부((150)가 센싱 전압(Vsense)(B)의 변동에 따라 기준신호(A)를 변경하면, 역률 보상제어부(160)는 센싱 전압(Vsense)(B)을 고려하여 전력 스위치(150)의 온/오프 동작을 제어하게 된다.

이와 같이 본 발명은 입력 신호의 변화에 따라 전력 스위치의 게이트 턴-온 시간이 변경하는 것을 이용하여 센싱 전압을 감지하고, 상기 센싱 전압에 맞게 기준신호를 생성하고 있다.

또한, 소정 게이트 턴-온 시간에 따라 센싱 전압이 기 설정된 시점에 도달하면 센싱 전압을 샘플 & 홀드하고 있어 입력 신호와 상관없이 기준신호를 일정하게 유지할 수 있다. 기준신호의 샘플 & 홀드는 상기 게이트 턴-온 시간과 동일한 턴-온 시간이 다시 검출될 때까지 진행된다.

한편, 본 발명은 다른 방법으로도 입력신호에 맞게 기준신호를 변경할 수 있다. 이는 도 1의 역률 보상회로를 이용하여 기준신호를 생성하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도면인 도 4를 참조한다. 도 4는 위에서 설명한 바 있는 센싱 전압(Vsense)의 피크 값(peak value)을 이용하는 것이다.

도 4를 보면, 전력 스위치(120)의 온/오프 동작에 따라 센서(130)가 입력되는 전압을 센싱하면, 그 센싱된 센싱 전압은 상술한 식 1에 의해 소정 기울기를 가지면서 도 2에 도시된 바와 같은 파형 형태로 나타날 것이다.

그러면, 기준신호 생성부(150)는 센싱 전압의 기울기를 따라 기준 신호를 생성하게 된다. 이때 센싱 전압은 기 설정된 구간(T3) 동안 상승하고 기준 신호도 상승하게 된다.

이후, 기준신호 생성부(150)는 상기 기 설정된 구간(T3)이 종료되는 시점의 게이트 턴 온 구간(T5)에 해당하는 제1 피크 전압을 샘플링하면서 유지시킨다. 즉 시점 'e'에서 검출된 제1 피크 전압을 유지함으로써, 크기가 일정한 기준신호가 출력되게 된다. 그리고 상기 기준신호는 상기 시점 'e'의 제1 피크 전압과 동일한 값을 가지는 제2 피크 전압이 검출될 때까지 유지된다. 예컨대, 시점 'f'까지이다. 제1 피크 전압과, 상기 제1 피크 전압과 동일한 제2 피크 전압이 검출되기까지의 구간 동안 기준신호는 입력전압의 변동과 관계없이 일정하게 유지된다.

그러다가 시점 'f'를 지나면 기 설정된 시간(T4) 동안 센싱 전압을 따라 기준신호는 일정하게 감소하게 된다.

이처럼 본 발명의 다른 실시 예에서도 입력 신호의 변화에 따라 전력 스위치의 게이트 턴-온 시간이 변경하는 것을 이용하여 센싱 전압을 감지하고, 상기 센싱 전압에 맞게 기준신호를 생성하고 있음을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

110 : 브릿지 다이오드 120 : 전력 스위치
130 : 센서 140 : 역률 보상 제어부
150 : 기준신호 생성부

Claims (12)

1. 입력 전압에 따라 출력 전압을 조절하는 전력 스위치;
   상기 전력 스위치에 흐르는 전류 값을 기초로 하여 전압을 센싱하는 센서;
   상기 센싱한 센싱 전압을 인가받고 기준 신호를 생성하는 기준신호 생성부; 및
   역률 보상을 위해 상기 기준 신호와 상기 센싱 전압을 각각 인가받고 상기 전력 스위치를 온/오프 스위칭 동작하도록 게이트 온 신호를 출력하는 역률 보상제어부를 포함하며,
   상기 기준 신호 생성부는,
   상기 전력 스위치의 기 설정된 첫 번째 게이트 온 유지시간인 제1 시간이 검출되면 상기 센싱 전압을 샘플링하고, 상기 제1시간과 동일한 게이트 온 유지시간인 제2 시간이 검출되기까지 상기 센싱 전압을 홀드시켜 상기 센싱 전압의 피크신호를 일정하게 유지하면서 기준신호를 생성하는 역률보상회로.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기준 신호 생성부는,
   상기 게이트의 턴-온 시간을 검출하는 검출부를 더 포함하는 역률 보상회로.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 검출부는,
   기 설정된 제1 시간과, 상기 제1 시간과 동일한 게이트 온 시간을 유지하는 제2 시간을 검출하는 역률 보상회로.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1시간의 구간과 상기 제2 시간의 구간은 상호 대칭인 역률 보상회로.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 기준 신호 생성부는,
   상기 제1 시간이 검출되면 상기 센싱 전압의 피크 신호를 샘플링하는 역률 보상회로.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 샘플링되는 상기 센싱 전압의 피크 신호는 상기 제2 시간이 검출될 때까지 유지되는 역률 보상회로.
7. 입력 전압에 따라 출력 전압을 조절하는 전력 스위치;
   상기 전력 스위치에 흐르는 전류 값을 기초로 하여 전압을 센싱하는 센서;
   상기 센싱한 센싱 전압을 인가받고 기준 신호를 생성하는 기준신호 생성부; 및
   역률 보상을 위해 상기 기준 신호와 상기 센싱 전압을 각각 인가받고 상기 전력 스위치를 온/오프 스위칭 동작하도록 게이트 온 신호를 출력하는 역률 보상제어부를 포함하며,
   상기 기준 신호 생성부는,
   상기 전력 스위치의 턴 온 동작에 따른 제1 피크 전압이 검출되면 상기 센싱 전압을 샘플링하고, 상기 제1 피크 전압과 동일한 제2 피크 전압이 검출될 때까지 샘플링되는 상기 센싱 전압을 홀드시키면서 상기 기준 신호를 생성하는 역률보상회로.
8. 전력 스위치에 흐르는 전류 값을 기초로 하여 전압을 센싱한 센싱 전압을 인가받고 기준 신호를 생성하는 기준신호 생성부; 및 상기 기준 신호와 상기 센싱 전압을 각각 인가받고 상기 전력 스위치의 게이트 온 신호를 생성하여 출력하는 역률 보상제어부를 포함하는 컨버터 장치에서,
   상기 기준 신호 생성부는,
   상기 전력 스위치의 게이트 턴 온 구간을 원하는 시간으로 설정한 제1 시간과, 상기 제1 시간과 동일한 제2 시간이 검출되는 동안에는 상기 센싱 전압의 피크 신호를 일정하게 유지하면서 기준신호를 생성하는 컨버터 장치.
9. 컨버터에 구비된 역률 보상회로가 역률을 보상하는 방법에 있어서,
   상기 역률 보상회로가,
   전력스위치에 흐르는 전류 값을 기초로 전압을 센싱하는 센싱전압을 체크하는 단계;
   상기 센싱 전압을 체크하는 도중 상기 전력 스위치의 게이트 턴-온 유지시간인 제1 시간을 검출하는 단계;
   상기 제1 시간이 검출되면 상기 센싱 전압을 샘플링하는 단계; 및
   상기 제1 시간과 동일한 시간을 가지는 전력 스위치의 게이트 턴-온 유지시간인 제2 시간이 검출될 때까지 상기 센싱 전압을 계속 유지하는 단계;를 포함하고,
   상기 단계들에 의해 생성되는 기준신호에 따라 역률을 보상하는 역률 보상방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 시간 및 제2 시간은 전력 스위치의 게이트 턴-온 유지시간이고, 서로 동일한 시간을 가지는 역률 보상방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 시간이 검출되기 전까지는 상기 센싱 전압은 증가하고,
    상기 제2 시간이 검출된 후에는 상기 센싱 전압은 감소하는 역률 보상방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 시간이 검출되기 전까지 상기 센싱 전압이 증가하면 게이트 턴-온 유지시간은 짧아지고,
    상기 제2 시간이 검출된 후에 상기 센싱 전압이 감소하면 게이트 턴-온 유지시간은 길어지는 역률 보상방법.

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