KR102122223B1 - Switching mode power supply with multi transformer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 관한 것이다. 상기 SMPS는, 적어도 2개 이상의 트랜스포머들이 병렬 연결되어 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 트랜스포머의 1차 코일의 입력단에 연결된 검출용 인덕터; 및 상기 검출용 인덕터의 양단에 연결되어, 리플 위상을 검출하여 병렬 연결된 트랜스포머들의 편차에 의해 발생되는 오차값을 적산하여 출력하는 오차 검출부;를 더 구비하며, 상기 오차 검출부로부터 출력된 신호는 PWM 제어 회로로 제공되어, PWM 제어 회로의 PWM 값을 조절하는 것이 바람직하다.The present invention relates to a switching mode power supply using a multi-transformer. The SMPS, characterized in that at least two or more transformers are connected in parallel, the detection inductor connected to the input terminal of the primary coil of the transformer; And an error detection unit connected to both ends of the detection inductor and detecting a ripple phase and integrating and outputting an error value generated by deviations of transformers connected in parallel. The signal output from the error detection unit further includes PWM control. It is provided as a circuit, it is preferable to adjust the PWM value of the PWM control circuit.

Description

멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치{Switching mode power supply with multi transformer}Switching mode power supply with multi transformers

본 발명은 스위칭 모드 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 소형화된 SMPS를 구현하기 위하여 트랜스포머를 소형의 트랜스포머의 병렬 연결하여 구성하되, 병렬 연결된 트랜스포머들의 편차에 의해 발생되는 전류 분배의 차이를 보상시킬 수 있도록 구성된 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a switching mode power supply, and more specifically, in order to implement a miniaturized SMPS, the transformer is configured by parallel connection of a small transformer, but compensates for a difference in current distribution caused by variations of transformers connected in parallel. It relates to a switching mode power supply using a multi-transformer configured to enable.

스위칭 모드 전원 공급 장치(Switching Mode Power Supply; 이하 'SMPS'라 한다)는 입력된 교류 전원으로부터 직류 전원을 출력하는 장치로서, 일정한 범위 내에서 원하는 전원을 다양하게 변환시켜 출력하게 된다. A switching mode power supply (hereinafter referred to as'SMPS') is a device that outputs DC power from an input AC power, and converts and outputs desired power in various ways within a certain range.

도 1은 종래의 기술에 따른 단일의 트랜스포머로 구현된 스위칭 모드 전원 공급 장치에 대한 회로 블록도이다. 도 1에 도시된 SMPS는 PWM 제어 방식을 이용한 SMPS 이다. 도 1을 참조하면, SMPS(1)는 AC 입력부(100), PWM 제어부(110), 트랜스포머(120), 정류부(130), 고주파 필터(140) 및 귀환부(150)를 구비하며, 부하(L)에 연결된다. 1 is a circuit block diagram of a switching mode power supply implemented with a single transformer according to the prior art. The SMPS shown in FIG. 1 is an SMPS using a PWM control method. Referring to FIG. 1, the SMPS 1 includes an AC input unit 100, a PWM control unit 110, a transformer 120, a rectifying unit 130, a high frequency filter 140, and a feedback unit 150, and includes a load ( L).

전술한 SMPS의 AC 입력부는 교류 전원이 입력되며, 입력된 교류 전원은 직류 전원으로 정류되어 트랜스포머로 제공된다. 한편, AC 입력부의 출력단에 연결된 PWM 제어부는 AC 입력부로부터 출력된 전압에 의해 초기 구동되며 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; 이하 'PWM' 이라 한다)된 제어신호를 생성하며, 상기 트랜스포머는 제어신호에 따라 1차 코일에 유도 기전력을 발생시키게 된다.AC power is input to the AC input unit of the aforementioned SMPS, and the input AC power is rectified as a DC power to be provided as a transformer. On the other hand, the PWM control unit connected to the output terminal of the AC input unit is initially driven by the voltage output from the AC input unit, and generates a pulse width modulation (hereinafter referred to as'PWM') control signal, and the transformer is connected to the control signal. Accordingly, an induced electromotive force is generated in the primary coil.

트랜스포머(120)의 1차 코일에 유기된 유도 기전력은 권선비에 따라 2차 코일에 일정한 교류 전압을 발생시키게 된다. The induced electromotive force induced in the primary coil of the transformer 120 generates a constant AC voltage in the secondary coil according to the turns ratio.

트랜스포머의 2차 코일에 연결된 정류부(130)는 2차 코일로부터 출력된 교류 전원을 다시 직류 전원으로 정류시킨 후 부하(L)로 제공하게 된다. 이때, 정류부의 출력단에는 고주파 필터(140)가 연결되어, 정류부에 의해 정류된 직류 전원의 리플 전압을 감소시키게 된다. The rectifying unit 130 connected to the secondary coil of the transformer rectifies the AC power output from the secondary coil back to DC power and provides it as a load (L). At this time, a high-frequency filter 140 is connected to the output terminal of the rectifying unit, thereby reducing the ripple voltage of the DC power rectified by the rectifying unit.

상기 고주파 필터(140)의 양단에는 귀환부(150)가 연결되며, 상기 귀환부는 고주파 필터로부터 출력되는 전압 및 전류가 허용범위 이상으로 상승되는 경우, 이를 허용 범위 이내로 조절하기 위하여 PWM 제어부(110)를 제어하게 된다. 이때, 상기 귀환부는 정류부 및 고주파 필터에 인가되는 전류 및 전압 신호를 이용하여 상기 PWM 제어부의 듀티(duty)를 제어함으로써, 출력 전압과 출력 전류를 제어하게 된다. A feedback unit 150 is connected to both ends of the high-frequency filter 140, and when the voltage and current output from the high-frequency filter rise above the allowable range, the PWM control unit 110 adjusts it within the allowable range. Control. At this time, the feedback unit controls the duty of the PWM control unit using the current and voltage signals applied to the rectifier and the high-frequency filter, thereby controlling the output voltage and the output current.

전술한 기본적인 구성을 갖는 SMPS의 트랜스포머는 소비 전력에 비례하는 크기를 가지게 되는데, 최근 SMPS 가 장착된 전자 제품들의 소비 전력이 점차 증가하게 됨에 따라 SMPS 의 크기도 점차 커지고 있는 실정이다. 하지만, 최근 전자 제품들은 소형화 및 slim화를 추구함에 따라 SMPS의 크기도 소형화 및 Slim화가 요구되고 있다. The transformer of the SMPS having the above-described basic configuration has a size proportional to the power consumption. Recently, as the power consumption of electronic products equipped with the SMPS gradually increases, the size of the SMPS is also gradually increasing. However, in recent years, as electronic products pursue miniaturization and slimness, the size of SMPS is also required to be miniaturized and slim.

이러한 요구에 따라, SMPS의 전체 크기를 소형화시키기 위하여 다수 개의 소형 트랜스포머들을 병렬로 연결하여 구성하는 기술들이 제안된 바 있다. 트랜스포머를 병렬로 연결하여 사용할 수 있으나, 트랜스포머들을 병렬로 연결하기 위해서는, 서로 병렬 연결되는 트랜스포머들의 턴수비가 모두 동일해야 한다. 만약 병렬연결되는 트랜스포머들의 턴수비가 다르면 순환 전류(circulating Current)가 흘러 손실이 증가하게 된다. 또한, 트랜스포머의 내부 임피던스에 따라 부하에 흐르는 전류가 달라지게 된다. 따라서, 내부 특성이 서로 다른 트랜스포머가 병렬 연결된 경우, 임피던스가 작은 트랜스포머에서 더 많은 전류가 흐르게 되고, 그 결과 하나의 트랜스포머는 용량이 남지만 다른 트랜스포머는 정격 용량에 도달하여 트랜스포머의 전체 용량을 다 사용하지 못하게 된다. 따라서, 특성이 동일한 트랜스포머들을 병렬로 연결하여 사용하는 것이 가장 좋다. In accordance with these demands, techniques have been proposed in which a plurality of small transformers are connected and configured in parallel to miniaturize the overall size of the SMPS. Transformers can be used in parallel, but in order to connect transformers in parallel, the turns ratio of the transformers connected in parallel to each other must be the same. If the turns ratio of transformers connected in parallel is different, circulating current flows and loss increases. In addition, the current flowing through the load varies according to the internal impedance of the transformer. Therefore, when transformers with different internal characteristics are connected in parallel, more current flows in a transformer with a small impedance, and as a result, one transformer has a capacity, but the other transformer reaches the rated capacity and does not use the entire capacity of the transformer. I can't. Therefore, it is best to use transformers with the same characteristics in parallel.

도 2는 종래의 기술에 따라 병렬 연결된 다수 개의 소형 트랜스포머들로 구현된 스위칭 모드 전원 공급 장치(2)에 대한 회로 블록도이다. 2 is a circuit block diagram of a switching mode power supply 2 implemented with a plurality of small transformers connected in parallel according to the prior art.

하지만, 도 2와 같이 트랜스포머(220)를 일반적인 방법으로 병렬로 구성하는 경우 많은 문제들이 발생하게 된다. 트랜스포머는 전기적 부품으로서 일반적으로 ±10% 의 허용 공차가 존재한다. 따라서, 트랜스포머들을 병렬로 연결했을 때 서로 다른 트랜스포머들의 허용 공차에 따른 편차에 의해 전류 분배에 차이가 발생하게 된다. However, when configuring the transformer 220 in parallel as in FIG. 2, many problems occur. The transformer is an electrical component and generally has a tolerance of ±10%. Therefore, when the transformers are connected in parallel, a difference occurs in the current distribution due to the deviation according to the tolerances of different transformers.

허용 공차를 갖는 두개의 트랜스포머들이 병렬 연결되는 경우, 두개의 병렬 평균값이 정상 설계값과 같으면 문제가 없으나, 두 개의 트랜스포머의 편차가 모두 + 편차를 갖거나 모두 - 편차를 갖게 되면 정상 설계값의 허용 범위를 이탈하게 되는 결과가 발생한다. 이와 같이, 정상 설계값의 허용 범위를 이탈하게 되면, 병렬 연결된 트랜스포머들에 대한 전류 분배의 차이로 인하여 사용시에 과열에 의한 화재 등이 발생되기도 한다. When two transformers with tolerances are connected in parallel, there is no problem if the two parallel averages are equal to the normal design value, but if the deviations of the two transformers all have + deviation or both-deviations, the normal design value is allowed. The result is out of range. As described above, when the allowable range of the normal design value is deviated, a fire due to overheating may occur during use due to a difference in current distribution for parallel-connected transformers.

이러한 문제를 없애기 위하여, 병렬 연결되는 트랜스포머들의 허용 공차를 최소화시킬 수 있기는 하나, 일반적인 ±10%의 허용 공차를 줄이기 위하여 트랜스포머들의 제조 가격이 상승하게 된다. 특히, 전술한 전류 분배의 차이로 인한 문제를 없을 정도로 트랜스포머들의 허용 공차를 감소시키고자 하는 경우, 트랜스포머의 제조 원가는 거의 두배 이상으로 올라가게 되는 문제가 있다. To eliminate this problem, the tolerances of transformers connected in parallel can be minimized, but the manufacturing cost of transformers increases to reduce the tolerance of ±10% in general. Particularly, in order to reduce the tolerances of transformers to such an extent that there is no problem due to the above-described difference in current distribution, the manufacturing cost of the transformers is almost doubled.

한국공개특허공보 제 10-2003-0052587호Korean Patent Publication No. 10-2003-0052587

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 일반적인 허용 공차를 갖는 트랜스포머들을 병렬연결시키고, 병렬 연결된 트랜스포머들의 편차에 의해 발생되는 전류 분배의 차이를 보상시켜, 슬림(slim)화 및 소형화를 구현하면서도 안정된 동작을 보장할 수 있도록 한 스위칭 모드 전원 공급 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above-described problems is to parallelly connect transformers having a general tolerance, and compensate for a difference in current distribution caused by variations in parallel-connected transformers, while realizing slimness and miniaturization. It is to provide a switching mode power supply to ensure stable operation.

본 발명의 특징에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치는, 입력 교류 전압을 제1 직류 전압으로 정류하고 제1 직류 전압을 PWM 제어를 통해 스위칭하여 제1 교류 전압을 출력하는 1차측 회로, 1차측 회로의 제1 교류 전압을 권선비에 비례하는 제2 교류 전압으로 변환시켜 출력하는 트랜스포머, 상기 트랜스포머의 제2 교류 전압을 정류하고 평활화시켜 제2 직류 전압을 출력하는 2차측 회로를 구비하는 스위칭 모드 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 상기 트랜스포머는 적어도 2개 이상의 트랜스포머들이 병렬 연결되어 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 트랜스포머의 1차 코일의 입력단에 연결된 검출용 인덕터; 및 상기 검출용 인덕터의 양단에 연결되어, 병렬 연결된 트랜스포머들의 편차에 의해 발생되는 오차 정보를 검출하여 출력하는 오차 검출부;를 더 구비한다. Switching mode power supply using a multi-transformer according to the features of the present invention, the primary side circuit for rectifying the input AC voltage to the first DC voltage and switching the first DC voltage through PWM control to output the first AC voltage, Switching comprising a transformer that converts and outputs the first AC voltage of the primary circuit to a second AC voltage proportional to the turns ratio, and rectifies and smooths the second AC voltage of the transformer to output a second DC voltage. A mode power supply device, wherein the transformer comprises at least two or more transformers connected in parallel, and a detection inductor connected to an input terminal of the primary coil of the transformer; And an error detection unit connected to both ends of the detection inductor and detecting and outputting error information generated by deviations of transformers connected in parallel.

전술한 특징에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 있어서, 상기 오차 검출부에 의해 검출된 신호는 상기 1차측 회로의 PWM 제어 회로로 제공되어, PWM 제어 회로의 PWM 값을 조절하는 것이 바람직하다. In a switching mode power supply using a multi-transformer according to the above-described feature, the signal detected by the error detection unit is provided to the PWM control circuit of the primary circuit, and it is preferable to adjust the PWM value of the PWM control circuit. .

전술한 특징에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 있어서, 상기 오차 검출부는, 상기 검출용 인덕터의 양단의 신호들이 입력되고, 입력된 신호들의 차이값을 출력하는 오차 검출 회로기; 및 상기 오차 검출 회로기의 출력 신호와 상기 트랜스포머의 2차 코일의 출력 신호의 차이값을 검출하고 검출된 차이값들을 적산하여 출력하는 적분 회로기;를 구비한다. In the switching mode power supply using a multi-transformer according to the above-described features, the error detection unit, the error detection circuitry for outputting the signals at both ends of the detection inductor, and outputting a difference value between the input signals; And an integration circuit unit that detects a difference value between an output signal of the error detection circuit unit and an output signal of the secondary coil of the transformer, and outputs the detected difference values by integrating and outputting the difference values.

전술한 특징에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 있어서, 상기 오차 검출 회로기는 제1 연산 증폭기 및 상기 제1 연산 증폭기의 입력단과 출력단의 사이에 연결된 저항을 구비하며, 상기 적분 회로기는 제2 연산 증폭기 및 상기 제2 연산 증폭기의 입력단과 출력단의 사이에 연결된 커패시터를 구비한다. In the switching mode power supply using a multi-transformer according to the above-described features, the error detection circuit is provided with a first operational amplifier and a resistor connected between the input terminal and the output terminal of the first operational amplifier, the integrating circuit And a capacitor connected between the input terminal and the output terminal of the second operational amplifier and the second operational amplifier.

본 발명에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치는 검출용 인덕터 및 검출 회로부를 통해 트랜스포머로 입력되는 신호의 리플 위상을 검출하고 트랜스포머들의 편차에 의해 발생되는 오차 범위를 적산하여 트랜스포머를 구동하는 PWM값을 조절하게 된다. A switching mode power supply using a multi-transformer according to the present invention is a PWM for driving a transformer by detecting a ripple phase of a signal input to a transformer through an inductor for detection and a detection circuit unit and integrating an error range generated by variations in transformers The value is adjusted.

또한, 본 발명에 따른 SMPS는 트랜스포머로 입력되는 신호의 리플 위상의 검출을 위하여 검출용 인덕터를 추가함으로써, 병렬 연결된 트랜스포머들의 병렬 인덕턴스 값을 줄여도 되며, 그 결과 실제 SMPS의 효율은 약 1% 정도 향상된다.In addition, the SMPS according to the present invention may reduce the parallel inductance value of the transformers connected in parallel by adding a detection inductor to detect the ripple phase of the signal input to the transformer, and as a result, the efficiency of the actual SMPS is improved by about 1%. do.

한편, 도 5는 종래의 기술에 따라 SMPS 에 사용된 단일의 트랜스포머에 대한 실제 사진이며, 도 6은 본 발명에 따라 SMPS에 구현된 멀티 트랜스포머 및 그 보조 회로에 대한 실제 사진이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 동급의 트랜스포머는 그 부피가 상당히 크게 구성되어야 하는 반면에, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 병렬 연결된 트랜스 포머는 종래의 동급의 트랜스포머에 비하여 Slim 하게 구성할 수 있게 된다. Meanwhile, FIG. 5 is a real picture of a single transformer used in SMPS according to the prior art, and FIG. 6 is a real picture of a multi-transformer implemented in SMPS according to the present invention and its auxiliary circuit. As shown in Fig. 5, the transformer of the same class in the prior art should be configured to have a fairly large volume, while the transformer connected in parallel according to the present invention as shown in Fig. 6 is slim compared to the transformer of the same class in the prior art. Configurable.

도 1은 종래의 기술에 따른 단일의 트랜스포머로 구현된 스위칭 모드 전원 공급 장치에 대한 회로 블록도이다.
도 2는 종래의 기술에 따라 병렬 연결된 트랜스포머들로 구현된 스위칭 모드 전원 공급 장치에 대한 회로 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 대한 회로 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 있어서, 멀티 트랜스포머, 검출용 인덕터 및 검출용 회로부에 대한 회로도이다.
도 5는 종래의 기술에 따라 SMPS 에 사용된 단일의 트랜스포머에 대한 실제 사진이며, 도 6은 본 발명에 따라 SMPS에 구현된 멀티 트랜스포머 및 그 보조 회로에 대한 실제 사진이다. 1 is a circuit block diagram of a switching mode power supply implemented with a single transformer according to the prior art.
2 is a circuit block diagram of a switching mode power supply implemented with transformers connected in parallel according to the prior art.
3 is a circuit block diagram of a switching mode power supply using a multi-transformer according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram of a multi-transformer, a detection inductor, and a detection circuit in a switching mode power supply using a multi-transformer according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is an actual picture of a single transformer used in SMPS according to the prior art, and FIG. 6 is an actual picture of a multi-transformer implemented in SMPS according to the present invention and its auxiliary circuit.

본 발명에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치는 병렬 연결된 적어도 2 이상의 트랜스포머들의 편차에 따른 전류 분배의 차이를 검출하고 적산하여 PWM 제어 회로의 PWM값을 조절함으로써, 전류 분배의 차이에 의한 문제가 발생되지 않도록 한 것을 특징으로 한다.The switching mode power supply device according to the present invention detects and integrates the difference in current distribution according to the deviation of at least two or more transformers connected in parallel to adjust the PWM value of the PWM control circuit, so that a problem caused by the difference in current distribution does not occur It is characterized by one.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 SMPS의 구조 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the structure and operation of the SMPS using a multi-transformer according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 대한 회로 블록도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치에 있어서, 멀티 트랜스포머, 검출용 인덕터 및 검출용 회로부에 대한 회로도이다. 3 is a circuit block diagram of a switching mode power supply using a multi-transformer according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a switching mode power supply using a multi-transformer according to a preferred embodiment of the present invention, It is a circuit diagram for a multi-transformer, an inductor for detection, and a circuit portion for detection.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급 장치(3)는 입력 교류 전압을 제1 직류 전압으로 정류하고 제1 직류 전압을 PWM 제어를 통해 스위칭하여 제1 교류 전압을 출력하는 1차측 회로(300), 1차측 회로의 제1 교류 전압을 권선비에 비례하는 제2 교류 전압으로 변환시켜 출력하는 트랜스포머(310), 상기 트랜스포머의 제2 교류 전압을 정류하고 평활화시켜 제2 직류 전압을 부하로 출력하는 2차측 회로(320), 상기 트랜스포머의 1차 코일의 입력단에 연결된 검출용 인덕터(330) 및 상기 검출용 인덕터의 양단에 연결되어, 병렬 연결된 트랜스포머들의 편차에 의해 발생되는 오차 정보를 검출하여 출력하는 오차 검출부(340)를 구비한다. 상기 트랜스포머(310)는 적어도 2개 이상의 소형 트랜스포머들이 병렬 연결되어 구성된 것을 특징으로 한다. 3 and 4, the switching mode power supply 3 according to a preferred embodiment of the present invention rectifies the input AC voltage to the first DC voltage and switches the first DC voltage through PWM control to switch the first A primary circuit 300 for outputting an alternating voltage, a transformer 310 for converting and outputting the first alternating voltage of the primary circuit to a second alternating voltage proportional to the turns ratio, rectifying and smoothing the second alternating voltage of the transformer The secondary side circuit 320 to output the second DC voltage to the load, the detection inductor 330 connected to the input terminal of the primary coil of the transformer, and the both ends of the detection inductor, connected to the deviation of the transformers connected in parallel. It has an error detection unit 340 for detecting and outputting the error information generated by. The transformer 310 is characterized in that at least two or more small transformers are configured in parallel.

본 발명에 따른 SMPS에 있어서, 전술한 1차측 회로(300) 및 2차측 회로(320)는 트랜스포머(310)의 1차측 및 2차측에 각각 연결되는 회로들에 대한 일실시형태에 불과하므로, 전술한 동일한 기능을 제공하면서도 SMPS의 성능을 향상시키기 위하여 달리 구성될 수도 있다. In the SMPS according to the present invention, the above-described primary-side circuit 300 and secondary-side circuit 320 are only one embodiment for circuits connected to the primary and secondary sides of the transformer 310, respectively. It can be configured differently to improve the performance of SMPS while providing the same function.

상기 오차 검출부(340)에 의해 검출된 신호는 상기 1차측 회로의 PWM 제어 회로로 제공되어, PWM 제어 회로의 PWM 제어 신호를 조절한다. The signal detected by the error detection unit 340 is provided to the PWM control circuit of the primary-side circuit to adjust the PWM control signal of the PWM control circuit.

상기 오차 검출부(340)는 오차 검출 회로기(341) 및 적분 회로기(345)를 구비한다. 상기 오차 검출 회로기(341)는 상기 검출용 인덕터의 양단의 신호들이 입력되고, 검출용 인덕터의 양단에 인가되는 전압들에 대한 차이값을 출력한다. 상기 검출용 인덕터(330)의 일단은 1차측 회로(300)와 연결되고 상기 검출용 인덕터의 타단은 트랜스포머(310)의 입력단과 연결된다. The error detection unit 340 includes an error detection circuitry 341 and an integration circuitry 345. The error detecting circuit 341 inputs signals at both ends of the inductor for detection, and outputs a difference value for voltages applied to both ends of the inductor for detection. One end of the detection inductor 330 is connected to the primary-side circuit 300 and the other end of the detection inductor is connected to the input terminal of the transformer 310.

상기 적분 회로기(345)는 상기 오차 검출 회로기의 출력 신호와 상기 트랜스포머의 2차 코일의 출력 신호의 차이값을 검출하고, 검출된 차이값들을 적산하여 출력한다. The integrating circuit 345 detects the difference value between the output signal of the error detection circuit and the output signal of the secondary coil of the transformer, and outputs the detected difference values by integrating.

상기 오차 검출 회로기(341)는 제1 연산 증폭기(342) 및 상기 제1 연산 증폭기의 입력단과 출력단의 사이에 연결된 저항(343)을 구비한다. 상기 제1 연산 증폭기(342)의 반전 및 비반전 단자로 각각 검출용 인덕터의 양단의 전압이 입력되고, 제1 연산 증폭기는 검출용 인덕터의 양단에 각각 인가되는 전압들의 차이값을 검출하여 출력 단자로 출력하게 된다. 상기 검출용 인덕터의 일단은 1차측 회로(300)와 연결되어 1차측 회로의 전원이 입력된다. 한편, 상기 검출용 인덕터의 타단은 트랜스포머(310)의 입력단에 연결된다. 서로 병렬 연결된 트랜스포머들(310)의 편차에 따라 전류가 변화하게 되고, 그 결과 트랜스포머의 입력 신호에 대한 리플(Ripple) 위상이 변화하게 된다. 따라서, 오차 검출 회로기는 트랜스포머의 입력 신호에 대한 리플(Ripple) 위상을 검출하여 상기 적분 회로기로 출력할 수 있게 된다. The error detection circuitry 341 includes a first operational amplifier 342 and a resistor 343 connected between an input terminal and an output terminal of the first operational amplifier. The voltages at both ends of the inductor for detection are input to the inverted and non-inverted terminals of the first operational amplifier 342, and the first operational amplifier detects the difference between voltages applied to both ends of the inductor for detection and outputs the output terminal. Will output One end of the detection inductor is connected to the primary side circuit 300 to input the power of the primary side circuit. Meanwhile, the other end of the detection inductor is connected to the input terminal of the transformer 310. The current changes according to the deviation of the transformers 310 connected in parallel to each other, and as a result, the ripple phase of the input signal of the transformer changes. Therefore, the error detection circuitry can detect the ripple phase of the transformer's input signal and output it to the integrating circuitry.

상기 적분 회로기(345)는 제2 연산 증폭기(346) 및 상기 제2 연산 증폭기의 입력단과 출력단의 사이에 연결된 커패시터(347)를 구비한다. 상기 제2 연산 증폭기(346)의 반전 단자로는 상기 제1 연산 증폭기의 출력 신호가 입력되고, 상기 제2 연산 증폭기의 비반전 단자로는 상기 트랜스포머의 2차 코일의 출력 신호가 입력된다. 따라서, 상기 제2 연산 증폭기는 상기 트랜스포머의 편차에 의해 발생되는 오차값과 트랜스포머의 2차 코일의 출력값의 차이값을 적산하여 출력하게 된다. 따라서, 상기 적분 회로기는 제2 연산 증폭기에 의해 출력된 출력 신호에 따라 PWM값을 조절하게 된다. The integrating circuit 345 includes a second operational amplifier 346 and a capacitor 347 connected between the input and output terminals of the second operational amplifier. The output signal of the first operational amplifier is input to the inverting terminal of the second operational amplifier 346, and the output signal of the secondary coil of the transformer is input to the non-inverting terminal of the second operational amplifier. Therefore, the second operational amplifier accumulates and outputs the difference between the error value generated by the transformer deviation and the output value of the secondary coil of the transformer. Therefore, the integrating circuit unit adjusts the PWM value according to the output signal output by the second operational amplifier.

이러한 과정을 통해 상기 적분 회로기의 출력 신호는 1차측 회로의 PWM 제어 회로의 PWM 값의 조절 신호로 사용된다. 즉, 적분 회로기의 출력 신호가 + 편차이면 PWM 값을 줄이고 - 편차이면 PWM 값을 올려서, 트랜스포머의 정상 설계값이 되도록 구성한다. Through this process, the output signal of the integrating circuit is used as a control signal of the PWM value of the PWM control circuit of the primary circuit. That is, if the output signal of the integrating circuit is + deviation, the PWM value is reduced, and if it is-deviation, the PWM value is raised to constitute the normal design value of the transformer.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. In the above, the present invention has been mainly described for its preferred embodiment, but this is merely an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications not illustrated above are possible in the scope. And, the differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

1, 2, 3 : 스위칭 모드 전원 공급 장치
310 : 트랜스포머
330 : 검출용 인덕터
340 : 오차 검출부
341 : 오차 검출 회로기
342 : 제1 연산 증폭기
343 : 저항
345 : 적분 회로기
346 : 제2 연산 증폭기
347 : 커패시터1, 2, 3: Switching mode power supply
310: transformer
330: detection inductor
340: error detection unit
341: Error detection circuit
342: first operational amplifier
343: resistance
345: Integral circuit
346: second operational amplifier
347: capacitor

Claims (5)

입력 교류 전압을 제1 직류 전압으로 정류하고 제1 직류 전압을 PWM 제어를 통해 스위칭하여 제1 교류 전압을 출력하는 1차측 회로, 1차측 회로의 제1 교류 전압을 권선비에 비례하는 제2 교류 전압으로 변환시켜 출력하는 트랜스포머, 상기 트랜스포머의 제2 교류 전압을 정류하고 평활화시켜 제2 직류 전압을 출력하는 2차측 회로를 구비하는 스위칭 모드 전원 공급 장치에 있어서,
상기 트랜스포머는 적어도 2개 이상의 트랜스포머들이 병렬 연결되어 구성된 것을 특징으로 하며,
상기 스위칭 모드 전원 공급 장치는,
상기 1차측 회로의 출력단과 상기 트랜스포머의 1차 코일의 입력단의 사이에 연결된 검출용 인덕터; 및
상기 검출용 인덕터의 양단에 연결되어, 병렬 연결된 트랜스포머들의 편차에 의해 발생되는 오차 정보를 검출하여 출력하는 오차 검출부;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치.The primary AC circuit rectifies the input AC voltage to the first DC voltage and switches the first DC voltage through PWM control to output the first AC voltage, and the second AC voltage proportional to the first AC voltage of the primary circuit to the turns ratio In the switching mode power supply comprising a transformer for converting and outputting, a secondary circuit for rectifying and smoothing the second AC voltage of the transformer to output a second DC voltage,
The transformer is characterized in that at least two transformers are configured in parallel connection,
The switching mode power supply,
A detection inductor connected between an output terminal of the primary circuit and an input terminal of the primary coil of the transformer; And
An error detection unit connected to both ends of the detection inductor and detecting and outputting error information generated by variations of transformers connected in parallel;
Switching mode power supply using a multi-transformer further comprising a. 제1항에 있어서,
상기 오차 검출부에서 출력된 신호는 상기 1차측 회로의 PWM 제어 회로로 제공되어, PWM 제어 회로의 PWM값을 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치.According to claim 1,
The signal output from the error detection unit is provided to the PWM control circuit of the primary circuit, the switching mode power supply using a multi-transformer, characterized in that for adjusting the PWM value of the PWM control circuit. 제1항에 있어서,
상기 오차 검출부는,
상기 검출용 인덕터의 양단의 신호들이 입력되고, 상기 검출용 인덕터의 양단 전압들의 차이값을 출력하는 오차 검출 회로기; 및
상기 오차 검출 회로기의 출력 신호와 상기 트랜스포머의 2차 코일의 출력 신호의 차이값을 검출하고, 검출된 차이값들을 적산하여 출력하는 적분 회로기;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치.According to claim 1,
The error detection unit,
An error detection circuit for inputting signals at both ends of the detection inductor and outputting a difference between voltages at both ends of the detection inductor; And
An integrator circuit for detecting the difference between the output signal of the error detection circuit and the output signal of the secondary coil of the transformer, and integrating and outputting the detected difference values;
Switching mode power supply using a multi-transformer characterized in that it comprises a. 제3항에 있어서,
상기 오차 검출 회로기는 제1 연산 증폭기 및 상기 제1 연산 증폭기의 입력단과 출력단의 사이에 연결된 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치.According to claim 3,
The error detection circuit is a switching mode power supply using a multi-transformer characterized in that it comprises a first operational amplifier and a resistor connected between the input terminal and the output terminal of the first operational amplifier. 제3항에 있어서,
상기 적분 회로기는 제2 연산 증폭기 및 상기 제2 연산 증폭기의 입력단과 출력단의 사이에 연결된 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 트랜스포머를 이용한 스위칭 모드 전원 공급 장치.
According to claim 3,
The integrating circuit is a switching mode power supply using a multi-transformer characterized in that it comprises a second operational amplifier and a capacitor connected between the input terminal and the output terminal of the second operational amplifier.
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