KR102372634B1

KR102372634B1 - 클램프 회로에 의해 생성되는 노이즈를 상쇄시키는 전원장치

Info

Publication number: KR102372634B1
Application number: KR1020150065491A
Authority: KR
Inventors: 박찬웅
Original assignee: 박찬웅
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2022-03-08
Also published as: KR20160132661A

Abstract

제1전압입력단자와; 제2전압입력단자와; 스위칭소자와; 그리고 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과, 상기 입력권선의 전위의 변동과 역극성의 전위의 변동을 갖는 리버스권선과, 그리고 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자를 포함하는 스위칭형 전원장치의 클램프회로는,
상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 역기전력을 정류하는 정류기와; 상기 정류기에 의해 정류된 전압을 평활하는 평활캐패시터와; 그리고 상기 캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 방전저항을 포함하되,
상기 평활캐패시터의 일측 단자는 상기 정류기의 일측 단자로 연결되고 상기 평활캐패시터의 다른 일측 단자는 상기 리버스권선을 거쳐 전기적인 접지로 연결되어 상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 누설인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 역기전력의 첨두치를 제한하며,
상기 정류기를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 입력권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 평활캐패시터를 통해 상기 리버스권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 리버스권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 외부로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 한다.

Description

클램프 회로에 의해 생성되는 노이즈를 상쇄시키는 전원장치 {Power supply which cancels noise generated by clamp circuit}

본 발명은 클램프 회로에 의해 생성되는 노이즈를 상쇄시켜 입력선로와 출력선로를 통한 EMI의 발생을 억제함으로써, EMI 필터의 비용을 낮추고도 큰 EMI의 마진을 제공할 수 있게 하는 전원장치에 관한 것이다.

종래의 전원장치에서 트랜스포머가 갖는 누설 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 발생되는 역기전력의 첨두치를 제한하기 위해 클램프 회로가 사용된다. 클램프 회로는 큰 노이즈를 발생시키기 때문에 전원장치의 EMI를 나쁘게 하여 전원장치의 EMI 필터의 비용을 높이거나 EMI의 마진을 낮추는 주요 요인 중의 하나였다.

종래의 기술을 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 클램프 회로(21)를 갖는 플라이백 컨버터를 보인다.

이하 제시된 모든 도면에서 트랜스포머의 각 권선에 표시된 검은 점은 권선의 시작이나 혹은 끝을 표시한다.

도 1에 있어서, 교류 입력 전압은 정류되고 캐패시터(11)에 의해 평활된다. 제어부(16)은 출력전압의 피드백에 대응하여 스위칭소자(12)를 개폐 제어한다. 스위칭소자(12)의 개폐에 의해 트랜스포머(13)의 입력권선(131)에서 에너지의 축적과 방출이 일어나며, 출력정류기(14)와 캐패시터(15)는 출력권선(133)의 전압을 정류하여 부하에 전력을 공급한다.

트랜스포머(13)의 입력권선(131)에 축적되는 자기에너지 중의 일부분은 출력권선(133)과 결합하지 않는다. 스위칭소자(12)가 차단될 때 출력권선(133)과 결합되지 않는 자속에 의한 에너지는 짧은 시간 동안 다이오드(18)을 통해 캐패시터(19)를 충전시키며 방출된다. 캐패시터(19)는 다음 주기에 스위칭소자(12)가 차단될 때 출력권선(133)과 결합되지 않는 자속에 의한 에너지에 의해 다시 충전될 때까지 저항(20)을 통해 서서히 방전되어 원래의 전압으로 돌아간다.

그런데, 다이오드(18)와 캐패시터(19)와 저항(20)으로 구성되는 클램프회로(21)에 사용되는 다이오드(18)는 클램프 시에 변화 속도가 빠르고 진폭이 큰 노이즈 전류를 생성하여 입력권선(131)에서 큰 노이즈 전압이 발생되게 한다. 입력권선(131)에서 발생된 노이즈 전압은 입력선로(22)로 전달되기도 하고 출력권선(133)을 통해 출력 선로(23)로 전달되기도 하여 큰 EMI를 발생시켜 전원장치의 EMI 필터의 비용을 높이거나 EMI의 마진을 낮추는 단점을 가진다.

종래의 기술은 클램프회로의 스위칭 특성에 의해 트랜스포머의 입력권선에서 큰 노이즈 전압이 생성되어 큰 EMI를 발생시켜 전원장치의 EMI 필터의 비용을 높이거나 EMI의 마진을 낮추는 단점을 가진다. 본 발명은 종래 기술의 이러한 단점들을 모두 해결하기 위한 것이다.

이 발명은 모든 스위칭 전원장치에 적용되나, 실시예에 따른 설명은 플라이백 컨버터에 대하여 주로 설명한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와; 제2전압입력단자와; 스위칭소자와; 그리고 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과, 상기 입력권선의 전위의 변동과 역극성의 전위의 변동을 갖는 리버스권선과, 그리고 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자를 포함하는 스위칭형 전원장치의 클램프회로는,

상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 역기전력을 정류하는 정류기와; 상기 정류기에 의해 정류된 전압을 평활하는 평활캐패시터와; 그리고 상기 캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 방전저항을 포함하되,

상기 평활캐패시터의 일측 단자는 상기 정류기의 일측 단자로 연결되고 상기 평활캐패시터의 다른 일측 단자는 상기 리버스권선을 거쳐 전기적인 접지로 연결되어 상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 누설인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 역기전력의 첨두치를 제한하며,

상기 정류기를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 입력권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 평활캐패시터를 통해 상기 리버스권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 리버스권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 외부로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 한다.

또한 상술한 목적을 달성하기 위한 제1전압입력단자와, 제2전압입력단자와, 스위칭소자와, 출력정류기와, 출력평활 캐패시터와 출력선로를 포함하는 스위칭형 전원장치는,

페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과; 그리고 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력권선의 전위의 변동과 역극성의 전위의 변동을 갖는 리버스권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;

상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 역기전력을 정류하는 정류기와;

상기 정류기에 의해 정류된 전압을 평활하는 평활캐패시터와;

그리고 상기 캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 방전저항을 포함하되,

페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력권선의 전위의 변동과 역극성의 전위의 변동을 갖는 리버스권선과; 그리고 상기 입력권선과 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;

상기 정류기를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 입력권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 상기 출력선로로 미치는 영향과 상기 평활캐패시터를 통해 상기 리버스권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 리버스권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 상기 출력선로로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 한다.

페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 그리고 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;

상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선의 역기전력을 정류하는 정류기와;

상기 평활캐패시터의 일측 단자는 상기 정류기의 일측 단자로 연결되고 상기 평활캐패시터의 다른 일측 단자는 상기 제2입력권선을 거쳐 전기적인 접지로 연결되어 상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선의 누설인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 역기전력의 첨두치를 제한하며,

상기 정류기를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 제1입력권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 외부로 미치는 영향과 상기 평활캐패시터를 통해 상기 제2입력권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 제2입력권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 외부로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 한다.

페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 그리고 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;

상기 정류기를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 제1입력권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 상기 출력선로로 미치는 영향과 상기 평활캐패시터를 통해 상기 제2입력권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 제2입력권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 상기 출력선로로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 한다.

페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 제1전압입력단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 제2전압입력단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 제1출력권선과; 그리고 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 제2출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;

또한, 이 발명에 따르는 상술한 전원장치를 포함하는 제조된 물품이 제공된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 클램프회로에 의해 생성되는 노이즈를 상쇄시켜 EMI를 낮추는 전원장치에 대해 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은, 클램프회로를 통해 노이즈 전류가 흐르더라도 트랜스포머의 입력권선에서 생성되는 노이즈 전압에 의해 외부로 미치는 영향을 상쇄시켜 EMI를 낮추고 전원장치의 EMI 필터의 비용을 낮추거나 EMI의 마진을 높이는 장점을 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따른 클램프회로를 갖는 플라이백 컨버터의 구성도.
도 2는 본 발명에 따르는 클램프회로의 영향을 생쇄시키는 플라이백 컨버터의 일 실시예.
도 3은 도 2의 트랜스포머의 실시예
도 4와 도 5는 본 발명에 따르는 클램프회로의 영향을 생쇄시키는 플라이백 컨버터의 다른 실시예들.
도 6 내지 도 9는 도 4의 트랜스포머의 실시예들
도 10은 도 5의 트랜스포머의 실시예

도 2는 본 발명에 따르는 클램프회로의 영향을 생쇄시키는 플라이백 컨버터의 실시예이다.

도 2에 있어서, 트랜스포머(24)는 입력권선(241)과 입력권선(241)의 전위의 변동과 역극성의 전위의 변동을 갖는 리버스권선(242)을 포함하며, 클램프회로(28)의 제1평활캐패시터(26a)는 정류기(25)의 일측 단자와 전기적인 접지 사이에 연결되고, 클램프회로(28)의 제2평활캐패시터(26b)는 정류기(25)의 일측 단자와 리버스권선(242)의 일측 단자 사이에 연결된다. 트랜스포머(24)와 클램프회로(28)을 제외한 요소들은 도 1에 대응한다.

도 2에서, 스위칭소자(12)가 차단될 때 입력권선(241)에 의해 생성되는 자속 중 출력권선(243)과 결합되지 않는 자속에 의한 에너지는 짧은 시간 동안 정류기(25)를 통해 제1평활캐패시터(26a)와 제2평활캐패시터(26b)를 충전시키며 방출된다. 제1평활캐패시터(26a)와 제2평활캐패시터(26b)는 다음 주기에 스위칭소자(12)가 차단될 때 다시 충전될 때까지 저항(27)을 통해 방전되면서 원래의 전압으로 돌아간다.

그런데, 정류기(25)가 클램프 할 때 생성되는 변화 속도가 빠르고 진폭이 큰 노이즈 전류는 입력권선(241)과 리버스권선(242)을 통해 흘러서 입력권선(241)과 리버스권선(242)에 파형은 동일하고 역극성인 노이즈 전압을 생성시킨다. 입력권선(241)에서 생성되는 노이즈 전압과 리버스권선(242)에서 생성되는 역극성의 노이즈 전압은 서로 상쇄되어 입력선로(22)의 노이즈 전위를 도 1에 비해 훨씬 낮게 하므로, EMI의 발생을 낮춘다.

또한, 정류기(25)가 클램프 할 때 생성되는 변화 속도가 빠르고 진폭이 큰 노이즈 전류에 의해 입력권선(241)에서 생성되어 출력권선(243)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 노이즈 전압은 노이즈 전류에 의해 리버스권선(242)에서 생성되어 출력권선(243)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 역극성의 노이즈 전압에 의해 상쇄되어 출력선로(23)의 노이즈 전위를 도 1에 비해 훨씬 낮게 하므로, EMI의 발생을 낮춘다.

따라서, 전원장치의 EMI 필터의 비용을 낮추거나 EMI의 마진을 높이는 장점을 갖는다.

도 2에 있어서, 정류기(25)를 통해 흐르는 전류 중 얼마나 리버스권선(242)으로 흐르게 할 것인지는 제1평활캐패시터(26a)와 제2평활캐패시터(26b)의 용량값의 비율에 의해 설정할 수 있다. 도시하지 않았지만, 제1평활캐패시터(26a)가 제거되어 정류기(25)를 통해 흐르는 전류의 전부를 리버스권선(242)을 통해 흐르게 할 수도 있다. 또한 도시하지는 않았지만, 도 2와 도 4와 도 5의 정류기(25)와 제1평활캐패시터(26a)와 제2평활캐패시터(26b)는 직렬로 하나 이상의 저항이 추가되어 연결될 수도 있다. 리버스권선(242)의 접지 단자는 "+" 입력전압이나 "-" 입력전압의 전기적인 접지에 연결된다.

도 3은 도 2의 트랜스포머(24)의 일 실시예이다.

도 3의 트랜스포머(24)는 리버스권선(242)에 의해 출력권선(243)이 입력권선(241)과 용량성으로 결합하지 못하게 차단하면서, 정류기(25)가 클램프 할 때 입력권선(241)에서 생성되어 출력권선(243)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 노이즈와 정류기(25)가 클램프 할 때 리버스권선(242)에서 생성되어 출력권선(243)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 역극성의 노이즈를 상쇄시키는 구조를 갖는다. 입력권선(241)에서 생성되는 노이즈 전압은 리버스권선(242)에서 생성되는 전압보다 크지만, 리버스권선(242)에 의해 차단되어 출력권선(243)으로 전달되는 양이 적으므로 리버스권선(242)에서 생성되는 낮은 역극성의 노이즈로 상쇄시켜 낮출 수 있다. 리버스권선(242)에서 생성되는 역극성의 노이즈가 상쇄시켜 낮추기 위한 값보다 훨씬 크다면 제1평활캐패시터(26a)의 용량값의 비율을 크게 하여 리버스권선(242)을 통해 흐르는 노이즈 전류를 줄여서 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따르는 클램프회로의 영향을 상쇄시키는 플라이백 컨버터의 다른 실시예이다.

도 4는 트랜스포머(29)는 제1입력권선(291)과 제2입력권선(292)로 둘로 나뉜 입력권선을 가지며, 트랜스포머(29)를 제외한 요소들은 도 2에 대응한다.

도 4에 있어서는, 스위칭소자(12)가 차단될 때 제1입력권선(291)과 제2입력권선(292)에 의해 생성되는 자속 중 출력권선(293)과 결합되지 않는 자속에 의한 에너지는 짧은 시간 동안 정류기(25)를 통해 제1평활캐패시터(26a)와 제2평활캐패시터(26b)를 충전시키며 방출된다.

제1평활캐패시터(26a)가 없다면, 정류기(25)에 의해 생성되는 노이즈 전류는 제1입력권선(291)과 제2입력권선(292)을 통해 흘러 제1입력권선(291)과 제2입력권선(292)에 파형은 동일하고 역극성인 노이즈 전압을 생성시킨다. 제1입력권선(291)에서 생성되는 노이즈 전압과 제2입력권선(292)에서 생성되는 역극성의 노이즈 전압은 서로 상쇄되어 입력선로(22)의 노이즈 전위를 도 1에 비해 훨씬 낮게 하므로, EMI의 발생을 낮춘다.

또한, 제1입력권선(291)에서 생성되어 출력권선(293)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 노이즈 전압은 제2입력권선(292)에서 생성되어 출력권선(293)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 역극성의 노이즈 전압에 의해 상쇄되어 출력선로(23)의 노이즈 전위를 도 1에 비해 훨씬 낮게 하므로, EMI의 발생을 낮춘다.

제2입력권선(292)에서 생성되는 노이즈의 크기를 출력선로(23)의 노이즈 전위를 최소로 하기 위한 상쇄에 필요한 크기로 맞추기 위하여 제1평활캐패시터(26a)의 용량값을 선정할 수 있다. 제1평활캐패시터(26a)의 용량값이 클수록 정류기(25)에 의해 생성되는 노이즈 전류 중 제2평활캐패시터(26b)를 거쳐 제2입력권선(292)으로 흐르는 노이즈 전류가 감소한다. 따라서, 제1평활캐패시터(26a)와 제2평활캐패시터(26b)의 용량값의 비율을 조절하여 최적의 상쇄가 되게 설정할 수 있다.

디자인에 따라서, 제1평활캐패시터(26a)는 제거되고 정류기(25)를 통해 흐르는 전류의 전부를 제2입력권선(292)을 통해 흐르게 할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따르는 클램프회로의 영향을 상쇄시키는 플라이백 컨버터의 또 다른 실시예이다.

도 5에 있어서, 트랜스포머(30)는 제1입력권선(301)과 제2입력권선(302)로 둘로 나뉜 입력권선과 제1출력권선(303)과 제2출력권선(304)로 둘로 나뉜 출력권선을 갖는다. 트랜스포머(30)를 제외한 요소들은 도 2에 대응한다.

도 5에서 정류기(25)에 의한 노이즈 전류에 의해 제1입력권선(301)에서 생성되어 제1출력권선(303)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 노이즈 전압은 제2입력권선(302)에서 생성되어 제2출력권선(303)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 역극성의 노이즈 전압에 의해 상쇄되어 출력선로(23)의 노이즈 전위를 도 1에 비해 훨씬 낮게 하므로, EMI의 발생을 낮춘다.

도 6 내지 도 9는 도 4의 트랜스포머의 실시예들을 보인다.

도 6의 트랜스포머(29a)의 정류기(25)에 의해 생성되는 노이즈 전류에 의해 제1입력권선(291)과 제2입력권선(292)이 상반된 극성의 노이즈 전위를 생성하여, 입력선로(22)와 출력선로(23)로 전달되는 역극성의 노이즈가 상쇄되는 구조를 갖는다. 결합권선(294)는 출력권선(293)이 서로 다른 전위의 변동을 갖는 제1입력권선(291)과 제2입력권선(292)에 용량성으로 결합하지 못하게 차단하면서, 출력권선(293)으로 전위차에 의한 용량성 결합이 작게 생성하게 하는 턴 (Turn) 수를 갖는다. 결합권선(294)은 전도성 EMI를 낮추기 위해 사용되며, 이미 공지된 기술이다.

도 7의 트랜스포머(29b)는 제2입력권선(292)에 의해 출력권선(293)으로 전위차에 의한 용량성 결합이 작게 생성하게 하고, 또한 정류기(25)에 의해 생성되는 노이즈 전류에 의해 제1입력권선(291)에서 생성되어 출력권선(293)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 노이즈와 제2입력권선(292)에서 생성되어 출력권선(293)을 통해 출력선로(23)로 전달되는 역극성의 노이즈를 상쇄시키는 구조를 갖는다. 도 7에서, 정류기(25)에 의해 생성되는 노이즈 전류에 의해 제1입력권선(291)에서 생성되는 노이즈 전압이 제2입력권선(292)에서 생성되는 전압보다 크다. 그러나, 제1입력권선(291)에서 생성되는 노이즈 전압이 제2입력권선(292)에 의해 차단되어 출력권선(293)으로 전달되는 양이 적으므로 제2입력권선(292)에서 생성되는 낮은 역극성의 노이즈로 상쇄시켜 낮출 수 있다.

도 7의 트랜스포머(29b)에 있어서, 제2입력권선(292)과 출력권선(293)의 턴수가 다른 경우 제2입력권선(292)과 출력권선(293) 사이에 전위차에 의한 용량성 결합이 크게 발생하게 된다. 도 8은 그와 같은 경우에 출력권선(293)으로 용량성 결합이 적게 생성하도록 제2입력권선(292)과 출력권선(293) 사이에 결합권선(294)을 위치시킨 것이다.

도 9는 제1입력권선(291)과 제2입력권선(292)이 출력권선(293)을 마주하는 권선층에 나란하게 위치하는 구조를 갖는다.

도 10은 도 5의 트랜스포머(30)의 일 실시예를 보인다.

도 10의 트랜스포머(30)는 정류기(25)에 의해 생성되는 노이즈 전류에 의해 제1입력권선(301)과 제2입력권선(302)에서 역극성으로 대칭된 노이즈 전압을 생성시켜 제1출력권선(303)과 제2출력권선(304)에 전달하여 출력캐페시터(15)에서 상쇄되도록 하는 구조를 가진다.

따라서, 입력선로(22)와 출력선로(23)를 통한 EMI가 도 1에 비해 훨씬 낮아진다.

도 10에서 제1입력권선(301)과 제1출력권선(303) 사이의 전위차에 의한 용량성 결합과 제2입력권선(302)과 제2출력권선(303) 사이의 전위차에 의한 역극성의 용량성 결합이 상쇄되어 낮은 전도 EMI를 제공한다. 더욱 낮은 전도 EMI를 위해 제1입력권선(301)과 제1출력권선(303) 사이와 제2입력권선(302)과 제2출력권선(303) 사이에 각각 제1결합권선과 제2결합권선을 추가할 수도 있다.

이상에서 이 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 이 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 이 발명에서 도시하지 않은 트랜스포머의 권선과 권선 사이에 절연 테이프를 삽입한다든지, 전원장치에서 추가로 필요로 하는 추가적인 제2 혹은 제3의 출력 전압을 인출하기 위한 출력권선들의 추가, 혹은 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

11은 입력 캐페시터, 12는 스위칭소자, 13은 종래기술의 트랜스포머, 14는 출력정류기, 15는 출력캐페시터, 16은 제어부, 18은 다이오드, 19는 캐패시터, 20은 저항, 21은 클램프회로, 22는 입력선로, 23은 출력선로, 24는 트랜스포머, 25는 다이오드, 26은 캐패시터, 27은 저항, 28은 클램프회로, 29와 30은 트랜스포머

Claims

입력평활캐패시터와; 스위칭소자와; 그리고 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과, 상기 입력권선의 전위의 변동과 역극성의 전위의 변동을 갖는 리버스권선과, 그리고 상기 입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자를 포함하는 스위칭형 전원장치의 클램프회로에 있어서,
상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 플라이백 전압을 정류하는 제1다이오드와;
상기 제1다이오드에 의해 정류된 전압을 평활하는 제1캐패시터와;
그리고 상기 제1캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 제1저항을 포함하되,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터는 직렬로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 다른 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 리버스권선을 거쳐 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나로 연결되며,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터와 제1저항은 상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 누설 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 플라이백전압의 첨두치를 제한하며,
상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 외부로 미치는 영향과 상기 제1캐패시터를 통해 상기 리버스권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 리버스권선에서 생성되는 노이즈 전압이 외부로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 상기 스위칭형 전원장치의 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 하는 클램프회로.
제1항의 클램프회로에 있어서, 직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터 사이의 접속점과 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나 사이에 연결되는 제2캐패시터를 더 포함하며, 상기 제1캐패시터와 상기 제2캐패시터의 용량값의 비율의 설정에 따라 상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류 중 상기 리버스권선으로 흐르는 전류의 비율이 설정되는 것을 특징으로 하는 클램프회로.
입력평활캐패시터와; 스위칭소자와; 출력정류기와; 출력평활캐패시터와; 그리고 출력선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서,
페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과; 그리고 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력권선의 전위의 변동과 역극성의 전위의 변동을 갖는 리버스권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;
상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 플라이백 전압을 정류하는 제1다이오드와;
상기 제1다이오드에 의해 정류된 전압을 평활하는 제1캐패시터와;
그리고 상기 제1캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 제1저항을 포함하되,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터는 직렬로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 다른 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 리버스권선을 거쳐 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나로 연결되며,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터와 제1저항은 상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 누설 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 플라이백전압의 첨두치를 제한하며,
상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 외부로 미치는 영향과 상기 제1캐패시터를 통해 상기 리버스권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 리버스권선에서 생성되는 노이즈 전압이 외부로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제3항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터 사이의 접속점과 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나 사이에 연결되는 제2캐패시터를 더 포함하며, 상기 제1캐패시터와 상기 제2캐패시터의 용량 값의 비율의 설정에 따라 상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류 중 상기 리버스권선으로 흐르는 전류의 비율이 설정되는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
입력평활캐패시터와; 스위칭소자와; 출력정류기와; 출력평활캐패시터와; 그리고 출력선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서,
페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 입력권선과; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력권선의 전위의 변동과 역극성의 전위의 변동을 갖는 리버스권선과; 그리고 상기 입력권선과 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 하나 이상의 출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;
상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 플라이백 전압을 정류하는 제1다이오드와;
상기 제1다이오드에 의해 정류된 전압을 평활하는 제1캐패시터와;
그리고 상기 제1캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 제1저항을 포함하되,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터는 직렬로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 다른 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 리버스권선을 거쳐 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나로 연결되며,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터와 제1저항은 상기 자기에너지전달소자의 상기 입력권선의 누설 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 플라이백 전압의 첨두치를 제한하며,
상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 상기 출력선로로 미치는 영향과 상기 제1캐패시터를 통해 상기 리버스권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 리버스권선에서 생성되는 노이즈 전압이 상기 출력선로로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제5항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터 사이의 접속점과 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나 사이에 연결되는 제2캐패시터를 더 포함하며, 상기 제1캐패시터와 상기 제2캐패시터의 용량 값의 비율의 설정에 따라 상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류 중 상기 리버스권선으로 흐르는 전류의 비율이 설정되는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
입력평활캐패시터와; 스위칭소자와; 출력정류기와; 출력평활캐패시터와; 그리고 출력선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서,
페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력평활캐패시터의 일측 단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 그리고 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력평활캐패시터의 다른 단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;
상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선의 플라이백 전압의 합을 정류하는 제1다이오드와;
상기 제1다이오드에 의해 정류된 전압을 평활하는 제1캐패시터와;
그리고 상기 제1캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 제1저항을 포함하되,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터는 직렬로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 다른 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 제2입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터와 상기 제1저항은 상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선의 누설 인덕턴스와 상기 제2입력권선의 누설 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 플라이백 전압의 첨두치의 합을 제한하며,
상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 제1입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 외부로 미치는 영향과 상기 제1캐패시터를 통해 상기 제2입력권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 제2입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 외부로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제 7항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터 사이의 접속점과 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나 사이에 연결되는 제2캐패시터를 더 포함하며, 상기 제1캐패시터와 상기 제2캐패시터의 용량 값의 비율의 설정에 따라 상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류 중 상기 제2입력권선으로 흐르는 전류의 비율이 설정되는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
입력평활캐패시터와; 스위칭소자와; 출력정류기와; 출력평활캐패시터와; 그리고 출력선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서,
페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력평활캐패시터의 일측 단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력평활캐패시터의 다른 일측 단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 그리고 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 하나 이상의 출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;
상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선의 플라이백 전압의 합을 정류하는 제1다이오드와;
상기 제1다이오드에 의해 정류된 전압을 평활하는 제1캐패시터와;
그리고 상기 제1캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 제1저항을 포함하되,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터는 직렬로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 다른 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 제2입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터와 상기 제1저항은 상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선의 누설 인덕턴스와 상기 제2입력권선의 누설 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 플라이백 전압의 첨두치의 합을 제한하며,
상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 제1입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 상기 출력선로로 미치는 영향과 상기 제1캐패시터를 통해 상기 제2입력권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 제2입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 상기 출력선로로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제 9항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터 사이의 접속점과 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나 사이에 연결되는 제2캐패시터를 더 포함하며, 상기 제1캐패시터와 상기 제2캐패시터의 용량 값의 비율의 설정에 따라 상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류 중 상기 제2입력권선으로 흐르는 전류의 비율이 설정되는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
입력평활캐패시터와; 스위칭소자와; 출력정류기와; 출력평활캐패시터와; 그리고 출력선로를 포함하는 스위칭형 전원장치에 있어서,
페라이트 코어와; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력평활캐패시터의 일측 단자와 상기 스위칭소자의 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제1입력권선과; 상기 페라이트 코어에 감겨지고, 상기 입력평활캐패시터의 다른 일측 단자와 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자와의 사이에 접속되어, 상기 스위칭소자의 스위칭 동작에 의해 전류의 흐름 및 자기에너지의 전달이 단속되는 제2입력권선과; 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 제1출력권선과; 그리고 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선에 자기적으로 결합하여 에너지를 인출하는 제2출력권선을 포함하는 자기에너지전달소자와;
상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선과 상기 제2입력권선의 플라이백 전압의 합을 정류하는 제1다이오드와;
상기 제1다이오드에 의해 정류된 전압을 평활하는 제1캐패시터와;
그리고 상기 제1캐패시터의 충전 전압을 방전시키는 제1저항을 포함하되,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터는 직렬로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터의 다른 일측 끝 단자는 상기 자기에너지전달소자의 상기 제2입력권선의 단자 중 상기 스위칭소자의 다른 일측 단자로 연결되는 단자로 연결되고,
상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터와 상기 제1저항은 상기 자기에너지전달소자의 상기 제1입력권선의 누설 인덕턴스와 상기 제2입력권선의 누설 인덕턴스에 축적되는 에너지에 의해 생성되는 플라이백 전압의 첨두치의 합을 제한하며,
상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류에 의해 상기 제1입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 상기 출력선로로 미치는 영향과 상기 제1캐패시터를 통해 상기 제2입력권선으로 흐르는 전류에 의해 상기 제2입력권선에서 생성되는 노이즈 전압이 상기 출력선로로 미치는 영향이 서로 역극성이어서 상쇄되어 EMI의 발생이 낮아지는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제 11항의 스위칭형 전원장치에 있어서, 직렬로 연결된 상기 제1다이오드와 상기 제1캐패시터 사이의 접속점과 상기 입력평활캐패시터의 양 단자 중의 하나 사이에 연결되는 제2캐패시터를 더 포함하며, 상기 제1캐패시터와 상기 제2캐패시터의 용량 값의 비율의 설정에 따라 상기 제1다이오드를 통해 흐르는 전류 중 상기 제2입력권선으로 흐르는 전류의 비율이 설정되는 것을 특징으로 하는 스위칭형 전원장치.
제 3항 내지 제 12항 중의 어느 한 스위칭형 전원장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조된 물품.