KR19980027255U

KR19980027255U - 개선된 스위칭 트랜지스터

Info

Publication number: KR19980027255U
Application number: KR2019960040178U
Authority: KR
Inventors: 김대훈
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1998-08-05

Abstract

본 고안은 개선된 스위칭 트랜지스터에 관한 것으로, 본 고안의 장치는, PWM 제어 신호에 의해 구동 신호를 출력하는 구동부(1)와 ; 상기 구동 신호에 의해 스위칭 온/오프되는 스위칭 트랜지스터(2)가 구비된 모니터에 있어서, 상기 구동 신호에 의해 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단( 혹은 베이스단) 에 일정 전압을 신속히 공급하여 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 턴온시키는 제 1 다이오드(10)와 ; 상기 구동 신호에 의해 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단( 혹은 베이스단 )에 걸린 전압을 신속히 방출하여 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 턴오프시키는 제 2 다이오드(20)로 구성되어 있어, 상기 제 1 다이오드(10)에 의해 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 베이스단에 일정 전압을 신속히 공급하여 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 신속히 스위 온시키고, 상기 제 2 다이오드(20)에 의해 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 베이스단에 걸린 전압을 신속히 방출하여 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 신속히 스위칭 오프시킴으로써, 스위칭 트랜지스터(2)의 스위칭 온/오프 속도를 증가시켜, 스위칭 트랜지스터의 특성을 개선시킨다는 데 그 효과가 있다.

Description

개선된 스위칭 트랜지스터 ( An improved switching-transister )

본 고안은 스위칭 트랜지스터에 관한 것으로, 특히 스위칭 트랜지스터의 온/오프 스위칭 속도를 증가시킨 개선된 스위칭 트랜지스터에 관한 것이다.

일반적으로 모니터의 전원 공급 회로는 모니터내의 각 부분에서 필요로 하는 전압를 적절히 공급해주는 역할을 수행하는데, 이에 관련된 기술로 최근 선형 전원( Linear Power Supply )보다 소형, 경량이면서 효율이 높은 SMPS( Switched Mode Power Supply )라는 스위칭 전원이 급속히 발전하고 있는 추세에 있다.

특히, 상기 스위칭 전원(SMPS)으로부터 고압 회로나 수평 출력 회로에 공급되는 전압은 수평 주파수에 따라 그 전압 크기가 변해야 하므로( 이러한 전압을 B+ 전압이라 한다 ), 플라이백 트랜스포머의 출력 전압 중 하나를 피드백시켜 기준 전압과 비교하여 PWM 제어 신호를 출력함으로써, B+ 전압을 변화시킨다.

즉, 도 1 에 도시된 바와 같이 스위칭 트랜지스터(2)의 드레인단을 통해 스위칭 전원(5)으로부터 직류 전원 전압( 통상 200V )을 인가받아, 소오스단을 통해 상기 직류 전원 전압을 코일(L)의 한쪽단에 공급한다. 이에 따라 상기 코일(L)의 다른 한쪽단을 통해 출력된 전원 전압(B+)은 플라이백 트랜스포머(3)로 공급된다.

이때, PWM 제어부(4)로부터 출력된 PWM( Pulse Width Modulation : 펄스폭 변조 ) 제어 신호에 의해 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 스위칭 온/오프( ON/OFF )가 조절된다.

즉, 상기 스위칭 트랜지스터(2)가 PWM 제어 신호에 따라 일정 시간 동안 오프 상태를 유지하다 온 상태로 천이하면, 드레인단을 통해 공급된 전원 전류가 소오스단을 통해 코일(L)로 흐른다.

이때, 상기 PWM 제어부(4)는 피드백 단자를 통해 플라이백 트랜스포머(3)로부터 출력되는 전압을 입력받아, 상기 피드백 전압이 내부 기준 전압보다 크면 온 타임이 짧은 PWM 제어 신호를 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단에 공급하여, 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 온 타임을 짧게 조절함으로써, 상기 플라이백 트랜스포머(3)의 입력 전압 및 출력 전압의 크기를 변화시킨다.

반대로, 상기 피드백 전압이 기준 전압보다 작으면 온 타임이 긴 PWM 제어 신호를 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단에 공급함으로써, 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 온 타임을 길게 조절한다.

즉, PWM 제어부(4)는 플라이백 트랜스머(3)로부터 출력된 전압을 궤환 입력받아 내부 기준 전압과 비교함으로써, PWM 제어 신호의 듀티 싸이클( Duty cycle )를 조절하도록 되어 있다.

여기서 상기 구동부(1)는 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 충분히 구동시키기 위한 것으로, PWM 제어부(4)로부터 출력되는 PWM 제어 신호의 온/오프 상태에 따라 스위칭 트랜지스터(2)에 충분한 베이스 전류를 공급 또는 차단시킨다.

상기 스위칭 트랜지스터(2)의 동작을 좀더 자세히 살펴보면, 상기 PWM 제어부(4)에서 출력된 PWM 제어 신호가 온 타임일 때 상기 구동부(1)의 제 2 구동 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 스위칭 전원(5)으로부터 공급된 전원 전압이 제너 다이오드( ZD : 통상 제너 전압이 12V )를 통해 커패시터(C1)를 거쳐 제 2 구동 트랜지스터(Q2)의 콜렉터단에 인가되어 에미터단을 통해 접지로 바이패스된다. 이에 따라 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 베이스단에 연결된 커패시터(C1)의 한쪽단에 양(+) 전압이 걸려 상기 스위칭 트랜지스터(2)가 스위칭 온된다.

반대로 상기 PWM 제어 신호가 오프 타임일 때 상기 제 1 트랜지스(Q1)가 턴온되므로, 상기 전원 전압(Vcc)이 상기 제 1 구동 트랜지스터(Q1)의 에미터단에 인가되어 콜렉터단을 통해 커패시터(C1)를 거쳐 스너버 회로(6)로 방출된다.

이에 따라 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단에 연결된 커패시터(C1)의 한쪽단에 음(-) 전압이 걸려 상기 스위칭 트랜지스터(2)가 스위칭 오프된다.

이때 상기 스너버 회로(6)는 스위칭 트랜지스터(2)의 소오스-드레인간 전압()이 급격히 상승하는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 소오스-드레인간 전압()이 안정 동작 영역에 들어갈 수 있도록 한다.

상기 스너버 회로(6)의 동작을 살펴보면, 상기 스위칭 트랜지스터(2)가 턴오프되는 순간, 커패시터(C2)와 다이오드(D2)로 전류를 흘려서 스위칭 트랜지스터(2)의 소오스-드레인간의 전압() 상승을 떨어지게 한다. 즉, 다이오드(D2)는 스위칭 트랜지스터(2)의 턴오프시 저항(R5)을 단락시키고 커패시터(C2)의 전압 흡수 효과를 상승시킨다. 또한 저항(R5)은 스위칭 트랜지스터(2)가 턴온하는 순간 상기 커패시터(C2)의 전하를 급속히 방전시키고 스위칭 트랜지스터(2)의 소오스 전류가 지나치게 상승하는 것을 방지한다.

또한, 상기 제너 다이오드(ZD)는 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단과 드레인단의 전압 차이를 제너 전압(12V)으로 고정시켜, 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 동작시킨다.

이와 같이 트랜지스터를 스위칭 트랜지스터로 사용할 경우, PWM 제어 신호에 의한 온/오프 스위칭 속도가 빠를수록 그 특성이 우수하므로, 온/오프 스위칭 속도를 개선할 필요가 있다.

이에 본 고안은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로, PWM 제어 신호에 의해 상기 파워 트랜지스터(2)의 온/오프 스위칭을 신속하게 수행하도록 되어진 개선된 파워 트랜지스터를 제공하는 데 그 목적이 있다.

PWM 제어 신호에 의해 구동 신호를 출력하는 구동부와 ; 상기 구동 신호에 의해 스위칭 온/오프되는 스위칭 트랜지스터가 구비된 모니터에 있어서, 상기 구동 신호에 의해 스위칭 트랜지스터의 게이트단( 혹은 베이스단 )에 일정 전압을 신속히 공급하여 상기 스위칭 트랜지스퍼를 턴온시키는 제 1 다이오드와 ; 상기 구동 신호에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트단( 혹은 베이스단 )에 걸린 전압을 신속히 방출하여 상기 스위칭 트랜지스터를 턴오프시키는 제 2 다이오드로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 고안의 장치는 상기 제 1 다이오드에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트단( 혹은 베이스단 )에 일정 전압을 신속히 공급하여 상기 스위칭 트랜지스터를 신속히 스위 온시키고, 상기 제 2 다이오드에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트단( 혹은 베이스단 )에 걸린 전압을 신속히 방출하여 상기 스위칭 트랜지스터를 신속히 스위칭 오프시킴으로써, 스위칭 트랜지스터의 스위칭 온/오프 속도를 증가시키도록 된 것이다.

도 1 은 일반적인 스위칭 트랜지스터와 그 주변 회로를 도시한 회로도,

도 2 는 본 고안에 따른 개선된 스위칭 트랜지스터를 적용한 실시예의 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭

1 : 구동부 2 : 스위칭 트랜지스터

3 : 플라이백 트랜스포머 4 : PWM 제어부

5 : 스위칭 전원 6 : 스너버 회로

10 : 제 1 다이오드 20 : 제 2 다이오드

Q 1,2 : 제 1,2 구동 트랜지스터 R 1,2,3,4,5 : 저항

D 1,2,3 : 다이오드 C 1,2 : 커패시터

ZD : 제너 다이오드 L : 코일

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시예에 대하여 자세히 살펴보도록 한다.

도 2 는 본 고안에 따른 개선된 스위칭 트랜지스터와 그 주변 회로를 도시한 회로도이다.

본 고안에 따른 장치는 도 2 에 도시된 바와 같이, 구동부(1)와, 스위칭 트랜지스터(2)와, 플라이백 트랜스포머(3)와, PWM 제어부(4)와, 스위칭 전원(5)과, 스너버 회로(6)와, 제 1 다이오드(10), 및 제 2 다이오드(20)로 구성되어 있다.

이어서 상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 장치의 동작 및 효과를 자세히 살펴보도록 한다.

먼저, 상기 PWM 제어부(4)에서 출력된 PWM 제어 신호가 온 타임일 때 상기 구동부(1)의 제 2 구동 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 스위칭 전원(5)으로부터 공급된 전원 전압이 제너 다이오드( ZD : 통상 제너 전압이 12V )를 통해 커패시터(C1)를 거쳐 제 2 구동 트랜지스터(Q2)의 콜렉터단에 인가되어 에미터단을 통해 접지로 바이패스된다. 이에 따라 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 베이스단에 연결된 커패시터(C1)의 한쪽단에 양(+) 전압이 걸려 상기 스위칭 트랜지스터(2)가 스위칭 온된다.

이때, 상기 제 1 다이오드(10)에 의해 상기 스위칭 전원(5)이 신속하게 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단에 인가되어, 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 신속하게 스위칭 온시킨다.

반대로, 상기 PWM 제어 신호가 오프 타임일 때 상기 제 1 트랜지스(Q1)가 턴온되므로, 상기 전원 전압(Vcc)이 상기 제 1 구동 트랜지스터(Q1)의 에미터단에 인가되어 콜렉터단을 통해 커패시터(C1)를 거쳐 스너버 회로(6)로 방출된다.

이때 상기 제 2 다이오드(20)에 의해 상기 전원 전압(Vcc)이 신속하게 스너버 회로(6)로 방출시켜, 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 신속하게 스위칭 오프시킨다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 장치는, 상기 제 1 다이오드(10)에 의해 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 베이스단에 일정 전압을 신속히 공급하여 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 신속히 스위 온시키고, 상기 제 2 다이오드(20)에 의해 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 베이스단에 걸린 전압을 신속히 방출하여 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 신속히 스위칭 오프시킴으로써, 스위칭 트랜지스터(2)의 스위칭 온/오프 속도를 증가시켜, 스위칭 트랜지스터의 특성을 개선시킨다는 데 그 효과가 있다.

Claims

PWM 제어 신호에 의해 구동 신호를 출력하는 구동부(1)와 ; 상기 구동 신호에 의해 스위칭 온/오프되는 스위칭 트랜지스터(2)가 구비된 모니터에 있어서,

상기 구동 신호에 의해 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단( 혹은 베이스단 )에 일정 전압을 신속히 공급하여 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 턴온시키는 제 1 다이오드(10)와 ;

상기 구동 신호에 의해 상기 스위칭 트랜지스터(2)의 게이트단( 혹은 베이스단 )에 걸린 전압을 신속히 방출하여 상기 스위칭 트랜지스터(2)를 턴오프시키는 제 2 다이오드(20)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 개선된 스위칭 트랜지스터