KR19980075085A

KR19980075085A - 코일과 저항으로 구성되는 지연회로

Info

Publication number: KR19980075085A
Application number: KR1019970011160A
Authority: KR
Inventors: 현승규; 이안국; 김효영; 박철완
Original assignee: 이형도; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-11-05

Abstract

본 발명은 스위칭모드파워써플라이어에서 전력효율을 높이고 잡음을 제거하기 위하여 구성이 간단하면서도 정확하게 안정되게 의사공진되도록, 변압기, 1차측회로인 상기 변압기, 1차측회로인 상기 변압기 1차권선에 연결되어 스위칭되는 스위칭부, 상기 스위칭부에 직렬로 연결되는 커패시턴스, 제1저항 및 2차측회로로 구성되는 스위칭모드파워써플라이어에 있어서,상기 제1저항에 일단이 연결되고, 타단이 변압기 2차권선에 연결되며, 코일과 제2저항이 병렬로 연결되는 지연부가 구비되는 것이다.

Description

코일과 저항으로 구성되는 지연회로

제1도는 종래 기술에 따른 지연회로를 나타낸 회로도,

제2도는 본 발명에 따른 코일과 저항으로 구성되는 지연회로를 나타낸 회로도,

제3도는 전계효과 트랜지스터의 동작 파형도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20:지연부 21:1차권선

22:2차권선 23,Q:스위칭부

T:변압기 C,C1:커패시턴스

L:코일 R1,R2:제1 및 제2저항

Rn:리조누바

본 발명은 코일과 저항으로 구성되는 지연회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스위칭모드파워써플라이어(SMPS)에서 스위칭시에 발생되는 잡음을 저감시키고 전력효율을 증대시키며 의사공진(Quasi-Resonant)되도록 코일과 저항으로 구성되는 지연회로에 관한 것이다.

일반적으로 변압기(Transformer), 상기 변압기에 대한 1차측회로 및 2차측회로로 구성되는 스위칭모드파워써플라이어에서, 상기 1차회로에 구성된 스위칭부가 온과 오프로 스위칭될때, 상기 스위칭부에서 사용되는 전압과 전류가 서로 교차되는 정도가 최소로 되거나, 바람직하게는 전압과 전류가 서로 교차됨이 없는 제로크로싱(Zero-Crossing)이 되어서 전력효율을 높이고 잡음이 저감되도록 의사공진 또는 공진 등으로 동작되는 회로가 사용된다.

제1도는 종래 기술에 따른 회로를 나타내는 회로도이다. 종래 기술에 따른 지연회로는 스위칭모드파워써플라이어의 1차측에서 변압기(T)에 연결되어 스위칭되는 스위칭부(Q)의 게이트(gate)에 일단이 직렬로 연결된 커패시턴스(C)와, 상기 스위칭부(Q)의 게이트에 일단이 직렬로 연결된 커패시턴스(C)의 타단에 직렬로 일단이 연결되는 저항(R)과, 상기 저항(R)이 타단에 일단이 직렬로 연결되고 타단이 변압기(T) 1차측에 연결되는 리조누바(Rn)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 지연회로는 가포화코일로 구성되는 리조누바(Resonubber;resonant snubber)(Rn)가 사용되는데, 상기의 리조누바(Rn)의 특성은 인가되는 신호에 의하여 어느 정도의 시간이 흐른 뒤에 상기 리조누바(Rn)의 코일이 포화되어 턴-온되고, 상기 리조누바(Rn)의 턴-온에 의하여 게이트가 연결된 상기 스위칭부(Q)가 스위칭되어서 제어된다. 따라서, 상기와 같이 리조누바(Rn)로 구성되는 회로는, 상기 리조누바(Rn)의 소자특성에 의하여 인가되는 신호가 소정시간동안 지연되는 일종의 지연회로로 동작되는 것이다.

그러나, 인가되는 신호에 의하여 전계효과 트랜지스터로 구성되는 스위칭부가 스위칭될 때, 상기 스위칭부인 전계효과 트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프 등의 동작에서 온도 상승 또는 온도 하강 등의 소자특성상 동작온도의 변화폭이 크게 변화되기 때문에, 스위칭부를 구성하는 스위칭소자의 스위칭동작시에 위상발진이 야기되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 스위칭모드파워써플라이어에서 전력효율을 높이고 잡음을 제거하기 위하여 구성이 간단하면서도 정확하고 안정되게 의사공진되도록 코일과 저항으로 구성되는 지연회로를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은;

변압기, 1차측회로인 상기 변압기 1차권선에 연결되어 스위칭되는 스위칭부, 상기 스위칭부에 직렬로 연결되는 커패시턴스, 제1저항 및 2차측회로로 구성되는 스위칭모드파워써플라이어에 있어서, 상기 제1저항에 일단이 연결되고, 타단이 변압기 2차권선에 연결되며, 코일과 제2저항이 병렬로 연결되는 지연부가 구비되는 코일과 저항으로 구성되는 지연회로에 있는 것이다.

이하 첨부도면에 의하여 본 발명에 따른 코일과 저항으로 구성되는 지연회로의 바람직한 일실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 코일과 저항으로 구성되는 지연회로를 나타낸 회로도이고, 제3도는 전계효과 트랜지스터의 동작 파형도이다.

본 발명에 따른 코일과 저항을 구성되는 지연회로는

변압기, 상기 변압기에 대하여 1차측회로인 상기 변압기(T) 1차권선(21)에 연결되어 스위칭되는 전계효과 트랜지스터인 스위칭(23), 상기 스위칭부(23)에 직렬로 연결되는 커패시턴스(C), 제1저항(R1) 및 2차측회로로 구성되는 스위칭모드파워써플라이어에 있어서, 상기 제1저항(R1)에 일단이 연결되고, 타단이 변압기(T) 2차권선(22)에 연결되며, 코일(L)과 제2저항(R2)이 병렬로 연결되는 지연부(20)가 구성된다.

바람직하게는, 상기 지연부(20)의 제2저항은 가변저항으로 되는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태에 대해서 설명한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 코일과 저항으로 구성되는 지연회로는, 제3도에서 도시한 바와 같이, I기간에는, 전계효과 트랜지스터인 스위칭(23)가 턴-오프되면서 전압(Vds)이 증가되기 시작하고, 상기 턴-오프되는 스위칭부(23)의 드레인(drain)과 소스(source)사이의 전압(Vds)은 스위칭부(23)의 게이트에 연결된 커패시턴스(C)에 충전되기 때문에 완만하게 기동(rising)된다. 상기 커패시턴스(C)가 없는 경우에는 상기 기동되는 시간(tr)이 작아지고, 상기 기동되는 시간에 스위칭부(23)로 인가되는 전류(Ip)와 전압(Vds)이 겹치는 중첩부분이 커지기 때문에, 상기 스위칭부(23)인 전계효과 트랜지스터에서 열이 발생되고 파워써플라이의 효율이 저감되게 된다.

Ⅱ 기간에는, 스위칭(23)의 전계효과 트랜지스터가 턴-오프된 상태(toff)로서, 변압기(T) 2차측회로의 출력단으로 전류(Is)가 흐른다.

Ⅲ기간에는, 지연부(20)의 코일(L)과 제2저항(R2)의 값에 의하여 결정되는 지연시간(td:delay time)이 발생되며, 이 기간에는 변압기(T)의 1차권선(Lp)(21)과 스위칭부(23)에 병렬로 연결된 캐피시턴스(C1)가 공진한다. 이들의 관계는 T=2π√LpCl로 되고, td/T/2로 되는 경우에 제로크로싱되어 최대의 효율을 갖기 때문에, 상기 지연부(20)에서 상기 지연시간(td)이 T/2로 되도록 상기 코일(L) 및 제2저항(R2)의 소자값을 결정하여 지연시키면, 스위칭부(23)로 인가되는 전류(Ip)와 전압(Vds)이 제로크로싱(zero-crossing)에 근접되도록 최소한 중첩되어서 파워써플라이가 최대의 효율로 동작되게 된다.

한편, 상기 식에서 링깅(ringing)되는 전압(Vds)의 한주기를 나타내는 T는 제3도에서 점선으로 도시된 바와 같이, 지연시간(td)이 시작되는 Ⅲ기간에서부터 전계효과 트랜지스터가 턴-온되어 링깅되는 전압(Vds)의 첫번째 파형까지 한주기를 나타낸다.

Ⅳ기간에는, 스위칭부(23)가 턴-온된 상태(ton)로 되어서 전류(Ip)가 스위칭부(23)의 드레인과 소스 사이에 흐른다.

한편, 상기 지연부(20)의 코일(L)은 신호가 지연되도록 작용되는 것이고, 상기 제2저항(R2)은 지연시간(td)의 위치조정이 되도록 작용되는 것으로써, 상기 코일(L)이 단독으로 사용되는 경우에는 파워써플라이의 효율이 크게 저감되고 지연시간(td)의 위치제어가 어렵게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 코일과 저항으로 구성되는 지연회로는 종래기술에서와 같이 리조누바 등의 특수소자가 아닌 코일 및 저항 등의 일반소자로 용이하게 구성되고, 스위칭 작잡이 저감되어 잡음을 제거하기 위한 다른 소자들의 사용이 줄어들기 때문에 파워써플라이가 소형화되며, 스위치소자의 온도 변화에 따른 지연시간의 변화폭이 최소화되기 때문에 파워써플라이의 효율이 향상되는 특징을 지닌다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

Claims

변압기, 1차측회로인 상기 변압기 1차권선에 연결되어 스위치되는 스위칭부, 상기 스위칭부에 직렬로 연결되는 커패시턴스, 제1저항 및 2차측회로로 구성되는 스위칭모드파워써플라이어에 있어서, 상기 제1저항에 일단이 연결되고, 타단이 변압기 2차권선에 연결되며, 코일과 제2저항이 병렬로 연결되는 지연부가 구비되는 것을 특징으로 하는 코일과 저항으로 구성되는 지연회로.
제1항에 있어서,

상기 제2저항은 가변저항인 것을 특징으로 하는 코일과 저항으로 구성되는 지연회로.