KR19990009693A - 전력궤환을 이용한 부스트업 역률개선회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력궤환을 이용한 부스트업(Boost-up)역률개선회로에 관한 것으로, 특히 트랜스퍼머의 권선을 이용하여 역률개선회로에서 출력되는 전류를 고주파 전류로 전력궤환시켜 역률을 개선시키는 부스트업 역률개선회로에 관한 것이다.
종래 역률개선회로를 채용한 영상기기의 초기 파워 온시 역률개선부의 출력전압이 높게 나타나 이의 높은 전압이 콘덴서(C1)에 충전되어 상기 역률개선부의 초기 출력전압이 안정되기도 전에 전원공급부에 공급되므로서, 역률개선회로의 출력전압이 불안정하여 제품의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 역률개선부에서 출력되는 전류를 각각의 트랜스퍼머 권선을 이용해 고주파 전류로 전력궤환시킴으로서 역률을 개선시켜 부하측에 안정된 전원을 공급할 수 있도록 하여 제품의 품질을 향상시키고자 하는데 목적이 있는 것이다.

Description

전력궤환을 이용한 부스트업 역률개선회로
본 발명은 전력궤환을 이용한 부스트업(Boost-up)역률개선회로에 관한 것으로, 특히 트랜스퍼머의 권선을 이용하여 부스트업 역률개선회로에서 출력되는 전류를 고주파 전류로 전력궤환시켜 역률을 개선시키는 부스트업 역률개선회로에 관한 것이다.
종래 역률개선회로를 채용한 영상기기 전원회로 및 절전회로의 구성은 도 1에 도시된 바와같이, 입력되는 교류전원을 전파정류하는 정류부(1)와, 상기 정류부(1)에서 정류된 전원의 역률을 개선시키는 역률개선부(2)와, 상기 역률개선부(2)를 통해 입력되는 전원을 기기에 공급하도록 스위칭 동작하는 전원공급부(SMPS:SWITCH MODE POWER SUPPLY)(3)와, DPM노말모드에서 하이신호를 출력하고 DPM오프모드에서 로우신호를 출력하여 전원공급부(3)를 제어하는 마이컴(4)으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래 역률개선회로를 채용한 영상기기 전원회로 및 절전회로의 동작 설명은 다음과 같다.
먼저, 외부에서 교류전원(AC)이 입력되면 상기 입력된 교류전원은 정류부(1)를 통해 직류전원(DC)으로 전파 정류된 후 역률개선부(2)에 입력된다.
이때, 상기 전파 정류되어 입력된 직류전원은 역률개선부(2)에 포함된 코일(L1)과 다이오드(D1)를 통해 콘덴서(C1)에서 평활된 후 전원공급부(3)에 공급되고 상기 전원공급부(3)에서는 평활되어 입력된 직류전원을 이용하여 영상기기에 전원을 공급하게 된다.
즉, 상기 역률개선부(2)에 포함된 역률개선조정기(2a)의 제어를 받아 트랜지스터(Q1)가 스위칭 동작을 하면 입력된 교류전원의 역률을 개선시킨후 이를 출력시키는데, 특히 전류파형은 사인파에 가깝도록 하여 입력되는 교류전원의 역률을 향상시켜서 다이오드(D1)와 콘덴서(C1)를 통해 직류전원을 전원공급부(3)에 전달하게 된다.
이때, 마이컴(4)은 DPM노말모드에서 하이신호를 출력하여 상기 전원공급부(3)가 풀전력을 영상기기에 공급하도록 제어동작을 하며, DPM오프모드에서는 로우신호를 출력하여 영상기기가 절전상태로 들어가도록 상기 전원공급부(3)의 전원공급을 차단시키는 제어동작을 하게 되므로서 소비전력을 최소화 시킬수 있다.
그러나, 영상기기의 초기 파워 온시 역률개선부의 출력전압이 높게 나타나 이의 높은 전압이 콘덴서(C1)에 충전되어 역률개선부의 초기 출력전압이 안정되기도 전에 전원공급부에 공급되므로서, 역률개선회로의 출력전압이 불안정하여 제품의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 역률개선부에서 출력되는 전류를 각각의 트랜스퍼머 권선을 이용해 고주파 전류로 전력궤환시킴으로서 역률을 개선시켜 부하측에 안정된 전원을 공급할 수 있도록 하여 제품을 품질을 향상시키고자 하는데 그 주된 목적이 있는 것이다.
도 1은 종래 역률개선회로를 채용한 영상기기 전원 및 절전회로의 구성도
도 2는 본 발명 전력궤환을 이용한 부스트업 역률개선회로도
상기 목적 달성을 위한 본 발명 전력궤환을 이용한 부스트업 역률개선회로의 구성은 도 2에 도시된 바와같이, 입력되는 교류전원(AC)전원을 직류전원(DC)으로 전파 정류하는 정류부(21)와, 상기 정류부(21)에서 정류된 전원의 역률을 개선하여 출력시키는 부스트업 역률개선부(22)와, 상기 부스트업 역률개선부(22)에서 출력된 직류전원을 평활하는 콘덴서(C1)와, 상기 콘덴서(C1)에 의해 평활된 직류전원에 따라 스위칭 제어동작하는 펄스폭변조부(23)와, 상기 펄스폭변조부(23)의 스위칭 제어에 따라 권선 전류를 스위칭하여 자화 인덕턴스에 의해 에너지를 축적시키는 트랜스퍼머(24)와, 상기 트랜스퍼머(24)의 자화 인덕턴스에 의해 축적된 에너지를 전력궤환시키는 전력궤환부(25)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명 전력궤환을 이용한 부스트업 역률개선회로의 작용동작은 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 외부에서 공급된 교류전원(AC)이 정류부(21)에 입력되면 상기 정류부(21)는 입력된 교류전원을 직류전원(DC)으로 정류하여 부스트업 역률개선부(22)로 출력시키고 상기 부스트업 역률개선부(22)에서는 입력된 직류전원을 권선(N2-1)과 다이오드(D2)를 통해 콘덴서(C1)로 출력시킨다.
상기 콘덴서(C1)는 부스트업 역률개선부(22)에 의해 역률개선된 직류전원을 평활시키며 이때, 펄스폭변조부(23)의 스위칭 제어동작에 의해 트랜스퍼머(24)의 권선 전류가 스위칭되어진다.
즉, 상기 펄스폭변조부(23)가 온 스위칭되면 트랜스퍼머(24)의 2차측 권선에는 1차측 권선과 반대 극성의 전압이 발생되므로 다이오드(D3)(D4)에는 역바이어스(-)의 전류가 흐르면서 차단되어져 2차 권선에는 전류가 흐르지 못해 1차 권선으로만 전류가 흘러 자화 인덕턴스에 의해 에너지가 축적되는 것이다.
이때, 펄스폭변조부(23)가 오프 스위칭일 경우 트랜스퍼머(24)의 2차 권선에는 전상태와 반대 극성의 전압이 발생되므로 다이오드(D3)(D4)는 온되어 정바이어스(+)의 전류가 통과되므로서 상기 자화 인덕턴스에 의해 축적된 에너지는 다이오드(D3)(D4)를 통해 방출되는 것이다.
이를 구체화하고자 상기 트랜스퍼머(24)의 1차측에 전압평행조건을 적용시키면, 다이오드(D3)의 출력전압은＝ (단 D는 DUTY)로서,
상기 전력궤환부(25)의 다이오드(D3)를 통하면서 자화 인덕턴스에 의해 축적된 에너지는 저항(R1)을 통해 방출되는데 상기 다이오드(D3) 및 저항(R1)을 통하여 방출된 에너지에 따라 트랜스퍼머(T1)의 권선(N1-1)에는 전류가 흐르게 되며, 상기 저항(R1)은 다이오드(D3)의 방출전류를 제어함과 동시에 역률개선부(22)의 역률도 제어할 수 있다.
즉, 다이오드(D3)를 통해 방출된 전류는 권선(N1-1)의 자화 인덕턴스에 의해 다시 에너지로 축적되는 것으로 펄스폭변조부(23)의 온 스위칭 동작시 상기 축적된에너지는 권선(N2-1)에 영향을 주게 되므로서 상기 권선(N2-1)의 축적에너지는 다이오드(D2)를 통하여 콘덴서(C1)에서 부스트업되는 것이다.
따라서, 부스트업 역률개선부(22)의 권선(N2-1)의 전류는 펄스폭변조부(23)의 주파수와 같이 고주파로 동작함으로서 종래 역률개선회로가 적용되지 않을때보다 더욱더 기본파에 가깝게 만들수 있는 것이다.
다시말해, 상기와 같이 부스트업 역률개선부(22)를 통과한 전류를 트랜스퍼머(24)의 권선(N2-2)과 트랜스퍼머(T1)의 권선(N1-1)을 이용해 고주파 전류로 전력궤환시킴으로서 역률을 개선시키고 있다.
상기와 같이 작용하는 본 발명 전력궤환을 이용한 부스트업 역률개선회로는 부스트업 역률개선회로에서 출력되는 전류를 각각의 트랜스퍼머 권선을 이용해 고주파 전류로 전력궤환시킴으로서 역률을 개선시켜 부하측에 안정된 전원을 공급할 수 있도록 하여 제품을 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 입력되는 교류전원(AC)전원을 직류전원(DC)으로 전파 정류하는 정류부와, 상기 정류부에서 정류된 전원의 역률을 개선하여 출력시키는 부스트업 역률개선부와, 상기 부스트업 역률개선부에서 출력된 직류전원을 평활하는 콘덴서와, 상기 콘덴서에 의해 평활된 직류전원에 따라 스위칭 제어동작하는 펄스폭변조부와, 상기 펄스폭변조부의 스위칭 제어에 따라 권선 전류를 스위칭하여 자화 인덕턴스에 의해 에너지를 축적시키는 트랜스퍼머와, 상기 트랜스퍼머의 자화 인덕턴스에 의해 축적된 에너지를 전력궤환시키는 전력궤환부로 구성된 것을 특징으로 하는 전력궤환을 이용한 부스트업 역률개선회로
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