KR20000009293A - Power factor improving circuit of ac input terminal for power supply - Google Patents

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KR20000009293A KR1019980029586A KR19980029586A KR20000009293A KR 20000009293 A KR20000009293 A KR 20000009293A KR 1019980029586 A KR1019980029586 A KR 1019980029586A KR 19980029586 A KR19980029586 A KR 19980029586A KR 20000009293 A KR20000009293 A KR 20000009293A
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홍승무
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Abstract

PURPOSE: A power factor improving circuit is provided to improve power factor of an AC input terminal for a power supply, but yet to prevent an additional power loss by forming the circuit using only a reactor and a capacitor. CONSTITUTION: The power factor improving circuit has input terminals(L11, L12)) for inputting AC voltage and a reactor(USR) for outputting ground current by grounding current generated when the AC voltage is inputted through the input terminal(L11). The AC voltage transmitted from the reactor(USR) is rectified by a bridge diode(BD), then outputted as a DC voltage. The DC voltage is smoothed by smoothing capacitors(C1, C2) coupled to the bridge diode(BD) in parallel. The ground current is compensated by a compensating capacitor(C3) such that a phase of the ground current becomes the same as the DC voltage when the ground current flows along the smoothing capacitors(C1, C2). The compensating capacitor(C3) is disposed between the input terminals(L11, L12) and the smoothing capacitors(C1, C2).

Description

전원공급장치의 교류 입력단의 역률 개선회로Power factor improvement circuit of AC input terminal of power supply

본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 교류 입력단의 역률을 개선하기 위한 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply, and more particularly to a circuit for improving the power factor of the AC input stage.

일반적으로 전원공급장치는 110V/220V의 교류(AC: Alternative Current)전압을 브리지다이오드(bridge diode) 등을 이용하여 전파정류시키고 캐패시터 등을 이용하여 평활시킴으로써 안정화된 직류(DC: Direct Current)전압을 출력하는 장치를 말한다. 이러한 전원공급장치는 각종 전기, 전자 및 통신기기 등에 필수불가결하게 사용되고 있다. 이때 출력되는 DC전압은 전원공급장치가 어떠한 기기에 사용되느냐에 따라 승압 또는 강압 처리되어 출력되게 된다. 그리고 이러한 전원공급장치가 양질의 전원을 공급할 수 있도록 하기 위해, 교류 입력측에는 전원공급장치 전체의 역률을 개선시키기 위한 회로가 또한 필수불가결하게 구비된다.In general, the power supply unit rectifies a direct current (DC) voltage stabilized by full-wave rectification by using an AC (Alternative Current) voltage of 110V / 220V by using a bridge diode, and smoothing by using a capacitor. Refers to the output device. Such power supplies are indispensably used for various electrical, electronic and communication devices. At this time, the output DC voltage is boosted or stepped down depending on which device the power supply is used for. And in order for such a power supply to supply high quality power, a circuit for improving the power factor of the entire power supply is also indispensable on the AC input side.

전원공급장치의 역률 개선 회로의 전형적인 형태는 도 1에 도시된 바와 같이 교류 입력단에 불포화 리액터(USR)를 직렬로 삽입하여 접속시킴으로써 구현된다. 그러나 불포화 리액터를 사용하여 전원공급장치의 역률을 개선하는 방식은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 바와 같이 전원공급장치의 역률을 통상 75% 정도밖에 개선시키지 못한다는 단점이 있다. 참고적으로 불포화 리액터를 사용하지 않는 경우에 전원공급장치의 역률은 60% 정도밖에 되지 않는다.A typical form of the power factor correction circuit of a power supply is realized by inserting an unsaturated reactor USR in series with an AC input terminal as shown in FIG. However, the method of improving the power factor of the power supply using an unsaturated reactor has a disadvantage in that the power factor of the power supply is generally improved by only about 75% as is well known to those skilled in the art. For reference, when no unsaturated reactor is used, the power factor of the power supply is only about 60%.

이러한 단점을 해결하기 위해, 최근에 당해 분야에서는 대부분 도 2에 도시된 바와 같이 역률제어회로(PFC: Power Factor Controller)의 기능을 가지는 집적회로(IC: Integrated Circuit)를 사용하고 있다. 일예로, Micor Linear사에 의해 제조 및 판매되고 있는 형명 "ML4812"는 역률제어회로의 기능을 가지는 IC이다.In order to solve this disadvantage, recently, most of the art uses an integrated circuit (IC) having a function of a power factor controller (PFC) as shown in FIG. 2. For example, the model "ML4812" manufactured and sold by Micor Linear is an IC having a function of a power factor control circuit.

그러나 이러한 PFC는 5V 또는 12V의 전원을 사용하는 반도체 소자이기 때문에 300∼500W의 소용량의 전원을 공급하는 장치에서는 유용하게 이용될 수 있지만, 500W 이상의 중·고용량의 전원을 공급하는 장치에서는 적합하지 않다는 단점이 있다. 또한 PFC IC는 전기적인 충격에 약하기 때문에 교류 입력단에 서지(surge)와 같은 전기적 충격이 발생하는 경우 쉽게 파손된다는 단점이 있다.However, since the PFC is a semiconductor device using a 5V or 12V power supply, it can be usefully used in a device supplying a small capacity of 300 to 500W, but is not suitable in a device supplying a medium and high capacity power of 500W or more. There are disadvantages. In addition, the PFC IC is weak to electrical shock, so it is easily damaged when an electrical shock such as a surge occurs at the AC input terminal.

이와 같이 종래기술에 따른 역률 개선회로는 그 역률 개선의 정도가 미약하며, 중·고용량의 전원공급장치에 적용하기에는 적합하지 않으며, 또한 전기적인 충격에 약하다. 이러한 단점들은 결과적으로 전원공급장치가 양질의 전원을 공급하지 못한다는 단점을 초래한다.As described above, the power factor improvement circuit according to the related art has a slight degree of improvement in power factor, and is not suitable for applying to medium and high capacity power supplies, and is also susceptible to electric shock. These disadvantages result in the power supply not providing good quality power.

따라서 본 발명의 목적은 전원공급장치가 개선된 역률을 가지는 양질의 전원을 공급할 수 있도록 하는 회로를 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a circuit that enables the power supply to supply high quality power with improved power factor.

본 발명의 다른 목적은 전원공급장치가 개선된 역률을 가지면서도 중·고용량의 전원을 공급할 수 있도록 하는 회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a circuit that enables the power supply device to supply power of medium and high capacity while having an improved power factor.

본 발명의 또다른 목적은 전기적인 충격에 강하며 전원공급장치의 역률을 개선시킬 수 있는 회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a circuit that is resistant to electric shock and can improve the power factor of a power supply.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지(Aspect)에 따른 전원공급장치의 역률 개선회로는, 교류전압을 입력하기 위한 입력단과, 상기 입력단에 직렬로 삽입되어 접속되며 상기 입력단으로 상기 교류전압이 인가됨에 따라 흐르는 전류를 지상시켜 지상전류를 출력하는 리액터와, 상기 리액터를 통해 출력되는 교류전압을 전파정류하여 직류전압을 출력하는 브리지다이오드와, 상기 브리지다이오드에 대해 병렬로 접속되며 상기 전파정류된 직류전압을 평활하여 출력하는 평활용 캐패시터와, 상기 평활용 캐패시터에 의해 평활되어 출력되는 직류전압을 외부 부하로 출력하기 위한 출력단과, 상기 입력단과 상기 평활용 캐패시터의 사이에 접속되며 상기 입력단을 통해 흐르는 전류를 진상시켜 상기 평활용 캐패시터에 제공함으로써 상기 리액터에 의해 출력된 지상전류가 상기 평활용 캐패시터를 통해 흐를 시 이 전류의 위상이 상기 출력단으로 출력되는 직류전압의 위상과 동상이 되도록 상기 지상전류를 보상하는 보상용 캐패시터를 적어도 포함하여 이루어진다.The power factor improvement circuit of the power supply apparatus according to the first aspect of the present invention for achieving these objects is an input terminal for inputting an AC voltage, and is inserted in series with the input terminal and connected to the AC terminal. A reactor for grounding a current flowing as it is applied and outputting a ground current, a bridge diode for full-wave rectifying the AC voltage output through the reactor, and outputting a DC voltage, and the full-wave rectification is connected in parallel with the bridge diode. A smoothing capacitor for smoothing the output DC voltage, an output terminal for outputting the DC voltage smoothed and output by the smoothing capacitor to an external load, and connected between the input terminal and the smoothing capacitor, The liquid flows by advancing the current flowing through the capacitor to provide the smoothing capacitor. The ground when the current output by the flow through the smoothing capacitor so that the phase of the direct-current voltage is in phase with the phase of the current to be outputted to the output terminal is made to include at least a compensation capacitor for compensating for the earth current.

본 발명의 제2견지에 따른 전원공급장치의 역률 개선회로는: 제1입력단자 및 제2입력단자로 이루어지며 이 입력단자들을 통해 교류전압을 입력하기 위한 입력단과; 상기 제1입력단자에 일측이 직렬로 삽입되어 접속되며, 상기 입력단으로 상기 교류전압이 인가됨에 따라 흐르는 전류를 지상시켜 지상전류를 출력하는 리액터와; 상기 리액터의 다른 일측에 접속되는 제1입력단과, 상기 제2입력단자에 접속되는 제2입력단과, 제1출력단 및 제2출력단으로 이루어지며, 상기 리액터와 상기 제2입력단자를 통해 입력되는 교류전압을 전파정류하여 전파정류된 제1직류전압을 출력하는 브리지다이오드와; 상기 브리지다이오드의 상기 제1출력단과 상기 제2출력단의 사이에 병렬로 접속된 직렬접속의 제1캐패시터 및 제2캐패시터로 이루어지며, 상기 제1직류전압을 평활하여 평활된 제2직류전압을 출력하는 평활용 캐패시터와; 상기 브리지다이오드의 상기 제1출력단에 접속되는 제1출력단자와, 상기 브리지다이오드의 상기 제2출력단에 접속되는 제2출력단자로 이루어지며, 상기 제2직류전압을 외부 부하로 출력하기 위한 출력단과; 상기 입력단의 제2입력단자와 상기 제1캐패시터 및 상기 제2캐패시터의 접속점의 사이에 접속되며, 각각은 상기 부하의 총용량에 비례하는 캐패시턴스값을 가지는 병렬접속의 다수의 보상용 캐패시터들을 적어도 포함하여 이루어지며, 상기 각 보상용 캐패시터들은 상기 입력단을 통해 흐르는 전류를 진상시켜 상기 평활용 캐패시터로 제공함으로써 상기 리액터에 의해 지상된 후 출력된 지상전류가 상기 평활용 캐패시터를 통해 흐를 시 이 전류의 위상이 상기 출력단으로 출력되는 직류전압의 위상과 동상이 되도록 상기 지상전류를 보상하는 것을 특징으로 한다.The power factor improving circuit of the power supply apparatus according to the second aspect of the present invention comprises: an input terminal for inputting an AC voltage through the first input terminal and the second input terminal; A reactor, one side of which is connected to the first input terminal in series and connected to the first input terminal, for outputting ground current by grounding a current flowing as the AC voltage is applied to the input terminal; An alternating current input through the reactor and the second input terminal, comprising a first input terminal connected to the other side of the reactor, a second input terminal connected to the second input terminal, and a first output terminal and a second output terminal; A bridge diode for full-wave rectifying the voltage and outputting the full-wave rectified voltage; A first capacitor and a second capacitor of a series connection connected in parallel between the first output terminal and the second output terminal of the bridge diode, and outputting a smoothed second DC voltage by smoothing the first DC voltage. A smoothing capacitor; A first output terminal connected to the first output terminal of the bridge diode, a second output terminal connected to the second output terminal of the bridge diode, and an output terminal for outputting the second DC voltage to an external load; ; A connection between a second input terminal of the input terminal and a connection point of the first capacitor and the second capacitor, each including at least a plurality of compensating capacitors of a parallel connection having a capacitance value proportional to the total capacity of the load; Each of the compensating capacitors advances the current flowing through the input terminal to provide the smoothing capacitor so that the ground current output after being grounded by the reactor flows through the smoothing capacitor. The ground current is compensated to be in phase with the phase of the DC voltage output to the output terminal.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 역률 개선회로의 구성을 보여주는 도면.1 and 2 are views showing the configuration of a power factor correction circuit according to the prior art.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 역률 개선회로의 구성을 보여주는 도면.3 is a diagram showing the configuration of a power factor correction circuit according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 역률 개선회로의 구성을 보여주는 도면.4 is a diagram illustrating a configuration of a power factor improving circuit according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 도 1에 도시된 역률 개선회로의 전압 대 전류 파형을 보여주는 도면.5 is a diagram showing a voltage versus current waveform of the power factor correction circuit shown in FIG.

도 6은 본 발명에 따른 역률 개선회로의 전압 대 역률 보상전류 파형을 보여주는 도면.6 is a view showing a voltage versus power factor correction current waveform of the power factor correction circuit according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 역률 개선회로의 전압 대 출력전류 파형을 보여주는 도면.Figure 7 shows the voltage versus output current waveform of the power factor correction circuit according to the present invention.

도 8a는 본 발명의 제1실시예에 따른 부하용량 대 출력전류의 관계를 보여주는 파형도.Fig. 8A is a waveform diagram showing the relationship between load capacity and output current according to the first embodiment of the present invention.

도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 부하용량 대 출력전류의 관계를 보여주는 파형도.8B is a waveform diagram showing a relationship between load capacity and output current according to a second embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로서 이는 사용자 또는 칩설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or chip designer, and the definitions should be made based on the contents throughout the present specification.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 역률 개선회로의 구성을 보여주는 도면으로, 이 역률 개선회로는 입력단과, 불포화 리액터 USR과, 브리지다이오드 BD와, 평활용 캐패시터 C1,C2와, 출력단을 적어도 포함하여 이루어진다. 이러한 구성요소들은 도 1에서 살펴본 바와 같이 전원공급장치의 일반적인 구성요소들이고, 특히 불포화 리액터 USR은 역률 개선의 동작을 위해 구비된 구성요소이다. 또한 본 발명의 제1실시예에 따른 역률 개선회로는 특징적으로 본 발명에 따른 역률 개선의 동작을 위한 캐패시터 C3을 더 포함하여 이루어진다.3 is a diagram showing the configuration of a power factor correction circuit according to a first embodiment of the present invention, which includes an input stage, an unsaturated reactor USR, a bridge diode BD, a smoothing capacitor C1, C2, and an output stage. At least inclusive. These components are the general components of the power supply as shown in FIG. 1, in particular the unsaturated reactor USR is a component provided for the operation of the power factor correction. In addition, the power factor correction circuit according to the first embodiment of the present invention further includes a capacitor C3 for the operation of the power factor correction according to the present invention.

도 3을 참조하면, 입력단은 제1입력단자 L11과, 제2입력단자 L12로 이루어지며, 제1입력단자 L11과 제2입력단자 L12로는 AC전압이 입력되게 된다. 상기 제1입력단자 L11에는 불포화 리액터 USR의 일측이 접속되고, 이 불포화 리액터 USR의 다른 일측은 브리지다이오드 BD의 제1입력단인 다이오드 D1과 D3의 접속점에 접속된다. 상기 불포화 리액터 USR은 유도성 성분을 가지기 때문에, 상기 입력단으로 AC전압이 인가됨에 따라 흐르는 전류를 지상시켜 지상전류를 출력하는 역할을 행하게 된다. 상기 제2입력단자 L12는 브리지다이오드 BD의 제2입력단인 다이오드 D2와 D4의 접속점에 접속된다. 상기 리액터 USR은 제1입력단자 L11에 연결될 수도 있고, 제2입력단자 L12에 연결될 수도 있고, 제1입력단자 L11 및 제2입력단자 L12에 모두 연결될 수도 있다.Referring to FIG. 3, an input terminal includes a first input terminal L11 and a second input terminal L12, and an AC voltage is input to the first input terminal L11 and the second input terminal L12. One side of the unsaturated reactor USR is connected to the first input terminal L11, and the other side of the unsaturated reactor USR is connected to the connection point of the diodes D1 and D3, which are the first input terminals of the bridge diode BD. Since the unsaturated reactor USR has an inductive component, the unsaturated reactor USR serves to output a ground current by grounding a current flowing as an AC voltage is applied to the input terminal. The second input terminal L12 is connected to the connection point of the diodes D2 and D4, which are the second input terminals of the bridge diode BD. The reactor USR may be connected to the first input terminal L11, may be connected to the second input terminal L12, or may be connected to both the first input terminal L11 and the second input terminal L12.

다이오드 D1∼D4를 포함하여 이루어지는 브리지다이오드 BD는 제1입력단, 제2입력단, 제1출력단, 제2출력단을 구비하고 있다. 다이오드 D1의 애노드(anode)단자와 다이오드 D3의 캐소드(cathode)단자는 제1입력단에 접속된다. 다이오드 D2의 애노드단자와 다이오드 D3의 캐소드단자는 제2입력단에 접속된다. 다이오드 D1,D2의 캐소드단자는 제1출력단에 접속되고, 다이오드 D3,D4의 애노드단자는 제2출력단에 접속된다. 이러한 브리지다이오드 BD는 상기 불포화 리액터 USR과 제2입력단자 L12를 통해 인가되는 AC전압을 전파정류하여 전파정류된 DC전압을 출력한다.The bridge diode BD including the diodes D1 to D4 includes a first input terminal, a second input terminal, a first output terminal, and a second output terminal. The anode terminal of the diode D1 and the cathode terminal of the diode D3 are connected to the first input terminal. The anode terminal of diode D2 and the cathode terminal of diode D3 are connected to the second input terminal. The cathode terminals of the diodes D1 and D2 are connected to the first output terminal, and the anode terminals of the diodes D3 and D4 are connected to the second output terminal. The bridge diode BD performs full-wave rectification of the AC voltage applied through the unsaturated reactor USR and the second input terminal L 12 to output the full-wave rectified DC voltage.

상기 브리지다이오드 BD의 제1 및 제2 출력단은 각각 출력단의 제1출력단자 L21 및 제2출력단자 L22에 접속된다. 이에 따라 브리지다이오드 BD에 의해 전파정류된 DC전압은 출력단의 제1출력단자 L21 및 L22를 통해 외부에 연결되는 부하로 출력되게 된다. 이때 상기 출력단의 제1출력단자 L21과 L22의 사이에는 브리지다이오드 BD에 대해 병렬로 접속되는 직렬접속의 캐패시터 C1,C2가 접속된다. 이 캐패시터 C1,C2는 상기 브리지다이오드 BD에 의해 전파정류된 후 출력단을 통해 부하로 공급되게 될 DC전압을 평활하는 평활용 캐패시터로서 작용한다. 그러므로 상기 브리지다이오드 BD에 의해 전파정류된 후 평활용 캐패시터 C1,C2에 의해 평활된 DC전압이 출력단을 통해 외부에 연결되는 부하로 공급되게 된다.The first and second output terminals of the bridge diode BD are connected to the first output terminal L21 and the second output terminal L22 of the output terminal, respectively. Accordingly, the full-wave rectified DC voltage by the bridge diode BD is output to the load connected to the outside through the first output terminal L21 and L22 of the output terminal. At this time, capacitors C1 and C2 in series connected in parallel to the bridge diode BD are connected between the first output terminals L21 and L22 of the output terminal. These capacitors C1 and C2 act as smoothing capacitors that smooth the DC voltage to be supplied to the load through the output stage after being full-wave rectified by the bridge diode BD. Therefore, after full-wave rectification by the bridge diode BD, the DC voltage smoothed by the smoothing capacitors C1 and C2 is supplied to the load connected to the outside through the output terminal.

사실 상기 출력단에는 부하가 직접 접속되기 보다는 승압형 변환회로 또는 강압형 변환회로 등이 접속되어 사용되는 것이 일반적이다. 왜냐하면, 상기 승압형 변환회로 또는 강압형 변환회로는 평활용 캐패시터 C1,C2에 의해 평활된 DC전압을 부하에 사용하기에 적합한 DC전압으로 승압 또는 강압 변환시킨 후 이 변환된 DC전압을 부하에 공급되도록 하기 때문이다. 이러한 승압형 또는 강압형 변환회로로는 통상 트랜스포머(transformer)가 이용된다. 승압형 또는 강압형 변환회로의 동작은 본 발명의 주요 관심 분야가 아니므로 이에 대한 설명에 대해서는 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서는 상기 평활용 캐패시터 C1,C2에 의해 평활된 DC전압이 직접 부하로 공급되는 것으로 국한하여 설명한다는 사실에 유의하여야 한다.In fact, it is common to use a boost converter or step-down converter instead of a load connected directly to the output terminal. This is because the step-up or step-down conversion circuit boosts or step-downs the DC voltage smoothed by the smoothing capacitors C1 and C2 to a DC voltage suitable for use in the load, and then supplies the converted DC voltage to the load. Because it is possible. As a boost or step-down conversion circuit, a transformer is usually used. Operation of the boost or step-down conversion circuit is not the main field of interest of the present invention, and a description thereof will be omitted. In addition, in describing the present invention, it should be noted that the DC voltage smoothed by the smoothing capacitors C1 and C2 is limited to being directly supplied to the load.

다시 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 회로는 상술한 바와 같은 구성요소들 이외에 본 발명에 따른 역률 개선의 동작을 위한 캐패시터 C3이 더 포함되어 이루어짐을 알 수 있다. 캐패시터 C3은 입력단의 제2입력단자 L12와 평활용 캐패시터 C1과 C2의 접속점의 사이에 접속된다. 이 캐패시터 C3은 본 발명에 따른 회로가 역률을 99%까지 개선시키기 위해 구비된 것이다. 즉 캐패시터 C3은 역률보상의 역할을 행하는 역률 보상용 캐패시터로서 기능한다. 대비적으로, 입력단에 불포화 리액터 USR만을 구비시키는 경우에는 역률은 통상 75% 정도밖에 개선이 되지 않지만, 본 발명과 같이 불포화 리액터 USR과 함께 캐패시터 C3을 구비시키는 경우에는 역률이 99% 정도까지 개선이 가능하다. 이와 같이 캐패시터 C3을 구비시키는 경우에 역률이 더 개선될 수 있음은 하기의 설명으로부터 명확해질 것이다.Referring back to FIG. 3, it can be seen that the circuit according to the present invention further includes a capacitor C3 for the operation of the power factor improvement according to the present invention, in addition to the components described above. The capacitor C3 is connected between the second input terminal L12 of the input terminal and the connection point of the smoothing capacitors C1 and C2. This capacitor C3 is provided with a circuit according to the invention for improving the power factor by 99%. In other words, capacitor C3 functions as a power factor correction capacitor that serves as a power factor correction. In contrast, when only the unsaturated reactor USR is provided at the input stage, the power factor is usually improved by only about 75%. However, when the capacitor C3 is provided together with the unsaturated reactor USR, the power factor is improved to about 99%. It is possible. It will be apparent from the following description that the power factor can be further improved when the capacitor C3 is provided.

도 5는 도 1에 도시된 바와 같이 구성되는 종래기술에 따른 역률 개선회로에서의 입력측 전압 대 전류의 파형을 보여주는 도면이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 입력측 전압 V1과 전류 I1은 위상이 "Θ"만큼 틀어짐을 알 수 있다. 즉 입력측 전류 I1은 전압 V1의 위상보다 "Θ"만큼 늦은 위상을 갖는다. 이러한 전압과 전류간 위상의 차이는 그대로 출력단에도 영향을 미치게 된다. 이러한 위상의 차이는 리액터 USR의 용량값을 조절함으로써 최소화할 수 있으나, 그 조절에 한계가 있기 때문에 역률을 78%정도까지 높인다는 것조차 대단히 어렵다.FIG. 5 is a diagram illustrating waveforms of an input side voltage versus current in a power factor correction circuit according to the related art configured as shown in FIG. 1. As can be seen in Figure 5 it can be seen that the input voltage V1 and the current I1 is out of phase by "Θ". That is, the input current I1 has a phase later than "Θ" than the phase of the voltage V1. The phase difference between the voltage and the current affects the output stage as it is. This phase difference can be minimized by adjusting the capacity of the reactor USR, but it is very difficult to increase the power factor by 78% due to its limitation.

상기 도 5를 참조하면, 전압 V1에 대해 전류 I1은 "Θ"만큼의 위상차이가 있기 때문에 전압 V1과 이 전압 V1에 대해 지상(Lagging)인 전류 I1과의 사이에는 공백이 있음을 알 수 있다. 즉 도 5에서 빗금으로 표시한 바와 같이 전압 V1의 상승 초기 부분에 공백이 있음을 알 수 있다. 이러한 공백은 전류 I1의 위상차에 대응하는 진상(Leading) 전류를 지상전류가 흐르는 부분에 보충해 줌으로써 해소될 수 있을 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 출력단을 통해 부하측으로 흐르는 지상전류 IL에 진상전류가 공급되도록 하고 있다.Referring to FIG. 5, since the current I1 has a phase difference of "Θ" with respect to the voltage V1, it can be seen that there is a space between the voltage V1 and the current I1 which is lagging with respect to the voltage V1. . That is, as indicated by the hatched line in FIG. 5, it can be seen that there is a space in the initial portion of the rising of the voltage V1. This gap can be resolved by supplementing the leading current corresponding to the phase difference of the current I1 to the part where the ground current flows. To this end, in the present invention, the fast current is supplied to the ground current IL flowing through the output terminal to the load side.

본 출원의 발명자는 전류가 진상이라는 것은 캐패시터와 같은 용량성 소자에 전압이 인가될 시 이때 이 용량성 소자에 흐르는 전류는 그 인가전압에 대해 진상이라는 사실에 착안하였다. 이러한 착안에 따라 본 출원의 발명자는 입력단의 제2입력단자 L12와 평활용 캐패시터 C1 및 C2의 접속점의 사이에 캐패시터 C3을 접속하였다. 입력단자 L12로부터의 전압이 인가되는 경우 상기 캐패시터 C3에는 도 6에 도시된 바와 같이 인가전압보다 위상이 빠른 진상전류 IF가 흐르게 된다. 이 진상전류 IF는 평활용 캐패시터 C1,C2의 접속점으로 인가되므로, 이전에 지상전류가 흐르던 평활용 캐패시터 C1,C2에는 진상전류 IF가 보충되어 결과적으로 출력단에 흐르는 전류는 이상적인 경우에는 출력단에 걸리는 전압과 동상(In Phase)이 되게 된다. 즉 부하단에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 파형의 전류가 동시에 존재하게 되므로, 결과적으로 도 7에 도시된 바와 같이 전압 V1에 대해 위상의 차이가 거이 없는 전류 IL이 부하단에 흐르게 된다. 이와 같이 캐패시터 C3을 통해 흐르는 전류는 부하단에 출력되는 전압에 대해 거의 동상인 전류로서, 결과적으로 역률을 보상하기 위한 역률 보상용 캐패시터이다.The inventors of the present application have focused on the fact that the current is positive when a voltage is applied to a capacitive element such as a capacitor, and the current flowing through the capacitive element is positive relative to the applied voltage. In accordance with this concept, the inventor of the present application connected the capacitor C3 between the second input terminal L12 of the input terminal and the connection point of the smoothing capacitors C1 and C2. When the voltage from the input terminal L12 is applied to the capacitor C3, as shown in FIG. Since the forward current IF is applied to the connection point of the smoothing capacitors C1 and C2, the smoothing capacitors C1 and C2, which previously flowed the ground current, are supplemented with the forward current IF. It will be in phase with. That is, since the current of the waveform as shown in FIGS. 5 and 6 is simultaneously present in the load stage, as a result, as shown in FIG. 7, the current IL with almost no phase difference with respect to the voltage V1 flows to the load stage. . As described above, the current flowing through the capacitor C3 is a current almost in phase with respect to the voltage output to the load terminal, and as a result, a power factor correction capacitor for compensating the power factor.

상기 전원공급장치의 입력단에 흐르는 입력전류 I1과 캐패시터 C3을 흐르는 역률 보상용 전류 IF는 전원공급장치의 출력단(부하단)에 흐르는 전류 IL의 가감에 비례하여 흐르게 된다. 입력전류 I1은 부하전류 IL이 적어 평활용 캐패시터 C1,C2의 충전전압의 방전량이 적을 때는 적게 흐르고, 부하전류 IL이 증가하여 C1,C2의 방전량이 증가하면 증가하여 흐르게 된다. 그러나 역률 보상용 전류 IF의 최대 전류치는 역률 보상용 캐패시터 C3의 용량에 비례하게 된다.The power factor correction current IF flowing through the input current I1 flowing through the input of the power supply and the capacitor C3 flows in proportion to the deceleration of the current IL flowing through the output (load) of the power supply. The input current I1 flows less when the discharge current of the charging voltage of the smoothing capacitors C1 and C2 is small due to the low load current IL, and increases when the discharge amount of C1 and C2 increases due to the increase in the load current IL. However, the maximum current value of the power factor correction current IF is proportional to the capacity of the power factor correction capacitor C3.

다시 도 3을 참조하면, 입력단자 L11로 (+)의 AC전압이 인가되고 입력단자 L12로 (-)의 AC전압이 인가되는 경우, 역률 보상용 전류 IF는 입력단자 L11 → 리액터 USR → 다이오드 D1 → 캐패시터 C1 → 캐패시터 C3 → 입력단자 L12를 통해 흐르게 된다. 이와 달리 입력단자 L11로 (-)의 AC전압이 인가되고 입력단자 L11로 (+)의 AC전압이 인가되는 경우, 역률 보상용 전류 IF는 입력단자 L12 → 캐패시터 C3 → 캐패시터 C2 → 다이오드 D3 → 리액터 USR → 입력단자 L11을 통해 흐르게 된다. 이와 같이 역률 보상용 전류 IF는 부하전류 IL의 변화에 비례적으로 가감된다.Referring back to FIG. 3, when a positive AC voltage is applied to the input terminal L11 and a negative AC voltage is applied to the input terminal L12, the current IF for power factor correction is input terminal L11 → reactor USR → diode D1. → capacitor C1 → capacitor C3 → flows through input terminal L12. On the other hand, when the AC voltage of (-) is applied to the input terminal L11 and the (+) AC voltage is applied to the input terminal L11, the current IF for power factor correction is input terminal L12 → capacitor C3 → capacitor C2 → diode D3 → reactor USR → flows through input terminal L11. Thus, the power factor correction current IF is proportionally added to or subtracted from the change in the load current IL.

도 8a는 본 발명에 따른 역률 개선회로를 도 3에 도시된 바와 같이 구성한 경우, 즉 입력단자 L12와 평활용 캐패시터 C1,C2의 접속점의 사이에 하나의 역률 보상용 캐패시터 C3을 접속시킨 경우에 개선되는 효과를 보여주는 도면이다. 일예로, 부하용량이 50%인 경우에 최대 역률을 갖도록 하고 부하용량이 30%인 경우부터 역률이 보상되도록 역률 보상용 캐패시터 C3의 캐패시턴스값을 설정하는 경우, 부하측의 전류 IL은 도 8a에 도시된 바와 같이 부하용량이 30%인 경우(IL=I1)부터 역률이 보상되도록 하여 부하용량이 50%인 경우(IL=I2)에 최대의 역률을 나타내도록 보상하게 된다.FIG. 8A illustrates the case where the power factor correction circuit according to the present invention is configured as shown in FIG. 3, that is, when one power factor correction capacitor C3 is connected between the input terminal L12 and the connection point of the smoothing capacitors C1 and C2. The figure shows the effect. For example, when the capacitance value of the power factor correction capacitor C3 is set to have a maximum power factor when the load capacity is 50% and the power factor is compensated from the load capacity when 30%, the current IL on the load side is shown in FIG. 8A. As described above, when the load capacity is 30% (IL = I1), the power factor is compensated to be compensated to show the maximum power factor when the load capacity is 50% (IL = I2).

한편 입력단자 L12와 평활용 캐패시터 C1,C2의 접속점의 사이에 다수의 역률 보상용 캐패시터 C3,C4를 삽입하여 접속시키는 경우, 부하용량에 관계없이 전원공급장치의 역률을 98%이상 유지시킬 수 있다. 왜냐하면, 부하용량에 따라 비례적으로 평활용 캐패시터 C1,C2의 캐패시턴스값을 적절하게 설정하는 전원공급장치의 역률을 일정한 수치이상 유지시킬 수 있기 때문이다. 이러한 실시예에 따른 회로는 도 4에 도시된 바와 같이 구성된다.On the other hand, when a plurality of power factor correction capacitors C3 and C4 are inserted between the input terminal L12 and the connection point of the smoothing capacitors C1 and C2, the power factor of the power supply can be maintained at 98% or more regardless of the load capacity. . This is because the power factor of the power supply which properly sets the capacitance values of the smoothing capacitors C1 and C2 in proportion to the load capacity can be maintained above a certain value. The circuit according to this embodiment is configured as shown in FIG.

도 4를 참조하면, 입력단자 L12와 평활용 캐패시터 C1,C2의 접속점의 사이에는 병렬접속된 역률 보상용 캐패시터 C3과 C4가 접속된다. 상기 캐패시터 C3과 캐패시터 C1,C2의 접속점의 사이에는 스위치 SW1이 접속되고, 상기 캐패시터 C4와 캐패시터 C1,C2의 접속점의 사이에는 스위치 SW2가 접속된다. 보다 구체적으로 말하면, 캐패시터 C3의 일측은 입력단자 L12에 접속되고, 다른 일측은 스위치 SW1의 일측에 접속되고, 스위치 SW1의 다른 일측은 캐패시터 C1,C2의 접속점의 사이에 접속된다. 캐패시터 C4의 일측은 입력단자 L12에 접속되고, 다른 일측은 스위치 SW2의 일측에 접속되고, 스위치 SW2의 다른 일측은 캐패시터 C1,C2의 접속점의 사이에 접속된다. 상기 스위치 SW1,SW2는 트라이액(triac)과 같은 스태틱 스위치(static switch)로 구현되며, 이 스위치 SW1,SW2는 전류 검출회로 20에 의해 스위칭 제어된다. 전류 검출회로 20은 브리지다이오드 BD의 제2입력단(평활용 캐패시터 C2의 일측)과 제2출력단자 L22의 사이에 접속된 션트(shunt) 저항 R에 흐르는 전류 - 출력단(부하단)에 흐르는 전류를 검출하고, 이 검출결과에 따라 스위치 SW1,SW2를 스위칭제어한다.Referring to Fig. 4, the power factor correction capacitors C3 and C4 connected in parallel are connected between the input terminal L12 and the connection point of the smoothing capacitors C1 and C2. The switch SW1 is connected between the capacitor C3 and the connection point of the capacitors C1, C2, and the switch SW2 is connected between the capacitor C4 and the connection point of the capacitors C1, C2. More specifically, one side of the capacitor C3 is connected to the input terminal L12, the other side is connected to one side of the switch SW1, and the other side of the switch SW1 is connected between the connection points of the capacitors C1 and C2. One side of the capacitor C4 is connected to the input terminal L12, the other side is connected to one side of the switch SW2, and the other side of the switch SW2 is connected between the connection points of the capacitors C1 and C2. The switches SW1 and SW2 are implemented as static switches such as triacs, and the switches SW1 and SW2 are controlled by the current detection circuit 20. The current detection circuit 20 supplies current flowing through the shunt resistor R connected between the second input terminal (one side of the smoothing capacitor C2) of the bridge diode BD and the second output terminal L22-the current flowing through the output terminal (load stage). And switches SW1 and SW2 are controlled according to the detection result.

일예로, 총 부하용량이 30%인 경우에 제1스위치 SW1이 스위칭온되도록 제어하고, 다음에 부하용량이 70%인 경우에 제2스위치 SW2를 또한 스위칭온되도록 제어하면, 도 8b에 도시된 바와 같이 부하전류 IL을 일정한 크기로 유지되게 할 수 있다. 여기서 총 부하용량이 30%인 경우에 제1스위치 SW1이 스위칭온되도록 하고, 총 부하용량이 70%인 경우에 제1스위치 SW1과 함께 제2스위치 SW2를 또한 스위칭온되도록 한다는 것은 캐패시터 C3과 캐패시터 C4의 캐패시턴스값이 3:4 정도가 되도록 설정한다는 것을 의미한다. 왜냐하면, 총 부하용량에 해당하는 만큼 부하전류가 흐르게 되면 이에 대응하는 양만큼 역률 보상용 전류가 흐르게 되므로, 이 흐르는 전류양에 대응하여 역률을 보상시켜 주면 되기 때문이다. 예를 들어, 캐패시터 C3의 캐패시턴스값은 30[㎌]가 되도록 설정할 수 있고, 캐패시터 C4의 캐패시턴스값은 40[㎌]가 되도록 설정할 수 있다.For example, if the first switch SW1 is controlled to be switched on when the total load capacity is 30%, and then the second switch SW2 is also controlled to be switched on when the load capacity is 70%, as shown in FIG. 8B. As described above, the load current IL can be maintained at a constant size. Here, the first switch SW1 is switched on when the total load capacity is 30%, and the second switch SW2 is also switched on together with the first switch SW1 when the total load capacity is 70%. It means that the capacitance value of C4 is set to be about 3: 4. This is because, when the load current flows as much as the total load capacity, the power factor correction current flows by the amount corresponding thereto, so that the power factor may be compensated for the amount of current flowing therein. For example, the capacitance value of the capacitor C3 can be set to be 30 [kV], and the capacitance value of the capacitor C4 can be set to be 40 [kV].

도 8b은 도 4에서 역률 보상용 캐패시터 C3과 C4의 캐패시턴스값이 3:4 비율이 되도록 설정하고, 부하용량이 50%, 100%인 경우에 최대 역률이 나타나도록 한 경우의 부하용량 대 부하전류의 파형을 보여주는 도면이다.FIG. 8B shows the load capacity versus the load current when the power factor correction capacitors C3 and C4 have a capacitance value of 3: 4 and a maximum power factor is shown when the load capacity is 50% or 100% in FIG. 4. Figure showing the waveforms of

도 8b를 참조하면, 부하용량이 30%가 되기 이전(T1시점 이전)까지 모든 스위치 SW1,SW2는 스위칭오프되고, 부하용량이 30%가 된 경우(T1시점∼T2시점)에 스위치 SW1은 스위칭온되고, 부하용량이 70%가 된 경우(T2시점 이후)에 모든 스위치 SW1,SW2는 스위칭온되게 된다. 이러한 스위치 SW1,SW2의 스위칭 동작에 의해 평활용 캐패시터 C1,C2에 의한 충전전압의 방전량이 증가하게 되고, 결과적으로 부하전류 IL의 전류량이 증가하게 된다. 이와 같이 부하전류 IL의 전류량이 부햐용량에 대응하여 증가한다는 것은, 결과적으로 역률을 개선시키는 것이다. 이러한 동작은 전술한 바와 같이 전류 검출회로 20이 저항 R에 흐르는 전류를 검출하고 이 검출결과를 이용하여 스위치 SW1,SW2를 스위칭제어함으로써 이루어지게 된다.Referring to FIG. 8B, all switches SW1 and SW2 are switched off until the load capacity reaches 30% (before T1), and the switch SW1 switches when the load capacity reaches 30% (from T1 to T2). When the load capacity is 70% (after T2), all the switches SW1 and SW2 are switched on. By the switching operation of the switches SW1 and SW2, the discharge amount of the charging voltage by the smoothing capacitors C1 and C2 increases, and as a result, the current amount of the load current IL increases. As described above, the increase in the amount of current of the load current IL corresponding to the crushing capacity results in improving the power factor. This operation is performed by the current detection circuit 20 detecting the current flowing through the resistor R as described above and switching control of the switches SW1 and SW2 using the detection result.

다시 도 4를 참조하면, 입력단자 L11로 (+)의 AC전압이 인가되고 입력단자 L12로 (-)의 AC전압이 인가되는 경우, 역률 보상용 전류 IF는 입력단자 L11 → 리액터 USR → 다이오드 D1 → 캐패시터 C1 → 스위치 SW1(또는 스위치 SW1,SW2) → 캐패시터 C3(또는 캐패시터 C3,C4) → 입력단자 L12를 통해 흐르게 된다. 이와 달리 입력단자 L11로 (-)의 AC전압이 인가되고 입력단자 L11로 (+)의 AC전압이 인가되는 경우, 역률 보상용 전류 IF는 입력단자 L12 → 캐패시터 C3(또는 캐패시터 C3,C4) → 스위치 SW1(또는 스위치 SW1,SW2) → 캐패시터 C2 → 다이오드 D3 → 리액터 USR → 입력단자 L11을 통해 흐르게 된다. 이와 같이 역률 보상용 전류 IF는 부하전류 IL의 변화에 비례적으로 가감된다.Referring again to FIG. 4, when a positive AC voltage is applied to the input terminal L11 and a negative AC voltage is applied to the input terminal L12, the current IF for power factor correction is input terminal L11 → reactor USR → diode D1. → capacitor C1 → switch SW1 (or switches SW1, SW2) → capacitor C3 (or capacitors C3, C4) → flows through input terminal L12. On the other hand, when an AC voltage of (-) is applied to the input terminal L11 and an AC voltage of (+) is applied to the input terminal L11, the current IF for power factor correction is input terminal L12 → capacitor C3 (or capacitors C3, C4) → Flow through switch SW1 (or switch SW1, SW2) → capacitor C2 → diode D3 → reactor USR → input terminal L11. Thus, the power factor correction current IF is proportionally added to or subtracted from the change in the load current IL.

하기의 <표 1> 및 <표 2>는 각각 AC입력 전압이 220V/60Hz이고, 출력 부하가 53V/50A(=2650W)인 조건에서, 도 1 및 도 4에 도시된 전원공급장치에서의 역률 개선의 효과를 측정한 결과를 나타낸다. 이 측정결과는 본 출원의 발명자가 클램프 온 파워 하이 테스터(CLAMP ON POWER HI-TESTER)를 이용하여 측정한 결과를 나타낸다.<Table 1> and <Table 2>, respectively, show the power factor in the power supply device shown in FIGS. The result of having measured the effect of improvement is shown. This measurement result shows the result measured by the inventor of the present application using a clamp on power high tester (CLAMP ON POWER HI-TESTER).

입력전압[V]Input voltage [V] 입력전류[A]Input current [A] 전력[VA]Electric power [VA] 입력전력[WATT]Input power [WATT] 역률(PF)Power factor (PF) 220.6V/60Hz220.6V / 60Hz 16.92A16.92A 3.734KVA3.734KVA 2.851KW2.851KW 0.7640.764

입력전압[V]Input voltage [V] 입력전류[A]Input current [A] 전력[VA]Electric power [VA] 입력전력[WATT]Input power [WATT] 역률(PF)Power factor (PF) 221.7V/60Hz221.7 V / 60 Hz 13.31A13.31A 2.952KVA2.952KVA 2.899KW2.899KW 0.9820.982

상기 <표 1> 및 <표 2>에 도시된 바와 같이 거의 동일한 조건에서 종래기술에 따른 역률 개선회로는 약 76%정도까지의 역률 개선이 가능하지만, 본 발명에 따른 역률 개선회로는 약 98%정도까지의 역률 개선을 가능하게 함을 알 수 있다.As shown in <Table 1> and <Table 2>, the power factor improvement circuit according to the related art can improve the power factor up to about 76% under almost the same conditions, but the power factor improvement circuit according to the present invention is about 98%. It can be seen that it is possible to improve the power factor to a degree.

상술한 바와 같이 본 발명은 간단하게 리액터와 캐패시터만을 이용하여 구성되는 역률 개선회로를 제공한다. 이러한 구성요소들은 고장의 염려가 매우 적으므로 신뢰성이 높고, 입력단으로부터의 전기적 충격(서지)에 강한 이점이 있다. 또한 본 발명의 역률 개선회로는 저용량에서 대용량까지 모두 적용가능하고, 역률 개선회로로 인한 추가적인 전력 손실이 없다는 이점이 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 역률 개선회로는 종래의 방식들보다 매우 향상된 역률 개선 특성을 가지고 있기 때문에 에너지 효율증대와 PFC IC의 수입 대체 효과 등이 있다.As described above, the present invention simply provides a power factor correction circuit configured using only a reactor and a capacitor. These components are highly reliable because of the low risk of failure and have a strong advantage against electrical shock (surge) from the input stage. In addition, the power factor correction circuit of the present invention is applicable to both low and large capacity, there is an advantage that there is no additional power loss due to the power factor correction circuit. As described above, since the power factor improvement circuit according to the present invention has a power factor improvement characteristic which is much improved than the conventional methods, there is an energy efficiency increase and an import replacement effect of the PFC IC.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

Claims (10)

전원공급장치의 역률 개선회로에 있어서,In the power factor correction circuit of the power supply, 교류전압을 입력하기 위한 입력단과,An input terminal for inputting an AC voltage, 상기 입력단에 직렬로 삽입되어 접속되며 상기 입력단으로 상기 교류전압이 인가됨에 따라 흐르는 전류를 지상시켜 지상전류를 출력하는 리액터와,A reactor inserted in series with the input terminal and connected to the input terminal and outputting a ground current by grounding a current flowing as the AC voltage is applied to the input terminal; 상기 리액터를 통해 출력되는 교류전압을 전파정류하여 직류전압을 출력하는 브리지다이오드와,A bridge diode for full-wave rectifying the AC voltage output through the reactor and outputting a DC voltage; 상기 브리지다이오드에 대해 병렬로 접속되며 상기 전파정류된 직류전압을 평활하여 출력하는 평활용 캐패시터와,A smoothing capacitor connected in parallel with the bridge diode to smoothly output the full-wave rectified DC voltage; 상기 평활용 캐패시터에 의해 평활되어 출력되는 직류전압을 외부 부하로 출력하기 위한 출력단과,An output terminal for outputting a DC voltage smoothed and output by the smoothing capacitor to an external load; 상기 입력단과 상기 평활용 캐패시터의 사이에 접속되며 상기 입력단을 통해 흐르는 전류를 진상시켜 상기 평활용 캐패시터에 제공함으로써 상기 리액터에 의해 출력된 지상전류가 상기 평활용 캐패시터를 통해 흐를 시 이 전류의 위상이 상기 출력단으로 출력되는 직류전압의 위상과 동상이 되도록 상기 지상전류를 보상하는 보상용 캐패시터를 적어도 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 역률 개선회로.The phase of the current is connected between the input terminal and the smoothing capacitor and advances the current flowing through the input terminal to provide the smoothing capacitor so that the ground current output by the reactor flows through the smoothing capacitor. And at least a compensation capacitor for compensating the ground current to be in phase with the phase of the DC voltage output to the output terminal. 제1항에 있어서, 상기 입력단은 제1입력단자와 제2입력단자로 이루어지며,The method of claim 1, wherein the input terminal comprises a first input terminal and a second input terminal, 상기 제1입력단자는 상기 리액터의 일측에 접속되고, 상기 리액터의 다른 일측은 상기 브리지다이오드의 일측에 접속되며,The first input terminal is connected to one side of the reactor, the other side of the reactor is connected to one side of the bridge diode, 상기 제2입력단자는 상기 브리지다이오드의 다른 일측과 상기 지상전류 보상용 캐패시터의 일측에 접속되는 것을 특징으로 하는 역률 개선회로.And the second input terminal is connected to the other side of the bridge diode and one side of the ground current compensating capacitor. 제2항에 있어서, 상기 출력단은 제1출력단자와 제2출력단자로 이루어지며,The method of claim 2, wherein the output terminal comprises a first output terminal and a second output terminal, 상기 제1출력단자와 상기 제2출력단자의 사이에는 직렬접속된 제1캐패시터 및 제2캐패시터의 상기 평활용 캐패시터가 병렬로 접속되며,The smoothing capacitor of the first capacitor and the second capacitor connected in series is connected in parallel between the first output terminal and the second output terminal, 상기 제1캐패시터와 상기 제2캐패시터의 접속점에는 상기 보상용 캐패시터의 다른 일측이 접속되는 것을 특징으로 하는 역률 개선회로.And the other side of the compensation capacitor is connected to a connection point of the first capacitor and the second capacitor. 전원공급장치의 역률 개선회로에 있어서:In the power factor correction circuit of the power supply: 제1입력단자 및 제2입력단자로 이루어지며 이 입력단자들을 통해 교류전압을 입력하기 위한 입력단과;An input terminal comprising an first input terminal and a second input terminal for inputting an AC voltage through the input terminals; 상기 제1입력단자에 일측이 직렬로 삽입되어 접속되며, 상기 입력단으로 상기 교류전압이 인가됨에 따라 흐르는 전류를 지상시켜 지상전류를 출력하는 리액터와;A reactor, one side of which is connected to the first input terminal in series and connected to the first input terminal, for outputting ground current by grounding a current flowing as the AC voltage is applied to the input terminal; 상기 리액터의 다른 일측에 접속되는 제1입력단과, 상기 제2입력단자에 접속되는 제2입력단과, 제1출력단 및 제2출력단으로 이루어지며, 상기 리액터와 상기 제2입력단자를 통해 입력되는 교류전압을 전파정류하여 전파정류된 제1직류전압을 출력하는 브리지다이오드와;An alternating current input through the reactor and the second input terminal, comprising a first input terminal connected to the other side of the reactor, a second input terminal connected to the second input terminal, and a first output terminal and a second output terminal; A bridge diode for full-wave rectifying the voltage and outputting the full-wave rectified voltage; 상기 브리지다이오드의 상기 제1출력단과 상기 제2출력단의 사이에 병렬로 접속된 직렬접속의 제1캐패시터 및 제2캐패시터로 이루어지며, 상기 제1직류전압을 평활하여 평활된 제2직류전압을 출력하는 평활용 캐패시터와;A first capacitor and a second capacitor of a series connection connected in parallel between the first output terminal and the second output terminal of the bridge diode, and outputting a smoothed second DC voltage by smoothing the first DC voltage. A smoothing capacitor; 상기 브리지다이오드의 상기 제1출력단에 접속되는 제1출력단자와, 상기 브리지다이오드의 상기 제2출력단에 접속되는 제2출력단자로 이루어지며, 상기 제2직류전압을 외부 부하로 출력하기 위한 출력단과;A first output terminal connected to the first output terminal of the bridge diode, a second output terminal connected to the second output terminal of the bridge diode, and an output terminal for outputting the second DC voltage to an external load; ; 상기 입력단의 제2입력단자와 상기 제1캐패시터 및 상기 제2캐패시터의 접속점의 사이에 접속되며, 각각은 상기 부하의 총용량에 비례하는 캐패시턴스값을 가지는 병렬접속의 다수의 보상용 캐패시터들을 적어도 포함하여 이루어지며,A connection between a second input terminal of the input terminal and a connection point of the first capacitor and the second capacitor, each including at least a plurality of compensating capacitors of a parallel connection having a capacitance value proportional to the total capacity of the load; Done, 상기 각 보상용 캐패시터들은 상기 입력단을 통해 흐르는 전류를 진상시켜 상기 평활용 캐패시터로 제공함으로써 상기 리액터에 의해 지상된 후 출력된 지상전류가 상기 평활용 캐패시터를 통해 흐를 시 이 전류의 위상이 상기 출력단으로 출력되는 직류전압의 위상과 동상이 되도록 상기 지상전류를 보상하는 것을 특징으로 하는 역률 개선회로.The compensating capacitors advance current flowing through the input terminal to provide the smoothing capacitor so that when the ground current outputted by the reactor flows through the smoothing capacitor, the phase of the current flows to the output terminal. The power factor correction circuit, characterized in that for compensating the ground current to be in phase with the output DC voltage. 제4항에 있어서, 상기 출력단의 제2출력단자와 상기 평활용 캐패시터의 일측의 사이에 접속되는 저항을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 역률 개선회로.5. The power factor correction circuit according to claim 4, further comprising a resistor connected between the second output terminal of the output terminal and one side of the smoothing capacitor. 제5항에 있어서, 상기 제1캐패시터 및 상기 제2캐패시터의 접속점과 상기 각 보상용 캐패시터의 사이에 접속되는 다수의 스위칭소자들을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 역률 개선회로.The power factor correction circuit of claim 5, further comprising a plurality of switching elements connected between the connection point of the first capacitor and the second capacitor and the compensation capacitors. 제6항에 있어서, 상기 저항을 통해 흐르는 전류의 량을 검출하며, 이 검출결과에 따라 상기 각 스위칭소자들을 스위칭제어하는 전류 검출회로를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 역률 개선회로.The power factor correction circuit of claim 6, further comprising a current detection circuit configured to detect an amount of current flowing through the resistor, and to control switching of the respective switching elements according to the detection result. 제7항에 있어서, 상기 각 스위칭소자는 상기 전류 검출회로에 스위칭제어되는 트라이액으로 구현됨을 특징으로 하는 역률 개선회로.The power factor correction circuit of claim 7, wherein each switching element is implemented as a triac that is controlled to be controlled by the current detection circuit. 제8항에 있어서, 상기 보상용 캐피시터는 2개의 제3캐패시터 및 제4캐패시터로 이루어지며, 상기 스위칭소자는 상기 보상용 캐패시터에 대응하는 2개의 제1스위칭소자 및 제2스위칭소자로 이루어짐을 특징으로 하는 역률 개선회로.The method of claim 8, wherein the compensation capacitor is composed of two third capacitor and the fourth capacitor, the switching element is composed of two first switching element and the second switching element corresponding to the compensation capacitor. Power factor improvement circuit. 제9항에 있어서, 상기 전류 검출회로는 상기 저항을 통해 상기 부하의 총용량의 30%에 해당하는 전류가 흐르는 경우에 상기 제1스위칭소자를 스위칭제어하고, 상기 부하의 총용량의 70%에 해당하는 전류가 흐르는 경우에 상기 제1스위칭소자를 스위칭제어함과 동시에 상기 제2스위칭소자를 스위칭제어하는 것을 특징으로 하는 역률 개선회로.10. The apparatus of claim 9, wherein the current detection circuit switches and controls the first switching element when a current corresponding to 30% of the total capacity of the load flows through the resistor, and corresponds to 70% of the total capacity of the load. And a switching control of said first switching element and switching control of said second switching element when a current flows.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100422033B1 (en) * 2001-05-03 2004-03-10 삼성전기주식회사 Power supply with PFC

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