KR20000073133A - 전원공급 장치 - Google Patents

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Abstract

하나의 스위칭 전원만으로 고전압/저전류 및 저전압/대전류 출력이 가능하도록 하여 잡음 발생을 방지하고 제조비용을 낮출 수 있도록 한 전원공급 장치에 관한 것으로, 서로 다른 전압/전류 특성을 갖는 전원을 공급하는 전원공급 장치에 있어서, 입력된 교류전원을 정류하여 직류로 출력하는 정류회로와, 정류회로의 출력을 스위칭 교류 전압으로 변화하고 정류하여 고전압/저전류 형태로 출력하는 고전압/저전류 변환부와, 고전압/저전류 변환부의 스위칭 교류 전압을 위상 반전 및 다중 출력레벨로 분할하고 정류하여 저전압/대전류 형태로 출력하는 저전압/대전류 변환부를 포함하여 구성되므로 제조비용을 감소시킬 수 있고 출력전원의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

전원공급 장치{Power Supply}
본 발명은 전원공급 장치에 관한 것으로, 특히 고전압 저전류 및 저전압 대전류를 동시 출력하는 전원공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전원공급 장치는 교류전압의 스위칭을 통해 1차 측과 2차 측의 권선비를 이용하여 해당 전기/전자 기기에서 필요로 하는 전압레벨로 변환하는 트랜스포머와 트랜스포머의 출력을 정류하여 직류전원으로 변환하기 위한 정류회로 등으로 구성된 장치로서, 요구되는 출력의 전압 및 전류 특성에 따라 다양한 전원공급 장치가 사용된다.
예를 들어, 본체와 모니터에 전원공급이 일체화된 컴퓨터의 경우 본체와 모니터가 서로 다른 전압 및 전류특성 즉, 고전압/저전류 또는 저전압/대전류를 필요로 하므로 고전압/저전류 및 저전압/대전류를 동시에 공급할 수 있는 전원공급 장치가 요구된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 기술에 따른 전원공급 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 전원공급 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
종래의 기술에 따른 전원공급 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력되는 교류전원 전압을 정류하여 직류전압으로 변환하는 정류회로(11), 정류회로(11)의 출력을 내부 권선비에 비례하는 고전압/저전류 형태로 변환 출력하는 플라이백 스위칭전원(12), 정류회로(11)의 출력을 내부 권선비에 비례하는 저전압/대전류 형태로 변환 출력하는 포워드 스위칭전원(13) 및 플라이백 스위칭전원(12)과 포워드 스위칭전원(13)의 상호간섭을 방지하기 위하여 스위칭 주파수를 동기시키는 동기회로(14)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 종래기술의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 입력된 교류전압은 정류회로(11)에서 정류되고 직류전압으로 변환되어 플라이백 스위칭전원(12) 및 포워드 스위칭전원(13)으로 출력된다.
이어서 플라이백 스위칭전원(12) 및 포워드 스위칭전원(13)으로 입력된 직류전압은 내부 권선비에 비례하는 고전압/저전류 형태와 저전압/대전류 형태로 변환되어 출력되는데, 상기 플라이백 스위칭전원(12) 및 포워드 스위칭전원(13)의 출력은 상기 동기회로(14)에서 공급되는 스위칭 주파수에 따라 동기된다.
이때 플라이백 스위칭전원(12) 및 포워드 스위칭전원(13)은 상기 동기회로(14)에서 공급되는 스위칭 주파수에 따라 전압레벨 변환동작을 수행하기 위한 별도의 스위칭 전원이 필요하다.
종래의 기술에 따른 전원공급 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 별도의 스위칭 전원이 필요하므로 스위칭 전원간의 상호 간섭에 따라 많은 잡음이 발생한다.
둘째, 별도의 트랜스포머 및 그에 따른 별도의 스위칭 전원 사용으로 인하여 부품수가 증가하고 제조비용이 상승한다.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 하나의 스위칭 전원만으로 고전압/저전류 및 저전압/대전류 출력이 가능하도록 하여 잡음 발생을 방지하고 제조비용을 낮출 수 있도록 한 전원공급 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 전원공급 장치의 구성을 나타낸 블록도
도 2는 본 발명에 따른 전원공급 장치의 구성을 나타낸 블록도
도 3은 본 발명의 각부 출력파형을 나타낸 파형도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21, 33, 45: 정류회로 31: 고전압/저전류 변환부
32: 직류/교류 변환기 41: 저전압/대전류 변환부
42: 교류 트랜스포머 43: 출력 안정화부
44: 마그네틱 앰프
본 발명은 입력된 교류전원을 정류하여 직류로 출력하는 정류회로와, 정류회로의 출력을 스위칭 교류 전압으로 변화하고 정류하여 고전압/저전류 형태로 출력하는 고전압/저전류 변환부와, 고전압/저전류 변환부의 스위칭 교류 전압을 위상 반전 및 다중 출력레벨로 분할하고 정류하여 저전압/대전류 형태로 출력하는 저전압/대전류 변환부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전원공급 장치의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 전원공급 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 각부 출력파형을 나타낸 파형도이다.
본 발명에 따른 전원공급 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 입력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류회로(21), 정류회로(21)의 출력을 스위칭 교류 전압으로 변화하고 정류하여 고전압/저전류 형태로 출력하는 고전압/저전류 변환부(31), 상기 고전압/저전류 변환부(31)의 스위칭 교류전압을 저전압/대전류 특성에 맞도록 변환 및 정류하여 출력하는 저전압/대전류 변환부(41)를 포함하여 구성된다.
이때 고전압/저전류 변환부(31)는 상기 정류회로(21)에서 출력된 직류전압을 스위칭 교류전압(VSW1/VSW2)으로 변환하는 직류/교류 변환기(32)와, 직류/교류 변환기(32)의 출력을 정류하여 직류 고전압/저전류로 출력하는 정류회로(33)로 구성된다.
그리고 저전압/대전류 변환부(41)는 상기 직류/교류 변환기(32)에서 출력된 스위칭 교류전압(VSW2)의 위상을 반전시키고 필요한 전압레벨별로 분할 출력하는 교류 트랜스포머(42)와, 마그네틱 앰프(44)로 구성되고 교류 트랜스포머(42) 출력의 듀티비를 제어하여 출력을 안정화시키기 위한 출력 안정화부(43), 출력 안정화부(43)의 출력을 정류하여 직류 저전압/대전류를 출력하는 정류회로(45)로 구성된다.
상기 마그네틱 앰프(44)는 듀티비를 제어하기 위한 구성으로 일반적인 스위칭 소자로 대체 가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 교류전압이 입력되면 정류회로(21)를 통해 직류전압으로 변환된다.
그리고 상기 직류전압은 고전압/저전류 변환부(31)의 직류/교류 변환기(32)를 통해 도 3과 같은 스위칭 교류전압(VSW1/VSW2)으로 변환되고 정류회로(33)를 통해 정류되어 고전압/저전류 특성을 갖는 직류로 출력된다.
한편, 상기 고전압/저전류 변환부(31)의 직류/교류 변환기(32)에서 출력된 스위칭 교류전압(VSW2)은 저전압/대전류 변환부(41)의 교류 트랜스포머(42)에 인가되어 도 3과 같이, 위상이 반전되고 필요한 전압레벨별로 분할된 전압파형(VSr(1)~ VSr(n))으로 출력된다.
이어서 상기 분할된 전압파형(VSr(1)~ VSr(n))은 도 3과 같이, 출력 안정화부(43)의 해당 마그네틱 앰프(44)에 의해 출력이 안정화되도록 스위칭 동작을 통해 듀티비(duty rate)가 조절된 전압파형(VSm(1)~ VSm(n))으로 출력된다.
그리고 상기 마그네틱 앰프(44)에 의해 듀티비가 조절된 전압파형(VSm(1)~ VSm(n))은 정류회로(45)를 경유하여 저전압/대전류 특성을 갖는 직류로 출력된다.
본 발명에 따른 전원공급 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 공통의 스위칭 전원을 이용하여 고전압/저전류 및 저전압/대전류를 동시 출력하므로 별도의 스위칭 전원간의 간섭으로 잡음이 발생하는 것을 방지하여 출력의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 공통의 스위칭 전원을 사용하므로 고전압/저전류 및 저전압/대전류 출력을 동기시키기 위한 동기회로가 필요없어 제조비용을 감소시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 서로 다른 전압/전류 특성을 갖는 전원을 공급하는 전원공급 장치에 있어서,
    입력된 교류전원을 정류하여 직류로 출력하는 정류회로와,
    상기 정류회로의 출력을 스위칭 교류 전압으로 변화하고 정류하여 고전압/저전류 형태로 출력하는 고전압/저전류 변환부와,
    상기 고전압/저전류 변환부의 스위칭 교류 전압을 위상 반전 및 다중 출력레벨로 분할하고 정류하여 저전압/대전류 형태로 출력하는 저전압/대전류 변환부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전원공급 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 저전압/대전류 변환부는 상기 고전압/저전류 변환부의 스위칭 교류전압을 위상 반전시키고 다중 전압레벨로 분할 출력하는 교류 트랜스포머와,
    상기 교류 트랜스포머의 출력 각각에 대해 듀티비를 조절하여 출력레벨을 안정화시키는 출력 안정화부와,
    상기 출력 안정화부의 출력을 정류하여 직류로 변환하는 정류기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전원공급 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 출력 안정화부는 상기 교류 트랜스포머의 출력 각각에 대해 듀티비를 조절하는 스위칭 소자로 구성됨을 특징으로 하는 전원공급 장치.
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