KR20010073270A - Switch mode power supply apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스위치 모드 전원 공급장치에 관한 것으로, 특히 대기시에 소모되는 전류를 줄일 수 있는 스위치 모드 전원 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a switch mode power supply, and more particularly to a switch mode power supply that can reduce the current consumed during standby.
현재까지 대부분의 전자 제품의 전원 공급장치로는 전원 공급 제어회로가 대부분을 차지하고 있다. 전원 공급 제어회로는 전자 제품의 스위치 모드 전원에 사용되는 제어용 IC와 MOSFET를 하나의 패키지(package)에 집적화한 제품으로서 외부 회로의 부품들을 최대한 내장하여 주변 부품을 최대한 줄이고 보호회로기능을 대폭 강화한 제품이다. 이 장치의 용도는 충전기와 같은 소용량의 전원장치부터 어뎁터(Adaptor), 프린터(Printer), 개인용 컴퓨터(PC), 및 모니터(Monitor)와 같은 대용량에 이르기까지 전 영역에 걸쳐서 사용되고 있다.Until now, the power supply control circuit is the dominant power supply of most electronic products. The power supply control circuit is a product that integrates the control IC and MOSFET used in the switch mode power supply of electronic products in one package. It is the product that has the external components as much as possible to minimize peripheral components and greatly enhances the protection circuit function. to be. The device is used in a wide range of applications, from small power supplies such as chargers to large capacity devices such as adapters, printers, personal computers (PCs), and monitors.
종래의 스위치 모드 전원 공급 장치의 전원 공급 제어회로는 펄스폭 변조 방식 제어기로서 입력 전류 감지 전압 레벨과 궤환 전압 레벨을 비교하여 펄스폭을변조하는 방식을 사용하고 있다.The power supply control circuit of the conventional switch mode power supply device uses a method of modulating a pulse width by comparing an input current sense voltage level and a feedback voltage level as a pulse width modulation method controller.
그런데, 종래의 스위치 모드 전원 공급장치는 전원 코드(power cord)만 꽂아두고 전자 제품의 파워가 온되지 않은 대기 상태에서 전원 공급 제어회로가 일정 주기를 가지고 계속적으로 진동함으로 인해서 전원 공급 제어회로를 통하여 전류가 계속적으로 소모된다는 단점이 있다.However, in the conventional switch mode power supply, the power supply control circuit continuously vibrates with a predetermined period in a standby state in which only the power cord is plugged in and the power of the electronic product is not turned on. The disadvantage is that the current is continuously consumed.
또한, 이러한 대기상태에서 전자 제품의 파워를 온하게 되면 전원 발생 단자에 순간적으로 많은 부하가 걸려 전원 발생 단자의 전압이 갑자기 떨어짐으로 인해서 전자 제품이 제대로 온 동작을 수행하지 못한다는 문제점이 있다.In addition, when the power of the electronic product is turned on in such a standby state, there is a problem in that the electronic product is not properly turned on due to a sudden drop in the voltage of the power generating terminal due to a large load on the power generating terminal.
본 발명의 목적은 대기시에 전력 소모를 줄일 수 있는 스위치 모드 전원 공급장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a switch mode power supply that can reduce power consumption during standby.
본 발명의 다른 목적은 대기 상태에서 정상 상태로 진입시에 전원 발생 단자의 전압을 빠르게 회복함으로써 온 동작을 제대로 수행할 수 있는 스위치 모드 전원 공급장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a switch mode power supply capable of properly performing an on operation by quickly recovering a voltage of a power generation terminal when entering a normal state from a standby state.
상기 목적과 다른 목적을 달성하기 위한 스위치 모드 전원 공급장치는 전원이 인가되면 제1 및 제2전압을 발생하기 위한 제1, 2트랜스포머들, 상기 제1트랜스포머의 1차측의 감지 전압 레벨과 궤환 전압 레벨을 비교하여 스위칭 제어신호의 펄스폭을 변조하고, 상기 스위칭 제어신호에 응답하여 상기 제1트랜스포머의 1차측 권선을 통하여 흐르는 전류를 제어하기 위한 제어수단, 상기 제2트랜스포머의 1차측과 상기 제어수단사이에 연결되어 대기시에 상기 제어수단이 상기 스위칭 제어신호를 소정 기간동안 발생하고 발생하지 않는 동작을 반복적으로 수행하도록 하는 대기 상태 감지수단, 및 상기 제2트랜스포머의 2차측에 연결되어 상기 대기시에서 정상 상태로 전환시에 상기 제2전압이 일정 레벨이하로 떨어지는 것을 감지하면 상기 제어수단이 상기 스위칭 제어신호의 펄스폭을 최대로 조절하도록 하기 위한 모드 전원 감지수단을 구비한 것을 특징으로 한다.The switch mode power supply for achieving the above object and the other object is the first and second transformers for generating the first and second voltage when the power is applied, the sensed voltage level and the feedback voltage of the primary side of the first transformer Control means for modulating the pulse width of the switching control signal by comparing the levels and controlling the current flowing through the primary winding of the first transformer in response to the switching control signal, the primary side of the second transformer and the control Standby state sensing means connected to the means so as to repeatedly perform an operation in which the control means generates and does not occur the switching control signal for a predetermined period when waiting, and is connected to the secondary side of the second transformer to the standby state The control means detects that the second voltage falls below a predetermined level when switching from the And a mode power detecting means for maximally adjusting the pulse width of the switching control signal.
도1은 종래의 스위치 모드 전원 공급장치의 실시예의 회로도이다.1 is a circuit diagram of an embodiment of a conventional switch mode power supply.
도2는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급장치의 실시예의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an embodiment of a switch mode power supply of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 스위치 모드 전원 공급장치를 설명하기 전에 종래의 스위치 모드 전원 공급장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a conventional switch mode power supply before explaining the switch mode power supply of the present invention.
도1은 종래의 스위치 모드 전원 공급 장치의 블록도로서, 4개의 다이오드들로 구성된 브리지 정류 회로(20), 트랜스포머들(TRANS1, TRANS2), 캐패시터들(C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8), 저항들(R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9), 다이오우드들(D1, D2, D3, D4, D5), 광 다이오우드(PD), 제너 다이오우드들(ZD1, ZD2), 및 펄스폭 변조회로(10)와 스위칭 트랜지스터(ST)로 구성된 전원 공급 제어회로(100)로 구성되어 있다.1 is a block diagram of a conventional switch mode power supply, in which a bridge rectifier circuit 20 consisting of four diodes, transformers TRANS1, TRANS2, capacitors C1, C2, C3, C4, C5, C6 , C7, C8), resistors R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, diodes D1, D2, D3, D4, D5, optical diode (PD), zener diode And a power supply control circuit 100 composed of the pulse width modulation circuit 10 and the switching transistor ST.
도1에 나타낸 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the apparatus shown in FIG. 1 will now be described.
브리지 정류 회로(20)는 AC입력을 정류하여 출력한다. 트랜스포머(TRANS1)는 브리지 정류 회로(20)의 출력 전압을 받아 2차측에 제1전압을 발생한다. 트랜스포머(TRANS2)는 2차측에 제2전압을 발생한다. 펄스폭 변조회로(10)는 다이오우드(D1)와 저항(R1)을 통하여 입력되는 전압에 의해서 동작하게 된다. 전원 공급 제어회로(100)는 3번 핀으로 인가되는 전원전압(Vcc)에 의해서 동작하고 5번 핀으로 인가되는 신호에 응답하여 스위칭 주파수를 외부 동기 주파수에 동기시켜서 발생하게 된다. 만일 외부로부터 인가되는 신호가 없으면 자기 발진 주파수로 발진하는 펄스를 발생한다. 그리고, 4번 핀으로 인가되는 궤환 전압에 의해서 스위칭 트랜지스터(ST)를 통하여 흐르는 전류를 제어하게 된다. 즉, 궤환 전압이 최대가 되면 스위칭 트랜지스터(ST)를 통하여 흐르는 전류가 최대가 되고 궤환 전압이 최소가 되면 스위칭 트랜지스터(ST)를 통하여 흐르는 전류는 최소가 된다. KA431(30)은 에러 증폭기로서, 저항(R5, R8)에 의해서 분배된 전압을 증폭하여 출력한다. 광 다이오우드(PD)는 KA431(30)의 출력 전압에 따라 궤환 전류를 조절하게 된다. 즉, 궤환 전류가 크면 전원 공급 제어회로(100)의 4번 핀으로 인가되는 전압을 낮추게 되고, 궤환 전류가 작으면 전원 공급 제어회로(100)의 4번 핀으로 인가되는 전압을 높여주게 된다.The bridge rectifier circuit 20 rectifies and outputs an AC input. The transformer TRANS1 receives the output voltage of the bridge rectifier circuit 20 and generates a first voltage on the secondary side. The transformer TRANS2 generates a second voltage on the secondary side. The pulse width modulation circuit 10 is operated by a voltage input through the diode D1 and the resistor R1. The power supply control circuit 100 operates by a power supply voltage Vcc applied to pin 3 and is generated by synchronizing a switching frequency to an external synchronization frequency in response to a signal applied to pin 5. If no signal is applied from the outside, a pulse that oscillates at the self oscillation frequency is generated. Then, the current flowing through the switching transistor ST is controlled by the feedback voltage applied to the fourth pin. That is, when the feedback voltage is maximum, the current flowing through the switching transistor ST is maximum, and when the feedback voltage is minimum, the current flowing through the switching transistor ST is minimum. The KA431 30 is an error amplifier and amplifies and outputs the voltage divided by the resistors R5 and R8. The optical diode PD adjusts the feedback current according to the output voltage of the KA431 30. That is, if the feedback current is large, the voltage applied to pin 4 of the power supply control circuit 100 is lowered. If the feedback current is small, the voltage applied to pin 4 of the power supply control circuit 100 is increased.
도1에 나타낸 장치는 만일 전압들(VCC1, VCC2)이 정해진 전압보다 커지게 되면 전원 공급 제어회로(100)가 스위칭 트랜지스터(ST)를 통하여 흐르는 전류를 줄이기 위하여 동작한다. 반면에, 만일 전압들(VCC1, VCC2)이 정해진 전압보다 작아지게 되면 전원 공급 제어회로(100)가 스위칭 트랜지스터(ST)를 통하여 흐르는 전류를 증가하기 위하여 동작한다.The apparatus shown in FIG. 1 operates to reduce the current flowing through the switching transistor ST if the voltages VCC1 and VCC2 become greater than a predetermined voltage. On the other hand, if the voltages VCC1 and VCC2 become lower than the predetermined voltage, the power supply control circuit 100 operates to increase the current flowing through the switching transistor ST.
그런데, 상술한 바와 같은 동작을 수행하는 종래의 스위치 모드 전원 공급 장치는 대기 상태에서 전압들(VCC1, VCC2)이 항상 정해진 전압을 유지하도록 하기 위하여 전원 공급 제어회로(100)가 일정한 주기를 가지고 진동하는 펄스를 발생한다. 따라서, 대기시에도 스위치 모드 전원 공급장치가 계속적으로 동작을 수행함으로 인해서 전류 소모가 심하다는 단점이 있다.However, in the conventional switch mode power supply which performs the operation as described above, the power supply control circuit 100 vibrates with a constant period so that the voltages VCC1 and VCC2 always maintain a predetermined voltage in a standby state. To generate a pulse. Therefore, there is a drawback that the current consumption is severe due to the continuous operation of the switch mode power supply even during standby.
또한, 대기 상태에서 정상 상태로 진입시에, 예를 들면, 전원 코드만 꽂여있는 상태에서 전자 제품의 파워를 온하게 되면 전압들(VCC1, VCC2)을 발생하기 위한 단자에 많은 부하가 걸리게 됨으로써 전자 제품이 제대로 온되지 못하고 오, 오프 동작을 반복적으로 수행하게 된다는 문제점이 있다.In addition, when entering the normal state from the standby state, for example, when the power source is turned on with only the power cord plugged in, the terminal for generating voltages VCC1 and VCC2 may be heavily loaded. There is a problem in that it is not properly turned on and repeatedly performing the off and on operations.
도2는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 실시예의 회로도로서, 도1에 나타낸 종래의 회로의 트랜스포머(TRANS2)의 1차측과 트랜지스터(T)의 콜렉터사이에 저항(Rf)을 추가적으로 구성하고, 전압(VCC2) 발생 단자와 접지전압사이에 저항(R10)과 캐패시터(C)를 직렬 연결하고, 저항(R10)과 캐패시터(C)의 공통점과 광 다이오우드(PD)의 애노우드사이에 제너 다이오우드(ZD)를 연결하여 구성되어 있다.Fig. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the switch mode power supply of the present invention, further comprising a resistor Rf between the primary side of the transformer TRANS2 of the conventional circuit shown in Fig. 1 and the collector of the transistor T, Connect a resistor (R10) and a capacitor (C) in series between the voltage (VCC2) generating terminal and the ground voltage, and use a zener diode between the common point of the resistor (R10) and the capacitor (C) and the anode of the photodiode (PD). ZD) is connected.
저항(R10)과 캐패시터(C)는 전압(VCC2)에서 발생되는 신호를 필터링하기 위한 로우 패스 필터(low pass filter)이고, 제너 다이오우드(ZD)는 전압(VCC2)의 전압이 일정 레벨이하로 떨어지지 않도록 하기 위한 것이다. 그리고, 저항(Rf)은 대기 상태로 진입하는 것을 용이하게 하기 위한 것이다.The resistor R10 and the capacitor C are low pass filters for filtering the signal generated from the voltage VCC2, and the zener diode ZD does not have the voltage of the voltage VCC2 falling below a predetermined level. This is to avoid. The resistor Rf is intended to facilitate entering the standby state.
즉, 저항(R10), 캐패시터(C), 및 제너 다이오우드(ZD)로 구성된 회로는 전압(VCC2)이 일정 레벨이하로 떨어지지 않도록 하기 위한 것으로, 만일 전압(VCC2)이 일정 레벨이하로 떨어지게 되면 광 다이오우드(PD)를 통하여 흐르는 전류를 차단한다.That is, the circuit composed of the resistor R10, the capacitor C, and the zener diode ZD is for preventing the voltage VCC2 from dropping below a certain level, and if the voltage VCC2 falls below a certain level, Blocks the current flowing through the diode PD.
정상 동작시의 동작은 상술한 도1에 나타낸 종래의 스위치 모드 전원 공급장치의 동작과 동일하다.The operation in the normal operation is the same as that of the conventional switch mode power supply shown in Fig. 1 described above.
도2에 나타낸 회로의 대기시의 동작 및 대기시에서 정상 동작으로 전환할 때의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation at the standby and the operation at the time of switching from the standby to the normal operation of the circuit shown in FIG. 2 will be described as follows.
전원 코드를 꽂으면 대기 상태로 진입하게 되는데, 대기 상태로 진입하게 되면 저항(Rf)에 의해서 대기 상태로의 진입이 용이하게 된다. 전원 공급 제어회로(100)의 펄스폭 변조회로(10)가 펄스를 발생할 때 계속적으로 일정 주기의 펄스를 발생하는 것이 아니라 소정 주기 동안 펄스를 발생하다가 발생하지 않고 하는 동작을 반복적으로 수행하게 된다.When the power cord is plugged in, the device enters the standby state. When entering the standby state, it is easy to enter the standby state by the resistor Rf. When the pulse width modulation circuit 10 of the power supply control circuit 100 generates a pulse, the pulse width modulation circuit 10 does not continuously generate a pulse of a predetermined period, but repeatedly generates a pulse for a predetermined period and does not occur.
즉, 종래의 전원 공급 제어회로(100)는 대기 상태에서 계속적으로 펄스를 발생하게 되는데, 본 발명의 전원 공급 제어회로(100)는 계속적으로 펄스를 발생하는 것이 아니라 소정 주기 동안 펄스를 발생하고, 발생하지 않는 동작을 반복적으로 수행한다.That is, the conventional power supply control circuit 100 generates pulses continuously in the standby state. The power supply control circuit 100 of the present invention generates pulses for a predetermined period instead of continuously generating pulses. Repeat the operation that does not occur.
따라서, 대기 상태에서 계속적으로 펄스를 발생함에 의해서 소모 전류가 증가하는 문제를 해결할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to solve the problem of increased current consumption by continuously generating pulses in the standby state.
또한, 대기 상태에서 정상 동작으로 진입시에, 즉, 전원 코드를 꽂은 상태에서 전자 제품의 파워를 온하게 되는 경우에 전압(VCC2)이 순간적으로 떨어지게 되면 제너 다이오우드(ZD)가 오프됨으로써 광 다이오우드(PD)로 전류가 흐르지 않게 된다. 그러면, 트랜지스터(T)가 오프되어 전원 공급 제어회로(100)의 4번 핀으로 최대 전압이 인가되게 된다. 전원 공급 제어회로(100)는 스위칭 트랜지스터(ST)로 최대한의 전류를 흐르게하기 위하여 동작한다. 따라서, 스위칭 트래지스터(ST)로최대한의 전류가 흐르게 됨으로써 전압들(VCC1, VCC2)이 빠르게 정해진 전압으로 회복될 수 있다.In addition, when entering the normal operation from the standby state, that is, when the power supply of the electronic product is turned on when the power cord is plugged in, when the voltage VCC2 drops momentarily, the zener diode ZD is turned off, thereby causing the optical diode PD. Current does not flow. Then, the transistor T is turned off so that the maximum voltage is applied to pin 4 of the power supply control circuit 100. The power supply control circuit 100 operates to flow the maximum current to the switching transistor ST. Therefore, the maximum current flows to the switching transistor ST, so that the voltages VCC1 and VCC2 can be quickly restored to the predetermined voltage.
따라서, 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치는 대시 상태에서 전자 제품의 파워가 온되는 경우에 전압(VCC1, VCC2) 레벨을 빠르게 회복시켜 줄 수 있게 됨으로써 전자 제품의 온 동작을 제대로 수행할 수 있게 된다.Therefore, the switch mode power supply of the present invention can quickly recover the voltage (VCC1, VCC2) level when the electronic product is powered on in the dashed state, thereby properly performing the on operation of the electronic product. .
이는 종래의 스위치 모드 전원 공급 장치가 전압(VCC1)만을 비교하여 궤환 동작을 수행하도록 되어 있었으나, 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치는 전압(VCC1)뿐만아니라 전압(VCC2)도 비교하여 궤환 동작을 수행하기 때문에 가능한 것이다.Although the conventional switch mode power supply is configured to perform a feedback operation by comparing only the voltage VCC1, the switch mode power supply of the present invention performs a feedback operation by comparing the voltage VCC2 as well as the voltage VCC1. Because it is possible.
즉, 전압(VCC2)이 소정 전압 이하로 강하될 시에 전원 공급 제어회로(100)가 최대로 발진하여 스위칭 트랜지스터(ST)를 통하여 최대한의 전류가 흐르게 함으로써 트랜스포머들(TRANS1, TRANS2)의 2차측으로 충분한 에너지가 전달될 수 있다.That is, when the voltage VCC2 drops below a predetermined voltage, the power supply control circuit 100 oscillates to the maximum so that the maximum current flows through the switching transistor ST, so that the secondary sides of the transformers TRANS1 and TRANS2 are operated. Enough energy can be delivered.
상술한 실시예의 전원 공급 제어회로(100)는 펄스폭 변조 방식에 의해서 스위칭을 제어하는 IC라면 어떤 종류의 IC라도 상관없다.The power supply control circuit 100 of the above-described embodiment may be any type of IC as long as it is an IC that controls switching by a pulse width modulation method.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.
따라서, 본 발명의 스위치 모드 전원 공급장치는 대기시에 소모되는 전류를줄일 수 있다.Thus, the switch mode power supply of the present invention can reduce the current consumed during standby.
또한, 대기 상태에서 정상 동작으로 진입시에 전자 제품이 제대로 온될 수 있다.In addition, the electronic product may be properly turned on when entering the normal operation from the standby state.
Claims (3)
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| KR1020000001518A KR20010073270A (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Switch mode power supply apparatus |
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|---|---|---|---|
| KR1020000001518A KR20010073270A (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Switch mode power supply apparatus |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20010073270A true KR20010073270A (en) | 2001-08-01 |
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Family Applications (1)
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| KR1020000001518A KR20010073270A (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Switch mode power supply apparatus |
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| KR (1) | KR20010073270A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1302453C (en) * | 2002-10-04 | 2007-02-28 | 松下电器产业株式会社 | Bias potential generating device |
| US9425699B2 (en) | 2012-12-10 | 2016-08-23 | Solum Co., Ltd. | Multi-output power supply apparatus enhancing a power imbalance between multiple outputs |
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2000
- 2000-01-13 KR KR1020000001518A patent/KR20010073270A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1302453C (en) * | 2002-10-04 | 2007-02-28 | 松下电器产业株式会社 | Bias potential generating device |
| US9425699B2 (en) | 2012-12-10 | 2016-08-23 | Solum Co., Ltd. | Multi-output power supply apparatus enhancing a power imbalance between multiple outputs |
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