KR20030008855A - Power Supplying Apparatus for correcting power factor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 능동 역률 개선을 위한 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반적인 교류-직류(AC-DC) 변환 전원 공급 장치에 있어 간단한 회로 구성과 단일 스위칭 소자의 동작으로 단일 전력단에서 역률 개선 기능과 아울러 안정적인 전원 공급을 위한 전력 변환 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하는, 능동 역률 개선을 위한 전원 공급 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply for active power factor improvement, and more particularly, to improve power factor at a single power stage by a simple circuit configuration and operation of a single switching element in a typical AC-DC conversion power supply. The present invention relates to a power supply for improving active power factor, which enables to simultaneously perform power conversion functions for stable power supply.
최근, 공장 자동화 기기, 사무 자동화 기기, 정보기기, 통신기기 및 전력 시스템 등에 있어서 안정되고 소형 및 경량화 할 수 있는 전원 장치의 응용이 더욱 활성화 되고 있다. 이와 함께 고조파 오염에 대한 관심 증대와 EN61000-3-2(IEC 555-2)와 같은 고조파 제한 규격의 채택으로 전원공급장치의 입력 전류의 고조파 저감과 역률 개선이 중요한 문제로 대두되고 있다.In recent years, the application of a stable, compact and lightweight power supply device in factory automation equipment, office automation equipment, information equipment, communication equipment and power systems has been further activated. In addition, the growing interest in harmonic contamination and the adoption of harmonic limiting specifications such as EN61000-3-2 (IEC 555-2) have led to significant issues of harmonic reduction and power factor improvement of the input current of the power supply.
일반적으로, 스위칭 전원 장치는 교류 입력을 직류로 변환(AC-DC)하는 정류부와 그 직류입력을 부하변동 및 입력 전압의 변화에 대해 안정화시키기 위한 직류-직류(DC-DC) 변환부로 나눌 수 있다. 각종 전자 기기용 직류전원으로 많이 이용되고 있는 커패시터 입력형 정류회로는 순시정전에 대한 대응이나, DC-DC 변환부의 입력전압 변동을 억제시켜 소자의 부담을 줄이기 위해서 큰 용량의 커패시터가 필요하다. 그러나, 커패시터 용량이 커질수록 짧은 시간에 많은 양의 에너지를 저장하기 위한 펄스형의 큰 전류가 흐르게 되며 이때, 피크치는 실효치의 5∼10배 정도가 된다. 이 펄스형의 대 전류로 인해 정류기의 입력전류 형태는 불연속이므로, 입력전압의 왜곡과 입력전류의 고조파 성분으로 인해 주변기기에 영향을 미치게 된다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 스위칭 전원의 DC-DC컨버터에 역률개선회로(Power Factor Correction Circuit : PFC)를 추가하는 방법에 대해 많은 노력이 이루어지고 있다. 기존의 전원장치에서 역률을 개선시키는 회로를 살펴보면 크게 수동 역률개선회로(Passive PFC)와 능동 역률개선회로(Active PFC)로 구분할 수 있는 바, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.In general, the switching power supply may be divided into a rectifier for converting an AC input into a direct current (AC-DC) and a direct current to direct current (DC-DC) converter for stabilizing the direct current input against a load change and a change in an input voltage. . The capacitor input rectifier circuit, which is widely used as a DC power supply for various electronic devices, requires a capacitor having a large capacity in order to cope with instantaneous power interruption or to suppress an input voltage variation of a DC-DC converter to reduce the burden on the device. However, as the capacitor capacity increases, a large pulse-like current flows for storing a large amount of energy in a short time, and the peak value is about 5 to 10 times the effective value. Due to this pulsed large current, the input current form of the rectifier is discontinuous, so the distortion of the input voltage and the harmonic content of the input current affect the peripheral device. In order to solve these problems, much effort has been made on how to add a Power Factor Correction Circuit (PFC) to a DC-DC converter of a switching power supply. Looking at the power factor improving circuit in the existing power supply can be largely divided into passive power factor improvement circuit (Passive PFC) and active power factor improvement circuit (Active PFC).
도 1은 기존의 수동 역률 개선 회로 방식이 적용된 전원 장치의 회로도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이, 정류기(10)와 평활 커패시터(C)의 사이에 초크 코일(choke coil)(L)을 접속하여, 그 초크 코일(L)의 임피던스양으로 커패시터(C)의 충전전류가 제한되어 도통각이 넓어지고 역률이 개선되도록 한 것이다. 주로 간단한 설계, 낮은 주파수 대역, 낮은 전자기파간섭(EMI), 고전력을 다루는데 사용된다.FIG. 1 is a circuit diagram of a power supply device to which a conventional passive power factor correction circuit is applied. As shown in the drawing, a choke coil L is connected between a rectifier 10 and a smoothing capacitor C. As shown in FIG. Thus, the charging current of the capacitor C is limited by the impedance amount of the choke coil L so that the conduction angle is widened and the power factor is improved. It is mainly used to deal with simple designs, low frequency bands, low electromagnetic interference (EMI), and high power.
도 2는 기존의 능동 역률 개선 회로 방식이 적용된 전원 장치의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a power supply device to which a conventional active power factor improvement circuit scheme is applied.
도 2를 보면, 교류전원(Vac)으로부터 공급되어 정류기(21)에 의해 정류된 입력전류를 반도체 스위치(Q2)를 이용하여 정현적으로 만들어 줌으로써 입력전압과 위상을 일치시켜 주는 방식으로, 상기 반도체 스위치(Q2)의 스위칭 주파수를 높임으로써 추가되는 회로의 크기를 줄일 수 있으며 가격도 감소시킬 수 있다. 능동 역률개선회로써 많이 이용되는 방법은 이단 역률개선회로이다. 이 방식은 기존의 스위칭 전원의 정류부분 대신 역률개선용 프리-레귤레이터(Pre-regulator)로서의 역률개선부(22)로 대치하는 방법으로, 넓은 입력전압 범위내에서 높은 역률을 유지하며, 다출력이고, 절연이 요구되며 높은 정밀도가 필요한 경우에 적합하다. 도 2의 동작특성은 다음과 같다.Referring to FIG. 2, the semiconductor is made to match the input voltage and the phase by making the input current supplied from the AC power supply Vac rectified by the rectifier 21 by using the semiconductor switch Q2 to match the phase with the input voltage. Increasing the switching frequency of the switch Q2 can reduce the size of the added circuit and reduce the cost. A popular method for active power factor improvement is a two-stage power factor improvement circuit. This method replaces the power rectification part 22 as a power factor improvement pre-regulator instead of the rectifying part of the conventional switching power supply, and maintains a high power factor within a wide input voltage range. This is suitable for cases where insulation is required and high precision is required. The operating characteristics of Figure 2 are as follows.
상기 역률개선부(22)는 승압형 컨버터를 기본회로로 하고, 전력변환부(23)는 소용량에 적합한 플라이백 컨버터를 기본회로로 하고 있다. 먼저 상기 반도체 스위치(Q2)의 온/오프 동작에 의해 역률을 개선하면서 입력커패시터(C)에 에너지를 저장한다. 그 다음 반도체 스위치(Q1)의 온/오프 동작에 의해 전력변환기능을 수행한다. 이와 같이 전력변환을 두번에 걸쳐 하게 되므로 효율이 저하되고, 각각의 스위칭 소자(Q1,Q2)를 제어해야 하므로 회로가 복잡해지고 그만큼 비용이 상승하게 된다.The power factor improving unit 22 uses a boost converter as a basic circuit, and the power converter 23 uses a flyback converter suitable for a small capacity as a basic circuit. First, energy is stored in the input capacitor C while improving the power factor by the on / off operation of the semiconductor switch Q2. Then, the power conversion function is performed by the on / off operation of the semiconductor switch Q1. Since the power conversion is performed twice in this way, the efficiency is lowered, and the switching devices Q1 and Q2 must be controlled, thereby increasing the complexity and cost of the circuit.
결론적으로, 도 1과 같은 기존의 수동 역률개선회로는 입력 주파수의 변화에 민감하고, 초크 코일의 인덕턴스는 입력전압의 주파수(50~60Hz)에 영향을 받으므로 상당히 큰 값의 것이 필요하고 형상과 중량이 크게 되어 소형의 전원장치에는 사용되지 못하는 문제점이 있다. 또한, 도 2와 같은 2단 능동 역률개선회로는 넓은 입력전압 범위내에서 높은 역률을 유지할 수 있는 반면 컨버터 회로가 두개 직렬 연결된 형태의 회로방식이기 때문에 회로가 복잡하고 전력변환 과정이 두번 일어나므로, 효율이 저하되며 회로구성에 필요한 소자의 수가 많아져 비용이 많이 소요되므로 저 가격 및 소형의 전원회로 방식에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.In conclusion, the conventional passive power factor improvement circuit shown in FIG. 1 is sensitive to the change of the input frequency, and the inductance of the choke coil is affected by the frequency of the input voltage (50 to 60 Hz). There is a problem that can not be used in a small power supply because the weight is large. In addition, the two-stage active power factor improvement circuit as shown in FIG. 2 can maintain a high power factor within a wide input voltage range, while the circuit is complicated and the power conversion process occurs twice because the converter circuit is connected in series. Since the efficiency is lowered and the number of elements required for the circuit configuration is high, the cost is high, and there is a problem in that it is not suitable for a low cost and a small power circuit method.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 단일 스위칭 소자를 이용하여 단일 전력단에서 역률 개선 및 절연된 전력 변환 기능을 모두 수행토록 된, 능동 역률 개선을 위한 전원 공급 장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to provide both a power factor improvement and an isolated power conversion function in a single power stage using a single switching element, power supply for active power factor improvement Is to provide.
도 1은 기존의 수동 역률 개선 회로 방식이 적용된 전원 장치의 회로도이고,1 is a circuit diagram of a power supply device to which a conventional passive power factor improvement circuit scheme is applied.
도 2는 기존의 능동 역률 개선 회로 방식이 적용된 전원 장치의 회로도이고,2 is a circuit diagram of a power supply device to which a conventional active power factor improvement circuit scheme is applied.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 역률 개선을 위한 전원 공급 장치의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a power supply for improving power factor according to an embodiment of the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
31 : 정류부 32 : 역률개선부31: rectifier 32: power factor improvement
33 : 전력변환부 34 : 정류/평할부33: power conversion section 34: rectification / flat section
L : 입력 인덕터 D1,D2,Do : 다이오드L: Input Inductor D1, D2, Do: Diode
C,Co : 커패시터 Q1 : 반도체 스위치C, Co: Capacitor Q1: Semiconductor Switch
T1 : 트랜스포머 Ro : 부하T1: Transformer Ro: Load
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 능동 역률 개선을 위한 전원 공급 장치는, 교류-직류 전력 변환 장치에 있어서, 교류 입력 전압을 정류하는 정류 수단; 상기 정류 수단의 출력을 입력하여 유도성 소자에 축전되는 에너지를 단일 스위칭 소자의 단속(斷續)을 통해 충방전하므로써 입력 전압과 전류를 동상으로 만드는 역률 개선 수단; 상기 역률 개선 수단의 출력을 입력하여 1차측에 충전되는 에너지를 상기 단일 스위칭 소자의 상기 개폐를 통해 2차측으로 전달하여 전력변환하는 전력 변환 수단; 및 상기 전력 변환 수단의 출력을 정류하여 부하의 전원으로 제공하는 정류수단을 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply device for improving an active power factor, the AC-DC power converter comprising: rectifying means for rectifying an AC input voltage; A power factor correction means for inputting the output of the rectifying means to charge / discharge the energy stored in the inductive element through an intermittent operation of a single switching element to make the input voltage and current equal in phase; Power conversion means for inputting the output of the power factor improving means to transfer energy charged in the primary side to the secondary side through the opening and closing of the single switching element to convert power; And rectifying means for rectifying the output of the power converting means and providing the power to the load.
상기 역률 개선 수단은, 상기 정류수단의 출력단에 일단이 연결된 상기 유도성 소자로서의 입력 인덕터; 상기 입력 인덕터의 타단에 전류 유입단이 연결되고 전류 유출단은 상기 전력 변환 수단의 1차측 권선의 일단에 연결된 제 1 정류 소자; 상기 입력 인덕터와 상기 제 1 정류 소자와의 공통 연결점에 전류 유입단이 연결되고 전류 유출단은 상기 1차측 권선의 타단에 연결된 제 2 정류 소자; 및 상기제 2 정류 소자와 상기 1차측 권선의 공통 연결점에 전류 유입단이 연결되고 전류 유출단은 상기 정류 수단의 입력단에 연결되며 가동단은 상기 단속 제어를 위한 제어수단에 연결된 상기 스위칭 소자를 포함하여 구성된다.The power factor improving means includes: an input inductor as the inductive element having one end connected to an output terminal of the rectifying means; A first rectifying element connected to the other end of the input inductor and having a current outlet connected to one end of a primary winding of the power conversion means; A second rectifying element connected to a common connection point between the input inductor and the first rectifying element, and a current rectifying end connected to the other end of the primary winding; And a switching element connected to a common connection point of the second rectifying element and the primary winding, a current outlet end connected to an input end of the rectifying means, and a movable end connected to a control means for controlling the interruption. It is configured by.
이와 같이 구성된 본 발명의 전원 공급 장치는, 단일 스위칭 소자를 이용하여 역률개선 및 절연된 전력변환기능을 단일전력단에서 수행함으로써 전력변환장치의 역률개선을 위하여 추가되는 부품수를 최소화 하고, 역률개선을 위하여 추가되는 부품수를 최소화 함으로써 전원장치의 소형 경량화 및 가격 상승 요인을 개선 시킨다.The power supply apparatus of the present invention configured as described above minimizes the number of components added for improving the power factor of the power converter and improves the power factor by performing a power factor improvement and an isolated power conversion function in a single power stage using a single switching element. By minimizing the number of parts added for the purpose, it is possible to reduce the size and weight of the power supply.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동 역률 개선을 위한 전원 공급 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a power supply device for improving an active power factor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 역률 개선을 위한 전원 공급 장치의 회로도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이. 교류 입력 전원(Vac)로부터 제공되는 교류 입력 전압을 정류하여 출력하는 정류 풀 브리지 정류부(31); 상기 정류부(31)의 출력을 입력하여 입력 인덕터(L)에 축전되는 에너지를 반도체 스위치(Q1)의 단속(斷續)을 통해 충방전하므로써 입력 전압과 전류를 동상으로 만드는 역률개선부(32); 상기 역률 개선부(32)의 출력을 입력하여 1차측에 충전되는 에너지를 상기 반도체 스위칭 소자(Q1)의 상기 개폐를 통해 2차측으로 전달하여 전력변환하는 전력변환부(33); 및 상기 전력변환부(33)의 출력을 정류/평활하여 부하(Ro)의 전원으로 제공하는 정류/평활부(34)로 구성되어 있다.3 is a circuit diagram of a power supply for active power factor improvement according to an embodiment of the present invention, as shown in the figure. A rectified full bridge rectifier 31 for rectifying and outputting an AC input voltage provided from an AC input power source Vac; The power factor improving unit 32 makes the input voltage and the current in phase by charging and discharging the energy stored in the input inductor L through the interruption of the semiconductor switch Q1 by inputting the output of the rectifying unit 31. ; A power converter 33 inputting the output of the power factor improving unit 32 to transfer energy charged to the primary side to the secondary side through the opening and closing of the semiconductor switching element Q1 to convert power; And a rectification / smoothing unit 34 which rectifies / smoothes the output of the power converter 33 and provides the power to the load Ro.
상기 역률개선부(32)는 상기 정류부(31)의 출력단에 일단이 연결된 입력 인덕터(L); 상기 입력 인덕터(L)의 타단에 양극이 연결되고 음극은 상기 전력변환부(33)의 1차측 권선의 일단에 연결된 제 1 다이오드(D1); 상기 입력 인덕터(L)와 상기 제 1 다이오드(D1)의 공통 연결점에 양극이 연결되고 음극은 상기 1차측 권선의 타단에 연결된 제 2 다이오드(D2); 및 상기 제 2 다이오드(D2)와 상기 1차측 권선의 공통 연결점에 전류 유입단이 연결되고 전류 유출단은 상기 정류부(31)의 입력단에 연결되며 가동단은 상기 단속 제어를 위한 제어부(미도시)에 연결된 상기 반도체 스위치(Q1)로 구성되어 있다. 또한, 상기 제 1 다이오드으 음극과 상기 반도체 스위칭 소자의 전류 유출단 사이에는 커패시터(C)가 연결되어 있다.The power factor improving unit 32 includes an input inductor L having one end connected to an output terminal of the rectifier 31; A first diode D1 connected to the other end of the input inductor L and a cathode connected to one end of a primary winding of the power converter 33; A second diode D2 connected to a common connection point of the input inductor L and the first diode D1 and a cathode connected to the other end of the primary winding; And a current inflow end is connected to a common connection point of the second diode D2 and the primary winding, and a current outflow end is connected to an input end of the rectifier 31, and a movable end is a controller (not shown). And the semiconductor switch Q1 connected to it. In addition, a capacitor C is connected between the cathode of the first diode and the current outlet of the semiconductor switching device.
상기 전력변환부(33)는 상기 1차측 권선과 2차측 권선을 구비하여 그 권선비에 따라 1차측의 충전 에너지를 2차측으로 변환 전달하는 고주파 트랜스포머(T1)로 구성되어 있다. 상기 정류/평활부(34)는 상기 2차측으로 전달된 에너지의 정류를 위한 출력 다이오드(Do) 및 평활을 위한 출력 콘덴서(Co)로 구성되어 있다.The power converter 33 includes the primary winding and the secondary winding, and is composed of a high frequency transformer T1 that converts and transfers the charging energy of the primary to the secondary according to the turns ratio. The rectifying / smoothing unit 34 is composed of an output diode Do for rectifying the energy transferred to the secondary side and an output capacitor Co for smoothing.
이어, 본 발명의 동작을 설명한다.Next, the operation of the present invention will be described.
상기 반도체 스위치(Q1)가 도통되면 상기 입력인덕터(L)에 에너지가 축적되면서 전류는 선형적으로 증가한다. 동시에 상기 고주파 트랜스포머(T1)의 1차측에 에너지가 축적된다. 이때에는 상기 트랜스포머(T1)의 2차측은 상기 출력 다이오드(Do)를 역바이어스하여 1차측에서 2차측으로의 에너지 전달은 일어나지 않는다. 이어서, 상기 반도체 스위치(Q1)가 차단되면 1차측에 저장되었던 에너지가 2차측으로 전달되면서 전력변환이 이루어 지게 된다. 상기 다이오드(D2)는 상기반도체 스위치(Q1)의 차단시 상기 1차측에 유기되는 역전압이 입력측으로 흐르는 경로를 차단하는 역할을 한다.When the semiconductor switch Q1 is turned on, energy is accumulated in the input inductor L and the current increases linearly. At the same time, energy is accumulated on the primary side of the high frequency transformer T1. At this time, the secondary side of the transformer T1 reverse biases the output diode Do so that energy transfer from the primary side to the secondary side does not occur. Subsequently, when the semiconductor switch Q1 is cut off, energy stored in the primary side is transferred to the secondary side, thereby performing power conversion. The diode D2 serves to block a path through which the reverse voltage induced on the primary side flows to the input side when the semiconductor switch Q1 is blocked.
여기서, 상기 역률개선부(32)는 입력전류를 입력전압과 크기는 비례하고 위상은 일치하도록 하여 역률개선기능을 하게 된다. 상기 입력 인덕터(L)는 스위칭 주파수에 영향을 받으므로 도 1과 같은 수동 역률개선회로에 사용되는 초크 코일보다는 크기나 중량면에서 훨씬 소형이 된다. 또한 상기 전력변환부(33)는 상기 고주파 트랜스포머(T1)로 1차측과 2차측을 전기적으로 절연하면서 안정적으로 원하는 출력을 얻을 수 있도록 한다.In this case, the power factor improving unit 32 functions to improve the power factor by making the input current proportional to the input voltage and the phase to match. Since the input inductor L is affected by the switching frequency, the input inductor L is much smaller in size and weight than the choke coil used in the passive power factor improving circuit shown in FIG. 1. In addition, the power conversion unit 33 can stably obtain a desired output while electrically insulating the primary side and the secondary side with the high frequency transformer T1.
즉, 본 발명의 회로에 의하면 단일 스위칭 소자(Q1)의 온/오프 제어만을 통하여 단일전력단에서 역률개선 기능과 전력변환 기능을 동시에 수행할 수 있다.That is, according to the circuit of the present invention, the power factor improving function and the power conversion function can be simultaneously performed in a single power stage only through the on / off control of the single switching element Q1.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 능동 역률 개선을 위한 전원 공급 장치에 의하면, 일반적으로 사용되는 스위칭 방식 전원공급장치(SMPS)에 본 발명의 역률개선부와 같은 회로를 적용하여 입력전류의 고조파 성분을 저감시킴으로써 국제규격에 대응할 수 있으며, 기존의 2단 역률개선회로보다 부품수를 줄임으로써 소형, 경량화 및 적은 비용상승으로 역률개선을 실현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 1,2차간이 전기적으로 완전히 절연되어 안정적인 전원을 공급하므로 소용량의 전원장치에 적용가능한 효과를 창출한다.As described in detail above, according to the power supply for improving the active power factor according to the present invention, a harmonic component of an input current is applied to a commonly used switching type power supply (SMPS) by applying a circuit such as the power factor improving unit of the present invention. In order to meet the international standards by reducing the number of parts, and to reduce the number of parts compared to the existing two-stage power factor improvement circuit has the advantage that the power factor improvement can be realized with small size, light weight and small cost increase. In addition, since the first and second cars are completely electrically insulated to supply stable power, it is possible to create an effect applicable to a small capacity power supply.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010043855A KR20030008855A (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Power Supplying Apparatus for correcting power factor |
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| KR1020010043855A KR20030008855A (en) | 2001-07-20 | 2001-07-20 | Power Supplying Apparatus for correcting power factor |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20120023248A (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus for supplying power, back light unit and display apparatus using the same |
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-
2001
- 2001-07-20 KR KR1020010043855A patent/KR20030008855A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7317624B2 (en) | 2003-07-01 | 2008-01-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power factor correction method and apparatus and power supply using the same |
| KR20120023248A (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus for supplying power, back light unit and display apparatus using the same |
| KR20150038937A (en) | 2013-10-01 | 2015-04-09 | 삼성전기주식회사 | Power supply apparatus |
| US9263953B2 (en) | 2013-10-01 | 2016-02-16 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Power supply apparatus for supplying internal power from a minimum input voltage to a steady state of an output of a boost stage |
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