KR20030011323A - 스위치 모드 파워 서플라이를 위한 스타트업 회로 - Google Patents

Abstract

스위치 모드 파워 서플라이 장치는 전기적인 에너지를 스위칭 트랜지스터의 스위칭을 제어하는 제어기에 제공하는 스타트업 장치로 구성된다. 스타트업 장치는 바이패스 장치에 의해 바이패스된다. 파워 서플라이의 스타트업 동안, 바이패스 장치는 개방된다. 성공적인 스타트업 후에, 바이패스 장치는 폐쇄되고, 스타트업 장치에서의 추가적 손실이 제거되며, 따라서 파워 서플라이의 모든 에너지 효율이 증가한다. 스타트업 장치를 대기 파워 서플라이 또는 주 전압에 연결함으로써 제어기로 공급하기 위한 변압기상의 부가적인 권선의 사용이 제거된다. 파워 서플라이는 전기적인 과부하 보호를 가지며, 과부하 상태가 발생할 때 주기적으로 재시작을 시도하거나 정지할 것이다.

Description

스위치 모드 파워 서플라이를 위한 스타트업 회로{Start-up circuit for switched mode power supply}

US 5 581 453은 스위치 모드 파워 서플라이를 위한 스타트업 회로를 공개한다. 파워 서플라이는 변압기를 포함하고, 이것은 주기적으로 입력 전압에 연결되도록 스위칭 트랜지스터에 의해 스위치된다. 스위칭 트랜지스터를 구동하기 위한 주기적인 펄스들은 파워 서플라이 제어 회로에 의해 제공된다. 이러한 파워 서플라이를 개시시키기 위해서, 파워 서플라이는 스타트업 저항기 및 커패시터를 포함하는 스타트업 회로를 포함한다. 스타트업 회로는 초기의 전기 에너지를 가진 파워 서플라이 제어 회로에 제공한다. 이것에 부가적으로, 파워 서플라이 제어 회로는 변압기의 부가적인 권선으로부터 에너지를 공급받고, 이 권선의 전압은 정류되어 파워 서플라이 제어 회로에 공급된다. 파워 서플라이의 스타트업 동안, 파워 서플라이 제어 회로의 공급은 전적으로 스타트업 회로에 달려있다. 스타트업 저항기는 커패시터를 충전하여 파워 서플라이 제어 회로의 공급 전압이 상승하도록 한다. 초기에, 변압기 상의 전압은 낮고, 따라서, 변압기의 부가적인 권선은 파워 서플라이 제어 회로의 공급에 기여하지 않는다. 특정 스타트업 시간 후에, 파워 서플라이의 출력 전압이 상승하기 시작한다. 따라서, 변압기의 부가적인 권선 상의 사용할 수 있는 전압이 상승하기 시작한다. 부가적인 권선 상의 전압이 충분히 커지면, 그 권선은 스타트업 회로로부터 파워 서플라이 제어 회로의 공급을 이어받을 것이다.

전형적으로, 스타트업 저항기는 단지 파워 서플라이 제어 회로를 스타트업하기에 충분한 전류만을 제공하기 위해 디멘전된다(dimensioned). 파워 서플라이 제어 회로의 정상적인 동작 전류는 매우 높다. 위의 출원에서는 설명되지 않았지만, 이것은 그 배열이 내부 과부하 보호를 갖도록 한다. 파워 서플라이의 출력 전압이 낮아지는 경우에는, 예를 들면 과부하 또는 단락(short circuit) 때문에, 변압기에 의해 공급되는 전압은 감소할 것이고, 따라서, 부가적인 권선 상의 전압은 감소할 것이다. 이것은 스타트업 저항기가 예컨대 단지 작은 스타트업 전류만을 공급하기위하여 값이 결정됨에 따라 파워 서플라이 제어 회로의 공급 전압이 강하하게 하고, 상기 전류는 정상 동작동안 파워 서플라이 제어 회로에 전원을 공급하기에 부족하다. 결과적으로, 스위칭은 정지하고 파워 서플라이는 새로운 스타트업을 시도하는 스타트업 시퀀스로 들어갈 것이다.

이러한 파워 서플라이의 단점은 변압기의 부가적인 권선이 필요하다는 것이다. 이것은 변압기의 설계를 복잡하게 만든다. 한편으로, 이 권선은 변압기의 2차측에 자기적으로 잘 연결될 필요가 있고, 따라서 상기 권선은 물리적으로 2차측 권선과 가까울 필요가 있다. 다른 한편으로, 부가적인 권선은 변압기의 1차측에 연결된다. 따라서, 부가적인 권선은 변압기의 1차측과 2차측 사이의 절연에 있어서의 안전성 문제들을 피하기 위하여, 완전히 절연될 필요가 있다. 일반적으로 3중 절연된 와이어가 사용된다. 이것은 변압기를 비교적 비싸고 복잡하며 제조하기 어렵게 만든다.

다른 단점은 스타트업 시간이 길다는 것이다. 스타트업 저항기의 손실을 감소시키기 위해, 스타트업 저항기의 값은 가능한한 높게 그러나 느린 스타트업을 희생하여 선택되는데, 이는 저항기의 높은 값은 그것에 연결된 커패시터의 충전에 이용가능한 작은 스타트업 전류만을 만들기 때문이다.

위의 단점과 관련된 다른 단점은, 스타트업 저항기가 파워 서플라이의 동작동안 전기적인 에너지를 계속적으로 손실시킬 것이라는 것이다. 전력 효율이 파워 서플라이들에서의 중요한 요구사항이므로, 이 계속적인 전력 손실은 바람직하지 못하다. 넓은 입력 공급 전압의 범위를 위해 적당한 파워 서플라이를 생성하기 위해,스타트업 저항기의 값은 낮게 선택되고, 따라서 최소 입력 공급 전압에서의 스타트업동안에 파워 서플라이 제어 회로를 위한 충분한 스타트업 전류들이 보장된다. 그러나 이러한 낮은 값은 높은 입력 전압들에서 저항기를 통과하는 매우 큰 전류를 유발할 것이고, 따라서 저항기에서 큰 손실이 발생한다. 위에서 설명한 바와 같이, 또한 파워 서플라이의 빠른 스타트업을 위한 요건들은 스타트업 저항기의 값을 감소시키는 경향이 있을 것이고, 따라서 전력 손실들도 증가한다.

전력 손실과 관련된 단점들을 극복하기 위한 시도로서, US 5 581 453은, 콜렉터-에미터(collector-emitter) 주 전류 경로가 스타트업 저항기와 직렬로 연결된 스위칭 트랜지스터를 공개한다. 파워 서플라이의 스타트업동안, 스위칭 트랜지스터는 저항기가 스타트업 전류를 공급하도록 하는 도통 상태에 있다. 파워 서플라이의 정상 동작동안, 스위칭 트랜지스터는 스타트업 저항기의 손실이 중단되는 비도통 상태에 있다. 이러한 셋업(set-up)의 단점은 이것이 스위칭 트랜지스터가 베이스-에미터 접합 상의 역바이어스에 의해 도통을 중단할 때, 스위칭 트랜지스터의 열화를 쉽게 가져온다. 알려진 바와 같이, 일반적인 트랜지스터 설계들에서 매우 낮은 볼트의 베이스-에미터 역바이어스는 베이스-에미터 브레이크 다운을 야기함으로써 트랜지스터를 불가피하게 열화시킨다. 이러한 상태는, 예컨대 변압기를 제조할 때의 부하 변화들 또는 제조에 의해 야기되는, 예를 들면, 부가적인 권선에 의해 공급된 전압의 상승에 의해, 또는 입력 전압에서의 딥(dip)에 의해 쉽게 발생할 수 있다. 또한 이 셋업은, 전력 손실 문제를 해결하기 위한 시도에도 불구하고, 변압기의 3차 권선과 연관된 위의 언급된 문제를 풀지 못할 것이라는 것이 명확해 질것이다.

본 발명은 스타트업(strat-up) 단계에서 제어기에 전기적인 에너지를 공급하기 위한 스타트업 장치를 포함하는 스위치 모드 파워 서플라이에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 스위치 모드 파워 서플라이를 스타트업하기 위한 방법, 이러한 스위치 모드 파워 서플라이에서 사용하기 위한 스타트업 장치의 제어기, 및 이러한 스위치 모드 파워 서플라이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

스위치 모드 파워 서플라이들은 광범위한 전자 장비에서 사용되고 있다. 이러한 전자 장비의 예들은 휴대용 통신 장치들 뿐 아니라 계산 장비, 텔레비전 및 비디오 장비를 포함한다. 스위치 모드 파워 서플라이들은 전지 전압 또는 정류된 AC 전원 전압과 같은 DC 1차 전압을 하나 또는 그 이상의 2차 전압들로 변환한다.

도 1은 본 발명에 따른 스위치된 모드 파워 서플라이의 실시예의 개략적인 전자 회로 다이어그램.

도 2는 본 발명에 따른 스위치된 모드 파워 서플라이의 다른 실시예의 개략적인 전자 회로 다이어그램.

본 발명의 목적은 기존의 기술과 연관된 문제들을 제거하거나 적어도 감소시키는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 스위치 모드 파워 서플라이의 설계를 간소화시키는 것이다.

본 발명의 제 1 양상은 청구항 제 1 항에 청구된 바와 같은 스위치 모드 파워 서플라이를 제공한다. 본 발명의 제 2 양상은 청구항 제 8 항에 청구된 바와 같은 스위치 모드 파워 서플라이의 스타트업 방법을 제공한다. 본 발명의 제 3 양상은 청구항 제 11 항에 청구된 바와 같은 제어기 스타트업 장치를 제공한다. 본 발명의 제 4 양상은 청구항 제 12 항에 청구된 스위치 모드 파워 서플라이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명의 유익한 실시예들은 종속항들에서 정의된다. 바이패스 장치에 의해 스타트업 장치를 바이패스함으로써, 두 개의 동작 상태들이 식별될 수 있다. 바이패스 장치가 개방되면, 제어기는 스위칭 장치의 스위칭의 시작을 인에이블하는, 스타트업 장치에 의해 스타트업 전류를 공급받는다. 바이패스 스위치가 닫히면, 스타트업 장치에 의해 야기된 공급 전류에서의 제한이 제거되어, 제어기는 전체 구동 전력이 스위칭 장치를 정상적으로 제어하는데 이용가능하게 하고, 결과적으로 파워 서플라이의 정상적인 동작을 가져온다. 또한 바이패스 스위치가 닫힐 때, 스타트업 장치에서의 손실이 제거되고, 이것은 파워 서플라이의 전체적인 에너지 효율을 증가시킨다. 정상적인 동작동안 스타트업 장치에서의손실이 제거됨에 따라, 스타트업 장치는 최적의 스타트업 시간을 위해 디멘전될 수 있고, 따라서 스타트업 시간은 감소하는 결과를 낳는다.

청구항 제 2 항에 정의된 바와 같은 본 발명의 실시예에서, 바이패스 장치는 스위치 모드 파워 서플라이가 2차 전압이 안정화된 정상 동작 중인 것으로 검출될 때 스타트업 장치를 바이패스하기 위해 닫힌다. 전압 기준과의 2차 전압의 값의 비교와 같이, 파워 서플라이가 레귤레이션 중임을 가리키는 파워 서플라이 장치의 출력량을 검출 장치로 검출함으로써 2차 전압, 또는 2차 권선에서의 전류, 또는 출력 전력의 값과 같은 파워 서플라이 장치의 출력량에 의존하여 바이패스 스위치를 동작시키는 것이 가능하다.

청구항 제 3 항에 정의된 바와 같은 본 발명의 실시예에서, 바이패스 장치는 2차 전압이 기준 전압을 초과하는 것으로 검출될 때 스타트업 장치를 바이패스하기 위해 닫힌다. 스위치 모드 파워 서플라이는 1차 권선, 스위칭 장치, 제어기 및 전원 입력 전압에 연결된 광결합기 트랜지스터를 포함하는 전원 연결부를 갖는다. 스위치 모드 파워 서플라이는 2차 권선과 광결합기 다이오드를 포함하는 전원 분리부를 갖는다. 2차 전압에 의한 기준 전압의 검출된 크로싱은 전원 분리부로부터 전원 연결부로 광결합기 다이오드 및 트랜지스터를 통해 전송된다. 광결합기는 간단한 수단에 의해 우수한 갈바닉 분리를 달성할 수 있다.

따라서, 예컨대, 파워 서플라이의 스타트업 동안에, 2차 전압이 낮으면, 바이패스 스위치는 열리고 따라서 제어기는 스타트업 전류만을 공급받는다. 이러한 스타트업 전류가 성공적으로 파워 서플라이를 스타트업하도록 허용하면, 2차 전압은 상승할 것이고, 검출 장치는 출력량이 파워 서플라이가 정상적인 동작 중에 있음을 나타내는지를 검출한다. 예를 들어, 2차 전압이 검출 장치에 의해 세트된 한계값을 초과하면, 검출 장치는 제어 회로를 통해 바이패스 스위치를 닫아서, 제어기가 지속적으로 정상적인 동작을 할 수 있도록 충분한 동작 전류를 유지한다.

파워 서플라이 장치의 출력량은 하나 또는 그 이상의 2차 전압들, 파워 서플라이 장치의 하나 또는 그 이상의 출력 전류들, 임의의 2차 전압과 출력 전류(들)의 임의의 조합, 또는 유도성 장치의 보조 권선에서 발생된 전압과 같은, 파워 서플라이 장치의 제어를 결정하거나, 또는 그의 동작 상태를 결정하기 위한 적당한 수단을 제공하는 임의의 다른 값을 나타낸다.

청구항 제 6 항에 정의된 바와 같은 본 발명의 실시예에서, 광결합기 트랜지스터의 주 전류 경로는 또한 스위칭 장치의 스위칭을 제어하기 위한 제어기에 연결되어 있다. 이러한 방법에서, 광결합기 트랜지스터는 또한 스위칭 장치의 스위칭을 제어하기 위한 제어 장치에 입력을 제공한다. 이러한 방법으로, 구성요소들의 효율적인 사용이 달성될 수 있어, 전체 구성요소 비용이 감소한다. 또한, 스타트업 동작은 이러한 구성요소들에서의 허용오차들이 제어기의 스위칭의 동작뿐만 아니라 바이패스 스위치의 동작에 유사한 영향을 미침에 따라, 구성요소들의 이러한 결합된 사용에 의해 개선될 수 있다.

과부하의 경우에, 검출 장치는 2차 전압이 낮은 것으로 검출할 것이고, 따라서, 검출 장치는 광결합기를 통해, 바이패스 스위치가 열리도록 할 것이다. 이것은 자동적으로 파워 서플라이가 다시 스타트업 모드로 되게 할 것이고 파워 서플라이는 재시작을 시도할 것이며, 따라서 과부하에 대한 전자적인 보호가 제공된다.

바이패스 스위치는 유익하게, 간단하고 비용면에서 효율적인 스위칭을 허용하는 트랜지스터를 포함한다.

스타트업 장치가 유익하게 적당한 값인 1차 전압, 또는 대기 전원에 연결될 수 있을 때, 이것은 유도성 장치 상의 부가적인 권선의 사용을 필요없게 만들며, 따라서 유도성 장치의 설계 및 제조를 간단하게 한다. 또한 이것은 전압기의 절연에서 특히 발생하는 안전성 문제들을 피한다. 연관된 분리 요건들을 갖는 부가적인 권선은 요구되지 않는다. 변압기 상의 부가적인 권선을 피하고 대기 전원과 같은 잘 정의된 전원에 스타트업 장치를 연결함으로써, 과부하의 경우의 재시작이 개선된다. 스타트업은 더이상 변압기 내의 부가적인 권선의 자기 결합에 의존하지 않고, 대부분의 경우들에서 큰 입력 전압 범위를 갖는 1차 전압에 더 이상 의존하지 않는다. 이것은 파워 서플라이의 스타트업 동작이 보다 쉽게 제어되고 예측되게 하며, 변압기 및 입력 전압 범위의 허용 오차들의 역효과가 제거될 수 있다.

유익하게, 스타트업 장치는 스타트업 전류를 제어기에 제공하기 위해, 스타트업 장치의 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결된 스타트업 저항기와, 스타트업 장치의 출력 단자와 공통(common)사이에 연결된 커패시터를 포함한다. 저항기의 값은 저항기가 제어기에 충분한 스타트업 전류를 공급하도록 선택될 수 있고, 커패시터의 값은 예컨대, 충분한 시간 지연이 충분히 긴 스타트업 시간을 보장하도록 선택될 것이다. 저항기 및 커패시터의 조합은 예컨대, 과부하의 경우에 파워 서플라이를 스타트업하는 성공적인 시도들 사이에서 특정 시간을 보장하고 파워 서플라이의 믿을만한 스타트업을 보장하도록 선택될 것이다.

설명된 바와 같이, 바이패스 스위치의 존재 때문에, 최소 전력 손실을 위한 저항기의 디멘저닝이 요구되지 않아, 스타트업 장치를 디멘저닝할 때 자유도가 높아진다. 이것은 스타트업이 일단 일어나면 저항기가 바이패스되기 때문에, 낮은 저항 값에 연관된 계속적인 높은 손실을 피하면서, 짧은 스타트업 시간이 보장되도록 저항기의 낮은 저항 값을 선택하도록 허용한다.

유도성 장치가 변압기 또는 인덕터를 포함할 수 있기 때문에, 본 발명은 전원이 분리된 또는 그렇지 않은 플라이백(fly-back), 스텝업(step-up), 피드포워드(feed-forward) 또는 공진형 변환기와 같은, 스위치 모드 파워 서플라이들의 다양한 타입들과 사용될 수 있다.

다른 특징들 및 장점들은 본 발명의 비제한적인 실시예들을 나타낸, 첨부된 도면들로부터 명확해질 것이다.

상이한 도면들에서, 동일한 참조번호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 가리킨다.

도 1에서, 스위치 모드 파워 서플라이는 단자(1)에 인가된 입력 전압을 단자(2)에서의 출력 전압으로 변환한다. 단자들(1,2)은 1차 권선(3a) 및 2차 권선(3b)을 갖는 변압기(3)에 결합되어 있다. 집적 회로 장치를 포함할 수 있는 제어기(4)는, 스위칭 장치, 이 경우에는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; FET)형의 스위칭 트랜지스터(5)의 스위칭을 제어한다. 변압기의 2차 권선(3b)에서, 전기적인 펄스들은 정류 다이오드(6) 및 커패시터(7)에 의해 정류되고 필터링된다. 제어기(4)는 저항기(8a)와 커패시터(8b)를 포함하는 스타트업 장치(8)를 통해 전기적 에너지를 공급받는다. 스타트업 장치(8)는 제어기(4)에 스타트업 전류를 공급하며, 이를 위해 스타트업 장치의 출력 포트(8d)가 제어기(4)의 파워 서플라이 단자(4a)와 연결된다. 스타트업 장치(8)의 입력 포트(8c)는 단자(10)에서의 대기 전압 공급에 연결되어 있다. 스타트업 장치(8)는 주 전류 경로가 스타트업 장치(8)의 입력 포트(8c)와 출력 포트(8d) 사이에 연결된 바이패스 장치(11), 이 경우에는 스위칭 트랜지스터에 의하여 바이패스될 수 있다. 바이패스 스위치(11)의 스위칭은 전압 기준(12) 및 2개의 저항기들을 포함하는 제어 장치(CC) 및 검출 장치(DD)에 의해 제어된다. 제어 장치(CC)는 광결합기(optpcoupler)(13a,13b) 및 3개의 저항기들을 포함한다. 광결합기(13a, 13b)는 또한 단자(2)에서의 2차 전압에 따라 스위칭 트랜지스터(5)의 스위칭을 제어하기 위해 제어기(4)에 연결되어 있다. 광결합기는 광결합기 트랜지스터(13b)에광학적으로(optically) 연결된 광결합기 다이오드(13a)를 포함한다.

파워 서플라이가 개시할 때, 제어기(4)는 단자(10)를 통하여 대비 전압 공급으로부터 스타트업 장치(8)를 거ㄹ쳐 전기 에너지를 공급받는다. 제어기(4)는 전기적인 구동 펄스들을 스위칭 트랜지스터(5)에 공급함으로써 스위칭 트랜지스터(5)의 주기적인 스위칭을 개시시킨다. 스위칭 트랜지스터(5)의 스위칭은 펄스들이 변압기(3)의 2차 권선(3b)에서 나타나도록 할 것이다. 스위칭 트랜지스터(5)를 구동할 수 있도록 제어기(4)에 의해 요구되는 전기적 에너지는 스타트업 장치(8)에 의해 제어기(4)에 공급되는 전기적 에너지보다 크다. 따라서, 제어기(4)의 파워 서플라이 단자(4a)상의 전압인, 커패시터(8b)를 가로지르는 전압은 전기적 에너지가 커패시터(8b)로부터 방출됨에 따라 감소할 것이다.

스타트업동안 파워 서플라이가 충분히 높은 값을 갖는 2차 전압을 형성할 수 있으면, 전압 기준(12)이 도통하기 시작하여 광결합기(13a,13b)가 도통된다. 결과적으로, 트랜지스터(11)에 의해 형성된 바이패스 스위치가 도통하기 시작할 것이다. 이것은 바이패스 스위치(11)가 스타트업 저항기(8a)를 바이패스하게 하고, 따라서 스타트업 장치(8)의 출력 포트(8b)에서의 전압이 증가하여, 파워 서플라이를 정상적으로 동작시킬 수 있도록 제어기(4)에의 충분한 전기적인 에너지의 공급을 보장한다.

그러나, 스타트업동안 파워 서플라이가 충분히 높은 값을 갖는 2차 전압을 형성할 수 없으면, 전압 기준(12) 및 광결합기(13)는 도통을 시작하지 않을 것이다. 결과적으로, 스타트업 장치(8a)에 의해 공급된 전기적 에너지가 제어기(4)에의해 소비된 전기적 에너지보다 낮기 때문에, 커패시터(8b)를 가로지르는 전압은 계속해서 감소할 것이다. 어떤 시점에 커패시터(8b)를 가로지르는 전압은 제어기(4)가 동작을 정지하고 스위칭 트랜지스터(5)의 구동을 정지시키는 이러한 낮은 값을 얻는다. 따라서, 파워 서플라이는 정지할 것이다.

도 1에 따른 파워 서플라이는 과부하 보호를 제공한다. 과부하 또는 단락에 의해 2차 전압(2)이 너무 낮을 때, 바이패스 스위치(11)는 닫히지 않게 되고, 결과적으로 제어기(4)는 스위칭 트랜지스터(5)를 동작시키는 것을 멈출 것이다.

또한, 도 1에 따른 파워 서플라이는 자동 재시작(restart)을 제공한다. 위에서 서술한 바와 같이, 파워 서플라이를 스타트업하기 위한 시도가 성공적이지 않은 경우에는, 커패시터(8b)가 저항기(8a)에 의해 재충전되어 제어기(4)의 공급 전압 단자(4a)에서의 전압이 증가하게 한다. 어떤 순간에, 이 전압이 충분히 높아져서 제어기(4)가 스위칭 트랜지스터(5)의 스위칭부터 다시 시작하고, 따라서 파워 서플라이의 스타트업이 다시 시도된다. 결과적으로, 파워 서플라이가 과부하의 상태에 있는 경우에는, 이것은 주기적으로 스타트업을 시도할 것이다.

본 발명에 따른 파워 서플라이의 스타트업 및 재시작 동작은 스타트업 네트워크를 형성하는 저항기(8a) 및 커패시터(8b)의 각각의 값들에 주로 의존함에 따라 쉽게 제어될 수 있다.

본 발명은 또한 다른 타입들의 스위치 모드 파워 서플라이들과 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 2는 다른 스위치 모드 파워 서플라이를 도시하는데, 이것은 변압기 대신 단일 인덕터(3)를 사용한, 도 1의 스위치 모드 파워 서플라이의 약간 단순화된 버전이다. 결과적으로, 이 파워 서플라이는 입력 전압(1)과 출력 전압(2) 사이의 갈바닉 분리(galvanic isolation)를 보이지 않는다. 또한, 도 1에 설명된 바와 같은, 본 발명에 따른 파워 서플라이의 모든 특징들 및 이익들은 동일하게 잘 활용할 수 있다. 또한, 저항기(8a)는 전류 소스에 의해 대체될 수 있다. 검출 장치(DD)는 이제 저항기들(15 및 16), 탭-인(tapped-in)된 출력 전압과 기준 전압(Vref)을 비교하기 위해, 내부 기준 전압(Vref)을 가진 비교기(12)를 포함하는 전압 분배기를 포함한다. 비교기는 탭-인된 출력 전압이 기준 전압을 초과할 때 광결합기 다이오드(13a)를 통한 전류를 야기한다. 광결합기 다이오드에 공급된 공급 전압은 파워 서플라이에 의해 생성된 임의의 적당한 DC 전압일 수 있다.

따라서, 본 발명은 정상적인 동작 동안에 스타트업 장치에서의 낮은 전력 손실뿐 아니라 빠른 스타트업 시간을 보이고, 과부하의 경우에서 잘 정의된 스타트업 동작과 잘 정의된 재시작 동작을 동시에 제공하면서, 변압기의 간단한 설계 및 제조를 허용하는 스위치 모드 파워 서플라이를 제공한다.

Claims (12)

1. 입력 전압의 적어도 하나의 출력전압으로의 변환을 위한 스위치 모드 파워 서플라이에 있어서:

   -상기 입력 전압을 상기 적어도 하나의 출력 전압으로 변환하기 위한 유도성 장치와,

   -상기 유도성 장치를 상기 입력 전압에 주기적으로 연결하기 위한 스위칭 장치와,

   -상기 스위칭 장치의 스위칭을 제어하기 위한 제어기와,

   -스타트업 단계에서 전기적인 에너지를 상기 제어기에 공급하기 위한 스타트업 장치를 포함하고,

   상기 스위치 모드 파워 서플라이는 상기 스위치 모드 파워 서플라이의 정상적인 동작 모드에서 상기 스타트업 장치를 바이패스하기 위해 바이패스 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치 모드 파워 서플라이는:

   상기 스위치 모드 파워 서플라이의 출력량이 상기 스위치 모드 파워 서플라이가 레귤레이션 중임을 나타내는지를 검출하기 위한 검출 장치, 및

   상기 스위치 모드 파워 서플라이가 레귤레이션 중인 것으로 검출될 때 닫히도록 상기 바이패스 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로하는, 스위치 모드 파워 서플라이.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유도성 장치는 1차 권선과 2차 권선을 가진 변압기를 포함하고, 상기 1차 권선은 상기 스위칭 장치에 연결되어 있고, 상기 2차 권선은 상기 제 2 전압을 공급하기 위해 연결되어 있으며, 상기 제어 회로는:

   광결합기(optocoupler) 다이오드와,

   상기 출력 전압이 기준 전압을 초과할 때 상기 광결합기 다이오드에 전류를 공급하기 위해 상기 적어도 하나의 출력 전압을 기준 전압과 비교하기 위한 비교기 회로와,

   상기 광결합기 다이오드에 광학적으로 연결되어 있고 상기 바이패스 장치의 제어 입력에 연결된 주 전류 경로를 갖는 광결합기 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스 장치는 반도체 스위치를 제어할 수 있고, 바이패스 스위치는 상기 적어도 한 개의 출력 전압이 미리 정해진 값을 초과할때 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 광결합기 트랜지스터의 상기 주 전류 경로는 또한 상기 스위칭 장치의 스위칭을 제어하기 위한 상기 제어기에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 스타트업 장치는 대기 전원 또는 주 전압에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 출력 전압이 미리 정해진 값보다 아래로 떨어지는 것이 상기 검출 장치에 의해 검출될 때 상기 바이패스 장치를 개방하도록 적응되는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이.
8. 입력 전압의 적어도 하나의 출력 전압으로의 변환을 위한 스위치 모드 파워 서플라이의 스타트업 방법에 있어서, 상기 스위치 모드 파워 서플라이는:

   상기 입력 전압을 상기 적어도 하나의 출력 전압으로 변환하기 위한 유도성 장치와,

   1차 권선을 상기 입력 전압에 주기적으로 연결하기 위한 스위칭 장치와,

   상기 스위칭 장치의 스위칭을 제어하기 위한 제어기와,

   스타트업 단계에서 전기적인 에너지를 상기 제어기에 공급하기 위한 스타트업 장치를 포함하고,

   상기 방법은:

   상기 스위치 모드 파워 서플라이의 정상적인 동작에서 상기 스타트업 장치를 바이패스하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이의 스타트업 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 바이패스는 상기 적어도 하나의 출력 전압이 미리정해진 값을 초과할 때 활성화되는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이의 스타트업 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 바이패스는 상기 출력 전압이 미리 정해진 값보다 작아지면 비활성화되는 것을 특징으로 하는, 스위치 모드 파워 서플라이의 스타트업 방법.
11. 스위치 모드 파워 서플라이 장치에서 사용하기 위한 제어기 스타트업 장치에 있어서, 상기 제어기 스타트업 장치는:

    -입력 포트 및 출력 포트와;

    -상기 입력 포트를 상기 출력 포트에 연결하는 스타트업 장치를 포함하고,

    상기 스타트업 장치의 제어기는 상기 입력 포트로부터 상기 출력 포트로의 연결을 바이패스 스위치하는 것을 특징으로 하는, 제어기 스타트업 장치.
12. 제 1 항의 상기 스위치 모드 파워 서플라이를 포함하는 디스플레이 장치.