KR20040043420A - 가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치 - Google Patents

가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20040043420A
KR20040043420A KR1020020071669A KR20020071669A KR20040043420A KR 20040043420 A KR20040043420 A KR 20040043420A KR 1020020071669 A KR1020020071669 A KR 1020020071669A KR 20020071669 A KR20020071669 A KR 20020071669A KR 20040043420 A KR20040043420 A KR 20040043420A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitance
output
unit
voltage
signal
Prior art date
Application number
KR1020020071669A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100585294B1 (ko
Inventor
문병민
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020020071669A priority Critical patent/KR100585294B1/ko
Priority to US10/715,131 priority patent/US6984968B2/en
Publication of KR20040043420A publication Critical patent/KR20040043420A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100585294B1 publication Critical patent/KR100585294B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0016Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters
    • H02M1/0019Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters the disturbance parameters being load current fluctuations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

스위칭 전원장치가 개시된다. 본 스위칭 전원장치는, 커패시턴스 입력단에 인가되는 커패시턴스에 의해 펄스폭 변조신호의 주파수가 설정되는 펄스생성부, 펄스폭 변조신호에 응답하여 외부로부터 인가되는 입력전압을 단속하는 스위칭부, 스위칭부로부터의 단속전압을 평활화하여 출력하는 출력부 및 외부로부터의 제어신호에 의하여 펄스생성부에 인가되는 커패시턴스를 가변하는 커패시턴스 가변부를 갖는다. 이러한 스위칭 전원장치에 의하면, 본 스위칭 전원장치에 의해 전원을 공급받는 전자기기의 부하가 증가하기 전에 이를 감지할 수 있는 제어신호를 미리 인가받아 전자기기에 공급되는 전류의 증가에 선대응 시킴으로서, 전자기기의 동작을 안정화 시킬 수 있으며, 전자기기의 부하 증가에 대비하여 스위칭 전원장치의 출력단에 대용량의 커패시터나 인덕터를 사용하지 않아도 되므로, 이를 제품화시, 스위칭 전원장치의 부피를 크게 감소시킬 수 있다.

Description

가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치{Switchin power supply with capable chane output voltage}
본 발명은 스위칭 전원장치에 관한 것으로, 특히 스위칭 전원장치에 의해 구동되는 전자기기의 전력소모의 변화에 대응하여 출력전압을 가변하는 스위칭 전원장치에 관한 것이다.
일반적으로, 직류전압을 출력하는 전원장치는 외부로부터의 교류전압을 정류하여 전자기기가 필요로하는 주전압 하나를 공급하며, 전자기기가 주전압 이외에 다른 전압을 갖는 부전압을 필요로 하는 경우, 주전원을 감압 또는 승압하여 이를 해결하고 있다. 전자기기에 인가되는 주전압을 부전압으로 변환하는 방법은 크게 선형 변환하는 방법과 스위칭 변환하는 방법이 있다. 선형 변환은 주로 주전압을 저항과 같은 수동소자에 의해 분압하여 부전압을 형성하는 방법을 취하는데, 저항과 같은 수동소자는 전압을 감압하는 만큼 열이 발생하므로 그 안정성이 낮을 뿐 아니라, 통상 50%에 가까운 전력손실을 초래한다. 한편, 스위칭 변환은 선형 변환의 단점, 즉 높은 전력손실과 열발생을 감소시키기 위해 주전압을 온-오프하여 펄스형태로 출력하고 이를 평활화하여 직류를 얻는 방법이다. 이러한 스위칭 변환은 전력효율이 90%를 상회하며, 열도 거의 발생하지 않는 특징이 있다.
도 1은 종래의 스위칭 전원장치의 블록개념도를 도시한 것이다.
도시된 스위칭 전원장치는, 펄스생성부(10), 스위치(20), 출력부(30)를 갖는다.
펄스생성부(10)는 커패시턴스 입력단자(CT)에 접속된 커패시터(11)가 갖는 커패시턴스에 의해 듀티비가 설정되며, 설정된 듀티비에 따른 펄스폭 변조(PWM:Pelse Width Modulation)신호를 출력한다. 스위치(20)는 펄스생성부(10)에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 응답하여 입력전압(Vin)과 출력부(30)사이를 온-오프한다.
출력부(30)는 스위치(20)에 의해 펄스 형태로 인가되는 입력전압(Vin)을 평활화하여 출력한다. 펄스 형태의 입력전압(Vin)을 평활화하는 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 펄스생성부(10)에서 논리 "하이"의 펄스폭 변조신호(Vsw)가 NMOS로 이루어지는 스위치(20)의 게이트단에 인가시, 스위치(20)는 턴-온되어 인덕터(31)를 거쳐 출력단(Vout)으로 인가된다. 이때, 다이오드(33)는 역바이어스(reverse bias)되므로 차단 상태에 있다. 다음으로, 펄스생성부(10)에서 출력되는 펄스폭 변조신호가 논리 "로우"일때는 스위치(20)는 턴-오프되며, 인덕터(31)에 공급되던 전압이 차단됨에 따라, 인덕터(31)에는 순간적으로 역 기전력이 발생하게 된다. 이에 따라 인덕터(31)에서 발생된 역 기전력에 의해 다이오드(33)를 턴-온 시키며, 인덕터(31), 커패시터(32), 및 다이오드(33)간에 전류패스를 형성하여 인덕터(31)에 축적된 전류를 방전시킨다. 이와 같은 과정, 즉 스위치(20)의 턴-온, 턴-오프되는 과정의 반복에 의해 스위칭 전원장치의 출력단(Vout)에는 다음의 수학식 1과 같은 전압이 유기된다.
여기서, ton은 스위치(20)가 턴-온되는 기간이고, toff는 스위치가 턴-오프되는 기간을 나타낸다. 출력단(Vout)의 출력전압을 결정하는 기간(ton, toff)은 펄스생성부(10)의 커패시턴스 입력단(CT)에 접속되는 커패시터(11)의 용량에 따라 결정되며, 도면에 도시된 바와 같이, 커패시터(11)의 용량은 고정된다. 이에 따라, 스위칭 전원장치의 출력단(Vout)에 접속되는 전자기기(미도시)의 전력소모가 가변적일때 출력단(Vout)의 출력전압은 감소되는 문제점이 있다. 또한, 출력단(Vout)에 연결되는 커패시터(32)와 인덕터(31)의 용량을 증가시켜 출력전압의 감소를 완화시킬수는 있으나, 이는 스위칭 전원장치를 구비하는 전자기기의 크기를 증대시키게 되므로 휴대용 전자기기에는 적용하기 어렵게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스위칭 전원장치로부터 전원을 공급받는 전자기기의 전력소모가 증가시, 스위칭 전원장치의 출력전압의 감소를 방지하는 스위칭 전원장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 스위칭 전원장치의 블록개념도
도 2는 본 발명에 따른 스위칭 전원장치의 바람직한 제1실시예를 도시한 회로도
도 3은 도 2의 커패시턴스 가변부의 다른 실시예, 그리고
도 4는 본 발명에 따른 스위칭 전원장치의 제2실시예를 도시한 것이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 펄스생성부 120 : 스위칭부
130 : 출력부 140 : 커패시턴스 가변부
상기한 목적은 본 발명에 따라, 커패시턴스 입력단에 인가되는 커패시턴스에 의해 펄스폭 변조신호의 주파수가 설정되는 펄스생성부, 펄스폭 변조신호에 응답하여 외부로부터 인가되는 입력전압을 단속하는 스위칭부, 스위칭부로부터의 단속전압을 평활화하여 출력하는 출력부 및 외부로부터의 제어신호에 의하여 펄스생성부에 인가되는 커패시턴스를 가변하는 커패시턴스 가변부에 의해 달성된다.
바람직하게는, 스위칭부는, 드레인단은 상기 입력전압에 연결되고 소스단은 상기 출력부의 입력단과 연결되며, 게이트단은 펄스생성부에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 의해 제어되는 NMOS 트랜지스터로 구성된다.
바람직하게는, 스위칭부는, 소스단은 상기 입력전압에 연결되고 드레인단은상기 출력부의 입력단과 연결되며, 게이트단은 상기 펄스생성부에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 의해 제어되는 PMOS 트랜지스터로도 구성 할 수 있다.
바람직하게는, 출력부는, 스위칭부의 출력단과 출력부의 출력단 사이에 접속되는 인덕터, 스위칭부의 출력단과 출력부의 입력단이 공동으로 접속되는 노드에 캐소드단이 접속되고, 애노드단은 접지되는 다이오드 및 출력부의 출력단과 접지단 사이에 연결되는 제1커패시터를 포함한다.
바람직하게는, 커패시턴스 가변부는, 게이트단은 제어신호에 전기적으로 접속되고 소스단은 커패시턴스 입력단에 접속되는 제2NMOS 트랜지스터, 제2NMOS 트랜지스터의 드레인단과 접지단 사이에 접속되는 제1커패시터 및 제2NMOS트랜지스터의 소스단과 접지단 사이에 접속되는 제2커패시터를 포함한다.
바람직하게는, 커패시턴스 가변부는, 게이트단은 외부로부터 적어도 두개 이상의 제어신호를 각각 인가받으며, 커패시턴스 입력단과 접지단 사이에 적어도 두개 이상이 직렬로 연결되는 NMOS트랜지스터 어레이, NMOS트랜지스터 어레이를 구성하는 각각의 NMOS의 소스단과 접지단 사이에 접속되는 적어도 하나 이상의 커패시터 및 NMOS트랜지스터 어레이의 게이트단 사이에 소정 방향을 갖고 연결되는 다이오드 열을 포함하여 구성할 수 있다.
바람직하게는, 커패시턴스 가변부는, 게이트단은 외부로부터 적어도 두개 이상의 제어신호를 각각 인가받으며, 커패시턴스 입력단과 접지단 사이에 적어도 두개 이상이 직렬로 연결되는 PMOS트랜지스터 어레이, PMOS트랜지스터 어레이를 구성하는 각각의 PMOS의 드레인단과 접지단 사이에 접속되는 적어도 하나 이상의 커패시터, 및 PMOS트랜지스터 어레이의 게이트단 사이에 소정 방향을 갖고 연결되는 다이오드 어레이를 포함하여 구성할 수 있다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 배랙터 다이오드, 배랙터 다이오드가 갖는 커패시턴스를 인가받기위한 커패시턴스 입력단을 구비하며, 배랙터 다이오드가 갖는 커패시턴스에 의해 듀티비가 설정되고, 설정된 듀티비에 따른 펄스폭 변조신호를 생성하는 펄스생성부, 펄스폭 변조신호에 응답하여 외부로부터 인가되는 입력전압을 단속하는 스위칭부, 상기 스위칭부로부터의 단속전압을 평활화하여 출력하는 출력부, 및 외부로부터 인가되는 적어도 하나 이상의 제어신호에 각각 대응되는 제어전압으로 배랙터 다이오드의 커패시턴스를 가변하는 배랙터 다이오드 제어부에 의해 달성된다.
바람직하게는, 스위칭부는, 드레인단은 상기 입력전압에 연결되고 소스단은 상기 출력부의 입력단과 연결되며, 게이트단은 상기 펄스생성부에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 의해 제어되는 NMOS 트랜지스터로 구성된다.
바람직하게는, 스위칭부는, 소스단은 상기 입력전압에 연결되고 드레인단은 상기 출력부의 입력단과 연결되며, 게이트단은 상기 펄스생성부에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 의해 제어되는 PMOS 트랜지스터로도 구성 할 수 있다.
바람직하게는, 출력부는, 스위칭부의 출력단과 상기 출력부의 출력단 사이에 접속되는 인덕터, 스위칭부의 출력단과 출력부의 입력단이 공동으로 접속되는 노드에 캐소드단이 접속되고, 접지단에는 애노드단이 연결되는 다이오드 및 출력부의 출력단과 접지단 사이에 연결되는 제1커패시터를 포함한다.
바람직하게는, 배랙터 다이오드 제어부는, 외부로부터 인가되는 다수의 제어신호및 그에 대응되는 출력전압값을 저장하는 룩업테이블 및 다수의 제어신호를 인가받아 이를 룩업테이블에 저장된 제어신호와 비교하고 일치되는 제어신호에 대응되는 전압값을 상기 배랙터 다이오드로 출력하는 마이컴을 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 스위칭 전원장치의 바람직한 제1실시예를 도시한 회로도를 나타낸다.
도시된 스위칭 전원장치는, 펄스생성부(110), 스위치(120), 출력부(130) 및 커패시턴스 가변부(140)를 갖는다.
펄스생성부(110)는 커패시턴스 입력단자(CT)에 접속된 커패시턴스 가변부(120)가 갖는 커패시턴스에 의해 주파수 및 출력 주파수의 듀티비가 설정되며, 설정된 듀티비에 따른 펄스폭 변조(PWM:Pulse Width Modulation)신호를 출력한다. 스위치(120)는 펄스생성부(110)에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 응답하여 입력전압(Vin)과 출력부(130)사이를 온-오프한다. 여기서, 스위치(120)는 펄스생성부(110)에서 출력되는 펄스폭 변조신호의 정논리 영역에서 동작시키고자 할때는 NMOS(N-channel Metal oxide Semiconductor) 타입의 트랜지스터로 구현할 수 있고, 펄스폭 변조신호의 부논리 영역에서 동작시키고자 할때는 PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor) 타입의 트랜지스터를 사용할 수 있다.
출력부(130)는 스위치(120)에 의해 펄스 형태로 인가되는 입력전압(Vin)을평활화하여 출력한다. 커패시턴스 가변부(140)는 본 스위칭 전원장치에 의해 구동되는 전자기기의 부하(load)가 증가됨을 예측할 수 있는 신호에 의해 턴-온 되어 커패시턴스 입력단자(CT)에 인가되는 커패시턴스를 가변한다. 여기서, 전자기기의 부하가 증가됨을 예측할 수 있는 신호는 본 스위칭 전원장치와 연결되는 전자기기에 따라 다양한 신호가 될 수 있다. 예컨데, 본 스위칭 전원장치와 연결되는 전자기기가 모바일 폰인 경우, 모바일 폰에 구비되는 "통화"키를 누를때 발생되는 제어신호일 수 있다. 이경우, 모바일 폰이 실제로 기지국과 연락하여 음성신호를 전송하기 전, 커패시턴스 가변부(140)는 이러한 제어신호에 응답하여 출력부(130)에서 출력되는 전압을 미리 상승시키게 된다.
바람직하게는, 커패시턴스 가변부(140)는 NMOS트랜지스터(141), 커패시터(142), 및 커패시터(143)를 구비한다.
NMOS 트랜지스터(141)는 액티브 하이(active "high")인 제어신호(signal)가 인가되지 않을때는 턴-오프 상태가 되므로 펄스생성부(110)에는 커패시터(142)가 갖는 커패시턴스가 인가된다. 이에 따라, 펄스생성부(110)는 커패시터(142)에 의해 설정되는 듀티비를 갖는 펄스폭 변조신호를 생성한다. 한편, 외부로부터의 제어신호(signal)가 NMOS트랜지스터(141)로 인가시, NMOS트랜지스터(141)은 턴-온 되며, 커패시터(142)와 커패시터(143)은 병렬 연결된다. 이에 따라, 커패시터(142)와 커패시터(143)가 갖는 커패시턴스의 합이 펄스생성부(110)의 커패시턴스 입력단자(CT)에 인가되고, 펄스생성부(110)는 커패시터(142)와 커패시터(142)의 합성 커패시턴스에 의해 설정되는 듀티비를 갖는 펄스폭 변조신호를 생성하게 된다. 전술한 수학식 1(Vout = (Vin × ton)/(ton+ toff))에서 설명한 바와 같이, 출력부(130)에서 출력되는 전압은 펄스생성부(110)에서 출력되는 펄스의 듀티비에 의해 설정되므로, 커패시터(142)와 커패시터(143)의 병렬 연결에 의한 커패시턴스 증가는 출력부(130)의 전압을 소정량 증가시키게 된다.
도 3은 도 2의 커패시턴스 가변부의 다른 실시예로서, 커패시턴스 가변부가 모바일 폰과 결합되어 동작되는 과정을 설명한다.
도시된 커패시턴스 가변부(140)는, NMOS트랜지스터 어레이(144), 다이오드 어레이(145), 및 커패시터(146, 147, 148, 149)를 갖는다.
NMOS트랜지스터 어레이(144)를 구성하는 각각의 NMOS트랜지스터(144a, 144b, 및 144c)의 게이트단은 각각 제어신호(signal a, signal b, signal c)와 연결된다. 제어신호(signal a, signal b, signal c)는 본 스위칭 전원장치로 부터 전원을 공급받아 동작되는 모바일 폰(200)에서 생성된다. 제어신호(signal a)는 모바일 폰(200)에 내장되는 마이컴(210)에서 음성 및 데이터 통신을 위해 RF모듈(220)을 인에이블 시키는 신호이다. 제어신호(signal b)는 마이컴(210)에서 LCD패널(240)의 백라이트(back light)(230)를 인에이블 시킬때 발생되는 신호이다. 제어신호(signal c)는 LCD패널(240)에 문자 및 그림을 디스플레이 하기 위해 LCD패널(240)을 인에이블 시키는 신호를 나타낸다. 여기서, RF모듈(220)을 구동하여 음성 및 데이터 통신시 모바일 폰의 전력소모가 가장 많이 발생하고, LCD패널(240)을구동시 가장 적은 전력소모가 발생한다고 가정하면, 마이컴(MCU)(210)에서 발생된 제어신호(signal c)에 의해 NMOS트랜지스터(144a)가 턴-온시, 펄스생성부(110)의 커패시턴스 입력단자(CT)에는 커패시터(146)가 갖는 커패시턴스만이 인가되므로 펄스생성부(110)에서 출력되는 펄스폭 변조신호의 듀티비가 가장 작다. 이에 따라, 출력부(130)에서 출력되는 전압이 최저치가 된다.
마이컴(MCU)(210)에서 발생된 제어신호(signal b)에 의해 NMOS트랜지스터(144b)가 턴-온시, 다이오드(145a)가 턴온되어 NMOS트랜지스터(144a)와 NMOS트랜지스터(144b)의 게이트단이 전기적으로 연결되므로, 펄스생성부(110)의 커패시턴스 입력단자(CT)에는 커패시터(146)와 커패시터(147)의 합성 커패시턴스가 인가된다. 따라서, 펄스생성부(110)에서 출력되는 펄스폭 변조신호의 듀티비는 제어신호(signal a)가 인가될때보다 더 커지게 되므로 출력부(130)에서 출력되는 전압이 소정량 상승한다.
마이컴(MCU)(210)에서 발생된 제어신호(signal c)에 의해 NMOS트랜지스터(144c)가 턴-온시, 다이오드(145a)와 다이오드(145b)가 턴온되어 NMOS트랜지스터(144a), NMOS트랜지스터(144b), 및 NMOS트랜지스터(144c)의 게이트단이 모두 턴-온 되므로, 펄스생성부(110)의 커패시턴스 입력단자(CT)에는 커패시터(146), 커패시터(147), 커패시터(148) 및 커패시터(149)의 합성 커패시턴스가 인가된다. 따라서, 펄스생성부(110)에서 출력되는 펄스폭 변조신호의 듀티비는 제어신호(signal b)가 인가될때보다 더 커지게 되므로 출력부(130)에서 출력되는 전압은 최대치가 된다. 즉, 모바일 폰(200)에 내장되는 마이컴(210)에서 출력되는 제어신호(signal a, signal b, signal c)에 따라 출력부(130)에서 출력되는 전압이 가변된다.
도 4는 본 발명에 따른 스위칭 전원장치의 제2실시예를 도시한 것이다.
도시된 스위칭 전원장치는, 배랙터 다이오드(300), 펄스생성부(400), 스위칭부(500), 출력부(600) 및 배랙터 다이오드 제어부(700)를 갖는다.
배랙터 다이오드(300)는 외부로부터 인가되는 전압에 의해 커패시턴스가 변화하는 소자이다. 본 실시예에서는 이러한 배랙터 다이오드(300)를 펄스생성부(400)에 인가하는 가변 커패시턴스의 소스로서 사용하고자 한다.
펄스생성부(400), 스위칭부(500), 및 출력부(600)의 동작은 도 2에서 상세히 설명하였으므로 이하, 생략하도록 한다.
배랙터 다이오드 제어부(700)는 본 실시예의 스위칭 전원장치와 연결되는 전자기기(예컨데 모바일 폰)에서 생성되는 다수의 제어신호(signals)에 대한 정보를 내장하며, 전자기기로부터 내장된 제어신호와 동일한 제어신호가 인가시, 이에 대응되는 전압값을 배랙터 다이오드(300)로 인가한다. 이에 따라, 배랙터 다이오드(300)의 커패시턴스가 가변되며, 배랙터 다이오드(300)에서 가변된 커패시턴스는 펄스생성부(400)의 커패시턴스 입력단자(CT)에 인가되어 펄스폭 변조신호(Vsw)의 듀티비를 변화시킨다. 변화된 듀티비에 따라, 출력부(600)의 출력전압이 상승/하강하게 된다.
바람직하게는, 배랙터 다이오드 제어부(700)는 룩업테이블(710), 및 마이컴(720)을 갖는다.
룩업테이블(710)은 본 스위칭 전원장치로 부터 전원을 공급받는 전자기기(미도시)에서 출력되는 제어신호(signals)와 동일한 제어신호 및 그에 대응되는 전압값을 내장한다. 여기서, 룩업 테이블(710)은 마이컴(720)의 외부에 별도로 구비되는 메모리장치 일수도 있으나, 본 스위칭 전원장치가 고려해야 할 제어신호의 갯수가 많지 않은 경우, 마이컴(720)에 구비되는 EPROM, EEPROM, MASK ROM, 및 플래쉬 롬에 구현 할 수도 있다.
마이컴(720)은 전자기기(미도시)로부터 인가되는 제어신호(signals)와 룩업테이블(710)에 내장된 제어신호를 비교하고 일치되는 것이 있으면, 룩업 테이블(710)에 내장된 전압값을 배랙터 다이오드(300)로 인가한다. 이에 따라, 본 스위칭 전원장치는 본 스위칭 전원장치로 부터 전원을 인가받는 전자기기(미도시)의 부하(LOAD)가 증가하기 전에 미리 출력전압을 증가시켜 이에 대처함으로서, 전자기기의 동작을 안정화 시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이, 전자기기의 부하(LOAD)가 증가하기 전에 이를 감지할 수 있는 제어신호를 미리 인가받아 전자기기에 공급되는 전류의 증가에 선대응 시킴으로서 전자기기의 동작을 안정화 시킬수 있으며, 전자기기의 부하 증가에 대비하여 스위칭 전원장치의 출력단에 대용량의 커패시터나 인덕터를 사용하지 않아도 되므로, 이를 제품화시, 스위칭 전원장치의 부피를 크게 감소시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게된다.

Claims (2)

  1. 커패시턴스 입력단에 인가되는 커패시턴스에 의해 펄스폭 변조신호의 듀티비가 설정되는 펄스생성부;
    상기 펄스폭 변조신호에 응답하여 외부로부터 인가되는 입력전압을 단속하는 스위칭부;
    상기 스위칭부로부터의 단속전압을 평활화하여 출력하는 출력부; 및
    외부로부터의 제어신호에 의하여 상기 펄스생성부에 인가되는 커패시턴스를 가변하는 커패시턴스 가변부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치.
  2. 배랙터 다이오드;
    상기 배랙터 다이오드가 갖는 커패시턴스를 인가받기위한 커패시턴스 입력단을 구비하며, 상기 배랙터 다이오드가 갖는 커패시턴스에 의해 듀티비가 설정되고, 설정된 듀티비에 따른 펄스폭 변조신호를 생성하는 펄스생성부;
    상기 펄스폭 변조신호에 응답하여 외부로부터 인가되는 입력전압을 단속하는 스위칭부;
    상기 스위칭부로부터의 단속전압을 평활화하여 출력하는 출력부; 및
    외부로부터 인가되는 적어도 하나 이상의 제어신호에 각각 대응되는 제어전압으로 상기 배랙터 다이오드의 커패시턴스를 가변하는 배랙터 다이오드 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치.
KR1020020071669A 2002-11-18 2002-11-18 가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치 KR100585294B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020071669A KR100585294B1 (ko) 2002-11-18 2002-11-18 가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치
US10/715,131 US6984968B2 (en) 2002-11-18 2003-11-18 Switching power supply apparatus for outputting variable voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020071669A KR100585294B1 (ko) 2002-11-18 2002-11-18 가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040043420A true KR20040043420A (ko) 2004-05-24
KR100585294B1 KR100585294B1 (ko) 2006-06-01

Family

ID=32923719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020071669A KR100585294B1 (ko) 2002-11-18 2002-11-18 가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6984968B2 (ko)
KR (1) KR100585294B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7782634B2 (en) 2007-08-17 2010-08-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Switched-mode power supply and power supplying method thereof

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7521907B2 (en) 2006-03-06 2009-04-21 Enpirion, Inc. Controller for a power converter and method of operating the same
US7893676B2 (en) * 2006-07-20 2011-02-22 Enpirion, Inc. Driver for switch and a method of driving the same
US7948280B2 (en) * 2006-10-20 2011-05-24 Enpirion, Inc. Controller including a sawtooth generator and method of operating the same
US7679342B2 (en) * 2008-04-16 2010-03-16 Enpirion, Inc. Power converter with power switch operable in controlled current mode
US8410769B2 (en) * 2008-04-16 2013-04-02 Enpirion, Inc. Power converter with controller operable in selected modes of operation
US8686698B2 (en) 2008-04-16 2014-04-01 Enpirion, Inc. Power converter with controller operable in selected modes of operation
US8541991B2 (en) * 2008-04-16 2013-09-24 Enpirion, Inc. Power converter with controller operable in selected modes of operation
US8692532B2 (en) 2008-04-16 2014-04-08 Enpirion, Inc. Power converter with controller operable in selected modes of operation
US9246390B2 (en) 2008-04-16 2016-01-26 Enpirion, Inc. Power converter with controller operable in selected modes of operation
US9548714B2 (en) * 2008-12-29 2017-01-17 Altera Corporation Power converter with a dynamically configurable controller and output filter
US8698463B2 (en) * 2008-12-29 2014-04-15 Enpirion, Inc. Power converter with a dynamically configurable controller based on a power conversion mode
US8867295B2 (en) 2010-12-17 2014-10-21 Enpirion, Inc. Power converter for a memory module
US9509217B2 (en) 2015-04-20 2016-11-29 Altera Corporation Asymmetric power flow controller for a power converter and method of operating the same
KR20170021563A (ko) * 2015-08-18 2017-02-28 에스케이하이닉스 주식회사 대용량 캐패시터를 구비하는 반도체 집적 회로 장치
CN113057754B (zh) * 2018-07-03 2022-08-12 深圳素士科技股份有限公司 冲牙器的输出控制方法及系统
US11128292B2 (en) * 2019-05-31 2021-09-21 Chicony Power Technology Co., Ltd. Soft-start control circuit

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3301068C2 (de) * 1983-01-14 1986-11-27 ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang Schaltregler mit Einrichtung zum Erfassen des Mittelwertes der Ausgangsspannung
US5003454A (en) * 1990-01-09 1991-03-26 North American Philips Corporation Power supply with improved power factor correction
JPH05161352A (ja) * 1991-11-29 1993-06-25 Origin Electric Co Ltd 共振形コンバータ
JP3483167B2 (ja) * 1994-10-25 2004-01-06 ミネベア株式会社 Dc−dcコンバータ
KR0119789B1 (ko) * 1994-11-23 1997-10-23 배순훈 주파수 가변 링 쵸크 콘버터
KR19980019980A (ko) * 1996-09-04 1998-06-25 손욱 안정기용 펄스 발생 회로
KR100359936B1 (ko) * 1997-07-22 2003-01-15 삼성전기주식회사 전원공급장치의주파수변환회로

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7782634B2 (en) 2007-08-17 2010-08-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Switched-mode power supply and power supplying method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20040174151A1 (en) 2004-09-09
US6984968B2 (en) 2006-01-10
KR100585294B1 (ko) 2006-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100585294B1 (ko) 가변 전압을 출력하는 스위칭 전원장치
JP4471978B2 (ja) スイッチング電源制御回路およびスイッチング電源装置ならびにそれを用いた電子機器
US6628252B2 (en) LED drive circuit
KR100451890B1 (ko) 스위칭레귤레이터
US7298117B2 (en) Step-up (boost) DC regulator with two-level back-bias switch gate voltage
US20070279021A1 (en) Power Supply Circuit, Charge Pump Circuit, and Portable Appliance Therewith
JPH06311736A (ja) Dc/dcコンバータ
JP2005080394A (ja) 電源装置
EP1820256A1 (en) Multi-resonance converter
JPH0845663A (ja) El素子点灯装置
KR20010109143A (ko) 용량성 부하의 구동 회로 및 용량성 부하의 구동용 집적회로
JP4602341B2 (ja) ブーストコンバータ
US10499469B2 (en) Strobe apparatus having light-emitting semiconductor module driven by two-stepped drive current
US7253798B2 (en) Charge pump
JP3173585B2 (ja) 圧電トランスの駆動方法及び駆動回路
KR20060050697A (ko) 승압형 스위칭 레귤레이터 회로
JPH06334446A (ja) 補助スイッチによる高出力型e級増幅器
US6791375B2 (en) Method and circuit for switching source modulation frequency
KR100696563B1 (ko) 전원 공급 장치
JP3699011B2 (ja) スイッチングレギュレータ
JP2002209382A (ja) 直流−直流変換装置
US8223513B2 (en) Inverter for a liquid crystal display device with soft start circuit to overcome power loss in transistor switching
JP2006074925A (ja) チャージポンプ回路
JPH08162934A (ja) 昇圧回路を有するhブリッジ回路
JP2002171755A (ja) 直流−直流変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130429

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140429

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150429

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160428

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee