KR20080004704A - Single stage power factor correction circuit by boundary conduction mode - Google Patents

Single stage power factor correction circuit by boundary conduction mode Download PDF

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Abstract

A single state power factor correction circuit by a boundary conduction mode is provided to improve a power factor and secure a predetermined output by a function of a DC-DC converter in spite of remarkably decreasing the number of components. A single state power factor correction circuit by a boundary conduction mode includes a power source unit(101), a flyback circuit, a BCM(Boundary Conduction Mode) control unit(103), and an output voltage detecting unit(104). The power source unit is connected to an alternating current power(VIN), a filter portion(F), and a bridge diode(BD). The flyback circuit includes a high-frequency transformer(T), an NMOS(Q) formed of an N channel-type MOSFET which is a switching element, and a circulation diode(FRD) for minimizing a forward direction conduction loss. The BCM control unit is used to improve a power factor and control an operation of a DC-DC converter(102). The output voltage detecting unit detects an output voltage of the DC-DC converter. The BCM control unit includes a multiplier(107), a current sensor comparer(106), a PWM(Pulse Width Modulation) latch(108), an output buffer(110), a zero-current sensing unit(105), and an output voltage comparer(109).

Description

비씨엠모드로 동작하는 단일전력단 역률개선 회로{ Single Stage Power Factor Correction Circuit by Boundary Conduction Mode}     Single Stage Power Factor Correction Circuit by Boundary Conduction Mode}

도1은 종래의 2-스테이지 방식의 역률개선회로의 블록도1 is a block diagram of a conventional two-stage power factor correction circuit;

도2는 본 발명에 의한 BCM 모드로 동작하는 1-스테이지 방식으로 된 역률개선회로의 전반적인 구성도이다.2 is a general configuration diagram of a power factor improvement circuit in a one-stage manner operating in the BCM mode according to the present invention.

도3은 본 발명에 의한 DC-DC 컨버터의 동작모드3 is a mode of operation of a DC-DC converter according to the present invention.

도4는 입력전압, 스위치 전류, 그리고 입력전류 파형4 shows input voltage, switch current, and input current waveforms.

도5는 스위치 전류와 gate 신호, 다이오드 전류와 Vzero 신호의 측정파형5 shows measurement waveforms of switch current and gate signal, diode current and V zero signal.

도6은 스위치 전류와 gate 신호, 다이오드 전류와 Vzero 신호의 측정파형6 shows measurement waveforms of switch current and gate signal, diode current and V zero signal.

도7은 출력전압과 부하변동에 따른 regulation 특성7 is regulation characteristics according to output voltage and load variation

* 도면의 주요부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawings

101 : 전원부101: power supply

102 : DC-DC 컨버터102: DC-DC converter

103 : BCM 제어부103: BCM control unit

104 : 출력전압 검출부104: output voltage detector

BD : 브릿지다이오드BD: Bridge Diode

F : 필터부F: Filter part

FRD : 환류 다이오드FRD: Freewheeling Diode

L1 : 1차측권선L1: Primary winding

L2 : 2차측권선L2: secondary winding

L3 : 3차측권선L3: tertiary winding

Q : NMOSQ: NMOS

R1, R2 : 저항R1, R2: resistance

T : 고주파변압기T: high frequency transformer

VAC : 입력신호검출단자V AC : Input signal detection terminal

VIN : 교류전원V IN : AC power

Vzero : 영전류 검출단자V zero : Zero current detection terminal

본 발명은 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로에 관한 것으로, 특히 범용적으로 전원 시스템에 적용할 수 있는 역률개선을 위한 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로에 관한 것이다.    The present invention relates to a single power stage power factor improvement circuit operating in a BCM mode, and more particularly, to a single power stage power factor improvement circuit operating in a BCM mode for power factor improvement that can be applied to a power supply system in general.

일반적으로, 전자기기용 전원으로 이용되는 오프 라인 방식의 스위칭 전원은 그 대부분 케패시터 입력형의 정류회로를 사용함으로써 상용 전원의 피크치 부근의 짧은 기간 동안만 정류기가 도통하여 폭이 좁은 펄스성 전류파형을 발생하게 한다. 이러한 펄스성 전류는 각각의 전자기기의 입력에서 동시에 발생하기 때문에 공통적으로 연결된 배전선에서 동위상으로 더해지게 되므로 배전선의 라인 임피던스에 의해 전압강하를 발생시키고 단자전압에 왜곡을 일으키는 것에 대하여, 국제 전기 표준 회의(IEC ; International Electrotechnical Commission)에서는 600W이하의 소형 전자기기를 대상으로 하여 상기에서 언급한 펄스성 전류에 대한 제약을 규정하고 있다. 이러한 펄스성 전류는 크게 왜곡된 파형으로 인하여 전자기기의 입력 역률에도 영향을 미쳐 역률 저하를 유발시키므로 이러한 문제점을 해결하는 방법으로 최근 DC-DC 컨버터를 이용한 역률개선회로(PFC ; Power Factor Correction Circuit)가 개발되었으며, 스위칭 전원장치로서 폭넓게 이용되기 시작하였다. 이러한 역률 개선 회로를 이용한 스위칭 전원장치를 도1로 보였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 교류전원(Vin)에 접지된 전파정류회로(BD)에 의한 전원부(1)와, 역률개선을 위한 PFC부(Power Factor Correction Circuit)(2)와, PFC부(2)를 제어하기 위한 PFC제어부(3)와, DC-DC변환부(4)와, DC-DC변환부(4)를 제어하기 위한 DC-DC제어부(5)를 구성하고 있다. 더욱 상세히 설명하면, PFC부(2)는 코일(L)과, N채널형 스위칭 소자 MOSFET로 된 NMOS(Q1)와, 다이오드(D1)와, 콘덴서(C2)로 되어 있으며, 이와같이 구성된 PFC부(2)는 PFC제어부(3)의 PFC 제어회로(10)에서 발생하는 제어신호에 의하여 NMOS(Q1)가 온, 오프 되며, NMOS(Q1)가 온 되었을 때에 코일(L)에 스위칭 전류가 흘러 에너지가 축적되며, NMOS(Q1)가 OFF된 기간에 그 에너지가 다이오드(D1)를 통하여 콘덴서(C2)에 높은 전압(E0)으로 충전된다. 또한 DC-DC제어회로(7)가 NMOS(Q2)의 게이트에 인가하는 제어신호에 의해 NMOS(Q2)가 온, 오프 되며 NMOS(Q2)가 온 되었을 때에 콘덴서(C2)로부터 고주파변압기(T1)의 1차측권선(T1)에 스위칭전류가 흘러 입력전압이 유기되며, 2차측권선(T2)에는 코일권선의 시작점인 흑점의 방향에 의해 1차측권선(T1)과 반대 극성의 전압이 유기되므로 다이오드(D2)는 역바이어스 되어 차단된다. 따라서 1차측권선(T1)의 자화인덕턴스에만 에너지가 축적되게 되는 것이며, 다음 NMOS(Q2)가 오프 되면 고주파변압기(T) 2차측권선(T2)에는 전 상태와 반대 극성의 전압이 유기되어 다이오드(D2)를 도통 시킴으로서 고주파변압기(T)의 자화인덕턴스에 축적된 에너지를 출력으로 방출시키게 되어 그 에너지가 다이오드(D2)를 통하여 콘덴서(C2)에 충전된다. 아울러, 콘덴서(C2)에는 부하(11)에 공급하기 위한 직류전압(V0)이 충전이 되도록 구성된 것이다. In general, most of the off-line switching power supplies used as power supplies for electronic devices use a rectifier circuit of a capacitor input type, so that the rectifier conducts only for a short period near the peak value of the commercial power supply so that a narrow pulsed current waveform is generated. Cause it to occur. Since these pulsed currents are simultaneously generated at the input of each electronic device, they are added in in-phase to a common connected distribution line. Therefore, the electrical impedance of the distribution line causes a voltage drop and a distortion in the terminal voltage. The International Electrotechnical Commission (IEC) sets out the restrictions on the pulsed currents mentioned above for small electronic devices up to 600W. These pulsed currents also affect the input power factor of electronic devices due to the largely distorted waveforms, causing a power factor drop. Therefore, a power factor correction circuit (PFC) using a DC-DC converter has recently been solved. Has been developed and is widely used as a switching power supply. 1 shows a switching power supply using the power factor improving circuit. As can be seen, the power supply unit 1 by the full-wave rectification circuit BD grounded to the AC power source Vin, the PFC unit (2) for improving the power factor, and the PFC unit (2) ), A PFC control section 3 for controlling), a DC-DC converter 4, and a DC-DC controller 5 for controlling the DC-DC converter 4 are constituted. In more detail, the PFC unit 2 includes a coil L, an NMOS Q1 made of an N-channel switching element MOSFET, a diode D1, and a capacitor C2. 2) NMOS (Q1) is turned on and off by a control signal generated by the PFC control circuit 10 of the PFC control unit 3, when switching current flows to the coil (L) when the NMOS (Q1) is turned on energy Is accumulated and its energy is charged to the capacitor C2 at a high voltage E0 via the diode D1 in the period where the NMOS Q1 is turned off. In addition, when the NMOS Q2 is turned on and off by a control signal applied by the DC-DC control circuit 7 to the gate of the NMOS Q2, and the NMOS Q2 is turned on, the high frequency transformer T1 from the capacitor C2 is turned on. The switching current flows through the primary winding T1 of the diode, and the input voltage is induced, and the voltage of opposite polarity to the primary winding T1 is induced in the secondary winding T2 by the direction of the black spot which is the starting point of the coil winding. (D2) is reverse biased and shut off. Therefore, energy is accumulated only in the magnetization inductance of the primary winding T1, and when the next NMOS Q2 is turned off, the voltage of opposite polarity to the previous state is induced in the secondary winding T2 of the high frequency transformer T. By conducting D2), energy stored in the magnetization inductance of the high frequency transformer T is discharged to the output, and the energy is charged in the capacitor C2 through the diode D2. In addition, the capacitor C2 is configured such that the DC voltage V 0 for supplying the load 11 is charged.

또한 출력을 피드백하기 위한 출력전압검출회로(6)는 직류전압(V0) 레벨을 검출하 고, 직류전압(V0)의 레벨을 나타내는 전압신호를 DC-DC제어회로(7)에 인가하게 되어 DC-DC제어회로(7)는 출력전압검출회로(6)로부터 인가된 전압신호에 의하여 NMOS(Q2)를 온, 오프 하는 타이밍을 설정하기 위한 제어신호를 발생하며, 이 제어신호에 의해 NMOS(Q2)는 온 또는 오프 하게 된다. 또한 부하상태검출회로(8)는 이 제어신호의 듀티비에 의해서 부하(11)의 부하상태가 경부하인지, 비경부하인지를 나타내는 검출결과를 출력하게 되는 것이다.The output voltage detection circuit 6 for feeding back the output detects the DC voltage V 0 level and applies a voltage signal indicating the level of the DC voltage V 0 to the DC-DC control circuit 7. The DC-DC control circuit 7 generates a control signal for setting the timing for turning on and off the NMOS Q2 according to the voltage signal applied from the output voltage detection circuit 6, and by this control signal the NMOS Q2 is turned on or off. The load state detection circuit 8 outputs a detection result indicating whether the load state of the load 11 is light load or non-light load by the duty ratio of the control signal.

따라서 검출결과가 비경부하인 것을 나타낼 때에는 PFC 온, 오프 전환회로(9)는 PFC 제어회로(10)로부터 제어신호를 하이레벨로 발생시켜 스위칭동작을 계속시키고, 그 결과에서 얻어지는 에너지를 콘덴서(C2)에 충전시키는 것이다.Therefore, when the detection result indicates the parent load, the PFC on / off switching circuit 9 generates a control signal from the PFC control circuit 10 to a high level to continue the switching operation, and the energy obtained as a result of the condenser C2 ) Is charged.

반대로, 검출결과가 경부하인 것을 나타낼 때에는 PFC 온, 오프 전환회로(9)는 PFC 제어회로(10)로부터의 제어신호를 로우레벨로 고정시켜 스위칭동작을 정지시킨다. 이에 따라, 스위칭전류가 소실되므로 콘덴서(C2)로의 충전이 정지되므로, 이와 같이 PFC부(2)의 동작이 정지하고 그만큼 소비전력은 저하하며 이러한 상태에서는 DC-DC변환부(4)만 동작을 하게 되는 방식으로 된 것이다.On the contrary, when the detection result indicates light load, the PFC on / off switching circuit 9 fixes the control signal from the PFC control circuit 10 to a low level to stop the switching operation. Accordingly, since the switching current is lost, the charging to the capacitor C2 is stopped. Thus, the operation of the PFC unit 2 is stopped and the power consumption decreases accordingly. In this state, only the DC-DC converter 4 operates. It is the way it is done.

이와 같이 종래의 스위칭 전원장치에서는 부하(11)가 가벼운 경우에는 역률개선회로의 동작이 정지하는 역률개선부(2)를 입력단에 적용하는 2-스테이지 방식의 전원장치가 개발되고 보편화 되어 변동률 특성이 우수하고 안정된 동작을 보이는 반면 2단 구성으로 인해 비용부담이 크고 많은 부품을 사용하여야 하므로 소형화를 할 수 없다는 문제점이 있는 것이다.As described above, in the conventional switching power supply, when the load 11 is light, a two-stage power supply device that applies the power factor improving unit 2 that stops the operation of the power factor improving circuit to the input terminal has been developed and generalized, so that the variation rate characteristic is improved. While showing excellent and stable operation, the two-stage configuration has a problem in that the cost is large and many parts must be used so that it cannot be miniaturized.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여, The object of the present invention is to solve the above problems,

1,2차 권선비에 의해 출력전압의 크기를 조절할 수 있는 고주파변압기를 사용하여 플라이백 컨버터를 설계함으로서, 입력의 역률개선과 특정 출력전압의 생성을 동시에 달성할 수 있는 1-스테이지 방식의 경계전류모드(BCM ; Boundary Conduction Mode)로 동작하는 단일전력단 역률개선회로를 제공하기 위한 것이다.By designing a flyback converter using a high frequency transformer that can adjust the magnitude of the output voltage by the 1st and 2nd turns ratio, the 1-stage boundary current that can achieve the improvement of the input power factor and the generation of the specific output voltage at the same time It is to provide a single power stage power factor improvement circuit operating in a boundary mode (BCM).

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 교류전원에서 고주파 노이즈를 제거하기 위한 필터부와, 교류전원에 접지된 브릿지다이오드로 된 전파정류회로에 의한 전원부와, 입력측과 출력측사이에 전기적인 절연을 함과 아울러 1차와 2차 권선비에 의해 출력전압 크기의 조절이 가능한 고주파변압기와, 고주파변압기의 1차측 권선에 전류가 흐를 수 있도록 스위칭을 하기 위한 N채널형 MOSFET로 된 NMOS와, 순방향 전도 손실을 최소화 하고 우수한 특성을 만족시키기 위하여 환류다이오드로 구성된 플라이백 회로와, 역률개선 및 DC-DC 컨버터의 동작을 제어하기 위한 BCM 제어부와, DC-DC 컨버터 출력전압을 검출하기 위한 출력전압 검출부로 구성되어 있으며, 상기의 BCM 제어부에는 출력전압 검출부의 Shunt regulator의 의해서 출력전압을 조정하기 위한 피드백 전압 입력단자와, 입력전류의 왜곡을 조정하기 위한 신호입력단자와, 환류다이오드 전류의 ZCS(Zero Current Turn Off Switching) 동작하게 하며 스위칭 소자인 NMOS의 온 상태를 유지시켜 스위칭 전류가 흐르도록 하기 위하여 고주파변압기의 3차측권선의 전압을 감지하기 위한 영전압 검출단자와. 스위칭소자 NMOS에 흐르는 전류, 즉 고주파변압기의 1차측권선의 피크 전류를 제어하기 위하여 입.출력 전류의 상태를 검출하는 전류검출단자와, NMOS의 온, 오프 상태를 결정해 주기 위하여 제어신호를 출력하기 위한 제어신호출력단자를 구비하여서, BCM제어부에서 플라이백 회로를 경계전류모드(BCM ; Boundary conduction mode)로 동작을 시켜 모든 입력조건과 부하조건에 대해 입출력 전류가 불연속 전류모드(DCM ; Discontinuous conduction mode)로 동작시킬 수 있게 되어 입력전류는 line 전압의 모양을 그대로 추종할 수 있게 됨에 따라 넓은 입력전압과 부하조건에서의 역률 개선이 가능하며, 입력 전력은 고주파변압기를 통하여 전력 변환이 되므로 소정의 출력전압을 얻을 수 있게 되는 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로를 제안한다.      In order to achieve the above object, the present invention provides a filter unit for removing high frequency noise from an AC power source, a power supply unit by a full-wave rectifier circuit of bridge diodes grounded to the AC power source, and electrical insulation between the input side and the output side. In addition, a high frequency transformer with adjustable output voltage by the primary and secondary winding ratios, an NMOS type NMOS MOSFET for switching current to flow in the primary winding of the high frequency transformer, and a minimum forward conduction loss are minimized. And a flyback circuit composed of a reflux diode, a BCM controller for controlling the power factor improvement and the operation of the DC-DC converter, and an output voltage detector for detecting the output voltage of the DC-DC converter. In the BCM control unit, the feedback before adjusting the output voltage by the shunt regulator of the output voltage detection unit Voltage input terminal, signal input terminal for adjusting distortion of input current, Zero Current Turn Off Switching (ZCS) operation of the reflux diode current, and to keep switching state of NMOS as a switching element to allow switching current to flow. Zero voltage detection terminal for sensing the voltage of the tertiary winding of the high frequency transformer. A current detection terminal that detects the state of input and output currents to control the current flowing through the switching element NMOS, that is, the peak current of the primary winding of the high frequency transformer, and outputs a control signal to determine the on / off states of the NMOS. A control signal output terminal is provided to operate the flyback circuit in the boundary current mode (BCM) in the BCM control unit so that the input and output currents are discontinuous current mode (DCM) for all input and load conditions. mode), so that the input current can follow the shape of the line voltage as it is, and the power factor can be improved under a wide range of input voltages and load conditions. We propose a single power stage power factor improvement circuit that operates in BCM mode to obtain an output voltage.

이에 따라 본 발명은 종래의 2-스테이지 회로에 비해 매우 단순한 구조를 보이고 있어 부품수를 크게 줄일 수 있어서 부품값의 절감과 아울러 제조단가를 줄일 수 있음은 물론 회로의 소형화에 기여하며 특히 전원구조가 매우 복잡한 PDP와 같은 응용분야에서 매우 유용한 효과가 있는 것이다.Accordingly, the present invention shows a very simple structure compared to the conventional two-stage circuit, which can greatly reduce the number of parts, thereby reducing the cost of parts and reducing the manufacturing cost, and contributing to the miniaturization of the circuit. This is very useful in applications such as very complex PDPs.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 의한 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로의 전반적인 구성도이다.2 is a general configuration diagram of a single power stage power factor improvement circuit operating in the BCM mode according to the present invention.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 전원부(101)는 교류전원(Vin)이 고주파 필터부(F)를 통하여 브릿지다이오드(BD)에 의해서 전파 정류되어 입력전압(

Figure 112006048453688-PAT00001
)으로 콘덴서(C1)에 충전되도록 된 것이며, DC-DC컨버터(102)는 1차와 2차권선(L1,L2)비가 다른 고주파변압기(T)와 N채널 MOSFET로 된 스위칭 소자인 NMOS(Q)와 저항(R3)과 환류다이오드(FRD)와 콘덴서(C0)를 구비하여 역률개선 및 DC-DC 출력전류를 생성하도록 된 것이며, 출력전압검출부(104)를 구비하여 출력되는 피드백전압(VFB)을 이용하여 BCM제어부(103)에 의해 PWM제어하기 위한 신호를 생성하도록 된 것이며, BCM제어부(103)는 내부에 출력전압비교기(109), Multiplier(107), 전류센서비교기(106), 영전류검지부(105), PWM 래치(108), 출력버퍼(110)를 구비하여서, 입력전압(
Figure 112006048453688-PAT00002
)에 의한 입력신호(VAC)와, 고주파변압기(T)의 3차측권선(L3)에 의한 영전류 검출신호(Vzero)와, 스위칭 전류(IQ)에 의한 전류센싱신호(VQ)와, 출력전압검출부(104)의 출력에 의한 피드백전압(VFB)과, 전압비교기(109)의 출력신호(Vc)를 이용하여As can be seen from this, in the power supply unit 101, the AC power source Vin is full-wave rectified by the bridge diode BD through the high frequency filter unit F, and thus the input voltage (
Figure 112006048453688-PAT00001
DC-DC converter 102 is a switching element composed of a high frequency transformer T and an N-channel MOSFET having different ratios of primary and secondary windings L1 and L2. ) And a resistor (R3), a reflux diode (FRD), and a capacitor (C0) to improve the power factor and generate a DC-DC output current, and has an output voltage detector (104) to output the feedback voltage (VFB) By using the BCM controller 103 to generate a signal for PWM control, the BCM controller 103 is an output voltage comparator 109, Multiplier 107, current sensor comparator 106, zero current therein The detector 105, the PWM latch 108, and the output buffer 110 are provided to provide an input voltage (
Figure 112006048453688-PAT00002
) Input signal V AC , zero current detection signal V zero by tertiary winding L3 of high frequency transformer T, current sensing signal VQ by switching current IQ, Using the feedback voltage VFB by the output of the output voltage detector 104 and the output signal Vc of the voltage comparator 109

제어신호(Vout)를 생성하여 NMOS(Q)의 게이트에 인가하여 제어하도록 된 것이다.The control signal Vout is generated and applied to the gate of the NMOS Q to control it.

이러한 본 발명은 고주파변압기(T)의 1차측권선(L1)의 일단은 전원부(101)의 양극에 접속되고, 타단은 N채널 MOSFET로 된 스위칭 소자인 NMOS(Q)의 드레인과 접속되고 NMOS(Q)의 소스는 저항(R3)를 통해 전원부(101)의 음극에 접속되어 있으며, NMOS(Q)의 게이트는 BCM제어부(103)에서 NMOS(Q)의 온, 오프 상태를 결정해 주는 제어신호(VOUT)가 접속되어 NMOS(Q)는 제어신호(VOUT)의 레벨이 하이 레벨로 되면 온 되고, 로우 레벨로 되면 오프가 되는 것이다. 이에 따라 NMOS(Q)가 온 되었을 때에 고주파변압기(T)의 1차측권선(L1)에 스위칭전류(IQ)가 흘러 입력전압이 유기되며, 2차측권선(L2)에는 코일권선의 시작점인 흑점의 방향에 의해 1차측권선(L1)과 반대 극성의 전압이 유기되므로 환류 다이오드(FRD)는 역바이어스 되어 차단된다. 따라서 1차측권선(L1)의 자화인덕턴스에만 에너지가 축적되게 되는 것이며, 다음 NMOS(Q)가 오프 되면 고주파변압기(T)의 2차측권선(L2)에는 전 상태와 반대 극성의 전압이 유기되어 환류 다이오드(FRD)를 도통 시킴으로서 고주파변압기(T)의 자화인덕턴스에 축적된 에너지를 출력으로 방출시키게 되어 그 에너지가 환류 다이오드(FRD)를 통하여 정류된 전압으로 콘덴서(C0)에 충전된다. 이로서 콘덴서(C0)에는 부하(R0)에 공급하기 위한 소정의 출력전압(V0)이 충전되는 것이다.In the present invention, one end of the primary winding L1 of the high frequency transformer T is connected to the anode of the power supply unit 101, and the other end thereof is connected to the drain of the NMOS Q which is a switching element made of an N-channel MOSFET. The source of Q) is connected to the cathode of the power supply unit 101 through the resistor R3, and the gate of the NMOS Q is a control signal for determining the on / off state of the NMOS Q in the BCM controller 103. When V OUT is connected, the NMOS Q is turned on when the level of the control signal V OUT goes high, and turned off when it goes low. Accordingly, when the NMOS Q is turned on, the switching current I Q flows through the primary winding L1 of the high frequency transformer T, and the input voltage is induced, and the black spot which is the starting point of the coil winding is supplied to the secondary winding L2. Since the voltage of the opposite polarity to the primary winding L1 is induced by the direction of, the reflux diode FRD is reverse biased and cut off. Therefore, energy is accumulated only in the magnetization inductance of the primary winding L1, and when the next NMOS Q is turned off, the secondary winding L2 of the high frequency transformer T is inverted to a voltage having a polarity opposite to that of the previous state. By energizing the diode FRD, energy stored in the magnetization inductance of the high frequency transformer T is discharged to the output, and the energy is charged to the capacitor C 0 at the voltage rectified through the reflux diode FRD. As a result, the capacitor C 0 is charged with a predetermined output voltage V 0 for supplying the load R 0 .

이와 같이 1-스테이지로된 역률개선회로에서 역률개선을 위하여,In order to improve the power factor in the one-stage power factor improvement circuit,

직렬로 된 저항(R1) 및 저항(R2)에서 저항(R1)의 일단이 브릿지 다이오드(BD)의 +측과 접속되고, 저항(R2)과 콘덴서(C2)일단의 전극이 접지되어 있으며, 저항(R1)과 저항(R2)과 콘덴서(C2)의 타단이 연결된 접속점을 BCM제어부(103)의 Multiplier(107)와 연결하여서 된 것이다. 여기서 저항(R1)은 전치보상전류가 콘덴서(C2)에 의해 평활화 되어 왜곡되는 것을 제한해 주기 위함이며, BCM제어부(103)의 Multiplier(107) 출력은 전류센서비교기(106)의 (-)입력과 연결되어 그 출력이 PWM 래치(108)의 리셋단자(R)와 접속되며, 제어신호(Vout)는 PWM 래치(108)과 출력버퍼(110)를 통해서 NMOS(Q)의 게이트에 인가하도록 된 것이다.In series resistors R1 and R2, one end of the resistor R1 is connected to the + side of the bridge diode BD, and the electrodes of the resistor R2 and the capacitor C2 are grounded. The connection point (R1), the other end of the resistor (R2) and the capacitor (C2) is connected to the multiplier (107) of the BCM control unit 103. Here, the resistor R1 is for limiting the predistortion current to be smoothed and distorted by the capacitor C2, and the output of the multiplier 107 of the BCM controller 103 is the negative input of the current sensor comparator 106. Connected to the reset terminal R of the PWM latch 108, and the control signal Vout is applied to the gate of the NMOS Q through the PWM latch 108 and the output buffer 110. will be.

이러한 1-스테이지로된 역률개선회로의 BCM제어부(103)에서 입력신호(VAC)에 의해서 역률개선을 위한 과정을 살펴보면,Looking at the process for power factor improvement by the input signal (V AC ) in the BCM control unit 103 of the power factor improvement circuit consisting of 1-stage,

입력전압(

Figure 112006048453688-PAT00003
)의 정보를 갖는 입력신호(VAC)는 multiplier(107)의 입력으로 들어가게 되는데 출력신호(Vc)와 곱해져서 VACㅧ Vc의 입력전압 정보를 갖는 제어신호가 된다. 이의 신호가 전류센서비교기(106)의 (-)입력이 되고 전류센싱신호(VQ)와 비교하여 출력전압이 PWM 래치(108)의 리셋단자(R)에 입력된다. 전류센싱신호(VQ)와 입력전압 정보(VACㅧ Vc)의 신호가 같아 질 때 전류센서비교기(106)의 출력전압에 의해서 PWM 래치(108)는 리셋이 되어서 출력은 오프가 되며 출력버퍼(110)를 통해서 제어신호(Vout)는 스위치 소자 NMOS(Q)를 오프 하여 스위칭 전류(IQ)는 차단이 되는 것이다. 또한 전류센서비교기(106)의 기준신호가 되는 입력신호(VAC)x출력신호(Vc)가 사인커버의 형태이므로 스위칭 전류(IQ) 즉, 전류센싱신호(VQ) 또한 사인커버의 형태가 됨으로서 교류전원(VIN)에 비례한 전류를 생성케 하고 이를 통하여 NMOS(Q)의 시비율을 제어함으로써 역률개선을 이루게 한다.Input voltage
Figure 112006048453688-PAT00003
The input signal (V AC ) having the information of) enters the input of the multiplier 107 and is multiplied by the output signal Vc to become a control signal having input voltage information of V AC ㅧ Vc. The signal thereof becomes the negative input of the current sensor comparator 106 and the output voltage is input to the reset terminal R of the PWM latch 108 in comparison with the current sensing signal VQ. When the current sensing signal VQ and the signal of the input voltage information V AC ㅧ Vc become the same, the output of the current sensor comparator 106 resets the PWM latch 108 so that the output is turned off and the output buffer ( The control signal Vout turns off the switch element NMOS Q through 110 to block the switching current IQ. In addition, since the input signal V AC x output signal Vc serving as the reference signal of the current sensor comparator 106 is in the form of a sign cover, the switching current IQ, that is, the current sensing signal VQ, is also in the form of a sign cover. The power factor is improved by generating a current proportional to the AC power supply (V IN ) and controlling the application rate of the NMOS (Q).

또한 출력전압(V0)을 PWM조정을 하기 위하여,In addition, to adjust the output voltage (V0) to PWM,

직렬로 된 저항(R4)와 저항(R5)를 구비하고 저항(R4)의 일단을 부하(R0)의 +측에 연결하고 저항(R5)의 일단을 접지하였으며, 저항(R4)와 저항(R5)의 중심점으로부터 출력전압(VO)의 분압된 전압을 얻을 수 있도록 연결된 출력전압검출부(104)는 미도 시한 광학 커플러에 의하여 출력되는 피드백전압(VFB)을 BCM제어부(103)의 출력전압비교기(109)의 (+)입력단자에 입력하여 DC-DC 컨버터부(102)를 PWM제어하기 위한 신호를 생성하도록 하였다.A resistor R4 and a resistor R5 in series are connected, and one end of the resistor R4 is connected to the + side of the load R 0 , and one end of the resistor R5 is grounded, and the resistor R4 and the resistor ( The output voltage detector 104 connected to obtain the divided voltage of the output voltage V O from the center point of R5) compares the feedback voltage VFB outputted by the uninterrupted optical coupler to the output voltage comparator of the BCM controller 103. Input to the (+) input terminal of (109) to generate a signal for the PWM control of the DC-DC converter 102.

이러한 DC-DC 컨버터부(102)를 PWM제어하기 위한 BCM제어부(103)의 동작상태를 살펴보면, 출력전압비교기(109)의 (+)입력단자에 입력된 피드백전압(VFB)과 (-)입력단자에 미리설정된 소정의 기준전압(Vref)에 의해 생성된 출력전압(VC)는 사인커버 형태의 입력신호(VAC)와 같이 multiplier로 입력되어 전류센싱신호(VQ)와 비교하여 전류센싱신호(VQ)가 입력신호(VAC)ㅧ 출력전압(VC)와 같아 질 때 전류센서비교기(106)의 출력전압에 의해서 PWM 래치(108)는 리셋이 되어서 PWM 래치(108)의 출력은 오프가 되며, 버퍼(110)를 통해서 출력하는 제어신호(Vout)는 스위치 소자 NMOS(Q)를 오프 하여 스위칭 전류(IQ)는 차단이 되는 것이다. Looking at the operation state of the BCM controller 103 for PWM control of the DC-DC converter 102, the feedback voltage (VFB) and (-) input input to the (+) input terminal of the output voltage comparator 109 The output voltage VC generated by the predetermined reference voltage Vref preset at the terminal is input to a multiplier like the input signal V AC in the form of a sine cover, and compared with the current sensing signal VQ to compare the current sensing signal ( When VQ is equal to the input signal (V AC ) ㅧ output voltage (VC), the output of the PWM latch 108 is reset by the output voltage of the current sensor comparator 106 so that the output of the PWM latch 108 is turned off. The control signal Vout output through the buffer 110 turns off the switch element NMOS Q so that the switching current IQ is cut off.

또한 BCM제어부(103)의 영전류 검출신호(Vzero)는, 고주파변압기(T)의 3차측권선(L3)의 시작점을 접지와 연결하고 타단을 PWM제어부(103)의 제로전류검지부(105)의 입력측에 연결하여, 스위치 소자 NMOS(Q)가 턴 온 될 때 시작점이 같은 방향인 2차측권선(L2)에 유기되는 전압과 같이 3차측권선(L3)의 출력전압도 제로가 되며, 제로전류검지부(105)에 의해 검지되어 그 출력이 RS 플립프롭으로 된 PWM 래치(108)의 S단자에 인가되며, PWM 래치(108)의 출력을 High 레벨로 만들고 이 신호는 출력버퍼(110)를 통해 스위치 소자인 NMOS(Q)에 인가되도록 된 것이다. In addition, the zero current detection signal V zero of the BCM controller 103 connects the start point of the tertiary winding L3 of the high frequency transformer T with ground, and the other end of the zero current detector 105 of the PWM controller 103. When the switch element NMOS Q is turned on, the output voltage of the tertiary side winding L3 becomes zero, as is the voltage induced on the secondary side winding L2 in the same direction when the switch element NMOS Q is turned on. It is detected by the detector 105 and its output is applied to the S terminal of the PWM latch 108 which is an RS flip-flop. The output of the PWM latch 108 is brought to a high level, and this signal is output through the output buffer 110. It is applied to the NMOS (Q) which is a switch element.

이러한 1-스테이지로된 역률개선회로의 BCM제어부(103)에서 영전류검출신호(Vzero)에 의해서 스위치 소자 NMOS(Q)를 온 상태를 유지시켜 스위칭 전류(IQ)가 흐르게 되는 과정을 살펴보면,Looking at the process in which the switching current (IQ) flows by maintaining the on state of the switch element NMOS (Q) by the zero current detection signal (V zero ) in the BCM control unit 103 of the one-stage power factor correction circuit.

스위치 소자 NMOS(Q)는 게이트에 -Vgs의 전압이 인가되면 오프상태가 되며, 이때 고주파변압기(T)에서는 에너지가 2차측권선(L2)으로 넘어가게 되고 환류다이오드(FRD)의 전류(ID)는 -Vo/L2의 기울기로 감소를 하게 된다. 이때 환류다이오드(FRD)의 전류(ID)가 '0'이 되어 차단되면 에너지가 변환 되지 않으며, 이때 BCM제어부(103)의 영전류검출부(105)는 고주파변압기(T)의 3차권선(L3)이 영전압으로 되었음을 검출하여 그 출력을 PWM 래치(108)가 set 되도록 하여 출력이 온 되며 출력버퍼(110)를 통해서 제어신호(Vout)는 스위치 소자 NMOS(Q)를 온 하여 스위칭 전류(IQ)가 다시 흐를 수 있게 됨으로서 경계전류모드(Boundary conduction mode)로 동작하게 되는 것이다. The switch element NMOS Q is turned off when a voltage of -Vgs is applied to the gate. At this time, in the high frequency transformer T, the energy is transferred to the secondary side winding L2, and the current ID of the freewheeling diode FRD. Decreases with the slope of -Vo / L2. At this time, if the current ID of the refracting diode (FRD) becomes '0' and no energy is converted, the zero current detector 105 of the BCM controller 103 is the third winding L3 of the high frequency transformer T. ) Is turned to zero voltage and the output is turned on by the PWM latch 108 being set. The control signal Vout turns on the switching element NMOS Q through the output buffer 110 to turn on the switching current IQ. By being able to flow again, it operates in boundary conduction mode.

또한 전류센싱신호(VQ)는, NMOS(Q)의 소스와 PWM제어부(103)의 영전류비교기(106)의 (+)단자와 연결하여, NMOS(Q)의 소스와 저항(R3) 사이에서 감지한 전압을 영전류비교기(106)의 (+)단자에 인가하여 NMOS(Q)의 스위칭 전류(IQ) 즉, 고주파변압기(T)의 1차측 권선(L1)에 흐르는 피크 전류를 제어하고 있다.In addition, the current sensing signal V Q is connected between the source of the NMOS Q and the positive terminal of the zero current comparator 106 of the PWM control unit 103, and between the source of the NMOS Q and the resistor R3. Is applied to the positive terminal of the zero current comparator 106 to control the switching current IQ of the NMOS Q, that is, the peak current flowing through the primary winding L1 of the high frequency transformer T. have.

이와 같이 된 1-스테이지로된 역률개선회로의 BCM제어부(103)에서 전류센싱신호(VQ)에 의해서 출력전류(ID)를 조정하기 위한 과정을 살펴보면, 스위치소자 NMOS(Q)가 온 상태일 때 Vin/L1의 기울기로 증가하는 스위칭 전류(IQ)에 의한 전류센싱신호(VQ)는 스위칭 전류(IQ)의 피크전류가 사인파 형태의 입력신호(VAC)ㅧ 출력전압(VC)와 비교하여 증가를 하다가 입력신호(VAC)ㅧ 출력전압(VC)과 같아질 때 전류센서비교기(106)의 출력이 Hight 레벨이 되어 PWM 래치(108)를 리셋하게 되어서 출력은 오프가 되며 출력버퍼(110)를 통해서 제어신호(Vout)는 스위치 소자 NMOS(Q)를 오프하여 스위칭 전류(IQ)는 차단이 되는 것이다. Looking at the process for adjusting the output current (ID) by the current sensing signal (V Q ) in the BCM control unit 103 of the one-stage power factor correction circuit as described above, the switch element NMOS (Q) is on When the current sensing signal VQ due to the switching current IQ increases with the slope of Vin / L1, the peak current of the switching current IQ is compared with the sinusoidal input signal V AC AC output voltage VC. While increasing, when the input signal (V AC ) ㅧ equals the output voltage (VC), the output of the current sensor comparator 106 becomes the high level and resets the PWM latch 108 so that the output is turned off and the output buffer 110 The control signal Vout turns off the switch element NMOS Q so that the switching current IQ is cut off.

이와 같이 된 역률개선회로에서, 도면 3은 본 발명에 의한 DC-DC 컨버터의 동작모드를 보인 것이다. In this power factor improvement circuit, Figure 3 shows the operation mode of the DC-DC converter according to the present invention.

이에서 보는바와 같이 본 발명의 DC-DC 컨버터(102)는 고주파변압기(T)의 1차측권선(L1)에 흐르는 전류(IQ)를 제어하는 제1모드와, 환류 다이오드(FRD)에 흐르는 전류(ID)를 제어하는 제2모드로 구분되며 각각의 모드에 대한 설명은 다음과 같다.As shown therein, the DC-DC converter 102 of the present invention has a first mode for controlling the current IQ flowing through the primary winding L1 of the high frequency transformer T, and the current flowing through the reflux diode FRD. It is divided into a second mode for controlling the (ID) and the description of each mode is as follows.

제1모드는 (t0≤t<t1)가 되어 스위칭 소자 NMOS(Q)의 게이트에 +VGS가 인가되면 NMOS(Q)는 온상태가 되며 이때 NMOS(Q)의 드레인에 흐르는 스위칭 전류(IQ)는 Vg/L1의 기울기로 증가를 하여 고주파변압기(T)가 자화되어 에너지를 저장하게 되며 전류센싱신호(VQ)의 레벨은 High가 된다. 이와 같은 제1모드에서의 입력 전류를 구하는 식은 다음과 같이 쓸 수 있다.When the first mode is (t0 ≦ t <t1) and + VGS is applied to the gate of the switching device NMOS (Q), the NMOS Q is turned on and the switching current IQ flowing in the drain of the NMOS Q is at this time. Is increased by the slope of Vg / L1, the high frequency transformer T is magnetized to store energy, and the level of the current sensing signal VQ becomes High. The equation for obtaining the input current in the first mode can be written as follows.

Figure 112006048453688-PAT00004
Figure 112006048453688-PAT00004

* L1 은 고주파변압기(T)의 1차측권선(L1)의 인덕턴스* L1 is the inductance of the primary winding (L1) of the high frequency transformer (T)

제2모드는 (t1≤t<t2)가 되어 전류센싱신호(VQ)가 입력신호(VAC)■피드백전압(VFB)의 전류 커멘드와 같아질 때 NMOS(Q)는 오프가 된다. 이때 고주파변압기(T)의 1차측권선(L1)에 저장된 에너지가 2차측권선(L2) 측으로 전달되기 시작하고 환류 다이오드(FRD)의 전류는 zero가 될 때 까지 -Vo/L2의 기울기로 흐르게 되며 그 전류는 다음과 같이 표현된다. The second mode becomes (t1 ≦ t <t2) so that the NMOS Q is turned off when the current sensing signal VQ becomes equal to the current command of the input signal V AC feedback voltage VFB. At this time, the energy stored in the primary winding L1 of the high frequency transformer T starts to be transferred to the secondary winding L2 and the current of the reflux diode FRD flows at a slope of -Vo / L2 until it becomes zero. The current is expressed as follows.

Figure 112006048453688-PAT00005
Figure 112006048453688-PAT00005

* V0 는 DC-DC 컨버터 출력전압* V0 is DC-DC converter output voltage

* L2 은 고주파변압기(T)의 2차측권선(L2)의 인덕턴스* L2 is the inductance of the secondary winding (L2) of the high frequency transformer (T)

이때 환류 다이오드(FRD)는 ZCS(Zero Current Turn Off Switching) 동작을 하게 되며. 고주파변압기(T)의 에너지가 완벽하게 출력 측으로 넘어가게 되면 영전류 검출신호(Vzero)가 Low 레벨이 되어 NMOS(Q)는 다시 턴 온 된다. At this time, the reflux diode (FRD) operates ZCS (Zero Current Turn Off Switching). When the energy of the high frequency transformer (T) is completely passed to the output side, the zero current detection signal (V zero ) is low level, the NMOS (Q) is turned on again.

이러한 동작을 반복하면서 스위칭 전류(IQ)는 도면 4에 보인 것처럼 정류된 입력전압(

Figure 112006048453688-PAT00006
)의 외형을 따르게 되어 이 전류를 필터링하게 되면 입력전류는 위상변화 없이 라인 전압의 모양을 추종하여 역률을 개선하게 되며 DC-DC 컨버터의 출력전압(VO)을 출력전압 검출부(104)와 피드백 입력단자(VC)를 통해 소정의 출력전압(VO)의 조정을 동시에 달성할 수 있게 되는 것이다.By repeating this operation, the switching current IQ becomes a rectified input voltage as shown in FIG.
Figure 112006048453688-PAT00006
When the current is filtered, the input current follows the shape of the line voltage without phase change to improve the power factor, and the output voltage VO of the DC-DC converter is output to the output voltage detector 104 and the feedback input. Through the terminal VC, it is possible to simultaneously achieve the adjustment of the predetermined output voltage VO.

이와 같이 본 발명에 의한 역률개선회로를 실험을 통해 확인하고자 다음과 같은 사양을 갖는 PDP전원용 회로를 제작하여 측정한 파형을 도시하였다.As described above, in order to confirm the power factor improvement circuit according to the present invention through an experiment, a waveform measured by fabricating and measuring a PDP power circuit having the following specifications is illustrated.

Input VoltageInput voltage AC 90 Vrms ~ 265 VrmsAC 90 Vrms ~ 265 Vrms Output VoltageOutput voltage 200 V200 V Output PowerOutput power 400 W400 W

도4는 교류전원(VIN)과, 스위치소자인 NMOS(Q)의 드레인에 흐르는 스위칭 전류(IQ)와, 교류 입력전류(IIN)의 파형을 보인 그래프이며,4 is a graph showing waveforms of the AC power supply V IN , the switching current IQ flowing through the drain of the NMOS Q which is a switch element, and the AC input current I IN .

도5는 스위치소자인 NMOS(Q)의 드레인에 흐르는 스위칭 전류(IQ)와, 게이트 신호(Vgs)와, 다이오드 전류(ID)와, 변압기(T)의 3차측권선(L3) 전압(Vzero)의 신호를 측정한 파형이며, 도6은 교류전원(VIN)과, 스위치소자인 NMOS(Q)의 드레인에 흐르는 스위칭 전류(IQ)를 측정한 파형이며, 도7은 출력전압과 부하변동에 따른 조절 특성을 측정한 파형을 보인 것이다.Fig. 5 shows the switching current IQ flowing through the drain of the NMOS Q, which is a switch element, the gate signal Vgs, the diode current ID, and the voltage Vzero of the tertiary side winding L3 of the transformer T. 6 is a waveform measuring the AC current V IN and the switching current IQ flowing through the drain of the NMOS Q, which is a switch element, and FIG. It shows the waveform that measured the adjustment characteristic according to.

이에서 보는바와 같이 도5는 다이오드전류(ID)가 제로가 되는 점을 감지하여 NMOS(Q)를 구동시키게 되어 BCM모드가 동작되고 있음을 알 수 있으며 이로 인해 도6과 같이 스위칭 전류(IQ)는 입력전압(

Figure 112006048453688-PAT00007
) 모양을 잘 추종하여 역률개선을 달성하고 있음을 알 수 있으며 도7은 출력전압과 부하변동에 따른 조정 특성을 측정한 파형으로써 안정된 출력을 얻고 있음을 보이고 있는 것이다.As shown in FIG. 5, the BCM mode is operated by sensing the point where the diode current ID becomes zero to drive the NMOS Q. As a result, the switching current IQ is as shown in FIG. 6. Is the input voltage (
Figure 112006048453688-PAT00007
It can be seen that the power factor improvement is achieved by following the shape well. FIG. 7 shows a stable waveform obtained by measuring the adjustment characteristics according to the output voltage and the load variation.

이에 따라 본 발명에 의한 1-스테이지로 된 역률 개선회로는 기존의 2 -스테이지 회로에 비해 매우 단순한 구조를 보이고 있으며, 회로의 구성에 필요로 하는 부품의 수를 크게 줄이고도 역률개선은 물론 DC-DC컨버터의 기능에 의한 소정의 출력을 충분히 확보할 수 있는 것이어서 부품수의 절감에 의해 코스트 절감과 아울러 회로를 단순화함으로서 제품의 전체적인 크기를 소형화 하는데 기여하며 특히 전원 구조가 매우 복잡한 PDP와 같은 응용분야에 매우 유용한 효과가 있는 것이다. Accordingly, the one-stage power factor correction circuit according to the present invention shows a very simple structure compared to the conventional two-stage circuit, and even though the number of components required for the circuit configuration is greatly reduced, the power factor improvement as well as DC- It is possible to secure a predetermined output by the function of DC converter, so it is possible to reduce the number of parts and to reduce the overall size of the product by simplifying the circuit, especially in applications such as PDP, where the power structure is very complicated. This is a very useful effect.

Claims (5)

교류전원(VIN)과 필터부(F) 및 브릿지다이오드(BD)가 연결된 전원부(101)와, 1차와 2차는 시작점과 권선비가 다른 고주파변압기(T)와, 스위칭 소자인 N채널형 MOSFET로 된 NMOS(Q)와, 순방향 전도 손실을 최소화 하기 위한 환류 다이오드(FRD)로 된 플라이백 회로와, 역률개선 및 DC-DC 컨버터(102)의 동작을 제어하기 위한 BCM 제어부(103)와, DC-DC 컨버터(102)의 출력전압을 검출하기 위한 출력전압 검출부(104)를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로AC power supply (101) to which AC power (V IN ), filter unit (F) and bridge diode (BD) are connected, high frequency transformer (T) with different starting point and winding ratio in primary and secondary, and N-channel MOSFET as switching element A flyback circuit of NMOS (Q) and a flyback diode (FRD) for minimizing forward conduction losses, a BCM controller 103 for controlling the power factor improvement and the operation of the DC-DC converter 102, Single power stage power factor improvement circuit operating in the BCM mode, characterized in that it comprises an output voltage detector 104 for detecting the output voltage of the DC-DC converter 102 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 역률개선을 위하여, 전술한 BCM 제어부(103)는 Multiplier(107)와 전류센서비교기(106)와 PWM 래치(108)와 출력버퍼(110)와 영전류검지부(105) 및 출력전압비교기(109)를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로In order to improve the power factor, the BCM controller 103 described above includes a multiplier 107, a current sensor comparator 106, a PWM latch 108, an output buffer 110, a zero current detector 105, and an output voltage comparator 109. Power factor correction circuit operating in BCM mode, characterized in that it comprises a 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 역률개선을 위하여, 전술한 BCM제어부(103)의 Multiplier(107)는 직렬로 된 저항(R1) 및 저항(R2)에서 저항(R1)의 일단이 브릿지 다이오드(BD)의 +측과 접속되고, 저항(R2)과 콘덴서(C2)일단의 전극이 접지되어 있으며, 저항(R1)과 저항(R2)과 콘덴서(C2)의 타단이 연결된 접속점과 연결하고, 버퍼(110)에서 출력하는 제어신호(Vout)는 전술한 NMOS(Q)의 게이트에 연결됨을 특징으로 하는 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로In order to improve the power factor, the multiplier 107 of the above-described BCM controller 103 has one end of the resistor R1 connected in series with the + side of the bridge diode BD in the resistor R1 and the resistor R2. An electrode of one end of the resistor R2 and the capacitor C2 is grounded, connected to a connection point to which the resistor R1 and the other end of the resistor R2 and the capacitor C2 are connected, and a control signal output from the buffer 110 ( Vout) is a single power stage power factor improvement circuit operating in the BCM mode, characterized in that connected to the gate of the above-described NMOS (Q) 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 전술한 BCM 제어부(103)는 DC-DC컨버터부(102)를 경계전류모드(BCM ; Boundary conduction mode)로 동작을 하도록 하기 위하여 전술한 BCM 제어부(103)에서 영전류 검출신호(Vzero)를 얻기 위한 수단으로 고주파변압기(T)의 3차측권선(L3)의 시작점을 접지와 연결하고 타단을 PWM제어부(103)의 제로전류검지부(105)의 입력측에 연결하여서 됨을 특징으로 하는 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로.The above-described BCM control unit 103 applies the zero current detection signal V zero in the above-described BCM control unit 103 to operate the DC-DC converter unit 102 in the boundary conduction mode (BCM). In the BCM mode, the start point of the tertiary winding L3 of the high frequency transformer T is connected to ground, and the other end is connected to the input side of the zero current detection unit 105 of the PWM control unit 103. Single power stage power factor improvement circuit. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 전술한 고주파변압기(T)는 1차측권선(L1)과, 권선의 시작점이 1차측권선(L1)과 반대방향의 2차측권선(L2)과, 권선의 시작점이 2차측권선(L2)과 동일한 3차측권 선(L3)을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 BCM 모드로 동작하는 단일전력단 역률개선회로. The above-described high frequency transformer T has a primary winding L1, a winding start point of the secondary winding L2 in a direction opposite to the primary winding L1, and a starting point of the winding same as the secondary winding L2. A single power stage power factor improvement circuit operating in the BCM mode, characterized in that it comprises a tertiary winding line (L3).
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