KR20080008037A - 스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위칭 모드 파워 서플라이에 관한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이는, 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류전압을 생성하고, 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 스위칭트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 스위칭트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 입력받아, 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고, 스위칭 제어부는, 제1 신호에 대응하는 전류 신호를 생성하여, 전류 신호가 기준 전류값보다 큰 구간을 문턱 기간으로 설정하고, 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간에 대응하는 시점에, 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다. 이 때, 가변 지연 시간은 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 지연 시간 또는제2 지연 시간을 포함한다.
유사 공진형 컨버터, 주파수, 스위치

Description

스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동 방법{SWITCHING MODE POWER SUPPLY AND THE DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의제1 실시예에 따른 SMPS의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 전압 신호(VL)의 공진 파형을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SMPS를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전압 신호(VQ)의 파형을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 제어부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 SMPS에서 생성되는 신호를 나타낸 도면이다.
본 발명은 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply : 이하 'SMPS')에 관한 것으로, 특히 유사 공진형(Quasi-Resonant) 스위칭 방식(switching method)의 SMPS 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
SMPS는 입력 교류 전압을 입력 직류 전압(dc-link 전압)으로 정류하고, 입력 직류 전압을 다른 레벨을 갖는 직류출력 전압으로 변환하는 장치이다. 이때, 직류 출력 전압은 입력 직류전압보다 크거나 또는 작은 크기를 갖는다. 이와 같은SMPS는 파워 전자 장치들, 특히 이동 전화, 랩탑 컴퓨터 등과 같은 밧데리 파워 공급 장치들에 주로 사용된다.
한편, 유사 공진형 스위칭 방식의 SMPS는 유사 공진형 컨버터를 포함하는데,유사 공진형 컨버터는 메인 스위치 역할을 수행하는 트랜지스터의 드레인 전압값이 최소일 때, 턴온되므로, 스위칭 손실이 감소한다. 유사 공진형 컨버터에서, 입력 직류 전압의 리플(ripple)에 의한 스위칭 주파수의 변화로 유사 공진형 컨버터의 EMI(Electromagnetic Interference) 스펙트럼(spectrum)은 분산된 형태를 보인다. 그러나, 입력 교류 전압 값이 증가하면, dc-link 전압 리플이 감소한다. dc-link 전압 리플이 감소하면, 스위칭 주파수의 변조 범위가 감소하고, EMI는 증가한다.
일반적으로 EMI는 같은 전원을 사용하는 다른 장치에 노이즈를 발생시킨다. EMI를 방지하기 위해서 각종 EMI 규제가 있다. 각종 EMI 규제 중 일례로, 각 주파수를 중심으로 일정한 대역 폭에서의 EMI 평균값을 상한선으로 책정한 규제 및 EMI의 평균 값을 상한선으로 책정한 규제가 있다. 일반적으로, SMPS는, 이 규제를 만족하기 위해서 필터가 추가되거나, 외부적인 장치를 추가해야 한다. 따라서 생산 비용을 증가시키는 원인이 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입력 교류전압에 관계 없이 스위칭 트랜지스터의 스위칭 주파수를 변화시켜 EMI를 감소시키는 SMPS 및 그 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 한 특징에따른 스위칭 모드 파워 서플라이는, 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 상기 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 상기 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에대응하는 제1 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고, 상기 스위칭 제어부는, 상기 제1 신호에 대응하는 전류 신호를 생성하여, 상기 전류 신호가 기준 전류값보다 큰 구간을 문턱 기간으로 설정하고, 상기 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간에 대응하는 시점에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다. 이 때, 상기 가변 지연시간은 적어도 각각 다른값을 갖는 제1 지연 시간 또는 제2 지연 시간을 포함한다.
그리고, 상기 스위칭 제어부는, 상기 가변 지연 시간이 상기 문턱기간 보다 길면, 상기 문턱 기간이 끝나는 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다. 또한, 상기 문턱 기간의 시점으로부터 상기 제1 지연 시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 적어도 한 번 수행한후, 상기 문턱 기간의 시점으로부터 상기 제2 지연 시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트 랜지스터를 턴온시키는 동작을수행한다. 구체적으로, 스위칭 제어부는, 상기 제1 신호의 전압과 센싱 기준 전압값의 차이에 의해 발생하는 전류 신호의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하여, 상기 문턱 기간을 생성하며, 상기 스위칭 제어부는, 상기 문턱 기간에 대응하여 제1 레벨의 펄스를 갖는 센싱 신호를 생성하는 문턱 기간센싱부, 상기 가변 지연 시간이 상기 문턱 기간보다 더 긴 기간인지 판단하는 기간 판단부, 상기 문턱 기간시점으로부터 상기 가변 지연시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키기 위한 온타임 제어신호를생성하는 온타임제어부, 및 상기 온타임제어신호에 따라 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 게이트 제어신호를 생성하는 게이트 드라이버를 포함한다.
이 때, 상기 기간 판단부는, 상기 게이트 제어신호 및 상기 센싱 신호 각각을 제1 단 및 제2단으로 입력받고, 상기 제2 단에 입력되는 신호가 제1 레벨이면, 제2 레벨의 신호를 출력하고, 상기 게이트 제어신호 및 상기 센싱신호가 모두 제3 레벨이면 직전 상태에 출력되는 제1 논리 연산 신호를 유지하는 제1 논리 연산부, 상기 센싱 신호의 반전 신호 및 상기 제1 논리 연산 신호를 입력받아, 논리 곱에 따라 제2 논리 연산 신호를 생성하는 제2 논리 연산부, 및 상기 센싱 신호 및 상기 제2 논리 연산 신호 각각을 제3 단 및 제4 단으로 입력받고, 상기 제2 논리 연산 신호가 제4 레벨이면, 제5 레벨의 제3 논리 연산 신호를 생성하는 제3 논리 연산부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이는, 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 상기 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스 포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 상기 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고, 상기 스위칭 제어부는, 상기 제1 신호의 전압이 기준 전압값보다 큰 구간을 문턱 기간으로 설정하고,상기 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간에 대응하는 시점에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 스위칭 트랜지스터의 온/오프에 따라 상기 입력 직류 전압을 변환하여 출력 직류 전압을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법에 있어서,
a)상기 스위칭 트랜지스터가 턴오프 후, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 생성하는 단계, b) 상기 제1 신호에 대응하는 전류 신호를 이용하여, 문턱 기간을 감지하고, 상기 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간만큼 지연된 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계, 및 c) 상기 가변 지연 기간을 변경하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 b) 단계는, 상기 가변 지연시간이 상기 문턱 기간 보다 길면, 상기 문턱 기간이 끝나는 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압 을 생성하고, 스위칭 트랜지스터의 온/오프에 따라 상기 입력직류 전압을 변환하여 출력 직류 전압을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법에 있어서,
a)상기 스위칭 트랜지스터가 턴오프 후, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에대응하는 제1 신호를 생성하는 단계, b) 상기 제1 신호의 전압이 기준 전압값보다 큰 구간을 문턱 기간으로 설정하고,상기 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간에 대응하는 시점에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계, 및 c) 상기 가변 지연 기간을 변경하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 b) 단계는, 상기 가변 지연 시간이 상기 문턱 기간 보다 길면, 상기 문턱 기간이 끝나는 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 유사 공진형 컨버터 및 이를 사용하는 SMPS에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 SMPS의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 SMPS는 전력 공급부(100), 출력부(200), 바이어스 전압 공급부(300), 및 스위칭 제어부(400)를 포함한다.
전력 공급부(100)는 교류 입력(AC)를 정류하는 브리지 다이오드(BD), 정류된 전압을 평활화하기 위한 커패시터(Cin), 커패시터(Cin)에 일단이 연결되는 트랜스 포머의 1차 코일(L1)을 포함한다. 전력 공급부(100)는 브리지 다이오드(BD) 및 커패시터(Cin)에 의해 교류 전압(AC)을 직류 전압(Vin)으로 변환하고, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 듀티(duty)에 따라 트랜스 포머의 2차측, 즉 출력부(200)에 전력을 공급한다. 또한, 전력 공급부(100)는 입력 교류 전압의 레벨에 따라 스위칭 제어부(400)에서 스위칭 주파수 변조를 위한 동작을 수행할 여부를 결정하는 변조 판단부(110)를 포함한다. 변조 판단부(110)는 입력 교류전압이 정류되어 생성되는 직류 전압(Vin)이 변조 기준 전압 이하의 값을 갖으면, 충분한 리플이 발생하므로, 스위칭 제어부(400)에서 별도의 주파수 변조가 필요하지 않은 것으로 판단한다. 그러면, 스위칭 제어부(400)로 주파수 변조를 정지 시키는 주파수 변조 제어 신호(FMS)를 스위칭 제어부(400)의 입력단자(in5)로 전달한다. 이와 달리, 직류 전압(Vin)이 변조 기준 전압을 초과하는 경우, EMI를 방지하기 위한 스위칭 주파수 변조를 위 해, 주파수 변조 제어 신호(FMS)를 스위칭 제어부(400)의 입력단자(in5)로 전달한다. 본 발명의 실시예에 따른 변조기준 전압은 입력 교류 전압의 리플에 의해 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 발생된 주파수 변조에 의해 EMI 규제에 따를 때, 입력되는 입력 교류 전압 중 가장 높은 입력 교류전압에 대응하는 직류 전압(Vin)으로 설정할 수 있다.
출력부(200)는 트랜스 포머의 2차 코일(L2), 트랜스 포머의 2차 코일(L2)의 일단에 애노드가 연결되는 다이오드(D1), 다이오드(D1)의 캐소드와 접지 사이에 연결되는 커패시터(C1)를 포함한다. 여기서 커패시터(C1)의 양단에 걸리는 전압이 출력 전압(Vo)이다.
바이어스 전압 공급부(300)는 트랜스 포머의 2차 코일(L3), 트랜스 포머의 2차 코일(L3)의 일단에 애노드가 연결되는 다이오드(D2) 및 다이오드(D2)의 캐소드와 접지 사이에 연결되는 커패시터(C2)를 포함한다. 스위칭 제어부(400)는 일반적으로 IC를 통해 구현가능하며, 바이어스 전압 공급부(300)는 IC를 동작시키기 위한 바이어스 전압(Vcc)을 공급한다. 즉, 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 스위칭을 시작하는 경우에 트랜스 포머의 2차 코일(L3) 및 다이오드(D2)가 동작하여, 커패시터(C2)의 양단에 바이어스 전압(Vcc)이 충전된다. 또한, 바이어스 전압 공급부(300)는 스위칭 제어부(400)가 전류 신호(IQ)를 생성하기 위해 필요한 전압(VL)을 공급한다. 구체적으로, 다이오드(D2)의 애노드와 스위칭 제어부(400) 사이에 센싱 저항(Rs1)이 연결되어 있고, 다이오드(D2)와 스위칭 제어부(400)의 입력단자(IN3)의 전압차에 의해 전류신호(IQ)가 발생한다. 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 제어부(400)는 센 싱 저항(Rs1)의 값에 따라 문턱 기간(TP)을 조절할 수 있다. 문턱 기간(TP)은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 양단의 전압이 공진할 때, 발생하는 공진 파형에서, 최저점(valley)을 포함하는 소정의 범위로서, 구체적인 내용에 대해서는 후술한다. 본 발명의 실시예에 따른 바이어스 전압 공급부(300)는 전류 신호(IQ)를 생성하여 전달하는 것으로 설명하였으나, 전류 신호(IQ)를 생성하여 스위칭 제어부(400)로 전달하는 별도의 구성을 포함할 수있다.
스위칭 제어부(400)는 피드백 신호(Vfb), 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 통해 흐르는 전류(Ids)를 감지한 신호(Vsense) 및 전압 신호(VL)를 입력받아, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하는 게이트 제어 신호(VGS)를 출력한다. 스위칭 제어부(400)는 변조 판단부(110)로부터 입력되는 변조 제어 신호(FMS)의 제어에 따라 동작하며, 구체적으로, 변조 제어 신호(FMS)가 주파수 변조를 명령하면, 스위칭 트랜지트(Qsw)의 드레인-소스간의 전압차가 최저점(valley) 근처일 때, 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시키고, 그렇지 않은 경우 최저점(valley)에서 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시킬 수 있다. 여기서, 피드백 신호(Vfb)는 출력 전압(Vo)에 대응하는 정보를 가지는 신호로서 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴오프 시점을 결정하는데 사용된다. 이 피드백 신호(Vfb)를 생성하는 방법은 포토 커플링 된 포토 다이오드와 트랜지스터를 이용할 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있으므로 구체적 설명은 생략한다.
스위칭 제어부(400)는 입력단자(in3)와 전압 신호(VL)의 사이의 전압차를 이용해 전류 신호(IQ)를 생성하고, 이를 이용해서 문턱 기간(TP)을 설정한다. 이 때, 입력단자(in3)는 일정한 전압으로 유지된다. 그리고 스위칭 제어부(400)는 문턱 기간(TP)내에서 가변 지연 시간에 대응하는 시간에 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온 타임을 결정하여, 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시킨다. 스위칭 제어부(400)는 전류 신호(IQ)의 값이 기준 전류값 이상인 구간을 문턱 기간(TP)으로 설정하며, 이 때 기준 전류값은 스위칭 제어부 내부에서 고정된 값일 수 있으며, 가변적일 수 있다. 기준 전류값이 가변적인 경우, 외부에서 가변되어 스위칭 제어부(400)으로 공급될 수 있다. 또한, 스위칭 제어부(400)는 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴온되는 횟수를 카운트하고, 일정 횟수가 되면, 기준 전류값을 변경할 수 있다. 이 때, 일정 횟수는 불규칙적으로 발생하는 임의의 변수값을 이용하여, 변경될 수 있다. 그리고 스위칭 제어부(400)는 소정의 시간이 지나면 기준 전류값 및 기준 전압값을 변경할 수 있다. 이때, 소정의 시간도 불규칙적으로 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명의제1 실시예에 따른 바이어스 전압 생성부(300)에서 2차 코일(L3)의 전압 신호(VL)의 공진 파형을 도시한 것이다. 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴온된 후, 전류(Is)가 흐르지 않으면, 트랜스 포머의 1차 코일(L1)과 공진 커패시터(CR)간에 공진이 발생한다. 공진 주기는 1차 코일(L1)의 인덕턴스와 공진 커패시터(CR)의 커패시턴스 값에 의해 정해진다. 이와 같이 트랜스 포머의 1차 코일(L1)과 공진 커패시터(CR)간에 공진이 발생하는 경우, Vds 신호가 Vin 전압을 기준으로 코사인 커브(cosine curve)를 그리며 변동된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds)에 대응하는 전압 신호(VL)도 공진 기준 전압(Vq)을 기준으로 코사인 커브(cosine curve)를 그리며 변동된다. 전압 신 호(VL)는 2차 코일(L3)에 발생하는 전압에 따라 결정되는데, 이 전압은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds) 신호를 그대로 반영하고 있다.
스위칭 제어부(400)는 입력단자(in3)와 전압 신호(VL)의 사이의 전압차를 센싱 저항(Rs1)으로 나누어 전류 신호(IQ)를 생성하고, 이를 감지하여, 문턱 기간(TP)을 결정한다. 도 2에서, 스위칭 제어부(400)는 전압 신호(VL)의 전압이 v1일 때, 전류 신호(IQ)가 기준 전류값 이상이 되어, 구간 TR1을 문턱 기간(TP)으로 설정한다. 그리고, 기준 전류값이 변경되어, 전압 신호(VL)의 전압이 v2일 때, 전류 신호(IQ)가 기준 전류값 이상이 되면, 스위칭 제어부(400)는 구간 TR2을 문턱 기간(TP)으로 설정한다. 또한, 기준 전류값이 다시 변경되어, 전압 신호(VL)의 전압이 v3일 때, 전류 신호(IQ)가 기준 전류값 이상이 되면, 스위칭 제어부(400)는 구간 TR3을 문턱 기간(TP)으로 설정한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 제어부(400)는 전류 신호(IQ)를 이용하여 문턱 기간(TP)을 설정한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 스위칭 제어부(400)는 전류 신호(IQ)를 이용하여 문턱 기간(TP)을 설정하는 경우, 기준 전류값을 고정하고, 센싱 저항(Rs1)을 변경할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 SMPS에 대해서 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 SMPS는 전압 신호(VQ)를 이용하여 문턱 기간(TP)을 설정한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SMPS를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 SMPS는 신호 생성 부(350)를 더 포함한다. 그리고 본 발명의 제1 실시예에 비해 바이어스 전압 공급부(300)에서 전류 신호(IQ)를 생성하기 위한 구성 및 연결관계를 포함하지 않는다.
신호 생성부(350)는 2차 코일(L4), 센싱 저항(Rs2), 및 센싱 저항(Rs3)을 포함한다. 신호 생성부(350)는 스위칭 제어부(400)로 전압 신호(VQ)를 생성하여 전달한다. 전압 신호(VQ)는 센싱 저항(Rs2)과 센싱 저항(Rs3)간의 저항비(Rs3/(Rs2+Rs3))에 의해 2차 코일(L4)에 유도된 전압이 스위칭 제어부(400)의 입력단자(in3)에 전달된다. 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 제어부(400)는 센싱 저항(Rs2)과 센싱 저항(Rs3)간의 저항비(Rs3/(Rs2+Rs3))의 값에 따라 문턱 기간(TP)을 조절할 수 있다.
또한, 스위칭 제어부(400)는 전압 신호를 이용하여 전압 신호(VQ)가 기준 전압값(Vref) 이상인 구간을 문턱 기간(TP)으로 설정하며, 이 때 기준 전압값(Vref) 역시 가변적이다. 스위칭 제어부(400)는 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴온되는 횟수를 카운트하고, 일정 횟수가 되면, 기준 전압값(Vref)을 변경할 수있다. 이 때, 일정 횟수는 불규칙적으로 발생하는 임의의 변수값을 이용하여, 변경될 수 있다. 또한, 스위칭 제어부(400)는 소정의 시간이 지나면 기준 전압값을 변경할 수있다. 이때, 소정의 시간도 불규칙적으로 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전압신호(VQ)의 파형을 저항비(Rs3/(Rs2+Rs3))에 따라 나타낸 도면이다. 도 4는 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴온된 후, 전류(Is)가 흐르지 않고, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스간의 전압이 공진 파형을 나타낼 때, 전압 신호(VQ)의 파형이다. 트랜스 포머의 1차 코 일(L1)과 공진 커패시터(CR)간에 공진이 발생하며, 공진 주기는 1차 코일(L1)의 인덕턴스와 공진 커패시터(CR)의 커패시턴스 값에 의해 정해진다. 이와 같이 트랜스 포머의 1차 코일(L1)과 공진 커패시터(CR)간에 공진이 발생하는 경우, Vds 신호가 Vin 전압을 기준으로 코사인 커브(cosine curve)를 그리며 변동된다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds)에 대응하는 전압 신호(VQ)도 공진 기준 전압(Vq2)을 기준으로 사인 커브(sine curve)를 그리며 변동된다. 전압 신호(VQ)는 2차 코일(L4)에 발생하는 전압에 따라 결정되는데, 이 때, 2차 코일의 전압은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds) 신호를 반영하고 있으나, 극점의 위치상 위상이 반전된 파형을 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전압 신호(VQ)는 2차 코일(L4)에 유도된 전압을 저항비(Rs3/(Rs2+Rs3))에 따라 분배된 전압값을 갖는다. 도시된 a, b 및 c 전압 신호(VQ)는 각각 다른 저항비를 갖는다. 이 때, 스위칭 제어부(400)는 전압 신호(VQ)가 기준 전압값(Vref) 이상인 구간을 각각 문턱 기간(TP) TR4, TR5 및 TR6로 설정한다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 제어부(400)는 전압 신호(VQ)를 이용하여 문턱 기간(TP)을 설정한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 스위칭 제어부(400)는 전압 신호(VQ)를 이용하여 문턱 기간(TP)을 설정하는 경우, 저항비를 고정하고 기준 전압값(Vref)을 변경할 수 있다.
본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 SMPS는 전류 신호(IQ) 또는 전압 신호(VQ) 중 어느 하나를 이용하여, 문턱 기간(TP)을 설정하는 것으로 설명하였으나, 이 두 가지 신호를 모두 생성하고, 생성된 전류 신호(IQ) 또는 전압 신호(VQ) 중 어느 하나를 선택하여 문턱 기간(TP)을 설정할 수있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스위칭 제어부(400)에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 제어부(400)를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭 제어부(400)는 문턱 기간(TP) 센싱부(410), 기간 판단부(420), 온타임 제어부(430) 및 게이트 드라이버(440)를 포함한다. 기간 판단부(420)는 인버터(421), JK플립플롭(422), AND 게이트(423), 및 SR플립플롭(424)를 포함한다. 기간 판단부(420)는 가변 지연 시간이 문턱 기간(TP)보다 더 긴 기간인지를 판단하기 위한 것으로, 게이트 제어신호(VGS) 및 센싱 신호(ST)를 이용하여 판단한다.
문턱기간 센싱부(410)는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 전류 신호(IQ)와 전압 신호(VQ)중 어느 하나가 입력되면, 문턱 기간을 감지하고, 그 기간 동안하이 레벨의 펄스를 갖는 센싱 신호(ST)를 생성하여 인버터(421), JK플립플롭(422), SR플립플롭(424) 및 온타임제어부(430)로전달한다.
인버터(421)는 센싱 신호(ST)를 입력받아 반전 센싱신호(/ST)를 생성하여, AND 게이트(423)로 전달한다.
JK플립플롭(422)은 센싱 신호(ST) 및 게이트 제어신호(VGS)를 각각 J단자와 K 단자로 입력받아, 센싱 신호(ST) 및 게이트 제어신호(VGS)를 논리연산하여 제1 논리 연산 신호(F1)를 출력단(Q)을 통해 AND 게이트(423)로 전달한다. 본 발명의 실시예에 따른 JK플립플롭(422)은 J단자와 K 단자에 각각 하이 레벨의 신호가 들어오면, 직전에 출력되던 제1 논리 연산 신호(F1)의 위상을 반전시켜 출력한다. 그리고, J단자에만 하이 레벨의 신호가 입력되면, 출력 단자(Q)로, 하이 레벨의 신호가 출력되고, K단자에만 하이 레벨의 신호가 입력되면, 출력 단자(Q)로, 로우 레벨의 신호가 출력되며, J단자 및 K 단자 모두에 로우 레벨의 신호가 입력되면, 출력 단자(Q)의 현재 출력 상태를 유지한다.
AND 게이트(423)는 반전 센싱신호(/ST)와 제1 논리 연산 신호(F1)를 논리곱하여, 제2 논리 연산 신호(F2)를 SR플립플롭(424)의 리셋 단자(R)로 전달한다.
SR플립플롭(424)은 제2 논리 연산 신호(F2) 및 센싱 신호(ST) 각각을 리셋 단자(R)와 셋 단자(S)로 입력받아, 제2 논리 연산 신호(F2) 및 센싱 신호(ST)를 논리연산하여 제3 논리 연산 신호(F3)를 출력단(Q)을 통해 온타임제어부(430)로 전달한다.
온타임제어부(430)는 센싱 신호(ST) 및 제3 논리 연산 신호(F3)를 입력받아, 온타임제어신호(OTS)를 생성한다. 온타임제어부(430)는 센싱 신호의 라이징 타이밍을 감지하고, 라이징 타이밍으로부터 가변 지연 시간(Td)만큼 지연된 시점에 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시키기 위한, 온타임제어신호(OTS)를 생성한다. 구체적으로, 온타임제어부(430)는 제3 논리 연산 신호(F3)와 센싱 신호가 모두 하이 레벨인 구간에서는, 센싱 신호의 라이징 타이밍으로부터 가변 지연 시간(Td)만큼 지연이후, 숏 펄스를 갖는 온타임제어신호(OTS)를 생성한다. 그러나, 가변 지연 시간이 문턱 구간을 초과하면, 기간 판단부(420)으로부터 출력되는 제3 논리 연산 신 호(F3)의 폴링 타이밍에 숏 펄스를 갖는 온타임제어신호(OTS)를 생성한다. 그러면, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스간의 전압의 공진 파형에서, 최저점 근처에서 가변 지연 시간에 따라, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온타임이 결정된다. 또한, 문턱 구간을 벗어나는 경우가 발생하더라도, 문턱 구간이 끝나는 시점에 맞추어 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시키므로, 에너지 효율의 저하를 감소시킬 수 있다. 온타임제어부(430)는 문턱 구간을 벗어나는 가변 지연 시간이 감지되면, 다시 가변 지연 시간을 문턱 구간보다 작은 값으로 조정한다. 본 발명의 실시예에 따른 가변 지연 시간은 일정한 지연 시간이 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온 횟수에 따라 축적되며 증가할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 불규칙적으로 가변 지연 시간을 생성할 수있으며, 시간에 따라 가변 지연 시간을 변화시킬 수 있다. 또한, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온 횟수를 카운트하여, 동일한 가변 지연 시간으로 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온을 제어하다가, 카운트 결과 일정한 값에 이르면, 가변 지연 시간을 변경할 수 있다.
게이트 드라이버(440)는 온타임제어부(430)의 온타임제어신호(OTS)를 입력받아 게이트 제어신호(VGS)를 생성하여, 출력한다. 구체적으로, 하이 레벨의 펄스를 갖는 온타임제어신호(OTS)가 입력되면, 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시킬 수 있는 레벨의 게이트 제어신호(VGS)를 생성하여, 출력한다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온 시점을 조절하여, 스위치 주파수 변조를 수행하는 SMPS의 구동 방법에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 SMPS에서 생성되는 신호를 나타낸 도면이다. 도 6에서는, 전압 신호(VL)가 전압(Vth) 이하 일 때, 전압 신호(VL)와 입력 단자(in3)의 전압차에 의해 발생하는 전류 신호(IQ)가 기준 전류값 이상이 된다.
도 6의 (a)는 전압(VL)의 파형을 나타낸 도면이다. 전압(VL)의 파형은 공진기준 전압(Vq)를 기준으로 코사인파를 그린다. 그러면, (b)에 도시된 바와 같이, 문턱 기간(TP) 센싱부(410)는 문턱 기간(TP) T1-T2에 대응하여 하이 레벨의 펄스를 갖는 센싱 신호(ST)를 생성한다. 이 때, (e)에 도시된 바와 같이, SR 플립플롭(450)의 셋 단으로하이 레벨의 센싱 신호(ST)가 입력되므로, 제3 논리 연산 신호(F3)는 하이 레벨로 상승한다. (c)에 도시된 바와 같이, 온타임제어부(430)는 하이 레벨의 제3 논리 연산 신호(F3)와 하이 레벨의 센싱 신호(ST)에 따라 숏펄스를 갖는 온타임제어신호(OTS)를 생성한다. 그러면, (d)에 도시된 바와 같이, 게이트 드라이버(440)은 하이 레벨의 펄스를 갖는 게이트 제어신호(VGS)를 생성하여 출력한다. SR 플립플롭(450)은 센싱 신호(ST)가 로우 레벨이 되더라도, 셋단 및 리셋단에 입력되는신호가 모두 로우 레벨이므로 직전 출력 상태를 유지한다. 따라서 제3 논리 연산 신호(F3)는 하이 레벨을 유지한다.
그리고, (a)에서 처럼, 다시 전압(VL)의 공진 파형이 발생하면, (b)에 도시된 바와 같이, 문턱 기간(TP)에 대응하여 하이 레벨의 펄스를 갖는 센싱 신호(ST)를 생성한다. 그러면, 온타임제어부(430)는 센싱 신호(ST)의 라이징 타이밍으로부터 가변 지연 시간(Td)만큼 지연된 T4 시점에서, 숏펄스를 갖는 온타임제어신호(OTS)를 생성하여 게이트 드라이버(440)로 전달한다. 그러면, (d)에 도시된 바와 같이, 게이트 드라이버(440)은 하이 레벨의 펄스를 갖는 게이트 제어신호(VGS)를 생성하여 출력한다.
다시, 시점 T5에서, 센싱 신호(ST)의 라이징 타이밍이 발생하고, 가변 지연 시간(2Td)만큼 지연된 시점 T6에서, 숏펄스를 갖는 온타임제어신호(OTS)를 생성하여 게이트 드라이버(440)로 전달한다.
이와 같은 방식으로, 가변 지연 시간만큼 센싱 신호(ST)의 라이징 타이밍시점으로부터 지연된 시점에 게이트 제어신호(VGS)가 생성되고, 게이트 제어신호(VGS)에 따라 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 최저점(valley)근처에서 턴온된다.
그러나, 가변 지연 시간이 문턱 기간(TP)을 초과하는 값(3Td)을 갖게 되면, 센싱 신호(ST)의 폴링 타이밍이 발생하는 시점 T8에서, 게이트 제어신호(VGS)는 하이 레벨의 펄스가 발생하지 않고 로우 레벨이다. 그러면, 시점 T8에서, JK플립플롭(422)의 K단 및 J단 각각에 로우 레벨의 게이트 제어신호(VGS) 및 센싱신호(ST)가 입력되므로 직전 상태에 출력되던 제1 논리 연산 신호(F1)가 유지된다. 직전 상태에서는 J단으로 하이 레벨의 센싱 신호가 입력되고 있었으므로, 제1 논리 연산 신호(F1)는 하이 레벨이다. AND 게이트(423)는 입력되는 반전 센싱 신호(/ST) 및 제1 논리 연산 신호(F1)가 모두 하이 레벨이므로, 하이 레벨의 제2 논리 연산 신호(F2)를 SR플립플롭(424)의 리셋 단에 전달하고, SR플립플롭(424)은 로우 레벨의 제3 논리 연산 신호를 생성하여, 온타임제어부(430)로 전달한다. 온타임제어부(430)는 제3 논리 연산 신호의 폴링 타이밍을 감지한 시점 T8'에 숏펄스의 온타임제어신호를 생성하여, 게이트 드라이버(440)로 전송하고, 게이트 드라이버(440) 는 하이 레벨의 펄스를 갖는 게이트 제어신호를 생성한다.
본 발명의 실시예에 따른 SMPS에서, 시점 T8과 시점 T8'의 시간적 차이는 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압의 공진파형의 문턱 기간에 비해 짧은 시간으로 무시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 SMPS는 이렇게 가변 지연 시간이 문턱 기간을 초과하는 경우가 발생하면, 다음의 가변 지연시간을 변경하고, 시점 T9에서 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다. 이후, 동일한 동작을 반복한다.
이와 같이, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온타임을 제어하여, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압의 공진파형의 최저점(valley) 근처에서 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시키면, 스위칭 주파수 변조를 내부적으로 생성할 수 있어, EMI를 줄일 수 있다. 지금까지 설명한 SMPS의 구동 방법에서는 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온을 결정할 때마다, 가변 지연 시간을 일정하게 증가시키는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온이 일정한 횟수 만큼 반복되는 동안 가변 지연 시간을 고정하고, 그 이후에 가변 지연시간을 증가 또는 감소 시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 일정한 시간이 경과하면, 가변 지연 시간을 증가 또는 감소 시킬 수 있다. 그리고, 일정한 횟수 또는일정한 시간은 불규칙적으로 변경될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전압 신호(VQ)를 이용하여 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시키는 SMPS의 구동방법 역시 이와 유사하며, 다만 전압(VL)의 파형이 상이하다. 그러나, 문턱 기간(TP)은 전류 신호(IQ)를 이용하는 경우와 동일하 다. 위에서 언급한 바와 같이, 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3), 기준 전류 및 기준 전압은 문턱 기간(TP)을 조절하기 위해 가변적이다. 따라서, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압의 공진파형의 최저점(valley) 근처에서 문턱 기간(TP)을 조절하는 것은 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3), 기준 전류 및 기준 전압을 사용하여 가능하다. 전류 신호(IQ) 또는 전압 신호(VQ) 중 어느 하나를 선택하든지, 조건에 맞는 문턱 기간(TP)을 설정할 수 있다.
일반적으로, 문턱범위를 넓게 설정하면, 스위칭 주파수 변조 범위가 넓어져, EMI를 규제하는데 유리하다. 반면, 스위칭 주파수 변조 범위가 넓어지면, 스위칭 손실이 증가하여, SMPS의 효율이 감소할 수있다. 반면에, SMPS의 효율을 고려하여, 스위칭 주파수 변조 범위를 좁히면, EMI를 규제할 수 없다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 SMPS 및 그 구동방법은 센싱 저항(Rs1, Rs2, Rs3), 기준 전류 및 기준 전압을 이용하여, 문턱 기간(TP)을 조절하고, 그에 따라 EMI 규제와 효율 모두를 고려할 수있다.
지금까지 설명한 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예는 스위칭 트랜지스터(Qsw)와 스위칭 제어부를 하나의 팩으로 형성한 SMPS 및 스위칭 트랜지스터(Qsw)와 스위칭 제어부가 구분되어 각각 다른 팩으로 형성된 SMPS에서 모두 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의특징에 따르면, 전압 또는 전류 신호를 센싱하여, 스위칭 주파수 변조 범위를 외부 장치없이 내부적으로 조절할 수 있는 스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동 방법을 제공한다.
이에 따라, 스위칭 주파수 변조 범위를 입력 전압에 관계없이 일정하게 유지하여, EMI를 줄일 수 있는 스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, EMI 규제 및 효율을 고려할 수 있는 스위칭모드 파워 서플라이 및 그 구동방법을 제공한다.

Claims (39)

  1. 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 상기 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및
    상기 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 제1 신호에 대응하는 전류 신호를 생성하여, 상기 전류 신호가 기준 전류값보다 큰 구간을 문턱 기간으로 설정하고, 상기 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간에 대응하는 시점에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 입력 직류 전압이 변조 기준 전압이하이면, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최저 전압일 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변조 기준 전압은,
    상기 입력 직류 전압의 리플에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 상기 주파수 변조에 의해 의해 EMI가 규제를 따를 때, 가장 큰 입력 직류 전압인 스위칭 모드 파워서플라이.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가변 지연 시간은 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 지연 시간 또는 제2 지연 시간을 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 상기 가변 지연 시간을 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    소정의 시간이 경과하면, 상기 가변 지연 시간을 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 가변 지연 시간이 상기 문턱 기간 보다 길면, 상기 문턱 기간이 끝나는 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 문턱 기간의 시점으로부터 상기 제1 지연 시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 적어도 한 번 수행한 후,
    상기 문턱 기간의 시점으로부터 상기 제2 지연 시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 수행하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 제1 신호의 전압과 센싱 기준 전압값의 차이에 의해 발생하는 전류 신호의 전류값과 상기 기준 전류값을 비교하여, 상기 문턱 기간을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 문턱 기간에 대응하여 제1 레벨의 펄스를 갖는 센싱 신호를 생성하는 문턱 기간 센싱부,
    상기 가변 지연 시간이 상기 문턱 기간보다 더 긴 기간인지 판단하는 기간 판단부,
    상기 문턱 기간 시점으로부터 상기 가변 지연 시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키기 위한 온타임 제어신호를 생성하는 온타임제어부, 및
    상기 온타임제어신호에 따라 상기스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 게이트 제어신호를 생성하는 게이트 드라이버
    를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기간 판단부는,
    상기 게이트 제어신호 및 상기 센싱 신호 각각을 제1 단 및 제2단으로입력받고, 상기 제2 단에 입력되는 신호가 제1 레벨이면, 제2 레벨의 신호를 출력하고, 상기 게이트 제어신호 및 상기 센싱 신호가 모두 제3 레벨이면 직전 상태에 출력되는 제1 논리 연산 신호를 유지하는 제1 논리 연산부,
    상기 센싱 신호의 반전 신호 및 상기 제1 논리 연산 신호를 입력받아, 논리 곱에 따라 제2 논리 연산 신호를 생성하는 제2 논리 연산부, 및
    상기 센싱 신호 및 상기 제2 논리 연산 신호각각을 제3 단 및 제4 단으로 입력받고, 상기 제2 논리 연산 신호가 제4 레벨이면, 제5 레벨의 제3 논리 연산 신호를 생성하는 제3 논리 연산부
    를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 레벨, 제2 레벨 및 제4 레벨은 하이 레벨이고, 상기 3레벨 및 제5레벨은 로우 레벨인 스위칭 모드 파워 서플라이.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 하나의 팩으로 형성된 스위칭 모드 파워 서플라이.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 각각 구별된 팩으로 형성된스위칭 모드 파워 서플라이.
  15. 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 상기 입력 직류 전 압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및
    상기 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 제1 신호의 전압이 기준 전압값보다 큰 구간을문턱 기간으로 설정하고,상기 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간에 대응하는 시점에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 입력 직류 전압이 변조 기준 전압이하이면, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최저 전압일 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 변조 기준 전압은,
    상기 입력 직류 전압의 리플에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 상기 주파수 변조에 의해 의해 EMI가 규제를 따를 때, 가장 큰 입력 직류전압인 스위칭 모드 파워 서플라이.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 가변 지연 시간은 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 지연 시간 또는제2 지연 시간을 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 상기 가변 지연 시간을 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    소정의 시간이 경과하면, 상기 가변 지연 시간을 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 가변 지연 시간이 상기 문턱 기간 보다 길면, 상기 문턱 기간이 끝나는 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 문턱 기간의 시점으로부터 상기 제1 지연 시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 적어도 한 번 수행한 후,
    상기 문턱 기간의 시점으로부터 상기 제2 지연 시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 수행하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는,
    상기 문턱 기간에 대응하여 제1 레벨의 펄스를 갖는 센싱 신호를 생성하는 문턱 기간 센싱부,
    상기 가변 지연 시간이 상기 문턱 기간보다 더 긴 기간인지 판단하는 기간 판단부,
    상기 문턱 기간 시점으로부터 상기 가변 지연 시간만큼 지연된 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키기 위한 온타임 제어신호를 생성하는 온타임제어부, 및
    상기 온타임제어신호에 따라 상기스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 게이트 제어신호를 생성하는 게이트 드라이버
    를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 기간 판단부는,
    상기 게이트 제어신호 및 상기 센싱 신호 각각을 제1 단 및 제2단으로입력받고, 상기 제2 단에 입력되는 신호가 제1 레벨이면, 제2 레벨의 신호를 출력하고, 상기 게이트 제어신호 및 상기 센싱 신호가 모두 제3 레벨이면 직전 상태에 출력되는 제1 논리 연산 신호를 유지하는 제1 논리 연산부,
    상기 센싱 신호의 반전 신호 및 상기 제1 논리 연산 신호를 입력받아, 논리 곱에 따라 제2 논리 연산 신호를 생성하는 제2 논리 연산부, 및
    상기 센싱 신호 및 상기 제2 논리 연산 신호각각을 제3 단 및 제4 단으로 입력받고, 상기 제2 논리 연산 신호가 제4 레벨이면, 제5 레벨의 제3 논리 연산 신호를 생성하는 제3 논리 연산부
    를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 레벨, 제2 레벨 및 제4 레벨은 하이 레벨이고, 상기 3레벨 및 제5레벨은 로우 레벨인 스위칭 모드 파워 서플라이.
  26. 제15항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 하나의 팩으로 형성된 스위칭 모드 파워 서플라이.
  27. 제15항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 각각 구별된 팩으로 형성된스위칭 모드 파워 서플라이.
  28. 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 스위칭 트랜지스터의 온/오프에 따라 상기 입력 직류 전압을 변환하여 출력 직류 전압을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법에 있어서,
    a)상기 스위칭 트랜지스터가 턴오프 후, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 생성하는 단계,
    b) 상기 제1 신호에 대응하는 전류 신호를 이용하여, 문턱 기간을 감지하고, 상기 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간만큼 지연된 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계, 및
    c) 상기 가변 지연 기간을 변경하는 단계
    를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 가변 지연 시간이 상기 문턱기간 보다 길면, 상기 문턱 기간이 끝나는 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 상기 가변 지연 시간을 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이 구동방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    소정의 시간이 경과하면, 상기 가변 지연 시간을 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  32. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    e) 상기 입력 직류 전압이 변조 기준전압이하이면, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가최저 전압일 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계를 더 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 변조 기준 전압은,
    상기 입력 직류 전압의 리플에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 상기 주파수 변조에 의해 의해 EMI가 규제를 따를 때, 가장 큰 입력 직류전압인 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  34. 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 스위칭 트랜지스터의 온/오프에 따라 상기 입력 직류 전압을 변환하여 출력 직류 전압을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법에 있어서,
    a)상기 스위칭 트랜지스터가 턴오프 후, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 생성하는 단계,
    b) 상기 제1 신호의 전압이 기준 전압값보다 큰 구간을 문턱 기간으로 설정하고,상기 문턱 기간의 시점으로부터 가변 지연 기간에 대응하는 시점에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계, 및
    c) 상기 가변 지연 기간을 변경하는 단계
    를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 가변 지연 시간이 상기 문턱기간 보다 길면, 상기 문턱 기간이 끝나는 시점에 대응하는 시점에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 상기 가변 지연 시간을 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이 구동방법.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    소정의 시간이 경과하면, 상기 가변 지연 시간을 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  38. 제34항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    e) 상기 입력 직류 전압이 변조 기준전압이하이면, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가최저 전압일 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계를 더 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 변조 기준 전압은,
    상기 입력 직류 전압의 리플에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 상기 주파수 변조에 의해 의해 EMI가 규제를 따를 때, 가장 큰 입력 직류전압인 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.
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