KR20110106669A - 고전압 전원 장치 - Google Patents

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KR20110106669A KR1020100025854A KR20100025854A KR20110106669A KR 20110106669 A KR20110106669 A KR 20110106669A KR 1020100025854 A KR1020100025854 A KR 1020100025854A KR 20100025854 A KR20100025854 A KR 20100025854A KR 20110106669 A KR20110106669 A KR 20110106669A
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판카즈 아가와
양준현
최성진
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삼성전자주식회사
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
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Abstract

고전압 전원 장치가 개시된다. 본 고전압 전원 장치는, 인에이블 신호가 인가되면, 시간 경과에 따라 지수적으로 감소하는 자연 전압을 출력하고, 자연 전압을 기설정된 크기의 강제 전압으로 변환하는 소프트 스타트 회로부, 출력되는 전압을 기준 전압과 비교하여 제어 신호를 출력하는 제어부, 및 제어 신호에 따라, 기설정된 시간 동안 최종 전압의 출력을 지연한 후, 시간 경과에 따라 크기가 점차 증가하는 최종 전압을 출력하는 컨버팅부를 포함한다. 이에 따라, 비교적 간단한 구성으로, 비용을 절약하면서, 고전압에서 소프트 스타트를 수행할 수 있다.

Description

고전압 전원 장치{high voltage power}
본 발명은 고전압 전원 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압 전원 인가시 소프트 스타트를 수행하는 고전압 전원 장치에 관한 것입니다.
최근 전자 기술의 발전의 힘입어, 다양한 형태의 전원 장치가 등장하고 있다.
전원 장치는 외부 회로(또는 부하)에 전원을 제공하기 위한 장치로서, 외부 회로에 전원을 제공할 때 전원이 짧은 시간에 급격히 변하게 되면 외부 회로를 손상시킬 수 있다.
특히, 전원 장치에서 제공되는 전원의 전압이 수 킬로 볼트 ~ 수십 킬로 볼트와 같은 고전압일 경우에는 더욱 문제가 될 수 있다. 일 예로서, LCD TV 장치에 있어서 CNT(Carbon Nano Tube) 백라이트를 구동하기 위해서는 수십 킬로 볼트의 높은 전압이 필요하다. 따라서, CNT 백라이트를 손상시키지 않기 위하여, 전원 장치에서 소프트 스타트 회로가 필요하다.
종래에는 커패시터를 충전하는 방식을 이용하여 소프트 스타트 회로를 구현하였으나, 이러한 방식은 고전압 전원 장치에서는 적합하지 않은 구조를 가진다. 따라서, 고전압 전원 장치에서 이용될 수 있는 소프트 스타트 회로가 요청된다.
본 발명은 상술한 요청에 따라 안출된 것으로서, 고전압에서 소프트 스타트를 수행할 수 있는 고전압 전원 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 전원 장치는, 인에이블 신호가 인가되면, 시간 경과에 따라 지수적으로 감소하는 자연 전압을 출력하고, 상기 자연 전압을 기설정된 크기의 강제 전압으로 변환하는 소프트 스타트 회로부, 상기 출력되는 전압을 기준 전압과 비교하여 제어 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 제어 신호에 따라, 기설정된 시간 동안 최종 전압의 출력을 지연한 후, 시간 경과에 따라 크기가 점차 증가하는 최종 전압을 출력하는 컨버팅부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 소프트 스타트 회로부에서 출력되는 전압이 상기 기준 전압 이상이면 크기가 0인 제어 신호를 출력하고, 상기 출력되는 전압이 상기 기준 전압보다 작아짐에 따라, 듀티비(duty ratio)가 점차 증가하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 소프트 스타트 회로부는, 상기 인에이블 신호에 따라 구동 전압을 인가하는 구동부, 상기 구동 전압이 인가되면, 에너지 저장 소자를 충전 또는 방전시키는 충방전부, 및 상기 충전 또는 상기 방전에 따라, 분배된 전압을 출력하는 전압 분배부를 포함할 수 있다.
상기 구동부는, 트랜지스터를 포함하며, 상기 트랜지스터의 제1 단자와 직렬로 연결된 구동 저항을 통해 상기 인에이블 신호가 인가되며, 상기 트랜지스터의 제2 단자에서 상기 구동 전압이 인가되며, 상기 트랜지스터의 제3 단자와 상기 충방전부의 일 노드가 연결되며, 상기 인에이블 신호의 인가에 따라 상기 구동 전압이 상기 제3 단자에 인가될 수 있다.
상기 충방전부는, 상기 트랜지스터의 상기 제3 단자와 커패시터의 일 단이 연결되고, 상기 커패시터의 타 단은 제1 노드와 연결되며, 상기 제1 노드는, 일 단이 그라운드와 연결된 충전 저항의 타 단과 연결되며, 상기 커패시터의 일 단은, 일 단이 그라운드와 연결된 방전 저항의 타 단과 연결될 수 있다.
상기 전압 분배부는, 제2 노드를 포함하며, 상기 제2 노드와 제1 저항의 일 단이 연결되며, 상기 제1 저항의 타 단은 상기 컨버팅부의 출력 단자와 연결되며, 상기 제2 노드와 제2 저항의 타 단이 연결되며, 상기 제2 저항의 일 단은 상기 그라운드에 연결되며, 상기 제2 노드와 다이오드의 캐소드가 연결되며, 상기 다이오드의 애노드와 제3 저항의 타 단이 연결되며, 상기 제3 저항의 일 단과 상기 커패시터의 타 단 및 상기 충전 저항의 타 단과 연결되며, 상기 제2 노드와 상기 제어부의 일 단자와 연결될 수 있다.
상기 다이오드는, 상기 제2 노드에서 상기 제1 노드 방향으로 흐르는 전류를 차단할 수 있다.
상기 최종 전압의 슬루 레이트(slew rate)는, 상기 커패시터의 커패시턴스 및 상기 충전 저항의 곱에 반비례할 수 있다.
상기 컨버팅부의 출력 단자의 전압은, 아래 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치:
Figure pat00001
여기서, Vout은 컨버팅부의 출력 단자의 전압, Vref는 기준 전압, Rd는 충전 저항, Cd는 커패시턴스, Ve는 구동 전압, Rg는 제1 저항, Rs는 제2 저항, Rx는 제3 저항이다.
상기 기설정된 시간 TA는 아래의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치:
Figure pat00002
상기 최종 전압이 처음으로 출력된 후 상기 최종 전압이 포화(saturation)될 때까지의 시간 TB는 아래의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치:
Figure pat00003
여기서, Vdiode는 다이오드의 전압이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 전원 장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 소프트 스타트 회로부를 보다 구체적으로 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 제어부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 4a 내지 도 4c는 제어부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 고전압 전원 장치의 각 노드에서의 전압을 나타내는 도면.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 전원 장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 고전압 전원 장치(100)는 소프트 스타트 회로부(110), 제어부(120), 및 컨버팅부(130)를 포함한다.
소프트 스타트 회로부(110)는 인에이블 신호가 인가되면, 시간 경과에 따라 지수적으로 감소하는 자연 전압을 출력하고, 자연 전압을 기설정된 크기의 강제 전압으로 변환한다.
인에이블 신호는 소프트 스타트 회로부(110)를 구동하기 위한 신호로서, 일 예로서, 5[V]의 직류 전압일 수 있다. 또한, 인에이블 신호는 후술할 제어부(120)를 구동하기 위한 신호일 수 있다.
자연 전압은 시간 경과에 따라 지수적으로 감소하는 전압이며, 강제 전압은 시간 경과에 관계없이 일정한 전압값을 갖는 전압일 수 있다.
제어부(120)는 소프트 스타트 회로부(110)에서 출력되는 전압을 기준 전압과 비교하여 제어 신호를 출력한다.
구체적으로, 제어부(120)는 소프트 스타트 회로부(110)에서 출력되는 전압이 기준 전압(Vref) 이상이면 크기가 0인 제어 신호를 출력한다. 또한, 제어부(120)는 소프트 스타트 회로부(110)에서 출력되는 전압이 기준 전압(Vref)보다 작으면, 특정 크기를 갖는 제어 신호를 출력한다. 즉, 제어부(120)는 소프트 스타트 회로부(110)에서 출력되는 전압이 기준 전압보다 작아짐에 따라, 듀티비(duty ratio)가 점차 증가하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
컨버팅부(130)는 제어부(120)에서 출력되는 제어 신호에 따라, 기설정된 시간 동안 최종 전압의 출력을 지연한 후, 시간 경과에 따라 크기가 점차 증가하는 최종 전압을 출력한다. 컨버팅부(130)는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
여기서, 기설정된 시간 및 최종 전압이 처음으로 출력된 후 최종 전압이 포화(saturation)될 때까지의 시간은, 소프트 스타트 회로부(110)에 포함된 소자의 값과 기준 전압(Vref)에 따라 조정될 수 있다.
이에 따라, 본 고전압 전원 장치(100)는 비교적 간단한 구성으로, 비용을 절약하면서, 고전압에서 소프트 스타트를 수행할 수 있다.
본 고전압 전원 장치(100)는 TV 장치, 화상형성장치 등 다양한 분야에 적용될 수 있다. 바람직하게는, 본 고전압 전원 장치(100)는 LCD TV 장치에 있어서 CNT(Carbon Nano Tube) 백라이트를 구동하기 위하여 사용될 수 있다.
한편, 도 1에서는 제1 저항(Rg) 및 제2 저항(Rs)을 포함한 구성을 소프트 스타트 회로부(110)로 도시하였으나, 제1 저항(Rg) 및 제2 저항(Rs)을 제외한 구성을 소프트 스타트 회로부(110)로 정의할 수도 있다.
도 2는 도 1의 소프트 스타트 회로부를 보다 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 소프트 스타트 회로부(200)는 구동부(210), 충방전부(220), 및 전압분배부(230)를 포함한다.
구동부(210)는 인에이블 신호에 따라 구동 전압을 인가할 수 있다. 구체적으로, 구동부(210)는 트랜지스터(T), 구동 전원(Ve), 및 구동 저항(Rb)을 포함할 수 있다.
일 예로서, 트랜지스터(T)는 NPN형 트랜지스터일 수 있다. 이하에서는, 트랜지스터(T)는 NPN형 트랜지스터인 경우를 기초로 설명한다. 다만, 트랜지스터(T)는 PNP형 트랜지스터이거나, MOS형 트랜지스터일 수 있다.
구동 전원은 일 예로서, 직류 전압원일 수 있다.
구동 저항(Rb)은 트랜지스터(T)의 베이스 저항일 수 있으며, 외부 신호(인에이블 신호) 인가에 따라 트랜지스터(T)를 보호하기 위한 기능을 수행한다.
트랜지스터(T)의 베이스(즉, 제1 단자)는 구동 저항의 일 단과 연결되며, 트랜지스터(T)의 콜렉터(즉, 제2 단자)는 구동 전원과 연결되며, 트랜지스터(T)의 에미터(즉, 제3 단자)는 후술할 충방전부(220)의 일 노드(즉, 커패시터와 방전 저항(Ra) 사이의 노드)와 연결될 수 있다.
충방전부(220)는 구동 전압이 인가되면, 에너지 저장 소자를 충전 또는 방전시킬 수 있다. 여기서, 에너지 저장 소자는 적어도 하나의 커패시터로 구현될 수 있다. 구체적으로, 충방전부(220)는 충전 저항(Rd), 커패시터, 및 방전 저항(Ra)을 포함할 수 있다.
충방전부(220)는 충전 저항(Rd), 커패시터, 및 방전 저항(Ra)이 하나의 폐 루프(closed loop)를 구성하며, 충전 저항(Rd)의 전압을 측정할 경우 일종의 고역통과필터(HPF)로 동작할 수 있다. 여기서, 충전 저항(Rd) 및 커패시터 사이의 노드는 제1 노드일 수 있다.
커패시터의 일 단은 트랜지스터(T)의 에미터와 연결되고, 커패시터의 타 단은 제1 노드(즉, 충전 저항(Rd)의 타 단)와 연결된다.
충전 저항(Rd)의 일 단은 그라운드와 연결되고, 충전 저항(Rd)의 타 단은 제1 노드(즉, 커패시터의 타 단)와 연결된다.
방전 저항(Ra)의 일 단은 그라운드와 연결되고, 방전 저항(Ra)의 타 단은 커패시터의 일 단과 연결된다.
전압 분배부(230)는 충전 또는 방전에 따라, 분배된 전압을 출력할 수 있다. 구체적으로, 전압 분배부(230)는, 제1 저항(Rg), 제2 저항(Rs), 제3 저항(Rx), 및 다이오드를 포함한다.
제1 저항(Rg)의 일 단은 제2 노드와 연결되며, 제1 저항(Rg)의 타 단은 컨버팅부(130)의 출력 단자와 연결된다.
제2 저항(Rs)의 일 단은 그라운드에 연결되며, 제2 저항(Rs)의 타 단은 제2 노드와 연결된다.
다이오드의 캐소드는 제2 노드와 연결되며, 다이오드의 애노드와 제3 저항(Rx)의 타 단이 연결된다. 여기서, 다이오드는 다양한 유형의 다이오드로 구현될 수 있으며, 제2 노드에서 제1 노드 방향으로 전류가 흐르지 못하도록 한다.
제3 저항(Rx)의 일 단의 제1 노드와 연결되며, 제3 저항(Rx)의 타 단은 다이오드의 애노드와 연결된다.
또한, 제2 노드는, 제어부(120)의 일 단자(즉, 입력 단자)와 연결된다.
도 3은 도 1의 제어부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 제어부(300)는 제1 비교부(310) 및 제2 비교부(320)를 포함한다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해 불필요한 소자 등은 생략하였다.
제1 비교부(310)는 제1 증폭기(313) 및 커패시터(315)를 포함한다.
소프트 스타트 회로부(110, 200)에서 출력되는 전압은 제1 증폭기(313)의 입력 단자 중 음극 단자에 인가될 수 있다. 기준 전압(Vref)은 제1 증폭기(313)의 입력 단자 중 양극 단자에 인가될 수 있다. 제1 증폭기(313)는 입력 단자 양쪽의 전압을 비교하여 에러 신호(S1)를 출력한다.
제2 비교부(320)는 제1 비교부(310)에서 출력된 에러 신호를 제2 비교부(320)의 입력 단자 중 음극 단자의 램프(ramp) 신호와 비교하여, 제어 신호(S2)를 출력한다.
도 4a 내지 도 4c는 제어부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 고전압 전원 장치의 각 노드에서의 전압을 나타내는 도면이다. 도 2 내지 도 5c를 참조하여 본 고전압 전원 장치의 동작 원리에 대하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 2에서 도시된 것과 같은 인에이블 신호가 구동 저항(Rb)을 통해 트랜지스터(T)의 베이스로 인가될 수 있다. 이에 따라, 트랜지스터(T)의 콜렉터의 구동 전압(Ve)이 충방전부(220)의 커패시터와 방전 저항(Ra) 사이의 노드에 인가될 수 있다.
이와 같이, 구동부(210)의 구동 전압이 충방전부(220)의 커패시터와 방전 저항(Ra) 사이의 노드에 인가되면, 제1 노드에 구동 전압이 인가될 수 있다.
제1 노드에는 처음에는 구동 전압(Ve)이 인가되지만, 이 전압은 도 5c에서 도시된 것과 같이, 지수적으로 감소하는 전압값을 가지며, 구체적으로는 아래의 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00004
또한, 제2 노드의 전압(Vs)은 제1 노드의 전압으로부터 유추될 수 있는데, 설명의 편의상, 제2 저항(Rs) 및 제3 저항(Rx)은 동일한 것으로 가정하면, 도 5b에서 도시된 것과 같이, 제2 노드의 전압(Vs)은 제1 노드의 전압(Vx)의 1/2일 수 있다.
제1 노드의 전압(Vx)이 시간 경과에 따라 지수적으로 감소하기 때문에, 제2 노드의 전압(Vs)도 마찬가지로 시간 경과에 따라 지수적으로 감소할 수 있다.
한편, 출력 전압(Vout)은 제2 노드에서 KCL을 적용하면, 아래와 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00005
여기서, 제1 저항(Rg)은 제2 저항(Rs)보다 매우 큰 값이다(Rg>>Rs). 또한, 설명의 편의상 제2 저항(Rs)과 제3 저항(Rx)이 동일하고, 다이오드의 전압을 무시한다. 아울러, 수학식 1에서 산출된 제1 노드의 전압(Vx)을 수학식 2에 대입하면, 아래와 같은 수학식 3이 산출될 수 있다.
Figure pat00006
[제2 노드에 자연 전압이 인가되는 구간에 대한 설명]
만약, 인에이블 신호가 소프트 스타트 회로부(110)에 최초로 입력되는 경우(즉, t=0인 경우), 구동 전압이 5[V]라면, 제1 노드의 전압(Vx)는 5[V]이며, 제2 노드의 전압(Vs)가 2.5[V]일 수 있다. 기준 전압이 1.25[V]라면, 제어부(300)의 제1 증폭기(313)의 출력 신호(S1)는 크기가 0인 신호가 출력된다. 시간 경과에 따라, 제2 노드의 전압(Vs)이 점차 감소하는 경우, 제2 노드의 전압(Vs)가 1.25[V]가 될 때까지 제어부(300)의 제1 증폭기(313)의 출력 신호(S1)는 크기가 0인 신호가 출력된다. 이 경우의 전압은 자연 전압일 수 있다.
그 결과, 도 4a에서 도시된 것처럼, 제어부(300)에서 출력되는 제어 신호도 크기가 0인 신호이며, 컨버팅부(130)에서 출력되는 최종 전압 또한 크기가 0인 신호이다.
이에 따라, 도 5a에서 도시된 것처럼, 지연 시간(TA)은 최종 전압의 크기가 0인 경우의 수학식 3을 이용하여, 아래의 수학식 4와 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00007
[제2 노드에 강제 전압이 인가되는 구간에 대한 설명]
한편, 시간 경과에 따라 제1 노드의 전압(Vx)이 감소하여, 제2 노드의 전압(Vs)이 1.25[V] 보다 작은 값을 가져야 하는 경우가 발생할 수 있다. 하지만, 제2 노드의 전압(Vs)은 제1 증폭기(313)에 의해 기준 전압(Vref)인 1.25[V] 아래로 내려갈 수 없다. 따라서, 도 4b에 도시된 것과 같이 지연 시간(TA) 이후에는 기준 전압(Vref)인 1.25[V]로 전압이 고정된다. 이 경우의 전압은 강제 전압일 수 있다.
이 경우에는, 일 예로서, 제1 노드의 전압(Vx)이 2[V]인 경우, 제2 노드의 이론상 전압은 1[V]일 수 있으므로, 도 3에 도시된 화살표 방향으로 전류가 흘러, 최종적으로 제2 저항을 통해 그라운드로 전류가 흐르게 된다. 이에 따라, 제1 증폭기(313)의 출력 단자의 전압 값이 커지게 된다. 결국, 도 4b에 도시된 것과 같이 제2 비교부(320)를 통해 출력되는 신호가 소정의 듀티 비를 갖는 형태의 제어 신호가 출력된다.
시간 경과에 따라, 제1 노드의 전압(Vx)이 2[V] 보다 더 작은 값을 갖는 1[V]이라면, 제2 노드의 이론상 전압은 0.5[V]일 수 있으므로, 도 4c에 도시된 것과 같이, 제1 증폭기(313)의 출력 단자의 전압 값이 더욱더 커지게 된다. 이에 따라, 도 4b에서 출력되는 제어 신호의 듀티 비 보다 도 4c에서 출력되는 제어 신호의 듀티 비가 커진다.
한편, 최종 전압이 처음으로 출력된 후 최종 전압이 포화(saturation)될 때까지의 시간(TB)는 제2 노드에서 KCL을 수행한 아래 수학식 5를 수학식 3에 대입하고, 제1 저항(Rg)이 제2 저항(Rs)보다 매우 크다는 조건(Rg>>Rs)을 이용하여 아래의 수학식 6과 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
한편, 수학식 6에서 Vdiode는 무시할 수 있으며, 그 결과 최종 전압이 처음으로 출력된 후 최종 전압이 포화(saturation)될 때까지의 시간(TB)은 충방전부(220)의 충전 저항(Rd)의 값 및 커패시터의 커패시턴스에 의해 조절될 수 있다.
[최종 전압의 출력에 대한 설명]
따라서, 본 고전압 전원 장치(100)는 도 5a의 시간 TA에서는 최종 전압이 출력되지 않지만, 시간 TB에서는 시간이 경과함에 따라 최종 전압이 점차적으로 증가할 수 있는 소프트 스타트를 수행할 수 있다.
본 고전압 전원 장치(100)에 따르면, 슬루 레이트는, 커패시터의 커패시턴스 및 충전 저항(Rd)의 곱에 반비례하므로, 소프트 스타트 회로부(200)에 포함된 커패시터 및 충전 저항(Rd)의 값을 변경함으로써, 손쉽게 슬루 레이트(slew rate)를 제어할 수 있다.
또한, 본 고전압 전원 장치(100)에 따르면, 소프트 스타트 회로부(200)에 포함된 소자들의 값을 변경하고, 기준 전압(Vref) 및 구동 전압(Ve)을 변경함으로써, 손쉽게 시간 TA를 제어할 수 있다. 아울러, 본 고전압 전원 장치(100)에 따르면, 비교적 간단한 구성으로, 비용을 절약하면서, 고전압에서 소프트 스타트를 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 고전압 전원 장치 110, 200 : 소프트 스타트 회로부
120, 300 : 제어부 130 : 컨버팅부
210 : 구동부 220 : 충방전부
230 : 전압 분배부 310 : 제1 비교부
320 : 제2 비교부

Claims (11)

  1. 인에이블 신호가 인가되면, 시간 경과에 따라 지수적으로 감소하는 자연 전압을 출력하고, 상기 자연 전압을 기설정된 크기의 강제 전압으로 변환하는 소프트 스타트 회로부;
    상기 출력되는 전압을 기준 전압과 비교하여 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어 신호에 따라, 기설정된 시간 동안 최종 전압의 출력을 지연한 후, 시간 경과에 따라 크기가 점차 증가하는 최종 전압을 출력하는 컨버팅부;를 포함하는 고전압 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 소프트 스타트 회로부에서 출력되는 전압이 상기 기준 전압 이상이면 크기가 0인 제어 신호를 출력하고, 상기 출력되는 전압이 상기 기준 전압보다 작아짐에 따라, 듀티비(duty ratio)가 점차 증가하는 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소프트 스타트 회로부는,
    상기 인에이블 신호에 따라 구동 전압을 인가하는 구동부;
    상기 구동 전압이 인가되면, 에너지 저장 소자를 충전 또는 방전시키는 충방전부; 및
    상기 충전 또는 상기 방전에 따라, 분배된 전압을 출력하는 전압 분배부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는, 트랜지스터를 포함하며,
    상기 트랜지스터의 제1 단자와 직렬로 연결된 구동 저항을 통해 상기 인에이블 신호가 인가되며,
    상기 트랜지스터의 제2 단자에서 상기 구동 전압이 인가되며,
    상기 트랜지스터의 제3 단자와 상기 충방전부의 일 노드가 연결되며,
    상기 인에이블 신호의 인가에 따라 상기 구동 전압이 상기 제3 단자에 인가되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충방전부는,
    상기 트랜지스터의 상기 제3 단자와 커패시터의 일 단이 연결되고, 상기 커패시터의 타 단은 제1 노드와 연결되며,
    상기 제1 노드는, 일 단이 그라운드와 연결된 충전 저항의 타 단과 연결되며,
    상기 커패시터의 일 단은, 일 단이 그라운드와 연결된 방전 저항의 타 단과 연결되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전압 분배부는, 제2 노드를 포함하며,
    상기 제2 노드와 제1 저항의 일 단이 연결되며, 상기 제1 저항의 타 단은 상기 컨버팅부의 출력 단자와 연결되며,
    상기 제2 노드와 제2 저항의 타 단이 연결되며, 상기 제2 저항의 일 단은 상기 그라운드에 연결되며,
    상기 제2 노드와 다이오드의 캐소드가 연결되며, 상기 다이오드의 애노드와 제3 저항의 타 단이 연결되며, 상기 제3 저항의 일 단과 상기 커패시터의 타 단 및 상기 충전 저항의 타 단과 연결되며,
    상기 제2 노드와 상기 제어부의 일 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다이오드는,
    상기 제2 노드에서 상기 제1 노드 방향으로 흐르는 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 최종 전압의 슬루 레이트(slew rate)는,
    상기 커패시터의 커패시턴스 및 상기 충전 저항의 곱에 반비례하는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 컨버팅부의 출력 단자의 전압은, 아래 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치:
    Figure pat00010

    여기서, Vout은 컨버팅부의 출력 단자의 전압, Vref는 기준 전압, Rd는 충전 저항, Cd는 커패시턴스, Ve는 구동 전압, Rg는 제1 저항, Rs는 제2 저항, Rx는 제3 저항이다.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 기설정된 시간 TA는 아래의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치:
    Figure pat00011
  11. 제6항에 있어서,
    상기 최종 전압이 처음으로 출력된 후 상기 최종 전압이 포화(saturation)될 때까지의 시간 TB는 아래의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고전압 전원 장치:
    Figure pat00012

    여기서, Vdiode는 다이오드의 전압이다.
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