KR20120066674A

KR20120066674A - 절연형 스위칭 전원

Info

Publication number: KR20120066674A
Application number: KR1020127012388A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 하야시; 히로시 나리사와
Original assignee: 신덴겐코교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2012-06-22
Also published as: CN102668351B; JPWO2012008157A1; EP2482436B1; KR101339350B1; JP5323992B2; EP2482436A1; WO2012008157A1; US8625317B2; CN102668351A; US20120281440A1; EP2482436A4

Abstract

절연형 스위칭 전원은, 스위치 소자의 스위칭 제어에 필요한 제어 전력을 공급하는 캐패시터와, 정전류를 공급하는 정전류 공급부(14)를 포함하고 스위치 소자를 스위칭 제어하는 제1 제어부(10)와, 제1 제어부(10)와 캐패시터를 단락 또는 개방하는 스위치부(11)와, 스탠바이 모드에서의 출력 전압에 대응하여 양단 전압이 변화되고, 정전류 공급부(14)에서 정전류 공급되는 캐패시터(C4)를 가진 용량 소자부와, 캐패시터(C4)의 양단 전압에 대응하여 스탠바이 모드에서의 스위칭 휴지 기간에는 스위치부(11)를 단락 또는 개방시켜 제1 제어부(10)의 전력 공급을 제어하는 제2 제어부(12)를 구비한다.

Description

절연형 스위칭 전원{Insulation type switching power supply}

본 발명은 절연형 스위칭 전원에 관한 것으로서, 특히 스탠바이 모드에서의 소비전력을 줄이는 절연형 스위칭 전원에 관한 것이다.

종래 절연형 스위칭 전원은 스위치 소자를 스위칭시킴으로써 입력된 전압을 원하는 전압으로 변환하여 출력한다. 이 절연형 스위칭 전원에서는 스탠바이 모드에서의 소비전력을 줄이기 위해 스탠바이 모드에서 스위치 소자를 버스트 제어하는 수법이 사용된다. 이 수법에 의하면, 스탠바이 모드에서 스위치 소자의 스위칭을 소정 주기로 행하는 발진 기간과, 스위치 소자의 스위칭을 일시정지하는 스위칭 휴지 기간이 반복된다. 따라서 단위 시간당 스위칭 횟수를 줄일 수 있기 때문에 단위 시간당 스위칭 손실을 줄일 수 있고 그 결과 스탠바이 모드에서의 소비전력을 줄일 수 있다.

또 스탠바이 모드에서의 소비전력을 더욱 줄이는 수법으로서 다양한 수법이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1∼4 참조).

특허문헌 1에는, 스탠바이 모드에서 출력 전압이 상한 전압보다 높은 경우에는 스위치 소자의 스위칭을 정지시키고, 출력 전압이 하한 전압보다 낮은 경우에는 스위치 소자의 스위칭을 개시시키는 수법이 나타나 있다. 이 수법에 의하면, 출력 리플을 증가시켜 버스트 주기를 늘릴 수 있기 때문에 스탠바이 모드에서의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

그런데 특허문헌 1에 나타난 수법으로는, 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에도 스위치 소자를 구동 제어하는 회로나 소자에는 제어 전력이 공급된 채로 있다. 따라서 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에도 이들 회로나 소자에 전력 손실이 발생한다.

이에 반해 특허문헌 2에는, 절연형 스위칭 전원에서 상술한 회로나 소자에 제어 전력을 공급하는 라인상에 스위치 회로를 설치하여 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에는 상술한 회로나 소자로의 제어 전력 공급을 정지시키는 수법이 도시되어 있다. 이 수법에 의하면, 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에 상술한 회로나 소자에 전력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또 특허문헌 3에는, 상술한 회로나 소자로의 제어 전력 공급을 온오프하는 스위치 수단을 설치하여 출력 전압이 사전에 정해진 소정 값을 초과하면 스위치 수단에 의해 제어 전력의 공급을 오프시키는 수법이 도시되어 있다. 이 수법에 의하면, 출력 전압이 소정 값을 초과하면 상술한 회로나 소자에 전력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 여기에서 스탠바이 모드의 발진 기간에는 출력 전압이 상승하기 때문에 출력 전압이 사전에 정해진 소정 값을 초과하면 스위칭 휴지 기간으로 함으로써 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에 상술한 회로나 소자에 전력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또 특허문헌 4에는, 절연형 스위칭 전원에서 기동 저항과 스위치 회로를 직렬 접속한 기동 회로에 의해 상술한 회로나 소자에 제어 전력을 공급할 수 있는 수법이 도시되어 있다. 이 절연형 스위칭 전원은, 스탠바이 모드에서 출력 전압이 상한 전압보다 높은 경우에는 스위치 소자의 스위칭을 정지시킴과 동시에 스위치 회로를 오프 상태로 하여 기동 회로를 정지시킨다. 반면 스탠바이 모드에서 출력 전압이 하한 전압보다 낮은 경우에는 스위치 회로를 온 상태로 하여 기동 회로를 동작시키고 스위치 소자의 스위칭을 개시시킨다. 이 절연형 스위칭 전원에 의하면 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에 기동 저항으로 전력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

특허문헌 1: 일본특개2002-58238호 공보 특허문헌 2: 일본특개2004-88959호 공보 특허문헌 3: 일본실개평3-113986호 공보 특허문헌 4: 일본특개2000-270544호 공보

특허문헌 2에 나타난 수법으로는, 상술한 바와 같이 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에 스위치 소자를 구동 제어하는 회로나 소자로의 제어 전력 공급을 정지시킨다. 따라서 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에는 스위치 소자의 스위칭이 정지되기 때문에 시간이 경과함에 따라 출력 전압이 저하된다. 그래서 2차측 회로에서 송신되는 출력 전압 검출 신호의 신호 레벨을 판정하여 출력 전압이 사전에 정해진 하한 전압까지 저하되었는지 여부를 검출하는 차동 증폭기를 1차측 회로에 설치하였다. 특허문헌 2에 나타나 있는 절연형 스위칭 전원에서는, 예를 들면 특허문헌 2의 도 3에 도시되어 있는 것처럼 출력 전압이 하한 전압까지 저하되면, 1차측 회로에서 상술한 회로나 소자로의 제어 전력 공급을 재개하고 스위치 소자의 스위칭을 재개시킨다.

즉, 특허문헌 2에 나타난 수법으로는, 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에 출력 전압의 하한 전압을 안정적으로 제어하기 위해 1차측 회로에서 차동 증폭기를 계속 동작시킬 필요가 있기 때문에 1차측 회로에서 차동 증폭기에 전류를 계속 공급해야 한다. 이 차동 증폭기는 소비전력이 크기 때문에 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 충분히 줄일 수 없다. 따라서 절연형 스위칭 전원에서 출력 전압의 하한 전압을 안정적으로 제어하면서 소비전력을 충분히 줄이기는 매우 어려웠다.

특허문헌 4에 나타난 수법에서도, 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에는 기동 회로는 정지되지만, 스탠바이 모드의 발진 기간에는 기동 회로가 동작하기 때문에 스탠바이 모드에서의 소비전력을 충분히 줄일 수는 없었다.

아울러 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에는 상술한 차동 증폭기를 포함한, 스위치 소자의 스위칭에 관한 모든 소자나 회로에 대해 제어 전력의 공급을 정지하는 방법을 생각할 수 있다.

여기에서 특허문헌 2 등에 나타난 수법과 같이 제어 전력의 공급을 스위치로 정지시키고자 하면, 제어 전력의 공급을 정지하는 기간에 스위치를 오프 상태로 유지하려면 전력이 필요하다. 따라서 특허문헌 2∼4에 나타난 수법으로는 상술한 모든 소자나 회로로의 제어 전력 공급을 정지할 수 없다.

이에 반해 스위치 소자를 구동 제어하는 회로나 소자에 대해 공급하는 제어 전압을 0V로 하는 방법을 생각할 수 있다. 이 방법에 의하면, 제어 전력의 공급을 정지하기 위한 스위치가 불필요하므로, 이 스위치를 오프 상태로 유지하기 위해 제어 전력을 공급하지 않고 상술한 모든 소자나 회로로의 제어 전력 공급을 정지할 수 있다. 그런데 스탠바이 모드에서 스위칭 휴지 기간에서 발진 기간으로 이행시킬 때에는 제어 전압을 0V에서 규정 레벨까지 단시간에 상승시키기 위해 기동 회로를 동작시킬 필요가 있다. 따라서 스탠바이 모드에서 스위칭 휴지 기간에서 발진 기간으로 이행시킬 때마다 기동 회로에서 전력이 소비된다.

이상으로 스탠바이 모드의 스위칭 휴지 기간에 스위치 소자의 스위칭에 관한 모든 소자나 회로로의 제어 전력 공급을 정지하여도 소비전력을 충분히 줄이는 목적을 달성하지 못할 우려가 있다.

상기 과제를 감안하여 본 발명은 스탠바이 모드에서의 소비전력을 충분히 줄일 수 있는 절연형 스위칭 전원을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 이하의 사항을 제안하였다.

(1)본 발명은, 스위치 소자(예를 들면, 도 1의 스위치 소자(Q1)에 상당)를 연속 발진 상태(예를 들면, 후술하는 노멀 모드에 상당) 또는 간헐 발진 상태(예를 들면, 후술하는 스탠바이 모드에 상당)에서 스위칭 제어하여 필요한 출력 전압으로 입력 전압에서 변환 제어하는 절연형 스위칭 전원(예를 들면, 도 1의 절연형 스위칭 전원(1)에 상당)으로서, 상기 스위칭 제어에 필요한 제어 전력을 공급하는 제어 전력 공급원(예를 들면, 도 1의 캐패시터(C5)에 상당)과, 상기 제어 전력 공급원에서 전력 공급을 받고 있는 기간(예를 들면, 도 12의 시각t4∼t8까지의 기간에 상당) 중 적어도 일부 기간(예를 들면, 도 12의 시각t6∼t8까지의 기간에 상당)에서 사전에 정해진 전류를 공급하는 전류 공급부(예를 들면, 도 3의 정전류 공급부(14)에 상당)를 포함하고, 상기 연속 발진 상태 또는 상기 간헐 발진 상태에서 상기 스위치 소자를 스위칭 제어하는 제1 제어부(예를 들면, 도 3의 제1 제어부(10)에 상당)와, 상기 제1 제어부와 상기 제어 전력 공급원을 단락 또는 개방하는 제어 전력 공급 스위치(예를 들면, 도 4의 스위치 소자(Q11)에 상당)와, 상기 간헐 발진 상태에서의 출력 전압에 대응하여 양단 전압이 변화됨과 동시에 상기 전류 공급부에서 전류를 공급받는 제1 캐패시터(예를 들면, 도 5의 캐패시터(C4)에 상당)를 포함하는 용량 소자부(예를 들면, 도 5의 용량 소자부(121)에 상당)와, 상기 제1 캐패시터의 양단 전압(예를 들면, 도 12의 전압V_C4에 상당)에 대응하고, 상기 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간(예를 들면, 도 12의 시각t2∼t4까지의 기간에 상당) 중 적어도 일부 기간(예를 들면, 도 12의 시각t3∼t4까지의 기간에 상당)에는 상기 제어 전력 공급 스위치를 개방시켜 상기 제1 제어부의 전력 공급을 제어하는 제2 제어부(예를 들면, 도 3의 제2 제어부(12)에 상당)를 구비하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 절연형 스위칭 전원에 제어 전력 공급원, 제1 제어부, 제어 전력 공급 스위치 및 제2 제어부를 설치하였다. 그리고 제어 전력 공급원에 의해 스위칭 제어에 필요한 제어 전력을 공급하고, 제1 제어부에 의해 스위치 소자를 스위칭 제어하고, 제어 전력 공급 스위치에 의해 제1 제어부와 제어 전력 공급원을 단락 또는 개방하는 것으로 하였다. 또 제2 제어부에 의해 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간 중 적어도 일부 기간에는 제어 전력 공급 스위치를 개방시켜 제1 제어부의 전력 공급을 제어하는 것으로 하였다. 따라서 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간 중 제어 전력 공급 스위치를 개방시키는 기간에 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급을 정지시킬 수 있다. 따라서 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 줄일 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 제1 제어부에, 제어 전력 공급원으로부터 전력 공급을 받고 있는 기간 중 적어도 일부 기간에 사전에 정해진 전류를 제1 캐패시터에 공급하는 전류 공급부를 설치하였다. 그리고 제2 제어부는 제1 캐패시터의 양단 전압에 대응하여 상술한 바와 같이 제1 제어부의 전력 공급을 제어하는 것으로 하였다. 따라서 전류 공급부에서 제1 캐패시터로의 전류 공급을, 제1 제어부가 제어 전력 공급원으로부터 전력 공급을 받고 있는 기간내에 할 수 있다. 따라서 전류 공급부를 제1 제어부에 편입시킬 수 있어 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 상술한 바와 같이 절연형 스위칭 전원에 제어 전력 공급원, 제1 제어부, 제어 전력 공급 스위치, 용량 소자부 및 제2 제어부를 설치하였다. 따라서 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간 중 제어 전력 공급 스위치를 개방시키는 기간에 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급을 정지시킬 수 있다. 따라서 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간에 제어 전압을 0V로 하지 않고 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 줄일 수 있다. 따라서 간헐 발진 상태에서 스위칭 휴지 기간에서 스위칭 기간으로 이행시킬 때에 기동 회로를 동작시킬 필요가 없기 때문에 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 충분히 줄일 수 있다.

(2)본 발명은 (1)의 절연형 스위칭 전원에 대해, 상기 전류 공급부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압에 따라 상기 제1 캐패시터에 공급하는 전류값을 변경하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 전류 공급부는 제1 캐패시터의 양단 전압에 따라 제1 캐패시터에 공급하는 전류값을 변경하는 것으로 하였다. 따라서 제1 캐패시터의 양단 전압을 상승시킬 필요가 있는 경우에만 제1 캐패시터에 큰 전류를 공급할 수 있다. 이에 따르면 제1 캐패시터의 양단 전압을 상승시킬 필요가 없는 경우의 손실을 줄임과 동시에 제1 캐패시터의 양단 전압을 상승시킬 필요가 있는 경우에 제1 캐패시터를 급속 충전할 수 있다. 따라서 제1 제어부에 전력 공급을 하는 기간의 간헐 발진 주기에 대한 비율을 낮출 수 있어 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

(3)본 발명은 (1) 또는 (2)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제1 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압(예를 들면, 도 12의 전압Vth3에 상당) 이상이고 또한 상기 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 상기 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 제1 제어부는 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 이상이고 또한 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것으로 하였다. 따라서 출력 전압이 상한 전압에 도달하면 즉시 발진을 중지시킬 수 있기 때문에 간헐 발진 주기에 대한 발진 기간의 비율, 즉 간헐 발진의 발진 듀티를 낮출 수 있어 단위 시간당 스위치 소자의 발진 횟수를 감소시킬 수 있다. 따라서 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

(4)본 발명은 (1) 또는 (2)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 전류 공급부는 상기 제어 전력 공급원에서 상기 제1 제어부로 전력 공급이 수행되고 있는 기간에 상기 출력 전압이 상기 상한 전압 이상이 되면 상기 제1 캐패시터로의 전류 공급을 개시하고, 상기 제1 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압(예를 들면, 도 12의 전압Vth3에 상당) 이상이고 또한 상기 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 상기 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 전류 공급부는 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로 전력 공급이 수행되고 있는 기간에 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 제1 캐패시터로의 전류 공급을 개시하는 것으로 하였다. 또 제1 제어부는 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 이상이고 또한 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것으로 하였다. 따라서 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로 전력 공급이 수행되고 있는 기간이라도 출력 전압이 상한 전압까지 상승하지 않으면 제1 캐패시터는 충전되지 않는다. 따라서 출력 전압을 어느 정도 확보한 후에야 제1 캐패시터를 충전할 수 있어 오동작을 방지할 수 있다.

(5)본 발명은 스위치 소자(예를 들면, 도 1의 스위치 소자(Q1)에 상당)를 연속 발진 상태(예를 들면, 후술하는 노멀 모드에 상당) 또는 간헐 발진 상태(예를 들면, 후술하는 스탠바이 모드에 상당)에서 스위칭 제어하여 필요한 출력 전압으로 입력 전압에서 변환 제어하는 절연형 스위칭 전원(예를 들면, 도 1의 절연형 스위칭 전원(1)에 상당)으로서, 상기 스위칭 제어에 필요한 제어 전력을 공급하는 제어 전력 공급원(예를 들면, 도 1의 캐패시터(C5)에 상당)과, 상기 제어 전력 공급원에서 전력 공급을 받고 있는 기간(예를 들면, 도 12의 시각t4∼t8까지의 기간에 상당) 중 적어도 일부 기간(예를 들면, 도 12의 시각t6∼t8까지의 기간에 상당)에서 사전에 정해진 정전류를 공급하는 정전류 공급부(예를 들면, 도 3의 정전류 공급부(14)에 상당)를 포함하고 상기 연속 발진 상태 또는 상기 간헐 발진 상태에서 상기 스위치 소자를 스위칭 제어하는 제1 제어부(예를 들면, 도 3의 제1 제어부(10)에 상당)와, 상기 제1 제어부와 상기 제어 전력 공급원을 단락 또는 개방하는 제어 전력 공급 스위치(예를 들면, 도 4의 스위치 소자(Q11)에 상당)와, 상기 간헐 발진 상태에서의 출력 전압에 대응하여 양단 전압이 변화됨과 동시에 상기 정전류 공급부에서 정전류 공급되는 제1 캐패시터(예를 들면, 도 5의 캐패시터(C4)에 상당)를 포함하는 용량 소자부(예를 들면, 도 5의 용량 소자부(121)에 상당)와, 상기 제1 캐패시터의 양단 전압(예를 들면, 도 12의 전압V_C4에 상당)에 대응하여 상기 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간(예를 들면, 도 12의 시각t2∼t4까지의 기간에 상당) 중 적어도 일부 기간(예를 들면, 도 12의 시각t3∼t4까지의 기간에 상당)에는 상기 제어 전력 공급 스위치를 개방시켜 상기 제1 제어부의 전력 공급을 제어하는 제2 제어부(예를 들면, 도 3의 제2 제어부(12)에 상당)를 구비하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

또 본 발명에 의하면, 제1 제어부에 제어 전력 공급원으로부터 전력 공급을 받고 있는 기간 중 적어도 일부 기간에 사전에 정해진 정전류를 제1 캐패시터에 공급하는 정전류 공급부를 설치하였다. 그리고 제2 제어부는 제1 캐패시터의 양단 전압에 대응하여 상술한 바와 같이 제1 제어부의 전력 공급을 제어하는 것으로 하였다. 따라서 정전류 공급부에서 제1 캐패시터로의 정전류 공급을, 제1 제어부가 제어 전력 공급원으로부터 전력 공급을 받고 있는 기간내에 할 수 있다. 따라서 정전류 공급부를 제1 제어부에 편입시킬 수 있어 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

(6)본 발명은 (5)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 정전류 공급부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압에 따라 상기 제1 캐패시터에 공급하는 정전류값을 변경하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 정전류 공급부는 제1 캐패시터의 양단 전압에 따라 제1 캐패시터에 공급하는 정전류값을 변경하는 것으로 하였다. 따라서 제1 캐패시터의 양단 전압을 상승시킬 필요가 있는 경우에만 제1 캐패시터에 큰 전류를 공급할 수 있다. 이에 따르면 제1 캐패시터의 양단 전압을 상승시킬 필요가 없는 경우의 손실을 줄임과 동시에 제1 캐패시터의 양단 전압을 상승시킬 필요가 있는 경우에 제1 캐패시터를 급속 충전할 수 있다. 따라서 제1 제어부에 전력 공급을 하는 기간의 간헐 발진 주기에 대한 비율을 낮출 수 있어 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

(7)본 발명은 (5) 또는 (6)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제1 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압(예를 들면, 도 12의 전압Vth3에 상당) 이상이고 또한 상기 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 상기 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

(8)본 발명은 (5) 또는 (6)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 정전류 공급부는 상기 제어 전력 공급원에서 상기 제1 제어부로 전력 공급이 수행되고 있는 기간에 상기 출력 전압이 상기 상한 전압 이상이 되면 상기 제1 캐패시터로의 정전류 공급을 개시하고, 상기 제1 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압(예를 들면, 도 12의 전압Vth3에 상당) 이상이고 또한 상기 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 상기 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 정전류 공급부는 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로 전력 공급이 수행되고 있는 기간에 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 제1 캐패시터로의 정전류 공급을 개시하는 것으로 하였다. 또 제1 제어부는 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 이상이고 또한 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것으로 하였다. 따라서 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로 전력 공급이 수행되고 있는 기간이라도 출력 전압이 상한 전압까지 상승하지 않으면 제1 캐패시터는 충전되지 않는다. 따라서 출력 전압을 어느 정도 확보한 후에야 제1 캐패시터를 충전할 수 있어 오동작을 방지할 수 있다.

(9)본 발명은 (1) 내지 (8) 중 어느 한 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제2 제어부는 상기 용량 소자부를 구비하고, 상기 용량 소자부는 상기 제1 캐패시터와 제1 스위치 소자(예를 들면, 도 5의 스위치 소자(Q22)에 상당) 및 제2 스위치 소자(예를 들면, 도 5의 스위치 소자(Q24)에 상당)를 구비하고, 상기 제1 캐패시터의 일단에는 상기 제1 스위치 소자의 제어 단자가 접속되고, 상기 제1 캐패시터의 타단에는 상기 제1 스위치 소자의 출력 단자와 상기 제2 스위치 소자의 출력 단자가 접속되고, 상기 제1 스위치 소자의 입력 단자에는 상기 제2 스위치 소자의 제어 단자가 접속됨과 동시에 상기 제2 스위치 소자를 구동하는 구동부(예를 들면, 도 5의 드라이브부(123)에 상당)를 통해 상기 제어 전력 공급원이 접속되고, 상기 제2 스위치 소자의 입력 단자에는 상기 제어 전력 공급 스위치의 제어 단자가 접속되는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 제2 제어부에 제1 캐패시터를 가진 용량 소자부를 설치하고, 용량 소자부에 제1 캐패시터에 추가하여 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자를 설치하였다. 그리고 제1 스위치 소자의 제어 단자와 출력 단자 사이에 제1 캐패시터를 설치하고, 제2 스위치 소자의 제어 단자와 출력 단자 사이에 제1 스위치 소자를 설치하였다. 따라서 제1 캐패시터의 양단 전압에 따라 제1 스위치 소자가 단락 또는 개방되고, 제1 스위치 소자의 상태에 따라 제2 스위치 소자가 개방 또는 단락되고, 제2 스위치 소자의 상태에 따라 제어 전력 공급 스위치의 제어 단자에 입력되는 제어 전압 레벨이 변화되어 제1 제어부와 제어 전력 공급원이 단락 또는 개방된다. 따라서 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간에 제1 캐패시터의 양단 전압에 대응하여 제어 전력 공급 스위치를 개방시킬 수 있다.

(10)본 발명은 (1)∼(9) 중 어느 한 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 출력 전압이 하한 전압 이하가 되면 상기 제1 캐패시터의 양단 전압을 저하시키는 제1 방전 수단(예를 들면, 도 1의 출력 전압 하한 검출부(60) 및 포토 트랜지스터(PT1)에 상당)을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

여기에서 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간 중 적어도 일부 기간에는 제1 제어부로의 전력 공급을 정지하기 때문에 스위치 소자의 스위칭이 정지되고 그 결과 출력 전압이 저하된다.

그래서 본 발명에 의하면, 절연형 스위칭 전원에 제1 방전 수단을 설치하여 출력 전압이 하한 전압 이하가 되면 제1 방전 수단에 의해 제1 캐패시터의 양단 전압을 저하시키는 것으로 하였다. 따라서 출력 전압이 하한 전압 이하가 되면 제1 캐패시터의 양단 전압이 저하된다. 따라서 제1 캐패시터의 양단 전압에 대응하여 제어 전력 공급 스위치를 개방시키는 제2 제어부에 의해 제어 전력 공급 스위치를 단락시킴으로써 제1 제어부에 전력을 공급하여 스위치 소자의 스위칭을 재개시킬 수 있다. 따라서 출력 전압의 하한 전압을 설정함으로써 출력 전압이 지나치게 낮아지기 전에 제1 제어부에 전력 공급하여 출력 전압이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다.

(11)본 발명은 (10)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제1 방전 수단은 상기 연속 발진 상태로 이행시키는 상태 전환 신호(예를 들면, 후술하는 모드 전환 신호에 상당)가 입력되면 상기 제1 캐패시터의 양단 전압을 저하시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면 연속 발진 상태로 이행시키는 상태 전환 신호가 입력되면, 제1 방전 수단은 제1 캐패시터의 양단 전압을 저하시키는 것으로 하였다. 따라서 간헐 발진 상태에서 상술한 출력 전압이 하한 전압 이하가 되었을 때에 제1 캐패시터의 양단 전압을 저하시키는 경우와, 상태 전환 신호가 입력되었을 때에 제1 캐패시터의 양단 전압을 저하시키는 경우에 제1 방전 수단을 공용할 수 있기 때문에 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력 감소를 저비용으로 실현할 수 있다.

(12)본 발명은 (1)∼(11) 중 어느 한 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 간헐 발진 상태에서의 상기 스위칭 휴지 기간에 충전되는 제2 캐패시터(예를 들면, 도 5의 캐패시터(C21)에 상당)를 구비하여 상기 입력 전압의 공급이 개시된 경우와, 상기 간헐 발진 상태에서 상기 제어 전력 공급원에서 상기 제1 제어부로의 전력 공급을 재개한 경우를 상기 제2 캐패시터의 양단 전압에 의해 식별하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

여기에서 제1 제어부에서는, 전력 공급이 이루어지지 않는 상태에서 전력 공급이 개시된다는 점에서, 절연형 스위칭 전원으로의 입력 전압의 공급이 개시된 경우, 즉 절연형 스위칭 전원으로의 전원 투입이 개시된 경우와, 간헐 발진 상태에서 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급을 재개한 경우는 같은 상태이다. 따라서 상술한 2가지 경우를 식별하기는 힘들다.

그래서 본 발명에 의하면, 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간에 충전되는 제2 캐패시터를 절연형 스위칭 전원에 설치하였다. 그리고 입력 전압의 공급이 개시된 경우와, 간헐 발진 상태에서 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급을 재개한 경우를 제2 캐패시터의 양단 전압에 의해 식별하는 것으로 하였다. 따라서 절연형 스위칭 전원으로의 전원 투입이 개시되었는지, 아니면 간헐 발진 상태에서 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급을 재개했는지를 식별할 수 있다. 따라서 간헐 발진 상태에서 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급을 재개했을 때 절연형 스위칭 전원으로의 전원 투입이 개시된 때와는 다른 동작으로서, 제1 제어부로의 전력 공급을 재개했을 때에 적합한 동작을 할 수 있다.

(13)본 발명은 (1)∼(12) 중 어느 한 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제1 캐패시터에 병렬 접속된 제2 방전 수단(예를 들면, 도 1의 저항(R1)에 상당)을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

여기에서 간헐 발진 상태에서 절연형 스위칭 전원을 출력할 수 있는 능력을 초과한 피크 부하를 취하는 이상이 발생할 때 출력 전압이 저하되는 경우가 있다. 따라서 출력 전압이 상술 하한 전압 이하가 되었는지 여부를 식별하는 소자나 회로가 출력 전압에 의해 동작하는 경우에는 상술한 바와 같은 이상 발생시에 제1 캐패시터를 방전시키기 전에 상술한 소자나 회로의 동작 가능한 전압을 출력 전압이 밑돌아, 그 결과 제1 캐패시터를 방전할 수 없게 될 우려가 있다.

그래서 본 발명에 의하면, 절연형 스위칭 전원에 제2 방전 수단을 설치하고 이 제2 방전 수단을 제1 캐패시터에 병렬 접속하였다. 따라서 상술한 바와 같은 이상이 발생하여도 제2 방전 수단에 의해 제1 캐패시터를 방전할 수 있다. 따라서 제2 방전 수단 및 제1 캐패시터의 용량이나 잔존 전압으로 정해지는 시간에 기동 회로의 동작이나 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급을 재개할 수 있어 절연형 스위칭 전원을 이상 상태에서 정상 상태로 복귀시킬 수 있다.

(14)본 발명은 (1)∼(13) 중 어느 한 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제2 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제1 설정 전압(예를 들면, 도 12의 전압Vth2에 상당) 이상이 되면 상기 제어 전력 공급 스위치를 개방시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 제2 제어부는 제1 캐패시터의 양단 전압이 제1 설정 전압 이상이 되면 제어 전력 공급 스위치를 개방시키는 것으로 하였다. 따라서 제어 전력 공급 스위치를 단락시키는 기간, 즉 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급이 수행되고 있는 기간에 제1 캐패시터의 양단 전압을 제1 설정 전압까지 상승시킬 수 있다. 따라서 제1 설정 전압을 설정함으로써 제1 캐패시터에 전하가 남아 있는 상태를 장기화할 수 있어 간헐 발진 주기를 장기화할 수 있기 때문에, 그 결과 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

(15)본 발명은 (3),(4),(7),또는(8)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부를 상기 입력 전압에 의해 기동시키는 기동 회로(예를 들면, 도 3의 기동 회로부(13)에 상당)를 구비하여 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 상기 제2 설정 전압 이상이 되면 상기 기동 회로의 동작을 금지하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 절연형 스위칭 전원에 기동 회로를 설치하고 이 기동 회로에 의해 제1 제어부 및 제2 제어부를 입력 전압에 의해 기동시키는 것으로 하였다. 그리고 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 이상이 되면 기동 회로의 동작을 금지하는 것으로 하였다. 따라서 제1 제어부로의 전력 공급을 정지해도 기동 회로가 동작하지 않기 때문에 제어 전력 공급원의 전압을 감시하여 기동 회로의 동작을 정지시키는 특별한 회로를 설치하지 않고 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

(16)본 발명은 (15)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 상기 제2 설정 전압 미만이 되면, 상기 기동 회로의 동작 금지를 해제함과 동시에 상기 제2 제어부에 의해 상기 제어 전력 공급 스위치를 단락시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

본 발명에 의하면, 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 미만이 되면 제2 제어부에 의해 제어 전력 공급 스위치를 단락시키는 것으로 하였다. 따라서 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 미만이 되면 제1 제어부에 제어 전력이 공급되어 스위치 소자의 스위칭이 개시되게 된다. 따라서 출력 전압의 하한 전압 및 제2 설정 전압을 설정함으로써 출력 전압이 지나치게 낮아지기 전에 제1 제어부에 의한 스위치 소자의 스위칭을 개시시킬 수 있어 출력 전압이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 미만이 되면 기동 회로의 동작 금지를 해제하는 것으로 하였다. 여기에서 상술한 바와 같이 출력 전압이 하한 전압 이하가 되면 제1 캐패시터의 양단 전압이 저하되지만, 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 미만이 되면 기동 회로를 동작할 수 있게 된다. 따라서 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간에 만일 기동 회로를 동작시키지 않으면 안되는 전압으로까지 제어 전력 공급원의 전압이 낮아지더라도 출력 전압의 하한 전압 및 제2 설정 전압을 설정함으로써 기동 회로를 동작시킬 수 있어 출력 전압이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다.

(17)본 발명은 (15) 또는 (16)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 간헐 발진 상태에서의 개방 상태의 상기 제어 전력 공급 스위치를 단락시킨 후 제1 시간(예를 들면, 도 5의 시정수(時定數) 회로(122)의 시정수에 의해 정해지는 시간에 상당)이 경과하기까지의 특정 기간(예를 들면, 도 12의 시각t4∼t5까지의 기간에 상당)에서는 상기 기동 회로의 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

여기에서 상술한 바와 같이 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간 중 적어도 일부 기간에 제어 전력 공급원에서 제1 제어부로의 전력 공급을 정지시킬 수 있다. 또 제2 제어부의 소비전력이 극히 작아 제어 전력 공급원이 출력하는 제어 전압은 대폭 저하되지 않기 때문에 통상 기동 회로를 동작시킬 수 없다. 단, 제1 제어부로의 전력 공급을 개시한 후 전압이 안정 공급될 때까지의 천이 기간에 일시적으로 기동 회로가 오동작할 우려가 있다.

그래서 본 발명에 의하면, 간헐 발진 상태의 특정 기간에는 기동 회로의 동작을 정지하는 것으로 하였다. 여기에서 특정 기간이란, 개방 상태의 제어 전력 공급 스위치를 단락시킨 후 제1 시간이 경과하기까지의 기간이다. 따라서 제1 시간을 설정함으로써 동작시킬 필요가 없음에도 불구하고 기동 회로가 동작하는 것을 방지할 수 있기 때문에 간헐 발진 상태에서의 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

(18)본 발명은 (17)의 절연형 스위칭 전원에 대해서, 상기 제1 제어부에 공급되고 있는 제어 전압이 제1 문턱 전압 이상인 경우에 상기 기동 회로의 동작을 정지시킴과 동시에 상기 스위치 소자의 스위칭 제어를 개시시키고, 상기 제어 전압이 상기 제1 문턱 전압보다 낮은 제2 문턱 전압 이하인 경우에 상기 기동 회로의 동작을 개시시킴과 동시에 상기 스위치 소자의 스위칭 제어를 정지시키는 특정 제어부(예를 들면, 도 3의 저전압 오동작 방지 회로부(15)에 상당)를 구비하고, 상기 간헐 발진 상태에서의 상기 특정 기간에는 상기 특정 제어부가 사용하는 문턱 전압을 상기 제2 문턱 전압으로 고정하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원을 제안하였다.

여기에서 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간에는 방전이라는 요인에 의해 제어 전력 공급원이 출력하는 제어 전압은 서서히나마 저하되는 경우가 있다. 따라서 예를 들면 수십초에 걸쳐 스위칭 휴지 기간을 계속시키려면 제어 전압이 제1 문턱 전압 이하로까지 저하되어 기동 회로가 동작할 우려가 있다.

그래서 본 발명에 의하면, 제1 제어부에 공급되고 있는 제어 전압 및 문턱 전압에 따라 기동 회로의 동작과 스위치 소자의 스위칭 제어를 제어하는 특정 제어부를 절연형 스위칭 전원에 설치하였다. 구체적으로는 특정 제어부는, 제어 전압이 제1 문턱 전압 이상인 경우에는 기동 회로의 동작을 정지시킴과 동시에 스위칭 소자의 스위칭 제어를 개시시키고, 제어 전압이 제1 문턱 전압보다 낮은 제2 문턱 전압 이하인 경우에는 기동 회로의 동작을 개시시킴과 동시에 스위치 소자의 스위칭 제어를 정지시키는 것으로 하였다. 그리고 간헐 발진 상태에서의 특정 기간에는 특정 제어부에서 사용하는 문턱 전압을 제2 문턱 전압에 고정하는 것으로 하였다. 따라서 간헐 발진 상태에서의, 개방 상태의 제어 전력 공급 스위치를 단락시킨 후 제1 시간이 경과하기까지의 특정 기간에는, 제1 문턱 전압 대신에 제1 문턱 전압보다 낮은 제2 문턱 전압을 사용하게 된다. 따라서 간헐 발진 주기를 길게 하여도 기동 회로를 동작시키지 않고 스위치 소자의 스위칭 제어를 즉시 개시할 수 있기 때문에 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

본 발명에 의하면, 간헐 발진 상태에서 절연형 스위칭 전원의 소비전력을 충분히 줄일 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 절연형 스위칭 전원의 회로도이다.
도 2는, 상기 절연형 스위칭 전원의 타이밍 차트이다.
도 3은, 상기 절연형 스위칭 전원이 구비하는 제어 회로의 회로도이다.
도 4는, 상기 제어 회로가 구비하는 제어 전력 공급 스위치부의 회로도이다.
도 5는, 상기 제어 회로가 구비하는 제2 제어부의 회로도이다.
도 6은, 상기 제어 회로가 구비하는 기동 회로부의 회로도이다.
도 7은, 상기 제어 회로가 구비하는 정전류 공급부의 회로도이다.
도 8은, 상기 제어 회로가 구비하는 저전압 오동작 방지 회로부의 회로도이다.
도 9는, 상기 제어 회로가 구비하는 발진 제어부의 회로도이다.
도 10은, 상기 제어 회로가 구비하는 발진 정지 제어부의 회로도이다.
도 11은, 상기 제어 회로가 구비하는 양단 전압 검출부의 회로도이다.
도 12는, 스탠바이 모드에서의 상기 제어 회로의 타이밍 차트이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 아울러 이하의 실시형태에서의 구성 요소는 적절히 기존 구성 요소 등과 치환이 가능하고 또 다른 기존 구성 요소와의 조합을 포함한 여러가지 변형이 가능하다. 따라서 이하의 실시형태의 기재로 특허청구범위에 기재된 발명의 내용을 한정하지는 않는다.

[절연형 스위칭 전원(1)의 구성]

도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 절연형 스위칭 전원(1)의 회로도이다. 절연형 스위칭 전원(1)은 트랜스(T)와, 제어 회로(2)와, 출력 전압 상한 검출부(50)와, 출력 전압 하한 검출부(60)와, 모드 전환 신호 생성부(70)와, N채널MOSFET으로 구성되는 스위치 소자(Q1)와, 캐패시터(C1)∼(C5)와, 다이오드(D1),(D2)와, 포토 트랜지스터(PT1),(PT2)와, 저항(R1)을 구비한다.

우선 트랜스(T)의 1차측 구성에 대해서 설명하기로 한다. 제어 회로(2)에는 P1∼P6의 6개의 단자가 설치되어 있다. 단자(P3)에는 기준 전위원에 접속된 단자(GND1)가 접속됨과 동시에 캐패시터(C1)를 통해 입력 단자(IN)가 접속된다.

단자(P1)에는 캐패시터(C4)를 통해 단자(P3)가 접속된다. 캐패시터(C4)에는 저항(R1)과 포토 트랜지스터(PT1)가 각각 병렬 접속된다. 포토 트랜지스터(PT1)는 출력 전압 하한 검출부(60) 및 모드 전환 신호 생성부(70)에서 출력되는 신호에 따라 온 오프된다.

단자(P2)에는 포토 트랜지스터(PT2)를 통해 단자(P3)가 접속된다. 포토 트랜지스터(PT2)는 출력 전압 상한 검출부(50)에서 출력되는 신호에 따라 온 오프된다. 단자(P4)에는 캐패시터(C5)를 통해 단자(P3)가 접속됨과 동시에 다이오드(D1)의 캐소드가 접속된다. 다이오드(D1)의 애노드에는 트랜스(T)의 제어 코일(T2)의 타단이 접속되고, 제어 코일(T2)의 일단에는 단자(P3)가 접속된다.

단자(P5)에는 입력 단자(IN)가 접속된다. 이 입력 단자(IN)에는 트랜스(T)의 1차 코일(T1)의 일단도 접속된다. 1차 코일(T1)의 타단에는 캐패시터(C2)를 통해 단자(P3)가 접속된다. 또 1차 코일(T1)의 타단에는 스위치 소자(Q1)의 드레인도 접속된다. 스위치 소자(Q1)의 소스에는 단자(P3)가 접속되고, 스위치 소자(Q1)의 게이트에는 단자(P6)가 접속된다.

다음으로, 트랜스(T)의 2차측 구성에 대해서 설명하기로 한다. 트랜스(T)의 2차 코일(T3)의 일단에는 기준 전위원에 접속된 단자(GND2)가 접속된다. 2차 코일(T3)의 타단에는 다이오드(D2)의 애노드가 접속되고, 다이오드(D2)의 캐소드에는 출력 단자(OUT)가 접속됨과 동시에 캐패시터(C3)를 통해 단자(GND2)가 접속된다.

출력 단자(OUT)에는, 단자(GND2)에 접속된 출력 전압 상한 검출부(50) 및 출력 전압 상한 검출부(60)가 접속된다. 출력 전압 상한 검출부(50)는 출력 단자(OUT)에서 출력되는 출력 전압이 상한 전압 이상이면 포토 트랜지스터(PT2)를 온 상태로 한다. 출력 전압 하한 검출부(60)는, 출력 전압이 하한 전압 이하이면 포토 트랜지스터(PT1)를 온 상태로 한다. 또 모드 전환 신호 생성부(70)는 절연형 스위칭 전원(1)을 노멀 모드에서 동작시킬 경우에는 모드 전환 신호를 포토 트랜지스터(PT1)에 송신하여 포토 트랜지스터(PT1)를 온 상태로 한다. 반면 모드 전환 신호 생성부(70)는 스탠바이 모드에서 동작시킬 경우에는 모드 전환 신호에 의한 포토 트랜지스터(PT1)의 온 상태를 해제하여 출력 전압 하한 검출부(60)에 의해 포토 트랜지스터(PT1)를 온 오프 가능한 상태로 한다.

[절연형 스위칭 전원(1)의 동작]

이상의 구성을 구비하는 절연형 스위칭 전원(1)은 출력 전압과 모드 전환 신호에 따라 제어 회로(2)에 의해 스위치 소자(Q1)를 노멀 모드 또는 스탠바이 모드에서 스위칭 제어함으로써 입력 단자(IN)에서 입력되는 입력 전압을 필요한 출력 전압으로 변환 제어하고 이 출력 전압을 출력 단자(OUT)에서 출력한다. 아울러 본 실시형태에서는 스탠바이 모드에서는, 제어 회로(2)는 스위치 소자(Q1)를 버스트 제어하는 것으로 한다.

도 2는, 절연형 스위칭 전원(1)의 타이밍 차트이다. V_C5는 캐패시터(C5)의 양단 전압을 나타내고, V_OUT은 출력 단자(OUT)에서 출력되는 출력 전압을 나타내고, V_C4는 캐패시터(C4)의 양단 전압을 나타낸다. V_P2는 단자(P2)의 전압을 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 노멀 모드에서는 스위치 소자(Q1)가 발진하여 출력 전압V_OUT이 대략 일정해지는데, 스탠바이 모드에서는 스위치 소자(Q1)가 간헐 발진하여 출력 전압V_OUT이 완만하게 저하되는 기간과 급격하게 상승하는 기간을 번갈아 반복한다.

[제어 회로(2)의 구성]

도 3은, 제어 회로(2)의 회로도이다. 제어 회로(2)는 제1 제어부(10), 제어 전력 공급 스위치부(11), 제2 제어부(12) 및 기동 회로부(13)를 구비한다. 제1 제어부(10)는 정전류 공급부(14), 저전압 오동작 방지 회로부(15), 발진 제어부(16), 발진 정지 제어부(17), 양단 전압 검출부(18), 소프트 스타트 회로부(19), 래치 보호 회로부(20) 및 제어 전압 생성부(21)를 구비한다.

[제어 전력 공급 스위치부(11)의 구성]

도 4는, 제어 전력 공급 스위치부(11)의 회로도이다. 제어 전력 공급 스위치부(11)는 다이오드(D11)과, P채널MOSFET으로 구성되는 스위치 소자(Q11)를 구비한다. 스위치 소자(Q11)를 통해 접점(A1)과 접점(A4)이 접속된다. 구체적으로는 스위치 소자(Q11)의 소스에는 접점(A1)이 접속되고, 스위치 소자(Q11)의 드레인에는 접점(A4)이 접속된다. 스위치 소자(Q11)의 소스에는 접점(A2)과 다이오드(D11)의 캐소드도 접속되고, 스위치 소자(Q11)의 드레인에는 다이오드(D11)의 애노드도 접속된다. 스위치 소자(Q11)의 게이트에는 접점(A3)이 접속된다.

[제2 제어부(12)의 구성]

도 5는, 제2 제어부(12)의 회로도이다. 제2 제어부(12)는 드라이브부(123)와, 캐패시터(C21)와, 비교기(CMP21)와, 다이오드(D21)와, NAND게이트로 구성되는 플립플롭(FF21)과, 인버터(INV21)와, N채널MOSFET으로 구성되는 스위치 소자(Q21)∼(Q25)와, 저항(R21)∼(R23)을 구비한다. 아울러 도 5에서, 비교기(CMP21)와, 플립플롭(FF21)과, 인버터(INV21)에는 편의상 제어 전압원(VDD) 및 기준 전위원(GND)이 접속되는 것을 강조하여 기재했으나, 도 5 이외에서도 비교기나 플립플롭이나 인버터에는 제어 전압원(VDD) 및 기준 전위원(GND)이 접속된다.

<용량 소자부(121)의 구성>

스위치 소자(Q22),(Q24)와 캐패시터(C4)는 용량 소자부(121)를 구성한다. 캐패시터(C4)의 일단에는, 접점(B0)을 통해 스위치 소자(Q22)의 게이트가 접속된다. 캐패시터(C4)의 타단에는 기준 전위원(GND)이 접속되고 이 기준 전위원(GND)에는 스위치 소자(Q22)의 소스와 스위치 소자(Q24)의 소스도 접속된다.

스위치 소자(Q22)의 드레인에는, 스위치 소자(Q21) 및 드라이브부(123)를 통해 스위치 소자(Q24)의 게이트가 접속된다. 구체적으로는 스위치 소자(Q22)의 드레인에는 스위치 소자(Q21)의 소스가 접속되고, 스위치 소자(Q21)의 드레인에는 드라이브부(123)를 통해 스위치 소자(Q24)의 게이트가 접속된다.

또 스위치 소자(Q22)의 드레인에는 스위치 소자(Q21), 드라이브부(123), 접점(B1) 및 도 3의 단자(P4)를 통해 도 1의 캐패시터(C5)의 일단이 접속된다. 구체적으로는 스위치 소자(Q22)의 드레인에는 스위치 소자(Q21)의 소스가 접속되고, 스위치 소자(Q21)의 드레인에는 드라이브부(123)를 통해 접점(B1)이 접속된다. 접점(B1)에는, 도 3에 도시한 바와 같이 단자(P4)가 접속되고, 단자(P4)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 캐패시터(C5)의 일단이 접속된다.

도 5로 되돌아가 접점(B1)에는 접점(B2)도 접속된다. 접점(B2)에는 도 3의 접점(A1)이 접속된다.

스위치 소자(Q24)의 드레인에는, 접점(B4) 및 도 3의 접점(A3)을 통해 도 4에 도시한 스위치 소자(Q11)의 게이트가 접속됨과 동시에 드라이브부(123)를 통해 접점(B3)이 접속된다.

<제2 제어부(12) 중 용량 소자부(121)를 제외한 부분의 구성>

스위치 소자(Q21)의 게이트에는, 저항(R21)을 통해 접점(B1)이 접속됨과 동시에 스위치 소자(Q23)를 통해 기준 전위원(GND)이 접속된다. 구체적으로는 스위치 소자(Q21)의 게이트에는 스위치 소자(Q23)의 드레인이 접속되고, 스위치 소자(Q23)의 소스에는 기준 전위원(GND)이 접속된다.

접점(B4)에는 다이오드(D21)과 저항(R22) 및 캐패시터(C21)로 구성되는 시정수 회로(122)도 접속된다. 구체적으로는, 접점(B4)에는 다이오드(D21)의 애노드와 저항(R22)의 일단이 접속된다. 다이오드(D21)의 캐소드와 저항(R22)의 타단에는 스위치 소자(Q25)의 게이트가 접속됨과 동시에 캐패시터(C21)를 통해 기준 전위원(GND)이 접속된다.

스위치 소자(Q25)의 소스에는 기준 전위원(GND)이 접속되고, 스위치 소자(Q25)의 드레인에는 저항(R23)을 통해 제어 전압원(VDD)이 접속됨과 동시에 인버터(INV21)의 입력단이 접속된다. 인버터(INV21)의 입력단에는 접점(B7)도 접속된다. 인버터(INV21)의 출력단에는 접점(B5),(B6)이 접속된다.

스위치 소자(Q23)의 게이트에는 플립플롭(FF21)의 출력 단자가 접속되고, 플립플롭(FF21)의 세트 단자에는 접점(B9)이 접속된다. 플립플롭(FF21)의 리셋 단자에는 비교기(CMP21)의 출력 단자가 접속된다. 비교기(CMP21)의 반전 입력 단자에는 접점(B8)이 접속되고, 비교기(CMP21)의 비반전 입력 단자에는 직류 전원Vref의 양극이 접속되고, 직류 전원Vref의 음극에는 기준 전위원(GND)이 접속된다.

[기동 회로부(13)의 구성]

도 6은, 기동 회로부(13)의 회로도이다. 기동 회로부(13)는 N채널MOSFET으로 구성되는 스위치 소자(Q31)∼(Q35)와 저항(R31),(R32)를 구비한다.

스위치 소자(Q31)의 소스에는 접점(E6)이 접속되고, 스위치 소자(Q31)의 드레인에는 저항(R31)을 통해 접점(E2)이 접속된다. 스위치 소자(Q31)의 게이트에는 저항(R32)를 통해 접점(E2)이 접속됨과 동시에 스위치 소자(Q32)∼(Q35)의 각각의 드레인이 접속된다. 스위치 소자(Q32)의 게이트에는 접점(E1)이 접속되고, 스위치 소자(Q33)의 게이트에는 접점(E5)이 접속되고, 스위치 소자(Q34)의 게이트에는 접점(E4)이 접속되고, 스위치 소자(Q35)의 게이트에는 접점(E3)이 접속된다. 스위치 소자(Q32)∼(Q35)의 각각의 소스에는 기준 전위원(GND)이 접속된다.

[정전류 공급부(14)의 구성]

도 7은, 정전류 공급부(14)의 회로도이다. 정전류 공급부(14)는 NAND게이트로 구성되는 플립플롭(FF41)과, 인버터(INV41)와, 부정 논리곱(NAND41)과, P채널MOSFET으로 구성되는 스위치 소자(Q41),(Q42)와, 전류원(S41),(S42)를 구비한다.

플립플롭(FF41)의 리셋 단자에는 접점(F1)이 접속되고, 플립플롭(FF41)의 세트 단자에는 접점(F2)이 접속되고, 플립플롭(FF41)의 출력 단자에는 인버터(INV41)의 입력 단자와 부정 논리곱(NAND41)의 2개의 입력 단자 중 한쪽이 접속된다. 부정 논리곱(NAND41)의 2개의 입력 단자 중 다른 쪽에는 접점(F3)이 접속되고, 부정 논리곱(NAND41)의 출력 단자에는 스위치 소자(Q41)의 게이트가 접속된다. 스위치 소자(Q41)의 드레인에는 접점(F4)이 접속되고, 스위치 소자(Q41)의 소스에는 제어 전압원(VDD)에 접속된 전류원(S41)이 접속된다. 인버터(INV41)의 출력 단자에는 스위치 소자(Q42)의 게이트가 접속되고, 스위치 소자(Q42)의 드레인에는 접점(F5)이 접속되고, 스위치 소자(Q42)의 소스에는 제어 전압원(VDD)에 접속된 전류원(S42)이 접속된다.

[저전압 오동작 방지 회로부(15)의 구성]

도 8은, 저전압 오동작 방지 회로부(15)의 회로도이다. 저전압 오동작 방지 회로부(15)는 비교기(CMP51)와, N채널MOSFET으로 구성되는 스위치 소자(Q51),(Q52)와 저항(R51)∼(R53)을 구비한다.

저항(R51)과 저항(R52)는 직렬 접속되고, 이들 직렬 접속된 저항(R51),(R52)를 통해 제어 전압원(VDD)와 기준 전위원(GND)이 접속된다. 저항(R52)에는, 저항(R53)과 스위치 소자(Q51)를 직렬 접속한 것과, 저항(R53)과 스위치 소자(Q52)를 직렬 접속한 것이 병렬 접속된다. 구체적으로는, 저항(R51)과 저항(R52)의 접속점에는 저항(R53)의 일단이 접속되고, 저항(R53)의 타단에는 스위치 소자(Q51),(Q52)의 각각의 드레인이 접속된다. 스위치 소자(Q51),(Q52)의 각각의 소스에는 기준 전위원(GND)이 접속된다. 스위치 소자(Q51)의 게이트에는 접점(G1)이 접속되고, 스위치 소자(Q52)의 게이트에는 접점(G4)이 접속된다. 또 저항(R51)과 저항(R52)의 접속점에는 비교기(CMP51)의 반전 입력 단자도 접속된다. 비교기(CMP51)의 비반전 입력 단자에는 접점(G2)이 접속되고, 비교기(CMP51)의 출력 단자에는 접점(G3)이 접속된다.

[발진 제어부(16)의 구성]

도 9는, 발진 제어부(16)의 회로도이다. 발진 제어부(16)는 출력 전압 상한 제어부(161)와, 온 트리거 발생부(162)와, 온 폭 제어부(163)와, NAND게이트로 구성되는 플립플롭(FF61)과, 인버터(INV61)과, 부정 논리곱(NAND61)을 구비한다.

출력 전압 상한 제어부(161)에는, 접점(H5),(H6)과 온 폭 제어부(163)가 접속된다. 온 폭 제어부(163)에는 접점(H6)과, 플립플롭(FF61)의 제2 리셋 단자도 접속된다. 플립플롭(FF61)의 세트 단자에는 온 트리거 발생부(162)가 접속되고, 플립플롭(FF61)의 제1 리셋 단자에는 접점(H4)이 접속된다. 부정 논리곱(NAND61)의 4개의 입력 단자에는 각각 접점(H1)∼(H3) 및 플립플롭(FF61)의 출력 단자가 접속된다. 부정 논리곱(NAND61)의 출력 단자에는 인버터(INV61)의 입력 단자가 접속되고, 인버터(INV61)의 출력 단자에는 접점(H7)이 접속된다.

[발진 정지 제어부(17)의 구성]

도 10은, 발진 정지 제어부(17)의 회로도이다. 발진 정지 제어부(17)는 NAND게이트로 구성되는 플립플롭(FF71)과, 인버터(INV71)과, 부정 논리곱(NAND71)을 구비한다.

플립플롭(FF71)의 리셋 단자에는 접점(J5)이 접속되고, 플립플롭(FF71)의 출력 단자에는 접점(J2)이 접속되고, 플립플롭(FF71)의 반전 출력 단자에는 접점(J1),(J7)이 접속된다. 플립플롭(FF71)의 세트 단자에는 부정 논리곱(NAND71)의 출력 단자가 접속되고, 부정 논리곱(NAND71)의 2개의 입력 단자 중 한쪽에는 접점(J4)이 접속되고, 부정 논리곱(NAND71)의 2개의 입력 단자 중 다른 쪽에는 인버터(INV71)의 출력 단자가 접속된다. 인버터(INV71)의 입력 단자에는 접점(J3),(J6)이 접속된다.

[양단 전압 검출부(18)의 구성]

도 11은, 양단 전압 검출부(18)의 회로도이다. 양단 전압 검출부(18)는 인버터(INV81)과, N채널MOSFET으로 구성되는 스위치 소자(Q81)와, 저항(R81)을 구비한다.

스위치 소자(Q81)의 게이트에는 접점(K2)이 접속되고, 스위치 소자(Q81)의 소스에는 기준 전위원(GND)이 접속되고, 스위치 소자(Q81)의 드레인에는 저항(R81)을 통해 제어 전압원(VDD)이 접속된다. 이 제어 전압원(VDD)에는, 저항(R81)을 통해 인버터(INV81)의 입력 단자도 접속된다. 인버터(INV81)의 출력 단자에는 접점(K1),(K3)이 접속된다.

[노멀 모드에서의 제어 회로(2)의 동작]

이상의 구성을 구비하는 제어 회로(2)에 대해서, 우선 노멀 모드에서의 동작을 상술한 도 1∼도 11을 사용하여 이하에 설명하기로 한다.

노멀 모드에서는, 도 1의 모드 전환 신호 생성부(70)가 포토 트랜지스터(PT1)를 온 상태로 한다. 그러면 캐패시터(C4)는 저항(R1) 및 포토 트랜지스터(PT1)에 의해 방전되어 캐패시터(C4)의 양단 전압이 거의 제로까지 저하된다. 이에 따르면 도 3에 도시한 바와 같이, 단자(P1)를 통해 캐패시터(C4)에 접속되는 제2 제어부(12)의 접점(BO)의 전압도 저하되어 도 5의 스위치 소자(Q22)가 오프 상태가 된다.

또 스위치 소자(Q21)의 게이트에는 저항(R21), 접점(B1) 및 도 3의 단자(P4)를 통해 도 1의 캐패시터(C5)가 접속되고, 이 캐패시터(C5)는 다이오드(D1)를 통해 제어 코일(T2)에 병렬 접속되어 있다. 여기에서 노멀 모드에서는, 상술한 바와 같이 스위치 소자(Q1)가 발진하기 때문에 제어 코일(T2)의 양단에는 전압이 발생한다. 따라서 캐패시터(C5)의 양단 전압은 제어 코일(T2)의 양단에 발생한 전압과 거의 동일해진다. 따라서 도 5의 스위치 소자(Q21)에 게이트 전압이 인가되게 된다. 그런데 스위치 소자(Q21)는 비교기(CMP21), 플립플롭(FF21) 및 스위치 소자(Q23)에 의해 오프 상태가 된다.

구체적으로는 비교기(CMP21)의 반전 입력 단자에는, 접점(B8) 및 도 3의 단자(P1)를 통해 캐패시터(C4)가 접속된다. 비교기(CMP21)는 캐패시터(C4)의 양단 전압과 직류 전원Vref의 양극의 전압을 비교하여 캐패시터(C4)의 양단 전압이 Vth2 미만이면 H레벨 전압을 출력한다.

여기에서 노멀 모드에서는, 상술한 바와 같이 캐패시터(C4)의 양단 전압이 거의 제로까지 저하되기 때문에 캐패시터(C4)의 양단 전압이 Vth2 미만이 되고, 그 결과 비교기(CMP21)는 H레벨 전압을 출력한다. 이 H레벨 전압은 플립플롭(FF21)의 리셋 단자에 인가된다. 반면 캐패시터(C4)의 양단 전압은 Vth3 미만이기도 하므로 단자(P1) 및 양단 전압 검출부(18)의 접점(K2)을 통해 캐패시터(C4)에 게이트가 접속되는 도 11의 스위치 소자(Q81)가 오프 상태가 되어 인버터(INV81)가 L레벨 전압을 출력한다. 이 L레벨 전압은 접점(K3) 및 도 3의 제2 제어부(12)의 접점(B9)을 통해 도 5의 플립플롭(FF21)의 세트 단자에 인가된다.

이상으로 플립플롭(FF21)은, 리셋 단자에 H레벨 전압이 인가됨과 동시에 세트 단자에 L레벨 전압이 인가된다. 따라서 플립플롭(FF21)의 출력 단자에서 H레벨 전압이 출력되어 스위치 소자(Q23)가 온 상태가 된다. 이에 따르면 스위치 소자(Q21)의 게이트 전압이 떨어져 스위치 소자(Q21)가 오프 상태가 된다.

도 5의 드라이브부(123)는, 스위치 소자(Q21),(Q22) 중 적어도 어느 하나가 오프 상태이면 스위치 소자(Q24)를 온 상태로 한다. 따라서 상술한 바와 같이 스위치 소자(Q21),(Q22)가 모두 오프 상태이기 때문에 스위치 소자(Q24)가 온 상태가 되고, 그 결과 접점(B4)과 기준 전위원(GND)이 도통한다.

접점(B4)은 도 3의 제어 전력 공급 스위치부(11)의 접점(A3)에 접속되고, 접점(A3)은 도 4의 스위치 소자(Q11)의 게이트에 접속된다. 따라서 상술한 바와 같이 접점(B4)과 기준 전위원(GND)이 도통하면 스위치 소자(Q11)가 온 상태가 되어 접점(A1)과 접점(A4)이 도통한다.

접점(A1)은 도 3의 제2 제어부(12)의 접점(B2), 도 5의 접점(B1) 및 도 3의 단자(P4)를 통해 캐패시터(C5)에 접속되어 있다. 따라서 스위치 소자(Q11)가 온 상태가 되면, 캐패시터(C5)의 양단 전압이 제1 제어부(10)에 공급되게 된다. 제1 제어부(10)에 캐패시터(C5)의 양단 전압이 공급되면 제어 전압 생성부(21)는, 제어 전압원(VDD)으로서 제어 회로(2)의 여러가지 회로에 제어 전압을 공급한다. 이에 따르면 제어 회로(2)의 여러가지 회로가 동작하여 도 9의 온 트리거 발생부(162)에서 출력되는 주기적인 신호에 따라 도 1의 스위치 소자(Q1)의 게이트에 제어 신호가 공급되어 스위치 소자(Q1)가 발진하게 된다.

[스탠바이 모드에서의 제어 회로(2)의 동작]

다음으로, 스탠바이 모드에서의 제어 회로(2)의 동작을 상술한 도 1∼도 11과 후술하는 도 12를 사용하여 이하에 설명하기로 한다.

도 12는, 스탠바이 모드에서의 제어 회로(2)의 타이밍 차트이다. V_P2는 단자(P2)의 전압을 나타내고, V_C4는 도 1의 캐패시터(C4)의 양단 전압을 나타낸다. ST_Q1은 도 1의 스위치 소자(Q1)의 상태를 나타내고, V_C5는 도 1의 캐패시터(C5)의 양단 전압을 나타낸다. ST₁₃은 도 6의 기동 회로부(13)의 상태를 나타낸다. ST_Q11은 도 4의 스위치 소자(Q11)의 상태를 나타내고, ST_CMP51은 도 8의 비교기(CMP51)의 상태를 나타낸다.

우선, 시각t1에서 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 제로이다. 따라서 도 5의 스위치 소자(Q22)가 오프 상태이다.

또 도 3의 캐패시터(C4)에는 단자(P1) 및 양단 전압 검출부(18)의 접점(K2)을 통해 도 11의 스위치 소자(Q81)의 게이트가 접속된다. 따라서 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 제로이면 스위치 소자(Q81)가 오프 상태가 되어 인버터(INV81)의 출력 단자로부터 L레벨 전압이 출력된다. 이 L레벨 전압은 접점(K3) 및 도 3의 제2 제어부(12)의 접점(B9)을 통해 도 5의 플립플롭(FF21)의 세트 단자에 인가된다. 따라서 플립플롭(FF21)의 출력 단자로부터 H레벨 전압이 출력되어 스위치 소자(Q23)가 온 상태가 된다. 따라서 상술한 바와 같이 스위치 소자(Q21)의 게이트 전압이 떨어져 스위치 소자(Q21)가 오프 상태이다.

이상으로 스위치 소자(Q21),(Q22)가 모두 오프 상태이므로 상술한 바와 같이 드라이브부(123)가 스위치 소자(Q24)를 온 상태로 하여 도 4의 스위치 소자(Q11)가 온 상태이다.

이에 따르면 도 1의 캐패시터(C5)의 양단 전압V_C5가 제1 제어부(10)에 공급되고 제어 전압원(VDD)으로부터 제어 회로(2)의 여러가지 회로에 제어 전압이 공급되게 된다.

제1 제어부(10)에 공급된 제어 전압은, 도 3의 저전압 오동작 방지 회로부(15)의 접점(G2)을 통해 도 8의 비교기(CMP51)의 비반전 입력 단자에 인가된다. 비교기(CMP51)는 히스테리시스 특성을 가지고 비반전 입력 단자의 전압이 제1 문턱 전압 이상인 경우에 H레벨 전압을 출력하고, 비반전 입력 단자의 전압이 제1 문턱 전압보다 낮은 제2 문턱 전압 이하인 경우에 L레벨 전압을 출력한다. 여기에서 제1 제어부(10)에 공급된 제어 전압은 제1 문턱 전압보다 높다. 따라서 제1 제어부(10)에 공급된 제어 전압이 비반전 입력 단자에 인가되면 비교기(CMP51)의 출력 단자로부터 H레벨 전압이 출력되어 접점(G3)의 전압이 H레벨이다.

이 H레벨 전압은 도 3의 정전류 공급부(14)의 접점(F1)을 통해 도 7의 플립플롭(FF41)의 리셋 단자에 인가된다. 반면 시각t1에서는 출력 전압이 상한 전압에 도달하였기 때문에 도 9의 출력 전압 상한 제어부(161)는 L레벨 전압을 출력한다. 이 L레벨 전압은 접점(H5), 도 3의 발진 정지 제어부(17)의 접점(J6), 도 10의 접점(J3) 및 도 3의 정전류 공급부(14)의 접점(F2)을 통해 도 7의 플립플롭(FF41)의 세트 단자에 인가된다.

이상으로 플립플롭(FF41)은, 리셋 단자에 H레벨 전압이 인가됨과 동시에 세트 단자에 L레벨 전압이 인가된다. 따라서 플립플롭(FF41)의 출력 단자로부터 H레벨 전압이 출력되고, 인버터(INV41)에서 L레벨 전압으로 변환되어 스위치 소자(Q42)가 온 상태가 된다. 이에 따르면 전류원(S42)에서 출력되는 정전류가 스위치 소자(Q42), 접점(F5), 도 3의 단자(P1)를 통해 캐패시터(C4)에 공급되어 캐패시터(C4)가 충전되게 된다.

또 플립플롭(FF41)의 출력 단자에서 출력되는 H레벨 전압은 부정 논리곱(NAND41)의 2개의 입력 단자 중 한쪽으로도 인가된다. 반면 부정 논리곱(NAND41)의 2개의 입력 단자 중 다른 쪽에는 접점(F3) 및 도 3의 양단 전압 검출부(18)의 접점(K1)을 통해 도 11의 인버터(INV81)의 출력 단자로부터 L레벨 전압이 인가된다. 따라서 도 7의 스위치 소자(Q41)는 오프 상태가 되기 때문에 전류원(S41)으로부터는 캐패시터(C4)에 정전류가 공급되지 않게 된다.

이상에 의하면, 시각t1에서 전류원(S42)에서 공급되는 정전류에 의해 캐패시터(C4)의 충전이 개시되고, 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4는 시간이 경과함에 따라 상승하여 시각t2에서는 Vth3가 된다.

다음으로 시각t2에서 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3이 되면, 도 11의 스위치 소자(Q81)가 온 상태가 된다. 그러면 인버터(INV81)의 출력 단자로부터는 H레벨 전압이 출력되고, 이 H레벨 전압은 접점(K1), 도 3의 정전류 공급부(14)의 접점(F3)을 통해 도 7의 부정 논리곱(NAND41)의 2개의 입력 단자 중 다른 쪽으로 인가된다. 따라서 도 7의 스위치 소자(Q41)가 온 상태가 되어 전류원(S41)에서 출력되는 정전류가 스위치 소자(Q41), 접점(F4), 도 3의 단자(P1)를 통해 캐패시터(C4)로 공급되어 캐패시터(C4)가 충전되게 된다.

이상에 의하면, 시각t2에서 전류원(S41)에서 공급되는 정전류와, 전류원(S42)에서 공급되는 정전류에 의해 캐패시터(C4)의 충전이 개시되고, 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4는 시간이 경과함에 따라 상승하여 시각t3에서는 Vth2가 된다.

또 시각t2에서 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3가 되면, 도 3의 기동 회로부(13)의 접점(E3)의 전압이 Vth3가 되어 도 6의 스위치 소자(Q35)가 온 상태가 된다. 따라서 스위치 소자(Q31)의 게이트 전압이 떨어져 스위치 소자(Q31)가 오프 상태가 된다.

이상에 의하면, 시각t2에서 스위치 소자(Q31)가 오프 상태로 고정되어 기동 회로부(13)의 동작이 금지되게 된다.

또 시각t2에서 도 9의 출력 전압 상한 제어부(161)는, 출력 전압이 상한 전압에 도달했다고 보고 L레벨 전압을 출력한다. 이 L레벨 전압은, 접점(H5) 및 도 3의 발진 정지 제어부(17)의 접점(J6)을 통해 도 10의 인버터(INV71)의 입력 단자에 인가되고, H레벨 전압이 부정 논리곱(NAND71)의 2개의 입력 단자 중 다른 쪽에 인가된다. 반면 부정 논리곱(NAND71)의 2개의 입력 단자 중 한쪽에는, 접점(J4) 및 도 3의 양단 전압 검출부(18)의 접점(K3)을 통해 도 11의 인버터(INV81)의 출력 단자로부터 H레벨 전압이 인가된다.

이상으로 도 10의 부정 논리곱(NAND71)의 출력 단자로부터는 L레벨 전압이 출력되고, 이 L레벨 전압은 플립플롭(FF71), 접점(J7), 도 3의 발진 제어부(16)의 접점(H4) 및 도 9의 플립플롭(FF61)을 통해 부정 논리곱(NAND61)의 4개의 입력 단자 중 하나에 인가된다. 이에 따르면 부정 논리곱(NAND61)의 4개의 입력 단자 중 다른 3개에 어떠한 전압이 인가되든지간에 부정 논리곱(NAND61)의 출력 단자로부터는 H레벨 전압이 출력된다. 이 H레벨 전압은, 인버터(INV61)에서 L레벨 전압으로 변환된 후 접점(H7) 및 도 3의 단자(P6)를 통해 도 1의 스위치 소자(Q1)의 게이트에 인가된다.

이상에 의하면, 시각t2에서 스위치 소자(Q1)가 오프 상태로 고정되어 스위치 소자(Q1)가 발진 금지가 된다.

또 시각t2에서, 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3이 되면 도 5의 스위치 소자(Q22)가 온 상태가 된다. 반면 스위치 소자(Q21)는 도 5의 비교기(CMP21), 플립플롭(FF21) 및 스위치 소자(Q23)에 의해 오프 상태로 유지된다.

구체적으로는 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4는 시각t2에서는 Vth2보다 낮은 Vth3이기 때문에 비교기(CMP21)는 H레벨 전압을 출력한다. 따라서 플립플롭(FF21)의 리셋 단자에는 H레벨 전압이 인가된다. 반면 플립플롭(FF21)의 세트 단자에는, 접점(B9) 및 도 3의 양단 전압 검출부(18)의 접점(K3)을 통해 도 11의 인버터(INV81)의 출력 단자로부터 H레벨 전압이 인가된다.

이상으로 플립플롭(FF21)은, 리셋 단자에 H레벨 전압이 인가됨과 동시에 세트 단자에 H레벨 전압이 인가된다. 따라서 플립플롭(FF21)의 출력 단자로부터는, 유지되기 전의 상태로부터 변화 없이 H레벨 전압이 출력되어 스위치 소자(Q23)가 온 상태로 유지된다. 이에 따르면 상술한 바와 같이 스위치 소자(Q21)의 게이트 전압이 떨어져 스위치 소자(Q21)가 오프 상태로 유지된다.

이상으로 시각t2에서 스위치 소자(Q22)가 온 상태가 되지만 스위치 소자(Q21)가 오프 상태로 유지되어 있다. 드라이브부(123)는 상술한 바와 같이 스위치 소자(Q21),(Q22) 중 적어도 어느 하나가 오프 상태이면 스위치 소자(Q24)를 온 상태로 한다. 따라서 스위치 소자(Q24)는 온 상태로 유지되고, 이 스위치 소자(Q24)를 통해 접점(B4)과 기준 전위원(GND)이 도통한다.

이상에 의하면, 시각t2에서 도 4의 스위치 소자(Q11)는 온 상태로 유지된다.

다음으로 시각t3에서 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth2가 되면, 도 5의 비교기(CMP21)가 L레벨 전압을 출력하기 때문에 스위치 소자(Q23)가 오프 상태가 되고, 스위치 소자(Q21)의 게이트에는 저항(R21), 접점(B1) 및 도 3의 단자(P4)를 통해 캐패시터(C5)의 양단 전압이 인가되게 된다. 따라서 스위치 소자(Q21)가 온 상태가 된다. 드라이브부(123)는 상술한 바와 같이 스위치 소자(Q21),(Q22) 중 적어도 어느 하나가 오프 상태이면 스위치 소자(Q24)를 온 상태로 하지만, 스위치 소자(Q21),(Q22)가 모두 온 상태이면 스위치 소자(Q24)를 오프 상태로 한다. 이에 따르면 도 4의 스위치 소자(Q11)의 게이트에는 접점(A3), 도 3의 제2 제어부(12)의 접점(B4), 드라이브부(123), 접점(B1) 및 도 3의 단자(P4)를 통해 캐패시터(C5)의 양단 전압이 인가된다.

이상에 의하면, 시각t3에서 스위치 소자(Q11)의 게이트가 드라이브되지 않게 되어 스위치 소자(Q11)가 오프 상태가 된다. 따라서 제1 제어부(10)로의 캐패시터(C5)의 양단 전압V_C5의 공급이 정지되고, 제어 회로(2)의 여러가지 회로로의 제어 전압원(VDD)으로부터의 제어 전압의 공급이 정지되게 된다. 이에 따르면 제1 제어부(10)의 동작이 정지함과 동시에 제2 제어부(12) 중 비교기(CMP21)와 플립플롭(FF21)과 인버터(INV21)의 동작도 정지하게 된다. 즉, 스위치 소자(Q11)가 오프 상태가 되면 제1 제어부(10)뿐만 아니라 제2 제어부(12)의 일부도 동작을 정지한다.

또 시각t3에서, 전류원(S41)에서 공급되는 정전류와, 전류원(S42)에서 공급되는 정전류에 의해 캐패시터(C4)의 충전이 정지된다. 따라서 캐패시터(C4)가 저항(R1)에 의해 방전됨으로써 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4는 시간이 경과함에 따라 저하된다.

또 시각t3에서, 상술한 바와 같이 도 5의 접점(B4)의 전압이 H레벨이기 때문에 캐패시터(C21)가 충전되게 된다.

다음으로 시각t4에서, 도 1의 출력 전압 하한 검출부(60)가 출력 전압이 하한 전압까지 저하된 것을 검출하여 포토 트랜지스터(PT1)를 온 상태로 한다. 그러면 캐패시터(C4)가 급속하게 방전되어 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4는 제로가 된다.

시각t4에서, 상술한 바와 같이 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 제로가 되면 도 5의 스위치 소자(Q22)가 오프 상태가 되기 때문에 상술한 바와 같이 도 4의 스위치 소자(Q11)가 온 상태가 된다.

이상에 의하면, 시각t4에서 스위치 소자(Q11)가 온 상태가 되어 제어 회로(2)의 여러가지 회로에 제어 전압이 공급되기 때문에 도 1의 스위치 소자(Q1)가 발진 가능하게 된다.

또 시각t4에서, 상술한 바와 같이 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 제로가 되면, 도 3의 단자(P1) 및 기동 회로부(13)의 접점(E3)을 통해 캐패시터(C4)에 게이트가 접속되는 도 6의 스위치 소자(Q35)가 오프 상태가 된다. 따라서 스위치 소자(Q31)의 오프 상태 고정이 해제된다. 이에 따르면 기동 회로부(13)의 동작 금지가 해제된다.

그런데 시각t4에서, 상술한 바와 같이 충전된 도 5의 캐패시터(C21)의 양단 전압에 의해 스위치 소자(Q25)는 온 상태로 되어 있다. 따라서 인버터(INV21), 접점(B5) 및 도 3의 기동 회로부(13)의 접점(E1)을 통해 도 6의 스위치 소자(Q32)의 게이트에 H레벨 전압이 인가되어 스위치 소자(Q32)가 온 상태가 된다. 이에 따르면 스위치 소자(Q31)의 게이트 전압이 떨어져 스위치 소자(Q31)가 오프 상태가 된다.

이상에 의하면, 시각t4에서 스위치 소자(Q31)가 오프 상태가 되어 기동 회로부(13)의 동작이 정지되게 된다.

또 시각t4에서, 상술한 바와 같이 스위치 소자(Q25)가 온 상태로 되어 있다. 따라서 인버터(INV21), 접점(B6) 및 도 3의 저전압 오동작 방지 회로부(15)의 접점(G1)을 통해 도 8의 스위치 소자(Q51)의 게이트에 H레벨 전압이 인가된다. 따라서 스위치 소자(Q51)가 온 상태가 되고, 저항(R52)에는 저항(R53)이 병렬 접속되게 된다. 이에 따르면 비교기(CMP51)가 이용하는 문턱 전압은 상술한 제2 문턱 전압에 고정되게 된다.

이상에 의하면, 시각t4에서 비교기(CMP51)가 이용하는 문턱 전압은 제2 문턱 전압에 고정되게 된다.

다음으로 시각t5에서, 상술한 바와 같이 충전된 도 5의 캐패시터(C21)의 양단 전압이, 도 6의 스위치 소자(Q32) 및 도 8의 스위치 소자(Q51)가 모두 오프 상태가 될 때까지 저하된다. 아울러 시각t4∼t5까지의 시간은, 도 5의 시정수 회로(122)의 시정수에 의해 정해진다.

이상에 의하면, 시각t5에서 기동 회로부(13)의 동작 정지가 해제되어 기동 회로부(13)가 동작 가능하게 됨과 동시에 비교기(CMP51)가 이용하는 문턱 전압이 제2 문턱 전압에 고정되어 있던 것이 해제된다.

시각t6∼t8에서는, 제어 회로(2)는 시각t1∼t3과 같이 동작한다.

이상의 절연형 스위칭 전원(1)에 의하면 이하의 효과를 나타낼 수 있다.

절연형 스위칭 전원(1)은, 예를 들면 도 12의 시각t2∼t4까지의 기간 중 시각t3∼t4까지의 기간과 같이 스탠바이 모드에서의 스위칭 휴지 기간 중 일부 기간에 도 4의 스위치 소자(Q11)를 오프 상태로 하여 도 1의 캐패시터(C5)에서 제1 제어부(10)로의 전력 공급을 정지한다. 따라서 스탠바이 모드에서의 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 줄일 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은 정전류 공급부(14)에서 캐패시터(C4)로의 전류 공급을, 예를 들면 도 12의 시각t1∼t3까지의 기간이나 시각t6∼t8까지의 기간과 같이, 제1 제어부(10)가 도 1의 캐패시터(C5)로부터 전력 공급을 받고 있는 기간 내에 수행한다. 따라서 정전류 공급부(14)를 제1 제어부(10)에 편입시킬 수 있어 스탠바이 모드에서의 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 상술한 바와 같이 스탠바이 모드에서의 스위칭 휴지 기간 중 일부 기간에 도 4의 스위치 소자(Q11)를 오프 상태로 하여 도 1의 캐패시터(C5)에서 제1 제어부(10)로의 전력 공급을 정지한다. 따라서 스탠바이 모드에서의 스위칭 휴지 기간에 도 1의 캐패시터(C5)의 양단 전압을 0V로 하지 않고 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 줄일 수 있다. 따라서 스탠바이 모드에서 스위칭 휴지 기간에서 발진 기간으로 이행시킬 때에 기동 회로부(13)를 동작시킬 필요가 없기 때문에 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 충분히 줄일 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 출력 전압이 하한 전압 이하가 된 것을 도 1의 출력 전압 하한 검출부(60)에 검출하면, 예를 들면 도 12의 시각t4와 같이 포토 트랜지스터(PT1)를 온 상태로 하여 캐패시터(C4)를 급격하게 방전시킨다. 이에 따르면 제2 제어부(12)가 도 4의 스위치 소자(Q11)를 온 상태로 하여 도 1의 스위치 소자(Q1)의 스위칭이 재개된다. 따라서 출력 전압이 하한 전압 미만이 되는 것을 방지할 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 출력 전압이 하한 전압 이하가 된 것을 도 1의 출력 전압 하한 검출부(60)에서 검출한 경우와, 노멀 모드에서 동작하는 경우에 포토 트랜지스터(PT1)를 온 상태로 한다. 따라서 상술한 2가지 경우에 대해 포토 트랜지스터(PT1)를 공용할 수 있기 때문에 스탠바이 모드에서의 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력 절감을 저비용으로 실현할 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)에서는 캐패시터(C21)는, 예를 들면 도 12의 시각t3∼t4까지의 기간과 같이 도 4의 스위치 소자(Q11)가 오프 상태인 기간에 충전된다. 따라서 절연형 스위칭 전원(1)으로의 전원 투입이 개시된 경우와, 스탠바이 모드에서 도 1의 캐패시터(C5)에서 제1 제어부(10)로의 전력 공급을 재개한 경우를, 도 5의 캐패시터(C21)의 양단 전압에 의해 식별할 수 있다. 따라서 스탠바이 모드에서 도 1의 캐패시터(C5)에서 제1 제어부(10)로의 전력 공급을 재개했을 때 절연형 스위칭 전원(1)으로의 전원 투입이 개시된 경우와는 다른 동작으로 하여, 제1 제어부(10)로의 전력 공급을 재개했을 때에 적합한 동작을 할 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 도 1의 캐패시터(C4)에 저항(R1)이 병렬 접속된다. 따라서 스탠바이 모드에서 절연형 스위칭 전원(1)을 출력할 수 있는 능력을 초과한 피크 부하를 취하는 이상이 발생할 때 포토 트랜지스터(PT1)를 온 상태로 함으로써 캐패시터(C4)를 방전할 수 없는 경우에도 캐패시터(C4)를 저항(R1)으로 방전시킬 수 있다. 따라서 저항(R1) 및 캐패시터(C4)의 용량이나 잔존 전압으로 정해지는 시간에 기동 회로부(13)의 동작이나 제1 제어부(10)로의 전력 공급을 재개할 수 있어 절연형 스위칭 전원(1)을 이상 상태에서 정상 상태로 복귀시킬 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 도 1의 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3 이상인지 여부에 따라 캐패시터(C4)의 충전을, 도 7의 전류원(S42)에서 출력되는 전류만으로 수행할지, 전류원(S41),(S42)의 각각에서 출력되는 전류로 수행할지를 제어한다. 따라서 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4를 상승시킬 필요가 없는 경우의 손실을 줄임과 동시에 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4를 상승시킬 필요가 있는 경우에 캐패시터(C4)를 급속 충전할 수 있다. 따라서 제1 제어부(10)에 전력 공급을 하는 기간의 간헐 발진 주기에 대한 비율을 낮출 수 있어 스탠바이 모드에서의 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 예를 들면 도 12의 시각t3와 같이 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth2 이상이 되면, 도 4의 스위치 소자(Q11)를 오프 상태로 한다. 따라서 스위치 소자(Q11)가 온 상태인 기간, 즉 제1 제어부(10)로의 전력 공급이 수행되고 있는 기간에 도 1의 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4를 Vth2까지 상승시킬 수 있다. 따라서 캐패시터(C4)에 전하가 남아 있는 상태를 장기화할 수 있어 간헐 발진 주기를 장기화할 수 있기 때문에, 그 결과 스탠바이 모드에서의 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 예를 들면 도 12의 시각t2와 같이 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3 이상이고 또한 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 스위치 소자(Q1)의 스위칭을 정지한다. 따라서 출력 전압이 상한 전압에 도달하면 즉시 발진을 중지시킬 수 있기 때문에 간헐 발진 주기에 대한 발진 기간의 비율, 즉 간헐 발진의 발진 듀티를 낮출 수 있어 단위 시간당 스위치 소자(Q1)의 발진 횟수를 감소시킬 수 있다. 따라서 스탠바이 모드에서의 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3 이상이고 또한 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 스위치 소자(Q1)의 스위칭을 정지한다. 따라서 출력 전압에 따른 스위치 소자(Q1)의 스위칭 제어를 할 수 있어 출력 전압이 상한 전압보다 높아지는 것을 방지할 수 있다. 여기에서 절연형 스위칭 전원(1)은, 상술한 바와 같이 출력 전압이 하한 전압 미만이 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 절연형 스위칭 전원(1)은 출력 전압의 상한 및 하한을 제어할 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 예를 들면 도 12의 시각t1과 같이 제1 제어부(10)에 전력 공급을 하는 기간에 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면, 정전류 공급부(14)에서 캐패시터(C4)로의 전류 공급을 개시한다. 따라서 제1 제어부(10)에 전력 공급을 하는 기간이라도, 출력 전압이 상한 전압까지 상승하지 않으면 캐패시터(C4)는 충전되지 않는다. 따라서 출력 전압이 어느 정도 확보된 후에야 캐패시터(C4)를 충전할 수 있어 오동작을 방지할 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 예를 들면 도 12의 시각t2와 같이, 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3 이상이 되면 기동 회로부(13)의 동작을 금지한다. 따라서 제1 제어부(10)로의 전력 공급을 정지해도 기동 회로부(13)가 동작하지 않기 때문에, 도 1의 캐패시터(C5)의 양단 전압을 감시하여 기동 회로부(13)의 동작을 정지시키는 특별한 회로를 설치하지 않고 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 예를 들면 도 12의 시각t4와 같이 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3 미만이 되면, 제2 제어부(12)가 도 4의 스위치 소자(Q11)를 온 상태로 하여 도 1의 스위치 소자(Q1)의 스위칭을 개시한다. 따라서 출력 전압이 지나치게 낮아지기 전에 스위치 소자(Q1)의 스위칭을 개시시킬 수 있어 출력 전압이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은, 예를 들면 도 12의 시각t4와 같이 캐패시터(C4)의 양단 전압V_C4가 Vth3 미만이 되면 기동 회로부(13)의 동작 금지를 해제한다. 따라서 스탠바이 모드에서의 스위칭 휴지 기간에 만일 기동 회로부(13)를 동작시키지 않으면 안되는 전압으로까지 도 1의 캐패시터(C5)의 양단 전압이 낮아졌을 때에는 기동 회로부(13)를 동작시킬 수 있어 출력 전압이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은 스탠바이 모드에서, 예를 들면 도 12의 시각t4∼t5까지의 기간과 같이, 오프 상태인 도 4의 스위치 소자(Q11)를 온 상태로 한 후에 도 5의 시정수 회로(122)의 시정수에 의해 정해지는 시간이 경과하기까지의 기간에는 기동 회로부(13)의 동작을 정지시킨다. 따라서 동작시킬 필요가 없음에도 불구하고 기동 회로부(13)가 동작하는 것을 방지할 수 있기 때문에 스탠바이 모드에서의 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

또 절연형 스위칭 전원(1)은 스탠바이 모드에서, 예를 들면 도 12의 시각t4∼t5까지의 기간과 같이, 오프 상태인 도 4의 스위치 소자(Q11)를 온 상태로 한 후에 도 5의 시정수 회로(122)의 시정수에 의해 정해지는 시간이 경과하기까지의 기간에는 도 8의 비교기(CMP51)가 이용하는 문턱 전압을 제2 문턱 전압으로 고정한다. 따라서 간헐 발진 주기를 길게 해도 기동 회로부(13)를 동작시키지 않고 도 1의 스위치 소자(Q1)의 스위칭 제어를 즉시 개시할 수 있기 때문에 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 더 줄일 수 있다. 바꿔 말하면 기동 회로부(13)를 동작시킬 수 없어도 도 1의 스위치 소자(Q1)의 스위칭 제어를 즉시 개시할 수 있는 기간을 장기화할 수 있기 때문에, 절연형 스위칭 전원(1)의 소비전력을 더 줄일 수 있다.

본 출원은 2010년 7월 14일에 일본에 본 출원인에 의해 출원된 일본특원2010-159483호에 기초한 것으로서, 그 모든 내용은 참조에 의해 본 출원에 편입된다.

본 발명은 상술한 실시형태로 한정되지는 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 변형이나 응용이 가능하다.

예를 들면 상술한 실시형태에서는, 도 7의 정전류 공급부(14)는 캐패시터(C4)에 정전류를 공급하는 것으로 되어 있으나, 이에 한정되지 않고 캐패시터(C4)에 전류를 공급하는 것으로 해도 좋다. 캐패시터(C4)에 전류를 공급하는 것은, 예를 들면 도 7의 전류원(S41),(S42)의 적어도 어느 하나를 저항으로 치환함으로써 실현할 수 있다. 도 7의 전류원(S41),(S42)의 적어도 어느 하나를 저항으로 바꾼 경우에도 상술한 효과와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

또 상술한 실시형태에서 출력 전압 상한 검출부(50)는, 출력 전압V_OUT이 상한 전압 이상이면 포토 트랜지스터(PT2)를 온 상태로 하는 것으로 하였다. 이 상한 전압에 대해서 노멀 모드와 스탠바이 모드에서 동일한 전압 레벨로 설정해도 좋고 노멀 모드와 스탠바이 모드에서 다른 전압 레벨로 설정해도 좋다. 예를 들면, 노멀 모드와 스탠바이 모드에서 상술한 상한 전압을 동일한 전압 레벨로 설정한 경우에는 노멀 모드에서의 출력 전압V_OUT과 스탠바이 모드에서의 출력 전압V_OUT의 최대치가 동일해진다. 또 노멀 모드와 스탠바이 모드에서 상술한 상한 전압을 다른 전압 레벨로 설정한 경우, 보다 구체적으로는 노멀 모드에서의 상한 전압을 스탠바이 모드에서의 하한 전압과 동일한 전압 레벨로 설정한 경우에는 노멀 모드에서의 출력 전압V_O _UT과 스탠바이 모드에서의 출력 전압V_OUT의 최소치가 동일해진다.

1; 절연형 스위칭 전원
2; 제어 회로
10; 제1 제어부
11; 제어 전력 공급 스위치부
12; 제2 제어부
13; 기동 회로부
14; 정전류 공급부
15; 저전압 오동작 방지 회로부
16; 발진 제어부
17; 발진 정지 제어부
18; 양단 전압 검출부
50; 출력 전압 상한 검출부
60; 출력 전압 하한 검출부
70; 모드 전환 신호 생성부
121; 용량 소자부
122; 시정수 회로
123; 드라이브부
C1∼C5,C21; 캐패시터
PT1,PT2; 포토 트랜지스터
Q1,Q11,Q21∼Q25,Q31∼Q35,Q41,Q42,Q51,Q52,Q81; 스위치 소자
S41,S42; 전류원
T; 트랜스

Claims

스위치 소자를 연속 발진 상태 또는 간헐 발진 상태로 스위칭 제어하여 필요한 출력 전압으로 입력 전압에서 변환 제어하는 절연형 스위칭 전원으로서,
상기 스위칭 제어에 필요한 제어 전력을 공급하는 제어 전력 공급원,
상기 제어 전력 공급원으로부터 전력 공급을 받고 있는 기간 중 적어도 일부 기간에 사전에 정해진 전류를 공급하는 전류 공급부를 포함하고, 상기 연속 발진 상태 또는 상기 간헐 발진 상태에서 상기 스위치 소자를 스위칭 제어하는 제1 제어부,
상기 제1 제어부와 상기 제어 전력 공급원을 단락 또는 개방하는 제어 전력 공급 스위치,
상기 간헐 발진 상태에서의 출력 전압에 대응하여 양단 전압이 변화됨과 동시에 상기 전류 공급부에서 전류를 공급받는 제1 캐패시터를 포함하는 용량 소자부,
상기 제1 캐패시터의 양단 전압에 대응하여 상기 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간 중 적어도 일부 기간에는 상기 제어 전력 공급 스위치를 개방시켜 상기 제1 제어부의 전력 공급을 제어하는 제2 제어부,
를 구비하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제1항에 있어서,
상기 전류 공급부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압에 따라 상기 제1 캐패시터에 공급하는 전류값을 변경하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 이상이고 또한 상기 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 상기 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전류 공급부는 상기 제어 전력 공급원에서 상기 제1 제어부로 전력 공급이 수행되고 있는 기간에 상기 출력 전압이 상기 상한 전압 이상이 되면 상기 제1 캐패시터로의 전류 공급을 개시하고,
상기 제1 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 이상이고 또한 상기 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 상기 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
스위치 소자를 연속 발진 상태 또는 간헐 발진 상태로 스위칭 제어하여 필요한 출력 전압으로 입력 전압에서 변환 제어하는 절연형 스위칭 전원으로서,
상기 스위칭 제어에 필요한 제어 전력을 공급하는 제어 전력 공급원,
상기 제어 전력 공급원으로부터 전력 공급을 받고 있는 기간 중 적어도 일부 기간에 사전에 정해진 정전류를 공급하는 정전류 공급부를 포함하고, 상기 연속 발진 상태 또는 상기 간헐 발진 상태에서 상기 스위치 소자를 스위칭 제어하는 제1 제어부,
상기 제1 제어부와 상기 제어 전력 공급원을 단락 또는 개방하는 제어 전력 공급 스위치,
상기 간헐 발진 상태에서의 출력 전압에 대응하여 양단 전압이 변화됨과 동시에 상기 정전류 공급부에서 정전류 공급되는 제1 캐패시터를 포함하는 용량 소자부,
상기 제1 캐패시터의 양단 전압에 대응하여 상기 간헐 발진 상태에서의 스위칭 휴지 기간 중 적어도 일부 기간에는 상기 제어 전력 공급 스위치를 개방시켜 상기 제1 제어부의 전력 공급을 제어하는 제2 제어부,
를 구비하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제5항에 있어서,
상기 정전류 공급부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압에 따라 상기 제1 캐패시터에 공급하는 정전류값을 변경하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 이상이고 또한 상기 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 상기 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 정전류 공급부는 상기 제어 전력 공급원에서 상기 제1 제어부로 전력 공급이 수행되고 있는 기간에 상기 출력 전압이 상기 상한 전압 이상이 되면 상기 제1 캐패시터로의 정전류 공급을 개시하고,
상기 제1 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제2 설정 전압 이상이고 또한 상기 출력 전압이 상한 전압 이상이 되면 상기 스위치 소자의 스위칭을 정지시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 제어부는 상기 용량 소자부를 구비하고,
상기 용량 소자부는 상기 제1 캐패시터와 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자를 구비하고,
상기 제1 캐패시터의 일단에는 상기 제1 스위치 소자의 제어 단자가 접속되고,
상기 제1 캐패시터의 타단에는 상기 제1 스위치 소자의 출력 단자와 상기 제2 스위치 소자의 출력 단자가 접속되고,
상기 제1 스위치 소자의 입력 단자에는 상기 제2 스위치 소자의 제어 단자가 접속됨과 동시에 상기 제2 스위치 소자를 구동하는 구동부를 통해 상기 제어 전력 공급원이 접속되고,
상기 제2 스위치 소자의 입력 단자에는 상기 제어 전력 공급 스위치의 제어 단자가 접속되는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출력 전압이 하한 전압 이하가 되면 상기 제1 캐패시터의 양단 전압을 저하시키는 제1 방전 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제10항에 있어서,
상기 제1 방전 수단은 상기 연속 발진 상태로 이행시키는 상태 전환 신호가 입력되면 상기 제1 캐패시터의 양단 전압을 저하시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간헐 발진 상태에서의 상기 스위칭 휴지 기간에 충전되는 제2 캐패시터를 구비하고,
상기 입력 전압의 공급이 개시된 경우와 상기 간헐 발진 상태에서 상기 제어 전력 공급원에서 상기 제1 제어부로의 전력 공급을 재개한 경우를 상기 제2 캐패시터의 양단 전압에 의해 식별하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 캐패시터에 병렬 접속된 제2 방전 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 제1 설정 전압 이상이 되면, 상기 제어 전력 공급 스위치를 개방시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제3항, 제4항, 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부를 상기 입력 전압에 의해 기동시키는 기동 회로를 구비하고,
상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 상기 제2 설정 전압 이상이 되면 상기 기동 회로의 동작을 금지하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제15항에 있어서,
상기 제1 캐패시터의 양단 전압이 상기 제2 설정 전압 미만이 되면 상기 기동 회로의 동작 금지를 해제함과 동시에 상기 제2 제어부에 의해 상기 제어 전력 공급 스위치를 단락시키는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 간헐 발진 상태에서의 개방 상태의 상기 제어 전력 공급 스위치를 단락시킨 후 제1 시간이 경과하기까지의 특정 기간에는 상기 기동 회로의 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.
제17항에 있어서,
상기 제1 제어부에 공급되고 있는 제어 전압이 제1 문턱 전압 이상인 경우에 상기 기동 회로의 동작을 정지시킴과 동시에 상기 스위치 소자의 스위칭 제어를 개시시키고, 상기 제어 전압이 상기 제1 문턱 전압보다 낮은 제2 문턱 전압 이하인 경우에 상기 기동 회로의 동작을 개시시킴과 동시에 상기 스위치 소자의 스위칭 제어를 정지시키는 특정 제어부를 구비하고,
상기 간헐 발진 상태에서의 상기 특정 기간에는 상기 특정 제어부가 이용하는 문턱 전압을 상기 제2 문턱 전압으로 고정하는 것을 특징으로 하는 절연형 스위칭 전원.