KR20120114017A - A power device using sine signal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전원 장치에 관한 것으로 더욱 자세하게는 전자파 노이즈를 제거하면서 효율을 개선시킨 정현파를 이용하는 전원 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply device, and more particularly, to a power supply device using a sine wave with improved efficiency while removing electromagnetic noise.
종래의 전원 장치는 스위칭 전원을 구형파로 이용하였다. 이와 같이, 스위칭 전원을 구형파로 이용할 경우에는 전자파 노이즈가 빈번하게 발생할 뿐만 아니라 트랜스를 코일의 전류가 0이 되는 지점인 포화 영역에서 사용함으로써, 효율성이 저하되는 문제점이 발생하였다.
The conventional power supply device uses a switching power supply as a square wave. As described above, when the switching power source is used as a square wave, electromagnetic noise is frequently generated, and the transformer is used in a saturation region where the current of the coil becomes zero, resulting in a problem of deterioration in efficiency.
본 발명은 정현파를 생성하고 생성된 정현파를 이용하여 구동하는 동시에 정현파를 출력함으로써 전자파 노이즈를 효율적으로 제거하는 동시에 효율성을 개선시킬 수 있는 정현파를 이용하는 전원 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power supply apparatus using a sinusoidal wave capable of efficiently removing electromagnetic noise and improving efficiency by generating a sinusoidal wave and driving the sinusoidal wave at the same time.
본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치는 외부로부터 상용전원을 공급받아 교류신호를 출력하는 입력부, 입력부로부터 교류신호를 공급받아 직류 전기인 정류신호로 변환하여 출력하는 정류부, 정류부로부터 정류신호를 공급받아 직류로 출력하는 제1 변환부, 제1 변환부로부터 정류된 정류신호를 공급받아 바이어스 신호로 분배하여 출력하는 분배부, 분배부로부터 바이어스 신호를 제공받아 동작하는 스위칭부, 스위칭부가 동작하면 제1 발진신호를 발생하는 발진부 및 발진부로부터 제1 발진신호를 공급받아 제1 발진신호를 제2 발진신호로 변환하여 출력하되 제2 발진신호를 스위칭부에 제공하는 제2 변환부를 포함하는 것이다.In accordance with an embodiment of the present invention, a power supply using a sine wave is provided with an input unit for outputting an AC signal by receiving commercial power from the outside, and a rectifying unit for receiving an AC signal from the input unit and converting the rectified signal into a DC electric current and outputting the rectifying unit. A first converting unit receiving the signal and outputting the direct current, a distributing unit receiving the rectified signal rectified from the first converting unit and distributing it as a bias signal, a switching unit for receiving and operating a bias signal from the distributing unit, and a switching unit In operation, an oscillator for generating a first oscillation signal and a second converter for receiving the first oscillation signal from the oscillator and converting the first oscillation signal into a second oscillation signal and outputting the second oscillation signal are provided to the switching unit. will be.
또한, 스위칭부는 제1 스위칭부와 제2 스위칭부를 포함하고, 제1 스위칭부와 제2 스위칭부는 동시에 턴 온 또는 턴 오프 동작을 하는 것을 포함할 수 있다.The switching unit may include a first switching unit and a second switching unit, and the first switching unit and the second switching unit may simultaneously include turning on or off.
또한, 발진부의 일단은 제1 스위칭부와 전기적으로 연결되고, 발진부의 타단은 제2 스위칭부와 전기적으로 연결되는 것을 포함할 수 있다.In addition, one end of the oscillation unit may be electrically connected to the first switching unit, and the other end of the oscillation unit may include electrically connected to the second switching unit.
또한, 제1 스위칭부와 제2 스위칭부는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)로 형성되는 것을 포함할 수 있다.In addition, the first switching unit and the second switching unit may include being formed of a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
또한, 발진부는 커패시터로 형성되는 것을 포함할 수 있다.In addition, the oscillator may include a capacitor.
또한, 스위칭부에 제2 발진신호가 공급되면 바이어스 신호가 차단되는 것을 포함할 수 있다.
In addition, the bias signal may be blocked when the second oscillation signal is supplied to the switching unit.
본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치는 정현파를 발진하고 발진된 정현파를 이용하여 구동하는 동시에 정현파를 출력함으로써, 전자파 노이즈를 용이하게 제거시킬 수 있는 효과가 있다.The power supply apparatus using the sinusoidal wave according to an embodiment of the present invention has an effect of easily removing electromagnetic noise by oscillating a sinusoidal wave and driving the oscillated sinusoidal wave and outputting a sinusoidal wave.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치는 정현파를 발진하고 발진된 정현파를 이용하여 구동하는 동시에 정현파를 출력함으로써, 코일의 전류가 0이되는 지점인 포화영역이 아닌 코일양단에 계속 전류가 흐르는 상태인 비포화영역에서도 동작할 수 있어 용이하면서도 효율적으로 발진주파수를 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 역률을 대폭 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the power supply apparatus using the sine wave according to an embodiment of the present invention oscillates the sine wave and drives by using the oscillated sine wave and at the same time outputs the sine wave, so that the coil current is not at the saturation region that is the point where the current of the coil is zero, both ends of the coil It can operate in an unsaturated region where current continues to flow, and it is possible to improve the oscillation frequency easily and efficiently, as well as to significantly increase the power factor.
본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치는 정현파를 발진하고 발진된 정현파를 이용하여 구동하는 동시에 정현파를 출력함으로써, 제품의 효율성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The power supply apparatus using the sine wave according to an embodiment of the present invention oscillates the sine wave and drives the sine wave at the same time, thereby outputting the sine wave, thereby improving the efficiency and reliability of the product.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치를 블럭으로 설명하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치의 동작에 따른 파형을 설명하기 위한 것이다.1 is a block diagram of a power supply using a sine wave according to an embodiment of the present invention.
2 is for explaining a power supply using a sine wave according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C illustrate an operation of a power supply apparatus using a sine wave according to an embodiment of the present invention.
4A to 4B illustrate waveforms according to an operation of a power supply apparatus using a sine wave according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치를 블럭으로 설명하기 위한 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치를 설명하기 위한 것이다.1 is a block diagram illustrating a power supply using a sine wave according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is for explaining a power supply using a sine wave according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치(1000)는 입력부(110), 정류부(130), 제1 변환부(150), 분배부(170), 스위칭부(190), 발진부(210) 및 제2 변환부(230)를 포함하여 구성되는 것이다.1 to 2, the
입력부(110)는 외부로부터 상용전원을 공급받아 교류신호를 출력하는 것이다. 이러한 입력부(110)는 외부로부터 상용전원을 실시간 공급받아 교류성분이 포함된 교류신호를 출력하는 것이다.The
정류부(130)는 입력부(110)로부터 교류신호를 공급받아 정류신호로 변환하여 출력하는 것이다. 이러한 정류부(130)는 제1 다이오드(D1) 내지 제4 다이오드(D4)를 포함하여 구성되며, 입력부(110)로부터 교류성분이 포함된 교류신호를 공급받아 정류하는 것이다. 이에 따라 정류부(130)는 교류신호에서 교류성분을 제거한 직류전기인 정류신호를 출력하는 것이다.The
제1 변환부(150)는 정류부(130)로부터 정류신호를 공급받아 직류로 출력하는 것이다. 이러한 제1 변환부(150)는 트랜스포머를 포함하여 구성되며, 정류신호를 공급받아 직류로 출력하는 것이다.The
분배부(170)는 제1 변환부(150)로부터 정류된 직류전기인 정류신호를 공급받아 바이어스 신호로 분배하여 출력하는 것이다. 이러한 분배부(170)는 제1 저항 내지 제4 저항으로 구성되며, 배치되는 제1 저항 내지 제4 저항의 저항값에 따라 직류전기인 정류신호를 분배하여 바이어스 신호를 출력하는 것이다.The
스위칭부(190)는 분배부(170)로부터 바이어스 신호를 제공받아 동작하는 것이다. 이러한 스위칭부(190)는 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190)를 포함하여 구성되는 것이다. 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190)는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)로 형성됨으로써, 용이하게 구성될 수 있다.The
발진부(210)는 스위칭부(190)가 동작하면 제1 발진신호를 발생하는 것이다. 이러한 발진부(210)는 커패시터로 형성되는 것이다. 이와 같이, 발진부(210)의 양단에 배치되는 스위칭부(190)가 동작하면 발진부(210)에서 제1 발진신호가 발생하며, 이러한 제1 발진신호는 후술할 제2 변환부(230)에 공급되는 것이다.The
제2 변환부(230)는 발진부(210)로부터 제1 발진신호를 공급받아 제1 발진신호를 제2 발진신호로 변환하여 출력하되 제2 발진신호를 스위칭부(190)에 제공하는 것이다. 이러한 제2 변환부(230)는 제2 변환부(230)의 제1 차측으로 제1 발진신호를 공급받아 제1 발진신호를 제2 발진신호로 변환한 후 제2 변환부(230)의 제2 차측으로 출력하는 것이다.The
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 것이고, 도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치의 동작에 따른 파형을 설명하기 위한 것이다.3A to 3C illustrate an operation of a power supply using a sine wave according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4B illustrate operations of a power supply using a sine wave according to an embodiment of the present invention. To describe the waveform.
도 3a 내지 도 4d를 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치(1000)의 동작 및 파형을 나타낸 것이다.3A to 4D, the operation and the waveform of the
먼저, 도 3a에 도시된 의 경로와 같이, 입력부(110)는 외부로부터 상용전원을 공급받아 교류신호를 출력하는 것이다. 상용전원은 입력부(110)를 통해 교류신호로 변환되어 정류부(130)에 공급되는 것이다. 이때, 도 4a에 도시된 의 파형과 같이, 교류신호는 교류성분을 포함하는 정현파 신호인 것이다.First, as shown in FIG. 3A, the
이후, 입력부(110)에서 출력된 교류신호가 도 3a에 도시된 의 경로와 같이, 정류부(130)를 경유하여 제1 변환부(150)에 공급되는 것이다. 이때, 정류부(130)는 입력부(110)로부터 교류신호를 공급받아 정류신호로 변환하여 출력하는 것이다. 이에 따라, 도 4a에 도시된 의 파형과 같이, 정류신호는 교류성분을 제거한 신호인 직류 전기인 것이다.Thereafter, the AC signal output from the
이후, 정류부(130)에서 출력된 정류신호가 도 3b에 도시된 의 경로와 같이, 제1 변환부(150)와 분배부(170)를 경유하여 스위칭부(190)에 공급되는 것이다. 이때, 제1 변환부(150)는 정류부(130)로부터 직류전기인 정류신호를 공급받아 직류로 분배부(170)에 공급하는 것이다. 이후 분배부(170)는 정류된 직류전기인 정류신호를 분배한 바이어스 신호를 스위칭부(190)에 공급하는 것이다. 이에 따라, 도 4b에 도시된 의 파형과 같이, 바이어스 신호가 스위칭부(190)에 공급됨으로써, 스위칭부(190)가 턴 온(Turn-on)되는 것이다. 이때, 스위칭부(190)는 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190)를 포함하고, 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190)는 바이어스 신호를 실질적으로 동일한 시점에 공급받아 동시에 턴 온(Turn-on) 또는 턴 오프(Turn-off) 동작할 수 있다.Thereafter, the rectified signal output from the
이와 같이, 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190)가 바이어스 신호를 공급받아 턴 온되면, 도 3b에 도시된 의 경로와 같이, 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190) 각각을 경유하는 전류가 흐르는 것이다.As such, when the
이후, 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190) 각각에 전류가 흐르면, 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190) 사이에 배치되는 발진부(210)에서 제1 발진신호가 발생하는 것이다. 즉, 발진부(210)의 일단은 제1 스위칭부(190)와 전기적으로 연결되고, 발진부(210)의 타단은 제2 스위칭부(190)와 전기적으로 연결됨으로써, 발진부(210)에서 제1 발진신호가 발생하는 것이다. 이러한 제1 발진신호는 교류성분을 포함하는 정현파 신호인 것이다.Subsequently, when a current flows through each of the
이후, 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190) 각각에 전류가 흐르면 도 3c에 도시된 의 경로와 같이, 제1 발진신호를 제2 변환부(230)에 공급하는 것이다. 즉, 제1 스위칭부(190)와 제2 스위칭부(190)가 턴 온(Turn-on)되어 전류가 흐르면, 제1 스위칭부(190)와 전기적으로 연결된 제2 변환부(230) 사이에 제1 발진신호가 발진되고, 제2 스위칭부(190)와 전기적으로 연결된 제2 변환부(230) 사이에 제1 발진신호가 발진되는 것이다.Subsequently, when a current flows through each of the
이와 같이, 제2 변환부(230)에 제1 발진신호가 공급되면 도 4b에 도시된 의 경로와 같이, 제2 변환부(230)는 제1 발진신호를 제2 발진신호로 변환하여 출력하는 것이다. 여기서 제2 발진신호는 교류성분을 포함하는 정현파 신호인 것이다.As such, when the first oscillation signal is supplied to the
이후, 제2 발진신호는 릴레이부를 통해 스위칭부(190)에 공급되는 것이다. 이와 같이, 제2 발진신호가 스위칭부(190)에 공급되면 도 4b에 도시된 의 파형과 같이, 스위칭부(190)에 공급되던 바이어스 신호가 차단되는 것이다.Thereafter, the second oscillation signal is supplied to the
이와 같이, 바이어스 신호대신 정현파인 제2 발진신호를 이용함으로써, 정현파 발진을 계속해서 유도할 수 있는 것이다.Thus, by using the second oscillation signal, which is a sine wave instead of the bias signal, the sine wave oscillation can be continuously induced.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 정현파를 이용하는 전원 장치(1000)는 정현파를 발진하고 발진된 정현파를 이용하여 구동함으로써, 코일의 전류가 0이 되는 지점인 포화영역이 아닌 코일양단에 계속 전류가 흐르는 상태인 비포화영역에서도 용이하면서도 효율적으로 정현파를 출력할 수 있다. 이에 따라, 종래의 스위칭 전원보다 더욱 효율적으로 발진주파수를 개선 시킬 수 있을 뿐만 아니라 역률을 대폭 증가시킬 수 있다. 따라서, 노이즈를 효율적으로 억제할 수 있다.As described above, the
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. Rather, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
110: 입력부 130: 정류부
150: 제1 변환부 170: 분배부
190: 스위칭부 210: 발진부
230: 제2 변환부110: input unit 130: rectifier
150: first conversion unit 170: distribution unit
190: switching unit 210: oscillation unit
230: second conversion unit
Claims (6)
상기 입력부로부터 상기 교류신호를 공급받아 직류 전기인 정류신호로 변환하여 출력하는 정류부;
상기 정류부로부터 상기 정류신호를 공급받아 직류로 출력하는 제1 변환부;
상기 제1 변환부로부터 정류된 상기 정류신호를 공급받아 바이어스 신호로 분배하여 출력하는 분배부;
상기 분배부로부터 상기 바이어스 신호를 제공받아 동작하는 스위칭부;
상기 스위칭부가 동작하면 제1 발진신호를 발생하는 발진부; 및
상기 발진부로부터 상기 제1 발진신호를 공급받아 상기 제1 발진신호를 제2 발진신호로 변환하여 출력하되 상기 제2 발진신호를 상기 스위칭부에 제공하는 제2 변환부;
를 포함하는 정현파를 이용하는 전원 장치.
An input unit which receives commercial power from the outside and outputs an AC signal;
A rectifier for receiving the AC signal from the input unit and converting the AC signal into a rectified signal that is DC electricity;
A first converter receiving the rectified signal from the rectifier and outputting the DC signal;
A distribution unit receiving the rectified signal rectified from the first converter and distributing the rectified signal as a bias signal;
A switching unit operating by receiving the bias signal from the distribution unit;
An oscillator for generating a first oscillation signal when the switching unit is operated; And
A second converter configured to receive the first oscillation signal from the oscillator, convert the first oscillation signal into a second oscillation signal, and output the second oscillation signal to the switching unit;
Power supply using a sine wave comprising a.
상기 스위칭부는 제1 스위칭부와 제2 스위칭부를 포함하고,
상기 제1 스위칭부와 상기 제2 스위칭부는 동시에 턴 온 또는 턴 오프 동작을 하는 것을 포함하는 정현파를 이용하는 전원 장치.
The method according to claim 1,
The switching unit includes a first switching unit and a second switching unit,
And the first switching unit and the second switching unit use a sine wave to simultaneously turn on or off.
상기 발진부의 일단은 상기 제1 스위칭부와 전기적으로 연결되고, 상기 발진부의 타단은 상기 제2 스위칭부와 전기적으로 연결되는 것을 포함하는 정현파를 이용하는 전원 장치.
The method of claim 2,
One end of the oscillator is electrically connected to the first switching unit, and the other end of the oscillator is a power supply using a sine wave comprising the electrical connection with the second switching unit.
상기 제1 스위칭부와 상기 제2 스위칭부는 모스 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)로 형성되는 것을 포함하는 정현파를 이용하는 전원 장치.
The method of claim 3,
And the first switching unit and the second switching unit are formed of a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
상기 발진부는 커패시터로 형성되는 것을 포함하는 정현파를 이용하는 전원 장치.
The method according to claim 1,
The oscillator is a power supply using a sine wave comprising a capacitor.
상기 스위칭부에 상기 제2 발진신호가 공급되면 상기 바이어스 신호가 차단되는 것을 포함하는 정현파를 이용하는 전원 장치.The method according to claim 1,
And a sine wave, wherein the bias signal is blocked when the second oscillation signal is supplied to the switching unit.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
NORF | Unpaid initial registration fee |