KR20140081559A - Switching Mode Power Supply - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a switch mode power supply. The switch mode power supply of the present invention comprises: a power supply circuit which generates an output power having a preset voltage level by switching an input power, generated by rectifying an alternating current (AC) power, by using a switching transistor; and a switching control circuit having a charge and discharge unit which generates a charging current and a discharging current charging and discharging the switching transistor, respectively, and a charge and discharge control unit which determines a charge state or a discharge state of the switching transistor according to a voltage level of the output power source, wherein an amount of current of each of the charging current and the discharging current is sequentially varied according to the voltage level of the input power.

Description

스위치 모드 전원 공급 장치{Switching Mode Power Supply}[0001] Switching Mode Power Supply [0002]

본 발명은 입력 전원의 전압 레벨에 따라 스위칭 트랜지스터의 충방전 전류를 단계적으로 가변할 수 있는 스위치 모드 전원 공급 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switch mode power supply device capable of steppingly varying a charging / discharging current of a switching transistor according to a voltage level of an input power source.

현재 통신용과 산업용 및 PC, OA기기, 가전기기 등의 민수용 전기 제품들에 직류 전압을 공급하기 위해 스위치 모드 전원 공급장치(Switch Mode Power Supply : SMPS)가 널리 사용되고 있다. Currently, switch mode power supply (SMPS) is widely used to supply DC voltage to civil and electric appliances such as communication, industrial, PC, office automation equipment, and household appliances.

스위치 모드 전원 공급장치는 교류 전원을 정류 및 평활하여 트랜스포머의 1차측으로 인가하고, 1차측으로 인가되는 전원을 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 1차측과 사전에 설정되는 권선비를 갖는 2차측 권선으로 유기한 후, 2차측에 유기된 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 얻는 장치이다. 스위칭 트랜지스터의 스위칭 프로세서를 이용하여 전력의 흐름을 제어함으로써 효율이 높고, 내구성이 강하며, 소형, 경량화에 유리한 측면이 있다.The switch mode power supply supplies rectified and smoothed AC power to the primary side of the transformer and supplies power to the primary side by the switching operation of the switching transistor to the primary side and to the secondary side winding with the winding ratio set in advance And rectifying and smoothing the power supplied to the secondary side to obtain a DC power source. By controlling the flow of electric power using the switching processor of the switching transistor, there is an advantage in that the efficiency is high, the durability is strong, and the size and weight are reduced.

다만, 스위치 모드 전원 공급 장치는 스위칭 트랜지스터의 오프 동작에서 온 동작으로 전환되는 턴 온 시구간 및 오프 동작에서 온 동작으로 전환되는 턴 오프 시구간에서 스위칭 손실이 발생하게 된다. However, the switching mode power supply device generates a switching loss in the turn-on time period in which the switching transistor is switched from the off operation to the on operation and in the turn-off time period in which the switching transistor is switched from the off operation to the on operation.

트랜스포머의 1차측으로 인가되는 전원의 전압 레벨이 낮은 경우에는 스위칭 손실이 낮으며, EMI 특성과의 트레이드 오프(trade-off)와의 관계를 고려하여 트랜지스터의 턴 온 및 턴 오프 시구간을 줄일 필요가 없으나, 트랜스포머의 1차측으로 인가되는 전원의 전압 레벨이 높은 경우에는 스위칭 손실이 커지게 되므로 이를 줄일 필요가 있다.
When the voltage level of the power source applied to the primary side of the transformer is low, the switching loss is low and it is necessary to reduce the turn-on and turn-off time of the transistor in consideration of the trade- However, when the voltage level of the power source applied to the primary side of the transformer is high, the switching loss becomes large.

하기의 선행기술문헌 중 특허문헌 1은 SMPS의 기동전류 제어회로 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 기동전류의 변동폭을 최소화하고 기동 후의 기동전류를 최소화하여 전력 손실을 줄이고자 하는 내용이 개시되어 있으나, 1차측 트랜스포머로 인가되는 전원의 전압 레벨에 따라 스위칭 트랜지스터를 충전 및 방전하는 전류량을 단계적으로 가변하는 내용은 개시하고 있지 못하다.In the following prior art document, Patent Document 1 discloses a starting current control circuit for a SMPS and a control method thereof, which discloses a method for minimizing a fluctuation range of a starting current and minimizing a starting current after startup to reduce power loss. However, But does not disclose a stepwise change in the amount of charge and discharge of the switching transistor depending on the voltage level of the power source applied to the primary transformer.

한국 등록특허공보 10-0758257Korean Patent Publication No. 10-0758257

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 입력전원의 전압 레벨에 따라 스위칭 트랜지스터를 충전 및 방전하는 전류량을 단계적으로 가변할 수 있는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a switch mode power supply apparatus capable of changing an amount of current for charging and discharging a switching transistor step by step according to a voltage level of an input power source.

본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 교류 전원을 정류하여 생성되는 입력 전원을 스위칭 트랜지스터에 의해 스위칭하여 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 출력 전원을 생성하는 전원 공급 회로; 및 상기 스위칭 트랜지스터를 각각 충전 및 방전하는 충전 전류 및 방전 전류를 생성하는 충방전부 및 상기 출력 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 충전 또는 방전 여부를 결정하는 충방전 제어부를 구비하는 스위칭 제어 회로; 를 포함하고, 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류의 전류량 각각은 상기 입력 전원의 전압 레벨에 따라 단계적으로 가변되는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.According to a first technical aspect of the present invention, there is provided a power supply circuit for switching an input power generated by rectifying an AC power supply by a switching transistor to generate an output power having a predetermined voltage level; And a charge control circuit for determining charge or discharge of the switching transistor according to a voltage level of the output power source and a charge and discharge controller for generating a charge current and a discharge current for charging and discharging the switching transistor, respectively. Wherein the charging current and the amount of current of the discharging current each vary stepwise according to a voltage level of the input power source.

또한, 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류의 전류량 각각은 상기 입력 전원의 전압 레벨이 상승함에 따라 단계적으로 증가하는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.Further, each of the charge current and the current amount of the discharge current is increased stepwise as the voltage level of the input power source rises.

또한, 상기 충방전부는, 사전에 설정되는 기준전압의 전압 레벨 및 사전에 설정되는 레지스턴스에 따라 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류를 생성하는 전류 생성부; 및 상기 입력 전원의 전압 레벨과 사전에 설정되는 적어도 하나의 비교전압의 전압 레벨간의 비교 결과에 따라 상기 레지스턴스를 가변하여 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류의 전류량을 조절하는 전류량 조절부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.The charging and discharging unit may further include: a current generator for generating the charging current and the discharging current according to a preset reference voltage level and a preset resistance; And a current amount controller for adjusting the amount of current of the charging current and the discharging current by varying the resistance according to a comparison result between a voltage level of the input power source and a voltage level of at least one comparison voltage set in advance; To provide a switch mode power supply.

또한, 상기 전류 생성부는, 상기 레지스턴스를 갖는 복수의 직렬 저항을 구비하는 저항 어레이; 상기 저항 어레이에 상기 기준 전압을 제공하는 기준 전압 제공부; 및 상기 기준 전압 및 상기 레지스턴스에 의해 생성되는 전류를 미러링하여 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류를 생성하는 미러링부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.The current generating unit may include: a resistance array having a plurality of series resistors having the resistance; A reference voltage supplier for providing the reference voltage to the resistor array; A mirroring unit for mirroring the current generated by the reference voltage and the resistance to generate the charging current and the discharging current; To provide a switch mode power supply.

또한, 상기 전류량 조절부는, 상기 복수의 직렬 저항 중 적어도 하나에 바이패스 경로를 제공하여 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류의 전류량을 조절하는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.Also, the current amount controller may provide a bypass path to at least one of the plurality of series resistors to adjust the amount of current of the charge current and the discharge current.

또한, 상기 전류량 조절부는, 상기 복수의 직렬 저항 중 적어도 하나에 병렬 연결되는 적어도 하나의 스위치 소자를 구비하는 스위치 어레이; 및 상기 입력 전원의 전압 레벨과 상기 적어도 하나의 비교전압의 비교 결과에 따라 상기 적어도 하나의 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 적어도 하나의 비교기를 구비하는 비교부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.The current amount control unit may include: a switch array having at least one switch element connected in parallel to at least one of the plurality of series resistors; And at least one comparator for controlling a switching operation of the at least one switching device according to a comparison result of the voltage level of the input power source and the at least one comparison voltage. To provide a switch mode power supply.

또한, 상기 충방전부는, 사전에 설정되는 기준 전류를 복수 회 복제하여 출력하는 전류 복제부; 및 상기 입력 전원의 전압 레벨 및 사전에 설정된 적어도 하나의 비교전압의 전압 레벨간의 비교결과에 따라 상기 전류 복제부로부터 출력되는 복수의 전류를 선택적으로 합성하여 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류를 생성하는 전류 생성부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.The charging / discharging unit may include a current replicating unit for replicating and outputting a preset reference current a plurality of times; And a controller for selectively synthesizing a plurality of currents output from the current replica according to a comparison result between a voltage level of the input power source and a voltage level of at least one comparison voltage set in advance to generate the charge current and the discharge current Generating unit; To provide a switch mode power supply.

또한, 상기 충방전 제어부는, 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류를 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트에 각각 전달 또는 차단하는 충전 스위치 및 방전 스위치를 구비하는 충방전 스위치부; 및 상기 출력 전원의 전압 레벨에 따라 상기 충방전 스위치부의 스위칭 동작을 제어하는 충방전 스위치 제어부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.The charge / discharge control unit may further include: a charge / discharge switch unit having a charge switch and a discharge switch for transmitting or blocking the charge current and the discharge current to the gate of the switching transistor, respectively; A charge / discharge switch control unit for controlling a switching operation of the charge / discharge switch unit according to a voltage level of the output power supply; To provide a switch mode power supply.

또한, 상기 충방전 스위치 제어부는, 상기 출력 전원의 전압 레벨 및 사전에 설정된 삼각파의 전압 레벨간의 비교결과에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 듀티를 설정하여 상기 충전 스위치 및 상기 방전 스위치의 온/오프 동작을 달리 제어하는 스위치 모드 전원 공급 장치를 제안한다.The charging / discharging switch control unit sets a duty of the switching transistor according to a comparison result between a voltage level of the output power source and a voltage level of a pre-set triangular wave to control on / off operations of the charging switch and the discharging switch Controlled switching power supply.

본 발명에 따르면, 입력 전원의 전압 레벨에 따라 스위칭 트랜지스터를 충전 및 방전하는 전류량을 단계적으로 가변하여, 스위칭 트랜지스터의 턴 온 및 턴 오프 시구간을 줄임으로써 스위칭 트랜지스터의 스위칭 손실을 낮출 수 있다.According to the present invention, the amount of charge and discharge of the switching transistor is varied stepwise according to the voltage level of the input power source, and the switching loss of the switching transistor can be reduced by reducing the turn-on and turn-off period of the switching transistor.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 일 구성요소인 충방전부의 제1 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 3는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 일 구성요소인 충방전부의 제2 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 일 구성요소인 충방전 제어부의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 5는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a circuit diagram schematically showing a switch mode power supply according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of a charging unit, which is one component of the switch mode power supply of the present invention.
Fig. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the charging unit which is one component of the switch-mode power supply of the present invention.
4 is a circuit diagram showing an embodiment of a charge / discharge control unit which is a component of the switch mode power supply of the present invention.
5 is a graph showing a simulation result of the switch mode power supply of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치(100)를 개략적으로 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram schematically showing a switch mode power supply 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치(100)는 전원 공급 회로(110) 및 스위칭 제어 회로(120)를 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 1, a switch mode power supply 100 according to an embodiment of the present invention may include a power supply circuit 110 and a switching control circuit 120.

전원 공급 회로는 정류부(111), 제1 커패시터(C1), 트랜스 포머(112), 스위칭 트랜지스터(ST), 제1 다이오드(D1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.The power supply circuit may include a rectification part 111, a first capacitor C1, a transformer 112, a switching transistor ST, a first diode D1 and a second capacitor C2.

정류부(111) 및 제1 커패시터(C1)는 교류 전원(AC)로부터 출력되는 전원을 정류 및 평활하여 입력 전원(Vin)을 생성한다. 입력 전원은 트랜스포머(112)의 1차측 권선으로 인가되어 스위칭 트랜지스터(ST)가 온 동작하는 동안 1차측 권선에 전원을 충전하고, 스위칭 트랜지스터(ST)가 오프 동작하는 동안 2차측 권선으로 유기된다. 트랜스포머(112)의 2차측 권선으로 유기되는 전원은 제1 다이오드(D1) 및 제2 커패시터(C2)에 의해 정류 및 평활되어, 출력 전원(Vout)이 생성된다. 생성된 출력 전원(Vout)는 출력단(OUT)에 병렬로 연결되는 부하에 공급될 수 있다.The rectifying unit 111 and the first capacitor C1 rectify and smooth the power output from the AC power source AC to generate the input power source Vin. The input power source is applied to the primary side winding of the transformer 112 to charge the primary side winding while the switching transistor ST is turned on and is induced to the secondary side winding while the switching transistor ST is off. The power source induced by the secondary winding of the transformer 112 is rectified and smoothed by the first diode D1 and the second capacitor C2 to generate the output power source Vout. The generated output power supply Vout may be supplied to a load connected in parallel to the output terminal OUT.

도 1에서 스위칭 트랜지스터(ST)는 N채널 전계 효과 트랜지스터(Field effect transistor)로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, P채널 전계 효과 트랜지스터뿐만 아니라 이종 접합 트랜지스터(Bipolar junction transistor) 또한 포함할 수 있다.
Although the switching transistor ST is shown as an N-channel field effect transistor in FIG. 1, the present invention is not limited thereto. The switching transistor ST may include a P-channel field effect transistor as well as a bipolar junction transistor can do.

스위칭 제어 회로(120)는 스위칭 트랜지스터(ST)를 각각 충전 및 방전하는 충전 전류 및 방전 전류를 생성하는 충방전부와 출력 전원의 전압 레벨에 따라 스위칭 트랜지스터(ST)의 충전 또는 방전 여부를 결정하는 충방전 제어부를 포함할 수 있다. 이 때, 충전 전류 및 방전 전류의 전류량 각각은 입력 전원의 전압 레벨에 따라 단계적으로 가변될 수 있다. 구체적으로는 충전 전류 및 방전 전류의 전류량 각각은 입력 전원의 전압 레벨이 상승함에 따라 단계적으로 증가할 수 있다.The switching control circuit 120 includes a charging and discharging unit for generating a charging current and a discharging current for charging and discharging the switching transistor ST and a charging and discharging unit for determining whether the switching transistor ST is charged or discharged according to the voltage level of the output power supply. And a discharge control unit. At this time, the current amounts of the charging current and the discharging current can be varied stepwise according to the voltage level of the input power source. Specifically, the current amounts of the charge current and the discharge current may increase stepwise as the voltage level of the input power source increases.

즉, 본 발명은 입력 전원의 전압 레벨이 상승함에 따라 스위칭 트랜지스터(ST)를 충전 및 방전하는 충전 전류 및 방전 전류의 전류량을 단계적으로 증가함으로써, 스위칭 트랜지스터(ST)의 턴 온 시구간 및 턴 오프 시구간을 줄이게 되고, 이로써 스위칭 손실을 낮출 수 있다.That is, according to the present invention, as the voltage level of the input power source rises, the charge current for charging and discharging the switching transistor ST and the current amount of the discharging current are increased stepwise, thereby turning on and off the switching transistor ST The time interval is reduced, thereby reducing the switching loss.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 스위칭 제어 회로(120)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, the switching control circuit 120 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

도 2는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 일 구성요소인 충방전부(200)의 제1 실시예를 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram showing a first embodiment of the charging unit 200 which is one component of the switch mode power supply of the present invention.

도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 충방전부(200)는 충전 전류(Ic)와 방전 전류(Id)를 생성하는 전류 생성부(210) 및 충전 전류(Ic)와 방전 전류(Id)의 전류량을 조절하는 전류량 조절부(220)를 포함할 수 있다.
2, the charging unit 200 according to the first embodiment includes a current generating unit 210 for generating a charging current Ic and a discharging current Id and a charging current Ic and a discharging current Id, And a current amount control unit 220 for controlling a current amount of the current control unit 220.

전류 생성부(210)는 사전에 설정되는 레지스턴스를 갖는 복수의 직렬 저항(R1, R2, R3)을 구비하는 저항 어레이(211)와, 저항 어레이(211)에 기준 전압(Vref)을 제공하는 기준 전압 제공부(212) 및 상기 기준 전압(Vref)과 상기 레지스턴스에 의해 생성되는 전류(Ir)를 미러링하여 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)를 생성하는 미러링부(213)를 포함할 수 있다. 도 2에서 저항 어레이(211)가 구비하는 복수의 직렬 저항 (R1, R2, R3)은 세 개의 저항 소자로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위하여 개략적으로 도시된 것에 불과하여 저항 어레이(211)는 복수의 저항 소자를 포함하는 것이 가능하다.The current generation unit 210 includes a resistance array 211 having a plurality of series resistors R1, R2 and R3 having a resistance set in advance and a reference voltage generating unit 210 for applying a reference voltage Vref to the resistance array 211 And a mirroring unit 213 for generating a charging current Ic and a discharging current Id by mirroring the voltage providing unit 212 and the current Ir generated by the reference voltage Vref and the resistance have. In FIG. 2, the plurality of series resistors R1, R2, and R3 included in the resistance array 211 are shown as three resistive elements, It is possible to include a plurality of resistance elements.

기준 전압 제공부(212)의 일 예로써, 기준 전압(Vref)이 입력되는 비반전단 및 저항 어레이(211)와 연결되는 반전단 및 출력단을 구비하는 연산 증폭기(OPA)를 포함하는 것이 가능하며, 연산증폭기(OPA)는 출력단 및 반전단을 통하여 기준 전압(Vref)을 저항 어레이(211)에 제공할 수 있다.It is possible to include an operational amplifier OPA having an inverting terminal to which the reference voltage Vref is inputted and an inverting terminal connected to the resistance array 211 and an output terminal as an example of the reference voltage supplier 212, The operational amplifier OPA can provide the reference voltage Vref to the resistance array 211 through the output terminal and the inversion terminal.

저항 어레이(211)의 레지스턴스 및 기준 전압(Vref)에 의해서 저항 어레이(211)에는 전류(Ir)가 흐르는데, 저항 어레이(211)에 흐르는 전류(Ir)는 미러링부(210)에 구비되는 P채널 트랜지스터(P1, P2, P3) 및 N채널 트랜지스터(N1, N2)에 의해 미러링되어 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)가 생성될 수 있다. The current Ir flows to the resistance array 211 due to the resistance of the resistance array 211 and the reference voltage Vref while the current Ir flowing through the resistance array 211 flows through the P- The charging current Ic and the discharging current Id can be generated by being mirrored by the transistors P1, P2, and P3 and the N-channel transistors N1 and N2.

이 때, 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)의 전류량은 전류량 조절부(220)에 의해 저항 어레이(211)의 레지스턴스가 가변됨으로써 변경될 수 있다. 구체적으로는 전류량 조절부(220)는 복수의 직렬 저항(R1, R2, R3) 중 적어도 하나에 바이패스 경로를 제공하여 전류량을 조절하는데, 전류량 조절부(220)는 복수의 직렬 저항 중 적어도 하나에 병렬 연결되는 적어도 하나의 스위치 소자(SW1, SW2)를 포함하는 스위치 어레이(221) 및 입력 전원(Vin)의 전압 레벨과 적어도 하나의 비교전압(Vc1, Vc2)의 비교결과에 따라 스위치 소자(SW1, SW2)의 스위칭 동작을 제어하는 적어도 하나의 비교기(Com1, Com2)를 구비하는 비교부(222)를 포함할 수 있다.At this time, the current amounts of the charging current Ic and the discharging current Id can be changed by varying the resistance of the resistance array 211 by the current amount regulating unit 220. Specifically, the current amount regulating unit 220 regulates a current amount by providing a bypass path to at least one of the plurality of series resistors R1, R2, and R3. The current amount regulating unit 220 includes at least one of a plurality of series resistors The switch array 221 including at least one switch element SW1 and SW2 connected in parallel to the switch element 221 and the switch element 221 according to the comparison result of the voltage level of the input power source Vin and at least one comparison voltage Vc1 and Vc2. The comparator 222 may include at least one comparator (Com1, Com2) for controlling the switching operation of the switches SW1, SW2.

이 때, 제1 비교기(Com1)는 분압된 입력 전원의 전압 레벨을 입력되는 비반전단으로 인가받으며, 제1 비교전압(Vc1)을 반전단으로 인가받아 제1 스위치(SW1)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 마찬가지로, 제2 비교기(Com2)는 분압된 입력 전원의 전압 레벨을 입력되는 비반전단으로 인가받으며, 제2 비교전압(Vc2)을 반전단으로 인가받아 제2 스위치(SW2)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
At this time, the first comparator Com1 receives the voltage level of the divided input power as the non-inverting input, receives the first comparison voltage Vc1 as an inverting terminal, and controls the switching operation of the first switch SW1 can do. Likewise, the second comparator Com2 receives the voltage level of the divided input power as the input non-inverting terminal, receives the second comparison voltage Vc2 as the inverting terminal, and controls the switching operation of the second switch SW2 .

예를 들어, 제2 비교 전압(Vc2)이 제1 비교 전압(Vc1)의 전압 레벨보다 더 높게 설정된 것으로 가정하여 충방전부(200)의 동작을 설명하면, 분압된 입력전원(Vin)의 전압 레벨이 제1, 2 비교 전압(Vc1, Vc2)의 전압 레벨 보다 낮은 경우에는, 제1, 2 스위치(SW1, SW2)는 모두 오프 동작하여 저항 어레이(211)에 흐르는 전류(Ir)는 제1 내지 제3 저항(R1, R2, R3)에 의해 생성되고, 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)는 전류 Ir을 미러링하여 생성되게 된다.For example, when the operation of the charging unit 200 is described assuming that the second comparison voltage Vc2 is set higher than the voltage level of the first comparison voltage Vc1, the voltage level of the divided input power supply Vin The first and second switches SW1 and SW2 are all turned off so that the current Ir flowing in the resistor array 211 becomes the first to the second comparison voltages Vc1 and Vc2, The charging current Ic and the discharging current Id generated by the third resistors R1, R2 and R3 are generated by mirroring the current Ir.

분압된 입력전원(Vin)의 전압 레벨이 제1 비교 전압(Vc1)의 전압 레벨 보다 높고 제2 비교 전압(Vc2)의 전압 레벨 보다 낮은 경우, 제1 스위치(SW1)가 온 동작하므로 충방전 전류(Ic, Id)는 기준 전압(Vref) 및 제2 저항 및 제3 저항(R2, R3)의 레지스턴스에 의해 생성된다. 마친가지로 분압된 입력 전원(Vin)의 전압 레벨이 제1, 2 비교 전압(Vc1, Vc2)의 전압 레벨 보다 높은 경우에는 제1, 2 스위치(SW1, SW2)가 모두 온 동작하므로 충방전 전류(Ic, Id)는 기준 전압(Vref) 및 제3 저항(R3)의 레지스턴스에 의해 생성되게 된다.When the voltage level of the divided input power supply Vin is higher than the voltage level of the first comparison voltage Vc1 and lower than the voltage level of the second comparison voltage Vc2, the first switch SW1 is turned on, (Ic, Id) is generated by the reference voltage (Vref) and the resistance of the second resistor and the third resistor (R2, R3). When both the first and second switches SW1 and SW2 are turned on when the voltage level of the divided input power supply Vin is higher than the voltage levels of the first and second comparison voltages Vc1 and Vc2, (Ic, Id) is generated by the reference voltage (Vref) and the resistance of the third resistor (R3).

즉, 입력 전원(Vin)의 전압 레벨이 상승됨에 따라 스위칭 트랜지스터(ST)를 충전 및 방전하는 충방전 전류(Ic, Id)의 전류량을 증가하여 턴 온 시구간 및 턴 오프 시구간을 줄이는 것이 가능하다.
That is, it is possible to reduce the turn-on time period and the turn-off time period by increasing the amount of charge / discharge current (Ic, Id) charging / discharging the switching transistor ST as the voltage level of the input power source Vin rises Do.

도 3는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 일 구성요소인 충방전부(300)의 제2 실시예를 나타낸 회로도이다.3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the charging unit 300 which is one component of the switch mode power supply of the present invention.

충방전부(300)는 사전에 설정되는 기준 전류(Iref)를 복수 회 복제하여 출력하는 전류 복제부(310) 및 전류 복제부(310)에서 출력되는 복수의 전류를 선택적으로 합성하여 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)를 생성하는 전류 생성부(320)을 포함할 수 있다.The charging unit 300 selectively combines the plurality of currents output from the current replica unit 310 and the current replica unit 310 to replicate and output the reference current Iref set in advance a plurality of times to output the charging current Ic And a current generator 320 for generating a discharge current Id.

전류 복제부(310)는 연산 증폭기(OPA)에 의해 제공되는 기준 전압(Vref) 및 저항 소자(R)에 의해 기준 전류(Iref)를 생성하고 이를 복수의 트랜지스터(P1-P5, N1-N4)에서 미러링함으로써, 기준 전류(Iref)를 복수 회 복제할 수 있다.The current replica section 310 generates the reference current Iref by the reference voltage Vref provided by the operational amplifier OPA and the resistance element R and supplies the reference current Iref to the transistors P1 to P5 and N1 to N4, The reference current Iref can be duplicated a plurality of times.

전류 생성부(320)는 전류 복제부(310)으로부터 출력되는 복수의 전류를 입력 전원(Vin)의 전압 레벨 및 사전에 설정된 적어도 하나의 비교전압(Vc1, Vc2)의 비교결과에 따라 선택적으로 합성하여 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)를 생성할 수 있다. 일 예로써, 전류 생성부(310)는 분압된 입력 전원의 전압 레벨과 사전에 설정되는 제1, 2 비교 전압(Vc1, Vc2)를 각각 비교하는 제1, 2 비교기(Com1, Com2) 및 제1, 2 비교기의 비교 결과에 따라 스위칭 동작하여 전류 복제부(310)에서 출력되는 복수의 전류를 선택적으로 합성하는 4개의 스위치(SW1*2, SW2*2)를 포함할 수 있다. The current generation unit 320 selectively synthesizes the plurality of currents output from the current replica unit 310 according to the comparison result of the voltage level of the input power source Vin and at least one comparison voltage Vc1 and Vc2 set in advance So that the charging current Ic and the discharging current Id can be generated. The current generator 310 includes first and second comparators Com1 and Com2 for comparing the voltage levels of the divided input power supplies with preset first and second comparison voltages Vc1 and Vc2, And four switches SW1 * 2 and SW2 * 2 for selectively synthesizing a plurality of currents output from the current replica 310 according to the comparison result of the comparators 1 and 2.

예를 들어, 제2 비교 전압(Vc2)이 제1 비교 전압(Vc1)의 전압 레벨보다 더 높게 설정된 것으로 가정하여 충방전부(300)의 동작을 설명하면, 분압된 입력전원(Vin)의 전압 레벨이 제1, 2 비교 전압(Vc1, Vc2)의 전압 레벨 보다 낮은 경우에는, 제1, 2 스위치(SW1, SW2)는 모두 오프 동작하여 P3 트랜지스터에 흐르는 전류 및 N2 트랜지스터에 흐르는 전류가 각각 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)가 된다.For example, when the operation of the charging unit 300 is described on the assumption that the second comparison voltage Vc2 is set higher than the voltage level of the first comparison voltage Vc1, the voltage level of the divided input power supply Vin The first and second switches SW1 and SW2 are all turned off so that the current flowing in the P3 transistor and the current flowing in the N2 transistor are respectively set to the charging currents Vc1 and Vc2, (Ic) and the discharge current (Id).

분압된 입력전원(Vin)의 전압 레벨이 제1 비교 전압(Vc1)의 전압 레벨 보다 높고 제2 비교 전압(Vc2)의 전압 레벨 보다 낮은 경우, 제1 스위치(SW1)가 온 동작하므로 충전 전류(Ic)는 P3 및 P5 트랜지스터에 흐르는 전류의 합에 의해서 생성되고, 방전 전류(Id)는 N2 및 N4 트랜지스터에 흐르는 전류의 합에 의해서 생성된다.When the voltage level of the divided input power supply Vin is higher than the voltage level of the first comparison voltage Vc1 and lower than the voltage level of the second comparison voltage Vc2, the first switch SW1 is turned on, Ic is generated by the sum of the currents flowing through the P3 and P5 transistors, and the discharge current Id is generated by the sum of the currents flowing through the N2 and N4 transistors.

마친가지로 분압된 입력 전원(Vin)의 전압 레벨이 제1, 2 비교 전압(Vc1, Vc2)의 전압 레벨 보다 높은 경우에는 제1, 2 스위치(SW1, SW2)가 모두 온 동작하므로 충방전 전류(Ic, Id)는 각각 P3, P4, P5 에 흐르는 전류의 합 및 N2, N3, N4에 흐르는 전류의 합에 의해서 생성된다.
When both the first and second switches SW1 and SW2 are turned on when the voltage level of the divided input power supply Vin is higher than the voltage levels of the first and second comparison voltages Vc1 and Vc2, (Ic, Id) are generated by the sum of the currents flowing in P3, P4 and P5 and the sum of the currents flowing in N2, N3 and N4, respectively.

도 4는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 일 구성요소인 충방전 제어부(400)의 일 실시예를 나타낸 회로도이다. 도 4에 도시된 충전 전류원(Ic) 및 방전 전류원(Id)는 도2 및 도3에서 도시한 충방전부에서 생성되는 충전 전류 및 방전 전류를 등가적으로 표현한 것이다.FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a charge / discharge control unit 400, which is a component of the switch mode power supply of the present invention. The charging current source Ic and the discharging current source Id shown in FIG. 4 are equivalent expressions of the charging current and the discharging current generated in the charging and discharging portion shown in FIG. 2 and FIG.

충방전 제어부(400)는 출력 전원의 전압 레벨에 따라 스위칭 트랜지스터(ST)의 충전 또는 방전 여부를 결정하게 되는데, 충방전 제어부(400)는 충전 스위치(S1) 및 방전 스위치(S2)를 구비하는 충방전 스위치부(410) 및 충방전 스위치부(410)의 스위칭 동작을 제어하는 충방전 스위치 제어부(420)를 포함할 수 있다.
The charge / discharge control unit 400 determines whether the switching transistor ST is charged or discharged according to the voltage level of the output power source. The charge / discharge control unit 400 includes a charge switch S1 and a discharge switch S2 And a charge / discharge switch control unit 420 for controlling the switching operations of the charge / discharge switch unit 410 and the charge / discharge switch unit 410.

충전 스위치(S1)는 스위칭 트랜지스터(ST)의 게이트와 충전 전류원(Ic) 사이에 구비되고, 방전 스위치(S2)는 스위칭 트랜지스터(ST)의 게이트와 방전 전류원(Id) 사이에 구비된다. 충전 스위치(S1)가 온 동작하는 경우, 충전 전류원(Ic)에서 생성되는 전류는 스위칭 트랜지스터(ST)에 공급되어 스위칭 트랜지스터(ST)는 온 동작하게 되고, 방전 스위치(S2)가 온 동작하는 경우, 방전 전류원(Id)에서 생성되는 전류에 의해 스위칭 트랜지스터(ST)는 오프 동작하게 된다.
The charging switch S1 is provided between the gate of the switching transistor ST and the charging current source Ic and the discharging switch S2 is provided between the gate of the switching transistor ST and the discharging current source Id. When the charging switch S1 is turned on, the current generated in the charging current source Ic is supplied to the switching transistor ST so that the switching transistor ST is turned on. When the discharging switch S2 is turned on , The switching transistor ST is turned off by the current generated in the discharge current source Id.

충방전 스위치 제어부(420)는 비교기(421), 듀티 설정부(422) 및 스위칭 신호 생성부(423)를 포함할 수 있다.The charge / discharge switch control unit 420 may include a comparator 421, a duty setting unit 422, and a switching signal generating unit 423.

비교기(421)는 출력 전원(Vout)의 분압된 전압레벨과 사전에 설정되는 삼각파의 전압 레벨을 비교한다. 듀티 설정부(422)는 비교기(421)의 비교 결과에 따라 스위칭 트랜지스터(ST)의 스위칭 듀티를 설정하는 듀티 신호를 생성한다. 비교기(421)로부터의 비교 결과에 따라 출력 전원(Vout)의 전압 레벨이 높다고 판단되는 경우 스위칭 트랜지스터(ST)의 듀티비를 감소시키는 듀티 신호를 생성하며, 출력 전원(Vout)의 전압 레벨이 낮다고 판단되는 경우 스위칭 트랜지스터(ST)의 듀티비를 증가시키는 듀티 신호를 생성한다.The comparator 421 compares the divided voltage level of the output power supply Vout with the voltage level of the pre-set triangular wave. The duty setting unit 422 generates a duty signal for setting the switching duty of the switching transistor ST according to the comparison result of the comparator 421. Generates a duty signal to decrease the duty ratio of the switching transistor ST when it is determined that the voltage level of the output power source Vout is high according to the comparison result from the comparator 421 and the voltage level of the output power source Vout is low And generates a duty signal that increases the duty ratio of the switching transistor ST when determined.

스위칭 신호 생성부(423)는 듀티 설정부(422)로부터의 듀티 신호에 따라 충전 스위치(S1) 및 방전 스위치(S2)의 스위칭을 제어하는 스위칭 신호를 생성한다. 스위칭 신호 생성부(423)는 충전 스위치(S1) 및 방전 스위치(S2)를 온/오프 동작을 서로 다르게 제어할 수 있다.
The switching signal generator 423 generates a switching signal for controlling the switching of the charging switch S1 and the discharging switch S2 in accordance with the duty signal from the duty setting unit 422. [ The switching signal generator 423 can control the ON / OFF operation of the charging switch S1 and the discharging switch S2 differently.

도 5는 본 발명의 스위치 모드 전원 공급 장치의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 도 5(a)는 입력 전원(Vin)에 나타낸 그래프이고, 도 5(b)는 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)에 나타낸 그래프이고, 도 5(c) 스위칭 트랜지스터(ST)의 양 단의 전압(VST)을 나타낸 그래프이다.
5 is a graph showing a simulation result of the switch mode power supply of the present invention. 5B is a graph showing the charging current Ic and the discharging current Id and FIG. 5C is a graph showing the amount of the switching transistor ST (V ST ).

도 5(a)를 참조하면, 시간이 지남에 따라 입력 전원(Vin)의 전압 레벨이 상승하는 것을 확인할 수 있다. 도 5(b)를 참조하면, 입력 전원(Vin)의 전압 레벨이 상승함에 따라 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)의 전류량 또한 단계적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 구체적으로 입력 전원(Vin)의 전압 레벨 상승하여, 제1 비교전압(Vc1) 및 제2 비교전압(Vc2)의 전압 레벨 이상이 되는 경우에 충전 전류(IC) 및 방전 전류(Id)의 전류량은 단계적으로 증가하게 된다.Referring to FIG. 5A, it can be seen that the voltage level of the input power source Vin rises over time. Referring to FIG. 5B, it can be seen that as the voltage level of the input power source Vin rises, the amount of current of the charging current Ic and the discharging current Id also increases stepwise. Specifically, when the voltage level of the input power supply Vin rises and becomes equal to or higher than the voltage level of the first comparison voltage Vc1 and the second comparison voltage Vc2, the amount of current of the charging current IC and the discharging current Id becomes It is gradually increased.

도 5(c)를 참조하면, 충전 전류(Ic) 및 방전 전류(Id)가 단계적으로 증가함에 따라 스위칭 트랜지스터(ST)의 턴 온 시구간 및 턴 오프 시구간이 줄어드는 것을 알 수 있다. 이로써, 스위칭 트랜지스터(ST)의 스위칭 손실이 감소할 수 있다.
Referring to FIG. 5C, it can be seen that as the charge current Ic and the discharge current Id gradually increase, the turn-on time period and the turn-off time period of the switching transistor ST are reduced. As a result, the switching loss of the switching transistor ST can be reduced.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.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, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

110 : 전원 공급 회로 120 : 스위칭 제어 회로
200, 300 : 충방전부 210 : 전류 생성부
211 : 저항 어레이 212 : 기준 전압 제공부
213 : 미러링부 220 : 전류량 조절부
221 : 스위치 어레이 222 : 비교부
220 : 전류량 조절부 310 : 전류 복제부
320 : 전류 생성부 400 : 충방전 제어부
410 : 충방전 스위치부 420 : 충방전 스위치 제어부
421 : 비교기 422 : 듀티 설정부
423 : 스위칭 신호 생성부110: power supply circuit 120: switching control circuit
200, 300: charging unit 210: current generating unit
211: resistance array 212: reference voltage supply
213: mirroring unit 220:
221: Switch array 222:
220: current amount control unit 310: current duplication unit
320: current generation unit 400: charge / discharge control unit
410: charge / discharge switch unit 420: charge / discharge switch control unit
421: comparator 422: duty setting unit
423: Switching signal generator

Claims (9)

교류 전원을 정류하여 생성되는 입력 전원을 스위칭 트랜지스터에 의해 스위칭하여 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 출력 전원을 생성하는 전원 공급 회로; 및
상기 스위칭 트랜지스터를 각각 충전 및 방전하는 충전 전류 및 방전 전류를 생성하는 충방전부 및 상기 출력 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 충전 또는 방전 여부를 결정하는 충방전 제어부를 구비하는 스위칭 제어 회로; 를 포함하고,
상기 충전 전류 및 상기 방전 전류의 전류량 각각은 상기 입력 전원의 전압 레벨에 따라 단계적으로 가변되는 스위치 모드 전원 공급 장치.
A power supply circuit for generating an output power having a predetermined voltage level by switching the input power generated by rectifying AC power by a switching transistor; And
A charge control unit for generating a charge current and a discharge current for charging and discharging the switching transistor, respectively, and a charge / discharge control unit for determining whether the switching transistor is charged or discharged according to a voltage level of the output power supply; Lt; / RTI >
Wherein the charging current and the amount of current of the discharging current are varied stepwise according to a voltage level of the input power source.
제1항에 있어서,
상기 충전 전류 및 상기 방전 전류의 전류량 각각은 상기 입력 전원의 전압 레벨이 상승함에 따라 단계적으로 증가하는 스위치 모드 전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the charging current and the amount of current of the discharging current each increase stepwise as the voltage level of the input power source rises.
제2항에 있어서, 상기 충방전부는,
사전에 설정되는 기준전압의 전압 레벨 및 사전에 설정되는 레지스턴스에 따라 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류를 생성하는 전류 생성부; 및
상기 입력 전원의 전압 레벨과 사전에 설정되는 적어도 하나의 비교전압의 전압 레벨간의 비교 결과에 따라 상기 레지스턴스를 가변하여 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류의 전류량을 조절하는 전류량 조절부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치.
The charge / discharge unit according to claim 2,
A current generator for generating the charging current and the discharging current according to a voltage level of a reference voltage set in advance and a preset resistance; And
A current amount regulating unit for regulating the charging current and the amount of the discharging current by varying the resistance according to a comparison result between a voltage level of the input power source and a voltage level of at least one comparison voltage set in advance; A switch-mode power supply.
제3항에 있어서, 상기 전류 생성부는,
상기 레지스턴스를 갖는 복수의 직렬 저항을 구비하는 저항 어레이;
상기 저항 어레이에 상기 기준 전압을 제공하는 기준 전압 제공부; 및
상기 기준 전압 및 상기 레지스턴스에 의해 생성되는 전류를 미러링하여 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류를 생성하는 미러링부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치.
The apparatus of claim 3, wherein the current generator comprises:
A resistor array having a plurality of series resistors having the resistances;
A reference voltage supplier for providing the reference voltage to the resistor array; And
A mirroring unit for mirroring the current generated by the reference voltage and the resistance to generate the charging current and the discharging current; A switch-mode power supply.
제4항에 있어서, 상기 전류량 조절부는,
상기 복수의 직렬 저항 중 적어도 하나에 바이패스 경로를 제공하여 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류의 전류량을 조절하는 스위치 모드 전원 공급 장치.
The apparatus of claim 4, wherein the current-
And providing a bypass path to at least one of the plurality of series resistors to regulate an amount of current of the charge current and the discharge current.
제5항에 있어서, 상기 전류량 조절부는,
상기 복수의 직렬 저항 중 적어도 하나에 병렬 연결되는 적어도 하나의 스위치 소자를 구비하는 스위치 어레이; 및
상기 입력 전원의 전압 레벨과 상기 적어도 하나의 비교전압의 비교 결과에 따라 상기 적어도 하나의 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 적어도 하나의 비교기를 구비하는 비교부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치.
6. The apparatus of claim 5, wherein the current-
A switch array having at least one switch element connected in parallel to at least one of the plurality of series resistors; And
A comparator having at least one comparator for controlling a switching operation of the at least one switching element according to a comparison result of the voltage level of the input power source and the at least one comparison voltage; A switch-mode power supply.
제2항에 있어서, 상기 충방전부는,
사전에 설정되는 기준 전류를 복수 회 복제하여 출력하는 전류 복제부; 및
상기 입력 전원의 전압 레벨 및 사전에 설정된 적어도 하나의 비교전압의 전압 레벨간의 비교결과에 따라 상기 전류 복제부로부터 출력되는 복수의 전류를 선택적으로 합성하여 상기 충전 전류 및 상기 방전 전류를 생성하는 전류 생성부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치.
The charge / discharge unit according to claim 2,
A current replicating unit for replicating and outputting a predetermined reference current a plurality of times; And
And a current generation unit for selectively synthesizing a plurality of currents output from the current replica unit according to a comparison result between a voltage level of the input power source and a voltage level of at least one comparison voltage set in advance to generate the charge current and the discharge current part; A switch-mode power supply.
제2항에 있어서, 상기 충방전 제어부는,
상기 충전 전류 및 상기 방전 전류를 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트에 각각 전달 또는 차단하는 충전 스위치 및 방전 스위치를 구비하는 충방전 스위치부; 및
상기 출력 전원의 전압 레벨에 따라 상기 충방전 스위치부의 스위칭 동작을 제어하는 충방전 스위치 제어부; 를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치.
The charge / discharge control device according to claim 2,
A charging switch and a discharging switch for transmitting or blocking the charging current and the discharging current to the gate of the switching transistor, respectively; And
A charge / discharge switch control unit for controlling a switching operation of the charge / discharge switch unit according to a voltage level of the output power supply; A switch-mode power supply.
제8항에 있어서, 상기 충방전 스위치 제어부는,
상기 출력 전원의 전압 레벨 및 사전에 설정된 삼각파의 전압 레벨간의 비교결과에 따라 상기 스위칭 트랜지스터의 듀티를 설정하여 상기 충전 스위치 및 상기 방전 스위치의 온/오프 동작을 달리 제어하는 스위치 모드 전원 공급 장치.The charge / discharge control device according to claim 8,
Wherein the duty of the switching transistor is set according to a comparison result between a voltage level of the output power source and a voltage level of a predetermined triangular wave to control on / off operations of the charging switch and the discharging switch in a different manner.
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KR100758257B1 (en) 2007-07-02 2007-09-12 (주)위즈덤 세미컨덕터 Circuit for controlling start-up current on switching mode power supply and method for controling the same
US20120243277A1 (en) * 2008-09-15 2012-09-27 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to reduce line current harmonics from a power supply
JP2012249357A (en) * 2011-05-25 2012-12-13 Fuji Electric Co Ltd Gate drive circuit of voltage-controlled switching element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100758257B1 (en) 2007-07-02 2007-09-12 (주)위즈덤 세미컨덕터 Circuit for controlling start-up current on switching mode power supply and method for controling the same
US20120243277A1 (en) * 2008-09-15 2012-09-27 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to reduce line current harmonics from a power supply
JP2012249357A (en) * 2011-05-25 2012-12-13 Fuji Electric Co Ltd Gate drive circuit of voltage-controlled switching element

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