KR20150070590A - 동기 정류기 구동 회로 및 이를 포함하는 전원 공급 장치 - Google Patents

동기 정류기 구동 회로 및 이를 포함하는 전원 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동기 정류기 및 동기 정류기 구동 회로에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 정류기 구동 회로는, 동기 정류기의 적어도 일 노드의 전압을 검출하는 전압 검출부; 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 사전에 설정되는 기준 전압 이하로 하강하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 온 제어하는 온 신호를 생성하고, 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 상기 기준 전압을 초과하여 상승하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 오프 제어하는 오프 신호를 생성하는 온/오프 신호 생성부; 상기 동기 정류기를 사전에 설정된 제1 시간 동안 턴 온 동작하도록 제어하는 미니멈 타임 판단부; 및 상기 동기 정류기가 턴 오프 된 후, 사전에 설정된 제2 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어하는 블랭킹 타임 판단부; 를 포함할 수 있다.

Description

동기 정류기 구동 회로 및 이를 포함하는 전원 공급 장치{CIRCUIT FOR DRIVING SYNCHRONOUS RECTIFIER AND POWER SUPPLY APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 동기 정류기 구동 회로 및 이를 포함하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.
최근 노트북, PC 등의 많은 전기, 전자, 통신 장비에서 컨버터가 광범위하게 이용되고 있는데, 이는 전원회로의 소형화가 가능하고, 제작비용이 저렴하다는 장점이 있다.
그러나, 최근의 전기, 전자, 통신 장비들이 점차로 고성능화되면서 전력용량이 증가함에 따라, 정류용 다이오드를 컨버터의 2차측 정류기로 이용하는 전력구조에서는 정류용 다이오드에 의한 전압강하 손실이 크고, 이로 인해 전체 전원회로의 효율이 저하되는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여, 전력 효율이 높은 동기 정류기(Synchronous Rectifier)를 2차측 정류기로 채용하고 있다.
다만, 2차측 정류기로써 동기 정류기를 이용하는 경우에도 컨버터의 출력단에 경부하가 인가되는 경우에 공진 현상 등으로 인하여 동기 정류기가 오동작하는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 10-2008-0110470
본 발명의 과제는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 동기 정류기가 턴 오프 된 후 사전에 설정된 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어할 수 있는 동기 정류기 구동 회로 및 이를 포함하는 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동기 정류기를 구동하는 동기 정류기 구동 회로에 있어서, 상기 동기 정류기의 적어도 일 노드의 전압을 검출하는 전압 검출부; 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 사전에 설정되는 기준 전압 이하로 하강하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 온 제어하는 온 신호를 생성하고, 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 상기 기준 전압을 초과하여 상승하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 오프 제어하는 오프 신호를 생성하는 온/오프 신호 생성부; 상기 동기 정류기를 사전에 설정된 제1 시간 동안 턴 온 동작하도록 제어하는 미니멈 타임 판단부; 및 상기 동기 정류기가 턴 오프 된 후, 사전에 설정된 제2 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어하는 블랭킹 타임 판단부; 를 포함하는 동기 정류기 구동 회로를 제안한다.
상기 미니멈 타임 판단부는, 상기 온/오프 신호 생성부로부터 상기 온/오프 신호를 전달받고, 상기 온 신호를 기준으로 상기 오프 신호를 변경할 수 있다.
상기 블랭킹 타임 판단부는, 상기 미니멈 타임 판단부로부터 상기 온/오프 신호를 전달받고, 상기 오프 신호를 기준으로 상기 온 신호를 변경할 수 있다.
상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 온/오프 신호에 따라 상기 동기 정류기를 구동하는 게이트 신호를 생성하는 게이트 신호 생성부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 미니멈 타임 판단부는, 상기 온/오프 신호 생성부로부터 온 신호를 전달받은 후, 상기 제1 시간이 경과하기 전에 전달되는 적어도 하나의 오프 신호를 제거하고, 상기 제1 시간이 경과한 직후에 새로운 오프 신호를 생성할 수 있다.
상기 블랭킹 타임 판단부는, 상기 미니멈 타임 판단부로부터 오프 신호를 전달받은 후, 상기 제2 시간이 경과하기 전에 전달되는 적어도 하나의 온 신호를 제거할 수 있다.
상기 게이트 신호 생성부는, 상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 온 신호의 상승 에지에서 상기 동기 정류기를 턴 온 동작하도록 제어하며, 상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 오프 신호의 상승 에지에서 상기 동기 정류기를 턴 오프 동작하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 1차 권선으로 유기되는 입력 전압을 스위칭하여 상기 1차 권선과 전기적으로 절연되는 2차 권선으로 유도하고, 상기 2차 권선으로 유도되는 전압을 정류하여 출력 전압을 생성하는 전원 변환 회로; 및
상기 2차 권선의 하나의 노드의 전압을 검출하여, 상기 2차 권선으로 유도되는 전압을 정류하는 동기 정류기의 동작을 제어하는 동기 정류기 구동 회로; 를 포함하고, 상기 동기 정류기 구동 회로는 상기 동기 정류기를 사전에 설정된 제1 시간 동안 턴 온 동작하도록 제어하고, 상기 동기 정류기가 턴 오프 된 후, 사전에 설정된 제2 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어하는 전원 공급 장치를 제안한다.
상기 전원 변환 회로는, 입력 전압이 인가되는 상기 1차 권선 및 상기 1차 권선과 전기적으로 절연되어 형성되는 2차 권선을 포함하는 변압부; 상기 1차 권선으로 인가되는 입력 전압을 스위칭하는 스위치부; 상기 2차 권선의 제1 노드와 연결되어, 상기 2차 권선으로 유도되는 전압으로부터 출력 전압을 생성하는 출력부; 및 상기 2차 권선의 제2 노드와 연결되어, 상기 2차 권선으로 유도되는 전압을 정류하는 상기 동기 정류기; 를 포함할 수 있다.
상기 동기 정류기 구동 회로는, 상기 상기 동기 정류기와 상기 2차 권선의 접속 노드의 전압을 검출하는 전압 검출부; 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 사전에 설정되는 기준 전압 이하로 하강하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 온 제어하는 온 신호를 생성하고, 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 상기 기준 전압을 초과하여 상승하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 오프 제어하는 오프 신호를 생성하는 온/오프 신호 생성부; 상기 동기 정류기를 상기 설정된 제1 시간 동안 턴 온 동작하도록 제어하는 미니멈 타임 판단부; 및 상기 동기 정류기가 턴 오프 된 후, 상기 제2 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어하는 블랭킹 타임 판단부; 를 포함할 수 있다.
상기 미니멈 타임 판단부는, 상기 온/오프 신호 생성부로부터 상기 온/오프 신호를 전달받고, 상기 온 신호를 기준으로 상기 오프 신호를 변경할 수 있다.
상기 블랭킹 타임 판단부는, 상기 미니멈 타임 판단부로부터 상기 온/오프 신호를 전달받고, 상기 오프 신호를 기준으로 상기 온 신호를 변경할 수 있다.
상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 온/오프 신호에 따라 상기 동기 정류기를 구동하는 게이트 신호를 생성하는 게이트 신호 생성부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 미니멈 타임 판단부는, 상기 온/오프 신호 생성부로부터 온 신호를 전달받은 후, 상기 제1 시간이 경과하기 전에 전달되는 적어도 하나의 오프 신호를 제거하고, 상기 제1 시간이 경과한 직후에 새로운 오프 신호를 생성할 수 있다.
상기 블랭킹 타임 판단부는, 상기 미니멈 타임 판단부로부터 오프 신호를 전달받은 후, 상기 제2 시간이 경과하기 전에 전달되는 적어도 하나의 온 신호를 제거할 수 있다.
상기 게이트 신호 생성부는, 상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 온 신호의 상승 에지에서 상기 동기 정류기를 턴 온 동작하도록 제어하며, 상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 오프 신호의 상승 에지에서 상기 동기 정류기를 턴 오프 동작하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동기 정류기가 턴 오프 된 후 사전에 설정된 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어함으로써, 공진 등에 의해 동기 정류기가 오동작하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 주요 부분의 파형도 이다.
도 3는 전원 공급 장치의 출력단에 경부하에 인가되었을 시의 주요 부분의 파형도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 정류기 구동 회로의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 정류기 구동 회로의 주요 부분의 파형도이다.
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.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 개략적인 회로도이다. 본 실시예에 따른 전원 공급 장치(10)는 전원 변환 회로(100) 및 동기 정류기 구동 회로(200)를 포함할 수 있다.
전원 변환 회로(100)는 변압부(110), 스위치부(120), 출력부(130) 및 정류부(140)을 포함할 수 있다. 변압부(110)는 전기적으로 절연되는 1차 권선(L1) 및 2차 권선(L2)를 구비하는 트랜스포머(T)를 포함할 수 있으며, 스위치부(120)는 PWM 신호에 의해 동작하는 스위치(Q1)를 포함할 수 있고, 출력부(130)는 출력단에 병렬로 연결되는 커패시터(C) 포함할 수 있다.
정류부(140)는 트랜스포머의 2차 권선(L2)로 유도되는 전압을 정류하는데, 정류부(140)는 동기 정류기(SR)를 포함할 수 있다. 동기 정류기(SR)는 트랜지스터(FET) 및 다이오드(D)로 구성될 수 있는데, 동기 정류기(SR)의 다이오드(D)는 트랜지스터(FET)에 별도로 부가되거나 트랜지스터(FET)의 제조 과정에서 부차적으로 생성될 수 있다. 동기 정류기는 정류용 다이오드를 2차측 정류기로 이용하는 방식에서 2차측 정류용 다이오드의 전압 강하에 의한 전력 손실을 줄이기 위하여 정류용 다이오드 대신 도통 저항이 작은 스위치를 사용하여 전력 손실을 저감하기 위한 것으로서, 이 하, 설명의 편의상 동기 정류기(SR)가 턴 온/오프 되는 것은 트랜지스터(FET)가 턴 온/오프 되는 것과 동일시 하도록 한다.
1차 권선(L1) 및 스위치(Q1)은 직렬로 연결될 수 있고, 2차 권선(L2)의 일단은 커패시터(C)의 일단과 연결될 수 있고, 커패 시터의 타단은 접지와 연결될 수 있다. 또한, 동기정류기(SR)의 일단은 커패시터(C)의 타단과 연결될 수 있고, 동기 정류기(SR)의 타단은 제2 권선(L2)의 타단과 연결될 수 있다.
동기 정류기 구동 회로(200)는 전압 VSR을 검출하여, 동기 정류기(SR)의 트랜지스터(FET)의 온/오프 동작을 제어하는데, 전압 VSR이 사전에 설정된 기준 전압 이하로 떨어질 때 동기 정류기(SR)의 트랜지스터(FET)가 턴 온 되도록 제어하고, 전압 VSR이 사전에 설정된 기준 전압을 초과하여 상승할 때, 동기 정류기(SR)의 트랜지스터(FET)가 턴 오프 되도록 제어할 수 있다.
이 때, 동기 정류기 구동 회로(200)는 동기 정류기(SR)의 트랜지스터(FET)가 턴 온된 이후에, 노이즈 등에 의해 바로 턴 오프되는 것을 방지하기 위하여, 동기 정류기(SR)의 트랜지스터(FET)가 턴 온 될 시에 최소 사전에 설정된 제1 시간 동안 턴 온 되도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 주요 부분의 파형도 이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 동작에 대해 설명하도록 한다.
스위치(Q1)은 PWM 신호에 의해 스위칭 동작하는데, PWM 신호가 하이 레벨인 경우 스위치(Q1)은 턴 온되며, PWM 신호가 로우 레벨인 경우 스위치(Q1)는 턴 오프된다.
하이 레벨의 PWM 신호가 인가되어 스위치(Q1)가 턴 온 되면, 1차측 전류(i1)가 흐르게 되어, 1차 권선(L1)에 입력 전압(Vin)에 따른 전압이 유기된다. 이 때, 동기 정류기(SR)는 턴 오프 상태일 수 있다.
이 후, 로우 레벨의 PWM 신호가 인가되어, 스위치(Q1)가 턴 오프 되면, 1차 권선(L1)에 유기된 전압이 2차 권선(L2)으로 유도되는데, 2차 권선(L2)로 유도되는 전압은 1차 권선(L1)과 2차 권선(L2)의 권선비에 따라 결정될 수 있다. 2차 권선(L2)로 유도된 전압에 의해 2차측 전류(i2)가 흐르게 되어, 커패시터(C)가 충전되어 출력 전압(Vo)가 생성될 수 있다.
2차측 전류(i2)는 동기 정류기(SR)의 다이오드(D)로 흐르게 되는데, 다이오드(D)의 문턱 전압으로 인하여 전압 VSR은 음(-)의 문턱 전압 값 - 약 -0.7V - 을 가지게 된다. 이 때, 동기 정류기 구동 회로(200)의 사전에 설정된 기준 전압이 전술한 음의 문턱 전압 값보다 크게 설정되는 경우에 동기 정류기 구동 회로(200)는 제1 시간 T1 동안 턴 온 되도록 하이 레벨의 게이트 신호 GSR을 생성할 수 있다. 이 때 제1 시간 T1은 2차측 전류(i2)의 레벨이 충분히 떨어질 수 있는 시간으로 설정될 수 있다.
하이 레벨의 게이트 신호 GSR에 의해 트랜지스터(FET)는 턴 온되고, 2차측 전류(i2)가 감소함에 따라 전압 VSR는 점차 상승하게 되고,
도 3는 전원 공급 장치의 출력단에 경부하에 인가되었을 시의 주요 부분의 파형도이다. 도 2와 도 3을 비교하면, 2차 측 전류(i2)가 역류하는 것을 확인할 수 있다. 일반적으로 전원 공급 장치는 다양한 종류의 부하가 인가될 수 있도록 설계되는데, 출력단에 경부하가 인가되었을 시에는 2차측 전류(i2)가 커패시터(c)를 빠르게 충전하여, 남은 제1 시간 동안 커패시터(C)의 충전 전압에 의해 전류(i2)가 역류할 수 있다.
2차측 전류(i2)가 역류하게 되는 경우, 전압 VSR 또한 양의 값으로 점차 상승하게 되는데, 전압 VSR이 상승하는 도중 제1 시간 T1이 종료되어, 트랜지스터(FET)가 턴 오프되는 경우, 공진 현상이 발생하여 다시 트랜지스터(FET)가 제1 시간 동안 턴 온되는 등 오동작이 발생할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 동기 정류기 구동 회로(200)에서 블랭킹 타임을 설정하여 전술한 문제점을 해결할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 정류기 구동 회로의 블록도이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 동기 정류기 구동 회로(200)의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면 동기 정류기 구동 회로(200)는 전압 검출부(210), 온/오프 신호 생성부(220), 미니멈 타임 판단부(230), 및 블랭킹 타임 판단부(240) 및 게이트 신호 생성부(250)를 포함할 수 있다.
전압 검출부(210)는 소정의 전압 소자를 포함하여, 전압 VSR을 검출하고, 검출된 전압 VSR을 게이트 신호 생성부(220)로 제공한다.
온/오프 신호 생성부(220)는 전압 VSR이 사전에 설정된 기준 전압 이하로 떨어질 때 온 신호를 생성하고, 전압 VSR이 사전에 설정된 기준 전압을 초과하여 상승할 때 오프 신호를 생성하여, 이를 미니멈 타임 판단부(230)로 제공한다.
미니멈 타임 판단부(230)는 트랜지스터(FET)가 턴 온 된 이후에 노이즈 등에 의해 바로 턴 오프되는 것을 방지하기 위하여 미니멈 타임을 설정하여 온 신호를 기준으로 오프 신호를 변경할 수 있다. 구체적으로, 미니멈 타임 판단부(230)는 온 신호가 전달된 후 제1 시간이 경과하기 전에 적어도 하나의 오프 신호가 전달되는 경우, 제1 시간이 경과하기 전에 전달된 적어도 하나의 오프 신호를 제거하고, 제1 시간이 경과한 직후에 새로운 오프 신호를 생성할 수 있다.
블랭킹 타임 판단부(240)는 트랜지스터(FET)가 턴 오프된 이후에 경부하시에 공진에 의해 바로 턴 온되는 것을 방지하기 위하여 블랭킹 타임을 설정하여, 미니멈 타임 판단부(230)로부터 전달받은 온/오프 신호를 변경할 수 있다. 구체적으로 블랭킹 타임 판단부(240)는 오프 신호가 전달된 후 제2 시간이 경과하기 전에 적어도 하나의 온 신호가 전달되는 경우, 제2 시간이 경과하기 전에 전달된 적어도 하나의 온 신호를 제거할 수 있다.
게이트 신호 생성부(250)는 블랭킹 타임 판단부(240)로부터 전달받은 온/오프 신호에 따라 게이트 신호를 생성하여, 동기 정류기(SR)의 트랜지스터(FET)에 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 정류기 구동 회로의 주요 부분의 파형도이다.
도 5에서 온/ 오프 신호(on/off signal)는 미니멈 타임 판단부(230)에서 블랭킹 타임 판단부(240)로 전달되는 신호이며, 게이트 신호(GSR)는 게이트 신호 생성부(250)에서 생성되는 신호이다. 블랭킹 타임(blaking time)은 오프 신호가 전달된 후에 제2 시간(T2)이 경과하기 전에 전달되는 온 신호를 제거하기 위하여 블랭킹 타임 판단부(240)에서 설정되는 시간을 의미한다.
도 5에서 첫 번째 및 세 번째 온 신호는 정상적인 동작에 의해 생성되는 신호로, 두 번째 및 네 번째 온 신호는 공진에 의한 오동작에 의해 생성되는 신호로 가정한다.
블랭킹 타임 판단부(240)는 오프 신호를 전달받은 뒤 제2 시간 간격 동안 블랭킹 타임을 설정하는데, 블랭킹 타임 동안 전달되는 온 신호는 제거되므로, 두 번째 및 네 번째 온 신호는 제거될 수 있다. 따라서, 게이트 신호 생성부(250)는 남은 온/오프 신호에 따라 게이트 신호 GSR을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 실시예에 따르면 블랭킹 타임을 설정하여 공진 등에 의해 동기 정류기(SR)가 오동작하는 것을 방지할 수 있다.
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.
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.
10: 전원 공급 장치
100: 전원 변환 회로
110: 변압부
120: 스위치부
130: 출력부
140: 정류부
100: 전원 변환 회로
200: 동기 정류기 구동 회로
210: 전압 검출부
220: 온/오프 신호 생성부
230: 미니멈 타임 판단부
240: 블랭킹 타임 판단부
250: 게이트 신호 생성부

Claims (16)

  1. 동기 정류기를 구동하는 동기 정류기 구동 회로에 있어서,
    상기 동기 정류기의 적어도 일 노드의 전압을 검출하는 전압 검출부;
    상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 사전에 설정되는 기준 전압 이하로 하강하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 온 제어하는 온 신호를 생성하고, 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 상기 기준 전압을 초과하여 상승하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 오프 제어하는 오프 신호를 생성하는 온/오프 신호 생성부;
    상기 동기 정류기를 사전에 설정된 제1 시간 동안 턴 온 동작하도록 제어하는 미니멈 타임 판단부; 및
    상기 동기 정류기가 턴 오프 된 후, 사전에 설정된 제2 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어하는 블랭킹 타임 판단부; 를 포함하는 동기 정류기 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미니멈 타임 판단부는,
    상기 온/오프 신호 생성부로부터 상기 온/오프 신호를 전달받고, 상기 온 신호를 기준으로 상기 오프 신호를 변경하는 동기 정류기 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 블랭킹 타임 판단부는,
    상기 미니멈 타임 판단부로부터 상기 온/오프 신호를 전달받고, 상기 오프 신호를 기준으로 상기 온 신호를 변경하는 동기 정류기 구동 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 온/오프 신호에 따라 상기 동기 정류기를 구동하는 게이트 신호를 생성하는 게이트 신호 생성부; 를 더 포함하는 동기 정류기 구동 회로.
  5. 제2항에 있어서, 상기 미니멈 타임 판단부는,
    상기 온/오프 신호 생성부로부터 온 신호를 전달받은 후, 상기 제1 시간이 경과하기 전에 전달되는 적어도 하나의 오프 신호를 제거하고, 상기 제1 시간이 경과한 직후에 새로운 오프 신호를 생성하는 동기 정류기 구동 회로.
  6. 제3항에 있어서, 상기 블랭킹 타임 판단부는,
    상기 미니멈 타임 판단부로부터 오프 신호를 전달받은 후, 상기 제2 시간이 경과하기 전에 전달되는 적어도 하나의 온 신호를 제거하는 동기 정류기 구동 회로.
  7. 제4항에 있어서, 상기 게이트 신호 생성부는,
    상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 온 신호의 상승 에지에서 상기 동기 정류기를 턴 온 동작하도록 제어하며, 상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 오프 신호의 상승 에지에서 상기 동기 정류기를 턴 오프 동작하도록 제어하는 동기 정류기 구동 회로.
  8. 1차 권선으로 유기되는 입력 전압을 스위칭하여 상기 1차 권선과 전기적으로 절연되는 2차 권선으로 유도하고, 상기 2차 권선으로 유도되는 전압을 정류하여 출력 전압을 생성하는 전원 변환 회로; 및
    상기 2차 권선의 하나의 노드의 전압을 검출하여, 상기 2차 권선으로 유도되는 전압을 정류하는 동기 정류기의 동작을 제어하는 동기 정류기 구동 회로; 를 포함하고,
    상기 동기 정류기 구동 회로는 상기 동기 정류기를 사전에 설정된 제1 시간 동안 턴 온 동작하도록 제어하고, 상기 동기 정류기가 턴 오프 된 후, 사전에 설정된 제2 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어하는 전원 공급 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전원 변환 회로는,
    입력 전압이 인가되는 상기 1차 권선 및 상기 1차 권선과 전기적으로 절연되어 형성되는 2차 권선을 포함하는 변압부;
    상기 1차 권선으로 인가되는 입력 전압을 스위칭하는 스위치부;
    상기 2차 권선의 제1 노드와 연결되어, 상기 2차 권선으로 유도되는 전압으로부터 출력 전압을 생성하는 출력부; 및
    상기 2차 권선의 제2 노드와 연결되어, 상기 2차 권선으로 유도되는 전압을 정류하는 상기 동기 정류기; 를 포함하는 전원 공급 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 동기 정류기 구동 회로는,
    상기 상기 동기 정류기와 상기 2차 권선의 접속 노드의 전압을 검출하는 전압 검출부;
    상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 사전에 설정되는 기준 전압 이하로 하강하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 온 제어하는 온 신호를 생성하고, 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 상기 기준 전압을 초과하여 상승하는 경우 상기 동기 정류기를 턴 오프 제어하는 오프 신호를 생성하는 온/오프 신호 생성부;
    상기 동기 정류기를 상기 설정된 제1 시간 동안 턴 온 동작하도록 제어하는 미니멈 타임 판단부; 및
    상기 동기 정류기가 턴 오프 된 후, 상기 제2 시간 동안 턴 온 되지 않도록 제어하는 블랭킹 타임 판단부; 를 포함하는 전원 공급 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 미니멈 타임 판단부는,
    상기 온/오프 신호 생성부로부터 상기 온/오프 신호를 전달받고, 상기 온 신호를 기준으로 상기 오프 신호를 변경하는 전원 공급 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 블랭킹 타임 판단부는,
    상기 미니멈 타임 판단부로부터 상기 온/오프 신호를 전달받고, 상기 오프 신호를 기준으로 상기 온 신호를 변경하는 전원 공급 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 온/오프 신호에 따라 상기 동기 정류기를 구동하는 게이트 신호를 생성하는 게이트 신호 생성부; 를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 미니멈 타임 판단부는,
    상기 온/오프 신호 생성부로부터 온 신호를 전달받은 후, 상기 제1 시간이 경과하기 전에 전달되는 적어도 하나의 오프 신호를 제거하고, 상기 제1 시간이 경과한 직후에 새로운 오프 신호를 생성하는 전원 공급 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 블랭킹 타임 판단부는,
    상기 미니멈 타임 판단부로부터 오프 신호를 전달받은 후, 상기 제2 시간이 경과하기 전에 전달되는 적어도 하나의 온 신호를 제거하는 전원 공급 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 게이트 신호 생성부는,
    상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 온 신호의 상승 에지에서 상기 동기 정류기를 턴 온 동작하도록 제어하며, 상기 블랭킹 타임 판단부로부터 전달되는 오프 신호의 상승 에지에서 상기 동기 정류기를 턴 오프 동작하도록 제어하는 전원 공급 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9825548B2 (en) * 2016-02-02 2017-11-21 Fairchild Semiconductor Corporation Adaptive turn-off trigger blanking for synchronous rectification
US11701165B2 (en) 2017-05-31 2023-07-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method to protect against insulation breach in an electrosurgical instrument
TWI753801B (zh) * 2021-03-18 2022-01-21 通嘉科技股份有限公司 可改變同步整流開關之最小開啟時間的控制方法、以及相關之同步整流控制器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080110470A (ko) 2007-06-14 2008-12-18 삼성전자주식회사 동기 정류 회로 및 이를 이용한 다중 출력을 갖는전원공급장치
JP2009273329A (ja) * 2008-05-12 2009-11-19 Mitsumi Electric Co Ltd スイッチング電源装置
JP2011166949A (ja) * 2010-02-10 2011-08-25 Hitachi Ltd 電源装置、ハードディスク装置、及び電源装置のスイッチング方法
US8134851B2 (en) * 2003-11-04 2012-03-13 International Rectifier Corporation Secondary side synchronous rectifier for resonant converter
JP2013169126A (ja) * 2012-02-17 2013-08-29 Mitsumi Electric Co Ltd スイッチング電源装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691628A (en) * 1995-03-21 1997-11-25 Rochester Instrument Systems, Inc. Regulation of current or voltage with PWM controller
JP4980588B2 (ja) 2005-06-21 2012-07-18 ローム株式会社 降圧型スイッチングレギュレータ、その制御回路、ならびにそれを用いた電子機器
US7701733B2 (en) * 2007-06-14 2010-04-20 System General Corp. Method and apparatus to provide synchronous rectifying circuit for offline power converters
US7701736B2 (en) * 2007-08-08 2010-04-20 System General Corp. Synchronous rectifying circuit for resonant power converters
US7660136B2 (en) * 2007-10-09 2010-02-09 System General Corporation Method and apparatus for synchronous rectifying of soft switching power converters
US8072787B2 (en) * 2007-10-26 2011-12-06 System General Corporation Synchronous rectifying for soft switching power converters
KR100963024B1 (ko) 2008-06-02 2010-06-10 순천향대학교 산학협력단 플라이백 컨버터용 동기정류기 구동회로
EP2190109B1 (en) * 2008-10-27 2014-09-03 STMicroelectronics Srl Control device for rectifiers of switching converters.
US9001532B2 (en) * 2013-01-09 2015-04-07 Semiconductor Components Industries, Llc Method of forming a synchronous rectifier controller and structure therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8134851B2 (en) * 2003-11-04 2012-03-13 International Rectifier Corporation Secondary side synchronous rectifier for resonant converter
KR20080110470A (ko) 2007-06-14 2008-12-18 삼성전자주식회사 동기 정류 회로 및 이를 이용한 다중 출력을 갖는전원공급장치
JP2009273329A (ja) * 2008-05-12 2009-11-19 Mitsumi Electric Co Ltd スイッチング電源装置
JP2011166949A (ja) * 2010-02-10 2011-08-25 Hitachi Ltd 電源装置、ハードディスク装置、及び電源装置のスイッチング方法
JP2013169126A (ja) * 2012-02-17 2013-08-29 Mitsumi Electric Co Ltd スイッチング電源装置

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