KR20150112344A - Multi-output DC power supply device based on the insulated DC-DC convert type - Google Patents

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KR20150112344A
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Abstract

The present invention relates to a multi-output DC power supply device based on an insulated dc-dc conversion manner. A secondary controller is added to a secondary part to control a main output voltage and other output voltages in the secondary part. So, accurate control can be independently carried out on an output voltage regardless of the main output power.

Description

절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치{Multi-output DC power supply device based on the insulated DC-DC convert type}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-output DC power supply device using an insulated DC-DC conversion method,

본 발명은 다중출력 직류전원 공급 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 주 출력 전압 뿐만 아니라 나머지 출력 전압에 대해서도 2차측에서 제어가 가능하도록 2차측에 2차측 제어기를 부가하여, 주 출력 전압과 독립적으로 보조 출력 전압에 대해서도 정밀한 출력 전압을 얻을 수 있게 하는 절연형 DC-DC 변환 방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-output DC power supply, and more particularly, to a multi-output direct-current power supply apparatus that includes a secondary-side controller on the secondary side so as to control not only the main output voltage but also the remaining output voltage from the secondary side, And more particularly, to a multi-output DC power supply apparatus using an insulation type DC-DC conversion system that can obtain a precise output voltage with respect to an output voltage.

일반적으로, 컴퓨터, 프린터, 복사기 등과 같은 장치들에서는 구조가 간단하고 작은 크기를 가지면서도 안정적인 전원공급이 가능한 고효율의 전원공급 시스템이 요구된다. 2. Description of the Related Art Generally, devices such as computers, printers, copiers, and the like require a high-efficiency power supply system that is simple in structure, small in size, and stable in power supply.

전류 전원 전원공급 장치는 이러한 고효율의 전원공급 시스템을 위하여 널리 사용되고 있다. 종래에는 1개의 컨버터(converter)를 통해 다중출력을 갖는 경우, 예를 들어 제1출력부 및 복수의 출력부를 갖는 경우 상기 제1출력부뿐만 아니라 복수의 출력부를 통해서도 안정적으로 전원을 공급하는 기술에 대한 연구는 많이 되어 왔다. Current power supply is widely used for such a high efficiency power supply system. Conventionally, in the case of having multiple outputs through one converter, for example, in the case of having a first output unit and a plurality of output units, a technique of supplying power stably through not only the first output unit but also a plurality of output units There have been many studies on.

이러한 다중출력 전원 공급 장치와 관련된 기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다. Patent Literatures 1 and 2 are techniques related to such a multiple output power supply device.

특허문헌 1은 브릿지 정류 다이오드 및 콘덴서에 의해 정류 및 평활되는 입력전압에 따라 2차측으로 권선비에 비례하는 출력전압을 각각 유기시키는 트랜스와; 트랜스의 2차측에 유기되는 출력전압이 항상 일정하게 유지될 수 있도록 전압피드백부에 의해 피드백되는 오차검출전압에 따라 트랜스의 1차측 듀티사이클을 변화시키는 메인스위칭부와; 트랜스의 2차측에 유기되는 출력전압이 항상 일정하게 유지될수 있도록 트랜스의 2차측 듀티사이클을 변화시키는 출력전압스위칭부와; 출력전압스위칭부에 의한 트랜스의 2차측 듀티사이클 변화에 따라 출력전압의 오차전압을 검출하여 출력전압스위칭부로 피드백시키는 제1오차전압검출부와; 트랜스의 2차측에 유기되는 출력전압의 동기신호를 검출하도록 트리거펄스를 발생시켜 출력전압스위칭부를 동기화시키는 동기신호검출부와; 트랜스의 2차측에 유기되는 출력전압의 오차전압을 검출하여 전압피드백부를 통해 메인스위칭부로 피드백시키는 제2오차전압검출부로 구성된 것이다. Patent Document 1 discloses a transformer for rectifying and rectifying an output voltage proportional to a winding ratio to a secondary side according to an input voltage rectified and smoothed by a bridge rectifier diode and a capacitor, respectively; A main switching unit for changing a duty cycle of a primary side of the transformer according to an error detection voltage fed back by a voltage feedback unit so that an output voltage induced on a secondary side of the transformer can be kept constant at all times; An output voltage switching unit for changing a duty cycle of the secondary side of the transformer so that the output voltage induced on the secondary side of the transformer can be maintained constant at all times; A first error voltage detector for detecting an error voltage of the output voltage according to the duty cycle change of the secondary side of the transformer by the output voltage switching unit and feeding back the detected error voltage to the output voltage switching unit; A synchronous signal detecting unit for generating a trigger pulse to detect a synchronous signal of an output voltage induced on a secondary side of the transformer to synchronize the output voltage switching unit; And a second error voltage detector for detecting an error voltage of the output voltage induced on the secondary side of the transformer and feeding back the error voltage to the main switching unit through the voltage feedback unit.

이러한 종래의 다중출력 전원공급 장치는 2차측에서 다양한 출력을 얻을 수 있으나, 2차측의 출력을 제어할 수 있는 제어수단을 구비하지 않아 다중의 2차출력이 1차의 주 출력 변화에 민감하게 반응하여 출력이 안정화되지 못한 문제가 있다.
Such a conventional multiple output power supply device can obtain various outputs from the secondary side but does not have a control means for controlling the output of the secondary side so that the multiple secondary outputs are sensitive to the primary output change So that the output can not be stabilized.

1. 대한민국 특허공개 제1999-0035532호1. Korean Patent Publication No. 1999-0035532

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 주 출력 전압뿐만 아니라 나머지 출력 전압에 대해서도 2차측에서 제어가 가능하도록 2차측에 2차측 제어기를 부가하여, 주 출력 전압과 독립적으로 보조 출력 전압에 대해서도 정밀한 출력 전압을 얻을 수 있게 하는 절연형 DC-DC 변환 방식에 의한 정밀 다중 출력 직류 전원 공급 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been developed in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a secondary-side controller on the secondary side so as to control not only the main output voltage but also the remaining output voltage from the secondary side, It is an object of the present invention to provide a precision multi-output direct-current power supply apparatus using an insulation type DC-DC conversion system which can obtain a precise output voltage even with respect to a voltage.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치는 하나의 1차코일과 복수의 2차코일을 구비하고, 입력직류전압을 변압하여 출력하는 변압기와, 상기 2차 코일에 연결되어 제1 내지 N출력전압을 출력하는 제1 내지 N출력라인을 구비한 직류전원공급장치에 있어서, 상기 1차코일에 인가된 입력 직류 전압을 제어하는 1차측제어기; 상기 출력라인의 출력단에 설치되고, 두 개의 분배저항으로 구성되어 분배저항에 의해 분배되어 피드백되는 출력 전압을 일정 비율로 분배되게 하는 전압분배기; 각 출력라인의 전압분배기로부터 피드백되는 피드백전압과 설정된 전압을 비교하여 출력전압을 제어하는 복수의 2차측제어기; 상기 2차측제어기의 제어 신호에 의해 작동되어 출력라인을 온/오프하는 출력전압동기정류MOSFET를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for supplying multiple output DC power by an insulated DC-DC conversion method, including a primary coil and a plurality of secondary coils, And a first to an Nth output line connected to the secondary coil and outputting first to N output voltages, the DC power supply device comprising: a control unit for controlling an input DC voltage applied to the primary coil Primary side controller; A voltage divider provided at an output terminal of the output line and configured to divide the output voltage divided by the dividing resistor and fed back at a predetermined ratio; A plurality of secondary side controllers for controlling an output voltage by comparing a feedback voltage fed back from a voltage divider of each output line with a set voltage; And an output voltage synchronous rectification MOSFET operated by a control signal of the secondary side controller to turn on / off the output line.

상기 제1출력라인에 설치된 전압분배기와 상기 제1차측 제어기 사이에 연결된 제1출력전압 피드백라인에는 포토커플러를 설치하여 1차측과 2차측을 절연시키는 것이 바람직하고, 상기 출력라인에는 인덕터와 콘덴서가 병렬로 연결된 출력필터들을 구비할 수 있다. Preferably, a photocoupler is installed in the first output voltage feedback line connected between the voltage divider provided on the first output line and the first differential controller to isolate the primary and the secondary from each other, and an inductor and a capacitor are connected to the output line. And output filters connected in parallel.

또한, 상기 출력필터에 구비된 인덕터 충전전류로 인해 출력전압이 불안정해지는 것을 방지하기 위해 출력라인에 병렬로 연결된 출력전압 프리휠링 MOSFE를 설치하고, 상기 제1출력라인에 설치된 전압분배기와 상기 제1차측 제어기 사이에 연결된 제1출력전압 피드백라인에는 증폭기가 더 설치할 수도 있다.
In order to prevent the output voltage from becoming unstable due to the inductor charging current of the output filter, an output voltage freewheeling MOSFE connected in parallel to the output line is provided, and a voltage divider provided in the first output line, An amplifier may be further provided in the first output voltage feedback line connected between the secondary side controllers.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치는 출력전압의 높낮이에 따라 PWM의 펄스폭을 제어하여 출력전압을 조절하는 제2출력 2차측 제어기를 사용함으로서, 제1출력전압의 변동에 영향을 받지 않고, 제2차출력전압을 일정하게 유지할 수 있다.As described above, the multiple output DC power supply apparatus using the insulated DC-DC conversion method according to the present invention includes a second output secondary controller that controls the pulse width of the PWM according to the height of the output voltage to adjust the output voltage It is possible to keep the secondary output voltage constant without being affected by the fluctuation of the first output voltage.

또한, 본 발명은 출력전압의 높낮이에 따라 PWM의 펄스폭을 제어하여 출력전압을 조절하는 제3출력 2차측 제어기를 사용함으로서, 제1출력전압의 변동에 영향을 받지 않고, 제3차출력압을 일정하게 유지할 수 도 있다. In addition, the present invention uses a third output secondary controller that controls the pulse width of the PWM to adjust the output voltage according to the output voltage level, so that the output voltage is not affected by the variation of the first output voltage, May be kept constant.

더욱이, 인덕터와 콘덴서로 구성된 출력 로패스 필터에 의해 출력 접압 리플을 적데 할 수 있는 효과도 있는 것이다. Furthermore, there is an effect that the output voltage ripple can be minimized by the output low-pass filter composed of the inductor and the capacitor.

또한, 변압기의 코어를 자화시키기 위하여 흐르는 자화 전류를 자화인덕턴스 및 클램프 공진콘덴서로 구성된 공진회로로 공진시켜 자기 에너지를 반환하므로, 변압기 코어의 자기 포화를 방지하기 위하여 코어를 리세트하지 않아도 되어 효율을 높일 수 있는 효과도 있다.In order to magnetize the core of the transformer, the magnetizing current is resonated by a resonance circuit composed of a magnetizing inductance and a clamping resonance capacitor to return magnetic energy. Therefore, in order to prevent magnetic saturation of the transformer core, There is also an effect that can be increased.

또한, 동기신호결합콘덴서를 통하여 1차측 제어기의 PWM 출력 파형의 시작점에 2차측 제어기들의 출력 PWM 신호의 시작점을 동기시킴으로 2차측 제어기들이 피드백되는 출력 전압에 따라 PWM 신호의 종료점만을 조절하도록 MOSFET 2차측 동기정류회로에 대한 제어를 단순화시킬 수 있는 효과도 있다.
In addition, by synchronizing the start point of the output PWM signal of the secondary controller to the start point of the PWM output waveform of the primary controller through the synchronous signal coupling capacitor, the secondary controller adjusts only the end point of the PWM signal according to the output voltage fed back by the secondary controller There is also an effect that the control on the synchronous rectification circuit can be simplified.

도 1은 본 발명에 따른 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치의 회로도
도 2는 본 발명에 따른 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치에서 각 제어기로 입력되는 신호의 그래프1 is a circuit diagram of a multi-output DC power supply apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a graph of a signal input to each controller in a multi-output DC power supply apparatus using an insulated DC-DC conversion method according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 각각의 출력라인에 제어기를 구비하여 독자적으로 출력을 제어할 수 있다The present invention can control the output independently by having a controller in each output line

이러한 본 발명에 따른 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치는 제1출력라인의 출력전압(Vout1)에 의해 영향을 받지 않고 다른 출력전압(Vout2~VoutN)을 안정화시킬 수 있도록 복수의 2차측 제어기(62, 63)를 구비하고 있다. The multi-output DC power supply apparatus using the insulated DC-DC conversion method according to the present invention is configured to stabilize the other output voltages Vout2 to VoutN without being influenced by the output voltage Vout1 of the first output line. And a plurality of secondary-side controllers (62, 63).

즉, 본 발명은 하나의 1차코일과 복수의 2차코일을 구비하고, 입력직류전압을 변압하여 출력하는 변압기와, 상기 2차 코일에 연결되어 제1 내지 N출력전압을 출력하는 제1 내지 N출력라인을 구비한 직류전원 공급 장치의 1차코일에 인가된 입력 직류 전압을 제어하는 1차측 제어기(61)와, 출력라인의 출력단에 설치되고 두 개의 분배저항으로 구성되어 분배저항에 의해 분배되어 피드백되는 출력 전압의 크기에 따라 PWM폭을 제어하는 전압분배기(41~43); 각 출력라인의 전압분배기로부터 피드백되는 피드백전압과 설정된 전압을 비교하여 출력전압을 제어하는 복수의 2차측 제어기(62, 63)을 포함한다. That is, the present invention provides a transformer having a primary coil and a plurality of secondary coils and transforming an input DC voltage and outputting the transformed DC voltage, A primary side controller 61 for controlling an input DC voltage applied to a primary coil of a DC power supply having N output lines, and a primary side controller 61 connected to the output terminal of the output line and composed of two distribution resistors, A voltage divider (41 to 43) for controlling a PWM width according to a magnitude of an output voltage fed back; And a plurality of secondary-side controllers (62, 63) for controlling an output voltage by comparing a feedback voltage fed back from a voltage divider of each output line with a set voltage.

이러한 본 발명에 따른 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치는 종래의 전원공급 장치와 동일하게 변압기(10)를 구비하고 있으며, 변압기(10)는 도 1에 도시한 바와 같이 하나의 1차코일(11)과 다수의 2차코일(12~14)을 구비하고 있다. 도 1에는 변압기의 2차코일이 3개인 것을 일예로 도시하였으나, 그 이상 다수가 될 수 있고, 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위해 3개의 2차코일을 구비한 것을 일예로 설명한다.The multi-output DC power supply apparatus using the insulated DC-DC conversion method according to the present invention includes a transformer 10 in the same manner as a conventional power supply apparatus. The transformer 10 is, as shown in FIG. 1, One primary coil 11 and a plurality of secondary coils 12 to 14 are provided. FIG. 1 shows an example in which the secondary coil of the transformer is three in number. However, the number of the secondary coils of the transformer is three or more. In the following description, three secondary coils are provided for ease of explanation.

상기 변압기(10)의 2차코일 중 하나의 2차코일(12)은 제1출력전압(Vout1)을 얻기 위한 것으로, 이 2차코일(12)에 연결된 출력라인에는 출력 정류 다이오드(D11)와 출력 프리휠링(Free Wheeling) 다이오드(D12)가 병렬로 설치되어 있고, 출력을 직류 전압으로 필터링하기 위한 출력필터(31)와, 출력을 분배하는 전압분배기(41)가 연결되어 있다. One of the secondary coils of the transformer 10 is for obtaining the first output voltage Vout1 and the output line connected to the secondary coil 12 is connected to the output rectifier diode D11 Output free-wheeling diodes D12 are provided in parallel, and an output filter 31 for filtering the output to a direct-current voltage and a voltage divider 41 for distributing the output are connected.

상기 출력필터(31)는 도시한 바와 같이 인덕터(L31)와 콘덴서(C31)로 구성되고, 전압분배기(41)는 두 개의 분배저항(R11, R12)로 이루어진다. The output filter 31 is composed of an inductor L31 and a capacitor C31 as shown in the figure and the voltage divider 41 is composed of two distribution resistors R11 and R12.

상기 전압분배기(41)에 의해 분배된 전압은 상기 1차측 제어기(61)로 피드백된다. The voltage distributed by the voltage divider 41 is fed back to the primary side controller 61.

이러한 본 발명의 전원 공급 장치에서 2차코일(12)에 유기되는 전압 파형은 도 2 (a)에 도시된 바와 같고 이 전압이 1차측 제어기(61)로 공급되며, 제1출력라인에 유기된 PWM신호의 종료시점(PO1)은 상기한 전압분배기(41)의 분배된 피드백 출력 전압의 크기에 따라 PWM폭이 제어된다.In this power supply apparatus of the present invention, the voltage waveform induced in the secondary coil 12 is as shown in Fig. 2 (a), and this voltage is supplied to the primary-side controller 61, The end point (PO1) of the PWM signal is controlled in accordance with the magnitude of the distributed feedback output voltage of the voltage divider (41).

물론, PWM파형의 제1출력전압(Vout1)의 크기는 1차코일(11)과 2차코일(12)의 권선비에 의해 결정된다.Of course, the magnitude of the first output voltage Vout1 of the PWM waveform is determined by the turns ratio of the primary coil 11 and the secondary coil 12.

상기 트랜스(10)의 1차코일(11)에 인가된 입력 직류 전압을 1차측 제어기(61)에 의해 제어되는 1차전력제어MOSFET(21p)로 온/오프(On/off) 제어된다. The input DC voltage applied to the primary coil 11 of the transformer 10 is controlled on and off by the primary power control MOSFET 21p controlled by the primary controller 61. [

또한 1차클램프MOSFET(21c)를 구비하여 2차측 제어기(62, 63)의 제어 신호에 의해 작동되어 1차코일에 공급되는 전원을 단속할 수 있게 하였다.The primary clamp MOSFET 21c is also provided to enable control of the power supplied to the primary coil by operation of the control signal of the secondary controller 62, 63.

또한, 제1출력전압(Vout1)을 출력하는 제1출력라인에 설치된 전압분배기(41)와 상기 제1차측 제어기(61) 사이에 연결된 제1출력전압 피드백라인(LF1)에는 포토커플러(60)를 설치하여 1차측과 2차측을 절연시킴으로써 1차측에 낙뢰나 여타의 외부 환경에 이해 노이즈가 발생하여도 이 노이즈가 2차측에 영향을 주지 않게 하였다. The photo coupler 60 is connected to the voltage divider 41 provided on the first output line for outputting the first output voltage Vout1 and the first output voltage feedback line LF1 connected between the first and the second side controllers 61, To isolate the primary side and the secondary side so that the noise does not affect the secondary side even if there is an understanding noise in the lightning or other external environment on the primary side.

또한 상기 제1출력전압 피드백라인(LF1)에는 상기 전압분배기(31)에 의해서 분배되어 피드백되는 피드백 전압을 증폭시키기 위한 증폭기(50)를 더 설치하여 1차측 제어기(61)로 입력되는 전압을 증폭하였고, 1차측 제어기(61)로 피드백된 피드백 전압은 설정된 기준 전압과 비교되어, 기준 전압 보다 낮으면 PWM 펄스의 폭이 넓어져 출력 전압이 상승한다.The first output voltage feedback line LF1 is further provided with an amplifier 50 for amplifying a feedback voltage divided and fed back by the voltage divider 31 to amplify a voltage input to the primary controller 61 The feedback voltage fed back to the primary-side controller 61 is compared with the set reference voltage. If the reference voltage is lower than the reference voltage, the width of the PWM pulse is widened and the output voltage rises.

상기 2차코일들 중 상기에서 설명한 제1출력라인을 제외한 나머지 제2 및 제3 출력라인에는 제1 출력라인에 설치된 것과 동일하게 인덕터(L32, L33)와 콘덴서(C32, C33)가 병렬로 연결된 출력필터(32, 33)과, 두 개의 분배저항(R21, R22, R31, R32)로 이루어진 전압분배기(42, 43)가 각각 설치되어 있다. The inductors L32 and L33 and the capacitors C32 and C33 are connected in parallel to the second and third output lines except for the first output line among the secondary coils, Output filters 32 and 33 and voltage dividers 42 and 43 composed of two distribution resistors R21, R22, R31 and R32, respectively.

또한 제2 및 제3 출력라인에는 각각의 제2 및 제3출력출력전압(Vout2, Vout3)를 제어하기 위한 제2출력 2차측 제어기(62), 제3출력 2차측 제어기(63)을 구비하고 있으며, 출력전압동기정류MOSFET(22a, 23a)와 출력전압프리휠링MOSFET(22w, 23w)로 이루어진 동기정류회로(22, 23)을 각각 구비하고 있다. The second and third output lines are provided with a second output secondary controller 62 and a third output secondary controller 63 for controlling the respective second and third output output voltages Vout2 and Vout3 And includes synchronous rectification circuits 22 and 23 each made up of output voltage synchronous rectification MOSFETs 22a and 23a and output voltage freewheeling MOSFETs 22w and 23w.

상기 동기정류회로(22, 23)는 변압기(10)의 2차측 양단의 전압을 감지하고, 감지된 전압에 대응하여 변압기 2차측을 온/오프시키는 역할을 한다.The synchronous rectification circuits 22 and 23 sense the voltage across the secondary of the transformer 10 and turn on / off the secondary of the transformer in response to the sensed voltage.

상기 2차코일들(13, 14)에 연결된 제2 및 제3출력라인에서의 출력전압(Vout2, Vout3) 중, 제2출력전압(Vout2)은 1차코일(11)과 2차코일(13)의 권수비에 의해 2차코일(13)에 PWM 형태로 유기된다.Of the output voltages Vout2 and Vout3 in the second and third output lines connected to the secondary coils 13 and 14, the second output voltage Vout2 is supplied to the primary coil 11 and the secondary coil 13 The secondary coil 13 is induced in the form of PWM.

제2출력 2차측 제어기(62)에 연결된 제2제어라인(LC2)에 의해 출력전압동기정류MOSFET(22a)가 온되는 시점(PO2)은 1차측 제어기(61)에 의해 1차전력제어MOSFET(21p)가 온되는 시점과 같고, 동기신호결합 콘덴서(CA)를 통해 제어 신호가 전달된다.The time point PO2 at which the output voltage synchronous rectification MOSFET 22a is turned on by the second control line LC2 connected to the second output secondary controller 62 is controlled by the primary controller 61 21p are turned on, and the control signal is transmitted through the sync signal coupling capacitor CA.

동기정류회로(22)의 출력전압동기정류MOSFET(22a)가 오프되고, 일정한 데드타임(Dead Time) 후에 출력전압 프리휠링 MOSFET(22w)가 온되며, 출력전압동기정류MOSFET(22a)가 오프되는 시간은 전압분배기(42)의 분배저항들(R21, R22)에 의해 분배되는 피드백 전압에 따라 결정된다.(도 2 (b)참조)The output voltage synchronous rectification MOSFET 22a of the synchronous rectification circuit 22 is turned off and the output voltage free wheeling MOSFET 22w is turned on after a predetermined dead time and the output voltage synchronous rectification MOSFET 22a is turned off The time is determined by the feedback voltage distributed by the distribution resistors R21 and R22 of the voltage divider 42 (see Fig. 2 (b)).

피드백 전압이 기준 전압보다 낮으면, PWM 폭은 넓어지고, 기준전압보다 높으면, PWM 폭은 좁아진다. 출력전압동기정류MOSFET(22a)가 온되어 있는 동안은 2차코일(13)에 유기된 전압은 출력 인덕터(L32)를 통해서 흐르며, 출력 인덕터(L32)와 콘덴서(C32)로 구성된 출력필터(32)에 의해 평활되어 직류 전압으로 출력된다. 출력전압동기정류MOSFET(22a)가 오프되고, 출력전압 프리휠링 MOSFET(22w)가 온되면 출력 인덕터(L32)을 통해 흐르던 전류는 출력전압 프리휠링 MOSFET(22w)를 통해 순환 전류 형태로 부하 전류가 순환하며 흐른다.
If the feedback voltage is lower than the reference voltage, the PWM width becomes wider, and if it is higher than the reference voltage, the PWM width becomes narrower. The voltage induced in the secondary coil 13 flows through the output inductor L32 while the output voltage synchronous rectification MOSFET 22a is on and the output voltage of the output inductor L32 composed of the output inductor L32 and the capacitor C32 ) And output as a DC voltage. When the output voltage synchronous rectification MOSFET 22a is turned off and the output voltage freewheeling MOSFET 22w is turned on, the current that flows through the output inductor L32 flows through the output voltage freewheeling MOSFET 22w in the form of a circulating current It circulates and flows.

2차코일(14)에 의해 유기된 제3출력전압(Vout3)은 1차코일(11)과 2차코일(14)의 권수비에 의해 2차코일(14)에 PWM 형태로 유기된다. The third output voltage Vout3 induced by the secondary coil 14 is induced in the PWM form in the secondary coil 14 by the turns ratio of the primary coil 11 and the secondary coil 14.

제3출력 2차측 제어기(63)에 연결된 제3제어라인(LC3)에 의해 출력전압동기정류MOSFET(23a)가 온되는 시점(PO3)은 1차측 제어기(61)에 의해 1차전력제어MOSFET(21p)가 온되는 시점과 같으며, 동기신호결합 콘덴서(CA)를 통해 제어 신호가 전달된다.The time point PO3 at which the output voltage synchronous rectification MOSFET 23a is turned on by the third control line LC3 connected to the third output secondary controller 63 is controlled by the primary controller 61 to the primary power control MOSFET 21p are turned on, and the control signal is transmitted through the synchronous signal coupling capacitor CA.

출력전압동기정류MOSFET(23a)가 오프되고 일정한 데드타임(Dead Time) 후에 출력전압 프리휠링 MOSFET(23w)가 온되며, 출력전압동기정류MOSFET(23a)가 오프되는 시간은 전압분배기(43)의 분배저항들(R31, R32)에 의해 분배되는 피드백 전압에 따라 결정된다.(도 2 (c)참조) 제3출력전압 피드백라인(LF3)을 통해 피드백되는 피드백전압이 설정된 기준 전압보다 낮으면, PWM 폭 즉, 온되는 시간은 넓어지고, 기준전압보다 높으면, PWM 폭은 좁아진다.The output voltage free wheeling MOSFET 23w is turned on after a certain dead time and the output voltage synchronous rectification MOSFET 23a is turned off so that the time when the output voltage synchronous rectification MOSFET 23a is turned off is the same as that of the voltage divider 43 (See Fig. 2 (c)). If the feedback voltage fed back through the third output voltage feedback line LF3 is lower than the set reference voltage, The PWM width, that is, the ON time, becomes wider, and when it is higher than the reference voltage, the PWM width becomes narrower.

출력전압동기정류MOSFET(23a)가 온되어 있는 동안에는 2차코일(14)에 유기된 전압은 출력 인덕터(L33)를 통해서 흐르며, 출력 인덕터(L33)와 콘덴서(C33)로 구성된 출력필터(33)에 의해 평활되어 직류 전압으로 출력된다.The voltage induced in the secondary coil 14 flows through the output inductor L33 while the output voltage synchronous rectification MOSFET 23a is on and the output filter 33 composed of the output inductor L33 and the capacitor C33 flows, And is output as a DC voltage.

출력전압동기정류MOSFET(23a)가 오프되고, 출력전압 프리휠링 MOSFET(23w)가 온되면 출력 인덕터(L33)를 통해 흐르던 전류는 출력전압 프리휠링 MOSFET(23w)를 통해 순환 전류 형태로 부하 전류가 순환하며 흐른다.
When the output voltage synchronous rectification MOSFET 23a is turned off and the output voltage freewheeling MOSFET 23w is turned on, the current that flows through the output inductor L33 flows through the output voltage freewheeling MOSFET 23w in the form of a circulating current It circulates and flows.

10: 변압기 11: 1차코일 12, 13, 14: 2차코일
21c: 1차클램프MOSFET 21p: 1차전력제어MOSFET
22, 23: 동기정류회로
22a, 23a: 출력전압동기정류MOSFET
22w, 23w: 출력전압프리휠링(Free Wheeling)MOSFET
31, 32, 33: 출력필터
L31, L32, L33: 인덕터 C31, C32, C33 : 콘덴서
41, 42, 43: 전압분배기
R11, R12, R21, R22, R31, R33: 분배저항
50: 증폭기 60: 포토커플러
61 : 1차측 제어기
62 : 제2출력 2차제어기
63 : 제3출력 2차제어기
LF1 : 제1출력전압 피드백라인
LF2 : 제2출력전압 피드백라인
LF3 : 제3출력전압 피드백라인
LC1 : 제1제어라인
LC2 : 제2제어라인
LC3 : 제3제어라인
D11 : 출력정류다이오드
D12 : 출력프리휠링(Free Wheeling)다이오드
CA : 동기신호결합 콘덴서
CR : 클램프 공진콘덴서
100: 입력직류전압
110 : 입력필터 L10: 인덕터
C10 : 콘덴서10: transformer 11: primary coil 12, 13, 14: secondary coil
21c: primary clamp MOSFET 21p: primary power control MOSFET
22, 23: Synchronous rectification circuit
22a, 23a: output voltage synchronous rectification MOSFET
22w, 23w: Output Voltage Free Wheeling MOSFET
31, 32, 33: Output filter
L31, L32, L33: Inductors C31, C32, C33: Capacitors
41, 42, 43: voltage divider
R11, R12, R21, R22, R31, R33: Distribution resistance
50: amplifier 60: photo coupler
61: primary side controller
62: Second output secondary controller
63: Third output secondary controller
LF1: first output voltage feedback line
LF2: second output voltage feedback line
LF3: Third output voltage feedback line
LC1: first control line
LC2: second control line
LC3: third control line
D11: Output rectifier diode
D12: Output Free Wheeling Diode
CA: Synchronous signal coupling capacitor
CR: Clamp resonant capacitor
100: Input DC voltage
110: Input filter L10: Inductor
C10: Condenser

Claims (5)

하나의 1차코일과 복수의 2차코일을 구비하고, 입력직류전압을 변압하여 출력하는 변압기와, 상기 2차 코일에 연결되어 제1 내지 N출력전압을 출력하는 제1 내지 N출력라인을 구비한 직류전원공급장치에 있어서,
상기 1차코일에 인가된 입력 직류 전압을 제어하는 1차측 제어기;
상기 출력라인의 출력단에 설치되고, 두 개의 분배저항으로 구성되어 분배저항에 의해 분배되어 피드백되는 출력 전압을 일정비율로 분배되게 하는 전압분배기;
각 출력라인의 전압분배기로부터 피드백되는 피드백전압과 설정된 전압을 비교하여 출력전압을 제어하는 복수의 2차측 제어기;
상기 2차측 제어기의 제어 신호에 의해 작동되어 출력라인을 온/오프하는 출력전압동기정류MOSFET를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치.A transformer having a primary coil and a plurality of secondary coils and transforming and outputting an input DC voltage; and first to N output lines connected to the secondary coil for outputting first to N output voltages In one DC power supply,
A primary side controller for controlling an input DC voltage applied to the primary coil;
A voltage divider provided at an output terminal of the output line and configured to divide the output voltage divided by the dividing resistor and fed back at a predetermined ratio;
A plurality of secondary side controllers for controlling an output voltage by comparing a feedback voltage fed back from a voltage divider of each output line with a set voltage;
And an output voltage synchronous rectification MOSFET operated by a control signal of the secondary side controller to turn on / off an output line. 제1항에 있어서,
상기 제1출력라인에 설치된 전압분배기와 상기 제1차측 제어기 사이에 연결된 제1출력전압 피드백라인에는 포토커플러를 설치하여 1차측과 2차측을 절연시킨 것을 특징으로 하는 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치.The method according to claim 1,
And an insulation type DC-DC conversion method is provided in which a photocoupler is installed in a first output voltage feedback line connected between the voltage divider provided on the first output line and the first side controller to isolate the primary side and the secondary side. Multiple output DC power supply by. 제1항에 있어서,
상기 출력라인에는 인덕터와 콘덴서가 병렬로 연결된 출력필터들이 설치된 것을 특징으로 하는 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치.The method according to claim 1,
Wherein the output line is provided with output filters connected in parallel with an inductor and a capacitor. 제3항에 있어서,
상기 출력필터에 구비된 인덕터 충전전류로 인해 출력전압이 불안정해지는 것을 방지하기 위해 출력라인에 병렬로 연결된 출력전압 프리휠링 MOSFE를 더 구비한 것을 특징으로 하는 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치.The method of claim 3,
Further comprising an output voltage freewheeling MOSFE connected in parallel to an output line to prevent an output voltage from becoming unstable due to an inductor charging current of the output filter. DC power supply. 제1항에 있어서,
상기 제1출력라인에 설치된 전압분배기와 상기 제1차측 제어기 사이에 연결된 제1출력전압 피드백라인에는 증폭기가 더 설치된 것을 특징으로 하는 절연형 DC-DC변환방식에 의한 다중출력 직류전원 공급 장치.
The method according to claim 1,
And an amplifier is further provided in the first output voltage feedback line connected between the voltage divider provided on the first output line and the first differential controller.
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