KR20180071564A

KR20180071564A - 정류 회로

Info

Publication number: KR20180071564A
Application number: KR1020160174314A
Authority: KR
Inventors: 김해봉; 김규호; 유순건; 정춘식; 이주현
Original assignee: 주식회사 실리콘웍스
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-06-28
Also published as: CN108206639A; KR102621927B1; CN108206639B

Abstract

본 발명은 집적 회로로 구현하는 정류 회로를 개시하며, 정류부를 구성하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 비교기의 오프셋 전압과 지연을 고려하여 제어함으로써 정류를 위하여 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있다.

Description

정류 회로{RECTIFIER CICRCUIT}

본 발명은 정류 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집적 회로로 구현하는 정류 회로에 관한 것이다.

정류 회로는 입력 전압인 교류 전압을 정류하고 정류된 정류 전압을 출력하는 회로이다. 정류 회로는 통상 브릿지 다이오드 결합으로 구성될 수 있고, 이 경우 정류 회로는 2 개의 입력단과 2 개의 출력단을 구비하고, 입력단들과 출력단들 사이에 다이오드가 각각 구성되며, 2 개의 입력단에 교류 전압이 인가되고 두 개의 출력단에 정류 전압이 인가된다.

여기에서, 정류 전압은 교류 전압을 정류하여 출력되는 모든 파형의 출력 전압을 의미하며 바람직하게는 직류 전압으로 이해될 수 있다.

정류 회로의 각 다이오드는 정류 전압이 수백 볼트 또는 수십 볼트로 출력되는 경우 전체 전력 효율에 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나, 정류 전압이 수 볼트 수준으로 출력되는 경우, 정류 회로의 각 다이오드의 전력 소모는 전체 전력 효율에 큰 영향을 미치게 된다.

정류 회로는 낮은 레벨로 정류 전압이 출력되는 경우의 전력 효율을 개선하기위하여 MOS 트랜지스터를 이용하여 구성하고 집적 회로로 구현되는 것이 제안된 바 있다.

정류 회로가 집적 회로로 구현되는 경우, 정류 회로는 하나 이상의 다이오드를 포함하는 패시브(Passive) 정류 회로로 구성되거나 및 스위치로 작용하는 4 개의 MOS FET와 스위치를 제어하는 구동부를 포함하는 액티브(active) 또는 동기(Synchronous) 정류 회로로 구성될 수 있다.

이 중, 액티브 또는 동기 정류 회로는 스위치의 제어 시점을 결정하기 위한 비교기를 포함하며, 비교기의 출력에 대응하여 스위치를 제어하는 구동 회로를 포함할 수 있다.

비교기는 포지티브 입력단과 네가티브 입력단에 인가되는 신호들의 차에 해당하는 비교 신호를 출력하도록 구성되고, 구동 회로는 비교 신호에 따른 제어 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.

그러나, 이 경우 비교기의 포지티브 입력단과 네가티브 입력단 간에 오프셋 전압이 형성되고 그에 따른 지연이 유발된다. 그러므로, 정류 회로는 비교기의 오프셋 전압과 그에 따른 지연에 따라 정확한 타이밍에 스위치들을 턴온 및 턴오프하기 어렵고 턴온 또는 턴오프가 지연되는 만큼 전력 로스를 갖는다.

그러므로, 집적 회로로 구현되는 액티브 또는 동기 정류 회로는 비교기의 오프셋 전압과 그에 따른 지연에 의한 전력 로스(loss)로 인하여 전력 효율이 떨어지는 문제점을 갖는다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 스위치들을 이용하여 집적 회로로구현되는 정류 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 정류를 위하여 전류 경로를 스위칭하며, 비교기의 오프셋 전압과 지연을 고려하여 전류 경로의 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 전력 로스를 줄일 수 있는 정류 회로를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또다른 기술적 과제는 센싱 환경을 미리 변화시켜서 전류 경로를 스위칭하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 전력 로스를 줄일 수 있는 정류 회로를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또다른 기술적 과제는 입력 전압인 교류 전압의 주파수 변화에 대응하여 전류 경로를 형성하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 전력 로스를 줄일 수 있는 정류 회로를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또다른 기술적 과제는 입력 전압인 교류 전압과 출력 전압인 정류 전압의 레벨들의 센싱과 교류 전압의 주파수 센싱을 이용하여 전류 경로를 형성하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 전력 로스를 줄일 수 있는 정류 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 정류 회로는, 제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 교번하여 형성하여서 교류 전압을 정류 전압으로 변환하는 정류부; 및 제1 센싱 환경에서 상기 교류 전압에 대한 입력 센싱 신호와 상기 정류 전압에 대한 출력 센싱 신호를 비교하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온을 제어하고, 턴온 시점부터 미리 설정된 지연 시간을 경과한 이후 제2 센싱 환경에서 상기 교류 전압에 대한 상기 입력 센싱 신호와 상기 정류 전압에 대한 상기 출력 센싱 신호를 비교하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하는 구동부;를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정류 회로는, 제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 교번하여 형성하여서 교류 전압을 정류 전압으로 변환하는 정류부; 및 상기 교류 전압의 주파수를 센싱한 주파수 센싱 신호를 이용하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온과 턴오프를 제어하는 구동부;를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 정류 회로는, 제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 교번하여 형성하여서 교류 전압을 정류 전압으로 변환하는 정류부; 및 제1 센싱 환경에서 상기 교류 전압에 대한 입력 센싱 신호와 상기 정류 전압에 대한 출력 센싱 신호를 비교하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온을 제어하고, 상기 정류 전압의 주파수를 센싱한 주파수 센싱 신호를 이용하여 지연 시간을 결정하며, 턴온부터 상기 지연 시간 후 제2 센싱 환경에서 상기 교류 전압에 대한 상기 입력 센싱 신호와 상기 정류 전압에 대한 상기 출력 센싱 신호를 비교하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하며, 상기 턴온 시점부터 상기 지연 시간을 경과하는 시점에 상기 제1 센싱 환경을 제2 센싱 환경으로 변경하며, 상기 제2 센싱 환경으로 변경된 시점부터 상기 지연 시간을 경과하는 시점에 상기 제2 센싱 환경을 상기 제1 센싱 환경으로 변경하는 구동부;를 포함함을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 스위치들을 이용하며 교류 전압의 변화에 따라 정류 동작을 수행할 수 있는 정류 회로를 집적 회로로 구현할 수 있다.

그리고, 본 발명의 정류 회로는 비교기의 오프셋 전압과 지연을 고려하여 전류 경로의 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 정류를 위하여 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있고 개선된 전력 효율을 가질 수 있다.

그리고, 본 발명의 정류 회로는 센싱 환경을 미리 변화시켜서 전류 경로를 스위칭하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 정류를 위하여 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있다.

그리고, 본 발명의 정류 회로는 입력 전압인 교류 전압의 주파수 변화에 대응하여 전류 경로를 형성하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있다.

그리고, 본 발명의 정류 회로는 입력 전압인 교류 전압과 출력 전압인 정류 전압의 레벨들의 센싱과 교류 전압의 주파수 센싱을 이용하여 전류 경로를 형성하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 정류 회로의 바람직한 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 도 1의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 3은 본 발명의 정류 회로의 다른 실시예를 나타내는 회로도.
도 4는 도 3의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 5는 본 발명의 정류 회로의 또다른 실시예를 나타내는 회로도.
도 6은 도 5의 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.

본 발명은 MOS로 구현되는 4 개의 스위치 및 구동부를 포함하는 정류 회로를 개시하며, 본 발명의 정류 회로는 구동부에 포함되는 비교기의 포지티브 입력단과 네가티브 입력단 사이에 형성되는 오프셋 전압과 그에 따른 지연을 보상하기 위하여 구성된다.

이를 위하여 본 발명의 정류 회로의 실시예는 도 1과 같이 실시될 수 있다. 도1을 참조하면, 정류 회로는 정류부와 구동부(100)를 포함한다.

정류부는 제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 교번하여 형성하여서 교류 전압을 정류 전압으로 변환하며, 네 개의 스위치(SW1~SW4)를 포함하고 두 개의 입력단과 두 개의 출력단을 갖는다. 여기에서, 네 개의 스위치(SW1~SW4)는 MOS 트랜지스터 보다 바람직하게는 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 정류부는 집적 회로로 구현된다.

두 개의 입력단에는 입력 전압인 교류 전압이 인가된다. 교류 전압(AC)은 180도의 위상차를 갖는 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)을 포함하는 것으로 설명될 수 있고, 제1 교류 전압(AC1)은 제1 입력단에 인가되며, 제2 교류 전압(AC2)은 제2 입력단에 인가된다. 본 명세서에서 교류 전압(AC)은 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)을 통칭하는 것으로 정의한다.

두 개의 출력단에는 출력 전압인 정류 전압(RECT)이 인가된다.

여기에서, 정류 전압(RECT)은 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)이 정류되고 평활되어서 따른 일정한 레벨의 직류 전압으로 이해될 수 있다.

그리고, 네 개의 스위치(SW1~SW4) 중, 스위치들(SW1, SW2)은 제1 교류 전압(AC1)의 제1 입력단에 병렬로 연결되며, 스위치들(SW3, SW4)은 제2 교류 전압(AC2)의 제2 입력단에 병렬로 연결된다.

그리고, 네 개의 스위치(SW1~SW4) 중, 스위치들(SW1, SW3)은 정류 전압(RECT)의 제1 출력단에 연결되고, 스위치들(SW2, SW4)은 정류 전압(RECT)의 제2 출력단에 연결된다. 여기에서, 제2 출력단은 접지단으로 이해될 수 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 정류부는 스위치들(SW1, SW4)이 턴온되면 제1 전류 경로를 형성하고, 스위치들(SW2, SW3)이 턴온되면 제2 전류 경로를 형성한다. 제1 전류 경로가 형성될 때 스위치들(SW2, SW3)은 턴오프되며, 제2 전류 경로가 형성될 때 스위치들(SDW1, SW4)은 턴오프된다.

상기한 구성에 의하여 정류부는 스위치들(SW1, SW4)의 턴온에 의한 제1 전류 경로 형성과 스위치들(SW2, SW3)의 턴온에 의한 제2 전류 경로 형성을 교번하여 수행함으로써 교류 전압(AC)을 정류 전압(RECT)으로 변환한다.

상기한 정류부의 정류 전압(RECT)은 캐패시터(C)에 의해 평활되어서 직류 전압으로 출력될 수 있다.

한편, 도 1의 구동부(100)는 제1 센싱 환경에서 교류 전압(AC)에 대한 입력 센싱 신호(AC1_SEN, AC2_SEN)와 정류 전압(RECT)에 대한 출력 센싱 신호(RECT_SEN1, RECR_SEN2)를 비교하여 정류부의 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴온을 제어하고, 턴온 시점부터 미리 설정된 지연 시간(t-delay)을 경과한 이후 제2 센싱 환경에서 교류 전압(AC)에 대한 입력 센싱 신호(AC1_SEN, AC2_SEN)와 정류 전압(RECT)에 대한 출력 센싱 신호(RECT_SEN1, RECR_SEN2)를 비교하여 정류부의 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하도록 구성된다

여기에서, 구동부(100)의 제어에 의해서, 제1 센싱 환경은 출력 센싱 신호(RECT_SEN1, RECR_SEN2)를 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 변경하여 제공하도록 설정되고, 제2 센싱 환경은 출력 센싱 신호(RECT_SEN1, RECR_SEN2)를 제2 레벨에서 제1 레벨로 변경하며 입력 센싱 신호(AC1_SEN, AC2_SEN)를 제2 레벨 이하로 변경하도록 설정된다.

제1 레벨과 상기 제2 레벨은 출력 센싱 신호(RECT_SEN1, RECR_SEN2)와 입력 센싱 신호(AC1_SEN, AC2_SEN)를 비교하는 후술하는 비교기(14, 24)의 포지티브 입력단(+)과 네가티브 입력단(-) 간에 형성되는 오프셋 전압 이상의 차를 갖도록 설정됨이 바람직하다.

그리고, 구동부(100)는 턴온 시점부터 지연 시간(t-delay)을 경과하는 시점에 제1 센싱 환경을 제2 센싱 환경으로 변경하며, 제2 센싱 환경으로 변경된 시점부터 지연 시간(t-delay)을 경과하는 시점에 제2 센싱 환경을 제1 센싱 환경으로 변경하도록 제어한다.

구동부(100)는 상기한 제어를 위하여 출력 센싱부, 입력 센싱부, 비교기 및 제어부(30)를 포함한다.

입력 센싱부는 제1 입력단의 제1 교류 전압(AC1)을 센싱하는 입력 센싱부(12) 및 제2 입력단의 제2 교류 전압(AC2)을 센싱하는 입력 센싱부(22)를 포함한다.

입력 센싱부(12)는 제어부(30)의 센싱 제어 신호(AC1_SW)에 의해 제1 교류 전압(AC1)을 제1 센싱 환경 및 제2 센싱 환경에 따라 다르게 센싱하여 입력 센싱 신호(AC1_SEN)를 제공한다. 즉, 입력 센싱부(12)는 제1 센싱 환경에서 제1 교류 전압(AC1)의 현재 레벨에 대응하는 입력 센싱 신호(AC1_SEN)를 제공하고 제2 센싱 환경에서 입력 센싱 신호(AC1_SEN)를 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨 이하로 변경하여 제공한다.

그리고, 입력 센싱부(22)는 제어부(30)의 센싱 제어 신호(AC2_SW)에 의해 제2 교류 전압(AC2)을 제1 센싱 환경 및 제2 센싱 환경에 따라 다르게 센싱하여 입력 센싱 신호(AC2_SEN)를 제공한다. 즉, 입력 센싱부(22)는 제1 센싱 환경에서 제2 교류 전압(AC2)의 현재 레벨에 대응하는 입력 센싱 신호(AC2_SEN)를 제공하고 제2 센싱 환경에서 입력 센싱 신호(AC2_SEN)를 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨 이하로 변경하여 제공한다.

출력 센싱부는 제1 입력단의 제1 교류 전압(AC1)에 대응하는 정류 전압(RECT)을 센싱하는 출력 센싱부(10) 및 제2 입력단의 제2 교류 전압(AC2)에 대응하는 정류 전압(RECT)을 센싱하는 출력 센싱부(20)를 포함한다.

출력 센싱부(10)는 제어부(30)의 센싱 제어 신호(AC1_SW)에 의해 제1 센싱 환경에서 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)를 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 변경하여 제공하고 제2 센싱 환경에서 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)를 제2 레벨에서 제1 레벨로 변경하여 제공한다.

그리고, 출력 센싱부(20)는 제어부(30)의 센싱 제어 신호(AC2_SW)에 의해 제1 센싱 환경에서 출력 센싱 신호(RECT_SEN2)를 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 변경하여 제공하고 제2 센싱 환경에서 출력 센싱 신호(RECT_SEN2)를 제2 레벨에서 제1 레벨로 변경하여 제공한다.

비교기는 출력 센싱부(10)의 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)가 네가티브 입력단(-)에 인가되고 입력 센싱부(12)의 입력 센싱 신호(AC1_SEN)가 포지티브 입력단(+)에 인가되는 제1 비교기(14) 및 출력 센싱부(20)의 출력 센싱 신호(RECT_SEN2)가 네가티브 입력단(-)에 인가되고 입력 센싱부(22)의 입력 센싱 신호(AC2_SEN)가 포지티브 입력단(+)에 인가되는 제2 비교기(24)를 포함한다.

제1 비교기(14)는 출력 센싱부(10)의 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)와 입력 센싱부(12)의 입력 센싱 신호(AC1_SEN)를 비교하고 비교한 결과를 비교 신호(CP1)로 제공한다.

그리고, 제2 비교기(24)는 출력 센싱부(20)의 출력 센싱 신호(RECT_SEN2)와 입력 센싱부(22)의 입력 센싱 신호(AC2_SEN)를 비교하고 비교한 결과를 비교 신호(CP2)로 제공한다.

제1 센싱 환경에서 입력 센싱 신호(AC1_SEN)가 제2 레벨의 출력 센싱 신호(RECT_SEN1) 보다 높아지면, 비교기(14)는 오프셋 전압과 그에 의한 지연 시간을 소요한 후 하이 레벨의 비교 신호(CP1)를 출력한다. 그리고, 제2 센싱환경에서 제2 레벨 이하로 변경된 입력 센싱 신호(AC1_SEN)가 제1 레벨의 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)보다 낮아지면, 비교기(14)는 오프셋 전압과 그에 의한 지연 시간을 소요한 후 로우 레벨의 비교 신호(CP1)를 출력한다.

또한, 제1 센싱 환경에서 입력 센싱 신호(AC2_SEN)가 제2 레벨의 출력 센싱 신호(RECT_SEN2) 보다 높아지면, 비교기(24)는 오프셋 전압과 그에 의한 지연 시간을 소요한 후 하이 레벨의 비교 신호(CP2)를 출력한다. 그리고, 제2 센싱 환경에서 제2 레벨 이하로 변경된 입력 센싱 신호(AC2_SEN)가 제1 레벨의 출력 센싱 신호(RECT_SEN2)보다 낮아지면, 비교기(14)는 오프셋 전압과 그에 의한 지연 시간을 소요한 후 로우 레벨의 비교 신호(CP2)를 출력한다.

비교기(14)와 비교기(24)는 포지티브 입력단과 네가티브 입력단 사이에 형성된 오프셋 전압을 가지며 그에 의해 입력 센싱 신호와 출력 센싱 신호를 비교한 결과를 오프셋 전압에 의한 지연 시간 후 출력한다.

본 발명의 실시예는 비교기(14)와 비교기(24)에 의한 상기한 지연 시간을 해소하기 위하여 제어부(30)가 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴온과 턴오프 시점 이전에 출력 센싱부들(10, 20)과 입력 센싱부들(12, 22)을 제1 센싱 환경과 제2 센싱 환경으로 미리 제어하도록 구성한다.

그러므로, 비교기(14)와 비교기(24)는 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)이 정류 전압(RECT) 레벨이 도달하는 시점과 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)이 정류 전압(RECT) 레벨보다 낮아지는 시점에 입력 센싱 신호들(AC1_SEN, AC2_SEN)과 출력 센싱 신호들(RECT_SEN1, RECT_SEN2)을 각각 비교한 비교 신호들(CP1, CP2)을 제어부(30)에 제공할 수 있다.

제어부(30)는 제1 센싱 환경에서 각 입력 센싱 신호들(AC1_SEN, AC2_SEN)이 출력 센싱 신호들(RECT_SEN1, RECT_SEN2)보다 높은 것으로 판단한 비교 신호(CP1, CP2)에 대응하여 스위치들(SW1, SW4)에 의한 제1 전류 경로와 스위치들(SW2, SW3)에 의한 제2 전류 경로의 턴온을 각각 제어하고, 턴온 시점부터 미리 설정된 지연 시간(t-delay)을 경과한 이후 제1 센싱 환경을 제2 센싱 환경으로 변경하며, 제2 센싱 환경에 의하여 입력 센싱 신호들(AC1_SEN, AC2_SEN)이 출력 센싱 신호들(RECT_SEN1, RECT_SEN2) 보다 낮은 것으로 판단한 비교 신호(CP1, CP2)에 대응하여 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴오프를 제어한다. 그리고, 제어부(30)는 제2 센싱 환경으로 진입한 시점부터 미리 설정된 지연 시간(t-delay)을 경과한 이후 제2 센싱 환경을 제1 센싱 환경으로 변경하도록 제어한다.

이를 위하여, 제어부(30)는 비교 신호들(CP1, CP2)을 수신하고, 스위칭 제어 신호들(AC1_HS, AC2_HS, AC1_LS, AC2_LS)을 스위치들(SW1, SW2)에 각각 제공하며, 센싱 제어 신호들(AC1_SW, AC2_SW)을 출력 센싱부들(10, 20) 및 입력 센싱부들(12, 22)에 각각 제공하도록 구성된다.

그리고, 제어부(30)는 지연 시간을 설정하는 지연 유니트(32)를 포함하도록 구성된다.

제어부(30)는 카운터나 지연 회로 등을 이용하여 지연 유니트(32)를 구성할 수 있다. 지연 유니트(32)는 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴오프를 위한 시점을 결정하기 위하여 비교 신호들(CP1, CP2)의 활성화 시점에 동기하여 미리 설정된 지연 시간(t-delay)을 카운트하여 제어부(30)가 센싱 제어 신호들(AC1_SW, AC2_SW)을 활성화하기 위한 정보를 제공하고, 제2 센싱 환경에서 제1 센싱 환경으로 변경하기 위한 시점을 결정하기 위하여 센싱 제어 신호들(AC1_SW, AC2_SW)의 활성화 시점에 동기하여 지연 시간(t-delay)를 카운트하여 제어부(30)가 센싱 제어 신호들(AC1_SW, AC2_SW)을 비활성화하기 위한 정보를 제공하도록 구성될 수 있다.

그리고, 제어부(30)는 제1 비교 회로(110)에 대응한 지연 시간과 제2 비교 회로(120)에 대응한 지연 시간을 다르게 설정할 수 있다. 이는 제1 입력단의 제1 교류 전압(AC1)의 위상과 제2 입력단의 제2 교류 전압(AC2)의 위상 차를 고려하여 결정될 수 있다.

상기한 구성에서, 출력 센싱부(10), 입력 센싱부(12) 및 비교기(14)는 제1 비교 회로(110)로 표현될 수 있고, 출력 센싱부(20), 입력 센싱부(22) 및 비교기(24)는 제2 비교 회로(120)로 표현될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예의 구동부(100)는 교류 전압(AC)의 제1 입력단과 정류 전압(RECT)의 출력단에 대응하여 출력 센싱부(10), 입력 센싱부(12) 및 비교기(14)를 포함하는 제1 비교 회로(110), 교류 전압(AC)의 제2 입력단과 정류 전압(RECT)의 출력단에 대응하여 출력 센싱부(20), 입력 센싱부(22) 및 비교기(24)를 포함하는 제2 비교 회로(120)를 포함한다.

상기한 구성에 의하여 구동부(100)의 제어부(30)는 제1 비교 회로(110)와 제2 비교 회로(120)에 대하여 각각 제어 프로세스를 수행하도록 구성된다. 구동부(100)는 각 제어 프로세스에 의해 제1 센싱 환경에서 입력 센싱 신호들(AC1_SEN, AC2_SEN)이 출력 센싱 신호들(RECT_SEN1, RECT_SEN2) 보다 높은 것으로 판단한 비교 신호들(CP1, CP2)에 대응하여 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴온을 제어하는 것, 턴온 시점부터 미리 설정된 지연 시간(t-delay)을 경과한 이후 제1 센싱 환경을 제2 센싱 환경으로 변경하는 것, 및 제2 센싱 환경에 의하여 입력 센싱 신호들(AC1_SEN, AC2_SEN)이 출력 센싱 신호들(RECT_SEN1, RECT_SEN2) 보다 낮은 것으로 판단한 비교 신호들(CP1, CP2)에 대응하여 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하는 것을 수행한다.

상술한 바와 같이 구성되는 도 1의 실시예의 동작은 도 2를 참조하여 설명될 수 있다.

먼저, 제1 입력단의 제1 교류 전압(AC1)의 변화에 대응한 실시예의 동작을 설명한다.

초기 모드에서, 출력 센싱부(10) 및 입력 센싱부(12)는 제어부(30)에서 제공되는 비활성화 상태의 센싱 제어 신호(AC1_SW)에 의해서 제1 센싱 환경으로 설정된다. 상기한 제1 센싱 환경에서. 출력 센싱부(10)는 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)를 비교기(14)의 네가티브 입력단(-)에 제공하고, 입력 센싱부(12)는 제1 교류 전압(AC1)의 현재 레벨에 대응하는 입력 센싱 신호(AC1_SEN)를 제공한다.

제1 교류 전압(AC1)이 초기 레벨에서 상승하면, 입력 센싱부(12)는 제1 교류 전압(AC1)의 변화를 따라 상승하는 입력 센싱 신호(AC1_SEN)를 제공한다. 이때, 비교기(14)는 입력 센싱 신호(AC1_SEN)가 출력 센싱 신호(RECT_SEN1) 보다 낮기 때문에 비활성화 상태 즉 로우 레벨의 비교 신호(CP1)를 제어부(30)에 제공한다.

본 발명의 실시예는 비교기(14)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간을 해소하여서 정확한 시점에 스위치들(SW1, SW4)을 턴온시켜서 제1 전류 경로를 형성하도록 구성되며, 이를 위하여 출력 센싱부(10)는 제1 센싱 환경으로 설정되어서 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)를 제공한다. 그러므로, 비교기(14)는 제1 교류 전압(AC1)이 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨에 도달하기 전에 미리 제1 교류 전압(AC1)이 제2 레벨에 도달하는 것을 센싱할 수 있다.

본 발명의 실시예는 비교기(14)가 오프셋 전압에 의해서 비교 신호(CP1)를 지연 시키는 지연 시간과 제1 교류 전압(AC1)이 제2 레벨에서 제1 레벨로 상승하는데 소요되는 시간이 동일하도록 출력 센싱부(10)에서 출력되는 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)의 제2 레벨을 설정한다.

즉, 비교기(14)는 자신의 지연 시간에 해당하는 시간만큼 빨리 제1 교류 전압(AC1)의 상승을 센싱할 수 있고, 제1 교류 전압(AC1)이 제1 레벨로 상승하는 시점에 활성화된 비교 신호(CP1)를 제어부(30)에 제공할 수 있다.

즉, 비교기(14)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간은 제1 센싱 환경에 의해 상쇄된다.

상기한 바에 따라, 비교기(14)는 제1 교류 전압(AC1)이 제2 레벨 이상 상승하면 오프셋 전압에 의한 지연시간 경과 후 제1 교류 전압(AC1)이 제1 레벨에 도달하는 시점에 활성화 상태 즉 하이 레벨의 비교 신호(CP1)를 제어부(30)에 제공한다.

제어부(30)는 비교 신호(CP1)가 활성화된 시점에 활성화된 스위칭 제어 신호들(AC1_HS, AC2_LS)을 스위치들(SW1, SW4)에 제공하며, 스위치들(SW1, SW4)은 스위칭 제어 신호들(AC1_HS, AC2_LS)에 의해 턴온되어서 제1 전류 경로를 형성한다.

제1 교류 전압(AC1)은 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨을 일정 시간 유지한 후 낮아진다.

제어부(30)는 지연 유니트(32)를 이용하여 스위칭 제어 신호들(AC1_HS, AC2_LS)이 활성화된 시점부터 미리 정해진 지연 시간(t-delay)을 카운트하고, 지연 시간(t-delay)의 카운트가 종료되면 센싱 제어 신호(AC1_SW)를 활성화한다.

본 발명의 실시예는 비교기(14)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간을 해소하기위하여 지연 유니트(32)의 카운트 종료 시점을 제1 교류 전압(AC1)이 정류 전압(RECT)보다 낮아지기 시작하는 시점 전으로 설정하여야 한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예는 정확한 시점에 스위치들(SW1, SW4)을 턴오프시켜서 제1 전류 경로를 차단하도록 스위치들(SW1, SW4)를 턴오프 할 시점보다 비교기(14)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간만큼 앞선 시점으로 지연 유니트(32)의 카운트 종료 시점을 결정함이 바람직하다.

센싱 제어 신호(AC1_SW)가 활성화되면, 출력 센싱부(10)와 입력 센싱부(12)는 제2 센싱 환경으로 설정된다.

출력 센싱부(10)는 제2 센싱 환경에 의하여 제2 레벨의 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)를 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨로 변경하여 제공한다.

입력 센싱부(12)는 제1 전류 경로 형성 이후 제1 레벨을 유지하는 제1 교류 전압(AC1)에 의해 제1 레벨을 유지하는 입력 센싱 신호를 제2 센싱 환경으로 변경되는 시점에 강제로 제2 레벨로 변경한다. 즉, 입력 센싱부(112)는 제2 센싱 환경에서 제2 레벨보다 높은 입력 센싱 신호(AC1_SEN)를 제2 레벨로 클램핑(Clamping)한다.

스위치들(SW1, SW4)를 턴오프 할 시점은 제1 교류 전압(AC1)이 정류 전압(RECT)보다 낮아지기 시작하는 시점에 해당한다.

그러므로, 출력 센싱부(10)와 입력 센싱부(12)는 제1 교류 전압(AC1)이 정류 전압(RECT)에서 낮아지기 시작하는 시점보다 앞선 지연 유니트(32)의 지연 시간(t-delay)의 카운트 종료 시점에 제2 센싱 환경으로 설정된다.

즉, 비교기(14)는 제1 교류 전압(AC1)이 정류 전압(RECT)보다 낮아지기 시작하는 시점보다 앞선 시점에 미리 제1 교류 전압(AC1)이 정류 전압(RECT)에서 낮아지기 시작하는 것을 센싱할 수 있다.

본 발명의 실시예는 비교기(14)가 오프셋 전압에 의해서 비교 신호(CP1)를 지연 시키는 지연 시간에 대응하도록 제2 센싱 환경에 의해 비교기(14)에 인가되는 입력 센싱 신호(AC1_SEN)와 출력 센싱 신호(RECT_SEN1)를 미리 변경한다.

즉, 비교기(14)는 자신의 지연 시간에 해당하는 시간만큼 빨리 제1 교류 전압(AC1)이 정류 전압(RECT)에서 낮아지는 것을 센싱할 수 있고, 제1 교류 전압(AC1)이 정류 전압(RECT)에서 낮아지는 시점에 비활성화된 비교 신호(CP1)를 제어부(30)에 제공할 수 있다.

결과적으로, 비교기(14)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간은 제2 센싱 환경에 의해 상쇄된다.

제어부(30)는 비교 신호(CP1)가 비활성화된 시점에 비활성화된 스위칭 제어 신호들(AC1_HS, AC2_LS)을 스위치들(SW1, SW4)에 제공하며, 스위치들(SW1, SW4)은 스위칭 제어 신호들(AC1_HS, AC2_LS)에 의해 턴오프되어서 제1 전류 경로를 차단한다.

제어부(30)는 지연 유니트(32)를 이용하여 센싱 제어 신호(AC1_SW)의 활성화 시점부터 지연 시간(t-delay)을 재 카운트하고, 지연 시간(t-delay)의 재 카운트가 종료되면 센싱 제어 신호(AC1_SW)를 비활성화한다.

센싱 제어 신호(AC1_SW)가 비활성화되면, 출력 센싱부(10)와 입력 센싱부(12)는 제1 센싱 환경으로 복귀된다.

본 발명의 실시예는 상술한 바와 같이 비교기(14)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간을 고려하여 미리 출력 센싱부(10)와 입력 센싱부(12)를 제1 센싱 환경 또는 제2 센싱 환경으로 변경함으로써 제1 전류 경로를 형성하는 스위치들(SW1, SW4)을 정확한 시점에 턴온 및 턴오프 할 수 있다.

한편, 제2 입력단의 제2 교류 전압(AC2)의 변화에 대응한 실시예의 동작은 제1 입력단의 제1 교류 전압(AC1)의 변화에 대응한 것과 동일하게 수행된다.

즉, 출력 센싱부(20) 및 입력 센싱부(22)는 제어부(30)에서 제공되는 비활성화 상태의 센싱 제어 신호(AC2_SW)에 의해서 제1 센싱 환경으로 설정된 상태에서 제2 교류 전압(AC2)이 초기 레벨에서 상승하면, 입력 센싱부(22)는 제2 교류 전압(AC2)의 변화를 따라 상승하는 입력 센싱 신호(AC2_SEN)를 제공하고, 비교기(24)는 입력 센싱 신호(AC2_SEN)가 출력 센싱 신호(RECT_SEN2) 보다 낮기 때문에 비활성화 상태 즉 로우 레벨의 비교 신호(CP2)를 제어부(30)에 제공한다.

그 후, 비교기(24)는 제1 센싱 환경에서 제2 교류 전압(AC2)이 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨에 도달하기 전에 미리 제2 교류 전압(AC2)이 제2 레벨에 도달하는 것을 센싱하고, 제2 교류 전압(AC2)이 제1 레벨로 상승하는 시점에 활성화된 비교 신호(CP2)를 제어부(30)에 제공할 수 있다.

즉, 비교기(24)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간은 제1 센싱 환경에 의해 상쇄된다.

제어부(30)는 비교 신호(CP2)가 활성화된 시점에 활성화된 스위칭 제어 신호들(AC2_HS, AC1_LS)을 스위치들(SW2, SW3)에 제공하며, 스위치들(SW2, SW3)은 스위칭 제어 신호들(AC2_HS, AC1_LS)에 의해 턴온되어서 제2 전류 경로를 형성한다.

제2 교류 전압(AC2)은 정류 전압(RECT)에 대응하는 제1 레벨을 일정 시간 유지한 후 낮아진다.

제어부(30)는 지연 유니트(32)를 이용하여 스위칭 제어 신호들(AC2_HS, AC1_LS)이 활성화된 시점부터 미리 정해진 지연 시간(t-delay)을 카운트하고, 지연 시간(t-delay)의 카운트가 종료되면 센싱 제어 신호(AC2_SW)를 활성화한다.

본 발명의 실시예는 스위치들(SW2, SW3)를 턴오프 할 시점보다 비교기(24)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간만큼 앞선 지연 유니트(32)의 카운트 종료 시점에 센싱 제어 신호(AC2_SW)가 활성화되고 출력 센싱부(10)와 입력 센싱부(12)가 제2 센싱 환경으로 설정된다.

그에 따라, 비교기(24)는 제2 센싱 환경에 의해서 자신의 지연 시간에 해당하는 시간만큼 빨리 제2 교류 전압(AC2)이 정류 전압(RECT)에서 낮아지는 것을 센싱할 수 있고, 제2 교류 전압(AC2)이 정류 전압(RECT)에서 낮아지는 시점에 비활성화된 비교 신호(CP2)를 제어부(30)에 제공할 수 있다.

결과적으로, 비교기(24)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간은 제2 센싱 환경에 의해 상쇄된다.

제어부(30)는 비교 신호(CP2)가 비활성화된 시점에 비활성화된 스위칭 제어 신호들(AC2_HS, AC1_LS)을 스위치들(SW2, SW3)에 제공하며, 스위치들(SW2, SW3)은 스위칭 제어 신호들(AC2_HS, AC1_LS)에 의해 턴오프되어서 제2 전류 경로를 차단한다.

제어부(30)는 지연 유니트(32)를 이용하여 센싱 제어 신호(AC1_SW)를 활성화 시점부터 지연 시간(t-delay)을 재 카운트하고, 지연 시간(t-delay)의 재 카운트가 종료되면 센싱 제어 신호(AC1_SW)를 비활성화한다.

본 발명의 실시예는 상술한 바와 같이 비교기(24)의 오프셋 전압에 의한 지연 시간을 고려하여 미리 출력 센싱부(20)와 입력 센싱부(22)를 제1 센싱 환경 또는 제2 센싱 환경으로 변경함으로써 제2 전류 경로를 형성하는 스위치들(SW2, SW3)을 정확한 시점에 턴온 및 턴오프 할 수 있다.

도 1 및 도 2의 정류 회로는 MOS로 구성되는 스위치들을 이용하며 교류 전압의 변화에 따라 정류 동작을 수행할 수 있으며 집적 회로로 구현될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2와 같이 실시되는 정류 회로는 비교기의 오프셋 전압과 지연을 고려하여 전류 경로의 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 정류를 위하여 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2와 같이 실시되는 정류 회로는 센싱 환경을 미리 변화시켜서 전류 경로를 스위칭하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어함으로써 정류를 위하여 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있다.

한편 본 발명은 도 3 및 도 4와 같이 주파수를 센싱하여 정류부의 제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 정확한 시점에 턴온 및 턴오프하도록 실시될 수 있다.

교류 전압(AC)의 주파수는 변화될 수 있다. 도 3 및 도 4에 개시된 본 발명의 실시예는 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 스위칭을 제어하는데 지연 요소로 작용하는 비교기를 배제하고 주파수 변화에 대응하여 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)의 스위칭을 정확하게 제어하기 위한 것이다.

이를 위하여, 구동부(100)는 교류 전압(AC)의 주파수를 센싱한 주파수 센싱 신호를 이용하여 정류부의 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온과 턴오프를 제어하도록 구성된다.

보다 구체적으로, 구동부(100)는 주파수 센싱부와 제어부(30)를 포함한다.

주파수 센싱부는 제1 입력단의 제1 교류 전압(AC1)의 주파수를 센싱하여 주파수 센싱 신호(AC1_freq)를 제공하는 주파수 센싱부(40) 및 제2 입력단의 교류 전압(AC2)의 주파수를 센싱하여 주파수 센싱 신호(AC2_freq)를 제공하는 주파수 센싱부(42)를 포함한다.

주파수 센싱부(40)와 주파수 센싱부(42)는 주파수 센싱 신호들(AC1_freq, AC2_freq)을 펄스 형태로 제공할 수 있다. 주파수 센싱부(40)와 주파수 센싱부(42)는 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)의 주파수에 대응하여 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)이 정류 전압(RECT)에 도달하는 시점과 정류 전압(RECT)에서 낮아지는 시점을 각각 판단할 수 있다. 그에 따라 주파수 센싱부(40)와 주파수 센싱부(42)는 정류 전압(RECT)에 도달하는 시점을 라이징 에지에 대응시키고 정류 전압(RECT)에서 낮아지는 시점을 폴링 에지에 대응시킨 펄스 형태의 주파수 센싱 신호들(AC1_freq, AC2_freq)을 각각 생성하여 제공할 수 있다.

주파수 센싱 신호들(AC1_freq, AC2_freq)의 생성 방법은 다양하게 예시될 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

제어부(30)는 주파수 센싱 신호들(AC1_freq, AC2_freq)을 수신하며, 주파수 센싱 신호들(AC1_freq, AC2_freq)과 동일한 위상, 펄스폭 및 주기를 갖는 스위칭 제어 신호들(AC1_HS, AC1_LS, AC2_HS, AC2_LS)를 위치들(SW1~SW4)에 제공한다.

제어부(30)는 현재 주기의 이전 주기의 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)에 대응하는 주파수 센싱 신호들(AC1_freq, AC2_freq)을 수신하며, 다음 주기의 제1 교류 전압(AC1)과 제2 교류 전압(AC2)에 대응한 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 스위칭을 위한 주파수 센싱 신호들(AC1_freq, AC2_freq)을 출력한다.

도 3 및 도 4의 실시예는 상기한 구성에 의하여 교류 전압의 주파수 변화에 대응하여 전류 경로를 형성하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어할 수 있어서 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있다.

한편 본 발명은 도 5 및 도 6와 같이 센싱 환경을 미리 변화시켜서 전류 경로를 스위칭하며, 교류 전압의 주파수를 센싱하여 센싱 환경을 변화시키는 시점을 제어하도록 정류 회로를 구성할 수 있다.

이 경우, 구동부(100)는 제1 센싱 환경에서 교류 전압(AC)에 대한 입력 센싱 신호(AC1_SEN, AC2_SEN)와 정류 전압(RECT)에 대한 출력 센싱 신호(RECT_SEN1, RECR_SEN2)를 비교하여 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴온을 제어하고, 정류 전압(RECT)의 주파수를 센싱한 주파수 센싱 신호를 이용하여 지연 시간(AC1_Freq_D, AC2_Freq_D)을 결정하며, 턴온부터 지연 시간(AC1_Freq_D, AC2_Freq_D)을 경과한 후 제2 센싱 환경에서 교류 전압(AC)에 대한 입력 센싱 신호(AC1_SEN, AC2_SEN)와 정류 전압(RECT)에 대한 출력 센싱 신호(RECT_SEN1, RECR_SEN2)를 비교하여 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하며, 턴온 시점부터 지연 시간(AC1_Freq_D, AC2_Freq_D)을 경과하는 시점에 제1 센싱 환경을 제2 센싱 환경으로 변경하며, 제2 센싱 환경으로 변경된 시점부터 지연 시간(AC1_Freq_D, AC2_Freq_D)을 경과하는 시점에 제2 센싱 환경을 제1 센싱 환경으로 변경하도록 구성된다.

보다 구체적으로, 구동부(100)는 교류 전압(AC)의 제1 입력단과 정류 전압(RECT)의 출력단에 대응하여 출력 센싱부(10), 입력 센싱부(12), 비교기(14) 및 주파수 센싱부(40)를 포함하는 제1 비교 회로, 교류 전압(AC)의 제2 입력단과 정류 전압(RECT)의 출력단에 대응하여 출력 센싱부(20), 입력 센싱부(22), 비교기(24) 및 주파수 센싱부(42)를 포함하는 제1 비교 회로, 및 제1 비교 회로와 제2 비교 회로에 대하여 각각 제어 프로세스를 수행하는 제어부(30)를 포함한다.

상술한 구성에서, 출력 센싱부들(10, 20), 입력 센싱부들(12, 22), 비교기들(14, 24), 주파수 센싱부들(40, 42)의 구성 및 동작은 도 1 및 도 3에 개시된 바와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

제어부(30)는 제어 프로세스에 의해 제1 센싱 환경에서 입력 센싱 신호(AC1_SEN, AC2_SEN)가 출력 센싱 신호(RECT_SEN1, RECR_SEN2)보다 높은 것으로 판단한 비교 신호(CP1, CP2)에 대응하여 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴온을 제어하는 것, 주파수 센싱 신호(AC1_freq, AC2_freq)를 이용하여 지연 시간(AC1_Freq_D, AC2_Freq_D)을 결정하여서 턴온 시점부터 지연 시간(AC1_Freq_D, AC2_Freq_D)을 경과한 이후 제1 센싱 환경을 제2 센싱 환경으로 변경하는 것, 제2 센싱 환경에 의하여 입력 센싱 신호(AC1_SEN, AC2_SEN)가 출력 센싱 신호(AC1_freq, AC2_freq)보다 낮은 것으로 판단한 비교 신호(CP1, CP2)에 대응하여 제1 전류 경로와 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하는 것, 및 제2 센싱 환경으로 변경된 시점부터 지연 시간(AC1_Freq_D, AC2_Freq_D)을 경과하는 시점에 제2 센싱 환경을 상기 제1 센싱 환경으로 변경하는 것을 수행한다.

제어부(30)는 도 1의 실시예와 대비하여 지연 유니트(32)를 구비하지 않고 주파수 센싱 신호(AC1_freq, AC2_freq)를 이용하여 지연 시간(AC1_Freq_D, AC2_Freq_D)을 결정하는 구성 및 동작이 도 1의 실시예와 상이하고 나머지 구성 및 동작은 도 1의 실시예와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

도 5 및 도 6의 실시예는 상기한 구성에 의하여 교류 전압과 정류 전압의 레벨들의 센싱과 교류 전압의 주파수의 센싱을 이용하여 전류 경로를 형성하는 스위치들의 턴온 타이밍과 턴오프 타이밍을 제어할 수 있어서 교류 전압의 주파수 변화에 대응할 수 있으며, 전류 경로를 스위칭하는 과정에 발생할 수 있는 전력 로스를 줄일 수 있다.

Claims

제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 교번하여 형성하여서 교류 전압을 정류 전압으로 변환하는 정류부; 및
제1 센싱 환경에서 상기 교류 전압에 대한 입력 센싱 신호와 상기 정류 전압에 대한 출력 센싱 신호를 비교하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온을 제어하고, 턴온 시점부터 미리 설정된 지연 시간을 경과한 이후 제2 센싱 환경에서 상기 교류 전압에 대한 상기 입력 센싱 신호와 상기 정류 전압에 대한 상기 출력 센싱 신호를 비교하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하는 구동부;를 포함함을 특징으로 하는 정류 회로.
제1 항에 있어서,
상기 제1 센싱 환경은 상기 출력 센싱 신호를 상기 정류 전압에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 변경하여 제공하도록 설정되고,
상기 제2 센싱 환경은 상기 출력 센싱 신호를 상기 제2 레벨에서 상기 제1 레벨로 변경하며 상기 입력 센싱 신호를 상기 제2 레벨 이하로 변경하도록 설정되는 정류 회로.
제2 항에 있어서,
상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨은 상기 출력 센싱 신호와 상기 입력 센싱 신호를 비교하는 비교기의 오프셋 전압 이상의 차를 갖도록 설정되는 정류 회로.
제1 항에 있어서,
상기 구동부는 상기 턴온 시점부터 상기 지연 시간을 경과하는 시점에 상기 제1 센싱 환경을 제2 센싱 환경으로 변경하며, 상기 제2 센싱 환경으로 변경된 시점부터 상기 지연 시간을 경과하는 시점에 상기 제2 센싱 환경을 상기 제1 센싱 환경으로 변경하는 정류 회로.
제1 항에 있어서, 상기 정류부는,
상기 교류 전압의 제1 입력단에 병렬로 연결된 제1 스위치 및 제2 스위치; 및
상기 교류 전압의 제2 입력단에 병렬로 연결된 제3 스위치 및 제4 스위치;를 포함하고,
상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치는 상기 정류 전압의 제1 출력단에 연결되며, 상기 제2 스위치 및 상기 제4 스위치는 상기 정류 전압의 제2 출력단에 연결되고,
상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치에 의해 상기 제1 전류 경로가 형성되고,
상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치에 의해 상기 제2 전류 경로가 형성되며, 그리고
상기 제1 내지 제4 스위치는 MOS 트랜지스터로 구현되어서 집적 회로에 포함되는 정류 회로.
제1 항에 있어서, 상기 구동부는,
상기 교류 전압을 상기 제1 센싱 환경 및 상기 제2 센싱 환경에 따라 다르게 센싱하여 상기 입력 센싱 신호를 제공하는 입력 센싱부;
상기 정류 전압을 상기 제1 센싱 환경 및 상기 제2 센싱 환경에 따라 다르게센싱하여 상기 출력 센싱 신호를 제공하는 출력 센싱부;
상기 입력 센싱 신호와 상기 출력 센싱 신호를 비교한 비교 신호를 제공하는비교기; 및
상기 제1 센싱 환경에서 상기 입력 센싱 신호가 상기 출력 센싱 신호보다 높은 것으로 판단한 상기 비교 신호에 대응하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온을 제어하고, 턴온 시점부터 미리 설정된 지연 시간을 경과한 이후 상기 제1 센싱 환경을 상기 제2 센싱 환경으로 변경하며, 상기 제2 센싱 환경에 의하여 상기 입력 센싱 신호가 상기 출력 센싱 신호보다 낮은 것으로 판단한 비교 신호에 대응하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하는 제어부;를 포함하는 정류 회로.
제6 항에 있어서, 상기 구동부는,
상기 교류 전압의 제1 입력단과 상기 정류 전압의 출력단에 대응하여 하나의 상기 입력 센싱부, 하나의 상기 출력 센싱부 및 하나의 상기 비교기를 포함하는 제1 비교 회로;
상기 교류 전압의 제2 입력단과 상기 정류 전압의 상기 출력단에 대응하여 다른 하나의 상기 입력 센싱부, 다른 하나의 상기 출력 센싱부 및 다른 하나의 상기 비교기를 포함하는 제2 비교 회로; 및
상기 제1 비교 회로와 상기 제2 비교 회로에 대하여 각각 제어 프로세스를 수행하며, 상기 제어 프로세스에 의해 상기 제1 센싱 환경에서 상기 입력 센싱 신호가 상기 출력 센싱 신호보다 높은 것으로 판단한 상기 비교 신호에 대응하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온을 제어하는 것, 턴온 시점부터 미리 설정된 지연 시간을 경과한 이후 상기 제1 센싱 환경을 상기 제2 센싱 환경으로 변경하는 것, 및 상기 제2 센싱 환경에 의하여 상기 입력 센싱 신호가 상기 출력 센싱 신호보다 낮은 것으로 판단한 비교 신호에 대응하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하는 것을 수행하는 제어부;를 포함하는 정류 회로.
제7 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 비교 회로에 대응한 지연 시간과 상기 제2 비교 회로에 대응한 상기 지연 시간을 다르게 설정하는 정류 회로.
제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 교번하여 형성하여서 교류 전압을 정류 전압으로 변환하는 정류부; 및
상기 교류 전압의 주파수를 센싱한 주파수 센싱 신호를 이용하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온과 턴오프를 제어하는 구동부;를 포함함을 특징으로 하는 정류 회로.
제9 항에 있어서, 상기 구동부는,
상기 교류 전압의 주파수를 센싱하여 주파수 센싱 신호를 제공하는 주파수 센싱부; 및
상기 주파수 센싱 신호에 의하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온과 턴오프 시점을 결정하여서 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 경로의 턴온과 턴오프를 제어하는 제어부;를 포함하는 정류 회로.
제9 항에 있어서, 상기 구동부는,
제1 입력단의 상기 교류 전압의 주파수를 센싱하여 제1 주파수 센싱 신호를 제공하는 제1 주파수 센싱부;
제2 입력단의 상기 교류 전압의 주파수를 센싱하여 제2 주파수 센싱 신호를 제공하는 제2 주파수 센싱부; 및
상기 제1 주파수 센싱 신호를 이용하여 상기 제1 전류 경로에 대한 턴온 시점과 턴오프 시점을 결정하여서 상기 제1 전류 경로의 턴온과 턴오프를 제어하고, 상기 제2 주파수 센싱 신호를 이용하여 상기 제2 전류 경로에 대한 턴온 시점과 턴오프 시점을 결정하여서 상기 제2 전류 경로의 턴온과 턴오프를 제어하는 제어부;를 포함하는 정류 회로.
제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 교번하여 형성하여서 교류 전압을 정류 전압으로 변환하는 정류부; 및
제1 센싱 환경에서 상기 교류 전압에 대한 입력 센싱 신호와 상기 정류 전압에 대한 출력 센싱 신호를 비교하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온을 제어하고, 상기 정류 전압의 주파수를 센싱한 주파수 센싱 신호를 이용하여 지연 시간을 결정하며, 턴온부터 상기 지연 시간 후 제2 센싱 환경에서 상기 교류 전압에 대한 상기 입력 센싱 신호와 상기 정류 전압에 대한 상기 출력 센싱 신호를 비교하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하며, 상기 턴온 시점부터 상기 지연 시간을 경과하는 시점에 상기 제1 센싱 환경을 제2 센싱 환경으로 변경하며, 상기 제2 센싱 환경으로 변경된 시점부터 상기 지연 시간을 경과하는 시점에 상기 제2 센싱 환경을 상기 제1 센싱 환경으로 변경하는 구동부;를 포함함을 특징으로 하는 정류 회로.
제12 항에 있어서,
상기 제1 센싱 환경은 상기 출력 센싱 신호를 상기 정류 전압에 대응하는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 변경하여 제공하도록 설정되고,
상기 제2 센싱 환경은 상기 출력 센싱 신호를 상기 제2 레벨에서 상기 제1 레벨로 변경하며 상기 입력 센싱 신호를 상기 제2 레벨 이하로 변경하도록 설정되는 정류 회로.
제12 항에 있어서, 상기 구동부는,
상기 교류 전압을 상기 제1 센싱 환경 및 상기 제2 센싱 환경에 따라 다르게 센싱하여 상기 입력 센싱 신호를 제공하는 입력 센싱부;
상기 정류 전압을 상기 제1 센싱 환경 및 상기 제2 센싱 환경에 따라 다르게센싱하여 상기 출력 센싱 신호를 제공하는 출력 센싱부;
상기 입력 센싱 신호와 상기 출력 센싱 신호를 비교한 비교 신호를 제공하는비교기;
상기 교류 전압의 주파수를 센싱하여 주파수 센싱 신호를 제공하는 주파수 센싱부; 및
상기 제1 센싱 환경에서 상기 입력 센싱 신호가 상기 출력 센싱 신호보다 높은 것으로 판단한 상기 비교 신호에 대응하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온을 제어하고, 상기 주파수 센싱 신호를 이용하여 지연 시간을 결정하며, 턴온 시점부터 상기 지연 시간을 경과한 이후 상기 제1 센싱 환경을 상기 제2 센싱 환경으로 변경하며, 상기 제2 센싱 환경에 의하여 상기 입력 센싱 신호가 상기 출력 센싱 신호보다 낮은 것으로 판단한 비교 신호에 대응하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하고, 상기 제2 센싱 환경으로 변경된 시점부터 상기 지연 시간을 경과하는 시점에 상기 제2 센싱 환경을 상기 제1 센싱 환경으로 변경하는 제어부;를 포함하는 정류 회로.
제14 항에 있어서, 상기 구동부는,
상기 교류 전압의 제1 입력단과 상기 정류 전압의 출력단에 대응하여 하나의 상기 입력 센싱부, 하나의 상기 출력 센싱부, 하나의 상기 비교기 및 하나의 상기 주파수 센싱부를 포함하는 제1 비교 회로;
상기 교류 전압의 제2 입력단과 상기 정류 전압의 상기 출력단에 대응하여 다른 하나의 상기 입력 센싱부, 다른 하나의 상기 출력 센싱부, 다른 하나의 상기 비교기 및 다른 하나의 상기 주파수 센싱부를 포함하는 제2 비교 회로; 및
상기 제1 비교 회로와 상기 제2 비교 회로에 대하여 각각 제어 프로세스를 수행하며, 상기 제어 프로세스에 의해 상기 제1 센싱 환경에서 상기 입력 센싱 신호가 상기 출력 센싱 신호보다 높은 것으로 판단한 상기 비교 신호에 대응하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴온을 제어하는 것, 상기 주파수 센싱 신호를 이용하여 지연 시간을 결정하여서 턴온 시점부터 상기 지연 시간을 경과한 이후 상기 제1 센싱 환경을 상기 제2 센싱 환경으로 변경하는 것, 상기 제2 센싱 환경에 의하여 상기 입력 센싱 신호가 상기 출력 센싱 신호보다 낮은 것으로 판단한 비교 신호에 대응하여 상기 제1 전류 경로와 상기 제2 전류 경로의 턴오프를 제어하는 것, 및 상기 제2 센싱 환경으로 변경된 시점부터 상기 지연 시간을 경과하는 시점에 상기 제2 센싱 환경을 상기 제1 센싱 환경으로 변경하는 것을 수행하는 제어부;를 포함하는 정류 회로.