KR890003394B1 - Push-pull switching regulator - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래의 푸시-풀 스위칭 레굴레이터.1 is a conventional push-pull switching regulator.
제2도는 본 발명의 푸시-풀 스위칭 에굴레이터.2 is a push-pull switching emulator of the present invention.
제3도는 본 발명의 편자량 검출회로.3 is a horseshoe weight detection circuit of the present invention.
제4도는 제2도의 각부분의 파형도.4 is a waveform diagram of each part of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols on main parts of drawing
10, 20 : 제어회로 11, 21 : 오차증폭기10, 20:
12, 22 : 캐리어 발생부 13, 23 : 비교기12, 22:
14, 24 : 플립플롭 15, 25 : 구동부14, 24: flip-
16, 26 : 발진부 27 : 샘플-호울드16, 26: oscillation unit 27: sample-holder
28 : 증폭기 29 : 편자보상회로28: amplifier 29: horseshoe compensation circuit
30 : 편자량 검출부 31 : 샘플-호울드 트리거부30: horseshoe detection unit 31: sample-holder trigger unit
300 : 적분기 T11, T12, T21, T22: 트랜지스터300: integrator T 11 , T 12 , T 21 , T 22 : transistor
A1, A2: 앤드게이트 A30, B : 트랜지스터의 베이스A 1 , A 2 : AND gate A 30 , B: base of transistor
R : 저항 C : 캐패시터R: Resistor C: Capacitor
T : 트랜스 V1: 입력전압T: Transformer V 1 : Input Voltage
NP, NC: 1차및 편자 검출부 권선의 권선수N P , N C : Number of turns of primary and horseshoe detector windings
VP, VC: 1차및 편자검출부 권선의 권선전압V P , V C : Winding voltage of primary and horseshoe detector windings
Vres : 편자검출부의 출력전압Vres: Output voltage of horseshoe detector
본 발명은 종래의 푸시 풀 스위칭 레굴레이터(Push-Pull Switching Regulator)의 결점인 편자를 발진주기의 매 2사이클(Cyclr)마다 리세트(Reset)하여 스위칭 소자를 안전한 상태에서 사용하고, 원활한 동작을 시켜 안정화된 출력전압을 얻기 위한 편자를 방지한 푸시풀 스위칭 레굴레이터(Push-Pull Switching Regulator)에 관한 것이다.The present invention resets the horseshoe, which is a drawback of the conventional push-pull switching regulator, every two cycles of the oscillation cycle (Cyclr) to use the switching element in a safe state, and provides smooth operation. The present invention relates to a push-pull switching regulator which prevents a horseshoe to obtain a stabilized output voltage.
제1도는 종래의 푸시풀 스위칭 레굴레이터(Push-Pull Switching Regulator)블럭도로써, 트랜지스터(T11, T12)의 에미터는 함께 접속하여 입력전압(V1)을 통해 트랜스(T)의 1차측의 단자(2)에 연결되고, 콜렉터도 트랜스의 1차측의 단자(1·3)에 견결되며, 트랜스(T)의 2차측의 단자(4·6)에 다이오드(D1, D2)의 애노우드가 연결되고, 캐소오드는 가변코일(Cv)을 통해서 트랜스(T)의 2차측의 단자(5)에 접속된 콘덴서(C1)와 저항(R1)에 연결되며, 저항(R1)은 저항(R2)에 출력단(Vout)이 연결되어 있다.1 is a conventional push-pull switching regulator block diagram, in which the emitters of the transistors T 11 and T 12 are connected together to connect the primary side of the transformer T through the input voltage V 1 . Is connected to the terminal (2) of the collector, and the collector is also connected to the terminals (1 · 3) of the primary side of the transformer, and the diodes (D 1 , D 2 ) are connected to the terminals (4 · 6) of the secondary side of the transformer (T). The anode is connected, and the cathode is connected to the capacitor C 1 and the resistor R 1 connected to the terminal 5 on the secondary side of the transformer T through the variable coil Cv, and the resistor R 1. ) Is connected to the output terminal (Vout) to the resistor (R 2 ).
제어부(10)는 요구전압과 출력전압을 비교하여 그 오차를 증폭해서 출력하는 오차 증폭기(11)와, 오차증폭기(11)의 출력과 비교하여 듀티(Duty)를 결정하는 캐리어 발생부(12)와, 오차증폭기(11)의 출력과 캐리어를 비교하는 비교부(13)와, 푸시풀(Push-pull)동작수행을 위한 이상분할회로(14)와, 스위칭 소자를 구동시키는 구동부(15)와, 이 모든 부분 회로들에 동기를 부여하고 스위칭 주기를 결정하는 발진부(16)로 구성되어 있다. 제1도를 참조하면, 오차증폭기(11)에서 요구전압과 출력전압의 차를 증폭하고 캐리어 발생부(12)의 출력신호인 캐리어신호와 비교부(13)에서 비교하여 차를 없애는 방향으로 듀티(Duty)를 결정하며, 이상분할회로(14)에서 푸시풀(Pudh-Pull)동작이 가능하도록 이상분할한 신호를 주 스위칭 소자를 구동시키는 구동부(15)에 인가하는 것이다. 따라서 상기한 회로는 스위칭 소자의 불균일, 트랜스 권선의 비대칭으로 편자가 발생하기 쉽고, 이것을 그대로 방치할 경우 동작 불능상태를 가져올 뿐만 아니라 과전류가 흘러 스위칭소자를 파괴하는 문제점이 있었다.The
본발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 상기한 편자의 양및 방향을 검출하여 리세트(Reset)시켜 주므로써 스위칭소자를 안전한 상태에서 사용하고, 원활한 동작을 시켜 안정화된 출력전압을 얻는 것이 본발명의 목적이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and by detecting and resetting the amount and direction of the horseshoe, it is possible to use a switching element in a safe state and to obtain a stable output voltage by performing a smooth operation. It is the purpose of the present invention.
이하에 첨부된 제2도, 제3도, 제4도를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4 attached below.
제2도는 본고안의 편자를 방지한 푸시풀스위칭레굴레이터(Push Pull Switching Regulator)의 회로도로써, 제어부(20)는 스위칭주기를 결정하고 제어부(20)의 각 회로에 동기를 부여하는 발진부(26)와, 푸시-풀(Push-Pull)동작을 수행하기 위한 플립플롭(24)와, 플립플롭(24)의 한단의 출력전이시에 펄스를 발생하여 샘플-오울드(Sample-Hold)부(27)에 샘플(Sample)명령을 내리는 트리거 신호부(31)와, 트리거신호에 맞추어 오차증폭기(21)와 편자량 검출회로(30)의 출력을 샘플(Sample)하여 호울드(Hold)하는 샘플-호울드(Sample-Hold)부(27)와, 요구전압과 출력전압과의 차를 증폭하여 출력하는 오차증폭기(21)와, 편자량을 검출하는 편자량 검출부(30)와, 편자량 검출부의 출력을 증폭하는 펴자량 검출 전압증폭부(289와, 편자를 리세트(Resrt)시키기 위하여 오차증폭기(21)에서 샘플-호울드(Sample-Hold)된 신호를 증감시켜 비교부(23)에 출력하는 편자보상회로(29)와, 편자보상회로(29)의 출력과 비교하여 듀티(Duty)를 결정하는 캐리어를 발생시키는 캐리어발생부(22)와, 캐리어의 편자보상회로(29)의 출력을 비교하는 비교부(23)와, 스위칭소자를 구동하는 구동부(25)로 구성되어져 있다.FIG. 2 is a circuit diagram of a push pull switching regulator preventing the horseshoe of the present invention. The
제2도를 참조하면, 편자량 검출회로(30)에서 편자의 양과 방향을 검출하고, 이편자를 리세트(Reset)하기 위해 편자보상회로(29)에서 편자를 없애도록 오차증폭기(21)의 출력을 증가 또는 감소시킨후 듀티(Duty)를 정하는 비교부(23)로 보내진다. 여기서 요구전압을 얻기위해서 편자량검출회로(30)의 출력이 0일때, 즉 편자가 일어나지 않을 때의 푸시-풀(Pudh-Pull)동작의 총 듀티(Duty)는 편자량 검출회로(30)의 출력이 0가 아닐때, 즉 편자가 일어나서 이를 보상할때의 푸시-풀(Pudh-Pull)동작의 총 듀티는(Duty)는 같아야 한다.Referring to FIG. 2, the output of the
제4를 참조하면, 편자량 검출회로(30)의 출력(H)이 샘플 시각(D)에 0이라면 오차증폭기(21)의 출력(F)의 샘플(Sample)값(G)만을 캐리어(E)와 비교하고, 그 출력(N, O)을 이상분할하여 수위칭소자(T21, T22)를 구동시키게 되는데 이는 총래의 원리와 같다.Referring to the fourth, if the output H of the
그러나 편자량 검출회로(30)의 출력(H)이 샘플(Sample)시각에 0가 아니라면, 그 샘플(Sample)값(I)을 편자량 검출 전압증폭부(28)에서 증폭하고, 오차증폭기(21)의 출력(F)의 샘플 값(G)에 더해지거나 빼게 된다. 여기서샘풀 값(I)이 0보다 작을때, 즉 트랜지스터(T21)의 도통시간이 트랜지스터(T22)의 도통기간보다 길을때는 이를 보상하기 위해 편차보상회로(29)의 출력(J)은 오차증폭기(21)의 출력(F)의 샘플 값(G)을 보상전압만큼 증가시키고, 다른 출력(E)은 초차증폭기(21)의 출력(F)의 샘플 값(G)을 보상전압 만큼 감소시며 총 듀티(Duty)를 일정하게 유지하며, 편자를 없애도록 푸시-풀(Pudh-Pull)동작 각각의 듀티(Duty)를 조절하게 된다.However, if the output H of the
또 샘플 값(I)이 0보다 클때, 즉 트랜지스터(T22)의 도통시간이 트랜지스터(T21)의 도통기간보다 길을 때는 이를 보상하기 위해 편차보상회로(29)의 출력(J)은 오차증폭기(21)의 출력(f)의 샘플값(G)보상 전압만큼 감소시키고, 다른 출력(K)은 오차증폭기(21)의 출력(F)의 샘플값(G)을 보상전압만큼 증가시켜서 총 듀티(Duty)를 일정하게 유지하며, 편자를 없애도록 푸시-풀(Pudh-Pull)동작 각각의 듀티(Duty)를 조절하게 된다.In addition, when the sample value I is larger than zero, that is, when the conduction time of the transistor T 22 is longer than the conduction period of the transistor T 21 , the output J of the
제3도는 본 발명의 편자량을 검출하는 회로(30)의 구체 예로써 적분기(300)는 연산증폭기의 입력(-)단자는 저항(R3)을 통해서 트랜스(T)의 2차측에 연결되고, 입력(+)자는 접지된 저항(E4)에 연결되며, 입력(-)단자와 출력단(Vres)사이에 연결된 콘덴서(C2)로 이루어져 있다.3 is a specific example of the
트랜스(T)의 1차 권선에 걸리는 정압은 Vp·권선수를 Np·편자량 검출권선의 권선수를 Nc·편자량을 ψres·편자량에 비례한 제3도의 출력 전압을 Vres·발진주기를 T0라고 하면The static pressure applied to the primary winding of the transformer (T) is V p · winding N p · number of windings of the magnetic pole detection winding N c · polarization amount ψres · output voltage of FIG. If the oscillation period is T 0
트랜스(T)의 1차 권선에 입력저압(V1)이 인간되었을 때, 편자량(ψres)을 발생시키는 인가시간(△t)은When the input low pressure (V 1 ) is human in the primary winding of the transformer (T), the application time (Δt) for generating the horseshoe weight (ψres) is
식(1)식(2)식(3)으로 부터Equation (1) From Equation (2)
식의 편자량(ψres)을 리세트(Reset)시키기 위해 듀티(Duty)를 결정할 때 식(4)의 인간시간(△t)을 해당권선의 듀티(Duty)에서 증가 도는 감소 시켜야 한다.When determining the duty to reset the horseshoe weight (ψres) of the equation, the human time (Δt) in equation (4) should be increased or decreased in the duty of the winding.
제4도의 캐리어 파형(E)을 톱니파로 가정하고, 톱니파의 주기를 T0, 최소전압값을 Vcmon, 최대전압값을 Vcmax라고 하면, 편자량 검출전압(Vres)에 대한 증폭기(28)의 출력변화(△V)는Assuming that the carrier waveform E of FIG. 4 is a sawtooth wave, the period of the sawtooth wave is T 0 , the minimum voltage value is Vcmon, and the maximum voltage value is Vcmax, the output of the
즉 증폭기(28)의 증폭도는가 된다.That is, the amplification degree of the
여기서, 인가시간(△t)의 반(△t)을 해당권선에서 증가(또는 감소)시키고 나머지 반(△t)은 다른 권선에서 감소(또는 증가)시킬 경우·증폭기는 증폭도의 증폭도를 갖도록 설계한다.Here, half of the application time Δt ( Δt) increases (or decreases) in the winding and the other half ( Δt) decreases (or increases) in the other winding Design to have amplification degree of.
편자가 발생하였을 때, 즉 발진부(26)의 발진주기의 매 2사이클(Cycle)마다 검출한 편자검출회로(30)의 출력(Vres)가 0이 아닐때, 이 전압(Vres)을 편자량 검출 증폭부(28)에서배로 증폭하고, 이 전압값(Vres)이 0보다 작을 때는 오차증폭기(21)의 출력(F)의 샘플 값(G)에 더하여 편자보상회로(29)의 출력(J)에서 출력하며, 오차증폭기(21)의 출력(F)의 샘플 값(G)에서 뺀 것은 편자보상회로(29)의 출력(K)에서 출력된다.When the horseshoe is generated, that is, when the output Vres of the
반대로 이 전압값(Vres)이 0보다 클 때는 오차증폭기(21)의 출력(F)의 샘플 값(G)에 더한 값을 편자보상회로(29)의 출력(K)에서 출력하고, 뺀 값은 편자보상회로(29)의 출력(J)에서 출력된다. 편자보상회로(29)의 출력(J·K)을 캐리어 발생부(22)에서 발생된 캐리어와 비교부(23)에서 비교하여 듀티(Duty)를 정한다.On the contrary, when the voltage value Vres is greater than 0, the value added to the sample value G of the output F of the
상기한 본 발명에 의한 투시풀 스위칭 레굴레이터(Push-Pull Switching Regulator)는 스위칭소자의 불균일과 트랜스권선의 비대칭등으로 발생하는 편자를 발진주기의 메 2사이클(Cycle)마다 리세트(Reset)시켬 줌으로써 안정한 상태에서 안정된 출력을 얻을 수 있고, 보호가 큰 비중을 차지하는 대출력회로에서 아주 유용하다.The push-pull switching regulator according to the present invention described above resets the horseshoe caused by non-uniformity of the switching element and asymmetry of the transformer winding every two cycles of the oscillation cycle. It is very useful in large output circuits, where the stable output can be obtained in a stable state.
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Family Applications (1)
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