KR910007201B1 - Parallel connecting method of smps - Google Patents

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KR910007201B1 KR1019880016855A KR880016855A KR910007201B1 KR 910007201 B1 KR910007201 B1 KR 910007201B1 KR 1019880016855 A KR1019880016855 A KR 1019880016855A KR 880016855 A KR880016855 A KR 880016855A KR 910007201 B1 KR910007201 B1 KR 910007201B1
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Abstract

The circuit for connecting a number of SMPS in parallel to increase the power capacity comprises a first rectifier rectifying a first input power, a first regulator regulating the voltage level of the first rectifier, a first SMPS circuit controlling the switching operation of the first regulator with the feedback signal, a second rectifier rectifying the second input power, a second regulator regulating the voltage level of the second rectifier, and a second SMPS circuit controlling the switching period of the second regulator with the output difference of the first and second regulators.

Description

스위칭 모드 전원회로의 병렬접속방식Parallel connection of switching mode power circuit

제1도는 본 발명의 회로도.1 is a circuit diagram of the present invention.

제2도는 제1도의 각부 동작 파형도.2 is a waveform diagram of operating parts of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10,11 : 제1,2인입플러그 20,21 : 제1,2SMPS 제어부,10,11: first and second inlet plug 20,21: first and second SMPS control unit,

R1-R4 : 저항 D1-D10 : 다이오드,R1-R4: resistor D1-D10: diode,

PT1,PT2 : 제1,2전원 트랜스포머 A1,A2,A3 : 연산증폭기,PT1, PT2: first and second power transformer A1, A2, A3: operational amplifier,

C1-C4 : 콘덴서C1-C4: Capacitor

본 발명은 전원장치에 관한 것으로, 특히 대용량의 전력을 공급하기 위해 소용량의 전원공급 회로를 병렬 접속하는 방식에 관한 것이다. 일반적으로 스위칭 모드 전원장치(Switching Mode Power Supply : 이하 SMPS라함)는 가전제품이나 산업용 전자기기에 일정한 전압인 정전압을 공급하는 전원장치이고, 요즈음 정전압을 요구하는 가전제품이나 산업용 전자기기는 기능의 다양화됨에 따라 소비전력이 증가되어 전력용량이 큰 SMPS를 필요로 하는 추세이다. 그러나 모든 전원장치와 마찬가지로 SMPS도 전력용량을 증대시키기 위해서는 회로구성소자의 용량이 커져야함은 물론 주변 회로구성도 소용량의 SMPS보다 복잡해지는 문제점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device, and more particularly, to a method of connecting a small capacity power supply circuit in parallel to supply a large amount of power. In general, a switching mode power supply (SMPS) is a power supply that supplies a constant voltage at a constant voltage to home appliances or industrial electronics, and home appliances or industrial electronics that require a constant voltage these days have various functions. As power consumption increases, power consumption is increasing, requiring a large power capacity SMPS. However, like all power supplies, SMPS has a problem in that the capacity of a circuit component must be increased to increase the power capacity, and the peripheral circuit configuration is more complicated than a small capacity SMPS.

따라서 본 발명의 목적은 적은 전력용량의 SMPS를 병렬접속하여 전력용량을 손쉽게 증대할 수 있는 SMPS의 병렬 접속방식을 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a parallel connection method of SMPS that can easily increase the power capacity by parallel connection of SMPS of low power capacity.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명의 회로도로서 외부로부터 공급되는 교류전원을 제1인입플러그(10)를 통해 입력하여 직류전원으로 변환하는 제1정류수단과, 상기 제1정류수단의 출력인 직류전원의 전압레벨을 스위칭 작동에 의해 조절하는 제1전압조절수단과, 상기 제1전압조절수단과 궤환루프 형태로 접속되어 궤환량에 따라 상기 제1전압조절수단의 스위칭 작동을 제어하는 제1스위칭 제어수단으로 이루어지는 제1 SMPS회로와 : 외부로부터 공급되는 교류전원을 제2인입플러그(11)를 통해 입력하여 직류전원으로 변환하는 제2정류수단과, 상기 제2정류수단의 출력인 직류전원의 전압레벨을 스위칭 작동에 의해 조절하는 제2전압조절수단과, 상기 제1,2전압조절수단의 출력량의 차이를 검출하여 상기 제2전압조절수단의 스위칭 작동주기를 제어하는 제2스위칭 제어수단으로 이루어지는 제2 SMPS회로와 : 상기 제1,2SMPS회로의 출력을 부하측으로 송출하는 출력단자(OT)로 구성된다.1 is a circuit diagram of the present invention, the first rectifying means for inputting the AC power supplied from the outside through the first inlet plug 10 and converting it into a direct current power source, and the voltage level of the direct current power source which is the output of the first rectifying means. And a first switching control means for controlling the switching operation of the first voltage adjusting means according to the feedback amount by being connected to the first voltage adjusting means in the form of a feedback loop. The first SMPS circuit and the second rectifying means for inputting the AC power supplied from the outside through the second inlet plug (11) to convert the DC power, and switching the voltage level of the DC power that is the output of the second rectifying means A second switching control means for controlling a switching operation period of the second voltage adjusting means by detecting a difference between the second voltage adjusting means for adjusting by operation and an output amount of the first and second voltage adjusting means. And a second SMPS circuit comprising: an output terminal (OT) for sending outputs of the first and second SMPS circuits to a load side.

상기 구성중 제1정류수단은 브리지정류기(D1-D4)와 콘덴서(C1)로 구성되며, 제1전압조절수단은 트랜지스터(Q1) 및 제1전원트랜스포머(PT1)과 다이오드(D9) 및 콘덴서(C3)로 이루어지고, 제1스위칭 제어수단은 저항(R1,R2)와 제1SMPS제어부(20)로 구성된다.In the above configuration, the first rectifying means includes a bridge rectifier (D1-D4) and a capacitor (C1), and the first voltage adjusting means includes a transistor (Q1), a first power transformer (PT1), a diode (D9), and a capacitor ( C3), and the first switching control means is composed of resistors R1 and R2 and the first SMPS control unit 20.

또한 제2정류수단은 브리지 정류기(D5-D8)와 콘덴서(C2)로 구성되고 제2전압조절수단은 트랜지스터(Q2) 및 제2전원 트랜스포머(PT2)와 다이오드(D10) 및 콘덴서(C4)로 구성되며 제2스위칭 제어수단은 연산증폭기(A1-A3) 및 저항(R3-R4)와 제2SMPS제어부(21)로 구성된다.In addition, the second rectifying means is composed of a bridge rectifier (D5-D8) and a capacitor (C2) and the second voltage regulating means is a transistor (Q2) and the second power supply transformer (PT2) and diode (D10) and a capacitor (C4) The second switching control means includes operational amplifiers A1-A3, resistors R3-R4, and a second SMPS controller 21.

따라서 본 발명을 상술한 제1도를 참조하여 상세히 설명한다. 먼제 제1정류수단 및 제1전압조절수단, 제1스위칭 제어수단으로 구성된 제1SMPS회로는 일반적인 기존의 SMPS와 동일한 작동르 하게 되는데 약술하면 다음과 같다.Therefore, the present invention will be described in detail with reference to FIG. First, the first SMPS circuit composed of the first rectifying means, the first voltage regulating means, and the first switching control means performs the same operation as a general SMPS.

제1정류수단은 인입플러그(10)을 통해 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 라인(1)을 통해 제1전압조절수단 및 제1스위칭 제어수단으로 출력하는데 상세한 작동을 설명하면 다음과 같다. 4개의 다이오드(D1-D4)로 이루어진 브리지정류기(Brigde Rectifier)는 제1플러그(10)를 통해 공급되는 교류전원을 전파정류 하는 한편 콘덴서(C1)과 함께 평활기능을 수행하여 라인(1)상에 리플이 포함된 직류전원을 발생시킨다.The first rectifying means converts AC power supplied through the inlet plug 10 into DC power and outputs the first voltage regulating means and the first switching control means through the line 1. . A bridge rectifier consisting of four diodes D1-D4 rectifies the AC power supplied through the first plug 10 and performs a smoothing function together with the capacitor C1 on the line 1. Generate a DC power supply with ripple.

그리고 제1전압조절수단은 상기 제1정류수단으로부터 라인(1)을 통해 입력되는 직류전원의 전압레벨을 스위칭작동에 의해 조절하여 라인(2)을 통해 출력단(OT)쪽으로 출력하는데 상세한 작동을 설명하면 다음과 같다. 제1전원 트랜스포어(PT1)은 1차코일(Coil)의 제1단자(T111)로 입력되는 라인(1)상의 직류전원을 1차코일의 제2단자(T112)에 접속된 트랜지스터(Q1)의 스위칭작동에 의해 2차코일의 양단자(T121,T122)에 교류전원을 유기시킨다. 다이오드(D9)는 상기 제1트랜스포머(PT1)의 2차코일 중 제1단자(T121)에 유기되는 교류전원을 반파정류하는 한편 콘덴서(C3)와 함께 평활기능을 함으로 직류전원을 발생하여 라인(2)을 통해 출력단(OT) 및 제1스위칭 제어부 수단쪽으로 출력한다. 이때 라인(2)상의 직류전원의 전압레벨은 트랜지스터(Q1)의 스위칭작동 주기에 의해 조절되며 라인(1)상의 직류전원의 전압레벨보다 하향조절된다. 또한 제1스위칭 제어수단은 상기 제1전압조절수단의 출력인 직류전원을 라인(2)을 통해 입력하여 상기 라인(2)상의 직류전원의 전압레벨에 따라 상기 제1전압조절수단의 스위칭 작동주기를 제어하게 되는데 상세한 작동을 설명하면 다음과 같다. 두 개의 저항(R1,R2)로 이루어진 저항분압기는 상기 라인(2)상의 직류전원의 전압레벨을 일정비율(저항비)로 분압하여 분압된 직류전원의 전압 레벨을 라인(5)을 통해 제1SMPS제어부(20)에 인가된다.In addition, the first voltage adjusting means adjusts the voltage level of the DC power input from the first rectifying means through the line 1 by the switching operation and outputs the output voltage to the output terminal OT through the line 2. Is as follows. The first power transformer PT1 has a transistor Q1 connected to a DC power source on the line 1, which is input to the first terminal T111 of the primary coil, to the second terminal T112 of the primary coil. AC power is induced to both terminals (T121, T122) of the secondary coil by the switching operation. The diode D9 performs a half-wave rectification of the AC power induced in the first terminal T121 of the secondary coil of the first transformer PT1 and smoothly functions together with the capacitor C3 to generate a DC power line. 2) to the output terminal OT and the first switching control means. At this time, the voltage level of the DC power supply on the line 2 is adjusted by the switching operation cycle of the transistor Q1 and is lowered than the voltage level of the DC power supply on the line 1. In addition, the first switching control means inputs the DC power output of the first voltage regulating means through the line 2, the switching operation cycle of the first voltage regulating means in accordance with the voltage level of the DC power on the line (2) The detailed operation will be described as follows. The resistance divider made up of two resistors R1 and R2 divides the voltage level of the DC power supply on the line 2 by a predetermined ratio (resistance ratio) to divide the voltage level of the divided DC power supply through the line 5 through the first SMPS. Is applied to the control unit 20.

상기 제1SMPS제어부(20)는 라인(1)을 통해 인가되는 직류전원에 의해 작동되어 라인(5)을 통해 입력되는 직류전원의 분압된 전압레벨에 따라 주기가 다른 펄스열을 발생하여 라인(6)을 통해 상기 제1전압조절수단의 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가함으로 트랜지스터(Q1)의 스위칭주기를 제어한다. 즉 상기 저항(R1-R2)에 의해 분압된 피드백 전압이 제2도(2a)와 같이 a구간에서 일정 기준전압으로 유지되다가 b구간에서 일정 전압 이하로 떨어지게 되면 상기 제1SMPS제어부(20)에서 제2도(2b)와 같이 스위칭 폭이 넓은 스위칭 펄스를 출력한다. 이로 인해 상기 제1트랜스포머(PT1)의 2차 코일에는 제2도(2c)와 같이 상승된 전압이 유기된다. 상기 제1트랜스포머(PT1)의 2차 코일에 유기된 전압은 다이오드(D1) 및 캐패시터(C3)에 의해 반파 정류되고 평활되어 라인(2)을 통해 제2도(2d)의 C구간에서 상승된 전압을 출력한다. 또한 상기 저항(R1-R2)에 의해 분압된 피드백 전압이 일정 기준전압으로 유지되다가 일정전압 이상으로 상승되는 경우에는 전술한 동작과 반대로 동작하여 전압을 떨어지게 한다.The first SMPS controller 20 is operated by a direct current power source applied through the line 1 to generate a pulse train having a different period according to the divided voltage level of the direct current power source input through the line 5 and thus the line 6. The switching period of the transistor Q1 is controlled by applying to the base of the transistor Q1 of the first voltage control means through. That is, when the feedback voltage divided by the resistors R1-R2 is maintained at a constant reference voltage in the section a as shown in FIG. 2A, and falls below the predetermined voltage in the section b, the first SMPS controller 20 generates a feedback voltage. A switching pulse with a wide switching width is output as shown in FIG. 2B. As a result, an elevated voltage is induced in the secondary coil of the first transformer PT1 as shown in FIG. 2C. The voltage induced in the secondary coil of the first transformer PT1 is half-wave rectified and smoothed by the diode D1 and the capacitor C3, and is raised in the C section of the second diagram 2d through the line 2. Output voltage. In addition, when the feedback voltage divided by the resistors R1-R2 is maintained at a predetermined reference voltage and then rises above the predetermined voltage, the voltage is lowered by operating in the opposite manner to the above-described operation.

한편 제2정류수단 및 제2전압조절수단, 제2스위칭 제어수단으로 이루어진 제2SMPS 회로도 일정한 전압레벨 및 전류량을 갖는 직류전원을 발생하여 출력단(OT)으로 출력하는데 상세한 작동을 설명하면 하기와 같다. 4개의 다이오드(D5-D8) 및 콘덴서(C2)로 이루어진 제2정류수단은 상기 제1정류수단과 동일작동을 수행함으로 제2인입플러그(11)를 통해 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 라인(3)을 통해 제2전압조절수단 및 제2스위칭 제어수단으로 출력한다. 또한 제2전원 트랜스포머(PT2) 및 트랜지스터(Q2)와 다이오드(D10) 및 콘덴서(C4)로 이루어진 제2전압조절수단도 상기 제1전압조절수단과 동일한 작동을 수행함으로 상기 라인(3)을 통해 입력되는 직류전원의 전압레벨을 일정한 전압레벨을 유지하도록 하향 조절하여 라인(4) 및 저항(R4)를 통해 출력단(OT)로 출력한다.Meanwhile, the second SMPS circuit including the second rectifying means, the second voltage adjusting means, and the second switching control means also generates a DC power source having a constant voltage level and current amount and outputs the DC power to the output terminal OT. The second rectifying means composed of four diodes D5-D8 and capacitor C2 performs the same operation as the first rectifying means to convert AC power supplied through the second inlet plug 11 into DC power. Output to the second voltage regulating means and the second switching control means via the line (3). In addition, the second voltage regulating means including the second power transformer PT2 and the transistor Q2, the diode D10, and the capacitor C4 also performs the same operation as the first voltage regulating means, thereby through the line 3. The voltage level of the input DC power source is adjusted downward to maintain a constant voltage level, and is output to the output terminal OT through the line 4 and the resistor R4.

그리고 두 개의 연산증폭기(A1,A2) 및 저항(R3,R4)와 연산증폭기(A3) 및 제2SMPS제어부(21)로 이루어진 제2스위칭 제어수단은 상기 제1스위칭 제어수단과는 달리 라인(2)와 출력단(OT) 사이의 젼류량 즉 제1전압조절수단의 출력인 라인(2)상의 직류전원의 전류량과 라인(4)와 출력단(OT) 사이의 젼류량 즉 제2전압조절수단의 출력인 라인(4)상의 직류전원의 전류량의 차이에 따라 상기 제2전압조절수단의 스위칭작동의 주기를 제어하게 되는데 상세한 작동을 설명하면 다음과 같다. 저항(R3) 및 연산증폭기(A1)는 하나의 전류검출수단으로 상기 연산증폭기(A1)은 라인(2)와 출력단(OT) 사이에 접속된 저항(R3)의 양단전압을 증폭하여 연산증폭기(A3)의 제1입력단자로 출력한다. 또 다른 전류검출수단으로 작동하게 되는 저항(R4) 및 연산증폭기(A2)도 라인(4)와 출력단(OT) 사이에 접속된 저항(R4)의 양단전압을 상기 연산증폭기(A2)가 증폭하여 연산증폭기(A3)의 제2입력단자로 인가한다. 이때 상기 연산증폭기(A3)는 제1,2입력단자로 입력되는 두 개의 연산증폭기(A1,A2)의 출력을 차동증폭하여 라인(7)을 통해 제2SMPS제어부(21)로 출력한다. 그러면 제2SMPS제어부(21)는 라인(3)을 통해 인가되는 상기 제2정류수단의 출력에 대해 작동되어 라인(7)을 통해 입력되는 상기 연산증폭기(A3)의 출력전업의 크기변화에 따라 주기가 다른 펄스열을 발생하여 라인(8)을 통해 제2전압조절수단의 트랜지스터(Q2)의 스위칭 작동주기를 제어한다. 결과적으로 제1전압조절수단의 출력을 일정하게 유지된 상태에서 제2스위칭 제어수단은 제2전압조절수단의 출력인 직류전원의 전압레벨 제1전압조절수단의 출력인 직류전원 전압레벨보다 클 경우에는 제2전압조절수단의 출력 전압레벨을 낮아지는 쪽으로 반대로 작을 경우엔 제2전압조절수단의 전압레벨이 커지는 쪽으로 제2전압조절수단의 스위칭작동을 제어한다. 그리고SMPS 제2전압조절수단의 출력이 고정되는 경우는The second switching control means comprising two operational amplifiers A1 and A2, resistors R3 and R4, an operational amplifier A3, and a second SMPS control unit 21 has a line 2 unlike the first switching control means. ) And the current amount of the DC power supply on the line 2 which is the output of the first voltage adjusting means and the current amount between the line 4 and the output terminal OT, that is, the output of the second voltage adjusting means. The period of the switching operation of the second voltage regulating means is controlled in accordance with the difference in the amount of current of the DC power supply on the in-line 4. The resistor R3 and the operational amplifier A1 are one current detecting means, and the operational amplifier A1 amplifies the voltage between both ends of the resistor R3 connected between the line 2 and the output terminal OT. Output to the first input terminal of A3). The operational amplifier A2 amplifies the voltage between both ends of the resistor R4 connected between the line 4 and the output terminal OT, and the resistor R4 and the operational amplifier A2, which operate as another current detecting means. It is applied to the second input terminal of the operational amplifier A3. In this case, the operational amplifier A3 differentially amplifies the outputs of the two operational amplifiers A1 and A2 input to the first and second input terminals and outputs them to the second SMPS controller 21 through the line 7. Then, the second SMPS control unit 21 operates on the output of the second rectifying means applied through the line 3 and cycles according to the change in the size of the output power of the operational amplifier A3 input through the line 7. Generates a different pulse train to control the switching operation cycle of the transistor Q2 of the second voltage regulating means via the line 8. As a result, when the output of the first voltage regulating means is kept constant, the second switching control means is greater than the voltage level of the DC power supply which is the output of the first voltage regulating means. In the case where the output voltage level of the second voltage regulating means is lowered toward the lower side, the switching operation of the second voltage regulating means is controlled toward the increasing voltage level of the second voltage regulating means. If the output of the second voltage regulating means is fixed

R3I1·G1=R4I2·G2………………………(1-1)R3I1, G1 = R4I2, G2... … … … … … … … … (1-1)

가 될 때 제2전압조절수단의 출력전압과 제1전압조절수단의 출력전압과 동일할 때 고정된다. 따라서 출력단(OT)에는 전압은 일정하고 전류가 2배로 되어 전력용량이 2배로 증가된다.When the output voltage of the second voltage regulating means and the output voltage of the first voltage regulating means is equal to the fixed. Therefore, the voltage at the output terminal OT is constant and the current is doubled, thereby doubling the power capacity.

상술한 바와 같이 본 발명은 소용량의 SMPS를 병렬접속하여 대용량의 정전압을 부하(가전제품이나 산업용 전자기기)에 안정되게 공급할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has an advantage of stably supplying a large capacity constant voltage to a load (a home appliance or an industrial electronic device) by connecting a small capacity SMPS in parallel.

Claims (3)

전원장치에 있어서, 외부로부터 공급되는 교류전원을 제1인입플러그(10)를 통해 입력하여 직류전원으로 변환하는 제1정류수단과, 상기 제1정류수단의 출력인 직류전원의 전압레벨을 스위칭 작동에 의해 조절하는 제1전압조절수단과, 상기 제1전압조절수단과 궤한루프 형태로 접속되어 궤한량에 따라 상기 제1전압조절수단의 스위칭 작동을 제어하는 제1스위칭 제어수단으로 이루어지는 제1SMPS회로와, 외부로부터 공급되는 교류전원을 제2인입플러그(11)를 통해 입력하여 직류전원으로 변환하는 제2정류수단과, 상기 제2정류수단의 출력인 직류전원의 전압레벨을 스위칭 작동에 의해 조절하는 제2전압조절수단과, 상기 제1,2전압조절수단의 출력량의 차이를 검출하여 상기 제2전압조절수단의 스위칭 작동주기를 제어하는 제2스위칭 제어수단으로 이루어지는 제2SMPS회로와, 상기 제1,2SMPS회로의 출력을 부하측으로 송출하는 출력단자(OT)로 구성되어 대전력 용량의 정전압을 안정되게 발생함을 특징으로 하는 스위칭 모드 전원회로로 병렬접속방식.A power supply apparatus, comprising: switching between a first rectifying means for inputting an alternating current power supplied from the outside through a first inlet plug 10 and converting it into a direct current power source, and a voltage level of a direct current power source output from the first rectifying means; A first SMPS circuit comprising a first voltage regulating means for controlling by means of the first voltage regulating means and a first switching control means for controlling the switching operation of the first voltage regulating means according to the amount of locus, And a second rectifying means for inputting the AC power supplied from the outside through the second inlet plug 11 to convert the DC power, and the voltage level of the DC power which is the output of the second rectifying means by a switching operation. And second switching control means for detecting a difference between the output amounts of the first and second voltage adjusting means and controlling a switching operation cycle of the second voltage adjusting means. And a second SMPS circuit and an output terminal (OT) for outputting the outputs of the first and second SMPS circuits to the load side, thereby stably generating a constant voltage of a large power capacity. 제1항에 있어서, 제1스위칭 제어수단이 전압을 궤환입력함을 특징으로 하는 스위칭 모드 전원회로의 병렬접속방식.The parallel connection method of a switching mode power supply circuit according to claim 1, wherein the first switching control means inputs a voltage back. 제1항에 있어서, 제2스위칭 제어수단이 제1,2전압조절수단의 전류량의 차이에 의해 제2전압조절수단을 제어함을 특징으로 하는 스위칭 모드 전원회로의 병렬접속방식.The parallel connection method of a switching mode power supply circuit according to claim 1, wherein the second switching control means controls the second voltage adjusting means by a difference in the amount of current between the first and second voltage adjusting means.
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