KR970003237B1 - 전류 불연속모드의 타려식 스위칭전원의 소프트 스위칭회로 - Google Patents

전류 불연속모드의 타려식 스위칭전원의 소프트 스위칭회로 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

전류 불연속모드의 타려식 스위칭전원의 소프트 스위칭회로
제1도는 본 발명의 실시예를 나타낸 회로도이다.
제2도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 회로도이다.
제3도는 제1도의 회로에 있어서는 메인스위칭 트랜지스터(12)의 드레인 전류와 드레인·소오스전압과 스너버 콘덴서(14)의 충방전 전류와 스너버 콘덴서(14) 양단전압의 각각의 파형도이다.
제4도는 종래의 방식을 나타낸 회로도이다.
제5도는 제4도의 회로에 있어서의 메인스위칭 트랜지스터(12)의 드레인 전류와 드레인·소오스전압과 스너버 콘덴서(14)의 충방전 전류와 스너버 콘덴서(14) 양단의 전압의 각각의 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 메인스위칭 트랜스의 1차권선 12 : 메인스위칭 트랜지스터
13 : 콘트롤회로 14 : 스너버 콘덴서
15 : 보조스위칭 트랜지스터 16 : 다이오드
17 : 지연회로 101 : 직류전원
102 : 메인스위칭 트랜스 103 : 다이오드
104 : 직류전원
105 : 메인스위칭 트랜스의 2차권선
106 : 다이오드 107 : 평활콘덴서
108 : 부하저항 131 : 콘트롤회로의 출력단자
132 : 콘트롤회로의 전압검출단자 133 : 콘트롤회로의 접지단자
134 : 콘트롤회로의 전원공급단자 171 : 가포화 인덕터
172 : 저항 173 : 콘덴서
174 : 저항 201 : 저항
202 : 다이오드
401 : 메인스위칭 트랜지스터의 드레인전류
402 : 메인스위칭 트랜지스터의 드레인·소오스전압
403 : 스너버 콘덴서의 전류
404 : 스너버 콘덴서양단의 전압 501 : 전류불연속기간
본 발명은 스위칭전원의 노이즈 경감회로에 관한 것이다.
종래, 스위칭전원의 노이즈 경감회로로서는 제4도에 나타낸 바와 같은 스너버회로가 적용되고 있다.
제4도에 나타낸 바와 같은 회로에서는 스너버 콘덴서(14)의 충방전에 의한 전력손실이 커지고, 효율을 저하시킨다고 하는 문제점이 있다.
종래의 방식에서는 스너버 콘덴서(14)에 충반전 양방향의 전류가 자유로이 흐르기 때문에, 전류불연속기간의 스너버 콘덴서(14) 양단의 전압은 스너버 콘덴서(14)의 용량과 1차권선(11)의 인덕턴스로 결정되는 공진주기로 진동하고 있고, 진폭이 최대일때에 메인스위칭 트랜지스터(12)가 턴온하면 턴온손실이 최대가 되고 진폭이 최소일때에 턴온하면 최소가 된다.
따라서 스너버 콘덴서(14)의 충방전을 제어하여, 메인스위칭 트랜지스터(12)가 턴온할때는 항상 스너버 콘덴서(14) 양단의 전압이 최소가 되도록 함으로써 전력손실을 억제하고 효율의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예의 도면의 제1도에 있어서 메인스위칭 트랜지스터(12)보다 지연되어 턴온한 보조스위칭 트랜지스터(15)는 턴오프도 지연되기 때문에 턴오프시에 메인스위칭 트랜지스터(12)에 가해지는 전압은 보조스위칭 트랜지스터(15)를 통하고, 스너버 콘덴서(14)에 충전된다.
보조스위칭 트랜지스터(15)는, 전류불연속기간에 들어가기전에 완전히 턴오프되도록 지연시간이 설정되어 있고 전류불연속기간에 들어가면 스너버 콘덴서(14)는 다이오드(16)에 의한 방전의 방향에만 전류가 흐르기 때문에, 방전 전류를 스너버 콘덴서(14)와 1차권선(11)이 만들어진 공진회로에 있어서의 공진의 반파기간만 흐르고, 따라서 스너버 콘덴서(14) 양단의 전압이 최소가 된 곳에서 공진이 스톱한다.
메인스위칭 트랜지스터(12)가 다시 턴온할때의 스너버 콘덴서(14) 양단의 전압이 최소가 되기 때문에 턴온손실은 작아진다.
제3도는 본 발명의 실시예를 나타낸 제1도의 회로에 있어서의 메인스위칭 트랜지스터(12)의 드레인전류와 드레인·소오스전압과 스너버 콘덴서(14)의 전류와 스너버 콘덴서(14) 양단의 전압파형을 각각 나타내고 있다.
제5도는 종래의 방식을 나타내는 제4도의 회로에 있어서의 메인스위칭 트랜지스터(12)의 드레인전류와 드레인·소오스전압과 콘덴서(14)의 전류와 스너버 콘덴서(14) 양단의 전압파형을 각각 나타내고 있다.
[실시예]
제1도는 본 발명의 실시예이다.
제2도는 본 발명의 다른 실시예이다.
제1도 및 제2도에 있어서 보조스위칭 트랜지스터(15)에 직렬로 접속되어 있는 다이오드(103)는 원리상 불필요하지만 보조스위칭 트랜지스터(15)의 기생용량이 회로에 영향을 주는 것을 방지할 목적으로 부착된 것이다.
제1도에 있어서, 콘트롤회로(13)로부터 출력되는 턴온신호에 의해 메인스위칭 트랜지스터(12)가 턴온하고, 이어서 가포화 인덕터(171)를 이용한 지연회로(17)에 의해 지연된 턴온신호에 의해 보조스위칭 트랜지스터(15)가 턴온한다.
지연시간은, 최소 온(ON) 기간보다 작아지도록 설정하지만, 가포화 인덕터를 이용할 경우는 가포화 인덕터의 전압시간적(時間積)을 턴온신호의 전압으로 나눈 값이 거의 지연시간에 같아지는 것을 고려하여, 가포화 인덕터(171)의 전압시간적을 결정하여 둔다.
콘트롤회로(13)로부터 출력되는 턴오프의 신호에 의해 메인스위칭 트랜지스터(12)가 오프하고, 이어서 보조스위칭 트랜지스터(15)가 지연되어 턴오프한다. 메인스위칭 트랜지스터(12)가 턴오프하여도, 보조스위칭 트랜지스터(15)가 온상태이므로, 1차권선(11)의 전류는 스너버 콘덴서(14)에 흐르고, 서서히 오프하여 노이즈의 발생을 억제한다.
스너버 콘덴서(14)에 흐르는 전류가 제로가 될 때까지의 시간은 스너버 콘덴서(14)의 용량에 거의 비례하지만, 그 기간 보조스위칭 트랜지스터(15)가 온상태를 유지하도록 지연시간을 설정한다. 그러나 가포화 인덕터(171)에 의한 지연회로에서는, 턴온시의 지연과 턴오프시의 지연을 제각기 설정하는 것이 어렵기 때문에, 최소 온(ON) 기간을 넘지 않는 범위에서 설정할 수 있도록, 스너버 콘덴서(14)의 용량도 미리 결정하여 두는 것이 필요하다.
메인스위칭 트랜지스터(12)와 보조스위칭 트랜지스터(15)의 양방이 오프상태인 채로, 전류불연속기간에 들어가면, 스너버 콘덴서(14)와 1차권선(11)에 의한 공진이 개시되고, 스너버 콘덴서(14)에 충전되어 있는 전압은 방전된다. 그때 스너버 콘덴서(14)와 1차권선(11)의 저항성분 및 다이오드(16)의 순방향 드롭전압에 의해 전력손실이 생기지만, 대부분은 입력측에 희생된다고 생각해도 좋다.
스너버 콘덴서(14)와 1차권선(11)에 의한 공진은 공진루프내에 다이오드(16)가 삽입되어 있기 때문에 반파만으로 끝나고, 스너버 콘덴서(14)에는 최소 전압이 남고, 그 전압을 담당하는 에너지는 메인스위칭 트랜지스터(12)가 다시 온(ON) 하였을때에 메인스위칭 트랜지스터(12)를 흐르고 전력손실이 된다. 그러나 이 전력손실은 스너버 콘덴서(14)에 남는 최소 전압이 제로에 근사치가 되도록, 스위칭 듀티비를 선택함으로써 작게 할 수 잇다.
제2도에 있어서, 제1도와 다른 점은 지연회로(17) 뿐이며, 이와 같은 간단한 지연회로에서도 조건만 맞으면 충분히 사용할 수 있다. 또 능동소자에 의한 지연회로를 이용하는 것도 가능하다.
본 발명은 기존의 거의 모든 타려식 스위칭전원에 약간의 부품을 추가하는 것만으로 응용할 수가 있고, 더욱이 노이즈를 경감하는 효과는 부분공진의 노이즈 레벨에 가깝게 할 수가 있다.

Claims (1)

  1. 전류 불연속모드의 타려식 스위칭전원의 메인스위칭 트랜스의 1차권선과, 상기 1차권선과 직렬로 접속된 메인스위칭 트랜지스터와, 상기 메인스위칭 트랜지스터를 온오프시키는 콘트롤회로와, 상기 메인스위칭 트랜지스터가 턴오프할때에 상기 메인스위칭 트랜지스터에 가해지는 서지전압을 흡수하기 위해 접속된, 콘덴서와 보조스위칭 트랜지스터로 이루어지는 직렬회로와, 상기 콘덴서가 흡수하여 충전한 전압을 전류불연속기간에 상기 제1차권선을 통해 방전시키기 위해 상기 보조스위칭 트랜지스터에 병렬로 접속된 다이오드와, 상기 보조스위칭 트랜지스터의 온오프의 시각을 상기 메인스위칭 트랜지스터의 온오프의 시각보다 지연시키기 위해, 상기 콘트롤회로와 상기 보조스위칭 트랜지스터와의 사이에 접속된 지연회로와 이루어지고, 이것에 의해, 스위칭 노이즈를 억제하는 것을 특징으로 하는 전류 불연속모드의 타려식 스위칭전원의 소프트 스위칭회로.
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