KR101292590B1 - 스위칭 전원장치 및 전원시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 입력전압의 리플을 억제하여, ESR이 작은 출력콘덴서를 이용하였을 경우에 있어서도 안정한 동작이 가능하고 또한 로드 레귤레이션 특성이 양호한 스위칭 전원장치 및 전원시스템을 제공한다.
(해결수단)
입력전압(Vin)에 접속된 하이사이드 MOSFET(11)와, 하이사이드 MOSFET(11)의 스위칭 주파수에 동기된 램프신호를 생성하는 램프 제너레이터(18)와, 기준신호와 하이사이드 MOSFET(11)를 구동하는 구동신호와의 위상차를 검출함과 아울러, 검출한 위상차에 의거하여 온폭 제어신호를 생성하는 위상전압 변환회로(24)와, 램프신호와 피드백 신호(FB)와 제1기준전압(REF)에 의거하여 하이사이드 MOSFET(11)의 온 타이밍을 제어함과 아울러, 온폭 제어신호에 의거하여 하이사이드 MOSFET(11)의 온폭을 제어하는 제1피드백 제어회로(1)를 구비한다.
Description
도2는 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서의 램프 제너레이터의 상세한 구성을 나타내는 회로도이다.
도3은 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서의 중첩회로의 상세한 구성을 나타내는 회로도이다.
도4는 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서의 샘플홀드 회로의 상세한 구성을 나타내는 회로도이다.
도5는 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서의 피드포워드 회로의 상세한 구성을 나타내는 회로도이다.
도6은 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서의 온 타이머의 상세한 구성을 나타내는 회로도이다.
도7은 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서, 위상전압 변환회로가 존재하지 않는다고 가정하였을 경우의 구성을 나타내는 회로도이다.
도8은 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서, 위상전압 변환회로가 존재하지 않는다고 가정하였을 경우의 제1컨버터의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
도9는 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서, 위상전압 변환회로가 존재하지 않는다고 가정하였을 경우의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
도10은 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치에 있어서의 위상전압 변환회로의 상세한 구성을 나타내는 회로도이다.
도11은 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
도12는 본 발명의 실시예1의 형태의 스위칭 전원장치의 변형예에 있어서의 구성을 나타내는 회로도이다.
도13은 종래의 스위칭 전원장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도14는 종래의 스위칭 전원장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트이다.
2 : 제2피드백 제어회로
3 : 중첩회로
4 : 피드백 비교기
5, 5a : 원숏회로
6, 6b : 피드포워드 회로
7, 7b : 온 타이머
8 : 드라이브 로직
9 : 하이사이드 드라이버
10 : 로우사이드 드라이버
11 : 하이사이드 MOSFET
12 : 로우사이드 MOSFET
13 : 인덕터
14 : 출력평활콘덴서
15 : 출력부하
16, 17 : 피드백 저항
18 : 램프 제너레이터
19 : 샘플홀드 회로
20 : 에러앰프
21 : 위상보상저항
22 : 위상보상콘덴서
24 : 위상전압 변환회로
25 : 제어회로
26 : 하이사이드 MOSFET
26a : 제1컨버터
26b : 제2컨버터
27 : 로우사이드 MOSFET
28 : 인덕터
29 : 출력평활콘덴서
30 : 출력부하
31 : NPN 트랜지스터
32 : PNP 트랜지스터
33 : 저항
34, 35 : Nch MOSFET
36, 37 : Pch MOSFET
38 : 저항
39, 40 : 피드백 저항
61, 62, 63 : 전압전류 변환회로
64, 65 : 제산회로
71 : 콘덴서
72 : 비교기
73 : AND 회로
74 : 원숏회로
75 : 인버터 회로
76 : 스위치
181 : 원숏회로
182 : 인버터
183 : Pch MOSFET
184 : 콘덴서
191 : 버퍼회로
192 : 스위치
193 : 콘덴서
231, 232 : 원숏회로
233 : SR 플립플롭
234 : 지연회로
235, 236 : 스위치
237 : 콘덴서
238 : 버퍼
239 : 스위치
240 : 콘덴서
241 : 에러앰프
242 : 위상보상저항
243 : 위상보상콘덴서
244 : 버퍼
I1, I2, I4 : 정전류원
Vin : 입력전압
Vout : 출력전압
V2 : 하한 클램프 전압
Claims (10)
- 복수의 스위칭 전원으로 이루어지는 스위칭 전원장치로서,
입력전압에 접속된 하이사이드 스위치(high side switch)와,
상기 하이사이드 스위치의 스위칭 주파수에 동기(同期)된 램프신호를 생성하는 램프신호 생성부(ramp信號 生成部)와,
상기 복수의 스위칭 전원 중 하나의 기준신호와 타방(他方)의 상기 스위칭 전원의 상기 하이사이드 스위치를 구동하는 구동신호와의 위상차를 검출함과 아울러, 검출한 위상차에 의거하여 온폭 제어신호(on幅 制御信號)를 생성하는 온폭 제어신호 생성부(on幅 制御信號 生成部)와,
상기 램프신호 생성부에 의하여 생성된 램프신호, 출력전압에 따른 크기의 피드백 신호, 제1기준전압에 의거하여 상기 하이사이드 스위치의 온 타이밍을 제어함과 아울러, 상기 온폭 제어신호 생성부에 의하여 생성된 온폭 제어신호에 의거하여 상기 하이사이드 스위치의 온폭을 제어하는 제어부(制御部)를
구비하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치(switching 電源裝置).
- 제1항에 있어서,
타방의 상기 스위칭 전원의 상기 제어부는, 상기 온폭 제어신호 생성부에 의하여 생성된 온폭 제어신호에 의거하여, 상기 기준신호와 상기 구동신호의 주파수가 같아지게 되도록 상기 하이사이드 스위치의 온폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
타방의 상기 스위칭 전원의 상기 온폭 제어신호 생성부는, 검출한 위상차와 기준위상차에 의거하여 온폭 제어신호를 생성하고,
상기 제어부는, 상기 온폭 제어신호 생성부에 의하여 생성된 온폭 제어신호에 의거하여, 상기 기준신호와 상기 구동신호의 위상차가 상기 기준위상차가 되도록 상기 하이사이드 스위치의 온폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
- 제1항에 있어서,
상기 램프신호 생성부에 의하여 생성된 램프신호의 진폭 및 주파수에 대응한 정(正)의 경사를 구비하는 제2램프신호를 생성함과 아울러, 생성된 제2램프신호를 상기 제1기준전압에 중첩시켜서 중첩신호를 생성하는 중첩회로(重疊回路)를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 중첩회로에 의하여 생성된 중첩신호와 상기 피드백 신호를 비교하여, 상기 피드백 신호가 상기 중첩신호를 하회한 경우에 상기 하이사이드 스위치가 온 되도록 온 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
- 제1항에 있어서,
상기 램프신호 생성부에 의하여 생성된 램프신호의 진폭에 따른 진폭신호를 생성하는 진폭신호 생성부(振幅信號 生成部)를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 진폭신호 생성부에 의하여 생성된 진폭신호에 의거하여 상기 하이사이드 스위치의 온폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 진폭신호 생성부에 의하여 생성된 진폭신호에 의거하여, 상기 램프신호 생성부에 의하여 생성된 램프신호의 진폭이 소정의 값을 유지하도록 상기 하이사이드 스위치의 온폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 진폭신호 생성부에 의하여 생성된 진폭신호에 의거하여, 상기 램프신호 생성부에 의하여 생성된 램프신호의 진폭이 소정의 값 미만인 경우에 상기 하이사이드 스위치의 온폭을 넓히도록 제어함과 아울러, 상기 램프신호 생성부에 의하여 생성된 램프신호의 진폭이 소정의 값 이상인 경우에 상기 하이사이드 스위치의 온폭을 좁히도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
- 제5항에 있어서,
상기 진폭신호 생성부는,
상기 램프신호 생성부에 의하여 생성된 램프신호의 계곡전압(valley voltage)을 유지하는 샘플홀드 회로(sample hold 回路)와,
상기 샘플홀드 회로에 의하여 유지된 계곡전압과 제2기준전압을 비교하고, 비교결과에 따른 오차증폭신호를 생성하여 진폭신호로서 출력하는 오차증폭기(誤差增幅器)를
구비하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 입력전압과 출력전압에 의거하여 상기 하이사이드 스위치의 온폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치.
- 입력전압에 접속된 하이사이드 스위치를 포함하는 기준용 스위칭 전원장치(基準用 switching 電源裝置)와,
제1항의 1 이상의 스위칭 전원장치를
구비하고,
상기 1 이상의 스위칭 전원장치의 각각이 구비하는 온폭 제어신호 생성부는, 상기 기준용 스위칭 전원장치와 상기 1 이상의 스위칭 전원장치 중에서 자체의 스위칭 전원장치를 제외한 어느 1개의 스위칭 전원장치가 구비하는 하이사이드 스위치를 구동하는 구동신호를 기준신호로서 사용하는 것을 특징으로 하는 전원시스템(電源 system).
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