KR101050025B1 - 다출력 스위칭 전원 장치 - Google Patents
다출력 스위칭 전원 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101050025B1 KR101050025B1 KR1020087010519A KR20087010519A KR101050025B1 KR 101050025 B1 KR101050025 B1 KR 101050025B1 KR 1020087010519 A KR1020087010519 A KR 1020087010519A KR 20087010519 A KR20087010519 A KR 20087010519A KR 101050025 B1 KR101050025 B1 KR 101050025B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- switching element
- output
- circuit
- secondary winding
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33561—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having more than one ouput with independent control
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
직렬 접속된 제1 및 제2 스위칭 소자(Q1) 및 (Q2)와, (Q1) 또는 (Q2)에 병렬 접속되고, 제1 전류 공진 콘덴서와 변압기의 1차 권선이 직렬 접속된 제1 직렬 공진 회로와, 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하는 제1 정류 평활 회로와, 상기 2차 권선에 병렬로 접속되고 제2 전류 공진 콘덴서와 제2 공진 리액터가 직렬 접속된 제2 직렬 공진 회로와, 제2 직렬 공진 회로의 전압을 정류 평활하는 제2 정류 평활 회로와, 제1 또는 제2 정류 평활 회로의 한쪽에서 얻어진 전압에 따라 Q1의 온 기간을 결정하고 제1 또는 제2 정류 평활 회로의 다른 쪽에서 얻어진 전압에 따라 Q2의 온 기간을 결정하여 Q1과 Q2를 교호로 온 오프시키는 제어 회로를 구비한다.
Description
본 발명은, 복수의 출력을 가지는 다출력 스위칭 전원 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 공진형 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 이 다출력 스위칭 전원 장치에서, 변압기(T1)의 1차측에는, 상용 전원(1)으로부터의 교류 전압을 정류하는 전파(全波) 정류 회로(2)와, 전파 정류 회로(2)의 출력 단자간에 접속되고 또한 전파 정류 회로(2)의 출력을 평활하는 평활 콘덴서(C3)와, 평활 콘덴서(C3)의 양단간에 직렬로 접속되고 또한 평활 콘덴서(C3)의 양단의 전압이 직류 입력 전압(Vin)으로서 인가되는 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)(예를 들면 MOSFET)와, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 오프를 제어하는 제어 회로(10)와, 제2 스위칭 소자(Q2)에 병렬로 접속된 전압 공진 콘덴서(Crv)와, 전압 공진 콘덴서(Crv)의 양단에 접속된 직렬 공진 회로가 설치되어 있다.
직렬 공진 회로는, 변압기(T1)의 1차 권선(卷線)(P1)(권수 N1), 리액터(Lr) 및 전류 공진 콘덴서(Cri)가 직렬로 접속되어 구성되어 있다. 또한, 리액터(Lr)는, 예를 들면, 변압기(T1)의 1차-2차간의 누설 인덕턴스이다.
또, 변압기(T1)의 2차측에는, 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생하도록 감겨진 제1의 2차 권선(S1)(권수 N2)에 접속되는 제1 정류 평활 회로와, 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생 하도록 감겨진 제2의 2차 권선(S2)(권수 N3)에 접속되는 제2 정류 평활 회로가 설치되어 있다.
제1 정류 평활 회로는, 다이오드(D1)와 평활 콘덴서(C1)를 가지고, 변압기(T1)의 제1의 2차 권선(S1)에 유기(誘起)된 전압을 정류 및 평활하고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력전압(Vo1)으로서 출력한다. 제2 정류 평활 회로는, 다이오드(D2)와 평활 콘덴서(C2)를 가지고, 변압기(T1)의 제2의 2차 권선(S2)에 유기된 전압을 정류 및 평활하고, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력한다.
이 다출력 스위칭 전원 장치는, 변압기(T1)의 2차측에 발생된 전압에 따른 신호를 1차측에 피드백하기 위한 피드백 회로(5)를 구비한다. 즉, 피드백 회로(5)의 입력측은 제1 출력 단자(Vo1)에 접속되고, 평활 콘덴서(C1)의 양단 전압과 소정의 기준 전압을 비교하여, 그 오차 전압을 전압 오차 신호로서 1차측의 제어 회로(10)에 피드백한다.
제어 회로(10)는, 피드백 회로(5)로부터 피드백된 전압 오차 신호에 의거하는 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)를 교대로 온/오프시켜 PWM 제어를 행하고, 제1 출력 전압(Vo1)이 일정하게 되도록 제어한다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 각 게이트에는, 제어 신호로서 수백 ns정도의 데드 타임을 갖게하는 전압이 인가된다. 이에 따라, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 각 온 기간이 중복되지 않고 교호로 온/오프된다.
다음에, 이와 같이 구성된 종래의 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을, 도 2에 도시하는 파형도를 참조하면서 설명한다.
도 2에 있어서, VQ2ds는 제2 스위칭 소자(Q2)의 드레인-소스간의 전압, IQ1은 제 1 스위칭 소자(Q1)의 드레인을 흐르는 전류, IQ2는 제2 스위칭 소자(Q2)의 드레인을 흐르는 전류, Icri는 전류 공진 콘덴서(Cri)를 흐르는 전류, Vcri는 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압, ID1은 다이오드(D1)를 흐르는 전류, VN2는 제1의 2차 권선(S1)의 양단 전압 및 ID2는 다이오드(D2)를 흐르는 전류를 나타내고 있다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 제1 정류 평활 회로로부터 피드백 회로(5)를 통해 1차측에 피드백되는 전압 오차 신호를 받은 제어 회로(10)가 제1 스위칭 소자(Q1)를 PWM 제어함으로써 행해진다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)는, 상술한 것처럼, 제어 회로(10)로부터의 제어 신호에 따라, 수백 ns정도의 데드 타임을 가지고 교호로 온/오프된다.
우선, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간(예를 들면, 시각 t11∼t12)에 있어서, 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 여자(勵磁) 인덕턴스와 리액터(Lr)(변압기(T1)의 1차-2차간의 누설 인덕턴스)를 통해 전류 공진 콘덴서(Cri)에 에너지가 축적된다.
다음에, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간(예를 들면, 시각 t12∼t14)에 있어서, 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해 리액터(Lr)와 전류 공진 콘덴서(Cri)에 의한 공진 전류가 흐르고, 에너지가 2차측에 보내진다. 또, 1차 권선(P1)의 여자 인덕턴스의 여자 에너지가 리셋된다.
보다 상세하게는, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 1차 권선(P1)에는, 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압(Vcri)을, 1차 권선(P1)의 여자 인덕턴스와 리액터(Lr)로 분압한 전압이 인가된다. 그리고, 1차 권선(P1)에 인가된 전압이 (Vo1+Vf)×N1/N2로 된 곳에서 클램프되어, 전류 공진 콘덴서(Cri)와 리액터(Lr)에 의한 공진 전류가 흐르고, 에너지가 2차측으로 보내진다. 이에 따라, 다이오드(D1)에 전류(ID1)가 흐른다. 1차 권선(P1)의 전압이 (Vo1+Vf)×N1/N2 미만일 때에는, 변압기(T1)의 2차측으로 에너지는 전달되지 않고, 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 여자 인덕턴스와 리액터(Lr)와 전류 공진 콘덴서(Cri)에 의한 1차측만의 공진 동작이 된다. 여기서 Vf는 다이오드의 순방향의 강하 전압이다.
제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간은, 주파수 고정으로 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 의해 정해지는 기간이나, 임의의 일정 시간으로 되는 것이 일반적이다. 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 변화시켜 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티비를 바꾸면 전류 공진 콘덴서(Cri)의 전압이 변화하므로, 2차측에 보내지는 에너지량을 제어 할 수 있다.
또, 제1의 2차 권선(S1)과 제2의 2차 권선(S2)은 서로 동일 극성으로 결합하고 있으므로, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에, 제1의 2차 권선(S1)로부터 얻어진 에너지가 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력되는 동안에, 제2의 2차 권선(S2)로부터 얻어진 에너지도 제2 출력 전압(Vo2)로서 출력되고, 이 제2 출력 전압(Vo2)은 거의 Vo1×N3/N2로 된다.
그러나, 실제로는, 제1의 2차 권선(S1) 및 제2의 2차 권선(S2)에 발생하는 전압은, 제1 출력 전압(Vo1) 및 제2 출력 전압(Vo2)보다 다이오드(D1) 및 다이오드(D2)의 순방향의 강하 전압(Vf)만큼 높기 때문에, 각 출력의 부하 변동에 의한 Vf의 변화에 의해 크로스 레귤레이션이 악화된다. 또, 출력 전압을 가변할 수 있는 사양을 가지는 전원 장치에서는, 한쪽의 출력 전압을 변화시키면, 그에 비례하여 다른쪽의 출력도 변화해 버리므로, 권선으로부터 복수의 출력을 직접 인출하는 것이 불가능하게 된다.
도 3은, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 이 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 도 1에 도시하는 제2 정류 평활 회로 대신에, 드롭퍼나 강압 쵸퍼와 같은 레귤레이터(12)를 설치하고, 이 레귤레이터(12)를 이용해 제1 출력 전압(Vo1)으로부터 제2 출력 전압(Vo2)을 생성함으로써 출력의 안정화를 도모한다. 이 다출력 스위칭 전원 장치에 의하면, 2개의 출력의 크로스 레귤레이션의 문제를 해결할 수 있지만, 레귤레이터(12)에 의한 손실의 증대나, 스위칭 소자, 쵸크 코일, 컨트롤 IC의 부품과 같은 추가에 의한 비용 및 실장 면적의 증대를 초래하고, 또한, 강압 쵸퍼 등의 스위칭 레귤레이터에 의한 노이즈의 발생을 피할 수 없다.
또, 다출력 스위칭 전원 장치로서 일본 특허공개 2003-259644호 공보는, 1개의 컨버터로 2종류의 전압을 안정화하는 스위칭 컨버터 회로를 개시하고 있다. 이 스위칭 컨버터 회로에서는, 제2 스위칭 소자에 의한 액티브 스너버를 설치하고, 제 1 스위칭 소자의 온 오프를 제어하여 제1의 출력을 안정화하고, 제1 스위칭 소자가 오프인 기간에, 제2 스위칭 소자의 온 오프를 제어하여 제2의 출력을 안정화한다. 이 스위칭 컨버터 회로에 의하면, 1개의 컨버터로 2종류의 출력을 안정화할 수 있는데, 제1의 출력을 얻기 위한 2차 권선과 제2의 출력을 얻기 위한 2차 권선은 극성을 반대로 할 필요가 있으므로, 2개의 2차 권선이 필요하게 된다.
상술한 것처럼, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 각 출력의 부하 변동에 의해서 크로스 레귤레이션이 악화된다는 문제나 출력 전압 가변의 사양을 가지는 전원에서는 권선으로부터 복수의 출력을 직접 인출할 수 없다는 문제가 있다. 또, 크로스 레귤레이션의 문제를 해소하기 위해서, 2차측에 레귤레이터를 설치하는 구성에서는, 레귤레이터에 의한 손실이 증대하고, 부품의 추가에 의한 비용 및 실장 면적이 증대하고, 또한, 레귤레이터에 의한 노이즈가 발생한다는 문제가 있다. 또, 특허 문헌 1에 개시된 스위칭 컨버터 회로에서는, 변압기의 2차 권선으로서 복수가 필요하게 되어 구성이 복잡하게 된다는 문제가 있다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명에 의하면, 부하 변동이 있어도 복수의 출력의 안정화를 도모할 수 있는 다출력 스위칭 전원 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 제1의 기술적 측면에 의하면, 다출력 스위칭 전원 장치는, 직류 전원의 출력 단자간에 직렬로 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자 또는 제2 스위칭 소자에 병렬로 접속되고, 제1 전류 공진 콘덴서와 제1 공진 리액터와 변압기의 1차 권선이 직렬로 접속된 제1 직렬 공진 회로와, 상기 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 제1 정류 평활 회로와, 상기 변압기의 2차 권선에 병렬로 접속되고 제2 전류 공진 콘덴서와 제2 공진 리액터가 직렬로 접속된 제2 직렬 공진 회로와, 상기 제2 직렬 공진 회로의 전압을 정류 및 평활하는 제2 정류 평활 회로와, 상기 제1 정류 평활 회로와 상기 제2 정류 평활 회로의 한쪽에서 얻어진 전압에 따라 상기 제1 스위칭 소자의 온 기간을 결정하고, 상기 제1 정류 평활 회로와 상기 제2 정류 평활 회로의 다른 쪽에서 얻어진 전압에 따라 상기 제2 스위칭 소자의 온 기간을 결정하여 상기 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자를 교호로 온 오프시키는 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2의 기술적 측면에 의하면, 다출력 스위칭 전원 장치는, 상기 변압기의 2차 권선이 제1의 2차 권선과 제2의 2차 권선을 더 가지고, 상기 제1 정류 평활 회로가 상기 변압기의 제1의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하고, 상기 제2 직렬 공진 회로가 상기 변압기의 제2의 2차 권선에 병렬로 접속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3의 기술적 측면에 의하면, 다출력 스위칭 전원 장치는, 또한 상기 변압기의 제1의 2차 권선과 제2의 2차 권선이 상호 소(疎)결합인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4의 기술적 측면에 의하면, 제1의 기술적 측면에 추가하여, 다출력 스위칭 전원 장치는, 1차 권선과 2차 권선을 가지는 제2 변압기를 더 구비하고, 상기 제2 직렬 공진 회로의 제2 공진 리액터는 상기 제2 변압기의 1차 권선으로 이루어지고, 상기 제2 정류 평활 회로는 상기 제2 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5의 기술적 측면에 의하면, 제1의 기술적 측면에 추가하여, 다출력 스위칭 전원 장치는, 복수의 2차 권선을 가지는 제2 변압기를 더 구비하고, 상기 제2 리액터는 상기 제2 변압기의 1차 권선에 포함되고, 상기 제2 정류 평활 회로는 상기 제2 변압기의 복수의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제6의 기술적 측면에 의하면, 상기 제1 변압기의 2차 권선은, 제1 의 2차 권선과 제2의 2차 권선을 더 가지고, 상기 제1 정류 평활 회로는 상기 제1 변압기의 제1의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하고, 상기 제2 직렬 공진 회로는 상기 제1 변압기의 제2의 2차 권선에 병렬로 접속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7의 기술적 측면에 의하면, 다출력 스위칭 전원 장치는, 직류 전원의 출력 단자간에 직렬로 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자와, 제1 전류 공진 콘덴서와 제1 공진 리액터와 제1 변압기의 1차 권선이 직렬로 접속된 제1 직렬 공진 회로로서 상기 제1 스위칭 소자 또는 제2 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 것과, 제2 전류 공진 콘덴서와 제2 공진 리액터와 제2 변압기의 1차 권선이 직렬로 접속된 제2 직렬 공진 회로로서 상기 제1 직렬 공진 회로에 병렬로 접속되는 것과, 상기 제1 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 제1 정류 평활 회로와, 상기 제2 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 제2 정류 평활 회로와, 제어 회로로서, 상기 제1 정류 평활 회로 또는 상기 제2 정류 평활 회로의 어느 한쪽에서 얻어진 전압에 따라 상기 제1 스위칭 소자의 온 기간을 결정하고, 상기 제1 정류 평활 회로 또는 상기 제2 정류 평활 회로의 다른 족에서 얻어진 전압에 따라 상기 제2 스위칭 소자의 온 기간을 결정하여 상기 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자를 교호로 온 오프시키는 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는 종래의 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 3은 종래의 다른 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 변형예에 관한 동작을 나타내는 파형도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 변형예로 사용되는 변압기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예 4에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 4에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 5에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 5에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 6에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 6에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 7에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 19는 본 발명의 실시예 7에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 중(重) 부하 시의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 20은 본 발명의 실시예 8에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 21은 본 발명의 실시예 9에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 22는 본 발명의 실시예 9에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 중 부하 시의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 23은 본 발명의 실시예 9에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 경(輕) 부하 시의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 24는 본 발명의 실시예 10에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 25는 본 발명의 실시예 10에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 중 부하 시의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 26은 본 발명의 실시예 10에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 경 부하 시의 동작을 나타내는 파형도이다.
도 27은 본 발명의 실시예 11에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 28은 본 발명의 실시예 11에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
이하, 본 발명의 다출력 스위칭 전원 장치의 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 배경 기술란에서 설명한 다출력 스위칭 전원 장치와 동일 또는 상당하는 구성 부분에는, 배경 기술란에서 사용한 부호와 동일한 부호를 붙여 설명한다.
실시예
1
도 4는 본 발명의 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 이 다출력 스위칭 전원 장치에 있어서, 변압기(T1)의 1차측에는, 상용 전원(1)으로부터의 교류 전압을 정류하는 전파 정류 회로(2)와, 전파 정류 회로(2)의 출력 단자간에 접속되어 전파 정류 회로(2)의 출력을 평활하는 평활 콘덴서(C3)와, 평활 콘덴서(C3)의 양단간에 직렬로 접속되고 또한 평활 콘덴서(C3)의 양단의 전압이 직류 입력 전압(Vin)으로서 인가되는 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제 2 스위칭 소자(Q2)와, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 오프를 제어하는 제어 회로(10a)와, 제2 스위칭 소자(Q2)에 병렬로 접속된 전압 공진 콘덴서(Crv)와, 전압 공진 콘덴서(Crv)의 양단에 접속된 제1 직렬 공진 회로가 설치되어 있다. 또한, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)는 예를 들면 MOSFET이다.
제1 직렬 공진 회로는, 변압기(T1)의 1차 권선(P1)(권수 N1), 제1 공진 리액터(Lr) 및 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)가 직렬로 접속되어 구성되어 있다. 또한, 제1 공진 리액터(Lr)는, 예를 들면 변압기(T1)의 1차-2차간의 누설 인덕턴스이다.
또, 변압기(T1)의 2차측에는, 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생하도록 감긴 2차 권선(S1)(권수 N2)에 접속되는 제1 정류 평활 회로와, 2차 권선(S1)에 병렬로 접속되는 제2 직렬 공진 회로와, 제2 직렬 공진 회로에 접속된 제2 정류 평활 회로가 설치되어 있다.
제1 정류 평활 회로는, 다이오드(D1)와 평활 콘덴서(C1)로 구성되어 있다. 다이오드(D1)의 애노드는 2차 권선(S1)의 일단에 접속되고, 캐소드는 제1 출력 단자에 접속되어 있다. 평활 콘덴서(C1)는, 다이오드(D1)의 캐소드(제1 출력 단자)와 2차 권선(S1)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속되어 있다. 제1 정류 평활 회로는, 변압기(T1)의 2차 권선(S1)에 유기된 전압을 정류 및 평활하고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력한다.
제2 직렬 공진 회로는, 2차 권선(S1)의 일단(다이오드(D1)의 애노드)에 일단이 접속된 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 타단과 2차 권선(S1)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속된 제2 공진 리액터(Lr2)를 가진다.
제2 정류 평활 회로는, 다이오드(D2)와 평활 콘덴서(C2)를 가진다. 다이오드(D2)의 애노드는, 제2 공진 리액터(Lr2)와 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 접속점에 접속되고, 캐소드는 제2 출력 단자에 접속된다. 평활 콘덴서(C2)는, 다이오드(D2)의 캐소드(제2 출력 단자)와 2차 권선(S1)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속된다. 제2 정류 평활 회로는, 변압기(T1)의 2차 권선(S1)에 발생된 전압에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 양단 전압이 더해진 전압을 정류 및 평활하고, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)로서 출력한다.
이 다출력 스위칭 전원 장치는, 변압기(T1)의 2차측에 발생된 전압을 1차 측에 피드백하기 위한 피드백 회로(5) 및 피드백 회로(6)를 구비한다. 피드백 회로(5)는, 제1 출력 단자에 출력되는 제1 출력 전압(Vo1)과 소정의 기준 전압을 비교하여, 그 오차 전압을 제1 전압 오차 신호로서 1차측의 제어 회로(10a)에 피드백한다. 피드백 회로(6)는 제2 출력 단자에 출력되는 제2 출력 전압(Vo2)과 소정의 기준 전압을 비교하여, 그 오차 전압을 제2 전압 오차 신호로서 1차측의 제어 회로(10a)에 피드백한다.
제어 회로(10a)는, 피드백 회로(5)로부터의 제1 전압 오차 신호 및 피드백 회로(6)로부터의 제2 전압 오차 신호에 의거해 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)를 교호로 온/오프시켜 PWM 제어를 행하고, 제1 출력 전압(Vo1) 및 제2 출력 전압(Vo2)이 일정하게 되도록 제어한다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 각 게이트에는, 제어 신호로서 수백ns 정도의 데드 타임을 갖게하는 전압이 인가된다. 이에 따라, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2) 의 각 온 기간이 중복하지 않고 교대로 온/오프된다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을, 도 5에 도시하는 파형도를 참조하면서 설명한다.
도 5에 있어서, VQ2ds는 제2 스위칭 소자(Q2)의 드레인-소스간의 전압, IQ1은 제1 스위칭 소자(Q1)의 드레인을 흐르는 전류, IQ2는 제2 스위칭 소자(Q2)의 드레인을 흐르는 전류, Icri는 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)를 흐르는 전류, Vcri는 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압, ID1는 다이오드(D1)를 흐르는 전류, VN2는 2차 권선(S1)의 양단 전압, Vcri2는 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 양단 전압, VLr2는 제2 공진 리액터(Lr2)의 양단 전압 및 ID2는 다이오드(D2)를 흐르는 전류를 나타낸다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 시간의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에서 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되는 전압이 조정되고, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에서 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 공진이 일어난다. 그 결과 공진 전류에 의해 변압기(T1)의 2차측에 에너지가 보내지므로, 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 2차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간(예를 들면, 시각 t1∼t2)에 있어서, 입력 전압(Vin)과 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압의 차이 전압이 1차 권선(P1)에 인가되므로, 2차 권선(S1)에는 이 차이 전압의 권수비 배의 전압이 발생한다. 2차 권선(S1)에 발생된 전압이 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 공진 리액터(Lr2)로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로에 인가됨으로써, 제2 직렬 공진 회로가 공진 동작하고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 서서히 충전된다.
제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간(예를 들면, 시각 t2∼t4)에 있어서는, 2차 권선(S1)에 발생하는 전압에, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적된 에너지에 따른 전압이 가해진 전압이, 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되고, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다. 이 때, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 축적된 에너지에 따른 전압이 방전하고, 그 후 2차 권선(S1)의 전압에 의해서 역방향으로 충전된다. 평활 콘덴서(C2)가 충전을 종료하면, 다이오드(D2)에는 전류가 흐르지 않게 되고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 제2 공진 리액터(Lr2)와의 공진 동작에 의해서 서서히 방전을 개시하고, 이윽고 역방향으로 충전된다. 이 동작 중에 제2의 스위칭 소자(Q2)가 오프되고, 제1의 스위칭 소자(Q1)가 온되면, 2차 권선(S1)에 유기되는 전압이 반대로 되지만 연속 방전으로부터 역방향으로의 충전 동작을 계속한다.
이와 같이 하여, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되어 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간만큼 방전되고, 나머지 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되는 기간과 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간은 충전된다. 즉, 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간을 제외하고, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기의 대부분의 기간에서 충전된다. 여기서, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기, 즉, 스위칭 주파수를 변화시키면, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 충전 기간을 조정할 수 있으므로, 제2 출력 전압(Vo2)을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로는, 피드백 회로(6)로부터 출력되는 제2 출력 전압 오차 신 호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 피드백 회로(5)로부터 출력되는 제1 출력 전압 오차 신호에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하여 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 듀티를 조정한다. 즉, 제1 출력 전압 오차 신호에 의해서 듀티가 결정되어 제1 출력 전압이 조정되므로, 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자의 온 기간을 제어하면, 스위칭 주파수가 변화하여, 제2 출력 전압이 조정된다.
상술한 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하도록 구성된다. 당업자에게 명백한 바와같이, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어해도 동일한 결과가 얻어진다.
본 실시예에 의하면, 제1 정류 평활 회로와 제2 정류 평활 회로의 어느 한쪽에서 얻어진 전압에 따라 제1 스위칭 소자의 온 기간을 결정함으로써 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자의 듀티를 바꾸어 제1 직렬 공진 회로의 제1 전류 공진 콘덴서의 전압을 제어하고, 제1 정류 평활 회로와 제2 정류 평활 회로의 다른쪽에서 얻어진 전압에 따라 제2 스위칭 소자의 온 기간을 결정하여 스위칭 주파수를 변화시켜 제2 직렬 공진 회로의 제2 공진 콘덴서에 축적되는 에너지를 제어하므로, 제1 스위칭 소자 또는 제2 스위칭 소자의 어느 쪽의 온 기간을 제어해도 출력전압을 조 정할 수 있어 2개의 출력의 안정화를 도모할 수 있다.
실시예
2
도 6은 본 발명의 실시예 2에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 이 다출력 스위칭 전원 장치는, 변압기(T1)의 2차측의 구성 및 동작이 실시예 1과 다르다. 이하에서는, 실시예 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.
변압기(T1)의 2차측에는, 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생하도록 감겨진 2차 권선(S1)(권수 N2)에 접속된 제1 정류 평활 회로와, 2차 권선(S1)에 병렬로 접속된 제2 직렬 공진 회로와, 제2 직렬 공진 회로에 접속된 제2 정류 평활 회로가 설치된다.
제1 정류 평활 회로는, 다이오드(D1), 평활 콘덴서(C1) 및 다이오드(D3)를 가진다. 다이오드(D1)의 애노드는 2차 권선(S1)의 일단에 접속되고, 캐소드는 제1 출력 단자에 접속된다. 평활 콘덴서(C1)는, 다이오드(D1)의 캐소드(제1 출력 단자)와 GND 단자의 사이에 접속된다. 다이오드(D3)의 애노드는 GND 단자에 접속되고, 캐소드는 2차 권선(S1)의 타단에 접속된다. 제1 정류 평활 회로는, 변압기(T1)의 2차 권선(S1)에 유기된 전압을 정류 및 평활하고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력한다.
제2 직렬 공진 회로는, 2차 권선(S1)의 일단(다이오드(D1)의 애노드)에 일단이 접속된 제2 공진 리액터(Lr2)와, 제2 공진 리액터(Lr2)의 타단과 2차 권선(S1)의 타단(다이오드(D3)의 캐소드)의 사이에 접속된 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)를 가진다.
제2 정류 평활 회로는, 다이오드(D2), 평활 콘덴서(C2) 및 다이오드(D4)를 가진다. 다이오드(D2)의 애노드는, 제2 공진 리액터(Lr2)와 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 접속점에 접속되고, 캐소드는 제2 출력 단자에 접속된다. 평활 콘덴서(C2)는 다이오드(D2)의 캐소드(제2 출력 단자)와 GND 단자의 사이에 접속된다. 다이오드(D4)의 애노드는 GND 단자에 접속되고, 캐소드는 2차 권선(S1)의 일단(다이오드(D1)의 애노드)에 접속되어 있다. 제2 정류 평활 회로는, 변압기(T1)의 2차 권선(S1)에 발생된 전압에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 양단 전압이 가해진 전압을 정류 및 평활하고, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력한다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예 2에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을, 도 7에 도시하는 파형도를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 7 중의 기호의 의미는, 도 5의 기호의 의미와 같다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 시간의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되는 전압이 조정된다. 또한, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 공진이 발생되고, 공진 전류에 의해서 2차측에 에너지가 보내지므로, 듀티비를 바꿈으로써 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 2 차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1), 다이오드(D3) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 공진 리액터(Lr2)로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로는, 실시예 1과 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 그것과는 반대의 접속 양태이다. 즉, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간(예를 들면, 시각 t2∼t4)에 있어서, 2차 권선(S1)에 발생된 전압(Vo1+Vf)의 인가에 의한 공진 동작에 의해서 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 에너지가 축적된다.
제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 2차 권선(S1)에 발생된 전압에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적된 에너지에 의한 전압이 가산된 전압이 다이오드(D2), 평활 콘덴서(C2) 및 다이오드(D4)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되고, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다. 이 때, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에는 축적된 에너지에 따른 전압이 발생하고, 그 후 2차 권선(S1)의 전압에 의해서 역방향으로 충전된다. 평활 콘덴서(C2)가 충전을 종료하면 다이오드(D2)에는 전류가 흐르지 않게 되어, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 제2 공진 리액터(Lr2)와의 공진 동작에 의해서 서서히 방전을 개시하고, 이윽고 역방향으로 충전된다. 이 동작 중에 제2의 스위칭 소자(Q2)가 오프되고, 제1의 스위칭 소자(Q1)가 온되면, 2차 권선(S1)에 유기되는 전압이 반대로 되지만 연속 방전으로부터 역방향으로의 충전 동작을 계속한다.
이와 같이, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되어 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간만큼 방전하고, 나머지 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되는 기간과 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간은 충전된다. 즉, 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간을 제외하고, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기의 대부분의 기간에서 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)가 충전된다. 여기서, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기, 즉, 스위칭 주파수를 변화시키면, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 충전 기간을 조정할 수 있으므로, 제2 출력 전압(Vo2)을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 피드백 회로(6)로부터 출력되는 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 피드백 회로(5)로부터 출력되는 제1 출력 전압 오차 신호에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하여 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 듀티를 조정한다. 즉, 제1 출력 전압 오차 신호에 의해서 듀티가 결정되어 제1 출력 전압이 조정되므로, 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자의 온 기간을 제어하면 스위칭 주파수가 변화하고, 그 결과 제2 출력 전압이 조정된다.
상술한 실시예 2에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하도록 구성된다. 당업자에게 분명한 바와같이, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제1 스 위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어해도 동일한 결과가 얻어진다.
또, 입력 전압(Vin)이 저하한 경우, 제1 출력 전압(Vo1)을 일정하게 유지하기 위해, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 바꾸고, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 전압을 일정하게 유지하도록 동작한다. 이때문에, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에, 2차 권선(S1)에 발생하는 전압은 저하해 버린다. 그러나, 상술한 실시예 2에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에 의하면, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 2차 권선(S1)에 발생하는 전압이 저하해도, 스위칭 주파수를 낮춤으로써 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적하는 에너지를 제어할 수 있으므로, 입력 전압이 저하했을 때에도 일정한 전력을 제2 출력 단자에 출력할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로 제1 스위칭 소자 또는 제2 스위칭 소자중 어느쪽의 온 기간을 제어해도 출력 전압을 조정할 수 있으므로 2개의 출력의 안정화를 도모할 수 있다.
실시예
3
도 8은 본 발명의 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 이 다출력 스위칭 전원 장치는, 변압기의 2차측의 구성이 실시예 1과 다르다. 이하에서는, 실시예 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.
변압기(T2)는, 1차 권선(P1)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생하도록 감겨진 제1의 2차 권선(S1)(권수 N2)과, 1차 권선(P1)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생하도록 감겨진 제2의 2차 권선(S2)(권수 N3)을 구비하고, 제1의 2차 권선(S1)과 제2의 2차 권선(S2)은 밀(密) 결합이 되도록 감겨져 있다. 변압기(T2)의 2차 측에는, 제1의 2차 권선(S1)(권수 N2)에 접속된 제1 정류 평활 회로와, 제2의 2차 권선(S2)에 접속된 제2 직렬 공진 회로와, 상기 제2 직렬 공진 회로에 접속된 제2 정류 평활 회로를 구비한다. 제1 정류 평활 회로의 구성 및 동작은 실시예 1과 같다.
제2 직렬 공진 회로는, 일단이 제2의 2차 권선(S2)의 일단에 접속된 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 타단과 제2의 2차 권선(S2)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속된 제2 공진 리액터(Lr2)를 가진다.
제2 정류 평활 회로는, 다이오드(D2)와 평활 콘덴서(C2)를 가진다. 다이오드(D2)의 애노드는, 제2 공진 리액터(Lr2)와 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 접속점에 접속되고, 캐소드는 제2 출력 단자에 접속되어 있다. 평활 콘덴서(C2)는, 다이오드(D2)의 캐소드(제2 출력 단자)와 GND 단자의 사이에 접속되어 있다. 제2 정류 평활 회로는, 변압기(T2)의 제2의 2차 권선(S2)에 발생된 전압에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 양단 전압이 가해진 전압을 정류 및 평활하여, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력한다.
다음에, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 도 9에 도시하는 파형도를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 9중의 기호의 의미는 도 5의 그것과 같다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되는 전압이 조정된다. 그 결과, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)가 공진하고, 공진 전류에 의해 2차측에 에너지가 보내지므로, 듀티비의 변경에 의해 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 제1의 2차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간(예를 들면, 시각 t1∼t2)에 있어서, 입력 전압(Vin)과 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압의 차이 전압이 1차 권선(P1)에 인가되므로, 제2의 2차 권선(S2)에는, 이 차이 전압의 권수비 배의 전압이 발생한다. 제2의 2차 권선(S2)에 발생된 전압이 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 공진 리액터(Lr2)로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로에 인가됨으로써 상기 제2 직렬 공진 회로가 공진 동작하고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 서서히 충전된다.
제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서는, 제2의 2차 권선(S2)에 발생한 전압에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적된 에너지에 의한 전압이 가해져, 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에서 정류 및 평활 되고, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다. 이 때, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에서 축적된 에너지에 따른 전압이 방전에 의해 일단 저하하고, 그 후 2차 권선(S2)의 전압에 의해서 역방향으로 충전된다. 평활 콘덴서(C2)가 충전을 종료하면, 다이오드(D2)에는 전류가 흐르지 않게 되고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 제2 공진 리액터(Lr2)와의 공진 동작에 의해서 서서히 방전을 개시하고, 이윽고 역방향으로 충전된다. 이 동작 중에 제2의 스위칭 소자(Q2)가 오프되고, 제1의 스위칭 소자(Q1)가 온되면, 2차 권선(S2)에 유기되는 전압이 반대로 되는데 연속 방전으로부터 역방향으로의 충전 동작을 계속한다.
이와 같이, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되어 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간만큼 방전되고, 나머지 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되어 있는 기간과 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간은 충전된다. 즉, 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간을 제외하고, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기의 대부분의 기간에서 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)가 충전된다. 여기서, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기, 즉, 스위칭 주파수를 변화시키면, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 충전 기간을 조정할 수 있으므로 제2 출력 전압(Vo2)을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 피드백 회로(6)로부터 출력되는 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 피드백 회로(5)로부터 출력되는 제1 출력 전압 오차 신호에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하여 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 듀티를 조정한다. 즉, 제1 출력 전압 오차 신호에 의해서 듀티가 결정되어 제1 출력 전압이 조정되므로, 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자의 온 기간을 제어하면, 스위칭 주파수가 변화하고, 제2 출력 전압이 조정된다.
또한, 상술한 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하도록 구성했는데, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어해도 동일한 결과가 얻어진다.
또한, 입력 전압(vin)이 저하한 경우, 제1 출력 전압(vo1)을 일정하게 유지하기 위해서, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 바꾸고, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 전압을 일정하게 유지하도록 동작한다. 이때문에, 일반적으로 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에, 제2의 2차 권선(S2)에 발생하는 전압은 저하해 버린다. 그러나, 상술한 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에 의하면, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 제2의 2차 권선(S2)에 발생하는 전압이 저하해도, 스위칭 주파수를 낮춤으로써 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적하는 에너지를 제어할 수 있으므로, 입력 전압이 저하했을 때에도 일정한 전압을 제2 출력 단자에 출력할 수 있다.
이때, 제1의 2차 권선(S1)과 제2의 2차 권선(S2)이 밀 결합되어 있으므로, 이들에 발생하는 전압이 낮은 전압으로 클램프되어, 도 9의 파형도에 도시하는 바와같이, 제1 출력 전압(VQ1)과 제2 출력 전압(Vo2)에 에너지를 보내는 기간이 완전 히 분리된 별도 기간이 되어 도통각이 좁아져, 전류의 피크가 높아지는 경향이 있다. 이 문제를 해소하기 위해서, 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치는, 예를 들면 도 11에 도시하는 바와같이, 변압기(T2)의 제1의 2차 권선(S1)과 제2의 2차 권선(S2)의 감음 위치를 엇갈려 상호 소 결합으로 하도록 변형할 수 있다. 이와 같이 변형함으로써, 도 10의 파형도에 도시하는 바와같이, 전류의 변화가 완만하게 되어, 전류의 피크를 억제할 수 있다.
또한, 전류의 피크를 억제하기 위해서는, 제1의 2차 권선(S1)과 제2의 2차 권선(S2)을 소 결합으로 하는 방법 이외에, 제2의 2차 권선(S2)로부터 제2 정류 평활 회로에 이르는 라인, 즉 제2 전류 공진 리액터(Cri2)와 다이오드(D2)의 애노드와의 사이(제2 공진 리액터와의 접합점 전후의 어디여도 된다)에 제1의 리액터를 삽입하도록 구성할 수 있다. 이 구성에 의해도 상기와 동일한 효과가 얻어진다.
또, 제1의 리액터는, 변압기(T2)의 제1의 2차 권선과 제2의 2차 권선을 상호 소 결합으로 함으로써 발생하는 누설 인덕턴스를 이용하도록 구성할 수 있다. 이들 방법은, 상술한 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에도 적용할 수 있고, 그 경우도 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 제1 정류 평활 회로 및 제2의 정류 평활 회로에 전류가 흐르는 기간을 늘려 피크 전류를 억제할 수 있으므로, 정류 평활 회로에의 손실을 경감시킬 수 있다.
본 실시예에 의하면, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치에 약간의 부품을 추가하는 것만으로, 실시예 1의 발명과 마찬가지로, 제1 스위칭 소자 또는 제2 스위칭 소자 중 어느 쪽의 온 기간을 제어해도 출력 전압을 조정할 수 있어 2개의 출력의 안정화를 도모할 수 있다.
실시예
4
도 12는 본 발명의 실시예 4에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 도시하는 회로도이며, 도 13은 그 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형도이다.
또한, 도 13 중의 기호의 의미는, 도 5의 그것과 같다. 또, 도 13은 변압기(T2)의 제1의 2차 권선(S1)과 제2의 2차 권선(S2)을 소 결합으로 한 경우, 또는, 제1의 리액터를 삽입한 경우의 파형을 나타내고 있다.
이 다출력 스위칭 전원 장치는, 실시예 3에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에 있어서의 제2의 2차 권선(S2)의 극성을 반대로 한 것이다. 이하에서는, 실시예 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되는 전압이 조정된다. 또, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 의한 공진이 일어난다. 그 결과, 공진 전류에 의해 변압기(T2)의 2차 측에 에너지가 보내지므로, 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 제1의 2차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어 지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되어 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 실시예 2에 관한 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 공진 리액터(Lr2)로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로는, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1의 2차 권선(S1)에 발생하는 전압(Vo1+Vf)의 인가에 의한 공진 동작에 의해서 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 에너지가 축적된다. 그리고, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에, 제1의 2차 권선(S1)에 발생하는 전압에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적된 에너지에 의한 전압이 가해진 전압이, 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되고, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다. 이 때, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 축적된 에너지에 따른 전압이 방전하여 저하하고, 그 후 2차 권선(S1)의 전압에 의해서 역방향으로 충전된다. 평활 콘덴서(C2)가 충전을 종료하면 다이오드(D2)에는 전류가 흐르지 않게 되고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 제2 공진 리액터(Lr2)와의 공진 동작에 의해서 서서히 방전을 개시하고, 이윽고 역방향으로 충전된다. 이 동작 중에 제2의 스위칭 소자(Q2)가 오프되고, 제1의 스위칭 소자(Q1)가 온되면, 2차 권선(S1)에 유기되는 전압이 반대로 되는데 연속 방전으로부터 역방향으로의 충전 동작을 계속한다.
이와 같이, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되어 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간만큼 방전하고, 나머지 제2 스위칭 소자(Q2)가 온 되어 있는 기간과 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간은 충전된다. 즉, 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간을 제외하고, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기의 대부분의 기간에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)가 충전된다. 여기서, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기, 즉, 스위칭 주파수를 변화시키면, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 충전 기간을 조정할 수 있으므로, 제2 출력 전압(Vo2)을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 피드백 회로(6)로부터 출력되는 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 피드백 회로(5)로부터 출력되는 제1 출력 전압 오차 신호에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하여 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 듀티를 조정한다. 즉, 제1 출력 전압 오차 신호에 의해서 듀티가 결정되어 제1 출력 전압이 조정되므로, 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자의 온 기간을 제어하면, 스위칭 주파수가 변화하여, 제2 출력 전압이 조정된다.
또한, 상술한 실시예 4에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하도록 구성했는데, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어해도 동일한 결과가 얻어진다.
또, 실시예 2와 마찬가지로, 입력 전압이 저하한 경우라도 일정한 전력을 제2 출력 단자에 출력할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 변압기의 제1의 2차 권선과 제2의 2차 권선이 소 결합됨으로써 누설 인덕턴스를 크게 하여 전류의 피크를 억제하고, 정류 평활 회로에서의 손실을 경감시킬 수 있다.
실시예
5
도 14는 본 발명의 실시예 5에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 도시하는 회로도이며, 도 15는, 그 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 도시하는 파형 도이다. 또한, 도 15 중의 기호의 의미는, 도 5의 그것과 같다.
실시예 5에 관한 다출력 스위칭 전원 장치는, 도 4에 도시한 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 제2 공진 리액터(Lr2)가 제2 변압기(T3)의 1차 권선(P2)(권수 N4)에 포함되도록 구성되고, 제2 변압기(T3)의 2차 권선(S3)(권수 N5)에 발생하는 전압을 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에 의해 정류 및 평활하고, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력하는 것을 특징으로 한다. 이하에서는, 실시예 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되 는 전압이 조정되고, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)가 공진 동작하고, 공진 전류에 의해 에너지가 2차측으로 보내진다. 따라서, Q1와 Q2의 온 기간을 제어함으로써 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 제1의 2차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 입력 전압(Vin)과 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압의 차이 전압이 1차 권선(P1)에 인가되므로, 제2의 2차 권선(S2)에는 이 차이 전압의 권수비 배의 전압이 발생한다. 그 결과, 제2의 2차 권선(S2)에 발생된 전압이 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 공진 리액터(Lr2)로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로에 인가됨으로써, 제2 직렬 공진 회로가 공진 동작하고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 서서히 충전된다.
제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서는, 제1의 2차 권선(S1)에 발생된 전압에, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적된 에너지에 의한 전압이 가해진 전압의 권수비 배의 전압이 제2 변압기(T3)의 2차 권선(S3)에 발생하고, 발생한 전압이 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에서 정류 및 평활되어 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다. 이 때, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 축적된 에너지에 따른 전압이 방전에 의해 저하하고, 그 후 2차 권선(S1)의 전압에 의해서 역방향으로 충전된다. 평활 콘덴서(C2)가 충전을 종료하면, 다이오드(D2)에는 전류가 흐르지 않게 되고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 제2 공진 리액터(Lr2)와의 공진 동작에 의해서 서서히 방전을 개시하고, 이윽고 역방향으로 충전된다. 이 동작 중에 제2의 스위칭 소자(Q2)가 오프되고, 제1의 스위칭 소자(Q1)가 온되면, 2차 권선(S1)에 유기되는 전압이 반대로 되지만 연속 방전으로부터 역방향으로의 충전 동작을 계속한다.
이와 같이, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되어 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간만큼 방전하고, 나머지의 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되어 있는 기간과 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간은 충전된다. 즉, 평활 콘덴서(C2)를 충전하는 기간을 제외하고, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기의 대부분의 기간에서 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)가 충전된다. 여기서, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 스위칭 주기, 즉, 스위칭 주파수를 변화시키면, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 충전 기간을 조정할 수 있으므로, 제2 출력 전압(Vo2)을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 피드백 회로(6)로부터 출력되는 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 피드백 회로(5)로부터 출력되는 제1 출력 전압 오차 신호에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하여 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 듀티를 조정한다. 즉, 제1 출력 전압 오차 신호에 의해서 듀티가 결정되어 제1 출력 전압이 조정되므로, 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위 칭 소자의 온 기간을 제어하면 스위칭 주파수가 변화하여 제2 출력 전압이 조정된다.
또한, 상술한 실시예 5에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하도록 구성했는데, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어해도 동일한 결과가 얻어진다.
또, 제2 변압기(T3)의 1차 권선(P2)과 2차 권선(S3)을 소 결합으로 함으로써 리액터 성분을 크게 할 수 있다. 즉, 실시예 3의 변형예에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 경우와 마찬가지로, 도 10의 파형도에 도시하는 바와같이, 제1 출력 단자 또는 제2 출력 단자에 전압을 출력할 때의 전류의 피크를 억제하여, 완만하게 변화하는 전류를 얻을 수 있으므로, 정류 평활 회로에의 손실을 경감시킬 수 있다.
본 실시예에 의하면, 제2 공진 리액터에 별도의 권선을 설치하여 제2 변압기로 했으므로, 제2 변압기의 권수비에 의해서 전압을 조정할 수 있다. 그 결과, 제1 변압기의 권수비에 상관없이, 출력 전압을 자유롭게 설정할 수 있다.
실시예
6
도 16은 본 발명의 실시예 6에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 도시하는 회로도이며, 도 17은, 그 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을 나타내는 파형 도이다. 또한, 도 17 중의 기호의 의미는, 도 5의 그것과 같다.
이 다출력 스위칭 전원 장치는, 실시예 5에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에 있어서의 제2 변압기(T3)의 2차 권선(S3)의 극성을 반대로 한 것이다. 이하에서는, 실시예 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되는 전압이 조정되고, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 의한 공진 전류로, 2차측에 에너지가 보내지므로, 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 제1의 2차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 변압기(T3)의 1차 권선(P2)의 인덕턴스에 의한 제2 직렬 공진 회로는, 실시예 1에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 공진 회로와는 반대로, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1의 2차 권선(S1)에 발생된 전압(Vo1+Vf)의 인가에 의한 공진 동작에 의해서 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 에너지를 축적한다.
그리고, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 제1의 2차 권선(S1)에 발생된 전압에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적된 에너지에 의한 전압이 가해진 전압의 권수비 배의 전압이 제2 변압기(T3)의 2차 권선(S3)에 발생하고, 그 전압이 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되어, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다. 이 때, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 축적된 에너지에 따른 전압이 방전하고, 그 후 2차 권선(S2)의 전압에 의해서 역방향으로 충전된다. 평활 콘덴서(C2)가 충전을 종료하면, 다이오드(D2)에는 전류가 흐르지 않게 되고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 제2 공진 리액터(Lr2)와의 공진 동작에 의해서 서서히 방전을 개시하고, 이윽고 역방향으로 충전된다. 이 동작 중에 제2의 스위칭 소자(Q2)가 오프되고, 제1의 스위칭 소자(Q1)가 온되면, 2차 권선(S2)에 유기되는 전압이 반대로 되지만 연속 방전으로부터 역방향으로의 충전 동작을 계속한다.
이 경우, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 충전 기간은, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간과 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 의해 결정되는데, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간은, 제1 출력 전압(Vo1)이 일정하게 되는 듀티로 제어된다. 따라서, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어함으로써, 환언하면, 제2 스위칭 소자(Q2)의 스위칭 주파수를 변화시킴으로써, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적되는 에너지를 변화시킬 수 있으므로, 제2 출력 전압(Vo2)의 제어가 가능해진다. 즉, 제어 회로(10a)는, 피드백 회로(6)로부터 보내져 오는 제2 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간, 즉 스위칭 주파수를 변화시켜, 제2 출력 단 자로부터 출력되는 제2 출력 전압(Vo2)을 제어한다.
또한, 상술한 실시예 6에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하도록 구성했는데, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어해도 동일한 결과가 얻어진다.
또, 실시예 2와 마찬가지로, 입력 전압이 저하한 경우에도 일정한 전력을 제2 출력 단자에 출력할 수 있다.
실시예 1, 3, 5에서는, 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에, 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하여 제1의 출력 전압을 인출하고, 제2의 공진 리액터의 전압을 정류 평활하여 제2의 출력 전압을 인출했는데, 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에, 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하여 제1의 출력 전압을 인출하고, 제2의 공진 리액터의 전압을 정류 평활하여 제2의 출력 전압을 인출해도 동일한 효과가 얻어진다. 또, 실시예 2, 4, 6에서는 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하여 제1의 출력 전압을 인출하고, 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 제2의 공진 리액터의 전압을 정류 평활하여 제2의 출력 전압을 인출했는데, 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하여 제1의 출력 전압을 인출하고, 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 제2의 공진 리액터의 전압을 정류 평활 하여 제2의 출력 전압을 인출해도 동일한 효과가 얻어진다.
실시예
7
도 18은 본 발명의 실시예 7에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 도시하는 회로도이다. 이 다출력 스위칭 전원 장치에 있어서 실시예 6에 관한 다출력 스위칭 전원 장치와 다른 부분을 중심으로 설명한다.
변압기(T1)의 2차측에는, 변압기(T1)의 1차 권선(P1)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생하도록 2차 권선(S1)(권수 N2)이 감기고, 이 2차 권선(S1)(권수 N2)에는 병렬로 제1 정류 평활 회로와 제2 직렬 공진 회로가 접속되어 있다. 제2 변압기(T4)는, 제2 직렬 공진 회로를 구성하는 1차 권선(P2)(권수 N4)과, 제1의 2차 권선(S3)(권수 N2)과, 이 제1의 2차 권선(S3)에 직렬로 접속된 제2의 2차 권선(S4)(권수 N6)을 가지고 있다.
제1 정류 평활 회로는, 다이오드(D1)와 평활 콘덴서(C1)로 구성되어 있다. 다이오드(D1)의 애노드는 2차 권선(S1)의 일단에 접속되고 캐소드는 제1 출력 단자에 접속된다. 평활 콘덴서(C1)는, 다이오드(D1)의 캐소드(제1 출력 단자)와 2차 권선(S1)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속되어 있다. 제1 정류 평활 회로는, 변압기(T1)의 2차 권선(S1)에 유기된 전압을 정류 및 평활하며, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력한다.
제2 직렬 공진 회로는, 변압기(T1)의 2차 권선(S1)의 일단(다이오드(D1)의 애노드)에 일단이 접속된 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 타단과 2차 권선(S1)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속된 제2 변압 기(T4)의 1차 권선(P2)로 구성된다. 즉, 제1 실시예의 제2 직렬 공진 회로에 있어서 제2 공진 리액터(Lr2)가 제2 변압기(T4)의 1차 권선(P2)에 포함되는 것과 등가이다.
제2 정류 평활 회로는, 다이오드(D2, D4)와 평활 콘덴서(C2)로 구성되어 있다. 다이오드(D2)의 애노드는, 제2 변압기(T4)의 제1의 2차 권선(S3)에 접속되고, 캐소드는 제2 출력 단자에 접속된다. 다이오드(D4)의 애노드는, 제2 변압기(T4)의 제2의 2차 권선(S4)에 접속되고, 캐소드는 제2 출력 단자에 접속되어 있다. 제2 변압기(T4)의 제1의 2차 권선(S3)과 제2의 2차 권선(S4)의 접속점은, GND 단자에 접속된다.
평활 콘덴서(C2)는, 다이오드(D2, D4)의 캐소드(제2 출력 단자)와 2차 권선(S1)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속되어 있다. 제2 정류 평활 회로는, 변압기(T1)의 2차 권선(S1)에 발생된 전압에 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 양단 전압이 가해진 전압을 정류 및 평활하여, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력한다.
또, 이 다출력 스위칭 전원 장치는, 변압기(T1)의 2차측에 발생된 전압을 1차측에 피드백하기 위한 피드백 회로(5) 및 피드백 회로(6)를 구비한다. 피드백 회로(5)는, 제1 출력 단자에 출력되는 제1 출력 전압(Vo1)과 소정의 기준 전압을 비교하여, 그 오차 전압을, 제1 전압 오차 신호로서 1차측의 제어 회로(10a)에 피드백한다. 피드백 회로(6)는 제2 출력 단자에 출력되는 제2 출력 전압(Vo2)과 소정의 기준 전압을 비교하여, 그 오차 전압을 제2 전압 오차 신호로서 1차측의 제어 회로(10a)에 피드백한다.
제어 회로(10a)는, 피드백 회로(5)로부터의 제1 전압 오차 신호 및 피드백 회로(6)로부터의 제2 전압 오차 신호에 의거하는 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)를 교호로 온/오프시켜 PWM 제어를 행하고, 제1 출력 전압(Vo1) 및 제2 출력 전압(Vo2)이 일정하게 되도록 제어한다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 각 게이트에는, 제어 신호로서 수백 ns정도의 데드 타임을 갖게 하는 전압이 인가된다. 이에 따라, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 각 온 기간이 중복되지 않고 교호로 온/오프된다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예 7에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을, 도 19에 도시하는 파형도를 참조하면서 설명한다. 도 19는 중 부하시의 동작을 나타내는 파형도이다. 또한, 도 19 중의 기호의 의미는 도 5의 그것과 같다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되는 전압이 조정된다.
제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 의한 공진이 일어난다. 그 결과, 공진 전류에 의해 변압기(T1)의 2차측에 에너지가 보 내지므로, 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 2차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되어, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간(시각 t1∼t2)에 있어서, 입력 전압(Vin)과 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압의 차이 전압이 1차 권선(P1)에 인가되므로, 2차 권선(S1)에는, 이 차이 전압의 권수비 배의 전압이 발생한다. 이 전압과 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 전압이 가해진 전압이, 제2 변압기(T4)의 1차 권선(P2)에 인가된다. 그리고, 제2 변압기(T4)의 제2의 2차 권선(S4)에는 그 권수비 배의 전압이 발생하고, S4, D4, C2, S4에 따른 경로를 전류가 흐르고, 다이오드(D4) 및 평활 콘덴서(C2)에 의해 정류 및 평활되어, 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다.
이와 동시에 2차 권선(S1)에 발생된 전압이 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 공진 리액터(Lr2)로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로에 인가됨으로써, 제2 직렬 공진 회로가 공진 동작하고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 서서히 방전으로부터 역방향으로 충전된다.
제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간(예를 들면, 시각 t2∼t4)에 있어서, 2차 권선(S1)에 발생하는 전압은 출력 전압(Vo1)의 출력 전압보다 다이오드(D1)의 순 방향 전압 강하분만큼 높은 전압이 된다. 이 전압과 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 전압이 가해진 전압이 제2 변압기(T4)의 1차 권선(P2)에 인가된다. 그 결과, 제2 변압기(T4)의 제1의 2차 권선(S3)에는 그 권수비 배의 전압이 발생하고, S3, D2, C2, S3에 따른 경로를 전류가 흐르고, 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)에 의해 정류 및 평활되어 제2의 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다.
이와 동시에 2차 권선(S1)에 발생된 전압이 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 공진 리액터(Lr2)로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로에 인가됨으로써, 제2 직렬 공진 회로가 공진 동작하고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 서서히 방전으로부터 역방향으로 충전된다.
이와 같이, 제2 공진 콘덴서(Cri2)는, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 제2 출력 전압(Vo2)에 에너지를 방출함과 동시에, 제1의 2차 권선(S1)에 발생하는 전압에 의한 직렬 공진 동작에 의해, 충방전된다. 이 공진 동작에 있어서 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 진폭은, 스위칭 주파수를 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 즉, 스위칭 주파수를 낮게 하면, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 진폭은 커지고, 스위칭 주파수를 높게 하면, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 진폭은 작아진다.
또, 제2의 공진 콘덴서(Cri2)의 진폭이 변화함으로써, 제2의 출력(Vo2)에 보내지는 에너지가 변화한다. 즉, 스위칭 주파수를 변화시키면, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 충전 기간을 조정할 수 있으므로, 제2 출력 전압(Vo2)을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 피드백 회로(6)로부터 출력되는 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 피드백 회로(5)로부터 출력되는 제1 출력 전압 오차 신호에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하여 제1 스 위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)에 의한 듀티를 조정한다. 즉, 제1 출력 전압 오차 신호에 의해서 듀티가 결정되고, 제1 출력 전압(Vo1)이 조정되므로, 제2 출력 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하면, 스위칭 주파수가 변화하여 제2 출력 전압(Vo2)이 조정된다.
또한, 상술한 실시예 7에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하도록 구성했는데, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어해도 동일한 결과가 얻어진다.
본 실시예에 의하면, 실시예 1의 발명의 효과가 얻어지는 동시에, 제2 정류 평활 회로가 제2 변압기의 복수의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하므로, 제2 출력 전압의 안정화를 더욱 도모할 수 있다.
또, 본 실시예의 발명에 의하면, 제1 스위칭 소자가 온(또는 오프) 일 때 제 1 다이오드를 통해 평활 콘덴서에 전류가 흐르고, 제1 스위칭 소자가 오프(또는 온) 일 때 제2 다이오드를 통해 평활 콘덴서에 전류가 흐르므로, 리플(ripple)분이 작아져, 제2 출력 전압을 보다 안정화할 수 있다.
실시예
8
도 20은 본 발명의 실시예 8에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타 내는 회로도이다. 이 다출력 스위칭 전원 장치는, 도 18에 도시하는 실시예 7의 다출력 스위칭 전원 장치에 대해서, 변압기(T2)의 2차 권선이, 제1의 2차 권선(S1)과 제2의 2차 권선(S2)(권수 N3)를 포함하여 구성되고, 제1 정류 평활 회로가, 변압기(T2)의 제1의 2차 권선(S1)에 발생하는 전압을 정류 및 평활하고, 제2 직렬 공진 회로가, 변압기(T2)의 제2의 2차 권선(S2)에 병렬로 접속되는 것을 특징으로 한다. 그 외의 구성은 도 18에 나타내는 실시예 7의 구성과 동일하다.
이와 같이 구성된 실시예 8에 의하면, 제2 직렬 공진 회로는, 변압기(T2)의 제2의 2차 권선(S2)에 발생하는 전압에 의해 공진 동작하고, 실시예 7과 동일하게 동작함과 함께 동일한 효과가 얻어진다. 즉, 실시예 7의 구성에 변압기(T2)의 제2의 2차 권선(S2)을 더 추가하는 것만으로, 상술한 실시예 7의 발명과 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1) 또는 제2 스위칭 소자(Q2)의 어느 쪽의 온 기간을 제어해도 출력 전압을 조정할 수 있어, 2개의 출력의 안정화를 도모할 수 있다.
또, 제1 스위칭 소자(Q1)가 온일 때에 다이오드(D4)를 통해 콘덴서(C2)에 전류가 흐르고, 제1 스위칭 소자(Q1)가 오프일 때에 다이오드(D2)를 통해 콘덴서(C2)에 전류가 흐르므로, 리플분이 작아져, 제2 출력 전압(Vo2)을 보다 안정화할 수 있다.
또한, 도 20에 도시하는 변압기(T2)의 제2의 2차 권선(S2)은, 아래쪽이 감기 시작하는(흑색 동그라미 표시) 극성이었는데, 예를 들면, 위쪽이 감기 시작하는 극성이도록 해도 된다.
본 실시예에 의하면, 실시예 7의 발명에 제1 변압기의 제2의 2차 권선을 추 가하는 것만으로, 제1 스위칭 소자 또는 제2 스위칭 소자의 어느 쪽의 온 기간을 제어해도 출력 전압을 조정할 수 있어 2개의 출력의 안정화를 도모할 수 있다.
실시예
9
도 21은 본 발명의 실시예 9에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 실시예 1∼8에 있어서는 제2 출력 전압 생성을 위한 제2 직렬 공진 회로가 변압기의 2차측에 배치되어 있는데, 변압기의 1차측에 배치해도 마찬가지로 다출력 스위칭 전원 장치를 구성할 수 있다.
보다 상세하게는, 이 다출력 스위칭 전원 장치에 있어서, 제1 변압기(T1A)의 1차측에는, 상용 전원(1)으로부터의 교류 전압을 정류하는 전파 정류 회로(2)와, 전파 정류 회로(2)의 출력 단자간에 접속되어 전파 정류 회로(2)의 출력을 평활하는 평활 콘덴서(C3)와, 평활 콘덴서(C3)의 양단간에 직렬로 접속되고 또한 평활 콘덴서(C3)의 양단의 전압이 직류 입력 전압(Vin)로서 인가되는 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)와, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 오프를 제어하는 제어 회로(10a)와, 제2 스위칭 소자(Q2)에 병렬로 접속된 전압 공진 콘덴서(Crv)와, 전압 공진 콘덴서(Crv)의 양단에 접속된 제1 직렬 공진 회로가 설치되어 있다.
제1 직렬 공진 회로는, 제1 변압기(T1A)의 1차 권선(P1)(권수 N1), 제1 공진 리액터(Lr) 및 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)가 직렬로 접속됨으로써 구성되어 있다. 또한, 제1 공진 리액터(Lr)는, 예를 들면 제1 변압기(T1)의 1차-2차간의 누설 인덕턴스이다.
또, 변압기(T1A)의 2차측에는, 변압기(T1A)의 1차 권선(P1)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생하도록 감겨진 2차 권선(S1)(권수 N2)에 접속되는 제1 정류 평활 회로가 설치된다.
제1 정류 평활 회로는, 다이오드(D1)와 평활 콘덴서(C1)로 구성되어 있다. 다이오드(D1)의 애노드는 2차 권선(S1)의 일단에 접속되고, 캐소드는 제1 출력 단자에 접속되어 있다. 평활 콘덴서(C1)는, 다이오드(D1)의 캐소드(제1 출력 단자)와 2차 권선(S1)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속되어 있다. 제1 정류 평활 회로는, 변압기(T1A)의 2차 권선(S1)에 유기된 전압을 정류 및 평활하고, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력한다.
또, 변압기(T1A)의 1차 권선의 양단에는 제2 직렬 공진 회로가 설치된다. 제2 직렬 공진 회로는, 스위칭 소자(Q1)와 스위칭 소자(Q2)의 접속점에 일단이 접속된 제2 공진 리액터(Lr2)로서 타단이 제2 변압기(T1B)의 1차 권선(P2)의 일단에 접속되는 것과, 1차 권선(P2)의 타단에 일단이 접속되는 제2 전류 콘덴서(Cri2)로서 변압기(T1A)의 타단과 제1 공진 콘덴서(Cri)의 접속점에 접속되는 것을 가진다. 또한, 제2 공진 리액터(Lr2)는, 예를 들면 제2 변압기(T1B)의 1차-2차간의 누설 인덕턴스이다. 제2 변압기(T1B)의 2차측에는, 제2 변압기(T1B)의 1차 권선(P2)의 전압에 대해서 동 상의 전압이 발생하도록 감겨진 2차 권선(S2)(권수 N4)에 접속된 제2 정류 평활 회로가 설치된다.
제2 정류 평활 회로는, 다이오드(D2)와 평활 콘덴서(C2)를 가진다. 다이오드(D2)의 애노드는, 제2 변압기(T1B)의 2차 권선(S2)에 접속되고, 캐소드는 제2 출 력 단자에 접속된다. 평활 콘덴서(C2)는, 다이오드(D2)의 캐소드(제2 출력 단자)와 2차 권선(S1)의 타단(GND 단자)의 사이에 접속된다.
이 다출력 스위칭 전원 장치는, 제1 출력 전압(Vo1) 및 제2 출력 전압(Vo2)을 1차측에 피드백하기 위한 피드백 회로(5) 및 피드백 회로(6)를 구비한다. 피드백 회로(5)는, 제1 출력 단자에 출력되는 제1 출력 전압(Vo1)과 소정의 기준 전압을 비교하여, 그 오차 전압을 제1 전압 오차 신호로서 1차측의 제어 회로(10a)에 피드백한다. 피드백 회로(6)는, 제2 출력 단자에 출력되는 제2 출력 전압(Vo2)과 소정의 기준 전압을 비교하여, 그 오차 전압을 제2 전압 오차 신호로서 1차측의 제어 회로(10a)에 피드 백한다.
제어 회로(10a)는, 피드백 회로(5)로부터의 제1 전압 오차 신호 및 피드백 회로(6)로부터의 제2 전압 오차 신호에 의거해 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)를 교호로 온/오프시켜 PWM 제어를 행하고, 제1 출력 전압(Vo1) 및 제2 출력 전압(Vo2)이 일정하게 되도록 제어한다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제 2 스위칭 소자(Q2)의 각 게이트에는, 제어 신호로서 수백 ns 정도의 데드 타임을 갖게하는 전압이 인가된다. 이에 따라, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 각 온 기간이 중복하지 않고 교호로 온/오프된다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예 9에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을, 도 22, 23에 나타내는 파형도를 참조하면서 설명한다.
도 22, 23에 있어서, VQ2ds는 제2 스위칭 소자(Q2)의 드레인-소스간의 전압, IQ1는 제1 스위칭 소자(Q1)의 드레인을 흐르는 전류, IQ2는 제2 스위칭 소자(Q2)의 드레인을 흐르는 전류, Icri는 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)를 흐르는 전류, Vcri는 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압, Icri2는 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)를 흐르는 전류, Vcri2는 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 양단 전압, ID1는 다이오드(D1)를 흐르는 전류, ID2는 다이오드(D2)를 흐르는 전류를 나타낸다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 시간의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되는 전압이 조정되고, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 공진이 발생한다. 그 결과 공진 전류에 의해 제1 변압기(T1A)의 2차측에 에너지가 보내지므로, 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 2차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되어, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간(예를 들면, 시각 t2∼t4)에 있어서, 입력 전압과 제2 공진 콘덴서(Cri2)의 전압을 가한 전압과 제1 공진 콘덴서(Cri)의 전압의 차이 전압이 제2 변압기(T1B)의 1차 권선(P2)에 인가되고, 제2 공진 리액터(Lri2), 제2 공진 콘덴서(Cri2) 및 제1 공진 콘덴서(Cri)에 의한 공진 전류가 제2 변압기(T1B)의 2차측에 전달된다. 전달된 전류는, 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되어, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다. 이 때, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는, 축적된 에너지에 따른 전압이 방전하고, 그 후 입력 전압과 제1 공진 콘덴서(Cri)의 차이 전압에 의해서 역방향으로 충전된다. 이 동작 중에 제2의 스위칭 소자(Q2)가 오프되고, 제1의 스위칭 소자(Q1)가 온되면, 제1 공진 콘덴서(Cri1)에 축적된 전압이 제2 직렬 공진 회로에 인가되는데, 제2 직렬 공진 회로의 공진 동작에 의해 연속 역방향으로의 충전 동작을 계속한다. 그 후, 제2 직렬 공진 회로의 공진 전류가 반전하여, 전술의 순방향으로의 충전 동작으로 되돌아가, 제2 공진 콘덴서(Cri2)에 에너지가 축적된다.
이 경우, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)의 충전 기간은, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간과 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 의해 결정되는데, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간은, 제1 출력 전압(Vo1)이 일정하게 되는 듀티로 제어된다. 따라서, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간의 제어에 의해서 제2 스위칭 소자(Q2)의 스위칭 주파수를 변화시킴으로써 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)에 축적된 에너지를 변화시킬 수 있으므로, 제2 출력 전압(Vo2)의 제어가 가능해진다. 즉, 제어 회로(10a)는, 피드백 회로(6)로부터 보내져 오는 제2 전압 오차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간, 즉 스위칭 주파수를 변화시켜, 제2 출력 단자로부터 출력되는 제2 출력 전압(Vo2)을 제어한다.
도 22에 도시하는 바와같이, 중 부하 시의 동작 파형에서는 스위칭 소자(Q2) 의 온 기간이 길고, 제2 공진 콘덴서(Cri2)의 진폭이 크며, 2차측에 전달되는 에너지가 커진다. 경 부하 시에는, 도 23에 도시하는 바와같이 스위칭 소자(Q2)의 온 기간이 짧고, 제2 공진 콘덴서(Cri2)의 진폭이 작으며, 2차측에 전달되는 에너지가 제한된다. 이 때 스위칭 소자(Q1)의 온 기간은, 제1의 출력 전압(Vo1)이 일정하게 되도록, 스위칭 소자(Q2)의 온 기간의 변동에 맞추어 변화하므로 거의 일정한 듀티로 제어된다.
또한, 본 실시예에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에서는, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어하도록 구성했는데, 제1 출력 전압(Vo1)에 의거하는 제1 전압 오차 신호에 의해 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간을 제어하고, 제2 출력 전압(Vo2)에 의거하는 제2 전압 오차 신호에 의해 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 제어해도 동일한 결과가 얻어진다.
실시예
10
도 24는 본 발명의 실시예 10에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 24의 다출력 스위칭 전원 장치는, 도 21의 실시예 1의 다출력 스위칭 전원 장치에 대해서, 제2 변압기(T1B)의 2차 권선이, 1차 권선(P2)의 전압에 대해서 역상의 전압이 발생하도록 감겨 있는 점이 다르고, 그 이외는 동일한 구성으로 되어 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예 10에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을, 도 25, 도 26에 나타내는 파형도를 참조하면서 설명한다. 도 25는 제1의 출력, 제2의 출력 모두, 중 부하 시의 동작 파형, 도 26은 제2의 출력이 경 부하 일 때의 동작 파형이다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 마찬가지로, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어함으로써 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티비를 바꿈으로써, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적되는 전압이 조정되고, 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)에 축적된 에너지에 의해서 제1 공진 리액터(Lr)와 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 공진이 일어난다. 그 결과 공진 전류에 의해 2차측에 에너지가 보내지므로, 2차측에 보내지는 에너지를 제어할 수 있다. 그리고, 2차 권선(S1)에 발생된 전압이, 다이오드(D1) 및 평활 콘덴서(C1)로 이루어지는 제1 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되어, 제1 출력 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)으로서 출력된다.
제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간(시각 t1∼t2)에 있어서, 입력 전압(Vin)과 제1 전류 공진 콘덴서(Cri)의 양단 전압의 차이 전압이, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 변압기(T1B)의 1차 권선으로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로에 인가됨으로써, 제2 직렬 공진 회로가 공진 동작하고, 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 서서히 충전된다.
그리고, 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제1 공진 콘덴서(Cri)에 제2 공진 콘덴서(Cri2)의 전압을 가한 전압이 제2 변압기(T1B)의 1차 권선에 인가되고, 제2 공진 리액터(Lri2), 제2 공진 콘덴서(Cri2) 및 제1 공진 콘덴서(Cri)에 의한 공진 전류가 2차측에 전달되고, 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되어, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)로서 출력된다.
상술과 같이, 제1의 직렬 공진 회로와 제2의 직렬 공진 회로는 스위칭 소자(Q1, Q2)의 온 기간에 있어서, 동일한 동작이 된다. 여기서, 예를 들면, 제1 공진 리액터(Lr1)의 인덕턴스를 수μH, 제2 공진 리액터(Lri2)의 인덕턴스를 수십μH로, 제1 공진 콘덴서(Cri)를 수백μH, 제2 공진 콘덴서(Cri2)를 수십μH으로 한다.
이 경우, 제1 공진 콘덴서(Cri)는 용량이 크고, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 온 기간의 변동에 대해서 전압 변동이 적으며, 또, 제1 공진 리액터의 인덕턴스, 즉 제1 변압기(T1A)의 누설 인덕턴스가 작기 때문에, 제1 변압기(T1A)의 1차-2차간의 임피던스가 작고, 제1 공진 콘덴서(Cri)의 전압의 권수비 배의 전압이 2차측에 출력되게 된다. 따라서, 스위칭 소자(Q1)와 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어하고, 제1 공진 콘덴서(Cri)의 전압을 조정함으로써 제1의 출력 전압(Vo1)을 제어할 수 있다.
한편, 제2의 공진 콘덴서(Cri2)는 용량이 작고, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 온 기간의 변동에 대해서 전압 변동이 크기 때문에, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 온 기간에 대응하는 주파수를 가변하고, 제2 공진 콘덴서(Cri2)의 진폭을 조정함으로써 출력전압(Vo2)을 제어할 수 있다.
그 결과, 제어 회로(10a)는, 피드백 회로(6)로부터 보내져 오는 제2 전압 오 차 신호에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)의 온 기간, 즉 스위칭 주파수를 변화시켜, 피드백 회로(5)로부터 보내져 오는 제1 전압 오차 신호에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간을 변화시켜, 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 조정함으로써, 실시예 1과 마찬가지로 제1의 출력 전압(Vo1) 및 제2의 출력 전압(Vo2)을 제어할 수 있다.
실시예
11
도 27은 본 발명의 실시예 11에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 이 다출력 스위칭 전원 장치는, 도 24의 실시예 10에 관한 다출력 스위칭 전원 장치에 있어서, 제1 변압기(T1A)와 제1 공진 콘덴서(Cri)의 접속점에 접속되어 있던 제2의 공진 콘덴서(Cri2)를, 제2 스위칭 소자(Q2)와 제1 공진 콘덴서(Cri)의 접속점에 접속한 것이다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예 2에 관한 다출력 스위칭 전원 장치의 동작을, 도 28에 도시하는 파형도를 참조하면서 설명한다.
제1 출력 전압(Vo1)의 제어는, 종래의 다출력 스위칭 전원 장치와 동일하게 행해진다. 제2 출력 전압(Vo2)의 제어는, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 제1 스위칭 소자(Q1)의 온 기간(시각 t1∼t2)에 있어서, 입력 전압(Vin)이 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)와 제2 변압기(T1B)의 1차 권선으로 이루어지는 제2 직렬 공진 회로에 인가됨으로써, 제2 직렬 공진 회로가 공진 동작하고 제2 전류 공진 콘덴서(Cri2)는 서서히 충전된다.
그리고, 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 있어서, 제2 공진 콘덴서(Cri2)의 전 압을 가한 전압이 제2 변압기(T2B)의 1차 권선에 인가되고, 제2 공진 리액터(Lri2), 제2 공진 콘덴서(Cri2) 및 제1 공진 콘덴서(Cri)에 의한 공진 전류가 2차측에 전달되고, 다이오드(D2) 및 평활 콘덴서(C2)로 이루어지는 제2 정류 평활 회로에 의해서 정류 및 평활되어, 제2 출력 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)으로서 출력된다.
이상과 같이, 본 실시예에 있어서는, 실시예 10의 다출력 스위칭 전원 장치에 대해, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 온 기간에 제2 직렬 공진 회로에 인가되는 전압이 다른 것만으로, 같은 동작을 취하고, 실시예 10과 동일한 제어를 함으로써 제1의 출력 전압(Vo1) 및 제2의 출력 전압(Vo2)을 제어할 수 있다.
실시예 9∼11에서는, 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에, 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하여 제1의 출력 전압을 인출했는데, 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에, 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하여 제1의 출력 전압을 인출해도 동일한 효과가 얻어진다. 또, 실시예 11에서는, 스위칭 소자(Q2)의 온 기간에 제2의 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하여 제2의 출력 전압을 인출했는데, 스위칭 소자(Q1)의 온 기간에 2차 권선에 제2의 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 평활하여 제2의 출력 전압을 인출해도 동일한 효과가 얻어진다.
본 발명에 관한 다출력 스위칭 전원 장치는, 전압치가 다른 복수의 직류 전압을 출력하는 전원 장치에 이용 가능하다.
(미국 지정)
본 출원은 미국 지정에 관해, 2005년 10월 3일에 출원된 일본 특허 출원 제 2005-289934 및 2006년 2월 21일에 출원된 일본 특허 출원 제 2006-044321에 대해 미국 특허법 제119조(a)에 의거하는 우선권의 이익을 원용하여, 당해 개시 내용을 인용한다.
Claims (14)
- 다출력 스위칭 전원 장치로서,직류 전원의 출력 단자간에 직렬로 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자와,제1 전류 공진 콘덴서와 제1 공진 리액터와 제1 변압기의 1차 권선이 직렬로 접속된 제1 직렬 공진 회로로서, 상기 제1 스위칭 소자 또는 제2 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 것과,상기 제1 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 제1 정류 평활 회로와,제2 전류 공진 콘덴서와 제2 공진 리액터가 직렬로 접속된 제2 직렬 공진 회로로서, 상기 제1 변압기의 2차 권선에 병렬로 접속되는 것과,상기 제2 직렬 공진 회로의 전압을 정류 및 평활하는 제2 정류 평활 회로와,제어 회로로서, 상기 제1 정류 평활 회로 또는 상기 제2 정류 평활 회로의 어느 한쪽에서 얻어진 전압에 따라 상기 제1 스위칭 소자의 온 기간을 결정하고, 상기 제1 정류 평활 회로 또는 상기 제2 정류 평활 회로의 다른 쪽에서 얻어진 전압에 따라 상기 제2 스위칭 소자의 온 기간을 결정하여 상기 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자를 교호로 온 오프시키는 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 제1 변압기의 2차 권선은, 제1의 2차 권선과 제2의 2차 권선을 가지고,상기 제1 정류 평활 회로는, 상기 제1 변압기의 제1의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하고,상기 제2 직렬 공진 회로는, 상기 제1 변압기의 제2의 2차 권선에 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원 장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,1차 권선과 2차 권선을 가지는 제2 변압기를 구비하고, 상기 제2 직렬 공진 회로의 제2 공진 리액터는, 상기 제2 변압기의 1차 권선으로 이루어지고, 상기 제2 정류 평활 회로는, 상기 제2 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 것을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원 장치.
- 청구항 5에 있어서,상기 제2 변압기의 1차 권선과 2차 권선은 상호 소 결합인 것을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원 장치.
- 청구항 1의 다출력 스위칭 전원 장치에 있어서,복수의 2차 권선을 가지는 제2 변압기를 더 구비하고,상기 제2 공진 리액터는 상기 제2 변압기의 1차 권선에 포함되고,상기 제2 정류 평활 회로는 상기 제2 변압기의 복수의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
- 청구항 7에 있어서,상기 제1 변압기의 2차 권선은, 제1의 2차 권선과 제2의 2차 권선을 가지고,상기 제1 정류 평활 회로는, 상기 제1 변압기의 제1의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하고,상기 제2 직렬 공진 회로는, 상기 제1 변압기의 제2의 2차 권선에 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원 장치.
- 청구항 7에 있어서,상기 제2 변압기의 복수의 2차 권선은, 제1의 2차 권선과 이 상기 제1의 2차 권선에 직렬로 접속된 제2의 2차 권선을 가지고,상기 제2 정류 평활 회로는, 그 일단이 상기 제1의 2차 권선의 일단과 상기 제2의 2차 권선의 일단의 접속점에 접속된 평활 콘덴서와, 상기 제1의 2차 권선의 타단과 상기 평활 콘덴서의 타단에 접속된 제1 다이오드와, 상기 제2의 2차 권선의 타단과 상기 평활 콘덴서의 타단에 접속된 제2 다이오드를 가지는 것을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원 장치.
- 다출력 스위칭 전원 장치로서,직류 전원의 출력 단자간에 직렬로 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자와,제1 전류 공진 콘덴서와 제1 공진 리액터와 제1 변압기의 1차 권선이 직렬로 접속된 제1 직렬 공진 회로로서, 상기 제1 스위칭 소자 또는 제2 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 것과,제2 전류 공진 콘덴서와 제2 공진 리액터와 제2 변압기의 1차 권선이 직렬로 접속된 제2 직렬 공진 회로로서, 상기 제1 직렬 공진 회로에 병렬로 접속되는 것과,상기 제1 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 제1 정류 평활 회로와,상기 제2 변압기의 2차 권선에 발생하는 전압을 정류 및 평활하는 제2 정류 평활 회로와,제어 회로로서, 상기 제1 정류 평활 회로 또는 상기 제2 정류 평활 회로의 어느 한쪽에서 얻어진 전압에 따라 상기 제1 스위칭 소자의 온 기간을 결정하고, 상기 제1 정류 평활 회로 또는 상기 제2 정류 평활 회로의 다른 쪽에서 얻어진 전압에 따라 상기 제2 스위칭 소자의 온 기간을 결정하여 상기 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자를 교호로 온 오프시키는 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원 장치.
- 청구항 10에 있어서,상기 제2 직렬 공진 회로는 상기 제1 공진 리액터와 상기 제1 변압기의 1차 권선의 직렬 회로에 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 다출력 스위칭 전원 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005289934 | 2005-10-03 | ||
JPJP-P-2005-00289934 | 2005-10-03 | ||
JP2006044321 | 2006-02-21 | ||
JPJP-P-2006-00044321 | 2006-02-21 | ||
PCT/JP2006/319794 WO2007040227A1 (ja) | 2005-10-03 | 2006-10-03 | 多出力スイッチング電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080066006A KR20080066006A (ko) | 2008-07-15 |
KR101050025B1 true KR101050025B1 (ko) | 2011-07-19 |
Family
ID=37906268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020087010519A KR101050025B1 (ko) | 2005-10-03 | 2006-10-03 | 다출력 스위칭 전원 장치 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7944085B2 (ko) |
JP (1) | JP4849070B2 (ko) |
KR (1) | KR101050025B1 (ko) |
CN (1) | CN101278468B (ko) |
WO (1) | WO2007040227A1 (ko) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4910525B2 (ja) * | 2006-07-11 | 2012-04-04 | サンケン電気株式会社 | 共振型スイッチング電源装置 |
JP4208018B2 (ja) * | 2007-02-16 | 2009-01-14 | サンケン電気株式会社 | 直流変換装置 |
JP4222421B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2009-02-12 | サンケン電気株式会社 | 多出力スイッチング電源装置 |
JP4245066B2 (ja) | 2007-06-11 | 2009-03-25 | サンケン電気株式会社 | 多出力スイッチング電源装置 |
JP4229202B1 (ja) | 2007-08-27 | 2009-02-25 | サンケン電気株式会社 | 多出力スイッチング電源装置 |
JP4525817B2 (ja) | 2008-10-30 | 2010-08-18 | サンケン電気株式会社 | スイッチング電源装置 |
US8385087B2 (en) * | 2009-09-17 | 2013-02-26 | Linear Technology Corporation | Extending achievable duty cycle range in DC/DC forward converter with active clamp reset |
JP5644089B2 (ja) * | 2009-11-06 | 2014-12-24 | サンケン電気株式会社 | 多出力スイッチング電源装置 |
WO2011114850A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
US8970318B2 (en) * | 2010-05-28 | 2015-03-03 | Mediatek Inc. | Transforming circuit |
US20120268969A1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-10-25 | Cuks, Llc | Dc-ac inverter with high frequency isolation transformer |
DE102011100644A1 (de) * | 2011-05-05 | 2012-11-08 | Minebea Co., Ltd. | Gleichspannungswandler |
JP2013005547A (ja) | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Sanken Electric Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JP5768886B2 (ja) * | 2011-08-04 | 2015-08-26 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
CN104283442B (zh) * | 2012-02-15 | 2017-08-25 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 一种具有多路输出的电流平衡电路 |
JP5783928B2 (ja) * | 2012-02-15 | 2015-09-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車載用降圧スイッチング電源、車載用電子制御装置、およびアイドルストップシステム |
US9143043B2 (en) | 2012-03-01 | 2015-09-22 | Infineon Technologies Ag | Multi-mode operation and control of a resonant converter |
ITMI20120766A1 (it) * | 2012-05-07 | 2013-11-08 | St Microelectronics Srl | Dispositivo di controllo per un apparato risonante. |
US9093978B2 (en) | 2013-04-29 | 2015-07-28 | Qualcomm Incorporated | Multi-loop transformer having wideband frequency applications |
CN104143918B (zh) * | 2013-05-06 | 2017-06-13 | Tdk株式会社 | 电源电路 |
US9444332B2 (en) | 2013-10-07 | 2016-09-13 | Infineon Technologies Austria Ag | System and method for controlling a power supply during discontinuous conduction mode |
FR3037742B1 (fr) * | 2015-06-16 | 2018-12-14 | Chauvin Arnoux | Alimentation a decoupage a tres grande dynamique pour instruments de mesure |
JP6503268B2 (ja) * | 2015-09-07 | 2019-04-17 | 東洋電機製造株式会社 | 直列共振型電源装置の制御方法及び制御装置 |
CN107370366B (zh) * | 2017-08-22 | 2024-04-23 | 瓴芯电子科技(无锡)有限公司 | 一种降压型dc-dc变换器*** |
JP6945429B2 (ja) * | 2017-12-13 | 2021-10-06 | Ntn株式会社 | 絶縁型スイッチング電源 |
JP6942040B2 (ja) * | 2017-12-13 | 2021-09-29 | Ntn株式会社 | 絶縁型スイッチング電源 |
GB2578145B (en) * | 2018-10-18 | 2023-08-09 | Owlstone Med Ltd | Waveform generator |
TWI661660B (zh) * | 2018-10-25 | 2019-06-01 | 廣達電腦股份有限公司 | 電源控制電路及電源控制方法 |
TWI762005B (zh) * | 2020-01-20 | 2022-04-21 | 通嘉科技股份有限公司 | 非對稱電源轉換器及其操作方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09322533A (ja) * | 1996-05-30 | 1997-12-12 | Sanken Electric Co Ltd | 共振型スイッチング電源装置 |
US20020176264A1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-11-28 | Hubert Raets | DC-DC converter |
US6822881B2 (en) * | 2001-05-09 | 2004-11-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Control device for a resonant converter |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0771394B2 (ja) | 1986-08-20 | 1995-07-31 | 株式会社電設 | 共振コンバ−タ |
JPH02285963A (ja) | 1989-04-25 | 1990-11-26 | Sony Corp | スイッチング電源装置 |
JP2793435B2 (ja) * | 1992-06-03 | 1998-09-03 | 福島日本電気株式会社 | 多出力コンバータ |
DE4328458B4 (de) * | 1992-08-25 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Schalt-Spannungsversorgung |
KR960010713B1 (ko) * | 1993-08-17 | 1996-08-07 | 삼성전자 주식회사 | 공진형 컨버터의 영전압 스위칭 제어장치 및 이를 이용한 전자식 안정기 |
JP3644615B2 (ja) * | 1997-02-17 | 2005-05-11 | Tdk株式会社 | スイッチング電源 |
DE10126256A1 (de) * | 2001-05-29 | 2002-12-05 | Philips Corp Intellectual Pty | Stromversorgungssystem |
US6642630B2 (en) * | 2001-05-30 | 2003-11-04 | Nec Communication Systems, Ltd. | Multi-output switching power source circuit |
JP3659240B2 (ja) * | 2001-11-16 | 2005-06-15 | ソニー株式会社 | スイッチング電源回路 |
JP2003259644A (ja) | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Sony Corp | スイッチングコンバータ回路 |
JP2004215376A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Sony Corp | スイッチング電源回路 |
JP2005151796A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-06-09 | Sony Corp | スイッチング電源回路 |
JP2005210759A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-08-04 | Sanken Electric Co Ltd | 共振型スイッチング電源装置 |
JP4371042B2 (ja) * | 2004-11-11 | 2009-11-25 | サンケン電気株式会社 | スイッチング電源装置 |
FR2884076A1 (fr) * | 2005-04-04 | 2006-10-06 | Thomson Licensing Sa | Convertisseur de tension continue a plusieurs sorties regulees isolees |
JP4735072B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2011-07-27 | サンケン電気株式会社 | スイッチング電源装置 |
JP2007174793A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Sanken Electric Co Ltd | 多出力スイッチング電源装置 |
JP4797637B2 (ja) * | 2006-01-16 | 2011-10-19 | サンケン電気株式会社 | 共振型スイッチング電源装置 |
-
2006
- 2006-10-03 JP JP2007538768A patent/JP4849070B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-03 US US12/089,054 patent/US7944085B2/en active Active
- 2006-10-03 WO PCT/JP2006/319794 patent/WO2007040227A1/ja active Application Filing
- 2006-10-03 KR KR1020087010519A patent/KR101050025B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2006-10-03 CN CN2006800367620A patent/CN101278468B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09322533A (ja) * | 1996-05-30 | 1997-12-12 | Sanken Electric Co Ltd | 共振型スイッチング電源装置 |
US20020176264A1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-11-28 | Hubert Raets | DC-DC converter |
US6587359B2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-07-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | DC-DC converter with switchable control mode |
US6822881B2 (en) * | 2001-05-09 | 2004-11-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Control device for a resonant converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20080066006A (ko) | 2008-07-15 |
JPWO2007040227A1 (ja) | 2009-04-16 |
CN101278468A (zh) | 2008-10-01 |
US20090256423A1 (en) | 2009-10-15 |
CN101278468B (zh) | 2010-09-29 |
US7944085B2 (en) | 2011-05-17 |
WO2007040227A1 (ja) | 2007-04-12 |
JP4849070B2 (ja) | 2011-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101050025B1 (ko) | 다출력 스위칭 전원 장치 | |
JP4222421B2 (ja) | 多出力スイッチング電源装置 | |
US7629781B2 (en) | Multi-output switching power supply | |
US6567285B2 (en) | Switching power supply unit | |
JP4649299B2 (ja) | Dc−dcコンバータ | |
US9071155B2 (en) | Switching power supply apparatus including a plurality of outputs | |
US7696733B2 (en) | Resonant switching power source device | |
US8223520B2 (en) | DC conversion apparatus | |
US7388760B2 (en) | Switching power supply circuit | |
US8385089B2 (en) | Multiple-output switching power supply unit | |
US7414864B2 (en) | Switching power supply apparatus | |
US20120033451A1 (en) | Converter | |
JP2009100631A (ja) | 直流変換装置 | |
JP4852910B2 (ja) | 多出力スイッチング電源装置 | |
JPWO2005074113A1 (ja) | スイッチング電源装置 | |
EP2234257A1 (en) | Switching power supply and method of switching | |
JP2008054378A (ja) | Dc−dcコンバータ | |
JP2000324829A (ja) | 共振型コンバータ回路 | |
US20170310223A1 (en) | Power adapter and method for fixing dc voltage gain thereof | |
JP2007267450A (ja) | 多出力電源装置 | |
JP2003092877A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2021044912A (ja) | 電源回路 | |
JP4961872B2 (ja) | Ac−dcコンバータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140626 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150618 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160616 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |