KR101422962B1 - 역률 개선 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 역률 개선 기술에 관한 것으로서, 본 발명의 일 구현예에 따른 역률 개선 회로는, 메인 스위치에 인가되는 스위칭 신호에 따라 인덕터 전류를 제어하여, 외부 입력 전압을 일정한 범위의 출력 전압으로 변환하는 전력 변환 회로부, 상기 인덕터 전류를 이용하여 상기 외부 입력 전압이 불균형 상태이면, 불균형 상태 신호를 출력하는 불균형 검출 회로부 및 상기 불균형 검출 회로부에 의하여 상기 불균형 상태 신호가 출력되면, 상기 스위칭 신호를 조절하여 소프트 스타트를 수행하는 소프트 스타트 회로부를 포함한다.

Description

역률 개선 회로 {POWER FACTOR CORRCTION CIRCUIT}
본 발명은 역률 개선 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 입력 전압이 불안정하게 입력되어도 이를 안정적으로 보상할 수 있는 역률 개선 회로에 관한 것이다.
최근 전자 기기의 사용에 따른 전력량의 증가로 안정적인 전원 공급이 이슈가 되고 있다. 이에 세계 각국은 전자 기기의 전원 라인에 대한 영향을 최소화하고, 다른 기기로의 간섭을 최소화하기 위해 전자 기기의 입력단에서 유발되는 고조파 성분에 대한 규제를 강화하고 있다.
이러한 고조파 성분에 대한 규제를 만족 시키기 위하여 역률 개선 회로에 대한 다양한 기술들이 제공되고 있다.
역률 개선 회로는 인덕터와 커패시터로 이루어진 패시브 역률 개선 회로(Passive PFC)와 스위칭 컨버터를 이용하는 액티브 역률 개선 회로(Active PFC)로 나눌 수 있다. 패시브 역률 개선 회로(Passive PFC)의 경우 큰 폼 팩터(Form Factor)와 낮은 역률의 특징을 가지므로 사용이 제한적이므로, 액티브 역률 개선 회로(Active PFC)가 주로 사용되고 있다.
종래의 전력 변환 모듈에서 사용되는 역률 개선 회로의 경우, 구현 용이성을 반영하여 영전압 스위칭(ZVS : Zero Voltage Switching)을 기반으로 하는 임계 도통 모드(BCM : Boundary Conduction Mode)가 대중적으로 사용되고 있다.
그러나, 이러한 임계 도통 모드(BCM)의 경우, 입력에서 필요로하는 전류가 작은 경우나, 또는 입력 전압이 낮은 경우 스위칭 주파수의 증가로 스위칭 손실이 증가하여 효율이 감소하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 다양한 모드를 지원하는 역률 개선 회로가 개발되고 있다. 예를 들어, 불연속 전도 모드(DCM : Discontinuous Conduction Mode)과 연속 전도 모드(CCM : Continuous Conduction Mode)를 혼용하여 사용하는 역률 개선 회로 등이 제공되고 있다. 즉, 외부 입력 전원이 유지되는 경우, 연속 전도 모드(CCM : Continuous Conduction Mode)을 이용하다가, 외부 입력 전압이 낮으면 불연속 전도 모드(DCM : Discontinuous Conduction Mode)를 사용하는 방식 등이 제공되고 있다.
그러나, 이러한 경우, 외부 입력 전압이 회복하는 경우, 제어 레벨이 높은 지점에서 복귀 동작을 수행하게 되므로, 안정화 되는 시점에서 출력 전압이 보호 기준점(OVP : Over Voltage Protection)까지 상승하게 되어 보호 모드가 동작하게 되고, 이로 인하여 전류가 단절되는 현상이 발생하는 문제가 있다.
또한, 이러한 전류가 단절되는 구간이 증가하게 되면, 출력 전류가 불안정하게 되며, 이는 로드 제어의 문제를 야기하게 된다. 또한, 그로 인하여 소음이 발생하는 등의 2차적인 문제가 야기되는 한계성이 있다.
하기의 선행기술문헌들은 이러한 종래 기술에 관한 것으로, 상술한 문제점에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 등록특허 제10-0439848 호 한국 공개특허 제2009-0041216호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 외부 입력 전압의 불균형이 검출되는 경우, 소프트 스타트를 적용함으로써 전류의 단절을 방지하고 출력 전압이 보호 기준 내에서 동작하도록 할 수 있는 역률 개선 회로를 제공한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 역률 개선 회로를 제안한다. 상기 역률 개선 회로는, 메인 스위치에 인가되는 스위칭 신호에 따라 인덕터 전류를 제어하여, 외부 입력 전압을 일정한 범위의 출력 전압으로 변환하는 전력 변환 회로부, 상기 인덕터 전류를 이용하여 상기 외부 입력 전압이 불균형 상태이면, 불균형 상태 신호를 출력하는 불균형 검출 회로부 및 상기 불균형 검출 회로부에 의하여 상기 불균형 상태 신호가 출력되면, 상기 스위칭 신호를 조절하여 소프트 스타트를 수행하는 소프트 스타트 회로부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 불균형 검출 회로부는, 상기 인덕터 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이하이고, 상기 스위칭 신호의 온 타임(On Time)이 기 설정된 시간 이상이면 상기 불균형 상태로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 불균형 검출 회로부는, 상기 인덕터 전류를 이용하여 산출된 제1 기준 전압을 기 설정된 제1 참조 전압과 비교하는 제1 비교기, 상기 스위칭 신호의 온 타임을 기 설정된 참조 시간과 비교하는 제2 비교기 및 기 설정된 시간 동안, 상기 제1 비교기의 출력 및 상기 제2 비교기의 출력이 하이이면, 상기 불균형 상태 신호를 출력하는 카운터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전력 변환 회로부는, 상기 외부 입력 전압을 정류하는 정류부, 상기 정류부에 일단이 연결되고 타단은 다이오드와 연결되는 인덕터, 일단이 상기 인덕터 및 상기 다이오드와 연결되고, 상기 정류부와 병렬 연결되는 상기 메인 스위치 및 상기 메인 스위치 및 상기 정류부와 직렬 연결되는 제1 저항을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 기준 전압은 상기 제1 저항과 상기 인덕터 전류의 승산된 값을 이용하여 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 소프트 스타트 회로부는, 상기 출력 전압을 기 설정된 참조 전압과 비교하여 비교 전압을 출력하는 비교 전압 생성부 및 상기 비교 전압을 소정의 삼각파와 비교하여 상기 메인 스위치의 스위칭 신호를 제공하는 스위칭 신호 생성부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 소프트 스타트 회로부는, 상기 비교기의 출력단과 연결되어, 상기 불균형 상태 신호에 따라 상기 비교 전압을 재 설정하는 소프트 스타트부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 소프트 스타트부는 상기 불균형 상태 신호가 입력되면, 상기 비교 전압을 0으로 재 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 소프트 스타트부는, 상기 비교기의 출력단에 병렬 연결된 캐패시터 및 상기 캐패시터에 병렬로 연결되고, 상기 불균형 상태 신호에 따라 접지 동작을 수행하는 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비교 전압 생성부는, 상기 출력 전압을 기 설정된 비율로 분배하는 전압 분배부 및 상기 전압 분배부에 의하여 분배된 출력 전압을 상기 기 설정된 참조 전압과 비교하여 비교 전압을 출력하는 비교기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스위칭 신호 생성부는, 상기 불균형 상태가 아니면 상기 비교 전압을 입력받고 상기 불균형 상태이면 소정의 참조 신호를 입력받아, 상기 삼각파와 비교하여 상기 스위칭 신호를 제공하는 비교기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스위칭 신호 생성부는, 상기 불균형 상태 신호가 로우이면, 온 스위칭 동작하여 상기 비교 전압을 상기 비교기에 입력하는 제1 스위치 및 상기 불균형 상태 신호가 하이이면, 온 스위칭 동작하여 상기 소정의 참조 신호를 상기 비교기에 입력하는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 외부 입력 전압의 불균형이 검출되는 경우, 소프트 스타트를 적용함으로써 전류의 단절을 방지하고 출력 전압이 보호 기준 내에서 동작하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 역률 보상 회로의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 2는 도 1의 역률 보상 회로에서 발생하는 다양한 입력 및 출력 신호들을 도시하는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 역률 보상 회로의 일 실시예를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 4는 도 3의 역률 보상 회로에서 발생하는 다양한 입력 및 출력 신호들을 도시하는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 일반적인 역률 보상 회로의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 1에 도시된 역률 개선 회로는, 불연속 전도 모드(DCM : Discontinuous Conduction Mode)과 연속 전도 모드(CCM : Continuous Conduction Mode)를 혼용하여 사용하는 일 예를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 역률 개선 회로는 정류부(110), 전력 변환부(120), 전압 분배부(130) 및 불균형 제어부(140)를 포함할 수 있다.
정류부(110)는 외부 입력 전압을 정류하여 출력할 수 있다. 정류부(110)에 의하여 출력되는 외부 입력 전압을 이하에서, 입력 전압이라 칭한다.
전력 변환부(120)는, 메인 스위치(SW1)에 인가되는 스위칭 신호에 따라 인덕터 전류를 제어함으로써, 입력 전압을 일정한 크기의 출력 전압으로 변환하여 출력할 수 있다.
구체적으로, 전력 변환부(120)는 인덕터(L), 메인 스위치(SW1), 다이오드(D), 정류 커패시터(CL) 및 부하(RL)를 포함할 수 있다.
인덕터(L)는 일단이 정류부(110)에 연결되며, 타단은 메인 스위치(SW1)에 연결될 수 있다.
메인 스위치(SW1)는 인덕터(L)의 타단에 드레인이 연결되며, 소스가 정류부(101)에 연결되고, 게이트 단자로 스위칭 신호를 입력받아 인덕터(L)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
다이오드(D)는 메인 스위치(SW1)의 드레인에 애노드가 연결되며, 캐소드가 정류 커패시터(CL)에 연결되고, 정류 커패시터(CL)는 다이오드(D)의 캐소드에 연결 연결될 수 있다.
부하(RL)는 정류 커패시터(CL)의 양단에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 전력 변환부(120)는 평활 캐패시터(CIN)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 변환부(120)는 부스트 타입(Boost type) 컨버터를 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 벅 컨버터, 벅 부스트 컨버터 등의 다양한 전력 변환 모듈에도 적용될 수 있을 것이다.
전력 변환부(120)의 내부 루프(Current Loop)는 인덕터 전류의 평균값이 AC 입력 전압처럼 사인파 형태로 동작하게 할 수 있다.
전압 분배부(130)는 불균형 제어부(140)에 입력되는, 전력 변환부(120)의 출력 전압을 일정한 비율로 분배할 수 있다.
불균형 제어부(140)는 이러한 내부 루프를 통해 인덕터 전류가 외부 입력 전압과 일치할 수 있도록, 인덕터 전류를 펄스 폭 변조 방식(PWM : Pulse Width Modulation)을 이용하여 제어할 수 있다.
불균형 제어부(140)는 연속 전도 모드(CCM : Continuous Conduction Mode)를 이용하여 인덕터 전류로부터 감지된 입력 평균 전류가, 기기의 입력 전압에 상응하여 동작하도록 제어할 수 있다.
한편, 외부 입력 전압이 높거나, 낮은 부하 조건에서는 불균형 제어부(140)는 불연속 전도 모드(DCM : Discontinuous Conduction Mode)로 동작할 수 있다.
도 2는 도 1의 역률 보상 회로에서 발생하는 다양한 입력 및 출력 신호들을 도시하는 그래프로서, 이하에서는, 도 1의 역률 보상 회로의 동작에 따른 다양한 입력 및 출력 신호들의 변화에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 역률 보상 회로는 외부 입력 전원에 홀드 업 타임(Hold up Time)이 인가되면, 출력(Vout)이 계속적으로 낮아짐을 알 수 있다. 따라서, 비교기의 출력(C1out)은 급격하게 증가하게 된다.
만약, 외부 입력 전원이 정상적으로 들어오게 되면, 역률 보상 회로는 제어 레벨이 높은 지점에서 동작을 재기하게 되고, 따라서 안정화 시점이 되기 전에 역률 보상 회로의 출력(Vout)은 급격하게 증가하게 되어 보호 레벨 (OVP : Over Voltage Protection)까지 상승하게 된다.
따라서, 보호 회로가 동작하게 되고, 이로 인하여 인덕터 전류(IL)은 일시적으로 단절(OFF)됨을 알 수 있다. 인덕터 전류(IL)은 일시적으로 단절(OFF)됨에 따라, 안정화 동작이 수행되어지기는 하나, 이러한 인덕터 전류(IL)의 단절(OFF)되는 구간에 의하여, 기기의 출력에 공급하는 전류가 불안정하게 되며, 이는 출력 측 로드제어의 문제를 야기하게 되며, 소음을 발생시킬 수 있다.
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 역률 보상 회로의 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
다만, 이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 설명과 동일하거나, 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니하나, 당업자는 상술한 설명을 기초로 이하에서 설명할 본 발명에 따른 역률 보상 회로를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 역률 보상 회로의 일 실시예를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 3을 참조하면, 역률 보상 회로는 전력 변환 회로부(210), 불균형 검출 회로부(220) 및 소프트 스타트 회로부(230)를 포함할 수 있다.
전력 변환 회로부(210)는 메인 스위치(SW1)에 인가되는 스위칭 신호에 따라 인덕터 전류(IL)를 제어하여, 외부 입력 전압을 일정한 범위의 출력 전압(Vout)으로 변환할 수 있다.
구체적으로, 전력 변환 회로부(210)는 정류부(211), 인덕터(L), 메인 스위치(SW1), 다이오드(D), 정류 커패시터(CL) 및 부하(RL)를 포함할 수 있다.
정류부(211)는 외부 입력 전압을 정류하여 출력할 수 있다.
인덕터(L)는 일단이 정류부(110)에 연결되며, 타단은 메인 스위치(SW1) 및 다이오드(D)에 연결될 수 있다.
메인 스위치(SW1)는 일단이 인덕터(L) 및 다이오드(D)와 연결되고, 정류부(211)와 병렬 연결된다. 구체적으로, 메인 스위치(SW1)는 인덕터(L)의 타단에 드레인이 연결되며, 소스가 정류부(101)에 연결되고, 게이트 단자로 스위칭 신호를 입력받아 인덕터(L)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
다이오드(D)는 메인 스위치(SW1)의 드레인에 애노드가 연결되며, 캐소드가 정류 커패시터(CL)에 연결되고, 정류 커패시터(CL)는 다이오드(D)의 캐소드에 연결 연결될 수 있다.
부하(RL)는 정류 커패시터(CL)의 양단에 연결될 수 있다.
센싱 저항(Rcs)는 메인 스위치(SW1) 및 정류부(211)와 직렬 연결될 수 있다.
불균형 검출 회로부(220)는 인덕터 전류(IL)를 이용하여 외부 입력 전압이 불균형 상태이면, 불균형 상태 신호를 출력할 수 있다.
불균형 검출 회로부(220)는 인덕터 전류(IL)의 레벨이 기 설정된 레벨 이하이고, 스위칭 신호의 온 타임(On Time)이 기 설정된 시간 이상이면 불균형 상태로 판단할 수 있다. 즉, 본 발명의 불균형 검출 회로부(220)는, 인덕터 전류(IL) 뿐만 아니라 메인 스위치의 온 타임(On Time)을 함께 고려하여 불균형 상태를 검출할 수 있다. 이는, 메인 스위치의 온 타임(On Time)이 기 설정된 시간 미만인 경우에는, 도 1을 참조하여 상술한 예와 같이 동작하더라도 출력 전압(Vout)이 과전압 상태, 즉, 보호 기준점(OVP : Over Voltage Protection)에 이르지 않으므로, 상술한 인덕터 전류(IL)의 단절이 발생하지 않기 때문이다.
일 실시예에서, 불균형 검출 회로부(220)는 제1 비교기(C5), 제2 비교기(C6) 및 카운터(221)를 포함할 수 있다. 제1 비교기(C5)는 인덕터 전류(IL)를 이용하여 산출된 기준 전압(VDIP)을, 기 설정된 참조 전압과 비교할 수 있고, 제2 비교기(C6)는 스위칭 신호의 온 타임을 기 설정된 참조 시간과 비교할 수 있다. 카운터(221)는 기 설정된 시간 동안, 제1 비교기(C5)의 출력 및 제2 비교기(C6)의 출력이 모두 하이이면, 불균형 상태 신호(DIP)를 출력할 수 있다.
여기에서, 기준 전압(VDIP)은 저항(Rcs)과 인덕터 전류(IL)의 승산된 값을 이용하여 산출될 수 있다. 더 상세히 설명하면, 단자 cs의 전압은 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112012109308367-pat00001
따라서, 미러기(222)에 의하여 전달되는 전압은 다음의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112012109308367-pat00002
또한, 제1 비교기(C5)의 반전 단자에 입력되는 전압 VDIP은 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112012109308367-pat00003
여기에서, 제1 비교기(C5)의 비반전 단자에 입력되는 Vref3은 인덕터 전류(IL)의 이상 상태 임계값이다. 따라서, 이상 상태 임계값보다 작은 VDIP 이 입력되면, 인덕터 전류(IL)의 값이 작은 것, 즉, 외부 입력 전압이 이상 상태로서 작게 들어오는 것이므로, 제1 비교기(C5)는 하이를 출력하게 된다.
제2 비교기(C6)는 비교기(C2)의 출력(비교전류, Icomp)를 기 설정된 참조 신호 V ref4와 비교하여, 비교 전류(Icomp)가 더 작으면 스위칭 신호의 온 타임이 기 설정된 값보다 큰 것이므로 하이를 출력할 수 있다.
결국, 제1 비교기(C5)는 외부 입력 전압이 이상 상태로서 작게 들어오면 하이를, 제2 비교기(C6)는 메인 스위치(SW1)의 스위칭 신호의 온 타임이 일정 시간 이상 지속된 경우를 의미하고, 따라서, 제1 비교기(C5) 및 제2 비교기(C6)가 모두 하이인 경우 카운터(221)에 하이 값이 입력되게 된다.
여기에서, 카운터(221)는 입력되는 하이 값이 소정 시간 이상 계속 지속되면, 상태 이상 신호(DIP)을 출력할 수 있다.
소프트 스타트 회로부(230)는 불균형 검출 회로부(220)에 의하여 불균형 상태 신호가 출력되면, 스위칭 신호를 조절하여 소프트 스타트를 수행할 수 있다.
소프트 스타트 회로부(230)는 비교 전압 생성부(240) 및 스위칭 신호 생성부(250)를 포함할 수 있다.
비교 전압 생성부(240)는 출력 전압(Vout)을 기 설정된 참조 전압(Vref1)과 비교하여 비교 전압(Vcomp)을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 비교 전압 생성부(240)는 출력 전압(Vout)을 기 설정된 비율로 분배하는 전압 분배부(241) 및 전압 분배부(241)에 의하여 분배된 출력 전압을 기 설정된 참조 전압(Vref1)과 비교하여 비교 전압을 출력하는 비교기(C1)를 포함할 수 있다.
전압 분배부(241)는 저항 Rd1 과 Rd2의 비율에 따라, 출력 전압(Vout)의 비율을 변경할 수 있다.
비교 전압 생성부(240)는 소프트 스타트부(242)를 더 포함할 수 있다.
소프트 스타트부(242)는 비교기(C1)의 출력단과 연결되어, 불균형 상태 신호(DIP)에 따라 비교 전압(Vcomp)을 재 설정할 수 있다. 예를 들어, 소프트 스타트부(242)는 불균형 상태 신호(DIP)이 하이이면, 비교 전압(Vcomp)를 0으로 재 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 소프트 스타트부(242)는 비교기(C1)의 출력단에 병렬 연결된 캐패시터 및 캐패시터에 병렬로 연결되고 불균형 상태 신호에 따라 접지 동작을 수행하는 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 불균형 상태 신호가 하이이면, 스위치가 온 동작하여 비교 전압(Vcomp)은 0이 된다. 이후, 불균형 상태 신호가 로우로 변경되면, 캐패시터에 의하여 비교 전압(Vcomp)은 점진적으로 서서히 증가하게 된다. 따라서, 이러한 소프트 스타트부(242)에 의하여 소프트 스타팅이 수행되게 되는 것 이다.
스위칭 신호 생성부(250)는 비교 전압(Vcomp)을 소정의 삼각파(Vramp)와 비교하여, 메인 스위치(SW1)의 스위칭 신호를 제공할 수 있다.
더 상세히 설명하면, 스위칭 신호 생성부(250)에 포함된 제2 비교기(C2)는 필터(251)를 통하여 필터링 된 비교 전압(Vcomp)을 비반전 단자로 입력받고, 접지(0)과 비교하여 비교 전류(Icomp)를 출력 할 수 있다.
또한, 제3 비교기(C3)는 비교 전압(Vcomp)을 입력받고 불균형 상태이면 소정의 참조 신호(Vref5)를 입력받아, 소정의 삼각파(Vramp)와 비교하여 스위칭 신호를 제공한다. 여기에서, 비교 전압(Vcomp)은 비교 전류(Icomp)와 연관된 값이므로, 제3 비교기(C3)는 비교 전압(Vcomp)을 대체하여 비교 전류(Icomp)를 입력 신호로서 입력받아 동일한 동작을 수행할 수 도 있다.
구체적으로, 제3 비교기(C3)는 반전 단자로 소정의 삼각파(Vramp)를 입력받고, 비반전 단자로는 불균형 상태에 따라 비교 전류(Icomp) 또는 소정의 참조 신호(Vref5)를 입력받을 수 있다. 구체적으로, 제3 비교기(C3)는 불균형 상태가 아니면, 스위치부(252)에서 비교 전류(Icomp)를 연결하는 제1 스위치(위쪽 스위치)가 온 상태가 된다. 반면, 불균형 상태이면, DIP 신호가 입력되므로, 스위치부(252)에서 소정의 참조 신호(Vref5)를 연결하는 제2 스위치(아래쪽 스위치)가 온 상태가 되어 참조 신호(Vref5)를 비반전 단자로 입력시킨다.
따라서, 여기서 스위치부(252)는, 불균형 상태 신호(DIP)가 로우이면 온 스위칭 동작하여 비교 전압(Vcomp)을 비교기(C3)에 입력하는 제1 스위치(위쪽 스위치) 및 불균형 상태 신호(DIP)가 하이이면 온 스위칭 동작하여 소정의 참조 신호(Vref5)를 비교기(C3)에 입력하는 제2 스위치(아래쪽 스위치)를 포함할 수있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
110 : 정류부
120 : 전력 변환부
130 : 전압 분배부
140 : 불균형 제어부
210 : 전력 변환 회로부
211 : 정류부
220 : 불균형 검출 회로부
221 : 카운터
222 : 미러기
230 : 소프트 스타트 회로부
240 : 비교 전압 생성부
241 : 전압 분배부
242 : 소프트 스타트부
250 : 스위칭 신호 생성부
251 : 필터
252 : 스위치부

Claims (13)

  1. 메인 스위치에 인가되는 스위칭 신호에 따라 인덕터 전류를 제어하여, 외부 입력 전압을 일정한 범위의 출력 전압으로 변환하는 전력 변환 회로부;
    상기 인덕터 전류를 이용하여 상기 외부 입력 전압이 불균형 상태이면, 불균형 상태 신호를 출력하는 불균형 검출 회로부; 및
    상기 불균형 검출 회로부에 의하여 상기 불균형 상태 신호가 출력되면, 상기 스위칭 신호를 조절하여 소프트 스타트를 수행하는 소프트 스타트 회로부; 를 포함하는 역률 개선 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불균형 검출 회로부는
    상기 인덕터 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이하이고, 상기 스위칭 신호의 온 타임(On Time)이 기 설정된 시간 이상이면 상기 불균형 상태로 판단하는 역률 개선 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불균형 검출 회로부는
    상기 인덕터 전류를 이용하여 산출된 제1 기준 전압을 기 설정된 제1 참조 전압과 비교하는 제1 비교기;
    상기 스위칭 신호의 온 타임을 기 설정된 참조 시간과 비교하는 제2 비교기; 및
    기 설정된 시간 동안, 상기 제1 비교기의 출력 및 상기 제2 비교기의 출력이 하이이면, 상기 불균형 상태 신호를 출력하는 카운터; 를 포함하는 역률 개선 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전력 변환 회로부는
    다이오드;
    상기 외부 입력 전압을 정류하는 정류부;
    상기 정류부에 일단이 연결되고 타단은 상기 다이오드와 연결되는 인덕터;
    일단이 상기 인덕터 및 상기 다이오드의 연결 지점에 연결되고, 상기 정류부와 병렬 연결되는 상기 메인 스위치; 및
    상기 메인 스위치 및 상기 정류부와 직렬 연결되는 제1 저항; 을 포함하는 역률 개선 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압은
    상기 제1 저항과 상기 인덕터 전류의 승산된 값을 이용하여 산출되는 역률 개선 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소프트 스타트 회로부는
    상기 출력 전압을 기 설정된 참조 전압과 비교하여 비교 전압을 출력하는 비교 전압 생성부; 및
    상기 비교 전압을 소정의 삼각파와 비교하여 상기 메인 스위치의 스위칭 신호를 제공하는 스위칭 신호 생성부; 를 포함하는 역률 개선 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비교 전압 생성부는
    상기 출력 전압을 기 설정된 비율로 분배하는 전압 분배부; 및
    상기 전압 분배부에 의하여 분배된 출력 전압을 상기 기 설정된 참조 전압과 비교하여 비교 전압을 출력하는 비교기; 를 포함하는 역률 개선 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소프트 스타트 회로부는
    상기 비교기의 출력단과 연결되어, 상기 불균형 상태 신호에 따라 상기 비교 전압을 재 설정하는 소프트 스타트부;를 더 포함하는 역률 개선 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 소프트 스타트부는
    상기 불균형 상태 신호가 입력되면, 상기 비교 전압을 0으로 재 설정하는 역률 개선 회로.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 소프트 스타트부는
    상기 비교기의 출력단에 병렬 연결된 캐패시터; 및
    상기 캐패시터에 병렬로 연결되고, 상기 불균형 상태 신호에 따라 접지 동작을 수행하는 스위치; 를 포함하는 역률 개선 회로.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 생성부는
    상기 불균형 상태가 아니면 상기 비교 전압을 입력받고 상기 불균형 상태이면 소정의 참조 신호를 입력받아, 상기 삼각파와 비교하여 상기 스위칭 신호를 제공하는 비교기; 를 포함하는 역률 개선 회로.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스위칭 신호 생성부는
    상기 불균형 상태 신호가 로우이면, 온 스위칭 동작하여 상기 비교 전압을 상기 비교기에 입력하는 제1 스위치; 및
    상기 불균형 상태 신호가 하이이면, 온 스위칭 동작하여 상기 소정의 참조 신호를 상기 비교기에 입력하는 제2 스위치; 를 포함하는 역률 개선 회로.
  13. 메인 스위치에 인가되는 스위칭 신호에 따라 인덕터 전류를 제어하여, 외부 입력 전압을 일정한 범위의 출력 전압으로 변환하는 전력 변환 회로부;
    상기 인덕터 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이하이고, 상기 스위칭 신호의 온 타임(On Time)이 기 설정된 시간 이상인지를 이용하여 상기 외부 입력 전압이 불균형 상태인지 판단하고, 만일 상기 외부 입력 전압이 불균형 상태이면, 불균형 상태 신호를 출력하는 불균형 검출 회로부; 및
    상기 불균형 검출 회로부에 의하여 상기 불균형 상태 신호가 출력되면, 상기 스위칭 신호를 조절하여 소프트 스타트를 수행하는 소프트 스타트 회로부; 를 포함하는 역률 개선 회로.
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