KR930004803Y1 - 스위칭 레귤레이터 장치 - Google Patents

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KR930004803Y1
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Abstract

내용 없음.

Description

스위칭 레귤레이터 장치
제1도는 본 고안 장치의 회로도.
제2도는 종래의 스위칭 레귤레이터의 회로도.
제3도는 종래의 스위칭 레귤레이터의 각부 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 삼각파 발생기 2 : 분압회로
3, 4 : 제1 및 제2스위칭 회로 U1 : 비교기
RL : 부하저항 C1 : 콘덴서
R1-R8 : 저항
본 고안은 전자제품에 사용되는 스위칭 레귤레이터 장치에 관한 것으로 특히, 다수의 저항과 트랜지스터를 설치하여 전력손실을 줄이도록 한 스위칭 레귤레이터 장치에 관한 것이다.
종래의 스위칭 레귤레이터 장치는 제2도에 도시한 바와 같이 트랜지스터(Q1)의 에미터에 전원전압(Vcc)을 연결하고 트랜지스터(Q1)의 에미터와 베이스 사이에 바이어스 저항(R1)을 연결함과 동시에 트랜지스터(Q1)의 베이스에 저항(R2)을 연결하여 에미터 접지 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 연결하고, 트랜지스터(Q2)의 베이스에는 바이어스 저항(R4)이 연결 접지됨과 동시에 저항(R3)을 통하여 비교기(U1)의 출력에 연결되며, 또한 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에는 다이오드(D1)가 연결 접지됨과 동시에 코일(L1)을 통하여 콘덴서(C1)가 연결 접지되어 있으며, 코일(L1)과 콘덴서(C1)의 연결점에는 저항(R5)과 저항(R6)이 직렬로 연결되어 저항(R6)의 일측이 접지됨과 동시에 부하 저항(RL)이 연결 접지되어 있다.
그리고 저항(R5,R6)의 연결점은 비교기(U1)의 입력(-)에 연결되어 있고 비교기(U1)의 입력(+)에는 삼각파 발생기(1)가 연결되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 스위칭 레귤레이터에서 삼각파 발생기(1)의 출력이 '하이'일때 부하저항(RL)의 양단 전압(Vo)이 낮으면 비교기(U1)의 출력은 '하이'가 되므로 트랜지스터(Q1,Q2)가 온이 되고 이에 따라 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 '하이'가 나타나게 되어 부하저항(RL) 및 콘덴서(C1)에는 전류가 흐르게 된다.
또한, 부하저항(RL)의 양단 전압(Vo)이 '하이'가 걸리면 비교기(U1)의 입력(-)단자에는 저항(R5,R6)에 의해 분압된 전압이 걸리게 되어 제3도 (a)에서 보는 바와 같이 비교기(U1)의 입력(+)전압(A)이 비교기(U1)의 입력(-)전압(A')보다 높게 또는 낮게 되는 부분이 생기게 된다.
이때 비교기(U1)의 입력(+)전압(A)이 비교기(U1)의 입력(-)전압(A')보다 높게 되면 비교기(U1)의 출력은 '하이'가 되어 트랜지스터(Q1,Q2)를 온시키게 되며, 비교기(U1)의 입력(+)전압(A)이 비교기(U1)의 입력(-)전압(A')보다 낮게 되면 비교기(U1)의 출력은 '로우'가 되어 트랜지스터(Q1,Q2)는 오프가 된다.
이에 따라 트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 제3도 (b)와 같은 출력 파형을 나타나게 된다.
따라서 코일(L1)에는 제3도의 (c)와 같이 트랜지스터(Q1)가 온되는 기간(턴-온)에는 전류가 증가하고 트랜지스터(Q1)가 오프되는 기간(턴-오프)에는 전류가 감소하여 그 평균전류(Io)를 나타나게 되는데, 오프기간(턴-오프)동안에는 다이오드(D1)을 통하여 코일(L1)에 전류가 공급될때 출력전압(Vo)은 제3도의 (c)와 같은 파형이 나타나게 된다.
만일 출력전압(Vo)이 더 높아지게 되면 비교기(U1)의 입력(-)단자에는 더 높은 전압이 걸리게 되고 이에 따라 턴-온 기간이 짧아지게 되므로 출력전압(Vo)이 낮아져서 일정한 전압이 유지되게 되어 있으나, 트랜지스터(Q1)가 온에서 오프로 되는 순간에 트랜지스터(Q1)의 베이스 축적 전하가 빨리 방전되며, 이에따라 스위칭 시간을 줄이기 위해서는 저항(R1)값을 작게 설정해야만 하는데 저항(R1)값이 크게 되면 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류가 작게 된다.
따라서 저항(R2)에 흐르는 전류가 일정한데 비해 저항(R1)을 작게하므로 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류가 줄어들고 대신 저항(R1)에 흐르는 전류가 증가하기 때문에 트랜지스터(Q1)가 포화 영역으로 들어가지 못하며, 만일 트랜지스터(Q1)를 포화 영역으로 하려면 저항(R2)을 더욱 작게 해야만 하는데 저항(R2)값을 작게하면 전력손실이 커지게 되는 단점이 있었다.
본 고안은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위해 기존의 스위칭 레귤레이터 장치에 바이어스 저항 대신 다수개의 저항과 트랜지스터를 설치하여 축적 전하가 빨리 방전하게 하여 트랜지스터의 스위칭 시간을 짧게하고 소비전력도 줄일 수 있는 스위칭 레귤레이터를 제공하는데 그 목적이 있는 것으로, 이하 첨부된 도면에 의하여 본 고안의 구성 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
제1도에 도시한 바와 같이 본 고안 장치는 양단전압(Vo)의 분배전압(A')과 삼각파 발생기(1)의 출력전압(A)을 비교하여 레벨차에 따른 삼각성분의 로직신호를 출력시키는 비교기(U1)와, 상기 비교기(U1)의 출력 로직신호와 대응하게 스위칭되어 전류값을 증가 또는 감소하여 평균전류(Io)를 얻게하는 제1스위칭 회로(3)와, 삼각파 펄스를 생성하는 삼각파 발생기(1)와, 상기 양단전압(Vo)을 분압하여 상기 비교기(U1)의 비교 전위를 생성하는 분압회로(2)와, 부하저항(RL)에 의한 전압 강하를 낮추고 최대의 전류로 출력시키기 위한 공진수단(Ll,Cl,RL)을 갖는 스위칭 레귤레이터 장치에 있어서, 상기 제1스위칭 회로(3)의 구동전압(Vcc)을 분압하는 분배소자(R9,R10)와, 바이어스 전류를 인가하기 위한 바이어스 소자(R7,R10)와, 상기 제1스위칭 회로(3)의 바이어스 전류를 억제 및 인가시켜 제1스위칭 회로(3)가 온, 오프되도록 제어하는 제2스위칭 회로(4)를 구비하여서 된 것으로, 미설명 부호 Q1-Q4는 트랜지스터이고, R2-R6, R8은 저항이다.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면, 먼저 종래의 작용효과와 동일한 부분에 있어서는 중복설명을 위해 생략한다.
즉, 트랜지스터(Q2)가 온되면 트랜지스터(Q4)의 베이스에는 바이어스 전류가 흐르지 않게되므로 트랜지스터(Q4)는 오프가 되고, 따라서 트랜지스터(Q3)도 오프가 도어 트랜지스터(Q1)의 에미터-베이스간에 전압이 걸리게 되고 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류가 저항(R2)을 통하여 흐르게 되므로 트랜지스터(Q1)는 온되어 공진 코일(L1)에 전류를 공급하게 된다.
또한, 트랜지스터(Q2)가 오프되면 트랜지스터(Q1)의 에미터→베이 저항(R2)→저항(R9)→저항(R10) 및 트랜지스터(Q4)의 베이스와 에미터를 통하여 바이어스 전류가 흐르게 되어 트랜지스터(Q4)가 온됨과 동시에 이에따라 트랜지스터(Q3)도 온된다.
따라서 트랜지스터(Q1)의 에미터-베이스 전압은 트랜지스터(Q3)가 온상태가 됨에 따라 낮게 억제되어 트랜지스터(Q1)는 오프가 된다.
이때 트랜지스터(Q4)의 바이어스 전류는 트랜지스터(Q3)의 에미터에서 콜렉터를 통하여 흐르기 때문에 트랜지스터(Q3)는 계속 온 상태를 유지하게 된다.
이와 같이 본 고안 장치를 실시하면 트랜지스터(Q1)가 온에서 오프로 되는 순간에 트랜지스터(Q3,Q4)가 온되기 때문에 트랜지스터(Q1)의 전하 축적시간이 줄어들게 되어 스위칭 시간이 짧아지고 손실전력도 줄게 된다.
또한, 트랜지스터(Q1)가 온되는 동안에도 저항(R2)에 흐르는 전류가 전부 트랜지스터(Q1)의 베이스에 가해지므로 종래의 스위칭 레귤레이터 회로에서 저항(R1)에 흐르는 전류만큼 흘려주지 않아도 되기 때문에 같은 부하 전류를 흘리기 위해서 저항(R2)의 값을 크게 하므로 저항(R2)에 의한 전력 손실을 줄어들게 하는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

  1. 양단전압(Vo)의 분배전압(A')과 삼각파 발생기(1)의 출력전압(A)을 비교하여 레벨차에 따른 삼각성분의 로직신호를 출력시키는 비교기(U1)와, 상기 비교기(U1)의 출력 로직신호와 대응하게 스위칭되고 전류값을 증감하여 평균전류(Io)를 얻게하는 제1스위칭 회로(3)와, 삼각파 펄스를 생성하는 삼각파 발생기(1)와, 상기 양단전압(Vo)을 분압하여 비교기(U1)의 비교 전위를 생성하는 분압회로(2)와, 부하저항(RL)에 의한 전압 강하를 낮추고 최대의 전류로 출력시키기 위한 공진수단(Ll,Cl,RL)을 갖는 스위칭 레귤레이터 장치에 있어서, 상기 제1스위칭 회로(3)의 구동전압(Vcc)을 분압하는 분배소자(R9,R10)와, 바이어스 전류를 인가하기 위한 바이어스 소자(R7,R10)와, 상기 제1스위칭 회로(3)의 바이어스 전류를 억제 및 인가시켜 제1스위칭 회로(3)가 온/오프되도록 제어하는 제2스위칭 회로(4)를 구비하여된 스위칭 레귤레이터 장치.
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