KR960016605B1

KR960016605B1 - 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR960016605B1
Application number: KR1019930017359A
Authority: KR
Inventors: 도꾸시 야마우찌; 마사히로 야마나까; 가즈히로 니시모또; 유끼오 야마나까
Original assignee: 마쯔시다 덴꼬 가부시끼가이샤; 미요시 도시오
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1996-12-16
Also published as: US5517399A; DE69302661T2; EP0599000B1; DE69302661D1; CN1037649C; EP0599000A1; KR940012768A; CN1118120A

Abstract

요약없슴

Description

전원 공급 장치

제1도는 종래 기술의 전원 공급 장치의 회로도.

제2A도 및 제2B도는 제1도의 전원 공급 장치의 동작을 나타내는 파형도.

제3A도 및 제3B도는 제1도의 전원 공급 장치의 전파 정류기에 대해 AC 전압으로부터 공급된 입력 전압 및 입력 전류의 파형을 도시한 파형도.

제4A도 및 제4B도는 제1도의 전원 공급 장치의 변형에서 예상되는 문제점을 도시한 파형도.

제5도는 종래 기술의 전원 공급 장치의 회로도.

제6도는 제5도의 전원 공급 장치의 동작을 도시하는 파형도.

제7A도 및 제7B도는 전파 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 각각 하이 및 로우일때 제5도의 전원 공급장치의 인덕터를 통해 흐르는 전류는 확대된 파형을 도시하는 도면.

제7C도는 제5도의 회로에서 상기 정류기에 대해 상기 AC 전압으로부터 공급된 입력 전류의 파형을 도시한 도면.

제8도는 본 발명의 제1실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.

제9도는 제8도의 전원 공급 장치의 동작을 도시하는 파형도.

제10도는 AC 전압원으로부터의 맥동 DC 전압이 로우일때 제8도 전원 공급 장치의 인덕터를 통해 흐르는 전류의 확대 파형도.

제11도는 본 발명의 제2실시예를 따른 전원 공급 장치의 회로도.

제12도는 제11도의 전원 공급 장치의 동작을 나타내는 파형도.

제13도는 본 발명의 제3실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.

제14도는 제13도 전원 공급 장치의 동작을 나타내는 파형도.

제15도는 제3실시예의 변형에 대한 회로도.

제16도는 본 발명의 제4실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.

제17도는 제16도 전원 공급 장치의 동작을 나타내는 파형도.

제18도는 제4실시예의 변형에 대한 회로도.

제19도는 본 발명의 제5실시예에 따른 회로도.

제20도는 제19도의 전원 공급 장치의 동작을 나타내는 파형도.

제21도는 AC 전압원으로부터의 맥동 DC 전압이 로우일때 제19도의 전원 공급 장치의 인덕터를 통해 흐르는 전류의 확대 파형도.

제22도는 제5실시예의 변형에 대한 회로도.

제23도는 본 발명의 제6실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.

제24도는 제6실시예의 변형에 대한 회로도.

제25도는 본 발명의 제7실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.

제26도는 제25도의 회로에서 인덕터에 연결된 이차 권선을 통해 흐르는 전류에 관한 인덕터의 인덕턴스를 나타내는 그래프도.

제27도는 본 발명의 제8실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.

제28A도 및 제28B도는 제27도의 회로에서 사용된 트랜지스터(101)의 에미터 전압 및 베이스 전류의 파형을 나타내는 도면.

제29도는 본 발명의 제9실시예에 따른 전원 공급 장치 회로도.

제30A도 및 제30B도는 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 각각 하이 및 로우일때 제29도 전원 공급 장치의 인덕터를 통해 흐르는 전류의 확대 파형을 도시한 도면.

제32도는 본 발명의 제10실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.

제33도는 제32도 회로에 대한 정류기로부터의 맥동 DC 전압에 관련하여 인덕터를 통한 전류가 제로로 감소하는 순간과 스위칭 소자가 사실상 턴 온되는 순간으로부터의 변화하는 시간 간격을 도시한 그래프도.

제34A도 및 제34B도는 각각 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 하이 및 로우일때 각각 제32도 전원 공급 장치의 인덕터를 통해 흐르는 전류의 확대 파형을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : AC 전압원3 : 부하

22 : 정류기 31 : 인덕터

32 : MOSFET34 : 커패시터

40 : 제어기50 : 비교기

51 : 차동 증폭기70 : 검출기

발명의 분야

본 발명은 전원 공급 장치(power supply)에 관한 것으로, 특히 AC 전압원으로부터 DC 전압을 공급하는 직류 교류 변환기(chopper)를 포함하는, 역률이 개선된 전원 공급 장치에 관한 것이다.

종래 기술에 대한 설명

AC 전압원으로부터 DC 전압을 공급하여 그 DC 전압을 다른 고주파 AC 전압으로 변환시키는 인버터를 통해 방전 램프와 같은 부하를 구동시키는, 직류 교류 변환기를 포함하는 전원 공급 장치들에 대해서는 당업계에 잘 알려져 있다. 제1도는 전형적인 종래의 전원 공급 장치를 보여주는데, 이 종래의 전원 공급 장치는, AC 간선로(main)와 같은 AC 전압원(1)으로부터 맥동 DC 출력을 공급하는 전파(full wave) 정류기(2) 및, 그 맥동 DC 전압으로부터 단계 상승(step-up) DC 전압을 공급하는 직류 교류 변환기(CH)를 포함한다. 직류 교류 변환기(CH)는 인덕터(4), MOSFET(5) 및, 평탄화 커패시터(7)를 포함한다. MOSFET(5)는 인덕터(4)와는 직렬로, 턴 온 오프(turn on and off) 구동하여 주기적으로 단속되는 전압을 공급한다. 이 단속 전압은 저지(blocking) 다이오드를 통해 평탄화 커패시터(7)에 공급되며, 이 커패시터는 평탄화된 DC 전압을 부하(3)에 공급한다. MOSFET는 직류 교류 변환기 제어기(10)에 의해 구동되는데, 이 제어기는 비 안정 멀티바이브레이터(11)(니뽄 덴끼 가부시끼가이샤에서 시판되는 μPC 1555)구비함으로써 고정 주파수에서 MOSFET(5)의 턴 오프 동작을 제어한다. 비안정 멀티바이브레이터(11)는 제어 전압단(핀번호 5)에서 동작 전압을 수신하여 저항(12,13) 및 커패시터(14)의 시상수에 의해 결정된 타이밍으로 출력단(핀번호 3)에서 고레벨 및 저레벨 제어 신호를 공급한다. 이 제어 신호는 버퍼(15)를 통해 MOSFET(5)에 공급되어 고정 듀티 싸이클에서 MOSFET(5)를 턴 온 오프시킨다. 이 MOSFET(5)는, MOSFET(5)가 턴 온되어 전류가 인덕터(4)와 MOSFET(5)를 통해 흐를때는 정류기 출력으로부터 에너지를 저장하고, MOSFET(5)가 턴 오프되어 인덕터(4)로부터 전류가 커패시터(7)로 계속 흐르게 될 때에는 에너지가 인덕터(4)로부터 커패시터(7)로 저장되게 한다. 인덕터(4)를 통해 흐르는 전류는 제2A도에 도시되어 있다. 이 도면에서 보는 바와 같이, MOSFET가 시간 t₁에서 턴 온되면 전류는 증가하고, 시간 t₂에서 턴 오프되면 전류는 시간 t₃에서 0으로 되기까지 감소하고, MOSFET(5)가 시간 t₄에서 다시 턴 온될때까지 0레벨 주위에서 발진한다. 이 발진의 이유는 제1도에 도시된 인덕터(4)가 직류 교류 변환기내에 본래 존재하는 기생 커패시턴스, 즉 MOSFET(5)에 생기는 커패시턴스(C₁), 다이오드(6)에 생기는 커패시턴스(C₂) 및, 정류기(2)에 생기는 커패시턴스(C₃)와 공동으로 작용하여 공진 회로를 형성하기 때문이다. 이렇게 형성된 공진 회로는 0레벨 주위에서 전류를 발진시키고 대응하는 발진 전압을 MOSFET(5) 및 다이오드(6)에 공급하여 회로의 구성 소자들에 큰 스트레스(stress)를 주게 된다. 이와 같은 원치않는 스트레스 외에도, 종래의 전원 공급 장치는, 발진 전류가 긴 유휴 기간(dead period)(t₃~t₄) 동안 지속하므로 AC 전압원(1)으로부터의 입력 전류가 고차 고조파를 갖게 되어 전류 파형이 상당히 크게 왜곡된다는 문제점이 있다. 정류기(2)로부터의 맥동 DC 전압이 클 경우 인덕터(4)에는 정류기 출력으로부터 경사도가 높은 공급 전류가 흐르고 또한 이 인덕터(4)는 평탄화 커패시터(7)에 경사도가 낮은 전류를 흘러 보내고 맥동 DC 전압이 낮을 경우에는 인덕터(4)에는 정류기 출력으로부터 경사도가 낮은 공급 전류가 흐르고 또한 이 인덕터(4)는 평탄화 커패시터에 경사도가 높은 전류를 흘러 보낸다는 사실로 인해, 상기 유휴 기간(t₃~t₄)은 상대적으로 큰 정류기 출력에서 보다 상대적으로 작은 정류기 출력에서 더 길 것이다. 결과적으로, 입력 전류는 제3B도에 도시된 바와 같이 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 낮을때에 확장된 유휴기간에 의한 고조파 때문에 왜곡되어, 제3A도에 도시된 바와 같이 AC 전압원으로부터의 입력 전압에 비해서 역률이 더 낮게 된다.

상기 문제점을 극복하기 위해서, 제4A도 및 제4B도에 도시된 바와 같이, 인덕터(4)가 그 에너지를 완전히 방출하기 전에 제1도 회로의 MOSFET(5)를 턴 온시킴으로써 상기 유휴 기간을 없애버리는 것을 생각해 볼 수 있다. 그러나 이렇게 하면 다이오드(6)가 평탄화 커패시터(7)내로 전류를 흘러보내는 동안에 MOSFET(5)가 턴 온되므로 커패시터(7)가 다이오드(6)에 역전압을 가하게 된다. 결과적으로, 복귀 전류(Ir)이 다이오드(6)를 통해 흘러 다이오드에 스트레스를 증가시키게 될 것이다. 더구나, 전류는 인덕터(4)를 통해 계속 흘러 인덕터내에 저장되어 에너지((L×I²)/2)를 계속 증가시킴으로 인덕터가 포화되게 된다. 이러한 문제점들을 고려해 볼때, 인덕터에 에너지를 공급하기 전에 인덕터에 저장된 에너지를 방출하고 동시에 인덕터를 통해 흐르는 전류가 특히 정류기로부터의 저레벨 맥동 DC 전압에서 발진하는 유휴 기간을 최소화시킬 필요가 있다.

이를 위해, 제5도에 도시된 것과 같이 또 다른 종래의 전원 공급 장치가 제안되었다. 이 전원 공급 장치는 인덕터(31), MOSFET(32), 저지 다이오드(33)로 이루어진 직류 교류 변환기(30)외에 특별한 제어기(40)를 구비하여 이 제어기(40)가 MOSFET(32)를 제어하여 인덕터(31)가 그 에너지를 방출한 후에 즉시 MOSFET(32)를 턴 온시킨다. 제어기(40)는 MOSFET(32)의 게이트에 접속된 Q 출력부를 구비한 플립-플롭(41)과 그리고 인덕터(31)를 통하는 전류가 0으로 감소될때 고레벨 출력을 플립플롭(41)의 세트 입력(S)에 발생시키도록 전류를 감시하여 인덕터(31)를 통해 흐르는 전류를 표시하는 전류 센서(42)를 구비하여, 이에 의해 고레벨 게이트 신호가 MOSFET(3)를 턴 온시켜 정류기(22)로부터 흐르는 전류에 의해 인덕터(31)내에 에너지를 저장시킨다. 플립-플롭(41)은 바이폴라 트랜지스터(48)의 베이스에 접속된 Q 출력을 갖고 있어 MOSFET(32)를 턴 온시킴과 동시에 트랜지스터(48)를 턴 오프시킨다. 제어기(40)는 또한 트랜지스터들(43,44)로 이루어진 전류 미러(current mirror)를 포함하는데, 이 전류 미러는 DC 전원(45)과 저항(46)에 의해 정해지는 일정한 전류를 공급하여 이 전류에 의해 타이밍 커패시터(47)를 충전시킨다. 타이밍 커패시터(47)는 트랜지스터(48)와 병렬로 커패시터(50)의 비반전 입력부에 연결된다. 저항기들(36,37)로 구성된 전압 분할기는 평탄화 커패시터(34) 양단에 연결되어 해당 전압을 차동 증폭기(51)의 반전 입력부에 공급한다. 상기 증폭기(51)의 반전 입력부와 출력부 사이에는 피드백 임피던스로서 커패시터(53)가 연결되어 있다. 차동 증폭기(51)의 비반전 입력부는 또 다른 DC 전원(52)에 연결되어 이 전원(52)으로부터 고정기준 전압을 수신하여 입력부들 사이의 차이 함수로된 전압을 공급한다.

대체로 일정한 이 전압은 MOSFET(32)가 턴 오프되는 타이밍을 결정하는 임계 전압(V_TH)으로서 비교기(50)의 반전 입력부에 공급된다. 즉, 커패시터(47)가 비교기(50)의 임계 전압(V_TH)까지 충전될때 플립-플롭(41)의 리세트 입력부(R)에 고레벨 출력을 발생시켜 이에 따라 MOSFET(32)를 턴 오프시키도록 Q 출력부로부터 저레벨 게이트 신호를 공급하여 인덕터(31)로부터의 전류를 다이오드(33)를 통해 평탄화 커패시터(34)로 방출한다. 동시에, 플립-플롭(41)은 트랜지스터(48)를 턴 온시키기 위해 Q 출력부에서 고레벨 신호를 공급한다. 이때, 커패시터(47)는 방전하기 위해 현재 도통된 트랜지스터(48)에 의해 분로(shunt)되어 전류 센서(42)가 0으로 감소되는 인덕터(31)를 통하는 전류에 응답하여 플립-플롭(41)의 세트 입력부(S)에 고레벨 신호를 공급한 후에 다음 방전을 준비한다. 이런 식으로, MOSFET(32)는 인덕터(31)를 흐르는 전류가 0으로 감소할때 턴 온되고 저항기(46)와 커패시터(47)의 시상수에 의해 결정된 고정 시구간 동안 턴온 상태를 계속 유지한다.

이와 관련하여, 인덕터(31)에 흐르는 전류가 0으로 감소하는 순간부터 MOSFET(32)가 실제로 턴 온되는 순간까지의 응답 지연이 회로내에 일어남은 불가피하다. 이와 같은 지연을 고려해서, 제5도의 종래 전원 공급 장치의 동작에 대해 제6도를 참조하여 상세히 설명한다. 제6도에서는 정류기(22)로부터의 맥동 DC 전압, 인덕터(31)를 통해 흐르는 전류, 커패시터(47) 양단에 생긴 전압 및, MOSFET(32)에 공급되는 게이트 신호가 나타나 있다. 시간 t₁에서, MOSFET(32)는 턴 온되어 인덕터(31)를 통하는 전류가 0으로 감소되는 순간부터의 응답 지연후에 인덕터(31)에 전류를 공급하기 시작하는데, 이 상황은 전류 센서(42)에 의해 검출된다. 동시에 플립-플롭(41)은 트랜지스터(48)를 턴 오프시켜 전류 미러에 의해 커패시터(47)가 충전되기 시작한다. 커패시터(47)가 비교기(50)의 임계 레벨(V_TH)까지 충전되는 시간 t₂에서, 플립-플롭(41)은 비교기(50)로부터 리세트 입력부(R)로 들어오는 고레벨 신호에 응답하여 MOSFET(32)를 턴 오프시키고 동시에 트랜지스터(48)를 턴 온시킨다. 이에 의해 인덕터(31)는 평탄화 커패시터(34)를 충전시키기 위해 인덕터(31)로부터 전류를 방출하기 시작하고 이때 현재 도통된 트랜지스터(48)를 통해 커패시터(47)를 방전시킨다. 평탄화 커패시터(34)의 충전은 인덕터(31)를 통하는 전류가 0으로 감소되는 순간부터 지연되어 다시 MOSFET가 턴 온될때까지 계속된다. 이런 식으로, 이와 같은 종래의 전원 공급 장치는 인덕터(31)를 통하는 전류가 0으로 감소하는 타이밍에 무관하게 MOSFET(32)를 턴 온시킬 수 있어 인덕터를 통하는 전류가 발진하는 유휴 기간을 줄일 수 있다.

그럼에도 불구하고, 이와 같은 종래의 전원 공급 장치는 여전히 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 입력 전류 파형이 왜곡되거나 제7C도에 도시된 것과 같은 어떤 기간 T_X(이것은 정류기(22)로부터의 맥동 DC 전압의 저레벨 범위에 해당함)에서 입력 전압 파형과 잘 맞지 않는다는 것이다. 직류 교류 변환기 회로에 필연적으로 생기는 공진 회로와, 전류가 0으로 감소되는 순간부터의 응답 지연 및, MOSFET(32)가 실제로 턴온되는 시간으로 인해 인덕터를 통하는 전류가 부극성으로 되기 때문에, 인덕터(31)에는 항상 부극성 방향으로 먼저 전류가 흐르게 된다. 이와 관련하여, 정류기로부터 인덕터로 에너지를 공급할때 인덕터를 통해 흐르는 전류는 V_IN/L(여기서, V_IN은 정류기(22)로부터 직류 교류 변환기(CH)에 가해지는 입력 전압이고, L은 인덕터의 인덕턴스임)로 표시되고, 인덕터로부터 에너지를 방출할때 인덕터(31)를 통해 흐르는 증감 전류는 (V_OUT-V_IN)/L (여기서, V_OUT는 직류 교류 변환기의 출력 전압임)로 표시된다. V_OUT은 대체로 일정한 레벨을 유지하므로, 상기 관계식들로부터, 정류기(22)로부터의 맥동 DC 전압이 고레벨 근처에 있을때도(제7A도) 공급 전류는 기울기가 크게 증가하고 방출 전류는 기울기가 작게 감소하고, 또한 맥동 DC 전압이 저레벨 부근에 있을때도(제7B도) 공급 전류는 기울기가 작게 증가하고 방출 전류는 기울기가 크게 감소됨을 알 수 있다. 이것은, 인덕터를 통해 흐르는 전류가 0으로 감소한 후 동일 응답 지연 t_S내에서, 방출 전류가 부극성 방향으로 더욱 많이 흐르고(제7B도) 상대적으로 큰 정류기 출력(제7A도)에서 보다 상대적으로 더 작은 정류기 출력(제7B도)에서 느리게 증가한다는 것을 의미한다. 이 결과, 정류기 출력이 작을때는 제7B도에 도시된 바와 같이, MOSFET(32)의 고정 ON-기간(T₁)내에서, MOSFET(32)가 턴 온된 후 즉시 부극성 방향으로 계속 흐르는 전류량(J₁)은 도면에서 T₂로 표시된 지속 기간 동안 정극성 방향으로 흐르는 전류량(J₂)보다 더 크게 된다. 즉, 인덕터 내에 에너지를 저장하기 위해 인덕터를 통해 정극성 전류가 흐르는 유효 지속 기간(T₂)은 정류기 출력이 작아질수록 감소하게 되어 J₂＜ J₂관계식을 만족할 수 없게 된다. J₁≥J₂가 되는 지속기간(T_X)에서는 입력 전류파가 입력 전압파에 잘 맞지 않게 되어 원하지 않는 고조파가 발생하여 역률이 저하되게 된다. 이런 의미에서, 상기와 같은 전원 공급 장치는 정류기로부터 직류 교류 변환기로 출력되는 특히 저레벨 출력 부근에서의 원치않는 고조파를 제거하여 역률을 개선하는데는 성공적이지가 못하다.

발명의 요약

상술한 문제점들을 고려하여, 본 발명은 역률이 개선된, AC 전압원으로부터 DC 전압을 공급하는 전원 공급 장치를 개발하였다. 본 발명에 의한 전원 공급 장치, AC 전압으로부터 정류된 맥동 DC 전압을 공급하는 전파 정류기와, 상기 정류기 양단에 서로 직렬 연결된 인덕터와 스위칭 소자를 구비한 직류 교류 변환기를 포함한다. 상기 스위칭 소자는 턴 온 오프 동작하여, 저지 다이오드를 통해 평탄화 커패시터 양단에 가해지는 주기적으로 단속된 전압을 공급하므로써 부하를 구동시키기 위한 평탄화된 DC 전압을 발생시킨다. 인덕터는 턴 온되는 스위칭 소자에 응답하여 정류기로부터 에너지를 저장하고, 인덕터를 통해 전류가 정극성 방향으로 흐르는 동안 턴 오프되는 스위칭 소자에 응답하여 에너지를 방출한다. 인덕터는 직류 교류 변환기내에 본래 존재하는 기생 커패시턴스와 함께 작용하여 발진 회로를 구성한다. 이 발진 회로는 전류가 부극성 방향으로 인덕터를 통해 흐르게 한다. 인덕터를 통해 흐르는 전류를 감지하여 전류가 어떤 특정 레벨로 감소할때 기동 신호를 발생시키는 전류 센서가 구비된다. 상기 전원 공급 장치에는 기동 신호에 응답하여 전류가 부극성 방향으로 흐르는 타이밍에서 스위칭 소자를 턴 온시키고 그 다음 인덕터로부터 전류를 방출하기 위해서 소정의 ON 기간후에 스위칭 소자를 턴 오프시키므로써 전류가 처음에는 부극성 방향으로 흐르게 하고 그 다음 상기 ON-기간 동안에는 인덕터를 통해 정극성 방향으로 흐르게 하는 제어기가 포함되어 있다. 본 발명에 의한 전원 공급 장치의 특징은 입력 전류 파형 정형 회로를 포함한다는 것인데, 이 정형 회로는, 스위칭 소자의 각각의 ON-기간 동안에, 스위칭 소자의 턴 온후에 즉시 발생하는 부극성 방향으로 인덕터를 통해 계속 흐르는 전류량은 그 후 즉시 발생하는 정극성 방향으로 인덕터를 통해 계속 흐르는 전류량보다 항상 작다는 관계를 설정한다. 상기 입력 전류 파형 정형 회로를 구비함으로 해서, 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 저레벨 범위에 있을때에도 부극성 방향에서 보다 정극성 방향에서 더 많은 양의 전류를 인덕터를 통해 흐르게 할 수 있어서 AC 전압원으로부터의 입력 전류내의 원하지 않는 고조파를 최소화시킬 수 있다. 그러므로 입력 전류 파형은 입력 전압 파형과 잘 맞을 수 있어 본 발명의 1차적 목적인 전원 공급 장치의 역률을 개선시킬 수 있다.

바람직한 실시예에서, 입력 전류 파형 정형 회로는 스위칭 소자를 동작시키는 제어기와 공동 작용하여 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 작아짐에 따라 ON-기간이 더 길어지게 한다. 이 결과, 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 감소할때 나타나는 정극성 방향에서의 전류 감소량을 보상하기 위해(이것은 본 발명의 다른 목적임) 스위칭 소자의 ON-기간을 확장함으로써 부가된 양만큼 인덕터에 정극성 방향으로 전류를 더 흐르게 할 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서는, 입력 전류 파형 정형 회로는 제1인덕터와 직렬 연결된 적어도 하나의 부가적인 인덕터와, 이 부가적인 인덕터 양단에 연결된 분로 스위치(bypass switch) 및, 전파 정류기에 연결되어 정류기로부터의 맥동 전압을 표시하는 감시된 전압을 나타내는 전압 감시기를 포함한다. 상기 감시된 전압과 소정의 기준 전압을 비교하여 상기 감시된 전압이 기준 전압으로 감소될때 분기 신호(shunt shgnal)를 발생시키기 위해 비교기가 구비된다. 상기 분기 신호는 분로 스위치를 폐쇄하여 상기 부가적인 인덕터를 분로시켜 이 부가적인 인덕터를 제1인덕터와 분리시키는 작용을 함으로써 직류 교류 변환기의 인덕턴스를 낮추고 이에 따라 스위칭 소자의 ON-기간 동안에 정극성 방향으로 제1인덕터를 통해 흐르는 전류를 증가시킨다. 이런 식으로, 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 기울기가 증가하면서 정극성 방향으로 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 정류기로부터의 맥동 DC 전압의 저레벨 범위에서 일어나는 전류 감소를 보상하도록 정극성 방향으로 흐르는 전류량이 증가하게 된다. 이것이 본 발명의 또 다른 목적이다.

대안으로써, 입력 전류 파형 정형 회로는, 제1인덕터에 직렬 연결된 적어도 하나의 부가적인 인덕터와, 전파 정류기 양단에 걸린 제1스위칭 소자와 병렬 연결된 상기 부가적인 인덕터와 직렬 연결된 부가적인 스위칭 소자 및, 전파 정류기에 연결되어 맥동 DC 전압을 표시하는 감시된 전압을 나타내는 전압 감시기를 포함하는 구성일 수도 있다. 상기 제1 및 부가적인 스위칭 소자중 하나를 선택적으로 동작시킬 수 있는 선택기가 구비된다. 상기 감시된 전압이 감소함에 따라 직류 교류 변환기의 인덕턴스를 감소시키기 위해 따라서 인덕터를 흐르는 전류를 감소시키기 위해 상기 제1 및 부가적인 인덕터중 어느 하나만이 에어지를 저장하게끔 상기 감시된 전압 레벨에 따라서 상기 제1 및 부가적인 스위칭 소자중 어느 하나를 선택적으로 동작시키도록 상기 선택기를 작동시키기 위해 선택기 제어기가 접속된다. 이 결과, 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 기울기가 증가하면서 정극성 방향으로 전류가 흐를 수 있어, 이에 따라 정류기로부터의 맥동 DC 전압의 저레벨 범위에서 다른 방식으로 발생할 수 있는 전류 감소를 보상하도록 정극성 방향으로 흐르는 전류량을 증가시킬 수 있게 된다.

이것이 본 발명의 또 다른 목적이기도 하다. 다른 실시예에서, 상기 입력 전류파 형성 수단 회로는 상기 정류기에 접속되어 이 정류기로부터 맥동 DC 전압을 나타내는 모니터 전압(monitored voltage)을 제공하는 전압 모니터, 및 상기 모니터 전압이 감소함에 따라 스위칭 소자의 ON 기간동안 상기 정극성 방향으로 흐르는 전류를 증가시키는 방식으로 인덕터(inductor)안의 인덕터를 변화시키는 조절기를 포함하도록 구성된다. 이것을 목적으로, 이차 권선이 포화형 인덕터에 자기적으로 연결되고 상기 정류기로부터 맥동 DC 전압에 따라 좌우되는 변화하는 전류를 흘리도록 제어되므로써, 맷동 DC 전압이 감소함에 따라 정극성 방향으로 흐르는 전류를 증가시키도록 인덕터의 인덕터를 변화시키게 된다. 그러므로, 이것은 본 발명의 목적이 된다.

또다른 실시예에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 회로는 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 나타내는 모니터 전압을 제공하는 전류 모니터, 및 전파 정류기로부터 맥동 DC 전압을 나타내며, 이 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 증가하는 변화하는 기준 전압을 제공하는 전압 모니터를 포함하도록 구성된다. 기준 전압에 대해 감소하는 모니터 전압에 따라 스타트 신호를 발생시키기 위해 모니터 전압과 변화하는 기준 전압을 비교하는 비교기가 제공된다. 상기 비교기는, 맥동 DC 전압의 변화하는 레벨에 무관하게 인덕터를 통해 흐르는 전류가 제로로 감소한 직후 타이밍을 맞춰 스위칭 소자가 턴 온되는 방식으로 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 스위칭 소자를 비교적 빨리 턴 온시키도록 제어기가 상기 스타트 신호에 응답하도록 제어기에 접속된다. 그러므로, 상기 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 저레벨 범위에 있을때 ON-기간의 시작에서 부극성 방향으로 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류의 량을 최소화시키는 것이 가능하며, 그에 따라 스위칭 소자의 ON 기간동안 정극성 방향으로 부극성 방향에서 보다 많은 량의 전류를 확실히 흐르게 하며, 따라서, 이것 또한 본 발명의 목적이 된다.

다른 양호한 실시예에서, 입력 전류파 형성 회로는 상기 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류를 나타내는 모니터 전압을 제공하는 전류 모니터, 및 정류기로부터의 맥동 DC 전압을 나타내며 상기 맥동 DC 전압이 증가함에 따라 감소하는 변화하는 제1전압을 제공하는 전압 모니터를 포함하도록 구성된다. 상기 인덕터를 통해 흐르는 전류가 거의 제로 레벨로 감소할때 스타트 신호를 발생시키기 위해 상기 모니터 전압과 소정의 레벨을 비교하기 위한 비교기가 제공된다. 또한 제어기가 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 비교적 빨리 상기 스위칭 소자를 턴 온시키도록 응답하도록 상기 비교기로부터 스타트 신호를 수신하고 이 스타트 신호를 상기 제1전압이 증가할시에 지속 기간이 감소하는 지연을 가진 제어기에 전달하는 타이머가 포함된다. 이 장치로, 정류기로부터의 맥동 DC 전압이 저레벨 범위에 있을 때 ON-기간의 시작에서 부극성 방향으로 인덕터를 통해 흐르는 전류의 량을 최소화시키는 것이 가능하며, 그에 따라, 스위칭 소자의 ON-기간 동안 부극성 방향에서 보다 많은 량의 전류가 정극성 방향으로 흐르게 할 수 있으며, 이것 또한 본 발명의 목적이 된다. 상기 전류 모니터는 상기 인덕터에 직렬로 접속된 전류 감지 레지스터를 포함할 수도 있으며 대신 인덕터를 통해 흐르는 전류에 상응하는 전압을 유도해 내도록 인덕터에 자기적으로 연결되는 이차 권선이 될수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원 명세서를 보다 상세히 설명하겠다.

제1실시예＜제8도 내지 제10도＞

이제 제8도에 대해 언급하건데, 여기에는 본 발명의 제1실시예에 따른 전원 공급 장치가 도시된다.

상기 전원 공급 장치는 AC 메인과 같은 AC 전압원(21)으로부터 맥동 DC 전압을 제공하는 다이오드 브릿지 형태의 전파 정류기(22), 상기 맥동 DC 전압으로부터 증가(step-up) DC 전압을 제공하는 직류 교류 변환기(chopper)(30)를 포함한다. 상기 직류 교류 변환기(30)는 인덕터(31), MOSFET(32), 및 평탄화 캐패시터(34)를 포함한다. MOSFET(32)는, 정류기(22) 양단에 인덕터와 직렬로 연결되며 최종 평탄화 DC 전압을 부하(23)에 제공하도록 상기 평탄화 캐패시터(34) 양단에 차단 다이오드(33)를 통해 인가되는 주기적으로 중단되는 전압을 제공하기 위해 번갈아 턴 온 및 턴 오프하도록 제어기(40)에 의해 구동된다. 비교적 작은 용량을 가진 캐패시터(38)가 정류기(22) 양단에 접속된다. 상기 부하(23)는 형광 램프와 같은 방전 램프를 구동하기 위해 전원 공급 장치의 출력 DC 전압으로부터 고주파수 AC 전압을 제공하는 인덕터를 포함한다.

제어기(40), 정류기(22)로부터 맥동 DC 전압에 비례하여 변화하는 여분의 전류 Ib를 제공하는 전류 보상기를 포함하는 것을 제외하고는 제5도를 참조하여 앞서 설명한 바와 같은 종래 전원 공급 장치에 도시된 것과 기본적으로 일치한다. 상기 전류 보상기는 트랜지스터(43 및 44)와 레지스터(46)의 전류 미러에 의해 DC 공급원(45)으로부터 공급된 전류 Ia에 부가하여 여분의 전류 Ib를 제공하기 위해 타이밍 캐패시터(47)와 직렬로 접속된 다이오드(61) 및 레지스터(61)를 포함한다. 그러므로, 정류기(22)로부터의 맥동 DC 전압이 감소함에 따라, 여분의 전류 Ib는 상기 타이밍 캐패시터(47)가 한계 전압 V_TH으로 충전되는 지속 기간(duration)을 연장시키고, 그에 따라 제9도에 도시된 바와 같이 MOSFET(32)의 ON-기간을 증가시키도록 감소한다. 그 결과, 제10도에 도시된 바와 같이, 맥동 전압이 비교적 작은 레벨에 존재할 때, MOSFET(32)의 ON-기간 T₁은, 전류 보상기의 부재시 MOSFET(32)가 턴 오프되는 시간 t₂과 상이한 시간 t₂'에서 종결하도록 연장되며, 그에 따라 정극성 방향으로 인덕터(31)를 통해 전류가 흐르는 유효 지속 기간 T₂를 연장시키게 된다. 도면에 도시된 바와 같이, ON-기간 T₁은 인덕터(31)를 통한 전류가 제로로 감소할 때의 순간으로부터 응답 지연 t₃으로 시간 t₁에서 시작하며 MOSFET(32)는 전류가 종래 기술의 전원 공급 장치를 참조하여 전술한 바와 같은 이유에 의한 발진으로 부극성 방향으로 전류가 흐를 때 턴 온된다. 입력 전류파를 왜곡시키고 파워 계수를 보다 낮게 하기 위해 부극성 방향으로 인덕터(31)를 통해 계속해서 흐르는 전류의 량 J₁이 정극성 방향으로 계속해서 흐르는 전류의 량 J₂보다 큰 저레벨로 맥동 DC 전압이 감소할때 조차, 전류 보상기는 J₂＜ J₂+J₂'관계를 설정하기 위해 정극성 방향으로 흐르는 전류의 량 J₂'을 더할 수 있으며, 그에 따라 개선된 파워 계수를 위해 입력 전압 파형에 대해 입력 전류 파형을 적응시킨다. 본 실시예의 다른 특징은 제5도를 참조하여 논의된 바와 같이 종래의 전원 공급 장치에 일치한다. 그러므로, 더이상의 설명은 하지 않겠다. 한편, 비교기(50)에 공급된 한계 전압 V_TH이 평탄화 캐패시터(34) 양단의 고정된 전압을 제공하는 피드백 제어에 의해 거의 일정한 레벨에 유지되는 것은 분명하다.

제2실시예＜제11도 및 제12＞

제11도는, 제어기(40A)가 제1실시예에서와 마찬가지로 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 MOSFET(32A)의 ON-기간을 연장시키기 위해 정류기(22A)로부터의 맥동 DC 전압에 의존하여 비교기(50A)의 한계 레벨 V_TH을 변화시키도록 구성되는 것을 제외하고는 제1실시예와 비슷한 본 발명의 제2실시예에 따른 전원 공급 장치를 도시한다. 비슷한 소자는 "A"라는 접미사를 가진 비슷한 숫자에 의해 표시된다. 상기 제어기(40A)는 정류기(22A)로부터의 맥동 DC 전압과 일치하는 파형을 가진 전류 I_C를 흐르게 하는 레지스터(64), 및 트랜지스터(65 및 66)로 구성된 전류 미러 형태의 전류 보상기를 포함한다. 상기 트랜지스터(66)는, 비교기(50A)가 V_TH=V_f-I_c×R(레지스터(64))의 관계로, 제12도에 도시된 바와 같이, 맥동 DC 전압이 증가함에 따라 감소하는 한계 전압 V_TH을 갖도록 고정 전압 V_f가 차동 증폭기(51A)로부터 제공되는 비교기(50A)의 반전 입력에 접속된 콜렉터를 갖는다. 상기 타이밍 캐패시터(47A)는 고정된 속도로 레지스터(46A) 및 트랜지스터(43A 및 44A)로 구성된 전류 미러를 통해 고정된 DC 전압원(45A)에 의해 충전된다.

그러므로, 상기 비교기(50A)는 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 비교적 늦은 타이밍에서 고레벨 출력을 플립-플롭(41A)의 리셋트 입력에 발생시킨다. 이 방식으로, MOSFET(32A)의 ON-기간은 T₁은 제10도에 도시된 바와 같이, 맥동 DC 전압의 저레벨 범위에서 조차로 상기 관계 J₁＜ J₂+J₂'가 성립하도록 정극성 방향으로 흐르는 전류 J'₂의 양을 가산하기 위해 맥동 DC 전압의 낮아질때 연장된다.

제3실시예＜제13도 및 제14도＞

제13도는, 맥동 DC 전압이 낮을 때 MOSFET(38B)의 ON-기간을 연장하기 위해 제어기(40B)가 상기 정류기(22B)로부터 맥동 DC 전압에 따라 트랜지스터(43B 및 44B) 및 레지스터(46B)로 구성된 전류 미러를 통해 흐르는 전류를 변화시키도록 구성되는 것을 제외하고는 제1실시예와 비슷한 본 발명의 제3실시예에 따른 전원 공급 장치를 도시한다. 비슷한 소자는 참조 번호를 간단히 할 목적으로 접미사 "B"를 가진 비슷한 번호로 표시된다. 레지스터(68 및 69)로 구성된 분압기가 내부 기준 전압을 가진 전압 검출기(70)에 대해 맥동 DC 전압의 분배된 전압을 제공하기 위해 정류기(68 및 69) 양단 사이에 접속된다. 상기 분배된 전압이 기준 전압을 초과하는 것으로 검출될 때, 상기 전압 검출기(70)는 쌍극성 트랜지스터(71)는 턴 온시키기 위한 바이어스를 제공한다. 상기 트랜지스터(71)는 상기 캐패시터(47B)를 충전시키기 위해 고정된 DC 공급원(45B)으로부터 전류를 흐르게 하는 전류 미러중 레지스터(46B) 양단 사이에서 레지스터(72)와 직렬로 접속된다. 그러므로, 트랜지스터(71)가 레지스터(72)를 레지스터(46B)와 병렬로 접속시키도록 턴 온될때, 레지스터(71 및 46B)의 결합은 상기 전류 미러의 저항을 낮추는 역할을 하며, 그에 따라 캐패시터(47B)로 흐르는 전류를 증가시킨다.

이 결과로, 커패시터(47B)가, 제14도에 도시되는 바와 같이, 맥동 DC 전압이 임계 레벨로 증가하는지를 상기 검출기(70)가 검출할때 짧은 시간 기간안에 비교기(50B)의 한계 전압 V_TH로 충전된다. 다시 말해, 캐패시터(47B)는 맥동 DC 전압이 임게 레벨보다 낮아질때 MOSFET(32B)의 ON-기간을 연장시키도록 연장된 시간 간격에 걸쳐 한계 전압 V_TH까지 충전된다.상기 임계 레벨은 낮아진 맥동 DC 전압으로 인해 범위 T_X동안 상술된 관계 J₁＜ J₂+J₂'(이때, J₁≥J₂)를 성립시키기 위해 정극성 방향으로 흐르는 전류의 량 J₂'을 가산하기 위해 ON-간격이 연장되도록 선택된다. 그러므로, 상기 맥동 DC 전압의 전체 간격에서 J₁＜ J₂+J₂'또는 J₁＜ J₂가 성립된다.

제15도는, 전압 검출기(70C)가 캐패시터(47C)의 충전 시간 또는 정류기(22C)로부터의 맥동 DC 전압의 변화 레벨에 따른 MOSFET(32C)의 ON-기간을 계단식으로 변화시키기 위해 다수의 기준 전압을 갖는 것을 제외하고는 제3실시예와 동일한 제3실시예의 변형을 도시한다. 비슷한 소자는 "C"의 접미사를 가진 비슷한 번호로 표시한다. 트랜지스터(71C₁내지 71Cn) 및 레지스터(72C₁내지 72Cn)로 구성된 다수의 직렬 결합은 레지스터(46C)와 병렬로 접속되는 반면, 트랜지스터(71C₁내지 71Cn)는 각각의 그들의 베이스에서 상기 검출기(71C)에 접속된다. 레지스터(68C 및 69C)로 구성된 비슷한 분압기는 상기 검출기(70C)에 대해 맥동 DC 전압의 분배 전압을 제공하기 위해 상기 정류기(22C) 양단에 접속된다. 상기 검출기(70C)는 맥동 DC 전압이 증가함에 따라 전류 미러를 통해 흐르는 전류를 증가시키기 위해 레지스터(46C)에 관해 병렬로 결합된 레지스터(72C₁내지 72Cn)의 수를 가산시키기 위해 최저 전압으로부터 최고 기준 전압으로 상기 분배 전압이 증가함에 따라 트랜지스터(71C₁내지 71Cn)를 시퀀스에서 점증적으로 턴 온시킨다. 그러므로, 캐패시터(47C)의 충전 속도는 맥동 DC 전압의 연장된 범위에 대해 상기 관계J₁＜ J₂+J₂'를 성립시키는데 있어서 보다 정확한 제어를 위해 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 계단식으로 MOSFET(32C)의 ON-기간을 연장시키도록 감소된다.

제4실시예＜ 제16도 및 제17도＞

제16도는, 제어기(40D)가 정류기(22D)로부터 맥동 DC 전압에 따라 비교기(50D)의 한계 전압 V_TH을 변화시키도록 구성되는 반면, 캐패시터(47D)가 트랜지스터(43D 및44D) 및 레지스터(46D)의 비슷한 전류 미러를 통한 DC 공급원으로부터 일정한 속도로 충전되는 것을 비교하고는 제1실시예와 비슷한 본 발명의 제4실시예에 따른 전원 공급 장치를 도시한다. 비슷한 소자는 "D"라는 접미사를 가진 비슷한 번호로 표시된다. 이것을 목적으로, 상기 제어기(40D)는 상기 정류기(22D)로부터 맥동 DC 전압을 나타내는 분배 전압을 제공하도록 정류기(22D) 사이에 접속된 레지스터(68D 및 69D)의 분압기를 포함한다. 분배된 전압이 기준 전압을 초과하거나 맥동 DC 전압이 임계 전압을 초과할때 쌍극성 트랜지스터(73)에 바이어스 신호를 발생시키기 위해 분배된 전압이 내부 기준 전압과 비교되는 전압 검출기(70D)에 분배 전압이 공급된다. 트랜지스터(73)가 턴 온될때, 제16도의 점 A에서 차동 증폭기(51D)의 반전 입력에 공급된 전압을 낮추기 위해 레지스터(74)가 레지스터(37D)와 병렬로 접속되도록 트랜지스터(73)가 레지스터(37D) 양단 사이에서 레지스터(74)와 직렬로 접속되며, 이것은 차례로 차동 증폭기(51D)의 출력, 즉 비교기(50D)에 공급된 단계 전압 V_TH을 상승시킨다. 다시 말해, 맥동 전압이 임계 레벨보다 낮을때, 검출기(70D)는 계속해서 트랜지스터(73)을 턴 온시키고, 그에 따라 제17도에 도시된 바와 같이, MOSFET(32D)의 연장된 ON-기간을 갖도록 한계 전압 V_TH을 비교적 높은 레벨에 유지시킨다. 따라서, 제3실시예에서 달성되는 바와 같이, J₁≥J₂가 예상되는 맥동 DC 전압의 저레벨 범위 T_X동안조차, 제어기(40D)가 량 J₂'을 가산시키므로써 파워 계수를 개선시키기 위해 J₁＜ J₂+J₂'관계를 확실히 하게 된다.

제18도는 제4실시예의 변형을 도시하고 있으며, 이 제4실시예의 변형은, 비교기(50E)의 문턱 전압 V_TH을 가변시킴으로써 정류기(22C)로부터의 맥동하는 DC 전압의 가변 레벨에 따라 캐패시터(47E)의 하전 시간이나 MOSFET(32E)의 ON-주기를 단계적 방법으로 변화시키도록 하기 위하여 전압 검출기(70E)가 다수의 기준 전압을 구비하는 것을 제외하고, 제4실시예와 동일하다. 같은 엘레멘트는 첨자 "E"가 있는 같은 수자로 표기된다. 트랜지스터(73E₁내지 73En)와 트랜지스터(74E₁내지 74En)의 복수의 직렬 조합은 저항기(37E)와 병렬로 연결되는 반면, 트랜지스터(74E₁내지 74En)는 그 베이스에서 검출기(70E)에 각각 연결된다. 저항기(68E 및 69E)의 같은 전압 분할기는 정류기(22E)에 가로질러서 연결되어 맥동하는 DC 전압의 분할된 전압을 검출기(70E)에 공급한다. 검출기(70E)는 트랜지스터(73E₁내지 73En)를 누적하여 순차로 분할된 전압이 최고 기준 전압에 최저 기준 전압으로 감소함에 따라 턴 온하여 저항기(37E)와 병렬 관계로 결합된 다수의 저항기(74E₁내지 74En)를 부가하여, 맥동하는 DC 전압이 감소함에 따라 제18도의 점 A에서의 전압을 낮춘다. 바꾸어 말하면, 캐패시터(47E)는 계단식으로 증가하는 시간격 동안 문턱 레벨까지 충전되어, 맥동 DC 전압이 그 맥동 DC 전압의 전개 범위 동안 상기 관계 J₁＜ J₂+J₂'를 달성하도록 보다 정밀한 제어를 하도록 증가하면서, MOSFET(32E)의 ON-주기를 대응적으로 전개한다.

제5실시예＜ 제19도 내지 제21도＞

제19도는 본 발명의 제5실시예에 따른 전원 공급 장치를 도시한 것으로, 전류 보상기가 직류 교류 변환기 인덕턱스를 변화하도록 포함되어 있어서, 정류기(22F)로부터의 맥동 DC 전압이 저레벨 영역에 있을때 양성 방향에 있는 인덕턴스를 통해 흐르는 전류를 증가시키는 것만 제외하고 제1실시예와 유사하다. 같은 엘레멘트는 첨자 "F"가 달린 같은 수자로 명기되어 있다. 이 실시예에서, 타이밍 캐패시터(41F)가 일정한 시간 동안 고정된 DC 공급 장치(45F)에 의해 실제로 일정한 레벨로 유지된 문턱 전압 V_TH까지 충전됨에 따라, 플립플롭(41F)은 일정한 ON-주기로 MOSFET(32F)를 턴 온 및 턴 오프하도록 제어한다. 보상기는 제1인덕터(31F)에 직렬 연결된 부기 인덕터(81)과, 상기 부가 인덕터(81)를 가로질러 연결된 바이패스 스위치(82)와, 맥동 DC 전압을 나타내는 분할 전압을 공급하도록 정류기(22F)를 가로질러 연결된 저항기(68F 및 69F)의 분압기 및, 맥동 DC 전압을 임계 전압보다 낮음을 나타냄으로써 분압이 기준 전압보다 낮은 경우 트리거 신호를 공급하도록 분압을 DC 공급 장치(83)으로부터 기준 전압과 비교하는 검출기(70F)를 포함한다. 트리거 신호가 없을 때 또는 맥동 DC 전압이 임계 레벨보다 높을때, 부가 인덕터(81)는 제1인덕터(31F)에 직렬 연결이 유지되어 에너지를 인덕턴스내에 저장시키는 경우, 증감이 이하식 dI/dt=V_IN/(L₁+L₂)로 표현되고 인덕턴스로부터 에너지를 방출시키는 경우 dI/dt=(V_OUT-V_IN)/(L₁+L₂)로 표현되는 전류 I를 직류 교류 변환기 회로를 통하여 흐르게 하는데, 여기서 V_IN은 직류 교류 변환기 회로의 입력 전압이고 V_OUT은 직류 교류 변환기 회로의 출력 전압이며 L₁은 제1인덕터(31F)의 인덕턴스이고 L₂는 부가 인덕터(81)의 인덕턴스이다. 반면에, 트리거 신호가 드라이버(84)를 가동시키도록 제공되어 바이패스 스위치(82)를 폐쇄시켜서 맥동 DC 전압이 제20도에 도시된 바와 같은 범위 T_X내의 임계 레벨보다 낮은 결과를 나타내는 경우, 부가 인덕터(81)는 회로로부터 연결이 차단되어 인덕턴스를 낮게 한다. 이는 인덕턴스로 에너지를 기억시킬시에 dI/dt=V_IN/L₁및 인덕턴스로부터 에너지를 방출할시에, dI/dt=(V_OUT-V_IN)/L₁의 관계식으로 공지된 바와 같다. 이로써, 제21도에 도시된 바와 같이, 인덕터(31F)를 통해 흐르는 전류를 증가시키게 되어 맥동 DC 전압의 저레벨 범위 T_X에서조차 관계식 J₁＜ J₂를 달성하며, 여기서 J₁≥J₂는 반면에 제21도에 있는 점선으로 표시된 바와 같이 예상되기도 한다.

제22도는 제5실시예의 변형으로서, 다수의 부가 인덕터(81G₁내지 81Gn)가 각각의 부가 인덕터(81G₁내지 81Gn)를 가로질러 연결된 대응하는 수만큼의 바이패스 스위치(82G₁내지 82Gn)와 함께 제1인덕터(31G)에 직렬 연결되어 있는 것을 제외하고 제21도의 제5실시예와 동일하다. 또한, 대응하는 수만큼의 검출기(70G₁내지 71Gn)의 비반전 입력단에서 각각의 DC 공급 장치(83G₁내지 83Gn)로부터 차이나는 기준 전압을 수신하도록 대응하는 수만큼의 검출기(70G₁내지 71Gn)이 공급된다. 저항기(68G 및 69G)의 같은 분압기는 맥동 DC 전압으로 표시하는 분압을 공동으로 검출기(70G₁내지 71Gn)의 반전 입력단에 공급하여, 정류기(22G)로부터의 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 검출기(70G₁내지 70Gn)는 바이패스 스위치(82G₁내지 82Gn)를 순서대로 폐쇄하도록 응답함으로써, 계단식으로 직류 교류 변환기 회로의 인덕턴스를 낮추어 그 직류 교류 변환기의 회로의 인덕턴스를 통해서 흐르는 전류를 증가시킨다. 이 결과로, 입력 DC 전압의 광역에 걸쳐서 매우 정밀한 제어가 이루어질 수 있으므로, AC 전원(21C)로부터의 입력 전류의 하모닉스와 무관한 매우 개선된 전압 인자에 관하여 상기 관계식 J₁＜ J₂를 달성할 수 있다.

제6실시예＜ 제23도＞

제23도는 본 발명의 제6실시예에 따른 전원 공급 장치로서, 정류기(22H)로부터의 맥동 DC 전압에 의존하는 직류 교류 변환기 회로의 인덕턴스를 변화시키도록 상이한 구성으로 된 전류 보상기를 공개하는 것만 제외하고 제6실시예와 유사하다. 같은 엘레멘트는 첨자 "H"가 달린 같은 수자로 명기되어 있다. 이 실시예에서, 타이밍 캐패시터(47K)가 고정된 DC 공급 장치에 의해 일정한 시간 주기 동안 실제로 일정한 레벨로 유지된 문턱 전압 V_TH까지 충전됨에 따라, 플립플롭(41H)은 일정한 ON-주기로 MOSFET(32H)를 턴 온 및 턴 오프하도록 제어한다. 보상기는 저항기(68H 및 69H)의 분압기가 맥동 DC 전압으로 나타나는 분압을 제공하는 제1인덕터(31H) 및 MOSFET(32H)로 된 한쌍과 병렬로 정류기(22H)를 가로질러 연결된 부가 인덕터(81H) 및 MOSFET(86)로 된 직렬쌍과, 맥동 DC 전압이 소정의 전압보다 낮게 되는 것을 표시하는 바와 같이 분압이 기준 전압 이하로 감소하는 경우 그 분압을 DC 공급 장치(83H)로부터의 기준 전압과 비교하여 트리거 신호를 발생시키는 검출기(70H)를 포함한다. 제어 장치(40H)의 플립플롭(41H)은 셀렉터(87)를 통해서 제1 및 부가 MOSFET(32H 및 36H)의 게이트에 연결된 출력 Q를 구비하여 선택적으로 여러 MOSFET 중 한 MOSFET가 턴 온 및 턴 오프할 수 있게 한다. 셀렉터(87)로의 트리거 신호가 없을때, 부가 MOSFET(86)는 플립플롭(41H)에 의해서 턴 온 및 턴 오프될 수 있으므로, 상응하는 레벨의 전류가 흐르는 동안 제1 및 부가 인덕터(31H 및 81H)는 협동하여 에너지를 저장 및 방출시킨다. 반면에, 맥동 DC 전압이 임계 레벨보다 낮게 되는 것에 응답하여 트리거 신호가 제공되는 경우, 제1MOSFET(31H)만이 제1인덕터(31H) 단독으로 에너지를 저장 및 방출하게 할 수 있음으로써, 인덕터(31H)를 통해 흐르는 전류를 증가시킨다. 따라서, 본 실시예에서도, 인덕터에 관한 인덕턴스를 적당히 선택함으로써 맥동 DC 전압의 전 범위에 걸쳐서 상기 관계식 J₁＜ J₂를 달성할 수 있다.

제24도는 제6실시예의 변형으로서, 부가 인덕터(81J₁내지 81Jn)및 MOSFE(86J₁내지 86Jn)으로 된 복수의 직렬 조합이 제1인덕터(31J) 및 MOSFET(32J)로 된 직렬 조합과 병렬 관계로 정류기 (22J)를 가로질러 연결되어 있는 각 세트와 함께 회로안에 포함되어 있는 것을 제외하고 제6실시예와 동일하다. 셀렉터(87J)는 제1 및 부가 MOSFET의 게이트와 플립플롭(41J)의 출력단 Q 사이에 배치되어 플립플롭(41J)에 의해서 제어된 방식으로 선택적으로 여러 MOSFET 중 한 MOSFET가 턴 온 및 턴 오프할 수 있다. 저항기(68J 및 69J)의 같은 분압기는 정류기(22J)로부터 맥동 DC 전압을 표시하는 분압을 제공하도록 공급된다. 검출기(70J)는 그 분압을 복수의 내부 기준 레벨과 비교하여 여러 MOSFET 중 한 MOSFET를 선택적으로 이네이블하도록 그 분압의 레벨에 상응하는 트리거 신호를 공급하므로, 맥동 DC 전압이 감소함에 따라 에너지를 저장 및 방출할 의무가 있는 많은 인덕터가 감소함으로써 계단식으로 직류 교류 변환기 회로를 통해 전류를 증가시킨다. 따라서, 제22도의 회로에서 이루어지는 바와 같이, 입력 DC 전압의 광역에 걸쳐서 매우 정밀한 제어가 이루어질 수 있어서 AC 전원(21C)으로부터의 입력 전류의 하모닉스 없이 매우 개선된 전원 인자에 관하여 상기 관계식 J₁＜ J₂를 달성할 수 있다.

제7실시예＜제25도＞

제25도는 본 발명의 제7실시예에 따른 전원 공급 장치를 도시하는 것으로써, 전류 보상기가 정류기(22K)로부터의 맥동 DC 전압에 의존하여 인덕터(31K)의 인덕턴스 또는 전류를 변화시키도록 공급되는 것을 제외하고 제1실시예와 유사하다. 같은 엘레멘트는 첨자 "K"를 갖는 같은 숫자로 명기되어 있다.

이 실시예에서, 타이밍 캐패시터(47K)가 고정된 DC 공급 장치(45K)에 의해 일정한 시간 주기 동안 실제로 일정한 레벨로 유지된 문턱 전압 V_TH까지 충전됨에 따라서, 플립플롭(41K)은 일정한 ON-주기로 MOSFET(32K)를 턴 온 및 턴 오프하도록 제어한다. 본 실시예에서 이용된 인덕터(31H)는 포화성 인덕터로서, 제26도에 도시된 바와 같이, DC 전류의 I₁에서 I₂까지의 광역에 걸쳐서 그곳에 접속된 제2와인딩(91)을 통해서 흐르는 DC 전류에서의 증가를 갖는 일반적 선형 관계로 인덕턴스를 증가시키는 특징을 나타낸다. 제2와인딩(91)은 고정된 DC 공급 장치(92), 가변 저항기(93) 및 스위치(94)에 연결되어 그 스위치(94)에 의해 개방 및 폐쇄되는 회로 루프를 형성한다. 저항기(68K 및 69K)의 같은 분압기는 맥동 DC 전압을 표시하는 분압을 검출기(70K)에 공급하고, 그 검출기(70K)는 맥동 DC 전압이 임계 레벨보다 낮게될때 스위치(94)를 폐쇄하도록 응답함으로써 제2와인딩(91)을 통해 전류를 흘려 인덕터(31K)의 인덕턴스를 감소시키고, 따라서 인덕터(31K)를 흐르는 전류를 증가시킨다. 이 장치에서는, 제21도에 도시된 바와 같은 방식으로, 인덕터(31K)를 통해 흐르는 전류량을 증가시킬 수 있으므로, 맥동 DC 전압의 저레벨 범위에서 조차 관계식 J₁＜ J₂를 달성할 수 있고, 여기서 J₁≥J₂는 또한 제21도에서 점선으로 표시되는 바와 같이 예상되기도 한다. 제25도에는 도시되어 있지 않지만, 맥동 DC 전압의 상이한 레벨에 의존하여 인덕터(31K)의 인덕턴스를 변화하도록 선택적으로 에너지화되는 하나 또는 그 이상의 부가적인 제2와인딩을 이용함으로써 매우 정밀한 제어가 이루어질 수 있다.

제8실시예＜제27도,제28A도 및 제28B도＞

제27도는 본 발명의 제8실시예에 따른 전원 공급 장치로서, 전류 보상기가 제2와인딩(91L)을 통해 흐르는 DC 전류를 연속적으로 변화하도록 동작하여 제26도에 도시된 특징을 이용함으로써 인덕터(31L)의 인덕턴스를 연속으로 변화시키는 것을 제외하고는 제25도의 제7실시예와 유사하다. 이를 위하여, 제2와인딩(91L)은 DC 공급 장치(92L)와 양극성 트랜지스터(101)에 연결되어, 저항기(102) 및 제2와인딩(91L)을 통해서 DC 공급 장치(92L)의 양성 단자에 연결된 트랜지스터(101)의 콜렉터와, 저항기(103)를 통해서 DC 공급 장치(92L)의 부성 단자에 연결된 트랜지스터(101)의 에미터로 폐루프를 형성한다. 트랜지스터(101)의 베이스는 저항기(104)를 통해 다른 DC 공급 장치(105)에 연결되어 그로부터의 바이어스를 수신한다. 트랜지스터(101)의 에미터는 저항기(106)를 통해서 정류기(22L)에 연결되어 제28A도에 도시된 바와 같이 맥동 전압으로 동시 발생되는 에미터 전압을 구비하므로, 트랜지스터(101)는 제28B도에 도시된 바와 같이 DC 전류와 맥동 전류의 차인 베이스 전류를 수신한다. 이로써, 맥동 DC 전압이 증가함에 따라서, 트랜지스터(101)는 제2와인딩(91L)을 통해서 흐르는 전류를 증가하도록 제어하고, 차례로 인덕터(31L)의 인덕턴스를 감소시키며, 따라서 인덕터(31L)를 통해서 흐르는 전류를 증가시킨다. 이 결과로, 정밀한 제어가 가능하게 되어, 전원 인자를 개선하도록, 맥동 DC 전압의 전 범위에 걸쳐서 MOSFET(32L)의 ON-주기동안 일관성있게 상기 관계식 J₁＜ J₂를 달성할 수 있다.

제9실시예＜제29도,제30도,제31A 도 및 제31B도＞

제29도는 본 발명의 제9실시예에 따른 전원 공급 장치로서, 제어 장치(40M)가 인덕터(31M)를 통해 흐르는 전류의 감소에 응답하여 플립플롭(41M)이 MOSFET(32M)를 턴온하는 타이밍을 변화하도록 동작하는 것을 제외하고 제1실시예와 유사하다. 같은 엘레멘트는 첨자 "M"이 달린 같은 숫자로 명기되어 있다. 이 실시예에서, 타이밍 캐패시터(47M)가 고정된 DC 공급 장치(45M)에 의해 일정한 시간동안 실제로 일정한 레벨로 유지된 문턱 전압 V_TH까지 충전됨에 따라서, 플립플롭(41M)은 일정한 ON-주기로 MOSFET(32M)를 턴온 및 턴오프하도록 제어한다. 제어 장치(40M)는 비교기의 방식으로 전류 감지기(42M)를 포함하고, 이 전류 감지기(42M)는, 인덕터(31M)를 통해 흐르는 전류를 표시하는 바와같이, 자신의 반전 입력단에서 전류 감지용 저항기(35M)를 가로질러 발전된 전압을 수신한다. 비교기(42M)는 자신의 비반전 입력단에서 저항기(111)를 통한 DC 공급 장치(45M)로부터 고정된 전압 및, 저항기(112), 트랜지스터(113 및 114)로 이루어진 전류 거울에 연결된다.

이 전류 거울은 회로에 연결되어 정류기(22M)로부터의 맥동 DC 전압에 상응하는 파형의 전류 IC를 흘린다. 비교기(42M)가 제30B도에 도시된 바와같이, 맥동 DC 전압이 증가할시에 증가하는 임계 전압 V_Z을 갖도록, 트랜지스터(114)는 전류가 DC 공급 장치(45M)로부터 공급된 비교기(42M)의 비반전 입력에 접속된 콜렉터를 갖는다. 그러므로, 제31A도에 도시된 바와같이, 인덕터(31M)로부터 방출된 전류가 다소 저 경사로 감소되는 특정 레벨 보다 맥동 DC 전압이 더 높은 경우보다, 인덕터(31M)로부터 방출된 전류가 제31B도에 도시된 바와같이 고 경사로 감소하는 레벨 보다 맥동 DC 전압이 더 낮은 경우에, 비교기(42M)가 더 낮은 임계 전압 V_Z을 갖는다. 전류가 임계 전압 V_Z이하로 감소하는 것이 감지되면, 비교기(42M)는 MOSFET(32M)를 턴온시키기 위해 플립플롭(41M)의 셋트 입력 S에 스타트 신호를 발하여 응답한다. 전류가 임계 전압 V_Z으로 감소하는 순간에서 MOSFET(32M)가 실제로 턴온되는 순간까지 상기 회로에 대한 고유의 응답 지연 t_S을 고려하여, 맥동 DC 전압의 주요 원인으로, 제31B도에 도시된 바와같이, 인덕터로부터의 에너지가 실제로 완전히 방출된 후에 부극성 방향으로 전류가 흐르면 MOSFET(32M)가 턴온되도록, 임계 전압 V_Z이 선택된다. 맥동 DC 전압이 증가할시에 임계 전압 V_Z이 더 낮기 때문에, 맥동 DC 전압의 전체 범위에 걸쳐 부극성 방향으로 전류가 흐르는 타이밍에 MOSFET(32M)가 항상 턴온된다. 맥동 DC 전압이 최소인 상태를 설명하는 제31B도로부터 명백한 바와같이, 임계 전압 V_Z은 일정한 응답 지연 t₃에 대하여 MOSFET(32M)을 여전히 턴온시키는 가속 시간 t₁에 상승되며, 따라서 일정한 ON-시간 기간 T₁내에 정극성 방향으로 흐르는 전류의 양이 증가하는 동안 부극성 방향으로 인덕터(31M)를 통하여 흐르는 전류의 양이 증가되어, 제31A도에 도시되어진 바와같이 맥동 DC 전압이 피크인 시기와 동일한 시기에 MOSFET(32M)가 턴온되어지면, 제31B도에 점선으로 도시된 바와같이, J₁≥J₂관계가 다른 결과인 낮아진 맥동 DC 전압에서 조차도 상기 관계 J₁＜ J₂를 설정한다.

제10실시예＜제32,33,34A 및 34B도＞

인덕터(31N)를 통해 흐르는 전류가 제로로 감소한 것을 전류 감지기(42N)가 검출한 순간에서 변화한 순간에 MOSFET(32N)를 턴온시키기 위한 타이머가 포함된 것을 제외하곤, 제32도는 제9실시예와 유사한 본 발명의 제10실시예에 따른 전원 공급 장치를 설명한다. 동일 요소는 "N"의 첨가 문자를 가진 동일한 숫자로 표시된다. 전류 감지기(42N)는 DC 공급 장치(121)로부터 고정된 기준 전압을 가지며 인덕터(31N)를 통해 흐르는 전류가 제로로 감소하는 것을 표시하는 바와같은 기준 전압으로 전류 감지기(35N)로부터의 전압이 감소할시에 고레벨 출력을 발생한다. 타이머는 저항기(132)를 통해 감지기(42N)의 출력에 의해 충전되도록 접속된 캐패시터 및, 저항기(112N), 트랜지스터(113N 및114N)로 구성된 동일한 전류 거울을 포함한다. 상기 전류 거울은 회로에 접속되어 정류기(22N)로부터의 맥동 DC 전압에 상응하는 파형의 전류 IC를 흘린다. 트랜지스터(114N)는 캐패시터(131)와 저항기(132)간의 접속에 접속된 콜렉터를 가져, 맥동 DC 전압이 감소할시에, 전류 IC가 보다 적은 크기로 유도된다. 따라서, 제33도에 도시된 바와같이, 맥동 DC 전압이 높을시에, 오랜 기간 t_H에 걸쳐 셋트 입력 S의 임계 레벨에 도달하기까지 점진적으로 증가하는 출력 Va를 수신하며, 맥동 DC 전압이 낮은 동안에, 출력 Vb은 짧은 기간 t_L내에 셋트 입력 S의 임계 레벨에 도달하기까지 신속히 증가한다. 상기는 맥동 DC 전압이 감소할시에 스타트 신호가 MOSFET(32N)의 턴온을 가속하기 전에 플립플롭(41N)에 제공된다. 그러므로, 제34A 및 제34B도에 도시된 바와같이, DC 전압이 저레벨 범위에 있을때 조차도, 제34B도에 실선으로 도시된 바와같이, 부극성 방향으로 흐르는 전류의 량 J₁을 최소화하고 상기 관계 J₁＜ J₂를 설정하도록 정극성 방향으로 흐르는 전류의 량 J₂을 증가시키게 만들 수 있도록 맥동 DC 전압이 고레벨 범위(34A도) 보다는 저레벨 범위(제34B도)에 있을시에 응답 지연 T_D이 짧아질 수 있다. 그렇지 않고, 또는 MOSFET와, 고레벨 범위에 맥동 DC 전압이 존재하게 되는 상태에서와 같이 유도자(31N)를 통해 흐르는 전류가 제로에 도달하게 되는 순간으로부터 T_D만큼 지연되어 턴온될 경우, 제34B도에서 점선으로 표시된 바와같이 관계 J₁≥J₂가 성립될 것이다.

이 방식으로, 전원 공급 장치의 파워 계수를 개선시키기 위해 입력 전류안의 불필요한 동조파를 제거하도록 관계 J₁＜ J₂가 맥동 DC 전압의 전체 범위에 걸쳐 설정된다.

제35도는 단지 유도자(31P)를 통해 흐르는 전류가 전류 감지 레지스터를 사용하지 않고 상기 유도자(31P)에 연결된 이차 권선(141)을 사용하므로써 전류 검지기(42P)에서 감지된다. 즉, 상기 이차 권선(141)은 유도자(31P)를 통해 흐르는 전류에 비례하여 전류를 유도하고, 그에 따라 유도자(31P)를 통해 흐르는 전류를 나타내는 것과 같은 대응 전압을 레지스터(142) 및 다이오드(143)를 통해 전류 감지기(42P)에 제공한다. 다른 회로 구성 및 동작은 제10실시예와 일치한다. 이때, 이차 권선(141)을 사용하는 전류 감지 방식이 하나 또는 그 이상의 실시예 및 응용 가능한 변형에서 동일하게 사용될 수 있음을 주목해야 한다.

Claims

AC 전력원과 ; 상기 AC 전력원에 결합되어, 상기 AC 전력원으로부터 정류된 맥동 DC 전압을 제공하기 위한 전파 정류기와 ; 턴온되어지는 스위칭 소자에 응답하여 상기 정류기로부터 에너지를 저장하고, 전류가 인덕터를 통하여 정극성 방향으로 흐르므로 턴 오프되어지는 상기 스위칭 소자에 응답하여 상기 에너지를 방출하며, 상기 전류가 상기 인덕터를 통하여 상기 정극성 방향에 역인 부극성 방향으로 흐르게 하는 발진 회로를 형성하기 위해 직류 교류 변환기에 본래 제공된 기생 캐패시턴스와 협동하는 상기 인덕터가 상기 정류기 양단에 직렬로 접속되며, 부하를 구동시키는 평탄화된 DC 전압을 발생시키기 위해 평탄화 캐패시터 양단에 차단 다이오드를 통해 인가되는 주기적으로 인터럽트된 전압을 제공하기 위해 턴온 및 오프되어지는 상기 스위칭 소자를 포함하는 직류 교류 변환기와 ; 상기 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류를 감지하고 상기 전류를 특정 레벨로 감소시키므로 스타트 신호를 발하는 전류 감지 수단과 ; 상기 스타트 신호에 응답하여, 상기 전류가 상기 부극성 방향으로 흐르는 타이밍에 상기 스위칭 소자를 턴온시키고 선정된 ON-기간후에 상기 인덕터로부터 상기 전류를 방출하기 위해 상기 스위칭 소자를 턴오프시켜, 상기 전류가 첫째로 부극성 방향으로 흐르게 하고 그후에 상기 ON-기간 동안 상기 인덕터를 통해 상기 전류를 정극성 방향으로 흐르게 하는 제어기를 포함하는 전원 공급 장치에 있어서, 상기 인덕터를 통해 상기 부극성 방향으로 연속해서 흐르는 제1기간에 발생하는 전류의 합이 상기 인덕터를 통해 정극성 방향으로 연속해서 흐르는 상기 제1주기에 인접한 제2주기에 발생하는 전류의 합보다 항상 더 적은 관계를 설정하는 입력 전류파 형성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은, 상기 스위칭 소자의 각각의 상기 ON-기간 동안, 상기 스위칭 소자의 턴온 직후에 발생하는 부극성 방향으로 상기 인덕터를 통해 연속해서 흐르는 전류의 합이 그 직후에 발생하는 정극성 방향으로 상기 인덕터를 통해 연속해서 흐르는 전류의 합보다 항상 더 작은 관계를 설정하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은 상기 정류기로부터의 상기 맥동 DC 전압의 레벨이 낮아지게 될시에, 상기 ON-기간이 더 커지는 방식으로 상기 스위칭 소자를 작동시키는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제3항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은 상기 전파 정류기에 접속되어 상기 맥동 DC 전압의 가변 레벨에 따라 상이한 비율로 상기 정류기로부터의 상기 맥동 DC 전압에 의해 충전되어지는 타이밍 캐패시터와 ; 상기 맥동 DC 전압의 레벨이 낮아질시에 나중에 엔드 신호가 발하여지도록 상기 캐패시터의 전압이 상기 임계 전압에 도달하면, 상기 타이밍 캐패시터 양단에 발생된 전압을 상기 엔드 신호를 발하기 위한 임계 전압과 비교하는 비교기와 ; 상기 엔드 신호에 응답하여 상기 스위칭 소자를 턴 오프시켜, 상기 맥동 DC 전압의 레벨이 감소할시에 상기 ON-기간을 연장시키는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제3항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은 보조 DC 전압원에 접속되어 실제로 일정한 비율로 충전되어질 타이밍 캐패시터와 ; 상기 맥동 DC 전압에 역비례로 가변하는 임계 전압을 제공하기 위해 상기 맥동 DC 전압을 모니터하는 전압 모니터와 ; 상기 맥동 DC 전압의 레벨이 낮아질시에 나중에 상기 엔드 신호가 발하여지도록 상기 캐패시터의 전압이 상기 임계 전압에 도달하면, 상기 타이밍 캐패시터 양단에 발생된 전압을 상기 엔드 신호를 발하기 위한 상기 가변 임계 전압과 비교하는 비교기와 ; 상기 엔드 신호에 응답하여 상기 스위칭 소자를 턴 오프시켜, 상기 맥동 DC 전압의 레벨이 감소할시에, 상기 ON-기간을 연장시키는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은 상기 제1인덕터와 직렬로 접속된 적어도 하나의 부가적 인덕터와 ; 상기 부가적 인덕터 양단에 접속된 분로 스위치와 ; 상기 전파 정류기에 접속되어 상기 맥동 DC 전압을 표시하는 모니터된 전압을 제공하는 전압 모니터와 ; 상기 모니터된 전압이 상기 기준 전압까지 감소할시에, 상기 부가적 인덕터를 분리시키기 위해 상기 분로 스위치를 접속시켜 상기 직류 교류 변환기의 인덕턴스를 낮추고 그에 따라 상기 스위칭 소자의 ON-기간 동안 상기 제1인덕터를 통해 정극성 방향으로 흐르는 전류를 증가시키는 분로 신호를 발생키 위해 상기 모니터된 전압을 선정된 기준 전압과 비교하는 비교기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제6항에 있어서, 다수의 상기 부가적 인덕터가 상기 부가적 인덕터 양단에 각기 결합된 상기 인덕터 숫자에 상응하는 숫자의 분로 스위치를 가진 상기 제1인덕터와 직렬로 접속되며 ; 상기 비교기 수단은 다수의 상이한 레벨의 기준 전압을 가져, 상기 모니터된 전압이 상기 기준 전압까지 감소하면 각각의 상기 분로 신호가 상응하는 하나의 상기 분로 스위치를 접속시켜, 상기 맥동 DC 전압이 감소할시에 점차적으로 상기 직류 교류 변환기의 인덕턴스를 감소시키는 상응하는 숫자의 상기 분로 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은 상기 제1인덕터와 직렬로 접속된 적어도 하나의 부가적 인덕터와 ; 상기 전파 전류기 양단의 상기 제1스위칭 소자와 병렬인 상기 부가적 인덕터와 직렬로 접속된 부가적 스위칭 소자와 ; 상기 전파 정류기에 접속되어 상기 맥동 DC 전압을 표시하는 모니터된 전압을 제공하는 전압 모니터와 ; 상기 제1 및 부가적 스위칭 소자중 한 소자에 선택적으로 접속된 선택기와 ; 상기 제1 및 부가적 인덕터가 에너지를 저장할 수 있게 만들어져 상기 직류 교류 변환기의 인덕턴스를 감소시키고 그에 따라 상기 모니터된 전압이 감소할시에 상기 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류를 증가시키는 방식으로 상기 모니터된 전압의 레벨에 따라 상기 제1 및 부가적 스위칭 소자중 한 소자를 상기 선택기가 선택할 수 있게 하는 선택기 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제8항에 있어서, 다수의 상기 부가적 인덕터는 상기 제1스위칭 소자와 병렬인 각각의 하나의 상기 부가적 인덕터와 각각 접속된 상기 인덕터 숫자에 상응하는 숫자의 부가적 스위칭 소자를 가진 상기 제1인덕터와 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은 상기 전파 정류기에 접속되어 상기 맥동 DC 전압을 표시하는 모니터된 전압을 제공하는 전압 모니터와 ; 상기 모니터된 전압이 감소할시에 상기 스위칭 소자의 ON-기간 동안 상기 정극성 방향으로 흐르는 전류를 증가시키는 방식으로 상기 인덕터의 인덕턴스를 가변시키는 조정기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제10항에 있어서, 상기 인덕터는 보조 DC 전압원과, 저항기 및, 선정된 레벨까지 감소한 상기 모니터된 전압에 응답하여 상기 인덕터의 인덕턴스를 낮추기 위해 2차 권선을 통해 전류를 흐르게 하고 또한, 상기 보조 DC 전압원으로부터 상기 2차 권선을 분리시키기 위해 개방되는 스위치의 직렬 회로 루프에 접속되어진 상기 2차 권선과 자기적으로 결합된 포화 가능 인덕터인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제10항에 있어서, 상기 인덕터는 상기 모니터된 전압이 낮아질시에 연속해서 증가하는 방식으로 상기 2차 권선을 통해 상기 보조 DC 전압원에서부터 전류가 흐르게 하여, 상기 스위칭 소자의 ON-기간 동안 상기 정극성 방향으로 상기 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류를 증가시키기 위해 상기 인덕터의 인덕턴스를 낮추게, 보조 DC 전압원과, 저항기 및 상기 전파 정류기의 상기 모니터된 전압을 자신의 에미터에서 수신토록 접속된 바이폴라 트랜지스터와 직렬로 접속되어진 2차 권선과 자기적으로 결합된 포화 가능 인덕터인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은 상기 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류를 표시하는 모니터된 전압을 제공하는 전류 모니터와 ; 상기 전파 정류기로부터의 상기 맥동 DC 전압을 표시하고 상기 맥동 DC 전압이 감소할시에 증가하는 가변 기준 전압을 제공하는 전압 모니터 및 ; 상기 기준 전압까지 감소한 상기 모니터된 전압에 의하여 상기 스타트 신호를 발하기 위해 상기 모니터된 전압을 상기 가변 기준 전압과 비교하는 비교기를 포함하여, 상기 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류가 상기 맥동 DC 전압의 가변 레벨을 무시하고 제로까지 감소한 직후의 타이밍에 상기 스위칭 소자가 턴온되는 방식으로 상기 맥동 DC 전압이 감소할시에, 상기 제어기는 상기 스타트 신호에 응답하여 조기에 상기 스위칭 소자를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력 전류파 형성 수단은 상기 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류를 표시하는 모니터된 전압을 제공하는 전류 모니터와 ; 상기 전파 정류기로부터 상기 맥동 DC 전압을 표시하는 가변 제1전압을 제공하는 전압 모니터와 ; 상기 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류가 실제로 제로 레벨까지 감소할시에 상기 스타트 신호를 발하기 위해, 상기 모니터된 전압을 선정된 레벨과 비교하는 비교기 및 ; 상기 비교기로부터 상기 스타트 신호를 수신하고 상기 맥동 DC 전압이 증가할시에 상기 제어기가 조기에 상기 스위칭 소자를 턴온시키도록 상기 제1전압이 증가할시에, 지속 기간이 감소하는 지연을 가진 상기 제어기로 전송시키는 타이밍 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 인덕터를 통해 흐르는 상기 전류를 표현할시에, 상기 비교기에 제공되어진 감소된 전압을 발생시키기 위해 상기 인덕터에 접속된 2차 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.