KR20050107124A

KR20050107124A - 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형제어 칩을 사용하는 회로

Info

Publication number: KR20050107124A
Application number: KR1020040032325A
Authority: KR
Inventors: 춘-공 찬; 젱-샹 왕
Original assignee: 리엔 창 일렉트로닉
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2005-11-11
Also published as: KR100579212B1

Abstract

하프 브릿지형 인버터 회로(half bridge-type inverter circuit)를 구동하기 위해 푸시/풀형(push/pull-type) 제어 칩을 사용하는 회로는 구동 회로를 종래 기술의 하프 브릿지형 인버터 회로에 접속하며, 2개의 출력 단자를 갖는 푸시/풀형 제어 칩, 2개의 입력 단자와 2개의 출력 단자를 갖는 구동 회로, 및 2개의 전자 스위치를 갖는 하프 브릿지형 스위치 조립체를 구비한다. 구동 회로의 2개의 입력 단자는 푸시/풀형 제어 칩의 2개의 출력 단자에 접속되며, 푸시/풀형 제어 칩에 의해 제어된다. 하프 브릿지형 스위치 조립체의 2개의 전자 스위치 각각은 제어 단자를 가지며, 제어 단자는 구동 회로의 2개의 출력 단자중 하나에 접속되며, 직류 전원(DC power source)을 변압기의 1차측에 보내진 교류 전원(AC power source)으로 전환하는 구동 회로에 의해 구동된다.

Description

하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로{CIRCUIT MAKING USE OF PUSH/PULL-TYPE CONTROL CHIP TO DRIVE HALF BRIDGE-TYPE INVERTER CIRCUIT}

본 발명은 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로, 더욱 자세하게는, 하프 브릿지형 인버터 회로를 제어하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용할 수 있는 인버터 회로에 관한 것이다.

TFT LCD 패널의 백라이트 소스(source)용 전원 공급 장치(power supply)는 에너지 전환을 이루어 냉음극 형광램프(CCFL)를 켜기 위해(turn on) 인버터 회로를 사용한다. 종래 기술의 인버터 회로는 상이한 회로 포폴로지(topology)에 따라 하프 브릿지형(half bridge-type), 풀 브릿지형(full bridge-type), 및 푸시/풀형(push/pull-type)으로 나뉘어질 수 있다. 인버터 회로는 직류 전원(DC power)을 교류 전원(AC power)으로 전환하는 회로이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 변압기(T1)는 회로를 1차측(101)의 프론트 엔드 회로(front-end circuit)와 2차측(102)의 리어 엔드 회로(rear-end circuit)로 나눈다. 1차측(101)의 프론트 엔드 회로는 직류 전원(DC voltage source)(Vcc), 제1 스위치(Q1), 및 제2 스위치(Q2)를 구비한다. 2차측(102)의 리어 엔드 회로는 적어도 하나의 커패시터(capacitor)(C1, C2, C3), 부하 및 적어도 하나의 다이오드(D1, D2)를 구비한다. 푸시/풀형 제어 칩(103)은 1차측(101)의 프론트 엔드 회로와 2차측(102)의 리어 엔드 회로 사이에 접속된다. 또한, 도 2에 대해 언급한다. 푸시/풀형 제어 칩(103)은 1차측(101)의 2개의 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 동작을 전환시키기 위해 각각 제1 제어 신호(a)와 제2 제어 신호(b)를 출력한다. 직류 전원(Vcc)은 에너지를 제공하는데 사용되며, 변압기(T1)는 직류 전원(Vcc)의 전압을 상승시켜 부하를 구동하기 위해 리어 엔드 회로(102)로 전환한다(convert). 변압기(T1)의 2차측의 출력 전압 파형(c)은 C점의 전압 파형이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 2차측의 출력 전압 파형(c)은 교류 전압 파형이다.

상기 설명에서, 푸시/풀형 제어 칩(103)은 린피니티(마이크로세미) 코포레이션(Linfinity(Microsemi) Corporation)에 의해 제조된 LX1686, LX1688 또는 LX1691 푸시/풀형 제어 칩, O2마이크로 인터내셔날 리미티드(O2Micro International Limited)에 의해 제조된 O2-9RR 푸시/풀형 제어 칩, 또는 비욘드 이노베이션 테크놀로지(Beyond Innovation Technology)에 의해 제조된 BIT3494 푸시/풀형 제어 칩일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 변압기(T2)는 회로를 1차측(201)의 프론트 엔드 회로와 2차측(202)의 리어 엔드 회로로 나눈다. 1차측(201)의 프론트 엔드 회로는 직류 전원(Vcc), 2개의 전자 스위치(Q1, Q2), 하프 브릿지형 제어 칩(TL494), 2개의 커패시터(C1, C2) 및 절연(isolation) 변압기(Tr)를 구비한다. 2차측(202)의 리어 엔드 회로는 부하를 구비한다. 또한, 도 4에 대해 언급한다. 하프 브릿지 제어 칩(TL494)은 2개의 출력 단자(output terminal)(D1, D2)를 경유하여 제어 신호(D1-D2)를 출력한다. 제어 신호(D1-D2)는 절연 변압기(Tr)를 경유하여 각각 2개의 전자 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 동작을 제어한다. 2개의 전자 스위치(Q1, Q2)는 n-채널 FET 또는 p-채널 FET이다. 2개의 전자 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 동작을 통해, 커패시터(C1, C2)에 저장된 전기 에너지가 교류 전원(ac)을 형성하기 위해 커플링 커패시터(C3)를 경유하여 변압기(T2)의 1차측 단자(T21)에 전달될 수 있다. 커패시터(C1, C2)의 전압은 직류 전압(Vcc)의 절반(Vcc/2)이다. 교류 전원(ac)은 변압기(T2)에 에너지를 제공하는데 사용되며, 변압기는 교류 전원을 올려(boost) 부하를 구동하기 위해 2차측(202)에 전환한다.

상기 설명에서, 사용된 인버터 회로가 하프 브릿지형이라면, 하프 브릿지형 제어 칩이 정상 동작을 위해 일치될 필요가 있고, 사용된 인버터 회로가 푸시/풀형이라면, 푸시/풀형 제어 칩이 정상 동작을 위해 일치될 필요가 있으므로, 실제 사용시 융통성(flexibility)과 공통성(commonality)이 적다. 바꾸어 말하면, 제어 칩들은 공동으로 사용될 수 없고, 함께 구매될 수 없으며, 또는 일치되기 위해서는 더욱 복잡한 회로가 필요하다.

또한, 종래 기술의 하프 브릿지형 인버터 회로에서, 절연 변압기는 2개의 전자 스위치의 스위칭 동작을 제어할 필요가 있다. 하프 브릿지형 제어 칩은 2개의 전자 스위치를 직접 구동할 수 없다. 또한, 종래 기술의 하프 브릿지형 인버터 회로에 사용되는 2개의 전자 스위치 모두는 n-채널 FET 또는 p-채널 FET이다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로를 제공하는 것이다. 회로는 푸시/풀형 제어 칩의 출력 단자와 2개의 전자 스위치로 구성된 하프 브릿지형 스위치 조립체의 제어 단자를 접속하는 구동 회로를 사용한다. 회로는 하프 브릿지형 스위치 조립체의 스위칭 동작을 구동하는 푸시/풀형 제어 칩에 의해 제어된다.

본 발명의 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로에서, 구동 회로는 종래 기술의 하프 브릿지형 인버터 회로의 2개의 전자 스위치와 제어 칩 사이에 접속된다. 제어 칩은 2개의 전자 스위치의 스위칭 동작을 전환시키기 위해 푸시/풀형 제어 칩으로 대체된다.

구동 회로는 제1 가속 다이오드, 제2 저항기, 제2 가속 다이오드, 및 제3 저항기를 구비한다. 제1 가속 다이오드의 네가티브 단자(N)는 푸시/풀형 제어 칩의 출력 단자에 접속되며, 제1 가속 다이오드의 포지티브 단자(P)는 트랜지스터 스위치의 베이스에 접속된다. 제1 가속 다이오드는 트랜지스터 스위치의 컷오프 동작에 속도를 높이기 위해 사용된다. 트랜지스터 스위치의 이미터(emitter)는 기준 단자(reference terminal)에 접속되며, 트랜지스터 스위치의 콜렉터(collector)는 제2 전자 스위치의 제어 단자와, 제1 저항기(resistor)를 경유하여 직류 전원에 접속된다. 제2 저항기는 트랜지스터 스위치의 베이스 전류의 제한을 위해 제1 가속 다이오드와 병렬이다(in shunt with). 제2 가속 다이오드의 네가티브 단자(N)는 푸시/풀형 제어 칩의 타측 출력 단자에 접속되며, 제2 가속 다이오드의 포지티브 단자(P)는 커플링 커패시터를 경유하여 제1 전자 스위치의 제어 단자에 접속된다. 제2 가속 다이오드는 제1 전자 스위치의 도통 동작에 속도를 높이기 위해 사용된다. 제3 저항기는 제1 전자 스위치의 제어 단자의 전류의 제한을 위해 제2 가속 다이오드와 병렬이다.

구동 회로는 제너 다이오드(Zener diode)와 제4 저항기를 더 구비한다. 제너 다이오드의 포지티브 단자(P)는 제1 전자 스위치의 제어 단자에 접속되며, 제너 다이오드의 네가티브 단자는 직류 전원에 접속된다. 제너 다이오드는 제1 전자 스위치를 전소시키는 갑작스런, 매우 큰 스파이크 전압(spike voltage)을 회피하는데 사용된다. 제4 저항기는 제너 전압을 제공하기 위해 제너 다이오드와 병렬이다.

본 발명은 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로를 제공한다. 회로는 2개의 전자 스위치로 구성된 하프 브릿지형 스위치 조립체의 스위칭 동작을 전환시키기 위해 푸시/풀형 제어 칩의 제어 신호를 수신하는데 구동 회로를 사용한다.

본 발명의 회로는 푸시/풀형 제어 칩을 제어에 맞게 하여 종래 기술의 하프 브릿지형 인버터 회로에 구동 회로를 접속하므로, 제어 칩에 의한 제한 없이 실제 사용시 매우 높은 융통성을 갖는다. 또한, 푸시/풀형 인버터 회로와 하프 브릿지형 인버터 회로의 동시적인 제어를 위해서 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 것만이 필요하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로를 제공한다. 회로는 직류 전원을 교류전원(ac)으로 전환하기 위해 변압기(T2)의 1차측에 접속된다. 교류 전원(ac)은 변압기(T2)를 경유하여 부하의 동작을 위해 에너지를 제공한다. 상기 교류 전원(ac)의 피크-피크치(peak-to-peak value)는 직류 전원의 전압(Vcc)이다.

도 5에 대해 다시 언급한다. 본 발명의 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용한 회로는 푸시/풀형 제어 칩(103), 구동 회로(304), 하프 브릿지형 스위치 조립체(302), 및 2개의 커패시터(C2, C3)를 구비한다. 푸시/풀형 제어 칩(103)은 2개의 제어 신호를 출력하기 위해 2개의 출력 단자(A, B)를 구비한다. 구동 회로(304)는 2개의 입력 단자와 2개의 출력 단자를 구비한다. 2개의 입력 단자는 푸시/풀형 제어 칩(103)의 2개의 출력 단자(A, B)에 접속되며, 푸시/풀형 제어 칩(103)에 의해 제어된다. 하프 브릿지형 스위치 조립체(302)는, 각각 제어 단자(G)를 갖는 2개의 전자 스위치(Q1, Q2)로 구성된다. 2개의 제어 단자(G)는 구동 회로(304)의 2개의 출력 단자에 접속되며, 변압기(T2)의 1차측에 보내진 교류 전원으로 직류 전원(Vcc)을 스위칭하기 위해 구동 회로(304)에 의해 각각 구동된다. 전자 스위치(Q1)는 p-채널 FET인 반면, 전자 스위치(Q2)는 n-채널 FET이다.

도 5에 대해 다시 언급한다. 전자 스위치(Q1)의 소스(S)는 직류 전원(Vcc)에 접속된다. 전자 스위치(Q2)의 소스(S)는 기준 단자(reference terminal)(Gnd)에 접속된다. 전자 스위치(Q1, Q2)의 드레인(drain)(D)은 변압기(T2)의 1차측의 한 단자에 접속된다. 변압기(T2)의 1차측의 다른 단자는 커패시터(C3)를 경유하여 기준 단자(Gnd)에, 커패시터(C2)를 경유하여 직류 전원(Vcc)에 접속된다. 전자 스위치(Q1, Q2)의 제어 단자(G)는 구동 회로(304)의 2개의 출력 단자에 각각 접속된다. 상기 2개의 전자 스위치(Q1, Q2)는 하프 브릿지형 스위치 조립체를 형성하기 위해 접속된다. 2개의 전자 스위치(Q1, Q2)는 변압기(T2)의 1차측의 단자(T21)에 교류 전원(ac)을 형성하기 위해 포지티브 하프 사이클(positive half cycle) 또는 네가티브 하프 사이클(negative half cycle)로 구동된다.

도 5에 대해 다시 언급한다. 구동 회로(304)는 2개의 전자 스위치(Q1, Q2)를 구동하는데 사용된다. 구동 회로(304)는 제1 가속 다이오드(D1), 제2 저항기(R2), 제2 가속 다이오드(D2), 및 제3 저항기(R3)를 구비한다. 제1 가속 다이오드(D1)의 네가티브 단자(N)는 푸시/풀형 제어 칩(103)의 출력 단자(B)에 접속되며, 제1 가속 다이오드의 포지티브 단자(P)는 트랜지스터 스위치(Q3)의 베이스에 접속된다. 트랜지스터 스위치(Q3)의 이미터(emitter)는 기준 단자에 접속되며, 트랜지스터 스위치의 콜렉터(collector)는 전자 스위치(Q2)의 제어 단자(G)와 제1 저항기(R1)를 경유하여 직류 전원에 접속된다. 제2 저항기(R2)는 제1 가속 다이오드(D1)와 병렬이다. 제2 가속 다이오드(D2)의 네가티브 단자(N)는 푸시/풀형 제어 칩(103)의 출력 단자(A)에 접속되며, 제2 가속 다이오드의 포지티브 단자(P)는 커플링 커패시터(C1)를 경유하여 전자 스위치(Q1)의 제어 단자(G)에 접속된다. 제3 저항기(R3)는 제2 가속 다이오드(D2)와 병렬이다.

구동 회로는 제너 다이오드(Zener diode)(D3)와 제4 저항기(R4)를 더 구비한다. 제너 다이오드(D3)의 포지티브 단자(P)는 전자 스위치(Q1)의 제어 단자(G)에 접속되며, 제너 다이오드의 네가티브 단자(N)는 직류 전원(Vcc)에 접속된다. 제4 저항기는 제너 다이오드(D3)와 병렬이다.

도 5 뿐만 아니라 도 6에 대해 언급한다. 푸시/풀형 제어 칩(103)의 출력 단자(A)는 제1 제어 신호(a)를 출력하며, 푸시/풀형 제어 칩의 출력 단자(B)는 제2 제어 신호(b)를 출력한다. 제1 제어 신호(a)와 제2 제어 신호(b)는 비욘드 이노베이션 테크놀로지(Beyond Innovation Technology)에 의해 제조된 BIT3015형 칩의 POUT1과 POUT2의 클럭(clock)과 같이 50% 더 큰 듀티 사이클(duty cycle)을 갖는다. 변압기(T2)의 1차측의 단자(T21)는 직류 전원의 피크-피크치(Vcc)와 함께 교류 전압 파형(ac)을 얻을 수 있다.

도 5 뿐만 아니라 도 6에 대해 언급한다. t1으로부터 t2까지의 시간에서, 제1 제어 신호(a)는 하이 레벨(high level)인 반면, 제2 제어 신호(b)는 로우 레벨(low level)이다. 제1 제어 신호(a)는 전자 스위치(Q1)를 턴 오프시키기 위해 제3 저항기(R3)와 커플링 커패시터(C1)를 경유하여 전자 스위치(Q1)의 제어 단자(G)로 보내진다. 제2 제어 신호(b)는 트랜지스터 스위치(Q3)를 턴 오프시키기 위해 제1 가속 다이오드(D1)와 제2 저항기(R2)를 경유하여 트랜지스터 스위치(Q3)의 베이스로 보내지므로, 직류 전원(Vcc)은 전자 스위치(Q2)를 구동하기 위해 제1 트랜지스터(R1)를 경유하여 전자 스위치(Q2)의 제어 단자(G)로 직접 보내질 수 있다. 상기 제1 가속 다이오드(D1)는 트랜지스터 스위치(Q3)의 컷오프(cutoff) 동작과 전자 스위치(Q2)의 도통 동작을 가속시키는데 사용된다. 이 때, 전자 스위치(Q2)가 온(on)되는 반면, 전자 스위치(Q1)는 오프(off)된다. 그러므로, 커패시터(Q3)에 저장된 전기 에너지는 단자(T21)에서 교류 전압 파형의 네가티브 전압(-Vcc/2)을 얻기 위해 변압기(T2)의 1차측으로 보내질 수 있다. 상기 설명에서, 전자 스위치(Q1, Q2)는 네가티브 하프 사이클로 구동된다.

도 5 뿐만 아니라 도 6에 대해 언급한다. t2로부터 t3까지의 시간에서, 제1 제어 신호(a)는 여전히 하이 레벨로 유지되는 반면, 제2 제어 신호(b)는 로우 레벨로부터 하이 레벨로 상승한다. 이에 의해, 트랜지스터 스위치(Q3)의 베이스는 하이 레벨의 제어 신호를 받아 턴 온 된다. 그러므로, 전자 스위치(Q2)의 제어 단자(G)는 전자 스위치(Q2)가 턴 오프 되도록 기준 단자(Gnd)의 로우 레벨 신호를 받아들인다. 제1 제어 신호(a)가 여전히 하이 레벨로 유지되기 때문에, 전자 스위치(Q1)는 여전히 오프이다. 바꿔 말하면, t2로부터 t3까지의 시간에서, 전자 스위치(Q1, Q2) 모두는 오프 되어 있다. 이에 의해, 변압기(T2)의 1차측은 변압기(T2)에 저장된 에너지가 방출될 수 있도록 오픈 회로(open-circuited)로 된다. 이는 에너지 방출 상태이다. 그러므로, 변압기(T2)의 1차측의 단자(T21)는 교류 전압 파형(ac)의 제로(zero) 전압을 받는다.

도 5 뿐만 아니라 도 6에 대해 언급한다. t3으로부터 t4까지의 시간에서, 제1 제어 신호(a)는 하이 레벨로부터 로우 레벨로 떨어지는 반면, 제2 제어 신호(b)는 여전히 하이 레벨로 유지된다. 제1 제어 신호(a)는 전자 스위치(Q1)를 턴 온 시키기 위해 제2 가속 다이오드(D2)와 커플링 커패시터(C1)를 경유하여 전자 스위치(Q1)의 제어 단자(G)에 보내진다. 제2 가속 다이오드(D2)는 전자 스위치(Q1)의 도통 동작을 가속시키는데 사용된다. 제2 제어 신호(b)가 여전히 하이 레벨로 유지되기 때문에, 전자 스위치(Q2)가 여전히 오프되어 있다. 바꿔 말하면, t3으로부터 t4까지의 시간에서, 전자 스위치(Q1)는 온(on)되는 반면, 전자 스위치(Q2)는 오프(off)되므로, 커패시터(C2)에 저장된 전기 에너지가 변압기(T2)의 1차측으로 보내져 단자(T21)에서 교류 전압 파형(ac)의 포지티브 전압(+Vcc/2)이 얻어질 수 있다. 상기 설명에서, 전자 스위치(Q1, Q2)는 포지티브 하프 사이클로 구동된다.

도 5 뿐만 아니라 도 6에 대해 언급한다. t4로부터 t5까지의 시간에서, 제1 제어 신호(a)는 로우 레벨로부터 하이 레벨로 상승하는 반면, 제2 제어 신호(b)는 여전히 하이 레벨로 유지된다. 전자 스위치(Q1, Q2)의 상태는 t2로부터 t3까지의 시간에서의 상태와 동일하다. 그러므로, 변압기(T2)의 1차측은 변압기(T2)에 저장된 에너지가 방출될 수 있도록 오픈 회로(open-circuited)로 된다. 이는 에너지 방출 상태이다. 그러므로, 변압기(T2)의 1차측의 단자(T21)는 교류 전압 파형(ac)의 제로(zero) 전압을 받는다.

도 5에 대해 언급한다. 제너 다이오드(D3)는 전자 스위치(Q1)를 전소시키는 갑작스런, 매우 큰 스파이크 전압(spike voltage)을 회피하는데 사용된다. 제4 저항기(R4)는 제너 전압을 제공하기 위해 제너 다이오드와 병렬이다.

도 5 뿐만 아니라 도 6에 대해 언급한다. t5로부터 t6까지의 시간에서, 본 발명의 하프 브릿지형 인버터 회로와 변압기(T2)의 1차측의 단자(T21)에서 얻어진 전압 파형을 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로의 동작은 t1로부터 t2까지의 시간에서의 회로 동작을 반복한다. 전술한 바와 같이, 얻어진 교류 전원의 피크-피크치는 직류 전원의 전압(Vcc)이다. 또한, 교류 전원은 전압을 올려, 부하를 위한 에너지를 제공하기 위해 변압기(T2)의 2차측에 전환된다.

도 5 뿐만 아니라 도 7에 대해 언급한다. 도 7에 도시된 회로와 도 5에 도시된 회로 사이의 차이점을 하기에 설명한다. 제2 가속 다이오드(D2)의 네가티브 단자(N)를, 푸시/풀형 제어 칩(103)의 출력 단자(A)로부터 출력 단자(B)로 옮겼다. 제2 가속 다이오드(D2)의 포지티브 단자(P)는 전자 스위치(Q2)의 제어 단자(G)로 옮겨졌다. 또한, 제3 저항기(R3)도 제2 가속 다이오드(D2)와 병렬로 되게 옮겨졌다. 제1 가속 다이오드(D1)의 네가티브 단자(N)는 푸시/풀형 제어 칩(103)의 출력 단자(B)로부터 출력 단자(A)로 옮겨졌다. 또한, 제1 가속 다이오드(D1)의 포지티브 단자(P)도 트랜지스터 스위치(Q3)의 베이스에 접속된다. 또한, 트랜지스터 스위치(Q3)의 이미터도 기준 단자에 접속된다. 트랜지스터 스위치(Q3)의 콜렉터는 전자 스위치(Q2)의 제어 단자(G)로부터 커플링 커패시터(C1)와 커플링 커패시터(C1)를 경유하여 전자 스위치(Q1)의 제어 단자(G)로 옮겨졌다. 또한, 트랜지스터 스위치(Q3)의 콜렉터도 제1 저항기(R1)를 경유하여 직류 전원(Vcc)에 접속된다. 도 7에 도시된 다른 구성요소는 도 5에 도시된 것과 동일하다.

도 7 뿐만 아니라 도 8에 대해 언급한다. 푸시/풀형 제어 칩(103)은 린피니티(마이크로세미) 코포레이션(Linfinity(Microsemi) Corporation)에 의해 제조된 LX1686, LX1688 또는 LX1691형 칩, O2마이크로 인터내셔날 리미티드(O2Micro International Limited)에 의해 제조된 O2-9RR형 칩, 또는 비욘드 이노베이션 테크놀로지(Beyond Innovation Technology)에 의해 제조된 BIT3494형 칩이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 푸시/풀형 제어 칩(103)의 출력 단자(A)는 제1 제어 신호(a)를 출력하며, 푸시/풀형 제어 칩의 출력 단자(B)는 제2 제어 신호(b)를 출력한다. 푸시/풀형 제어 칩(103)에 의해 출력된 제1 제어 신호(a)와 제2 제어 신호(b)는 도 6에 도시된 신호들과 상이하다. 제1 제어 신호(a)와 제2 제어 신호(b)는 비욘드 이노베이션 테크놀로지(Beyond Innovation Technology)에 의해 제조된 BIT3015형 칩의 NOUT1과 NOUT2의 클럭(clock)과 같이 50% 더 낮은 듀티 사이클(duty cycle)을 갖는다.

제2 실시예의 회로 동작이 본 발명의 제1 실시예의 회로 동작과 동일하기 때문에, 더 이상 설명하지 않는다. 변압기(T2)의 1차측의 단자(T21)는 직류 전원의 피크-피크치(Vcc)를 갖는 교류 전원의 전압 파형(ac)을 얻을 수 있다. 이후, 교류 전원은 전압을 올려, 부하를 위한 에너지를 제공하기 위해 변압기(T2)의 2차측으로 전환된다.

요약하면, 본 발명은 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로를 제공한다. 회로는 푸시/풀형 제어 칩(103)을 제어에 맞게 하여 종래의 하프 브릿지형 인버터 회로에 구동 회로(304)를 접속하므로, 실제 사용시 매우 높은 융통성을 갖는다. 또한, 푸시/풀형 인버터 회로와 하프 브릿지형 인버터 회로의 동시적인 제어를 위해서 푸시/풀형 제어 칩(103)을 사용하는 것만이 필요하다.

본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 기술되었지만, 본 발명의 상세한 설명으로 제한되는 것이 아님을 알 수 있을 것이다. 다양한 대체 및 변형이 전술한 설명에서 제안될 수 있으며, 당업자에 의해 다른 예가 발생할 수 있다. 그러므로, 이러한 모든 대체 및 변형이 첨부된 클레임에서 정의되는 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 실현되도록 의도된다.

본 발명에 따라, 회로는 푸시/풀형 제어 칩을 제어에 맞게 하여 종래 기술의 하프 브릿지형 인버터 회로에 구동 회로를 접속하므로, 제어 칩에 의한 제한 없이 실제 사용시 매우 높은 융통성을 가지며, 또한, 푸시/풀형 인버터 회로와 하프 브릿지형 인버터 회로의 동시적인 제어를 위해서 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 것만이 필요하다.

도 1은 종래 기술의 푸시/풀형 인버터 회로가 부하를 어떻게 구동하는지를 도시하는 회로도이다.

도 2는 종래 기술의 푸시/풀형 제어 칩에 의해 출력된 제어 신호와 부하 단부의 출력 전압의 파형도이다.

도 3은 종래 기술의 하프 브릿지형 인버터 회로가 부하를 어떻게 구동하는지를 도시하는 회로도이다.

도 4는 종래 기술의 하프 브릿지형 제어 칩에 의해 출력된 제어 신호와 부하 단부의 출력 전압의 파형도이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예의 회로도이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 푸시/풀형 제어 칩의 출력 신호와 교류 전압의 파형도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예의 회로도이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 푸시/풀형 제어 칩의 출력 신호와 교류 전압의 파형도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

103 : 푸시/풀형 제어 칩 302 : 하프 브릿지형 스위치 조립체

304 : 구동 회로 A, B : 출력 단자

a, b : 제어 신호 ac : 교류 전원

C1, C2, C3 : 커패시터 D : 드레인(drain)

D1, D2 : 가속 다이오드 D3 : 제너(Zener) 다이오드

G : 제어 단자 Gnd : 기준 단자

N : 네가티브 단자 P : 포지티브 단자

Q1, Q2, Q3 : 전자 스위치 R1, R2, R3, R4 : 저항기

S : 소스 T2 : 변압기

T21 : 1차측 단자 Vcc : 직류 전원

Claims

하프 브릿지형 인버터 회로(half bridge-type inverter circuit)를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩(push/pull-type control chip)을 사용하는 회로로서, 상기 회로는 직류 전원(DC power source)을 교류 전원(AC power source)으로 전환하는 변압기의 1차측에 연결되며,

상기 회로는,

2개의 출력 단자를 갖는 푸시/풀형 제어 칩,

2개의 입력 단자와 2개의 출력 단자를 갖는 구동 회로, 상기 2개의 입력 단자는 상기 푸시/풀형 제어 칩의 상기 2개의 출력 단자에 접속되며, 상기 푸시/풀형 제어 칩에 의해 제어되고,

제어 단자를 각각 갖는 2개의 전자 스위치로 구성된 하프 브릿지형 스위치 조립체를 구비하며, 상기 제어 단자는 상기 구동 회로의 2개의 출력 단자에 접속되며, 상기 직류 전원을 상기 변압기의 1차측에 보내진 상기 교류 전원으로 전환하는 상기 구동 회로에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 2개의 전자 스위치는 p-채널 FET와 n-채널 FET인 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제2항에 있어서, 상기 p-채널 FET와 n-채널 FET는 포지티브 하프 사이클(positive half cycle) 또는 네가티브 하프 사이클(negative half cycle)로 구동되는 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제2항에 있어서, 상기 p-채널 FET의 소스(source)는 직류 전원에 접속된 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제2항에 있어서, 상기 n-채널 FET의 소스는 기준 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 구동 회로는,

제1 가속 다이오드, 상기 제1 가속 다이오드의 네가티브 단자는 상기 푸시/풀형 제어 칩의 상기 출력 단자의 일측에 접속되며, 상기 제1 가속 다이오드의 포지티브 단자는 트랜지스터 스위치의 베이스에 접속되며, 상기 트랜지스터 스위치의 이미터(emitter)는 기준 단자에 접속되며, 상기 트랜지스터 스위치의 콜렉터(collector)는 상기 전자 스위치의 일측의 상기 제어 단자와, 제1 저항기(resistor)를 경유하여 상기 직류 전원에 접속되며,

상기 제1 가속 다이오드와 병렬인 제2 저항기,

제2 가속 다이오드, 제2 가속 다이오드의 네가티브 단자는 상기 푸시/풀형 제어 칩의 상기 출력 단자의 또다른 일측에 접속되며, 제2 가속 다이오드의 포지티브 단자는 커플링 커패시터를 경유하여 상기 전자 스위치의 또다른 일측의 상기 제어 단자에 접속되며,

상기 제2 가속 다이오드와 병렬로 되는 제3 저항기를 구비하는 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제6항에 있어서, 상기 구동 회로는 제너 다이오드(Zener diode)와 상기 제너 다이오드와 병렬인 제4 저항기를 더 구비하며, 상기 제너 다이오드의 포지티브 단자는 상기 전자 스위치들 중 또다른 스위치의 상기 제어 단자에 접속되며, 상기 제너 다이오드의 네가티브 단자는 상기 직류 전원에 접속되는 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 구동 회로는,

제1 가속 다이오드, 제1 가속 다이오드의 네가티브 단자는 상기 푸시/풀형 제어 칩의 상기 출력 단자의 일측에 접속되며, 제1 가속 다이오드의 포지티브 단자는 트랜지스터 스위치의 베이스에 접속되며, 상기 트랜지스터 스위치의 이미터(emitter)는 기준 단자에 접속되며, 상기 트랜지스터 스위치의 콜렉터(collector)는 커플링 커패시터를 경유하여 상기 전자 스위치의 일측의 상기 제어 단자와, 제1 저항기(resistor)를 경유하여 상기 직류 전원에 접속되며,

상기 제1 가속 다이오드와 병렬인 제2 저항기,

제2 가속 다이오드, 제2 가속 다이오드의 네가티브 단자는 상기 푸시/풀형 제어 칩의 상기 출력 단자의 또다른 일측에 접속되며, 제2 가속 다이오드의 포지티브 단자는 상기 전자 스위치의 또다른 일측의 상기 제어 단자에 접속되며,

상기 제2 가속 다이오드와 병렬인 제3 저항기를 구비하는 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제8항에 있어서, 상기 구동 회로는 제너 다이오드(Zener diode)와 상기 제너 다이오드와 병렬인 제4 저항기를 더 구비하며, 상기 제너 다이오드의 포지티브 단자는 상기 전자 스위치의 또다른 일측의 상기 제어 단자에 접속되며, 상기 제너 다이오드의 네가티브 단자는 상기 직류 전원에 접속되는 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 변압기의 1차측과 상기 하프 브릿지형 스위치 조립체 사이에 접속되는 2개의 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하프 브릿지형 인버터 회로를 구동하기 위해 푸시/풀형 제어 칩을 사용하는 회로.