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MARC
논문명/저자명
대기전력 절감 기능을 내장한 AC/DC 컨버터 제어 IC 설계 / 박현일 인기도
발행사항
진주 : 경상대학교 대학원, 2009.2
청구기호
TM 621.381 -9-311
형태사항
vii, 76 p. ; 26 cm
자료실
전자자료
제어번호
KDMT1200933131
주기사항
학위논문(석사) -- 경상대학교 대학원, 전자공학, 2009.2. 지도교수: 한석붕
원문
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표제지

목차

Abstract 9

I. 서론 11

II. 전원장치의 종류 14

1. 선형 레귤레이터 14

2. 스위칭 모드 파워 서플라이 14

III. 플라이백 컨버터 19

1. 플라이백 컨버터 동작 방식 19

2. 플라이백 컨버터 제어 기법 21

1) 전류제어 모드 기법 21

2) 전압모드 제어 기법 플라이백 컨버터 23

3. 전력 손실 24

1) 구동 손실 25

2) 도통 손실 26

3) 스위칭 손실 그리고 출력 손실 26

IV. 기존 대기전력 절감 방법 및 새로운 대기모드 제어 기법 제안 28

1. Skip mode 28

2. Burst mode 방식 29

3. 새로운 대기모드 제어 기법 제안 31

V. 제안하는 대기전력 절감 제어 IC 33

1. 주요 특징 33

2. 제어 IC 블록다이어그램 및 Pin 기능 설명 33

3. 내부회로 설계 34

1) 밴드갭 기준 전압원 회로 34

2) 비교기 38

3) 연산 증폭기 (Operational amplifier) 41

4) M.F. Block 45

5) Driver 51

6) 정전압 발생회로 53

7) UVLO 56

4. Top schematic 59

1) Top circuit 59

2) Start up circuit 61

3) 보호회로 블록 61

4) 대기모드 제어 기능 62

VI. 제어 IC 동작 검증 64

1. 제어 IC 기능 테스트 65

1) Driver 65

2) 펄스폭 변조 기능 66

3) 펄스 주파수 변조 67

4) UVLO 68

5) 과부하 및 과전압 보호회로 70

2. 플라이백 컨버터 설계 및 시뮬레이션 72

1) 플라이백 컨버터 설계 72

2) 플라이백 컨버터 시뮬레이션 결과 73

3. 플라이백 컨버터 제작 및 테스트 74

1) 펄스폭 변조 및 펄스 주파수 변조 기능 테스트 75

2) 대기전력 측정 77

3) 전력 변화 효율 테스트 79

4) 상용제어 IC와 성능 비교 79

VII. 결론 82

참고 문헌 83

부록 1. 본 논문과 관련된 저자의 연구 실적 85

감사의 글 86

Table 1-1. Measurement standby power of the home appliance 11

Table 2-1. Operating characteristics of 20㎑ switching mode power supply and linear regulator 15

Table 5-1. Reference voltage circuit simulation results 38

Table 5-2. Comparator simulation results 41

Table 5-3. Op-amp simulation results 45

Table 5-4. M.F. Block simulation results 51

Table 5-5. Driver simulation results 52

Table 5-6. Voltage regulator results 56

Table 5-7. UVLO simulation results 58

Table 6-1. Driver design spec and measurement 65

Table 6-2. Pulse width modulation design spec and measurement 66

Table 6-3. Pulse frequency modulation design spec and measurement 67

Table 6-4. UVLO design spec and measurement 69

Table 6-5. 과부하 및 과전압 보호회로 설계 목표 및 특성 평가 결과 71

Table 6-6. Power consumption of flyback converter as a variable load 78

Table 6-7. Power conversion efficiency of flyback converter as a variable load 79

Fig 2-1. System block of linear regulator and switching mode power supply 16

Fig 2-2. Typical circuit of isolated switching mode power supply 18

Fig 3-1. Flyback converter circuit 19

Fig 3-2. Flyback converter as a switching mode 20

Fig 3-3. Flyback converter and operating wave form with voltage mode control 22

Fig 3-4. Flyback converter and wave form with voltage mode control 24

Fig 3-5. AC/DC converter and power consumption 25

Fig 3-6. MOSFET structure with parasitic capacitor 26

Fig 3-7. Hard switching wave form of MOSFET 27

Fig 4-1. Skip mode method 29

Fig 4-2. Burst mode method 30

Fig 4-3. Proposed AC/DC converter control method 31

Fig 5-1. Block diagram of proposed control IC 34

Fig 5-2. Principle of a reference voltage circuit 35

Fig 5-3. Reference voltage schematic and layout 36

Fig 5-4. Output voltage of reference voltage circuit as a input voltage 37

Fig 5-5. Output voltage of reference voltage circuit as a temperature 38

Fig 5-6. Comparator schematic and layout 39

Fig 5-7. Comparator transient simulation result 40

Fig 5-8. High voltage Op-amp schematic and layout 42

Fig 5-9. High voltage Op-amp simulation result 44

Fig 5-10. M.F. Block schematic and layout 46

Fig 5-11. Non inverting output of RS latch and Capacitor voltage 47

Fig 5-12. Principle of a frequency modulation 47

Fig 5-13. Principle of a frequency modulation 49

Fig 5-14. Capacitor discharging current and voltage as a feedback voltage 49

Fig 5-15. Pulse width modulation signal as a feedback voltage 50

Fig 5-16. Driver schematic and layout 52

Fig 5-17. voltage regulator schematic and layout 54

Fig 5-18. voltage regulator output voltage as a input voltage 54

Fig 5-19. voltage regulator output voltage as a load current 55

Fig 5-20. voltage regulator output voltage as a temperature 55

Fig 5-21. UVLO schematic and layout 57

Fig 5-22. UVLO schematic result 58

Fig 5-23. Top schematic and layout 60

Fig 5-24. Start up circuit 61

Fig 5-25. Over voltage protection circuit and auto restart simulation result 62

Fig 5-26. Switching device driving signal as a load 63

Fig 6-1. Control IC wafer and layout 64

Fig 6-2. Control IC wire bonding diagram 64

Fig 6-3. 16DIP packaged control IC 65

Fig 6-4. Driver output signal 66

Fig 6-5. Switching device driving signal as a feedback voltage 67

Fig 6-6. Pulse width rate of switching device driving signal as a load 67

Fig 6-7. Switching device driving signal as a feedback voltage 68

Fig 6-8. Operating frequency of switching device driving signal as a load 68

Fig 6-9. Switching device driving signal as a UVLO output signal 70

Fig 6-10. Measurement of over load protection and over voltage protection circuit 71

Fig 6-11. Control IC and 30W flyback converter circuit 73

Fig 6-12. Flyback converter simulation result 74

Fig 6-13. Flyback converter and PCB artwork 75

Fig 6-14. Measurement of flyback converter as a variable load 75

Fig 6-15. Measurement of switching device driving signal as a variable load 76

Fig 6-16. Measurement of switching device driving signal as a variable load 77

Fig 6-17. Measurement of standby power for an hour 77

Fig 6-18. Comparison of standby power consumption as an input voltage 78

Fig 6-19. Power conversion efficiency as a load 79

Fig 6-20. Flyback converter with proposed control IC 80

Fig 6-21. Flyback converter with commercial control IC 80

Fig 6-22. Comparison of standby power consumption as an input voltage 81

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