KR101415922B1 - A power supply device for improving efficiency of power with no-load - Google Patents

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KR101415922B1 KR1020130002622A KR20130002622A KR101415922B1 KR 101415922 B1 KR101415922 B1 KR 101415922B1 KR 1020130002622 A KR1020130002622 A KR 1020130002622A KR 20130002622 A KR20130002622 A KR 20130002622A KR 101415922 B1 KR101415922 B1 KR 101415922B1
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조준석
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(주) 이이시스
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Abstract

The present invention relates to a power supply device for improving no-load power efficiency, which operates under no-load conditions. Provided is the power supply device comprising a flyback converter; a PWM control section for controlling the flyback converter through a switch operation; and a power supply control section for cutting off the power supply of the PWM control section to periodically generate an output voltage of a burst form in the no-load conditions. Therefore, the present invention has the effect of reducing power consumption by removing the power consumed in the no-load conditions.

Description

무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치{A power supply device for improving efficiency of power with no-load}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power supply device for improving power efficiency of a non-

본 발명은 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무부하 상태 소비전력 절감을 위하여 전원을 차단하는 플라이백 방식의 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply device for improving no-load power efficiency. More particularly, the present invention relates to a power supply device for improving the no-load power efficiency of a flyback system that cuts off power to reduce power consumption in a no-load state.

TV시청을 위한 셋톱박스를 포함하는 가전기기에 있어서, 상기 가전기기들은 모든 동작을 수행하는 정상모드(On-mode)이외에 일부 기능만 수행하는 대기모드(Standby-mode) 상태를 가지고 있다. 가전기기들은 동작을 하지 않을 때에는 대기모드를 유지하고 하루에 정상모드로 작동하는 시간이 많지 않기 때문에, 하루의 대부분을 대기모드 상태로 유지한다.
In the home appliance including a set-top box for watching TV, the home appliances have a standby mode in which only some functions are performed in addition to an on-mode in which all operations are performed. Home appliances keep most of the day in standby mode because they stay in standby mode when not in operation and do not have much time to operate in normal mode in one day.

전력소비는 정상모드 보다 대기모드 일 때 더 적지만, 대기모드에서도 이루어지고 있다. 또한, 전 세계는 에너지 절약 및 환경 보호라는 초국가적인 깃발아래 소비전력 규제들을 강화하는 추세를 보이고 있다. 각국은 가전기기의 대기모드를 의무화하여 대기모드에서도 전력 소비를 줄일 수 있는 기술개발을 요구하고 있다.Power consumption is lower in the standby mode than in the normal mode, but also in the standby mode. In addition, the world has shown a tendency to tighten power consumption regulations under the transnational banner of energy conservation and environmental protection. Countries are demanding the development of technologies that can reduce power consumption even in standby mode by mandating standby mode of home appliances.

소비전력을 줄이고자 하는 시대적 추세에 부응하기 위해 셋톱박스를 포함한 가전기기의 대기모드 전원 공급을 버스트(Burst)형태로 공급하는 기술이 개발되고 있다. 도 1은 종래의 버스트 전원 공급 방법 중 플라이백(Flyback) 컨버터를 이용한 전원 장치를 제공한다. 도 1을 참조하면, 전원 공급은 펄스폭변조(PWM, Pulse width modulation)형태를 가진다. 종래의 플라이백(Flyback) 컨버터를 이용한 전원 장치(100)는 교류 전원(110) 및 플라이백 방식의 컨버터를 포함한다. 상기 플라이백 방식의 컨버터는 EMI필터부(120), 정류부(130), 직류 전해 축전기(140), 고주파 변압기(150), MOSFET 스위치(160), 스너버 회로(Snubber, 도면 미도시), 출력 다이오드(170) 및 출력 축전기(180)로 구성되어있다. 교류 전원(110)은 일반적으로 상용 교류 전원으로 구현되며, 예를 들어, 220V 교류 전압을 출력할 수 있다. EMI필터부(120)는 교류 전원(110)으로부터 출력되는 전원 신호에 포함된 전자파 간섭(EMI, Electromagnetic interference) 잡음 성분을 제거한다. 정류부(130)는 EMI필터부(120)를 통해 필터링된 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 직류 전해 축전기(140)는 입력측에 교류를 정류하는 정류기와 정류된 전압을 평활하는 역할을 한다. 고주파 변압기(150)는 1차 측의 에너지를 1차 측과 2차 측의 권선비, 예를 들어, 1:N에 따라 2차 측으로 전달한다. MOSFET 스위치(160)는 고주파 변압기(150)의 1차 측의 전류를 스위칭하고, 그 스위칭 듀티비(Duty ratio)를 조절한다. 상기 스너버 회로는 MOSFE 스위치(160)가 OFF될 때 상기 고주파 변압기(150)의 누설 인덕턴스에 의해 발생되는 전압 스파이크를 감소시키는 역할을 한다. 따라서 2차 측으로 전달된 전력은 출력 다이오드(170) 및 출력 축전기(180)에 의해 정류되고, 그 결과, 부하 저항(RL1) 양단에서 직류 전압(Vo)으로 나타난다.
In order to meet the trend of reducing power consumption, a technique of supplying a standby power supply of a home appliance including a set-top box in a burst mode is being developed. FIG. 1 shows a power supply device using a flyback converter in a conventional burst power supply method. Referring to FIG. 1, the power supply has a pulse width modulation (PWM) form. A power supply apparatus 100 using a conventional flyback converter includes an AC power supply 110 and a flyback converter. The flyback type converter includes an EMI filter 120, a rectifier 130, a DC electrolytic capacitor 140, a high frequency transformer 150, a MOSFET switch 160, a snubber circuit (not shown) A diode 170 and an output capacitor 180. The AC power source 110 is generally implemented as a commercial AC power source, and can output, for example, a 220 V AC voltage. The EMI filter 120 removes electromagnetic interference (EMI) noise components included in the power signal output from the AC power source 110. The rectifying unit 130 converts the AC voltage filtered through the EMI filter unit 120 into a DC voltage. The DC electrolytic capacitor 140 serves to smoothen the rectified voltage with a rectifier for rectifying the AC on the input side. The high-frequency transformer 150 transfers the energy of the primary side to the secondary side according to the winding ratio of the primary side and the secondary side, for example, 1: N. The MOSFET switch 160 switches the current on the primary side of the high frequency transformer 150 and regulates its switching duty ratio. The snubber circuit serves to reduce the voltage spike caused by the leakage inductance of the high frequency transformer 150 when the MOSFE switch 160 is turned off. Thus, the power delivered to the secondary side is rectified by the output diode 170 and the output capacitor 180, resulting in a DC voltage V o across the load resistance R L1 .

상기 도 1의 플라이백(Flyback) 컨버터를 이용한 전원 장치는 최대 정격에서 에너지를 부하에 전달하기 위하여 고주파 변압기(150)의 자화 인덕턴스(Magnetization inductance)는 일반적으로 작은값으로 설계된다. 그러나 가전기기의 대기모드와 같은 무부하 조건에서, 작은 자화 인덕턴스는 큰 자화 전류를 생성하고, 이것은 MOSFET와 같은 스위칭 소자의 스위칭 손실, 변압기 권선의 동손(Copper loss) 및 스너버 방전 손실을 많이 발생시켜 소비전력을 증가시키는 문제점이 있었다.
The power supply device using the flyback converter of FIG. 1 is designed such that the magnetization inductance of the high-frequency transformer 150 is generally small in order to transfer energy to the load at the maximum rating. However, under no-load conditions such as the standby mode of a household appliance, the small magnetizing inductance generates a large magnetizing current, which causes switching loss of the switching element such as a MOSFET, copper loss of the transformer winding, and snubber discharge loss There has been a problem of increasing power consumption.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 도 2는 대한민국 특허공개공보 KR 2012-0115089 A는 고주파 변압기의 자화 인덕턴스를 변경할 수 있는 플라이백 방식의 교류-직류 컨버터를 이용한 전원 장치를 제공한다. 플라이백 방식의 교류-직류 컨버터를 이용한 전원 장치(200)는 스위칭 동작에 의해 고주파 변압기의 1차 측의 권선수를 가변 할 수 있는 고주파 변압기(210) 및 스위칭(220)을 포함하여, 대기모드에서 자화 인덕턴스가 증가되고 정상모드에서 자화 인덕턴스가 감소되도록 고주파 변압기(210)의 1차 측의 결선을 변경하는 것을 특징으로 한다.
In order to solve the above problem, FIG. 2 shows a power supply apparatus using a flyback type AC-DC converter capable of changing the magnetizing inductance of a high frequency transformer, in Korean Patent Publication No. KR 2012-0115089 A. The power supply apparatus 200 using the flyback type AC-DC converter includes a high frequency transformer 210 and a switching unit 220 capable of varying the primary winding of the high frequency transformer by a switching operation, Frequency transformer 210 is changed so that the magnetizing inductance increases in the normal mode and the magnetizing inductance decreases in the normal mode.

그러나 도 1 및 도 2의 종래의 기술 모두 무부하 상태에서 출력전압을 유지하기 위해 계속 동작해야 해서 수십 이상의 전력을 소비하는 문제점이 있다. 종래의 전원 장치는 출력 전압 제어부도 포함하고 있어서 무부하 상태에서도 상기 출력 전압 제어부 및 PWM 제어부를 계속 동작시키기 위하여 미세한 전력이라도 소비한다. 따라서 대기모드 같은 무부하 상태에서 전원 공급을 차단하지 않는 한, 종래의 전원 장치가 소비전력을 저감하는 정도는 한계가 있다.
However, both of the conventional techniques of FIGS. 1 and 2 have a problem in that they must continuously operate in order to maintain the output voltage in a no-load state, thereby consuming several tens of electric power. The conventional power supply unit also includes an output voltage control unit, which consumes even minute power to continuously operate the output voltage control unit and the PWM control unit even in a no-load state. Therefore, unless the power supply is cut off in a no-load state such as a standby mode, there is a limit to how much power consumption of the conventional power supply device can be reduced.

본 발명의 목적은 무부하 상태에서 전원 공급을 차단하여 소비전력을 제거하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power supply device for improving no-load power efficiency by cutting off power supply in a no-load state to remove power consumption.

본 발명의 다른 목적은 무부하 상태에서 소비전력을 제거하기 위해 스위칭 소자를 포함하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a power supply device for improving no-load power efficiency including a switching device for eliminating power consumption in a no-load state.

본 발명의 또 다른 목적은 무부하 상태에서 축전기의 충전 및 방전을 반복하여 버스트 형태 전원을 공급하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공하기 위한 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a power supply for improving the no-load power efficiency by repeatedly charging and discharging a capacitor in a no-load state to supply a burst-type power supply.

본 발명의 실시의 일 측면에서, 본 발명은 무부하 상태에서 동작하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치에 있어서, 플라이백 컨버터; 스위칭 동작을 통해 상기 플라이백 컨버터를 제어하는 PWM 제어부; 및 상기 플라이백 컨버터가 상기 무부하 상태에서 버스트 형태의 출력전압을 주기적으로 생성하도록 상기 PWM 제어부의 전원 공급을 차단하는 전원 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply for improving no-load power efficiency operating in a no-load state, comprising: a flyback converter; A PWM controller for controlling the flyback converter through a switching operation; And a power control unit for interrupting the power supply to the PWM control unit so that the flyback converter periodically generates an output voltage in a burst form in the no-load state. .

또한, 상기 전원 제어부는, 상기 플라이백 컨버터 및 상기 PWM 제어부와 연결되고 상기 PWM 제어부에 대한 PWM 전원 공급을 온오프(On-off)제어하는 PWM 전원 제어부; 상기 무부하 상태를 인식하고 상기 PWM 전원 제어부가 상기 PWM 제어부에 대한 전원 공급을 차단하도록 제어하는 무부하 제어부; 및 상기 무부하 상태에서 상기 출력전압의 주기에 상응하도록 상기 PWM 전원 제어부를 스위칭하는 버스트 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공한다.
The power control unit may include a PWM power control unit connected to the flyback converter and the PWM control unit and for controlling PWM power supply to the PWM control unit on and off; A no-load control unit for recognizing the no-load state and controlling the PWM power control unit to cut off power supply to the PWM control unit; And a burst control unit for switching the PWM power control unit to correspond to the period of the output voltage in the no-load state.

또한, 상기 무부하 제어부는, 무부하 상태를 인식하기 위하여 부하단에 접점 또는 릴레이형태로 연결된 무부하 스위치; 및 상기 무부하 스위치 및 상기 PWM 전원 제어부와 연결되고, 상기 무부하 스위치가 무부하 상태를 인식한 경우 상기 PWM 전원 제어부의 전원 공급을 차단하는 제1스위칭 소자를 포함하는 무부하 차단 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공한다.
Also, the no-load control unit may include a no-load switch connected to the lower end in the form of a contact or a relay to recognize a no-load state; And a first switching device connected to the no-load switch and the PWM power control unit and configured to cut off power supply to the PWM power control unit when the no-load switch recognizes a no-load state, A power supply for improving the power efficiency of the no-load power supply is provided.

또한, 상기 버스트 제어부는, 비교기; 및 상기 비교기 출력단에 버퍼축전기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공한다.
The burst control unit may further include: a comparator; And a buffer capacitor at the output terminal of the comparator.

또한, 상기 전원 제어부는, 무부하 상태에서 출력 전압을 일정하게 제어하고 출력 전압 제어부;를 포함하되, 상기 출력 전압 제어부는 상기 무부하 상태에서 상기 출력 전압 제어부가 소비하는 전력을 차단하는 제2스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공한다.
The output voltage controller may include a second switching element that cuts off the power consumed by the output voltage controller in the no-load state, And a power supply unit for improving a no-load power efficiency.

또한, 상기 버퍼축전기는 상기 PWM 제어부에 대한 전원 공급 시간을 증감시켜 상기 출력전압에 상응하는 스위칭 주기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공한다.
Also, the buffer capacitor changes the switching period corresponding to the output voltage by increasing or decreasing a power supply time to the PWM controller, and provides a power supply for improving the no-load power efficiency.

또한, 상기 플라이백 컨버터는 출력단에 출력축전기을 포함하고,상기 출력축전기는 상기 PWM 제어부에 대한 전원 차단 시간을 증감시켜 상기 출력 전압에 상응하는 스위칭 주기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치를 제공한다.
Wherein the flyback converter includes an output capacitor at an output end thereof and the output capacitor changes a switching period corresponding to the output voltage by increasing or decreasing a power cutoff time for the PWM control unit. Provide a power supply.

본 발명은 무부하 상태에서도 소비되는 전력을 제거하여 소비전력을 절감하는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing power consumption even in a no-load state to reduce power consumption.

또한, 본 발명은 간단한 구성을 추가하여 소비전력을 감소하는 장치를 용이하게 제공하는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of easily providing an apparatus for reducing power consumption by adding a simple configuration.

또한, 본 발명은 축전기의 용량을 조절하여 전원의 버스트(Burst) 발생 주기를 손쉽게 조절하는 효과가 있다.
Further, the present invention has an effect of easily controlling the burst generation period of the power source by adjusting the capacity of the capacitor.

도 1은 종래의 버스트 전원 공급 방법 중 플라이백(Flyback) 컨버터를 이용한 전원 장치를 제공한다.
도 2는 종래의 고주파 변압기의 자화 인덕턴스를 변경할 수 있는 플라이백 방식의 교류-직류 컨버터를 이용한 전원 장치의 세부 구성도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터, PWM 제어부 및 전원 제어부의 상세 회로를 나타내는 회로도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터, PWM 제어부 및 출력 전압 제어부(360)의 상세 회로를 나타내는 회로도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 상세 회로를 나타내는 회로도를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 각 부분에서 측정되는 출력의 파형도를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 동작 순서를 나타내는 흐름도를 나타내는 도면이다.FIG. 1 shows a power supply device using a flyback converter in a conventional burst power supply method.
2 is a view showing a detailed configuration of a power supply device using a flyback type AC-DC converter capable of changing a magnetization inductance of a conventional high frequency transformer.
3 is a block diagram of a power supply device for improving no-load power efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a detailed circuit of a flyback converter, a PWM controller, and a power controller according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram showing a detailed circuit of the flyback converter, the PWM control unit, and the output voltage control unit 360 according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram showing a detailed circuit of a power supply device for improving no-load power efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a waveform diagram of an output measured at each part of a power supply apparatus for improving no-load power efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation procedure of a power supply for improving no-load power efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. In order to facilitate a thorough understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same means regardless of the number of the drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
3 is a block diagram of a power supply device for improving no-load power efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치(300)는 플라이백 컨버터(310), PWM 제어부(320), PWM 전원 제어부(330), 무부하 제어부(340), 버스트 제어부(350) 및 출력 전압 제어부(360)를 포함한다.
3, the power supply 300 for improving the no-load power efficiency includes a flyback converter 310, a PWM control unit 320, a PWM power control unit 330, a no-load control unit 340, a burst control unit 350, And an output voltage control unit 360.

플라이백 컨버터(310, Flyback converter)는 AC전원을 DC전원으로 변환하는 컨버터이다. 도 1을 참조하면, 플라이백 컨버터(310)는 외부에서 교류 전원(110)을 인가받아 정류부(130)를 통해 직류 전원을 생성한다. 상세하게, 플라이백 컨버터(310)는 고전압 변압기(150)의 자화 인덕턴스 성분을 부스트 인덕터로 활용하여 스위치가 On되면 고전압 변압기(150)를 자화 인덕턴스로 충전하고, 스위치가 Off되면 자화 인덕턴스의 전류를 고전압 변압기(150)의 2차 측으로 전달하여 출력전압(Vo)을 생성한다. 플라이백 컨버터(310)는 PWM 제어부(320)의 스위칭 동작에 의한 제어를 받아 펄스 형태의 출력 전압 파형 즉, 펄스폭변조(Pulse width modulation) 출력전압(Vo)을 생성한다.
The flyback converter 310 is a converter that converts AC power to DC power. 1, the flyback converter 310 receives an AC power source 110 from the outside, and generates a DC power source through the rectifier unit 130. In detail, the flyback converter 310 uses the magnetizing inductance component of the high voltage transformer 150 as a boost inductor to charge the high voltage transformer 150 with the magnetizing inductance when the switch is on. When the switch is off, the flyback converter 310 uses the magnetizing inductance To the secondary side of the high voltage transformer 150 to generate the output voltage Vo . The flyback converter 310 is controlled by the switching operation of the PWM controller 320 to generate a pulse-like output voltage waveform, that is, a pulse width modulation output voltage Vo .

PWM 제어부(320)는 플라이백 컨버터(310)가 펄스폭변조(Pulse width modulation) 형태의 직류 전원을 생성하도록 플라이백 컨버터(310)를 제어한다. 상세하게, PWM 제어부(320)는 스위칭 소자를 포함하고 상기 스위칭 소자를 수십 의 스위칭 주파수로 On-off 동작을 반복함으로써 일정한 주기 형태의 출력전압(Vo) 파형을 나타낸다.
The PWM control unit 320 controls the flyback converter 310 so that the flyback converter 310 generates a DC power in the form of a pulse width modulation. In detail, the PWM controller 320 includes a switching element and repeats an on-off operation of the switching element at several switching frequencies, thereby exhibiting an output voltage ( Vo ) waveform of a constant period type.

PWM 제어부(320)는 정상모드 및 무부하 상태에서 PWM 전원 제어부(330)로부터 전원을 공급받는다. 무부하 상태가 되면, PWM 전원 제어부(330)는 PWM 제어부(320)로의 전원을 차단한다. 그러나 PWM 제어부(320)는 무부하 상태에서 전원을 공급받거나 차단받는 것을 주기적으로 반복하게 된다.
The PWM control unit 320 receives power from the PWM power control unit 330 in a normal mode and a no-load state. In the no-load state, the PWM power control unit 330 turns off the power to the PWM control unit 320. However, the PWM controller 320 periodically repeats receiving or interrupting the power supply in a no-load state.

PWM 제어부(320)는 무부하 상태에서 PWM 전원 제어부(330)의 전원 공급 On-off제어를 받아서 전원을 공급받거나 차단받는다. PWM 제어부(320)는 전원을 공급받는 동안에는 플라이백 컨버터(310)의 스위칭 소자(Q)를 단락하여 출력전압(Vo)을 생성하나 전원을 차단받는 동안에는 스위칭 소자(Q)를 개방하여 출력전압(Vo)을 생성하지 않는다. 전원 공급을 받는지 여부에 따라서, PWM 제어부(320)는 버스트(Burst)형태의 PWM 출력전압(Vo)을 생성한다. 상기 PWM 출력전압(Vo)은 전원 공급 및 차단에 따라서 일정한 주기를 가지고 반복하며 전원 공급 및 차단 시간의 조절에 의하여 변경된 주기를 가질 수 있다. 상기 전원 공급 및 차단 시간의 조절은 다음에 설명할 버스트 제어부(350)가 PWM 전원 제어부(330)의 스위칭 소자를 On-off 제어함으로써 수행된다.
The PWM control unit 320 receives the power supply from the PWM power control unit 330 under the no-load state, and receives the power. The PWM control unit 320 short-circuits the switching element Q of the flyback converter 310 to generate the output voltage V o while the power is being supplied, (V o ). Depending on whether the power supply is received, the PWM control unit 320 generates a PWM output voltage Vo in a burst form. The PWM output voltage Vo may be repeated with a predetermined period in accordance with the power supply and cutoff, and may have a changed period by adjusting the power supply and cutoff time. The adjustment of the power supply and cut-off time is performed by the on-off control of the switching device of the PWM power control unit 330 by the burst control unit 350, which will be described later.

PWM 전원 제어부(330)는 PWM 제어부(320)로의 전원 공급을 제어한다. PWM 전원 제어부(330)는 교류 전원(110)이 EMI필터를 통과하고 정류된 전원을 플라이백 컨버터(310)로부터 공급받고 PWM 제어부(320)로 공급한다. PWM 전원 제어부(330)는 스위칭 소자(Q4)를 포함한다. 스위칭 소자(Q4)는 정상모드에서 항상 On되어 있어서 PWM 전원 제어부(330)가 PWM 제어부(320)에 전원을 공급하도록 한다. 무부하 상태가 인식되면 스위칭 소자(Q4)는 Off되어 PWM 제어부(320)에 대한 전원을 차단한다. 무부하 상태로 된 이후, 스위칭 소자(Q4)는 On-off를 반복하여 PWM 제어부(320)에 전원을 공급하거나 차단하기도 한다. PWM 제어부(320)로의 전원 공급 및 차단의 주기는 PWM 제어부(320)에 의한 버스트 파형 발생 주기로 이어진다.
The PWM power control unit 330 controls power supply to the PWM control unit 320. The PWM power control unit 330 receives the rectified power from the flyback converter 310 through the EMI filter and supplies the rectified power to the PWM control unit 320. The PWM power supply control unit 330 includes a switching element Q 4 . A switching element (Q 4) is a PWM power controller 330 in the On always in the normal mode to supply power to the PWM controller 320. When the no-load state is recognized, the switching element Q 4 is turned off to cut off the power to the PWM controller 320. After switching to the no-load state, the switching element Q 4 repeatedly turns on and off to supply or cut off the power to the PWM controller 320. The period of power supply to and interruption of the PWM control unit 320 is followed by a burst waveform generation period by the PWM control unit 320. [

무부하 제어부(340)는 무부하 상태를 인식하고 PWM 전원 제어부(330)가 PWM 제어부(320)에 전원 공급을 차단하도록 제어한다. 무부하 제어부(340)는 무부하 상태를 인식할 때 PWM 전원 제어부(330)의 스위칭 소자(Q)를 off하여 PWM 전원 제어부(330)가 PWM 제어부(320)에 전원을 공급할 수 없도록 한다.
The no-load control unit 340 recognizes the no-load state and controls the PWM power supply control unit 330 to stop the power supply to the PWM control unit 320. [ The no-load control unit 340 turns off the switching element Q of the PWM power supply control unit 330 so that the PWM power supply control unit 330 can not supply power to the PWM control unit 320 when recognizing the no-load state.

무부하 제어부(340)는 무부하 스위치(341) 및 무부하 차단 제어부(343)를 포함한다. 무부하 스위치(341)는 외부에서 무부하 상태를 인식하는 역할을 한다. 무부하 상태가 인식되면, 무부하 차단 제어부(343)는 PWM 전원 제어부(330)의 스위칭 소자(Q4)를 off하여 PWM 제어부(320)로의 전원을 차단한다.
The no-load control unit 340 includes a no-load switch 341 and a no-load shutoff control unit 343. The no-load switch 341 serves to recognize the no-load state from the outside. When the no-load state is recognized, the no-load cut-off control unit 343 turns off the switching element Q 4 of the PWM power control unit 330 and cuts off the power to the PWM control unit 320.

버스트 제어부(350)는 플라이백 컨버터(310)가 생성하는 출력전압(Vo)을 버스트 형태를 가지도록 PWM 전원 제어부(330)를 제어한다. 버스트 제어부(350)는 출력축전기(180)에 의해 유지되는 출력전압(Vo)이 무부하 상태에서 방전되어 기준전압(Vref)에 이르렀을 때 PWM 전원 제어부(330)이 PWM 제어부(320)에 전원을 공급함으로써, 일종의 트리거 신호를 생성한다.
Burst control unit 350 controls the flyback converter output voltage (V o) PWM power supply controller 330 so as to have a form of a burst of 310 is produced. The burst control unit 350 controls the PWM power supply control unit 330 to the PWM control unit 320 when the output voltage V o held by the output capacitor 180 is discharged in a no-load state to reach the reference voltage V ref By supplying power, a trigger signal of a kind is generated.

출력 전압 제어부(350)는 무부하 상태에서 출력전압(Vo)을 일정하게 제어한다. 출력 전압 제어부(350)는 무부하 상태에서도 제어기능을 수행해야 하기 때문에 전력을 소비한다.
The output voltage controller 350 controls the output voltage V o constantly in a no-load state. The output voltage controller 350 consumes power because it has to perform a control function even in a no-load state.

본 발명에서, 스위칭 소자(Q 내지 Q4)는 BJT를 포함하는 트랜지스터 및 MOSFET 등의 스위칭 역할을 하는 모든 소자가 될 수 있다.
In the present invention, the switching device (Q to Q 4) may be any device configured to switch roles, such as a transistor and a MOSFET comprising a BJT.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터, PWM 제어부 및 전원 제어부의 상세 회로를 나타내는 회로도를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 각 부분에서 측정되는 출력의 파형도를 나타내는 도면이다.
4 is a circuit diagram showing a detailed circuit of a flyback converter, a PWM controller, and a power controller according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 7 is a waveform diagram of an output measured at each part of a power supply apparatus for improving no-load power efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 플라이백 컨버터(310)는 상기 도 1에서 설명과 같이 EMI필터부(120), 정류부(130), 직류 전해 축전기(140), 고주파 변압기(150), MOSFET 스위치(160), 스너버 회로(Snubber, 도면 미도시), 출력 다이오드(170) 및 출력 축전기(180)를 포함한다. 플라이백 컨버터(310)는 스위칭 소자(Sg)를 포함하고 스위칭 소자(Sg)를 통하여 PWM 제어부(320)와 연결한다. 스위칭 소자(Sg)는 PWM 제어부(320)의 제어에 따라 On-off를 반복하여 플라이백 컨버터(310)가 전원을 공급 또는 차단하도록 제어한다.
4, the flyback converter 310 includes an EMI filter unit 120, a rectifying unit 130, a DC electrolytic capacitor 140, a high frequency transformer 150, a MOSFET switch 160, A snubber circuit (not shown), an output diode 170, and an output capacitor 180. The flyback converter 310 includes a switching element Sg and is connected to the PWM controller 320 through the switching element Sg. The switching element Sg controls the flyback converter 310 to supply or cut off the power by repeating the on-off operation under the control of the PWM controller 320. [

PWM 제어부(320)는 PWM IC(421) 및 PWM 제어부 축전기(423)를 포함한다. PWM IC(421)는 스위칭 소자(Sg)를 수십 의 주파수로 개폐하면서 PWM 형태로 전원의 파형을 변화시킨다. PWM 제어부 축전기(423)는 상기 PWM IC(421) 및 출력 전압 제어부(360)에 연결되어 출력 전압 제어부(360)와 함께 출력전압(Vo)을 일정하게 유지한다.
The PWM control section 320 includes a PWM IC 421 and a PWM control section capacitor 423. The PWM IC 421 changes the waveform of the power supply in the form of PWM while opening and closing the switching element Sg at dozens of frequencies. PWM control section The capacitor 423 is connected to the PWM IC 421 and the output voltage control section 360 and maintains the output voltage V o constantly together with the output voltage control section 360.

전원 제어부(410)는 무부하 상태에서 버스트 형태 출력전압을 주기적으로 생성하도록 PWM 제어부(320)로의 전원을 공급 및 차단하는 기능을 한다. 전원 제어부(410)는 PWM 전원 제어부(330), 버스트 제어부(350) 및 무부하 제어부(340)를 포함한다.
The power control unit 410 functions to supply and cut off the power to the PWM control unit 320 so as to periodically generate the burst-type output voltage in a no-load state. The power control unit 410 includes a PWM power control unit 330, a burst control unit 350, and a no-load control unit 340.

PWM 전원 제어부(330)는 일련의 저항 및 스위칭 소자(Q4)를 포함한다. 스위칭 소자(Q4)가 도통 또는 개방됨에 따라, PWM 제어부(320)에 전원을 공급하거나 차단한다.
PWM power supply controller 330 includes a series resistor and a switching element (Q 4). As the switching element (Q 4) in a conductive or open, to supply or block power to the PWM controller 320.

버스트 제어부(350)는 비교기(451) 및 비교기(451) 출력단에 연결된 버퍼축전기(453)를 포함한다. 버스트 제어부(350)는 비교기(451) 및 버퍼축전기(453)을 통해 주기적으로 PWM 형태의 버스트를 생성한다. 버스트가 발생하는 과정은 다음과 같다. 무부하 상태에서 출력전압(Vo)이 출력축전기(180)를 충전하고 충전된 에너지가 출력축전기(180)에 연결된 저항에서 소모되기 때문에, 결국 출력전압(Vo)은 감소하게 된다. 비교기(451)는 감소하는 출력전압(Vo)을 기준전압(Vref)과 비교하여 비교기(451) 출력전압(Vcom)을 생성하고 버퍼축전기(453)를 충전한다. 상기 충전된 버퍼축전기(453)는 PWM 전원 제어부(330)가 PWM 제어부(320)로 전원을 공급하도록 스위칭 소자(Q3)을 On시키어 포토커플러(PC3)를 도통하게 한다. 포토커플러(PC3)가 도통하면 스위칭 소자(Q4)가 On이 되어 PWM 전원 제어부(330)은 전원을 PWM 제어부(320)에 공급한다.
The burst control unit 350 includes a comparator 451 and a buffer capacitor 453 connected to the output of the comparator 451. The burst control unit 350 periodically generates a PWM type burst through the comparator 451 and the buffer capacitor 453. [ The process of generating a burst is as follows. In an unloaded state, since the output voltage V o charges the output capacitor 180 and the charged energy is consumed in the resistor connected to the output capacitor 180, the output voltage V o will eventually decrease. The comparator 451 compares the decreasing output voltage V o with the reference voltage V ref to generate the output voltage V com of the comparator 451 and charges the buffer capacitor 453. The charged buffer capacitor 453 turns on the switching element Q 3 to turn on the photocoupler PC 3 so that the PWM power controller 330 supplies power to the PWM controller 320. When the photocoupler PC 3 conducts, the switching element Q 4 is turned on, and the PWM power controller 330 supplies power to the PWM controller 320.

버스트 제어부(350)는 버스트를 생성한 뒤, 일정 기간 동안 전원을 차단한다. 버스트가 발생한 뒤, 전원을 차단하는 과정은 다음과 같다. PWM 전원 제어부(330)가 PWM 제어부(320)에 전원을 공급하면 출력전압(Vo)이 발생하기 때문에 출력전압(Vo)은 증가한다. 비교기(451)는 증가하는 출력전압(Vo)을 기준전압(Vref)과 비교하여 비교기(451) 출력전압(Vcom)을 생성하지 않고 버퍼축전기(453)는 계속 방전하게 된다. 버퍼축전기(453)가 방전을 끝날 때까지 PWM 전원 제어부(330)는 PWM 제어부(320)에 전원을 공급한다. 버퍼축전기(453)의 방전이 모두 끝나면, 스위칭 소자(Q3)는 off가 되어 포토커플러(PC3)는 도통되지 않고, 전류가 흐르지 않아 스위칭 소자(Q4)는 off가 된다. 따라서 PWM 전원 제어부(330)는 PWM 제어부(320)에 대한 전원을 차단한다. 이 때, 출력전압(Vo)은 전원 차단 이전에 전원 공급으로 인하여 증가한 상태이고 출력축전기(180)도 충전된 상태가 되어, 초기 무부하 일 때의 상태로 복귀한다. 이 후, 출력축전기(180)에 충전된 에너지가 출력축전기(180)에 연결된 저항에서 소모되기 때문에, 결국 출력전압(Vo)은 감소하게 된다. 따라서 버스트 제어부(350)는 PWM 형태의 버스트를 생성하는 과정을 반복한다.
The burst control unit 350 generates a burst and then cuts off the power for a predetermined period of time. The process of turning off the power after a burst occurs is as follows. When the PWM power supply control unit 330 supplies power to the PWM control unit 320, the output voltage V o is generated, so that the output voltage V o increases. The comparator 451 compares the increasing output voltage V o with the reference voltage V ref to produce the output voltage V com of the comparator 451 and the buffer capacitor 453 continues to discharge. The PWM power supply control unit 330 supplies power to the PWM control unit 320 until the buffer capacitor 453 finishes discharging. When the discharge of the buffer capacitor 453 is completed, the switching element Q 3 is turned off, the photocoupler PC 3 is not turned on, the current does not flow, and the switching element Q 4 is turned off. Accordingly, the PWM power control unit 330 cuts off the power to the PWM control unit 320. At this time, the output voltage (V o ) is increased due to the power supply before the power supply is turned off, the output capacitor (180) is also charged, and returns to the state at the initial no-load state. Thereafter, since the energy stored in the output capacitor 180 is consumed in the resistor connected to the output capacitor 180, the output voltage V o will eventually decrease. Therefore, the burst controller 350 repeats the process of generating the PWM type burst.

도 7을 참조하면, 출력전압(Vo)은 일정한 주기로 증감을 반복한다. 출력전압(Vo)은 무부하 상태가 인식되면 감소하기 시작하고, 무부하 상태가 지속됨에 따라 증감을 반복한다. Toff는 출력축전기(180)가 방전되고 버퍼축전기(453)이 충전됨에 따라 출력전압(Vo)이 감소하여 PWM 제어부(320)에 공급되는 전원이 차단되는 시간이다. Ton는 충전된 버퍼축전기(453)가 방전됨에 따라 스위칭 소자(Q3) 및 스위칭 소자(Q4)가 차례로 On되어 전원이 PWM 제어부(320)에 전원이 공급되는 시간이다. 더불어, 플라이백 컨버터(310)의 스위칭 소자(Q)와 PWM IC(421)가 연결된 지점(Sg)에서 측정된 전압도 출력전압(Vo)에 증감에 상응하여 PWM 버스트 형태가 된다. 출력전압(Vo)의 증감에 상응하여 PWM 제어부(320)에 공급되는 전원도 달라지기 때문에, PWM 제어부(320)의 전원 공급 단자(HV)의 입력 파형도 버스트 형태를 가진다.
Referring to FIG. 7, the output voltage Vo repeats the increase and decrease in a constant cycle. The output voltage (V o ) begins to decrease when the no-load condition is recognized, and repeats the increase and decrease as the no-load condition continues. T off is a time at which the output voltage V o decreases as the output capacitor 180 is discharged and the buffer capacitor 453 is charged and the power supplied to the PWM control unit 320 is cut off. T on is the time at which the switching element Q 3 and the switching element Q 4 are sequentially turned on as the charged buffer capacitor 453 is discharged and power is supplied to the PWM controller 320. In addition, the voltage measured at the point S g where the switching element Q of the flyback converter 310 and the PWM IC 421 are connected is also in the form of a PWM burst corresponding to the increase or decrease in the output voltage V o . The input waveform of the power supply terminal HV of the PWM control unit 320 also has a burst form because the power supplied to the PWM control unit 320 changes in accordance with the increase or decrease of the output voltage Vo .

무부하 제어부(340)는 무부하 상태를 인식하고 PWM 전원 제어부(330)으로부터 PWM 제어부(320)로의 전원을 차단한다. 무부하 제어부(340)는 무부하 스위치(341) 및 무부하 차단 제어부(343)를 포함한다.
The no-load control unit 340 recognizes the no-load state and cuts off the power from the PWM power control unit 330 to the PWM control unit 320. The no-load control unit 340 includes a no-load switch 341 and a no-load shutoff control unit 343.

무부하 스위치(341)는 스위치(SW)를 포함한다. 스위치(SW)는 부하단에 릴레이나 접점형태로 인터페이스 회로를 구성한다. 스위치(SW)는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치(300) 외부에서 무부하 상태를 인식하면 접지와 접점한다. 스위치(SW)는 무부하 차단 제어부(343)의 스위칭 소자(Q2)를 Off시키면서 PWM 전원 제어부(330) 및 PWM 제어부(320)를 차례로 Off시켜 무부하 상태에서 소비될 수 있는 전력을 완전히 제거한다.
The no-load switch 341 includes a switch SW. The switch SW constitutes an interface circuit in the form of a relay or a contact at the lower end. When the switch SW recognizes the no-load state outside the power supply device 300 for improving the no-load power efficiency, it contacts the ground. The switch (SW) is Off while removing power that can be consumed under no-load conditions to Off the PWM power supply controller 330 and the PWM controller 320 in turn completely the switching element (Q 2) in no-load block controller 343.

무부하 차단 제어부(343)는 무부하 상태에서 PWM 제어부(320)에 대한 전원 공급을 차단하기 위하여 PWM 전원 제어부(330)의 스위칭 소자(Q4)를 Off시킨다. 무부하 차단 제어부(343)는 스위치(SW)가 접점 된 후에 스위칭 소자(Q2)를 Off한다. 무부하 차단 제어부(343)의 포토커플러(PC2)는 도통하지 않고 이와 연결된 스위칭 소자(Q4)에 전류가 흐르지 않아서 스위칭 소자(Q4)도 도통하지 않아 Off된다.
The no-load shutoff control unit 343 turns off the switching element Q 4 of the PWM power control unit 330 to shut off the power supply to the PWM control unit 320 in the no-load state. The no-load shutoff control unit 343 turns off the switching element Q 2 after the switch SW is contacted. Photo coupler (PC 2) will not because the current to its associated switching element (Q 4) to flow without conducting a switching element (Q 4) in no-load block controller 343 it is Off also not conductive.

도 7을 참조하면, 무부하 스위치(341)는 무부하 상태에서 무부하 차단 제어부(343)의 스위칭 소자(Q2)를 Off하기 때문에, 무부하 스위치(341)와 무부하 차단 제어부(343)가 연결되는 지점(Ssb)에서의 출력 파형은 무부하 상태의 전후에 따라서 다르다. 무부하 상태 이전에는 출력 파형이 나타나지만, 무부하 상태 이후에는 PWM 전원 제어부(330)의 전원을 애초부터 차단하기 때문에 어떠한 출력 파형도 나타나지 않는다.
7, since the no-load switch 341 turns off the switching element Q 2 of the no-load shutoff control unit 343 in the no-load state, the no-load switch 341 is connected to the no-load shutoff control unit 343 S sb ) is different according to the state before and after the no-load state. The output waveform is displayed before the no-load state, but after the no-load state, since the power of the PWM power control unit 330 is cut off from the beginning, no output waveform appears.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터, PWM 제어부 및 출력 전압 제어부(360)의 상세 회로를 나타내는 회로도를 나타내는 도면이다.
5 is a circuit diagram showing a detailed circuit of the flyback converter, the PWM control unit, and the output voltage control unit 360 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 출력 전압 제어부(360)는 출력전압(Vo)은 일정하게 제어하는 기능을 한다. 출력 전압 제어부(360)는 피드백 회로(Feedback circuit)로써, 레귤레이터(TL431), 스위칭 소자(Q1) 및 포토커플러(PC1)를 포함한다. 레귤레이터(TL431)는 일반적으로 5~10의 전류를 가지고 제어동작을 수행한다. 레귤레이터(TL431)는 무부하 상태에서도 10의 전류를 가지고 제어동작을 수행하기 때문에 소비전력을 발생시켜서 전력 효율을 감소시키는 요소이다. 따라서 레귤레이터(TL431)가 무부하 상태에서 흐르는 전류를 제거할 수 있다면 소비전력 절감의 효과를 얻을 수 있다.
Referring to FIG. 5, the output voltage controller 360 controls the output voltage V o to be constant. As the output voltage control unit 360 is a feedback circuit (Feedback circuit), and a regulator (TL431), the switching device (Q 1) and a photo coupler (PC 1). The regulator (TL431) generally performs a control operation with a current of 5 to 10. Regulator (TL431) is a factor that reduces power efficiency by generating power consumption because it performs control operation with 10 current even under no load condition. Therefore, if the regulator (TL431) can remove the current flowing in the no-load state, the power saving effect can be obtained.

출력 전압 제어부(360)는 무부하 스위치(341)로부터 무부하 상태 인식 신호를 받으면 출력 전압 제어부(360)의 스위칭 소자(Q1)이 Off된다. 스위칭 소자(Q1)이 Off되면, 레귤레이터(TL431)에는 더 이상 전류가 흐르지 않고 포토커플러(PC1)도 Off된다. 이렇게 무부하 제어부(340)가 무부하 상태에서 출력 전압 제어부(360)로의 전원 공급을 차단하면 누설 전력을 막을 수 있다.
When the output voltage control unit 360 receives the no-load state recognition signal from the no-load switch 341, the switching element Q 1 of the output voltage control unit 360 is turned off. When the switching device (Q 1) is Off, the regulator (TL431) there is no longer even Off no current flow through photocoupler (PC 1). When the no-load control unit 340 stops supplying power to the output voltage control unit 360 in a no-load state, leakage power can be prevented.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 상세 회로를 나타내는 회로도를 나타내는 도면이다.
6 is a circuit diagram showing a detailed circuit of a power supply device for improving no-load power efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치(300)는 크게 두 가지 기능을 수행한다. 첫 번째는 무부하 상태에서, 무부하 제어부(340)가 출력전압(Vo)을 위한 전원 공급을 차단하여 플라이백 컨버터(310), PWM 전원 제어부(330) 및 PWM 제어부(320)의 전력 소비를 원천적으로 차단하되, 버스트 제어부(350)가 버스트 형태의 전원 공급을 위하여 PWM 전원 제어부(330)을 주기적으로 스위칭 제어하는 것이다. 두 번째는 무부하 상태에서, 무부하 제어부(340)가 별도로 출력 전압 제어부(360)에 대한 전원 공급을 차단하여 전력 소비를 원천적으로 차단하는 것이다. 즉, 무부하 제어부(340)는 상기 두 가지 기능이 수행되는 전제로써, 무부하 상태에서 전원 공급을 원천적으로 차단하는 기능을 한다. 이를 바탕으로, 버스트 전원 공급이 주기적으로 이뤄지고 별도 구성인 출력 전압 제어부(360)에 대한 전원 공급을 무부하 상태 내내 차단한다.
Referring to FIG. 6, the power supply device 300 for improving no-load power efficiency performs two functions. First, in a no-load state, the no-load control unit 340 cuts off the power supply for the output voltage V o , thereby reducing the power consumption of the flyback converter 310, the PWM power control unit 330, and the PWM control unit 320 The burst control unit 350 periodically controls the PWM power control unit 330 to supply power in a burst mode. In the second state, the no-load control unit 340 separately cuts off the power supply to the output voltage control unit 360 so that the power consumption is essentially cut off. That is, the no-load control unit 340 functions to shut off the power supply in a no-load state as a premise on which the above two functions are performed. On the basis of this, burst power supply is periodically performed and the power supply to the output voltage control unit 360, which is a separate configuration, is shut off during the no-load state.

도 7을 참조하면, 버퍼축전기(453) 및 출력축전기(180)는 버스트 파형 발생 주기, PWM 제어부(320)에 대한 전원 공급의 주기 및 출력전압(Vo)의 증감 주기를 변화시킬 수 있다.
Referring to FIG. 7, the buffer capacitor 453 and the output capacitor 180 may change the burst waveform generation period, the power supply period for the PWM control unit 320, and the increase / decrease period of the output voltage Vo .

버퍼축전기(453)는 정전 용량(C, capacitance)에 비례하여 시정수(RC)를 크게 하고 PWM 제어부(320)에 대한 전원 공급 시간 및 출력전압(Vo)이 다시 상승할 때까지의 시간 즉, Ton를 크게 할 수 있다. 이는 버스트 발생 시간을 늘리는 결과로 귀결된다. 즉, 버퍼축전기(453)의 정전 용량은 버스트 파형 발생 시간, PWM 제어부(320)에 대한 전원 공급 시간 및 출력전압(Vo)의 증가시간에 비례한다.
The buffer capacitor 453 increases the time constant RC in proportion to the capacitance C and increases the power supply time to the PWM control unit 320 and the time until the output voltage V o rises again , And T on can be increased. This results in an increase in burst generation time. That is, the capacitance of the buffer capacitor 453 is proportional to the burst waveform generation time, the power supply time to the PWM control unit 320, and the increase time of the output voltage ( Vo ).

출력축전기(180)는 정전 용량(C, capacitance)에 비례하여 시정수(RC)를 크게 하고 PWM 제어부(320)에 대한 전원 차단 시간 및 출력전압(Vo)이 감소할 때까지의 시간 즉, Toff를 크게 할 수 있다. 이는 버스트가 발생되지 않는 시간을 늘리는 결과로 귀결된다. 즉, 출력축전기(180)의 정전 용량은 버스트 파형이 발생되지 않는 시간, PWM 제어부(320)에 대한 전원 차단 시간 및 출력전압(Vo)의 감소시간에 비례한다.
The output capacitor 180 increases the time constant RC in proportion to the capacitance C and the time until the power cutoff time and the output voltage V o for the PWM control unit 320 decrease, T off can be increased. This results in an increase in the time during which no burst occurs. That is, the capacitance of the output capacitor 180 is proportional to the time when the burst waveform is not generated, the power cut-off time to the PWM control unit 320, and the decrease time of the output voltage ( Vo ).

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 동작 순서를 나타내는 흐름도를 나타내는 도면이다.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation procedure of a power supply for improving no-load power efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, S801단계에서, 상태가 되기 전 즉, 대기모드가 아닌 정상모드 동작하는 경우에 있어서, 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치는 전원을 일정하게 공급하고 출력전압(Vo)을 발생하며 출력축전기(180)를 충전한다.
Referring to FIG. 8, in step S801, the power supply for improving the no-load power efficiency supplies power constantly and outputs the output voltage V o And charges the output capacitor 180.

S803단계에서, 무부하 제어부(340)는 무부하 스위치(341)를 통해 접점 형식으로 무부하 상태를 인식한다.
In step S803, the no-load control unit 340 recognizes the no-load state in the form of a contact through the no-load switch 341. [

S805단계에서, 무부하 제어부(340)는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 전원을 차단한다. 무부하 제어부(340)는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치의 전원을 차단하기 위하여 PWM 제어부(320)로 전달되는 전원 및 출력 전압 제어부(360)로 전달되는 전원을 차단한다. 무부하 제어부(340)는 무부하 차단 제어부(343)를 off시키고 나아가 PWM 전원 제어부(330)의 스위칭 소자(Q4) 및 출력 전압 제어부(360)의 스위칭 소자(Q1)를 off시킴으로써, PWM 전원 제어부(330)와 PWM 제어부(320) 및 출력 전압 제어부(360)로의 전원 공급을 차단한다.
In step S805, the no-load control unit 340 turns off the power supply for improving the no-load power efficiency. The no-load control unit 340 cuts off the power supplied to the PWM control unit 320 and the power to the output voltage control unit 360 to cut off the power supply of the power supply for improving the no-load power efficiency. The no-load control unit 340 turns off the no-load shutoff control unit 343 and further turns off the switching element Q 4 of the PWM power control unit 330 and the switching element Q 1 of the output voltage control unit 360, The PWM control unit 320, and the output voltage control unit 360. In this case,

S807단계에서, 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치에 전원이 공급되지 않기 때문에, 충전된 출력축전기(180)의 에너지가 방전되고 이에 따라 출력전압(Vo)도 감소한다.
In step S807, since the power supply for improving the no-load power efficiency is not supplied with power, the energy of the charged output capacitor 180 is discharged, and accordingly, the output voltage Vo decreases.

S809단계에서, 버스트 제어부(350)의 비교기(451)는 출력전압(Vo)이 기준전압(Vref)에 도달했는지 판단한다. 출력전압(Vo)이 기준전압(Vref)과 같지 않으면, 계속 출력축전기(180)는 방전하고 출력전압(Vo)은 감소한다.
In step S809, the comparator 451 of the burst control unit 350 determines whether the output voltage Vo has reached the reference voltage Vref . If the output voltage V o is not equal to the reference voltage V ref , the output capacitor 180 will continue to discharge and the output voltage V o will decrease.

S811단계에서, 출력전압(Vo)이 기준전압(Vref)과 같으면, 비교기(451)는 비교기(451) 출력전압(Vcom)을 생성하고 버퍼축전기(453)를 충전한다.
In step S811, if the output voltage V o is equal to the reference voltage V ref , the comparator 451 generates the output voltage V com of the comparator 451 and charges the buffer capacitor 453.

S813단계에서, 버퍼축전기(453)는 충전된 에너지를 방전하고 PWM 전원 제어부(330)의 스위칭 소자(Q4)를 On시켜 PWM 제어부(320)에 전원을 공급하여, 출력전압(Vo)을 생성한다.
The buffer capacitor 453 discharges the charged energy and turns on the switching element Q 4 of the PWM power control unit 330 to supply power to the PWM control unit 320 so that the output voltage V o .

S815단계에서, 출력전압(Vo)은 다시 증가하고 출력전압(Vo)은 출력축전기(180)을 다시 충전한다.
In step S815, the output voltage Vo increases again and the output voltage Vo charges the output capacitor 180 again.

S817단계에서, 증가한 출력전압(Vo)은 기준전압(Vref)보다 높기 때문에, 비교기(451)로 하여금 비교기(451) 출력전압(Vcom)을 발생시키지 않도록 한다.
In step S817, since the increased output voltage V o is higher than the reference voltage V ref , the comparator 451 does not generate the output voltage V com of the comparator 451.

S819단계에서, 버퍼축전기(453)는 비교기(451) 출력전압(Vcom)없이 충전한 에너지를 계속 소모하여 PWM 전원 제어부(330)의 스위칭 소자(Q4)를 Off시켜 PWM 제어부(320)로의 전원 공급을 차단한다. 상기 전원 공급 차단은 출력축전기(180)가 방전하여 출력전압(Vo)이 기준전압(Vref)이 될 때까지 지속된다.
The buffer capacitor 453 continues to consume the energy charged without the output voltage V com of the comparator 451 and turns off the switching element Q 4 of the PWM power supply control unit 330 to supply the PWM power to the PWM control unit 320 Disconnect the power supply. The power supply cutoff is continued until the output voltage V o becomes equal to the reference voltage V ref by discharging the output capacitor 180.

S821단계에서, 무부하 스위치(341)가 무부하 상태가 지속되는지 판단하여, 무부하 상태가 지속되면 S807단계로 이동하여 상기 S807단계 내지 819단계를 반복한다.
In step S821, the no-load switch 341 determines whether the no-load state continues, and if the no-load state continues, the operation proceeds to step S807, and repeats the steps S807 through S819.

S823단계에서, 더 이상 무부하 상태가 아니고 정상모드를 인식하면 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치는 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)를 On시켜서 전원 공급을 지속한다.
In step S823, if more than a no-load condition is not aware of the normal mode power supply for improving power efficiency, no-load switching elements (Q 1 To Q 4 ) are turned on to continue power supply.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed.

300 : 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치
310 : 플라이백 컨버터
320 : PWM 제어부
330 : PWM 전원 제어부
340 : 무부하 제어부
350 : 버스트 제어부
360 : 출력 전압 제어부300: Power supply for improved power efficiency of no-load
310: flyback converter
320: PWM control unit
330: PWM power supply control unit
340: No-
350: Burst control unit
360: Output voltage control section

Claims (7)

무부하 상태에서 동작하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치에 있어서,
플라이백 컨버터;
스위칭 동작을 통해 상기 플라이백 컨버터를 제어하는 PWM 제어부; 및
상기 플라이백 컨버터가 상기 무부하 상태에서 버스트 형태의 출력전압을 주기적으로 생성하도록 상기 PWM 제어부의 전원 공급을 차단하는 전원 제어부;를 포함하되,
상기 전원 제어부는 무부하 상태를 인식하는 무부하 스위치와 상기 무부하 스위치와 연결되어 무부하 상태가 인식된 경우 상기 PWM 제어부의 전원 공급을 차단하는 무부하 차단 제어부를 포함하는 것
을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치.
1. A power supply device for improving no-load power efficiency operating in a no-load state,
Flyback converter;
A PWM controller for controlling the flyback converter through a switching operation; And
And a power control unit for interrupting power supply to the PWM control unit such that the flyback converter periodically generates an output voltage in a burst form in the no-load state,
Wherein the power control unit includes a no-load switch for recognizing a no-load state and a no-load cut-off control unit for disconnecting the power supply of the PWM control unit when the no-load state is recognized
Power supply for improving power efficiency of no-load.
제1항에 있어서,
상기 전원 제어부는,
상기 플라이백 컨버터 및 상기 PWM 제어부와 연결되고 상기 PWM 제어부에 대한 PWM 전원 공급을 온오프(On-off)제어하는 PWM 전원 제어부;
상기 무부하 상태를 인식하고 상기 PWM 전원 제어부가 상기 PWM 제어부에 대한 전원 공급을 차단하도록 제어하는 무부하 제어부; 및
상기 무부하 상태에서 상기 출력전압의 주기에 상응하도록 상기 PWM 전원 제어부를 스위칭하는 버스트 제어부;를 포함하되,
상기 PWM 전원 제어부는 상기 무부하 차단 제어부에 의한 제어를 받아서 상기 PWM 제어부에 대한 PWM 전원 공급을 온오프(On-off)제어하는 것
을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치.
The method according to claim 1,
The power control unit includes:
A PWM power control unit connected to the flyback converter and the PWM control unit and for on-off controlling the PWM power supply to the PWM control unit;
A no-load control unit for recognizing the no-load state and controlling the PWM power control unit to cut off power supply to the PWM control unit; And
And a burst control unit for switching the PWM power supply control unit to correspond to the period of the output voltage in the no-load state,
The PWM power supply control unit controls the PWM power supply to the PWM control unit on the basis of the control by the no-load cut-off control unit
Power supply for improving power efficiency of no-load.
제2항에 있어서,
상기 무부하 제어부는,
무부하 상태를 인식하기 위하여 부하단에 접점 또는 릴레이형태로 연결된 무부하 스위치; 및
상기 무부하 스위치 및 상기 PWM 전원 제어부와 연결되고, 상기 무부하 스위치가 무부하 상태를 인식한 경우 상기 PWM 전원 제어부의 전원 공급을 차단하는 제1스위칭 소자를 포함하는 무부하 차단 제어부;를 포함하는 것
을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the no-
A no-load switch connected in the form of a contact or relay to the lower end to recognize the no-load state; And
And a first switching device connected to the no-load switch and the PWM power supply control unit and configured to cut off power supply to the PWM power supply control unit when the no-load switch recognizes a no-load state
Power supply for improving power efficiency of no-load.
제2항에 있어서,
상기 버스트 제어부는, 상기 출력전압을 미리 설정한 기준전압과 비교하는 비교기; 및
상기 비교기 출력단에 버퍼축전기;를 포함하는 것
을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the burst control unit comprises: a comparator for comparing the output voltage with a predetermined reference voltage; And
And a buffer capacitor at the comparator output stage
Power supply for improving power efficiency of no-load.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 제어부는,
무부하 상태에서 출력 전압을 일정하게 제어하고 출력 전압 제어부;를 포함하되,
상기 출력 전압 제어부는 상기 무부하 상태에서 상기 출력 전압 제어부가 소비하는 전력을 차단하는 제2스위칭 소자를 포함하는 것
을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치.
3. The method according to any one of claims 1 to 2,
The power control unit includes:
And an output voltage controller for controlling the output voltage constantly in a no-load state,
And the output voltage control unit includes a second switching device that cuts off power consumed by the output voltage control unit in the no-load state
Power supply for improving power efficiency of no-load.
제4항에 있어서,
상기 버퍼축전기는 상기 PWM 제어부에 대한 전원 공급 시간을 증감시켜 상기 출력전압에 상응하는 스위칭 주기를 변화시키는 것
을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치.
5. The method of claim 4,
The buffer capacitor changes the switching period corresponding to the output voltage by increasing or decreasing the power supply time to the PWM control unit
Power supply for improving power efficiency of no-load.
제4항에 있어서,
상기 플라이백 컨버터는 출력단에 출력축전기을 포함하고,
상기 출력축전기는 상기 PWM 제어부에 대한 전원 차단 시간을 증감시켜 상기 출력 전압에 상응하는 스위칭 주기를 변화시키는 것
을 특징으로 하는 무부하 전력 효율 향상을 위한 전원 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the flyback converter includes an output capacitor at an output end,
Wherein the output capacitor changes a switching period corresponding to the output voltage by increasing or decreasing a power cut-off time for the PWM control unit
Power supply for improving power efficiency of no-load.
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