KR0125025Y1 - 소비전력 절감회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오프모드시 트랜스 2차측의 출력전압이 급격히 떨어질때의 과도기 상태에 대한 문제점을 해결한 소비전력 절감회로(DPMS : Display Power Management System)에 관한 것이다.

본 고안은 AC입력부(100)와, 트랜스(T1)의 1차측에 스위칭 1차전원을 공급하는 스위칭모드전원공급부(200)와, 트랜스의 2차측에 유기된 전압을 제 1 내지 제 4 전압출력단으로 구성하여 정류 및 평활한 후 다수개의 출력전압을 얻는 2차측정류부(300)와, 상기 2차측의 정류부(300)의 출력전압과 소정의 기준전압을 비교하여 포토커플러(PC1)의 피드백량을 조절하는 에러앰프(800)와, 정상모드 또는 오프모드를 감지하여 해당 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서(500)와, 정상모드나 오프모드에서도 상기 스위칭모드전원공급부(200)로 동작전원을 공급하여 주는 정류부(220) 및 레귤레이터(210)와, 오프모드로 판별되면 상기 에러앰프(800)를 제어하여 2차측 정류부의 출력전압을 강제 다운시키는 에러앰프제어부(700)를 포함하여 된 소비전력절감 전원공급회로에 있어서, 상기 트랜스(T1) 2차측정류부(300)의 제 3 출력전압단이 오프모드시에도 상기 마이크로프로세서(500)의 정격 동작전원을 공급할 수 있도록, 그 출력을 상향조절하고, 또 그 출력을 마이크로프로세서(500)의 전원공급용 5V레귤레이터(402)의 입력단에 접속한 것을 더 포함하여 된 것이다.

따라서, 본 고안은 오프모드시에 트랜스에 의한 출력전압이 1/3 또는 1/4로 떨어진다 하더라도 28V의 출력전압은 7V 또는 9V정도를 유지할 수 있으므로 8V 출력전압용 캐패시터의 용량을 크게하지 않아도 되며, 종래의 별도 스위칭부를 사용할 필요가 없어 간단한 회로구성으로 인한 가격의 절감효과가 있다.

Description

소비전력 절감회로

제 1 도는 종래의 소비전력 절감 회로를 나타내는 일실시예,

제 2 도는 본 고안에 의한 소비전력 절감회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : AC입력부 200 : 스위칭모드전원공급부

210 : 레귤레이터 220 : 정류부

300 : 2차측 정류부 400 : 출력부

500 : 마이크로프로세서 600 : 스위칭부

700 : 에러앰프제어부 800 : 에러앰프

PCI : 포토커플러 201 : PWM IC

FET : 전계효과 트랜지스터 SRI : 션트레귤레이터

401, 402 : 레귤레이터 Q1,Q2,Q3 : 트랜지스터

본 고안은 모니터의 소비전력 절감회로(DPMS: Display Power Management System)에 관한 것으로, 특히 오프모드시 트랜스 2차측의 출력전압이 급격히 떨어질 때의 과도기 상태에 대한 문제점을 해결한 소비전력 절감회로에 관한 것이다.

종래, 본 출원인이 선출원한 국내 특허출원 제 94-1244호 소비전력 절감회로는 입력신호(동기신호)가 없는 모니터의 오프-모드(Off-Mode)에서 펄스폭 변조의 듀티를 제어하여 출력을 강제 다운시킴으로서, 보조전원을 사용하지 않고 사용전력을 최소화하는 소비전력절감회로로서, 이를 첨부된 도면, 제 1 도를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 마이크로프로세서(500)에 의해 입력신호(수평 또는 수직동기신호)가 감지되는 정상상태(Normal Mode)이면, 입력되는 AC입력(101)전압은 AC입력부(100)의 정류부(102) 및 캐패시터(Cl)에 의해 정류 및 평활되어 스위칭모드전원공급부(200)로 입력되고, 캐패시터(C2)를 통해 상기 PWM IC(201)에 전원(Vcc)이 인가되면, 상기 PWM IC(201)는 단자(out)로 초기 듀티에 의해 소정 스위칭 펄스신호를 출력한다.

따라서, 전계효과 트랜지스터(FET)는 온/오프 스위칭동작하며, 트랜스(T1)의 1차측에 전압이 인가되면, 그 2차측에 소정의 출력전압이 유기된다.

상기 트랜스(T1)의 2차측에 유기된 전압은 2차측 정류부(300)의 다이오드 및 캐패시터에 의해 정류 및 평활되어 소정의 출력전압을 생성한다. 이때, 상기 2차측 정류부(300)의 다이오드 및 캐퍼시터에 의해 정류 및 평활되어 소정의 출력전압을 생성한다. 이때, 상기 2차측 정류부(300)에 사용되는 다이오드 및 캐패시터의 용량, 트랜스에 권선되는 코일의 턴수에 따라 소망하는 출력전압을 얻을 수 있다.

또한, 상기 트랜스(T1) 2차측의 24V 출력전압은 12V 레귤레이터(401)를 통해 12V로 되어 스위칭소자(403)로 출력되고, 상기 스위칭소자(403)는 마이크로프로세서(500)의 제어에 의해 온/오프되며, 상기 스위칭소자(403)가 온 되면 최종 12V를 출력한다.

그리고, 상기 트랜스(T1) 2차측의 8V 출력전압은 5V 레귤레이터(402)를 통해 5V로 되어 마이크로프로세서(500)의 전원단(Vcc)으로 입력되어 마이크로프로세서(500)에 동작전원(Vcc)을 공급하게된다.

이때, 마이크로프로세서(500)는 포트(P1)로 로우신호를 출력하여 스위칭부(600)의 트랜지스터(Q1)를 턴-오프(Turn-Off)시킨다. 따라서, 상기 트랜지스터(Q1)의 턴-오프로 트랜지스터(Q2)의 베이스에는 저항(R6)을 통해 2차측 정류부(300)의 24V 출력전압이 분배되어 제공됨으로 트랜지스터(02)도 턴-오프된다.

아울러, 에러앰프제어부(700)의 트랜지스터(Q3)도 턴-오프된다.

따라서, 상기 스위칭부(600)와 에러앰프제어부(700)는 정상상태에서는 아무런 동작이나 제어를 수행하지 않는다.

또한, 에러앰프(800)의 션트레귤레이터(SR1)는 소정의 기준전압과 트랜스(T1) 2차측 정류부(300)의 출력전압을 비교하여 2차측 정류부(300)의 출력전압이 기준전압보다 높거나 낮으면 포토커플러(PCI)에 제어신호를 출력하여 피드백량을 조절함으로서 출력전압을 안정시킨다.

그리고, 상기 포토커플러(PC1)의 피드백량에 따라 스위칭모드전원공급부(200)의 PWM IC(201)의 듀티가 조절된다.

한편, 상기 마이크로프로세서(500)에 의해 입력신호(동기신호)가 감지되지 않는 오프모드면, 상기 마이크로프로세서(500)는 포트(P1)로 하이(High)신호를 출력한다. 따라서, 에러앰프제어부(700)의 트랜지스터(03)는 턴-온되고, 상기 트랜지스터(03)가 턴-온되면 에러앰프(800)의 가변저항(VR1)과 션트레귤레이터(SR1)에 의해 포토커플러(PC1)에 흐르는 전류가 감소한다.

즉, 상기 포토커플러(PC1)의 다이오드에 전류가 적게 흐르게 되므로 포토커플러(PC1)의 트랜지스터의 에미터측과 스위칭모드전원공급부(200)의 PWM IC(201)의 피드백단(F/B) 사이에 연결된 저항(R1)에 전압강하가 많이 생겨 PWM IC(201)의 피드백 전압이 높아진다.

그리고, 상기 PWM IC(201)의 피드백 전압이 높아지면 PWM IC(201)의 출력단(out)을 통해 출력되는 턴-온듀티타임이 줄어든다. 듀티가 줄어들면 전계효과 트랜지스터(FET)의 턴-온시간이 줄어 들어 트랜스(T1)의 2차측에 유기되는 전압이 적어진다.

이 회로에서는 일실시예로 트랜스(T1)의 2차측에 유기되는 출력전압이 정상 상태보다 1/3정도 다운되도록 가변저항(VR1)을 조절하여 전계효과 트랜지스터(FET)의 턴온타임을 조정한 관계로, 2차측 정류부(300)의 각 단의 출력전압이 정상 동작전압의 1/3이하로 다운(Down)되게 되어 기기는 동작을 멈추게 된다.

이때, 2차측 정류부(300)의 8V 출력단의 8V 전압도 1/3이하로 다운되게 되므로 5V 레귤레이터(402)는 5V를 마이크로프로세서(500)의 전원단(Vcc)에 제공하지 못하게 되어, 마이크로프로세서(500)의 동작도 멈추게 된다.

그러나, 마이크로프로세서(500)는 입력신호를 계속 감지해야 함으로 구동이 정지되어서는 안된다.

이때, 상기 스위칭부(600)의 트랜지스터(Q1)는 마이크로프로세서(500)의 포트(P1)가 하이(High)상태이므로 턴-온되고, 상기 트랜지스터(Q1)가 턴-온되면 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스전류는 저항(R7)을 통해 트랜지스터(Q1)로 흐르므로 트랜지스터(Q2)도 턴-온된다.

따라서, 상기 트랜지(Q2)가 턴-온되면 트랜스(T1) 2차측 정류부(300)의 24V의 출력단의 전압이 8V 이하로 다운된 상태에서 트랜지스터(Q2)의 에미터와 콜렉터를 통해 2차측 정류부(300)의 출력단에 인가됨으로, 마이크로프로세서(500)는 5V레귤레이터(402)를 통해 정상적인 5V를 제공받게 되어 계속적으로 동작을 유지하게 된다.

이때, 상기 PWM IC(201)의 동작을 유지시키는 전압을 제공하는 트랜스(T1) 1차측코일(L1)에 의한 유기전압도 1/3이하로 다운되게 되어 PWM IC(201)의 동작이 멈추게 되는 것을 방지하기 위하여 코일(L1)에 의해 유기되는 출력전압이 PWM IC(201)의 전압(Vcc) × 3.5 정도의 높은 전압이 될 수 있도록 코일(L1)의 턴수를 설계한다. 예를 들어, 상기 PWM IC(201)의 동작전압(Vcc)이 12V이고 레귤레이터(201)가 12V 레귤레이터라면 코일(L1)에 의해 유기되는 전압은 48V 정도가 되어야 한다. 즉, 오프-모드에서 48V가 16V 이하로 다운되고 정류부(220)에서는 정류 및 평활된 후 레귤레이터(210)로 입력되면 12V가 상기 PWM IC(201)로 공급되므로 에러앰프제어부(700)의 트랜지스터(Q3)의 턴온/오프에 의해 유기되는 전압이 1/3 이하로 다운되는 오프-모드 또는 정상상태에서도 PWM IC(201)는 계속적으로 동작을 유지하게 된다.

이와 같은 구성과 그에 따른 동작을 하는 상기 회로에 있어서, 상기 스위칭부(600)는 오프-모드시에 트랜스(T1) 2차측의 출력전압(특히 8V출력)이 떨어졌을때에도 마이크로프로세서(500)의 동작을 지속하기 위하여 사용된 것이다.

그러나, 상기 스위칭부(600)는 오프모드시 스위칭되는 시간의 지연에 의해 5V레귤레이터(402)를 통해 마이크로프로세서(500)의 전원단(Vcc)으로 공급되는 +5V의 전압이 급격히 떨어져서 순간적으로 마이크로프로세서(500)가 리세트(RESET)되는 것을 방지하기 위하여 5V레귤레이터(402)에 입력되는 트랜스(T1) 2차측 8V 출력 전압 정류단에는 상기 스위칭시간동안 충분히 +8V를 유지할 수 있도록 대용량의 평활 캐패시터가 필요하게 된다.

따라서, 상기 대용량의 캐패시터와 상기 스위칭부(600)의 회로구성은 비용의 상승을 초래한다.

본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 상기 오프-모드시에 마이크로프로세서에 동작전원을 공급하는 별도의 스위칭부를 사용하지 않고, 또 대용량의 캐패시터를 필요로 하지 않으며, 오프-모드시 트랜스 2차측의 8V 출력전압이 급격히 떨어질때의 과도기 상태의 문제점을 자동적으로 해결한 소비 전력 절감회로를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 입력되는 교류전압을 정류 및 평활하는 AC입력부와, 트랜스의 1차측에 스위칭 1차전원을 공급하는 스위칭모드전원 공급부와, 트랜스의 2차측에 유기된 전압을 제 1 내지 제 4 출력전압단으로 구성하여 정류 및 평활한 후 다수개의 출력전압을 얻는 2차측정류부와, 상기 2차측의정류부의 출력전압과 소정의 기준전압을 비교하여 포토커플러의 피드백량을 조절하는 에러앰프와, 정상모드 또는 오프-모드를 감지하여 해당 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서와, 정상모드나 오프-모드에서도 상기 스위칭모드전원공급부로 동작전원을 공급하여 주는 정류부 및 레글레이터와, 오프모드로 판별되면 상기 에러앰프를 제어하여 2차측 정류부의 출력전압을 강제 다운시키는 에러앰프제어부를 포함하여 된 소비전력절감 전원공급회로에 있어서, 상기 트랜스 2차측정류부의 제 3 출력전압단이 오프-모드(Off-Mode)시에도 상기 마이크로프로세서의 정격 동작전원을 공급할 수 있도록, 그 출력을 상향조절하고, 또 그 출력을 마이크로프로세서의 전원공급용 5V레귤레이터의 입력단에 접속한 것을 더 포함하여된 특징이 있다.

이하, 본 고안에 따른 소비전력 절감회로의 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

본 고안에 참조된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

제 2 도는 본 고안에 따른 소비전력 절감회로의 일실시예로서, 회로의 전체 구성은 종래 제 1 도의 회로구성에, 스위칭부(600)가 삭제되고 트랜스(T1) 2차측정류부(300)의 제 3 출력전압단에서 출력되는 24V 출력전압을 28V로 상향조절하고, 이 상향조절된 출력전압(28V)이 마이크로프로세서(500)의 동작전원공급용 5V레귤레이터(402)에 입력되도록 연결하며, 상기 트랜스(T1) 2차측정류부(300)의 제 4 출력전압단에서 출력되는 5V 출력전압은 상기 5V 레귤레이터(402)로 인가되지 않도록 하여 구성한 것이다.

다른 부분의 회로구성은 상기 제 1 도와 동일하여 그 설명을 생략한다.

상기와 같이 구성시켜서된 본 고안의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 마이크로프로세서(500)에 의해 입력신호가 감지되는 정상상태인 경우, 입력되는 AC입력(101) 전압에 의해 전술한 바와 같이 AC입력부(100) 및 스위칭모드전원공급부(200)가 동작하여 트랜스(T1) 1차측에 소정전원이 인가되어, 트랜스(T1)의 2차측에는 소정의 출력전압이 유기된다.

상기 트랜스(T1)의 2차측에 유기된 전압은 2차측정류부(300)의 제 1 내지 제 4 전압출력단의 다이오드 및 캐패시터에 의해 정류 및 평활되어 소정의 출력전압을 생성한다.

즉, 제 1 전압출력단은 150V, 제 2 전압출력단은 80V, 제 3 전압전압단은 28V, 제 4 전압전압단은 8V의 전압이 생성된다.

상기 트랜스(T1) 2차측의 제 3 전압출력단에 출력되는 28V 출력전압은 12V 레귤레이터(401)를 통해 12V로 되어 스위칭소자(403)로 출력되고, 상기 스위칭소자(403)는 마이크로프로세서(500)의 제어에 의해 온/오프되며, 상기 스위칭소자(403)가 온되면 최종 12V를 출력한다.

또한, 상기 트랜스(71) 2차측의 제 3 전압출력단에 출력되는 28V 출력전압은 5V레귤레이터(401) 통해 5V로 되어 마이크로프로세서(500)의 전원단(Vcc)으로 입력되어 마이크로프로세서(500)에 동작전원(Vcc)을 공급하게된다.

이와 같은 정상모드인 경우에는 상기 마이크로프로세서(500)는 포트(P1)로 로우신호가 출력되어, 에러앰프제어부(700)의 트랜지스터(Q3)가 턴오프되어 상기 에러앰프 제어부(700)는 정상상태에서는 아무런 동작이나 제어를 수행하지 않는다.

또한, 에러앰프(800)의 션트레귤레이터(SR1)는 소정의 기준전압과 트랜스(T1) 2차측 정류부(300)의 출력전압을 비교하여 2차측 정류부(300)의 출력전압이 기준전압보다 높거나 낮으면 포토커플러(PC1)에 제어신호를 출력하여 피드백량을 조절함으로서 출력전압을 안정시키는바, 이때 상기 포토커플러(PC1)의 피드백량에 따라 스위칭모드전원공급부(200)의 PWM IC(201)의 듀티가 조절된다.

한편, 상기 마이크로프로세서(500)에 의해 입력신호(동기신호)가 감지되지 않는 오프모드인 경우에는, 상기 마이크로프로세서(500)는 포트(P1)로 하이신호를 출력한다.

따라서, 에러앰프제어부(700)의 트랜지스터(Q3)는 턴온되고, 상기 트랜지스터(Q3)가 턴온되면 에러앰프(800)의 가변저항(VR1)과 션트레귤레이터(SR1)에 의해 포토커플러(PC1)에 흐르는 전류가 감소한다.

즉, 상기 포토커플러(PC1)의 다이오드에 전류가 적게 흐르게 되므로 포토커플러(PC1)의 트랜지스터의 에미터측과 스위칭모드전원공급부(200)의 PWM IC(201)의 피드백단(F/B) 사이에 연결된 저항(R1)에 전압강하가 많이 생겨 PWM IC(201)의 피드백 전압이 높아진다.

그리고, 상기 PWM IC(201)의 피드백 전압이 높아지면 PWM IC(201)의 출력단(out)을 통해 출력되는 턴온듀티타임이 줄어든다. 듀티가 줄어들면 전계효과 트랜지스터(FET)의 턴온시간이 줄어 들어 트랜스(T1)의 2차측에 유기되는 전압이 적어진다. 이 회로에서는 일실시예로 트랜스(T1)의 2차측에 유기되는 출력전압이 정상상태보다 1/3정도 다운되도록 가변저항(VR1)을 조절하여 전계효과 트랜지스터(FET)의 턴온타임을 조정한 관계로, 2차측 정류부(300)의 각 단의 출력전압이 정상동작전압의 1/3이하로 다운되게 된다.

이때, 2차측정류부(300)의 제 3 전압출력단에 출력되는 28V 전압도 1/3이하로 다운되며, 그 전압이 9V 내지 7V를 유지할 수 있게 되어, 마이크로프로세서(500)의 동작전원공급용 5V레귤레이터(402)에는 상기 출력전압이 입력됨으로서, 상기 마이크로컴퓨터(500)는 5V레귤레이터(402)를 통해 정상적인 5V를 제공받게 되어 계속적으로 동작을 유지하게 된다.

이상에서와 같이 본 고안은 오프모드시에 트랜스에 의한 출력전압이 1/3 또는 1/4로 떨어진다 하더라도 28V 출력전압은 7V 또는 9V정도를 유지할 수 있으므로 8V 출력전압용 캐패시터의 용량을 크게하지 않아도 되며, 종래의 별도 스위칭부를 사용할 필요가 없어 간단한 회로구성으로 인한 가격의 절감효과가 있다.

이상의 설명은 본 고안의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 고안은 그 구성요지의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims (2)

1. AC입력부(100)와, 트랜스(T1)의 1차측에 스위칭 1차전원을 공급하는 스위칭모드전원공급부(200)와, 트랜스의 2차측에 유기된 전압을 제 1 내지 제 4 전압출력단으로 구성하여 정류 및 평활한 후 다수개의 출력전압을 얻는 2차측정류부(300)와, 상기 2차측의정류부(300)의 출력전압과 소정의 기준전압을 비교하여 포토 커플러(PC1)의 피드백량을 조절하는 에러앰프(800)와, 정상모드 또는 오프모드를 감지하여 해당 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서(500)와, 정상모드나 오프모드에서도 상기 스위칭모드전원공급부(200)로 동작전원을 공급하여주는 정류부(220) 및 레귤레이터(210)와, 오프모드로 판별되면 상기 에러앰프(800)를 제어하여 2차측 정류부의 출력 전압을 강제 다운시키는 에러앰프제어부(700)를 포함하여 된 소비전력 절감 전원공급회로에 있어서; 상기 트랜스(T1) 2차측정류부(300)의 제 3 전압출력단이 오프모드시에도 상기 마이크로프로세서(500)의 정격 동작전원을 공급할 수 있도록, 그 출력을 상향조절하고, 또 제 3 전압출력단의 출력을 마이크로프로세서(500)의 전원공급용 5V레귤레이터(402)의 입력단에 접속한 것을 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 소비전력 절감회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상향 조절된 트랜스(T1) 2차측의 출력전압은 26∼ 29V로 하는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감회로.