KR0130035B1 - 스위칭 타입의 전원장치 - Google Patents

Abstract

[목적] TV용 스위칭 전원장치에 있어서, 대기상태에 있어서의 전력손실을 줄인다.

[구성] 직류전압을 스위칭 소자(7)로 온, 오프하며, 출력 트랜스(5)를 통해 주부하 및 리모콘 수신회로에 전력을 공급하는 스위칭 전원장치에 있어서, 대기시에 PWM 펄스의 주파수를 낮추어 스위칭 트랜지스터(7)의 스위칭 회수를 줄임으로써 전력손실을 최대한 줄인다.

Description

스위칭 타입의 전원장치

제1도는 스위칭 타입의 전원장치의 제1실시예를 나타내는 회로도이다.

제2도는 제1도의 2차권선 및 제3차권선에 접속된 출력회로를 상세하게 나타낸 회로도이다.

제3도는 제1도의 PWM 펄스형성회로와 그 추력단을 나타내는 회로도이다.

제4도는 PWM 펄스를 나타내는 파형도이다.

제5도는 전원장치의 제2실시예를 나타내는 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 스위칭 트랜지스터 13 : PWM 펄스발생회로

16 : 비교기 Q11 : 주파수 전환용 트랜지스터

본 발명은 리모트 콘트롤 기능을 갖는 텔레비젼 수상기(TV)용 전원에 적합한 스위칭 타입의 전원장치에 관한 것이다.

일반 TV 수상기는 리모트 콘트롤(이하, 리모콘이라 한다) 회로를 가지므로, 그 전원장치에는 주부하를 위한 전원회로와 리모콘부하(부부하)를 위한 전원회로를 설치하여야 한다. 주부하용 전원회로와 리모콘 부하용 전원회로를 완전히 독립적으로 형성하면, 전원부분이 대형이 되며 비용도 높아지므로, 두 개의 전원회로를 조합하여 구성하고, 일부회로를 공용하는 것이 일반적이다. 더 상세히 말하면, TV용 전원장치는 직류전압을 온, 오프하기 위한 스위칭소자와, 이 스위칭소자에 직렬로 접속된 트랜지의 1차권선과, 이 1차권선에 전자(電磁) 결합된 주부하용권선 및 부부하용 권선과, 주부하용 권선과 부부하용 권선에 각각 접속된 주부하용 정류평활회로 및 부부하용 정류 평활회로와, 주부하용 정류평활회로의 출력전압이 일정하게 되도록 상기 스위칭 소자를 제어하는 회로를 갖추고 있다.

그런데, 상술한 바와 같은 TV용 전원장치의 스위칭 주파수(스위칭 소자의 온,오프 반복주파수)는, 트랜스의 소형화 및 가청주파수의 잡음억제를 목적으로 하여 비교적 높은 40∼100㎑ 정도로 설정되어 있다. 종래의 장치에서는 주부하는 구동하지 않고 리모콘 수신회로(부부하)만을 구동하는 경우에 있어서도 상기와 같은 높은 주파수(40∼100㎑)로 스위칭 소자를 온, 오프하였기 때문에, 단위시간당 스위칭 회수가 많아지고, 이에따라 스위칭 손실이 발생되어, 효율의 악화를 초래하였다.

본 발명의 목적은 부부하만을 구동할때의 효율을 높일수가 있는 스위칭 전원장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 직류전압을 스위칭 소자로 온, 오프하며, 상기 스위칭 소자에 접속된 출력 트랜스를 통하여 주부하 및 이보다 작은 부부하를 구동하도록 구성된 스위칭 전원장치에 있어서, 상기 스위칭 소자를 온, 오프하기 위한 펄스열의 주파수를 상기 주부하 또는 상기 주부하와 부부하의 구동시에 제1의 값으로 하고, 상기 부부하만을 구동할때에 상기 제1의 값보다도 작은 제2의 값으로 하기 위한 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원장치에 관한 것이다.

본 발명에 따라 부부하만을 구동할때에 스위칭 주파수를 저하시키면, 단위 시간당 스위칭 회수가 적어지므로 스위칭 손실은 줄고, 효율은 높아진다. 또, 부부하만인 경(輕)부하(소비전력이 적은 부하)시에 주파수를 저하시켰을 때에는, 소정의 출력압력을 얻을 경우에, 주파수가 높은때에 비해 스위칭 소자를 온으로 하기 위한 펄스의 폭을 넓힐 수가 있게되어, 펄스를 안정적으로 발생시킬 수가 있다. 또, 비교적 높은 제1주파수로 구동하기 위해 소형화된 트랜스를 갖는 전원장치가 부부하만을 동작시킬때에 비교적 낮은 제2주파수로 구동되나, 부부하의 소비전력이 적기 때문에, 트랜즈삭 사용불가능하게 되는 등의 사태는 발생되지 않는다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 관한 TV용 전원장치를 설명한다.

제1도에 있어서, 한쌍의 교류전원단자(1)에 접속된 정류평활회로로 이루어진 직류전원(2)의 출력단자, 즉 직류전원단자(3)와 그라운드단자(4) 사이에는, 트랜스(5)의 1차권선(6)과 스위칭 소자로서의 트랜지스터(7)와의 직렬회로가 접속되어 있다. 트랜스(5)는 2차권서(8), 3차권서(9) 및 4차권선(10)을 가진다. 출력권선 수단으로서 기능하는 2차권선(제1출력권선)(8)과 3차권선(제2출력권선)(9)에는 출력회로(11)가 접속되어 있다. 정전압제어를 행하기 위해 출력회로(11)에는 출력전압에 대응하는 빛을 발생시키는 발광다이오드(12)가 포함되어 있다.

트랜지스터(7)를 온, 오프하기 위한 펄스열을 발생시키는 PWM(펄스폭변조)펄스발생회로(13)가 설치되어 있다. 이 PWM 펄스발생회로(13)는 정전압제어를 행하기 위한 포토트랜지스터(14)를 포함하는데, 이것이 발광 다이오드(12)에 광결합되어 있다. PWM펄스발생회로(13)는 구동회로(15)를 통해 트랜지스터(7)의 베이스(제어단자)에 접속되어 있다.

비교기(16)는 출력회로(11)에 있어서의 부하상태를 검출하기 위한 수단으로서 설치되어 있다. 이 비교기(16)는 출력전압의 변화에 의해 부하의 상태를 판단하고, PWM 펄스발생회로(13)의 출력 주파수를 전환하기 위해 부하상태 통지신호를 발생시킨다. 이 전원장치는 후술될 내용으로 보아 알 수 있듯이, 리모콘 수신회로(부부하)만을 구동할 때 즉, 대기시에 2차권선(8)의 전압이 약 1/5로 저하되도록 형성되어 있다. 따라서 비교기(16)는, 이 전압 저하에 의해 부하 상태를 검출할 수가 있다.

4차권선(10)는 비교기(16), PWM 펄스발생회로(13) 및 구동회로(15)의 전원전압을 얻기위한 것으로서, 여기에는 다이오드(17)를 통해 콘덴서(18)가 접속되고, 그 출력이 정전압화회로(19a)를 통해 PWM 펄스발생회로(13), 구동회로(15), 비교기(16)의 전원단자에 접속되어있다. 상기 4차권선(10)의 권수는 전압이 가장 낮은 경우라 하더라도 정전압화회로(19a)의 출력측에 소망전압이 얻어지도록 설정되어 있다. 또, (19)는 기동저향이며, 전원단자(3)와 콘덴서(18) 사이에 접속되어 있다.

비교기(16)의 한쪽 입력단자에 출력전압에 대응한 전압을 부여하기 위해 저항(20), (21)의 분압회로가 콘덴서(18)에 병렬로 접속되고, 그 분압점이 비교기(16)의 한쪽 입력단자에 접속되어 있다. 비교기(16)의 다른쪽 입력단자는 예를 들면 제너다이오드로 된 정전압원(22)에 접속되어 있다. 트랜지스터(7)의 오프 기간에 다이오드(17)가 온이되도록 4차권선(10)의 극성이 설정되고, 또 이 기간에 출력전압에 대응한 전압이 4차권선(10)에 얻어지도록 출력회로(11)가 설계되어 있으므로, 4차권선(10)의 전압을 저항(21),(21)으로 분압하여 비교기(16)에 입력시키면, 출력전압의 고저를 나타내는 신호 즉, 부하상태를 나타내는 신호가 비교기(16)로 부터 얻어진다. PWM 펄스발생회로(13)의 출력 주파수는 비교기(16)의 출력에 의해 전환된다.

제2도는 제1도의 2차권선(제1출력권선)(8) 및 3차 권선(제2출력권선)(9)에 접속된 출력회로(11)를 상세하게 나타낸다. 제2권선(8)은 거의 중간에 탭(tap)을 가지며, 제1권선(8a)과 제2권선(8b)으로 분할되어 있다. 또, 탭을 설치하는 대신에 제1 및 제2권선(8a),(8b)을 독립적으로 설치할 수가 있다.

2차권선(8)은 제1전압을 얻기위해 제1전압출력 수단으로서의 제1단자(23a)와 제1전압(예를들면 112V) 보다도 낮은 제2전압(예를들면 60V)을 얻기 위한 제2전압출력 수단으로서의 제2단자(23b)와 그라운드 단자(23c)를 가진다.

2차권선(8)의 제1단자(23a)는 정류 다이오드(24)와 평활콘덴서(25)로 이루어진 제1정류 평활회로(26)를 통해 제1출력단자(27)에 접속되어 있다. 제1출력 단자(27)와 그라운드 단자(28) 사이에는 TV의 내부 전원스위치(29)를 통해 TV의 주회로로 이루어진 제1부하 즉, 주부하(30)가 접속되어 있다. 이 주부하(30)의 구동시의 소비전력은 약 90W이다.

2차 권선(8) 보다도 권수가 적은 3차권선(9)은 제2출력권선 즉, 리모콘용 보조출력권선으로서 기능하는데, 그 한쪽 단자는 정류 다이오드(31)와 평활콘덴서(32)로 이루어진 제2정류 평활회로(33)를 통해 제2부하(부부하)로서의 리모콘 수신회로(34)에 접속되고, 다른쪽 단자는 그라운드에 접속되어 있다. 리모콘 수신회로(34)의 전력용량(소비전력)은 주부하(30)의 그것보다도 작은 예를 들면 1W이다.

2차 권선(8)의 제2단자(Tab)(23b)는 TV의 대기(스탠바이)시에 리모콘 수신회로(34)에 전력을 공급하기 위한 것으로서, 여기서는 다이오드(35)와 콘덴서(36)로 이루어진 제3정류 평활회로(37)가 접속되어 있다. 이 제3정류 평활회로(37)의 출력라인 (38)은 스위치 수단으로서의 pnp형의 제1트랜지스터(39)를 통해 리모콘 수신회로(34)에 접속되어 있다. 제1트랜지스터(39)를 대기시에만 동작시키기 위해 베이스와 그라운드와의 사이에 npn형의 제2트랜지스터(40)가 접속되며, 이 트랜지스터(40)이 베이스가 제3트랜지스터(41)를 통해 부하상태 통지시호 발생수단으로서의 기능을 갖는 전환 신호 공급단자(42)에 접속되어 있다.

라인(38)과 제2트랜지스터(40)의 베이스와의 사이에는 리모콘 전압 조정용 저항(43)과 전압 안정화용 제너다이오드(44)가 접속되어 있다. 단자(42)의 전환신호(부하상태 통지신호)는 주부하(30)의 동작시에는 고레벨이 되고, 대기시에는 저레벨로 된다. 따라서, 주부하(30)의 동작시에는 제3트랜지스터(41)가 온으로 되고, 제1 및 제2트랜지스터(39), (40)가 오프로 되며, 제3정류 평활회로(37)는 리모콘 수신회로(34)로 부터 분리된다. 주부하(30)의 동작시에 제1트랜지스터(39)가 오프로 되더라도, 리모콘 수신회로(34)는 제2정류 평활회로(33)에 의해 동작한다.

출력단자(27)의 전압변화에 따라 제1도의 포토트랜지스터(14)를 제어하기 위해 출력전압 검출저항(45, 46)과 기준전압원용 제너 다이오드(47)와 오차 증폭용 트랜지스터(48)와 저항(49)으로 이루어진 전압 제어신호 형성회로(50)가 설치되며, 이 출력단자에 발광 다이오드(12)가 접속되어 있다. 전압 검출 저항(45),(46)은 출력단자(27)와 그라운드 단자(28)간에 접속되고, 그 전압분할점이 오파증폭용 트랜지스터(48)의 베이스에 접속되어 있다. 제너 다이오드(47)는 저항(49)를 통해 출력단자(27),(28)간에 접속되며, 여기서 얻어진 기준전압을 트랜지스터(48)의 이미터에 부여한다. 이 실시예에서는 출력전압이 높아지면 오파증폭용 트랜지스텀(48)의 콜랙터 전위가 낮아진다. 포토 트랜지스터(14)에 광결합되어 있는 발광다이오드(12)의 애노드는 전류제한용의 저항(51)을 통해 제2정류 평활회로(33)의 출력단자에 접속되고, 캐소드는 오파증폭용 트랜지스터(48)의 콜랙터에 접속되어 있다.

대기시에 제1출력단자(27)의 출력전압을 낮추기 위한 전환수단(제어상태 전환수단)으로서의 제2트랜지스터(40)의 콜랙터는 저항(52)을 통해 스위치수단으로서의 제1트랜지스터(39)의 베이스에 접속되어 있음과 동시에 다이오드(53)를 통해 발광바이오드(12)에 캐소드에 접속되며, 이미터는 그라운드에 접소되어 있다.

리모콘 전원단자 즉, 제2출력단자(54)에 접속된 리모콘 수신회로(34)는 리모콘(도시안함)으로 부터의 신호에 응답하여 TV 수상기의 각종 조작을 행하는 것으로서, 부하(30)의 스위치(29)의 온, 오프 제어도 수행한다. 리모콘 수신회로(34)는 이것에 의해 스위치(29)를 오프 제어하고 있는 기간에 단자(42)에 저레벨의 대기를 나타내는 신호를 부여한다. 단자(42)의 부하상태 통지신호는 고레벨(제1전압 레벨)에 의해 주부하(30)의 구동을 표시하며, 저레벨(제2전압레벨)일때에 스탠바이를 표시한다.

제1도의 PWM 펄스발생 회로(13)는 제3도에 나타낸 바와 같이, 크게 나누어 전압비교기(55)와, 톱니파 발생수단을 포함하는 오프쪽 결정회로(56)와, 참조신호 발생수단을 포함하는 온폭 제어회로(57)와, 기준전압원(58)을 가지며, PWM 펄스를 형성하여, 이것을 구동회로(15)로 보낸다. 각 부를 더 자세히 설명하면, 오프 폭 결정회로(56)는 콘덴서 C1과, 제 1,2,3 및 제4저항 R1, R2, R3, R4와 트랜지스터 Q10, Q11과 세 개의 다이오드 D1, D2, D3로 이루어진다. 콘덴서 C1은 전원단자(59)와 그라운드 사이에 트랜지스터 Q11과 다이오드 D1을 통해 접속되어 있다. 제1저항 R1은 방전회로를 형성하기 위해 콘덴서 C1에 병렬로 접속되어 있다. 콘덴서 C1의상단은, 비교기(55)이 부입력단자에 접속되어 있다. 트랜지스터 Q11의 베이스는 저항 R3을 통해 기준전압원(58)에 접속되어 있음과 동시에, 저항 R2와 다이오드 2로 이루어진 회로를 통해 비교기(55)의 출력단자에 접속되어 있다. 저항 R2와 다이오드 D2는 비교기(55)의 출력이 저레벨로 되었을때에 트랜지스터 Q11을 오프로 제어하고, 콘덴서 C1의 충전을 정지시키는 기능을 가진다. 비교기(55)의 정입력 단자는 저항 R3을 통해 기준전압원(58)에 접속되어 있음과 동시에, 저항 R2와 다이오드 D2를 통해 비교기(55)의 출력단자에도 접속되어 있다. 트랜지스터 Q10은 콘덴서 C1의 방전시 정수를 전환하기 위해 저항 R4를 통해 콘덴서 C1에 병렬로 접속되어 있다.

온 폭 제어회로(57)는, 콘덴서C2와, 트랜지스터Q12와, 트랜지스터Q13과, NOT 회로(인버터)(60)와 출력전압제어를 위한 충전 제어소자로서의 포토트랜지스터(14)로 이루어진다.

콘덴서 C2의 상단은 포토트랜지스터(14)를 통해 전원단자(59)에 접속되며, 하단은 그라운드에 접속되어 있다. 이 콘덴서 C2의 전압 Vc2를 비교기(55)에 관계짓기 위해, 비교기(55)의 정입력단자와 그라운드간에 트랜지스터Q12가 접속되고, 이 트랜지스터 Q12의 베이스가 콘덴서 C2의 상단에 접속되어 있다. 또, 콘덴서 C2의 방전을 비교기(55)의 출력에 관계짓기 위해, 콘덴서 C2에 대해 병렬로 방전 제어소자로서 트랜지스터 Q13이 접속되고, 비교기(55)의 출력단자가 NOT 회로(60)을 통해 트랜지스터 Q13의 베이스에 접속되어 있다.

다음으로, 제4도의 파형도를 참조하여 제3도의 회로의 동작을 설명한다.

제너다이오드등으로 구성된 기준전압원(58)으로 부터 기준전압 Vr(약 6.3V)이 얻어지고 이것이 비교기(55)의 정입력단자에 부여된다. 동시에, 제1트랜지스터 Q11도 온이되어, 전원단자(59)의 전압 +V로 제1콘덴서 C1이 충전된다. 이제 콘덴서 C!은, 기준전압 Vr로 부터 트랜지스터 Q11의 베이스 이미터간 전압 Vbe와 다이오드 D1의 전압 Vf과의 합(Vbe+Vf)을 제한값(약 5V)(즉 Vr-(Vbe+Vf)까지 충전된다. 콘덴서 C1의 충전회로에는 저항이 포함되어 있지 않기 때문에, 이 콘덴서 C1의 전압은 급속하게 상승한다. 비교기(55)의 정입력 단자에는 참조신호로서 기준전압원(58)의 전압 Vr(6.3V)이 인가된다. 비교기(55)의 제4도(A)에서 실선으로 나타낸 정입력단자의 전압 V1의 최대진폭은 약 6.3V이며, 파선으로 나타낸 톱니파로 이루어진 비교기(15)의 부입력단자의 전압 V2의 최대 진폭은 약 5V이므로, 비교기(55)의 출력은 고레벨(H)로 된다. 또한, 양입력 전압 V1, V2의 차는 약 1.3V이므로, 잡음에 의한 오동작을 충분히 방지할 수가 있다.

한편, 제2콘덴서 C2와 포토트랜지스터(14)의 저항으로 정해지는 CR 시정수는 제1콘덴서 C1과 그 충전회로의 저항으로 정해지는 CR 시정수 보다도 충분히 크게 설정되어 있기 때문에 제2콘덴서 C2의 전압 Vc2는 제4도(B)의 t0∼t1구간에 나타낸 바와같이 트랜지스터(7)의 온 기간 Ton에 있어서 경사를 가지고 천천히 상승한다. 또한, 온 기간 Ton 에는 비교기(55)의 출력이 고레벨, NOT 회로(60)의 출력이 저레벨, 제3 트랜지스터 Q13이 오프이므로, 제2콘덴서 C2의 방전회로는 형성되지 않는다. 제2콘덴서 C2의 전압 Vc2가 0.7∼0.8V 정도 되면, 제2트랜지스터 Q12가 온이 되고, 비교기(55)의 정입력단자의 참조 신호로서의 전압 V1이 저하하는데, 톱니파로 이루어진 부입력단자의 전압 V2 보다도 낮아져, t1에서 비교기(55)의 출력은 저레벨(L)로 전환된다. 이로인해, 제2다이오드 D2가 온이되며, 트랜지스터(7)의 오피기간 Toff에는 비교기(55)의 정입력단자의 전압 V1이

{(Vr - Vf) (R2) / (R2 + R3)} + Vf

로 되어, 약 3V로 고정된다. 또한, Vf는 다이오드 D1, D2의 각각의 순방향전압을 나타낸다. 또, NOT 회로(60)의 출력에 고레벨, 제3트랜지스터 Q3가 온이되므로, 제2콘덴서 C2의 전하가 트랜지스터 Q13를 통해 급격히 방출되어, 이 전압 Vc2는 급격히 저하된다.

t1∼t2의 오프기간 Toff에는, 비교기(55)의 정입력 단자의 전압 V1이 부입력단자의 전압 V2 보다도 낮으므로, 제1트랜지스터 Q11 및 제1다이오드 D1이 역바이어스 상태가 되어, 각각 오프상태로 되므로, 제1콘덴서 C1의 충전이 정지된다. 이로인해, 주부하(30)의 구동시에는, 제1콘덴서 C1의 전하가 저항R1과 R4의 양쪽을 통해 방출되어, 제1콘덴서 C1의 전압 및 비교기(55)의 부입력 단자의 전압 V2는 경사를 가지고 저하된다. 오프기간에 있어서의 비교기(55)의 정입력단자의전압 V1은 고정되고, 또, 제1콘덴서 C1의 전압 즉 부입력단자의 전압 V2는 일정한 경사를 가지고 저하되므로, 부입력단자의 전압 v2가 정입력단자의 전압 V1을 횡단하기 까지의 시간폭 즉 오프기간 Toff의 폭은 일정하다.

또한, 스텐바이시에 트랜지스터 Q10이 오프가 되면, 제1콘덴서 C1의 방전이 저항 R1만을 통해 행해지므로, 제1콘덴서 C1의 전압 즉, 비교기(55)의 부입력 단자의 전압 V2의 저하속도(경사)가 완만해지고, 오프기간 Toff이 주부하(30)의 구동시보다도 길어져, 스위칭 트랜지스터의 온, 오프 반복 주파수가 낮아진다.

비교기(55)의 부입력단자의 전압 V2가 정입력단자의 전압 V1 보다도 낮아지면, 비교기(55)의 출력은 다시 고레벨로 되어 같은 동작이 반복된다. 비교기(55)의 출력 Vout은 트랜지스터(7)에 부여되므로, 트랜지스터(7)는 제4도(c)에 나타낸 출력 Vout에 대응하여 온, 오프한다.

만약, 출력단자(27)의 전압이 소망하는 값(112V) 보다도 높아지면, 포토트랜지스터트랜지스터(14)의 저항이 작아지고, 제2콘덴서 C2의 충전전류가 커진다. 그 결과, 제2콘덴서 C2의 전압 Vc2의 충전속도가 빨라져, 비교기(55)의 출력 Vout가 고레벨로 전환된 시점으로 부터 단기간내에 제2트랜지스터 Q12가 온으로 전환되어, 제4도(c)에서 점선으로 나타낸 바와 같이 출력펄스의 온기간 Ton이 짧아진다.

또한, 오프기간 Toff은 거의 일정하게 유지되므로, 듀티 비가 작아져, 결국, 출력단자(27)의 전압은 소망전압치로 돌아간다.

다음은 제1도 및 제2도에 나타낸 회로의 동작을 설명한다.

제2도의 스위치(29)가 온 상태이고 주부하(30)가 구동되고 있을 때에는, 부하상태 통지신호단자(42)는 고레벨이고, 트랜지스터(39),(40) 및 다이오드(53)는 오프상태에 있다. 따라서, 발광다이오드(12)는 제어신호 형성회로(50)의 출력에 대응하여 발광한다. 또, 포토트랜지스터(14)는 발광다이오드(12)의 빛에 대응한 도통상태가 된다. 예를 들면, 출력전압이 기준치보다도 높아지면, 포토트랜지스터트랜지스터(14)의 저항이 작아진다. 이로 인해, PWM 펄스발생회로(13)로 부터 발생하는 출력 펄스의 폭이 좁하지며, 출력전압은 기준치로 돌아가 정전압화(안정화)된 출력전압이 두 개의 출력단자(27), (54)에 얻어진다. 또한, 주부하(30)를 구동하고 있는 기간에는 2차 권선(8)에 주부하(30)를 구동할 수 있는 전압이 발생하여 출력단자(27)에 약 112V가 얻어진다. 또, 스위칭 트랜지스터(7)의 오프기간에는, 다이오드(24)가 도통상태로 되므로, 정전압화된 콘덴서(25)의 전압이 2차 권선(8)에 인가되고, 이 전압이 2차 권선(8)과 4차 권선(10)의 권수비에 기초하여 전압변환되어, 4차 권선(10)에 콘덴서(25)의 전압에 대응한 전압이 얻어진다. 따라서, 제1정류 평활회로(26) 즉, 콘덴서(25)의 출력전압이 높을 때에는, 제1도의 비교기(16)는 출력 전압이 높은 것을 나타내는 고레벨 신호를 출력한다. 비교기(16)의 출력라인(16a)은 제3도의 트랜지스터 Q1의 베이스에 접속되어 있기 때문에, 주부하(30)의 구동시에는 제3도의 트랜지스터 Q10이 온이되고, 저항 R4가 콘덴서 C1에 병렬로 접속되며, 톱니파 즉, 삼각파의 주파수가 높아진다. 이로인해, PWM 펄스발생회로(13)로 부터 40∼100㎑ 정도의 높은 주파수(제1주파수)의 펄스열이 발생된다. 스위칭 트랜지스터를 높은 주파수로 온,오프하면, 스위칭 손실이 커진다는 결점이 생기는 반면, 트랜스(5)의 손실이 작아져, 이것을 소형화 할수 있다는 장점이 생긴다.

대기상태를 얻기위해 리모콘 수신회로(34)가 스위치(29)를 오프제어하여 부하상태 통지신호단자(42)에 저레벨 출력을 발생시키면, 트랜지스터(39) 및 (40)이 온으로 된다. 트랜지스터(40)가 온으로 되면, 발광다이오드(12)의 캐소드가 다이오드(53)와 트랜지스터(40)를 통해 그라운드에접속되며, 발광 다이오드(12)는 오차 증폭용트랜지스터(48)의 출력과 실질적으로 관계없이 발광한다. 즉, 발광 다이오드(12)는 실질저긍로 포화 또는 그것에 가깝게 강한 일정 발광상태가 되어, 피이드백 제어가 중단된다. 그결과, 포토트랜지스터트랜지스터(14)도 실질적으로 포화 또는 그것에 가까운 도통상태가 되어, 제4도(c)의 t4에 나타낸 바와 같이 PWM 펄스의 폭이 좁아져, 제1정류평활회로(26)의 출력전압이 주부하 구동시의 전압(약 60V)의 예를 들자면 1/5인 약 12V로 된다. 이로 인해, 대기시에 제1정류 평활회로(26)로 부터 높은 전압이 계속 발생되는 것을 막을수가 있어 인체에 대한 위험도가 감소한다. 또한, 제2권선(8)의 출력단자(23a)에 스위치를 접속하고, 대기시에 이것을 오프로 함으로써 대기시에 출력단자(27)에 112V의 전압이 인가되는 것을 저지하는 방법도 고려할 수가 있으나, 부가하는 스위치가 고가이므로 전원장치에 드는 비용이 높아진다.

대기시에 제1정류 평활회로(26)의 출력전압이 저하하면, 제2정류 평활회러(33)의 출력전압도 저하되나, 제3정류 평활회로(37)가 트랜지스터(39)를 통해 리모콘 수신회로(34)에접속되므로, 리모콘 수신회로(34)를 구동상태로 유지할 수 가 있다.

대기시에는 제2도의 콘덴서(25)의 전압이 저하되는데, 다이오드(24)의 온기간에 콘덴서(25)의 전압을 트랜지스터(5)로 변환함으로써 얻어지는 제1도의 4차 권선(10)의 전압이 주부하(30)의 구동시보다도 저하되어, 비교기(16)로 부터 대기시를 표시하는 저레벨 출력이 발생되며, 제3도의 트랜지스터 Q10이 오프로 되고, 제4도(a)의 t3 이후에 나타낸 바와 같이 톱니파 즉, 전압 V2의 주파수가 예를들면 18㎑ 정도로 낮아진다. 이로인해, PWM 펄스의 주파수도 낮아져 스위칭 트랜지스터(7)이 손실이 작아지며, 대기시의 효율이 향상된다. 또, 대기시에 주파수가 저하되면, 제2권선(8b)에 기초하여 제2출력단자(54)에 12v의전압을 얻을때에 PWM 펄스의 폭을 넓힐 수가 있게 되어, PWM 펄스를 안정적으로 발생시킬수가 있다. 즉, 만약 제4도의 왼쪽 절반부분에 나타낸 주부하(30)의 구동시에 있어서의 높은 주파수(짧은 온, 오프주기 T1)로 낮은 출력전압을 얻을 경우에는 펄스의 온폭 Ton을 극단적으로 좁혀야 하므로, 안정적으로 펄스를 발생시키는 것이 곤란해진다. 이에 대해, 제4도의 오른쪽 절반부분에 나타낸 바와 같이 대기시에 낮은 주파수(긴 온, 오프 주기 T2)로 낮은 출력전압을 얻을 경우에는 오프기간 Toff 의 증대로 출력전압을 낮추기 때문에, 펄스 폭을 극단적으로 좁힐 필요가 없어져, 펄스가 안정적으로 발생된다. 또한, 대기시에 트랜지스터의 온, 오프 주파수가 낮아지더라도, 이때에 트랜지스터(5)의 권선(6), (8)에 흐르는 전류가 주부하(30)의 구동시 보다도 대폭적으로 작기 때문에, 높은 주파수를 전체로 하여 설계된 트랜지스터(5)에 있어서 온도상승 등의 몬제는 전혀 발생되지 않는다.

다음은, 제5도를 참조하여 제3실시예의 전원장치를 설명한다. 단, 제5도에 있어서 제1도 및 제2도와 공통되는 부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 제5도의 회로는 제2도의 회로로부터 제3정류 평활회로(37), 트랜지스터(39),(40),(41), 제너다이오드(44), 다이오드(53), 저항(43),(51), (52)을 생략하였고, 또 제1도의 비교기(16)를 생략하였으며 제1도의 PWM 펄스 발생회로(13)의 내부구성을 변형시킨 것이다.

제5도에 있어서 전압 제어신호 형성회로(50a)는, 오차증폭기(48a)를 가지는데 그 한쪽 입력단자에 전압 검출저항(45), (46)이 전압준압점이 접속되고, 다른쪽 입력단자에 기존전압원(47a)이 접속되어 있다. 발광 다이오드(12a)는 오차증폭기(48a)의 출력단자와 그라운드 사이에 접속되어 있다. PWM 펄스발생회로(13a)는 발광다이오드(12a)에 광결합된 포토트랜지스터트랜지스터(14a)와, 분압용 저항(72)과, 기준전압원(73)과 주파수의 전환이 가능한 톱니파 발생회로(56a)와, 콤퍼레이터(55a)와, 두 개의 스위치(74),(75)로 이루어진다. 포토트랜지스터트랜지스터(14a)는 저항(72)을 통해 직류전원단자(70)와 그라운드 사이에 접속되어 있다. 콤퍼레이터(55a)의 부입력단자에는 포토트랜지스터트랜지스터(14a)와 저항(72)의 분압점이 제1스위치(74)를 통해 접속되며, 기준 전압원(73)이 제2스위치(75)를 통해 접속된다. 제1 및 제2 스위치(74),(74)는 부하상태 통지신호단자(42)에 접속되는데, 제1스위치(74)는 주부하(30)이 구동상태를 나타내고 부하상태 통지신호의 고레벨(제1레벨)에 응답하여 온으로 되고, 제2스위치(75)는 주부하(30)의 비구동상태 즉, 대기상태를 표시하는 부하상태 통지신호의 저레벨(제2레벨)에 응답하여 온으로 된다. 기준전압원(73)은 대기시에 제2출력단자(54)에 약 12V가 얻어지도록 기준전압을 발생시키도록 설정되어 있다. 톱니파 발생회로(56a)는 부하상태 통지신호 단자(42)에 접속되며, 주부하(30)의 구동상태를 표시하는 부하상태 통지신호의 고레벨에 응답하여 제1주파수로 톱니파(심각파)를 발생시키고, 주부하(30)의 비구동상태(대기상태)를 나타내는 부하 상태 통지신호의저레벨에 응답하여 제1주파수보다도 낮은 제2주파수로 톱니파를 발생시킨다. 콤퍼레이터(55a)는 정입력 단자의 톱니파와 부입력단자의 입력전압과의 비교에 기초하는 주지의 동작으로 트랜지스터(7)를 온, 오프 제어하기 위한 펄스열을 발생시킨다.

제2실시예에 있어서도 대기시에 온, 오프 제어펄스의 주파수가 주부하(30)의 구동시보다도 낮으므로 트랜지스터(7)의 단위시간당 스위칭 회수가 적어져, 스위칭 손실에 기초한 효율의 저하를 줄일수가 있다.

본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 여러 가지로 변형이 가능하다. 예를 들면 PWM 펄스발생회로(13), 출력회로(11) 등을 변형할 수가 있다.

또, 제3도의 트랜지스터 Q10을 전환신호단자(42)의 신호를 이용하여 온, 오프해도 좋다. 그리고, 트랜지스터를 전계효과 트랜지스터(FET)로 할수도 있다.

Claims (9)

1. 주부하(30)와 이 주부하(30) 보다도 소비전력이 적은 부부하(34)에 전력을 공급하기 위한 전원장치로서, 직류전원(2)의 한쪽끝단(3)과 다른쪽 끝단(4) 사이에 접속된 트랜스(5)의 1차 권선(6)과 제어단자를 가지는 스위칭소자(7)와의 직렬회로와, 상기 1차 권선(6)에 전자결합되며, 상기 주부하(30)에 제1전압을 공급하기 위한 제1전압출력수단(23a)과 상기 부부하(34)에 상기 제1전압보다도 낮은 제2전압을 공급하기 위한 제2전압출력수단(23b 또는 9)을 가지고 있는 출력권선수단(8 또는 8, 9)과, 상기 제1전압출력수단(23a)과 상기 주부하(30)사이에 접속된 제1정류 평활회로(26)와, 상기 제2전압출력수단(23b 또는 9)과 상기 부부하(34) 사이에 접속된 제2정류 평활회로(37 또는 33)와, 적어도 상기 주부하(30)를 구동시킬때에 제1전압레벨이 되고, 상기 주부하(30)는 구동시키지 않고 부부하(34)마을 구동시킬 때에 제2전압레벨이 되는 부하상태 통지신호를 발생시키는 수단(16 또는 42)과, 상기 부하상태 통지신호를 발생시키는 수단(16 또는 42)과 스위칭소자(7)의 제어단자 사이에 접속되며, 상기 부하상태 통지신호의 제1전압레벨에 응답하여 제1온, 오프 반복 주파수로 스위칭소자(7)를 온, 오프 제어하기 위한 제1펄스열을 발생시키고, 상기 부하상태 신호의 제2전압레벨에 응답하여 상기 제1온, 오프 반복 주파수 보다도 낮은 제2 온, 오프 반복 주파수로 스위치(7)를 온, 오프 제어하기 위한 제2펄스열을 발생시키는 펄스발생수단(13 또는 13a)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전원장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 펄스발생수단은, 상기 부하상태 통지신호의 제1전압레벨에 응답하여 제1온, 오프 반복 주파수로 제1톱니파를 발생시키고, 상기 부하상태 통지신호의 제2전압레벨에 응답하여 제2온, 오프 반복 주파수로 제2톱니파를 발생시키는 톱니파 발생회로(56 또는 56a)와, 상기 제1 및 제2톱니파와 비교하기 위한 참조신호를 발생시키는 참조 신호 발생수단(57 또는 14a, 70, 72, 73, 74, 75)과, 상기 톱니파 발생회로와 참조신호 발생수단과 스위칭 소자(7)의 제어단자에 접속되며, 상기 제1 및 제2톱니파와 참조신호와의 비교에 기초하여 제1 및 제2펄스열을 선택적으로 형성하여 상기 스위칭소자의 제어단자에 공급하는 콤퍼레이터(55 또는 55a)로 이루어진 전원장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 참조신호 발생수단은, 참조신호의 전압레벨을 조정하는 수단(14 또는 14a)을 가지는 전원장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1정류 평활회로(26)의 출력전압을 일정치로 제어하기 위한 전압 제어신호를 형성하여 상기 참조신호의 전압레벨을 조정하는 수단(14)에 공급하기 위해 상기 제1정류 평활회로(26)의 참조신호의 전압레벨을 조정하는 수단(14) 사이에 결합된 전압 제어신호 형성수단(20,12)과, 상기 부하상태 통지신호의 제1전압레벨에 응답하여 상기 전압 제어신호의 참조신호의 전압레벨을 조정하는 수단(14)에 대한 공급을 허가하며, 상기 부하상태 통지신호의 제2전압레벨에 응답하여 전압 제어신호 대신에 펄스발생수단의 출력 펄스폭을 일정하게 제어하기 위한 고정신호를 상기 참조신호의 전압레벨을 조정하는 수단(14)에 공급하기 위한 제어상태 전환수단(40, 53)을 가지고 있는 전원장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 참조신호 발생수단은, 그 전압레벨을 조정하는 수단(14a)을 포함하여 제1참조신호를 발생시키는 제1참조신호 발생수단(70, 14a, 72)과, 일정한 전압레벨의 제2참조신호를 발생시키는 제2참조신호 발생수단(73)과, 상기 부하상태 통지신호의 제1전압레벨에 응답하여 상기 제1참조신호를 콤퍼레이터(55a)에 공급하는 제1스위치(74)와, 상기 부하상태 통지신호의 제2전압레벨에 응답하여 상기 제2참조신호를 콤퍼레이터(55a)에 공급하는 제2스위치(75)를 가지는 전원장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1정류 평활회로(36)의 출력전압을 일정치로 제어하기 위한 전압 제어신호를 형성하여 상기 참조신호 발생수단의 전압레벨을 조정하는 수단(14a)에 공급하기 위해 상기 제1정류 평활회로(26)와 조정하는 수단(14a) 사이에 공급된 전압 제어신호 형성수단(50a, 12a)을 가지는 전원장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 출력권선 수단은, 상기 1차 권선(6)에 결합된 제1권선(8a)과 상기 1차 권선(6)에 결합되며 상기 제1권선(8a)에 직렬로 접속된 제2권선(8b)으로 이루어지며, 상기 제1전압 출력수단은 제1 및 제2권선(8a, 8b)의 직렬회로의 전압을 출력하는 단자(23a)이며, 상기 제2전압 출력수단은 제2권선(8b)의 전압을 출력하는 단자(23b)인 전원장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 출력권선 수단은, 1차 권선(6)에 전자결합된 제1 및 제2출력권선(8,9)을 가지며, 상기 제1전압 출력수단은 제1출력권선(8)의 출력단자이고, 제2전압 출력수단은 상기 제2출력권선(9)의 출력단자인 전원장치.
9. 주부하(30)와 이 주부하(30) 보다도 소비전력이 적은 부부하(34)에 전력을 공급하기 위한 전원장치이며, 직류전원(2)의 한쪽 끝단(3)과 다른쪽 끝단(4) 사이에 접속된 트랜스(5)의 1차 권선(6)과 제어단자를 가지는 스위칭소자(7)와의 직렬회로와, 상기 1차 권선(6)에 전자결합되며, 서로 직렬로 접속된 제1 및 제2권선(8a, 8b)을 가지고 있는 제1출력권선(8)과, 상기 1차 권선(6)에 전자결합되며, 상기 제2권선(8b)보다도 작은 권수를 가지고 있는 제2출력권선(9)과, 상기 제1출력권선(8)과 주부하(30) 사이에 접속된 제1정류 평활회로(26)와, 상기 제2출력권선(9)과 상기 부부하(34) 사이에 접속된 제2정류 평활회로(33)와, 상기 제1출력권선(8)의 상기 제2권선(8b)에 접속된 제3정류 평활회로(37)와, 적어도 상기 주부하(30)를 구동시킬 때 제1전압레벨로 되고, 상기 주부하(30)는 구동시키지 않고 상기 부부하(34)만을 구동시킬때에는 제2전압레벨로 되는 부하상태 통지신호를 발생시키는 수단(16 또는 42)과, 상기 제3 정류 평활회로(37)와 상기 부부하(34) 사이에 접속되며, 상기 부하상태 통지신호의 상기 제2전압레벨에 응답하여 온이되는 스위치수단(39)과, 상기 부하상태 통지신호의 상기 제1레벨에 응답하여 제1온, 오프 반복 주파수를 제1톱니파를 발생시키고, 상기 부하상태 통지신호의 상기 제2전압레벨에 응답하여 상기 제1온, 오프 반복 주파수보다도 낮은 제2온, 오프 반복 주파수로 제2톱니파를 발생시키는 톱니파 발생회로(56)와, 참조신호를 발생시키기 위한 것으로서, 이 참조신호의 전압레벨을 조정하기 위한 포토트랜지스터(14)를 가지고 있는 참조신호 발생수단(57)과, 상기 톱니파 발생회로(56)와 참조신호 발생수단(57)과 스위칭 소자(7)의 제어단자에 접속되며, 상기 제1 및 제2 톱니파와 참조신호의 선택적 비교에 기초하여 제1 및 제2 펄스열을 선택적으로 형성하여 상기 스위칭 소자(7)의 제어단자에 공급하는 콤퍼레이터(55)와, 상기 제1정류 평활회로(26)의 출력전압을 일정치를 제어하기 위한 전압 제어신호를 형성하기 위해 상기 제1정류 평횔회로(26)에 접속된 전압 제어신호 형성수단(50, 12)과, 상기 제2정류 평활회로(33)와 상기 전압 제어신호 형성수단(50)의 출력단자 사이에 접속되며 상기 포토트랜지스터(14)에 광결합된 발광다이오드(12)와, 상기 전압 제어신호 형성수단(50)의 출력단자와 그라운드 사이에 접속되고, 상기 부하상태 통지신호의 제2전압레벨에 응답하여 온이되어 상기 전압 제어신호에 기초하는 발광다이오드(12)의 구동을 금지하며, 상기 발광다이오드(12)를 상기 전압 제어신호에 기초하여 발광시켰을 때보다도 강하고 일정하게 발광시키기 위한 스위치 수단(40)을 갖춘 전원장치.