KR100199542B1 - 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이에 관한 것이다.
텔레비젼 수상기를 스위치 온 할 때, 상기 스위치 모드 파워 서플라이는 스타트-업 모드를 경유하여 스텐-바이 모드에서 온 모드로 변화된다. 이러한 것은 스위칭 트랜지스터로 어떠한 위험을 제거하는 스타트-업 동작을 함에 의해 이루어진다.
스타트-업 모드 동안 스위칭 트랜지스터를 제어하는임펄스의 주파수는 증가하는 스위치-온 시간 및 일정 스위치-오프 시간으로 연속하여 감소되며, 온 모드의시작부에서, 라인 주파수에서 동기화 및 인가되는 동작 전압을 안정화하기 위한 스위치-온 시간의 조절은 스위치 온 된다.
본 발명은 특히 베셀(Wessel) 회로를 구비하는 텔레비젼 수상기에 이용된다.

Description

텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이
본 발명은 스탠-바이 모드, 스타트-업 모드 및 온 모드에서 주기의 길이가 변화하는 동안 주기적으로 도통되는 스위칭 트랜지스터를 구비한 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이에 관한 것이다.
소위 스탠-바이 모드에서의 스위치 모드 파워 서플라이에서, 스위칭 트랜지스터가 펄스(버스트 동작)의 그룹(패키지)에 의하여 도통되도록 주기적으로 전기 구동된다는 점에서 소량의 전력만이 전송되다. 텔레비젼 수상기를 스위칭 온 할때, 소위 초기 모드 또는 스타트-업 동작은 스탠-바이 모드에서 일반 모드 또는 온 모드로의 전이를 트리거하도록 초기화된다. 온 모드에서, 전송된 전력은 스위칭 트랜지스터의 동작 (온)시간을 증가시켜 정격값까지 상승된다. 스탠-바이 모드에서 온 모드로의 전이시에, 즉, 스타트-업 동작동안에 스위칭 트랜지스터에서 불명확한 처리 때문에 중요한 전압 및 전류 값이 트랜지스터에서 동시에 나타날 수 있다는 위험이 있다. 이러한 것은 스위칭 트랜지스터를 고장나게 할 수 있는 굉장한 정도의 전력 손실을 초래할 수 있다.
본 발명은 목적은 트랜지스터가 스탠바이 모드에서 온 모드로의 전이시, 즉 스타트-업 동작동안 위험하지 않도록 스위치 모드 파워 서플라이를 구성하기 위한 것이다.
이러한 목적은 특허청구의 범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명의다른 이점들은 종속항에 기재되어 있다.
결론적으로, 본 발명을 통하여 한정되게 제어된 스타팅 위상이 형성됨으로써 너무 커진 전력 손실에 의하여 야기되는 스위칭 트랜지스터에 대한 위험이 제거된다. 이러한 경우의 회로에 대한 소비는, 기재된 동작을 발생하기 위한 회로가 집적회로(IC)의 형태로 나타날 수 있기 때문에 작아질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 더욱 명백하게 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 스위치 모드 파워 서플라이의 회로를 설명하기 위한 다이어그램.
제2도는 제1도에 대한 보완도.
제3도는 본 발명에 대한 집적 스위칭 회로도.
제1도는 동작전압과, 스위칭 트랜지스터를 직렬로 결합하는 스위치 모드 파워 서플라이용 변압기의 작동권선에 흐르는 전류(ly)와의 관계를 도시한다. V2는 스위칭 트랜지스터의 스위치-오프시 마다 전류(ly)에 수반되는 긔선 펄스(flyback pulse)를 나타낸다. 시간(t1)까지의 스탠바이 모드 동안, 상기 스위칭 트랜지스터는 대략 3 마이크로초 기간의 짧은 임펄스 (1)를 가지는 패키지(P)로부터의 전압(UB)에 의하여 도통될 수 있도록 주기적으로 전기 제어된다. 임펄스(1)의 주기는 라인 주파수 2fH의 약 2배에 대응하는 대략 28마이크로초이다. 스위칭 트랜지스터가 블록으로 남아있는 동안 임펄스(1)로 만들어지는 각 패키지(P)간의 간격(브레이크)이 있다. 패키지(P)의 기간은 스탠바이 모드에서 약 1 내지 5 와트 정도의 스탠바이에 필요한 소량의 전력만을 전송하는 방식으로 치수설정되고 조절된다. 임펄스(1)는 임계치(V-ON 및 V-OFF)를 갖는 임계치 회로에 의하여 ly 및 V2의 주파수를 갖는 톱니파(램프) 전압(Uz)으로부터 발생된다. 매번 시간(V-ON)은 주파수를 갖는 톱니파(램프) 전압(Uz)으로부터 발생된다. 매번 시간(V-ON)은 스위칭 트랜지스터가 도통됨으로써 값 1을 추정하는 스위칭 트랜지스터의 베이스에서의 전압(UB)을 초과한다. 매번 상기 전압이 V-OFF이하로 떨어진 후에 상기 전압(UB)는 스위칭 트랜지스터를 차단하는 값 0으로 된다. 상기 스탠바이 모드용 회로는 이전에 특허출원한 독일연방공화국 특허출원 제P 40 14 833호에 더욱 상세히 기재되어 있다.
시간(t1)에서, 텔레비젼 수상기는 원격제어에 의해 스위치 온 된다.
시간(t1)에서, 수신된 텔레비젼 신호의 라인 동기화 임펄스가 상기 회로에 나타난다. 라인 동기화 임펄스가 나타날 경우, 시간(t1)에서부터 연속적으로 증가하는 전압(Vc)이 발생된다. 전압(Vc)은 전압(UB)의 주기가 서서히 상승되는 방식으로 전압(Uz)의 진폭 및 주파수를 변경시키며, 그것에 의해 주파수가 감소된다. 이와같이 동작할 때 전압(UB)에 대한 값 1에 의해 나타나는 스위칭 트랜지스터의 동작(온) 시간은 연속적으로 증가하는 반면 초기의 스위칭 오프에 대한 순간은 동일하게 유지된다. 그러므로, 전압(UB)의 주파수 강하는 수신된 신호의 라인 주파수의 방향으로 즉 64 마이크로초의 주기에서 변화한다. 이점까지 상기 회로는 라인동기화 임펄스에 의해 동기화되지 않는다. 상기 전압(Vc)이 어떠한 임계치를 초과한 후 두 개의 조절 루프는 임계전압(V-ON 및 V-OFF)을 결정한다. 전압(UB)을 스위칭 온 하는 순간(전압(V-ON)에 의해 표시됨)은 시스템 전압(VSYS)의 조절에 의해 결정된다. 스위칭 오프 순간(전압 (V-OFF)에 의해 표시되는)은 PHI2조절에 의해 결정된다.
시간(t2)에서, 전압(UB)의 주기는 대략 10%만큼 수신된 신호의 주기를 초과한다. 이러한 순간에서, 수신된 라인 동기화 임펄스(H)는 전압(Uz)의 강하구간과 일치한다. 이것은 수신된 신호의 라인 주파수에 대하여 회로의 동기화를 위한 조건이다. 동시에, 조절회로는 발생된동작 전압을 안정화시키도록 동작한다. 그러면 상기 회로는 정상모드, 소위 온 모드에서 동작한다. 시간(t2)으로부터, 전압(UB)의 주기는 수신된 신호의 라인 주파수로, 즉, 64 마이크로로초의 라인 길이로 동기화 된다.
제2도는 시간(t2)전에 짧은 온 모드의 접근을 설명하고 있다. 먼저, 라인 동기화 임펄스(H)는 전압(Uz)의 강하구간(2)과 일치하지 않는다. 그러므로, 회로의 동기화는 스위치 오프 상태를 유지한다. 시간(t2)에서 라인 동기화 임펄스(H1)와 전압(Uz)의 강하구간(3)이 일치하게 된다. 그 결과, 라인 주파수에 대한 회로의 동기화가 이루어지고, 그 결과 고정된 온 모드가 스위치 온 된다.
제3도는 스탠-바이, 스타트-업 및 온 모드에 대하여 기재된 방식으로 스위치 모드 파워 서플라이의 스위칭 트랜지스터에 대한 단자(5)에서 전압(UB)을 발생하는 집적회로(4)를 도시한다. 상기 단자(5)는 공지된 구동회로와 바이어스 전압 회로망을 통하여 스위치 모드 파워 서플라이의 스위칭 트랜지스터의 베이스에 접속되어 있으며, 이것을 도통 또는 블록(비도통) 상태로 주기적으로 제어한다. 상기 스위칭 트랜지스터는 동작전압(VCC) 및 접지사이의 스위치 모드 파워 서플라이에 대한 변압기의 1차 권선에 직렬로 위치되어 있다. 전압(Vc)는 캐패시터(Cc)에서 이용될 수 있다. 주파수(fH)를 갖는 라인 동기화 임펄스(H)는 단자(8)를 통하여 상기 회로로 공급된다. 스위치 모드 파워 서플라이에 대한 동작전압(VCC)은 정류기(9)를 이용하여 캐패시터(Cc)에서 주(공급)전압으로부터 발생된다. 상기 회로(4)는 다음의 방법으로 동작한다.
1)오프상태
전압이 인가되지 않는다. 이것은 전압 및 전류가 없는 완전 비접속 조건이다.
2)오프 상태에서 스탠-바이 상태로 전이
주요 부분이 스위치 온 되면, 충전 캐패시터(Cs)는 저항기(R1)를 통하여 정류자(9)로부터 그 자체를 충전한다. 이 동안에 집적회로(IC4)의 출력은 작동하지 않는다. Z2에서 Z4까지 항복 전압(breakdown voltage)을 초과하는 전압(VCC)가 밴드갭일 때에만 플립플롭(FF1)을 통하여 동작하게 된다. 그후 스탠바이 상태에 도달된다.
3)스탠-바이 상태
플립플롭(FF1)이 설정되면 스위치(S3)가 개방된다. H-SYNC 신호(H)가 단자(8)에 인가되지 않는다면 스위치(S1)는 개방된 상태를 유지하며 전압(Vc)이 이요될 수 LDt는 캐패시터(Cc)는 그 자체를 충전할 수 있다. 이때, 스위치(S2)는 폐쇄된다. 트랜지스터(T3)는 캐패시터(Cc)가 방전되기 때문에 도통된다. 트랜지스터(T3)에 흐르는 전류는 전류원에 의해 결정되며 전압(V-ON 및 V MAX)을 발생한다. 전압 (V MAX)은 스위치(S4)를 통하여 톱니파 발진기로 공급되며 최대 톱니파 전압(Uz)을 결정한다. 상기 발진기는 다음과 같은 방법으로 작용한다. 캐패시터(Cz)는 전류원을 이용하여 충전된다. 캐패시터(Cz)에서의 전압이 전압(V MAX)에 도달하면 플립플롭(FF2)이 설정되고 캐패시터(Cz)가 트랜지스터(T2)를 통하여 방전된다. 방전은 톱니파 전압(Uz)이 0.7V 이하로 강하될 경우 정지하게 된다. 이어서, 연산 증폭기(OP2)는 플립플롭(FF2)에 리셋트 신호를 공급한다. 사각파 신호는 연산증폭기(OP8 및 OP9)를 이용하여 상기 톱니파 전압으로부터 발생된다. 도시되지 않은 회로설비에 의하여, 캐패시터(Cp)에서의 전압은 전압(V MAX)보다 더 크다고 확인되었다. 그러므로, 전압(VON)만이 스탠바이에서 AND 게이트(10)의 출력에서 사각파 펄스의 펄스폭을 결정한다. 28 마이크로초의 주개에서 대략 3 마이크로초이다. 이러한 가각파 펄스는 출력단을 제어한다. 여기서, 스탠-바이 상태에서 출력(I LOW 및 DRIVE L)이 작동된다. 그들은 스위치 모드 파워 서플라이에 대한 파워 트랜지스터의 트리거 동작을 제어한다. H-SYNC 신호가 단자(8)에 인가되면, 상기 회로는 스타트-업 상태로 스위치된다. 제1도에 따른 패키지(P)형태의 스탠-바이 상태에서 버스트모드는 회로 클리어를 유지하기 위하여 여기서는 고려하지 않았다.
4)스타트-업 상태
동기신호(H)가 인식되면 스위치(S1)가 폐쇄된다. 캐패시터(Cz)는 전류원을 통하여 그 자체를 충전한다. 캐패시터(Cz)에서의 전압이 1.6V 이하로 유지되는 동안은 스탠-바이 상태로부터 출력 전압이 변하지 않는다. 캐패시터(Cz)에서의전압이 1.6V를 초과하면 전압(V MAX)은 스위치(S4)가 스위치 오버되기 때문에 개패시터(Cz)에서의 전압에 의해 결정된다. 그 결과, 아직 변경되지 않는 전압(V-ON) 때문에 AND 게이트(10)의 출력에서 사각파 펄스에 대한 펄스폭이 증가하게 된다. 마찬가지로, 출력(I LOW)은 스위치 오프되며 DRIVE H로 대체된다. 개패시터(Cz)에서의 전압이 2.8V를 초과하면 PHI2 조절이 동작된다.
HFLY 펄스는 회로(다이어그램)에 도시한 형상을 갖는다. 상기 신호의 네가티브 펄스가 나타날 때 연산 증폭기(OP7)에 전류가 공급된다. 이때 연산증폭기(OP7)는 톱니파 전압과 캐패시터(Cp)에서의 전압을 비교한다. 그후 캐패시터(Cp)에서의 전압은 톱니파 전압(Uz)강하 구간이 네가티브 HFLY펄스의 중심과 일치할 때 평형상태를 이룬다. 캐패시터(Cp)에서의 전압이 V-OFF에 의해 설계되며 사각파 펄스의 스위치-오프 시간을 결정한다. 라인-업 조건에서, 사각파 신호의 강하구간은 톱니파 전압(Uz)의 강하 구간 보다 더 빠른 약 10마이크로초에 도달한다. 그것에 의해, 라인 귀선동안 파워 트랜지스터의 다음 스위치-온 상태가 나타날 수 없게 되며, 파워 트랜지서트의 스위치-온 시간에 대한 제어의 최대 가능범위가 얻어진다. 시스템 전압(VSYS)의 조절은 대략 상기 시간에서 동작하도록 시작한다. 캐패시터(Cc)에서의 전압이 증가하면, 트랜지스터(T4)는 더욱 잘 도통되며 시스템 전압(VSYS)조절은 전압(V ON)의 조절을 하게한다. 제1도에서, 시스템 전압(VSYS)조절의 시작은 시간(tr)후에 즉시 나타난다. 전압이 분배된 후, 시스템 전압(VSYS)은 기준전압과 비교된다. 연산 증폭기(OP10)의 전류 출력은 전압(V-ON)에 영향을 주는 트랜지스터(T5)의 베이스에 전압을 인가시키며 사각파 펄스의 상승 구간의 시간동안 응답하게 된다. 상기시스템 전압(VSYS)조절은 라인 변압기의 전력 전송을 제어한다. 캐패시터(Cc)에서의 전압이 3.8V를 초과하면 스타트-업 모드가 스위치 오프된다. 스위치(S2)가 개방되면 캐패시터(Cc)는 더 이상 충전되지 않는다. 플립플롭(FF3)은 H-SYNC 임펄스와 톱니파 전압의 하강구간이 동시에 나타나는 경우에 설정될 수 있다. 그것에 의해 톱니파 발진기는 H-SYNC신호(H)와 동기화 된다. 상기 회로는 온 상태로 스위치 오버된다. 스타트-업 상태의 끝에서 전압(Uz)의 주기는 H-SYNC임펄스(H)의 주기보다 10% 정도 길어진다. 그것에 의해, 온 상태에서의 트랜지스터(T2)의 작동은 H-SYNC 신호(H)에 의해서만 이 트리거된다는 것이 보장된다.

Claims (5)

  1. 스탠-바이 모드, 스타트-업 모드 및 온 모드에서 주기가 변화하는 동안 주기적으로 도통되는 스위칭 트랜지스터를 구비한 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이에 있어서, a) 스탠-바이 모드동안, 스위치는 간격에 의해 분리된 임펄스(1)를 갖는 패키지(P)에 의한 비동기화 방법으로 라인 주파수 이상의 주파수로 도통하도록 제어되고, b) 스타트-업 모드동안, 스위칭 트랜지스터에 대한 증가하는 스위치-온 시간 및 일정한 스위치-오프 시간을 갖는 임펄스의 주파수는 연속적으로 감소되며, 그것에 의해 파워 트랜지스터에 대한 스위치-온 시간의 구간은 발생도니 동작전압을 안정화하기 위한 조절 및 PHI2조절에 의해 차후에 결정되고, c) 온 모드의 시작에서, 라인 주파수로의 동기화가 스위치 온 되며, 발생된 동작 전압을 안정화하기 위한 스위치 온 구간의 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스타트-업 모드는 라인 동기화 임펄스(H)의 출현에 의해 시작되는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스타트-업 모드의 시작에서 연속적으로 증가하는 전압(Vc)이 발생되고, 톱니파(램프)전압(Uz)의 진폭 및 주기는 연속적으로 상승되며, 스위칭 트랜지스터를 제어하기 위한 스위칭 전압(UB)은 임계치 회로를 통하여 톱니파 전압(Uz)으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이.
  4. 제3항에 있어서, 상기 온 모드는 라인 동기화 임펄스(H)가 발진기 전압(Uz)의 주기와 일치할 때 시작되는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스탠-바이 모드에서 임펄스의 패키지 구간은 전송된 스탠-바이 전력의 조절을 위하여 제어되는 것을 특징으로 하는 텔레비젼 수상기용 스위치 모드 파워 서플라이.
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