KR100201335B1 - 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치에 관한 것으로, 본 발명의 장치는PWM 신호의 펄스폭을 조절하는 펄스폭 변조기(1)와 ; 궤환 전압과 기준 전압을 비교하여 그 오차 전압을 상기 펄스폭 변조기(1)의 제어 신호로 공급하는 궤환 증폭기(2)가 구비된 PWM 제어부에 있어서, 초기 제어 전압을 설정하는 초기 제어 전압 설정부(3) ; 전원 온시 일정 시간 동안 스위칭 구동 신호를 출력하는 스위칭 구동부(4) ; 상기 스위칭 구동 신호에 의해 스위칭 온되어 상기 초기 제어 전압을 상기 펄스폭 변조기(1)에 공급하는 스위칭부(5)로 구성되어 있어, 모니터의 전원을 켰을 때 일정 시간 동안 안정화된 초기 전원 전압을 공급한 후 정상 전압을 공급함으로써, 전원 온시 전원 전압이 과도하게 상승하여 야기되는 회로 손상을 방지한다는 데 그 효과가 있다.

Description

모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치( An apparatus for stabilizing a initial-voltage in a monitor )

본 발명은 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치에 관한 것으로, 특히 전원 온시 PWM 신호의 펄스폭을 조절하여 초기 전원 전압을 안정화시킨 후 모니터의 각 회로에 공급하도록 되어진 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 모니터의 전원 공급 회로는 모니터내의 각 부분에서 필요로 하는 전압를 적절히 공급해주는 역할을 수행하는데, 이에 관련된 기술로 최근 선형 전원( Linear Power Supply )보다 소형, 경량이면서 효율이 높은 SMPS( Switched Mode Power Supply )라는 스위칭 전원이 급속히 발전하고 있는 추세에 있다.

특히, 상기 스위칭 전원(SMPS)으로부터 고압 회로나 수평 출력 회로에 공급되는 전압은 수평 주파수에 따라 그 전압 크기가 변해야 하므로( 이러한 전압을 B+ 전압이라 한다 ), DC/DC 컨버터를 필요로 한다.

즉, 도 1 에 도시된 바와 같이 전계 효과 트랜지스터(FET)의 드레인단을 통해 스위칭 전원(SMPS)으로부터 직류 전원 전압( 통상 200V )을 인가받아, 소오스단을 통해 상기 직류 전원 전압을 DC/DC 컨버터(DDC)의 1 차측 권선의 한쪽단에 공급한다. 이에 따라 상기 DC/DC 컨버터(DDC) 1 차측 권선의 다른 한쪽단을 통해 출력된 전원 전압(B+)은 플라이백 트랜스포머(FBT)로 공급된다.

이때, PWM 제어부(1)로부터 출력된 PWM( Pulse Width Modulation : 펄스폭 변조 ) 제어 신호에 의해 상기 전계 효과 트랜지스터(FET)의 턴 온/오프( ON/OFF )가 조절된다.

즉, 상기 전계 효과 트랜지스터(FET)가 PWM 신호에 따라 일정 시간 동안 오프 상태를 유지하다 온 상태로 천이하면, 드레인단을 통해 공급된 전원 전류가 소오스단을 통해 DC/DC 컨버터(DDC)의 1 차측 권선으로 흐른다.

이때, 상기 PWM 제어부(1)의 제 2 비교기(OP2)는 플라이백 트랜스포머(FBT)로부터 출력되는 전압()을 궤환 입력받아, 상기 피드백 전압()을 내부 기준 전압()과 비교하여 그 오차를 증폭한다.

일반적으로 정상 동작시에는 상기 제 2 비교기(OP2)의 출력 전압은 0V를 유지해야 하지만, 플라이백 트랜스포머(FBT) 뒷단의 부하로 인해 도 3a 에 도시된 (A) 파형과 같이 약간의 전압이 뜨게 된다.

상기 제 2 비교기(OP2)의 출력 전압을 다시 제 1 비교기(OP1)의 비반전 입력 단자에 입력시키고, 상기 DC/DC 컨버터(DDC)의 2 차측 권선을 통해 유기된 전압을 저항(R2) 및 커패시터(C2)를 통해 상기 제 1 비교기(OP1)의 반전 입력단에 입력시킴으로써, 상기 제 1 비교기(OP1)는 PWM 신호를 출력하게 된다.

즉, 상기 제 1 비교기(OP1)에서 온/오프 타임이 조절된 PWM 신호는 상기 전계 효과 트랜지스터(FET)의 게이트단에 공급되어, 상기 전계 효과 트랜지스터(FET)의 온/오프 타임을 조절함으로써, 상기 플라이백 트랜스포머(FBT)의 입력 전압 및 출력 전압의 크기를 변화시킨다.

그러나, 전원이 온되는 순간 상기 제 2 비교기(OP2)의 입력 전압이 기준 전압과 오차가 크기 때문에, 상기 제 2 비교기(OP2)의 출력 전압이 도 3a 의 (A)와 같은 파형을 이루어, 결론적으로 B+ 전압 이 도 3a 의 (B)와 같은 파형을 이루게 되므로, 피크 전압이 순간적으로 발생하여 전원 온시 회로에 손상을 가져오게 된다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 모니터의 전원을 켰을 때 초기 전원 전압을 안정화시킨 후 모니터의 각 회로에 공급하는 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치는, PWM 신호의 펄스폭을 조절하는 펄스폭 변조기와 ; 궤환 전압과 기준 전압을 비교하여 그 오차 전압을 상기 펄스폭 변조기의 제어 신호로 공급하는 궤환 증폭기가 구비된 PWM 제어부에 있어서, 초기 제어 전압을 설정하는 초기 제어 전압 설정부 ; 전원 온시 일정 시간 동안 스위칭 구동 신호를 출력하는 스위칭 구동부 ; 상기 스위칭 구동 신호에 의해 스위칭 온되어 상기 초기 제어 전압을 상기 펄스폭 변조기에 공급하는 스위칭부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 장치는 전원 온시 일정 시간 동안 초기 제어 전압을 출력하여 상기 펄스폭 변조기에 공급하여 PWM 신호의 온 타임을 짧게 조절함으로써, B+ 전압을 안정화시키도록 된 것이다.

도 1 은 일반적인 PWM 제어부를 도시한 회로도,

도 2 는 본 발명에 따른 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치를 도시한 회로도,

도 3 (a) 는 일반적인 PWM 제어부의 각부 파형도,

(b) 는 본 발명에 따른 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치의 각부 파형도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭

1 : 펄스폭 변조기 2 : 궤환 증폭기

3 : 초기 제어 전압 성정부 4 : 스위칭 구동부

5 : 스위칭부 ZD : 제너 다이오드

Q 1,2 : 제 1,2 트랜지스터 C : 커패시터

R 1,2,3,4 : 저항

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 장치의 일실시예를 참조하도록 하겠다.

도 2 은 본 발명에 따른 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치를 도시한 회로도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이 본 발명의 장치는 펄스폭 변조기(1)와, 궤환 증폭기(2)와, 초기 제어 전압 설정부(3)와, 스위칭 구동부(4), 및 스위칭부(5)로 구성되어 있다.

여기서 상기 초기 제어 전압 설정부(3)는 초기 제어 전압을 설정하는 제너 다이오드(ZD)로 구성되어 있다.

또한 상기 스위칭 구동부(4)는 한쪽단이 전원 전압( 본 발명의 실시예에서는 5V )에 연결되어 있는 저항(R1)과 ; 한쪽단이 상기 저항(R1)의 다른 한쪽단에 연결되고, 다른 한쪽단이 접지되어 있는 커패시터(C) ; 베이스단이 상기 저항(R1)과 커패시터(C) 사이에 병렬로 연결되고, 에미터단이 상기 전원 전압(5V)과 저항(R1) 사이에 병렬로 연결되고, 콜렉터단이 저항(R3)을 통해 접지되어 있는 제 1 트랜지스터(Q1)로 구성되어 있으며, 상기 스위칭부(5)는 베이스단이 저항(R4)을 통해 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단과 접지 사이에 병렬로 연결되고, 에미터단이 상기 제너 다이오드(ZD)를 통해 접지와 연결되고, 콜렉터단이 상기 궤환 증폭기(2)의 출력단과 펄스폭 변조기(1)의 입력단 사이에 병렬로 연결되어 있는 제 2 트랜지스터(Q2)로 구성되어 있다.

이어서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 장치의 동작 및 효과를 살펴보도록 한다.

먼저, 상기 제너 다니오드(ZD)의 제너 전압()을 2V 로 설정한다고 가정하자.

전원이 온되어 상기 전원 전압(5V)이 증가하기 시작하면 상기 저항(R1) 및 커패시터(C)에 의해 RC 시정수가 결정된다.

이때, E 포인트 전압에 따라 상기 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)의 턴 온/오프가 결정된다.

즉, 제 1 트랜지스터(Q1)의 에미터단에 5V 전원 전압이 인가되므로, 상기 커패시터(C)의 충전 전압이 4.3V 이하일 경우, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴온되어, 상기 전원 전압(5V)이 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단에 인가된다.

이때 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단에 공급되는 전압이 일정 전압( 즉, 제너 다이오드(ZD)의 제너 전압() + 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터-베이스 전압() ) 이상이 되면, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴온되어, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴오프될 때까지 F 포인트 전압을 제너 전압()으로 묶어둔다.

따라서 전원 온시, 일정 시간 동안( 즉, 상기 커패시터(C)에 충전된 전압이 4.3V 이하인 동안 : t1 이전 )에는 상기 펄스폭 변조기(1)에 입력되는 제어 전압이 도 3b 의 (C) 에 도시된 바와 같이 제너 전압(= 2V )으로 묶이기 때문에, 펄스폭 변조기(1)로부터 출력되는 PWM 신호의 온 타임이 짧아진다.

이에 따라 상기 PWM 신호는 상기 전계 효과 트랜지스터(FET)의 게이트단에 공급되어, 상기 전계 효과 트랜지스터(FET)의 온 타임을 짧게 함으로써, 도 3b 의 (D) 에 도시된 바와 같이 초기 B+ 전압을 형성한다.

그러다가 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 4.3V 이상의 전압이 인가되면( t1 이후 ), 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴오프되어, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)도 턴오프되므로, 상기 PWM 제어부는 정상 동작을 하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 장치는, 모니터의 전원을 켰을 때 일정 시간 동안 안정화된 초기 전원 전압을 공급한 후 정상 전압을 공급함으로써, 전원 온시 전원 전압이 과도하게 상승하여 야기되는 회로 손상을 방지한다는 데 그 효과가 있다.

Claims (4)

1. PWM 신호의 펄스폭을 조절하는 펄스폭 변조기(1)와 ; 궤환 전압과 기준 전압을 비교하여 그 오차 전압을 상기 펄스폭 변조기(1)의 제어 신호로 공급하는 궤환 증폭기(2)가 구비된 PWM 제어부에 있어서,

   초기 제어 전압을 설정하는 초기 제어 전압 설정부(3)와 ;

   전원 온시 일정 시간 동안 스위칭 구동 신호를 출력하는 스위칭 구동부(4) ; 및

   상기 스위칭 구동 신호에 의해 스위칭 온되어 상기 초기 제어 전압을 상기 펄스폭 변조기(1)에 공급하는 스위칭부(5)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치.
2. 제 1 항에 있어서 상기 초기 제어 전압 설정부(3)는,

   초기 제어 전압을 설정하는 제너 다이오드(ZD)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치.
3. 제 2 항에 있어서 상기 스위칭 구동부(4)는,

   한쪽단이 전원 전압(5V)에 연결되어 있는 저항(R1)과 ;

   한쪽단이 상기 저항(R1)의 다른 한쪽단에 연결되고, 다른 한쪽단이 접지되어 있는 커패시터(C) ;

   베이스단이 상기 저항(R1)과 커패시터(C) 사이에 병렬로 연결되고, 에미터단이 상기 전원 전압(5V)과 저항(R1) 사이에 병렬로 연결되고, 콜렉터단이 저항(R3)을 통해 접지되어 있는 제 1 트랜지스터(Q1)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치.
4. 제 3 항에 있어서 상기 스위칭부(5)는,

   베이스단이 저항(R4)을 통해 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단과 접지 사이에 병렬로 연결되고, 에미터단이 상기 제너 다이오드(ZD)를 통해 접지와 연결되고, 콜렉터단이 상기 궤환 증폭기(2)의 출력단과 펄스폭 변조기(1)의 입력단 사이에 병렬로 연결되어 있는 제 2 트랜지스터(Q2)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치.