KR100283895B1

KR100283895B1 - 티브이의 소비 전력 절감 회로

Info

Publication number: KR100283895B1
Application number: KR1019980063577A
Authority: KR
Inventors: 최태석
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR20000046850A

Abstract

본 발명은 티브이의 소비 전력 절감 회로에 관한 것으로 특히, 스탠바이 상태에서 스위칭 트랜지스터의 기동을 일정 주기마다 정지시키므로써 스탠바이 상태에서 스위칭 트랜지스터의 턴온/턴오프에 의한 손실을 기동 정지 시간만큼 줄이도록 하여 에너지의 낭비를 최소화하도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 입력 전원을 정류,평활하는 제1 정류/평활부(202)와, 이 제1 정류/평활부(202)의 전압을 공급받아 1차측 권선의 전류 단속에 따라 2차측으로 소정개의 전압을 발생시키는 SMPS 트랜스포머(203)와, 이 트랜스포머(203)의 출력 전압을 정류,평활하여 소정개의 직류 전압(V1,V2,B+)을 출력하는 제2 정류/평활부(207)와, 상기 트랜스포머(203)의 1차측 권선의 전류 흐름을 제어하는 스위칭부(204)와, 스탠바이 동작시 상기 스위칭부(204)에 피드백 전류를 공급하는 포토커플러(211)와, 스탠바이시 소정 주기마다 기동 전압을 소정 시간 지연하여 상기 스위칭부(204)에 공급하는 기동전압 공급부(205)와, 노말 동작시 상기 트랜스포머(03)에서의 전압을 정류하여 상기 스위칭부(204)의 피드백 단자로 스위칭 전류를 공급하는 스위칭 전류 공급부(206)와, 스탠바이시 소정 주기마다 상기 스위칭부(204)의 동작을 정지시키도록 상기 포토커플러(211)에서의 피드백 전류를 증가시키는 피드백 전류 공급 수단(208, 209, 212, 213)으로 구성한다.

Description

티브이의 소비 전력 절감 회로

본 발명은 티브이(TV)에 관한 것으로 특히, 스탠바이 상태에서 소비 전력을 감소시키기 위한 티브이의 소비 전력 절감 회로에 관한 것이다.

종래의 스탠바이 회로는 도1 의 회로도에 도시된 바와 같이, 공급 전원의 잡음을 제거하기 위한 라인 필터(101)와, 이 라인 필터(101)를 통과한 전원을 전파 정류하여 소정 레벨의 직류 전원으로 평활하는 제1 정류/평활부(102)와, 이 제1 정류/평활부(102)의 출력 전압을 공급받아 1차측 권선의 전류 흐름 단속에 따라 2차측 권선으로 소정개의 전압을 출력하는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 트랜스포머(103)와, 이 트랜스포머(103)의 1차측 권선으로 제1 정류/평활부(102)의 출력 전압을 공급/차단하는 스위칭부(104)과, 파워 온 초기에는 상기 라인 필터(101)의 전압을 상기 스위칭부(104)의 동작 전원으로 공급하고 파워 온된 후 소정 시간이 경과되면 상기 트랜스포머(103)의 2차측 권선에 유기된 전압을 정류하여 상기 스위칭부(104)의 동작 전원으로 공급하는 스위칭 정전류부(105)와, 상기 스위칭부(104)의 동작을 조정하기 위한 피드백 전류를 공급하는 포토커플러(111)와, 이 트랜스포머(103)의 2차측 단자에 유기된 전압을 정류하여 소정 레벨의 직류 전원(V1, V2V, B+)으로 평활하는 제2 정류/평활부(106)와, 정상 동작시 상기 제2 정류/평활부(106)의 출력 전압(120V)을 감지하여 메인 전원을 일정하게 유지하도록 상기 포토 커플러(111)에서의 피드백 전류량을 조정하는 에러 앰프(110)와, 스탠바이 동작시 상기 스위칭부(104)의 오프 시간이 길어지도록 상기 포토 커플러(111)에서의 피드백 전류량을 증가시키는 스위칭 제어부(109)와, 상기 제2 정류/평활부(106)의 출력 전압(V1)를 입력으로 전원(Vcc)을 생성하는 레귤레이터(107)와, 이 레귤레이터(107)의 출력 전압(Vcc)을 동작 전원으로 하여 스탠바이 동작시 상기 스위칭 제어부(109)를 구동시키는 마이크로 컴퓨터(108)로 구성된다.

이와같은 종래 회로의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

전원이 온되면 제1 정류/평활부(102)는 라인 필터(101)에서 잡음이 제거된 전원을 브릿지 다이오드(D1)으로 정류하고 콘덴서(C1)으로 평활하여 소정 레벨의 직류 전압을 트랜스포머(103)의 1차측 권선으로 인가한다.

이때, 정전류부(105)는 라인 필터(101)의 출력 전압을 저항(R1)(R2)를 통해 스위칭부(104)의 동작 전원으로 입력시키게 된다.

이에 따라, 스위칭부(104)는 발진기(104-1)가 동작하여 스위칭 트랜지스터(Q1)가 온/오프됨에 의해 트랜스포머(103)의 권선에 제1 정류/평활부(102)의 출력 전압이 공급/차단되어 상기 트랜스포머(103)의 2차측 권선에 기전력이 유기되어 소정개의 소정 레벨의 전압이 출력된다.

이때, 정전류부(105)는 트랜스포머(103)의 2차측 권선에서 출력되는 전압을 다이오드(D6), 저항(R11), 제너 다이오드(ZD1) 및 트랜지스터(Q5)를 통해 스위칭부(104)의 동작 전원으로 입력시키게 된다.

동시에, 제2 정류/평활부(106)는 트랜스포머(103)의 2차측 권선 전압을 각각의 다이오드(D2,D3,D4)에서 정류한 후 각각의 콘덴서(C2,C3,C4)에서 평활하여 소정개의 소정 레벨의 직류 전압(V1=12V, V2=56V, B+=120V)을 출력하게 되며, 레귤레이터(107)는 제2 정류/평활부(106)의 출력 전압(V1)을 입력으로 마이크로 컴퓨터(108)의 동작 전압(Vcc=5V)을 출력하게 된다.

이때, 마이크로 컴퓨터(108)는 정상 동작으로 판단한 경우 하이신호를 스위칭 제어부(109)로 출력한다.

이에 따라, 스위칭 제어부(109)는 트랜지스터(Q4)가 턴온되어 트랜지스터(Q3)가 턴오프되고 이 트랜지스터(Q3)의 턴오프에 의해 트랜지스터(Q2)가 턴오프 상태를 유지하여 출력 단자(V2)(V1)간의 전류 경로를 차단한다.

그리고, 에러 앰프(110)는 제2 정류/평활부(106)의 출력 전압(B+=120V)를 감지하여 포토 커플러(111)에서의 피드백 전류를 조정하게 된다.

따라서, 포토 커플러(111)의 피드백 전류에 의해 스위칭부(104)는 발진기(104-1)의 발진 주파수가 조정되어 스위칭 트랜지스터(Q1)의 온/오프 시간을 조정함으로써 제2 정류/평활부(106)의 출력 전압(V1=12V, V2=56V, B+=120V)의 레벨을 일정하게 유지시키게 된다.

만일, 스탠바이 동작이 설정되면 라인 필터(101)에서 잡음이 제거된 전원을 입력받은 제1 정류/평활부(102)는 브릿지 다이오드(D1)와 콘덴서(C1)으로 정류,평활하여 SMPS 트랜스포머(103)의 1차측 권선으로 인가한다.

동시에, 정전류부(105)는 라인 필터(101)의 출력 전압을 저항(R1)(R2)을 통해 스위칭부(104)의 전원 단자(Vin)에 인가하여 그 스위칭부(104)를 기동시키게 된다.

이 후, 스위칭부(104)는 발진기(104-1)의 출력 펄스에 의해 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴온되어 트랜스포머(103)의 1차측 권선에 전류가 흐르고 그 트랜스포머(103)의 2차측 권선에 기전력이 유기되어 소정개의 소정 레벨의 전압이 출력된다.

이때, 정전류부(105)는 트랜스포머(103)의 출력 전압을 다이오드(D6), 저항(R11), 제너 다이오드(ZD1) 및 트랜지스터(Q5)를 통해 정류하여 일정 레벨의 전원을 스위칭부(104)의 전원 단자(Vin)에 공급한다.

따라서, 스위칭부(104)는 발진기(104)의 출력 펄스에 의해 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴온/턴오프를 반복하여 트랜스포머(103)의 1차측 권선에 흐르는 전류를 제어하게 된다.

여기서, 스위칭부(104)는 트랜스포머(103)의 2차측 전압이 정상 상태의 1/3 정도가 되도록 스위칭 트랜지스터(Q1)의 턴온/턴오프를 조정한다.

이때, 마이크로 컴퓨터(108)가 로우 신호를 스위칭 제어부(109)에 출력하므로 그 스위칭 제어부(109)는 트랜지스터(Q4)가 턴오프되어 제2 정류/평활부(106)의 출력 전압(V2 = 약18V)이 저항(R9)과 제너 다이오드(ZD2)에 인가됨에 의해 트랜지스터(Q3)의 베이스에 전류가 공급되어 그 트랜지스터(Q3)가 턴온된다.

이에 따라, 트랜지스터(Q3)가 턴온되어 트랜지스터(Q2)가 턴온되므로 제2 정류/평활부(106)의 전압(V2)을 인가받은 레귤레이터(107)는 전압(Vcc = 5V)을 생성하여 마이크로 컴퓨터(108)의 전원 단자에 계속 공급하게 된다.

그리고, 스탠바이 모드의 설정으로 스위칭 제어부(109)의 트랜지스터(Q3)가 턴온되면 다이오드(D5)에 전류 흐름이 발생되고 상기 트랜지스터(Q3)의 콜렉터 전위는 많은 전류의 흐름으로 낮아지게 된다.

이때, 포토 커플러(111)는 트랜지스터(Q3)의 턴온에 의해 발광 다이오드(PD)에 많은 전류가 흘러 빛을 많이 방출하므로 포토 트랜지스터(PT)에도 많은 전류가 흐르게 된다.

이에 따라, 포토 커플러(111)에서의 피드백 전류량이 많으므로 스위칭부(104)는 오프 시간이 길어지므로 스탠바이 모드로 동작하게 된다.

한편, 스위칭부(104)에 구비된 발진기(104-1)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 발진기(104-1)는 콘덴서(C15)(C6)의 충방전을 이용하여 스위칭 트랜지스터(Q1)를 턴온/턴오프시키기 위한 펄스(Ps)를 발생시키게 된다.

먼저, 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴온 상태일 때 콘덴서(C6)는 정전압(2.3V)이 충전되어 있고 콘덴서(C5)는 저항(R12)을 통해 포토 커플러(111)에서의 피드백 전류를 입력받아 '0V'부터 충전을 시작하는데, 'R12*C5'의 시정수로 충전한다.

이 후, 콘덴서(C5)의 양단 전압(

V_C5

)이 '0.75V'에 도달하면 발진기(104-1)는 출력 펄스를 로우 레벨로 반전하여 스위칭 트랜지스터(Q1)를 턴오프시키게 된다.

이때, 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴오프되면 콘덴서(C6)는 저항(R13)을 통해 방전을 개시하는데 'C6*R13'의 시정수로 방전하며 동시에, 콘덴서(C5)의 충전 전위는 '0V'가 된다.

이 후, 콘덴서(C6)의 양단 전압(

V_C6

)이 약 '1V'까지 낮아지면 그 콘덴서(C6)의 전위(

V_C6

)는 정전압(2.3V)으로 되며 발진기(104)의 출력 펄스(Ps)는 다시 하이 레벨로 반전되어 스위칭 트랜지스터(Q1)는 다시 턴온 상태가 된다.

즉, 정상 동작시 스위칭부(104)는 콘덴서(C6)(C5)가 도3 (a)(b)와 같이 충방전됨에 의해 발진기(104)가 도3 (c)와 같은 출력 펄스(Ps)를 발생시키므로 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴온/턴오프를 반복하여 SMPS 트랜스포머(103)의 전류 흐름을 제어한다.

따라서, 스탠바이 동작시 스위칭부(104)로의 피드백 전류를 많게 하면 콘덴서(C5)의 충전 시간이 빨라지게 되어 스위칭 트랜지스터(Q1)의 온 시간이 짧아지게 함으로써 전력 소비를 저감시키게 된다.

그러나, 종래에는 피드백 단자(F/B)로 입력되는 전류에 따라 발진기(104-1)에서 펄스를 발생시키고 그 펄스(Ps)에 의해 스위칭 트랜지스터(Q1)가 턴온/턴오프를 반복함으로써 스탠바이 상태에서 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭 손실에 의해서 약 8W∼12W 정도의 전력을 낭비하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 스탠바이 상태에서 스위칭 트랜지스터의 기동을 일정 주기마다 정지시키므로써 스탠바이 상태에서 스위칭 트랜지스터의 턴온/턴오프에 의한 손실을 기동 정지 시간만큼 줄이도록 하여 에너지의 낭비를 최소화하도록 창안한 티브이의 소비 전력 절감 회로를 제공함에 목적이 있다.

도 1은 종래의 스탠바이 회로를 보인 회로도.

도 2는 도 1에서 스위칭부의 블럭도.

도 3은 도 1에서의 동작 파형도.

도 4는 본 발명의 실시예를 보인 장치의 회로도.

도 5 및 도 6은 도 4에서의 동작 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

201 : 라인 필터 202,207 : 정류/평활부

203 : 트랜스포머 204 : 스위칭부

205 : 기동시간 제어부 206 : 스위칭 전류 공급부

208 : 피드백전류 공급부 209 : 피드백 전류 공급 제어부

210 : 에러 앰프 211 : 포토커플러

212 : 포토커플러 구동부 213 : 마이크로 컴퓨터

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 입력 전원을 정류,평활하는 제1 정류/평활부와, 이 제1 정류/평활부의 전압을 공급받아 1차측 권선의 전류 단속에 따라 2차측으로 소정개의 전압을 발생시키는 SMPS 트랜스포머와, 이 트랜스포머의 출력 전압을 정류,평활하는 제2 정류/평활부와, 상기 트랜스포머의 1차측 권선의 전류 흐름을 제어하는 스위칭부와, 스탠바이 동작시 상기 스위칭부에 피드백 전류를 공급하는 포토커플러를 구비한 스탠바이 회로에 있어서, 상기 스위칭부의 기동 전압을 공급하는 기동전압 공급부와, 스탠바이시 상기 스위칭부의 동작을 소정 주기마다 정지시키도록 상기 포토커플러에 전류를 공급하는 피드백전류 공급부와, 스탠바이 펄스에 의해 상기 피드백 전류 공급부를 구동시키는 피드백 전류 공급 제어부와, 스탠바이 펄스에 의해 상기 포토커플러를 구동시키는 구동부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 아래와 같은 3가지 특징을 갖는다.

본 발명의 제1 특징은 스탠바이 동작시 스위칭부로의 피드백 전류량을 많게 하여 스위칭부의 입력 전압(Vin)이 동작 정지 전압이 되도록 함으로써 스위칭 트랜지스터(Q1)의 동작을 정지시키는 것으로, 스위칭 트랜지스터를 동작과 정지를 일정 비례 시간으로 반복하므로써 스위칭 트랜지스터의 정지 시간만큼 전력 손실을 줄이는데 있다.

본 발명의 제2 특징은 스탠바이 상태에서 스위칭부에 유입되는 피드백 전류량을 많게 하는 방법에 있어서, 2차측 B+ 전압과 12V사이에 사이리스터를 연결하여 스위칭부의 동작시 B+ 단자의 스탠바이 전압(약 30V 정도)을 포토 커플러의 입력 전압에 중첩시키므로써 발광 다이오드에 흐르는 전류를 많게 하여 피드백 전류량이 많아지도록 하는데 있다.

본 발명의 제3 특징은 스탠바이 상태에서 스위칭부의 동작을 정지시켰다가 다시 기동하는데 있어서, 라인 필터를 통과한 입력 전원을 이용하여 스위칭부의 기동까지의 시간을 지연시키는데 있다.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도4 는 본 발명의 실시예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 입력 전원에 포함된 잡음을 제거하는 라인 필터(201)와, 이 라인 필터(201)를 통과한 전원을 전파 정류하여 소정 레벨의 직류 전원으로 평활하는 제1 정류/평활부(202)와, 이 제1 정류/평활부(202)의 출력 전압을 공급받아 전류의 단속에 따라 2차측 권선으로 소정개의 전압을 출력하는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 트랜스포머(203)와, 이 트랜스포머(203)의 1차측 권선으로 제1 정류/평활부(202)의 출력 전압을 공급/차단하는 스위칭부(204)과, 상기 스위칭부(204)에 기동 전압을 인가하면서 기동까지의 오프 시간을 제어하는 기동시간 제어부(205)와, 상기 트랜스포머(203)의 2차측 권선에 유기된 전압을 정류하여 상기 스위칭부(204)의 스위칭 전원으로 공급하는 스위칭 전류 공급부(206)와, 상기 스위칭부(204)의 동작을 조정하기 위한 피드백 전류(F/B)를 공급하는 포토커플러(211)와, 스탠바이 펄스(STANDBY)에 의해 상기 포토 커플러(211)를 구동시키는 포토 커플러 구동부(212)와, 상기 트랜스포머(203)의 2차측 단자에 유기된 전압을 정류하여 소정 레벨의 직류 전원(V1, V2, B+)으로 평활하는 제2 정류/평활부(207)와, 정상 동작시 상기 제2 정류/평활부(206)의 출력 전압(B+)을 감지하여 메인 전원을 일정하게 유지하도록 상기 포토 커플러(211)에서의 피드백 전류(F/B)의 량을 조정하는 에러 앰프(210)와, 스탠바이 동작시 상기 스위칭부(204)의 동작이 소정 시간동안 정지되도록 상기 제2 정류/평활부(207)의 전압(B+)을 전압 단자(V1)을 통해 상기 포토 커플러(211)로 공급하여 피드백 전류(F/B)를 증가시키는 피드백 전류 공급부(208)와, 파워 온시 상기 피드백 전류 공급부(208)의 동작을 정지시키고 스탠바이 동작시 스탠바이 펄스(STANDBY)가 하이로 액티브되면 상기 피드백 전류 공급부(208)를 구동시키는 피드백 전류 공급 제어부(209)와, 스탠바이 동작시 상기 피드백 전류 공급 제어부(209)와 포토커플러 구동부(212)에 스탠바이 펄스(STANDBY)를 제공하는 마이크로 컴퓨터(213)로 구성한다.

상기 제1 정류/평활부(202)는 브릿지 다이오드(D1)와 전해 콘덴서(C1)으로 구성한다.

상기 제2 정류/평활부(207)는 다이오드와 콘덴서(D2,C2)(D3,C3)(D4,C4,)를 통해 소정 레벨의 전압(B+)(V2)(V1)이 출력되도록 구성한다.

상기 스위칭부(204)는 스위칭 전류 공급부(206)와 포토커플러(211)의 피드백 전류에 따라 펄스를 발생시키는 발진기(204-1)와, 이 발진기(204-1)의 출력 펄스에 따라 턴온/턴오프되어 트랜스포머(203)의 1차측 권선에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭 트랜지스터(Q21)로 구성한다.

상기 기동시간 제어부(205)는 라인 필터(201)의 출력 단자가 일측 단자에 접속된 저항(R11)의 타측 단자를 스위칭부(204)의 입력 단자(Vin)에 접속하고 그 접속점을 반전 단자가 접지된 전해 콘덴서(C21)의 비반전 단자(+)에 접속함과 아울러 다이오드(D21)를 역방향으로 통해 트랜스포머(203)의 2차측 권선에 접속하여 구성한다.

상기 스위칭전류 공급부(206)는 기동시간 제어부(205)와 트랜스포머(203)의 접속점을 순방향 다이오드(D22)(D23)를 통해 스위칭부(204)의 피드백 단자(F/B)에 접속함과 아울러 포토커플러(211)의 출력 단자에 접속하고 상기 다이오드(D22)(D23)의 접속점과 접지사이에 콘덴서(C22)를 접속하며 상기 트랜스 포머(203)의 2차측 권선을 순방향 다이오드(D24), 저항(R22)를 순차 통해 상기 포토 커플러(211)의 입력 단자에 접속하고 상기 다이오드(D24)와 저항(R22)의 접속점과 접지사이에 전해 콘덴서(C23)을 접속하여 구성한다.

상기 피드백 전류 공급부(208)는 제2 정류/평활부(207)의 출력 단자(B+)(V1)사이에 순방향으로 다이오드(D25), 사이리스터(Q22)를 직렬 접속하고 상기 제2 정류/평활부(207)의 출력 단자(V2)(V1)사이에 콘덴서(C24), 저항(R23), 역방향 다이오드(D26)를 직렬 접속하며 상기 출력 단자(V1)과 포토커플러(211)의 발광 다이오드(PD)의 애노드측으로 순방향 다이오드(D27), 저항(R24)을 직렬 접속하고 상기 사이리스터(Q22)의 게이트를 상기 저항(R23)과 다이오드(D26)의 접속점을 통해 피드백 전류 공급 제어부(209)의 출력 단자에 접속하여 구성한다.

상기 피드백 전류 공급 제어부(209)는 제2 정류/평활부(207)의 출력 전압(V1)에 턴온되어 피드백 전류 공급부(208)에 구비된 사이리스터(Q22)의 게이트 전위를 접지시키는 트랜지스터(Q24)와, 스탠바이 펄스(STANDBY)가 하이로 액티브되면 상기 트랜지스터(Q24)의 베이스 전위를 접지시키는 트랜지스터(Q23)로 구성한다.

상기 포토커플러 구동부(212)는 스탠바이 펄스(STANDBY)가 하이로 액티브되면 턴온되는 트랜지스터(Q25)와, 이 트랜지스터(Q25)가 턴온되면 포토커플러(211)에 구비된 발광 다이오드(PD)에 흐르는 소정 레벨 이상의 전류를 접지시키는 제너 다이오드(ZD21)로 구성한다.

도면의 미설명 부호 'C25'는 사이리스터(Q22)에 병렬 접속된 콘덴서, 'R24,C26'은 트랜지스터(Q24)의 콜렉터와 피드백 전류 공급부(208)사이에 병렬 접속된 저항, 콘덴서, 'R26∼R29'는 저항이다.

이와같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 정상 동작인 경우 파워가 온되면 라인 필터(201)가 전원이 포함된 잡음을 제거하면 기동시간 제어부(205)는 저항(R21)을 통해 입력된 전압을 콘덴서(C21)에 충전하게 된다.

이 후, 콘덴서(C21)의 충전 전위가 스위칭 기동 전압에 도달하면 스위칭부(204)는 발진기(204-1)의 출력 펄스에 의해 스위칭 트랜지스터(Q21)가 턴온/턴오프를 반복하게 된다.

이때, 라인 필터(201)의 출력 전압을 브릿지 다이오드(D1)와 콘덴서(C1)를 통해 정류, 평활하는 제1 정류/평활부(202)의 출력 전압을 입력받은 트랜스포머(203)는 스위칭 트랜지스터(Q21)의 턴온/턴오프에 의해 1차측 권선에 흐르는 전류가 단속되어 2차측 권선에 기전력이 유기되고 이에 의해 소정개의 전압을 출력한다.

이에 따라, 제2 정류/평활부(207)는 트랜스포머(203)의 2차측 권선에서 출력되는 소정개의 전압을 각각의 다이오드와 콘덴서(D2,C2)(D3,C3)(D4,C4)에서 정류, 평활하여 전압(B+)(V2)(V1)을 출력하게 된다.

이때, 마이크로 컴퓨터(213)는 로우 펄스(STANDBY)를 피드백 전류 공급 제어부(209)와 포토커플러 구동부(212)에 출력하므로 트랜지스터(Q23)(Q25)는 턴오프 상태를 유지하게 된다.

따라서, 피드백 전류 공급 제어부(209)는 출력 단자(V1)의 전압을 입력받은 트랜지스터(Q24)가 턴온되어 피드백 전류 공급부(208)에 구비된 사이리스터(Q22)의 게이트 전위를 로우 레벨로 유지시키게 되므로 제2 정류/평활부(207)의 출력 단자(B+)(V1)간의 전류 경로를 차단하게 된다.

이때, 포토커플러 구동부(212)는 트랜지스터(Q25)가 턴오프 상태이므로 동작하지 않으며 에러 앰프(210)는 제2 정류/평활부(207)의 출력 전압(B+)을 점검하여 일정 전압을 유지하도록 포토 커플러(211)에서의 피드백 전류(F/B)를 조정하게 된다.

이에 따라, 스위칭 전류 공급부(206)의 전류에 의해 구동되는 스위칭부(204)는 포토커플러(211)에서의 피드백 전류(F/B)에 의해 발진기(204-1)의 출력 펄스를 조정하여 스위칭 트랜지스터(Q21)를 조정함으로써 트랜스포머(203)의 2차측 전압을 일정하게 유지시키게 된다.

또한, 스탠바이 모드가 설정되면 스위칭부(204)는 구간(t2∼t3, t4∼t5)에서만 동작하고 구간(t1∼t2, t3∼t4)에서는 동작이 정지되는데, 이러한 동작을 도5 의 파형도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 스탠바이 모드의 설정으로 스위칭부(204)의 동작이 정지된 시점(t1 또는 t3 또는 t5)에서 라인 필터(201), 제1 정류/평활부(202) 및 기동시간 제어부(205)를 포함하는 AC 입력단 이외에는 모든 회로의 동작이 멈추게 된다.

이 후, 구간(t1∼t2 또는 t3∼t4)동안 기동시간 제어부(205)는 라인 필터(201)에서 잡음이 제거된 전원을 저항(R21)을 통해 콘덴서(C21)에 전압을 충전하면서 스위칭부(204)의 전압 단자(Vin)에 입력시키게 된다.

이때, 콘덴서(C21)의 충전 전위는 계속 상승하게 되며 그 충전 시간은 저항(R21)과 콘덴서(C21)에 의한 시정수에 의해 결정된다.

이 후, 구간(t2 또는 t4)가 되어 콘덴서(C21)의 충전 전위가 도5 (a)의 파형처럼 스위칭 기동 전압에 도달되면 스위칭부(204)가 기동하여 발진기(204-1)의 출력 펄스에 의해 스위칭 트랜지스터(Q21)는 30∼40KHz 의 주기로 턴온/턴오프를 반복하게 된다.

이때, 구간(t2∼t3 또는 t4∼t5)동안 스위칭 트랜지스터(Q21)가 턴온/턴오프 동작을 하게 되면 트랜스포머(203)의 1차측 권선으로 제1 정류/평활부(202)의 출력 전압에 의한 전류 흐름이 단속되어 2차측 권선에 기전력이 유기된다.

이에 따라, 트랜스포머(203)의 2차측 권선에서 소정개의 전압이 출력되어 제2 정류/평활부(207)에서 정류/평활됨에 의해 소정개의 전압(B+, V2, V1)이 출력되며 이에 의해 마이크로 컴퓨터(213)가 동작하면서 피드백전류 공급제어부(209)와 포토커플러 구동부(212)에 하이 펄스(STANDBY)를 인가하여 스탠바이 동작을 수행시키게 된다.

즉, 스탠바이 동작시 스위칭부(204)가 기동하면 스위칭 트랜지스터(Q21)가 도6 (a)에 도시된 바와 같이, 30∼40KHz 의 주기로 턴온/턴오프를 반복하여 스위칭 손실에 따른 소비 전력이 발생함으로 마이크로 컴퓨터(213)는 소비 전력을 감소시키기 위하여 하이 펄스(STANDBY)를 출력하게 된다.

이때, 피드백 전류 공급 제어부(209)는 트랜지스터(Q23)가 턴온되어 트랜지스터(Q24)가 턴오프되며 피드백 전류 공급부(208)는 다이오드(D25)에 도5 (c)와 같은 전압(B+)가 인가되면서 사이리스터(Q22)의 게이트에 도5 (d)와 같은 전압이 인가되어 상기 사이리스터(Q22)가 도통된다.

이에 따라, 도5 (b)와 같은 전압(B+)이 다이오드(D25)에서 정류되어 콘덴서(C4)에 충전됨에 의해 출력 단자(V1)의 전압은 상기 전압(B+)이 중첩되어 도5 (e)와 같이 급격히 증가하게 된다.

이때, 포토커플러(212)의 트랜지스터(Q25)가 턴온 상태이므로 출력 단자(V1)의 전압이 급격히 상승하면 다이오드(D27)를 경유하여 포토커플러(211)의 발광 다이오드(PD)로 흐르는 전류가 급격히 상승하게 되어 제너 다이오드(ZD21), 상기 트랜지스터(Q25)를 순차적으로 통과하는 전류도 급격히 상승하게 된다.

여기서, 제너 다이오드(ZD21)는 스위칭부(204)로의 피드백 전류의 기준이 된다.

따라서, 발광 다이오드(PD)의 빛이 급격히 증가하여 포토 트랜지스터(PT)의 도통량도 급격히 증가하므로 스위칭 전류 공급부(206)에서 포토커플러(211)를 통해 스위칭부(204)에 공급되는 피드백 전류(F/B)의 량도 급격히 증가하게 된다.

이때, 피드백 전류(F/B)가 급격히 증가되면 스위칭부(204)는 트랜스포머(203)의 2차측 전압이 과도히 높다고 판단하여 트랜스포머(203)의 2차측 전압 레벨을 더 낮추도록 스위칭 트랜지스터(Q21)의 스위칭 동작을 제어한다.

이에 따라, 트랜스포머(203)의 2차측 전압 레벨이 낮아지면 스위칭부(204)의 단자(Vin)에 입력되는 전압도 낮아지게 된다.

이 후, 시점(t1 또는 t3 또는 t5)에서 스위칭부(204)의 입력 단자(Vin)의 레벨이 도5 (a)의 파형처럼 스위칭 동작 정지 전압까지 낮아지면 상기 스위칭부(204)의 동작이 멈추게 된다.

이에 따라, 스위칭부(204)의 동작이 멈추면 라인 필터(201), 제1 정류/평활부(202) 및 기동시간 제어부(205)를 포함하는 AC 입력단 이외에는 모든 회로의 동작이 멈추게 된다.

이 후, 구간(t1∼t2 또는 t3∼t4)동안 기동시간 제어부(205)는 라인 필터(201)에서 잡음이 제거된 전원을 콘덴서(C21)에 충전하여 스위칭부(204)의 전압 단자(Vin)에 입력시킴으로 상기 콘덴서(C21)의 전위가 스위칭 기동 전압이 될 때까지 상기 스위칭부(204)는 다시 동작이 멈추게 된다.

즉, 본 발명은 상기와 같은 동작을 스탠바이 모드가 해제될 때까지 반복적으로 수행하여 도5 의 파형도에 도시한 바와 같이 스위칭부(204)의 정지 시간이 동작 시간보다 더 길어지도록 함으로써 종래보다 스탠바이(stand-by) 동작시 스위칭 트랜지스터의 온오프에 의해 발생하는 소비 전력을 줄일 수 있다.

다시 말해서, 본 발명은 스탠바이 동작시 전력 소비를 저감시키기 위하여 스탠바이 동작시 스위칭 트랜지스터(Q21)를 일정 시간 정지시키므로써 그 정지 시간만큼 소비 전력을 줄이는 것으로, 도6 의 파형도를 참조하여 스위칭부(204)의 기동 구간에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 스위칭부(204)가 기동되어 도6 (a)와 같이 스위칭 트랜지스터(Q21)가 30∼40KHz 의 주기로 턴온/턴오프를 반복적으로 수행하면 트랜스포머(203)의 2차측 권선에서 전압이 출력되고 상기 트랜스포머(203)에서 출력된 전압을 정류,평활하는 제2 정류/평활부(207)의 출력 전압(B+)은 도6 (b)와 같이 상기 스위칭 트랜지스터(Q21)의 턴온/턴오프 파형의 반전 파형이 발생된다.

이때, 도6 (b)의 파형과 같은 전압(B+)이 피드백 전류 공급부(208)에 입력되면 사이리스터(Q22)의 게이트에 도6 (c)와 같은 파형이 발생되면서 그 사이리스터(Q22)가 도통되어진다.

이 후, 사이리스터(Q2)가 도통되면 도5 (c)와 같은 전압(B+)은 다이오드(D25)에서 정류되어 콘덴서(C4)에 충전됨에 의해 출력 전압(V1)에 중첩됨으로 출력 단자(V1)의 전압은 도5 (e)와 같이 급격히 상승하게 된다.

이에 따라, 출력 단자(V1)의 전압이 급격히 상승하면 다이오드(D27)를 경유하여 포토커플러(211)의 발광 다이오드(PD)로 흐르는 전류가 급격히 상승하게 되어 포토커플러 구동부(212)의 제너 다이오드(ZD21), 트랜지스터(Q25)를 통과하는 전류도 급격히 상승하게 된다.

이때, 피드백 전류(F/B)가 급격히 높아지므로 스위칭부(204)는 트랜스포머(204)의 2차측 전압이 높은 것으로 인식하여 그 2차측 전압을 낮추기 위하여 스위칭 트랜지스터(Q21)의 턴온/턴오프 동작을 제어하게 된다.

따라서, 스위칭부(204)로의 입력 전압(Vin)도 급격히 낮아지게 되며 이 후, 스위칭 동작 정지 전압까지 낮아지게 되면 상기 스위칭부(204)의 동작이 멈추게 되어 전원 입력 부분을 제외한 모든 부분의 동작이 정지함으로 소비 전력을 거의 없게 된다.

상기에서 스위칭부(204)의 동작과 정지는 약 7∼9Hz 주기로 반복되는데, 도5 의 파형도에 도시한 바와 같이, 상기 스위칭부(204)는 동작 기간(t2-t3 또는 t4∼t5)에 비해 정지 기간(t1∼t2 또는 t3-t4)이 6∼7배정도 길기 때문에 종래 기술의 소비 전력에 비해 '1/7∼1/8'정도로 스탠바이시의 소비전력을 줄일 수 있다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 스탠바이 상태에서 스위칭 트랜지스터의 동작을 일정 주기마다 정지시킴으로써 그 정지 시간만큼 소비 전력을 줄여 에너지 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

입력 전원을 정류,평활하는 제1 정류/평활 수단과, 이 제1 정류/평활 수단의 전압을 공급받아 1차측 권선의 전류 단속에 따라 2차측으로 소정개의 전압을 발생시키는 SMPS 트랜스포머와, 이 트랜스포머의 출력 전압을 정류,평활하여 소정개의 직류 전압(V1,V2,B+)을 출력하는 제2 정류/평활 수단과, 상기 트랜스포머의 1차측 권선의 전류 흐름을 제어하는 스위칭 수단과, 스탠바이 동작시 상기 스위칭 수단에 피드백 전류를 공급하는 신호 궤환 수단을 구비한 스탠바이 회로에 있어서, 스탠바이시 소정 주기마다 기동 전압을 소정 시간 지연하여 상기 스위칭 수단에 공급하는 기동전압 공급수단과, 노말 동작시 상기 트랜스포머에서의 전압을 정류하여 상기 스위칭 수단의 피드백 단자로 스위칭 전류를 공급하는 스위칭 전류 공급 수단과, 스탠바이시 소정 주기마다 상기 스위칭 수단의 동작을 정지시키도록 상기 신호 궤환 수단에서의 피드백 전류를 증가시키는 피드백전류 공급 수단을 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 티브이의 소비 전력 절감 회로.
제1항에 있어서, 피드백전류 공급 수단은 스탠바이 동작시 펄스에 의해 상기 포토커플러를 구동시키는 구동부와, 스탠바이 동작시 스위칭 수단의 동작이 소정 시간동안 정지되도록 제2 정류/평활 수단의 전압(B+)을 전압 단자(V1)에 중첩시키는 피드백 전류 공급부와, 스탠바이 동작시 스탠바이 펄스(STANDBY)에 의해 상기 피드백 전류 공급부를 구동시키는 피드백 전류 공급 제어부와, 스탠바이 동작시 스탠바이 펄스(STANDBY)를 액티브시켜 상기 피드백 전류 공급 제어부와 포토커플러 구동부로 출력하는 마이크로 컴퓨터로 구성함을 특징으로 하는 티브이의 소비 전력 절감 회로.