KR100314000B1 - Smps control apparatus and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 가전기기의 대기상태에서 전원공급기의 구동을 적절히 제어하여 소모 전력량을 최소화 하는 기술에 관한 것으로, 이를 구현하기 위하여, 플러그(PL)를 통해 공급되는 상용전원(AC 110∼220V)을 변환하여 가전기기 메인부(2)에서 필요로 하는 전류,전압을 공급하는 전원공급기(1)와; 상기 전원공급기(1)로부터 구동전원을 공급받아 시스템을 구동하는 가전기기 메인부(2)와; 상기 전원공급기(1)가 구동될 때 그로부터 전원을 공급받아 충전하고, 대기상태에서 리모콘 수신부 및 중앙처리장치에 대기전원을 공급하는 백업용 배터리(3)와; 상기 백업용 배터리(3)의 출력전류를 전압으로 변환하는 전류/전압변환기(4)와; 상기 전류/전압변환기(4)로부터 입력되는 전압의 레벨을 근거로 상기 백업용 배터리(3)의 출력전류를 체크하여 일정치 이하로 판명될 때 상기 전원공급기(1)를 구동시키는 전원공급기 제어부(5)로 구성한 것이다.The present invention relates to a technology for minimizing the amount of power consumption by appropriately controlling the operation of the power supply in the standby state of various home appliances, to implement this, commercial power (AC 110 ~ 220V) supplied through the plug (PL) A power supply 1 for converting and supplying a current and a voltage required by the home appliance main unit 2; A main appliance (2) for driving a system by receiving driving power from the power supply (1); A backup battery (3) for receiving and charging power when the power supply (1) is driven and for supplying standby power to the remote control receiver and the central processing unit in a standby state; A current / voltage converter 4 for converting an output current of the backup battery 3 into a voltage; A power supply controller 5 for driving the power supply 1 when the output current of the backup battery 3 is checked below a predetermined value based on the level of the voltage input from the current / voltage converter 4. ).
Description
본 발명은 브이씨알, 텔레비젼수상기 등과 같은 각종 전자제품에 적용되는 전원공급기(SMPS: Switching Mode Power Supply)의 구동 제어기술에 관한 것으로, 특히 대기상태에서 가능한한 전원공급기를 오프시키고 배터리 전원으로 대기전원을 공급할 수 있도록한 전원공급기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving control technology of a switching mode power supply (SMPS) applied to various electronic products, such as a television, a television receiver, and the like. The present invention relates to a power supply control device and a method for supplying the same.
현대사회에서 전력은 각종 산업분야 및 가정의 주요 에너지로 각광을 받고 있는 반면, 다른 한편으로는 과다한 전력사용으로 인하여 전력보급에 따른 경제부담을 가중시키고, 더욱이 환경문제를 유발시키는 양면성을 갖고 있다.In modern society, electric power is spotlighted as the main energy of various industrial fields and homes, while on the other hand, it has a double side that increases the economic burden of power supply due to excessive power usage and further causes environmental problems.
경제발전에 힘입어 가정에서 사용하는 전력량이 그 어느때보다도 증가하고 있는 추세에 있다. 따라서, 가정에서 불필요하게 전력이 낭비되는 것을 방지하는 일이야 말로 시급히 해결되어야 할 과제인 것이다.Thanks to economic development, the amount of electricity used at home is increasing more than ever. Therefore, preventing unnecessary waste of power in the home is a task to be solved urgently.
각 가정에 널리 보급되어 사용되고 있는 브이씨알이나 텔레비젼수상기, 오디오 제품 등은 대체적으로 리모콘을 사용하도록 되어 있는데, 이와 같은 시스템에서는 언제든지 리모콘신호를 수신할 수 있도록 대기전원을 확보하여 리모콘 수신부와 중앙처리장치에 공급하여야 한다.Widely used and widely used in homes, TV receivers, TV receivers, and audio products generally use a remote control. In such a system, the remote control receiver and the central processing unit have a standby power so as to receive a remote control signal at any time. Should be supplied.
종래에 있어서는 대기전원을 확보하기 위하여 전원공급기를 항상 구동상태로 하였는데, 이에 의한 소비전력은 대략 2∼4W 이며, 이렇게 소모되는 전력량을 국가 전체적으로 합산해 보면 실로 엄청난 량이다.In the prior art, in order to secure standby power, the power supply was always in a driving state. The power consumption is about 2 to 4 W, which is a tremendous amount when the total amount of power consumed is summed up nationwide.
도 1은 대기전력을 절감하기 위해 충전용 배터리를 채택한 종래 전원장치의 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 플러그(PL)를 통해 공급되는 상용전원(AC 110∼220V)을 변환하여 가전기기 메인부(2)에서 필요로 하는 전류,전압을 공급하는 전원공급기(1)와; 상기 전원공급기(1)로부터 구동전원을 공급받아 시스템을 구동하는 가전기기 메인부(2)와; 상기 전원공급기(1)가 구동될 때 그로부터 전원을 공급받아 충전하고 있다가 대기상태에서 리모콘 수신부 및 중앙처리장치에 대기전원을 공급하는 백업용 배터리(3)로 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.1 is an exemplary block diagram of a conventional power supply device employing a rechargeable battery to reduce standby power, and as shown in FIG. 1, converts commercial power (AC 110-220V) supplied through a plug PL to the home appliance main body. A power supply 1 for supplying the current and voltage required by the unit 2; A main appliance (2) for driving a system by receiving driving power from the power supply (1); It is composed of a backup battery (3) for charging and receiving power from the power supply when the power supply (1) is driven and then supplying standby power to the remote control receiver and the central processing unit in the standby state. same.
사용자가 리모콘의 파워온 키이를 누르면 전원공급기(1)가 구동되고, 이에 따라 플러그(PL)를 통해 공급되는 외부의 상용전원(AC 110∼220V)이 그 전원공급기(1)에서 적절히 변환되어 이로부터 소정의 전류가 출력되고, 이는 다이오드(D)를 통해 가전기기 메인부(2)측으로 공급된다.When the user presses the power-on key of the remote controller, the power supply 1 is driven, and thus, external commercial power (110-220V) supplied through the plug PL is appropriately converted in the power supply 1, From the predetermined current is output, which is supplied to the home appliance main unit 2 side through the diode (D).
따라서, 상기 가전기기 메인부(2)가 구동되는데, 이 가전기기 메인부(2)의 예로써 브이씨알, 텔레비젼수상기, 오디오기기 등의 메인부를 들 수 있다.Accordingly, the home appliance main unit 2 is driven, and examples of the home appliance main unit 2 include main parts such as V-Cal, a television receiver, and an audio device.
이와 같이 상기 전원공급기(1)가 구동될 때 그로부터 출력되는 전압이 다른 한편으로는 백업용 배터리(3)에 공급되어 충전된다. 이후, 상기 전원공급기(1)가 오프된 상태에서 즉, 대기상태에서는 상기 백업용 배터리(3)에 충전된 전압이 가전기기 메인부(2)의 리모콘 수신부와 중앙처리장치에 공급되어 대기상태를 유지할 수 있게 된다.As such, when the power supply 1 is driven, the voltage output therefrom is supplied to the backup battery 3 and charged. Then, in the state in which the power supply 1 is turned off, that is, in the standby state, the voltage charged in the backup battery 3 is supplied to the remote control receiver and the central processing unit of the main appliance 2 to maintain the standby state. It becomes possible.
그러나, 전자와 같은 종래 기술에 있어서는 대기전원을 확보하기 위해 전원공급기를 계속 구동시키게 되므로 전력소모량이 많아 경제적 손실이 많은 결함이 있고, 후자와 같이 충전용 배터리를 채택한 종래기술에 있어서는 대기시간이 짧은 경우 어느정도 효과를 발휘하지만 대기시간이 긴 경우 충전전압이 소진되어 대기전원을 확보하지 못하게 되는 결함이 있었다.However, in the prior art such as the former, since the power supply is continuously driven to secure the standby power, there is a drawback in that the power consumption is large and the economic loss is large. In the case of the effect to some extent, but if the standby time is long, there was a defect that the charging voltage is exhausted to secure the standby power.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 충전용 배터리 전압이 일정 레벨 이하로 방전될때에 한하여 전원공급기를 구동시켜 충전용 배터리를 충전시키는 전원공급기 제어 방법 및 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a power supply control method and apparatus for charging a rechargeable battery by driving the power supply only when the rechargeable battery voltage is discharged below a predetermined level.
도 1은 종래기술에 의한 전원공급기 제어 장치의 블록도.1 is a block diagram of a power supply control device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 전원공급기 제어 장치의 일실시 예시 블록도.Figure 2 is an exemplary block diagram of a power supply control device according to the present invention.
도 3은 도 2에서 전류/전압변환기의 상세 회로도.3 is a detailed circuit diagram of the current / voltage converter in FIG.
도 4는 본 발명에 의한 전원공급기 제어 방법의 신호 흐름도.Figure 4 is a signal flow diagram of a power supply control method according to the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
1 : 전원공급기 2 : 가전기기 메인부1: power supply 2: home appliance main
3 : 백업용 배터리 4 : 전류/전압변환기3: backup battery 4: current / voltage converter
5 : 전원공급기 제어부 PL : 플러그5: Power supply control unit PL: Plug
도 2는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원공급기 제어 장치의 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 플러그(PL)를 통해 공급되는 상용전원(AC 110∼220V)을 변환하여 가전기기 메인부(2)에서 필요로 하는 전류,전압을 공급하는 전원공급기(1)와; 상기 전원공급기(1)로부터 구동전원을 공급받아 시스템을 구동하는 가전기기 메인부(2)와; 상기 전원공급기(1)가 구동될 때 그로부터 전원을 공급받아 충전하고, 대기상태에서 리모콘 수신부 및 중앙처리장치에 대기전원을 공급하는 백업용 배터리(3)와; 상기 백업용 배터리(3)의 출력전류를 전압으로 변환하는 전류/전압변환기(4)와; 상기 전류/전압변환기(4)로부터 입력되는 전압의 레벨을 근거로 상기 백업용 배터리(3)의 출력전류를 체크하여 일정치 이하로 판명될 때 상기 전원공급기(1)를 구동시키는 전원공급기 제어부(5)로 구성하였다.Figure 2 is a block diagram of an embodiment of a power supply control device for achieving the object of the present invention, as shown in this, by converting the commercial power (AC 110 ~ 220V) supplied through the plug (PL) main home appliance A power supply 1 for supplying the current and voltage required by the unit 2; A main appliance (2) for driving a system by receiving driving power from the power supply (1); A backup battery (3) for receiving and charging power when the power supply (1) is driven and for supplying standby power to the remote control receiver and the central processing unit in a standby state; A current / voltage converter 4 for converting an output current of the backup battery 3 into a voltage; A power supply controller 5 for driving the power supply 1 when the output current of the backup battery 3 is checked below a predetermined value based on the level of the voltage input from the current / voltage converter 4. ).
본 발명의 목적을 달성하기 위한 전원공급기 제어 방법은 파워 온 키이 입력시 전원공급수단을 구동시켜 가전기기 메인부측으로 필요한 전원을 공급하고, 그 전원을 충전수단에 충전시키는 제1단계와; 파워 오프시 대기상태에서 상기 충전수단에 충전된 전원을 리모콘 수신부 및 중앙처리장치에 공급하는 제2단계와; 대기상태에서 상기 충전수단의 출력전류를 체크하여 일정치 이하로 떨어질 때 상기 전원공급수단을 구동시켜 충전동작이 재개되도록하는 제3단계와; 상기 충전동작이 재개된 후 기 설정된 시간이 경과되는 것을 확인하여 상기 전원공급수단의 구동을 중지시키는 제4단계로 이루어진다.A power supply control method for achieving the object of the present invention comprises a first step of driving the power supply means when the power-on key input to supply the necessary power to the main portion of the home appliance, and charging the power in the charging means; A second step of supplying the remote controller receiving unit and the central processing unit the power charged in the charging means in the standby state when the power off; A third step of checking the output current of the charging means in the standby state to drive the power supply means to resume the charging operation when the output current falls below a predetermined value; After the charging operation is resumed, a fourth step is performed to confirm that a predetermined time has elapsed and to stop driving of the power supply means.
이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 3 and 4 attached to the operation of the present invention configured as described above in detail as follows.
사용자가 리모콘의 파워 온 키이를 누르면 전원공급기(1)가 구동되고, 이에 따라 플러그(PL)를 통해 공급되는 외부의 상용전원(AC 110∼220V)이 그 전원공급기(1)에서 적절히 변환되어 이로부터 소정의 전류가 출력되고, 이는 다이오드(D)를 통해 가전기기 메인부(2)측으로 공급된다.When the user presses the power on key of the remote control, the power supply 1 is driven, and thus, external commercial power (110-220V) supplied through the plug PL is appropriately converted in the power supply 1, From the predetermined current is output, which is supplied to the home appliance main unit 2 side through the diode (D).
따라서, 상기 가전기기 메인부(2)가 구동되는데, 이 가전기기 메인부(2)의 예로써 브이씨알, 텔레비젼수상기, 오디오기기 등의 메인부를 들 수 있다.Accordingly, the home appliance main unit 2 is driven, and examples of the home appliance main unit 2 include main parts such as V-Cal, a television receiver, and an audio device.
이와 같이 상기 전원공급기(1)가 구동될 때 그로부터 출력되는 전압이 다른 한편으로는 백업용 배터리(3)에 공급되어 충전된다. 이후, 상기 전원공급기(1)가 오프된 상태에서 즉, 대기상태에서는 상기 백업용 배터리(3)에 충전된 전압이 가전기기 메인부(2)의 리모콘 수신부와 중앙처리장치에 공급되어 대기상태를 유지할 수 있게 된다.As such, when the power supply 1 is driven, the voltage output therefrom is supplied to the backup battery 3 and charged. Then, in the state in which the power supply 1 is turned off, that is, in the standby state, the voltage charged in the backup battery 3 is supplied to the remote control receiver and the central processing unit of the main appliance 2 to maintain the standby state. It becomes possible.
이후, 시간이 경과할수록 상기 백업용 배터리(3)의 충전전원이 점차 소진되어출력전류가 일정치 이하로 하강되면 가전기기 메인부(2) 내의 리모콘 수신부와 중앙처리장치에 정상적인 대기전원을 공급할 수 없게 되고, 이로 인하여 정상적인 대기상태를 유지할 수 없게 된다.Then, as time passes, the charging power of the backup battery 3 gradually runs out, and when the output current falls below a predetermined value, normal standby power cannot be supplied to the remote control receiver and the central processing unit in the main part 2 of the home appliance. This makes it impossible to maintain a normal standby state.
따라서, 상기 백업용 배터리(3)의 충전전류가 일정치 이하로 떨어질때마다 부득이 상기 전원공급기(1)를 구동시켜 그 백업용 배터리(3)를 재충전시킬 필요가 있다.Therefore, whenever the charging current of the backup battery 3 falls below a certain value, it is necessary to drive the power supply 1 to recharge the backup battery 3.
이를 위해, 전류/전압변환기(4)를 통해 상기 백업용 배터리(3)의 출력전류를 전압으로 변환하여 전원공급기 제어부(5)에 공급하고, 그 전원공급기 제어부(5)는 입력전압의 레벨을 근거로 백업용 배터리(3)의 출력전류 체크하여 일정치 이하로 판명되면 전원공급기(1)를 구동시킨다.To this end, the output current of the backup battery 3 is converted into a voltage through a current / voltage converter 4 and supplied to the power supply controller 5, and the power supply controller 5 is based on the level of the input voltage. When the output current of the backup battery 3 is checked and found to be below a predetermined value, the power supply 1 is driven.
이에 따라 상기 전원공급기(1)로부터 출력되는 전압이 백업용 배터리(3)에 공급되어 이의 충전동작이 재개된다. 이때의 충전 유지시간은 여러 가지 방법으로 구현할 수 있는데, 일예로써 상기 전원공급기 제어부(5)가 기 설정된 시간동안 전원공급기(1)를 구동시키는 것을 들 수 있고, 다른 예로써 상기 전류/전압변환기(4)를 통해 검출된 전압이 소정 레벨에 도달될때까지 그 전원공급기(1)를 구동시키는 것을 들 수 있다.Accordingly, the voltage output from the power supply 1 is supplied to the backup battery 3 to resume its charging operation. At this time, the charge holding time may be implemented in various ways. For example, the power supply controller 5 may drive the power supply 1 for a preset time. As another example, the current / voltage converter may be And driving the power supply 1 until the voltage detected through 4) reaches a predetermined level.
그러나, 상기와 같은 대기상태에서 임의의 시점에 사용자에 의해 파워 온 키이가 눌려지면 상기 전원공급기 제어부(5)는 상기 충전용 배터리(3)의 충전상태에 무관하게 전원공급기(1)를 구동시키게 되고, 이에 의해 그 전원공급기(1)로부터 가전기기 메인부(2)에 구동전원이 공급되기 시작한다.However, when the power on key is pressed by the user at any time in the standby state as described above, the power supply controller 5 causes the power supply 1 to be driven regardless of the state of charge of the rechargeable battery 3. As a result, the driving power is supplied from the power supply 1 to the home appliance main part 2.
이때, 만약 상기 백업용 배터리(3)의 충전 에너지가 충분히 상승되지 않은 경우에는 다시 충전동작이 재개된다.At this time, if the charging energy of the backup battery 3 is not sufficiently increased, the charging operation is resumed.
한편, 도 3은 도 2에서 전류/전압변환기(4)의 일실시 구현예를 보인 상세 회로도로서 이를 참조하여 상기 전류/전압변환과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.On the other hand, Figure 3 is a detailed circuit diagram showing an embodiment of the current / voltage converter 4 in Figure 2 with reference to this in more detail the current / voltage conversion process as follows.
상기 백업용 배터리(3)의 출력전류(ICHG)가 저항(R8)을 통해 흐르게 되므로 그 저항(R8)의 양단에 전위차가 발생된다. 상기 저항(R8)의 양단 전압은 연산증폭기(OP1)의 양단 입력단자에 공급되어 충전전압(VCHG)을 기준으로 반전증폭된다. 상기 연산증폭기(OP1)의 출력전압은 다음단의 연산증폭기(OP2)를 통해 재차 증폭된 후 트랜지스터(Q1)의 바이어스 전압으로 공급된다.Since the output current I CHG of the backup battery 3 flows through the resistor R8, a potential difference is generated at both ends of the resistor R8. The voltage at both ends of the resistor R8 is supplied to input terminals at both ends of the operational amplifier OP1 to be inverted and amplified based on the charging voltage V CHG . The output voltage of the operational amplifier OP1 is amplified again through the operational amplifier OP2 of the next stage and then supplied to the bias voltage of the transistor Q1.
결국, 저항(R8)의 양단전압에 따라 상기 트랜지스터(Q1)의 바이어스전압이 결정되고, 이에 의해 상기 출력전류(ICHG)가 저항(R1), 트랜지스터(Q1) 및 저항(R7)을 순차적으로 통해 접지단자로 흐르게 되며, 그 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 및 저항(R7)의 접속점에서 출력전압(VS)이 발생된다.As a result, the bias voltage of the transistor Q1 is determined according to the voltage across the resistor R8, whereby the output current I CHG sequentially drives the resistor R1, the transistor Q1, and the resistor R7. Through the ground terminal, the output voltage V S is generated at the connection point between the collector of the transistor Q1 and the resistor R7.
상기 출력전압(VS)이 바로 상기 백업용 배터리(3)의 충전전류값에 비례하는 전압이며, 이는 상기 전원공급기 제어부(5)측으로 공급된다.The voltage to the output voltage (V S) is directly proportional to the charge current value of the back-up battery 3, which is supplied to the side of the power supply control section 5.
여기서, 출력오차는 각 저항의 정밀도에 비례하기 때문에 고정밀도를 필요로 하는 경우 그 나름대로의 저항을 준비해야 하며, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터에서상기 연산증폭기(OP2)의 반전입력단자로 귀환되는 전류(IS)는 상기 백업용 배터리(3)의 출력전류(ICHG)에 포함되기 때문에 너무 큰 값으로 설정하는 경우 오차 요인이 된다. 따라서, 그 전류(IS) 값은 지장이 없는 범위내에서 작은 값으로 설정하는 것이 바람직하다.Here, since the output error is proportional to the precision of each resistor, it is necessary to prepare its own resistance when high precision is required, and to return from the emitter of the transistor Q1 to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2. Since the current I S is included in the output current I CHG of the backup battery 3, it becomes an error factor when it is set to a value that is too large. Therefore, it is desirable to set the value of the current I S to a small value within a range where there is no problem.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 충전용 배터리 전압이 일정 레벨 이하로 방전될때에 한하여 전원공급기를 구동시켜 충전용 배터리를 충전시킴으로써 전력소모량을 최소로 하면서 안정된 대기전원을 공급할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has the effect of supplying a stable standby power while minimizing the power consumption by driving the power supply to charge the rechargeable battery only when the rechargeable battery voltage is discharged below a predetermined level. .
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| B701 | Decision to grant | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |