KR100385615B1 - 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로 특히, 입력되는 제어신호에 따라 교류전압의 전력을 조절하여 출력하는 전력 계수 정정부와, 전력 계수 정정부의 동작을 제어하는 제어부와, 전력 계수 정정부를 통해 출력되는 교류전원을 입력받아 직류전원으로 정류하는 브릿지 다이오드 정류부와, 전류 도통 선로의 스위칭 단속에 의해 브릿지 다이오드 정류부를 통해 정류되어진 직류전원을 소정크기의 직류전원으로 변환하는 직류-직류 변환부와, 직류-직류 변환부를 통해 출력되는 직류전원을 입력받아 후단의 전력소비 시스템에 공급하되 전력소비 시스템의 로드 상태에 따라 공급전원을 단속하는 레귤레이션과, 내부의 전압 센싱 저항의 저항치에 따라 레귤레이션에서 출력되는 전원을 판단하며 그 상태에 따라 직류-직류 변환부의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 동작 제어부, 및 레귤레이션에서 출력되는 전원의 상태를 감지하여 대기상태인가를 판단하여 대기상태인 경우 제어부의 동작을 제어하여 전력 계수 정정부의 동작을 차단하며 스위칭 동작 제어부내 전압 센싱 저항의 저항치를 조정하여 전체적인 전압을 하강시키는 센싱 및 전압제어부를 포함하여 대기모드에 적응적으로 대응하는 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치에 관한 것이다.

Description

전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치{power supply by power factor correction type}

본 발명은 대기모드에서의 저전력 소비형 전원 공급 장치에 관한 것으로 특히, 전력 계수 정정 방식에 따라 대기모드시에 불필요한 회로의 동작을 멈추게 함으로써 저전력회로를 구현하는 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치에 관한 것이다

일반적으로, 전자기기의 발전에 힘입어 현대인들은 전자 장비속에 묻혀 산다고하여도 과언이 아닌 정도로 많은 전자기기 또는 전자제품들을 사용하고 있다. 이러한, 전자 기기 또는 제품들은 그 독특한 기능을 수행하기 위해서 구동에 필요한 전원을 구비하고 있어야 하는데, 구동전원의 가장 기본은 상용교류전원이다.

즉, 구동전원이 직류전원인 경우에도 배터리만을 사용하는 제품의 경우를 제외하면 실제적으로 상용 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하여 사용하도록 하는 것이 통상적인데, 노트북 컴퓨터의 LCD 백 라이트로 사용되는 전원부의 통상적인 구조는 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같다.

첨부한 도 1의 구성은 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로의 구성 예시도로서, 크게 메인 전원 공급부와 서브 전원 공급부로 구분된다.

상기 메인 전원 공급부는 RFI필터(1)를 통해 입력되는 교류전원으로부터 노이즈를 제거한후 정류하여 출력하는 제 1정류부(2A)와, 상기 제 1정류부(2A)에서 출력되는 직류전원을 입력되는 제어신호에 의해 스위칭하여 펄스형태의 교류로 변환하는 스위칭부(3)와, 상기 스위칭부(3)를 통해 변환되어진 펄스형태의 전원을 1차측으로 입력받아 2차측으로 유기전압을 송출하는 메인 트랜스포머(TM)와, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압을 정류하는 제 2정류부(2B)와, 상기 제 2정류부(2B)를 통해 정류되어지는 전압에 의해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)와, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 1차측 코일과 별도로 1차측에 연결되어 있는 서브 코일을 통해 시스템의 구동전원을 생성시키는 구동전압 공급부(5)와, 상기 전류 검출부(6)의 출력신호의 상태에 따라 온오프 동작하며 오프동작시 상기 구동전압 공급부(5)에서 출력되는 구동전압의 전달경로를 폐쇄하는 제 1스위치(SW1)와, 상기 제 1스위치(SW1)의 온동작시에 한하여 상기 구동전압 공급부(5)에서 출력되는 구동전압을 입력받아 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 구성된다.

또한, 서브 전원 공급부는 상기 제 1정류부(2A)를 경유하는 전원을 입력받아 대기전원 발생여부를 제어하는 대기전원 제어부(8)와, 상기 대기전원 제어부(8)에서 발생되는 펄스형 제어신호를 1차측으로 입력받아 2차측으로 유기전압을 송출하는 서브 트랜스포머(TS)와, 상기 서브 트랜스포머(TS)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압을 정류하는 대기전원 공급부(9)로 구성되어 있다.

상기 메인 전원 공급부와 서브 전원 공급부의 동작은 이하의 설명에서와 같이 동작하는데, 기본적인 사고 방식은, 초기 기동시에는 대기전원을 이용하여 1차적인 전원을 공급한 후 사용자의 사용에 따른 전류의 증가현상이 발생되면 메인 전원측이 동작하게 되어진다. 이후, 슬리핑모드 혹은 대기모드로 진행되면 실제적으로 사용되는 전류의 량이 감소하며 이를 전류 검출부(6)에서 검출함으로써 메인전원의 동작을 차단하고 대기전원만을 동작시키도록 하는 것이다.

초기 기동시 RFI필터(1)를 통해 노이즈가 제거되어진 교류전원은 제 1정류부(2A)를 통해 정류되어 직류성분으로 변화한다. 이때, 상기 제 1정류부(2A)를 경유하는 전원을 입력받은 대기전원 제어부(8)는 임의의 펄스신호를 발생시키고 그에 따라 서브 트랜스포머(TS)는 1차측으로 입력받은 상기 대기전원 제어부(8)의 출력 펄스신호를 2차측으로 유기시키게 된다.

상기 서브 트랜스포머(TS)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전원은 대기전원 공급부(9)를 통해 저전력의 DC전원으로 변환되어 출력되어지고 이는 제 2스위치(SW2)의 온동작을 통해 직류전원 공급부(4)에 전달되어진다.

이후, 정상상태에 도달하게 되면 상기 제 1정류부(2A)에서 출력되는 직류전원은 스위칭부(3)를 통해 펄스형태의 교류로 변환되어 메인 트랜스포머(TM)의 1차측으로 전달되어진다. 상기 메인 트랜스포머(TM)는 1차측에 입력받은 전원을 2차측으로 유기시켜 출력하고, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압은 제 2정류부(2B)를 통해 정류되어 직류전원 공급부(4)에 공급되어 진다.

따라서, 상기 제 2정류부(2B)를 통해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)에서는 제 1논리 상태의 신호가 발생되어짐으로써 구동전압 공급부(5)에서 발생되는 구동전압이 제 1스위치(SW1)를 통해 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 공급된다. 이때, 상기 제 1스위치(SW1)의 동작상태는온동작상태이다.

반면에, 대기상태에서는 상기 제 2정류부(2B)를 통해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)에서는 제 2논리 상태의 신호가 발생되어짐으로써 구동전압 공급부(5)에서 발생되는 구동전압이 제 1스위치(SW1)를 통해 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 공급되지 못하게 된다. 즉, 상기 제 1스위치(SW1)의 동작상태는 오프동작상태이다.

따라서, 메인전원 제어부(7)가 동작하지 못하기 때문에 상기 제 2정류부(2B)를 통해 출력되는 전압은 존재하지 못하게되며, 그에 따라 상기 대기전원 공급부(9)를 통해 저전력의 DC전원만이 상기 제 2스위치(SW2)의 온동작을 통해 직류전원 공급부(4)에 전달되어진다.

이와 같은 종래 기술은 매우 높은 효율의 소비전력 절감 효과를 기대할 수 있으나, 선진 유럽에서는 보다 강력한 대기모드에서의 저전력 소비 요구 규정을 제시하고 있으며, 더욱이 일정 소비전력 이상의 제품에 대해서는 필수적으로 전력 계수 정정(power factor correction; 이하, PFC라 칭함) 회로의 적용시킬 것을 요구하고 있다.

그러나, 현재까지 PFC회로를 적용한 어댑터는 거의 없었으며 또한, 상기와 같은 필요성이 대두되지 않았기 때문에 확보된 기술이 없다는 문제점이 발생되었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 대기모드에서의 저전력 소비형 전원 공급 장치에 관한 것으로 특히, 전력 계수 정정 방식에 따라 대기모드시에 불필요한 회로의 동작을 멈추게 함으로써 저전력회로를 구현하는 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로

도 2는 본 발명에 따른 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치의 구성 예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : RFI필터 2A, 2B : 정류부

3 : 스위칭부 TM : 메인 트랜스포머

6 : 전류 검출부 5 : 구동전압 공급부

SW1 : 스위치 7 : 메인전원 제어부

8 : 대기전원 제어부 TS : 서브 트랜스포머

9 : 대기전원 공급부 10a, 10B : 에러신호 증폭부

BD :브릿지 다이오드 정류부 100 : 전력 계수 정정부

110 : 직류-직류 변환부 120 : 레귤레이션

130 : 스위칭 동작 제어부 140 : 센싱 및 전압제어부

150 : 제어부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치는, 입력되는 교류전원을 입력받아 직류전원으로 정류하는 브릿지 다이오드 정류부와, 전류 도통 선로의 스위칭 단속에 의해 상기 브릿지 다이오드 정류부를 통해 정류되어진 직류전원을 소정크기의 직류전원으로 변환하는 직류-직류 변환부와, 상기 직류-직류 변환부를 통해 출력되는 직류전원을 입력받아 후단의 전력소비 시스템에 공급하되 상기 전력소비 시스템의 로드 상태에 따라 공급전원을 단속하는 레귤레이션이 구비된 전원공급장치에 있어서, 제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 교류전원의 전력을 조절하여 상기 직류-직류변환부로 출력하는 전력 계수 정정부와; 상기 전력 계수 정정부의 동작을 온 또는 오프시키도록 제어하는 제어부와; 내부의 전압 센싱 저항의 저항치에 따라 상기 레귤레이션(120)에서 출력되는 전원을 판단하며 그 상태에 따라 상기 직류-직류 변환부의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 동작 제어부와; 상기 레귤레이션에서 출력되는 전원의 상태를 감지하여 대기상태인가를 판단하여 대기상태인 경우 상기 제어부의 동작을 제어하여 상기 전력 계수 정정부의 동작을 차단하며 상기 스위칭 동작 제어부내 전압 센싱 저항의 저항치를 조정하여 전체적인 전압을 하강시키는 센싱 및 전압제어부를 포함하여 대기모드에 적응적으로 대응하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치의 구성 예시도로서, 입력되는 교류전원을 직류전원으로 정류하는 브릿지 다이오드 정류부(BD)와, 전류 도통 선로의 스위칭 단속에 의해 상기 브릿지 다이오드 정류부(BD)를 통해 정류되어진 직류전원을 소정크기의 직류전원으로 변환하는 직류-직류 변환부(110)와, 상기 직류-직류 변환부(110)를 통해 출력되는 직류전원을 입력받아 후단의 전력소비 시스템에 공급하되 상기 전력소비 시스템의 로드 상태에 따라 공급전원을 단속하는 레귤레이션(120)이 구비된 전원공급장치에 있어서,제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 상기 교류전원의 전력을 조절하여 출력하여 상기 직류-직류변환부로 출력하는 전력 계수 정정부(100)와, 상기 전력 계수 정정부(100)의 동작을 온 또는 오프시키도록 제어하는 제어부(150)와, 내부의 전압 센싱 저항의 저항치에 따라 상기 레귤레이션(120)에서 출력되는 전원을 판단하며 그 상태에 따라 상기 직류-직류 변환부(110)의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 동작 제어부(130)와, 상기 레귤레이션(120)에서 출력되는 전원의 상태를 감지하여 대기상태인가를 판단하여 대기상태인 경우 상기 제어부(150)의 동작을 제어하여 상기 전력 계수 정정부(100)의 동작을 차단하며 상기 스위칭 동작 제어부(130)내 전압 센싱 저항의 저항치를 조정하여 전체적인 전압을 하강시키는 센싱 및 전압제어부(140)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치의 동작을 살펴보면, 전력 계수 정정부(100)에는 교류전원이 인가되고 상기 전력 계수 정정부(100)는 제어부(150)에서 제공하는 제어신호에 의해 입력되는 교류전원의 전력을 조절하여 출력하게 된다.

상기 전력 계수 정정부(100)를 통해 출력되는 교류전원은 브릿지 다이오드 정류부(BD)를 통해 전파전류되어 직류전원으로 변환되고, 상기 브릿지 다이오드 정류부(BD)를 통해 정류되어진 직류전원을 직류-직류 변환부(110)측에서는 플라이백 방식에 따라 내부에 구비되어 있는 트랜스포머의 1차측에 흐르는 전류의 도통 선로를 스위칭함으로써 상기 트랜스포머의 2차측으로 유기시키게 된다.

상기 직류-직류 변환부(110)를 통해 출력되는 직류전원은 후단에 위치하는 전력소비 시스템에 공급되어지는 데, 상기 전력소비 시스템의 로드 상태에 따라 레귤레이션(120)에서는 공급전원을 단속하게 된다.

상기 레귤레이션(120)에서 출력되는 전원은 후단의 전력소비 시스템에 공급됨과 동시에 궤환되어 상기 직류-직류 변환부(110)의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 동작 제어부(130)측에 인가되어 진다. 이때, 상기 스위칭 동작 제어부(130)는 내부에 구비되어 있는 전압 센싱 저항의 저항치에 따라 상기 레귤레이션(120)에서 출력되는 전원의 상태를 다르게 판단하게 되는 데, 상기 전압 센싱 저항의 저항치는 센싱 및 전압제어부(140)의 제어신호에 따라 달라진다.

상기 센싱 및 전압제어부(140)는 상기 레귤레이션(120)에서 출력되는 전원의 상태를 감지하여 후단의 전력소비 시스템이 대기상태인가를 판단하게 되는데, 대기상태라고 판단하는 경우 상기 제어부(150)의 동작을 제어하여 상기 전력 계수 정정부(100)의 동작을 차단하며, 상기 스위칭 동작 제어부(130)내 전압 센싱 저항의 저항치를 조정하여 전체적인 전압을 하강시키게 된다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치를 제공하면 현재까지 특별한 기술의 제시되지 못하던 전력 계수 정정 회로의 적용 기술로써 제시 가능하며, 선진 유럽에서는 보다 강력한 대기모드에서의 저전력 소비 요구 규정을 만족할 수 있고 기술 우위의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력되는 교류전원을 입력받아 직류전원으로 정류하는 브릿지 다이오드 정류부와, 전류 도통 선로의 스위칭 단속에 의해 상기 브릿지 다이오드 정류부를 통해 정류되어진 직류전원을 소정크기의 직류전원으로 변환하는 직류-직류 변환부와, 상기 직류-직류 변환부를 통해 출력되는 직류전원을 입력받아 후단의 전력소비 시스템에 공급하되 상기 전력소비 시스템의 로드 상태에 따라 공급전원을 단속하는 레귤레이션이 구비된 전원공급장치에 있어서,

   제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 교류전원의 전력을 조절하여 상기 직류-직류변환부로 출력하는 전력 계수 정정부와;

   상기 전력 계수 정정부의 동작을 온 또는 오프시키도록 제어하는 제어부와; 내부의 전압 센싱 저항의 저항치에 따라 상기 레귤레이션(120)에서 출력되는 전원을 판단하며 그 상태에 따라 상기 직류-직류 변환부의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 동작 제어부와;

   상기 레귤레이션에서 출력되는 전원의 상태를 감지하여 대기상태인가를 판단하여 대기상태인 경우 상기 제어부의 동작을 제어하여 상기 전력 계수 정정부의 동작을 차단하며 상기 스위칭 동작 제어부내 전압 센싱 저항의 저항치를 조정하여 전체적인 전압을 하강시키는 센싱 및 전압제어부를 포함하여 대기모드에 적응적으로 대응하는 것을 특징으로 하는 전력 계수 정정 방식에 따른 전원공급장치.