KR100497396B1 - 소비전력 절감 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 버스트 모드 SMPS(Switch Mode Power Supply)의 동작을 안정화시키고 스탠바이 모드 시에 소비전력을 줄이는 소비전력 절감장치에 관한 것이다. 소비전력 절감 장치는 입력되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고 스탠바이 모드 시 또는 노말 모드시 각각 다른 DC 전압을 공급하는 전압공급부, 상기 전압공급부의 출력 단에 연결되어 모드 전환 시 과도현상 또는 이상동작을 방지하는 부하저항, 상기 부하 저항과 접지 사이에 연결되고 제1 스위칭 제어신호에 의해 ON/OFF 동작을 수행하는 제1 스위칭부, 상기 전압 공급부의 출력단에 연결되고 제2 스위칭 제어신호에 의해 노말 모드 동작 전원을 ON/OFF 하는 제2 스위칭부, 스탠바이 모드 및 노말 모드에 따라 제1 및 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 부하저항RL의 스위칭 동작으로 스탠바이 모드에서 노말 모드로 전환 시에 발생하는 과도 현상 또는 이상현상 발생을 방지할 수 있고, 스탠바이 모드에서 소비전력을 1W 미만으로 줄일 수 있는 효과를 창출한다.

Description

소비전력 절감 장치{Apparatus for reducing power consumption}
본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 버스트 모드 SMPS(Switch Mode Power Supply)의 동작을 안정화시키고 스탠바이 모드 시에 소비전력을 줄이는 소비전력 절감장치에 관한 것이다.
전자 기술이 발달함에 따라 생활 속의 가전 제품이나 기업용 사무용품들이 전자화되어 가고 있으며, 이러한 전자 제품들을 구동하기 위해서는 전원이 필요하다. 이들 전자제품에는 전력 공급업체에서 제공하는 100볼트 및 220볼트 전압의 전원을 직접 사용하지 못하고, 5볼트 또는 10볼트 내외의 전원으로 구동되는 반도체 등의 부품들이 많이 구비되어 있으며, 이러한 부품들의 구동을 위하여 100볼트의 전압전원을 적절한 전압의 전원으로 공급하는 기능을 파워 서플라이가 수행하고 있다.
그 중에서도 버스트 모드 SMPS는 안정된 전원을 공급할 수 있기에 많은 전자제품에서 이용되고 있다. 버스트 모드 SMPS는 스탠바이 소비 전력 기준 3W를 만족하면서도 전원단 재료비를 최적화 할 수 있는 회로로 전자, 전기 기기 전반에 널리 사용되고 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 종래의 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 스탠바이 SMPS(100), 제1 F/B 회로(101), 제어부(102), 스위치(103), SMPS(104), 제2 F/B 회로(105), TV 회로부(106) 및 CRT(107)로 구성된다.
도 1은 스탠바이 모드 시에 사용되는 SMPS(100) 및 노말 모드 시에 사용되는 SMPS(104)가 각각 구비되어 있다. 스탠바이 SMPS(100)는 제어부(102)에 전원을 인가하고, 제어부(102)는 스탠바이 모드 시에 스위치(103)를 OFF 시키는 스위칭 제어신호를 출력한다. 이후 전원이 ON 되면 즉, 노말 모드가 되면, 제어부(102)는 스위치(103)를 ON 시키는 스위칭 제어 신호를 출력한다. 노말 모드에서 동작하는 SMPS(104)는 TV 회로부(106)를 동작시키는 전원을 공급한다. TV 회로부(106)에서 처리된 신호는 CRT(107)로 전송되어 영상 신호를 디스플레이 한다.
이와 같이 도 1과 같은 종래 기술에서는 스탠바이 모드에서 사용되는 SMPS와 노말 모드에서 사용되는 SMPS가 각각 구비되어 있어 재료비가 상승되는 단점이 있다.
도 2는 제2 실시 예에 따른 종래의 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 버스트 모드 SMPS(200), 제어부(201), 스위치(202), F/B 회로(203) TV 회로(204), CRT(205) 및 부하저항 RL로 구성된다.
도 2에서 버스트 모드 SMPS(200)는 스탠바이 모드 시에 SMPS(200)가 버스트 모드로 동작하여 소비 전력을 3W 이하로 만들고, 전원이 ON되면 버스트 모드에서 벗어난 노말 모드로 동작한다. 노말 모드 동작 시에 제어부(2O1)는 스위치(202)를 ON시키는 스위칭 제어신호를 출력하고, 버스트모드 SMPS(200)는 노말 모드에서 필요한 전원을 TV 회로(204)로 공급한다. 이때 F/B회로(203) 입력되는 전원 선은 하나이고, 이 전원 선에는 스탠바이 모드에서 노말 모드로 전환 시에 필요한 기본 부하저항 RL이 구비되어 있다. 부하저항 RL은 스탠바이 모드에서 노말 모드로 전환 시에 발생하는 과도 현상이나 이상 동작을 방지시켜 준다.
그러나, 부하저항 RL이 지나치게 크면 스탠바이 모드에서 소비 전력이 3W 이상이 되고, 부하저항 RL이 지나치게 작으면 모드 전환이 불안하여 노말 모드 동작이 불가능하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 SMPS의 동작을 안정화시키고 스탠바이 모드에서 소비전력을 1W 미만으로 줄일 수 있는 소비전력 절감 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 소비전력 절감 장치는 입력되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고 스탠바이 모드 시 또는 노말 모드시 각각 다른 DC 전압을 공급하는 전압공급부;
상기 전압공급부의 출력 단에 연결되어 모드 전환 시 과도현상 또는 이상동작을 방지하는 부하저항;
상기 부하 저항과 접지 사이에 연결되고 제1 스위칭 제어신호에 의해 ON/OFF 동작을 수행하는 제1 스위칭부;
상기 전압 공급부의 출력단에 연결되고 제2 스위칭 제어신호에 의해 노말 모드 동작 전원을 ON/OFF 하는 제2 스위칭부; 및
스탠바이 모드 및 노말 모드에 따라 제1 및 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는 스탠바이 모드 시에 상기 제1 스위칭부를 OFF 하는 제1 스위칭 제어 신호 및 상기 제2 스위칭부를 OFF 하는 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는 노말 모드 시에 상기 제1 스위칭부를 ON 하는 제1 스위칭 제어신호 및 상기 제2 스위칭부를 ON 하는 제2 스위칭 제어신호룰 출력하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 소비전력 절감 장치의 구성을 보이는 블록도로서, 스탠바이 모드 및 노말 모드에 각각 다른 DC 전압을 공급하는 버스트 모드 SMPS(300), 스탠바이 모드 또는 노말 모드에 따라 제1 및 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부(301), 모드 전환 시 과도현상 또는 이상동작을 방지하는 부하저항 RL, 부하저항 RL과 접지 사이에 구비되어 제1 스위칭 제어신호에 의해 ON/OFF 동작을 수행하는 제1 스위치(302), 버스트 모드 SMPS(200)의 출력 단에 연결되고 제2 스위칭 제어신호에 의해 노말 모드 DC 전압을 출력하는 제2 스위치(303), 버스트 모드 SMPS(200)의 출력단에 연결되고 출력 전압을 궤환하는 F/B 회로(304), 제2 스위치(300)와 연결되어 노말 모드 DC 전압으로 동작하는 TV 회로(305), TV 회로(305)에서 처리된 영상신호를 디스플레이 하는 CRT(306)로 구성된다.
이어서, 도 3을 참조하여 소비전력 절감 장치를 상세히 설명한다.
전압 공급부인 버스트 모드 SMPS(300)는 입력되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고 스탠바이 모드 시 또는 노말 모드시 각각 다른 DC 전압을 공급한다. 버스트 모드 SMPS(300)는 스탠바이 모드 시에 일 실시 예로 5V의 DC 전압을 제어부(301)로 공급하고, 노말 모드 시에 일 실시 예로 12V 또는 135V의 DC 전압을 TV 회로(305)로 공급한다.
제어부(301)는 소비전력 절감장치 전체 동작을 제어하며, 특히 스탠바이 모드 및 노말 모드에 따라 제1 및 제2 스위칭 제어신호를 출력한다.
부하저항 RL은 버스트 모드 SMPS(300)의 출력단에 연결되어 부하저항 RL은 스탠바이 모드에서 노말 모드로 전환 시에 발생하는 과도 현상이나 이상 동작을 방지시켜 준다. 이때, 부하저항 RL이 지나치게 크면 스탠바이 모드에서 소비 전력이 3W 규격을 만족시키지 못하고, 부하저항 RL이 지나치게 작으면 모드 전환이 불안하여 노말 모드 동작이 불가능하게 된다.
제1 스위칭부(302)는 부하저항 RL과 접지 사이에 구비되어 상기의 문제점을 해결할 수 있게 된다. 제1 스위칭부(302)는 제어부(301)에서 출력되는 제1 스위칭 제어신호에 의해 스위칭 동작을 ON/OFF 한다.
종래에는 부하저항 RL과 접지 사이가 항상 쇼트되어 있어 스탠바이 모드 시에도 전력이 소비되었다. 그러나, 본 발명에서는 부하저항 RL과 접지 사이가 제1 스위칭부(302)로 연결되어 있어 쇼트 및 오픈이 가능하다.
스탠바이 모드에서 제어부(301)는 제1 스위칭부(302)를 OFF시키는 제1 스위칭 제어신호를 출력한다. 제1 스위칭부(302)가 OFF 되면, 부하저항 RL과 접지 사이가 오픈 되기 때문에 스탠바이 모드에서 소비되는 전력을 1W 미만으로 절감할 수 있게 된다.
노말 모드에서 제어부(301)는 제1 스위칭부(302)를 ON시키는 제1 스위칭 제어신호를 출력한다. 제1 스위칭부(302)가 ON 되면, 부하저항 RL과 접지 사이가 쇼트되기 때문에, 스탠바이 모드에서 노말 모드로 전환할 때 발생되는 과도 현상이나 이상현상 발생을 억제할 수 있게 된다.
제2 스위칭부(303)는 버스트 모드 SMPS(300)와 TV 회로(305) 사이에 연결되어, 노말 모드 시에 버스트 모드 SMPS(300)에서 공급되는 전원을 TV 회로(305)로 스위칭한다. 제2 스위칭부(303)는 제어부(301)에서 출력되는 제2 스위칭 제어신호에 의해 스위칭 동작을 ON/OFF 한다.
스탠바이 모드에서 제어부(301)는 제2 스위칭부(303)를 OFF시키는 제2 스위칭 제어신호를 출력한다. 제2 스위칭부(303)가 OFF 되면, 버스트 모드 SMPS(300)에서 출력되는 DC 전압이 TV 회로(305)로 공급되지 못한다.
노말 모드에서 제어부(301)는 제2 스위칭부(303)를 ON시키는 제2 스위칭 제어신호를 출력한다. 제2 스위칭부(303)가 ON 되면, 버스트 모드 SMPS(300)에서 출력되는 DC 전압이 TV 회로(305)로 공급된다.
F/B 회로(304)는 버스트 모드 SMPS(300)에서 출력되는 전압을 궤환하여 이상 유/무를 감지하고 해결한다.
TV 회로(305)는 노말 모드에서 공급되는 전원으로 동작하여 TV 디스플레이를 위한 전반적인 영상 신호처리를 수행한다.
CRT(306)는 TV 회로(305)에서 출력되는 영상 신호를 디스플레이 한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 부하저항RL의 스위칭 동작으로 스탠바이 모드에서 노말 모드로 전환 시에 발생하는 과도 현상 또는 이상현상 발생을 방지할 수 있고, 스탠바이 모드에서 소비전력을 1W 미만으로 줄일 수 있는 효과를 창출한다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 종래의 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2는 제2 실시 예에 따른 종래의 스위칭 모드 전원 공급 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 소비전력 절감 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.

Claims (3)

  1. 입력되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고 스탠바이 모드 시 또는 노말 모드시 각각 다른 DC 전압을 공급하는 전압공급부;
    상기 전압공급부의 출력 단에 연결되어 모드 전환 시 과도현상 또는 이상동작을 방지하는 부하저항;
    상기 부하 저항과 접지 사이에 연결되고 제1 스위칭 제어신호에 의해 ON/OFF 동작을 수행하는 제1 스위칭부;
    상기 전압 공급부의 출력단에 연결되고 제2 스위칭 제어신호에 의해 노말 모드 동작 전원을 ON/OFF 하는 제2 스위칭부; 및
    스탠바이 모드 및 노말 모드에 따라 제1 및 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 소비전력 절감 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는
    스탠바이 모드 시에 상기 제1 스위칭부를 OFF 하는 제1 스위칭 제어 신호 및 상기 제2 스위칭부를 OFF 하는 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는
    노말 모드 시에 상기 제1 스위칭부를 ON 하는 제1 스위칭 제어신호 및 상기 제2 스위칭부를 ON 하는 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감 장치.
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