KR100550901B1 - 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치 - Google Patents

파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무부하시 예비 전압을 공급하기 위한 회로를 간결하게 구현한 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치는, 코일을 비롯하여 다수의 역률 개선 소자를 포함하여 입력되는 교류 전압의 역률을 개선하고, 교류 전압을 사전에 설정된 직류 전압으로 변환하는 PFC부(210); PWM 제어신호에 따라 온/오프 스위칭 동작하여, 상기 PFC부(210)로부터의 직류 전압을 사전에 설정된 직류 출력전압으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부(220); 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압을 검출하고, 이 검출전압이 사전에 설정된 기준전압과 같아지게 하는 상기 PWM 제어신호를 생성하여 상기 DC/DC 변환부(220)로 출력하는 피드백 제어부(230); 상기 PFC부(210)에 포함된 코일인 1차 코일에 2차 코일을 추가하고, 상기 1차 및 2차 코일의 권선비로 상기 PFC부(210)로부터의 전압을 유기하는 전압 트랜스포머(240); 및 상기 전압 트랜스포머(240)로부터의 전압을 정류하고, 이 정류된 전압을 이용하여 사전에 설정된 예비전압을 발생하고, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하를 검출하여 정상부하 또는 무부하 상태를 판정하고, 이 판정된 부하상태에 따라 상기 예비전압의 출력을 제어하는 예비 전압부(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
파워, 고효율, 전원장치, SMPS, 스위칭 모드 파워 서플라이

Description

파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치{POWER SUPPLY WITH HIGH EFFICIENCY FUNCTION OF POWER}
도 1은 종래의 전원장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전원장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 예비 전압부의 회로도이다.
도 4는 예비 전압부의 IV 특성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
210 : PFC부 220 : DC/DC 변환부
230 : 피드백 제어부 240 : 전압 트랜스포머
250 : 예비 전압부 251 : 입력측 정류부
252 : 정전압부 253 : 스위칭부
254 : 부하상태 검출부 255 : 출력측 정류부
ZD1 : 제너 다이오드 D2,D3 : 정류 다이오드
본 발명은 컴퓨터, 팩스 등에 적용되는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치에 관한 것으로, 특히 무부하시 예비 전압을 공급하기 위한 회로를 간결하게 구현함으로써, 무부하시 예비 전압을 공급하여 절전기능을 수행함은 물론, 구현이 간단하여 소형으로 제작 가능하고 재료비를 절감할 수 있는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치에 관한 것이다.
일반적으로, 스위치모드 파워서플라이(Switching Mode Power Supply: SMPS)는 컴퓨터, 팩스, 디스플레이 등에 적용되어, 필요한 전원을 공급한다.
한편, 최근 SMPS 등의 전원장치 시장에서 점점 더 놓은 출력의 아답터를 요구하고 있으며, 이러한 요구에 따라 효율을 극대화 시켜야 하는데, 효율향상을 위해서는 소프트 스위치(Soft-switching)가 적용되어야 한다. 이러한 소프트 스위칭(Soft-switching)을 구현하기 위해서는, 대부분의 경우, 의사 공진(Quasi-resonant) 또는 공진(Resonant) 기술이 적용되고 있다.
이와 같은 의사 공진이 적용되는 종래 전원장치중의 하나가 도1에 도시되어 있다.
도 1은 종래의 전원장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전원장치는 220V 또는 110V 등의 교류 입력전압(Vin)에 포함하는 노이즈를 제거하는 필터부(11)와, 상기 필터부(11)로부 터의 전압 및 전류에 대한 역률(power factor)을 개선하고, 대략 400V 정도의 직류 전압으로 변환하는 PFC(Power Factor Correction)부(12)와, 상기 PFC부(12)로부터의 직류 전압을 대략 5V ~ 24V 범위내의 직류 전압으로 변환하는 DC/DC 변환부(13)와, 상기 DC/DC 변환부(13)의 출력전압을 감시하여 상기 DC/DC 변환부(13)를 PWM 방식으로 제어하여 사전에 설정된 전압을 출력하게 하는 피드백 제어부(14)를 포함한다.
그런데, 고효율성으로 인기있는 대부분의 의사 공진(Quasi-resonant) 타입의 전원장치는 출력측 무부하(No load)시에 입력측 손실(loss)이 상당히 크다는 단점을 갖는데, 이에 따라 각 국가에서는 에너지 절약의 측면 등을 고려한 여러 가지 에너지 규제를 행하고 있는데, 이중에 무부하(No load)에 대한 규제는 점차적으로 강화되고 있는 실정이다.
이러한 이유로 인해, 최근에는 절전, 과전류 또는 과전압으로부터의 시스템 보호 등을 위해서 시스템 또는 기기에서 필요한 최소 전력을 공급하기 위해서, 많은 종류의 SMPS 등의 전원장치가 보조전압 또는 예비(Standby) 전압을 필요로 한다.
그러나, 상기와 같은 필요성에도 불구하고, 종래의 전원장치는 보조전압 또는 예비전압을 다른 보조 전압없이 자체적으로 공급시 무부하 에너지 규제를 만족 하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 이러한 보조전압 또는 예비전압을 공급하기 위한 회로는 사이즈 및 가격적인 측면을 고려해서 가능한 간단하게 구현되어야할 필요성이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 무부하시 예비 전압을 공급하기 위한 회로를 간결하게 구현함으로써, 무부하시 예비 전압을 공급하여 절전기능을 수행함은 물론, 구현이 간단하여 소형으로 제작가능하고 재료비를 절감할 수 있는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치는
코일을 비롯하여 다수의 역률 개선 소자를 포함하여 입력되는 교류 전압의 역률을 개선하고, 교류 전압을 사전에 설정된 직류 전압으로 변환하는 PFC부;
PWM 제어신호에 따라 온/오프 스위칭 동작하여, 상기 PFC부로부터의 직류 전압을 사전에 설정된 직류 출력전압으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부;
상기 DC/DC 변환부의 출력전압을 검출하고, 이 검출전압이 사전에 설정된 기준전압과 같아지게 하는 상기 PWM 제어신호를 생성하여 상기 DC/DC 변환부로 출력 하는 피드백 제어부;
상기 PFC부에 포함된 코일인 1차 코일에 2차 코일을 추가하고, 상기 1차 및 2차 코일의 권선비로 상기 PFC부로부터의 전압을 유기하는 전압 트랜스포머; 및
상기 전압 트랜스포머로부터의 전압을 정류하고, 이 정류된 전압을 이용하여 사전에 설정된 예비전압을 발생하고, 상기 DC/DC 변환부의 출력부하를 검출하여 정상부하 또는 무부하 상태를 판정하고, 이 판정된 부하상태에 따라 상기 예비전압의 출력을 제어하는 예비 전압부
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 전원장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 전원장치는 코일을 비롯하여 다수의 역률 개선 소자를 포함하여 입력되는 교류 전압의 역률을 개선하고, 교류 전압을 사전에 설정된 직류 전압으로 변환하는 PFC부(210)와, PWM 제어신호에 따라 온/오프 스위칭 동작하여, 상기 PFC부(210)로부터의 직류 전압을 사전에 설정된 직류 출력전압으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부(220)와, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압을 검 출하고, 이 검출전압이 사전에 설정된 기준전압과 같아지게 하는 상기 PWM 제어신호를 생성하여 상기 DC/DC 변환부(220)로 출력하는 피드백 제어부(230)와, 상기 PFC부(210)에 포함된 코일인 1차 코일에 2차 코일을 추가하고, 상기 1차 및 2차 코일의 권선비로 상기 PFC부(210)로부터의 전압을 유기하는 전압 트랜스포머(240)와, 상기 전압 트랜스포머(240)로부터의 전압을 정류하고, 이 정류된 전압을 이용하여 사전에 설정된 예비전압을 발생하고, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하를 검출하여 정상부하 또는 무부하 상태를 판정하고, 이 판정된 부하상태에 따라 상기 예비전압의 출력을 제어하는 예비 전압부(250)를 포함한다.
여기서, 정상부하 상태는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력에 연결된 부하가 동작중인 경우에 나타나는 부하를 의미하고, 무 부하는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력에 연결된 부하가 절전 모드로 동작하거나 전혀 동작하지 않는 경우에 나타나는 부하를 의미한다.
도 3은 본 발명의 예비 전압부의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 상기 예비 전압부(250)는 상기 전압 트랜스포머(240)로부터의 전압을 정류하는 입력측 정류부(251)와, 상기 입력측 정류부(251)에 의해 정류된 전압을 이용하여 사전에 설정된 예비전압을 발생하는 정전압부(252)와, 상기 정전압부(252)의 예비전압의 출력을 스위칭하는 스위칭부(253)와, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하를 검출하여 정상부하 또는 무부하 상태를 판정하고, 이 판정된 부하 상태에 따라 상기 스위칭부(253)에 스위칭 신호를 제공하는 부하상태 검출부(254)와, 상기 부하상태 검출부(254)를 통해 출력되는 전압을 정류하는 출력측 정류부(255)를 포함한다.
상기 입력측 정류부(251)는 상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일(L2)의 일측에 연결된 애노드단과 상기 정전압부(252)에 연결된 캐소드단을 갖는 정류 다이오드(D2)와, 상기 정류 다이오드(D2)의 캐소드단과 상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일(L2)의 타측사이에 연결된 평활 커패시터(C0)를 포함한다. 여기서, 상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일(L2)의 타측은 출력측 접지에 연결되어 있다.
상기 정전압부(252)는 상기 입력측 정류부(251)의 정류 다이오드(D2)의 캐소드단에 저항(R0)을 통해 연결된 캐소드단과 상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일(L2)의 타측에 연결된 애노드단을 갖고, 사전에 설정된 예비전압을 발생하는 제너 다이오드(ZD1)로 이루어진다.
여기서, 상기 정전압부(252)는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압보다 높은 예비전압으로 설정되어 이루어지는데, 이를 위해서, 상기 정전압부(252)의 제너 다이오드(ZD1)는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압(Vout)(예,12V)보다 높은 항목전압(예,12.5V)으로 설정되어 이루어진다.
상기 스위칭부(253)는 상기 정전압부(252)의 제너 다이오드(ZD1)의 캐소드단에 연결된 베이스단과, 상기 입력측 정류 다이오드(D2)의 캐소드단에 연결된 컬렉터단을 갖는 P형 트랜지스터(Q2)로 이루어진다.
상기 부하상태 검출부(254)는 상기 스위칭부(253)의 P형 트랜지스터(Q2)의 에미터단에 연결된 일단과 자체 출력단에 연결된 타단을 갖는 저항(R1)과, 상기 저항(R1)의 일단에 연결된 에미터단과 상기 저항(R1)의 타단에 연결된 베이스단을 갖는 N형 트랜지스터(Q3)와, 상기 N형 트랜지스터(Q3)의 컬렉터단에 연결된 베이스단과 상기 제너 다이오드(ZD1)의 캐소드단에 연결된 컬렉터단과 상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일의 타측에 연결된 에미터단을 갖는 P형 트랜지스터(Q4)를 포함한다.
상기 출력측 정류부(255)는 상기 부하상태 검출부(254)의 출력에 연결된 애노드단과 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력에 연결된 캐소드단을 갖는 정류 다이오드(D3)로 이루어진다.
도 4는 예비 전압부의 IV 특성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 예비 전압부(250)는 상기 출력부하가 정상 부하시에는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압(예,12V)보다 낮은 전압을 출력하고, 상기 출력부하가 무 부하시에는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압(예,12V)보다 높은 전압(예,12.5V)을 출력하도록 이루어진다.
여기서, 정상 부하와 무부하를 판단하는 기준전류를 "Iref"라 하고, 이때의 전압을 "Vref"라 하고, 또한, 상기 예비 전압부(250)의 출력전류는 "Io"라 하고, 출력전압을 "Vo"라 하면, 상기 예비 전압부(250)는 도 4에 도시한 바와 같은 IV 특성을 갖는다.
상기 부하상태 검출부(254)의 저항(R1)은 정상 출력 부하시 양단에 검출되는 전압이 상기 N형 트랜지스터(Q3)의 턴온전압보다 높게 저항값이 설정되고, 무 출력 부하시 양단에 검출되는 전압이 상기 N형 트랜지스터(Q3)의 턴온전압보다 낮게 저항값이 설정되어 이루어진다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2에 도시한 본 발명의 전원장치에서, PFC부(210)는 코일을 비롯하여 다수의 역률 개선 소자를 포함하여 입력되는 교류 전압의 역률을 개선하고, 대략 220V 또는 110V의 교류 전압을 사전에 설정된 직류 전압, 예를 들면, 400V 등의 직류전압으로 변환한다.
여기서, 역률 개선이란 전압과 전류의 위상차를 일치시켜 전력 효율을 높인다는 것을 의미하는데, 이러한 역률 개선을 위해서는 코일(L1) 및/또는 커패시터(C1) 등이 이용된다. 그리고, 교류 전압을 직류전압으로 변환하기 위해서 스위칭 소자(Q1) 및 다이오드(D1)가 사용된다. 이러한 스위칭 소자(Q1) 및 다이오드(D1)의 동작에 따라 교류 전압이 직류전압으로 변환된다.
DC/DC 변환부(220)는 PWM 제어신호에 따라 온/오프 스위칭 동작하여, 상기 PFC부(210)로부터의 대략 400V의 직류 전압을 사전에 설정된 직류 출력전압, 예를 들어 대략 5V ~ 24V 범위에 포함되는 직류전압으로 변환하여 출력한다.
이러한 DC/DC 변환부(220)는 고효율성으로 인해 의사 공진(Quasi-resonant) 타입이 적용되는데, 이는 출력측 무부하(No load)시에 전력 손실(loss)이 대략 1W 이상으로 상당히 크다는 단점을 갖기 때문에, 무부하시에는 동작을 하지 않게 하여 손실을 줄여야 하고, 그 대신 상대적으로 전력 손실이 대략 0.5W 정도로 낮은 예비 전압부(250)에서 예비전압을 공급하도록 한다.
그리고, 피드백 제어부(230)는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압을 검출하고, 이 검출전압이 사전에 설정된 기준전압과 같아지게 하는 상기 PWM 제어신호를 생성하여 상기 DC/DC 변환부(220)로 출력한다.
여기서, PWM 제어신호는 전압 출력을 위한 온상태 시간 및 전압 출력 차단을 위한 오프 상태의 각 시간을 펄스폭 변조를 통해 제어하는 신호로서, 예를 들어, 검출한 출력전압이 기준전압보다 낮으면, 온상태의 PWM 제어신호가 출력되고, 반면 검출한 출력전압이 기준전압보다 높으면, 오프상태의 PWM 제어신호가 출력된다.
이와 같은 동작을 수행하는 전원장치에서, 전압 트랜스포머(240)는 상기 PFC부(210)에 포함된 코일인 1차 코일(L1) 및 2차 코일(L2)의 권선비로 상기 PFC부(210)로부터의 전압을 유기한다. 여기서, 상기 PFC부(210)에 포함된 코일을 1차 코일로 이용하므로 예비 전압을 공급하기 위한 상기 예비 전압부를 간단하게 구 현할 수 있는 장점이 있다.
그 다음, 상기 예비 전압부(250)는 상기 전압 트랜스포머(240)로부터의 전압을 정류하고, 이 정류된 전압을 이용하여 사전에 설정된 예비전압을 발생하고, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하를 검출하여 정상부하 또는 무부하 상태를 판정하고, 이 판정된 부하상태에 따라 상기 예비전압의 출력을 제어한다.
이러한 예비 전압부(250)에 대한 상세한 동작은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 정상부하일 경우에는 상기 예비 전압부(250)는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압(예,12V)보다 낮은 전압을 출력하여, 상기 DC/DC 변환부(220)에서 정상 전압이 출력되도록 하고, 반면에, 무부하일 경우에는 상기 예비 전압부(250)는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압(예,12V)보다 높은 전압(예,12.5V)을 예비 전압으로 출력하여, 상기 DC/DC 변환부(220)의 정상 전압 출력이 차단되도록 한다.
상기 예비 전압부(250)의 기본 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 전압 트랜스포머(240)에서 유기된 전압은 상기 예비 전압부(250)의 입력측 정류부(251)의 정류 다이오드 및 커패시터에 의해 정류된 후에 정전압부(252) 로 출력된다.
상기 정전압부(252)는 상기 입력측 정류부(251)에 의해 정류된 전압을 이용하여 사전에 설정된 예비전압을 발생한다. 즉, 상기 정전압부(252)의 입력측 정류부(251)에서 정류된 전압이 저항(R0)을 통해 스위칭부(253)의 P형 트랜지스터(Q2)의 베이스단과, 상기 정전압부(252)의 제너 다이오드(ZD1)의 캐소드단에 인가된다.
이때, 인가되는 전압이 50V라고 하고, 상기 정전압부(252)의 제너 다이오드(ZD1)의 항복전압이 대략 12.5V라 하면, 상기 인가되는 전압에 의해서 제너 다이오드(ZD1)가 12.5V를 발생한다.
이와 동시에, 상기 스위칭부(253)는 상기 정전압부(252)의 제너 다이오드(ZD1)에서 발생되는 12.5V에 의해서 스위칭온되어, 상기 정전압부(252)의 제너 다이오드(ZD1)에서 발생되는 12.5V가 예비 전압으로 출력된다.
이러한 기본적인 동작을 수행하는 예비 전압부(250)는 정상부하 또는 무부하를 검출하는 부하상태 검출부(254)의 동작에 따라 예비 전압의 출력이 제어되는데, 이에 대해서 설명한다.
먼저, 상기 예비 전압부(250)의 부하상태 검출부(254)는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하를 검출하여 정상부하 또는 무부하 상태를 판정하고, 이 판정된 부하 상태에 따라 상기 스위칭부(253)에 스위칭 신호를 제공하는데, 예를 들어, 상기 검출된 출력부하가 정상 부하시에는 오프 스위칭 신호를 상기 스위칭부(253)에 제공하고, 상기 검출된 출력부하가 무 부하시에는 온 스위칭 신호를 상기 스위칭부(253)에 제공한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 예비 전압부(250)는 상기 출력부하가 정상 부하시에는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압(예,12V)보다 낮은 전압을 출력하고, 상기 출력부하가 무 부하시에는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압(예,12V)보다 높은 전압(예,12.5V)을 출력한다.
여기서, 정상 부하와 무부하를 판단하는 기준전류를 "Iref"라 하고, 이때의 전압을 "Vref"라 하면, 상기 예비 전압부(250)는 도 4에 도시한 바와 같은 IV 특성을 갖는다. 예를 들어, 상기 "Vref"는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압인 12V로 설정될 수 있다.
상기 부하상태 검출부(254)의 저항(R1)에는 출력부하에 해당되는 전류(Io)가 흐르게 되고, 이 저항(R1)과 전류(Io)에 의한 전압(Vd)이 검출된다.
먼저, 정상부하일 경우에는 상기 검출전압(Vd)이 턴온전압(예,0.7V)보다 높게 되어 N형 트랜지스터(Q3) 및 P형 트랜지스터(Q4)가 각각 스위칭온되고, 그리고, 상기 스위칭부(253)의 P형 트랜지스터(Q2)는 오프되며, 이에 따라, 정상 부하에서는 상기 스위칭부(253)가 스위칭 오프되어 상기 정전압부(252)의 예비전압의 출력이 차단되고, 결국, 상기 DC/DC 변환부(220)에서 정상 전압이 출력된다.
반면, 무부하일 경우에는 상기 검출전압(Vd)이 턴온전압(예,0.7V)보다 낮게 되어 상기 N형 트랜지스터(Q3) 및 P형 트랜지스터(Q4)가 스위칭오프되고, 상기 스위칭부(253)의 P형 트랜지스터(Q2)는 온되며, 이에 따라, 무 부하에서는 상기 스위칭부(253)가 스위칭 온되어 상기 정전압부(252)에서 정전압인 예비전압이 출력되고, 이 예비 전압은 출력측 정류부(255)를 통해 공급된다.
이때, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압보다 높은 전압을 예비 전압으로 출력하므로, 상기 DC/DC 변환부(220)의 정상 전압 출력이 차단된다.
상기 DC/DC 변환부(220)의 출력이 차단되는 동작에 대해서 설명하면, 예를 들어, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압이 12V로 설정되고, 상기 제너 다이오드(ZD1)의 항복전압이 12.5V로 설정된 경우, 상기 정전압부(252)는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압인 12V보다 높은 대략 12.5V의 예비전압을 발생하므로, 이때, 상기 피드백 제어부(230)는 출력전압이 기준전압(예, 12V)보다 높기 때문에 PWM 제어신호를 오프상태의 신호로 상기 DC/DC 변환부(220)에 제공하여 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력이 차단된다.
전술한 바와 같이, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하가 정상부하일 경우에는 상기 예비 전압부(250)에서의 정전압인 예비전압 출력이 차단되어 상기 DC/DC 변환부(220)에서 정상 전압(예,12V)으로 출력한다.
이와 달리, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하가 무부하일 경우에는 상기 예비 전압부(250)에서 예비전압(예,12.5V)이 출력된다. 이때, 상기 피드백 제어부(230)는 출력전압이 기준전압(예, 12V)보다 높기 때문에 PWM 제어신호를 오프상태의 신호로 상기 DC/DC 변환부(220)에 제공하여 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력이 차단된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 컴퓨터, 팩스 등에 적용되는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치에서, 무부하시 예비 전압을 공급하기 위한 회로를 간결하게 구현함으로써, 무부하시 예비 전압을 공급하여 절전기능을 수행함은 물론, 구현이 간단하여 소형으로 제작가능하고 재료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 코일을 비롯하여 다수의 역률 개선 소자를 포함하여 입력되는 교류 전압의 역률을 개선하고, 교류 전압을 사전에 설정된 직류 전압으로 변환하는 PFC부(210);
    PWM 제어신호에 따라 온/오프 스위칭 동작하여, 상기 PFC부(210)로부터의 직류 전압을 사전에 설정된 직류 출력전압으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부(220);
    상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압을 검출하고, 이 검출전압이 사전에 설정된 기준전압과 같아지게 하는 상기 PWM 제어신호를 생성하여 상기 DC/DC 변환부(220)로 출력하는 피드백 제어부(230);
    상기 PFC부(210)에 포함된 코일인 1차 코일에 2차 코일을 추가하고, 상기 1차 및 2차 코일의 권선비로 상기 PFC부(210)로부터의 전압을 유기하는 전압 트랜스포머(240); 및
    상기 전압 트랜스포머(240)로부터의 전압을 정류하고, 이 정류된 전압을 이용하여 사전에 설정된 예비전압을 발생하고, 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하를 검출하여 정상부하 또는 무부하 상태를 판정하고, 이 판정된 부하상태에 따라 상기 예비전압의 출력을 제어하는 예비 전압부(250)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 예비 전압부(250)는
    상기 출력부하가 정상 부하시에는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압보다 낮은 전압을 출력하고, 상기 출력부하가 무 부하시에는 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압보다 높은 전압을 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 예비 전압부(250)는
    상기 전압 트랜스포머(240)로부터의 전압을 정류하는 입력측 정류부(251);
    상기 입력측 정류부(251)에 의해 정류된 전압을 이용하여 사전에 설정된 예비전압을 발생하는 정전압부(252);
    상기 정전압부(252)의 예비전압의 출력을 스위칭하는 스위칭부(253);
    상기 DC/DC 변환부(220)의 출력부하를 검출하여 정상부하 또는 무부하 상태를 판정하고, 이 판정된 부하 상태에 따라 상기 스위칭부(253)에 스위칭 신호를 제공하는 부하상태 검출부(254); 및
    상기 부하상태 검출부(254)를 통해 출력되는 전압을 정류하는 출력측 정류부(255)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 정전압부(252)는
    상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압보다 높은 예비전압으로 설정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 예비 전압부(250)는
    상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일의 일측에 연결된 애노드단을 갖는 정류 다이오드(D2)와, 상기 정류 다이오드(D2)의 캐소드단과 상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일의 타측사이에 연결된 평활 커패시터(C0)를 포함하는 입력측 정류부(251);
    상기 입력측 정류부(251)의 정류 다이오드(D2)의 캐소드단에 저항(R0)을 통해 연결된 캐소드단과 상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일의 타측에 연결된 애노드단을 갖고, 사전에 설정된 예비전압을 발생하는 제너 다이오드(ZD1)로 이루어진 정전압부(252);
    상기 정전압부(252)의 제너 다이오드(ZD1)의 캐소드단에 연결된 베이스단과, 상기 입력측 정류 다이오드(D2)의 캐소드단에 연결된 컬렉터단을 갖는 P형 트랜지스터(Q2)로 이루어진 스위칭부(253);
    상기 스위칭부(253)의 P형 트랜지스터(Q2)의 에미터단에 연결된 일단과 자체 출력단에 연결된 타단을 갖는 저항(R1)과, 상기 저항(R1)의 일단에 연결된 에미터단과 상기 저항(R1)의 타단에 연결된 베이스단을 갖는 N형 트랜지스터(Q3)와, 상기 N형 트랜지스터(Q3)의 컬렉터단에 연결된 베이스단과 상기 제너 다이오드(ZD1)의 캐소드단에 연결된 컬렉터단과 상기 전압 트랜스포머(240)의 2차 코일의 타측에 연결된 에미터단을 갖는 P형 트랜지스터(Q4)를 포함하는 부하상태 검출부(254); 및
    상기 부하상태 검출부(254)의 출력에 연결된 애노드단과 상기 DC/DC 변환부(220)의 출력에 연결된 캐소드단을 갖는 정류 다이오드(D3)로 이루어진 출력측 정류부(255)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 정전압부(252)의 제너 다이오드(ZD1)는
    상기 DC/DC 변환부(220)의 출력전압(Vout)보다 높은 항목전압으로 설정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 부하상태 검출부(254)의 저항(R1)은
    정상 출력 부하시 양단에 검출되는 전압이 상기 N형 트랜지스터(Q3)의 턴온전압보다 높게 저항값이 설정되고, 무 출력 부하시 양단에 검출되는 전압이 상기 N형 트랜지스터(Q3)의 턴온전압보다 낮게 저항값이 설정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 파워의 고효율 기능을 갖는 전원장치.
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