KR100627346B1 - 스탠바이 전원 공급 장치 및 이의 ｉｃ 인에이블 전압 공급방법 - Google Patents

스탠바이 전원 공급 장치 및 이의 ｉｃ 인에이블 전압 공급방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스탠바이 전원 공급 장치 및 이의 IC 인에이블 전압 공급 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 AC 전압이 공급되고 사용자가 플라즈마 표시 장치를 사용하지 않는 상태인 경우 즉, 외부로부터 소정의 신호가 입력되지 않는 경우 스탠바이 전압 공급부의 동작을 제어하는 IC의 인에이블 단자에 로우 신호를 입력하여 IC가 동작되지 않도록 한다. 즉, 플라즈마 표시 장치가 사용되지 않는 경우에는 스탠바이 전압 생성부 전체가 동작하지 않게하여, 스탠바이 상태에서는 대기 소비 전력이 거의 없도록 한다.
SMPS, IC, 인에이블 전압

Description

스탠바이 전원 공급 장치 및 이의 ＩＣ 인에이블 전압 공급 방법{STANDBY POWER SUPPLY APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING IC ENABLE VOLTAGE THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 전체 블록을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스탠바이 전압 생성부의 내부 회로를 나타내는 도면이다.
본 발명은 스탠바이 전원 공급 장치 및 이의 IC 인에이블 전압 공급 방법에 관한 것이다.
플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 평면 표시 장치로서, 그 크기에 따라 수십에서 수백 만개 화소(방전 셀)가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 이러한 플라즈마 표시 장치는 인가되는 구동 전압 파형의 형태와 방전 셀의 구조에 따라 직류형과 교류형으로 구분된다.
직류형 플라즈마 표시 장치의 패널은 전극이 방전 공간에 그대로 노출되어 있어서 전압이 인가되는 동안 전류가 방전공간에 그대로 흐르게 되며, 이를 위해 전류 제한을 위한 저항을 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형 플라즈마 표시 장치의 패널은 전극을 유전체층이 덮고 있어 자연스러운 커패시턴스 성분의 형성으로 전류가 제한되며 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.
이러한 플라즈마 표시 장치는 통상적으로 플라즈마 방전에 필요한 여러 가지 고전압 예를 들면, 유지방전 전압(Vs), 어드레스 전압(Va), 리셋 전압(Vset) 및 주사 전압 등을 구동 회로로 공급하고, 또 다른 회로부 즉, 이미지 프로세싱부, 팬(fan), 오디오부, 제어 회로부 등에 저전압을 공급하는 전원 공급 장치를 구비한다.
상기와 같이 다수의 전압을 공급하기 위한 전원 공급 장치는 일반적으로 입력 교류 전압을 정류하여 역률을 보상하는 역률 보상 회로(Power Factor Correction Circuit), 역률 보상 회로에서 출력되는 직류 전압(DC 전압)을 다수의 직류 전압으로 출력하는 DC-DC 컨버터(Converter) 및 스탠바이 전압을 생성하는 스탠바이 블록으로 구성되어 있다. 여기서, 역률 보상 회로 및 DC-DC 컨버터를 동작시키기 위해서는 스위치를 제어하는 IC가 필요하며, 이러한 IC를 동작시키기 위한 바이어스 전압(Vcc)도 별도로 생성하여야 한다. 일반적으로 플라즈마 표시 장치의 전원 장치에서는 이러한 IC의 바이어스 전압(Vcc)을 생성하는 방법으로서는 스탠바이 블록에서 별도의 트랜스포머(transformer)를 이용하여 생성하여 공급하였다.
따라서, 다른 회로의 IC 바이어스 전압 및 스탠바이 전압을 공급하기 위해서 는 스탠바이 블록이 항상 동작하고 있다. 특히, 리모콘 신호가 수신되는 경우 전원 공급 장치를 작동시키기 위해서 스탠바이 전압은 항상 공급되어야 하므로 스탠바이 블록은 항상 동작하고 있다. 그러나, 스탠바이 블록이 항상 동작함에 따라 스탠바이 블록의 대기 소비 전력이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대기 소비 전력을 줄일 수 있는 스탠바이 전원 공급 장치 및 이의 인에이블 전압 공급 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 입력 신호에 따른 인에이블 전압의 공급을 제어하여 스탠바이 전압 공급 장치의 대기 소비 전력을 줄일 수 있다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 스탠바이 전원 공급 장치는 트랜스 포머의 1차 코일에 커플링되는 스위치 및 상기 스위치의 동작을 제어하는 펄스폭 변조 IC를 포함하며, 상기 스위치의 동작에 따라 전력을 공급하는 전력 공급부와 상기 트랜스 포머의 2차 코일을 포함하며 상기 전력 공급부에 대응하여 소정의 직류 전압을 출력하는 출력부 그리고 외부에서 입력되는 소정의 신호에 따라 상기 펄스폭 변조 IC의 인에이블 단자에 공급되는 전압을 제어하는 인에이블 전압 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 스탠바이 전원 공급 장치의 인에이블 전압 공급 방법은 입력단에 제1 단이 전기적으로 연결되는 트랜스 포머의 1차 코일, 상기 1차 코일의 제2 단에 전기적으로 연결되는 제1 스위치 및 상기 제1 스위치의 스위칭을 제어하는 펄스폭 변조 IC를 가지는 스탠바이 전압 생성부의 상기 펄스폭 변조 IC의 인에이블 단자로 인에이블 전압을 공급하는 방법에 있어서,
상기 입력단에 제1 단이 연결되는 제1 저항과 상기 제1 저항의 제2 단에 제1 단이 연결되는 제2 저항에 의해서 분배된 전압으로 상기 제1 저항과 제2 저항의 접점에 제1 단이 연결되는 커패시터를 충전시키는 단계; 및 상기 커패시터의 상기 제1 단에 에미터가 연결되는 트랜지스터의 베이스에 제1 단이 연결되는 제3 저항의 제2 단에 연결되는 스위치가 턴온 되는 경우 상기 트랜지스터를 통해 상기 펄스폭 변조 IC의 인에이블 단자로 하이 신호를 공급하는 단계를 포함하며,
상기 스위치는 외부로부터 입력되는 소정 신호에 따라 상기 제3 저항과 접지 사이의 연결을 제어하는 것을 특징으로 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 스탠바이 블록의 대기 소비 전력을 저감시킬 수 있는 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치의 전체 블록을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치는 AC 필터(100), 역률 보상 회로(200), 전압 생성부(300), 스탠바이 전압 생성부(400)를 포함한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 스탠바이 전압 생성부(400)는 외부의 신호 입력부(500)로부터 소정 신호가 입력되는 경우에 동작한다.
AC 필터(100)는 외부에서 입력되는 교류 전압(AC)에서 잡음 등을 없애기 위해 필터링한다. 역률 보상 회로(200)는 필터링된 AC 전압의 역률을 보상한 직류 전압을 출력한다. 전압 생성부(300)는 다수의 컨버터(Converter)를 포함하며, 역률 보상 회로(200)에서 출력되는 직류 전압(Vo)을 입력받아 원하고자 하는 다수의 직류 전압(Vs, Va, 15V, 5V 등)을 출력한다. 그리고, 스탠바이 전압 생성부(400)는 AC 필터(100)에서 출력되는 AC 전압을 입력받아 스탠바이(standby) 전압을 출력하며, 각 스위치를 제어하는 IC의 바이어스 전압(Vcc)을 만들어서 역률 보상 회로(200), 전압 생성부(300)의 각 IC에 공급한다.
아래에서는 상기와 같이 외부 신호 입력부(500)로부터 소정의 입력 신호의 유무에 따라 그 동작이 제어되는 스탠바이 전압 생성부(400)의 내부 회로를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스탠바이 전압 생성부의 내부 회로를 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스탠바이 전압 생성부(400)는 전력 공급부(420), 바이어스 전압 생성부(440), 출력부(460) 및 인에이블 전압 공급부(480)를 포함한다. 그리고, 도 2에서 노드(a)는 기준이 되는 접점으로서 접지에 해당하는 지점이다.
전력 공급부(420)는 AC 필터(100)의 출력단에 애노드가 연결되는 다이오드(D1), 다이오드(D1)의 캐소드와 노드(a) 사이에 연결되는 커패시터(C1), 다이오드(D1)의 캐소드에 일단이 연결되는 1차 코일(L1), 1차 코일(L1)의 타단과 노드(a) 사이에 드레인과 소스가 각각 연결되는 스위치(Q1) 및 출력단자가 스위치(Q1)의 게이트에 연결되어 스위치(Q1)의 온/오프를 제어하는 PWM IC(422)를 포함한다. PWM IC(422)는 인에이블 단자(도시하지 않음)를 포함한다. 도 2에서는 스위치(Q1)를 MOSFET으로 나타내었지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 바이폴라 트랜지스터 등 다른 스위칭 소자를 사용할 수 있다.
다이오드(D1) 및 커패시터(C1)는 AC 필터(100)에서 출력되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하며, 정상 동작시에는 PWM IC(422)가 스위치(Q1)의 온/오프를 제어하여 트랜스 포머의 2차 코일(L2, L3) 즉, 출력부(460)에 원하는 출력(Vout)을 공급한다. 그리고, 본 발명의 실시예에서는 PWM IC(422)가 동작하는 경우에는 2차측 코일(L4)에도 전압이 유기되도록 하여 IC 바이어스 전압(Vcc)이 커패시터(C5)에 출력되도록 하며, 출력되는 IC 바이어스 전압(Vcc)은 다시 PWM IC(422)를 바이어스하는데 사용된다.
출력부(460)는 트랜스 포머의 2차 코일(L2)의 일단에 애노드가 연결되는 다이오드(D2), 다이오드(D2)의 캐소드와 2차 코일(L2)의 타단의 사이에 연결되는 커패시터(C3)를 포함한다. 그리고, 출력부(460)는 2차 코일(L2), 다이오드(D2) 및 커패시터(C3)와 각각 동일한 기능을 하는 2차 코일(L3), 다이오드(D3) 및 커패시터(C4)를 더 포함할 수도 있다. 출력부(460)는 전력 공급부(420)에서 공급되는 전력에 대응하여 커패시터(C3, C4)에 각각 직류 전압인 바이어스 전압(V01) 및 스탠바이 전압(V02)을 출력한다. 여기서, 스탠바이 전압(V02)이 한 개만 사용되는 경우를 나타내었는데, 스탠바이 전압이 두 개가 사용되는 경우는 별도의 2차 코일, 다이오드 및 커패시터를 더 사용할 수 있다.
바이어스 전압 생성부(440)는 다이오드(D1)의 캐소드에 일단이 연결되는 저항(R1), 저항(R1)과 노드(a) 사이에 연결되는 커패시터(C2), 트랜스 포머의 2차 코일(L4), 2차측 코일(L4)의 일단에 애노드가 연결되는 다이오드(D4) 및 다이오드(D4)의 캐소드와 인덕터(L4)의 타단 사이에 연결되는 커패시터(C5)를 포함한다. 여기서, 저항(R1) 및 커패시터(C2)는 초기 기동시에 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, 이하 'PWM'이라 함) IC(422)를 바이어스하는 바이어스 전압(Vcc)을 공급하는 역할을 하며, 2차 코일(L4), 다이오드(D4) 및 커패시터(C5)는 PWM IC(422)가 정상적으로 동작한 후에 PWM IC(422)에 바이어스 전압(Vcc)을 공급하는 역할을 한다. 이하에서는 IC 바이어스 전압(Vcc)을 생성하는 방법에 대해서 구체적으로 알아본다.
먼저, 초기 기동시 AC 필터(100)로부터 AC 전압이 출력되는 경우 저항(R1)을 통해 작은 전류가 흐르게 된다. 그러면 이 전류에 의해 커패시터(C2)가 충전하기 시작한다. 커패시터(C2)에 충전되는 전압이 PWM IC(422)를 동작시키는 전압인 바이어스 전압(Vcc)에 이르게 되면 PWM IC가 정상 동작하기 시작한다. PWM IC(422) 가 정상 동작함에 따라 출력부(460)에서 출력 전압(V01, V02)이 출력되며, 2차 코일에도 전압이 유기되어 커패시터(C5)에 바이어스 전압이 생성된다. 여기서, 바이어스 전압 생성부(440)의 2차 코일(L4), 다이오드(D4) 및 커패시터(C5)에 의해 생성되는 바이어스 전압(Vcc)은 PWM IC(422)를 동작시키기 위한 바이어스 전압(Vcc)으로 사용된다. 이에 따라, 바이어스 전압(Vcc)을 공급받은 PWM IC(422)는 정상 동작 시에 계속하여 동작하게 된다.
인에이블 전압 공급부(480)는 다이오드(D1)의 캐소드와 커패시터(C1)와의 사이의 노드(Vk)에 일단이 연결되는 저항(R2)과 저항(R2)의 타단에 일단이 연결되는 저항(R3)을 포함한다. 저항(R3)의 타단은 노드(a)에 연결된다. 그리고, 저항(R2)와 저항(R3)의 접점인 노드(Vsb1)와 노드(a) 사이에 커패시터(C6)가 연결된다. 그리고 노드(Vsb1)에 트랜지스터(Q2)의 에미터가 연결되고, 베이스와 에미터 사이에 저항(R4)가 연결되며, 베이스와 스위칭부(482) 사이에 저항(R5)가 연결된다. 한편, 트랜지스터(Q2)의 컬렉터는 PWM IC(422)의 인에이블 단자에 연결된다.
여기서, 스위칭부(482)는 저항(R5)와 노드(a) 사이에 연결되며, 신호 입력부(500)로부터 입력되는 광신호 형태의 소정 신호에 따라 저항(R5)와 노드(a)사이의 연결을 제어한다. 신호 입력부(500)는 전원 장치를 초기에 켜기위한 수단으로서, 그 예로 리모콘을 들 수 있다. 신호 입력부(500)가 리모콘인 경우 스위칭부(482)는 광소자로 구현하여, 리모콘으로부터 광신호가 수신된 경우 접항(R5)가 접접(a)에 연결되도록 한다.
여기서, 도 2에서 트랜지스터(Q2)를 바이폴라 접합 트랜지스터로 나타내었지 만 본 발명은 이에 한정되지 않으며 스위치 역할을 하는 다른 트랜지스터인 MOSFET 등으로 대체될 수 있다.
이하에서는 상기 인에이블 전압 공급부(480)의 동작에 대해 구체적으로 알아본다.
AC 필터(100)로부터 AC 전압이 공급되면, 다이오드(D1)에 의해서 반파 정류된 전압으로 변환되며, 반파 정류된 전압은 노드(Vk)에 걸리게 된다. 그리고 반파 정류된 전압은 저항(R2, R3)에 의해서 분배되어 커패시터(C6)에 충전되어 노드(Bsb1)의 전압은 DC 전압이 된다. 이때, 저항(R2, R3) 및 커패시터(C6)는 노드(Vsb1)에 소정 DC 전압, 예를 들면 5V ~ 6V의 전압이 걸리도록 설계한다.
한편, AC 필터(100)로부터 AC 전압은 공급되고 외부의 신호 입력부(500)로부터 소정 신호가 입력되지 않는 경우에는 저항(R5)이 플로팅 상태가 된다. 즉, 외부로부터 소정 신호가 입력되지 않는 경우 스위칭부(482)는 턴 오프 상태를 유지하므로 저항(R4)의 양단에는 커패시터(C6)에 충전된 DC 전압과 동일한 전압이 걸리게 된다. 따라서, 스위치(Q2)는 턴오프 상태를 유지하게 되어 스위치(Q2)의 컬렉터에 연결되는 PWM IC(422)의 인에이블 단자에는 로우(Low) 신호가 공급된다.
반면에, AC 필터(100)로부터 AC 전압이 공급되고 있고 외부의 신호 입력부(500)로부터 소정의 신호가 입력되는 경우 상기 소정 신호는 스위칭부(482)에 전달되어 스위칭부(482)는 저항(R5)가 노드(a)에 연결되도록 한다. 그러면, 노드(Vsb1)의 전압은 저항(R4, R5)에 분배되어, 트랜지스터(Q2)가 턴온된다. 트랜지스터(Q2)가 턴온되는 경우 노드(Vsb1)의 전압이 PWM IC(422)의 인에이블 단자에 공급 되어 스탠바이 전압 생성부(400)가 동작한다. 즉, 신호 입력부(500)로부터 전원 장치를 켜라는 소정의 신호가 입력되는 경우 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 PWM IC(422)의 인에이블 단자에 하이(High) 신호가 입력되어 스탠바이 전압 생성부(400)가 동작하게 된다.
다시 말하면, 스탠바이 전압 생성부(400)는 리모콘 신호와 같이 전원 장치를 켜고자 하는 신호가 신호 입력부(500)로부터 입력되는 경우에만 동작하여 전원 장치가 동작하도록 하고, 리모콘 신호와 같이 전원 장치를 켜고자 하는 신호가 신호 입력부(500)로부터 입력되지 않는 경우에는 동작하지 않는다. 이에 따라 대기 상태의 소비전력이 거의 발생하지 않는다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 AC 전압이 공급되는 경우에도 외부의 입력 신호에 따라 스탠바이 블록의 동작을 제어함으로써 스탠바이 블록의 대기 소비 전력을 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 트랜스 포머의 1차 코일에 커플링되는 스위치 및 상기 스위치의 동작을 제어하는 펄스폭 변조 IC를 포함하며, 상기 스위치의 동작에 따라 전력을 공급하는 전력 공급부;
    상기 트랜스 포머의 2차 코일을 포함하며 상기 전력 공급부에 대응하여 소정의 직류 전압을 출력하는 출력부;
    외부에서 입력되는 소정의 신호에 따라 상기 펄스폭 변조 IC의 인에이블 단자에 공급되는 전압을 제어하는 인에이블 전압 공급부를 포함하는 스탠바이 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인에이블 전압 공급부는,
    상기 전력 공급부의 다이오드의 캐소드에 제1 단이 연결되는 제1 저항;
    상기 제1 저항의 제2 단에 제1 단이 연결되는 제2 저항;
    상기 제1 저항과 제2 저항의 접점인 제1 노드에 일단이 연결되는 커패시터;
    상기 커패시터의 일단과 상기 펄스폭 변조 IC의 인에이블 단자 사이에 각각 에미터와 컬렉터가 연결되는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터의 에미터에 제1 단이 연결되는 제3 저항;
    상기 제3 저항의 제2 단에 제1 단이 연결되는 제4 저항; 및
    상기 제4 저항의 제2 단과 접지 사이에 연결되는 스위칭부를 포함하며,
    상기 스위칭부를 통해 소정의 신호가 입력되는 경우 상기 트랜지스터가 턴 온되는 스탠바이 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭부를 통해 소정의 신호가 입력되는 경우 상기 제4 저항과 접지에 연결되어, 상기 펄스폭 변조 IC의 인에이블 단자로 공급되는 인에이블 전압의 공급을 제어하는 스탠바이 전원 공급 장치.
  4. 입력단에 제1 단이 전기적으로 연결되는 트랜스 포머의 1차 코일, 상기 1차 코일의 제2 단에 전기적으로 연결되는 제1 스위치 및 상기 제1 스위치의 스위칭을 제어하는 펄스폭 변조 IC를 가지는 스탠바이 전압 생성부의 상기 펄스폭 변조 IC의 인에이블 단자로 인에이블 전압을 공급하는 방법에 있어서,
    상기 입력단에 제1 단이 연결되는 제1 저항과 상기 제1 저항의 제2 단에 제1 단이 연결되는 제2 저항에 의해서 분배된 전압으로 상기 제1 저항과 제2 저항의 접점에 제1 단이 연결되는 커패시터를 충전시키는 단계;
    상기 커패시터의 상기 제1 단에 에미터가 연결되는 트랜지스터의 베이스에 제1 단이 연결되는 제3 저항의 제2 단에 연결되는 스위치가 턴온 되는 경우 상기 트랜지스터를 통해 상기 펄스폭 변조 IC의 인에이블 단자로 하이 신호를 공급하는 단계를 포함하며,
    상기 스위치는 외부로부터 입력되는 소정 신호에 따라 상기 제3 저항과 접지 사이의 연결을 제어하는 인에이블 전압 공급 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    외부로부터 소정 신호가 입력되지 않는 경우 상기 제3 저항은 플로팅 상태가 되는 인에이블 전압 공급 방법.
KR1020050061115A 2005-07-07 2005-07-07 스탠바이 전원 공급 장치 및 이의 ｉｃ 인에이블 전압 공급방법 KR100627346B1 (ko)

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JP2000345375A (ja) 1999-05-31 2000-12-12 Clenvy Corp 可燃性溶剤の真空蒸留再生装置
JP2000358203A (ja) 1999-06-17 2000-12-26 Toshiba Corp 電源回路

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