KR100663987B1 - 스위칭 전원 장치 - Google Patents

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Abstract

펄스 트랜스에 공급한 정류 전압을 스위칭하는 것에 의해 펄스 트랜스의 2차 코일에 접속된 부하에 소정의 부하 전압을 공급하는 스위칭 전원 장치에 있어서, 통상 동작시에 있어서, 정류 전압을 제 １ 저항을 개재해서 제어 회로의 전원 단자에 공급함과 동시에, 펄스 트랜스의 드라이브 코일에 발생하는 전압을 다이오드를 개재해서 전원 단자에 공급하고, 스탠바이 모드 동작시에 있어서, 스위칭 전원 장치를 스탠바이 모드로 하는 것을 나타내는 스탠바이 신호를 외부로부터 받아서, 전원 단자에 제어 회로가 동작 가능해지는 전압 문턱 값보다도 낮은 전압을 공급하는 것에 의해서 스탠바이 모드시에 메인 전원으로 되는 스위칭 전원 장치의 제어 회로로의 전원 공급을 완전하게 차단할 수 있다.
스위칭 전원 장치, 전원 공급

Description

스위칭 전원 장치{SWITCHING POWER SUPPLY}
도 1은, 본 발명의 실시예에 있어서 스위칭 전원 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는, 제 1 실시예에 있어서 제어 회로의 전원 차단 회로의 구성을 나타내는 도이다.
도 3은, 제 2 실시예에 있어서 제어 회로의 전원 차단 회로의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는, 배경 기술에 있어서 ２ 전원 방식의 전원 제어를 설명하는 도이다.
[관련 문헌과의 상호 참조]
본원의 명세서, 클레임, 도면 및 요약서를 포함한 일본 특허 출원 제 2004-280042 호의 전 개시는 참조에 의해 여기서 구체화된다.
본 발명은, 복수의 스위칭 전원 장치를 이용할 때에 소비 전력을 절감할 수 있는 스위칭 전원 장치에 관한 것이다.
현재, 다양한 전기 기기에 있어서 전원 공급을 위해 스위칭 전원 장치가 사용되고 있다. 스위칭 전원 장치, 예를 들면 RCC（린깅·초크·컨버터）방식이나 의사(擬似) 공진 방식의 스위칭 전원 장치에서는, 경(輕) 부하시에 간헐적인 스위칭 동작을 시킴으로서 스위칭 손실을 절감하는 방법을 취하는 것이 많다. 이 상태에서는 스위칭 전원 장치에 있어서 소비 전력이 저하한다. 그래서, 전기 기기의 통상의 동작시에 있어서 연속한 스위칭 동작을 행하는 노멀 모드와, 전기 기기의 대기시에 있어서 소비 전력을 억제하기 위해 간헐적인 스위칭 동작을 행하는 스탠바이 모드를 구비하는 스위칭 전원 장치가 일반적이다.
　 또한, 전기 기기에 따라서는, 출력 용량이 큰 메인 전원과 출력 용량이 작은 서브 전원을 탑재하고, 노멀 모드와 스탠바이 모드에 있어서 각각 메인 전원으로부터의 출력과 서브 전원으로부터의 출력을 전환해서 이용하는 ２전원 방식을 채용하고 있는 경우도 많다.
종래의 2 전원 방식의 제어 회로에서는, 도 4에 나타낸 것과 같이, 전기 기기의 통상의 동작시（비 대기시）에는 메인 전원 및 서브 전원의 양쪽을 노멀 모드로 해서 연속 스위칭 동작을 시킨다. 한편, 전기 기기의 대기시에는, 메인 전원을 스탠바이 모드로 변경해서 간헐 스위칭 동작으로 시키고, 서브 전원만을 노멀 모드로 유지하는 것에 의해서 전원 공급을 확보하고 있다. 따라서, 대기시에 있어서도 메인 전원은 간헐적인 스위칭 동작의 상태에 있고, 대기시에 있어서 소비 전력의 절감을 방해하는 요인으로 되고 있다.
이에 본 발명은 복수의 스위칭 전원 장치를 이용할 때에 소비 전력을 절감할 수 있는 스위칭 전원 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, ＡＣ 전원으로부터의 ＡＣ 전압을 정류하고, 펄스 트랜스에 공급한 정류 전압을 스위칭하여, 상기 펄스 트랜스의 2차 코일에 접속된 부하에 소정의 부하 전압을 공급하는 스위칭 전원 장치로서, 통상 동작시에 있어서, 상기 정류 전압을 제 １ 저항을 개재해서 제어 회로의 전원 단자에 공급함과 동시에, 상기 펄스 트랜스의 드라이브 코일에 발생하는 전압을 다이오드를 개재해서 상기 전원 단자에 공급하고, 스탠바이 모드 동작시에 있어서, 스위칭 전원 장치를 스탠바이 모드로 하는 것을 나타내는 스탠바이 신호를 외부로부터 받아서, 상기 전원 단자에 상기 제어 회로가 동작 가능해지는 전압 문턱 값보다도 낮은 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.
[실시예]
도 １에, 본 발명의 실시예에 있어서 스위칭 전원 장치(100)의 구성을 나타낸다. 스위칭 전원 장치(100)는, ２ 전원 방식으로 구동되는 전기 기기에 포함되는 메인 전원에 상당한다. 제어 회로(101)는, 도 １에 나타낸 것과 같이, 전원 단자 (T1), 드레인 단자(T2) 및 접지 단자(T3)를 구비한다. 스위칭 전원 장치(100)는, ＡＣ 전원으로부터의 ＡＣ 전압을 정류하고, 제어 회로(101)에 의해 펄스 트랜스(102)에 공급한 정류 전압을 스위칭하여, 펄스 트랜스(102)의 2차 코일에 접속된 부하에 소정의 부하 전압을 공급한다. 제어 회로(101)로의 전력 공급은, 기동시 및 스탠바이 간헐 발진시는 정류 브리지(106)에 의해 정류된 (ＶＤＤ)로부터 기동 저항(R1)을 개재해서 전원 단자(T1)로 행해진다. 또한, 기동후의 통상 동작시에는, 기동 저항(R1)을 개재서 공급에 부가하고, 드라이브 코일에 발생한 (ＶＤＲＩＶＥ)로부터 정류 다이오드(D3)를 개재해서 공급된다. 이것은, 기동 후에 2차측 코일에 발생한 전압과 비슷한 파형의 전압이 드라이브 코일에 발생하기 때문이다.
스위칭 전원 장치(100)는, 2차 측의 부하 전력을 피드백하고, 스위칭 전원 장치(100)에 포함되는 제어 회로(101)（파워 FET）의 스위칭 주파수나 듀티를 변조시키는 것에 의해서 전력 제어하고 있다. 이 제어 회로(101)（파워 FET）의 드레인 전류를 펄스 트랜스(102)에 의해서 2 차측으로 출력한다.
본 실시예에 있어서 스위칭 전원 장치(100)에서는, 정류된 전원 전압 (ＶＤＤ)이 저항을 개재하고, 또한, 드라이브 코일에 발생한 (ＶＤＲＩＶＥ)로부터 정류 다이오드(D3)를 개재한 Ａ점의 전위가, 전원 차단 회로(12a, 12b)를 개재해서 전원 단자(T1)에 인가되는 것에 특징을 갖다. 또한, 스위칭 전원 장치(100)의 1차측과 2차측을 완전히 차단하기 위해서, 1차측에는 전원 차단 회로(12a)가 설치되고, 2차측에는 전원 차단 회로(12b)가 별도로 설치되어 있다. 전원 차단 회로(12a)와 전원 차 단 회로(12b)는 포토커플러 등에 의해 결합되어 있다.
전원 차단 회로(12a, 12b)는, 스위칭 전원 장치(100)를 스탠바이 모드로 하는 것을 나타내는 스탠바이 신호를 외부로부터 받아서, 제어 회로(101)의 전원 단자(T1)에 제어 회로(101)가 동작 가능해지는 전압 문턱 값 (ＶＴＨ)보다도 낮은 전압을 공급하는 기능을 갖는다.
제 1 실시예에 있어서 전원 차단 회로(12a, 12b)는, 도 ２에 나타낸 것과 같이, 트랜지스터(Tr1, Tr2, Tr3), 저항(R2, Ｒ３, Ｒ４) 및 보호 다이오드(D1)를 포함해서 구성된다.
트랜지스터(Tr1)의 컬렉터는 기동 저항(R1)의 일단에 접속되고, 이미터는 제어 회로(101)의 전원 단자(T1)에 접속된다. 또한, 기동 저항(R1)과 트랜지스터(Tr1)의 베이스는 저항(R2)으로 접속된다. 또한, 전원 단자(T1)와 트랜지스터(Tr1)의 베이스와의 사이에 보호 다이오드(D1)를 접속하는 것도 매우 적합하다.
트랜지스터(Tr1)의 베이스는, 저항(R3)을 개재해서 트랜지스터(Tr2)（Tr 부）의 컬렉터에 접속된다. 또한, 트랜지스터(Tr2)（Tr부）의 이미터는 접지 단자(T3)에 접속된다. 트랜지스터(Tr2)는, 포토커플러 형의 트랜지스터이다. 트랜지스터(Tr2)에 포함되는 포토다이오드의 캐소드는 트랜지스터(Tr3)의 컬렉터에 접속되고, 양극에는 저항(R4)을 개재해서 바이어스 전압이 인가된다. 트랜지스터(Tr3)의 이미터는 접지됨과 동시에, 베이스에는 스탠바이 신호가 입력된다.
이와 같은 전원 차단 회로(12a, 12b)에 있어서, 통상의 동작시에 스탠바이 신호를 로우 레벨로 하는 것에 의해서, 트랜지스터(Tr3)는 오프 상태로 된다. 이 때, 트랜지스터(Tr2)（Tr부）도 오프 상태로 된다. 이것에 의해, 트랜지스터(Tr1)의 베이스 전위는 저항(R2)에 의해 바이어스되고, 트랜지스터(Tr1)는 온 상태로 되고, 전원 단자(T1)에는 Ａ 점의 전압이 인가된다.
한편, 대기시에는 스탠바이 신호를 하이 레벨로 변경하는 것에 의해, 트랜지스터(Tr3)를 온 상태로 한다. 이 때, 트랜지스터(Tr2)의 다이오드가 도통 상태로 되고, 트랜지스터(Tr2)가 온 상태로 된다. 저항(R3) 및 트랜지스터(Tr2)(Tr부)를 개재해서 트랜지스터(Tr1)의 베이스는 접지 전위로 되고, 트랜지스터(Tr1)가 오프 상태로 된다. 이것에 의해, 전원 단자(T1)와 Ａ점이 차단된다.
이상과 같이, 전원 차단 회로(12a, 12b)를 설치하는 것에 의해서, 스탠바이 모드 시에 메인 전원에 포함되는 제어 회로(101)로의 전원 공급을 차단 할 수 있다. 이것에 의해, 스위칭 전원 장치(100)의 스위칭 동작은 완전하게 정지되고, ２ 전원 방식에 의한 전원 공급은 별도로 설치된 서브 전원에 의해서만 행해지는 것으로 된다. 따라서, 소비 전력을 절감할 수 있다.
또한, 제 ２ 실시예에 있어서 전원 차단 회로(12a, 12b)는, 도 ３에 나타낸 것과 같이, 트랜지스터(Tr2, Tr3), 저항 (R4, R5) 및 정전압 다이오드(D2)를 포함해서 구성할 수 있다.
Ａ 점은 전원 단자(T1)에 접속됨과 동시에 저항(R5)의 일단에 접속된다. 저항(R5)의 타단은, 정전압 다이오드(D2)의 캐소드에 접속된다. 정전압 다이오드(D2)의 양극은, 트랜지스터(Tr2)（Tr부）의 컬렉터에 접속된다. 또한, 트랜지스터(Tr2) （Tr부）의 이미터는 접지 단자(T3)에 접속된다. 트랜지스터(Tr2)는, 제１ 실시예와 마찬가지로, 포토커플러형의 트랜지스터이다. 트랜지스터(Tr2)에 포함되는 포토 다이오드의 캐소드는 트랜지스터(Tr3)의 컬렉터에 접속되고, 양극에는 저항(R4)을 개재해서 바이어스 전압이 인가된다. 트랜지스터(Tr3)의 이미터는 접지됨과 동시에, 베이스에는 스탠바이 신호가 입력된다.
　 이와 같은 전원 차단 회로(12a, 12b)에 있어서, 통상의 동작시에 스탠바이 신호를 로우 레벨로 하는 것에 의해서, 트랜지스터(Tr3)는 오프 상태로 된다. 이 때, 트랜지스터(Tr2)（Tr부）도 오프 상태로 된다. 이것에 의해, 전원 단자(T1)에는 Ａ 점의 전압이 인가된다.
한편, 대기시에는 스탠바이 신호를 하이 레벨로 변경하는 것에 의해, 트랜지스터(Tr3)를 온 상태로 한다. 이 때, 트랜지스터(Tr2)의 다이오드가 도통 상태로 되고, 트랜지스터(Tr2)（Tr부）가 온 상태로 된다. 이것에 의해, 전원 단자(T1)는, 저항(R5), 정전압 다이오드(D2) 및 트랜지스터(Tr2)를 개재해서 접지 전위에 접속된다. 정전압 다이오드(D2)의 양단자 사이에 걸리는 전압을 제어 회로(101)가 동작 가능해지는 전압 문턱 값 (ＶＴＨ)보다도 낮은 전압으로 설정해 두는 것에 의해, 스탠바이 모드 시에 스위칭 전원 장치(100)의 동작을 완전하게 정지시킬 수 있다.
　 또한, 제 ２ 실시예에 있어서 전원 차단 회로(12a, 12b)에서는, 스탠바이 모드에 있어서 제 １ 실시예보다도 소비 전력의 절감 효과는 작지만, 회로를 구성하는 전자 부품의 점수를 줄일 수 있다. 따라서, 회로 규모를 작게 할 수 있음과 동 시에 제조비용의 면에서도 이점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 스위칭 전원 장치를 이용할 때에 소비 전력을 절감할 수 있는 스위칭 전원 장치를 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. ＡＣ 전원으로부터의 ＡＣ 전압을 정류하고, 펄스 트랜스에 공급한 정류 전압을 스위칭하여, 상기 펄스 트랜스의 2차 코일에 접속된 부하에 소정의 부하 전압을 공급하는 스위칭 전원 장치로서,
    통상 동작시에 있어서, 상기 정류 전압을 제 １ 저항을 개재해서 제어 회로의 전원 단자에 공급함과 동시에, 상기 펄스 트랜스의 드라이브 코일에 발생하는 전압을 다이오드를 개재해서 상기 전원 단자에 공급하고,
    스탠바이 모드 동작시에 있어서, 스위칭 전원 장치를 스탠바이 모드로 하는 것을 나타내는 스탠바이 신호를 외부로부터 받아서, 상기 전원 단자에 상기 제어 회로가 동작 가능해지는 전압 문턱 값보다도 낮은 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원 장치.
  2. 제 １ 항에 있어서,
    상기 정류 전압은 상기 제 1 저항 및 제 １ 스위칭 소자를 개재해서 전원 단자에 공급됨과 동시에, 제 ２ 저항과 제 ２ 스위칭 소자와의 직렬 회로를 개재해서 접지되어 있고,
    상기 스탠바이 신호가 통상의 동작 상태를 나타내는 노멀 모드인　경우에, 상기 제 ２ 스위칭 소자를 차단시킴과 동시에, 상기 제 １ 스위칭 소자를 도통시키 고,
    상기 스탠바이 신호가 대기 상태를 나타내는 스탠바이 모드인 경우에, 상기 제 ２ 스위칭 소자를 도통시킴과 동시에, 상기 제 １ 스위칭 소자를 차단시키는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,　
    상기 제 １ 스위칭 소자에 보호 다이오드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,　
    상기 정류 전압은, 정전압 다이오드와 제 １ 스위칭 소자와의 직렬 회로를 개재해서 접지되어 있고,
    상기 스탠바이 신호가 통상의 동작 상태를 나타내는 노멀 모드인　경우에, 상기 제 １ 스위칭 소자를 차단시키고,
    상기 스탠바이 신호가 대기 상태를 나타내는 스탠바이 모드인　경우에, 상기 제 １ 스위칭 소자를 도통시키는 것을 특징으로 하는 스위칭 전원 장치.
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