KR100746843B1 - 스위칭 전원 장치 - Google Patents

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Abstract

일반 동작 모드에서, 모드 전환 제어기(8)가 기본 발진 주파수에서 스위칭 소자(5)가 동작하도록 PWM 제어 회로(6)를 연속적으로 동작시킨다. 스탠바이 모드(standby mode)에서, 모드 전환 제어기(8)는 주어진 시간 기간 동안 및 주어진 반복 간격으로 스위칭 소자(5)를 턴온(turn on)하도록 PWM 제어 회로(6)를 간헐적으로 동작시킨다. 이러한 반복 간격은 스탠바이 모드에서의 정류 및 평활 회로(20) 및 부하의 전력 소비로 인해 보증된 부하 동작 전압을 저하시키는 정류 및 평활 회로(20)로부터의 출력 전압을 감소시키는 시간보다 짧으며, 가청 주파수 대역으로 들어가기 위한 시간보다 길다. 상기 시간 기간은 정류 및 평활 회로(20)로부터의 출력을 안정화시키는 시간보다 길고, 가청 주파수 대역으로 들어가는 시간보다 길다.
모드 전환 제어기, 스위칭 소자, 스탠바이 모드, 정류 및 평활 회로, 가청 주파수 대역

Description

스위칭 전원 장치{Switching power-supply unit}
도 1은 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치의 구성을 도시하는 블록 회로도.
도 2는 스위칭 전원 장치를 위한 대기 모드에서의 스위칭 동작을 예시하는 타임 챠트.
도 3은 스위칭 전원 장치에서 모드 전환 제어기에 의한 모드 제어 절차를 도시하는 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 상용 전원 입력 단자 2 : AC 입력 필터
3 : AC 정류기 4 : 스타트업 회로
5 : 스위칭 소자 6 : 펄스 폭 변조 제어 회로
7 : 다이오드 8 : 모드 전환 제어기
10 : 컨버터 변압기 11,12 : 포토-커플러
20 : 정류 및 평활 회로 21 : 다이오드
22 : 캐패시터 23 : 전압 검출 저항기
24 : 2차 전압 제어기 25 : 전류 검출 저항기
26 : 모드 전환 제어 신호 발생기 27 : 스탠바이 신호 입력 단자
30 : 부하 회로
기술 분야
본 발명은 공진(resonance) 등을 사용한 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 시스템들, 주파수-제어 또는 위상-제어 시스템들을 위한 스위칭 전원 장치에 관한 것이다.
종래 기술
종래에는, 널리 사용된 스위칭 전원 장치가 말하자면, 100 ㎑와 같은 고 주파수에서 정류되고 평활화된 상용 교류 전류로부터 발생된 직류 전류를 스위칭하고, 변압기를 사용하여 그 전류를 원하는 전압으로 효과적으로 변환한다.
이 스위칭 전원 장치는 스위칭 펄스 주파수들 또는 위상들을 제어하는 공진 등을 사용하여 출력 전압 변화들에 따라 스위칭 펄스들의 듀티 비(duty ratio)를 제어하는 PWM 제어 시스템과 같은 출력 전압 제어 시스템, 주파수-제어 또는 위상-제어 시스템을 제어한다.
PWM-제어된 스위칭 전원 장치는 부하 전력이 어떤 전류도 부하가 걸리지 않은 대기 상태(wait state) 동안 특히 작게 될 때, 출력 전압을 안정화시키는 ON 듀티(ON duty)를 좁히기 위한 제어를 제공한다. 일정한 발진을 유지하기 위해서는 ON 듀티를 영으로 할 수 없으며, 더미 저항기(dummy resistor)를 제공함으로써 일정한 ON 듀티가 확보된다.
따라서, PWM-제어된 스위칭 전원 장치에서, 더미 저항기를 위해 요구되는 전력은 전력 소비가 최소화되는 것을 방지한다.
어떠한 더미 저항기도 사용되지 않을 때, 출력 전압을 증가시키는 것은 출력 전압을 안정화시키는 발진을 정지시키기 위해 ON 듀티를 영으로 한다. 발진이 정지하고, 출력 전압이 반복적으로 감소함에 따라서, 간헐적인 발진이 5 ㎑ 내지 10 ㎑에서 발생한다. 이러한 간헐적인 발진은 가청 주파수 대역으로 스위칭 주파수를 감소시키며, 부정의 사이클로 그레이팅 노이즈(grating noise)를 생성할 수 있다.
공진-제어 스위칭 전원 장치는 부하 전력이 어떤 전류도 부하가 걸리지 않은 대기 상태 동안 극도로 작아질 때, 출력 전압을 안정화시키는 발진 주파수를 증가시키는 제어를 제공한다. 그러나, 발진 주파수를 증가시키는 것은 또한 스위칭 소자들과 변압기들에서의 손실을 증가시키며, 이에 의해 전력 소비가 최소화되는 것을 방지한다.
발명의 요약
본 발명은 종래의 스위칭 전원 장치에 관해 앞서 말한 것을 고려하여 이루어졌다. 그러므로, 본 발명의 목적은 그레이팅 노이즈(grating noise)를 생성하지 않고 대기 상태 동안 전력 소비를 최소화하는 스위칭 전원 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 교류 전원으로부터의 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 정류기 회로, 상기 정류기 회로에 의해 정류된 전류를 스위칭하는 스위칭 소자, 및 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭될 전류를 공급하는 1차 코일을 갖는 스위칭 전원 장치에 있어서,
상기 1차 코일에 공급된 전류에 대응하는 전력을 유도하는 2차 코일을 갖는 변압기,
상기 변압기의 2차 코일에 유도된 전력을 정류하고 평활화하여 2차 직류 전류 전력을 출력하는 DC 출력 수단,
상기 DC 출력 수단으로부터 특정 전압을 출력하도록 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 제어 수단, 및
상기 스위칭 제어 수단의 동작들을 제어하는 제어 수단을 포함하며,
일반 동작 모드에서, 상기 제어 수단은 기본 발진 주파수에서 상기 스위칭 소자를 동작하도록 상기 스위칭 제어 수단을 연속적으로 동작시키고, 스탠바이 모드에서 상기 제어 수단은 주어진 시간 기간 동안 및 주어진 반복 간격에서 상기 스위칭 소자를 턴온하도록 상기 스위칭 제어 수단을 간헐적으로 동작시키고, 상기 반복 간격은 상기 DC 출력 수단으로부터의 스탠바이 모드에서 DC 출력 수단 및 부하의 전력 소비로 인한 보증된 부하 동작 전압까지 저하하는데 요하는 시간보다 짧고, 가청 주파수 대역으로 들어가기 위한 시간보다 길며, 상기 시간 기간은 상기 DC 출력 수단으로부터의 출력을 안정화시키는 시간보다 길고, 가청 주파수 대역으로 들어가는 시간보다 긴, 스위칭 전원 장치를 제공함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 스위칭 전원 장치는 기본 발진 주파수에서 스위칭 소자를 동작시키도록 일반 동작 모드에서 스위칭 제어 수단을 연속적으로 동작시킴으로써, 또는 주어진 시간 기간 및 주어진 반복 간격에서 스위칭 소자를 턴온시키도록 스탠바이 모드에서 스위칭 제어 수단을 간헐적으로 동작시킴으로써 그레이팅 노이즈를 생성하지 않고 대기 상태 동안 전력 소비를 최소화할 수 있으며, 상기 반복 간격은 스탠바이 모드에서의 DC 출력 수단 및 부하의 전력 소비로 인한 보증된 부하 동작 전압을 저하시키는 상기 DC 출력 수단으로부터의 출력 전압을 감소시키기 위한 시간보다 짧고, 가청 주파수 대역으로 들어가기 위한 시간보다 길며, 상기 시간 기간은 상기 DC 출력 수단으로부터의 출력을 안정화시키는 시간보다 길고, 가청 주파수 대역으로 들어가기 위한 시간보다 길다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 실시예들이 첨부 도면들에 관련하여 더 상세히 기재될 것이다.
예를 들면, 본 발명에 따른 스위칭 전원 장치가 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다. 도 1의 스위칭 전원 장치는 AC 입력 필터(2)를 통해 상용 전원 입력 단자(1)에 접속된 AC 정류기(3)를 포함한다. AC 정류기(3)는 AC 입력 필터(2)를 통해 상용 전원 입력 단자(1)로부터 AC 전원을 공급받는다. AC 정류기(3)는 AC 전원을 출력을 위한 DC 전원으로 변환하기 위해 AC 전원을 정류하고 평활화한다. AC 정류기(3)는 스타트업 회로(startup circuit)(4)에 접속되고, 스위칭 소자(5)를 통해 컨버터 변압기(10)의 1차 코일(10A)에 접속된다.
컨버터 변압기(10)의 2차 코일(10B)은 다이오드(21)와 캐패시터(22)를 포함하는 정류 및 평활 회로(20)와 접속된다. 정류 및 평활 회로(20)는 전압 검출 저항기(23)를 통해 2차 전압 제어기(24)와 접속된다. 또한, 정류 및 평활 회로(20)는 모드 전환 제어 신호 발생기(26)와 접속되고, 전류 검출 저항기(25)를 통해 부하 회로(30)에 접속된다. 2차 전압 제어기(24) 및 모드 전환 제어 신호 발생기(26)의 전원 단자들은 정류 및 평활 회로(20)로부터 구동 전원으로서 정류되고 평활화된 출력을 공급받는다. 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 스탠바이 신호 입력 단자(27)를 통해 스탠바이 신호를 공급받는다. 2차 전압 제어기(24) 및 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 50 ㎂만큼 낮게 전력 소비를 최소화하기 위해 CMOS(상보성 금속 산화막 반도체; Complementary Metal Oxide Semiconductor) IC들을 사용한다.
이러한 스위칭 전원 장치는 펄스 폭 변조(PWM)에 기초한다. 스위칭 전원 장치는 2차 전압 제어기(24)로부터 제어 출력에 응답하여 스위칭 소자(5)의 스위칭 동작들을 PWM 제어하기 위해 PWM 제어 회로(6)를 사용한다. PWM 제어 회로(6)는 스탠바이 모드에서 8 ㎂를 소비하는 CMOS IC 칩을 사용한다.
PWM 제어 회로(6)는 다이오드(7a)를 통해 스타트업 회로(4)로부터 활성 출력을 공급받는다. 컨버터 변압기(10)의 3차 코일(10C)로부터의 3차 출력은 다이오드(7b)를 통해 전원 단자에 공급된다. PWM 제어 회로(6)는 포토-커플러(photo-coupler)(11)를 통해 2차 전압 제어기(24)로부터 제어 출력을 공급받는다.
스위칭 전원 장치는 포토-커플러(12)를 통해 모드 전환 제어 신호 발생기(26)로부터 모드 전환 제어 신호를 공급받는 모드 전환 제어기(8)를 포함한다. 모드 전환 제어기(8)는 Microchips, Inc.에 의해 제조된 14 비트 코어 원칩 마이크로컴퓨터(14-bit core one-chip microcomputer)(PIC12C671)를 사용한다. PIC12C671는 슬립 모드(sleep mode)에서 7 ㎂의 전류를 소비한다. 모드 전환 제어기(8)의 전원 단자는 다이오드(7c)를 통해 컨버터 변압기(10)의 3차 코일(10C)로부터 3차 출력을 공급받는다. 모드 전환 제어기(8)는 포토-커플러(12)를 통해 모드 전환 제어 신호 발생기(26)로부터 공급된 모드 전환 제어 신호에 따라서 스타트업 회로(4) 및 PWM 제어 회로(6)의 동작을 제어한다. 일반 동작 모드에서, 모드 전환 제어기(8)는 기본 발진 주파수에서 스위칭 소자(5)를 동작시키도록 PWM 제어 회로(6)를 연속적으로 동작시킨다. 스탠바이 모드에서, 모드 전환 제어기(8)는 주어진 시간 기간 동안 및 주어진 반복 간격으로 스위칭 소자(5)를 턴온하도록 PWM 제어 회로(6)를 간헐적으로 동작시킨다. 이러한 반복 간격은 스탠바이 모드에서 부하와 정류 및 평활 회로(20)의 전력 소비로 인해 보증된 부하 동작 보증 전압을 저하시키는 정류 및 평활 회로(20)로부터 출력 전압을 감소시키기 위한 시간보다 짧고, 가청 주파수 대역으로 들어가기 위한 시간보다 길다. 시간 기간은 DC 출력 수단으로부터 출력을 안정화시키는 시간보다 길고, 가청 주파수 대역으로 들어가기 위한 시간보다 길다.
포토-커플러들(11, 12)는 신호를 2차 출력에서 1차 출력으로 귀환시키기 위한 신호 커플러들이다. 이들 커플러들은 낮은 전력 소비를 하며, 스탠바이시에 전류를 아끼기 위해 광학 MOS 장치를 사용하는 일반적으로 닫힌 포토-커플러들이다.
이와 같이 구성된 스위칭 전원 장치에서, AC 정류기(3)는 AC 입력 필터(2)를 통해 상용 전원 입력 단자(1)로부터 AC 전류를 공급 받는다. AC 정류기(3)는 공급된 AC 전원을 정류하고 평활화시킴으로써 DC 전력을 출력한다. 동시에, DC 전력은 PWM 제어 회로(6)에 활성 신호를 공급하기 위해 스타트업 회로(4)를 활성화시킨다. PWM 제어 회로(6)는 대략 100 ㎑의 주파수에서 발진을 시작한다. PWM 제어 회로(6)로부터의 발진 출력은 스위칭 소자(5)가 스위칭 동작을 수행하게 한다. 스위칭 소자(5)는 컨버터 변압기(10)의 1차 코일(10A)에 AC 정류기(3)로부터 공급된 DC 전류를 스위칭한다. 컨버터 변압기(10)는 2차 코일(10B) 및 3차 코일(10C)에서 2차 출력 및 3차 출력을 각각 생성한다.
컨버터 변압기(10)의 3차 코일(10C)에서 생성된 3차 출력은 PWM 제어 회로(6) 및 모드 전환 제어기(8)를 위한 구동 전력으로 사용된다.
컨버터 변압기(10)의 2차 코일(10B)에서 생성된 2차 출력은 정류 및 평활 회로(20)에서 정류되고 평활화된다. 이러한 출력은 모드 전환 제어 신호 발생기(26) 및 2차 전압 제어기(24)를 위한 구동 전력으로 사용된다. 2차 출력은 전류 검출 저항기(25)를 통해 부하 회로(30)에 공급된다.
2차 전압 제어기(24)는 전압 검출 저항기(23)를 통해 정류 및 평활 회로(20)에 의해 정류되고 평활화된 DC 출력 전압을 검출한다. 2차 전압 제어기(24)는 오차 전압(error voltage)을 얻기 위해 상기 DC 출력 전압을 기준 전압과 비교한다. 2차 전압 제어기(24)는 포토-커플러(11)를 통해 PWM 제어 회로(6)에 상기 오차 출력에 대응하는 제어 출력을 귀환시킨다.
PWM 제어 회로(6)는 제어 출력, 즉, 2차 전압 제어기(24)로부터 귀환된 오차 전압에 대응하는 발진 출력 펄스 폭들을 변경함으로써 스위칭 소자(5)의 스위칭 동작들을 PWM-제어한다.
스위칭 소자(5)의 스위칭 동작들을 PWM-제어함으로써 정류 및 평활 회로(20)로부터 부하 회로(30)에 공급된 DC 전류 출력 전압을 안정화시키는 것이 가능하다.
이러한 스위칭 전원 장치는 상기 언급된 것처럼 일반 동작 모드에서 동작한다.
이 스위칭 전원 장치의 일반 동작 모드에서, 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 부하 회로(30)에 대한 전류, 즉, 부하 소비 전류가 특정값, 말하자면, 2 ㎃ 이하로 떨어지는 것을 전류 검출 저항기(25)를 통해 검출한다. 대안으로, 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 스탠바이 신호 입력 단자(27)를 통해 스탠바이 신호를 공급받는다. 이들 경우들에서, 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 스탠바이 모드를 허용하기 위한 모드 전환 제어 신호를 포토-커플러(12)를 통해 모드 전환 제어기(8)에 공급한다.
모드 전환 제어 신호 발생기(26)가 스탠바이 모드를 허용하기 위한 모드 전환 제어 신호를 공급할 때, 모드 전환 제어기(8)는 일반 동작 모드에서 스탠바이 모드로 스위칭하기 위한 준비들을 갖춘다. 모드 전환 제어 신호가 특정 시간, 예를 들면, 2초 동안 공급될 때, 모드 전환 제어기(8)는 일반 동작 모드를 스탠바이 모드로 변경하도록 제어한다.
스탠바이 모드에서, 모드 전환 제어기(8)는 PWM 제어 회로(6) 및 스타트업 회로(4)에 대한 스탠바이 모드를 나타내는 스탠바이 신호를 공급하고, 이어서 PWM 제어 회로(6)를 스탠바이 상태로 위치시키기 위해 스타트업 회로(4)를 정지시킨다.
스탠바이 모드에서, 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 부하 회로(30)에 공급된 전류, 즉, 부하 소비 전류가 증가하는지를 검사한다. 대안으로, 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 스탠바이 신호 입력 단자(27)를 통해 공급된 스탠바이 신호가 릴리즈(release)되었는지를 점검한다. 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 전류 검출 저항기(25)의 중개를 통해 이 검사들을 행한다. 전환이 발생할 때, 모드 전환 제어 신호 발생기(26)는 포토-커플러(12)를 통해 모드 전환 제어기(8)에 대한 일반 동작 모드를 허용하는 모드 전환 제어 신호를 공급한다.
모드 전환 제어기(8)는 인터럽트 처리(interrupt processing)를 사용하여 동작 모드들을 제어한다. 즉, 일반 동작 모드를 허용하기 위해 모드 전환 제어 신호에 의한 인터럽트를 수신할 때, 모드 전환 제어기(8)는 일반 동작 모드를 허용하기 위해 웨이크업 신호(wakeup signal)를 PWM 제어 회로(6) 및 스타트업 회로(4)에 즉시 공급한다. 이어서, 모드 전환 제어기(8)는 일반 동작 모드에 대한 PWM 제어 회로(6) 및 스타트업 회로(4)의 동작들을 복원한다.
도 2에 도시된 것처럼, 일반 동작 모드를 허용하기 위한 모드 전환 제어 신호에 어떠한 인터럽트도 인가하지 않기 위해 비활성 상태가 특정 기간 예를 들면 2.5초 또는 그 이상 동안 계속할 수 있다. 이 경우에, 모드 전환 제어기(8)는 2차 출력 전압을 안정화하는 이 회로들을 동작시키기 위해, 예를 들면, 0.2초 동안 PWM 제어 회로(6) 및 스타트업 회로(4)에 웨이크업 신호를 강제적으로 공급한다. 스탠바이 상태로부터의 웨이킹업에 대해, 증가된 부하 전류, 세트로부터의 신호 등과 같은 여러가지 신호들을 사용할 수 있다.
일반 동작 모드에서, 이 스위칭 전원 장치는 1차 주파수로서 대략 100 ㎑에 기본 발진 주파수를 사용함으로써 PWM-제어된 스위칭 레귤레이터로서 동작한다. 스탠바이 모드에서, 스위칭 전원 장치는 1차 주파수보다 훨씬 더 긴 사이클로 고정된 2차 주파수에서 고정된 ON 듀티로 스위칭 동작을 수행한다. 이것은 스탠바이 모드에서 전력 소비를 최소화한다.
이 예에서, 2차 주파수는 0.37 ㎐의 주파수와 7.5%의 ON 듀티를 사용한다. 2차 주파수 및 ON 듀티는 1차 캐패시터에 저장된 사용가능한 에너지량과 그 에너지량을 사용하여 2차 출력 전압을 유지할 수 있는 시간 사이의 관계에 의존한다. 264 V AC 입력에 대해, 스탠바이 모드에서의 전력 소비는 동작중에는 360 ㎽ ×0.2초 = 0.072 WS이고, 슬립 모드에서는 35 ㎽ ×2.5초 = 0.088 WS이다. 평균 전원 소비는 59 ㎽이다. 100V의 저 입력 전압에 대해, 스탠바이 모드에서의 전력 소비는 264 V AC 입력에 대한 전력 소비의 대략 절반 이하가 된다. 스탠바이 모드에서의 스위칭 주파수가 0.37 ㎐로 특히 낮다. 이것은 가청 주파수 대역의 외부에 있으며, 그레이팅 노이즈(grating noise)를 생성하지 않는다.
스위칭 전원 장치의 실시예에서, 주파수 및 ON 듀티는 입력 용량이 47 ㎌/400 V라고 가정하면, 다음과 같이 결정된다: 2차 출력 캐패시터 사이즈는 1,200 ㎌/16 V, 제어 전력 용량은 1,000 ㎌/35 V이다.
전원을 위한 보증된 동작 전압이 90 V 내지 400 V DC이고, 1차 캐패시터 사이즈는 47 ㎌이라고 가정하면, 100 V AC(141 V DC)에 대한 사용가능 에너지는,
47 ㎌ ×(1412-902)/2 = 0.277 J
2차 출력 전압을 확실하게 하기 위해 요구되는 전력이 35 ㎽라고 가정하면, 최대 비활성 시간은:
0.277 J/35 ㎽ = 7.9 초.
이 예는 허용 오차(allowance)로 2.5 초를 사용한다. 동작에서 유효 전력은 360 ㎽이다. 비록 전원이 완만하게 시작될지라도, 전원 출력이 대략 10 ㎳ 이내로 안정된다. 이후, PWM 제어가 2차 출력 전압을 안정화하기 위해 수행된다. 이러한 동작 시간은 단지 10 ㎳ 이상이 될 수 있다.
이 스위칭 전원 장치에 대한 도 3의 순서도에 도시된 바와 같이, 원-칩 마이크로컴퓨터(one-chip microcomputer)를 사용하는 모드 전환 제어기(8)는 동작 스타트업에서 CPU 환경을 설정하는 단계(단계 S1), 감시 계시자(watchdog timer, WDT)를 설정하는 단계(단계 S2), 인터럽트를 설정하는 단계(단계 S3), 입/출력 포트를 설정하는 단계(단계 S4), 및 입력을 풀링업(pulling up)하는 단계(단계 S5)를 수행한다.
WDT가 단계 S2에서 설정될 때, 헤더 파일(header file)이 WDT를 2.5초로 설정하는데 사용된다.
이어서, 포트(B0)가 출력으로 설정(단계 S6)된다. 포트(B1)가 입력으로 설정(단계 S7)된다.
이어서, 포트(B0) 출력은 PWM 제어 회로(6) 및 스타트업 회로(4)를 활성화시키기 위해 턴온(단계 S8)된다.
스탠바이 모드에서 출력을 유지하기 위해, 모드 전환 제어기는 PWM 제어 회로(6)를 강제적으로 동작시키기 위해 시간(0.2초)의 경과까지 대기(단계 S9)한다.
이어서, 포트(B1)는 입력 채터링(input chattering)에 대해 방지(단계 S10)된다. 동일 입력 조건이 포트(B1)에서 2초 동안 계속할 때, 채터링 방지 처리는 포트(B1)에서 이 입력을 유효 입력(new STB)으로서 받아들인다. 유효 입력들은 디수결에 의해 결정될 수 있다.
다음 조건들은 가장 최근 결과(new STB)가 단계 S10에서 채터링 방지를 필요로 하는 유효 입력으로서 받아들여졌다고 가정하면, 다음의 최근 결과(old STB)는 유효 입력 및 전류 동작 모드(dat STB)로서 받아들여진다.
dat STB = (new STB & old STB)┃(new STB & dat STB)┃(dat STB & old STB)
old STB = new STB
이 조건들에 기초하여, 스탠바이 모드는 dat STB가 1인지 아닌지의 여부에 의존하여 결정된다. 즉, 모드 전환 제어기는 그것이 dat STB = 1일 때 스탠바이 모드이거나 또는 dat STB = 0일 때 일반 모드라면, 동작 모드를 검사한다(단계 S11).
단계 S11의 결과가 NO일 때, 일반 동작 모드가 실행된다. 이 경우, 포트(B0) 출력은 WDT를 재시작(단계 S13)하기 위해서 턴온된다(단계 S12). 이어서, 제어가 단계 S6으로 귀환하고 단계 S6에서 S13까지의 처리를 반복한다.
단계 S11의 결과가 YES일 때, 스탠바이 모드가 실행된다. 이 경우, 포트(B0) 출력은 WDT를 재시작(단계 S15)하기 위해 턴오프(단계 S14)된다. 모드 전환 제어기는 슬립 모드로 대기한다(단계 S16). 2.5초 후에, 제어가 단계 S6으로 귀환하고 단계 S6에서 단계 S16까지의 처리를 반복한다.
이러한 스위칭 전원 장치는 프로그램 가능한 원-칩 마이크로컴퓨터를 기초하는 모드 전환 제어기(8)를 사용한다. 프로그램 소프트웨어를 변경함으로써, 제어 시간을 자유롭게 설정할 수 있고 일반적인 용도의 전원을 제공할 수 있다. 프로그램이 엉뚱하게 실행될 경우, 완만한 리셋이 WDT를 사용하여 수행된다. 스위칭 전원 장치는 자동적으로 다시 시작한다.
본 발명은 그레이팅 노이즈(grating noise)를 생성하지 않고 대기 상태 동안 전력 소비를 최소화하는 스위칭 전원 장치를 제공한다.

Claims (3)

  1. 교류 전원으로부터의 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 정류기 회로, 상기 정류기 회로에 의해 정류된 전류를 스위칭하는 스위칭 소자, 및 상기 스위칭 소자에 의해 스위칭되는 전류를 공급하기 위한 1차 코일을 갖는 스위칭 전원 장치에 있어서,
    상기 1차 코일에 공급된 전류에 대응하는 전력을 유도하는 2차 코일을 갖는 변압기;
    상기 변압기의 2차 코일에 유도된 전력을 정류하고 평활화하여 2차 직류 전류 전력을 출력하는 DC 출력 수단;
    상기 DC 출력 수단으로부터 특정 전압을 출력하도록 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 제어 수단; 및
    상기 스위칭 제어 수단의 동작들을 제어하는 제어 수단을 포함하며,
    일반 동작 모드에서, 상기 제어 수단은 기본 발진 주파수에서 상기 스위칭 소자를 동작하도록 상기 스위칭 제어 수단을 연속적으로 동작시키고, 스탠바이 모드에서, 상기 제어 수단은 주어진 시간 기간 동안 및 주어진 반복 간격에서 상기 스위칭 소자를 턴온하도록 상기 스위칭 제어 수단을 간헐적으로 동작시키고, 상기 반복 간격은 상기 DC 출력 수단으로부터의 출력 전압을 스탠바이 모드에서 상기 DC 출력 수단 및 부하의 전력 소비로 인한 보증된 부하 동작 전압까지 저하하는데 요하는 시간보다 짧고, 가청 주파수 대역으로 들어가는 시간보다 길며, 상기 시간 기간은 상기 DC 출력 수단으로부터의 출력을 안정화시키는 시간보다 길고, 가청 주파수 대역으로 들어가는 시간보다 긴, 스위칭 전원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    부하 전류가 특정 값 아래로 되는 것을 검출하는 전류 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 제어 수단은 상기 전류 검출 수단이 일반 동작 모드에서 특정 기간 동안 특정 값 아래의 부하 전류를 검출할 때, 스탠바이 모드에 대한 제어 동작을 수행하는, 스위칭 전원 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 마이크로컴퓨터를 포함하고, 상기 스탠바이 모드에서 반복 간격과 같은 제어 시간을 가변 설정하기 위해 프로그램 소프트웨어를 사용하는, 스위칭 전원 장치.
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