KR100771630B1

KR100771630B1 - 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치

Info

Publication number: KR100771630B1
Application number: KR1020060044802A
Authority: KR
Inventors: 오병석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2007-10-31

Abstract

본 발명은 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치에 관한 것이다. 본 발명은, 교류전원을 입력하는 전원입력부; 상기 전원입력부로 입력된 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 전원의 전압을 검출하여 비정상적 과전압이 검출될 경우 일정 전압 이상의 전압을 출력하는 에러앰프; 상기 에러앰프의 출력 전압에 따라 턴온되어 컨트롤러 IC에 입력되는 전원전압(Vcc)을 소정 전압 이하로 강하시키는 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자의 전압 강하에 의하여 구동이 정지됨과 아울러, 평활캐패시터부의 공급전압을 차단하여 과열 및 소손을 방지하는 컨트롤러 IC를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 입력전원의 비정상적인 상황, 즉 상기 전원입력부로부터 350VAC 이상의 전압이 검출될 경우, 상기 평활캐패시터부에 걸리는 로드전압이 없을 경우 또는 상기 스위칭 소자는 상기 보호회로부의 저항이 오픈되었을 경우를 감지하여 평활캐패시터로 과전압이 인가되기 전에 콘트롤러 IC의 동작을 멈추게 하여 평활캐패시터가 과열되거나 소손되는 것을 방지하도록 한다.

영상, 디스플레이, 과전압, 보호, 전원, 정류, 에러앰프, 스위칭, 평활

Description

영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치{Power supply having function for overvoltage protection of image display device}

도 1은 일반적인 디지털 영상 디스플레이장치를 나타낸 블록 구성도.

도 2는 종래의 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치를 나타낸 회로 구성도.

도 3은 종래 과전압 보호기능을 갖는 전원장치의 제어방법을 나타낸 제어 흐름도.

도 4는 본 발명에 따른 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치를 나타낸 블록 구성도.

도 5는 도 4에 따른 일실시예의 구성을 보다 상세히 나타낸 회로 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 과전압 보호기능을 갖는 전원장치의 제어방법을 나타낸 제어 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 전원입력부 220 : 평활캐패시터부

230 : 저항 240 : 정류부

250 : 스위칭 소자 260 : 에러앰프

270 : 보호회로부 280 : 컨트롤러 IC

본 발명은 영상 디스플레이장치의 전원장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치에 관한 것이다.

일반적으로 영상 디스플레이장치는 화면을 이용하여 영상정보를 디스플레이하는 장치로서, 대표적인 기기로는 방송국의 전파를 수신하여 영상을 표시하는 텔레비젼 시스템(Television system) 및 셋톱박스나 텔레비전 본체에 내장된 하드디스크에 정보를 기록하여 재생하는 PVR(Personal Video Recorder) 등이 있다.

종래의 아날로그 텔레비전 방송에서는 송신하는 영상신호를 AM 또는 FM 변조하여 전파나 케이블을 통하여 전송하였다. 최근 디지털 영상 압축 및 디지털 변복조 등과 같은 디지털 기술이 발전함에 따라 디지털 텔레비전(DTV) 방송에 관한 표준화가 빠른 속도로 진전되고 있고, 기존의 지상파, 위성, 케이블 방송에서도 MPEG(Moving Picture Experts Group)을 기반으로 디지털화하고 있다.

도 1은 일반적인 디지털 영상 디스플레이장치를 나타낸 블록 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 디지털 영상 디스플레이장치는 물리적으로 특정 채널을 선택하고, 선택된 채널에서 트랜스포트 스트림 형태의 디지털 방송 신호를 수신하는 DTV 튜너부(100), 상기 DTV 튜너부(100)로 수신된 트랜스포트 스트림을 복조하는 디모듈레이터부(110); 복조된 트랜스포트 스트림을 각각의 비디오 비트스트림(MPEG-2 Bitstream), 오디오 비트스트림(AC-3 Bitstream) 및 PSIP 데이터로 디 멀티플렉싱하는 트랜스포트 디먹스(120); 상기 트랜스포트 디먹스(120)에서 디멀티플렉싱된 각각의 신호를 디코딩하여 비디오 및 오디오 신호를 출력하는 디코더부(130); 상기 비디오 신호를 화면에 디스플레이하는 디스플레이부(140); 상기 오디오 신호를 출력하는 스피커(150); 사용자의 프로그램 선택 및 상기 트랜스포트 디먹스(120)에서 출력된 PSIP 데이터에 따라 상기 DTV 튜너부(100) 및 디모듈레이터부(110)에 채널 및 프로그램 선택신호를 출력하고, OSD(On-Screen Display) 기능을 제공하며, 사용자에 의하여 설정된 예약녹화시간 판단하고, 영상신호의 저장명령을 출력하는 제어부(160); 상기 제어부(160)의 예약녹화시간 판단 및 영상신호의 저장명령에 따라 상기 DTV 튜너부(100)를 통하여 수신되는 비디오 신호를 저장하는 저장부(170)로 구성된다.

또한, 상기 디코더부(130)는 비디오 비트스트림(MPEG-2 Bitstream)을 비디오 신호로 디코딩하는 비디오 디코딩 모듈(131)과, 오디오 비트스트림(AC-3 Bitstream)을 오디오 신호로 디코딩하는 오디오 디코딩 모듈(132)과, 상기 각각의 비디오 및 오디오 비트스트림으로부터 타임 스탬프(Time Stamps) 신호를 입력받아 상기 비디오 디코딩 모듈(131) 및 오디오 디코딩 모듈(132)의 클록 복구 및 A/V 동기 신호를 처리하는 클록 복구 및 A/V 동기 처리부(133); 상기 비디오 디코딩 모듈(131)에서 디코딩된 비디오 신호를 디스플레이 가능한 영상 출력 포맷으로 변환 처리하는 디스플레이 처리 모듈(134)을 포함한다.

상기와 같은, 영상 디스플레이장치는 구동전원을 공급받아 동작하되, 보다 안정적으로 전원을 공급받기 위하여 과전압 보호기능을 갖는 전원장치가 구비된다.

도 2는 종래의 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치를 나타낸 회로 구성도이고, 도 3은 종래 과전압 보호기능을 갖는 전원장치의 제어방법을 나타낸 제어 흐름도이다.

전원입력부(10)는 교류전원(AC)을 입력하는 장치로서, 스위치(S1), 휴즈(Fuse) 및 트랜스포머(TRANS)를 포함한다. 스위치(S1)는 메인전원을 온/오프 시키고, 휴즈(Fuse)는 회로에 과전류나 과전압 인가시 끊어져 회로를 보호한다. 트랜스포머(TRANS)는 입력된 전압을 적정한 전압으로 강하시킨다.

정류부(14)는 교류전원(AC)을 직류전원(DC)으로 정류시키는 회로로서, 브릿지 정류회로(BR1)를 포함한다.

평활캐패시터(C1~C3)는 콘덴서의 충방전으로 평활, 즉 직류를 바르게 펴주는 역활을 한다. 일종의 충전지라 볼 수 있으며, 브릿지를 지나 직류화 되었지만 모자라는 부분을 콘덴서의 방전으로 완전한 직류화를 시킨다.

저항(R1~R3)은 스위칭소자(TR 또는 FET)의 기동(스타트) 전류를 흘려주는 라인에 형성된다. 일반적으로 220볼트가 스타트 전류(VCC)로 바로 인가되면 스위칭소자(15)가 폭발될 우려가 있으므로, 이 전압을 줄이기 위해 저항을 사용한다. 바람직하기로는 데미지를 나누어서 저항을 보호하고자 대략 2~4개 정도로 나누어 분합 저항으로 사용한다.

스위칭소자(15)는 통상의 FET 또는 TR 등이 사용되며, 정류부(14)를 지난 직류(DC)의 전류를 트랜스(미도시)에 흘렸다 끊었다 하는 역할을 한다. VCC에 "H"시 스위칭을 온(ON)하여 트랜스에 전류를 흘리며 "L"시 스위칭이 오프(OFF)된다. 스위 칭 오프시 역기전력이 발생하여 반대쪽으로 전류가 흐른다. 따라서, 트랜스 2차측에 전류를 유기해 트랜스 권선비에 따라 필요한 볼트의 전압을 만들어 내거나, 스위칭 "온"시 흘려 유기되는 전류와 "오프"시 반대로 흐르는 전류의 유기로 트랜스 2차측에 교류가 발생하고 이 교류를 직류화하기 위해 다시 다이오드와 콘덴서를 거쳐 직류화시킨다.

보호회로부(17)는 OVP(Over Volatge Protection), OLP(Over Load Protection), PCT 등을 포함한다. 상기 OVP는 필요 이상의 전압이 나오거나 외부에서 들어올때 보호하기 위한 것이고, OLP는 과부하가 걸렸을 때 동작하는 것이다. PTC는 온도가 상승하면 저항값이 커져 전류의 흐름을 차단해 회로를 보호하는 정온도 특성 부품이다. 한편, 최근의 전원회로는 스위칭 IC속에 보호회로(OVP,OCP,UVLO,TSD,등등)가 내장될 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치는 입력전원의 몇가지 비정상적인 상황에서 평활캐패시터가 과열되거나 소손되는 문제점이 발생할 수 있다.

예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 1) 전원불안 지역에서 350VAC 이상 입력 되거나(S101), 2) 1차측 트랜스포머의 코일이 끊어지거나 콘트롤러 IC에 연결된 Mos FET 소자의 드레인(Drain)과 소오스(Source) 단자가 오픈(Open)되었을 때 평활캐패시터에 노로드(No Load)가 걸리거나(S102), 또는 3) 콘트롤러 IC의 보호회로부(PFB/OVP)에 연결된 저항이 오픈되는 불량이 발생하였을 때(S103)에 평활캐패시터에 대략 450VDC 이상의 전압이 인가되어 과열 및 소손되는 문제가 발생한 다(S104~S105).

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입력전원의 비정상적인 상황을 감지하여 평활캐패시터로 과전압이 인가되기 전에 콘트롤러 IC의 동작을 멈추게 하여 평활캐패시터가 과열되거나 소손되는 것을 방지하도록 하는 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치는, 교류전원을 입력하는 전원입력부; 상기 전원입력부로 입력된 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 전원의 전압을 검출하여 비정상적 과전압이 검출될 경우 일정 전압 이상의 전압을 출력하는 에러앰프; 상기 에러앰프의 출력 전압에 따라 턴온되어 컨트롤러 IC에 입력되는 전원전압(Vcc)을 소정 전압 이하로 강하시키는 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자의 전압 강하에 의하여 구동이 정지됨과 아울러, 평활캐패시터부의 공급전압을 차단하여 과열 및 소손을 방지하는 컨트롤러 IC를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위칭 소자는, 상기 전원입력부로부터 350VAC 이상의 전압이 검출될 경우 턴온되거나, 또는 상기 평활캐패시터부에 걸리는 로드전압이 없을 경우 턴온된다.

또한, 상기 에러앰프의 출력을 소정의 저항으로 감압하여 입력하고, 과부하 를 검출하여 상기 컨트롤러 IC에 전달하는 보호회로부를 더 포함하되, 상기 스위칭 소자는 상기 보호회로부의 저항이 오픈되었을 경우 턴온된다.

또한, 상기 스위칭 소자가 턴온되었을 경우 상기 컨트롤러 IC에 입력되는 전원전압(Vcc)은 10.3V 이하로 강하되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 5는 도 4에 따른 일실시예의 구성을 보다 상세히 나타낸 회로 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 전원입력부(200), 평활캐패시터부(220), 저항(230), 정류부(240), 스위칭 소자(250), 에러앰프(260), 보호회로부(270), 컨트롤러 IC(280)를 포함한다.

전원입력부(200)는 교류전원(AC)을 입력한다. 일반적으로 전원입력부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 스위치(S1), 휴즈(Fuse) 및 트랜스포머(TRANS)를 포함하며, 스위치(S1)는 메인전원을 온/오프 시키고, 휴즈(Fuse)는 회로에 과전류나 과전압 인가시 끊어져 회로를 보호하고, 트랜스포머(TRANS)는 입력된 전압을 적정한 전압으로 강하시킨다.

정류부(240)는 상기 전원입력부(200)로 입력된 교류전원(AC)을 직류전원(DC)으로 정류한다. 이를 위하여 정류부(240)는 교류전원(AC)을 직류전원(DC)으로 정류시키는 통상의 브릿지 정류회로(BR1)를 포함한다.

평활캐패시터부(220)(C1~C3)는 내부 콘덴서의 충방전으로 상기 정류부(240)를 거쳐 정류된 전원의 평활 작용을 수행한다.

에러앰프(260)는 상기 정류부(240)에서 정류된 전원의 전압을 검출하여 비정상적 과전압이 검출될 경우 일정 전압 이상의 전압을 출력한다.

보호회로부(270)는 상기 에러앰프(260)의 출력을 소정의 저항(230)(R1~R3)으로 감압하여 입력하고, 과부하를 검출하여 상기 컨트롤러 IC(280)에 전달한다. 상기 보호회로부(270)는 전술한 바와 같이 통상의 OVP, OCP, UVLO, TSD 등을 포함한다.

스위칭 소자(250)는 상기 에러앰프(260)의 출력 전압에 따라 턴온(turn on)되어 컨트롤러 IC(208)에 입력되는 전원전압(Vcc)을 소정 전압 이하로 강하시킨다.

상기 스위칭 소자(250)는 상기 전원입력부(200)로부터 350VAC 이상의 전압이 검출될 경우 턴온되거나, 상기 평활캐패시터부(220)에 걸리는 로드전압이 없을 경우 턴온되거나, 또는 상기 보호회로부(270)의 저항(230)이 오픈되었을 경우 턴온된다.

상기 스위칭 소자(250)가 턴온되었을 경우 상기 컨트롤러 IC(280)에 입력되는 전원전압(Vcc)은 대략 10.3V 이하로 강하된다. 스위칭소자(250)는 통상의 FET 또는 TR 등이 사용된다.

컨트롤러 IC(280)는 상기 스위칭 소자(250)의 전압 강하에 의하여 구동이 정지됨과 아울러, 평활캐패시터부(220)의 공급전압을 차단하여 과열 및 소손을 방지한다.

도 6은 본 발명에 따른 과전압 보호기능을 갖는 전원장치의 제어방법을 나타낸 제어 흐름도로서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전술한 바와 같이 DTV 튜너부(200)는 선택된 채널에서 트랜스포트 스트림 형태의 디지털 방송 신호를 수신하고, 디모듈레이터부(210)는 상기 DTV 튜너부(200)로 수신된 트랜스포트 스트림을 복조한다. 트랜스포트 디먹스(220)는 복조된 트랜스포트 스트림을 각각의 비디오 비트스트림, 오디오 비트스트림 및 PSIP 데이터로 디멀티플렉싱한다. 이와 같이 상기 트랜스포트 디먹스(220)에서 디멀티플렉싱된 각각의 신호는 디코더부(230)에서 각각 디코딩되어 비디오 및 오디오 신호로 출력된다. 또한, 디스플레이부(240)는 상기 비디오 신호를 화면에 디스플레이하고, 스피커(250)는 상기 오디오 신호를 실내외 공간으로 출력한다.

이와 같이 일반적인 영상 디스플레이 프로세스가 수행되기 위하여 상기 각부에 구동전원이 공급된다.

일반적으로, 구동전원을 공급하기 위한 전원공급장치는 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply)가 사용되며, 이는 외부로부터 공급되는 전기를 컴퓨터, 컬러 텔레비전, 비디오 카트리지 녹화기(VCR), 교환기, 무선 통신 기기 등 각종 전기 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치로서, 반도체 스위칭 특성을 이용해 상용 주파수 이상의 고주파에 단속 제어를 하고 충격을 완화시켜 주는 역할을 한다.

이때, 보다 안정적으로 전원을 공급받기 위하여 상기 본 발명과 같은 과전압 보호기능을 갖는 전원장치가 구비되며, 이러한 장치는 종래기술에서 전술한 바와 같이 입력전원의 몇가지 비정상적인 상황에서 평활캐패시터가 과열되거나 소손되는 경우가 발생될 수 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전원입력부(200)로부터 350VAC 이상의 전압이 검출될 경우, 상기 평활캐패시터부(220)에 걸리는 로드전압이 없을 경우, 또는 상기 보호회로부(270)의 저항(230)이 오픈되었을 경우에 상기 평활캐패시터부(220)에 대략 450VDC 이상의 전압이 인가되어 과열 및 소손될 우려가 있다(S201~S203).

그러나, 상기와 같은 상태가 발생할 경우에 본 발명의 에러앰프(260)에 전류가 도통된다. 즉, 상기 에러앰프(260)는 정상 상태일 때의 레퍼런스(Reference) 전압이 2.5V로 일정하게 유지되나 450VDC 이상 입력시 상기 레퍼런스 전압이 2.5V 이상 입력되어 캐소드에서 애노드로 전류가 흐르게 된다(S204).

이에 따라, 본 발명의 스위칭 소자(250)에 오프(off) 상태에서 온(on)으로 턴온되어 Ice 전류가 흐르면서 컨트롤러 IC(280)에 공급되는 전원전압(Vcc)을 10.3V(통상의 오차범위를 포함한다.) 이하로 낮추게 된다(S205).

따라서, 컨트롤러 IC(280)는 상기 스위칭 소자(250)의 전압 강하에 의하여 구동이 정지됨과 아울러, 평활캐패시터부(220)의 공급전압을 차단하여 과열 및 소손을 방지한다(S206~S207).

상술한 본 발명은 PDP 및 LCD 등의 평판 디스플레이 장치는 물론이고, 프로젝션 TV, 일반 TV, 모니터 및 기타 영상 디스플레이 장치에 적용될 수 있으며, 아 날로그 TV, 디지털 TV, 및 위성 TV에 동일하게 적용할 수 있다. 또한, NTSC, PAL, SECAM방식에 모두 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치에 의하면, 입력전원의 비정상적인 상황, 즉 상기 전원입력부로부터 350VAC 이상의 전압이 검출될 경우, 상기 평활캐패시터부에 걸리는 로드전압이 없을 경우 또는 상기 스위칭 소자는 상기 보호회로부의 저항이 오픈되었을 경우를 감지하여 평활캐패시터로 과전압이 인가되기 전에 콘트롤러 IC의 동작을 멈추게 하여 평활캐패시터가 과열되거나 소손되는 것을 방지하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 에러앰프에 흐르는 레퍼런스 전압의 상태에 따라 스위칭 소자를 턴온시킴으로써 콘트롤러 IC에 공급되는 전원전압(Vcc)을 낮춰 컨트롤러 IC의 구동을 정지시킴으로써, 별도의 복잡한 콘트롤 작업이 필요없이 과전압을 즉시 차단할 수 있는 효과도 있다.

Claims

교류전원을 입력하는 전원입력부;

상기 전원입력부로 입력된 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부;

상기 정류부에서 정류된 전원의 전압을 검출하여 비정상적 과전압이 검출될 경우 일정 전압 이상의 전압을 출력하는 에러앰프;

상기 에러앰프의 출력 전압에 따라 턴온되어 컨트롤러 IC에 입력되는 전원전압(Vcc)을 소정 전압 이하로 강하시키는 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자의 전압 강하에 의하여 구동이 정지됨과 아울러, 평활캐패시터부의 공급전압을 차단하여 과열 및 소손을 방지하는 컨트롤러 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치.
제 1항에 있어서,

상기 스위칭 소자는, 상기 전원입력부로부터 350VAC 이상의 전압이 검출될 경우 턴온되는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치.
제 1항에 있어서,

상기 스위칭 소자는, 상기 평활캐패시터부에 걸리는 로드전압이 없을 경우 턴온되는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원 장치.
제 1항에 있어서,

상기 에러앰프의 출력을 소정의 저항으로 감압하여 입력하고, 과부하를 검출하여 상기 컨트롤러 IC에 전달하는 보호회로부를 더 포함하되, 상기 스위칭 소자는 상기 보호회로부의 저항이 오픈되었을 경우 턴온되는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치.
제 1항에 있어서,

상기 스위칭 소자가 턴온되었을 경우 상기 컨트롤러 IC에 입력되는 전원전압(Vcc)은 10.3V 이하로 강하되는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이장치의 과전압 보호기능을 갖는 전원장치.