KR100840668B1 - 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원장치 - Google Patents

대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 스위치를 사용하여 부하단 전체의 대기전력을 감소시킬 수 있는 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치를 제공함에 목적이 있다.
본원의 제1 발명에 따른 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치는, 입력되는 정류전압에 대해 1, 2 차측 코일의 상호작용을 이용하여 전압을 유기하는 전원 변압기; 상기 전원 변압기의 2차 측에 배치되고, 병렬결합된 적어도 2 이상의 출력회로부; 상기 2 이상의 출력회로부의 일단과 접지 사이에 결합되고, 외부에서 인가되는 제어신호에 따라 온오프하는 대기전력 저감 소자; 상기 전원 변압기의 2차 측에 상기 출력회로부와 병렬결합된 보조출력부; 상기 보조출력부의 출력전압을 피드백시키는 피드백부; 및 상기 피드백부의 출력신호에 제어되어 상기 전원 변압기의 1차 측 코일에 흐르는 전류를 단속하기 위한 스위칭 제어부를 포함한다.
대기전력, 저감, 다출력, 스위칭

Description

대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치{MULTI OUTPUT SWITCHING POWER SUPPLY FOR SAVING POWER CONSUMPTION IN STANDBY STATE}
본 발명은 다출력 스위칭 전원 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 대기 상태에서의 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치에 관한 것이다.
일반적으로 가정용 전자기기에는 다출력 스위칭 전원 장치(Switching Mode Power Supply: SMPS)가 사용되고 있다. 스위칭 전원 장치는 스위칭 소자가 스위칭 모드로 동작하여 전력 손실이 적고 고주파 전원 변압기를 사용하기 때문에 소형 경량이므로 전체 효율이 높은 특징이 있는 전원 장치이다. 다출력 스위칭 전원 장치는 서로 다른 크기의 직류 전압을 출력할 수 있는 스위칭 전원 장치를 말한다. 예를 들어, 프린터에 사용되는 다출력 스위칭 전원장치의 경우, CPU 등의 메인 전원으로 사용되는 3.3V 혹은 5V 직류전압과, HVPS(High Voltage Power Supply)나 모터류에 사용되는 24V 직류전압을 출력할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 다출력 스위칭 전원장치의 일예에 대한 회로도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 스위칭 전원장치는, 전원변압기(110), 제1 출력회로부(120-1), 제2 출력회로부(120-2), 제1 로드스위치(130-1), 제2 로드스위치(130- 2), 보조출력부(140), 피드백부(150), 스위칭 제어부(160)를 포함한다.
전원변압기(110)는 1차측 코일과 2차측 코일의 상호작용에 의해, 2차측 코일에 전압을 유기한다.
보조출력부(140)는 전원변압기(110)의 2차측에 유기되는 전압을 정류 및 평활하고, 피드백부(150)는 보조출력부(140)로부터 정류 및 평활되어 출력되는 전압을 스위칭 제어부(160)에 인가하고, 스위칭 제어부(160)는 보조출력부(140)로부터 출력되는 정류 및 평활된 전압을 피드백부(150)를 통해 피드백 받아 전원변압기(110)의 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속한다.
전원변압기(110)의 2차측 코일에 유기된 전압은 제1 및 제2 출력회로부(120-1, 120-2)에서 정류 및 평활되고, 제1 및 제2 로드스위치(130-1, 130-2)는 외부에서 인가되는 온오프제어신호에 따라 스위칭함으로써 정류 및 평활된 전압을 출력한다.
그런데, 종래기술에 따르면, 다수개의 출력에 대한 대기전력은 각각의 출력회로부 후단에 배치된 각각의 로드스위치를 온오프시킴으로써 제어하게 되므로 출려회로부 수만큼의 로드스위치가 필요하게 된다. 또한, 개별 출력회로부의 정류 및 평활소자에 항상 전원이 인가되는 상태이므로 정류 및 평활소자에서는 항상 대기전력의 소모가 발생하게 된다.
본 발명은 하나의 스위치를 사용하여 부하단 전체의 대기전력을 감소시킬 수 있는 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치를 제공함에 목적이 있다.
본원의 제1 발명에 따른 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치는, 입력되는 정류전압에 대해 1, 2 차측 코일의 상호작용을 이용하여 전압을 유기하는 전원 변압기; 상기 전원 변압기의 2차 측에 배치되고, 병렬결합된 적어도 2 이상의 출력회로부; 상기 2 이상의 출력회로부의 일단과 접지 사이에 결합되고, 외부에서 인가되는 제어신호에 따라 온오프하는 대기전력 저감 소자; 상기 전원 변압기의 2차 측에 상기 출력회로부와 병렬결합된 보조출력부; 상기 보조출력부의 출력전압을 피드백시키는 피드백부; 및 상기 피드백부의 출력신호에 제어되어 상기 전원 변압기의 1차 측 코일에 흐르는 전류를 단속하기 위한 스위칭 제어부를 포함한다.
또한, 본원의 제2 발명에 따른 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치는, 입력되는 정류전압에 대해 1, 2 차측 코일의 상호작용을 이용하여 전압을 유기하는 전원 변압기; 상기 전원 변압기의 2차 측에 배치된 적어도 2 이상의 출력회로부; 상기 전원 변압기의 2차 측에 상기 출력회로부와 병렬결합된 보조출력부; 상기 출력회로부와 결합되는 상기 전원 변압기의 2차 측과 상기 보조출력부의 입력측 사이에 결합되고, 외부에서 인가되는 제어신호에 따라 온오프하는 대기전력 저감 소자; 상기 보조출력부의 출력전압을 피드백시키는 피드백부; 및 상기 피드백부의 출력신호에 제어되어 상기 전원 변압기의 1차 측 코일에 흐르는 전류를 단속하기 위한 스위칭 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 하나의 스위치를 사용하면서도 부하단 전체의 대기전력을 저감할 수 있는 유리한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치의 전체 회로도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치는, 전원변압기(210), 제1 출력회로부(220-1), 제2 출력회로부(220-2), 대기전력 저감 소자(230), 보조출력부(240), 피드백부(250), 스위칭 제어부(260)를 포함한다.
전원변압기(210)는 입력되는 정류전압을 1차측 코일과 2차측 코일의 상호작용에 의해, 2차측 코일에 전압을 유기한다. 본 발명의 일실시예에서는 상용전원 및 상용전원을 정류 및 평활하는 구성은 당업자에게 극히 자명한 사항이므로 생략하기로 한다.
CPU 또는 외부로부터 인가되는 제어신호(ON/OFF)에 따라 온오프되는 대기전력 저감 소자(230)의 동작에 따라 제1 및 제2 출력회로부(220-1, 220-2)의 출력이 전달되거나 차단된다. 여기서, 대기전력 저감 소자(230)는 기계식 스위치 혹은 전자식 스위치일 수 있다. 예컨대, 기계식 스위치는 릴레이일 수 있으며, 전자식 스위치는 BJT, FET, IGBT, GTO 등 반도체 소자 중 어느 하나일 수 있다.
스위칭 제어부(260)는 보조출력부(240)로부터 출력되는 정류 및 평활된 전압을 피드백부(250)를 통해 피드백 받아 전원변압기(210)의 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속한다. 피드백부(250)는 단순히 도선으로만 구성될 수도 있고, 도 1 및 도 2와 보이는 바와 같이, 포토 커플러로 구성될 수도 있으나, 이는 당업자에게 자명한 사항에 불과하므로 구체적인 구성은 생략하기로 한다.
제1 출력회로부(220-1) 및 제2 출력회로부(220-2)에는 제1 부하(Load1) 및 제2 부하(Load2)가 각각 결합될 수 있다. 여기서, 제1 출력회로부와 제2 출력회로부의 출력전압은 동일한 값을 가질 수 있거나 상이한 값을 가질 수도 있는 바, 이는 당업자에게 자명한 사항에 불과하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치의 전체 회로도로서, 도 2와 대부분의 구성이 동일하다. 다만, 도 2의 구성은 제1 및 제2 출력회로부가 대기전력 저감 소자(230)와 병렬 결합되는 한편, 도 3의 구성은 제1 및 제2 출력회로부가 대기전력 저감 소자(330)가 직렬결합된다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 다출력 스위칭 전원장치의 일예에 대한 회로도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치의 전체 회로도, 및
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치의 전체 회로도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
210: 전원변압기 220-1: 제1 출력회로부
220-2: 제2 출력회로부 230: 대기전력 저감 소자
240: 보조출력부 250: 피드백부
260: 스위칭 제어부

Claims (4)

  1. 입력되는 정류전압에 대해 1, 2 차측 코일의 상호작용을 이용하여 전압을 유기하는 전원 변압기;
    상기 전원 변압기의 2차 측에 배치되고, 병렬결합된 적어도 2 이상의 출력회로부;
    상기 2 이상의 출력회로부의 일단과 접지 사이에 결합되고, 외부에서 인가되는 제어신호에 따라 온오프하는 대기전력 저감 소자;
    상기 전원 변압기의 2차 측에 상기 출력회로부와 병렬결합된 보조출력부;
    상기 보조출력부의 출력전압을 피드백시키는 피드백부; 및
    상기 피드백부의 출력신호에 제어되어 상기 전원 변압기의 1차 측 코일에 흐르는 전류를 단속하기 위한 스위칭 제어부
    를 포함하는 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치.
  2. 입력되는 정류전압에 대해 1, 2 차측 코일의 상호작용을 이용하여 전압을 유기하는 전원 변압기;
    상기 전원 변압기의 2차 측에 배치된 적어도 2 이상의 출력회로부;
    상기 전원 변압기의 2차 측에 상기 출력회로부와 병렬결합된 보조출력부;
    상기 출력회로부와 결합되는 상기 전원 변압기의 2차 측과 상기 보조출력부 의 입력측 사이에 결합되고, 외부에서 인가되는 제어신호에 따라 온오프하는 대기전력 저감 소자;
    상기 보조출력부의 출력전압을 피드백시키는 피드백부; 및
    상기 피드백부의 출력신호에 제어되어 상기 전원 변압기의 1차 측 코일에 흐르는 전류를 단속하기 위한 스위칭 제어부
    를 포함하는 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 대기전력 저감 소자는, 기계식 스위치 혹은 전자식 스위치인 것을 특징으로 하는 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전원 변압기의 2차 측이 직렬형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 대기 상태시 소비 전력 절약을 위한 다출력 스위칭 전원 장치.
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