KR101030420B1 - Switching mode power supply for reducing standby power - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이는, 입력 전원에 연결되어 고주파 노이즈 성분을 제거하는 EMI 필터부; 상기 EMI 필터부에 연결되는 PFC부; 상기 PFC부에 연결되어 트랜스포머를 갖는 DC/DC부; 상기 DC/DC부에 연결되는 동기 정류기부; 상기 PFC부에 연결되고 상기 PFC부를 제어하는 PFC 제어기; 상기 DC/DC부에 연결되고 버스트 모드 동작 신호를 생성하는 DC/DC 제어기; 상기 동기 정류기부에 연결되어 상기 동기 정류기부를 제어하는 동기 정류기 제어기; 출력 전압을 센싱하여 오차신호를 생성한 후 상기 DC/DC 제어기에 전송하는 오차신호 생성부; 상기 DC/DC 제어기와 동기 정류기 제어기 사이에 위치하여 상기 DC/DC 제어기에서 생성된 버스트 모드 동작 신호가 인가되면 상기 동기 정류기 제어기를 오프시키는 동기 정류기 제어기 오프 신호를 상기 동기 정류기 제어기에 전송하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

Figure R1020080132885

대기전력, 버스트 모드, 동기 정류기, PFC, 옵토 커플러

According to the present invention, a switching mode power supply for reducing standby power may include: an EMI filter unit connected to an input power source to remove high frequency noise components; A PFC unit connected to the EMI filter unit; A DC / DC unit connected to the PFC unit and having a transformer; A synchronous rectifier unit connected to the DC / DC unit; A PFC controller connected to the PFC unit and controlling the PFC unit; A DC / DC controller coupled to the DC / DC unit and generating a burst mode operation signal; A synchronous rectifier controller connected to the synchronous rectifier to control the synchronous rectifier; An error signal generator for generating an error signal by sensing an output voltage and transmitting the generated error signal to the DC / DC controller; A control unit positioned between the DC / DC controller and the synchronous rectifier controller to transmit a synchronous rectifier controller off signal to the synchronous rectifier controller when the burst mode operation signal generated by the DC / DC controller is applied; It may include.

Figure R1020080132885

Standby Power, Burst Mode, Synchronous Rectifier, PFC, Optocoupler

Description

대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이{Switching mode power supply for reducing standby power}Switching mode power supply for reducing standby power

본 발명은 스위칭 모드 파워 서플라이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무부하 또는 경부하시 DC/DC부를 버스트 모드로 동작시키며, DC/DC부의 트랜스포머 2차측에 위치하는 동기 정류기 제어기를 오프시키는 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이에 관한 것이다.The present invention relates to a switching mode power supply, and more particularly, to operate the DC / DC unit in burst mode at no load or light load, and to reduce standby power for turning off the synchronous rectifier controller located at the transformer secondary side of the DC / DC unit. A switch mode power supply.

고전력밀도 스위칭 모드 파워 서플라이는 역률 및 하모닉 규제를 전담하는 PFC(Power Factor Correction)부와 원하는 출력전압을 얻을 수 있는 DC/DC부로 구성되는 이단 방식의 컨버터가 일반적이다. High power density switching mode power supplies are typically a two-stage converter consisting of a power factor correction (PFC) section dedicated to power factor and harmonic regulation and a DC / DC section to achieve the desired output voltage.

이와 같은 이단 방식의 컨버터에서 PFC부로는 부스트 컨버터가 많이 채택되지만 링크전압의 내압을 낮추기 위해서 벅 컨버터가 사용되기도 한다. 또한, DC/DC부로는 포워드 컨버터, 하프 브리지 컨버터 등의 펄스 폭 변조 방식으로 동작하는 컨버터와 스위칭 특성을 개선한 준공진 플라이벅 컨버터, LLC 공진 컨버터가 사용되고 있다.In this two-stage converter, a boost converter is widely used as the PFC unit, but a buck converter is also used to lower the breakdown voltage of the link voltage. In addition, converters that operate in a pulse width modulation method such as a forward converter and a half bridge converter, and a quasi-resonant flybuck converter and an LLC resonant converter having improved switching characteristics are used as the DC / DC unit.

한편 고전력밀도 스위칭 모드 파워 서플라이는 가전기기에 많이 사용되기 때문에 Energy Star 등과 같은 규제에 부합하기 위하여 대기전력을 줄이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.On the other hand, since high power density switching mode power supplies are widely used in home appliances, studies are being actively conducted to reduce standby power to meet regulations such as Energy Star.

그에 따라 최근의 DC/DC 제어기는 무부하 또는 경부하시 소비전력을 최소화하기 위하여 버스트 모드 방식을 채용하고 있다.Accordingly, recent DC / DC controllers employ burst mode to minimize power consumption at no load or light load.

또한, 고전력밀도 스위칭 모드 파워 서플라이의 경우 트랜스포머 2차측 정류단에 의한 도통 손실을 줄이기 위해 전력 스위치를 이용한 동기 정류기(Synchronous Rectifier;SR) 구성이 일반적이다. In addition, in the case of a high power density switching mode power supply, a synchronous rectifier (SR) configuration using a power switch is generally used to reduce the conduction loss caused by the transformer secondary rectifier stage.

보통 동기 정류기는 영전압 스위칭이 보장되기 때문에 스위치 양단 전압과 스위치에 흐르는 전류가 겹치지 않으므로 스위칭 손실은 발생하지 않는다. Normally, synchronous rectifiers ensure zero voltage switching, so switching voltages do not occur because the voltage across the switch does not overlap the current through the switch.

하지만, 동기 정류기에 사용되는 전력 스위치는 전류 용량이 매우 크므로 스위치의 출력 커패시턴스보다 입력 커패시턴스가 4~5배 이상 크게 되어 경부하 또는 무부하시 스위치 입력 커패시턴스를 충방전하기 위한 전력 손실이 커지는 문제가 있었다.However, since the power switch used in the synchronous rectifier has a very large current capacity, the input capacitance is more than 4 to 5 times larger than the output capacitance of the switch, resulting in a large power loss for charging and discharging the switch input capacitance at light load or no load. there was.

본 발명은 무부하 또는 경부하시 DC/DC부를 버스트 모드로 동작시키며, DC/DC부의 트랜스포머 2차측에 위치하여 동기 정류기를 제어하는 동기 정류기 제어기를 오프시킴으로써 소비전력을 최소화할 수 있는 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention operates the DC / DC unit in burst mode at no load or light load, and is located at the transformer secondary side of the DC / DC unit to turn off the synchronous rectifier controller for controlling the synchronous rectifier, thereby reducing standby power consumption. It is an object to provide a switched mode power supply.

본 발명에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이는, 입력 전원에 연결되어 고주파 노이즈 성분을 제거하는 EMI 필터부; 상기 EMI 필터부에 연결되는 PFC부; 상기 PFC부에 연결되어 트랜스포머를 갖는 DC/DC부; 상기 DC/DC부에 연결되는 동기 정류기부; 상기 PFC부에 연결되고 상기 PFC부를 제어하는 PFC 제어기; 상기 DC/DC부에 연결되고 버스트 모드 동작 신호를 생성하는 DC/DC 제어기; 상기 동기 정류기부에 연결되어 상기 동기 정류기부를 제어하는 동기 정류기 제어기; 출력 전압을 센싱하여 오차신호를 생성한 후 상기 DC/DC 제어기에 전송하는 오차신호 생성부; 상기 DC/DC 제어기와 동기 정류기 제어기 사이에 위치하여 상기 DC/DC 제어기에서 생성된 버스트 모드 동작 신호가 인가되면 상기 동기 정류기 제어기를 오프시키는 동기 정류기 제어기 오프 신호를 상기 동기 정류기 제어기에 전송하는 제어부; 를 포함할 수 있다.According to the present invention, a switching mode power supply for reducing standby power may include: an EMI filter unit connected to an input power source to remove high frequency noise components; A PFC unit connected to the EMI filter unit; A DC / DC unit connected to the PFC unit and having a transformer; A synchronous rectifier unit connected to the DC / DC unit; A PFC controller connected to the PFC unit and controlling the PFC unit; A DC / DC controller coupled to the DC / DC unit and generating a burst mode operation signal; A synchronous rectifier controller connected to the synchronous rectifier to control the synchronous rectifier; An error signal generator for generating an error signal by sensing an output voltage and transmitting the generated error signal to the DC / DC controller; A control unit positioned between the DC / DC controller and the synchronous rectifier controller to transmit a synchronous rectifier controller off signal to the synchronous rectifier controller when the burst mode operation signal generated by the DC / DC controller is applied; It may include.

본 발명에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이는, 입력 전원에 연결되어 고주파 노이즈 성분을 제거하는 EMI 필터부; 상기 EMI 필터부에 연결되는 PFC부; 상기 PFC부에 연결되어 트랜스포머를 갖는 DC/DC부; 상기 DC/DC부에 연결되는 동기 정류기부; 상기 PFC부에 연결되고 상기 PFC부를 제어하는 PFC 제어기; 상기 DC/DC부에 연결되고 버스트 모드 동작 신호를 생성하는 DC/DC 제어기; 상기 동기 정류기부에 연결되어 상기 동기 정류기부를 제어하는 동기 정류기 제어기; 출력 전압을 센싱하여 오차신호를 생성한 후 상기 DC/DC 제어기에 전송하는 오차신호 생성부; 출력단과 상기 동기 정류기 제어기 사이에 위치하여 상기 출력단의 부하전류를 센싱한 후 상기 부하전류가 미리 정해진 크기보다 작을 경우에 경부하 또는 무부하로 인식하여 상기 동기 정류기 제어기를 오프시키는 동기 정류기 제어기 오프 신호를 상기 동기 정류기 제어기에 전송하는 제어부; 를 포함할 수 있다.According to the present invention, a switching mode power supply for reducing standby power may include: an EMI filter unit connected to an input power source to remove high frequency noise components; A PFC unit connected to the EMI filter unit; A DC / DC unit connected to the PFC unit and having a transformer; A synchronous rectifier unit connected to the DC / DC unit; A PFC controller connected to the PFC unit and controlling the PFC unit; A DC / DC controller coupled to the DC / DC unit and generating a burst mode operation signal; A synchronous rectifier controller connected to the synchronous rectifier to control the synchronous rectifier; An error signal generator for generating an error signal by sensing an output voltage and transmitting the generated error signal to the DC / DC controller; A synchronous rectifier controller off signal is disposed between an output stage and the synchronous rectifier controller to sense a load current of the output stage and recognizes a light load or no load when the load current is smaller than a predetermined magnitude, thereby turning off the synchronous rectifier controller. A controller for transmitting to the synchronous rectifier controller; It may include.

본 발명에 있어서, 상기 DC/DC 제어기는 수신된 오차신호가 미리 정해진 크기보다 작을 경우에 출력단을 경부하 또는 무부하로 인식하여 버스트 모드 동작 신호를 생성하고 상기 DC/DC부를 버스트 모드로 동작하게 할 수 있다.In the present invention, when the received error signal is smaller than a predetermined size, the DC / DC controller recognizes the output terminal as light load or no load to generate a burst mode operation signal and operate the DC / DC unit in burst mode. Can be.

본 발명에 있어서, 상기 오차신호 생성부에 생성된 오차신호는 옵토 커플러를 통하여 상기 DC/DC 제어기에 전송될 수 있다.In the present invention, an error signal generated in the error signal generator may be transmitted to the DC / DC controller through an optocoupler.

본 발명에 있어서, 상기 EMI 필터부와 PFC부 사이에 상기 EMI 필터부를 통과한 입력 전압을 정류하는 정류부;를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the rectifier for rectifying the input voltage passing through the EMI filter unit between the EMI filter unit and the PFC unit; may further include a.

본 발명에 따르면, 무부하 또는 경부하시 DC/DC부를 버스트 모드로 동작시키 며, DC/DC부의 트랜스포머 2차측에 위치하여 동기 정류기를 제어하는 동기 정류기 제어기를 오프시킴으로써 동기 정류기의 전력 스위치 입력 커패시턴스에 의한 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by operating the DC / DC unit in burst mode at no load or light load, and by turning off the synchronous rectifier controller which is located on the transformer secondary side of the DC / DC unit to control the synchronous rectifier, The effect is to reduce the loss.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징 들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 본 발명에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a switching mode power supply for reducing standby power according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are provided with the same reference numerals. And duplicate description thereof will be omitted.

제 1 실시예First embodiment

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이의 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이 중 제어부의 회로도이다.1 is a block diagram of a switching mode power supply for reducing standby power according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a control unit of the switching mode power supply for reducing standby power according to a first embodiment of the present invention It is a circuit diagram.

도 1을 참고하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이는 EMI 필터부(11), PFC부(12), DC/DC부(13), 동기 정류기(14), PFC 제어기(15), DC/DC 제어기(16), 동기 정류기 제어기(17), 오차신호 생성부(18), 제어부(19)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a switching mode power supply for reducing standby power according to a first embodiment of the present invention includes an EMI filter unit 11, a PFC unit 12, a DC / DC unit 13, and a synchronous rectifier 14. ), A PFC controller 15, a DC / DC controller 16, a synchronous rectifier controller 17, an error signal generator 18, and a controller 19.

EMI 필터부(11)는 입력 전원에 연결되어 외부에서 발생한 고주파 노이즈 성분과 내부에서 발생한 고주파 노이즈 성분을 억제하는 역할을 할 수 있다.The EMI filter unit 11 may be connected to an input power source to suppress high frequency noise components generated from outside and high frequency noise components generated from inside.

PFC부(12)는 EMI 필터부(11)에 연결되어 역률 개선 및 하모닉 규제를 전담하는 역할을 할 수 있다.The PFC unit 12 may be connected to the EMI filter unit 11 to serve to improve power factor and harmonic regulation.

또한, EMI 필터부(11)와 PFC부(12) 사이에 EMI 필터부(11)를 통과한 입력전 압을 정류하는 정류부(20)를 더 포함할 수 있다.In addition, the rectifier 20 for rectifying the input voltage passing through the EMI filter unit 11 may be further included between the EMI filter unit 11 and the PFC unit 12.

DC/DC부(13)는 PFC부(12)에 연결되고, 1차측과 2차측을 갖는 트랜스포머를 포함하며 원하는 출력을 얻기 위하여 포워드 컨버터, 하프 브리지 컨버터 등의 펄스 폭 변조 방식으로 동작하는 컨버터와 스위칭 특성을 개선한 준공진 플라이벅 컨버터, LLC 공진 컨버터를 사용할 수 있다.The DC / DC unit 13 includes a transformer connected to the PFC unit 12 and including a transformer having a primary side and a secondary side and operating in a pulse width modulation scheme such as a forward converter, a half bridge converter, etc. to obtain a desired output. Quasi-resonant flybuck converters and LLC resonant converters with improved switching characteristics can be used.

동기 정류기(14)는 DC/DC부(13)에 연결되고 변압기 2차측 정류단에 의한 도통 손실을 줄이는 역할을 할 수 있다.The synchronous rectifier 14 is connected to the DC / DC unit 13 and may serve to reduce the conduction loss by the transformer secondary side rectifier stage.

PFC 제어기(15)는 PFC부(12)에 연결되어 PFC부(12)의 동작을 제어하는 역할을 할 수 있다. 또한, PFC 제어기(15)는 PFC부(12)의 출력측에 위치한 링크전압을 피드백하는 피드백단과 과전압이 인가되는 경우 회로를 보호하기 위한 과전압 보호단을 갖는다.The PFC controller 15 may be connected to the PFC unit 12 to control the operation of the PFC unit 12. In addition, the PFC controller 15 has a feedback terminal for feeding back the link voltage located on the output side of the PFC unit 12 and an overvoltage protection stage for protecting the circuit when an overvoltage is applied.

DC/DC 제어기(16)는 DC/DC부(13)에 연결되어 DC/DC부(13)의 동작을 제어하는 역할을 할 수 있다. 또한, DC/DC 제어기(16)는 후술하는 오차신호에 따라 버스트 모드 동작 신호를 생성할 수 있다.The DC / DC controller 16 may be connected to the DC / DC unit 13 to control the operation of the DC / DC unit 13. In addition, the DC / DC controller 16 may generate a burst mode operation signal according to an error signal described later.

동기 정류기 제어기(17)는 동기 정류기(14)에 연결되어 동기 정류기의 동작을 제어하는 역할을 할 수 있다.The synchronous rectifier controller 17 may be connected to the synchronous rectifier 14 and serve to control the operation of the synchronous rectifier.

오차신호 생성부(18)는 출력단에 연결되어 출력 전압을 센싱하여 오차신호를 생성한 후 이 오차신호를 DC/DC 제어기(16)에 전송할 수 있다.The error signal generator 18 may be connected to an output terminal to generate an error signal by sensing an output voltage, and then transmit the error signal to the DC / DC controller 16.

이때, 생성된 오차신호는 옵토 커플러(21)를 통하여 DC/DC 제어기(16)에 전송될 수 있다.In this case, the generated error signal may be transmitted to the DC / DC controller 16 through the optocoupler 21.

또한, 옵토 커플러(21)를 통해 오차신호 생성부(18)에서 생성된 오차신호가 DC/DC 제어기(16)에 인가되면, DC/DC 제어기(16)는 수신된 오차신호가 미리 정해진 크기보다 작을 경우 출력단을 경부하 또는 무부하로 인식하여 버스트 모드 동작 신호를 생성할 수 있다. 이 버스트 모드 동작 신호에 따라 DC/DC 제어기(16)는 DC/DC부(13)를 버스트 모드로 동작 시킬 수 있다.In addition, when the error signal generated by the error signal generator 18 through the opto-coupler 21 is applied to the DC / DC controller 16, the DC / DC controller 16 is a received error signal than the predetermined magnitude If it is small, the output stage can be recognized as light load or no load to generate a burst mode operation signal. According to the burst mode operation signal, the DC / DC controller 16 may operate the DC / DC unit 13 in the burst mode.

제어부(19)는 DC/DC 제어기(16)와 동기 정류기 제어기(17) 사이에 위치하여 DC/DC 제어기(16)에서 생성된 버스트 모드 동작 신호가 인가되면 동기 정류기 제어기(17)를 오프시키는 동기 정류기 제어기 오프 신호를 동기 정류기 제어기(17)에 전송할 수 있다.The control unit 19 is positioned between the DC / DC controller 16 and the synchronous rectifier controller 17 to turn off the synchronous rectifier controller 17 when the burst mode operation signal generated by the DC / DC controller 16 is applied. The rectifier controller off signal may be sent to the synchronous rectifier controller 17.

또한, 도 2를 참고하면, 제어부(19)는 트랜지스터, 옵토 커플러 및 복수의 저항을 포함할 수 있다. DC/DC 제어기(16)에서 생성된 버스트 모드 동작 신호가 인가되면 제어부(19)는 옵토 커플러(OC)를 통해 트랜스포머 2차측에 위치하는 동기 정류기 제어기(17)에 동기 정류기(14)를 오프(off) 시키는 동기 정류기 오프 신호를 전송할 수 있다.Also, referring to FIG. 2, the controller 19 may include a transistor, an optocoupler, and a plurality of resistors. When the burst mode operation signal generated by the DC / DC controller 16 is applied, the controller 19 turns off the synchronous rectifier 14 to the synchronous rectifier controller 17 located on the transformer secondary side through the optocoupler OC. synchronous rectifier off signal may be transmitted.

즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이는 DC/DC부(13)가 버스트 모드로 동작하는 경우 제어부(19)는 DC/DC 제어기(16)의 버스트 모드 동작 신호를 인가받아 동기 정류기 제어기(17)에 동기 정류기 오프 신호를 전송하여 동기 정류기 제어기(17)를 오프 시킴으로써, 동기 정류기(14) 내부의 바디 다이오드만을 통해 전력을 전달하여 동기 정류기 제어기(17)에서 소모되는 전력을 줄일 수 있다는 장점이 있다.That is, in the switching mode power supply for reducing standby power according to the first embodiment of the present invention, when the DC / DC unit 13 operates in the burst mode, the controller 19 may switch to the burst mode of the DC / DC controller 16. By receiving the operation signal and transmitting the synchronous rectifier off signal to the synchronous rectifier controller 17 to turn off the synchronous rectifier controller 17, the synchronous rectifier controller 17 transmits power through only the body diode inside the synchronous rectifier 14. There is an advantage that can reduce the power consumed in.

제 2 실시예Second embodiment

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이의 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이 중 제어부의 회로도이다.FIG. 3 is a block diagram of a switching mode power supply for reducing standby power according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view of a control unit of the switching mode power supply for reducing standby power according to a second embodiment of the present invention. It is a circuit diagram.

도 3을 참고하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이는 EMI 필터부(31), PFC부(32), DC/DC부(33), 동기 정류기(34), PFC 제어기(35), DC/DC 제어기(36), 동기 정류기 제어기(37), 오차신호 생성부(38), 제어부(39)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the switching mode power supply for reducing standby power according to the second embodiment of the present invention includes an EMI filter unit 31, a PFC unit 32, a DC / DC unit 33, and a synchronous rectifier 34. ), A PFC controller 35, a DC / DC controller 36, a synchronous rectifier controller 37, an error signal generator 38, and a controller 39.

EMI 필터부(31)는 입력 전원에 연결되어 외부에서 발생한 고주파 노이즈 성분과 내부에서 발생한 고주파 노이즈 성분을 억제하는 역할을 할 수 있다.The EMI filter unit 31 may be connected to an input power source to suppress high frequency noise components generated from the outside and high frequency noise components generated from the inside.

PFC부(32)는 EMI 필터부(31)에 연결되어 역률 개선 및 하모닉 규제를 전담하는 역할을 할 수 있다.The PFC unit 32 may be connected to the EMI filter unit 31 to serve to improve power factor and harmonic regulation.

또한, EMI 필터부(31)와 PFC부(32) 사이에 EMI 필터부(31)를 통과한 입력전압을 정류하는 정류부(40)를 더 포함할 수 있다.In addition, the rectifier 40 may further include a rectifier 40 rectifying the input voltage passing through the EMI filter unit 31 between the EMI filter unit 31 and the PFC unit 32.

DC/DC부(33)는 PFC부(32)에 연결되고, 1차측과 2차측을 갖는 트랜스포머를 포함하며 원하는 출력을 얻기 위하여 포워드 컨버터, 하프 브리지 컨버터 등의 펄스 폭 변조 방식으로 동작하는 컨버터와 스위칭 특성을 개선한 준공진 플라이벅 컨버터, LLC 공진 컨버터를 사용할 수 있다.The DC / DC unit 33 includes a transformer connected to the PFC unit 32 and includes a transformer having a primary side and a secondary side and operating in a pulse width modulation scheme such as a forward converter and a half bridge converter to obtain a desired output. Quasi-resonant flybuck converters and LLC resonant converters with improved switching characteristics can be used.

동기 정류기(34)는 DC/DC부(33)에 연결되고 변압기 2차측 정류단에 의한 도통 손실을 줄이는 역할을 할 수 있다.The synchronous rectifier 34 is connected to the DC / DC unit 33 and may serve to reduce the conduction loss by the transformer secondary side rectifier stage.

PFC 제어기(35)는 PFC부(32)에 연결되어 PFC부(32)의 동작을 제어하는 역할을 할 수 있다. 또한, PFC 제어기(35)는 PFC부(32)의 출력측에 위치한 링크전압을 피드백하는 피드백단과 과전압이 인가되는 경우 회로를 보호하기 위한 과전압 보호단을 갖는다.The PFC controller 35 may be connected to the PFC unit 32 to control the operation of the PFC unit 32. In addition, the PFC controller 35 has a feedback terminal for feeding back the link voltage located on the output side of the PFC unit 32 and an overvoltage protection stage for protecting the circuit when an overvoltage is applied.

DC/DC 제어기(36)는 DC/DC부(33)에 연결되어 DC/DC부(33)의 동작을 제어하는 역할을 할 수 있다. 또한, DC/DC 제어기(36)는 후술하는 오차신호에 따라 버스트 모드 동작 신호를 생성할 수 있다.The DC / DC controller 36 may be connected to the DC / DC unit 33 to control the operation of the DC / DC unit 33. In addition, the DC / DC controller 36 may generate a burst mode operation signal according to an error signal described later.

동기 정류기 제어기(37)는 동기 정류기(34)에 연결되어 동기 정류기의 동작을 제어하는 역할을 할 수 있다.The synchronous rectifier controller 37 may be connected to the synchronous rectifier 34 and serve to control the operation of the synchronous rectifier.

오차신호 생성부(38)는 출력단에 연결되어 출력 전압을 센싱하여 오차신호를 생성한 후 이 오차신호를 DC/DC 제어기(36)에 전송할 수 있다.The error signal generator 38 may be connected to an output terminal to generate an error signal by sensing an output voltage, and then transmit the error signal to the DC / DC controller 36.

이때, 생성된 오차신호는 옵토 커플러(41)를 통하여 DC/DC 제어기(36)에 전송될 수 있다.In this case, the generated error signal may be transmitted to the DC / DC controller 36 through the optocoupler 41.

또한, 옵토 커플러(41)를 통해 오차신호 생성부(38)에서 생성된 오차신호가 DC/DC 제어기(36)에 인가되면, DC/DC 제어기(36)는 수신된 오차신호가 미리 정해진 크기보다 작을 경우 출력단을 경부하 또는 무부하로 인식하여 버스트 모드 동작 신호를 생성할 수 있다. 이 버스트 모드 동작 신호에 따라 DC/DC 제어기(36)는 DC/DC부(33)를 버스트 모드로 동작 시킬 수 있다.In addition, when the error signal generated by the error signal generator 38 through the optocoupler 41 is applied to the DC / DC controller 36, the DC / DC controller 36 is a received error signal is more than a predetermined magnitude If it is small, the output stage can be recognized as light load or no load to generate a burst mode operation signal. In response to the burst mode operation signal, the DC / DC controller 36 may operate the DC / DC unit 33 in the burst mode.

제어부(39)는 출력단과 동기 정류기 제어기(37) 사이에 위치하여 출력단의 부하전류를 센싱한 후 부하전류가 미리 정해진 크기보다 작을 경우에 경부하 또는 무부하로 인식하여 동기 정류기 제어기(37)를 오프시키는 동기 정류기 제어기 오프 신호를 동기 정류기 제어기(37)에 전송할 수 있다.The control unit 39 is located between the output stage and the synchronous rectifier controller 37 to sense the load current of the output stage, and recognizes the light load or no load when the load current is smaller than a predetermined magnitude, thereby turning off the synchronous rectifier controller 37. A synchronous rectifier controller OFF signal may be transmitted to the synchronous rectifier controller 37.

도 4를 참고하면, 제어부(39)는 OP-AMP, 비교기, 커패시터 및 복수의 저항을 포함할 수 있다. 출력단에 위치한 과전류보호 회로부의 전류측정저항(미도시)을 이용하여 부하전류를 센싱한 후 이를 비교기(COMP)를 통해 비교하여 미리 정해진 크기보다 작을 경우 경부하 또는 무부하로 인식하여 동기 정류기 제어기(37)에 동기 정류기 제어기 오프 신호를 전송할 수 있다.Referring to FIG. 4, the controller 39 may include an OP-AMP, a comparator, a capacitor, and a plurality of resistors. The load current is sensed using the current measurement resistance (not shown) of the overcurrent protection circuit located at the output terminal, and compared with the comparator (COMP). When the load current is smaller than the predetermined size, it is recognized as a light load or no load and the synchronous rectifier controller 37 Send a synchronous rectifier controller off signal.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이는 출력단의 부하전류를 센싱한 후 경부하 또는 무부하로 판단되면 제어부(19)는 동기 정류기 제어기(17)에 동기 정류기 오프 신호를 전송하여 동기 정류기 제어기(17)를 오프 시킴으로써, 동기 정류기(14) 내부의 바디 다이오드만을 통해 전력을 전달하여 동기 정류기 제어기(17)에 의한 전력 손실을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.In the switching mode power supply for reducing standby power according to the second embodiment of the present invention, if the load current of the output terminal is sensed and is determined as light load or no load, the controller 19 sends a synchronous rectifier off signal to the synchronous rectifier controller 17. By turning off the synchronous rectifier controller 17, the power is transferred only through the body diode inside the synchronous rectifier 14, thereby minimizing the power loss by the synchronous rectifier controller 17.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이의 블럭도이다.1 is a block diagram of a switching mode power supply for reducing standby power according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이 중 제어부의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a control unit of a switching mode power supply for reducing standby power according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이의 블럭도이다.3 is a block diagram of a switching mode power supply for reducing standby power according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이 중 제어부의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a control unit of a switching mode power supply for reducing standby power according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11, 31: EMI 필터부 12, 32: PFC부11, 31: EMI filter unit 12, 32: PFC unit

13, 33: DC/DC부 14, 34: 동기 정류기부13, 33: DC / DC section 14, 34: synchronous rectifier section

15, 35: PFC 제어기 16, 36: DC/DC 제어기15, 35: PFC controller 16, 36: DC / DC controller

17, 37: 동기 정류기 제어기 18, 38: 오차신호 생성부17, 37: synchronous rectifier controller 18, 38: error signal generator

19, 39: 제어부 19, 39: control unit

Claims (8)

입력 전원에 연결되어 고주파 노이즈 성분을 제거하는 EMI 필터부;An EMI filter unit connected to an input power source to remove high frequency noise components; 상기 EMI 필터부에 연결되는 PFC부;A PFC unit connected to the EMI filter unit; 상기 PFC부에 연결되어 트랜스포머를 갖는 DC/DC부;A DC / DC unit connected to the PFC unit and having a transformer; 상기 DC/DC부에 연결되는 동기 정류기부;A synchronous rectifier unit connected to the DC / DC unit; 상기 PFC부에 연결되고 상기 PFC부를 제어하는 PFC 제어기;A PFC controller connected to the PFC unit and controlling the PFC unit; 상기 DC/DC부에 연결되고 버스트 모드 동작 신호를 생성하는 DC/DC 제어기;A DC / DC controller coupled to the DC / DC unit and generating a burst mode operation signal; 상기 동기 정류기부에 연결되어 상기 동기 정류기부를 제어하는 동기 정류기 제어기;A synchronous rectifier controller connected to the synchronous rectifier to control the synchronous rectifier; 출력 전압을 센싱하여 오차신호를 생성한 후 상기 DC/DC 제어기에 전송하는 오차신호 생성부;An error signal generator for generating an error signal by sensing an output voltage and transmitting the generated error signal to the DC / DC controller; 상기 DC/DC 제어기와 동기 정류기 제어기 사이에 위치하여 상기 DC/DC 제어기에서 생성된 버스트 모드 동작 신호가 인가되면 상기 동기 정류기 제어기를 오프시키는 동기 정류기 제어기 오프 신호를 상기 동기 정류기 제어기에 전송하는 제어부;A control unit positioned between the DC / DC controller and the synchronous rectifier controller to transmit a synchronous rectifier controller off signal to the synchronous rectifier controller when the burst mode operation signal generated by the DC / DC controller is applied; 를 포함하는 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이. Switching mode power supply for reducing standby power comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 DC/DC 제어기는 수신된 오차신호가 미리 정해진 크기보다 작을 경우에 출력단을 경부하 또는 무부하로 인식하여 버스트 모드 동작 신호를 생성하고 상기 DC/DC부를 버스트 모드로 동작하게 하는 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이.The DC / DC controller generates a burst mode operation signal by recognizing the output stage as light load or no load when the received error signal is smaller than a predetermined size, and for reducing standby power for operating the DC / DC unit in burst mode. Switching mode power supply. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오차신호 생성부에 생성된 오차신호는 옵토 커플러를 통하여 상기 DC/DC 제어기에 전송되는 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이.Switching mode power supply for reducing the standby power generated in the error signal generation unit is transmitted to the DC / DC controller via an opto-coupler. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 EMI 필터부와 PFC부 사이에 상기 EMI 필터부를 통과한 입력 전압을 정류하는 정류부;를 더 포함하는 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이.And a rectifier for rectifying the input voltage passing through the EMI filter unit between the EMI filter unit and the PFC unit. 입력 전원에 연결되어 고주파 노이즈 성분을 제거하는 EMI 필터부;An EMI filter unit connected to an input power source to remove high frequency noise components; 상기 EMI 필터부에 연결되는 PFC부;A PFC unit connected to the EMI filter unit; 상기 PFC부에 연결되어 트랜스포머를 갖는 DC/DC부;A DC / DC unit connected to the PFC unit and having a transformer; 상기 DC/DC부에 연결되는 동기 정류기부;A synchronous rectifier unit connected to the DC / DC unit; 상기 PFC부에 연결되고 상기 PFC부를 제어하는 PFC 제어기;A PFC controller connected to the PFC unit and controlling the PFC unit; 상기 DC/DC부에 연결되고 버스트 모드 동작 신호를 생성하는 DC/DC 제어기;A DC / DC controller coupled to the DC / DC unit and generating a burst mode operation signal; 상기 동기 정류기부에 연결되어 상기 동기 정류기부를 제어하는 동기 정류기 제어기;A synchronous rectifier controller connected to the synchronous rectifier to control the synchronous rectifier; 출력 전압을 센싱하여 오차신호를 생성한 후 상기 DC/DC 제어기에 전송하는 오차신호 생성부;An error signal generator for generating an error signal by sensing an output voltage and transmitting the generated error signal to the DC / DC controller; 출력단과 상기 동기 정류기 제어기 사이에 위치하여 상기 출력단의 부하전류를 센싱한 후 상기 부하전류가 미리 정해진 크기보다 작을 경우에 경부하 또는 무부하로 인식하여 상기 동기 정류기 제어기를 오프시키는 동기 정류기 제어기 오프 신호를 상기 동기 정류기 제어기에 전송하는 제어부;A synchronous rectifier controller off signal is disposed between an output stage and the synchronous rectifier controller to sense a load current of the output stage and recognizes a light load or no load when the load current is smaller than a predetermined magnitude, thereby turning off the synchronous rectifier controller. A controller for transmitting to the synchronous rectifier controller; 를 포함하며,Including; 상기 DC/DC 제어기는 수신된 오차신호가 미리 정해진 크기보다 작을 경우에 출력단을 경부하 또는 무부하로 인식하여 버스트 모드 동작 신호를 생성하고 상기 DC/DC부를 버스트 모드로 동작하게 하는 것인The DC / DC controller generates a burst mode operation signal by recognizing the output stage as light load or no load when the received error signal is smaller than a predetermined size, and makes the DC / DC unit operate in burst mode. 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이. Switched mode power supplies for reducing standby power. 삭제delete 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 오차신호 생성부에 생성된 오차신호는 옵토 커플러를 통하여 상기 DC/DC 제어기에 전송되는 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이.Switching mode power supply for reducing the standby power generated in the error signal generation unit is transmitted to the DC / DC controller via an opto-coupler. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 EMI 필터부와 PFC부 사이에 상기 EMI 필터부를 통과한 입력 전압을 정류하는 정류부;를 더 포함하는 대기전력 저감을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이.And a rectifier for rectifying the input voltage passing through the EMI filter unit between the EMI filter unit and the PFC unit.
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