KR101108798B1 - 스위칭 모드 파워 서플라이 회로 - Google Patents

스위칭 모드 파워 서플라이 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 회로는, 라이브단(Live)과 뉴트럴단(Netural)을 통해 상용 라인 입력 전원에 연결된 EMI 필터부, 정류부, PFC부, 출력부, 스탠바이부를 갖는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 있어서, 상기 EMI 필터부는, 상기 상용 라인 입력 전원의 라이브단에 연결된 변류기(Current transformer); 상기 변류기의 다음 단에 위치하는 제 1 라인 필터; 상기 제 1 라인 필터의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 방전 저항; 상기 방전 저항의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 X-커패시터; 상기 X-커패시터의 다음 단에 연결된 릴레이단; 상기 릴레이단의 다음 단에 위치하는 제 2 라인 필터;를 포함하며, 상기 변류기는 정류 다이오드를 통해 상기 스탠바이부에 연결될 수 있다.
Figure R1020090037548
EMI 필터부, 변류기, 라인 필터, 정류 다이오드, 방전 저항

Description

스위칭 모드 파워 서플라이 회로{Switching mode power supply circuit}
본 발명은 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 EMI 필터부에 변류기를 추가하고, 이 변류기를 정류 다이오드를 통해 스탠바이부에 연결하여 대기 소비 전력을 줄이는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 페닝(penning) 가스를 방전 현상에 이용한 평판 표시 장치로서, 비교적 높은 압력의 네온(Ne) 또는 헬륨(He) 가스 등을 베이스 기체로 하여 유전체로 피복된 좁은 전극 간에 발생시킨 방전에 의한 발광 형상을 이용한 표시장치이다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널에는 그 구동을 위하여 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS) 회로가 필요하다. 스위칭 모드 파워 서플라이 회로는 외부로부터 공급되는 전기를 플라즈마 디스플레이 패널에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치로서, 반도체 스위칭 특성을 이용해 상용 주파수 이상의 고주파에 대한 단속 제어를 하고 충격을 완화시켜 주는 역할을 한다. 특히 플라즈마 디스플레이 패널용 스위칭 모드 파워 서플라이 회로는 이에 따라 스위칭 소자를 보호하고 초기 의 전원 인가시 이상 방전을 막기 위하여 특정 시퀀스에 맞추어 각 구성요소들에 전원을 인가할 필요가 있다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 지금까지 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관에 비해 두께가 얇고 가벼우며 고선명 대형화면의 구현이 가능하다는 장점이 있어 LCD(Liquid Crystal Display)와 함께 현재 평판 디스플레이 분야를 양분하고 있다.
그러나 최근 들어 전 세계적으로 에너지 절약 차원에서 대기 소비전력을 줄이기 위한 노력이 활발히 진행되고 있고, 이에 따라 플라즈마 디스플레이 패널 또는 LCD 구동을 위한 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 있어서도 대기 소비전력을 줄이기 위한 기술 개발이 필요하게 되었다.
본 발명은 EMI 필터부에 변류기를 추가하고, 이 변류기를 정류 다이오드를 통해 스탠바이부에 연결하여 대기 소비 전력을 줄이는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 회로는, 라이브단(Live)과 뉴트럴단(Netural)을 통해 상용 라인 입력 전원에 연결된 EMI 필터부, 정류부, PFC부, 출력부, 스탠바이부를 갖는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 있어서, 상기 EMI 필터부는, 상기 상용 라인 입력 전원의 라이브단에 연결된 변류기(Current transformer); 상기 변류기의 다음 단에 위치하는 제 1 라인 필터; 상기 제 1 라인 필터의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 방전 저항; 상기 방전 저항의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 X-커패시터; 상기 X-커패시터의 다음 단에 연결된 릴레이단; 상기 릴레이단의 다음 단에 위치하는 제 2 라인 필터;를 포함하며, 상기 변류기는 정류 다이오드를 통해 상기 스탠바이부에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 회로는, 라이브단과 뉴트럴단을 통해 상용 라인 입력 전원에 연결된 EMI 필터부, 정류부, PFC부, 출력부, 스탠바이부를 갖는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 있어서, 상기 EMI 필터부는, 상기 상용 라인 입력 전원의 뉴트럴단에 연결된 변류기; 상기 변류기의 다음 단에 위치하 는 제 1 라인 필터; 상기 제 1 라인 필터의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 방전 저항; 상기 방전 저항의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 X-커패시터; 상기 X-커패시터의 다음 단에 연결된 릴레이단; 상기 릴레이단의 다음 단에 위치하는 제 2 라인 필터;를 포함하며, 상기 변류기는 정류 다이오드를 통해 상기 스탠바이부에 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 릴레이단은, 일단이 상기 X-커패시터의 일단에 연결된 제 1 스위칭 수단; 일단이 상기 제 1 스위칭 수단의 타단에 연결되고, 타단이 상기 라인 필터에 연결된 제 2 스위칭 수단; 상기 제 1 스위칭 수단에 병렬 연결되는 서미스터(Thermistor);를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스위칭 수단은 트랜지스터일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 라인 필터와 제 2 라인 필터는 모두 컴온 모드 필터(Common mode filter)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 라인 필터는 컴온 모드 필터이고, 상기 제 2 라인 필터는 노멀 모드 필터(Normal mode filter)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 라인 필터는 노멀 모드 필터이고, 상기 제 2 라인 필터는 컴온 모드 필터일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 라인 필터와 제 2 라인 필터는 모두 노멀 모드 필터일 수 있다.
본 발명에 따르면, 스탠바이부와 라이브단 또는 뉴트럴단이 절연되어 서지(surge) 성분이 스탠바이부에 유입되지 않고, 스탠바이부의 출력으로 제 1 라인 필터와 방전 저항을 흐르는 전류를 변류기로 절연 및 변환하여 사용함으로써 대기 소비 전력을 줄이는 효과가 있다.
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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
이하, 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 회로의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 스위칭 모드 파워 서플라이 회로를 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 스위칭 모드 파워 서플라이 회로는 EMI 필터부(11), 정류부(12), PFC(Power Factor Correction)부(13), 출력부(14), 스탠바이부(15)를 포함할 수 있다.
EMI 필터부(11)는 상용 라인 입력 전원에 연결될 수 있다. EMI 필터부(11)는 상용 라인 입력 단자와 직접 연결되어 상용 라인 입력 전원으로부터 90 내지 270Vrms의 입력을 받고, 외부에서 발생한 고주파 노이즈와 내부에서 발생한 고주파 노이즈 성분을 억제하는 역할을 할 수 있다.
정류부(12)는 EMI 필터부(11)에 연결되어, EMI 필터부(11)를 통과한 교류 전압을 직류 전압으로 정류시킬 수 있다.
PFC부(13)는 정류부(12)에 연결되고, 고조파 규제 회피를 위해 정류부(12)를 통과한 90 내지 270Vrms의 상용 라인 입력 전원을 셋업(set-up) 또는 부스트업(boost-up)하여 약 370~400VDC 직류 전압을 출력하며 이로부터 다수의 DC/DC 컨버터를 거쳐 플라즈마 디스플레이 패널 구동에 필요한 다양한 전원들을 공급한다.
또한, 역률 개선을 수행하는 PFC부(13)는 정류부(12)의 다음 단에 위치하며 PFC 성능에 있어 우수한 특성을 보이는 부스트 토폴로지(Boost Topology)를 주로 채택하고 있다.
출력부(14)는 고전압의 서스테인 구동 전원(Vs) 및 어드레스 전원(VA)을 공급하는 다수의 DC/DC 컨버터와, 다수의 저전압(VM)을 공급하는 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있다.
또한, 서스테인 구동 전원(Vs)의 출력은 서스테인 구동 전원(Vs)으로 사용되는 동시에 스캔 전압(VSCAN)과 리셋 전압(VSET, VE)으로 입력된다. 이들 다수의 DC/DC 컨버터로부터 출력되는 전압은 플라즈마 디스플레이 패널 구동 보드로 입력되어 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키게 된다.
한편, 다수의 저전압(VM)을 공급하는 DC/DC 컨버터에 의해 저전압(VM)이 공급되는 다수의 저전압 소자들을 하나의 MULTI로 표시하였다.
스탠바이부(15)는 EMI 필터부(11)에 연결되어 스탠바이 모드시 스탠바이 전압을 출력시킬 수 있다.
또한, 도 1에는 도시하지 않았지만 최근에는 스탠바이부(15)와 MULTI를 하나의 트랜스로 통합하는 구성을 통해 스위칭 모드 파워 서플라이 회로의 가격을 낮추 기 위해 노력하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMI 필터부의 회로도이다.
도 2를 참고하면, EMI 필터부(11)는 변류기(current transformer; 111), 제 1 라인 필터(112), 방전 저항, X-커패시터(C), 릴레이단(113), 제 2 라인 필터(114), 정류 다이오드(115)를 포함할 수 있다.
변류기(111)는 상용 라인 입력 전원의 뉴트럴단(Neutral)에 연결될 수 있다. 또한, 도 2에 도시하지 않았지만, 변류기(111)는 상용 라인 입력 전원의 라이브(Live)단에 연결될 수 있다. 변류기(111)는 교류의 큰 전류에서 그것에 비례하는 작은 전류를 얻는 장치로써, 라이브단 또는 뉴트럴단으로부터 방전 저항으로 흐르는 전류로부터 그것에 비례하는 전류를 얻어 이 전류를 후술하는 정류 다이오드(115)를 통해 스탠바이부(15)에 공급할 수 있다.
제 1 라인 필터(112)는 변류기(111)의 다음 단에 연결될 수 있다.
방전 저항은 제 1 라인 필터(112)의 다음 단에 위치할 수 있으며, 일단이 라이브단에 연결될 수 있고, 타단이 뉴트럴단(Neutral)에 연결될 수 있다. 방전 저항은 안전 규격상의 방전 테스트(discharge test)를 위하여 스위칭 모드 파워 서플라이 회로의 EMI 필터에 필수적으로 사용될 수 있다.
X-커패시터(C)는 방전 저항의 다음 단에 위치할 수 있으며, 일단이 라이브단에 연결될 수 있고, 타단이 뉴트럴단에 연결될 수 있다.
릴레이단(113)은 X-커패시터(C)의 다음 단에 위치할 수 있으며, 제 1 스위칭 수단(S1), 제 2 스위칭 수단(S2), 서미스터(Thermistor)를 포함할 수 있다.
제 1 스위칭 수단(S1)은 일단이 X-커패시터(C)의 일단에 연결될 수 있다.
제 2 스위칭 수단(S2)은 일단이 제 1 스위칭 수단(S1)의 타단에 연결될 수 있고, 타단이 후술하는 제 2 라인 필터(114)에 연결될 수 있다.
또한, 제 1 스위칭 수단(S1) 및 제 2 스위칭 수단(S2)은 트랜지스터일 수 있다.
서미스터는 제 1 스위칭 수단(S1)에 병렬로 연결될 수 있으며, PFC부(13)에 과도 전류가 흐르는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
제 2 라인 필터(114)는 릴레이단(113)의 다음 단에 위치할 수 있다.
여기서, 제 1 라인 필터(112)와 제 2 라인 필터(114)는 컴온 모드 필터(commom mode filter) 또는 노멀 모드 필터(normal mode filter)일 수 있다. 즉, 제 1 라인 필터(112)와 제 2 라인 필터(114)가 모두 컴온 모드 필터이거나, 제 1 라인 필터(112)는 컴온 모드 필터이고 제 2 라인 필터(114)는 노멀 모드 필터이거나, 제 1 라인 필터(112)는 노멀 모드 필터이고 제 2 라인 필터(114)는 컴온 모드 필터이거나, 제 1 라인 필터(112)와 제 2 라인 필터(114)가 모두 노멀 모드 필터일 수 있다.
정류 다이오드(115)는 변류기(111)와 스탠바이부(15) 사이에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 회로는 상용 라인 입력 전원과 제 1 라인 필터(112) 사이에 변류기(111)를 추가하여 라이브단 또는 뉴트럴단에서 방전 저항으로 흐르는 전류로부터 그것에 비례하는 전류를 얻어 이 전류를 정류 다이오드(115)를 통해 스탠바이부(15)에 공급할 수 있다. 그리하여 스탠바이부(15)와 라이브단 또는 뉴트럴단이 절연되어 서지(surge) 성분이 스탠바이부(15)에 유입되는 것을 방지할 수 있고, 스탠바이부(15)의 출력으로 제 1 라인 필터(112)와 방전 저항을 흐르는 전류를 변류기(111)로 절연 및 변환하여 사용함으로써 대기 소비 전력을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 EMI 필터부(11)는 도 1과 같은 플라즈마 디스플레이 패널용 스위칭 모드 파워 서플라이 회로 뿐만 아니라 LCD용 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에도 사용될 수 있다.
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.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 스위칭 모드 파워 서플라이 회로를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMI 필터부의 회로도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11: EMI 필터부
12: 정류부
13: PFC부
14: 출력부
15: 스탠바이부
111: 변류기
112: 제 1 라인 필터
113: 릴레이단
114: 제 2 라인 필터
115: 정류 다이오드

Claims (8)

  1. 라이브단(Live)과 뉴트럴단(Netural)을 통해 상용 라인 입력 전원에 연결된 EMI 필터부, 정류부, PFC부, 출력부, 스탠바이부를 갖는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 있어서,
    상기 EMI 필터부는,
    상기 상용 라인 입력 전원의 라이브단에 연결된 변류기(Current transformer);
    상기 변류기의 다음 단에 위치하는 제 1 라인 필터;
    상기 제 1 라인 필터의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 방전 저항;
    상기 방전 저항의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 X-커패시터;
    상기 X-커패시터의 다음 단에 연결된 릴레이단;
    상기 릴레이단의 다음 단에 위치하는 제 2 라인 필터;를 포함하며,
    상기 변류기는 정류 다이오드를 통해 상기 스탠바이부에 연결되는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로.
  2. 라이브단과 뉴트럴단을 통해 상용 라인 입력 전원에 연결된 EMI 필터부, 정 류부, PFC부, 출력부, 스탠바이부를 갖는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로에 있어서,
    상기 EMI 필터부는,
    상기 상용 라인 입력 전원의 뉴트럴단에 연결된 변류기;
    상기 변류기의 다음 단에 위치하는 제 1 라인 필터;
    상기 제 1 라인 필터의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 방전 저항;
    상기 방전 저항의 다음 단에 위치하며, 일단이 라이브단에 연결되고 타단이 뉴트럴단에 연결된 X-커패시터;
    상기 X-커패시터의 다음 단에 연결된 릴레이단;
    상기 릴레이단의 다음 단에 위치하는 제 2 라인 필터;를 포함하며,
    상기 변류기는 정류 다이오드를 통해 상기 스탠바이부에 연결되는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 릴레이단은,
    일단이 상기 X-커패시터의 일단에 연결된 제 1 스위칭 수단;
    일단이 상기 제 1 스위칭 수단의 타단에 연결되고, 타단이 상기 라인 필터에 연결된 제 2 스위칭 수단;
    상기 제 1 스위칭 수단에 병렬 연결되는 서미스터(Thermistor);를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은 트랜지스터인 스위칭 모드 파워 서플라이 회로.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변류기는 상기 라이브단 또는 뉴트럴단에서 방전 저항으로 흐르는 전류에 비례하는 전류를 발생하는 것인
    스위칭 모드 파워 서플라이 회로.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변류기는 상기 라이브단 또는 뉴트럴단과 상기 스탠바이부를 절연하는 것인
    스위칭 모드 파워 서플라이 회로.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변류기는 상기 라이브단 또는 뉴트럴단에서 방전 저항으로 흐르는 전류에 비례하는 전류를 발생하여 스탠바이부로 공급하며, 이때, 상기 라이브단 또는 뉴트럴단과 상기 스탠바이부는 서로 절연되는 것인
    스위칭 모드 파워 서플라이 회로.
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