KR101141416B1 - 시스템 효율을 개선한 전원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 시스템 효율을 개선한 전원 장치는, 직류전압(Vdc)을 미리 설정된 크기의 동작 전압(Vcc) 및 제1 스탠바이 전압(Vstb1)으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압(Vstb1)을 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 제공하는 스탠바이 스테이지(200); 상기 스탠바이 스테이지(200)로부터의 동작 전압(Vcc)을 공급받고, 상기 직류전압(Vdc)을 미리 설정된 크기의 메인 전압(Vmain)으로 변환하여 상기 메인 전압(Vmain)을 메인 출력단(OUTmain)으로 제공하는 DC/DC 스테이지(300); 및 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압(Vstb2)으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)을 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 제공하는 메인/스탠바이 스테이지(400)를 포함할 수 있다.

Description

시스템 효율을 개선한 전원 장치{POWER SUPPLY WITH IMPROVED SYSTEM EFFICIENCY}
본 발명은 서버(Server)에 적용될 수 있는 전원 장치에 관한 것으로, 특히 메인 전압을 이용하여 스탠바이 전압을 공급하도록 함으로서, 스탠바이 전압을 공급하는 시스템의 효율을 높일 수 있는 시스템 효율을 개선한 전원 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기존의 서버용 전원은 스탠바이 전원을 생성하기 위해 간단한 구조를 가진 플라이백 컨버터가 사용될 수 있다. 이러한 플라이백 컨버터는 높은 전압 스트레스와 하드 스위칭으로 인해 효율이 낮다는 단점을 갖는다.
종래 서버용 전원 장치에서는, PFC(Power Factor Correction)부로부터의 직류 전원을 이용하여 스탠바이(Standby) 전원부가 동작전원 및 스탠바이 전원을 공급하고, DC/DC 스테이지는 상기 스탠바이(Standby) 전원부로부터 동작전원을 공급받고, 상기 PFC(Power Factor Correction)부로부터의 직류 전원을 이용하여 메인 전압을 공급하는 구조로 되어 있다.
그런데, 종래 서버용 전원장치에서, 상기 스탠바이 스테이지는 대개 플라이백 컨버터가 사용되며, 대략 230Vac 입력전압이 입력되는 상태에서, 50% 부하시 상기 PFC부의 효율은 대략 98%이고, 상기 DC/DC 스테이지의 효율은 96%이며, 상기 스탠바이 스테이지의 효율은 80% 정도이다.
따라서, 종래 서버용 전원장치는, 스탠바이 스테이지의 비중이 메인 전원부에 비하여 작음에도 불구하고 효율이 매우 낮으므로, 전원장치가 적용되는 서버의 전체 시스템의 효율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은, 메인 전압을 이용하여 스탠바이 전압을 공급하도록 함으로서, 스탠바이 전압을 공급하는 시스템의 효율을 높일 수 있는 시스템 효율을 개선한 전원 장치를 제공한다.
상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면은, 직류전압을 미리 설정된 크기의 동작 전압 및 제1 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압을 스탠바이 출력단으로 제공하는 스탠바이 스테이지; 상기 스탠바이 스테이지로부터의 동작 전압을 공급받고, 상기 직류전압을 미리 설정된 크기의 메인 전압으로 변환하여 상기 메인 전압을 메인 출력단으로 제공하는 DC/DC 스테이지; 및 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 메인/스탠바이 스테이지를 포함하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치를 제안한다.
또한, 본 발명의 제2 기술적인 측면은, 교류전압을 미리 설정된 크기의 직류전압으로 변환하는 PFC부; 상기 PFC부로부터의 직류전압을 미리 설정된 크기의 동작 전압 및 제1 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압을 스탠바이 출력단으로 제공하는 스탠바이 스테이지; 상기 스탠바이 스테이지로부터의 동작 전압을 공급받고, 상기 직류전압을 미리 설정된 크기의 메인 전압으로 변환하여 상기 메인 전압을 메인 출력단으로 제공하는 DC/DC 스테이지; 및 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 메인/스탠바이 스테이지를 포함하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치를 제안한다.
또한, 본 발명의 제3 기술적인 측면은, 직류전압을 미리 설정된 크기의 동작 전압 및 제1 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압을 스탠바이 출력단으로 제공하는 스탠바이 스테이지; 상기 스탠바이 스테이지로부터의 동작 전압을 공급받고, 상기 직류전압을 미리 설정된 크기의 메인 전압으로 변환하여 상기 메인 전압을 메인 출력단으로 제공하는 DC/DC 스테이지; 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 메인/스탠바이 스테이지; 및 상기 스탠바이 스테이지의 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결되어, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 상기 스탠바이 스테이지의 출력단에 연결된 전원 공급 라인을 오프시키는 보호 회로부를 포함하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치를 제안한다.
또한, 본 발명의 제3 기술적인 측면에서, 본 발명은, 교류전압을 미리 설정된 크기의 직류전압으로 변환하여 상기 직류전압을 상기 DC/DC 스테이지 및 스탠바이 스테이지에 제공하는 PFC부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1,제2 및 제3 기술적인 측면에서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는, 상기 메인 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드를 포함하고, 상기 제1 다이오드는, 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단으로 상기 제2 스탠바이 전압을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 기술적인 측면에서, 상기 보호 회로부는, 상기 스탠바이 스테이지의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 보호 다이오드를 포함하고, 상기 보호 다이오드는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 한다.
또는 상기 보호 회로부는, 상기 스탠바이 스테이지의 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결되는 보호 스위칭 소자를 포함하고, 상기 보호 스위칭 소자는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1,제2 및 제3 기술적인 측면에서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는, 상기 메인 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는, 제1 스위칭 제어신호에 의해 온되어 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 기술적인 측면에서, 상기 보호 회로부는, 상기 스탠바이 스테이지의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 보호 다이오드를 포함하고, 상기 보호 다이오드는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 한다.
또는, S상기 보호 회로부는, 상기 스탠바이 스테이지의 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결되는 보호 스위칭 소자를 포함하고, 상기 보호 스위칭 소자는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1,제2 및 제3 기술적인 측면에서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는, 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 전압으로 변환하는 전압 레귤레이터; 및 상기 전압 레귤레이터의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 제2 다이오드를 포함하고, 상기 제2 다이오드는, 상기 전압 레귤레이터로부터의 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단으로 상기 제2 스탠바이 전압을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 기술적인 측면에서, 상기 보호 회로부는, 상기 스탠바이 스테이지의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 보호 다이오드를 포함하고, 상기 보호 다이오드는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 보호 회로부는, 상기 스탠바이 스테이지의 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결되는 보호 스위칭 소자를 포함하고, 상기 보호 스위칭 소자는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 메인 전압을 이용하여 스탠바이 전압을 공급하도록 함으로서, 스탠바이 전압을 공급하는 시스템의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 메인/스탠바이 스테이지의 제1 구현예시도.
도 3은 본 발명의 메인/스탠바이 스테이지의 제2 구현예시도.
도 4는 본 발명의 메인/스탠바이 스테이지의 제3 구현예시도.
도 5는 본 발명의 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 제1 변형 예시도.
도 6은 본 발명의 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 제2 변형 예시도.
도 7은 본 발명의 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 동작 흐름도.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템 효율을 개선한 전원 장치는, 직류전압(Vdc)을 미리 설정된 크기의 동작 전압(Vcc) 및 제1 스탠바이 전압(Vstb1)으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압(Vstb1)을 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 제공하는 스탠바이 스테이지(200)와, 상기 스탠바이 스테이지(200)로부터의 동작 전압(Vcc)을 공급받고, 상기 직류전압(Vdc)을 미리 설정된 크기의 메인 전압(Vmain)으로 변환하여 상기 메인 전압(Vmain)을 메인 출력단(OUTmain)으로 제공하는 DC/DC 스테이지(300)와, 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압(Vstb2)으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)을 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 제공하는 메인/스탠바이 스테이지(400)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 전원 장치는, 교류전압을 미리 설정된 크기의 직류전압으로 변환하여 상기 직류전압을 상기 DC/DC 스테이지 및 스탠바이 스테이지에 제공하는 PFC부(100)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 메인/스탠바이 스테이지의 제1 구현예시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)는, 상기 메인 출력단(OUTmain)에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드(D)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 다이오드(D1)는, 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)을 제공하도록 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 메인/스탠바이 스테이지의 제2 구현예시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)는, 상기 메인 출력단(OUTmain)과 상기 스탠바이 출력단(OUTstb) 사이에 연결된 제1 스위칭 소자(SW1)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는, 제1 스위칭 제어신호에 의해 온되어 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)을 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 제공하도록 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 메인/스탠바이 스테이지의 제3 구현예시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)는, 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)을 미리 설정된 전압으로 변환하는 전압 레귤레이터(410)와, 상기 전압 레귤레이터(410)의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)에 연결된 캐소드를 갖는 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2 다이오드(D2)는, 상기 전압 레귤레이터(410)로부터의 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)을 제공하도록 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 제1 변형 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 전원장치는, 상기 스탠바이 스테이지(200)의 출력단과 상기 스탠바이 출력단(OUTstb) 사이에 연결되어, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2) 공급시 상기 스탠바이 스테이지(200)의 출력단에 연결된 전원 공급 라인을 오프시키는 보호 회로부(500)를 포함할 수 있다.
상기 보호 회로부(500)는, 상기 스탠바이 스테이지(200)의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)에 연결된 캐소드를 갖는 보호 다이오드(D5)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 보호 다이오드(D5)는, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2) 공급시 오프되도록 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 제2 변형 예시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 보호 회로부(500)는, 상기 스탠바이 스테이지(200)의 출력단과 상기 스탠바이 출력단(OUTstb) 사이에 연결되는 보호 스위칭 소자(SW2)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 보호 스위칭 소자(SW2)는, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2) 공급시 오프되도록 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 동작 흐름도이다. 도 7에서, S100은 상기 PFC부(100)에서 PFC동작을 수행하는 과정이다. S200은 스탠바이 전원부(200)에서 제1 스탠바이 전압(Vstb1) 및 동작전압(Vcc)을 생성하여 공급하는 과정이다. S300은 상기 DC/DC 스테이지(300)에서 DC/DC 변환 동작을 수행하는 과정이다. S400은 메인/스탠바이 스테이지(400)가 동작하여, 상기 메인 전압(Vmain)을 이용하여 제2 스탠바이 전압(Vstb2)을 공급하는 과정이다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 시스템 효율을 개선한 전원 장치에 대해 설명하면, 먼저 도 1에 도시된 본 발명의 전원 장치에서, PFC부(100)는 대략 90 내지 266Vac 범위내의 교류전압을 미리 설정된 크기의 직류전압(예, 380Vdc)으로 변환하여 상기 직류전압을 DC/DC 스테이지(300) 및 스탠바이 스테이지(200)에 제공할 수 있다(도 7의 S100에 해당됨).
상기 스탠바이 스테이지(200)는, 상기 PFC부(100)로부터의 직류전압(Vdc)을 미리 설정된 크기의 동작 전압(Vcc)(예, 10Vdc) 및 제1 스탠바이 전압(Vstb1)(예, 10Vdc)으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압(Vstb1)을 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 제공할 수 있다(도 7의 S200에 해당됨). 여기서, 상기 제1 스탠바이 전압(Vstb1)은 스탠바이 전압(Vstb)이 된다.
또한, 상기 DC/DC 스테이지(300)는, 상기 스탠바이 스테이지(200)로부터의 동작 전압(Vcc)을 공급받아서, 상기 DC/DC 스테이지(300)의 내부 회로가 동작하고, 이에 따라, 상기 DC/DC 스테이지(300)는, 상기 직류전압(Vdc)을 미리 설정된 크기의 메인 전압(Vmain)(예, 12Vdc)으로 변환하여 상기 메인 전압(Vmain)(예, 12 Vdc)을 메인 출력단(OUTmain)으로 제공할 수 있다(도 7의 S300에 해당됨).
그리고, 본 발명의 메인/스탠바이 스테이지(400)는, 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압(Vstb2)(예, 10V)으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)을 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 제공할 수 있다(도 7의 S400에 해당됨). 여기서, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)은 스탠바이 전압(Vstb)이 된다.
도 2를 참조하면, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)의 제1 구현예로서, 상기 메인 전압(Vmain)과 스탠바이 전압(Vstb)이 동일한 경우에는, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)가 제1 다이오드(D)를 포함할 수 있고, 이때, 상기 제1 다이오드(D1)는, 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)을 제공할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)의 제2 구현예로써, 상기 메인 전압(Vmain)과 스탠바이 전압(Vstb)이 동일한 경우에는, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)가 제1 스위칭 소자(SW1)를 포함할 수 있고, 이때 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는, 제1 스위칭 제어신호에 의해 온되어 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)을 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 제공할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 전원장치에서는, 상기 DC/DC 스테이지(300)에서 메인 전압(Vmain)이 공급되는 경우, 제1 스위칭 제어신호를 제공할 수 있도록 구현될 수 있으며, 이때, 상기 제1 스위칭 소자(SW1)는 상기 제1 스위칭 제어신호에 의해 오프될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)의 제3 구현예로써, 상기 메인 전압(Vmain)과 스탠바이 전압(Vstb)이 동일하지 않을 경우에는, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)가 전압 레귤레이터(410) 및 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 전압 레귤레이터(410)는 상기 DC/DC 스테이지(300)로부터의 메인 전압(Vmain)을 미리 설정된 전압으로 변환할 수 있다.
그리고, 상기 제2 다이오드(D2)는, 상기 전압 레귤레이터(410)로부터의 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단(OUTstb)으로 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)을 제공할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 제1 변형 예시도를 참조하면, 본 발명의 전원장치는 보호 회로부(500)를 포함할 수 있다.
상기 보호 회로부(500)는, 상기 스탠바이 스테이지(200)의 출력단과 상기 스탠바이 출력단(OUTstb) 사이에 연결되어, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2) 공급시 상기 스탠바이 스테이지(200)의 출력단에 연결된 전원 공급 라인을 오프시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)이 상기 스탠바이 스테이지(200)로 유입되는 것을 차단하여, 상기 스탠바이 스테이지(200)를 보호할 수 있다.
일예로, 상기 보호 회로부(500)가 보호 다이오드(D5)를 포함하는 경우, 상기 보호 다이오드(D5)는, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2) 공급시 오프될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 스탠바이 전압(Vstb1,Vstb2)이 각각 10Vdc일 경우, 상기 보호 다이오드(D5)는 오프상태가 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템 효율을 개선한 전원 장치의 제2 변형 예시도를 참조하면, 다른 일예로, 상기 보호 회로부(500)가 보호 스위칭 소자(SW2)를 포함하는 경우, 상기 보호 스위칭 소자(SW2)는, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2) 공급시 오프될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 전원장치에서는, 상기 제2 스탠바이 전압(Vstb2)이 공급되는 경우, 보호 스위칭 제어 신호를 제공할 수 있도록 구현될 수 있으며, 이때, 상기 보호 스위칭 소자(SW2)는 상기 보호 스위칭 제어 신호에 의해 오프될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 상기 스탠바이 전원부(200)는 DC/DC 스테이지(300)가 동작하지 않을 경우, PFC부(100)의 출력으로부터 스탠바이 스테이지(Standby Stage)(200)를 통하여 출력을 얻을 수 있으며, 상기 DC/DC 스테이지(300)가 동작할 경우에는 DC/DC 스테이지(30)와 메인/스탠바이 스테이지(400)를 통하여 출력을 얻을 수 있는 구조이다.
또한, 입력되는 교류전압이 대략 230Vac이고 50% 부하시 상기 PFC부(100)의 효율은 약 98%이고, 상기 DC/DC 스테이지(300)의 효율은 96%이며, 상기 스탠바이 스테이지(200)의 효율은 80%이고, 상기 메인/스탠바이 스테이지(400)의 전압 레귤레이터(410)의 효율은 92% 정도이다.
이에 따라, 상기 DC/DC 스테이지(300)와 상기 전압 레귤레이터(410) 두 단의 효율은 88%가 되므로, 스탠바이 스테이지를 통하여 스탠바이 전압을 얻는 경우보다 효율을 약 8% 정도 개선할 수 있다.
특히, 스탠바이 전압과 메인 전압이 같을 경우에는 상기 메인/스탠바이 스테이지가 전압레귤레이터가 제거할 수 있으며 이 때 효율 개선량은 약 16%가 된다.
100: PFC부 200 : 스탠바이 스테이지
300 : DC/DC 스테이지 400 : 메인/스탠바이 스테이지
410 : 전압 레귤레이터 500 : 보호 회로부
OUTmain : 메인 출력단 OUTstb : 스탠바이 출력단
D1 : 제1 다이오드 D2 : 제2 다이오드
D5 : 보호 다이오드 SW1 : 제1 스위칭 소자
SW2 : 보호 스위칭 소자

Claims (19)

  1. 직류전압을 미리 설정된 크기의 동작 전압 및 제1 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압을 스탠바이 출력단으로 제공하는 스탠바이 스테이지;
    상기 스탠바이 스테이지로부터의 동작 전압을 공급받고, 상기 직류전압을 미리 설정된 크기의 메인 전압으로 변환하여 상기 메인 전압을 메인 출력단으로 제공하는 DC/DC 스테이지; 및
    상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 메인/스탠바이 스테이지
    를 포함하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 메인 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드를 포함하고,
    상기 제1 다이오드는, 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단으로 상기 제2 스탠바이 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 메인 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자는, 제1 스위칭 제어신호에 의해 온되어 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 전압으로 변환하는 전압 레귤레이터; 및
    상기 전압 레귤레이터의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 제2 다이오드를 포함하고,
    상기 제2 다이오드는, 상기 전압 레귤레이터로부터의 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단으로 상기 제2 스탠바이 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  5. 교류전압을 미리 설정된 크기의 직류전압으로 변환하는 PFC부;
    상기 PFC부로부터의 직류전압을 미리 설정된 크기의 동작 전압 및 제1 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압을 스탠바이 출력단으로 제공하는 스탠바이 스테이지;
    상기 스탠바이 스테이지로부터의 동작 전압을 공급받고, 상기 직류전압을 미리 설정된 크기의 메인 전압으로 변환하여 상기 메인 전압을 메인 출력단으로 제공하는 DC/DC 스테이지; 및
    상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 메인/스탠바이 스테이지
    를 포함하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 메인 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드를 포함하고,
    상기 제1 다이오드는, 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단으로 상기 제2 스탠바이 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 메인 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자는, 제1 스위칭 제어신호에 의해 온되어 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 전압으로 변환하는 전압 레귤레이터; 및
    상기 전압 레귤레이터의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 제2 다이오드를 포함하고,
    상기 제2 다이오드는, 상기 전압 레귤레이터로부터의 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단으로 상기 제2 스탠바이 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  9. 직류전압을 미리 설정된 크기의 동작 전압 및 제1 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제1 스탠바이 전압을 스탠바이 출력단으로 제공하는 스탠바이 스테이지;
    상기 스탠바이 스테이지로부터의 동작 전압을 공급받고, 상기 직류전압을 미리 설정된 크기의 메인 전압으로 변환하여 상기 메인 전압을 메인 출력단으로 제공하는 DC/DC 스테이지;
    상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 제2 스탠바이 전압으로 변환하여 상기 제2 스탠바이 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 메인/스탠바이 스테이지; 및
    상기 스탠바이 스테이지의 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결되어, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 상기 스탠바이 스테이지의 출력단에 연결된 전원 공급 라인을 오프시키는 보호 회로부
    를 포함하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    교류전압을 미리 설정된 크기의 직류전압으로 변환하여 상기 직류전압을 상기 DC/DC 스테이지 및 스탠바이 스테이지에 제공하는 PFC부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 메인 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드를 포함하고,
    상기 제1 다이오드는, 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단으로 상기 제2 스탠바이 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 보호 회로부는,
    상기 스탠바이 스테이지의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 보호 다이오드를 포함하고,
    상기 보호 다이오드는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 보호 회로부는,
    상기 스탠바이 스테이지의 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결되는 보호 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 보호 스위칭 소자는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 메인 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자는, 제1 스위칭 제어신호에 의해 온되어 상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 상기 스탠바이 출력단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 보호 회로부는,
    상기 스탠바이 스테이지의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 보호 다이오드를 포함하고,
    상기 보호 다이오드는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 보호 회로부는,
    상기 스탠바이 스테이지의 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결되는 보호 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 보호 스위칭 소자는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  17. 제9항에 있어서, 상기 메인/스탠바이 스테이지는,
    상기 DC/DC 스테이지로부터의 메인 전압을 미리 설정된 전압으로 변환하는 전압 레귤레이터; 및
    상기 전압 레귤레이터의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 제2 다이오드를 포함하고,
    상기 제2 다이오드는, 상기 전압 레귤레이터로부터의 전압에 의해 턴온되어 상기 스탠바이 출력단으로 상기 제2 스탠바이 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 보호 회로부는,
    상기 스탠바이 스테이지의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 스탠바이 출력단에 연결된 캐소드를 갖는 보호 다이오드를 포함하고,
    상기 보호 다이오드는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 보호 회로부는,
    상기 스탠바이 스테이지의 출력단과 상기 스탠바이 출력단 사이에 연결되는 보호 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 보호 스위칭 소자는, 상기 제2 스탠바이 전압 공급시 오프되는 것을 특징으로 하는 시스템 효율을 개선한 전원 장치.
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