KR101145977B1 - 전력 공급 장치, 상기 전력 공급 장치를 구비하는 3차원 ｌｅｄ ｔｖ 시스템 및 전력 공급 방법 - Google Patents

전력 공급 장치, 상기 전력 공급 장치를 구비하는 3차원 ｌｅｄ ｔｖ 시스템 및 전력 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정현파 형태의 교류전력을 이용하여 펄스 형태의 직류전력을 생성함에 있어서, 상기 교류전력의 첨두부분과 상기 직류전력의 첨두부분을 동일하게 하는 기능을 수행하는 전력 공급 장치를 개시한다. 상기 전력 공급 장치는, 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 펄스 형태의 직류전력으로 변형하며, 제1 변환기, 링크 커패시터 및 제2 변환기를 구비한다. 상기 제1 변환기는 상기 교류전력의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환시킨 변환 교류전력을 생성한다. 상기 링크 커패시터는 상기 변환 교류전력을 저장한다. 상기 제2 변환기는 상기 링크 커패시터에 저장된 변환 교류전력을 상기 직류전력으로 변형한다. 상기 변환 교류전력의 첨두부분과 상기 펄스 직류전력의 첨두부분은 일치한다.

Description

전력 공급 장치, 상기 전력 공급 장치를 구비하는 3차원 ＬＥＤ ＴＶ 시스템 및 전력 공급 방법{Power Supply Unit, 3 dimensional Light Emitting Diode Television system including the unit, and the method for supplying power}
본 발명은 전력 공급 장치에 관한 것으로, 특히 생성되는 펄스 형태의 직류전력의 첨두부분과 상기 직류전력을 생성하는데 사용된 교류전력의 첨두부분이 동일한 전력 공급 장치에 관한 것이다.
반도체 집적회로는 전기 제품이 사용되는 각 분야에서 여러 가지 용도로 사용되지만, 교류 전압원 또는 교류 전류원 보다는 직류 전압원 또는 직류 전류원에 의해 동작하는 것이 일반적이다. 그러나 전기 제품을 사용하는 일반 가정에는 교류 전원이 공급되고 있다. 이러한 환경에서 반도체 집적회로가 사용되는 시스템이 정상적으로 동작하도록 하기 위해서는, 상기 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원 변환 장치가 시스템에 구비되어야 할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 정현파 형태의 교류전력을 이용하여 펄스 형태의 직류전력을 생성함에 있어서, 상기 교류전력의 첨부부분과 상기 직류전력의 첨두부분을 일치시키는 기능을 수행하는 전력 공급 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 정현파 형태의 교류전력을 이용하여 펄스 형태의 직류전력을 생성함에 있어서, 상기 교류전력의 첨부부분과 상기 직류전력의 첨두부분을 일치시키는 기능을 수행하는 전력 공급 장치를 구비하는 3차원 LED TV 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 정현파 형태의 교류전력을 이용하여 펄스 형태의 직류전력을 생성함에 있어서, 상기 교류전력의 첨부부분과 상기 직류전력의 첨두부분을 일치시키는 전력 공급 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 전력 공급 장치는, 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 펄스 형태의 직류전력으로 변형하며, 제1 변환기, 링크 커패시터 및 제2 변환기를 구비한다. 상기 제1 변환기는 상기 교류전력의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환시킨 변환 교류전력을 생성한다. 상기 링크 커패시터는 상기 변환 교류전력을 충전한다. 상기 제2 변환기는 상기 링크 커패시터에 충전된 변환 교류전력을 상기 직류전력으로 변형한다. 상기 변환 교류전력의 첨두부분과 상기 펄스 직류전력의 첨두부분은 서로 일치한다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 3차원 LED TV 시스템은, 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 펄스 형태의 직류전력으로 변형하는 전력 공급 장치를 구비하며, 상기 전력 공급 장치는, 제1 변환기, 링크 커패시터, 제2 변환기 및 위상검출/제어장치를 구비한다. 상기 링크 커패시터는 상기 변환 교류전력을 충전한다. 상기 제1 변환기는 입력된 교류전력의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환시켜 생성시킨 변환 교류전력을 상기 링크 커패시터에 충전시킨다. 상기 제2 변환기는 상기 링크 커패시터에 충전된 전력을 일정한 직류전력으로 변형시키며, 동기제어신호에 응답하여 상기 변환 교류전력의 첨두부분과 상기 펄스 직류전력의 첨두부분을 일치시킨다. 상기 위상검출/제어장치는 상기 변환 직류전력의 위상을 검출하고, 상기 검출된 변환 직류전력의 위상 상태에 응답하여 상기 동기제어신호를 생성한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일면에 따른 전력 공급 방법은, 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 이용하여 최대전력을 공급하는 구간과 최소전력을 공급하는 구간을 구별하여 전력을 공급할 수 있는 펄스 형태의 직류전력을 생성하는 전력 공급 장치에서 수행하며, 일정한 주파수를 가지는 전력신호를 이용하여 전압 및 전류의 위상을 일치시킨 상기 교류전력을 생성하는 교류전력 생성단계, 상기 교류전력의 위상을 검출하는 교류전력 위상검출단계 및 상기 교류전력을 이용하여 상기 직류전력을 생성하는 직류전력 생성단계를 구비하며, 상기 교류전력의 첨두부분과 상기 직류전력의 첨두부분은 동일하다.
상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 전력 공급 방법은, 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 이용하여 다이오드에 전력을 공급하는 최대전력 공급구간과 다이오드에 전력을 공급하지 않는 최소전력 공급구간을 구별하여 전력을 공급할 수 있는 펄스 형태의 직류전력을 생성하는 3차원 LED TV 시스템에서 수행되며, 일정한 주파수를 가지는 전력신호를 이용하여 전압 및 전류의 위상을 일치시킨 상기 교류전력을 생성하는 교류전력 생성단계, 상기 교류전력의 위상을 검출하는 교류전력 위상검출단계 및 상기 교류전력을 이용하여 상기 직류전력을 생성하는 직류전력 생성단계를 구비하며, 상기 교류전력의 첨두부분과 상기 직류전력의 첨두부분은 동일하다.
본 발명은 전력 공급 장치의 설계 사양을 간단하게 하여, 전력 공급 장치의 설계 비용 및 크기를 감소시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전력 공급 장치를 나타낸다.
도 2는 교류전력의 첨두부분과 직류전력의 첨두부분이 서로 일치하지 않는 경우를 나타낸다.
도 3은 교류전력의 첨두부분과 직류전력의 첨두부분이 서로 일치하는 경우를 나타낸다.
도 4는 전력 공급 장치에 입력되는 교류전력의 파형도이다.
도 5는 교류전력이 최소값을 가지는 순간에 직류전력이 최대값을 가지는 경우를 나타낸다.
도 6은 교류전력이 최대값을 가지는 순간에 직류전력이 최대값을 가지는 경우를 나타낸다.
도 7은 컴퓨터 모의실험에 사용된 회로도이다.
도 8은 교류전력이 최소일 때 직류전력이 최대가 되는 경우에 대한 모의실험 결과이다.
도 9는 교류전력이 최대일 때 직류전력이 최대가 되는 경우에 대한 모의실험 결과이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 전력 공급 장치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력 공급 장치(100)는, AC 전력소스(110), 정류기(120), 제1 변환기(130), 위상검출/제어장치(140), 제2 변환기(150) 및 링크 커패시터(Clink)를 구비한다. 제2 변환기(150)의 출력 단자에 연결된 커패시터(Cout)는 제2 변환기(150)의 출력 용량(capacitance)을 의미하고, 저항(Pload)은 부하(load)의 모델 링 저항(resistance)을 의미한다.
도 1을 참조하면, 제1 변환기(130)의 동작에 의해 AC 전력소스(110)는 전압(v(t))과 전류(i(t))의 위상이 동일한 전력신호를 생성한다. 정류기(120)는 AC 전력소스(110)로부터 출력되는 전력신호를 정류하여 교류전력(Pin)을 생성한다. 정류기(120)로 예로서 도시한 전파정류기(full wave rectifier)는, 최종 부하가 요구하는 전력크기의 반(half)에 해당하는 전력 오프셋을 추가한 교류전력(Pin)을 생성한다. 전파정류기의 특성상 교류전력(Pin)의 주파수는 AC 전력소스(110)로부터 출력되는 전력신호의 주파수의 2배가 될 것이다.
도 1에는 정류기(rectifier) 의 예로서 전파정류기를 사용하였으나, 실시 예에 따라서는 반파정류기(hale wave rectifier)를 사용하는 것도 가능하다.
제1 변환기(130)는 전파정류기(120)를 통과한 교류전력(Pin)을 구성하는 전압 및 전류의 위상을 동일하게 한 후, 이를 링크 커패시터(Clink)에 충전시킨다. 제2 변환기(150)는 링크 커패시터(Clink)에 충전된 전력을 펄스 형태의 직류전력(Po)으로 변형시켜 출력한다. 제2 변환기(150)는 링크 커패시터(Clink)에 인가되는 교류전력의 위상을 검출하여, 교류전력(Pin)의 첨두부분과 생성시키고자 하는 직류전력(Po)의 첨두부분을 일치시키는 기능을 수행하는 기능블록(미도시)을 구비할 수 있다.
교류전력(Pin)의 첨두부분과 생성시키고자 하는 직류전력(Po)의 첨두부분을 일치시키는 과정은 상술한 바와 같이 제2 변환기(150)에 내장된(미도시) 기능블록에서 수행하게 할 수도 있지만, 외부로부터 인가되는 동기제어신호(CON)에 응답하여 상기 기능을 수행하는 것도 가능하다. 이러한 경우에는 교류전력(Pin)의 위상을 검출하고, 검출된 위상과 생성시키고자하는 직류전력의 위상을 일치시키는데 사용되는 동기제어신호(CON)를 생성하는 위상검출/제어장치(140)를 더 구비하여야 한다.
3차원 LED TV와 같은 일부 실시 예에서는 전력 공급 장치(100)로부터 일정한 크기의 전력을 공급받을 때보다 최대전력을 공급하는 시간과 최소전력을 공급하는 시간을 구분하는 펄스 형태의 직류전력을 공급받는 것이 일반적이므로, 본 발명에 따른 전력 공급 장치(100)는 펄스 형태의 직류전력을 생성하도록 한다.
또한 도 1에는 도시되지 않았지만, 펄스 형태의 직류전력의 경우 상대적으로 큰 전력을 공급하는 최대전력 공급구간과 상대적으로 낮은 전력을 공급하는 최소전력 공급구간의 폭은 서로 다르게 설정하는 것이 일반적이다. 이하에서는 최대전력 공급구간의 폭이 최소전력 공급구간의 폭에 비해 좁은 경우에 대하여 기재하고 있으나, 이 분야의 일반적인 기술자라면 누구든지 이와 반대의 경우도 아래의 설명으로부터 발명할 수 있을 것이다.
발명의 이해를 돕기 위해 본 발명에 따른 전력 공급 장치가 3차원 LED TV 시스템에 사용된 경우에 대하여 한정하여 설명한다. 특히, 생성된 펄스 형태의 직류전력의 최대전력 공급구간의 폭과 최소전력 공급구간의 폭의 비가 17 대 83인 경우에 한정하여 설명한다. 여기서 최대전력 공급구간에서는 3차원 LED TV 시스템을 구성하는 LED, 소리신호를 출력하는데 사용되는 기능블록 및 기본적인 동작에 필요한 기능 블록들에 최대전력을 공급하고, 최소전력 공급구간에서는 이들 중 LED에만 전력을 더 이상 공급하지 않는다.
본 발명에서는 입력된 교류전력(Pin)의 첨두부분과 생성된 직류전력(Po)의 첨두부분이 일치하도록 하는 것으로, 도 2를 예로 들어 첨두부분이 일치하지 않은 경우에 대하여 설명한다.
도 2는 교류전력의 첨두부분과 직류전력의 첨두부분이 서로 일치하지 않는 경우를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 교류전력(Pin)은 링크전압(Vlink)의 형태로 링크 커패시터(Clink)에 저장된다. 링크 커패시터(Clink) 전압은 제2 변환기(150)에 의해 펄스 형태의 직류전력(Po)으로 변환된다.
교류전력(Pin)의 크기가 직류전력(Po)의 크기에 비해 작은 경우(A 영역)에는 링크 커패시터(Clink)는 방전되며, 반대의 경우(B 영역)에는 그 차이만큼 링크 커패시터(Clink)에 충전된다. 교류전력(Pin)과 직류전력(Po)의 크기의 차이에 따라 링크전압(Vlink)의 크기는 변하게 되는데, 도 2를 참조하면, 링크전압(Vlink)의 크기는 최대값(Vlink.max)과 최소값(Vlink.min)을 갖는다.
링크 커패시터(Clink)에서 발생하는 충전과 방전은 교류전력(Pin)과 직류전력(Po)의 위상에 따라서 달라지므로, 입력전압 한 주기 동안의 2개의 영역(A, B)의 크기는 서로 같지만 교류전력(Pin)과 직류전력(Po)의 크기의 차이에서 발생하는 2개의 영역(A, B)의 크기는 일정하지 않게 된다.
즉, 링크 커패시터에서 많은 양의 전하가 방전되고 많은 양의 전하가 충전되도록 위상이 결정된다면, 링크전력(Plink)의 크기는 최대값(Vlink.max)과 최소값(Vlink . min)의 차이(리플)은 더 커지게 된다.
만일, 과전류 방지기능이 동작하는 경우의 시스템이라면, 링크전압(Vlink)의 최소값(Vlink.min)이 최초에 설계된 값에 비해 낮게 되는 경우 시스템이 일시 정지될 수도 있을 것이다. 시스템이 일시 정지되지 않는 경우라면 시스템의 온도 증가가 문제가 되어 결국 시스템이 정상적으로 동작하지 않게 될 것이다. 이러한 최악의 경우까지 고려하여 시스템을 설계하는 것도 가능하기는 하다. 이 경우에는 링크 커패시터(Clink)의 크기를 증가시키거나 하는 비용이 추가로 소요되는 단점이 있다.
도 2에 도시된 교류전력(Pin)의 주파수는 120Hz로 가정하였다. 따라서 교류전력(Pin)의 한 주기는 8.33ms(millisecond)가 되고, 직류전력(Po)의 한 주기의 17%를 차지하는 최대전력 공급구간이 0.42ms 되고 최소전력 공급구간의 폭은 6.91ms가 된다. 여기서 Vlink . avg는 링크전압(Vlink)의 중간값이다.
이어서 교류전력의 첨두부분과 직류전력의 첨두부분이 동일한 경우에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 전력 공급 장치가 3차원 LED TV 시스템에 사용되는 경우, 2차원 영상을 시청하고 있던 사용자가 3차원 영상을 보고자 하는 의사를 표시하였을 때, 교류전력(Pin)의 크기가 최대가 되거나 최소가 되는 지점을 감지하고, 교류전력(Pin)이 최대값을 가지는 지점과 직류전력(Po)의 최대구간의 중심을 일치시키거나, 교류전력(Pin)이 최소값을 가지는 지점과 직류전력(Po)의 최소구간의 중심을 일치시키는 방식으로 본원 발명에서 제안하는 전력 공급 장치를 구현할 수 있다.
도 3은 교류전력의 첨두부분과 직류전력의 첨두부분이 동일한 경우를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 교류전력(Pin)은 링크전압(Vlink)의 형태로 링크 커패시터(Clink)에 저장되며, 링크 커패시터(Clink)에 저장된 에너지는 제2 변환기(150)에 의해 펄스 형태의 직류전력(Po)으로 변환된다는 점은 도 2에 도시된 경우와 동일하다.
그러나 교류전력(Pin)의 첨두부분과 직류전력(Po)의 첨두부분이 동일할 경우, 전체의 시간 구간에서 교류전력(Pin)과 직류전력(Po)의 크기의 차이에서 발생하는 2개의 영역(A, B)의 크기는 항상 서로 같으며 최소가 된다. 따라서 링크전압(Vlink)의 최대값(Vlink.max)과 최소값(Vlink.min)에 차이(리플)는 최소가 된다. 시스템의 설계자는 더 작은 링크 커패시터(Clink)로 동일한 링크전압(Vlink) 리플을 가지는 시스템을 구성할 수 있다. 도 2와 도 3을 겹쳐서 비교하면, 도 2에 도시된 링크전압(Vlink)의 리플은 도 3에 도시된 링크전압(Vlink)의 리플에 비해 크다.
따라서 본 발명에 따른 전력 공급 장치로부터 출력되는 직류전력을 사용하는 경우에는 같은 크기의 링크 커패시터(Clink)로 링크전압(Vlink) 리플을 더 작게 만들어 줄 수 있다는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 장점을 예를 들어 설명한다.
빠른 이해를 돕기 위해 3차원 LED TV 시스템에서 전원을 소비하는 형태를 2가지로 구분하여 설명한다. 그 중 하나는 LED이고 나머지는 LED를 제외한 복수 개의 기능블록들에서 사용하는 전력이며, LED를 제외한 복수 개의 기능블록들에서 소비하는 전력을 160W(watts)라고 가정한다.
2차원 모드로 동작하는 경우, 복수 개의 LED가 연결된 120개의 각각의 스트링(string)에는 26V/50mA의 전력이 인가되고 있으므로 순시적으로 총 156W(=26×0.05×120)가 소비되며, 3차원 모드로 동작하는 경우, 복수 개의 LED가 연결된 120개의 각각의 스트링에는 40V/300mA의 전력이 전체 입력전압 한 주기 중 17%에 인가되고 있으므로, 17%의 구간 동안 총 1440W(=40×0.3×120)가 소비되고 있다.
따라서 2차원 모드로 동작할 경우 총 316W(=160+156)를 소모하게 되는데, 제2 변환기(150)의 효율을 0.9라고 가정하면 평균적으로는 약 350W를 소모하게 된다.
도 4는 전력 공급 장치에 입력되는 교류전력의 파형도이다.
도 4를 참조하면, 교류전력(Pin)의 빗금 친 부분으로 표시된 양만큼의 에너지가 링크 커패시터(Clink)에 충전 및 방전되면서 링크전압(Vlink)을 형성하게 된다. 최소 링크전압(Vlink)을 정격 390V와 대비하여 380V라고 제한을 가한다면, 링크 커패시터의 용량(Clink)은 수학식 1과 같이 소비전력(350W) 및 2개의 정격 전압과 수학식 1과 같은 연관성이 있다.
Figure 112010067562832-pat00001
수학식 1로부터 링크 커패시터의 용량(Clink)을 구하면 수학식 2와 같다.
Figure 112010067562832-pat00002
이어서 수학식 2와 같이 계산된 링크 커패시터의 용량(Clink)을 이용하여, 3차원 모드로 동작할 때, 특히 가장 최악의 상황인 교류전력(Pin)이 최소 값을 가지는 순간 직류전력(Po)이 최대값을 가지는 경우에 대하여 설명한다.
도 5는 교류전력이 최소값을 가지는 순간에 직류전력이 최대값을 가지는 경우를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 3차원 모드로 동작할 경우 405W(160 + 1440×0.17)를 부하에서 소모하게 되는데, 이때의 효율을 2차원 모드로 동작할 경우와 동일하게 0.9라고 가정하면, 평균적으로 소모하는 전력은 약 450W가 된다.
음영인 곳의 에너지 총량을 구하기 위해서, 링크 커패시터(Clink)에 충전이 시작되어 교류전력(Pin)의 평균까지 도달하는데 걸리는 시간은 수학식 3을 이용하여 계산한다.
Figure 112010067562832-pat00003
수학식 3으로부터 링크 커패시터(Clink)에 충전이 시작되어서 교류 전력(Pin)의 평균까지 도달하는데 걸리는 시간이 0.104TS임을 알 수 있다.
따라서 방전하는데 소비하는 시간(0.292TS) 동안 방전되는 전하량을 이용하여 링크전압(Vlink)의 최소전압(x)을 계산하면 수학식 4와 같다.
Figure 112010067562832-pat00004
= 240μ(3902-x2)/2
수학식 4를 정리하면 수학식 5가 되어 390V를 기준으로 최악의 경우 링크전압(Vlink)의 최소값이 362V까지 된다.
Figure 112010067562832-pat00005
도 6은 교류전력이 최대값을 가지는 순간에 직류전력이 최대값을 가지는 경우를 나타낸다.
도 6을 참조하여, 앞선 계산에서 사용된 조건을 그대로 사용하여, 본 발명의 아이디어에 따라 교류전력의 첨두부분과 직류전력의 첨두부분을 동일하게 하는 경우에 3차원 모드로 동작한다면, 링크 커패시터(Clink)의 리플 전압이 어느 정도까지 감소하는가 계산한다.
앞에서의 계산과 마찬가지로, 3차원 모드에서 소비하는 전력은 450W가 된다. 마찬가지로, 방전하는 에너지를 기준으로 전압의 리플을 계산한다. 이때 정현파의 최대점은 평평하다고 가정하고 계산한다.
Figure 112010067562832-pat00006
= 240μ(3902-x2)/2
수학식 6을 정리하면 수학식 7이 되어 390V를 기준으로 최악의 경우 링크전압(Vlink)의 최소값이 373V까지 된다.
Figure 112010067562832-pat00007
만일 본원발명과 같이 교류전력의 첨두부분 및 직류전력의 첨두부분을 동일하게 일치시키지 않고 무작위로 동작시킬 경우, 수학식 7의 결과와 같이 링크전압(Vlink)의 최소값(Vlink.min)을 373V가 되도록 하려면, 최악의 상황을 고려할 때 링크 커패시터의 용량(Clink)은 수학식 8과 같이 393μF이 되어야 한다.
Figure 112010067562832-pat00008
이는 기존에 사용하고 있는 링크 커패시터의 용량(Clink)이 240μF인데 비하면 153μF(=393-240) 이상의 용량을 가진 링크 커패시터가 추가로 더 필요하다는 것을 의미한다.
상기와 같은 수학연산은 설명의 편의를 위해 여러 가지 가정 전제 조건으로 계산된 것이다. 이하에서는 컴퓨터 모의실험을 통해 확인한 본원발명의 효과를 설명한다.
도 7은 컴퓨터 모의실험에 사용된 회로도이다.
도 8은 교류전력이 최소일 때 직류전력이 최대가 되는 경우에 대한 모의실험 결과이다.
도 9는 교류전력이 최대일 때 직류전력이 최대가 되는 경우에 대한 모의실험 결과이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 교류전력이 최소일 때 직류전력이 최대가 되는 경우(도 8) 링크전압의 리플이 34V(407V ~ 373V)가 되지만, 교류전력이 최대일 때 직류전력이 최대가 되는 경우(도 9) 링크전압의 리플이 22V(402V ~ 380V)가 된다는 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
110: AC 전원 소스
120: 정류기
130: 제1 변환기
140: 위상검출/제어장치
150: 제2 변환기

Claims (21)

  1. 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 펄스 형태의 직류전력으로 변형하는 전력 공급 장치에 있어서,
    상기 교류전력의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환시킨 변환 교류전력을 생성하는 제1 변환기;
    상기 변환 교류전력을 저장하는 링크 커패시터; 및
    상기 링크 커패시터에 저장된 변환 교류전력을 상기 직류전력으로 변형하는 제2 변환기를 구비하며,
    상기 변환 교류전력의 첨두부분과 상기 펄스 직류전력의 첨두부분은 일치하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 변환기는,
    수신한 상기 변환 교류전력의 위상을 자체적으로 검출하고, 검출된 변환 교류전력의 첨두부분과 생성하고자 하는 상기 직류전력의 첨두부분을 일치시키거나,
    외부로부터 인가되는 동기제어신호에 응답하여, 변환 교류전력의 첨두부분과 생성하고자 하는 상기 직류전력의 첨두부분을 일치시키는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변환 교류전력의 위상을 검출하고 상기 펄스 직류전력의 위상과 상기 검출된 변환 교류전력의 위상을 일치시킬 것을 지시하는 상기 동기제어신호를 생성하는 위상검출/제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 위상검출/제어장치는,
    상기 변환 교류전력이 최대 또는 최소가 되는 부분 중 적어도 하나의 부분을 검출하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    일정한 주파수를 가지는 전력신호를 정류하여 상기 교류전력을 생성하는 정류기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 정류기는,
    반파 정류기 또는 전파 정류기인 것을 특징으로 하는 전력 공급 장치.
  7. 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 펄스 형태의 직류전력으로 변형하는 전력 공급 장치를 구비하는 3차원 LED TV 시스템에 있어서,
    상기 전력 공급 장치는,
    입력된 교류전력의 전압 및 전류의 위상을 동일하게 변환시킨 변환 교류전력을 생성하는 제1 변환기;
    상기 변환 교류전력을 저장하는 링크 커패시터;
    상기 링크 커패시터에 저장된 전력을 일정한 직류전력으로 변형시키며, 동기제어신호에 응답하여 상기 변환 교류전력의 첨두부분과 상기 펄스 직류전력의 첨두부분을 일치시키는 제2 변환기; 및
    상기 변환 교류전력의 위상을 검출하고, 상기 검출된 변환 교류전력의 위상 상태에 응답하여 상기 동기제어신호를 생성하는 위상검출/제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 3차원 LED TV 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 위상검출/제어장치는,
    상기 변환 교류전력이 최대 또는 최소가 되는 부분 중 적어도 하나의 부분을 검출하는 것을 특징으로 하는 3차원 LED TV 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    일정한 주파수를 가지는 전력신호를 정류하여 상기 교류전력을 생성하는 정류기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3차원 LED TV 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 상기 직류전력은,
    발광다이오드(LED)에 전력을 공급하는 구간에는 펄스의 크기가 최대로 되고, 상기 발광다이오드에 전력을 공급하지 않지만 음성신호가 출력되고 있는 구간에서는 펄스의 크기가 최소로 되는 것을 특징으로 하는 3차원 LED TV 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 직류전력은,
    상기 펄스의 크기가 최대로 되는 구간이 상기 펄스의 크기가 최소로 되는 구간에 비해 좁은 것을 특징으로 하는 3차원 LED TV 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 펄스의 크기가 최대로 되는 구간과 상기 펄스의 크기가 최소로 되는 구간의 비는 17 대 83인 것을 특징으로 하는 3차원 LED TV 시스템.
  13. 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 이용하여 최대전력을 공급하는 구간과 최소전력을 공급하는 구간을 구별하여 전력을 공급할 수 있는 펄스 형태의 직류전력을 생성하는 전력 공급 장치의 전력 공급 방법에 있어서,
    일정한 주파수를 가지는 전력신호를 이용하여 전압 및 전류의 위상을 일치시킨 상기 교류전력을 생성하는 교류전력 생성단계;
    상기 교류전력의 위상을 검출하는 교류전력 위상검출단계; 및
    상기 교류전력을 이용하여 상기 직류전력을 생성하는 직류전력 생성단계를 구비하며,
    상기 교류전력의 첨두부분과 상기 직류전력의 첨두부분은 동일한 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 직류전력은,
    최대전력을 공급하는 구간이 최소전력을 공급하는 구간에 비해 좁은 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 직류전력은,
    최대전력을 공급하는 구간과 최소전력을 공급하는 구간의 비가 17 대 83인 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 직류전력의 최대전력을 공급하는 구간의 중앙부는 상기 교류전력의 최대값과 일치하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  17. 정현파 형태로 공급되는 교류전력을 이용하여 다이오드에 전력을 공급하는 최대전력 공급구간과 다이오드에 전력을 공급하지 않는 최소전력 공급구간을 구별하여 전력을 공급할 수 있는 펄스 형태의 직류전력을 생성하는 3차원 LED TV 시스템의 전력 공급 방법에 있어서,
    일정한 주파수를 가지는 전력신호를 이용하여 전압 및 전류의 위상을 일치시킨 상기 교류전력을 생성하는 교류전력 생성단계;
    상기 교류전력의 위상을 검출하는 교류전력 위상검출단계; 및
    상기 교류전력을 이용하여 상기 직류전력을 생성하는 직류전력 생성단계를 구비하며,
    상기 교류전력의 첨두부분과 상기 직류전력의 첨두부분은 동일한 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 직류전력은,
    최대전력 공급구간의 폭은 상기 최소전력 공급구간의 폭에 비해 좁은 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 직류전력은,
    최대전력 공급구간의 폭과 상기 최소전력 공급구간의 폭의 비가 17 대 83인 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 최대전력 공급구간의 중앙부는 상기 교류전력의 최대값과 일치하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 최소전력 공급구간에는 상기 3차원 LED TV 시스템을 구성하는 LED 다이오드를 제외한 복수의 기능블록들에 상기 최소전력을 공급하고,
    상기 최대전력 공급구간에는 상기 3차원 LED TV 시스템을 구성하는 LED 다이오드 및 복수의 기능블록들에 전체에 상기 최대전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 방법.
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