KR101153586B1

KR101153586B1 - 대기전력 저감형 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR101153586B1
Application number: KR1020100132297A
Authority: KR
Inventors: 권기현
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-11

Abstract

본 발명은, 역률보상을 위해, 인덕터, 다이오드 및 스위치 소자를 포함하고, 대기모드에서는 PFC 동작없이 기준전압을 제공하고, 정상 동작모드에서는 PFC 동작을 수행하는 역률 보상부; 상기 인덕터에 유도 결합된 보조 코일; 상기 역률 보상부의 동작시 상기 보조 코일을 통해 유도 결합된 전력에 상응하는 전압을 출력하는 PFC 동작 검출부; 상기 PFC 동작 검출부로부터의 직류 전압을 정상 동작 모드시 미리 설정된 레벨을 갖는 멀티 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터; 상기 DC/DC 컨버터로부터의 멀티 전압을 검출하는 출력 검출부; 상기 출력 검출부에서 상기 멀티 전압 검출 이전에는 상기 기준전압을 제공하고, 상기 멀티 전압 검출 이후에는 접지 전위를 제공하는 기준전압 공급부; 및 상기 멀티 전압 검출 이전에는 상기 기준전압에 상응하는 전압을 검출하고, 상기 멀티 전압 검출 이후에는 상기 PFC 동작 검출부에서 출력되는 전압에 상응하는 전압을 검출하는 전압 검출부를 포함할 수 있다.

Description

대기전력 저감형 전원 공급 장치{POWER SUPPLY FOR REDUCING STANDBY POWER}

본 발명은 대기전력 저감형 전원 공급 장치에 관한 것으로, 특히 스위칭모드 전원 공급 장치에서, 대기모드에서 불필요한 전력소비를 제거하여, 소비전력을 저감할 수 있는 대기전력 저감형 전원 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전원장치는 소형 및 고효율화를 위해 스위치모드 전원공급장치(SMPS)를 많이 사용한다. 이러한 전원장치는, 상용전원의 입력(90~264Vrms)을 이용하여, 시스템에서 필요로 하는 복수의 직류 전압을 제공하도록 구현된다.

통상, 가정이나 사무실 등에서 사용하는 전자장치들은 실제 사용할 때는 정상적으로 전원을 공급하는 정상모드를 수행하고, 유휴시간이나 사용하지 않는 시간에는 대기(standby)상태로 동작하는 대기모드를 수행하며, 이 대기모드에서는 동작 이벤트를 기다리게 된다.

이와 같은 대기상태에서 소비되는 전력은 매우 불필요한 것이기 때문에 대기모드에서 소비되는 전력인 대기전력을 줄이기 위한 방안들이 모색되고 있다.

종래 전원공급장치는, 고조파 규제 회피를 위하여 전원장치내에 상용 라인 (90~264Vrms)으로부터 입력을 받아 PFC(Power Factor Correction) 컨버터를 통하여 약 390V내외의 직류 전원을 만든다. 이후 DC/DC 컨버터를 이용하여 부하에 부합한 전원을 공급하게 된다.

한편, 대기전력 저감하는 종래 방법으로는, 대기모드에서 출력 전원을 차단하기 위한 스위치, 릴레이를 사용하거나 대기 전원 동작을 PWM으로 하여 간헐적인 동작하는 방식이 사용되기도 한다.

그러나, 종래 전력공급장치에서의 대기전력을 저감하는 방식은, 전술한 바와 같이, 출력을 차단하는 방식으로, 대기전력을 저감하는 효과는 있으나 한계가 있는 문제점이 있다.

즉, 대기모드인 경우에는 PFC가 동작하지 않는데, 이와 같이 PFC가 동작하지 않아도 PFC IC는 항상 입출력단의 상황을 검출하고 있기 때문에 대기전력이 소비되는 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은, 대기모드에서 불필요한 전력소비를 제거하여, 소비전력을 저감할 수 있는 대기전력 저감형 전원 공급 장치를 제공한다.

상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면은,

역률보상을 위해, 인덕터, 다이오드 및 스위치 소자를 포함하고, 대기모드에서는 PFC 동작없이 기준전압을 제공하고, 정상 동작모드에서는 PFC 동작을 수행하는 역률 보상부;

상기 PFC 동작 검출부로부터의 직류 전압을 정상 동작 모드시 미리 설정된 레벨을 갖는 멀티 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터;

상기 인덕터에 유도 결합된 보조 코일;

상기 역률 보상부의 동작시 상기 보조 코일을 통해 유도 결합된 전력에 상응하는 전압을 출력하는 PFC 동작 검출부;

상기 DC/DC 컨버터로부터의 멀티 전압을 검출하는 출력 검출부;

상기 출력 검출부에서 상기 멀티 전압 검출 이전에는 상기 기준전압을 제공하고, 상기 멀티 전압 검출 이후에는 접지 전위를 제공하는 기준전압 공급부; 및

상기 멀티 전압 검출 이전에는 상기 기준전압에 상응하는 전압을 검출하고, 상기 멀티 전압 검출 이후에는 상기 PFC 동작 검출부에서 출력되는 전압에 상응하는 전압을 검출하는 전압 검출부

를 포함하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치를 제안하는 것이다.

본 발명의 제1 기술적인 측면에서, 상기 대기전력 저감형 전원 공급 장치는, 상기 전원 공급 장치는, 교류 전압을 정류하는 정류부; 및 상기 정류부에 의해 정류된 전압을 검출하는 입력 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 입력 검출부는, 상기 정류부의 출력단과 접지 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2 분할 저항을 포함하고, 상기 제1 및 제2 분할 저항의 중간 접속노드에서 검출전압을 상기 역률 보상부에 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 PFC 동작 검출부는, 상기 대기모드에서는 상기 보조 코일로부터 유도 결합된 전력이 없으므로 로우레벨의 전압을 출력하고, 상기 정상 동작모드에서는 상기 보조 코일로부터 유도 결합된 전력에 상응하는 하이레벨의 전압을 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 역률 보상부는, 상기 입력 검출부로부터의 검출전압을 입력받아 동작하고, 상기 전압 검출부로부터의 검출전압에 기초해서 역률보상을 위해, 상기 스위치 소자를 제어하는 PFC IC를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 PFC 동작 검출부는, 상기 보조 코일의 양단에 연결되고, 상기 보조코일로부터 유기된 전력에 상응하는 전압을 정류하는 정류 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 구현 예로는, 상기 PFC 동작 검출부는, 상기 보조 코일에 연결된 일단을 갖고, 교류 옵셋을 제거하는 제1 커패시터; 상기 제1 커패시터의 타단과 상기 보조 코일의 타단에 연결되어, 상기 제1 커패시터에 의해 교류 옵셋이 제거된 전압을 정류하는 정류 회로부; 상기 정류 회로부의 출력단에 연결된 검출 접속노드와 상기 보조 코일의 타단 사이에 연결되어, 상기 정류 회로부의 출력전압에 포함된 리플을 제거하는 제2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 출력 검출부는, 상기 DC/DC 컨버터의 멀티 전압을 정류하는 정류 회로부; 및 상기 정류 회로부로부터의 전압을 안정화하는 RC 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 정류 회로부는, 상기 DC/DC 컨버터의 멀티 전압의 출력단에 연결된 일단을 갖는 제1 커패시터; 상기 제1 커패시터의 타단에 연결된 애노드와 상기 RC 회로에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드; 및 상기 제1 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와 접지에 연결된 캐소드를 갖는 제2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 RC 회로는, 상기 제1 다이오드의 캐소드단에 연결된 일단을 갖는 제1 저항; 상기 제1 저항의 타단에 연결된 상기 전압 검출부의 출력단과 접지 사이에 연결된 제2 저항; 및 상기 제2 저항에 병렬로 연결된 제2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기준전압 검출부는, 상기 기준전압을 제공받는 전압단에 제3 저항을 통해 연결되고, 제4 저항을 통해 상기 검출 접속노드에 연결된 컬렉터와 상기 RC 회로의 출력단에 연결된 베이스와 접지에 연결된 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전압 검출부는, 상기 검출 접속노드의 전압을 사전에 설정된 제1 분할비로 제1 검출전압을 검출하여 상기 역률 보상부에 제공하는 제1 검출 회로; 및 상기 검출 접속노드의 전압을 사전에 설정된 제2 분할비로 제2 검출전압을 검출하여 DC/DC 컨버터에 제공하는 제2 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 스위칭모드 전원 공급 장치에서, 대기모드에서는 PFC 회로로부터의 기준전압을 이용하여 검출동작을 수행하고, 정상 동작모드에서는 보조코일을 이용하여 검출 동작을 수행하도록 함으로써, 대기모드에서 불필요한 전력소비를 제거하여, 소비전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 블록도.
도 2는 도 1의 전원 공급 장치의 요부 상세 회로도.
도 3은 본 발명의 타이밍 챠트.

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 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 역률보상을 위해, 인덕터(L1), 다이오드(D1) 및 스위치 소자(SW1)를 포함하고, 대기모드에서는 PFC 동작없이 기준전압(Vstby)을 제공하고, 정상 동작모드에서는 PFC 동작을 수행하는 역률 보상부(30)와, 상기 PFC 동작 검출부(100)로부터의 직류 전압을 정상 동작 모드시 미리 설정된 레벨을 갖는 멀티 전압(Vmulti)으로 변환하는 DC/DC 컨버터(40)와, 상기 인덕터(L1)에 유도 결합된 보조 코일(Laux)과, 상기 역률 보상부(30)의 동작시 상기 보조 코일을 통해 유도 결합된 전력에 상응하는 전압을 출력하는 PFC 동작 검출부(100)와, 상기 DC/DC 컨버터(40)로부터의 멀티 전압(Vmulti)을 검출하는 출력 검출부(200)와, 상기 출력 검출부(200)에서 상기 멀티 전압(Vmulti) 검출 이전에는 상기 기준전압(Vstby)을 제공하고, 상기 멀티 전압(Vmulti) 검출 이후에는 접지 전위를 제공하는 기준전압 공급부(300)와, 상기 멀티 전압(Vmulti) 검출 이전에는 상기 기준전압(Vstby)에 상응하는 전압을 검출하고, 상기 멀티 전압(Vmulti) 검출 이후에는 상기 PFC 동작 검출부(100)에서 출력되는 전압에 상응하는 전압을 검출하는 전압 검출부(400)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 역률 보상부(30)는, 상기 인덕터(L1), 다이오드(D1) 및 스위치 소자(SW1)는, 통상의 역률 보상부에 포함되는 소자들이며, 입력단에 인덕터(L1)에 연결되고, 출력단에 다이오드(D1)가 연결되며, 상기 인덕터(L1)와 다이오드(D1)간의 접속노드와 접지 사이에 스위치 소자(SW1)가 연결되어 있다.

또한, 상기 역률 보상부(30)는, 상기 입력 검출부(20)로부터의 검출전압(V1)을 입력받아 동작하고, 상기 전압 검출부(400)로부터의 검출전압에 기초해서 역률보상을 위해, 상기 스위치 소자(SW1)를 제어하는 PFC IC를 포함할 수 있다.

상기 역률 보상부(30)는, 상기 인덕터(L1)에 유도 결합된 유도 코일(L2)과, 두 접지 사이에 상기 유도 코일(L2)과 직렬로 연결되어, 상기 인덕터(L1)에 흐르는 전류에 기초해서 제로크로싱검출(ZCD)을 위한 제3 및 제4 분할 저항(R3,R4)을 포함할 수 있다.

한편, 상기 전원 공급 장치는, 교류 전압을 정류하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)에 의해 정류된 전압을 검출하는 입력 검출부(20)와, 상기 PFC 동작 검출부(100)로부터의 직류 전압을 미리 설정된 레벨을 갖는 전압을 변환하는 DC/DC 컨버터(40)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 입력 검출부(20)는, 상기 정류부(10)의 출력단과 접지 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2 분할 저항(R1,R2)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 분할 저항(R1,R2)의 중간 접속노드에서 검출전압(V1)을 상기 역률 보상부(30)에 출력하도록 이루어질 수 있다.

도 1에서, 상기 PFC 동작 검출부(100)는, 상기 대기모드에서는 상기 보조 코일(Laux)로부터 유도 결합된 전력이 없으므로 로우레벨의 전압을 출력하고, 상기 정상 동작모드에서는 상기 보조 코일(Laux)로부터 유도 결합된 전력에 상응하는 하이레벨의 전압을 출력하도록 이루어질 수 있다.

도 2는 도 1의 전원 공급 장치의 요부 상세 회로도이다.

도 2를 참조하면, 상기 PFC 동작 검출부(100)는, 상기 보조 코일(Laux)의 양단에 연결되고, 상기 보조코일(Laux)로부터 유기된 전력에 상응하는 전압을 정류하는 정류 회로부(111)를 포함할 수 있다.

상기 PFC 동작 검출부(100)는, 상기 보조 코일(Laux)에 연결된 일단을 갖고, 교류 옵셋을 제거하는 제1 커패시터(C11)와, 상기 제1 커패시터(C11)의 타단과 상기 보조 코일(Laux)의 타단에 연결되어, 상기 제1 커패시터(C11)에 의해 교류 옵셋이 제거된 전압을 정류하는 정류 회로부(111)와, 상기 정류 회로부(111)의 출력단에 연결된 검출 접속노드(Nd)와 상기 보조 코일(Laux)의 타단 사이에 연결되어, 상기 정류 회로부(111)의 출력전압에 포함된 리플을 제거하는 제2 커패시터(C12)를 포함할 수 있다.

상기 정류 회로부(111)는, 상기 제1 커패시터(C11)에 의해 교류 옵셋이 제거된 전압을 반파 정류할 수 있는 반파 정류와 상기 제1 커패시터(C11)에 의해 교류 옵셋이 제거된 전압을 전파 정류할 수 있는 전파 정류중 어느 하나로 구현될 수 있다.

상기 출력 검출부(200)는, 상기 DC/DC 컨버터(40)의 멀티 전압(Vmulti)을 정류하는 정류 회로부(210)와, 상기 정류 회로부(210)로부터의 전압을 안정화하는 RC 회로(220)를 포함할 수 있다.

상기 정류 회로부(210)는, 상기 DC/DC 컨버터(40)의 멀티 전압(Vmulti)의 출력단에 연결된 일단을 갖는 제1 커패시터(C21)와, 상기 제1 커패시터(C21)의 타단에 연결된 애노드와 상기 RC 회로(220)에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드(D21)와, 상기 제1 다이오드(D21)의 애노드에 연결된 캐소드와 접지에 연결된 캐소드를 갖는 제2 다이오드(D22)를 포함할 수 있다.

상기 RC 회로(220)는, 상기 제1 다이오드(D21)의 캐소드단에 연결된 일단을 갖는 제1 저항(R21)과, 상기 제1 저항(R21)의 타단에 연결된 상기 전압 검출부(200)의 출력단과 접지 사이에 연결된 제2 저항(R22)과, 상기 제2 저항(R22)에 병렬로 연결된 제2 커패시터(C22)를 포함할 수 있다.

상기 기준전압 검출부(300)는, 상기 기준전압(Vstby)을 제공받는 전압단에 제3 저항(R31)을 통해 연결되고, 제4 저항(R32)을 통해 상기 검출 접속노드(Nd)에 연결된 컬렉터와 상기 RC 회로(220)의 출력단에 연결된 베이스와 접지에 연결된 트랜지스터(Q31)를 포함할 수 있다.

상기 전압 검출부(400)는, 상기 검출 접속노드(Nd)의 전압을 사전에 설정된 제1 분할비로 제1 검출전압(Vsen1)을 검출하여 상기 역률 보상부(30)에 제공하는 제1 검출 회로(121)와, 상기 검출 접속노드(Nd)의 전압을 사전에 설정된 제2 분할비로 제2 검출전압(Vsen2)을 검출하여 DC/DC 컨버터(40)에 제공하는 제2 검출 회로(122)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 타이밍 챠트이다.

도 3에서, Vac는 상기 정류부(10)에 입력되는 상용 교류 전압이다. Vstby는 시스템에 교류 전원이 입력되면 대기모드에서 리모콘을 통한 파워온 등과 같은 제어신호를 감지하는데 필요한 대기전압(Vstby)이다. PFC IC는 상기 역률 보상부(30)에 포함되어, 상기 역률보상 및 승압을 위해 상기 스위치 소자(SW1)를 제어하는 IC이다. 파워온은 대기모드로 동작중인 적용 시스템의 파워를 온하는 시점을 나타낸다. PFC 동작은 상기 파워온이 되면, 상기 PFC IC가 상기 스위치 소자(SW1)를 제어하는 시점을 나타낸다. Vmulti는 상기 DC/DC 컨버터(40)에서 출력되는 멀티 전압이다. Tau는 보조코일을 통한 전압 검출이 수행되는 시간을 나타낸다.

그리고, Tp는 파워온시점에서 PFC IC가 동작하는 시점까지의 시간을 나타내고, Td는 PFC 동작시점부터 안정화되는데 걸리는 지연 시간이이고, Tic은 대기전압(Vstby) 출력시점부터 멀티전압(Vmulti)이 출력되는 시점까지의 시간이다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 설명하면, 먼저 도 1에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치는, 정류부(10), 입력 검출부(20), 역률 보상부(30), DC/DC 컨버터(40), PFC 동작 검출부(100), 출력 검출부(200), 기준전압 검출부(300) 및 전압 검출부(400)를 포함할 수 있다.

상기 정류부(10)는, 입력되는 교류 상용 전압을 정류하여 역률 보상부(30)로 출력한다. 상기 입력 검출부(20)는 상기 정류부(10)에 의해 정류된 전압을 검출하여 제1 검출전압(V1)을 상기 역률 보상부(30)에 제공한다. 여기서, 도 3에 도시한 바와 같은 일정한 주파수를 갖는 상기 교류 상용 전압은, 대략 90~264Vrms이다.

즉, 상기 입력 검출부(20)는, 상기 정류부(10)의 출력단과 접지 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2 분할 저항(R1,R2)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 분할 저항(R1,R2)의 중간 접속노드에서 검출전압(V1)을 상기 역률 보상부(30)에 출력한다.

이에 따라, 상기 역률 보상부(30)는 상기 입력 검출부(20)로부터 제1 검출전압(V1)을 공급받으므로 동작 가능한 상태가 되며, 이에 따라 리모콘 등과 같은 원격제어기를 통한 파워온신호나 파워온 버튼의 직접 선택에 따라 파워온에 응답하여 동작할 수 있게 된다.

상기 역률 보상부(30)는, 역률보상을 위해, 인덕터(L1), 다이오드(D1) 및 스위치 소자(SW1)를 포함하고, 상기 입력 검출부(20)로부터 검출전압(V1)을 공급받아 동작 가능한 상태가 된다.

보다 구체적으로는, 상기 역률 보상부(30)는, 대기모드에서는 PFC 동작없이 기준전압(Vstby)을 제공하고, 전술한 바와 같이 파워온시, 이 파워온 시점부터 일정시간 이후(Tp)에, 정상 동작모드에서 PFC 동작을 수행하며, 즉, 상기 정류부(10)로부터의 전압과 전류의 위상이 동일하도록 역률을 보상하면서 미리 설정된 전압으로 승압하여 출력한다. 여기서, 상기 역률 보상부(30)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 동작시점부터 일정시간 이후(Td)에 안정적인 동작이 수행될 수 있다.

상기 역률 보상부(30)의 상기 인덕터(L1), 다이오드(D1) 및 스위치 소자(SW1)는, 통상의 역률 보상부에 포함되는 소자들이며, 입력단에 인덕터(L1)에 연결되고, 출력단에 다이오드(D1)가 연결되며, 상기 인덕터(L1)와 다이오드(D1)간의 접속노드와 접지 사이에 스위치 소자(SW1)가 연결되어 있다.

이때, 상기 역률 보상부(30)의 PFC IC의 제어에 따라 상기 스위치 소자(SW1)가 스위칭 동작하면서, 입력되는 전압은 승압 및 역률 보상되어 출력된다.

상기 DC/DC 컨버터(40)는, 상기 PFC 동작 검출부(100)로부터의 직류 전압을 미리 설정된 레벨을 갖는 전압을 변환하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 대기모드에서는 대기 전압(Vstby)을 제공하고, 정상 동작모드에서는 멀티 전압(Vmulti)을 제공한다.

또한 상기 DC/DC 컨버터(40)는, 상기 멀티 전압과 대기 전압 이외에도 적용되는 시스템에서 필요로 하는 전압이 서로 다른 레벨을 갖는 복수의 전압일 경우에는, 이에 해당되는 복수의 전압을 제공할 수 있다.

이하, 전원 공급 장치가 대기 모드일 경우, PFC 회로부의 기준전압에 기초해서 전압 검출 과정을 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 상기 출력 검출부(200)는, 상기 DC/DC 컨버터(40)로부터의 멀티 전압(Vmulti)을 검출하여 기준전압 공급부(300)에 제공한다. 즉, 상기 출력 검출부(200)는, 대기 모드에서는 상기 멀티 전압(Vmulti)이 검출되지 않으므로 로우레벨의 전압을 제공한다.

다음, 상기 기준전압 공급부(300)는, 상기 출력 검출부(200)에서 상기 멀티 전압(Vmulti) 검출 이전에는 상기 기준전압(Vref)을 제공한다. 즉, 상기 출력 검출부(200)는 대기 모드에서는 상기 출력 검출부(200)로부터의 로우레벨의 전압에 따라 상기 기준전압(Vref)의 전원단이 접지로 연결되지 않으므로 상기 기준전압(Vref)을 상기 전압 검출부(400)에 제공한다.

그리고, 상기 전압 검출부(400)는, 대기모드에서는 상기 멀티 전압(Vmulti)이 아직 검출되기 이전이므로, 상기 기준전압 공급부(300)로부터의 기준전압(Vstby)에 상응하는 전압을 검출한다.

이하, 전원 공급 장치가 정상 동작모드일 경우, PFC 동작시에 유도되는 전력에 기초해서 검출을 위한 전압을 제공하는 과정을 설명한다.

도 1을 참조하면, 상기 보조 코일(Laux)은, 상기 역률 보상부(30)의 인덕터(L1)에 유도 결합되어, 상기 역률 보상부(30)의 인덕터(L1)로부터 유도되는 전력을 PFC 동작 검출부(100)에 전달한다.

도 1에서, 상기 PFC 동작 검출부(100)는, 상기 역률 보상부(30)의 동작시 상기 보조 코일(Laux)을 통해 유도 결합된 전력에 상응하는 전압을 출력할 수 있다.

즉, 상기 PFC 동작 검출부(100)는, 상기 대기모드에서는 상기 보조 코일(Laux)로부터 유도 결합된 전력이 없으므로 로우레벨의 전압을 출력하고, 상기 정상 동작모드에서는 상기 보조 코일(Laux)로부터 유도 결합된 전력에 상응하는 하이레벨의 전압을 출력할 수 있다.

한편, 도 1에서, 상기 출력 검출부(200)는, 상기 DC/DC 컨버터(40)로부터의 멀티 전압(Vmulti)을 검출하여 기준전압 공급부(300)에 제공한다. 즉, 상기 출력 검출부(200)는, 정상 동작 모드에서는 상기 멀티 전압(Vmulti)이 검출되므로 하이레벨의 전압을 제공한다.

다음, 상기 기준전압 공급부(300)는, 상기 출력 검출부(200)에서 상기 멀티 전압(Vmulti) 검출 이후에는 상기 기준전압(Vref)을 공급받는 전원단을 접지시키고, 상기 PFC 동작 검출부(100)로부터의 전압을 제공한다. 즉, 상기 출력 검출부(200)는 정상 동작모드에서는 상기 출력 검출부(200)로부터의 하이레벨의 전압에 따라 상기 기준전압(Vref)의 전원단을 접지시켜 상기 기준전압(Vref)을 제공하지 않으며, 상기 PFC 동작 검출부(100)로부터의 전압을 전압 검출부(400)에 제공한다.

다음, 상기 전압 검출부(400)는, 정상 동작모드에서 상기 멀티 전압(Vmulti) 검출 이후에는 상기 PFC 동작 검출부(100)에서 출력되는 전압에 상응하는 전압을 검출한다.

이하, 상기 PFC 동작 검출부(100)는 일 구현 예에 대해 설명한다.

도 1 및 도 2에서, 상기 PFC 동작 검출부(100)는 일 구현 예로 정류 회로부(111)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 정류 회로부(111)는, 상기 보조 코일(Laux)의 양단에 연결되고, 상기 보조코일(Laux)로부터 유기된 전력에 상응하는 전압을 정류할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 PFC 동작 검출부(100)는, 제1 커패시터(C11)와, 정류 회로부(111) 및 제2 커패시터(C12)를 포함하여 구현될 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 커패시터(C11)는, 상기 보조 코일(Laux)에 연결된 일단을 갖고, 상기 보조 코일(Laux)에서 유도된 전압에서 교류 옵셋을 제거한다.

상기 정류 회로부(111)는, 상기 제1 커패시터(C11)의 타단과 상기 보조 코일(Laux)의 타단에 연결되어, 상기 제1 커패시터(C11)에 의해 교류 옵셋이 제거된 전압을 정류한다.

그리고, 상기 제2 커패시터(C12)는, 상기 정류 회로부(111)의 출력단에 연결된 검출 접속노드(Nd)와 상기 보조 코일(Laux)의 타단 사이에 연결되어, 상기 정류 회로부(111)의 출력전압에 포함된 리플을 제거한다.

다른 한편, 상기 정류 회로부(111)는, 상기 제1 커패시터(C11)에 의해 교류 옵셋이 제거된 전압을 반파 정류할 수 있는 반파 정류와 상기 제1 커패시터(C11)에 의해 교류 옵셋이 제거된 전압을 전파 정류할 수 있는 전파 정류중 어느 하나로 구현될 수 있다.

이하, 상기 출력 검출부(200) 및 기준전압 검출부(300)의 일 구현 예에 대해 설명한다.

먼저, 상기 출력 검출부(200)는, 정류 회로부(210) 및 RC 회로(220)를 포함하여 구현될 수 있으며, 이 경우, 상기 정류 회로부(210)는 상기 DC/DC 컨버터(40)의 멀티 전압(Vmulti)을 정류하여 상기 RC 회로(220)에 제공한다.

그리고, 상기 RC 회로(220)는, 상기 정류 회로부(210)로부터의 전압을 안정화하여 기준전압 검출부(300)에 제공한다.

또한, 상기 기준전압 검출부(300)는, 도 2에 도시한 바와 같이 트랜지스터(Q31)를 포함하여 구현될 수 있으며, 이 경우, 상기 트랜지스터(Q31)는, 대기모드에서는 상기 RC 회로(220)로부터 로우레벨의 전압에 의해 턴오프되어 상기 기준전압의 전원단이 접지에 연결되지 않은 상태이므로 기준전압을 공급할 수 있다.

상기 트랜지스터(Q31)는, 정상 동작모드에서는 상기 RC 회로(220)로부터 하이레벨의 전압에 의해 턴온되어 상기 기준전압의 전압단이 상기 트랜지스터(Q31)에 의해서 접지되므로 상기 기준전압이 제공되지 않는다.

또한, 도 2를 참조하면, 상기 전압 검출부(400)는, 제1 검출 회로(121)와 제2 검출 회로(122)를 포함하여 구현될 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 검출 회로(121)는, 상기 PFC 동작 검출부(100)로부터의 전압을 사전에 설정된 제1 분할비로 제1 검출전압(Vsen1)을 검출하여 상기 역률 보상부(30)에 제공할 수 있다.

또한, 상기 제2 검출 회로(122)는, 상기 PFC 동작 검출부(100)로부터의 전압을 사전에 설정된 제2 분할비로 제2 검출전압(Vsen2)을 검출하여 DC/DC 컨버터(40)에 제공할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에서, 역률 보상부(PFC 회로)가 동작하지 않음에도 전류를 지속적으로 소비하여 대기전력이 높아지는 요인이 되므로, 이를 개선하기 위하여 대기모드에서는 PFC 회로에서 제공되는 기준전압을 이용하여 검출전압을 검출하고, 정상동작모드에서는 역률 보상부의 인덕터에 보조코일을 구비하여 보조코일을 통한 유도전력은 이용하여 검출검압을 제공할 수 있도록 함으로써, PFC 동작시에만 상기 보조전원이 유도되고, PFC 동작이 없는 대기모드에서는 센싱 회로가 동작하지 않으므로 그 만큼 전력소모를 줄일 수 있다.

10 : 정류부 20 : 입력 검출부
30 : 역률 보상부 40 : DC/DC 컨버터
100 : PFC 동작 검출부 200 : 출력 검출부
300 : 기준전압 공급부 400 : 전압 검출부
111 : 정류 회로부 L1 : 인덕터
D1 : 다이오드 SW1 : 스위치 소자
Laux : 보조 코일 C11 : 제1 커패시터
C12 : 제2 커패시터

Claims

역률보상을 위해, 인덕터, 다이오드 및 스위치 소자를 포함하고, 대기모드에서는 PFC 동작없이 기준전압을 제공하고, 정상 동작모드에서는 PFC 동작을 수행하는 역률 보상부;
상기 인덕터에 유도 결합된 보조 코일;
상기 역률 보상부의 동작시 상기 보조 코일을 통해 유도 결합된 전력에 상응하는 전압을 출력하는 PFC 동작 검출부;
상기 PFC 동작 검출부로부터의 직류 전압을 정상 동작 모드시 미리 설정된 레벨을 갖는 멀티 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터;
상기 DC/DC 컨버터로부터의 멀티 전압을 검출하는 출력 검출부;
상기 출력 검출부에서 상기 멀티 전압 검출 이전에는 상기 기준전압을 제공하고, 상기 멀티 전압 검출 이후에는 접지 전위를 제공하는 기준전압 공급부; 및
상기 멀티 전압 검출 이전에는 상기 기준전압에 상응하는 전압을 검출하고, 상기 멀티 전압 검출 이후에는 상기 PFC 동작 검출부에서 출력되는 전압에 상응하는 전압을 검출하는 전압 검출부
를 포함하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 대기전력 저감형 전원 공급 장치는,
상기 전원 공급 장치는, 교류 전압을 정류하는 정류부; 및
상기 정류부에 의해 정류된 전압을 검출하는 입력 검출부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 입력 검출부는,
상기 정류부의 출력단과 접지 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2 분할 저항을 포함하고,
상기 제1 및 제2 분할 저항의 중간 접속노드에서 검출전압을 상기 역률 보상부에 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 PFC 동작 검출부는,
상기 대기모드에서는 상기 보조 코일로부터 유도 결합된 전력이 없으므로 로우레벨의 전압을 출력하고, 상기 정상 동작모드에서는 상기 보조 코일로부터 유도 결합된 전력에 상응하는 하이레벨의 전압을 출력하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 PFC 동작 검출부는,
상기 입력 검출부로부터의 검출전압을 입력받아 동작하고, 상기 전압 검출부로부터의 검출전압에 기초해서 역률보상을 위해, 상기 스위치 소자를 제어하는 PFC IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 PFC 동작 검출부는,
상기 보조 코일의 양단에 연결되고, 상기 보조코일로부터 유기된 전력에 상응하는 전압을 정류하는 정류 회로부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 PFC 동작 검출부는,
상기 보조 코일에 연결된 일단을 갖고, 교류 옵셋을 제거하는 제1 커패시터;
상기 제1 커패시터의 타단과 상기 보조 코일의 타단에 연결되어, 상기 제1 커패시터에 의해 교류 옵셋이 제거된 전압을 정류하는 정류 회로부;
상기 정류 회로부의 출력단에 연결된 검출 접속노드와 상기 보조 코일의 타단 사이에 연결되어, 상기 정류 회로부의 출력전압에 포함된 리플을 제거하는 제2 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 출력 검출부는
상기 DC/DC 컨버터의 멀티 전압을 정류하는 정류 회로부; 및
상기 정류 회로부로부터의 전압을 안정화하는 RC 회로
를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제8항에 있어서, 상기 정류 회로부
상기 DC/DC 컨버터의 멀티 전압의 출력단에 연결된 일단을 갖는 제1 커패시터;
상기 제1 커패시터의 타단에 연결된 애노드와 상기 RC 회로에 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드; 및
상기 제1 다이오드의 애노드에 연결된 캐소드와 접지에 연결된 캐소드를 갖는 제2 다이오드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제9항에 있어서, 상기 RC 회로는,
상기 제1 다이오드의 캐소드단에 연결된 일단을 갖는 제1 저항;
상기 제1 저항의 타단에 연결된 상기 전압 검출부의 출력단과 접지 사이에 연결된 제2 저항; 및
상기 제2 저항에 병렬로 연결된 제2 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제8항에 있어서, 상기 기준전압 검출부는,
상기 기준전압을 제공받는 전압단에 제3 저항을 통해 연결되고, 제4 저항을 통해 상기 검출 접속노드에 연결된 컬렉터와 상기 RC 회로의 출력단에 연결된 베이스와 접지에 연결된 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 전압 검출부는,
상기 검출 접속노드의 전압을 사전에 설정된 제1 분할비로 제1 검출전압을 검출하여 상기 역률 보상부에 제공하는 제1 검출 회로; 및
상기 검출 접속노드의 전압을 사전에 설정된 제2 분할비로 제2 검출전압을 검출하여 DC/DC 컨버터에 제공하는 제2 검출 회로
를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감형 전원 공급 장치.