KR101305724B1 - 전원 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치는 정류기; 상기 정류기와 일단이 연결되고, 타단이 트랜스포머와 연결되며 상호 병렬 연결되는 정류 다이오드, 공통 모드 필터 및, 릴레이단을 포함하여, 상기 릴레이단의 동작여부에 따라 상기 트랜스포머의 출력전압이 증감한다.

Description

전원 공급 장치{POWER SUPPLY}
본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 릴레이와 트랜스포머의 권선비를 조절하여 전원의 온/오프 동작을 구현하고, 동시에 대기전력을 만족하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 현재 널리 사용하고 있는 LED(Light Emitting Diode)는 가전, TV, 모니터 등 전자제품에서 여러 가지 신호 전달용 또는 발광용으로 많이 사용하고 있다.
상기 LED에 인가되는 전압이 문턱 전압(Threshold Voltage) 이상이면 전류가 흐르기 시작하여 빛이 발생하는데, 이를 위해 건전지 또는 밧데리, 전원 공급 장치(Power Supply) 등이 채용되어 저전압 직류전원을 공급받는 것이 일반적이다.
상술한 저전압 직류 전원을 공급하는 장치로는 전원 공급 장치가 주로 채용된다. 상기 전원 공급 장치는 상용 교류 전원을 공급받아 사전에 설정된 직류 전원으로 변환하고, 이를 다시 LED 구동용 전원으로 변환하여 LED에 공급한다.
기존 플라이백(Fly-back)회로는 저용량, 저가형 회로로 대기상태인 스탠바이(stand-by) 동작을 위한 단일 회로로 적용되고 있으나 단일 회로로 멀티 아웃풋 동작을 구현하지 않는 실정이다.
본 발명은 플라이백 하나의 회로로 스탠바이 동작과 멀티 아웃풋 동작을 동시에 구현하는 전원 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치는 정류기; 상기 정류기와 일단이 연결되고, 타단이 트랜스포머와 연결되며 상호 병렬 연결되는 정류 다이오드, 공통 모드 필터 및, 릴레이단을 포함하여, 상기 릴레이단의 동작여부에 따라 상기 트랜스포머의 출력전압이 증감한다.
발명의 실시예에 따르면 릴레이 회로를 추가함으로써 스탠바이 동작과 멀티 아웃풋 출력을 동시에 구현할 수 있다.
또한 간단한 회로를 적용함으로써 제조 공정의 단순화 및 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 LED용 전원 공급 장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 LED용 전원 공급 장치의 구성도이다.
발명의 실시예에 따른 LED용 전원 공급 장치는 정류기(110)와, 공통 모드 필터(common mode filter; 130), 정류 다이오드(120), 릴레이단(140), 메인 스위치(150), PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 스위칭을 제어하는 스위칭 제어기(155), 트랜스포머(160) 및, 포토 커플러(170)를 포함한다.
상기 정류기(110)는 상용 교류 전원(AC)을 정류할 수 있으며, 다이오드를 포함할 수 있다.
정류 다이오드(120)는 공통 모드 필터(130)와 병렬로 연결될 수 있으며, 정류기(110) 및 트랜스포머(160)의 사이에 연결될 수 있다.
상기 정류 다이오드(120)의 애노드는 상기 정류기(110)와 연결되고, 캐소드는 상기 트랜스포머(160)의 일차측과 연결될 수 있다.
도시하지는 않았으나 상기 공통 모드 필터(130)는 제 1 코일과 제 1 코일에 커플링된 제 2 코일을 가질 수 있다.
공통 모드 필터(130)는 제 1 코일이 상용 라인 입력 전원의 뉴트럴단(Neutral:AC_N)에 연결될 수 있다. 또한, 공통 모드 필터(130)의 제 1 코일은 상용 라인 입력 전원의 라이브(Live:AC_L)단에 연결될 수 있다. 그리고 제 1 코일에 커플링된 제 2 코일은 정류 다이오드에 연결될 수 있다.
릴레이단(140)은 상기 정류 다이오드(120) 및 공통 모드 필터(130)와 병렬로 연결될 수 있으며, 정류기(110) 및 트랜스포머(160)의 사이에 연결될 수 있다.
상기 트랜스포머(160)는 직류 전원을 입력받는 일차 코일(P)과, 일차 코일(P)간의 사전에 설정된 권선비에 따라 메인 전원을 출력하는 제1 이차 코일(S1) 및 일차 코일(P)간의 사전에 설정된 권선비에 따라 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 보조 전원을 출력하는 제2 이차 코일(S2)을 포함할 수 있다.
제1 이차 코일(S1) 및 제2 이차 코일(S2)은 하나의 도전체로 형성되어 일차 코일(P)과의 사전에 설정된 권선비에 따라 사전에 설정된 전압 레벨을 갖는 메인 전원을 LED 어레이(미도시)에 전달한다.
일차 코일(P)과 제1, 제2 이차 코일(S1,S2)은 상호 자기적으로 결합되어 있으며 전기적으로 절연된다.
일차 코일(P)은 하나의 도전체로 형성되고, 타단이 메인 스위치(150)에 전기적으로 연결된다.
상기 일차 코일(P)은 일단이 상기 릴레이단(140)과 연결되고, 타단이 상기 메인 스위치(150)와 연결되며, 상기 정류 다이오드(120)는 일차코일의 중단과 연결될 수 있다. 상기 정류 다이오드(120)를 통해 전류가 일차코일 측으로 입력되어 2차측에 유기되는 전압은, 상기 릴레이단(140)을 통해 전류가 일차코일 측으로 입력되어 2차측에 유기되는 전압보다 낮게 된다. 이는 권선수의 차이에 의한 것으로, P1과 P2의 길이차에 의해 2차측에 유기되는 전압의 차가 발생하게 되고, 이에 의해 스탠바이 모드에서 필요한 전압과, 정상 동작 모드에서 필요한 전압이 공급될 수 있게 된다.
상기 메인 스위치(150)는 FET(field effect transistor)로 구성될 수 있다. 상기 메인 스위치(150)가 턴온(turn-on)되면 트랜스포머(160)에 자화 인덕턴스( magnetizing inductance)만큼 에너지가 충전되었다가 메인 스위치(150)가 턴오프(turn-off)되면 충전된 에너지가 출력측으로 전달된다.
상기 메인 스위치(150)는 일차 코일(P)의 타단에 연결되어 스위칭 제어기(155)의 제어에 따라 일차 코일(P)로부터의 직류 전원을 스위칭하고, 상기 스위칭 제어기(155)는 PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 스위칭을 제어한다.
상기 스위칭 제어기(155)는 구동 신호를 발생하여 메인 스위치(150)의 스위칭을 제어함으로써 입력 전압의 변화에 상관없이 출력을 일정하게 유지시킨다.
상기 릴레이단(140)은 스위칭 수단 및 서미스터(Thermistor)를 포함할 수 있다.
상기 릴레이단(140)의 동작 여부에 따라 메인 전원의 출력 여부가 결정될 수 있는데 이에 대해 대기상태인 스탠바이모드와 멀티 아웃풋 동작모드에 대해서 설명한다.
스탠바이 모드에서는 상기 정류기(110)를 통과한 신호가 정류 다이오드(120)로 들어가게 된다. 상기 정류기(110)에서 출력되는 신호는 상기 트랜스포머(160)의 일차 코일(P)을 전부 경유하지 않고 일부만 경유하여 흐르게 되므로 일차측의 권선수가 감소하여 2차측에서 출력되는 전압이 상용전압으로 사용될 수 있는, 예를 들어 12V 또는 24V가 되지 않는다.
상기 일차코일(P)을 경유한 신호는 메인 스위치(150)를 경유하여 접지로 연결된다.
상기 일차 코일(P)에 의해 2차측에서는 스탠바이 모드를 유지하기 위한 전압이 출력된다. 예를 들어 도 1의 도시된 바와 같이 상기 스탠바이 모드를 유지하기 위한 전압은 3.5V일 수 있다.
상기와 같이 스탠바이 모드에서 동작하다가 턴온 신호가 입력되면 상기 포토 커플러(170)를 경유하여 전류가 흐르게 되고, 이에 의해 상기 포토 커플러(170)와 연결된 공통 모드 필터(130)와 상기 릴레이단(140)이 동작하게 된다.
이에 의해 상기 정류기(110)에서 출력되는 전류가 상기 릴레이단(140)을 경유하여 트랜스포머(160)의 일차측으로 입력되면 일차코일(P)을 경유하는 권선비율이 P1에서 P2로 증가하여 출력되는 전압이 증가하게 된다.
상기 P2의 권선수는 상기 P1의 권선수의 두배 이상일 수 있다.
이에 따라 상기 2차코일에서 출력되는 전압이 스탠바이 전압(S2) 뿐만 아니라 동작 전압(S1)도 출력되므로 정상적인 동작 상태로 진입할 수 있게 된다.
발명의 실시예에 따르면 릴레이 회로를 추가함으로써 스탠바이 동작과 멀티 아웃풋 출력을 동시에 구현할 수 있다.
또한 간단한 회로를 적용함으로써 제조 공정의 단순화 및 불량률을 감소시킬 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 정류기;
    상기 정류기와 일단이 연결되고, 타단이 트랜스포머와 연결되며 상호 병렬 연결되는 정류 다이오드, 공통 모드 필터 및, 릴레이단을 포함하여,
    상기 릴레이단의 동작여부에 따라 상기 트랜스포머의 출력전압이 증감하는 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 일단이 상기 릴레이단과 연결되고, 타단이 메인 스위치와 연결되며, 중단이 상기 정류 다이오드 및 공통 모드 필터와 연결된 전원 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정류 다이오드의 애노드는 상기 정류기와 연결되고, 캐소드는 상기 트랜스포머의 일차측과 연결되는 전원 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공통 모드 필터는 제 1 코일과 상기 제 1 코일에 커플링된 제 2 코일을 포함하고,
    상기 제 1 코일이 상용 라인 입력 전원의 뉴트럴단(Neutral:AC_N)과 상용 라인 입력 전원의 라이브(Live:AC_L)단에 연결되고 제 2 코일이 상기 정류 다이오드에 연결된 전원 공급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공통 모드 필터와 일단이 연결되고 타단이 접지와 연결된 포토 커플러를 포함하는 전원 공급 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 메인 스위치는 FET(field effect transistor)로 구성되는 전원 공급 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 메인 스위치와 연결되고 PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 상기 메인 스위치를 제어하는 스위칭 제어기를 포함하는 전원 공급 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 트랜스포머의 일단과 타단 사이의 권선 수는 중단과 타단 사이의 권선 수의 두배 이상인 전원 공급 장치.
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