KR101452062B1 - 전원 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 고가 소자나 복잡한 회로를 채용하지 않고 이차측에서 전원상태를 피드백받아 이차측에서 일차측 스위칭 주파수를 정밀하게 제어할 수 있는 전원 공급 장치에 관한 것으로, 그라운드의 전기적 성질이 서로 상이한 일차측 및 이차측을 구비하고, 일차측에 입력된 입력 전원을 스위칭하여 상기 일차측과 전기적으로 절연된 상기 이차측으로 전달하여 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 이차측에 형성되어 상기 전원 공급부의 전원 상태를 피드백 받아 상기 일차측의 스위칭 주파수의 최대값 및 최소값을 제어하는 제어부; 및 상기 이차측에 형성된 상기 제어부로부터의 제어 신호를 상기 전원 공급부의 상기 일차측에 전달하는 전달부를 포함하는 전원 공급 장치를 제안한다.

Description

전원 공급 장치 {POWER SUPPLYING APPARATUS}
본 발명은 전원 공급 장치 특히 발광 다이오드에 전원을 공급하는 다중 출력을 갖는 전원 공급 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 디스플레이 산업은 음극선관(Cathode Ray Tube;CRT)을 주로 사용하는 디스플레이 장치에서 고해상도와 대화면화 등의 사용자 요구를 반영한 평판 디스플레이(Flat Panel Display;FPD) 장치로 대체되고 있는 추세이다.
특히 대형 디스플레이 장치의 경우 경박단소화의 이점으로 인해 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display;LCD) 장치가 급진적인 성장세를 보이고 있으며 향후 가격과 시장성 측면에서 주도적 역할을 할 것으로 기대하고 있다.
한편, 기존의 액정 디스플레이 장치에는 백라이트 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)가 주로 사용되었지만, 최근에는 전력 소모, 수명 및 친환경성 등과 같은 다양한 장점으로 인해 점차적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode;LED)가 사용되고 있는 추세이다.
이러한 발광 다이오드를 구동하기 위해 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원 공급 회로와 발광 다이오드에 직류 전원의 공급을 제어하는 구동 회로가 일반적으로 채용된다.
전원 공급 회로는 절연 기능을 강화하기 위해 트랜스포머를 기준으로 1차측과 2차측으로 구분할 수 있는데, 1차측은 상용 교류 전원을 정류 및 평활하여 전원을 스위칭하는 회로로 구성되고, 2차측은 트랜스포머에 의해 변압된 전원을 정류하고 부하에 공급을 제어하는 회로로 구성된다.
즉, 하기의 선행 기술 문헌에 기재된 발명과 같이 일반적으로 1차측에는 전원 스위칭 제어 회로가 형성되고, 2차측에는 상술한 구동 회로가 형성되는데, 전원의 스위칭을 원활하게 제어하기 위해서는 발광 다이오드에 공급되는 전원의 상태를 피드백받아 이를 기초하여 스위칭을 제어하여야하며 이를 위해 절연 기능을 구비하여 피드백 전류를 전달하는 포토 커플러(photo coupler)가 주로 사용되나, 포토 커플러는 광소자이기 때문에 신호 전달 특성이 포톤(Photon), 사용 시간 및 결합(Junction) 온도에 의존되어 회로 설계에 용이하지 않으며, 포토 커플러 채용에 의해 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.
이를 해소하기 위해, 2차측에 전원 스위칭 제어 회로 및 구동 회로를 형성할 수 있으나, 2차측에서 전원 상태를 피드백받아 2차측에서 스위칭을 제어하는 방식은 스위칭 주파수를 정밀하게 제어하기 어려우며, 더하여 포토 커플러를 채용하지 않는 대신, 2차측에서 전원 상태를 피드백받아 바로 사용하기 위한 트랜지스터와 같은 비선형소자가 추가적으로 채용되어야 하여 제조 비용이 다시 증가하는 문제점이 여전히 있다.
한국공개특허공보 제10-2012-0006392호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 별도의 고가 소자나 복잡한 회로를 채용하지 않고 이차측에서 전원상태를 피드백받아 이차측에서 일차측 스위칭 주파수를 정밀하게 제어할 수 있는 전원 공급 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면으로는 그라운드의 전기적 성질이 서로 상이한 일차측 및 이차측을 구비하고, 일차측에 입력된 입력 전원을 스위칭하여 상기 일차측과 전기적으로 절연된 상기 이차측으로 전달하여 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 이차측에 형성되어 상기 전원 공급부의 전원 상태를 피드백 받아 상기 일차측의 스위칭 주파수의 최대값 및 최소값을 제어하는 제어부; 및 상기 이차측에 형성된 상기 제어부로부터의 제어 신호를 상기 전원 공급부의 상기 일차측에 전달하는 전달부를 포함하는 전원 공급 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 상기 입력 전원이 입력되는 입력 전원단과 접지 사이에 직렬 연결된 적어도 둘의 스위치를 구비하여, 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭부; 상기 스위칭부에 의해 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변압하는 변압부; 상기 변압부로부터의 출력 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 제1 전원을 출력하는 제1 출력부; 및 상기 변압부로부터의 출력 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 제2 전원을 출력하는 제2 출력부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 변압부는 상기 스위칭부의 인덕터-인덕터-캐패시터(LLC) 공진 동작을 제공하는 공진 탱크; 및 상기 스위칭부의 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 사전에 설정된 권선비를 각각 형성하여 상기 제1 전원 또는 제2 전원을 각각 출력하는 제1 이차 권선 및 제2 이차 권선을 갖는 트랜스포머를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전원 공급부는 교류 전원을 정류 및 평활하는 정류 평활부; 및 상기 정류 평활부로부터의 직류 전원을 역률 보정하여 상기 스위칭부에 공급하는 역률 보정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 외부 저항에 흐르는 최대 전류와 최소 전류를 생성하는 전류 생성부; 상기 전류 생성부에 의해 생성된 전류에 따라 결정되는 주파수를 갖는 펄스 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 신호 생성부의 펄스 신호에 따라 신호의 타이밍이 결정되는 단안정부; 및 상기 단안정부의 타이밍에 따라 상기 스위칭부의 스위칭을 제어하는 스위칭 신호를 생성하는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 신호 생성부는 상기 전류 생성부로부터의 전류를 충방전하는 캐패시터; 상기 캐패시터의 충방전을 제어하는 스위치; 사전에 설정된 제1 기준 전압과 상기 캐패시터의 전압을 비교하여 상기 스위치의 스위칭을 제어하는 제1 비교부; 상기 캐패시터의 전압과 사전에 설정된 제2 기준 전압을 비교하여 상기 펄스 신호를 상기 단안정부에 공급하는 제2 비교부; 및 상기 제1 비교부의 스위칭 제어 신호를 버퍼링하는 버퍼부를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전류 생성부는 사전에 설정된 기준 전압과 상기 외부 저항에 흐르는 전류를 비교하여 스위치의 스위칭을 제어하는 제1 비교기; 상기 외부 저항에 흐르는 전류를 미러링하여 상기 신호 생성부에 전달하는 전류 미러부; 목표 전원 레벨과 피드백된 전원 레벨을 비교하는 제2 비교기; 제2 비교기의 전력차를 보상하는 보상부; 및 상기 제2 비교기의 비교 결과를 버퍼링하는 버퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 전류 생성부는 상기 제2 비교기의 비교 결과를 분압하여 상기 버퍼에 전달하는 분압부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 전원은 적어도 하나의 발광 다이오드 채널에 공급될 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제어부는 상기 전원 공급부의 전원 상태에 따라 상기 스위칭 주파수를 제어하여 제1 전원의 전원 상태를 제어하고, 스위칭 듀티를 제어하여 상기 제2 전원의 전원 상태를 제어할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 하나의 기술적인 측면으로는 그라운드의 전기적 성질이 서로 상이한 일차측 및 이차측을 구비하고, 일차측에 입력된 입력 전원을 스위칭하여 상기 일차측과 전기적으로 절연된 상기 이차측으로 전달하여 적어도 하나의 발광 다이오드 채널에 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 이차측에 형성되어 상기 전원 공급부의 전원 상태를 피드백 받고, 외부의 제1 저항에 흐르는 최소 전류 및 제2 저항에 흐르는 최대 전류에 따라 상기 일차측의 스위칭 주파수의 최대값 및 최소값을 제어하는 제어부; 및 상기 이차측에 형성된 상기 제어부로부터의 제어 신호를 상기 전원 공급부의 상기 일차측에 전달하는 전달부를 포함하는 전원 공급 장치를 제안하는 것이다.
본 발명에 따르면, 고가의 별도 소자나 복잡한 회로의 채용 없이 외부의 저항만으로 이차측에서 일차측의 스위칭 주파수를 제어하여 회로가 간단하고 제조 비용이 저감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 전원 공급 장치의 일 실시형태를 개략적으로 나타내는 회로도.
도 2는 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 제어부를 개략적으로 나타내는 회로도.
도 3은 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 제어부의 전류 생성부를 개략적으로 나타내는 회로도.
도 4는 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 제어부의 주요 부분의 신호 파형을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 전원 공급 장치의 주요 부분의 신호 파형을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 전원 공급 장치의 다른 일 실시형태를 개략적으로 나타내는 회로도.
도 7은 도 2에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치의 다른 일 실시형태에 채용된 제어부의 전류 생성부를 개략적으로 나타내는 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 전원 공급 장치의 일 실시형태를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 전원 공급 장치의 일 실시형태(100)는 전원 공급부(110), 제어부(120) 및 전달부(130)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 스위칭부(113), 변압부(114), 제1 출력부(115)를 포함할 수 있으며, 정류 평활부(111), 역률 보정부(112) 및 제2 출력부(116)를 추가적으로 포함할 수 있다.
정류 평활부(111)는 교류 전원을 정류 및 평활하여 역률 보정부(112)에 전달할 수 있고, 역률 보정부(112)는 정류 평활부(111)로부터의 직류 전원의 전압 및 전류 간의 위상차를 조정하여 역률을 보정할 수 있다.
스위칭부(113)는 역률 보정부(112)로부터의 직류 전원이 입력되는 입력 전원단과 접지 사이에 스택(stack)된 적어도 둘의 스위치(M1,M2)를 구비할 수 있으며, 제1 스위치(M1) 및 제2 스위치(M2)의 교번 스위칭 동작에 의해 전원 변환 동작을 수행할 수 있다.
변압부(114)는 공진 탱크(114a)와 트랜스포머(114b)를 포함할 수 있으며, 공진 탱크(114a)는 인덕터-인덕터-캐패시터(Lr,Lm,Cr)(LLC) 공진 동작을 제공할 수 있으며, 이중 하나의 인덕터(Lm)는 트랜스포머(114b)의 자화 인덕터일 수 있다.
트랜스포머(114b)는 일차 권선(P) 및 이차 권선(S1,S2)을 포함할 수 있으며, 일차 권선(P)와 이차 권선(S1,S2)는 전기적으로 절연될 수 있다. 즉, 일차 권선(P)는 그라운드의 전기적 성질이 서로 다른 일차 측에 위치할 수 있고, 이차 권선(S1,S2)는 이차측에 위치할 수 있다.
보다 상세하게는 정류 평활부(111), 역률 보정부(112), 스위칭부(113), 공진 탱크(114a) 및 트랜스포머(114b)의 일차 권선(P)는 일차측에 형성될 수 있고, 트랜스포머(114b)의 이차 권선(S1,S2), 제1 및 제2 출력부(115,116) 및 제어부(120)은 이차측에 형성될 수 있으며, 전달부(130)는 일차측과 이차측 사이에 형성될 수 있다.
일차 권선(P)과 이차 권선(S1,S2)는 서로 사전에 설정된 권선비를 형성하며, 이차 권선(S1,S2)는 상기 권선비에 따라 전압 레벨을 가변하여 전원을 출력할 수 있다.
제1 출력부(115)는 제1 이차 권선(S1)으로부터의 제1 전원을 정류 및 안정화시켜 출력할 수 있으며, 적어도 하나의 발광 다이오드 채널에 공급할 수 있다.
제2 출력부(116)는 제2 이차 권선(S2)로부터의 제2 전원을 정류 및 안정화시켜 출력할 수 있다.
제어부(120)는 이차측에 형성되어 제1 출력부(115)의 전원 상태를 피드백받아 일차측에 위치한 스위칭부(113)의 스위칭 주파수를 제어할 수 있다. 보다 상세하게는 제1 출력부(115)의 제1 전원이 적어도 하나의 발광 다이오드 채널(LED)에 공급되어, 발광 다이오드 채널(LED)의 종단과 접지 사이에 위치한 구동 스위치(Q)의 스위칭을 제어하여 발광 다이오드 채널(LED)의 밝기를 조절할 수 있으며(SW), 발광 다이오드 채널(LED)에 흐르는 전류를 검출한 피드백 신호(fbdk)에 따라 스위칭부(113)의 스위칭 주파수를 제어하여 제1 전원의 전원 레벨을 제어할 수 있다.
이때, 제어부(120)는 외부의 제1 및 제2 저항(Rfmin,Rfmax)에 흐르는 전류에 기초하여 스위칭부(113)의 스위칭 주파수의 최소값과 최대값을 제어하는 스위칭 제어 신호(GDA,GDB)를 제공할 수 있으며, 전달부(130)는 절연 트랜스포머로 구성되어 이차측의 스위칭 제어 신호(GDA,GDB)를 일차측의 스위칭부(113)의 해당하는 스위치에 전달할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 스위칭부(113)의 스위칭 주파수를 제어하여 제1 전원의 전원 레벨을 제어할 수 있고, 스위칭부(113)의 스위칭 듀티를 제어하여 제2 전원의 전원 레벨을 제어할 수 있다.
전원 공급 장치에서 다중 출력시 하나의 제어 회로 및 스위칭 회로를 통해 스위칭 주파수로 제1 전원의 전원 레벨을 제어하고, 스위칭 듀티로 제2 전원의 전원 레벨을 제어하는 기술 내용은 당해 분야에서 널리 알려진 기술 내용이므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 제어부를 개략적으로 나타내는 회로도이고, 도 4는 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 제어부의 주요 부분의 신호 파형을 나타내는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 제어부(120)는 전류 생성부(121), 신호 생성부(122), 단안정부(123) 및 구동부(124)를 포함할 수 있다.
전류 생성부(121)는 전원(VDD)을 공급받아 외부의 제1 및 제2 저항(Rfmin,Rfmax)에 흐르는 전류를 생성하여 신호 생성부(122)에 전달할 수 있으며, 신호 생성부(122)는 캐패시터(C1), 스위치(Q1), 제1 비교부(op1), 제2 비교부(op2) 및 버퍼부(b)를 포함하여 캐패시터(C1)에 충방전되는 전류에 따라 톱니 신호를 생성하고, 톱니 신호에 따른 펄스 신호를 단안정부(123)에 전달할 수 있다.
보다 상세하게는 캐패시터(C1)는 스위치(Q1)의 스위칭 동작에 따라 전류 생성부(121)로부터의 전류를 충전 및 방전할 수 있으며, 제1 비교부(op1)는 사전에 설정된 제1 기준 전압(예를 들어, 2.5V)과 캐패시터(C1)에 충전된 전압 레벨을 비교하여 그 비교 결과에 따라 스위치(Q1)의 스위칭을 제어할 수 있다. 버퍼부(b)는 제1 비교부(op1)의 비교 결과 신호를 버퍼링하여 스위치(Q1)에 전달할 수 있다.
이에 따라, 캐패시터(C1)의 전압 레벨은 도 4에 도시된 바와 같이 톱니 신호와 같은 형태일 수 있으며, 제2 비교부(op2)는 톱니 신호와 사전에 설정된 제2 기준 전압(Vcp)를 비교하여 펄스 신호(Din)를 단안정부(123)에 제공할 수 있다.
단안정부(123)는 펄스 신호(Din)와 사전에 설정된 데드 타임(Ideadtime)을 입력받아 데드 타임을 갖는 펄스 신호를 구동부(124)에 전달할 수 있으며, 구동부(124)는 단안정부(123)으로부터의 펄스 신호에 기초하여 스위칭부(113)의 스위치(M1,M2)를 구동시킬 수 있는 스위칭 제어 신호(GDA,GDB)를 제공할 수 있다.
한편, 전류 생성부(121)로부터의 전류(Iosc) 레벨은 캐패시터(C1)에 전류가 충전되는 시간을 제어할 수 있으며, 이에 따라 스위칭 제어 신호(GDA,GDB)의 주파수가 제어될 수 있다.
도 3은 본 발명의 전원 공급 장치에 채용된 제어부의 전류 생성부를 개략적으로 나타내는 회로도이고, 도 5는 본 발명의 전원 공급 장치의 주요 부분의 신호 파형을 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 전류 생성부(121)는 전류 미러부(mi), 제1 비교기(opa), 스위치(S), 제2 비교기(opb), 보상부(121a)를 포함할 수 있으며, 분압부(121b)를 더 포함할 수 있다.
전류 미러부(mi)는 제1 및 제2 저항(Rfmin,Rfmax)에 흐르는 전류를 미러링하여 신호 생성부(122)에 공급할 수 있다.
제1 비교기(opa)는 사전에 설정된 기준 전압과 제1 및 제2 저항(Rfmin,Rfmax)에 흐르는 전류를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 스위치(S)의 스위칭 동작을 제어하여 제1 및 제2 저항(Rfmin,Rfmax)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
제2 비교기(opb)는 목표 전원 레벨(ADIM)과 발광 다이오드 채널(LED)에 흐르는 전류(LED 전류)를 검출한 피드백 신호(fbdk)를 비교하여 그 비교 결과에 출력할 수 있으며, 보상부(121a)는 비교 결과의 전력차를 보상할 수 있다. 버퍼(b1)는 제2 비교기(opb)로부터의 비교 결과 신호를 버퍼링하여 제2 저항(Rfmax)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 분압부(121b)는 비교 결과 신호의 전압 레벨을 분압하여 버퍼(b1)에 전달할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 5에 도시된 바와 같이 목표 전원 레벨(ADIM)보다 피드백 신호(fbdk)가 낮으면 제2 비교기(opb)의 비교 결과 신호(comp)의 레벨은 상승하고 이에 따라 버퍼(b1)의 출력단의 전압(ero) 레벨이 상승하게 된다. 제1 저항(Rfmin)에 흐르는 전류(Imin)는 고정되어 있으므로, 제2 저항(Rfmax)에 흐르는 전류(Imax)는 점차 줄어들게 되어 스위칭 제어 신호(GDA,GDB)의 주파수는 느려지게 되고 제1 전원의 전압 레벨(Vout)은 상승하게 된다(구간1).
반대로, 피드백 신호(fbdk)의 신호 레벨이 목표 전원 레벨(ADIM)보다 높으면 제2 비교기(opb)의 비교 결과 신호(comp)의 레벨은 떨어지고 이에 따라 버퍼(b1)의 출력단의 전압(ero) 레벨 또한 떨어지게 된다. 따라서, 제2 저항(Rfmax)에 흐르는 전류(Imax)는 점차 증가하게 되어 스위칭 제어 신호(GDA,GDB)의 주파수는 빨라지게 되고 제1 전원의 전압 레벨(Vout)은 떨어지게 된다(구간2). 상술한 동작이 반복되어 목표하는 제1 전원의 출력 전압의 레귤레이션(regulation)이 이루어질 수 있다(구간3)
한편, 도 1에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치의 일 실시형태는 발광 다이오드 채널(LED)에 흐르는 전류를 제어하는 방식이며, 이와 유사하게 발광 다이오드 채널(LED)에 입력되는 전압을 제어하는 방식이 있을 수 있다.
도 6은 본 발명의 전원 공급 장치의 다른 일 실시형태를 개략적으로 나타내는 회로도이고, 도 7은 도 2에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치의 다른 일 실시형태에 채용된 제어부의 전류 생성부를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 6에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치의 다른 일 실시형태는 도 1에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치의 일 실시형태와 유사할 수 있으며, 도 1에 도시된 발광 다이오드 채널(LED)의 종단과 접지 사이에 형성된 구동 스위치(Q)를 제외하면 모든 구성 요소는 동일할 수 있으며, 이에 해당하는 구성 요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.
상술한 바와 같이, 도 6에 도시된 본 발명의 전원 공급 장치는 발광 다이오드 채널(LED)에 흐르는 전류를 피드백받아 발광 다이오드 채널(LED)에 인가되는 제1 전원의 전압을 제어할 수 있으며, 이를 위해, 제어부의 전류 생성부(121)는 도 3에 도시된 바와 다르게, 보상부(121a)가 피드백 신호(fdbk)와 제2 비교기(opb)의 비교 결과 간의 전력차를 보상할 수 있으며, 분압부(121b)는 생략될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고가의 별도 소자나 복잡한 회로의 채용 없이 외부의 저항만을 채용하여 저항에 흐르는 전류를 제어함으로써 이차측에서 일차측의 스위칭 주파수를 제어하여 회로가 간단하고 제조 비용이 저감될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 전원 공급 장치
110: 전원 공급부
111: 정류 평활부
112: 역률 보정부
113: 스위칭부
114: 변압부
114a: 공진 탱크
114b: 트랜스포머
115: 제1 출력부
116: 제2 출력부
120: 제어부
121: 전류 생성부
121a: 보상부
121b: 분압부
122: 신호 생성부
123: 단안정부
124: 구동부
130: 전달부

Claims (19)

  1. 그라운드의 전기적 성질이 서로 상이한 일차측 및 이차측을 구비하고, 일차측에 입력된 입력 전원을 스위칭하여 상기 일차측과 전기적으로 절연된 상기 이차측으로 전달하여 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 이차측에 형성되어 상기 전원 공급부의 전원 상태를 피드백 받아 상기 일차측의 스위칭 주파수의 최대값 및 최소값을 제어하는 제어부; 및
    상기 이차측에 형성된 상기 제어부로부터의 제어 신호를 상기 전원 공급부의 상기 일차측에 전달하는 전달부를 포함하고,
    상기 전원 공급부는
    상기 입력 전원이 입력되는 입력 전원단과 접지 사이에 직렬 연결된 적어도 둘의 스위치를 구비하여, 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭부;
    상기 스위칭부에 의해 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변압하는 변압부;
    상기 변압부로부터의 출력 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 제1 전원을 출력하는 제1 출력부; 및
    상기 변압부로부터의 출력 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 제2 전원을 출력하는 제2 출력부를 포함하며,
    상기 제어부는
    외부 저항에 흐르는 최대 전류와 최소 전류를 생성하는 전류 생성부;
    상기 전류 생성부에 의해 생성된 전류에 따라 결정되는 주파수를 갖는 펄스 신호를 생성하는 신호 생성부;
    상기 신호 생성부의 펄스 신호에 따라 신호의 타이밍이 결정되는 단안정부; 및
    상기 단안정부의 타이밍에 따라 상기 스위칭부의 스위칭을 제어하는 스위칭 신호를 생성하는 구동부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변압부는
    상기 스위칭부의 인덕터-인덕터-캐패시터(LLC) 공진 동작을 제공하는 공진 탱크; 및
    상기 스위칭부의 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 사전에 설정된 권선비를 각각 형성하여 상기 제1 전원 또는 제2 전원을 각각 출력하는 제1 이차 권선 및 제2 이차 권선을 갖는 트랜스포머
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는
    교류 전원을 정류 및 평활하는 정류 평활부; 및
    상기 정류 평활부로부터의 직류 전원을 역률 보정하여 상기 스위칭부에 공급하는 역률 보정부
    를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 생성부는
    상기 전류 생성부로부터의 전류를 충방전하는 캐패시터;
    상기 캐패시터의 충방전을 제어하는 스위치;
    사전에 설정된 제1 기준 전압과 상기 캐패시터의 전압을 비교하여 상기 스위치의 스위칭을 제어하는 제1 비교부;
    상기 캐패시터의 전압과 사전에 설정된 제2 기준 전압을 비교하여 상기 펄스 신호를 상기 단안정부에 공급하는 제2 비교부; 및
    상기 제1 비교부의 스위칭 제어 신호를 버퍼링하는 버퍼부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전류 생성부는
    사전에 설정된 기준 전압과 상기 외부 저항에 흐르는 전류를 비교하여 스위치의 스위칭을 제어하는 제1 비교기;
    상기 외부 저항에 흐르는 전류를 미러링하여 상기 신호 생성부에 전달하는 전류 미러부;
    목표 전원 레벨과 피드백된 전원 레벨을 비교하는 제2 비교기;
    제2 비교기의 전력차를 보상하는 보상부; 및
    상기 제2 비교기의 비교 결과를 버퍼링하는 버퍼
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류 생성부는
    상기 제2 비교기의 비교 결과를 분압하여 상기 버퍼에 전달하는 분압부를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전원은 적어도 하나의 발광 다이오드 채널에 공급되는 전원 공급 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 전원 공급부의 전원 상태에 따라 상기 스위칭 주파수를 제어하여 제1 전원의 전원 상태를 제어하고, 스위칭 듀티를 제어하여 상기 제2 전원의 전원 상태를 제어하는 전원 공급 장치.
  11. 그라운드의 전기적 성질이 서로 상이한 일차측 및 이차측을 구비하고, 일차측에 입력된 입력 전원을 스위칭하여 상기 일차측과 전기적으로 절연된 상기 이차측으로 전달하여 적어도 하나의 발광 다이오드 채널에 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 이차측에 형성되어 상기 전원 공급부의 전원 상태를 피드백 받고, 외부의 제1 저항에 흐르는 최소 전류 및 제2 저항에 흐르는 최대 전류에 따라 상기 일차측의 스위칭 주파수의 최대값 및 최소값을 제어하는 제어부; 및
    상기 이차측에 형성된 상기 제어부로부터의 제어 신호를 상기 전원 공급부의 상기 일차측에 전달하는 전달부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전원 공급부는
    상기 입력 전원이 입력되는 입력 전원단과 접지 사이에 직렬 연결된 적어도 둘의 스위치를 구비하여, 상기 입력 전원을 스위칭하는 스위칭부;
    상기 스위칭부에 의해 스위칭된 전원의 전압 레벨을 변압하는 변압부;
    상기 변압부로부터의 출력 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 제1 전원을 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 채널에 출력하는 제1 출력부; 및
    상기 변압부로부터의 출력 전원을 안정화시켜 사전에 설정된 제2 전원을 출력하는 제2 출력부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 변압부는
    상기 스위칭부의 인덕터-인덕터-캐패시터(LLC) 공진 동작을 제공하는 공진 탱크; 및
    상기 스위칭부의 스위칭된 전원을 입력받는 일차 권선과, 상기 일차 권선과 사전에 설정된 권선비를 각각 형성하여 상기 제1 전원 또는 제2 전원을 각각 출력하는 제1 이차 권선 및 제2 이차 권선을 갖는 트랜스포머
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전원 공급부는
    교류 전원을 정류 및 평활하는 정류 평활부; 및
    상기 정류 평활부로부터의 직류 전원을 역률 보정하여 상기 스위칭부에 공급하는 역률 보정부
    를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 저항 및 제2 저항에 각각 흐르는 최소 전류와 최대 전류를 생성하는 전류 생성부;
    상기 전류 생성부에 의해 생성된 전류에 따라 결정되는 주파수를 갖는 펄스 신호를 생성하는 신호 생성부;
    상기 신호 생성부의 펄스 신호에 따라 신호의 타이밍이 결정되는 단안정부; 및
    상기 단안정부의 타이밍에 따라 상기 스위칭부의 스위칭을 제어하는 스위칭 신호를 생성하는 구동부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 신호 생성부는
    상기 전류 생성부로부터의 전류를 충방전하는 캐패시터;
    상기 캐패시터의 충방전을 제어하는 스위치;
    사전에 설정된 제1 기준 전압과 상기 캐패시터의 전압을 비교하여 상기 스위치의 스위칭을 제어하는 제1 비교부;
    상기 캐패시터의 전압과 사전에 설정된 제2 기준 전압을 비교하여 상기 펄스 신호를 상기 단안정부에 공급하는 제2 비교부; 및
    상기 제1 비교부의 스위칭 제어 신호를 버퍼링하는 버퍼부
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전류 생성부는
    사전에 설정된 기준 전압과 상기 제1 저항 및 제2 저항에 흐르는 전류의 합을 비교하여 스위치의 스위칭을 제어하는 제1 비교기;
    상기 제1 저항 및 제2 저항에 흐르는 전류를 미러링하여 상기 신호 생성부에 전달하는 전류 미러부;
    목표 전원 레벨과 피드백된 전원 레벨을 비교하여 상기 제2 저항에 흐르는 최대 전류를 제어하는 제2 비교기;
    제2 비교기의 전력차를 보상하는 보상부; 및
    상기 제2 비교기의 비교 결과를 버퍼링하는 버퍼
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전류 생성부는
    상기 제2 비교기의 비교 결과를 분압하여 상기 버퍼에 전달하는 분압부를 더 포함하는 전원 공급 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 전원 공급부의 전원 상태에 따라 상기 스위칭 주파수를 제어하여 제1 전원의 전원 상태를 제어하고, 스위칭 듀티를 제어하여 상기 제2 전원의 전원 상태를 제어하는 전원 공급 장치.
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