KR101972013B1 - 화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치와 이를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 화상형성장치 - Google Patents

화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치와 이를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 화상형성장치 Download PDF

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Abstract

스위칭 모드 전원공급장치 및 이를 이용하여 전원을 공급하는 방법에 있어서, 화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치는 적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하는 변환부, 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 화상형성장치의 동작을 제어하는 제어부로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 조절하는 전압조절부를 포함하고, 전압조절부는 화상형성장치가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 출력전압의 제 1 전압레벨을 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭하는 스위칭부를 포함한다.

Description

화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치와 이를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 화상형성장치{Switching mode power supply for image forming apparatus, image forming apparatus and method of supplying power by using the same}
본 발명의 적어도 하나의 실시예는 스위칭 모드 전원공급장치와 이를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 화상형성장치에 관한 것이다.
전자 제품에 전원을 공급하는 전원장치로서 스위칭 모드 전원공급장치(Switching Mode Power Supply: SMPS)가 사용될 수 있다. 스위칭 모드 전원공급장치는 입력되는 교류전압을 변환하여, 전자 제품을 동작 가능하게 하는 정전압을 출력한다. 전자 제품이 일정 시간 동안 대기상태에 있는 경우, 전자 제품은 전원절약 모드(Power Saving Mode)에 진입하게 된다. 전원절약 모드에서 전자 제품의 일부 기능은 동작이 보장되어야 하기에, 전원공급장치의 동작이 완전히 정지되지 않는다. 현재 전 세계적으로 이산화탄소 사용량을 줄이기 위하여 전자 제품의 대기 전력에 대한 규제가 강화되고 있기에, 전원절약 모드에서 전원공급장치의 소비 전력을 감소시키는 방안이 요구된다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 스위칭 모드 전원공급장치와 이를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 화상형성장치를 제공하는 데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치(Switching Mode Power Supply)는 적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 상기 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하는 변환부; 및 상기 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 상기 화상형성장치의 동작을 제어하는 시스템 제어부로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 조절하는 전압조절부;를 포함하고, 상기 전압조절부는 상기 화상형성장치가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 상기 출력전압의 제 1 전압레벨을 상기 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 스위칭 모드 전원공급장치를 포함하는 화상형성장치에 있어서, 상기 화상형성장치의 동작을 제어하고, 상기 화상형성장치의 상태가 동작 모드 또는 전원절약 모드인지 여부에 따라 전원공급장치의 스위칭 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 시스템 제어부; 및 적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 상기 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하고, 상기 시스템 제어부로부터 입력받은 제어신호에 기초하여 상기 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 상기 시스템 제어부로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨 또는 상기 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨 중 어느 하나로 스위칭하고, 상기 스위칭 결과에 따른 출력전압을 상기 시스템 제어부로 출력하는 전원공급장치를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 스위칭 모드 전원공급장치를 이용하여 화상형성장치에 전원을 공급하는 방법은 적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 상기 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하는 단계; 상기 화상형성장치의 동작을 제어하는 시스템 제어부로부터 상기 화상형성장치의 상태가 동작 모드 또는 전원절약 모드인지 여부에 따라 상기 전원공급장치의 스위칭 동작을 제어하는 제어신호를 입력받는 단계; 상기 입력받은 제어신호에 기초하여, 상기 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 상기 시스템 제어부로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨 또는 상기 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨 중 어느 하나로 스위칭하는 단계; 및 상기 스위칭 결과에 따른 출력전압을 상기 시스템 제어부로 출력하는 단계;를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예는 상기된 스위칭 모드 전원공급장치를 이용하여 화상형성장치에 전원을 공급하는 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기에서 기재된 바에 따르면, 전원공급장치를 포함하는 화상형성장치가 전원절약 모드인 경우, 전원공급장치가 출력하는 출력전압을 최소화하여, 화상형성장치의 전력 손실을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 화상형성장치는 전력 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모드 전원공급장치(Switching Mode Power Supply: SMPS)를 도시한 블록도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 전압조절부의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2b는 도 1에 도시된 전압조절부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 전압조절부의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원조절부를 포함하는 스위칭 모드 전원공급장치를 도시한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원조절부를 포함하는 스위칭 모드 전원공급장치를 도시한 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원조절부를 포함하는 스위칭 모드 전원공급장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모드 전원공급장치를 포함하는 화상형성장치를 도시한 블록도이다.
도 6은 스위칭 모드 전원공급장치를 이용하여 화상형성장치에 전원을 공급하는 방법의 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모드 전원공급장치(Switching Mode Power Supply: SMPS)(100)를 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 전원공급장치(100)는 변환부(110) 및 전압조절부(120)로 구성되고, 전압조절부(120)는 스위칭부(130)를 포함한다.
도 1에 도시된 전원공급장치(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
도 1에 도시된 전원공급장치(100)는 화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치(SMPS: Switching Mode Power Supply)(100)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 전원공급장치(100)는 화상형성장치용 전원공급장치(100)로 설명할 것이나, 이에 한정되지 않고, 전원공급장치(100)는 화상독취장치, 복합기(Multi-Function Peripheral: MFP), PC(Personal Computer), 팩시밀리, TV 등에 전원을 공급하기 위하여 사용될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)에 의해 전원을 공급받는 화상형성장치(200)는 화상형성장치(200)의 전체 동작을 제어하는 시스템 제어부(210)와 화상을 형성하는 화상형성부(220)로 구성될 수 있다.
변환부(110)는 적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환한다. 즉, 변환부(110)는 교류 전압을 정류하고, 정류된 전압은 스위칭된 후 변압기(transformer)를 통과하여 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환된다.
좀 더 상세히 설명하면, 변환부(110)는 교류 전압을 정류하기 위하여 교류 전압을 정류하는 정류 소자(미도시)와 정류된 전압을 평활 하는 평활 소자(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로 정류 소자는 다이오드(diode)를 사용한 브리지(bridge) 회로를 채용할 수 있으며, 평활 소자는 커패시터(capacitor)를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 변환부(110)는 정류된 전압을 변압기에 인가하기 위한 스위칭을 제어하는 스위칭 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 본 실시예에 따른 스위칭 제어부는 PWM(Pulse-Width Modulation) IC(Integrated Circuit)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 변환부(110)는 스위칭된 전압을 전원공급장치(100)의 출력전압으로 변환하는 하나 이상의 변압기를 더 포함할 수 있다. 이때, 변압기는 코일의 유도작용에 의하여 전기 에너지를 한 회로에서 다른 회로로 전달한다. 이에 따라, 변압기는 1차측 코일에 인가된 전기에너지를 2차측 코일에 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 변압기는 코일의 권선수의 비에 기초하여 1차측 코일의 전압을 2차측 코일의 전압으로 변환한다. 이에 따라, 전원공급장치(100)는 변압기에 의해 변환된 2차측 코일의 전압을 이용하여 화상형성장치(200)의 동작에 필요한 전압을 공급한다. 이와 같이, 전원공급장치(100)로부터 출력된 전압은 화상형성장치(200)의 각 유닛들로 공급되어 화상형성장치(200)를 동작시킨다.
이때, 전원공급장치(100)가 화상형성장치(200)로 하나의 전압만을 출력하는 것을 단일출력(single-output)이라고 하고, 전원공급장치(100)가 화상형성장치(200)로 하나 이상의 전압을 출력하는 것을 다중출력(multi-output)이라고 한다.
다중출력의 경우, 변압기의 코일의 권선 형태를 조정하여 하나의 변압기가 1차측 코일의 전압을 하나 이상의 2차측 코일의 전압으로 변환하여, 하나 이상의 전압을 출력할 수 있다. 또는, 하나 이상의 변압기가 동일한 1차측 코일의 전압을 각 변압기의 권선수에 따라 2차측 코일의 전압으로 변환하여, 하나 이상의 전압을 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변환부(110)는 단일 출력 또는 다중 출력을 이용하여 하나 이상의 직류 전압을 출력할 수 있으며, 하나 이상의 변압기를 이용하여 하나 이상의 직류 전압을 출력할 수도 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 다중 출력의 경우 2 개의 직류 전압을 출력하는 것이라 가정할 것이나 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 단일 출력의 경우, 변환부(110)는 변압기를 이용하여 하나의 직류 전압을 출력할 수 있다. 예를 들면, 단일 출력의 경우, 변환부(110)는 24V의 직류 전압을 출력할 수 있다.
이에 따라, 전원공급장치(100)는 변환된 24V의 직류 전압을 화상형성장치(200)로 출력하고, 화상형성장치(200)는 24V의 전압을 이용하여 화상을 형성하고, 화상형성장치(200)의 동작을 제어한다. 예를 들면, 화상형성장치(200)는 24V의 전압을 공급받아, 24V의 전압을 DC/DC 컨버터를 이용하여 각 유닛에 필요한 직류 전압으로 변환하고, 변환된 직류 전압을 각 유닛에 공급할 수 있다. 화상형성장치(200)의 동작을 제어하는 시스템 제어부(210)가 3.3V의 전압으로 구동된다고 하면, 화상형성장치(200)는 DC/DC 컨버터를 이용하여 24V의 전압을 3.3V의 전압으로 변환하여 시스템 제어부(210)에 3.3V의 전압을 공급할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 다중출력의 경우, 변환부(110)는 변압기를 이용하여 하나 이상의 직류 전압을 출력할 수 있다. 예를 들면, 다중출력의 경우, 변환부(110)는 5V와 24V의 직류 전압을 출력할 수 있다. 이에 따라, 전원공급장치(100)는 변환된 5V와 24V의 직류 전압을 화상형성장치(200)로 각각 출력한다.
본 실시예에 따르면, 5V의 출력전압은 화상형성장치(200)의 동작을 제어하는 시스템 제어부(210)를 구동하는데 이용되고, 24V의 출력전압은 화상을 형성하는 화상형성부(220)를 구동하는데 이용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 다중출력의 경우, 화상형성장치(200)의 전체 동작을 제어하는 시스템 제어부(210)로 출력되는 전압을 제 1 출력전압이라고 하고, 화상을 형성하는 화상형성부(220)로 출력되는 전압을 제 2 출력전압이라고 한다.
이와 같이, 변환부(110)는 하나 이상의 변압기를 이용하여 단일출력 또는 다중출력으로 하나 이상의 직류 전압을 출력할 수 있다.
전압조절부(120)는 상기 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 상기 화상형성장치(200)의 동작을 제어하는 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 조절한다. 이에 따라, 전압조절부(120)에 의해 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압의 전압레벨이 결정된다. 또한, 전압조절부(120)는 출력전압의 전압레벨을 조절하여, 일정하고 안정적인 출력전압을 출력한다.
예를 들어 설명하면, 전원공급장치(100)가 시스템 제어부(210)로 제 1 전압레벨의 일정한 출력전압을 출력하도록 설정된 경우, 출력전압이 제 1 전압레벨 이상이 되면, 전압조절부(120)는 출력전압이 제 1 전압레벨로 낮아지도록 출력전압의 전압레벨을 조절한다. 반대로, 출력전압의 전압레벨이 제 1 전압레벨 이하가 되면, 출력전압의 전압레벨이 제 1 전압레벨로 높아지도록 출력전압의 전압레벨을 조절한다.
좀 더 상세하게, 전압조절부(120)는 변압기의 2차측 코일의 전압인 출력전압의 전압레벨에 따라 포토 커플러(photo coupler, 미도시)로 전달되는 전류의 양을 조절한다. 이때, 포토 커플러(미도시)의 발광부는 전압조절부(120)와 직렬로 연결되어, 변압기의 2차측 코일에 위치하고, 포토 커플러(미도시)의 수광부는 변압기의 1차측 코일에 위치하는 스위칭 제어부(미도시)와 연결되어 1차측 코일의 전압의 스위칭을 제어하게 된다. 따라서, 전압조절부(120)는 출력전압의 전압레벨에 기초하여 포토 커플러(미도시)를 통하여 변압기의 1차측 코일로 피드백되는 전류의 양을 조절함으로써 출력전압의 전압레벨을 일정하게 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 전압조절부(120)는 전압 레귤레이터(Voltage Regulator)등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전압조절부(120)는 전압 레귤레이터를 이용하여 출력전압이 일정한 전압레벨로 출력되도록 할 수 있다.
스위칭부(130)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 상기 출력전압의 제 1 전압레벨을 상기 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭한다. 이에 따라, 전압조절부(120)는 스위칭부(130)의 동작에 따라, 제 1 전압레벨 또는 제 2 전압레벨의 출력전압을 출력한다. 예를 들어, 스위칭부(130)에 의해 출력전압의 전압레벨이 제 2 전압레벨로 스위칭되면, 전압조절부(120)는 출력전압이 제 2 전압레벨에 따른 일정한 크기로 출력되도록 출력전압의 전압레벨을 조절한다.
전원절약 모드는 화상형성장치(200)의 일부 유닛만 활성화되어 있는 상태이다. 예를 들어 설명하면, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우, 화상형성장치(200)의 시스템 제어부(210)만이 정상동작하고, 다른 유닛들에는 전원이 인가되지 않을 수 있다.
이에 따라, 전원절약 모드는 화상형성장치(200)가 소정의 시간 동안 어떠한 동작도 수행하지 않을 때, 화상형성장치(200)를 제어하는 시스템 제어부(210)를 제외한 나머지 유닛들에 전원이 인가되지 않도록 하여, 화상형성장치(200)가 소비하는 소비 전력을 줄일 수 있다. 이때, 전원절약 모드는 슬립 모드(sleep mode)라고도 할 수 있다.
반대로, 동작 모드는 화상형성장치(200)가 화상을 형성하는 등의 동작을 수행하거나, 또는 동작을 수행할 수 있도록 대기하는 상태이다. 즉, 동작 모드는 화상형성장치(200)가 동작을 수행하고 있거나, 화상형성장치(200)가 외부로부터 동작의 수행을 지시하는 신호를 수신하면 수신된 신호에 대응하는 동작을 수행할 수 있도록 대기하는 상태를 나타낸다.
이에 따라, 화상형성장치(200)가 동작 모드인 경우, 시스템 제어부(200)를 포함한 화상형성장치(200)의 모든 유닛들에 전원이 공급되고, 모든 유닛들이 정상동작한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우에, 스위칭 소자 등을 이용하여 시스템 제어부(210)에만 전원이 인가되도록 하고, 화상형성부(220)를 비롯한 나머지 유닛들에는 전원이 인가되지 않도록 한다.
예를 들어, 다중출력의 경우, 전원공급장치(100)는 화상형성부(220)로 출력되는 24V의 전압을 차단하여, 시스템 제어부(210)로 출력되는 5V의 전압만을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압을 제 1 전압레벨보다 더 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭하여, 화상형성장치(200)가 동작 모드일 때 시스템 제어부(210)로 출력되는 전압보다 더 낮은 전압이 시스템 제어부(210)로 출력되도록 한다.
이에 따라, 제 1 전압레벨은 화상형성장치(200)가 동작 모드일 때 시스템 제어부(210)로 출력되는 전압을 나타낸다. 제 2 전압레벨은 화상형성장치(200)가 전원절약 모드일 때 시스템 제어부(210)로 출력되는 전압을 나타낸다.
예를 들어, 단일 출력의 경우, 제 1 전압레벨은 24V, 제 2 전압레벨은 21.6V가 될 수 있다. 이에 따라, 동작 모드일 때 전원공급장치(100)는 시스템 제어부(210)로 24V의 전압을 출력하는데 반해, 전원절약 모드일 때 전원공급장치(100)는 시스템 제어부(210)로 더 낮은 전압인 21.6V의 전압을 출력한다.
이에 따라, 전원공급장치(100)가 동작 모드와 전원절약모드 일 때, 모두 24V의 전압을 출력하는 경우와 비교하였을 때, 전원공급장치(100)가 전원절약 모드에서 21.6V의 전압을 출력하는 경우, 약 5%의 소비 전력을 줄일 수 있다.
또한, 화상형성장치(200)가 DC/DC 컨버터를 이용하여 시스템 제어부(210)를 구동하는데 필요한 전압(예를 들면, 3.3V)으로 변환하는 경우, DC/DC 컨버터는 24V 전압 대신에 21.6V의 전압을 입력받아 이를 3.3V의 전압으로 변환하게 되므로, DC/DC 컨버터의 변환 효율을 높여, 변환으로 인한 전력 손실을 줄일 수 있다.
다중 출력의 경우에는, 시스템 제어부(210)로 출력되는 제 1 출력전압의 제 1 전압레벨은 5V, 제2 전압레벨은 4V가 될 수 있다. 이에 따라, 동작 모드일 때 전원공급장치(100)는 시스템 제어부(210)로 5V의 전압을 출력하고, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입할 때 전원공급장치(100)는 시스템 제어부(210)로 더 낮은 전압인 4V의 전압을 출력한다.
다중 출력의 경우, 변압기에 의해 변환된 하나 이상의 직류 전압 중, 전원절약 모드에서 사용되지 않는 전원을 차단함으로써 전력 손실을 줄일 수 있다. 또한, 추가적으로 화상형성장치(200)가 전원절약 모드에 진입하는 경우 동작 모드에서 보다 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압을 더 낮춤으로써 화상형성장치(200)에서 소모되는 전력 손실을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.
이때, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드 진입하는 경우 출력되는 출력전압의 전압레벨인 제 2 전압레벨은 전원절약 모드시 화상형성장치(200)에서 허용하는 최소한의 전압레벨이 될 수 있다. 이에 따라, 제 2 전압레벨을 화상형성장치(200)에서 허용하는 최소한의 전압레벨로 낮춤으로써 화상형성장치(200)의 전원절약 모드에서 소모되는 전력 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 스위칭부(130)는 시스템 제어부(210)로부터 입력되는 제어신호에 기초하여 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 스위칭할 수 있다.
시스템 제어부(210)는 제어 신호를 스위칭부(130)로 출력하여, 제어 신호에 따라 스위칭부(130)를 턴-온(turn-on)/턴-오프(turn-off)시키고, 이에 따라 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압의 전압레벨은 제 1 전압레벨 또는 제 2 전압레벨 중 어느 하나로 스위칭된다.
예를 들면, 스위칭부(130)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하였음을 나타내는 제어신호를 시스템 제어부(210)로부터 입력받으면, 스위칭부(130)는 턴-온되어, 출력전압의 제 1 전압레벨을 제 2 전압레벨로 스위칭할 수 있다.
이와 반대로 스위칭부(130)가 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하였음을 나타내는 제어신호를 입력받으면, 스위칭부(130)가 턴-오프되어, 출력전압의 제 1 전압레벨을 제 2 전압레벨로 스위칭할 수도 있다.
또한, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드에서 다시 동작 모드로 진입하는 경우는, 스위칭부(130)는 시스템 제어부(210)로부터 화상형성장치(200)가 동작 모드로 진입하였음을 나타내는 제어신호를 입력받아, 출력전압의 전압레벨을 제 2 전압레벨에서 제 1 전압레벨로 스위칭할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우, 동작 모드일 때 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압보다 더 낮은 출력전압을 출력한다.
따라서, 본 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 전원절약 모드에서 사용되지 않는 전원을 차단하는 것 이외에, 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압을 화상형성장치(200)가 전원절약 모드일 때 필요한 최소한의 전압으로 더 낮춤으로써 화상형성장치(200)에서 소모되는 전력 손실을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.
도 2a는 도 1에 도시된 전압조절부(120)의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 2a를 참조하면, 전압조절부(120)는 스위칭부(130)와 전압안정화부(140)로 구성된다. 스위칭부(130)는 트랜지스터(transistor, 1301) 및 저항 A(1302)로 구성되고, 전압안정화부(140)는 전압 레귤레이터(voltage regulator)(1401), 저항 1(1402), 저항 2(1403) 및 저항 3(1404)으로 구성된다. 또한, 스위칭부(130)는 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(1303)를 더 포함할 수 있으며, 전압안정화부(140)는 시스템 제어부(210)로 출력전압을 출력하는 출력 단자(1405)를 더 포함할 수 있다.
도 2a에 도시된 전압조절부(120)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 도 2a에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 도 1 에 기재된 설명을 참조하여, 도 2a에 도시된 회로의 동작 원리에 관하여 알 수 있기에 상세한 설명은 생략한다.
전압조절부(120)는 스위칭부(130)와 전압안정화부(140)로 구성되며, 스위칭부(130)와 전압안정화부(140)에 의해 조절된 출력전압을 출력한다.
전압안정화부(140)는 변압기의 2차측 코일에 연결되며, 일정한 출력전압을 출력하도록 출력전압의 전압레벨을 조절한다. 도 2a를 참조하면, 전압안정화부(140)는 전압 레귤레이터(1401), 저항 1(1402), 저항 2(1403), 저항 3(1404)으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전압 레귤레이터(1401)는 3 단자로 구성된 소자가 될 수 있으며, 출력 단자(1405)와 병렬로 연결된다. 이때, 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자의 전압의 크기에 따라, 전압 레귤레이터(1401)의 나머지 두 단자인 캐소드(cathode)와 애노드(anode)사이에 흐르는 전류가 변한다. 본 실시예에 따른 전압 레귤레이터(1401)는 TL431로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 연산 증폭기(OP-AMP, Operational amplifier)등을 이용해 구현될 수도 있음을 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자를 중심으로 출력 단자(1405)와 그라운드 사이에는 하나 이상의 저항이 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 저항 1(1402)은 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자와 출력 단자(1405)사이에 연결된 저항이고, 저항 2(1403)와 저항 3 (1404)은 기준전압 단자(1405)와 그라운드 사이에 연결된 저항을 나타낸다.
전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자와 연결된 저항들(1402~1404)에 의해 출력 단자(1405)로 출력되는 출력전압의 전압레벨이 결정된다. 예를 들어, 전원공급장치(100)로부터 제 1 전압레벨의 출력전압을 출력하는 경우, 출력 단자(1405)에 제 1 전압레벨의 전압이 출력되도록 저항들(1402~1404)의 저항값이 결정될 수 있다. 이에 따라, 전압 레귤레이터(1401)는 출력전압이 제 1 전압레벨의 일정한 전압 크기로 출력되도록, 출력전압의 전압레벨을 조절한다.
스위칭부(130)는 시스템 제어부(210)로부터 입력되는 제어신호에 기초하여 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨 또는 제 2 전압레벨 중 어느 하나로 스위칭한다. 스위칭부(130)는 도 2a를 참조하면, 스위칭부(130)는 트랜지스터(1301)와 저항(1302)으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 트랜지스터(1301)는 NPN 트랜지스터 또는 PNP 트랜지스터가 될 수 있다. 본 실시예에서는 스위칭부(130)에 이용되는 스위칭 소자로 접합형 트랜지스터(BJT, Bipolar Junction Transistor)를 사용하였지만, 스위칭 소자는 접합형 트랜지스터(BJT)로 한정되지 않으며, 전계 효과 트랜지스터(FET,Field Effect Transistor)나 반도체 스위치 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 스위칭부(130)는 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(1303)를 통해서 시스템 제어부(210)로부터 제어신호를 입력받는다. 시스템 제어부(210)로부터 입력받는 제어신호는 화상형성장치(200)의 상태가 동작 모드인지 전원절약 모드인지 여부를 나타낸다.
스위칭부(130)의 트랜지스터(1301)는 입력되는 제어신호에 따라 턴-온/턴-오프된다. 이때, 트랜지스터(1301)는 NPN 트랜지스터 또는 PNP 트랜지스터가 사용될 수 있다. NPN 트랜지스터는 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(1303)를 통해 하이(HIGH) 신호를 입력받으면 턴-온되고, PNP 트랜지스터는 로우(LOW) 신호를 입력받으면 턴-온된다.
이에 따라, 스위칭부(130)의 NPN 트랜지스터를 PNP 트랜지스터로 바꾸는 경우, 제어신호의 하이 신호 및 로우 신호는 NPN 트랜지스터와 반대로 사용될 수 있다. 예를 들어, NPN 트랜지스터를 이용한 스위칭부(130)에서 제어신호가 동작모드일 때 로우, 전원절약 모드일 때 하이가 출력된다면, PNP 트랜지스터를 이용한 스위칭부(130)에서는 동작모드일 때 하이, 전원절약 모드일 때 로우가 출력되도록 하면 된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 트랜지스터(1301)는 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자와 출력 단자(1405) 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 저항과 병렬로 연결될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 트랜지스터(1301)와 저항 A(1302)로 구성된 스위칭부(130)는 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자와 출력 단자(1405) 사이에 위치하는 저항인 저항 1(1402)에 병렬로 연결된다.
스위칭부(130)가 화상형성장치(200)의 상태가 전원절약 모드임을 나타내는 제어신호(이때, NPN 트랜지스터의 경우, 하이 신호이고, PNP 트랜지스터의 경우, 로우 신호가 된다)를 입력받으면, 트랜지스터(1301)는 턴-온된다.
트랜지스터(1301)가 턴-온되면, 저항 A(1302)에 전류가 흐르게 된다. 이에 따라, 저항 1(1402)와 저항 A(1302)의 연결상태가 병렬이 되어 출력 단자(1405)와 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자 사이의 전체 저항이 낮아지고, 출력 단자(1405)에서 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자로 흐르는 전류는 증가된다. 이에 따라, 출력 단자(1405)에서 출력전압의 전압레벨이 낮아진다.
이와 같이, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 제어신호에 기초하여 트랜지스터를 턴-온함으로써 출력전압을 제 1 전압레벨에서 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭한다.
이때, 화상형성장치(200)의 상태가 동작 모드로 되는 경우, 스위칭부(130)는 동작 모드임을 나타내는 제어신호(이때, NPN 트랜지스터의 경우, 로우 신호이고, PNP 트랜지스터의 경우, 하이 신호가 된다)를 입력받으면, 트랜지스터(1301)는 턴-오프된다. 트랜지스터(1301)가 턴-오프되면, 저항 A(1302)에는 전류가 흐르지 않으므로, 출력전압은 제 2 전압레벨에서 다시 제 1 전압레벨로 스위칭된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 트랜지스터(1301)가 턴-온됨에 따라, 스위칭부(130)는 출력전압을 제 1 전압레벨에서 제 2 전압레벨로 스위칭한다. 즉, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드일 때, 전원공급장치(100)는 동작 모드에서 출력하는 출력전압보다 더 낮은 출력전압을 출력한다. 이에 따라, 전원공급장치(100)는 전원절약 모드에서의 화상형성장치(200)의 동작을 제어하는데 필요한 최소의 전압으로 출력전압을 출력하도록 할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)에서 소모되는 소비 전력을 더 효율적으로 줄일 수 있다.
도 2b는 도 1에 도시된 전압조절부(120)의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 2b에 도시된 전압조절부(120)는 도 2a에 도시된 전압조절부(120)와 스위칭부(130)를 제외하고 동일하다. 도 2b의 스위칭부(130)는 트랜지스터(transistor, 1304)로 구성되고, 도 2a의 스위칭부(130)와 비교하면, 스위칭부(130)의 위치가 다르다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 트랜지스터(1304)는 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자와 그라운드 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 저항과 병렬로 연결될 수 있다.
도 2b을 참조하면, 트랜지스터(1304)로 구성된 스위칭부(130)는 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자와 그라운드 사이에 위치하는 저항인 저항 3(1404)에 병렬로 연결된다.
본 실시예에 따라 스위칭부(130)가 화상형성장치(200)의 상태가 동작 모드임을 나타내는 제어신호(이때, NPN 트랜지스터의 경우, 하이 신호이고, PNP 트랜지스터의 경우, 로우 신호가 된다)를 입력받으면, 트랜지스터(1304)는 턴-온된다. 트랜지스터(1304)가 턴-온되면, 저항 3(1404)에 흐르던 전류가 트랜지스터(1304)로 바이패스(bypass)된다.
화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 스위칭부(130)는 화상형성장치(200)의 상태가 전원절약 모드임을 나타내는 제어신호(이때, NPN 트랜지스터의 경우, 로우 신호이고, PNP 트랜지스터의 경우, 하이 신호가 된다)를 입력받아, 트랜지스터(1304)는 턴-오프된다. 트랜지스터(1304)가 턴-오프되면, 동작 모드에서와 반대로 트랜지스터(13040)에는 전류가 흐르지 않고, 저항 3(1404)에 전류가 흐르게 되어, 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자의 전압이 증가한다. 이에 따라, 화상형성장치(200)의 상태가 전원절약 모드로 되면, 출력 단자(1405)에서 출력전압의 전압레벨이 동작 모드 시의 출력전압의 전압레벨보다 낮아진다.
이와 같이, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 제어신호에 기초하여 트랜지스터(1304)를 턴-오프함으로써 출력전압을 제 1 전압레벨에서 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭한다.
이때, 화상형성장치(200)의 상태가 동작 모드로 되는 경우, 스위칭부(130)는 동작 모드임을 나타내는 제어신호를 입력받아, 트랜지스터(1304)가 턴-온됨으로써, 출력전압이 제 2 전압레벨에서 다시 제 1 전압레벨로 스위칭된다.
본 실시예에서는 트랜지스터(1304)는 저항 3(1404)에 병렬로 연결되는 것으로 도시되어 있지만, 트랜지스터(1304)는 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자와 그라운드 사이에 위치하는 저항인 저항 2(1403)에 병렬로 연결될 수도 있다. 트랜지스터(1304)가 저항 2(1403)에 병렬로 연결되는 경우, 트랜지스터(1304)가 저항 3(1404)에 병렬로 연결되는 것과 동일한 동작을 수행하게 된다.
도 2b의 트랜지스터(1304)는 PNP 트랜지스터가 도시되어 있지만, NPN 트랜지스터가 사용될 수 있다. 이에 따라, 스위칭부(130)의 PNP 트랜지스터를 NPN 트랜지스터로 바꾸는 경우, 제어신호의 하이 신호 및 로우 신호는 PNP 트랜지스터와 반대로 사용될 수 있다.
따라서, PNP 트랜지스터를 이용한 스위칭부(130)에서 제어신호가 동작모드일 때 로우, 전원절약 모드일 때 하이가 출력된다면, NPN 트랜지스터를 이용한 스위칭부(130)에서는 동작모드일 때 하이, 전원절약 모드일 때 로우가 출력되도록 하면 된다.
도 3은 도 1에 도시된 전압조절부(120)의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 전압조절부(120)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 스위칭부(130)와 다른 방식으로 출력 전압의 전압레벨을 스위칭한다.
도 3을 참조하면, 전압조절부(120)는 스위칭부(130)와 전압안정화부(140)로 구성된다. 도 3의 전압조절부(120)는 도 2a 및 도 2b의 전압조절부(120)에 대응되며, 도 3의 스위칭부(130)와 전압안정화부(140)는 도 2a 및 도 2b의 스위칭부(130)와 전압안정화부(140)에 각각 대응된다.
도 3을 참조하면, 스위칭부(130)는 다이오드(diode, 1305) 및 저항 B(1306)로 구성되고, 전압안정화부(140)는 전압 레귤레이터(voltage regulator, 1401), 저항 1(1402) 및 저항 2(1403)로 구성된다. 또한, 스위칭부(130)는 시스템 제어부(210)로부터 제어 신호를 입력받는 제어단자(1303)를 더 포함할 수 있으며, 전압안정화부(140)는 시스템 제어부(210)로 출력전압을 출력하는 출력단자(1405)를 더 포함할 수 있다.
도 3의 전압조절부(120)는 도 2a 및 도 2b의 전압조절부(120)와 동일하게 스위칭부(130)와 전압안정화부(140)에 의해 조절된 출력전압을 출력한다.
도 3의 전압안정화부(140)는 도 2a 및 도 2b의 전압안정화부(140)와 동일하게 변압기의 2차측 코일에 연결되며, 일정한 출력전압을 출력하도록 출력전압의 전압레벨을 조절한다. 전압안정화부(140)와 관련하여 도 2a 및 도 2b에 기술된 내용은 도 3의 전압안정화부(140)에도 동일하게 적용된다.
도 3의 스위칭부(130)는 도 2의 스위칭부(130)와 다른 방식으로 출력전압의 전압레벨을 스위칭한다. 도 3의 스위칭부(130)는 다이오드(diode, 1305) 및 저항 B(1306)로 구성된다.
도 3에서, 다이오드(1305)는 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자와 연결되고, 저항 B(1306)는 다이오드(1305)와 직렬로 연결된다. 이때, 다이오드(1305)는 제어단자(1303)를 통해 시스템 제어부(210)로부터 제어 신호를 입력받아 턴-온/턴-오프된다.
다이오드(1305)는 다이오드(1305)의 애노드(anode) 측의 전압이 캐소드 (cathode) 측의 전압 보다 높으면, 다이오드(13050)가 턴-온되어 순방향의 전류가 흐르게 된다. 따라서, 도 3에 도시된 다이오드(1305)는 제어단자(1303)를 통해 하이(HIGH) 신호의 전압을 입력받으면 턴-온되고, 로우(LOW) 신호의 전압을 입력받으면 턴-오프된다.
본 실시예에 따르면, 스위칭부(130)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 시스템 제어부(210)로부터 하이(HIGH) 신호의 전압을 입력받아 턴-온된다. 반대로, 화상형성장치(200)가 동작 모드인 경우에는 스위칭부(130)는 시스템 제어부(210)로부터 로우 신호의 전압을 입력받아 턴-오프된다.
전원절약 모드에서 스위칭부(130)가 턴-온되면, 다이오드(1305) 및 다이오드(1305)와 직렬로 연결된 저항 B(1306)에 전류가 흐르고, 스위칭부(130)에 흐르는 전류는 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자로 공급된다.
전압안정화부(140)에서 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자로부터 그라운드로 흐르는 전류의 양은 일정하다. 따라서, 스위칭부(130)로부터 전압 레귤레이터 (1401)의 기준전압 단자로 전류가 공급됨에 따라 전압안정화부(140)의 저항 1(1402)에 흐르는 전류가 줄어든다.
본 실시예에 따른 저항 1(1402)과 저항 2(1403)는 고정된 저항값을 가진다. 따라서, 저항 1(1402)에 걸리는 전압이 줄어들고, 출력 단자(1405)에서 출력전압의 전압레벨이 낮아진다. 이와 같이, 화상형성장치(200)의 상태가 전원절약 모드로 되면, 출력 단자(1405)에서 출력전압의 전압레벨이 동작 모드 시의 출력전압의 전압레벨보다 낮아진다.
화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 스위칭부(130)는 시스템 제어부(210)로부터의 제어신호에 기초하여 다이오드(1305)를 턴-온함으로써 출력전압을 제 1 전압레벨에서 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭한다.
화상형성장치(200)의 상태가 동작 모드로 되는 경우, 스위칭부(130)는 시스템 제어부(210)로부터 로우 신호의 전압을 입력받아, 다이오드(1305)를 턴-오프함으로써, 출력전압이 제 2 전압레벨에서 다시 제 1 전압레벨로 스위칭된다.
이때, 다이오드(1305)가 턴-온/턴-오프됨에 따라 스위칭되는 출력 전압의 제 2 전압 레벨은 저항 B(1306)와 제어단자(1303)를 통해 입력되는 제어 신호의 전압의 크기에 의해 결정된다. 따라서, 저항 B(1306)의 저항값을 변경하거나 제어 신호의 전압의 크기를 변경하여 전원절약 모드에서의 소비 전력이 최소가 되는 제 2 전압레벨을 결정할 수 있다.
예를 들어, 저항 B(1306)의 저항값이 증가되면, 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자로 공급되는 전류의 양이 줄어들게 된다. 이에 따라, 저항 1(1402)에서 전압 강하되는 정도가 작아지고, 전원절약 모드에서 출력되는 제 2 전압레벨은 더 커진다. 이와 반대로, 저항 B(1306)의 저항값이 줄어들면, 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자로 공급되는 전류의 양이 늘어난다. 이에 따라, 저항 1(1402)에서 전압 강하되는 정도는 커지고, 전원절약 모드에서 출력되는 제 2 전압레벨은 더 작아진다.
이에 따라, 시스템 제어부(210)는 저항 B(1306)의 저항값들 중 전원절약 모드에서 소비 전력이 최소가 될 때의 저항값을 저항 B(1306)의 저항값으로 결정할 수 있다. 이와 같이 결정된 저항값에 의해 획득되는 출력 전압의 전압레벨은 제 2 전압레벨이 된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 시스템 제어부(210)는 저항값을 변경할 수 있는 가변 저항을 이용하여 저항 B(1306)의 저항값을 변경할 수 있다.
또 다른 예로, 제어 신호의 전압의 크기를 변경하여 전원절약 모드에서의 소비 전력이 최소가 되는 제 2 전압레벨을 결정할 수 있다.
제어 신호의 전압의 크기가 증가되면, 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자로 공급되는 전류의 양이 늘어난다. 이에 따라, 저항 1(1402)에서 전압 강하되는 정도는 커지고, 전원절약 모드에서 출력되는 제 2 전압레벨은 더 작아진다. 이와 반대로, 제어 신호의 전압의 크기가 줄어들면, 전압 레귤레이터(1401)의 기준전압 단자로 공급되는 전류의 양이 줄어든다. 이에 따라, 저항 1(1402)에서 전압 강하되는 정도가 작아지고, 전원절약 모드에서 출력되는 제 2 전압레벨은 더 커진다.
이에 따라, 시스템 제어부(210)는 제어 신호의 전압의 크기로 설정된 전압값들 중 전원절약 모드에서의 소비 전력이 최소가 되는 전압값을 제어 신호의 전압의 크기로 결정할 수 있다. 이와 같이 결정된 전압값에 의해 획득되는 출력 전압의 전압레벨은 제 2 전압레벨이 된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 시스템 제어부(210)는 시스템 제어부(210)의 디지털 아날로그 컨버터를 이용하여 제어 신호의 전압의 크기를 변경할 수 있다. 즉, 제어 신호의 전압의 크기를 디지털 아날로그 컨버터에 의해 변환되는 전압값으로 설정함으로써, 시스템 제어부(210)는 제어 신호의 전압의 크기를 아날로그적으로 변경할 수 있다.
이에 따라, 시스템 제어부(210)는 디지털 아날로그 컨버터에 의해 변환되는 전압값들 중 전원절약 모드에서 소비 전력이 최소가 될 때의 전압값을 제어 신호의 전압의 크기로 결정하고, 이와 같이 결정된 제어 신호의 전압의 크기에 의해 획득되는 출력 전압의 출력레벨을 제 2 출력레벨로 결정할 수 있다.
그러므로, 본 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 시스템 제어부(210)를 통하여 스위칭부(130)의 저항값을 변경하거나 스위칭부(130)에 입력되는 제어 신호의 전압의 크기를 변경함으로써 해당 화상형성장치(200)에서 전원절약 모드에서의 소비 전력이 최소가 되는 제 2 전압레벨을 결정할 수 있다.
예를 들어, 화상형성장치(200)는 DC/DC 컨버터를 이용하여 제 2 전압 레벨을 시스템 제어부(210)를 구동하는데 필요한 전압으로 변환하여 시스템 제어부(210)에 공급할 수 있다. 이때, 화상형성장치(200)는 시스템 제어부(210)를 통해서 전원절약 모드에서의 소비 전력이 최소가 되는 스위칭부(130)의 저항값을 결정할 수 있고, 전원공급장치(100)는 이와 같이 결정된 저항값에 따라 제 2 전압레벨을 출력한다. 이에 따라, 화상형성장치(200)는 DC/DC 컨버터의 변환에 따른 전력 손실 등을 포함하여 전원절약 모드에서의 소비되는 소비 전력을 최소화할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 해당 시스템에 따라서 소비 전력을 효율적으로 줄일 수 있다.
도 4(4a, 4b, 4c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원조절부를 포함하는 스위칭 모드 전원공급장치를 도시한 도면이다. 도 4(4a, 4b, 4c)에 도시된 전원공급장치(100)는 변환부(110) 및 전압조절부(120)를 포함한다. 도 4(4a, 4b, 4c)에 도시된 변환부(110), 전압조절부(120)는 도 1에 도시된 변환부(110), 전압조절부(120)와 동일하며, 이와 관련하여 중복된 설명은 생략한다.
도 4a는 전원공급장치(100)가 화상형성장치(200)로 하나의 전압만을 출력하는 단일 출력인 경우를 나타낸다. 도 4a를 참조하면, 전원공급장치(100)는 변환부(110) 및 전압조절부(120)로 구성되고, 변환부(110)는 정류 소자(420), 평활 소자(430), 스위칭 제어부(440), 변압기(450) 및 포토 커플러(460)로 구성된다. 또한, 전압조절부(120)는 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(470)를 더 포함할 수 있으며, 변환부(110)는 전압을 출력하는 출력 단자(480)를 더 포함할 수 있다.
변환부(110)는 도 1에서 설명한 바와 같이 적어도 하나 이상의 변압기(450)를 이용하여 전원공급장치(100)로 입력되는 교류 전압(410)을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환한다.
도 4a를 참조하면, 변환부(110)는 정류 소자(420), 평활 소자(430), 스위칭 제어부(440), 변압기(450), 포토 커플러(460)로 구성될 수 있다.
정류 소자(420)는 변환부(110)로 입력되는 교류 전압(410)을 정류한다. 예를 들어, 정류 소자(420)는 다이오드를 사용한 브리지 회로로 구현될 수 있으나. 이에 한정되지 않는다.
평활 소자(430)는 정류된 전압을 평활한다. 예를 들어, 평활 소자(430)는 커패시터를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
스위칭 제어부(440)는 정류된 전압을 변압기에 인가하기 위한 스위칭을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 스위칭 제어부(440)는 PWM IC로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
변압기(450)는 스위칭된 1차측 코일의 전압을 2차측 코일의 전압으로 변환한다. 도 4a에서는 변압기(450)의 출력으로 하나의 전압이 획득된다. 예를 들면, 변압기(450)는 24V의 직류 전압을 출력할 수 있다.
전압조절부(120)는 도 1에서 설명한 바와 같이, 변환된 직류 전압의 전압레벨을 조절하여, 전원공급장치(100)가 일정하고 안정된 출력전압을 출력할 수 있도록 한다. 이에 따라, 출력 단자(480)는 화상형성장치(200)로 일정하고 안정된 24V의 전압을 공급할 수 있다.
단일 출력의 경우, 화상형성장치(200)는 24V의 전압을 이용하여 화상을 형성하고, 화상형성장치(200)의 동작을 제어한다. 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우에도, 전원공급장치(100)가 24V의 전압을 계속해서 화상형성장치(200)로 공급한다면, 불필요한 전력이 계속 공급되어 손실 전력이 많아진다. 또한, 전력 효율에서도 좋지 않다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전원조절부(120)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(470)를 통해 제어신호를 입력받아, 출력전압의 제 1 전압레벨을 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭한다.
즉, 전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 출력전압을 24V에서 21.6V로 낮추어 공급한다. 이에 따라, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우에, 전원공급장치(100)는 필요없는 전력을 공급하지 않으므로, 화상형성장치(200)의 전력 효율을 높일 수 있다.
도 4b는 전원공급장치(100)가 화상형성장치(200)로 하나 이상의 전압을 출력하는 다중 출력인 경우를 나타낸다. 도 4b를 참조하면, 전원공급장치(100)는 변환부(110) 및 전압조절부(120)로 구성되고, 변환부(110)는 정류 소자(420), 평활 소자(430), 스위칭 제어부(440), 변압기(450) 및 포토 커플러(460)로 구성된다. 또한, 전압조절부(120)는 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(470)를 더 포함할 수 있으며, 변환부(110)는 시스템 제어부(210)로 전압을 출력하는 출력 단자(480) 및 화상형성부(220)로 전압을 출력하는 출력 단자(490)을 더 포함할 수 있다.
도 4b의 정류 소자(420), 평활 소자(430), 스위칭 제어부(440), 포토 커플러(460)는 도 4a의 정류 소자(420), 평활 소자(430), 스위칭 제어부(440), 포토 커플러(460)와 동일하며, 이와 관련하여 중복된 설명은 생략한다.
변압기(450)는 스위칭된 1차측 코일의 전압을 2차측 코일의 전압으로 변환한다. 도 4a와 달리, 도 4b에서 변압기(450)는 1차측 코일의 전압을 변환하여 두 개의 전압을 출력한다. 변압기(450)의 코일의 권선 형태를 조정하여, 변압기(450)는 1차측 코일의 전압을 하나 이상의 전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 예를 들면, 변압기(450)는 24V, 5V의 두 개의 직류 전압을 출력할 수 있다.
다중 출력의 경우, 24V의 전압은 화상을 형성하는 화상형성부(220)를 구동하는데 이용되고, 5V의 전압은 화상형성장치(200)의 동작을 제어하는 시스템 제어부(210)를 구동하는데 이용될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위하여, 다중출력의 경우, 시스템 제어부(210)로 출력되는 전압을 제 1 출력전압이라고 하고, 화상형성부(220)로 출력되는 전압을 제 2 출력전압이라고 한다.
화상형성장치(200)가 동작 모드인 경우, 전원공급장치(100)는 출력 단자(480)을 통하여 5V의 출력전압, 즉 제 1 출력전압을 시스템 제어부(210)로 출력하고, 출력 단자(490)을 통하여 24V의 출력전압, 즉 제 2 출력전압을 화상형성부(220)로 출력한다.
화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 전원공급장치(100)는 제 2 출력전압으로 출력되는 변압기(450)의 2차측 코일에 연결된 스위치를 오픈하여, 제 2 출력전압을 차단한다. 이에 따라, 전원공급장치(100)는 전원절약 모드일 때, 화상형성부(220)로 출력되는 24V의 전압을 차단한다.
또한, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 전압조절부(120)는 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(470)를 통해 제어신호를 입력받아, 시스템 제어부(210)로 출력되는 제 1 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨에서 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭한다. 예를 들면, 전압조절부(120)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우, 5V의 제 1 출력전압을 스위칭하여 4V의 출력전압을 출력단자(480)를 통하여 시스템 제어부(210)로 출력한다.
이에 따라, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우, 전원공급장치(100)는 4V의 제 1 출력전압만 시스템 제어부(210)로 출력한다. 화상형성장치(200)는 전원절약 모드에서 화상형성부(220)로 출력되는 24V의 전압을 차단하여 화상형성장치(200)의 소모 전력을 줄일 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 제 1 출력전압을 5V에서 4V의 전압으로 스위칭하여 동작모드에서의 출력전압보다 낮은 출력전압을 시스템 제어부(210)로 출력함으로써 소모 전력을 더 효율적으로 줄일 수 있다.
따라서, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우, 전원공급장치(100)는 전원절약 모드에서 제 1 출력전압을 화상형성장치(200)에서 필요한 최소한의 전압으로 스위칭하여 공급함으로써 최대한의 전력 효율을 제공할 수 있다.
도 4c는 전원공급장치(100)가 하나 이상의 변압기를 이용하여 화상형성장치(200)로 하나 이상의 전압을 출력하는 다중 출력인 경우를 나타낸다. 도 4c를 참조하면, 전원공급장치(100)는 변환부(110) 및 전압조절부(120)로 구성되고, 변환부(110)는 정류 소자(420), 평활 소자(430), 제 1 스위칭 제어부(4401), 제 2 스위칭 제어부(4402), 제 1 변압기(4501), 제 2 변압기(4502), 제 1 포토 커플러(4601) 및 제 2 포토 커플러(4602)로 구성된다. 또한, 전압조절부(120)는 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(470)를 더 포함할 수 있으며, 변환부(110)는 시스템 제어부(210)로 전압을 출력하는 출력 단자(480) 및 화상형성부(220)로 전압을 출력하는 출력 단자(490)를 더 포함할 수 있다.
도 4c의 정류 소자(420), 평활 소자(430)는 도 4a의 정류 소자(420), 평활 소자(430)와 동일하며, 이와 관련하여 중복된 설명은 생략한다.
도 4c에서 변환부(110)는, 도 4와 달리, 두 개의 변압기(4501, 4502)를 이용하여 스위칭된 1차측 코일의 전압을 2차측 코일의 전압으로 변환한다. 이에 따라, 변환부(110)는 제 1 스위칭 제어부(4401), 제 2 스위칭 제어부(4402), 제 1 변압기(4501), 제 2 변압기(4502), 제 1 포토 커플러(4601) 및 제 2 포토 커플러(4602)를 포함한다.
제 1 변압기(4501)와 제 2 변압기(4502)는 각각 1차측 코일의 전압을 각 변압기의 권선수에 따라 2차측 코일의 전압으로 변환한다. 제 1 변압기(4501)와 제 2 변압기(4502)는 동일한 1차측 코일의 전압을 각각의 2차측 코일의 전압으로 변환하여, 변환부(110)는 2개의 직류 전압을 출력한다.
제 1 변압기(4501)가 변환한 직류 전압은 시스템 제어부(210)로 출력되는 제 1 출력전압으로 이용된다. 예를 들면, 제 1 변압기(4501)는 5V의 직류 전압을 출력할 수 있다.
전압조절부(120)는 제 1 변압기(4501)가 변환한 직류 전압의 전압레벨을 조절하여 제 1 출력전압을 출력한다.
좀 더 상세하게, 전압조절부(120)는 제 1 변압기(4501)의 2차측 코일의 전압의 전압레벨에 따라 제 1 포토 커플러(4601)로 전달되는 전류의 양을 조절한다. 이때, 제 1 포토 커플러(4601)의 발광부는 전압조절부(120)와 연결되어, 제 1 변압기(4501)의 2차측 코일에 위치하고, 제 1 포토 커플러(4601)의 수광부는 변압기의 1차측 코일에 위치하는 제 1 스위칭 제어부(4401)와 연결되어 1차측 코일의 전압의 스위칭을 제어한다. 이에 따라, 전압조절부(120)는 제 1 출력전압의 전압레벨을 일정하게 조절할 수 있다.
제 2 변압기(4502)가 변환한 직류 전압은 화상형성부(220)로 출력되는 제 2 출력전압으로 이용된다. 예를 들면, 변압기(450)는 24V의 직류 전압을 출력할 수 있다.
제 2 변압기(4502)가 변환한 직류 전압의 전압레벨에 따라 제 2 포토 커플러(4602)로 전달되는 전류의 양이 조절된다. 제 2 스위칭 제어부(4402)는 제 2 포토 커플러(4602)의 수광부와 연결되어 제 2 변압기(4502)의 1차측 코일의 전압의 스위칭을 제어한다. 이때, 제 2 스위칭 제어부(4402)는 스위칭 제어부에 전원(Vcc)을 공급하는 단자와 스위칭 제어부 사이에 스위칭 소자가 연결되어, 화상형성장치(200)가 절약상태 모드에 진입하는 경우, 스위칭 소자가 오픈(open)되어, 전원공급장치(100)는 제 2 출력전압의 출력을 차단한다.
화상형성장치(200)가 동작 모드인 경우, 전원공급장치(100)는 제 1 변압기(4501)의 2차측 코일에 연결된 출력 단자(480)을 통하여 5V의 출력전압을 시스템 제어부(210)로 출력하고, 제 2 변압기(4502)의 2차측 코일에 연결된 출력 단자(490)을 통하여 24V의 출력전압을 화상형성부(220)로 출력한다.
화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 앞에서 설명한 바와 같이, 전원공급장치(100)는 제 2 스위칭 제어부와 연결된 스위칭 소자를 오픈하여, 제 2 출력전압을 차단한다. 또한, 전압조절부(120)는 화상형성장치(200)의 상태를 나타내는 신호를 입력받는 단자(470)를 통해 제어신호를 입력받아, 시스템 제어부(210)로 출력되는 제 1 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨에서 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭한다.
이에 따라, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우, 전원공급장치(100)는 24V의 제 2 출력전압을 차단하고, 제 1 출력전압으로 동작 모드시의 전압인 5V보다 낮은 4V의 출력전압을 출력한다.
이상에서 설명한 바에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 제 1 출력전압을 동작모드에서의 출력전압보다 낮은 전압을 출력함으로써 전원절약 모드에서의 전력 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 모드 전원공급장치를 포함하는 화상형성장치를 도시한 블록도이다. 도 5를 참조하면, 화상형성장치(200)는 전원공급장치(100), 시스템 제어부(210), 화상 형성부(220), 팩스부(230), 전송기능 수행부(240), 통신 인터페이스부(250), 사용자 인터페이스부(260), 저장부(270)로 구성된다.
도 5에 도시된 화상형성장치(200)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 전원공급장치(100)는 도 1 내지 도 4에서 설명한 전원공급장치(100)와 동일한 동작을 수행하기에, 도 1 내지 도 4에서 기재된 내용은 도 5에 도시된 전원공급장치(100)에도 적용될 수 있다.
전원공급장치(100)는 전원공급장치(100)로 입력된 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하고, 시스템 제어부(210)로부터 입력받은 제어신호에 기초하여, 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨 또는 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨 중 어느 하나로 스위칭하고, 스위칭 결과에 따른 출력전압을 시스템 제어부로 출력한다.
전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨에서 제 2 전압레벨로 스위칭한다.
단일 출력의 경우, 예를 들면, 전원공급장치(100)는 동작 모드에서 24V의 출력전압을 출력할 수 있다. 전원공급장치(100)로부터 출력된 24V의 전압은 DC/DC 컨버터에 의해 각 유닛들에 사용되는 전압으로 변환되어 화상형성장치(200)의 각 유닛들을 공급될 수 있다. 이때, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드에 진입하는 경우, 전원공급장치(100)는 필요없는 전력 소비를 줄이기 위해 동작 모드시 출력되는 전압보다 낮은 전압을 출력한다. 이에 따라, 24V의 출력전압은 21.6V로 스위칭되어 출력된다.
다중 출력의 경우, 예를 들면, 전원공급장치(100)는 동작 모드에서 5V, 24V의 전압을 출력할 수 있다. 24V의 전압은 화상형성장치(200)가 화상을 형성하는 등의 동작을 수행하는데 이용된다. 이에 따라, 24V의 전압은 화상형성부(220)를 비롯하여 화상형성장치(200)가 제공하는 각종 기능들을 수행하는 유닛들에 공급된다. 5V의 전압은 화상형성장치(200)의 전체 시스템을 제어하는 시스템 제어부(210)를 구동시키는데 이용된다.
화상형성장치(200)가 전원절약 모드에 진입하는 경우, 전원공급장치(100)는 화상형성부(220)로 출력되는 24V의 전압은 차단한다. 또한, 전원공급장치(100)는 시스템 제어부(210)로 출력되는 5V의 전압을 4V의 전압으로 스위칭하여 출력한다. 이에 따라, 전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)의 전원절약 모드에서 필요한 최소한의 전압만을 공급함으로써 화상형성장치(200)의 전력 효율을 높일 수 있다.
시스템 제어부(210)는 전원공급장치(100)로부터 출력된 출력전압(다중 출력의 경우, 제 1 출력전압(5V))에 의하여 동작가능하고, 전원공급장치(100)의 스위칭 동작을 제어하는 제어신호를 출력한다.
이에 따라, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드인 경우, 전원공급장치(100)는 시스템 제어부(210)로부터 출력된 제어신호에 기초하여, 출력전압을 제 1 전압레벨에서 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭한다.
따라서, 전원공급장치(100)는 단일 출력 또는 다중 출력에서, 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압으로 동작 모드 시의 전압보다 낮은 전압이 전원절약 모드 시 출력되도록 함으로써, 화상형성장치(200)의 전력 손실을 최소화할 수 있다.
화상 형성부(220)는 전원공급장치(100)에서 변환된 적어도 하나의 직류 전압(다중 출력의 경우, 제 2 출력전압(24V))에 의하여 동작가능하고, 작업대상 인쇄데이터에 대한 화상을 형성하는 작업을 수행한다.
팩스부(230)는 화상형성장치(200)의 기능에 따라 작업대상 팩스데이터의 팩스 전송 작업을 수행한다.
전송기능 수행부(240)는 작업대상 문서를 서버, 이동식저장매체, 컴퓨터 시스템 등의 외부 장치로의 전송 작업을 수행한다.
통신 인터페이스부(250)는 화상형성장치(200)의 기능에 따라 팩스 송수신 등에 사용되는 모뎀, 네트워크 망과의 접속을 위한 네트워크 모듈, 이동식 저장 매체와의 데이터 이동 채널 형성을 위한 USB 호스트 모듈 등을 모두 포함한다.
사용자 인터페이스부(260)는 사용자로부터 입력 신호를 획득하고, 사용자에게 정보를 표시한다. 예를 들어 설명하면, 사용자 인터페이스부(260)는 화상형성장치(200)에 마련된 디스플레이 패널, 마우스, 키보드, 터치 화면, 모니터, 스피커 등의 입출력 장치를 모두 포함한다.
저장부(270)는 화상형성장치(200)의 동작 중에 발생하는 데이터, 인쇄데이터, 스캔데이터 등을 저장한다.
도 6은 스위칭 모드 전원공급장치를 이용하여 화상형성장치에 전원을 공급하는 방법의 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 도 6에 기재된 방법은 도 1 내지 도 5에 도시된 전원공급장치(100) 및 화상형성장치(200)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 상기에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 5에 도시된 전원공급장치(100) 및 화상형성장치(200)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 6에 기재된 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
601 단계에서 변환부(110)는 적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 전원공급장치(100)로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환한다.
602 단계에서 스위칭부(130)는 화상형성장치(200)의 동작을 제어하는 시스템 제어부(210)로부터 화상형성장치(200)의 상태가 동작 모드 또는 전원절약 모드인지 여부에 따라 전원공급장치(100)의 스위칭 동작을 제어하는 제어신호를 입력받는다.
603 단계에서 스위칭부(130)는 입력받은 제어신호에 기초하여, 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압의 전압레벨이 제 1 전압레벨 또는 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨 중 어느 하나로 스위칭한다.
604 단계에서 전원공급장치(100)는 스위칭 결과에 따른 출력전압을 시스템 제어부(210)로 출력한다.
이에 따라, 전원공급장치(100)는 화상형성장치(200)가 전원절약 모드에 진입하는 경우, 시스템 제어부(210)로 출력되는 출력전압을 동작 모드 시의 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 출력한다.
예를 들어, 단일 출력의 경우, 전원공급장치(100)는 동작 모드에서 24V의 전압을 출력하는 경우, 화상형성장치(200)가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 출력전압의 전압레벨을 스위칭하여 21.6V의 전압을 출력한다.
다중 출력의 경우, 전원공급장치(100)는 동작 모드에서 화상형성부(220)로 24V의 전압을 출력하고, 시스템 제어부(210)로는 5V의 전압을 출력한다. 화상형성장치(200)가 전원절약 모드에 진입하는 경우, 전원공급장치(100)는 24V의 전압은 차단하고, 시스템 제어부(210)로 출력되는 5V의 전압은 4V로 스위칭하여 출력한다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치(100)는 전원절약 모드에서 출력하는 출력전압을 시스템에서 허용하는 최소한의 전압으로 출력하여 전력 손실을 최소화할 수 있으며, 전력 효율을 최대한으로 높일 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 ... 전원공급장치
110 ... 변환부
120 ... 전압조절부
130 ... 스위칭부
200 ... 화상형성장치
210 ... 시스템 제어부
220 ... 화상형성부

Claims (27)

  1. 화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치(Switching Mode Power Supply)에 있어서,
    적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 상기 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하는 변환부; 및
    상기 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 상기 화상형성장치의 동작을 제어하는 시스템 제어부로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 조절하는 전압조절부;를 포함하고,
    상기 전압조절부는,
    상기 출력전압이 출력되는 출력단자에 병렬로 연결되는 전압 레귤레이터와 상기 전압 레귤레이터의 기준전압 단자와 연결되는 적어도 하나 이상의 저항을 포함하는 전압안정화부; 및
    상기 전압 레귤레이터의 기준전압 단자와 연결되고, 상기 시스템 제어부로부터 입력되는 상기 제어신호의 전압에 의해 턴-온/턴-오프(turn-on/turn-off)되는 다이오드와 상기 다이오드와 직렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 저항을 포함하며, 상기 화상형성장치가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 상기 출력전압의 제 1 전압레벨을 상기 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨로 스위칭하는 스위칭부;
    를 포함하며,
    상기 출력전압의 상기 제 2 전압레벨은 상기 시스템 제어부로부터 입력되는 제어신호의 전압의 크기에 의해 결정되고,
    상기 제어신호의 전압의 크기는 상기 시스템 제어부의 디지털 아날로그 컨버터에 의해 변환되는 전압값들 중 상기 전원절약 모드에서 소비 전력이 최소가 될 때의 전압값인 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 시스템 제어부로부터 입력되는 상기 제어신호에 기초하여 상기 출력전압의 전압레벨을 스위칭하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압조절부는 상기 변압기의 2차측 코일에 연결되어 상기 출력전압의 전압레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화상형성장치가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 상기 스위칭부는 상기 시스템 제어부로부터 입력되는 상기 제어신호에 기초하여 턴-온되고, 상기 스위칭부가 턴-온됨으로써 상기 출력전압이 상기 제 2 전압레벨로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력전압의 제 2 전압레벨은 상기 기준전압 단자와 연결되는 상기 적어도 하나 이상의 저항의 저항값에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기준전압 단자와 연결되는 상기 적어도 하나 이상의 저항은 가변 저항이고,
    상기 시스템 제어부는 상기 가변 저항의 저항값들 중 상기 전원절약 모드에서 소비 전력이 최소가 될 때의 저항값을 상기 가변 저항의 저항값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환부는 상기 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 하나의 직류전압으로 변환하여 상기 직류전압을 출력전압으로 출력하고,
    상기 출력전압은 상기 전원공급장치의 시스템 제어부를 포함한 상기 전원공급장치로 출력되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환부는 상기 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 제 1 출력전압과 제 2 출력전압으로 변환하고,
    상기 전압조절부는 상기 제 1 출력전압의 전압레벨을 조절하고, 상기 화상형성장치가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 상기 제 1 출력장치의 전압레벨을 상기 제 1 전압레벨에서 상기 제 2 전압레벨로 스위칭하고,
    상기 제 1 출력전압은 상기 전원공급장치의 시스템 제어부로 출력되고, 상기 제 2 출력전압은 상기 전원공급장치의 화상형성부로 출력되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  17. 스위칭 모드 전원공급장치를 포함하는 화상형성장치에 있어서,
    상기 화상형성장치의 동작을 제어하고, 상기 화상형성장치의 상태가 동작 모드 또는 전원절약 모드인지 여부에 따라 전원공급장치의 스위칭 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 시스템 제어부; 및
    적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 상기 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하고, 상기 시스템 제어부로부터 입력받은 상기 제어신호에 기초하여 상기 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 상기 시스템 제어부로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨 또는 상기 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨 중 어느 하나로 스위칭하고, 상기 스위칭 결과에 따른 출력전압을 상기 시스템 제어부로 출력하는 전원공급장치를 포함하고,
    상기 전원공급장치는,
    상기 출력전압이 출력되는 출력단자에 병렬로 연결되는 전압 레귤레이터와 상기 전압 레귤레이터의 기준전압 단자와 연결되는 적어도 하나 이상의 저항을 포함하는 전압안정화부; 및
    상기 전압 레귤레이터의 기준전압 단자와 연결되고, 상기 시스템 제어부로부터 입력되는 상기 제어신호의 전압에 의해 턴-온/턴-오프(turn-on/turn-off)되는 다이오드 및 상기 다이오드와 직렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 저항을 포함하며, 상기 화상형성장치가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 상기 제어신호에 기초하여 상기 다이오드를 턴-온함으로써 상기 출력전압을 상기 제 2 전압레벨로 스위칭하는 스위칭부;
    를 포함하고,
    상기 출력전압의 상기 제 2 전압레벨은 상기 제어신호의 전압의 크기에 의해 결정되고,
    상기 제어신호의 전압의 크기는 상기 시스템 제어부의 디지털 아날로그 컨버터에 의해 변환되는 전압값들 중 상기 전원절약 모드에서 소비 전력이 최소가 될 때의 전압값인, 화상형성장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 스위칭 모드 전원공급장치를 이용하여 화상형성장치에 전원을 공급하는 방법에 있어서,
    적어도 하나 이상의 변압기를 이용하여 상기 전원공급장치로 입력되는 교류 전압을 적어도 하나 이상의 직류 전압으로 변환하는 단계;
    상기 화상형성장치의 동작을 제어하는 시스템 제어부로부터 상기 화상형성장치의 상태가 동작 모드 또는 전원절약 모드인지 여부에 따라 상기 전원공급장치의 스위칭 동작을 제어하는 제어신호를 입력받는 단계;
    상기 입력받은 제어신호에 기초하여, 상기 변환된 적어도 하나 이상의 직류 전압 중 상기 시스템 제어부로 출력되는 출력전압의 전압레벨을 제 1 전압레벨 또는 상기 제 1 전압레벨보다 낮은 제 2 전압레벨 중 어느 하나로 스위칭하는 단계;
    상기 출력전압이 출력되는 출력단자에 병렬로 연결되는 전압 레귤레이터와 상기 전압 레귤레이터의 기준전압 단자와 연결되는 적어도 하나 이상의 저항을 이용하여 출력전압을 안정화하는 단계; 및
    상기 스위칭 결과에 따른 출력전압을 상기 시스템 제어부로 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 스위칭하는 단계는,
    상기 전압 레귤레이터의 기준전압 단자와 연결되고, 상기 시스템 제어부로부터 입력되는 상기 제어신호의 전압에 의해 턴-온/턴-오프(turn-on/turn-off)되는 다이오드 및 상기 다이오드와 직렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 저항을 이용하여 스위칭하고, 상기 화상형성장치가 전원절약 모드로 진입하는 경우, 상기 제어신호에 기초하여 상기 다이오드를 턴-온함으로써 상기 출력전압을 상기 제 2 전압레벨로 스위칭하며,
    상기 출력전압의 상기 제 2 전압레벨은 상기 제어신호의 전압의 크기에 의해 결정되고,
    상기 제어신호의 전압의 크기는 상기 시스템 제어부의 디지털 아날로그 컨버터에 의해 변환되는 전압값들 중 상기 전원절약 모드에서 소비 전력이 최소가 될 때의 전압값인, 방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 제 22 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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