KR102609536B1

KR102609536B1 - 전자장치

Info

Publication number: KR102609536B1
Application number: KR1020180081878A
Authority: KR
Inventors: 김문영; 강정일; 최신욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2023-12-05
Also published as: WO2020013635A1; KR20200007593A; EP3796533A1; US20210249950A1; EP3796533A4; US11563372B2

Abstract

본 발명은 전자장치에 관한 것으로서, 동작부; 및 동작부에 전력을 공급하는 전원회로를 포함하며, 전원회로는, 입력전원에 기초하여 제1전압을 출력하는 제1전압변환부 및 제1전압의 역률 보상 동작을 수행하여 제2전압을 출력하는 역률보상부를 포함하고, 제1전압 또는 제2전압에 기초하여 동작부에 전력을 공급하며, 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 경우, 역률보상부의 동작을 중단시키고, 제1전압을 제2전압에 대응하는 레벨로 저감하여, 저감된 제1전압에 기초하여 동작부에 전력을 공급한다. 이에 의하여, 강압형 PFC를 적용한 전원회로가 구비된 전자장치에서도, 전력 소모가 낮은 경부하 구간에서 PFC의 동작을 수행하지 않고 전압을 바이패스 시켜도 안정적인 동작이 가능한 효과가 있다.

Description

전자장치{ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 전자장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 역률보상부가 마련된 전원회로를 포함하는 전자장치에 관한 것이다.

교류회로에서 전압과 전류는 정현파(사인파) 모양으로 변동하는데, 양자의 정현파 위상이 일치하지 않거나, 전류파형이 정현파가 아닌 펄스파의 형태를 가지는 경우도 발생된다. 이는 피상전력 중 실제로 사용되는 유효전력의 비율 즉, 역률(PF, power factor)이 낮아져 에너지 손실이 증가하는 원인이 된다.

그에 따라, 텔레비전(TV)와 같이 교류(AC) 전원을 입력받는 전자장치의 전원회로에는, 역률을 최대로 맞춰주기 위한 역률보상부 즉, PFC(power factor corrector)가 마련된다.

최근 전자장치에 다양한 기능들이 부가되는 추세에 따라, TV와 같은 전자장치는 일부 구간에서 방송을 포함하는 영상신호를 처리하여 디스플레이하는 일반적인 TV의 동작을 수행하지 않으면서, 갤러리모드, 액자모드, 시계표시 모드, IoT 모드 등 부하 즉, 소비전력이 낮은 동작만을 수행할 수 있다.

상기와 같이 소비전력이 낮은 경부하 구간에서는, 역률 규제를 만족시킬 필요가 없기 때문에, 역률보상부를 오프하여 전압이 바이패스 되도록 하면, 전원회로의 전력변환 단계가 하나 감소됨으로써 전체 시스템 효율이 향상될 수 있다.

역률보상부는 환경 등의 조건에 따라 승압형 PFC 회로 또는 강압형 PFC 회로로서 설계된다. 승압형 PFC 회로는, 그 출력에 연결된 소자들이 PFC 입력전압보다 높은 전압레이팅을 가지도록 설계되기 때문에, 역률보상부가 문제없이 전압을 바이패스할 수 있다.

강압형 PFC 회로는, 승압형 PFC 회로와 대비하여 낮은 전압레이팅을 가지는 소자들로 그 출력에 연결된 회로를 설계할 수 있으므로, 특정 환경에서는 역률보상부로서 강합형 PFC 회로를 사용하는 경우가 발생된다.

그런데, 역률보상부가 강압형 PFC 회로인 경우, 역률보상이 필요없는 경부하 구간에서도 오직 강압을 위해 역률보상부가 동작하게 되므로, 경부하 구간에서는 오히려 전체 시스템 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 강압형 PFC를 적용한 전원회로가 구비된 전자장치에서도, 전력 소모가 낮은 경부하 구간에서는 PFC의 동작을 수행하지 않고 전압을 바이패스 시켜도 안정적인 동작이 가능한 전자장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, AC-AC 변압기의 동작주파수 또는 듀티제어 뿐 아니라 전압이득까지 제어함으로써, AC-AC 변압기 출력전압의 가변범위가 매우 넓더라도 회로 자체의 효율이 저하되지 않는 전자장치를 제공하는 것이다.

본 발명 일 실시예에 따른 전자장치는, 동작부; 및 동작부에 전력을 공급하는 전원회로를 포함하며, 전원회로는, 입력전원에 기초하여 제1전압을 출력하는 제1전압변환부 및 제1전압의 역률 보상 동작을 수행하여 제2전압을 출력하는 역률보상부를 포함하고, 제1전압 또는 제2전압에 기초하여 동작부에 전력을 공급하며, 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 경우, 역률보상부의 동작을 중단시키고, 제1전압을 제2전압에 대응하는 레벨로 저감하여, 저감된 제1전압에 기초하여 동작부에 전력을 공급한다. 이에 의하여, 전력 소모가 낮은 경부하 구간에서는 PFC의 동작을 수행하지 않고 전압을 바이패스 시켜도 안정적인 동작이 가능하게 된다.

전원회로는, 제1전압 또는 제2전압의 레벨을 조정한 제3전압을 동작부에 출력하는 제2전압변환부를 더 포함할 수 있다. 이에, 경부하 구간에서도 디스플레이와 같은 전자소자를 포함하는 동작부가 안정적으로 동작전압을 공급받게 된다.

역률보상부는, 역률보상부를 바이패스하여, 제1전압변환부와, 제2전압변환부 간을 선택적으로 연결할 수 있는 바이패스부를 포함할 수 있다. 이에, 간단한 회로 구성에 의해 PFC를 선택적으로 바이패스하도록 제어할 수 있다.

동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 경우, 제1전압이 제2전압에 대응하는 레벨로 저감되도록 제1전압변환부를 제어하고, 제1전압이 제2전압변환부에 전달되도록 바이패스부를 연결하는 신호를 출력하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 이에, 경부하 구간이 감지된 경우, 전압 레벨에 대한 효율적 제어가 가능하다.

제1전압변환부는, 제1전압을 출력하는 AC-AC 변압기; 및 AC-AC 변압기의 출력전압을 피드백하여 AC-AC 변압기의 동작을 제어하는 변압기제어부를 포함하며, 제어부는, 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 경우 제1신호를 출력하는 감지부; 및 감지부로부터 수신되는 제1신호에 기초하여 변압기제어부로 피드백되는 전압을 조정하는 전압조정부를 포함할 수 있다.

전압조정부는, 감지부로부터 수신되는 제1신호에 대응하여 동작하는 스위치 및 복수의 저항을 포함하는 임피던스 변환기를 포함하며, 스위치의 동작에 따라 임피던스 변환기의 임피던스를 변경하여 변압기제어부로 피드백되는 전압이 조정될 수 있다. 이에, 저항 간 전압분배 원리를 이용하여 효율적으로 임피던스를 변경할 수 있다.

변압기 제어부는, 피드백되는 전압의 조정에 대응하여 AC-AC 변압기의 동작주파수 또는 듀티비를 제어하여, 제1전압을 제2전압에 대응하는 레벨로 저감하도록 AC-AC 변압기를 제어할 수 있다. 이에, AC-AC 변압기에 추가되는 구성없이 전압레벨에 대한 제어가 가능하다.

AC-AC 변압기는, 1차측 또는 2차측에 탭이 마련되고, 탭에 연결되며 감지부로부터 수신되는 제1신호에 따라 동작하는 스위치를 포함하며, 스위치의 동작에 대응하여 AC-AC 변압기의 전압이득이 제어되어, 제1전압을 제2전압에 대응하는 레벨로 저감할 수 있다. 이에, AC-AC 변압기의 동작주파수 또는 듀티제어 뿐 아니라 전압이득까지 제어함으로써, AC-AC 변압기 출력전압의 가변범위가 매우 넓더라도 회로 자체의 효율이 저하되지 않는다.

감지부는, 제1 신호를 출력하고, 기설정된 시간이 경과되면 역률보상부로 제2신호를 더 출력할 수 있다. 이에, 전압레벨이 충분히 낮아진 이후 PFC가 바이패스되게 제어되므로, 동작의 안정성이 향상된다.

감지부는, AC-AC 변압기의 출력전압을 모니터링하여 AC-AC 변압기로부터 역률제어부로 출력되는 전압이 소정치 이하가 되면, 제2 신호를 출력할 수 있다. 이에, 전압레벨을 모니터링하여 충분히 낮아진 것이 확인되면 이후 PFC를 바이패스하도록 제어함으로써, 동작의 안정성이 보다 향상된다.

바이패스부는 제2신호를 수신하여 온 또는 오프되어 바이패스 경로가 생성되도록 하는 바이패스 스위치를 포함할 수 있다. 이에, PFC에 간단한 구성을 추가하여 바이패스로 동작 가능하게 된다.

감지부는, 경부하에 대응하는 모드신호를 수신하여, 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 것을 감지할 수 있다. 이에, 디스플레이와 같은 전자소자를 포함하는 동작부의 전력레벨을 감지할 필요 없이, 경부하 동작여부를 쉽게 인지할 수 있다.

AC-AC 변압기 및 전압조정부는 입력전원을 수신하는 어댑터에 마련되고, 역률보상부는 전자장치 본체에 마련될 수 있다. 이에, 발열이 강하면서 부피가 큰 PFC를 전자장치의 본체 내 파워보드에 구성할 수 있다.

역률보상부는, 강압형 역률보상회로를 포함할 수 있다. 이에, 강압형 PFC를 적용한 전원회로가 구비된 전자장치에서, 전력 소모가 낮은 경부하 구간에서는 PFC의 바이패스 동작이 가능하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 전자장치에 따르면, 강압형 PFC를 적용한 전원회로가 구비된 전자장치에서도, 전력 소모가 낮은 경부하 구간에서는 PFC의 동작을 수행하지 않고 전압을 바이패스 시켜도 안정적인 동작이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은, AC-AC 변압기의 동작주파수 또는 듀티제어 뿐 아니라 전압이득까지 제어함으로써, AC-AC 변압기 출력전압의 가변범위가 매우 넓더라도 회로 자체의 효율이 저하되지 않는다.

도 1은 본 발명 일 실시예에 의한 전자장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로가 구현된 일례를 도시한 도면이다.
도 4 내지 6은 본 발명 실시예에 따른 전압조정부를 도시한 회로도들이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명 실시예들에 따라 전압이득조정부가 마련된 회로도를 도시한 것이다.
도 10과 도 11은 본 발명 실시예에 따라 바이패스부를 포함하는 역률보상부를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로의 회로도를 도시한 것이다.
도 13은 도 12의 전원회로가 정상부하 동작 시 등가회로를 도시한 회로도이다.
도 14는 도 12의 전원회로가 경부하 동작 시 등가회로를 도시한 회로도이다.
도 15와 도 16은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로의 동작에 따른 신호를 도시한 그래프이다.
도 17은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원제어방법을 도시한 흐름도이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.

도 1은 본 발명 일 실시예에 의한 전자장치의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명 실시예에 따른 전자장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원을 공급하는 전원회로(10)와, 전원회로(10)로부터 전원을 공급받아 동작을 수행하는 동작수행부(20)(이하, 동작부 라고도 한다)를 포함한다.

동작수행부(20)는 전력을 소모하여 소정 기능을 수행하며, 디스플레이(21), 프로세서(22) 등과 같이 전자장치(1)의 동작을 수행하기 위해 마련되는 전자소자를 포함한다. 도 1에서는, 동작수행부(20)의 전자소자로서 디스플레이(21)와 프로세서(22)를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명에서 전자소자의 종류는 한정되지 않는다. 즉, 전자장치(1)에서 전력을 소모하는 부하로서 마련되는 다양한 구성들이 전자소자에 포함될 수 있다.

전원회로(10)는 가정이나 사무소 등의 벽(wall)에 설치된 입력전원(AC 전원)을 입력 받는다.

일 실시예에서 전자장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 방송국의 송출장비로부터 수신되는 방송신호, 방송정보, 또는 방송데이터 중 적어도 하나에 기초한 방송 영상을 처리하는 텔레비전(TV)과 같은 디스플레이장치를 포함한다.

디스플레이장치는, 예를 들면 방송국으로부터 송출되는 RF(radio frequency) 신호 즉, 방송신호를 무선으로 수신할 수 있으며, 이를 위해 방송신호를 수신하는 안테나와 방송신호를 채널 별로 튜닝하기 위한 튜너를 더 포함할 수 있다. 디스플레이장치가 수신하는 방송신호는 지상파, 케이블, 위성 등을 통해서 수신 가능하며, 본 발명에서의 신호공급원은 방송국에 한정되지 않는다. 즉, 셋탑박스나, 블루레이(Blu-ray) 또는 DVD 등의 광디스크가 재생 가능한 플레이어(player)와 같이, 데이터의 송수신 또는 중계가 가능한 장치 또는 스테이션이라면 본 발명의 신호공급원에 포함될 수 있다.

전자장치(1)에서 수신되는 신호의 규격은 그 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 예를 들면, HDMI, 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), SCART, 규격 등에 의하여 유선으로 영상신호를 수신할 수 있다. 또한, 전자장치(1)는 와이파이(Wi-Fi), 와이파이 다이렉트(Wi-Fi direct), 또는 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 통신을 통해 무선으로 영상신호를 수신할 수 있다.

일 실시예에서 디스플레이장치로 구현된 전자장치(1)는 스마트 TV 또는 IP TV(Internet Protocol TV)로 동작 가능하다. 스마트 TV는 실시간으로 방송신호를 수신하여 표시할 수 있고, 웹 브라우징 기능을 가지고 있어 실시간 방송신호의 표시와 동시에 인터넷을 통하여 다양한 컨텐츠 검색 및 소비가 가능하고 이를 위하여 편리한 사용자 환경을 제공할 수 있는 텔레비전이다. 또한, 스마트 TV는 개방형 소프트웨어 플랫폼을 포함하고 있어 사용자에게 양방향 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 스마트 TV는 개방형 소프트웨어 플랫폼을 통하여 다양한 컨텐츠, 예를 들어 소정의 서비스를 제공하는 어플리케이션을 사용자에게 제공할 수 있다. 이러한 어플리케이션은 다양한 종류의 서비스를 제공할 수 있는 응용 프로그램으로서, 예를 들어 SNS, 금융, 뉴스, 날씨, 지도, 음악, 영화, 게임, 전자 책 등의 서비스를 제공하는 어플리케이션을 포함한다.

그러나, 본 발명에서 전자장치(1)는 TV와 같은 디스플레이장치에 한정되는 것은 아니며, AC 전원을 입력받아 동작을 수행할 수 있는 장치라면, 본 발명의 전자장치에 포함된다. 즉, 전자장치(1)는, 예를 들어 랩탑(laptop) 또는 데스크탑(desktop)을 포함하는 컴퓨터(PC) 장치(또는 컴퓨터 본체와 연결된 모니터)나, 각종 가전기기 등의 다양한 형태의 장치가 될 수 있을 것이다.

본 발명 실시예에 따른 전자장치(1)에서, 전원회로(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1전압변환부(100), 역률보상부(200), 제2전압변환부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.

도 2는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로의 구성을 도시한 블록도이다.

제1전압변환부(100)는 입력전원(AC 전원)에 기초하여 제1전압을 출력한다.

제1전압변환부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정류부(110), AC-AC 변압기(120) 및 변압기 제어부(130)를 포함한다.

정류부(110)는 입력전원, 즉, AC 전원을 정류하여 AC-AC 변압기(120)로 출력한다. 일 실시예에서 정류부(110)는 복수의 다이오드로 구성되어, 입력전원을 전파정류하는 브릿지 다이오드(bridge diode) 회로로 구현될 수 있다.

AC-AC 변압기(120)는 정류부(110)로부터 전파정류된 전원을 수신하며, 1차측으로부터 2차측으로 전력을 전달하는 트랜스포머(transformer)를 구성한다. 정류부(110)에서 전파정류된 AC 전원은 AC-AC 변압기(120)를 통해 절연된 전파정류전압으로 생성된다.

상기와 같이 정류부(110) 및 AC-AC 변압기(120)를 통해 생성되어 역률보상부(200)로 출력되는 전압이, 제1전압변환부(100)로부터 출력되는 제1전압이 된다.

일 실시예에서, AC-AC 변압기(120)는 고주파 트랜스포머로 구현된다.

일 실시예에서, AC-AC 변압기(120)는 복수의 FET(field effect transistor)로 구성된 풀 브릿지(Full bridge) 컨버터로 구현될 수 있다. 하지만, 그 구현형태가 풀 브릿지 형태에 한정되는 것은 아니며, 트랜스포머를 사용하는 모든 컨버터가 본 발명의 AC-AC 변압기(120)에 적용 가능하다.

일 실시예에서, AC-AC 변압기(120)는 1차측 또는 2차측에 탭이 마련되고, 탭에 연결된 스위치(예를 들면, 도 7의 141)의 동작에 의해 트랜스포머 턴비를 변경할 수 있도록 마련된다. 상기한 스위치(141)는, 도 2에 도시된 전압이득조정부(140)의 구현 일례가 된다. 전압이득조정부(140)에 의해 트랜스포머 턴비가 변경되는 실시예는 후술하는 전압이득조정부(140)의 동작과 관련하여 상세하게 설명하기로 한다.

변압기 제어부(130)는 AC-AC 변압기(120)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 변압기 제어부(130)는 역률보상부(200)로부터 전압을 피드백받아, AC-AC 변압기(120)의 FET에 인가되는 듀티(duty) 또는 동작주파수 중 적어도 하나를 변경함으로써, AC-AC 변압기(120)의 출력전압이 가변 즉, 저감되도록 제어할 수 있다.

본 발명 일 실시예에 따른 변압기 제어부(130)는 전자소자(21, 22)를 포함하는 동작부(20)의 전력 소모가 미리 설정된 소정치 이하인 경우, 제어부(400)에 의해 레벨이 변경된 전압을 피드백 받고, 변경된 피드백 전압에 대응하여 AC-AC 변압기(120)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 변압기 제어부(130)는 변경된 피드백 전압에 대응하여 AC-AC 변압기(120)로부터 출력되는 제1전압을 제2전압에 대응하는 레벨로 저감하도록 제어한다. 여기서, 제2전압에 대응하는 레벨은, 역률 보상 동작을 수행한 역률보상부(200)로부터 출력되는 전압의 레벨이 된다.

본 발명에서는, 전력 소모가 소정치 이하인 경우를 경부하라고 하며, 이와 대비하여 TV와 같은 전자장치(1)가 방송 등의 영상신호를 처리하여 디스플레이하는 일반적인 동작을 수행하는 경우를 일반부하 또는 중부하 라고 한다. TV에서 날씨, 시간, 뉴스 등 생활 정보를 실시간으로 제공하거나 그림·사진 등의 콘텐츠를 배경음악과 함께 재생(갤러리모드, 액자모드, 또는 매직스크린), 또는 IoT 기기를 동작시키는 앰비언트 모드(ambient mode)는 경부하의 일례가 된다.

역률보상부(PFC, power factor corrector)(200)는 제1전압변환부(100)로부터 수신된 제1전압의 역률보상 동작을 수행하여 제2전압을 출력한다.

일 실시예에서, 역률보상부(200)는 강압형 PFC 회로로 설계될 수 있으며, 예를 들면 PWM 제어신호에 따라 온 또는 오프되는 FET를 포함하는 벅(buck) PFC 컨버터 또는 세픽(SEPIC) PFC 컨버터로 구현될 수 있다.

본 발명 실시예에 따른 역률보상부(200)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력된 제1전압이 역률보상부(200)를 바이패스(bypass)하여 출력하도록 하는 바이패스부(210)가 마련된다.

바이패스부(210)는 제1전압변환부(100)와 제2전압변환부 간을 선택적으로 연결할 수 있는 스위치를 포함하며, 바이패스부(210)가 구현되는 구체적인 실시예는 도 10 및 도 11에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 실시예에서 바이패스부(210)에 의해 역률보상부(200)가 오프 즉, 바이패스 모드로 설정되면, 제1전압변환부(100)로부터 출력된 제1전압(제2전압에 대응하는 레벨로 저감된 제1 전압)이 역률보상부(200)를 그대로 통과하여 제2전압변환부(300)로 출력된다.

역률보상부(200)가 전압을 바이패스 하게 되면, 전원회로(10)의 전압변환 단계가 하나 감소됨으로써, 전체 시스템 효율이 향상될 수 있다. 본 발명 실시예에서는, 전자장치(1)가 역률 규제에 의한 제한을 받지 않는 경부하로 동작하는 경우, 역률보상부(200)가 바이패스 모드로 설정되도록 한다.

제2전압변환부(300)는 역률보상부(200)로부터 수신한 제1전압 또는 제2전압의 레벨을 조정한 제3전압을 동작부(20) 에 출력한다.

일 실시예에서 제2전압변환부(300)는 제2전원을 제3전원으로 변환하여 부하 즉, 전자소자(21, 22)를 포함하는 동작부(20)로 안정적으로 제공하는 SMPS(switched mode power supply) 또는 DC-DC 컨버터를 포함하는 회로로서 구현될 수 있다.

제어부(400)는 전자장치(1)의 전자소자(21, 22)를 포함하는 동작부(20)의 전력 소모가 소정치 이하인 경부하로 동작하는 경우, 제1전압변환부(100)와 역률보상부(200)에 제어신호를 출력한다. 이하에서는, 경부하 동작 시, 제어부(400)로부터 제1전압변환부(100) 또는 역률보상부(200)로 출력되는 제어신호를 경부하신호 라고도 한다.

제어부(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 감지부(410)와 전압조정부(420)를 포함한다.

감지부(410)는 전자장치(1)가 경부하로 동작하는 것을 감지한다.

일 실시예에서 감지부(410)는 부하 즉, 전자소자(21, 22)를 포함하는 동작부(20)의 전력 소모가 소정치 이하인 것을 감지하는 부하감지회로로 구현된다.

다른 실시예에서 감지부(410)는 경부하 동작에 대응하는 모드신호를 예를 들면, 프로세서(22) 등으로부터 수신할 수 있다.

전압조정부(420)는 경부하신호에 따라 변압기 제어부(130)로 레벨 조정된 피드백 전압이 제공되도록 함으로써, 변압기 제어부(130)가 AC-AC 변압기(120)의 출력전압을 가변하도록 한다.

도 3은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로가 구현된 일례를 도시한 도면이다.

본 발명 일 실시예에 따른 전원회로(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, AC 전원을 입력받는 어댑터(Adaptor)와, 전자장치(1) 본체의 전원보드(Power board)에 각 구성들이 나누어 마련되며, 어댑터와 전원보드는 케이블에 의해 연결된다. 본 발명 실시예에서 케이블의 종류는 한정되지 않으며, 전선이나 광케이블 등 전력 및 제어신호가 전달 가능한 형태로 구현된다.

도 3에 도시된 일 실시예의 전원회로(10)에서는, 정류부(110), AC-AC 변압기(120), 변압기 제어부(130), 전압이득조정부(140) 및 전압조정부(420)가 어댑터에 마련되고, 역률보상부(210), 제2전압변환부(300) 및 감지부(410)가 전원보드에 마련된다.

즉, 도 3의 전원회로(10)는, 발열이 심하고 부피가 상대적으로 큰 역률 역률보상부(200)를 사이즈, 온도 등에 따른 설계 제한을 받는 어댑터가 아니라, 전원회로에 구비할 수 있는 장점을 갖는다.

일 실시예에서 감지부(410)는 케이블을 통해 제어신호를 전압조정부(420)와 전압이득조정부(430)로 출력한다. 그러나, 어댑터와 전원보드 간의 신호전달 수단은 케이블에 한정되지 않으며, 예를 들어 와이파이, 블루투스 등의 무선통신에 의해 신호를 송수신할 수도 있을 것이다.

도 4 내지 6은 본 발명 실시예에 따른 전압조정부를 도시한 회로도들이다.

일 실시예에서, 전압조정부(420)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 경부하신호에 대응하여 임피던스를 변경하는 임피던스 변환기(421)와, 변경된 임피던스값을 피드백전압으로 센싱하는 전압센싱부(422)를 포함한다.

임피던스 변환기(420)는 감지부(420)로부터 경부하신호를 수신하며, 경부하신호는 하이(high) 또는 로(low) 신호 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 도 5의 임피던스 변환기(421)에서, 스위치 블록은 수신하는 경부하신호의 액티브(active) 하이(high) / 로(low) 동작 여부에 대응하여 다양한 형태의 FET와 BJT의 조합으로 구현될 수 있다.

전압센싱부(422)는 임피던스 변환기(421)로부터 변경된 임피던스에 대응하여 센싱전압을 수신하는 IC(integrated circuit)와 같은 전자소자와, 수신된 센싱전압에 대응하여 신호를 전달 가능하도록 발광부 및 수신부로 구성된 포토커플러의 조합으로 구현될 수 있다.

도 5는 도 4의 임피던스 변환기(421)의 회로도의 예를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 임피던스 변환기(421)는 전압 분배 원리를 이용하여 전압센싱부(422)의 임피던스 값을 변경하는 다양한 형태의 임피던스 변경회로로 구현될 수 있다.

도 5의 (a) 회로를 예로 들면, 전자장치(1)가 경부하가 아닌 일반부하로 동작하는 경우, 저항 Rc와 병렬 연결된 스위치가 온(ON) 되면서, Ra, Rb간 전압 분배 원리에 의해 PFC 입력전압(V_PFC _{_IN}) 즉, AC-AC 변압기 출력전압(V_AC _{-AC_out})이 아래 수학식 1과 같이 결정되어, 일반적으로 높은 전압 피크(peak)를 가지는 V_PFC _{_} _IN으로 동작한다.

여기서, V_ref 는 전압센싱부(422)의 기준전압으로, 도 4의 임피던스 변환기(421)로부터 센싱전압을 수신하는 전자소자의 내부 기준전압(예를 들면, 비교기 또는 OP AMP의 기준전압)인 것을 일례로 한다.

감지부(410)로부터 경부하신호가 입력되면, 저항 Rc와 병렬 연결된 스위치가 오프(OFF) 되면서, Ra, Rb, Rc 간 전압분배 원리에 의해 PFC 입력전압(V_PFC _{_IN}) 즉, AC-AC 변압기 출력전압(V_AC _{-AC_out})이 아래 수학식 2와 같이 결정된다. 이 때, Rc의 저항값에 의해 PFC 입력전압이 보다 낮은 일반동작 상태의 PFC 출력전압과 같은 값으로 변경 가능하다.

상기와 같이, 경부하 동작 시, 임피던스 변환기(421)에 의해 전압센싱부(422)의 센싱전압이 변경됨에 따라, 전압센싱부(422)에 의해 낮은 레벨의 피드백전압이 변압기 제어부(130)로 피드백된다.

변압기 제어부(130)는 변경된 피드백전압을 수신하여, AC-AC 변압기(120)의 FET에 인가되는 시비율 즉, 듀티비(duty rate) 또는 동작주파수를 변경함으로써, AC-AC 변압기(120)의 출력전압이 가변되도록 제어한다.

한편, 다른 실시예로서, 변압기 제어부(130)가 트랜스포머 1차측이 아닌, 2차측에 마련된 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 변압기 제어부(130)로부터 게이트 구동부(gate driver)(131)로 제어신호가 전달되고, 게이트 구동부(131)에 의해 AC-AC 변압기(120)의 FET에 인가되는 시비율 또는 동작주파수를 변경 제어할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명 실시예의 전원회로(10)에서는, 경부하 동작 시 변압기 제어부(130)가 AC-AC 변압기(120)의 FET에 인가되는 시비율 또는 동작주파수를 변경하는 방식으로, AC-AC 변압기(120)의 출력전압이 가변된다. 그런데, 전압 가변범위가 매우 넓은 경우, 매우 큰 전압 이득 폭을 가지도록 AC-AC 변압기(120)를 설계할 필요가 있다. 상기와 같이 매우 큰 전압 이득 폭을 가지도록 설계되는 경우, 이는 AC-AC 변압기(120) 회로 자체의 효율을 크게 저하시키는 다른 문제점을 야기하게 된다.

이를 해소할 수 있도록, 본 발명 일 실시예에 따른 전원회로(10)에는 AC-AC 변압기(120)의 트랜스포머 턴비를 변경함으로써, 전압이득 제어가 가능한 전압이득조정부(140)가 더 마련된다.

도 7 내지 도 9는 본 발명 실시예들에 따라 전압이득조정부가 마련된 회로도를 도시한 것이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 전압이득조정부(140)는 AC-AC 변압기(120)의 내부에 마련된 스위치(141, 142)를 포함하며, 스위치(141, 142)는 트랜스포머의 1차측 또는 2차측에 마련된 탭에 연결된다.

일반적으로, 트랜스포머를 사용하는 컨버터의 전압이득은 아래 수학식 3과 같이 트랜스포머의 권선비, 듀티 및 주파수의 함수로 나타낸다. 따라서, 트랜스포머 턴 비를 변경하는 경우, AC-AC 변압기(120)의 듀티 및 동작주파수를 변경하지 않고도, 출력전압의 레벨을 크게 변동시킬 수 있게 된다.

예를 들어, 도 7과 같이 2차측 권선에 탭이 마련된 경우, 경부하 동작시 스위치(141)의 스위칭 동작에 응답하여, 2차측 권선의 일단으로부터 탭까지의 권선(N_S1)의 감은 수에 대응하는 2차측 권선의 일부가 구동된다.

같은 방식으로, 도 8에서도 경부하신호에 연동하여 스위치(142)를 동작시킴으로써, 트랜스포머의 턴 비를 변경할 수 있다.

상기와 같이 트랜스포머의 턴 비를 변경하면, 특정 듀티 및 동작주파수로 동작하는 고효율 AC-AC 변압기의 설계가 가능하다.

도 7 및 도 8에서 설명한 전압이득조정부(140)는 탭의 위치, 1차측 또는 2차측 권선의 감은 수 등에 따라 1/3 과 같이 전압이득 변환 비율이 다양하게 선택 가능하다.

한편, 다른 실시예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, AC-AC 변압기(120)의 토폴로지 변경에 의해 전압이득 조정부(140)를 구현할 수 있다.

구체적으로, AC-AC 변압기(120)는 일반부하에서는 풀 브릿지로 동작한다. 경부하 동작 시 PWM 제어신호를 변경하여 각각의 FET를 온 또는 오프시킴으로써 AC-AC 변압기(120)가 하프 브릿지로 동작한다.

도 9와 같이, AC-AC 변압기(120)의 토폴로지를 변경함으로써 전압 이득을 조정하는 실시예에서는, 전압이득 변환 비율이 1/2로 고정되기 때문에, 원하는 레벨로 전압을 가변하기 위해서는, 변압기 제어부(130)에 의한 듀티 또는 동작주파수 제어가 추가적으로 수행될 수 있다.

상기와 같이, 전압조정부(420) 또는 전압이득조정부(140)의 동작에 의해 AC-AC 변압기(120)의 전압이 가변되는 경부하 구간에서는 역률보상부(200)의 동작이 중단되고, AC-AC 변압기(120)의 출력전압(V_AC _{-AC_out})이 바이패스부(210)를 통해 입력 후 그대로 바이패스되어 출력된다.

도 10과 도 11은 본 발명 실시예에 따라 바이패스부를 포함하는 역률보상부를 도시한 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 역률보상부(200)가 벅(buck) PFC 컨버터로 구현된 경우, PWM 제어신호에 따라 온 또는 오프되는 FET 스위치(211)가 바이패스부(210)의 역할을 수행한다.

구체적으로, 도 10과 같이, 역률보상부(200)가 강압형 PFC인 경우, 일반부하에서는 전력의 레벨(피크전압)이 감소되어 출력된다. 전자장치(1)가 경부하로 동작하면, 도 10과 같이, FET 스위치(211)가 온 된다. 여기서, 역률보상부(200)에는 PWM 제어신호를 출력하는 PFC 제어부 즉, PFC IC(도 12의 220)가 마련되어, 경부하 동작 시 감지부(410)로부터 PFC 제어부(220)로 경부하신호가 출력되고, 이를 수신한 PFC 제어부(220)가 FET 스위치(211)를 온 시킬 수 있다.

그에 따라, FET 스위치(211)를 따라 바이패스 경로가 생성되어, AC-AC 변압기(120)로부터 수신된 입력전압(V_PFC _{_IN})이 레벨변경 없이 그대로 출력되는 것을 확인할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 역률보상부(200)가 세픽(SEPIC) PFC 컨버터로 구현된 경우, FET 스위치(222) 외에, 바이패스부(210)의 역할을 수행하는 스위치(212)가 추가된다. 즉, 일 실시예에서 역률보상부(200)는 릴레이 및 FET의 조합에 의한 바이패스부(210)를 구성할 수 있다.

구체적으로, 도 11과 같이, 역률보상부(200)가 강압형 PFC인 경우, 일반부하에서는 전력의 레벨(피크전압)이 감소되어 출력된다. 전자장치(1)가 경부하로 동작하면, 도 11과 같이, 감지부(410)로부터 제어신호를 수신하여 스위치(212)가 온 되면, 그를 따라 바이패스 경로가 생성되어, AC-AC 변압기(120)로부터 수신된 입력전압(V_{PFC_IN})이 레벨변경 없이 그대로 출력되는 것을 확인할 수 있다.

여기서, 역률보상부(200)에는 PWM 제어신호를 출력하는 PFC 제어부 즉, PFC IC(220)가 마련되어, 경부하 동작 시 감지부(410)로부터 PFC 제어부(220)로 경부하신호가 출력되고, 이를 수신한 PFC 제어부(220)가 FET 스위치(222)를 오프 시킬 수 있다. FET 스위치(222)가 오프되면, 역률보상부(200)는 그 역률 보상 동작을 중단하고, 스위치(212)에 의해 형성된 바이패스 경로를 따라 바이패스 모드로 동작하게 된다.

이하에서, 바이패스 스위치라는 용어는 FET 스위치(211) 또는 릴레이 스위치(212)를 지칭하는 것으로 사용될 수 있다. 다만, 본 발명에서 역률보상부(200)의 구현 형태가 도 10 또는 도 11에 도시된 형태에 한정되는 것은 아니므로, 다양한 형태의 컨버터로 구현 가능하며, 그 형태에 대응하여 바이패스 스위치가 구비될 것이다. 예를 들어, 도 11과 같이 스위치(212)를 추가하는 방식은 세픽 PFC 컨버터뿐 아니라, 모든 토폴로지에 적용 가능하다.

도 12는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로의 회로도를 도시한 것이고, 도 13은 도 12의 전원회로가 정상부하 동작 시 등가회로를 도시한 회로도이고, 도 14는 도 12의 전원회로가 경부하 동작 시 등가회로를 도시한 회로도이다.

도 15와 도 16은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로의 동작에 따른 신호를 도시한 그래프이다.

본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원회로(10)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 입력전원(AC 전원)을 수신하여 전파정류하는 정류부(110), 정류부(110)로부터 전파정류된 전원을 수신하여 변압기 제어부(130)의 제어에 따라 전원을 전달하는 AC-AC 변압기(120)를 포함한다. 정류부(110)와 AC-AC 변압기(120)는 도 1에서 설명한 제1전압변환부(100)에 포함된다.

변압기 제어부(130)는 전압조정부(420)로부터 피드백 전압을 수신하고, 그에 대응하여 AC-AC 변압기(120)의 각 FET 게이트에 제어신호를 출력함으로써, AC-AC 변압기(120)의 동작을 제어한다.

구체적으로, 전자장치(1)가 일반부하로 동작하는 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 정류부(910)로부터 피크전압이 127~374V인 AC 전압이 AC-AC 변압기(120)로 입력되고, AC-AC 변압기(120)는 변압기 제어부(130)의 제어에 따라 피크전압이 350V인 제1전압을 출력한다. AC-AC 변압기(120)의 출력전압은 전압조정부(420)를 통해 변압기제어부(130)로 피드백된다.

상기와 같은 제어과정을 통해 AC-AC 변압기(120)로부터 출력되는 제1전압(V_{AC-AC_out})은, 입력전압(V_PFC _{_IN})으로서 역률보상부(200)로 입력된다.

역률보상부(200)는 AC-AC 변압기(120)로부터 수신된 제1전압의 역률 보상 동작을 수행하여 제2전압을 출력한다. 전자장치(1)가 일반부하로 동작하는 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1전압이 역률보상된 DC 100V가 제2전압으로서 역률보상부(200)로부터 출력된다.

역률보상부(200)로부터 출력된 제2전압은, 도 1에 도시된 제2전압변환부(300)에 의해 그 레벨이 조정된 제3전압으로서 부하 즉, 전자소자(21, 22) 를 포함하는 동작부(20)로 출력되게 된다.

전원회로(10)의 AC-AC 변압기(120)에는, 도 12에 도시된 바와 같이, 경부하 시 바이패스 경로를 제공하기 위한 바이패스 스위치(212)가 더 마련될 수 있다.

본 발명 일 실시예에 따른 전자장치(1)에서, 전원회로(10)의 AC-AC 변압기(120)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 트랜스포머 턴비를 변경함으로써 전압이득을 제어할 수 있는 전압이득조정부(140)로서 마련된 스위치(141)를 더 포함할 수 있다. 도 12는 스위치(141)가 트랜스포머 2차측 탭에 연결 가능한 형태로 구현된 것을 예로 들어 도시한 것이다.

이하, 경부하 동작 시 전원회로(10)의 동작에 대해 설명한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 감지부(410)는 전자장치(1)가 경부하로 동작하는 것을 감지하면, 전압조정부(420) 및 전압이득조정부(140)에 경부하신호(제1신호)를 출력한다. 출력되는 경부하신호는 그 회로의 설계에 따라 하이 또는 로 신호 중 어느 하나일 수 있으며, 도 15와 도 16은 경부하신호가 하이 인 경우를 예로 들어 도시한 것이다.

전압조정부(420)의 임피던스 변환기(421)는, 도 5의 (a)에서 설명한 바와 같이, 경부하신호를 수신하여 스위치 블록(SW)이 오프되면서, Ra, Rb, Rc 간 전압분배 원리에 의해 전압센싱부(422)의 센싱전압이 변경 즉, 감소되어 변압기제어부(130)로 피드백된다.

일 실시예에서, 변압기제어부(130)는 변경된 피드백전압에 대응하여 AC-AC 변압기(120)의 FET의 동작주파수 또는 듀티를 제어함으로써, 도 14와 같이 피크전압이 100V로 감소된 제1전압이 AC-AC 변압기(120)로부터 출력된다.

다른 실시예에서, AC-AC 변압기(120)의 2차측 탭에 연결된 바이패스 스위치(141)는 경부하신호를 수신하여 스위칭 동작을 수행하여, 2차측 권선의 일단으로부터 탭까지의 권선(N_S1)의 감은 수에 대응하는 2차측 권선의 일부가 구동됨으로써, 도 14와 같이 피크전압이 100V로 감소된 제1전압이 AC-AC 변압기(120)로부터 출력된다.

상기와 같이 경부하 동작 시 AC-AC 변압기(120)에서 출력되는 전압의 레벨은, 정상부하에서 역률보상부(200)에 의해 출력되는 제2전압의 레벨에 대응한다. 즉, 경부하에서는 AC-AC 변압기(120)로부터 출력되는 제1전압이 제2전압에 대응하는 레벨로 저감하여 출력되는 것을 확인할 수 있다.

도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제1신호가 전압조정부(420) 및 전압이득보정부(140)로 출력되면, AC-AC 변압기(120)로부터 역률보상부(200)로 출력되는 전압(V_{PFC_IN})의 레벨이 350V에서 100V까지 점차로 감소하는 것을 확인할 수 있다.

또한, 감지부(410)는 전자장치(1)가 경부하로 동작하는 것을 감지하면, 역률보상부(200)로 경부하신호(제2신호)를 출력한다. 여기서, 감지부(410)는 역률보상부(200)의 PFC 제어부(220)와 바이패스 스위치(212)에 각각 신호를 출력할 수 있다.

여기서, 제2신호는 동작의 안정성을 위해 제1신호가 출력된 후 전압(V_{PFC_IN})가 충분히 낮은 레벨로 감소된 이후에 출력되는 것이 바람직하다.

일 실시예에서 감지부(410)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1신호를 출력한 이후 기설정된 시간(t1)이 경과하면 제2신호를 출력할 수 있다.

다른 실시예에서 감지부(410)는, 제1신호를 출력한 이후 AC-AC 변압기(120)로부터 출력되는 전압(V_PFC _{_IN})의 레벨을 모니터링하고, 도 16에 도시된 바와 같이 V_{PFC_IN} 피크전압이 일정 레벨 이하로 떨어지는 t2 가 경과된 시점에, 제2신호를 출력할 수 있다.

감지부(410)로부터 제2신호가 역률보상부(200)로 출력되면, 도 14에 도시된 바와 같이, 바이패스 스위치(212)가 연결되고, PFC 제어부(220)가 FET 스위치(222)를 오프시켜 역률보상부(200)는 동작을 수행하지 않는다.

즉, 역률보상부(200)는, 도 14와 같이, AC-AC 변압기(120)로부터 피크전압 100V로 감소된 제1전압을 수신하여, 수신된 제1전압이 바이패스 스위치(212)에 의해 형성된 바이패스 경로를 통해 그대로 출력된다.

이하, 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원제어방법을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 17은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원제어방법을 도시한 흐름도이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 전자장치(1)는 TV가 방송과 같은 영상신호를 처리하여 디스플레이하는 것과 같은 일반부하(중부하)로 동작한다(710).

전자장치(1)의 전원회로(10)는, 전자장치(1)가 경부하로 동작하는 것을 감지한다(720). 여기서, 전원회로(10)는 감지부(410)에 의해 경부하 동작을 감지할 수 있으며, 감지부(410)는 부하 즉, 전자소자(21, 22) 를 포함하는 동작부(20)의 전력소모가 소정치 이하가 되는 곳을 감지하거나, 경부하 동작에 대응하는 모드신호를 수신하는 방식으로 경부하 동작을 감지할 수 있다.

단계 720에서 경부하로 동작하는 것이 감지되면, 감지부(420)는 전압조정부(420)로 제1신호(경부하신호)를 출력한다(730). 여기서, 감지부(420)는 전압이득조정부(140)로 제1신호를 더 출력할 수 있다.

단계 730에서 제1신호가 출력되면, 변압기 제어부(130)의 피드백 전압이 변경되어 AC-AC 변압기(120)의 동작주파수 또는 듀티 제어가 이루어지거나, 또는 AC-AC 변압기(120)의 트랜스포머 턴 비가 변경됨으로써, AC-AC 변압기(120)로부터 역률보상부(200)로 출력되는 전압이 조정 즉, 감소된다(740).

감지부(420)는 역률보상부(200)로 제2신호(경부하신호)를 출력한다(750). 여기서, 감지부(420)는 단계 730의 제1신호의 출력 후 기설정된 시간이 경과되거나, AC-AC 변압기(120) 출력전압의 레벨을 모니터링하여 특정 레벨 이하로 감소된 것이 확인되면 제2신호를 출력할 수 있다.

단계 750에서 제2신호를 수신한 역률보상부(200)는 바이패스로 동작하며, 이 경우 단계 740에서 감소된 전압이 역률보상부(200)를 바이패스하여 출력된다. 따라서, 역률보상부(200)가 강압형 PFC 회로로서 출력단에 연결된 소자들이 낮은 전압 레이트에 맞춰 설계된 경우라도 전체 전원회로(10)의 동작에 문제가 발생되지 않게 된다.

이상, 바람직한 실시예들을 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

1 : 전자장치
10 : 전원회로
100 : 제1전압변환부
110 : 정류부
120 : AC-AC 변압기
130 : 변압기 제어부
140 : 전압이득조정부
200 : 역률보상부
210 : 바이패스부
300 : 제2전압제어부
400 : 제어부
410 : 감지부
420 : 전압조정부

Claims

전자장치에 있어서,
동작부; 및
상기 동작부에 전력을 공급하는 전원회로를 포함하며,
상기 전원회로는,
입력전원을 수신하여 상기 수신된 입력 전원을 제1전압으로 변환하는 제1전압변환부,
역률 보상 동작을 수행하여 상기 제1전압을 제2전압으로 강압하여 출력하며, 상기 역률 보상 동작의 바이패스 경로를 제공하는 역률보상부, 및
상기 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 경부하로 동작하는 것을 감지하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 것이 감지되면, 상기 제1전압변환부가 상기 제1전압을 상기 제2전압에 대응하는 레벨을 가지도록 저감하여 상기 역률보상부로 출력하도록 제어하여, 상기 전원회로가 상기 역률보상부의 상기 바이패스 경로를 통해 상기 역률 보상 동작을 중단시키고, 상기 제2전압에 대응하는 레벨을 가지도록 저감된 제1전압에 기초하여 상기 동작부에 전력을 공급하도록 하는 전자장치.
제1항에 있어서,
상기 전원회로는,
상기 역률보상부로부터 수신한 제1전압 또는 제2전압의 레벨을 조정한 제3전압을 상기 동작부에 출력하는 제2전압변환부를 더 포함하는 전자장치.
제2항에 있어서,
상기 역률보상부는,
상기 바이패스 경로를 제공하며, 상기 제1전압변환부와 상기 제2전압변환부 간을 선택적으로 연결할 수 있는 바이패스부를 포함하는 전자장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 경우, 상기 제2전압에 대응하는 레벨을 가지도록 저감된 제1전압이 상기 제2전압변환부에 전달되도록 상기 바이패스부를 연결하는 신호를 출력하는 전자장치.
제1항에 있어서,
상기 제1전압변환부는,
AC-AC 변압기; 및 상기 AC-AC 변압기의 출력전압을 피드백하여 상기 AC-AC 변압기의 동작을 제어하는 변압기제어부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 것을 감지하여 제1신호를 출력하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 수신되는 제1신호에 기초하여 상기 변압기제어부로 피드백되는 전압을 조정하는 전압조정부를 포함하는 전자장치.
제5항에 있어서,
상기 전압조정부는,
상기 감지부로부터 수신되는 제1신호에 대응하여 동작하는 스위치 및 복수의 저항을 포함하는 임피던스 변환기를 포함하며,
상기 스위치의 동작에 따라 상기 임피던스 변환기의 임피던스를 변경하여 상기 변압기제어부로 피드백되는 전압이 조정되는 전자장치.
제6항에 있어서,
상기 변압기 제어부는,
상기 피드백되는 전압의 조정에 대응하여 상기 AC-AC 변압기의 동작주파수 또는 듀티비를 제어하여, 상기 제1전압을 상기 제2전압에 대응하는 레벨로 저감하여 출력하도록 상기 AC-AC 변압기를 제어하는 전자장치.
제5항에 있어서,
상기 AC-AC 변압기는,
1차측 또는 2차측에 탭이 마련되고, 상기 탭에 연결되며 상기 감지부로부터 수신되는 제1신호에 따라 동작하는 스위치를 포함하며,
상기 스위치의 동작에 대응하여 상기 AC-AC 변압기의 전압이득이 제어되어, 상기 제1전압을 상기 제2전압에 대응하는 레벨로 저감하여 출력하는 전자장치.
제5항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 제1신호를 출력하고, 기설정된 시간이 경과되면 상기 역률보상부로 제2신호를 더 출력하는 전자장치.
제9항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 AC-AC 변압기의 출력전압을 모니터링하여 상기 AC-AC 변압기로부터 상기 역률보상부로 출력되는 전압이 소정치 이하가 되면, 상기 제2신호를 출력하는 전자장치.
◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제9항에 있어서,
상기 역률보상부는 상기 제2신호를 수신하여 온 또는 오프되어 상기 바이패스 경로가 제공되도록 하는 바이패스 스위치를 포함하는 전자장치.
◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제5항에 있어서,
상기 감지부는,
경부하에 대응하는 모드신호를 수신하여, 상기 동작부의 전력 소모가 소정치 이하인 것을 감지하는 전자장치.
◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제5항에 있어서,
상기 AC-AC 변압기 및 상기 전압조정부는 상기 입력전원을 수신하는 어댑터에 마련되고,
상기 역률보상부는 상기 전자장치 본체에 마련되는 전자장치.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1항에 있어서,
상기 역률보상부는, 강압형 역률보상회로를 포함하는 전자장치.