KR19980018864U

KR19980018864U - 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치

Info

Publication number: KR19980018864U
Application number: KR2019960032276U
Authority: KR
Inventors: 황기봉
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-07-06

Abstract

본 고안은 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치에 관한 것으로, 본 고안의 장치는 SMPS 출력()단과 접지 사이에 광학적으로 결합되어 있는 포토 커플러(62)와 ; 상기 SMPS로부터 출력된 전원 전압()이 기준 전압보다 높을 경우 상기 포토 커플러(62)에 순간적으로 많은 전류를 흐르게 하는 에러 앰프(61) ; 절전 신호를 출력하는 마이콤(71) ; 상기 절전 신호에 의해 스위칭 구동 신호를 출력하는 스위칭 구동부 (72) ; 상기 스위칭 구동 신호에 의해 스위칭 온되어, 상기 전원 전압()을 포토 커플러(62)를 통해 신속하게 접지시켜, 상기 포토 커플러(62)에 순간적으로 많은 전류를 흐르게 하는 스위칭부(73)가 구비된 전원 회로에 있어서, 전원 온시 마이콤(71)으로부터 절전 신호가 입력되면 일정 시간 경과 후 상기 스위칭부(73)를 스위칭 온시키는 지연부(74)를 포함하여 구성되어 있어, 전원 온시 상기 마이콤(71)으로부터 로우 레벨의 절전 신호가 출력되더라도 상기 지연부(74)에 의해 스위칭부(73)가 동작되지 않기 때문에 SMPS의 출력 전압이 다운되지 않아, 상기 SMPS로부터 출력되는 전원 전압(

Description

모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치

본 고안은 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치에 관한 것으로, 특히 전원을 켰을 때 SMPS로부터 공급되는 초기 전원 전압이 신속히 정격 전압에 도달하여 초기 전원 전압을 안정화시키도록 되어진 초기 전원 전압 안정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 SMPS( Switched Mode Power Supply )란 스위칭 전원으로서, 선형 전원( Linear Power Supply )보다 소형, 경량이면서 고효율적이기 때문에 이에 관련된 기술은 급속히 발전하고 있는 추세에 있다.

이러한 전원 공급 장치는 모니터내의 각 부분에서 필요로 하는 전압를 적절히 공급해주는 역할을 하는데, 종래의 SMPS는 제 1 도에 도시된 바와 같이, 직류 전원 공급부(10)와, 변압기(20)와, 파워 트랜지스터(30)와, 제어 IC(40)와, 출력부(50) 및 과전압 검출부(60)로 구성되어 있다.

도 1 를 참조하여 일반적인 SMPS의 동작을 살펴보면, 먼저 100V 혹은 220V의 상용 교류 전원이 퓨우즈를 통하여 인가되면, 라인 필터(L1,L2)와 커패시터(C1,C2,C3)는 L·C 공진 작용에 의하여 교류 전원을 통해 유입되는 노이즈를 제거하는 동시에, 브리지 다이오드(D1) 및 제어 IC(40)가 동작하면서 발생되는 고주파 노이즈가 AC 입력 라인을 타고 외부로 나가는 것을 차단한다.

한편, 상기 라인 필터(L1,L2)와 커패시터(C1,C2,C3)를 통과한 교류 전압은 브리지 다이오드(D1)에서 정류되어 돌입 전류 방지용 저항(Rs)을 통해 평활용 콘덴서(C4)에서 평활되어 직류 전압()으로 변환된 후, 변압기(20)의 1 차측 권선에 인가된다.

동시에 상기 브리지 다이오드(D1)에서 정류된 정류 전압은 제어 IC(40)의단에 저항()를 통해 인가되어 제어 IC(40)를 동작시키게 되고, 상기 제어 IC(40)로부터 출력된 제어 신호에 의해 상기 파워 트랜지스터(30)가 온/오프( ON/OFF )된다.

즉, 상기 직류 전압()이 인가되면, 커패시터(C5)에 직류 전압()이 충전됨에 따라 제어 IC(40)의 공급 전원()이 기동 전압에 도달하게 되어, 상기 제어 IC(40)가 작동되어 PWM 제어 신호를 발생하고, 이 PWM 제어 신호에 의해 파워 트랜지스터(30)가 온/오프된다.

상기 파워 트랜지스터(30)가 상기 제어 IC(40)내의 발진기 주기에 따라 일정 시간 동안 온 상태를 유지하다 오프 상태로 변하면, 변압기(20)의 1 차측 권선에서 2 차측 권선으로 유기되는 유도 기전력이 발생하게 된다.

따라서 상기 변압기(20)는 상기 PWM 제어 신호에 의해 2 차측 권선에서 요구되는 교류 전압()을 출력하게 된다.

이와 같은 동작을 반복하여 상기 변압기(20)의 2 차측 권선에서 출력된 교류 전압()은 출력부(50)를 통하여 다시 직류 전압()으로 변환된다.

즉, 상기 출력부(50)에 입력된 교류 전압()은 정류 다이오드(D2,D3)와 평활 커패시터(C6,C7)에 의해서 직류 전압()으로 변환되어, 모니터의 각 회로에 공급되어 회로를 동작시킨다.

그러나 출력부(60)를 통해 출력된 전원 전압()이 기준 전압 이상으로 상승하게 되면 과전압에 의한 회로 소자의 파손이 발생하게 되어 전원 장치의 수명을 단축시킬 수 있기 때문에, 상기 출력부(60)의 출력 전압을 일정 전압으로 유지시키기 위해 SMPS에는 일반적으로 과전압 검출부(60)를 구비하고 있다.

보다 상세히 설명하면, 모니터의 각 회로로 공급되는 전원 전압()은, 에러 앰프(61)와 포토 커플러(62)로 구성된 과전압 검출부(60)에 의해 감지되도록 되어 있으며, 상기 감지 신호는 제어 IC(4)의 피드백단으로 입력된다.

즉, 상기 SMPS로부터 출력되는 전원 전압()이 정상 동작시보다 클 경우, 상기 에러 앰프(61)가 상기 과전압을 감지하여 상기 에러 앰프(61)의 출력측 전압을 낮춘다. 이때 상기 에러 앰프(61)의 출력측이 상기 포토 커플러(62)와 연결되고, 상기 포토 커플러(62)의 다른 한쪽단이 SMPS 출력단()에 연결되어 있어, 상기 포토 커플러(62)의 발광부에 정상 동작시보다 많은 전류가 순간적으로 흘러 그 만큼 많은 빛을 발광한다.

이에 따라 상기 포토 커플러(62)의 수광부에서는 상기 빛을 수광하여 상기 광신호를 전기적인 신호로 변환한 후 상기 제어 IC(40)의 피드백단으로 출력함으로써, 상기 제어 IC(40)의 피드백단에 입력되는 전류가 급속히 증가하여, 상기 제어 IC(40)가 PWM 제어 신호를 발생하게 되고, 이 PWM 제어 신호에 의해 파워 트랜지스터(30)의 온타임을 짧게 한다.

상기 파워 트랜지스터(30)의 온타임이 짧아짐에 따라 변압기(20)의 1 차측 권선에서 2 차측 권선으로 유기되는 유도 기전력()이 낮아져, 상기 SMPS로부터 출력되는 전원 전압()을 일정 전압으로 유지시켜 모니터의 각 회로 등에 공급한다.

또한, 모니터의 전원 회로는 절전 모드 제어부(70)를 구비하고 있는데, 상기 절전 모드 제어부란 사용자가 PC를 사용하다가 전원을 끄지 않고 잠시 자리를 비우거나 혹은 PC를 장시간 사용하지 않을 경우, PC에 내장되어 있는 마이콤이 이를 인식하여 절전 신호를 출력함으로써 소비 전력을 30W 이하로 떨어뜨리는 기능을 말한다.

상기 절전 신호는 PC의 마이콤에서 소프트웨어로 제어되며, 정해진 시간( 통상 1, 2 분 ) 동안 키보드상에 아무런 입력이 없으면 마이콤으로부터 절전 신호가 자동적으로 출력되는 데, 상기 절전 신호는 노말 모드시 하이 레벨을 나타내며, 서스펜드 모드시 로우 레벨을 나타낸다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 절전 모드 제어부(70)는 상기 마이콤(71)으로부터 하이 레벨의 절전 신호를 입력받으면 상기 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴온되어, 상기 100V의 전원 전압이 제너 다이오드(D5)를 통해 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단에 입력되어 에미터단으로 흘러 접지된다.

이때 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단과 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단이 병렬로 연결되어 있어, 상기 제너 다이오드(D5)를 통과한 전류는 제 1 트랜지스터(Q1) 쪽으로만 흐르고, 제 2 트랜지스터(Q2) 쪽으로는 흐르지 않으므로, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)는 턴오프 상태를 유지한다.

그러나, 로우 레벨의 절전 신호가 입력되면 상기 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴오프되므로 상기 제너 다이오드(D5)를 통과한 전압이 제 1 트랜지스터(Q1) 쪽으로 흐르지 못하고 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단으로 인가된다.

이에 따라 상기 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 상기 100V 전원 전압이 다이오드(D6)를 통해 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터단으로 입력되어 에미터단으로 흘러 접지된다.

이때 상기 출력부(50)와 제 2 트랜지스터(22)의 콜렉터단 사이에 위치해 있던 포토 커플러(61)에 노말 모드시보다 많은 전류가 흐르게 되고, 상기 과전류는 제어 IC(40)의 피드백단()으로 입력된다.

이에 따라 상기 제어 IC(60)의 피드백단()의 전압이 급속히 증가하여, 상기 제어 IC(40)는 온 타임이 짧은 PWM 제어 신호를 출력하게 되고, 따라서 상기 파워 트랜지스터(30)의 온 타임도 짭아지므로, 상기 변압기(20)는 정격 전압보다 작은 전압을 출력하게 된다.

상기 마이콤(71)으로부터 로우 레벨의 절전 신호가 출력되는 동안 상기 과정이 되풀이되어 일정 절전 전압 레벨 즉, 30V 이하로 떨어뜨린다.

그러나 종래의 전원 회로는, 파워-온(Power-On) 직후 마이콤(71)에 전원 전압( 통상 5V )이 채 공급되지 않은 상태에서 절전 신호 출력단이 로우 레벨로 세팅되어 있기 때문에, 순간적으로 상기 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴오프되어 상기 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴온되므로, 상기 포토 커플러(61)에 노말 모드시보다 많은 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 상기 제어 IC(60)의 피드백단()의 전압이 급속히 증가하게 되어, PWM 제어 신호의 온 타임이 짧아져 상기 파워 트랜지스터(30)의 온 타임도 짭아짐에 따라, 상기 변압기(20)는 정격 전압보다 작은 전압을 출력하게 되므로, 상기 SMPS로부터 출력되는 전원 전압()이 천천히 증가하여 정격 전압에 도달한다는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전원 온시

상기 SMPS로부터 출력되는 전원 전압()이 신속하게 정격 전압에 도달하도록

제어하는 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치는, SMPS 출력단과 접지 사이에 광학적으로 결합되어 있는 포토 커플러와 ; 상기 SMPS로부터 출력된 전원 전압을 내부 기준 전압과 비교하여, 상기 전원 전압이 기준 전압보다 높을 경우 상기 포토 커플러에 순간적으로 많은 전류를 흐르게 하는 에러 앰프 ; 절전 신호를 출력하는 마이콤 ; 상기 절전 신호에 의해 스위칭 구동 신호를 출력하는 스위칭 구동부 ; 및 상기 스위칭 구동 신호에 의해 스위칭 온되어, 상기 전원 전압을 포토 커플러를 통해 신속하게 접지시켜, 상기 포토 커플러에 순간적으로 많은 전류를 흐르게 하는 스위칭부가 구비된 전원 회로에 있어서, 전원 온시 마이콤으로부터 절전 신호가 입력되면 일정 시간 경과 후 상기 스위칭부를 스위칭 온시키는 지연부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

즉, 본 고안의 장치는 전원 온시 지연부를 구동시켜 스위칭부를 일정 시간 경과 후 스위칭 온시켜, 상기 포토 커플러에 흐르는 전류를 감소시킴으로써, 상기 SMPS로부터 출력되는 전원 전압을 신속하게 정격 전압에 도달하도록 제어하여, 초기 전원 전압을 안정화시키도록 된 것이다.

도 1 은 일반적인 SMPS를 도시한 회로도,

도 2 는 본 고안에 따른 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치를 도시한 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 따른 부호의 명칭

10 : 직류 전원 공급부 20 : 변압기

30 : 파워 트랜지스터 40 : 제어 IC

50 : 출력부 60 : 과전압 검출부

70 : 절전 모드 제어부 71 : 마이콤

72 : 스위칭 구동부 73 : 스위칭부

74 : 지연부 C11 : 커패시터

Q 1,2 : 제 1,2 커패시터 D 5,6 : 다이오드

R 11,12,13,14 : 저항

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시예에 대하여 자세히 살펴보도록 한다.

본 고안의 장치는 도 2 에 도시된 바와 같이, 포토 커플러(62)와, 에러 앰프(61)와, 마이콤(71)과, 스위칭 구동부(72)와, 스위칭부(73) 및 지연부(74)로 구성되어 있다.

여기서 상기 스위칭 구동부(72)는 베이스단이 마이콤(71)으로부터 절전 신호를 입력받고, 콜렉터단이 제너 다이오드(D5)를 통해 상기 출력부(50)와 연결되고, 에미터단이 접지되어 있어, 하이 레벨의 절전 신호를 입력받으면 턴온되어 상기 출력부(50)부터 출력된 전원 전압을 접지로 흐르게 하는 제 1 트랜지스터(Q1)로 구성되어 있으며, 상기 스위칭부(73)는 베이스단이 상기 출력부(50)과 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단 사이에 병렬로 연결되고, 콜렉터단이 다이오드(D6)를 통해 상기 출력부(50)와 연결되고, 에미터단이 접지되어 있어, 로우 레벨의 절전 신호가 상기 제 1 트랜지스터(Q1)에 입력되면 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴오프되는 동시에 전원 전압이 베이스에 인가되어 턴온됨으로써, 전원 전압이 콜렉터단을 통해 에미터단으로 흘러 접지되는 제 2 트랜지스터(Q2)로 구성되어 있다.

또한 상기 지연부(74)는 한쪽단이 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단과 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단 사이에 병렬로 연결되고 다른 한쪽단이 접지되어 있는 커패시터(C11)로 구성되어 있다.

이어서 상기와 같이 구성된 본 고안의 장치에 따른 동작 및 효과를 살펴보도록 한다.

상기한 바와 같이 파워-온( Power-On ) 직후 마이콤(71)에 전원 전압( 통상 5V )이 채 공급되지 않은 상태에서 절전 신호 출력단이 로우 레벨로 세팅되어 있기 때문에, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 로우 레벨의 절전 신호가 입력되면, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴오프된다.

이에 따라 상기 제너 다이오드(D5)를 통과한 전류가 제 1 트랜지스터(Q1) 쪽으로 흐르지 못하고, 상기 커패시터(C11)를 통해 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단으로 인가된다.

이때 상기 커패시터(C11)가 충전되는 시간 만큼 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스단에는 전류가 공급되지 않게 되어, 일정 시간 동안 상기 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴오프되므로, 상기 포토 커플러(62)를 통과한 전류가 에러 앰프(61)를 통해 접지된다.

이에 따라 전원 온시에, 노말 모드시와 마찬가지로 상기 포토 커플러(61)에 정격 전류가 감지되므로 상기 SMPS는 정격 전압을 출력하게 된다.

즉, 전원 온시 상기 마이콤(71)으로부터 로우 레벨의 절전 신호가 출력되더라도 상기 지연부(74)에 의해 스위칭부(73)가 동작하지 않게 되어, SMPS의 출력 전압이 다운되지 않기 때문에, 상기 SMPS로부터 출력되는 전원 전압이 신속하게 정격 전압에 도달하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 파워-온(Power-On) 직후 상기 마이콤(71)으로부터 로우 레벨의 절전 신호가 출력되더라도 상기 SMPS로부터 출력되는 전원 전압()이 신속하게 정격 전압에 도달하도록 제어함으로써, 모니터의 초기 전원 전압 안정화시킨다는 데 그 효과가 있다.

Claims

SMPS 출력()단과 접지 사이에 광학적으로 결합되어 있는 포토 커플러(62)와 ; 상기 SMPS로부터 출력된 전원 전압()을 내부 기준 전압과 비교하여, 상기 전원 전압()이 기준 전압보다 높을 경우 상기 포토 커플러(62)에 순간적으로 많은 전류를 흐르게 하는 에러 앰프(61) ; 절전 신호를 출력하는 마이콤(71) ; 상기 절전 신호에 의해 스위칭 구동 신호를 출력하는 스위칭 구동부 (72) ; 상기 스위칭 구동 신호에 의해 스위칭 온되어, 상기 전원 전압()을 포토 커플러(62)를 통해 신속하게 접지시켜, 상기 포토 커플러(62)에 순간적으로 많은 전류를 흐르게 하는 스위칭부(73)가 구비된 전원 회로에 있어서, 전원 온시 마이콤(71)으로부터 절전 신호가 입력되면 일정 시간 경과 후 상기 스위칭부(73)를 스위칭 온시키는 지연부(74)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치.
제 1 항에 있어서 상기 지연부(74)는 커패시터(C11)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 초기 전원 전압 안정화 장치.