KR19980018981A - 전원회로(A Power Supply) - Google Patents

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KR19980018981A
KR19980018981A KR1019970040721A KR19970040721A KR19980018981A KR 19980018981 A KR19980018981 A KR 19980018981A KR 1019970040721 A KR1019970040721 A KR 1019970040721A KR 19970040721 A KR19970040721 A KR 19970040721A KR 19980018981 A KR19980018981 A KR 19980018981A
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쓰요시 마사또
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이데이 노브유끼
소니 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 입력(AC)전압이 낮을때의 손실의 증가를 적게 한다.
그 구성은, 외부전원(1)으로부터의 임의의 입력(AC)전압이 정류회로(2)에 공급되고, 이 정류출력의 일단이 코일(3)을 통해서 스위칭소자(4)에 접속된다. 또, 정류출력의 타단은 전류파형의 검출회로(5)를 통해서 공통단자에 접속된다. 또한 스위칭소자(4)에 병렬로 다이오드(6) 및 콘덴서(7)로 이루어지는 피크치검파회로가 설치되어서 승압초퍼회로가 형성된다. 이 콘덴서(7)의 양단 사이에 저항기(9a, 9b)를 가지는 출력전압의 검출회로(10)가 접속된다. 또 정류회로(2)의 정류출력의 일단이 전압실효치의 검출회로(11)에 접속되고, 이 검출신호에 의해 검출회로(10)의 출력전압을 검출하는 저항기(9a, 9b)가 선택된다. 그리고 이들의 검출회로(5, 10, 11)의 검출신호가 스위칭소자(4)의 온, 오프의 타이밍을 제어하기 위한 제어블록(12)에 공급된다.

Description

전원회로
본 발명은, 예를 들면 디스플레이 모니터장치에 사용할 수 있는 가장 적합한 전원회로에 관한 것이다.
예를 들면 디스플레이모니터장치에 사용되는 전원회로에 있어서는, 예를 들면 외부로부터의 100V 전후의 저압에서 220V 전후의 고압의 각종 전원이 접속되고, 이들의 접속되는 전원전압을 정류하고, 이 정류출력을 전압변환회로(DC-DC컨버터)에 공급하여 부하에 공급되는 소망의 안정화 된 전압을 얻도록 한 구성이 이용되고 있다.
이와같은 전원회로에 있어서, 고주파전류 노이즈의 저감 및 역률을 개선하는 것을 목적으로 한 승압초퍼회로의 사용이 검토되고 있다. 즉 이와같은 고주파전류 노이즈의 저감 및 역률을 개선하기 위해 승압초퍼회로가 유효하다는 것은 널리 알려지고 있는 것이다.
그래서 도 2는, 종래의 승압초퍼회로를 사용한 전원회로의 일예를 나타내고 있다. 이 도 2에 있어서, 외부전원(21)으로부터의 예를 들면 100V 전후의 저압에서 220V 전후의 고압의 임의의 입력(AC)전압이 정류회로(22)에 공급된다. 그리고 양파정류 또는 반파정류가 행하여진 정류출력이, 이 정류회로(22)의 양단에서 공급된다.
이 정류회로(22)의 정류출력의 일단이 코일(23)을 통해서 스위칭소자(24)에 접속된다. 또 정류회로(22)의 정류출력의 타단은 전류파형의 검출회로(25)를 통해서 공통단자에 접속된다. 또한 스위칭소자(24)에 병렬로 다이오드(26) 및 콘덴서(27)로 이루는 피크치검파회로가 설치되어서 승압초퍼회로가 형성된다.
따라서 이 회로에서 상술의 스위칭소자(24)가 임의의 타이밍으로 온, 오프됨으로서, 이 스위칭소자(24)가 오프된 순간에 코일(23)에서는 정류출력에서 승압된 전압이 공급되고, 이 출력전압의 피크치가 콘덴서(27)에 걸린다. 그리고 이 콘덴서(27)의 양단 사이에 얻어지는 출력(DC)전압이 DC-DC컨버터(28)에 공급된다.
또한 상술한 콘덴서(27)의 양단 사이에 저항기(29)를 가지는 출력전압의 검출회로(30)가 접속되고, 또 정류회로(22)의 정류출력의 일단이 전압실효치의 검출회로(31)에 접속된다. 그리고 이들의 검출회로(30, 31)로부터의 검출신호와, 상술한 전류파형의 검출회로(25)로부터의 검출신호가, 스위칭소자(24)의 온, 오프의 타이밍을 제어하기 위한 제어블록(32)에 공급된다.
또한 부하(33, 34)는, DC-DC컨버터(28)로부터의 구동전압이 공급되는 예를 들면 디스플레이 모니터장치의 각부의 회로이다. 또 스탠바이전원회로(35)는 예를 들면 장치 전체가 전원오프의 상태에서도 제어블록(32)에 소정의 스탠바이전원을 공급하고 있는 것이다.
그리고 상술한 회로에 있어서, 예를 들면 콘덴서(27)의 양단사이에 얻어지는 출력(DC)전압이 소정의 값으로 되도록 스위칭소자(24)의 온, 오프의 타이밍이 제어된다. 즉 상술한 회로에 있어서, 스위칭소자(24)의 온, 오프의 듀티를 변화시킴으로서 승압의 비율을 바꾸고, 출력(DC)전압의 전압치를 바꿀 수 있다.
그래서, 상술한 전압실효치의 검출회로(31)로부터의 검출신호에 대하여 소정의 출력(DC)전압이 얻어지도록, 제어블록(32)에서 스위칭소자(24)의 온, 오프의 듀티를 변화시킨다. 또한 출력전압의 검출회로(30)로부터의 검출신호를 이용해서, 이 출력전압이 소망의 값으로 되도록 제어블록(32)에서 스위칭소자(24)의 온, 오프의 듀티의 조정을 행한다.
이와같이 하여, 콘덴서(27)의 양단사이에 얻어지는 출력(DC)전압을 소정의 값으로 조정할 수 있다. 그리고 이 경우에 예를 들면 100V 전후의 저압에서 220V 전후의 고압의 각종 전원을, 예를 들면 360V의 고정의 출력(DC)전압으로 승압시킬 수 있다. 이것에 의해 외부전원(21)으로서 어떠한 전원이 접속되어도 항상 장치를 안정하게 동작시킬 수 있는 것이다.
그리고 이 회로에 의하면, 승압초퍼회로를 사용함으로써 고조파전류 노이즈의 저감 및 역률을 개선하여 양호한 전원회로를 형성할 수 있는 것이다.
그런데 상술의 회로에 있어서, 상술의 회로를 예를 들면 최대소비전력 450W급의 디스플레이 모니터장치에 실장하여 손실을 측정한 바, 도 3의 표에 나타내는 바와같이 입력(AC)전압에 의해 대폭적인 변동이 생기는 것을 판명하였다.
즉 도 3의 표의 A는, 기준으로서의 예를 들면 승압초퍼회로를 사용하지 않고 배압정류, 콘덴서 인풋방식에 의해 전원회로를 형성한 경우의 값이다. 여기서 입력(AC)전압이 100V의 경우에는 출력(DC)전압은 262V로 된다. 그리고 이 경우에, 입력전력(Pin)이 318.5W에 대하여 출력전력(Pout)은 288.2W로 되고, 30.3W의 손실이 생기고 있다.
이에 대하여, 도 3의 표의 B, 표의 C는 상술의 승압초퍼회로를 사용하고 있는 경우이다. 여기서 입력(AC)전압이 100V의 경우(표의 B)에, 출력(DC)전압은 359V로 되고, 이 경우에 입력전력(Pin)의 347.5W에 대하여 출력전력(Pout)은 290.8W로 되고, 56.7W의 손실이 생긴다. 이것은 표의 A의 경우에 비해서 26.4W의 손실의 증가로 되어 있다.
또, 입력(AC)전압이 230V의 경우(표의 C)에는 출력(DC)전압은 361V가 되고, 이 경우에 입력출력(Pin)의 329.5W에 대하여 출력전력(Pout)은 292.4W가 되고 37.1W의 손실이 생긴다. 이것은 표의 A의 경우에 비해서 6.8W의 손실의 증가로 되어 있는 것이다.
이와같이 상술한 승압초퍼회로를 사용한 전원회로에서는, 특히 입력(AC)전압이 낮을 때에 대폭적인 손실의 증가가 생기고 있다. 즉 이와같은 승압초퍼회로를 사용에 의한 손실은, 스위칭소자(24)의 온, 오프에 대하여 예를 들면 도 4에 나타내는 바와같이 전압(실선) 및 전류(파선)가 형성되고, 이 전압 및 전류가 함께 0이 아닐 때에 발생하는 것이다.
그리고 상술과 같이, 예를 들면 입력(AC)전압의 100V를 출력(DC)전압의 359V로 승압한 경우에는, 승압비가 큰 것에서 스위칭소자(24)에 걸리는 전류의 하강의 기간이 길게 되고, 이 사이에 발생하는 손실이 증가하게 되는 것이다.
따라서 이와같이 손실이 증가하는 경우에는, 이 손실은 스위칭소자(24) 등에서의 발열로 되고, 이 발열을 제거하기 위해 강력한 냉각장치 등을 설치할 필요가 생긴다. 또 상술한 출력(DC)전압을 낮은 입력(AC)전압에 맞쳐서 낮게 설정하면, 높은 입력(AC)전압이 접속되었을 때에 승압초퍼회로가 작동하지 않게 될 우려가 있다.
본 출원은 이와같은 점을 감안해서 이루어진 것으로서, 해결하고자 하는 문제점은, 상술과 같이 고주파전류 노이즈의 저감 및 역률을 개선할 목적으로 승압초퍼회로를 사용한 전원회로에서는, 특히 입력(AC)전압이 낮을 때에 대폭적인 손실의 증가가 생기고 있었다는 것이다.
이 때문에 본 발명에 있어서는, 정류출력의 실효전압치에 따라서 전압변환회로에 공급되는 전압의 레벨을 전환하도록 한 것으로서, 이것에 의하면 입력(AC)전압이 낮을 때에도 손실의 증가를 적게 할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 전원회로의 일예의 구성도
도 2는 종래의 전원회로의 구성도
도 3은 그 설명을 위한 도면
도 4는 그 설명을 위한 도면
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 외부전원2 : 정류회로
3 : 코일4 : 스위칭소자
5 : 전류파형의 검출회로6 : 다이오드
7. 콘덴서8 : DC-DC컨버터
9a, 9b. 저항기10 : 출력전압의 검출회로
11 : 전압실효치의 검출회로12 : 제어블록
13, 14 : 부하15 : 스탠바이전원회로
즉 본 발명은, 저압에서 고압의 각종 전원이 접속되어서 안정화 된 출력전압을 형성하는 전원회로에 있어서, 접속되는 전원전압을 정류하는 정류수단과, 이 정류수단의 정류출력을 승압초퍼회로를 거쳐서 전압변환회로에 공급하는 동시에, 이 전압변환회로에 공급되는 전압을 검출하여 승압초퍼회로를 제어하는 전압안정화 제어수단과, 정류수단의 정류출력의 실효전압치를 판별하는 판별수단과를 가지며, 이 판별수단의 판별결과에 따라서 상기 전압변환회로에 공급되는 전압의 레벨을 전환하는 전압전환수단을 설치한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명하는데, 도 1은 본 발명을 적용한 전원회로의 일예의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도 1에 있어서 외부전원(1)으로부터의 예를 들면 100V 전후의 저압에서 220V 전후의 고압의 임의의 입력(AC)전압이 정류회로(2)에 공급된다. 그리고 양파정류 또는 반파정류가 행하여진 정류출력이 이 정류회로(2)의 양단에서 공급된다.
이 정류회로(2)의 정류출력의 일단이 코일(3)을 통해서 스위칭소자(4)에 접속된다. 또 정류회로(2)의 정류출력의 타단은 전류파형의 검출회로(5)를 통해서 공통단자에 접속된다. 또한 스위칭소자(4)에 병렬로 다이오드(6) 및 콘덴서(7)로 이루는 피크치 검파회로가 설치되어서 승압초퍼회로가 형성된다.
따라서 이 회로에서, 상술한 스위칭소자(4)가 임의의 타이밍으로 온, 오프됨으로서, 이 스위칭소자(4)가 오프된 순간에 코일(3)에서는 정류출력에서 승압된 전압이 공급되고, 이 출력전압의 피크치가 콘덴서(7)에 걸린다. 그리고 이 콘덴서(7)의 양단사이에 얻어지는 출력(DC)전압이 DC-DC컨버터(8)에 공급된다.
또한 상술한 콘덴서(7)의 양단사이에 저항기(9a, 9b)를 가지는 출력전압의 검출회로(10)가 접속된다. 또 정류회로(2)의 정류출력의 일단이 전압실효치의 검출회로(11)에 접속된다. 또한 이 검출회로(11)로부터의 검출신호가 검출회로(10)에 공급되어서 출력전압을 검출할 때의 저항기(9a, 9b)가 선택된다.
그리고 이들의 검출회로(10, 11)로부터의 검출신호와, 상술한 전류파형의 검출회로(5)로부터의 검출신호가, 스위칭소자(4)의 온, 오프의 타이밍을 제어하기 위한 제어블록(12)에 공급된다.
또한 부하(13, 14)는, DC-DC컨버터(8)로부터의 구동전압이 공급되는 예를 들면 디스플레이 모니터장치의 각부의 회로이다. 또 스탠바이전원회로(15)는 예를 들면 장치 전체가 전원 오프의 상태에서도 제어블록(12)에 소정의 스탠바이전원을 공급하고 있는 것이다.
그리고 이 회로에 있어서, 상술한 전압실효치의 검출회로(11)로부터의 검출신호에 대하여, 예를 들면 콘덴서(7)의 양단 사이에 얻어지는 출력(DC)전압이 각각 소정의 값이 되도록 제어가 행하여진다. 즉 검출회로(11)로부터의 검출신호에 대하여 상술한 검출회로(10)의 저항기(9a, 9b)가 선택됨으로서, 각각의 출력(DC)전압치에 대하여 동일한 값의 검출신호가 얻어지도록 설정된다.
또한 상술한 검출회로(11)로부터의 검출신호에 대하여 각각 소정의 출력(DC)전압이 얻어지도록, 제어블록(12)에서 스위칭소자(4)의 온, 오프의 듀티가 변화된다. 그리고 출력전압의 검출회로(10)로부터의 검출신호를 이용해서, 이 출력전압이 각각 소망의 값으로 되도록 제어블록(12)에서 스위칭소자(4)의 온, 오프의 듀티의 조정이 행하여진다.
즉 이 회로에 있어서, 예를 들면 입력(AC)전압이 100∼150V일 때는 출력(DC)전압이 260V가 되도록 조정이 행하여진다. 또 입력(AC)전압이 150∼240V일 때는 출력(DC)전압이 360V가 되도록 조정이 행하여진다. 이것에 의해 상술한 승압비를 작게 한 스위칭소자(4)에 걸리는 전류의 하강의 기간을 짧게 하고 이 사이에 발생하는 손실을 감소시키는 것이다.
그리고 이 경우에, 예를 들면 상술한 최대소비전력 450W급의 디스플레이 모니터장치에 실장하여 손실을 측정한 결과에서는, 상술한 도 3의 표의 D에 나타내는 바와같이 입력(AC)전압이 100V의 경우에 출력(DC)전압은 257V가 되고, 이때 입력전력(Pin)의 328.5W에 대하여 출력전력(Pout)은 287.8W가 되고, 40.7W의 손실이 생긴다. 이것은 표의 A에 비하여 10.4W의 손실의 증가로 억제되어 있는 것이다.
또한 DC-DC컨버터(8)는, 예를 들면 변동을 포함하는 입력전압에 대하여 안정한 출력전압을 형성하는 것으로서, 이 입력전압이 260V∼360V정도인 경우에는, 이 DC-DC컨버터(8)에서 부하(13, 14)에 안정한 구동전압을 공급할 수 있는 것이다.
이것에 의해, 외부전원(1)으로서 여하한 전압이 접속되어도 항상 장치를 안정하게 동작시킬 수 있는 것이다. 그리고 이 회로에 의하면 승압초퍼회로를 사용함으로써, 고주파전류 노이즈의 저감 및 역률을 개선하여 양호한 전원회로를 형성할 수 있는 것이다.
따라서 이 회로에 있어서, 정류출력의 실효전압치에 따라서 전압변환회로에 공급되는 전압의 레벨을 전환함으로써, 입력(AC)전압이 낮을 때에도 손실의 증가를 적게할 수 있다. 또 높은 입력(AC)전압이 접속되었을 때에도 승압초퍼회로가 작동하지 않게 될 우려를 없앨 수 있다.
이것에 의해, 종래의 고주파전류 노이즈의 저감 및 역률을 개선하는 목적으로 승압초퍼회로를 사용한 전원회로에서는, 특히 입력(AC)전압이 낮을 때에 대폭적인 손실의 증가가 생기고 있던 것을, 본 발명에 의하면 입력(AC)전압이 낮을 때에도 손실의 증가를 적게할 수 있는 것이다.
그리고 이와같이 손실이 감소함으로써, 예를 들면 스위칭소자에서의 발열이 감소되고, 이 발열을 제거하기 위한 냉각장치 등의 부담을 경감할 수 있고, 장치 전체의 소형경량화를 실현할 수 있다. 또 장치 전체의 효율도 향상 시킬 수 있는 것이다.
또, 예를 들면 DC-DC컨버터에 공진형의 회로를 이용하고 있는 경우에는, 그 부담에 대해서는 그 출력전력(부하)이 항상 일정하다는 것을 고려하면, 승압초퍼회로의 출력전압이 올라가면 손실이 증가하는 것이고, 상술한 발명은 이 점에서도 플라스로 작용하게 되는 것이다.
이렇게 하여 상술한 전원회로에 의하면, 저압에서 고압의 각종 전원이 접속되어서 안정화 된 출력전압을 형성하는 전원회로에 있어서, 접속되는 전원전압을 정류하는 정류수단과, 이 정류수단의 정류출력을 승압초퍼회로를 거쳐서 전압변환회로에 공급하는 동시에 이 전압변환회로에 공급되는 전압을 검출하여 승압초퍼회로를 제어하는 전압안정화 제어수단과, 정류수단의 정류출력의 실효전압치를 판별하는 판별수단과를 가지며, 이 판별수단의 판별결과에 따라서 전압변환회로에 공급되는 전압의 레벨을 전환하는 전압전환수단을 설치함으로써, 입력(AC)전압이 낮을 때에도 손실의 증가를 적게 할 수 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 정류출력의 실효전압치에 따라서 전압변환회로에 공급되는 전압의 레벨을 전환함으로써, 입력(AC)전압이 낮을 때에도 손실의 증가를 적게 할 수 있도록 되어 있다. 또 높은 입력(AC)전압이 접속되었을 때에도, 승압초퍼회로가 작동하지 않게 될 우려를 없앨 수 있게 되었다.
이것에 의해, 종래의 고조파전류 노이즈의 저감 및 역률을 개선할 목적으로 승압초퍼회로를 사용한 전원회로에서는, 특히 입력(AC)전압이 낮을 때에 대폭적인 손실의 증가가 생기고 있었던 것을, 본 발명에 의하면 입력(AC)전압이 낮을 때에도 손실의 증가를 적게 할 수 있는 것이다.
그리고 이와같이 손실이 감소함으로써, 예를 들면 스위칭소자에서의 발열이 감소되고, 이 발열을 제거하기 위한 냉각장치 등의 부담을 경감할 수 있고 장치 전체의 소형경량화를 실현할 수 있다. 또 장치 전체의 효율도 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 저압에서 고압의 각종 전원이 접속되어서 안정화 된 출력전압을 형성하는 전원회로에 있어서, 상기 접속되는 전원전압을 정류하는 정류수단과, 이 정류수단의 정류출력을 승압초퍼회로를 거쳐서 전압변환회로에 공급하는 동시에, 이 전압변환회로에 공급되는 전압을 검출하여 상기 승압초퍼회로를 제어하는 전압안정화 제어수단과, 상기 정류수단의 정류출력의 실효전압치를 판별하는 판별수단과를 가지며, 이 판별수단의 판별결과에 따라서 상기 전압변환회로에 공급되는 전압의 레벨을 전환하는 전압전환수단을 설치한 것을 특징으로 하는 전원회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전압변환회로에 공급되는 전압레벨의 전환은, 상기 승압초퍼회로를 제어하는 전압의 검출수단을 전환하여 행하는 것을 특징으로 하는 전원회로.
KR1019970040721A 1996-08-29 1997-08-25 전원회로(A Power Supply) KR19980018981A (ko)

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