KR19990052738A

KR19990052738A - 모니터의 절전회로

Info

Publication number: KR19990052738A
Application number: KR1019970072269A
Authority: KR
Inventors: 정태민
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 모니터의 소비전력이 절약되도록 한 모니터의 절전회로에 관한 것으로써, 직류전원 공급부에서 출력되는 직류 전압을 입력받아 모니터의 각부에서 필요로 하는 구동전원을 발생하는 주 변압기 ;상기 주 변압기로 인가되는 직류 전압을 스위칭하기 위한 PWM 제어신호를 출력하는 주 제어IC ; 직류전원 공급부에서 출력되는 직류 전압을 입력받아 상기 주 제어IC와 마이콤에서 필요로 하는 구동전원을 발생하는 보조 변압기 ; 상기 보조 변압기로 인가되는 직류 전압을 스위칭하기 위한 PWM 제어신호를 출력하는 보조 제어IC ; 및 상기 마이콤의 제어를 받아 구동하여 보조 변압기에서 주 제어IC로 인가되는 구동전원을 스위칭하는 스위칭부로 구성된다.

따라서 본 발명은 모니터의 절전모드 수행시에 소비전력이 큰 주 제어IC와 주 변압기가 구동되지 못하도록 하고 소비전력이 적은 보조 제어IC와 보조 변압기를 통해 필요한 전원을 공급하도록 함으로써, 절전모드시 정격전력 이하의 소비전력으로 구동되는 모니터의 전원장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

모니터의 절전회로 ( A circuit for power saving in a monitor )

본 발명은 모니터의 전원회로에 관한 것으로서, 특히 모니터의 소비전력이 절약되도록 한 모니터의 절전회로에 관한 것이다.

일반적으로, 모니터는 컴퓨터의 비디오 카드로부터 수신된 영상 신호와 동기 신호를 입력받아 CRT 화면에 정보를 디스플레이하는 장치로서, 영상 신호를 처리하기 위한 비디오 계통과, 수직 및 수평 편향을 위한 편향 계통 및 전원 계통 등으로 구성된다. 여기서, 상기한 모니터의 전원 계통은 모니터 내의 각 부분에서 필요로 하는 전압을 적절히 공급해주는 역할을 수행하는 바, 이에 관련된 기술로 최근 선형 전원(Linear Power Supply)보다 소형, 경량이면서 효율이 높은 SMPS(Switched Mode Power Supply)라는 스위칭 전원이 급속히 발전하고 있는 추세에 있다.

도 1은 일반적인 종래의 스위칭 전원회로(SMPS)를 도시하고 있는 바, 이는 직류 전원 공급부(110)와, 변압기(120)와, 파워 트랜지스터(130)와, 제어 IC(140)와, 전압 궤환부(150)와, 절전모드 수행부(160)로 구성되어 있다.

도 1을 참조하여 일반적인 스위칭 전원(SMPS)의 회로 동작을 살펴보면, 먼저 100V 혹은 220V의 상용 교류 전원이 퓨우즈를 통하여 인가되면, 라인 필터(L1,L2)와 캐패시터(C1,C2,C3)는 L·C 공진 작용에 의하여 교류 전원을 통해 유입되는 노이즈를 제거하는 동시에, 브리지 다이오드(D1) 및 제어 IC(140)가 동작하면서 발생되는 고주파 노이즈가 AC 입력 라인을 타고 외부로 나가는 것을 차단한다.

한편, 상기 라인 필터(L1,L2)와 캐패시터(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(

V_i

)으로 변환된 후, 변압기(120)의 1차측 권선에 인가된다. 이와 동시에 상기 브리지 다이오드(D1)에서 정류된 정류 전압은 제어 IC(140)의

V_cc

단에 스타트저항(

R_g

)을 통해 인가되어 제어 IC(140)를 동작시키게 되고, 상기 제어 IC(140)로부터 출력된 제어 신호에 의해 파워 트랜지스터(130)가 온/오프( ON/OFF )된다.

즉, 상기 직류 전압(

V_i

)이 인가되면, 캐패시터(C5)에 직류 전압(

V_i

)이 충전됨에 따라 제어 IC(140)의 공급 전원(

V_cc

)이 기동 전압에 도달하게 되어, 상기 제어 IC(140)가 작동되어 PWM 제어신호를 발생하고, 이 PWM 제어신호에 의해 파워 트랜지스터(130)가 온/오프된다. 상기 파워 트랜지스터(130)가 상기 제어 IC(140)내의 발진기 주기에 따라 일정 시간동안 '온' 상태를 유지하다 '오프' 상태로 천이하면, 변압기(120)의 1차측 권선에서 2차측 권선으로 유기되는 유도 기전력이 발생하게 된다.

이때, 상기 변압기(120)는 상기 PWM 제어신호에 의해 2차측 권선에서 요구되는 교류 전압을 출력하게 된다. 이와 같은 동작을 반복하여 상기 변압기(120)의 2차측 권선에서 출력된 교류 전압은 다이오드와 캐패시터를 통하여 직류 전압(

V_o,V_om

)으로 변환된다. 상기 변압기(120)가 정상적으로 동작하면, 변압기의 삼차권선에서 출력되는 전압이 제어 IC(140)의

V_cc

단으로 인가되어 제어 IC(140)가 정상상태의 작동을 할 수 있도록 한다.

그러나, 변압기(120)에서 출력된 직류 전압(

V_o,V_om

)이 기준 전압 이상으로 상승하게 되면 과전압에 의한 회로 소자의 파손이 발생하게 되어 전원회로의 수명을 단축시킬 수 있기 때문에, 상기 직류 전압을 일정 전압으로 유지시키기 위해 스위칭 전원회로에는 일반적으로 전압 궤환부(150)를 구비하고 있다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 변압기(120)에서 출력되는 높은 전위의 직류 전압(V_A)은 변압기(120)의 입력전압이나 파워 트랜지스터(130)의 턴온기간에 따라 가변되는데, 상기 직류 전압이 일정 전압보다 높아지면 에러앰프(151)의 출력단전압이 낮아져서 포토 커플러의 발광부(PC1)를 통해 많은 전류가 흐르게 된다. 이때, 이 발광부(PC1)는 그만큼 많은 빛을 발광하고, 포토 커플러의 수광부(PC2)는 많은 빛을 수광하는데 수광부(PC2)는 이 광신호를 전기적인 신호로 변환하여 정상시보다 높은 전위의 피드백 전압(Vfb)이 제어 IC(140)로 인가된다.

이와 같이 피드백 전압이 높아지면 제어 IC(140)는 온 타임이 짧은 PWM 제어신호를 출력하고, 파워 트랜지스터(130)의 온 타임이 짧아짐에 따라 변압기(120)의 1차측에서 2차측으로 유기되는 유도 기전력이 낮아지면서, 변압기(120)의 출력 직류전압이 정상 전압을 유지할 수 있도록 한다.

한편, 일반적인 모니터에는 절전기능이 구비되어 있는 바, 사용자가 일정시간동안 키입력을 하지 않으면 PC는 모니터로 수평동기신호나 수직동기신호를 출력하지 않게 되고, 이때 마이콤(미도시)은 액티브 상태의 절전모드 수행신호를 절전모드 수행부(160)로 출력한다. 이 절전모드 수행부(160)는 변압기(120)의 2차측 출력전압을 차단하여 모니터의 각 회로부로 전원이 인가되지 못하도록 함으로써, 모니터의 절전기능이 수행된다.

물론, 상기와 같이 절전모드가 수행되더라도 마이콤으로는 5V 구동전원이 지속적으로 인가되는 바, 사용자가 키입력을 하면 PC가 이를 감지하여 수평동기신호와 수직동기신호를 모니터로 출력하고, 마이콤은 액티브 상태의 절전모드 수행신호를 해제하여 모니터의 각 부로 정상 상태의 전원이 공급되도록 한다.

그러나, 상기와 같이 절전모드 수행부가 동작하여 변압기의 2차측에서 소비되는 전력이 거의 없어지더라도 변압기의 1차측에서는 지속적으로 전력소비가 일어나는데, 특히 브리지 다이오드에서 정류된 직류 전압을 제어 IC의 구동전원단자로 공급하기 위한 스타트 저항에서의 소비전력은 매우 크다. 즉, 브리지 다이오드에서 정류된 직류 전압은 상용 교류전압으로서 약150 ∼ 200V 인데 반하여, 제어 IC의 구동전원은 5V이어서 스타트 저항에는 매우 큰 전압이 인가되기 때문에 절전모드에서의 소비전력도 매우 크게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전력소모가 적은 보조변압기를 구비하여 절전모드시나 초기 전원 온시 구동하도록 함으로써, 소비전력을 절감하도록 된 모니터의 절전회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회로는, 직류전원 공급부에서 출력되는 직류 전압을 입력받아 모니터의 각부에서 필요로 하는 구동전원을 발생하는 주 변압기 ;상기 주 변압기로 인가되는 직류 전압을 스위칭하기 위한 PWM 제어신호를 출력하는 주 제어IC ; 직류전원 공급부에서 출력되는 직류 전압을 입력받아 상기 주 제어IC와 마이콤에서 필요로 하는 구동전원을 발생하는 보조 변압기 ; 상기 보조 변압기로 인가되는 직류 전압을 스위칭하기 위한 PWM 제어신호를 출력하는 보조 제어IC ; 및 상기 마이콤의 제어를 받아 구동하여 보조 변압기에서 주 제어IC로 인가되는 구동전원을 스위칭하는 스위칭부로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 모니터의 전원회로를 도시한 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 모니터의 절전회로를 도시한 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 따른 부호의 명칭

110: 직류 전원 공급부 130: 파워 트랜지스터

210: 주 변압기 220: 주 제어IC

230: 보조 변압기 240: 보조 제어IC

250: 스위칭부 251: 포토 커플러의 발광부

252: 포토 커플러의 수광부 253: 스위칭 트랜지스터

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 모니터의 절전회로가 도시되어 있는 바, 이는 직류전원 공급부(110)에서 출력되는 직류 전압(

V_i

)을 입력받아 모니터의 각부에서 필요로 하는 구동전원을 발생하는 주 변압기(210)와, 상기 주 변압기(210)로 인가되는 직류 전압(

V_i

)을 스위칭하기 위한 PWM 제어신호를 출력하는 주 제어IC(220)와, 직류전원 공급부(110)에서 출력되는 직류 전압(

V_i

)을 입력받아 상기 주 제어IC(220)와 마이콤(260)에서 필요로 하는 5V 구동전원을 발생하는 보조 변압기(230)와, 상기 보조 변압기(230)로 인가되는 직류 전압(

V_i

)을 스위칭하기 위한 PWM 제어신호를 출력하는 보조 제어IC(240)와, 상기 마이콤(260)의 제어를 받아 구동하여 보조 변압기(230)에서 주 제어IC(220)로 인가되는 구동전원(Vcc)을 스위칭하는 스위칭부(250)로 구성된다.

여기서, 상기 보조 변압기(230)는 일차측 권선으로 인가되는 직류 전압(

V_i

)을 보조 제어IC(240)에서 출력되는 PWM 제어신호로 스위칭하여 이차권선을 통해 마이콤(260)으로 제공되는 5V 구동전원을 출력하고 삼차권선을 통해 주 제어IC(220)로 제공되는 구동전원을 출력한다.

상기 스위칭부(250)는 마이콤(260)에서 비액티브 상태의 절전모드 수행신호를 출력하면 발광 및 수광하는 포토 커플러(251, 252)와, 상기 포토 커플러의 수광부(252)가 수광 상태가 되면 턴 온되어서 보조 변압기(230)의 삼차권선에서 출력되는 구동전원을 주 제어IC(220)의 전원단자(Vcc)로 인가하는 PNP형 스위칭 트랜지스터(253)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 모니터의 절전회로에는 전압 궤환부를 생략하고 도시하였는 바, 주 변압기의 2차측 권선에서 출력되어 모니터의 각 부로 제공되는 2차측 출력전압(V_A,V_B)이 가변되는 것을 감지하여 정격 전압 이상으로 높아지거나 낮아지는 것을 제어하도록 되어있다. 이에 관한 자세한 내용은 종래 기술에서 언급하였는 바, 이를 참조하고 본 발명에서는 이에 대한 언급은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 효과는 다음과 같다.

직류전압 공급부(110)는 100V 혹은 220V의 상용 교류 전원을 퓨우즈를 통하여 인가받아 저항(

V_S

)과 캐패시터(C4)를 통해 직류 전압(

V_i

)으로 변환한 후, 보조 변압기(230)의 일차측 권선으로 인가한다. 이때, 보조 제어IC(240)가 동작하면서 PWM 제어신호를 출력하는데 보조 변압기(230)의 일차측 권선으로 인가되는 직류 전압(

V_i

)이 PWM 제어신호에 의해 스위칭되면서 상기 보조 변압기(230)의 이차권선과 삼차권선으로 유도 기전력이 발생한다.

이때, 보조 변압기(230)의 이차권선에서 발생되는 유도 기전력은 정류된 후 5V 구동전원으로 변환되어 마이콤(260)으로 제공되고 마이콤(260)이 구동되기 시작한다. 마이콤(260)은 비액티브 상태의 절전모드 수행신호를 절전모드 수행신호 감지부(270)로 출력한다. 절전모드 수행신호 감지부(270)가 동작하면 포토 커플러의 발광부(251)로 전류가 흐르면서 발광하고, 보조 변압기(230)의 일차측에 위치한 포토 커플러의 수광부(252)가 수광상태가 된다.

즉, 포토 커플러의 수광부(252)가 턴 온되는데, PNP형 스위칭 트랜지스터(253) 또한 턴 온되어 보조 변압기(230)의 삼차권선에서 출력되는 구동전원이 스위칭 트랜지스터(253)의 에미터단과 콜랙터단을 통해 주 제어IC(220)의 전원단자(Vcc)로 인가되어, 주 제어IC(220)가 구동을 할 수 있게 된다.

이와 같이 주 제어IC(220)가 구동하면 출력단자(out)로 PWM 제어신호가 출력되는데, 이 PWM 제어신호가 파워 트랜지스터(130)를 스위칭하면서 직류전압 공급부(110)에서 출력되는 직류 전압(

V_i

)이 스위칭되어 주 변압기(210)의 2차측으로는 유도 기전력이 발생된다. 이 유도 기전력들은 모니터의 각 부로 공급되어 모니터가 정상적으로 구동할 수 있도록 한다. 또한, 주 변압기(210)의 삼차권선으로는 주 제어IC(220)의 전원단자(Vcc)로 인가되는 구동전원이 발생된다.

한편, 마이콤(260)이 절전모드 수행을 위하여 액티브 상태의 절전모드 수행신호를 출력하면, 이 절전모드 수행신호를 감지하는 절전모드 수행신호 감지부(270)에 의해 포토 커플러의 발광부(251)로 전류가 흐르지 않게 되고, 이로 인해 포토 커플러의 발광부(251)와 수광부(252)가 비발광 상태 및 비수광 상태가 된다. 즉, 포토 커플러의 수광부(252)와 PNP형 스위칭 트랜지스터(253)는 턴 오프되는데, 이 스위칭 트랜지스터(253)가 턴 오프되면 주 제어IC(220)의 전원단자(Vcc)로 인가되는 구동전원이 차단되어 이 주 제어IC(220)는 구동을 정지하게 된다.

물론, 상기와 같이 모니터가 절전모드를 수행할 때에도 보조 제어IC(240)는 지속적으로 구동되는데, 보조 제어IC(240)로부터 5V 구동전원이 지속적으로 공급되는 마이콤(260)은 동작 상태를 유지할 수 있게 된다. 즉, 마이콤(260)은 동작 상태를 유지하면서 PC로부터 수평동기신호와 수직동기신호가 입력되면 비액티브 상태의 절전모드 수행신호를 출력하는데, 이 비액티브 상태의 절전모드 수행신호에 의해 포토 커플러(251,252)와 PNP형 스위칭 트랜지스터(253)가 턴 온되고, 주 제어IC(220)와 주 변압기(210)가 정상 동작하여 모니터의 각 부가 정상 상태로 복원된다.

상기와 같이 모니터의 절전모드에서 주 제어IC(220)와 주 변압기(210)에 비하여 소비전력이 매우 적은 보조 제어IC(240)와 보조 변압기(230)를 통해 마이콤(260)에서 필요로 하는 5V 구동전원과 주 제어IC(220)의 초기 구동전원을 공급하기 때문에 절전모드시 소비전력이 대폭적으로 감소한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 장치는, 모니터의 절전모드 수행시에 소비전력이 큰 주 제어IC와 주 변압기가 구동되지 못하도록 하고 소비전력이 적은 보조 제어IC와 보조 변압기를 통해 필요한 전원을 공급하도록 함으로써, 절전모드시 정격전력 이하의 소비전력으로 구동되는 모니터의 전원장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims

직류전원 공급부에서 출력되는 직류 전압을 입력받아 모니터의 각부에서 필요로 하는 구동전원을 발생하는 주 변압기 ;

상기 주 변압기로 인가되는 직류 전압을 스위칭하기 위한 PWM 제어신호를 출력하는 주 제어IC ;

직류전원 공급부에서 출력되는 직류 전압을 입력받아 상기 주 제어IC와 마이콤에서 필요로 하는 구동전원을 발생하는 보조 변압기 ;

상기 보조 변압기로 인가되는 직류 전압을 스위칭하기 위한 PWM 제어신호를 출력하는 보조 제어IC ; 및

상기 마이콤의 제어를 받아 구동하여 보조 변압기에서 주 제어IC로 인가되는 구동전원을 스위칭하는 스위칭부로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 절전회로.
제1항에 있어서, 상기 보조 변압기는 일차측 권선으로 인가되는 직류 전압을 보조 제어IC에서 출력되는 PWM 제어신호로 스위칭하여 이차권선을 통해 마이콤으로 제공되는 5V 구동전원을 출력하고 삼차권선을 통해 주 제어IC로 제공되는 구동전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 모니터의 절전회로.
제1항에 있어서, 상기 스위칭부는 마이콤에서 비액티브 상태의 절전모드 수행신호를 출력하면 발광 및 수광하는 포토 커플러와, 상기 포토 커플러의 수광부가 수광 상태가 되면 턴 온되어서 보조변압기의 삼차권선에서 출력되는 구동전원을 주 제어IC의 전원단자로 인가하는 PNP형 스위칭 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 절전회로.