KR19990052739A - 모니터의 전원회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모니터 화면에 발생되는 지터(jitter) 현상을 방지하기 위하여 전원회로의 PWM 제어신호가 수평편향회로의 PWM 제어신호와 동기되도록 한 모니터의 전원회로에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 직류전원 공급부에서 출력되는 직류전압을 파워 트랜지스터의 온/오프에 따라 스위칭하여 변압기를 통해 모니터의 각 부에서 필요로 하는 구동전원을 생성하고, FBT에서 출력되는 동기신호를 이용하여 트리거신호를 생성하여 PWM 제어기로 공급하는 모니터의 전원회로에 있어서, 상기 PWM 제어기에서 출력되는 PWM 제어신호가 로우 레벨이면 상기 PWM 제어기의 Rt/Ct단자로 인가되는 트리거신호가 접지되도록 하는 트리거 제거부를 더 포함하며 구성된다.

따라서 본 발명은 변압기의 이차측과 삼차측에 접속되어 출력전압을 정류하는 다이오드가 턴 온되는 기간, 즉 파워 트랜지스터가 턴 오프되는 기간에는 초기 트리거신호가 PWM 제어기의 Rt/Ct단자로 인가되지 못하도록 경로를 차단함으로써, 과도하게 인가되는 역전압으로부터 정류용 다이오드와 전원회로를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

모니터의 전원회로 ( Power Supply in a monitor )

본 발명은 모니터의 전원회로에 관한 것으로서, 특히 모니터 화면에 발생되는 지터(jitter) 현상을 방지하기 위하여 전원회로의 PWM 제어신호가 수평편향회로의 PWM 제어신호와 동기되도록 한 모니터의 전원회로에 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, PWM 제어기(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 PWM 제어기(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(Vi)으로 변환된 후, 변압기(120)의 1차측 권선에 인가된다. 이와 동시에 상기 브리지 다이오드(D1)에서 정류된 정류 전압은 PWM 제어기(140)의 Vcc단에 스타트저항(Rg)을 통해 인가되어 PWM 제어기(140)를 동작시키게 되고, 상기 PWM 제어기(140)로부터 출력된 제어 신호에 의해 파워 트랜지스터(130)가 온/오프( ON/OFF )된다.

즉, 상기 직류 전압(Vi)이 인가되면, 캐패시터(C5)에 직류 전압이 충전됨에 따라 PWM 제어기(140)의 공급 전원(Vcc)이 기동 전압에 도달하게 되어, 상기 PWM 제어기(140)가 작동되어 PWM 제어신호를 발생하고, 이 PWM 제어신호에 의해 파워 트랜지스터(130)가 온/오프된다. 상기 파워 트랜지스터(130)가 상기 PWM 제어기(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(Vo,Vom)으로 변환된다. 상기 변압기(120)가 정상적으로 동작하면, 변압기의 삼차권선에서 출력되는 전압이 PWM 제어기(140)의 Vcc단으로 인가되어 PWM 제어기(140)가 정상상태의 작동을 할 수 있도록 한다.

그러나, 변압기(120)에서 출력된 직류 전압(Vo,Vom)이 기준전압 이상으로 상승하게 되면 과전압에 의한 회로 소자의 파손이 발생하게 되어 전원회로의 수명을 단축시킬 수 있기 때문에, 일반적으로 스위칭 전원회로에는 변압기(120)의 이차측에서 출력되는 직류전압을 일정전압으로 유지시키기 위해 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 턴 온기간에 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 PWM 제어기(140)로 인가된다.

이와 같이 피드백 전압이 높아지면 PWM 제어기(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.

또한, PWM 제어기(140)의 Rt/Ct단자로는 트리거신호가 인가되는데, 이는 일반적으로 FBT에서 출력되는 동기신호(sync.signal)가 트랜스(T1)의 일차측으로부터 이차측으로 유기되고, 직류성분이 캐패시터(C6)에 의해 차단되면서 생성되는데, 이 순수 교류성분의 트리거신호가 다이오드(D1)를 통해 PWM 제어기(140)의 Rt/Ct단자로 인가되면 PWM 제어기(140)는 이 트리거신호와 동기된 주파수의 PWM 제어신호를 출력한다.

즉, 트리거신호와 동기된 PWM 제어신호가 도 2의 (a)와 같이 출력되는데, PWM 제어신호가 하이 레벨인 구간에는 변압기(120)의 2차측 출력단에 접속된 정류용 다이오드들(D2,D3) 양단에 역전압이 인가되기 때문에 이 다이오드들(D2,D3)은 턴 오프되고, PWM 제어신호가 로우 레벨인 구간에는 도 2의 (b)와 같이 정류용 다이오드들(D2,D3) 양단에 도통전압이 인가되어 이 다이오드들이 턴 온되면서 변압기(120)의 2차측으로부터 전류가 평활 캐패시터(C7,C8)에 충전되도록 한다. 물론, 상기 PWM 제어신호가 로우 레벨이더라도 평활 캐패시터(C7,C8)의 충전전압이 변압기(120)의 2차측 전압보다 높아지면 다이오드들(D2,D3)은 턴 오프된다.

그러나, PWM 제어기(120)가 초기 구동상태에서 트리거신호에 동기되는 안정화상태로 전환될 때 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 PWM 제어신호가 로우 레벨인 구간에서 특히, 변압기의 2차측에 접속된 정류용 다이오드들(D2,D3)이 턴 온된 상태에서 트리거신호가 인가되어 PWM 제어신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이하는 경우가 발생한다. 이때, 다이오드들(D2,D3) 양단에는 매우 큰 역전압이 인가되어 다이오드가 파손되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 변압기의 2차측에 접속된 정류용 다이오드들이 턴 온되는 구간에서는 FBT로부터 얻어지는 초기 트리거신호가 PWM 제어기로 입력되지 못하도록 함으로써, 과다한 역전압으로부터 정류용 다이오드들을 보호하도록 된 모니터의 전원회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회로는, 직류전원 공급부에서 출력되는 직류전압을 파워 트랜지스터의 온/오프에 따라 스위칭하여 변압기를 통해 모니터의 각 부에서 필요로 하는 구동전원을 생성하고, FBT에서 출력되는 동기신호를 이용하여 트리거신호를 생성하여 PWM 제어기로 공급하는 모니터의 전원회로에 있어서, 상기 PWM 제어기에서 출력되는 PWM 제어신호가 로우 레벨이면 상기 PWM 제어기의 Rt/Ct단자로 인가되는 트리거신호가 접지되도록 하는 트리거 제거부를 더 포함하며 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 모니터의 전원회로를 도시한 회로도,

도 2의 (a)는 일반적인 PWM 제어신호를 도시한 파형도,

도 2의 (b)는 도 2의 (a)와 같은 PWM 제어신호가 출력될 때, 변압기의 이차측에 접속된 다이오드 양단에 인가되는 전압을 도시한 파형도,

도 3의 (a)는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위하여 도시한 PWM 제어신호의 파형도,

도 3의 (b)는 도 3의 (a)와 같은 PWM 제어신호가 출력될 때, 변압기의 이아측에 접속된 다이오드 양단에 인가되는 전압을 도시한 파형도,

도 4는 본 발명에 따른 모니터의 전원회로를 도시한 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 따른 부호의 명칭

110: 직류 전원 공급부 120: 변압기

130: 파워 트랜지스터 140: PWM 제어기

150: 전압 궤환부 160: 절전모드 수행부

200: 트리거 제거부

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

도 2는 본 발명에 따른 모니터의 전원회로가 도시되어 있는 바, 이는 직류전원 공급부(110)와, 변압기(120)와, 파워 트랜지스터(130)와, PWM 제어기(140)와, 전압 궤환부(150)와, 절전모드 수행부(160)와, 상기 PWM 제어기(140)에서 출력되는 PWM 제어신호가 로우 레벨이면 상기 PWM 제어기(140)의 Rt/Ct단자로 인가되는 트리거신호가 접지되도록 하는 트리거 제거부(200)로 구성된다.

여기서, 상기 트리거 제거부(200)는 변압기(120)의 이차측 및 삼차측으로 유도 기전력이 발생하면 턴 온되도록 바이어스되어 FBT에서 출력되는 동기신호(sync.signal)를 접지시키는 제1트랜지스터(Q21)와, PWM 제어신호가 하이 레벨이 되면 턴 온되도록 바이어스되어 제1트랜지스터(Q21)가 턴 오프되면서 트리거신호가 PWM 제어기(140)의 Rt/Ct단자로 입력되도록 하는 제2트랜지스터(Q22)와, 변압기(120)로부터 PWM 제어기(140)의 Vcc단으로 구동전압을 인가하는 변압기의 삼차측 선로에 발생된 유도 기전력을 분압하는 캐패시터(C21) 및 저항(R21)과, 상기 저항(R21)에 인가되는 전압이 제너전압 이상이 되면 도통되면서 제1트랜지스터(Q21)가 턴 온되도록 하는 제너다이오드(ZD21)와, 제2트랜지스터(Q22)가 턴 온될 때 캐패시터(C21)의 방전경로를 제공하는 다이오드(D22)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은 다음과 같다.

직류전압 공급부(110)는 100V 혹은 220V의 상용 교류전원을 퓨우즈를 통하여 인가받아 저항(Rs)과 캐패시터(C4)를 통해 직류전압(Vi)으로 변환한 후, 변압기(120)의 일차측으로 인가된다. 한편, 스타팅저항(Rg)을 통해 구동전압(Vcc)을 입력받아 PWM 제어기(140)가 구동되면 PWM 제어신호가 출력되고, 이 PWM 제어신호에 의해 파워 트랜지스터(130)가 턴 온/오프를 반복하면서 직류전압(Vi)이 변압기(120)의 이차측으로 유도된다.

변압기(120)의 삼차측으로부터 유도된 출력전압은 다이오드(D4)를 통해 정류되고 캐패시터(C9)에 의해 평활되어 PWM 제어기(140)의 Vcc단으로 인가되는데, 이때, PWM 제어기(140)가 정상적으로 구동된다. 한편, FBT에서 출력되는 동기신호는 트랜스(T1)에서 정합되고 캐패시터(C6)와 다이오드(D1)를 통해 트리거신호로 생성되어 PWM 제어기(140)의 Rt/Ct단자로 인가된다.

본 발명은 PWM 제어신호가 로우 레벨로 천이하여 변압기(120)의 이차측과 삼차측으로 유도 기전력이 발생하는 동안에는 트리거신호가 PWM 제어기(140)의 Rt/Ct단자로 인가되지 못하도록 한다. 즉, 변압기(120)의 삼차측 권선에서 발생된 유도 기전력이 캐패시터(C21)와 저항(R21)에 의해 분압되었을 때 저항(R21)에 인가되는 전압이 제너다이오드(ZD21)의 제너전압보다 크면, 제1트랜지스터(Q21)가 턴 온되면서 트랜스(T1)의 이차권선이 다이오드(D23)와 제1트랜지스터(Q21)를 거쳐 접지된다. 이때, FBT로부터 초기 트리거신호가 액티브 되더라도 이 트리거신호는 PWM 제어기(140)로 입력되지 못하게 된다.

한편, PWM 제어기(140)에서 출력되는 PWM 제어신호가 하이 레벨로 천이하면 제2트랜지스터(Q22)가 턴 온되는데, 캐패시터(C21)에 충전된 전압은 제2트랜지스터(Q22)와 다이오드(D22)로 이루어지는 폐루프를 통해 방전된다. 이때, 이 다이오드(D22)가 도통되기 때문에 제너다이오드(ZD21)의 캐소드단이 접지되는데, 저항(R21)에 인가되는 전압이 제너다이오드(ZD21)의 제너전압을 넘지 못하게 되어 제1트랜지스터(Q21)는 턴 오프된다.

이와 같은 상태에서 트랜스(T1)의 이차권선으로 유기되는 트리거신호는 캐패시터(C6)와 다이오드(D1)를 거쳐 PWM 제어기(140)의 Rt/Ct단자로 입력되어 PWM 제어신호의 주파수와 동기가 맞추어진다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 회로는, 변압기의 이차측과 삼차측에 접속되어 출력전압을 정류하는 다이오드가 턴 온되는 기간, 즉 파워 트랜지스터가 턴 오프되는 기간에는 초기 트리거신호가 PWM 제어기의 Rt/Ct단자로 인가되지 못하도록 경로를 차단함으로써, 과도하게 인가되는 역전압으로부터 정류용 다이오드와 전원회로를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 직류전원 공급부에서 출력되는 직류전압을 파워 트랜지스터의 온/오프에 따라 스위칭하여 변압기를 통해 모니터의 각 부에서 필요로 하는 구동전원을 생성하고, FBT에서 출력되는 동기신호를 이용하여 트리거신호를 생성하여 PWM 제어기로 공급하는 모니터의 전원회로에 있어서,

   상기 PWM 제어기에서 출력되는 PWM 제어신호가 로우 레벨이면 상기 PWM 제어기의 Rt/Ct단자로 인가되는 트리거신호가 접지되도록 하는 트리거 제거부를 더 포함하며 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 전원회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 트리거 제거부는 변압기의 이차측 및 삼차측으로 유도 기전력이 발생하면 턴 온되도록 바이어스되어 FBT에서 출력되는 동기신호를 접지시키는 제1트랜지스터와, PWM 제어신호가 하이 레벨이 되면 턴 온되도록 바이어스되어 제1트랜지스터가 턴 오프되면서 트리거신호가 PWM 제어기의 Rt/Ct단자로 입력되도록 하는 제2트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 전원회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 트리거 제거부는 변압기의 삼차측으로부터 PWM 제어기의 Vcc단으로 구동전압을 인가하는 삼차측 선로에 발생된 유도 기전력을 분압하는 캐패시터 및 저항과, 상기 저항에 인가되는 전압이 제너전압 이상이 되면 도통되면서 제1트랜지스터가 턴 온되도록 하는 제너다이오드와, 제2트랜지스터가 턴 온될 때 캐패시터의 방전경로를 제공하는 다이오드로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 전원회로.