KR19990080024A - 유니버설 시리얼 버스 디바이스를 구비한 디스플레이 장치의 전원 공급 제어 회로 - Google Patents

유니버설 시리얼 버스 디바이스를 구비한 디스플레이 장치의 전원 공급 제어 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 관한 것으로, USB 허브를 구비한 DPMS(Display Power Management Signaling) 방식의 디스플레이 장치에 있어서, 전원 공급 장치는 USB 허브로의 전원 공급을 하기 위한 보조 전원 공급 회로를 구비한다. 그리고 마이크로컴퓨터가 전력 차단 모드를 검출하여 DPMS를 위한 제어 신호를 출력하면, 이에 응답해서 메인 전원 공급 장치의 입력 전원 전압을 공급/차단하는 스위칭 회로를 구비한다. 따라서 전력 차단 모드인 경우에 보조 전원 공급 회로로부터 USB 허브로의 공급 전원을 제어하므로서 메인 전원 공급 회로에서 소모되는 전력을 없앤다.

Description

유니버설 시리얼 버스 디바이스를 구비한 디스플레이 장치의 전원 공급 제어 회로(POWER SUPPLY APPARATUS OF DISPLAY WITH UNIVERSAL SERIAL BUS DEVICE)
본 발명은 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 디스플레이 전원 관리 시스널링(DPMS : Display Power Management Signaling)방식을 구비한 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, DPMS의 전력 차단 모드에서 USB 허브로 공급되는 전원을 제어하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.
VESA(Video Electronics Standard Association)에서 제정한 디스플레이 전원 관리 시그널링(DPMS : Display Power Management Signaling) 방식은 디스플레이 장치의 저소비 전력에서의 디스플레이 동작에 관한 표준 규격을 정한 것이다.
DPMS 방식은 디스플레이 장치와 연결되는 호스트의 제어 신호를 받아 디스플레이 장치의 전원 관리 상태를 제어한다. 즉, DPMS 방식은 정상 동작 모드(ON mode), 대기 모드(STANDBY mode), 일시 정지 모드(SUSPEND mode) 및 전력 차단 모드(ACTIVE-OFF mode, POWER-OFF mode)들로 이루어지며, 이들은 호스트로부터 제공되는 수평 및 수직 동기 신호의 입력 상태에 따라서 판별된다.
예컨데, 디스플레이 장치의 마이크로컴퓨터는 수평 및 수직 동기 신호 모두가 활성화되어 입력되는 경우에는 디스플레이 장치는 정상 동작 모드로 동작한다. 그리고 수직 동기 신호만이 활성화되는 경우에는 대기 모드가 되며, 스크린이 출력되지 않을 뿐(blanked), 디스플레이 장치는 여전히 활성화(소비 전력이 약 50 W 정도)되어 있다. 그리고 수평 동기 신호만이 활성화되는 경우에는 디스플레이 장치는 일시 정지 모드 상태로 되며, 이 때에는 소비 전력이 30 W 이내의 저소비 전력 상태가 된다. 또한 전력 차단 모드는 수평 및 수직 동기 신호 모두가 비활성화되는 경우에 수행되며, 이는 예컨데, 마이크로컴퓨터, USB 허브 또는 IR 수신기 등의 항상 동작을 수행하는 장치들을 제외한 디스플레이 장치의 전원이 차단된 상태를 의미한다. 즉, 소비 전력이 5 W 이내의 저소비 전력 상태가 된다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치는 크게 AC 입력 전원(Vin)을 받아서 DC 전원 전압으로 변환하는 정류 회로(rectifier circuit)(10)와 상기 DC 전원 전압을 받아서 상술한 DPMS 제어 모드에 따라서 출력 펄스의 듀티비를 조절하기 위한 스위칭 동작을 수행하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 회로(20)를 포함한다. 그리고 다중 2 차 권선들을 구비하여 상기 PWM 제어 회로(20)의 펄스 폭 변조에 의해 상기 DC 전원 전압을 상기 2 차 권선들에 각각 유도하는 트랜스포머(multiple secondary windings transformer)(30)와 상기 트랜스포머(30)의 2 차 권선들(secondary windings or coils)에서 각각 유도된 전압들을 정류하고 안정화된 전압들(regulated voltages)(Vout)을 시스템 유닛(80)으로 공급하는 출력 회로(40)를 포함한다. 그리고 상기 출력 회로(40)로부터 전원 전압(B+)을 받아들여서 호스트(미도시됨)로부터 제공되는 수평 및 수직 동기 신호(Hsync, Vsync)에 따라서 DPMS 제어를 수행하는 DPMS 제어 회로(50)를 포함한다.
상기 디스플레이 장치는 USB 허브(미도시됨)를 구비하여 USB 루트 허브를 갖는 호스트와 주변 장치 즉, USB 디바이스들과 상호 연결된다. 그리고 상기 시스템 유닛은 디스플레이 장치를 구성하는 회로들로서, 상기 출력 회로로부터 공급되는 적어도 하나의 전원 전압을 받아서 디스플레이 동작을 수행한다. 예를 들어, CRT, 비디오 신호 증폭 회로, OSD(On Screen Driving) 회로, 영상 조정 회로 및 USB 허브 등이 이에 속한다.
상기 정류 회로(10)는 브리지 다이오드 회로로 구성되며, AC 90∼260 V의 전압이 인가된다.
상기 DPMS 제어 회로(50)는 호스트로부터 제공되는 정보에 응답하여 상술한 DPMS 전원 공급 모드들을 제어하는 기능을 수행하는 회로로서, 마이크로컴퓨터(60)와 피드백 회로(70)(예를 들어, 포토 커플러 및 트랜지스터들)를 포함하고 있다. 그리고 상기 마이크로컴퓨터(60)는, 호스트로부터 제어 신호에 응답하여, 정상 모드에서는 로우 레벨의 제어 신호(CS)를 출력하고, 전원 차단 모드에서는 하이 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다.
따라서 상기 피드백 회로(70)는 상기 마이크로컴퓨터(60)의 제어 신호(CS)에 응답해서 피드백 전류를 제어한다. 이에 따라, 상기 PWM 제어 회로(20)는 출력 펄스의 듀티비를 조정한다. 예컨데, 상기 피드백 회로(70)는 포토 다이오드와 포토 트랜지스터로 구성되는 포토 커플러(photo coupler)를 포함하여, 트랜스포머(30)의 2 차 권선에 유도된 전압의 변화에 따라 마이크로컴퓨터(60)가 적정의 전압 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다. 이어서 피드백 회로(70)는 제어 신호(CS)에 응답해서 PWM 제어 회로(20)의 피드백 전류를 제어한다. 즉, 2 차 권선의 유도 전압이 증가하는 경우에는, 포토 다이오드를 통하여 흐르는 전류가 증가된다. 이는 피드백 전류의 증가와 PWM 제어 회로(20)의 출력 펄스의 듀티 비(duty ratio)의 감소를 가져온다. 그 결과, 트랜스포머(30)의 2 차 권선의 유도 전압이 조절된다.
그러나 전력 차단 모드에서, 상기 출력 회로(40)는 PWM 제어 회로(20)에 의해 마이크로컴퓨터(60)를 제외한 시스템 유닛(80)으로 전원 전압을 공급하지 않게 된다. 그러므로 시스템 유닛(80)의 USB 허브, USB 허브에 연결되는 USB 디바이스(예를 들어, 키보드, 마우스 또는 오디오 장치 등) 또는 IR 수신 장치 등이 작동하지 않게 된다.
또한 전력 차단 모드시에도 계속해서 PWM 제어 회로(20)는 펄스 폭 변조를 위한 스위칭 동작을 수행하므로서 그에 따른 전력 소모가 이루어져서 전력 사용이 비효율적이다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, DPMS 방식의 디스플레이 장치의 전원 공급 회로에 있어서, DPMS를 위한 보조 전원 공급 회로(이하 DPMS 전원 공급 회로라 한다.)를 구비하여 전력 차단 모드시에 메인 전원 공급 회로의 전원을 차단하므로서 보다 효율적인 전원 사용을 위한 전원 공급 장치를 구현하는데 있다.
또한 전력 차단 모드에서 계속해서 주변 장치들과의 상호 데이터 전송을 수행하기 위하여 USB 디바이스, IR 수신기 등으로의 전원을 안정적으로 공급하는 전원 공급 장치를 구현하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도;
도 2는 본 발명에 따른 USB를 갖는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치의 구성을 나타내는 블록도; 그리고
도 3은 도 2에 도시한 스위칭 회로의 상세한 구성을 도시한 회로도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
100 : 정류 회로 110 : 스위칭 회로
112 : 릴레이 회로 113 : 구동 회로
120 : PWM 제어 회로 130 : 트랜스포머
140 : 출력 회로 150 : 메인 전원 공급 회로
160 : 보조 전원 공급 회로 170 : 마이크로컴퓨터
180 : DC/DC 컨버터 190 : USB 허브
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, USB 허브를 갖는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서: AC 입력 전압을 DC 전압으로 변환하는 정류 회로와; 상기 DC 전압을 받아서 상기 디스플레이 장치의 구동 전원을 공급하는 제 1 전원 공급 회로와; 상기 USB 허브의 전원 전압을 공급하는 제 2 전원 공급 회로와; 상기 제 2 전원 공급 회로로부터 전원 전압을 받아들이고, 입력되는 동기 신호가 일정 기간 동안에 비활성화되는 전력 차단 모드(POWER-OFF mode)를 검출하여, 이에 대응하는 제어 신호를 발생하는 마이크로컴퓨터 및; 상기 제어 신호에 응답해서 상기 제 1 전원 공급 회로로 제공되는 상기 DC 전압을 공급/차단하는 스위칭 회로를 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2 전원 공급 회로는 상기 USB 허브로 적정의 전원 전압을 출력하는 DC/DC 컨버터를 더 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스위칭 회로는: 상기 제 2 전원 공급 회로로부터 전원 전압을 받아들여서 스위칭 동작을 수행하는 릴레이 회로와; 상기 제어 신호에 응답해서 상기 릴레이 회로를 온/오프시키는 구동 회로를 포함한다.
따라서 본 발명에 의하면, 정류 회로로부터 DC 전압을 받아들여서 DPMS 모드를 제어하기 위한 DPMS 전원 공급 회로는 마이크로컴퓨터와 DC/DC 컨버터로 전원을 공급한다. 이어서 마이크로컴퓨터는 VESA 규격의 DPMS 방식으로 전원을 관리한다.
이때 수평 및 수직 동기 신호를 통해 전력 차단 모드가 되면, 즉, 수평 및 수직 신호의 입력이 없으면 마이크로컴퓨터는 하이 레벨의 제어 신호를 출력한다. 이어서 이 제어 신호를 받은 스위칭 회로는 오프되어 메인 전원 공급 회로의 전원 경로를 차단한다. 그리고 USN 허브는 DC/DC 컨버터를 통해 전원 전압을 공급받는다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이 장치의 전원 공급 장치의 구성을 도시하고 있다. 그리고 상기 디스플레이 장치는 USB 허브를 갖고 있다.
도 2를 참조하면, 상기 전원 공급 장치는 스위칭 모드 파워 서플라이의 일 예로서, 크게 정류 회로(100)와 메인 전원 공급 장치(150)와 신규한 보조 전원 공급 회로(160, 180)와 스위칭 회로(110)를 구비하고 있다. 그리고 상기 보조 전원 공급 회로(160, 180)로부터 전원 전압(B+)을 받아들여서 VESA 규격의 DPMS 방식의 전원 관리 상태를 제어하는 마이크로컴퓨터(170)를 포함하고 있다. 그리고 도 1에 도시된 구성 요소와 동일한 기능의 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
상기 정류 회로(100)는 AC 전압(Vin)을 받아들여서 DC 전압으로 변환한다.
상기 메인 전원 공급 회로(150)는 PWM 제어 회로(120)와 트랜스포머(130) 및 출력 회로(140)를 포함한다.
상기 보조 전원 공급 회로(160, 180)는 DPMS 전원 공급 회로(160)와 DC/DC 컨버터(180)를 포함한다.
그리고 상기 스위칭 회로(110)는 상기 마이크로컴퓨터(170)의 제어 신호(CS_를 받아서 해당 제어 모드(즉, 정상 모드, 대기 모드, 서스펜드 모드 및 전력 차단 모드)로 디스플레이 장치가 동작되도록 스위칭 동작을 수행한다.
구체적으로, 상기 스위칭 회로(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, DPMS 전원 공급 회로(160)로부터 적정의 전원 전압(B+)을 받아들이는 릴레이 회로(112)와 상기 마이크로컴퓨터(170)의 제어 신호(CS)에 응답해서 상기 릴레이 회로(112)를 온/오프시키는 구동 회로(113)를 포함한다.
그리고 상기 릴레이 회로(112)는 스위치와 코일로 구성되며, 상기 스위치는 상기 정류 회로(100)의 출력 단자와 상기 트랜스포머(130)의 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 코일은 상기 구동 회로(113)에 연결되어 상기 DPMS 전원 공급 회로(160)로부터 전원 전압(B+)을 받아서 내부에 유도 전압을 형성한다.
또한 상기 구동 회로(113)는 상기 릴레이 회로(112)의 코일의 양단에 상호 병렬로 연결되는 다이오드(114)와 트랜지스터(116) 및 저항(118)을 포함하고 있다. 상기 트랜지스터(116)는 콜렉터 단자가 상기 다이오드(114)의 애노드 단자에 연결되고, 이미터 단자가 접지된다. 그리고 상기 저항(118)은 일단이 상기 트랜지스터(116)의 베이스 단자에 연결되고 타단이 상기 마이크로컴퓨터(170)의 제어 신호(CS) 출력 포트에 연결된다.
따라서 상기 구동 회로(113)는 정상 모드에서는 DPMS 전원 공급 회로(160)로부터 제공되는 전원 전압(B+)을 내부에 유도하고 있다. 그리고 전력 차단 모드가 되면, 상기 트랜지스터(116)는 상기 마이크로컴퓨터(170)로부터 하이 레벨의 제어 신호(CS)를 받아서 도통된다. 그 결과 상기 릴레이 회로의 코일 양단에 전류가 흐르게 되어 스위치가 오프(turn-off)된다.
구체적으로 살펴보면, 정상 모드에서는, 정류 회로(100)로부터 제공되는 DC 전압에 의해 PWM 제어 회로(120)와 트랜스포머(130), 출력 회로(140)로 이루어지는 메인 전원 공급 회로(main power supply circuitry)(150)가 정상적으로 동작된다. 이 모드에서는, 디스플레이 장치의 모든 구성 부품들로 트랜스포머(130)의 2 차 권선들에서 유도된 전압들이 직접 또는 간접적으로 각각 제공된다. 그리고 DPMS 전원 공급 회로(160)은 상기 DC 전압을 받아서, 적정의 전원 전압(B+)을 마이크로컴퓨터(170)로 공급한다. 이어서 마이크로컴퓨터(170)는 DPMS 방식의 전원 관리 상태에 따른 제어 모드들을 검출하기 위하여 호스트로부터 수평 및 수직 동기 신호(Hsync, Vsync)들을 받는다.
그리고 전원 차단 모드에서, 마이크로컴퓨터(170)는 DPMS 전원 공급 회로(160)로부터 전원 전압(B+)을 받아들이고, 그리고 호스트로부터 전원 차단 모드로의 진입을 알리는 정보(즉, 비활성화된 수평 및 수직 동기 신호)가 제공되면, 상기 마이크로컴퓨터(170)는 하이 레벨의 제어 신호(CS)를 상기 스위칭 회로(110)로 출력한다.
이에 따라, 스위칭 회로(110)의 트랜지스터(116)가 도통(turn-on)된다. 트랜지스터(116)가 도통되면, 릴레이 회로(112)는 차단(turn-off)되어 메인 전원 공급 회로(150)의 전원 전압 경로가 차단된다. 그 결과, 전력 차단 모드에서는, 메인 전원 공급 회로(150)의 동작이 중지된다.
그리고 USB 허브 또는 허브에 연결되는 USB 디바이스(예컨데, 버스 파워 디바이스)의 전원 공급을 위하여 DPMS 전원 공급 회로(160)는 DC/DC 컨버터(180)로 전원 전압을 공급한다. 따라서 DC/DC 컨버터(180)는 자신에게 연결되는 부하들의 변동에 따라서 효율적으로 전원 전압을 조정한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서, DPMS 방식의 전력 차단 모드에서 메인 전원 공급 회로를 차단하고, 보조 전원 공급 회로를 이용하여 USB 허브의 전원을 공급하므로서 메인 전원 공급 회로의 전력 소모를 방지할 수 있다.
그리고 상기 보조 전원 공급 회로에 DC/DC 컨버터를 구비하여, 디스플레이 장치의 USB 허브에 연결되는 부하들에 대응하여 전원을 조정하므로서 효율적인 전력 소모를 구현할 수 있다.

Claims (3)

  1. USB 허브를 갖는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치에 있어서:
    AC 입력 전압을 DC 전압으로 변환하는 정류 회로와;
    상기 DC 전압을 받아서 상기 디스플레이 장치의 구동 전원을 공급하는 제 1 전원 공급 회로와;
    상기 USB 허브의 전원 전압을 공급하는 제 2 전원 공급 회로와;
    상기 제 2 전원 공급 회로로부터 전원 전압을 받아들이고, 입력되는 동기 신호가 일정 기간 동안에 비활성화되는 전력 차단 모드(POWER-OFF mode)를 검출하여, 이에 대응하는 제어 신호를 발생하는 마이크로컴퓨터 및;
    상기 제어 신호에 응답해서 상기 제 1 전원 공급 회로로 제공되는 상기 DC 전압을 공급/차단하는 스위칭 회로를 포함하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전원 공급 회로는 상기 USB 허브로 적정의 전원 전압을 출력하는 DC/DC 컨버터를 더 포함하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는:
    상기 제 2 전원 공급 회로로부터 전원 전압을 받아들여서 스위칭 동작을 수행하는 릴레이 회로와;
    상기 제어 신호에 응답해서 상기 릴레이 회로를 온/오프시키는 구동 회로를 포함하는 디스플레이 장치의 전원 공급 장치.
KR1019980012976A 1998-04-11 1998-04-11 유니버설 시리얼 버스 디바이스를 구비한 디스플레이 장치의 전원 공급 제어 회로 KR100281529B1 (ko)

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