KR19990086350A

KR19990086350A - 마이컴 전원장치

Info

Publication number: KR19990086350A
Application number: KR1019980019294A
Authority: KR
Inventors: 한경해
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1999-12-15

Abstract

본 발명은 마이컴의 대기전력을 극소화하여 에너지를 절약할 수 있도록 한 SMPS 방식의 마이컴 전원장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은, 교류전원(AC)을 다이오드1(D1)과 캐패시터1(C1)을 통해 정류 및 평활하는 제 1 정류부(101)와, 상기 제 1 정류부(101)의 출력전압을 인가받아 저항1(R1)과 제너다이오드(ZD)를 통해 미소전원을 생성하여 캐패시터2(C2)를 통해 평활한 후 마이컴(103)의 대기전원으로 공급하는 대기전원 공급부(102)와, 상기 마이컴(103)이 출력하는 PWM 신호의 듀티에 따라 고속으로 스위칭하는 저항2(R2)와 트랜지스터1(Q1)로 이루어진 제 1 스위칭부(104)와, 상기 제 1 스위칭부(104)의 고주파 스위칭에 따라 상기 제 1 정류부(101)의 출력전압이 1차측에 공급되면 변압하여 2차측의 복수 출력단으로 출력하는 고주파 변압기(T)와, 상기 고주파 변압기(T)의 복수 출력단 중 한 출력단의 전압을 다이오드3(D3)과 캐패시터4(C4)를 통해 정류 및 평활하여 상기 마이컴(103)에 동작전원으로 인가함과 동시에 상기 마이컴(103)내의 아날로그/디지털 변환 신호입력단(AD)으로 인가하여 상기 PWM 신호의 듀티가 조절되게 하는 제 3 정류부(106)를 포함하여 구성된다.

Description

마이컴 전원장치

본 발명은 마이컴 전원장치에 관한 것으로, 특히 마이컴의 대기전력(待機電力)을 극소화하여 에너지를 절약할 수 있도록 한 마이컴 전원장치에 관한 것이다.

종래 마이컴 전원장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상용 교류전원(AC)을 입력받아 전자 유도 작용에 의하여 변압하여 저전압으로 출력하는 저전압 변압기(LVT)와, 상기 저전압 변압기(LVT)에 의하여 변압된 교류전원을 정류하는 브리지다이오드(BD)와, 상기 브리지다이오드(BD)를 통해 정류된 맥동전원을 일정하게 평활하는 제 1 평활콘덴서(C1)와, 상기 제 1 평활콘덴서(C1)를 통해 평활된 직류전원을 정전압으로 만들어 제 2 평활콘덴서(C2)를 통해 마이컴(1)의 전원전압(V_DD)으로 공급하는 제 1 정전압IC(11)와, 상기 제 1 평활콘덴서(C1)를 통해 평활된 직류전원을 정전압으로 만들어 각종 부하를 구동하는 릴레이(RLY)의 구동전압으로 공급하는 제 2 정전압IC(12)와, 상기 마이컴(1)으로부터 저항(R)을 통해 제어신호를 입력받아 상기 릴레이(RLY)를 구동하는 트랜지스터(Q)와, 상기 저전압 변압기(LVT)의 출력전압을 구동전원으로 공급받는 디스플레이(13)와, 상기 마이컴(1)으로부터 제어신호를 입력받아 상기 디스플레이(13)를 구동하는 구동IC(14)와, 사용자가 상기 마이컴(1)에 각종 명령을 입력하는 키패드(15)로 구성되어져 있다.

이와 같이 구성된 종래 마이컴 전원장치의 동작을 첨부한 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 저전압 변압기(LVT)가 상용 교류전원(AC)을 입력받아 전자 유도 작용에 의하여 저전압의 교류전원을 출력하면, 브리지다이오드(BD)를 통해 맥동 직류전원으로 정류되고, 제 1 평활콘덴서(C1)를 통해 일정하게 평활된다.

그러면, 제 1 정전압IC(11)는 평활된 직류전원을 정전압으로 만들어 제 2 평활콘덴서(C2)를 통해 마이컴(1)의 전원전압(V_DD)으로 공급하고, 제 2 정전압IC(12)는 제 1 평활콘덴서(C1)를 통해 평활된 직류전원을 정전압으로 만들어 각종 부하를 구동하는 릴레이(RLY)의 구동전압으로 공급한다.

이때, 마이컴(1)에서 제어전압이 출력되면 저항(R)을 거쳐 트랜지스터(Q)의 베이스단에 바이어스전압이 인가되고, 트랜지스터(Q)가 도통되면 릴레이(RLY)가 스위칭 구동되어 릴레이(RLY)에 연결된 모터 등의 각종 부하가 구동된다.

그리고, 저전압 변압기(LVT)의 출력전압은 LED나 디지트론(digitron) 등으로 이루어진 디스플레이(13)의 구동전원으로 공급되는데, 이 디스플레이(13)는 마이컴(1)으로부터 제어신호를 입력받는 구동IC(14)에 의하여 구동된다.

그런데, 이러한 종래 마이컴 전원장치에서 저전압 변압기(LVT)는 주로 60㎐용 트랜스로 철심트랜스를 사용하여 크기가 매우 클 뿐만 아니라 철손이 크기 때문에 발열이 된다. 그리고, 정전압IC(11,12)는 아날로그 영역에서 동작하도록 되어 있어 거의 대부분이 열로 나가기 때문에 최대 효율이 50%이하이고, 이러한 이유로 큰 방열판이 붙어있다.

특히, 디스플레이(13)로 사용되는 디지트론은 필라멘트를 계속 가열하기 때문에 사용자가 전자제품을 사용하지 않더라도 전원 플러그를 연결하여 놓은 상태이면 매우 큰 전력이 소모되는 문제점이 있었다.

이에, 사용자가 수시로 전자제품을 사용하지 않을 때에는 전원단자와 전원 플러그를 분리하는 방안을 제시할 수 있겠으나, 매우 번거로울 뿐만 아니라 근래의 거의 모든 가전제품은 예약 기능과 같은 각종 부가 기능이 제공되는데 이는 마이컴에 의하여 중앙 제어되므로 마이컴으로의 전원공급이 물리적으로 차단되면 각종 부가 기능은 무용지물이 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 미소전원을 대기전원으로 공급받는 마이컴으로부터 사용자의 입력에 따라 출력되는 고주파 스위칭 신호에 의하여 고주파 변압기가 각종 부하와 마이컴의 동작전원을 공급하도록 한 SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 마이컴 전원장치를 공급하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 교류전원을 정류 및 평활하는 정류수단과, 이 정류수단의 출력전압을 인가받아 미소전원을 생성하여 평활한 후 마이컴의 대기전원으로 공급하는 대기전원 공급수단과, 마이컴이 출력하는 PWM 신호의 듀티에 따라 고속으로 스위칭하는 고주파 스위칭수단과, 이 고주파 스위칭수단의 고주파 스위칭에 따라 정류수단의 출력전압이 1차측에 공급되면 변압하여 2차측의 복수 출력단을 통하여 마이컴 주변의 각종 부하로 공급하는 고주파 변압수단과, 이 고주파 변압수단의 복수 출력단 중 보조 출력단의 전압을 정류 및 평활하여 마이컴에 동작전원으로 인가함과 동시에 마이컴의 신호 입력단으로 인가하여 PWM 신호의 듀티가 조절되게 하는 동작전원 공급수단으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래 마이컴 전원장치의 회로도.

도 2는 본 발명에 의한 마이컴 전원장치의 회로도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 제 1정류부 102 : 대기전원 공급부

103 : 마이컴 104 : 제 1 스위칭부

105 : 제 2 정류부 106 : 제 3 정류부

107 : 제 2 스위칭부

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 마이컴 전원장치의 개략적인 회로도를 나타낸 것으로서, 상용 교류전원(AC)을 다이오드1(D1)과 캐패시터1(C1)을 통해 정류 및 평활하는 제 1 정류부(101)와, 상기 제 1 정류부(101)의 출력전압을 인가받아 저항1(R1)과 제너다이오드(ZD)를 통해 미소전원을 생성하여 캐패시터2(C2)를 통해 평활한 후 마이컴(103)의 대기전원으로 공급하는 대기전원 공급부(102)와, 상기 마이컴(103)이 출력하는 PWM 신호의 듀티(duty)에 따라 고속으로 스위칭하는 저항2(R2)와 트랜지스터1(Q1)로 이루어진 제 1 스위칭부(104)와, 상기 제 1 스위칭부(104)의 고주파 스위칭에 따라 상기 제 1 정류부(101)의 출력전압이 1차측에 공급되면 변압하여 2차측의 복수 출력단으로 출력하는 고주파 변압기(T)와, 상기 고주파 변압기(T)의 복수 출력단 중 한 출력단의 전압을 다이오드3(D3)과 캐패시터4(C4)를 통해 정류 및 평활하여 상기 마이컴(103)에 동작전원으로 인가함과 동시에 상기 마이컴(103)내의 아날로그/디지털 변환 신호입력단(AD)으로 인가하여 상기 PWM 신호의 듀티가 조절되게 하는 제 3 정류부(106)와, 상기 마이컴(103)의 제어 신호에 따라 스위칭하는 저항3(R3)과 트랜지스터2(Q2)로 이루어진 제 2 스위칭부(107)와, 상기 고주파 변압기(T)의 복수 출력단 중 다른 출력단의 전압을 다이오드2(D2)와 캐패시터3(C3)을 통해 정류 및 평활하는 제 2 정류부(105)와, 상기 제 2 스위칭부(107)의 스위칭상태에 따라 인가되는 상기 제 2 정류부(105)의 출력전압에 의하여 구동되어 각종 부하를 구동하는 릴레이(RLY)와, 상기 고주파 변압기(T)의 복수 출력단 중 또 다른 출력단의 전압을 구동전원으로 공급받는 디스플레이(13)와, 사용자가 상기 마이컴(103)에 각종 명령을 입력하는 키패드(15)로 구성되어져 있다

이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상용 교류전원(AC)은 제 1 정류부(101)의 다이오드1(D1)을 거쳐 정류된 후 캐패시터1(C1)을 통하여 평활되어 대기전원 공급부(102)로 인가된다.

그리고, 대기전원 공급부(102)의 저항1(R1)과 제너다이오드(ZD)에 의하여 미소전원이 생성되고, 이 전원은 캐패시터2(C2)를 통해 평활된 후 마이컴(103)의 V_DD단자로 입력되어 마이컴(103)의 대기전원으로 공급된다.

이때, 마이컴(103)이 대기상태이면 고주파 변압기(T)는 동작되지 않은 상태이고, 각종 부하에도 전원이 공급되지 않은 상태이므로 마이컴(103)에 의하여 극히 미미한 전류만 소비하게 된다.

이후, 사용자가 키패드(15)의 전원키를 조작하면 마이컴(103)은 디스플레이(13)와 릴레이(RLY)에 구동전원을 공급하기 위하여 먼저 PWM 단자로 PWM 신호를 발생시킨다.

그러면, 이 PWM 신호를 저항2(R2)를 통하여 바이어스전압으로 인가받는 제 1 스위칭부(104)의 트랜지스터1(Q)이 PWM 신호의 듀티에 따라 고주파 스위칭되고, 이 고주파 스위칭에 의하여 고주파 변압기(T)는 1차측으로 공급되는 제 1 정류부(101)의 출력전압을 변압하여 2차측의 복수 출력단으로 출력한다.

그리고, 고주파 변압기(T) 보조 출력단의 전압은 제 3 정류부(106)의 다이오드3(D3)을 거쳐 정류된 후 캐패시터4(C4)를 통해 평활되어 마이컴(103)의 V_DD단에 동작전원으로 인가됨과 동시에 마이컴(103)내의 아날로그/디지털 변환 신호입력단(AD)으로 인가된다.

이에, V_DD단으로 동작전원을 인가받은 마이컴(103)은 고주파 변압기(T)의 보조 출력단으로부터 AD단으로 입력되는 신호에 따라 제 1 스위칭부(104)로 출력하는 PWM 신호의 듀티를 조절한다.

한편, 고주파 변압기(T)의 복수 출력단 중 다른 출력단의 전압을 제 2 정류부(105)가 다이오드2(D2)와 캐패시터3(C3)을 통해 정류 및 평활하고, 마이컴(103)의 제어 신호에 따라 제 2 스위칭부(107)의 트랜지스터2(Q2)가 도통되면 릴레이(RLY)가 구동되어 이 릴레이(RLY)에 연결된 각종 부하에 전원이 공급된다.

그리고, 고주파 변압기(T)의 또 다른 출력단의 전압을 구동전원으로 공급받는 디스플레이(13)는 마이컴(103)의 제어를 받는 구동IC(도시 생략됨)에 의하여 구동된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 마이컴의 대기전력을 극소화하여 에너지를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 고주파 변압기를 사용하여 전체 시스템의 용적을 줄임과 아울러 정전압IC를 사용하지 않으므로 방열판을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims

교류전원을 정류 및 평활하는 정류수단과,

상기 정류수단의 출력전압을 인가받아 미소전원을 생성하여 평활한 후 마이컴의 대기전원으로 공급하는 대기전원 공급수단과,

상기 마이컴이 출력하는 PWM 신호의 듀티에 따라 고속으로 스위칭하는 고주파 스위칭수단과,

상기 고주파 스위칭수단의 고주파 스위칭에 따라 상기 정류수단의 출력전압이 1차측에 공급되면 변압하여 2차측의 복수 출력단을 통하여 상기 마이컴 주변의 각종 부하로 공급하는 고주파 변압수단과,

상기 고주파 변압수단의 복수 출력단 중 보조 출력단의 전압을 정류 및 평활하여 상기 마이컴에 동작전원으로 인가함과 동시에 상기 마이컴의 신호 입력단으로 인가하여 상기 PWM 신호의 듀티가 조절되게 하는 동작전원 공급수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이컴 전원장치.
제 1 항에 있어서,

상기 대기전원 공급수단은 저항과 제어다이오드로 구성된 것을 특징으로 하는 마이컴 전원장치.
제 1 항에 있어서,

상기 마이컴은 상기 보조 출력단으로부터 입력되는 신호에 따라 상기 고주파 스위칭수단으로 출력하는 상기 PWM 신호의 듀티를 조절하는 것을 특징으로 하는 마이컴 전원장치.