KR20010090240A

KR20010090240A - 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로

Info

Publication number: KR20010090240A
Application number: KR1020000014980A
Authority: KR
Inventors: 권석만; 김성철
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-10-18
Also published as: KR100342415B1

Abstract

본 발명은 교류전원을 공급받아 직류전원으로 전환시 스위칭 제어방식에 따른 DC/DC변환 방식을 적용하여 특정 시스템에 직류전원을 공급하는 전원장치에 관한 것으로 특히, DC/DC변환 방식에 따른 주 전원 공급수단과; DC/DC변환 방식을 적용하기 위해 입력되는 교류전원을 정류하는 제 1정류수단을 통해 일정 전압을 입력받아 펄스형태의 저전력 신호를 발생시키는 대기전원 소스부와; 상기 대기전원 소스부의 출력을 유기시키는 펄스신호를 전잘받아 직류전원으로 변환하는 대기전원 발생부; 및 상기 특정 시스템의 동작상태에 따라 소요되는 전류의 량을 검출하여 임계치 이하의 정류를 소비하는 경우 상기 주 전원 공급수단의 동작상태를 오프시키는 전류검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로를 제공하면 대기상태에서 백 라이트등의 오프동작시 소비전력을 1W미만으로 설정할 수 있으면서도 소음이 발생되지 않는다. 또한, 유럽의 절전기능 강화로 경쟁력을 얻을 수 있으며, 동일한 방식을 용량이 큰 어덥터에 적용시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로{Low power circuit of standby state using standby power}

본 발명은 노트북등에 적용되는 백라이트 전력의 소비를 줄이기 위한 출력전압 레귤레이터 제어회로에 관한 것으로 특히, 블루엔젤(BLUE ANGEL) 규정을 만족시키기 위해 가청주파수 이하로 스위칭 주파수를 떨어뜨려 소음이 발생되는 문제점을 방지하면서도 블루엔젤 규정을 만족시키기 위한 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 전자기기의 발전에 힘입어 현대인들은 전자 장비속에 묻혀 산다고하여도 과언이 아닌 정도로 많은 전자기기 또는 전자제품들을 사용하고 있다. 이러한, 전자 기기 또는 제품들은 그 독특한 기능을 수행하기 위해서 구동에 필요한 전원을 구비하고 있어야 하는데, 구동전원의 가장 기본은 상용교류전원이다.

즉, 구동전원이 직류전원인 경우에도 배터리만을 사용하는 제품의 경우를 제외하면 실제적으로 상용 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환하여 사용하도록 하는 것이 통상적인데, 노트북 컴퓨터의 LCD 백 라이트로 사용되는 전원부의 통상적인 구조는 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같다.

첨부한 도 1의 구성은 대기전원 상태에서의 라이트 로드에 대응하기 위해 스위칭 로스를 줄이는 방식으로 스위칭 주파수를 정상상태 스위칭 주파수의 50정도로 줄이는 것이다.

그 동작을 살펴보면, 스위칭 주파수는 참조번호 C_T와 전체저항(R_T)에 의한 RC시정수로 결정되는데, 정상상태에서 전체저항(R_T)은 참조번호 R_A와 R_B의 병렬연결에 따른 저항값의 연산합으로 나타나며, 대기상태에서 전체저항(R_T)은 참조번호 R_A의 저항값이 된다.

따라서, 첨부한 도 1에서와 같은 종래의 방식에서는 대기상태에서 스위칭 주파수를 정상상태보다 감소시켜 스위칭 로스를 줄임으로써 전체 소비전력을 줄이는 방식이다.

그러나, 선진 유럽 규격에서 요구하고 있는 일명 블루엔젤(BLUE ANGEL) 즉, 스탠바이 모드시 3와트(W) 미만의 저전력 소비 요구 규정을 만족시키기에는 많은 문제점이 있으며, 현재까지 알려진 방식으로는 상기 블루엔젤 규정중 스탠바이 모드시 1와트(W) 미만의 초저전력 소비 요구 규정을 만족시킬만한 기술이 존재하지 않는다.

더욱이, 스위칭 주파수를 정상상태 스위칭 주파수의 50정도로 줄이는 것이는 첨부한 도 1의 방식을 적용시 실제적으로는 스탠바이 모드시 3와트(W) 미만의 저전력 소비 요구 규정을 만족실 수 있으나, 가청주파수 이하로 스위칭 주파수를 줄이는 경우 소음이 발생되는 문제점이 발생되기 때문에 스위칭 주파수를 20㎑이하로는 줄일 수 없기 때문에 소비전력을 줄이는데 한계가 있다는 것이 문제점으로 제시되었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 노트북등에 적용되는 백라이트 전력의 소비를 블루엔젤(BLUE ANGEL) 규정에 만족시키면서도 종래 기술에서 블루엔젤 규정을 만족시키기 위해 가청주파수 이하로 스위칭 주파수를 떨어뜨려 소음이 발생되는 문제점을 방지할 수 있는 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 노트북 컴퓨터의 LCD 백 라이트로 사용되는 전원부의 구성중 대기전원과 정상정원을 공급하는 부분의 통상적인 구조,

도 2는 본 발명에 따른 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : RFI필터 2A, 2B : 정류부

3 : 스위칭부 TM : 메인 트랜스포머

6 : 전류 검출부 5 : 구동전압 공급부

SW1 : 스위치 7 : 메인전원 제어부

8 : 대기전원 제어부 TS : 서브 트랜스포머

9 : 대기전원 공급부 10a, 10B : 에러신호 증폭부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 교류전원을 공급받아 직류전원으로 전환시 스위칭 제어방식에 따른 DC/DC변환 방식을 적용하여 특정 시스템에 직류전원을 공급하는 전원장치에 있어서, DC/DC변환 방식에 따른 주 전원 공급수단과; DC/DC변환 방식을 적용하기 위해 입력되는 교류전원을 정류하는 제 1정류수단을 통해 일정 전압을 입력받아 펄스형태의 저전력 신호를 발생시키는 대기전원 소스부와; 상기 대기전원 소스부의 출력을 유기시키는 펄스신호를 전잘받아 직류전원으로 변환하는 대기전원 발생부; 및 상기 특정 시스템의 동작상태에 따라 소요되는 전류의 량을 검출하여 임계치 이하의 정류를 소비하는 경우 상기 주 전원 공급수단의 동작상태를 오프시키는 전류검출수단을 포함하는 데 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

우선, 본 발명에서 적용하고자 하는 기술적 사상을 간략히 살펴보면, 종래 기술에서는 하나의 전원 상태에서 정상상태의 전원공급과 대기상태에서의 전원공급을 모두 처리하기 때문에 대기상태에서의 소비전력을 줄이거나 소음을 방지하는데 문제점이 발생되는 것이므로, 본 발명에서는 정상상태에서의 전원공급을 위한 메인 전원과 대기상태에서의 전원공급을 위한 대기 전원으로 나누어 설계하도록 한다는데 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로의구성 예시도로서, 크게 메인 전원 공급부와 서브 전원 공급부로 구분된다.

상기 메인 전원 공급부는 RFI필터(1)를 통해 입력되는 교류전원으로부터 노이즈를 제거한후 정류하여 출력하는 제 1정류부(2A)와, 상기 제 1정류부(2A)에서 출력되는 직류전원을 입력되는 제어신호에 의해 스위칭하여 펄스형태의 교류로 변환하는 스위칭부(3)와, 상기 스위칭부(3)를 통해 변환되어진 펄스형태의 전원을 1차측으로 입력받아 2차측으로 유기전압을 송출하는 메인 트랜스포머(TM)와, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압을 정류하는 제 2정류부(2B)와, 상기 제 2정류부(2B)를 통해 정류되어지는 전압에 의해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)와, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 1차측 코일과 별도로 1차측에 연결되어 있는 서브 코일을 통해 시스템의 구동전원을 생성시키는 구동전압 공급부(5)와, 상기 전류 검출부(6)의 출력신호의 상태에 따라 온오프 동작하며 오프동작시 상기 구동전압 공급부(5)에서 출력되는 구동전압의 전달경로를 폐쇄하는 제 1스위치(SW1)와, 상기 제 1스위치(SW1)의 온동작시에 한하여 상기 구동전압 공급부(5)에서 출력되는 구동전압을 입력받아 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 구성된다.

또한, 서브 전원 공급부는 상기 제 1정류부(2A)를 경유하는 전원을 입력받아 대기전원 발생여부를 제어하는 대기전원 제어부(8)와, 상기 대기전원 제어부(8)에서 발생되는 펄스형 제어신호를 1차측으로 입력받아 2차측으로 유기전압을 송출하는 서브 트랜스포머(TS)와, 상기 서브 트랜스포머(TS)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압을 정류하는 대기전원 공급부(9)로 구성되어 있다.

상기 메인 전원 공급부와 서브 전원 공급부의 동작은 이하의 설명에서와 같이 동작하는데, 기본적인 사고 방식은, 초기 기동시에는 대기전원을 이용하여 1차적인 전원을 공급한 후 사용자의 사용에 따른 전류의 증가현상이 발생되면 메인 전원측이 동작하게 되어진다. 이후, 슬리핑모드 혹은 대기모드로 진행되면 실제적으로 사용되는 전류의 량이 감소하며 이를 전류 검출부(6)에서 검출함으로써 메인전원의 동작을 차단하고 대기전원만을 동작시키도록 하는 것이다.

초기 기동시 RFI필터(1)를 통해 노이즈가 제거되어진 교류전원은 제 1정류부(2A)를 통해 정류되어 직류성분으로 변화한다. 이때, 상기 제 1정류부(2A)를 경유하는 전원을 입력받은 대기전원 제어부(8)는 임의의 펄스신호를 발생시키고 그에 따라 서브 트랜스포머(TS)는 1차측으로 입력받은 상기 대기전원 제어부(8)의 출력 펄스신호를 2차측으로 유기시키게 된다. 상기 서브 트랜스포머(TS)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전원은 대기전원 공급부(9)를 통해 저전력의 DC전원으로 변환되어 출력되어지고 이는 제 2스위치(SW2)의 온동작을 통해 직류전원 공급부(4)에 전달되어진다.

이후, 정상상태에 도달하게 되면 상기 제 1정류부(2A)에서 출력되는 직류전원은 스위칭부(3)를 통해 펄스형태의 교류로 변환되어 메인 트랜스포머(TM)의 1차측으로 전달되어진다. 상기 메인 트랜스포머(TM)는 1차측에 입력받은 전원을 2차측으로 유기시켜 출력하고, 상기 메인 트랜스포머(TM)의 2차측으로 유기되어진 교류성분의 전압은 제 2정류부(2B)를 통해 정류되어 직류전원 공급부(4)에 공급되어 진다.

따라서, 상기 제 2정류부(2B)를 통해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)에서는 제 1논리 상태의 신호가 발생되어짐으로써 구동전압 공급부(5)에서 발생되는 구동전압이 제 1스위치(SW1)를 통해 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 공급된다. 이때, 상기 제 1스위치(SW1)의 동작상태는 온동작상태이다.

반면에, 대기상태에서는 상기 제 2정류부(2B)를 통해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(6)에서는 제 2논리 상태의 신호가 발생되어짐으로써 구동전압 공급부(5)에서 발생되는 구동전압이 제 1스위치(SW1)를 통해 상기 스위칭부(3)의 동작을 제어하는 메인전원 제어부(7)로 공급되지 못하게 된다. 즉, 상기 제 1스위치(SW1)의 동작상태는 오프동작상태이다.

따라서, 메인전원 제어부(7)가 동작하지 못하기 때문에 상기 제 2정류부(2B)를 통해 출력되는 전압은 존재하지 못하게되며, 그에 따라 상기 대기전원 공급부(9)를 통해 저전력의 DC전원만이 상기 제 2스위치(SW2)의 온동작을 통해 직류전원 공급부(4)에 전달되어진다.

이와 같은 본 발명의 적용시 소비전력의 절감 효과를 종래기술과 비교하여 보면 아래의 표 1과 같다.

LIGHLY LOAD	60mA	80mA	100mA
LIGHLY LOAD	소비전력	효율	소비전력	효율	소비전력	효율
적용전	2.18W	33	2.67W	36	2.93W	41
적용후	0.81W	48	1.04W	50	1.23W	53

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로를 제공하면, 대기상태에서 백 라이트등의 오프동작시 소비전력을 1W미만으로 설정할 수 있으면서도 소음이 발생되지 않는다. 또한, 유럽의 절전기능 강화로 경쟁력을 얻을 수 있으며, 동일한 방식을 용량이 큰 어덥터에 적용시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims

교류전원을 공급받아 직류전원으로 전환시 스위칭 제어방식에 따른 DC/DC변환 방식을 적용하여 특정 시스템에 직류전원을 공급하는 전원장치에 있어서,

DC/DC변환 방식에 따른 주 전원 공급수단과;

DC/DC변환 방식을 적용하기 위해 입력되는 교류전원을 정류하는 제 1정류수단을 통해 일정 전압을 입력받아 펄스형태의 저전력 신호를 발생시키는 대기전원 소스부와;

상기 대기전원 소스부의 출력을 유기시키는 펄스신호를 전잘받아 직류전원으로 변환하는 대기전원 발생부; 및

상기 특정 시스템의 동작상태에 따라 소요되는 전류의 량을 검출하여 임계치 이하의 정류를 소비하는 경우 상기 주 전원 공급수단의 동작상태를 오프시키는 전류검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전원을 이용한 대기상태 초절전 회로.