KR20030066693A - 전원 유닛을 포함하는 회로 장치 - Google Patents

전원 유닛을 포함하는 회로 장치 Download PDF

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Abstract

회로 장치는 각 디바이스의 제어부 및 아날로그 신호 처리부만을 위한 제 1 전원을 갖는 전원 유닛을 포함한다. 디지털 신호 처리부에 있어서, 제 2의 별도의 스위칭 모드 전원이 제공되며, 이것은 단지 아날로그 신호 처리부가 활성상태일 때 스위칭 오프되며, 디지털 신호 처리부가 온 상태일 때 동작하게 된다. 제 2 스위칭 모드 전원의 스위칭 온 및 오프를 위해, 전원은 갈바닉 절연 수단(14)을 통해서 제 2 전원을 스위칭 오프시키기 위해 2차 측 상에서 제어 루프(15)에 특수한 실시예에서 연결되는 스위칭 회로(18)를 포함한다. 스위칭 회로에는 제 1 전원으로부터의 공급 전압(12VS)이 제공되며, 예컨대 마이크로프로세서와 같은 제어부로부터 온/오프 명령을 수신한다. 전원 유닛은 D-VHS 레코더 내에서 유리하게는 사용되며, 제 1 전원은 레코더의 제어부와 아날로그 회로 처리부에 전력을 공급한다. 제 2의 스위칭 모드 전원은 디지털 신호 처리부와 관련된다. 제 2의 스위칭 모드 전원은 예컨대 D-VHS 테이프가 레코더에 삽입될 때 스위칭 온된다.

Description

전원 유닛을 포함하는 회로 장치{CIRCUIT ARRANGEMENT COMPRISING A POWER SUPPLY UNIT}
대기 모드 동작만을 위한 제 1 스위칭 모드 전원과 정상 동작 모드를 위한 제 2 스위칭 모드 전원을 포함하는 전원 유닛이 EP-A-0 803 966에 개시되어 있다. 두 개의 스위칭 모드 전원은 스위칭 주파수에 있어서 동기화되며, 제 2 스위칭 모드 전원은 정상 동작 모드를 위해 제 1 스위칭 모드 전원을 통해서 스위칭 온된다.
본 발명은, 예컨대 가전 전자 장치의 오디오 및 비디오 장비의 디바이스 내에서 사용되는 아날로그 신호 처리부, 디지털 신호 처리부 및 전원 유닛을 포함하는 회로 장치에 관한 것이다. 이러한 종류의 디바이스에는 더욱 더 많은 디지털 전자장치가 병합되지만, 핵심 부품에 있어서는 여전히 아날로그 회로 처리가 사용된다, 즉 디지털 전자장치와 병렬로 사용된다. 예컨대, D-VHS 레코더로서 알려진 새로운 종류의 비디오 테이프 레코더는 VHS 표준에 따라 아날로그 방식으로 데이터를 기록하고 판독할 수 있으며, D-VHS 표준에 부합하는 MPEG-2 표준에 따라 디지털 데이터를 기록하고 판독할 수 있다.
도 1은 디지털 신호 처리부를 위한 스위칭 모드 전원을 도시한 도면.
아날로그 신호 처리부와 디지털 신호 처리부를 포함하는 회로 장치를 위한비용 효과적이고 효율적인 전원 유닛을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이 목적은 청구항 1 및 9에서 명시되어 있는 본 발명의 특성에 의해 달성된다. 본 발명의 유익한 개선점은 종속항에 명시되어 있다.
본 발명에 따른 회로 장치는 각 디바이스의 제어부 및 아날로그 신호 처리부만을 위한 제 1 전원을 갖는 전원 유닛을 포함한다. 디지털 신호 처리부에 있어서, 제 2의 별도의 스위칭 모드 전원이 제공되며, 이것은 아날로그 신호 처리부가 활성상태가 될 때 스위칭 오프된다. 제 2 전원은 디지털 신호 처리부가 활성상태가 될 때 동작한다.
예컨대, D-VHS 레코더 내에서, 제 1 전원은, 테이프 동작 제어, 원격 제어 명령 해석의 제어, 타이머 모드의 제어 및 키보드와 디스플레이 구동기의 제어를 위한 마이크로프로세서를 보통 포함하는 레코더의 제어부를 위해 전력을 공급하며; VHS 표준에 따라 아날로그 테이프 신호를 기록하고 판독하게 하는 아날로그 신호 처리부를 위해 전력을 추가로 제공한다. D-VHS 표준에 따른 디지털 신호 처리부에 있어서, 제 2 스위칭 모드 전원이 동작시키는 책임을 지며, 이것은 D-VHS 모드가 활성상태일 때 특히 각 D-VHS 레코딩 또는 판독이 수행될 때 동작하게 된다. 게다가, 아날로그 VHS 테이프 카세트의 플레이백 동안에 화상 품질을 개선하는데 사용될 때 디지털 신호 처리부는 또한 활성상태가 된다. 이 동작 모드에서 아날로그 신호는 디지털 처리부를 통해서 루핑된다. 마지막으로, 디지털 신호 처리부는 또한 디지털 신호가 예컨대 DV1394 IN과 같은 디지털 인터페이스를 통해서 수신될 때 활성상태가 된다.
제 2 스위칭 모드 전원의 스위칭 온 및 오프를 위해, 전원은 스위칭 회로를 포함하며, 이 회로는 갈바닉(galvanic) 절연 수단을 통해 1차 측에서 제 2 전원을 스위칭 오프하기 위해 특별한 실시예에서 2차 측상의 이러한 전원의 제어 루프에 연결된다. 스위칭 회로에는 제 1 전원으로부터 공급 전압이 제공되며, 예컨대 마이크로프로세서와 같은 제어부로부터 온/오프 명령을 수신한다. 제 2 스위칭 모드 전원은 예컨대 D-VHS 테이프가 레코더에 삽입될 때 스위칭 온되며, D-VHS 테이프가 레코더에 유지되는 한 또는 아날로그 VHS 테이프로부터 플레이백되는 신호의 신호 개선을 위해 디지털 신호 처리부가 활성상태가 되는 한 온 상태를 유지한다.
제 2 스위칭 모드 전원은 특히 메인 AC 전압에 연결된 완전히 스위칭 모드 전원이다. 본 발명의 일실시예에서, 이것은 인쇄회로기판에 별도로 배치된다. 이것은 유리하게는 또한 스위칭 잡음을 감소시키기 위한 메인 필터를 포함한다. 그러므로, 디지털 신호 처리부가 그 스위칭 모드 전원과 함께 오프될 때 아날로그 신호 처리부에 대한 추가거인 잡음이 존재하지 않으며, 이러한 아날로그 신호 처리부는 스위칭 모드 전원의 잡음에 매우 민감하다.
나아가, 단지 하나의 스위칭 모드 전원을 갖는 테이프 레코더와 대조할 때 상당히 전력 소모가 감소되며, 이는 두 개의 스위칭 모드 전원이 최적의 효율로 동작하기 때문이다. 두 개의 전원이라는 개념의 추가적인 중요한 장점은, 디지털 신호 처리부가 제 2 변압기에 의해 쉽게 제공될 수 있는 추가적인 공급 전압을 필요로 한다는 점이다. 단 하나의 메인 변압기를 갖는 전원 유닛은 많은 제 2 권선 및 추가적인 출력 핀을 필요로 하며, 이것은 대용량의 메인 변압기를 특별하게 개발하는 것을 요구한다.
본 발명은 예로써 개략적인 회로도를 참조하여 좀더 상세하게 아래에서 설명된다.
이 도면에 따른 스위칭 모드 전원은 회로 장치 내에서 디지털 신호 처리 회로와 관련된 제 2 전원으로서 배치된다. 스위칭 모드 전원은, 1차 권선(W1), 제 1 측 상의 보조 권선(W3), 제 2 측 상의 2차 권선(W2)을 갖춘 변압기(TR)를 포함하며, 전류 플라이백(flyback) 컨버터로부터 알려져 있는 메인 절연부를 제공한다. 스위칭 모드 전원의 입력은 230 V AC 메인 전압에 연결되며, 이것은 메인 필터(1)에 의해 필터링되고 정류기 회로(2)에 의해 정류되며 변압기(TR)의 1차 권선(W1)으로 인가되기 이전에 전하 커패시터(C1)에 의해 평활화된다. 1차 권선(W1)에 직렬로, 예컨대 전력 MOSFET인 스위칭 트랜지스터(T1)와 감지 저항(R1)이 배치되어있다. 1차 권선(W1)에 병렬로 클램프 회로(5)와 스위칭 트랜지스터(T1)에 병렬로 스너버(snubber) 회로망(3)이 스위칭 트랜지스터(T1)가 스위칭 오프될 때 과도한 전압 스파이크를 피하기 위해 배치된다.
스위칭 모드 전원은 출력 전압 조정을 제공하기 위해 +5V 출력 전압에 연결된 2차 조정 회로(15)를 포함한다. 2차 조정 회로(15)는 5V 출력 전압으로부터 에러 신호를 유도하며, 이것은 갈바닉 절연 요소인 광-결합기(14)를 통해서 1차측에인도되어 스위칭 트랜지스터(T1)의 구동기 회로(8)에 연결된다. 전압의 추가적인 조정 정보로서, 위에서 감지 저항(R1)이 사용된다.
추가적인 제어 및 보호 회로가 스위칭 모드 전원의 1차측 상에 배치되며, 그러한 정보 신호는 합산 회로(6)에서 모두 합해진다. 이러한 종류의 합산 회로(6)는 예컨대 US 5,867,373에 개시되어 있으며, 이것은 전류를 합하기 위한 커패시터를 포함한다. 합산 회로(6)의 정보는 듀티 사이클(duty cycle)을 조정하여 구동기 회로(8)를 통해 스위칭 트랜지스터(T1)를 구동시키기 위해 스위칭 오프 및 제어 회로(7)에 의해 사용되어, 바람직하게는 5V 출력인 전원의 출력 전압이 조정된다.
상세하게, 보조 권선(W3)의 한쪽 말단에는, 과-전압 보호 회로(9)가 연결되며, 이것은 과-전압 시에 구동기 회로(8)와 T-ON 제어 회로(10)를 통해 직접 스위칭 모드 전원을 정지시킨다. 이 T-ON 제어 회로는, 스위칭 트랜지스터(T1)가 항상 스위칭-온 단계 동안에 충분히 포화됨을 보장하기 위해, 스위칭 트랜지스터(T1)의 최소 듀티 사이클을 한정한다.
보조 권선(W3)의 다른 한 말단에는 제어 회로(11), 소프트 개시 회로(12) 및 폴드백(foldback) 포인트 정정 회로(13)가 연결된다. 제어 회로(11)는 컬렉터 전압의 최소치에서 T1을 통해 스위칭하기 위해 변압기(TR)의 디마그네티제이션(demagnetisation)에 관한 스위칭 트랜지스터(T1)의 스위칭-온의 타이밍을 한정한다. 이 스위칭 원리는 예컨대 US 5,657,218에 개시되어 있다.
소프트 개시(soft start) 회로(12)는 각 디바이스를 스위칭 온한 후 전원의 소프트 개시를 제공한다. 폴드백 포인트(foldback point) 정정 회로(13)는 작은 회로이며, 스위칭 모드 전원의 최대 출력 전력이 메인 전압의 진폭과 독립적이 되도록 한다. 스위칭 모드 전원의 2차측에 배치된 전력 양호화(power good) 회로(16)는 메인 전압에 대한 정보를 유도하며, 이것은 메인 전압이 너무 낮을 때 스위칭 모드 전원을 정지시키는데 사용된다.
이 도면에 따른 스위칭 모드 전원은 특히 D-VHS 비디오 레코더의 디지털 신호 처리부에 대한 전원으로서 사용된다. 레코더의 아날로그 신호 처리부에 대해서, 추가적인 전원, 유리하게는 디지털부의 스위칭 모드 전원과 유사할 수 있는 스위칭 모드 전원이 사용된다. 두 개의 스위칭 모드 전원은 독립적으로 동작하며, 제 2 모드 전원은 스위칭 회로(18)를 위한 예컨대 12V와 같은 동작 전압을 단지 필요로 한다. 제 2 스위칭 모드 전원의 스위칭 온 및 오프를 위한 온/오프 명령은 회로 장치의 마이크로제어기에 의해 제공되며, 이 마이크로제어기는 제 1 스위칭 모드 전원에 의해 전력이 공급되며, 그러므로 레코더가 온될 때 항상 온된다. 회로 장치의 제어는 또한 마이크로제어기와는 독립적으로 시스템 제어기에 의해 제어될 수 있다. 마이크로제어기는 일정 시간 간격 동안만 스위칭 회로(18)에 동작 전압을 제공할 수 있으며, 여기서 ON-신호가 제 2 스위칭 모드 전원에 인가된다.
전력 양호화 회로(16)는 메인 입력 전압의 제어를 제공하며, 메인 입력 전압이 너무 낮을 때 스위치-오프 신호(PG)를 제공한다. 이 제어 신호는 메인 입력 전압이 너무 낮을 때 스위칭 모드 전원을 스위칭 오프시키기 위해 2차측에 배치된 스위칭 회로(15)에 또한 유리하게 인가될 수 있다. 전력 양호화 회로(16)는 예컨대 메인 중단 이후 20ms의 지연이 있은 후 스위치-오프 신호(PG)를 생성한다. 메인 중단 이후, 스위칭 회로(18)에 인가된 온/오프 신호는 대략 4초 동안 스위칭 오프되어야 하며, 그런 다음에 안전을 이유로 다시 스위칭 온되어야 한다.
전술한 바와 같은 두 개의 전원이라는 개념을 갖는 회로 장치는 특히 D-VHS 비디오 레코더에 유리하다. 그러나, 특히 예컨대 셋톱 박스, CD- 및 DVD-플레이어 및 -레코더와 같은 가전 전자장치 분야에서와 같은, 추가적인 응용도 본 발명의 범주 내에 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 예컨대 가전 전자장치의 오디오 및 비디오 장비의 디바이스 내에서 사용되는 아날로그 신호 처리부, 디지털 신호 처리부 및 전원 유닛을 포함하는 회로 장치에 이용된다.

Claims (9)

  1. 아날로그 신호 처리부, 디지털 신호 처리부 및 전원 유닛을 포함하는 회로 장치에 있어서,
    상기 전원 유닛은 제 1 전원외에도 상기 디지털 신호 처리부와 관련된 제 2 의 스위칭 모드 전원을 포함하는 것을,
    특징으로 하는, 회로 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 회로 장치는 상기 제 1 전원에 의해 전력이 공급되는 마이크로제어기를 포함하며, 상기 마이크로제어기는 결합 수단(14)을 통해 1차 측 상에서 상기 제 2의 스위칭 모드 전원을 스위칭 온 및 오프시키는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2의 스위칭 모드 전원은 2차 측 상에 출력 전력 조정을 위해 제어 루프에 연결된 스위칭 회로(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 회로(18)는 상기 제 1 전원으로부터 일정한 공급 전압(12VS)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 전원은 또한 스위칭 모드 전원이며, 두 개의 스위칭 모드 전원은 그 자신의 개시 회로(4)와 메인 절연(mains isolation)을 위한 변압기(TR)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 2의 스위칭 모드 전원은 인쇄회로기판 상에 별도로 배치되며, 메인 입력 전압(230V AC)에 연결되는 그 자신의 메인 필터(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로 장치는 D-VHS 비디오 레코더 내에 배치되며, 상기 제 1 전원이 레코더의 아날로그 판독 및 레코딩부, 구동 메커니즘 및 제어부에 전력을 공급하기 위해 제공되며, 상기 제 2 전원은 전력을 상기 디지털 신호 처리부에 제공하는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
  8. 제 7항에 있어서, D-VHS 카세트가 비디오 레코더에 삽입되고 비디오 레코더로부터 제거될 때, 상기 제 2의 스위칭 모드 전원은 스위칭 온 및 오프되는 것을 특징으로 하는, 회로 장치.
  9. 아날로그 신호 처리부와 디지털 신호 처리부를 포함하는 가전 전자 디바이스를 위한 전원 유닛에 있어서,
    각각의 마이크로제어기를 포함하는 가전 전자 디바이스의 아날로그 회로부와 제어부에 전력을 공급하기 위한 제 1 스위칭 모드 전원과,
    단지 상기 아날로그 회로 처리부가 활성상태일 때, 스위칭 오프되는 상기 디지털 회로 처리부에 전력을 제공하기 위한 제 2 스위칭 모드 전원을 포함하는 것을,
    특징으로 하는, 전원 유닛.
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