KR20040000057A - 영상 디스플레이 장치의 전원회로 - Google Patents
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Abstract
영상 디스플레이 장치의 전원회로가 개시된다. 본 전원회로는, 입력되는 전압에 대해 1, 2 차측 코일의 상호작용을 이용하여 전압을 유기하는 전원변압기, 전원변압기의 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속함으로써 전원변압기의 2차측 코일에 유기되는 전압을 제어하는 스위칭 회로부, 직렬접속되며 전원변압기의 1차측 코일을 통해 인가되는 역방향 과도전압을 흡수하는 제1 및 제2 TVS 다이오드, 제1 및 제2 TVS 다이오드에 각각 병렬 접속되는 제1 및 제2저항, 직렬 접속된 제1 및 제2 TVS 다이오드의 양단에 병렬로 접속되어 전원변압기의 1차측 코일을 통해 인가되는 역방향 전류에 의해 충전되는 콘덴서, 및 콘덴서의 충전시 일방향성을 갖는 전류통로를 형성하는 다이오드를 구비한다. 이에 의해, 제 1및 제2 TVS 다이오드에 인가되는 전압을 균일하게 하여 정격전압의 범위내에서 동작할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 영상 디스플레이 장치의 전원회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부 스너버 회로부에 사용되는 TVS 다이오드의 과도특성을 개선할 수 있는 전원회로에 관한 것이다.
텔레비젼 등의 영상 디스플레이 장치에서는 내부의 여러가지 장치를 구동하기 위해 직류전원이 필요하다. 예컨대, 전자총에서 발사된 전자빔을 화면의 좌우 혹은 상하로 주사(Scanning)하면서 화면을 생성하는 경우, 전자총에서 발사된 전자빔을 편향시키기 위해 직류전원이 사용된다. 이러한 직류전원을 사용하기 위해, 외부의 교류전원으로부터 전류를 평활(平滑)하게 정류(整流)시켜 직류전원을 얻는 전원장치가 사용된다.
도 1은 일반적인 영상 디스플레이 장치에서 사용되는 전원장치의 회로도이다.
회로도에 도시한 바와 같이, 전원회로는 정류회로부(10), 스위칭회로부(20), 전원변압기(30), 출력회로부(40), 및 스너버(Snubber) 회로부(50)로 구성된다.
정류회로부(10)는 외부로부터 입력되는 교류전원을 정류용 다이오드(D1~D4)와 콘덴서(C1)을 사용하여 정류한다. 정류회로부(10)에서 정류된 전압은 전원변압기(30)의 1차측 코일에 인가되고, 전원변압기(30)는 1차측 코일과 2차측 코일의 상호작용에 의해, 2차측 코일에 전압을 유기한다. 이때, 스위칭회로부(20)가 전원변압기(20)의 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속함으로써, 전원변압기(30)의 2차측 코일에 유기되는 전압을 제어한다. 전원변압기(30)의 2차측 코일에 유기된 전압은 출력회로부(40)에서 정류 및 평활되어 최종적으로 직류전원을 얻는다.
스너버 회로부(50)는 RCD 스너버회로와, 직렬로 연결되는 제1 및 제2 TVS(Transient Voltage Suppressor) 다이오드(TVS1, TVS2)로 구성되며, 스위칭회로부(20)에서 전원변압기(30)의 1차측 코일을 단속하는 경우, 전원변압기(30)에서 발생되는 역방향 과도전압을 흡수하여 제거시킨다. 여기서, 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS1, TVS2)는 정전기방전 (Electrostatic Discharge)이나 유도부하 스위칭(Inductive Load Switching) 혹은 유도방전(Induced Lightning)에서 발생하는 전기적 과도상태로부터 약한 회로를 방지하기 위해 사용되는 소자이다.
그런데, 스너버 회로부(50)에서 사용되는 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS1, TVS2)는 반도체 공정상 완전히 균일한 제품을 생산할 수 없는 이유로 내부 커패시턴스(Capacitance)에 차이가 있게 된다. 이러한 커패시턴스의 차이로 인하여 각각의 TVS 다이오드(TVS1, TVS2)에 인가되는 전압은 균일하지 못하게 된다.
도 2는 TVS 다이오드(TVS1, TVS2)에 인가되는 전압의 파형을 도시하고 있다.
도 2에서, A 파형은 직렬로 접속된 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS1, TVS2)의 양단에 인가되는 전체 전압의 파형을 나타내며, 최대값이 259V 임을 나타낸다. Ref1 파형은 제2 TVS 다이오드(TVS2)의 양단에 인가되는 전압의 파형을 나타내며, 최대값이 213V 임을 나타낸다. 그리고, Ref2 파형은 제1 TVS 다이오드(TVS1)에 인가되는 전압의 파형을 나타내며, 최대값이 48.5V 임을 나타낸다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 TVS 다이오드(TVS1)와 제2 TVS 다이오드(TVS2)에 인가되는 전압에는 차이가 있음을 알 수 있다. 이것은 앞서 설명한 바와 같이, 내부 커패시턴스의 차이에 기인한 현상이다.
이와 같이, 직렬로 접속된 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS1, TVS2)의 각각에 전압이 균일하게 인가되지 않고, 어느 한쪽에 더 높은 전압이 인가되는 경우, 해당 TVS 다이오드에는 정격전압을 초과하는 과도전압이 인가될 수 있다. 정격전압을 초과하는 과도전압은 번트(Burnt) 현상을 발생시켜, 해당 TVS 다이오드의 손상 및 수명을 단축시킬 수 있고, 이에 의해 스너버 회로부(50)의 오동작을 유발하여, 전체 전원회로를 과도전압으로부터 보호할 수 없게 만든다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 스너버 회로부내의 각 TVS 다이오드의 과도특성을 개선하여 안정적인 동작을 수행할 수 있는 영상 디스플레이 장치의 전원회로를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 영상 디스플레이 장치의 전원회로,
도 2는 도 1의 전원회로에서 TVS 다이오드에 인가되는 전압의 파형을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 전원회로, 그리고
도 4는 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 전원회로에서 TVS 다이오드에 인가되는 전압의 파형을 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 정류회로부20 : 스위칭회로부
30 : 전원변압기 40 : 출력회로부
50, 100 : 스너버 회로부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 전원회로는, 입력되는 전압에 대해 1, 2 차측 코일의 상호작용을 이용하여 전압을 유기하는 전원변압기, 상기 전원변압기의 상기 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속함으로써 상기 전원변압기의 상기 2차측 코일에 유기되는 전압을 제어하는 스위칭 회로부, 직렬접속되며, 상기 전원변압기의 상기 1차측 코일을 통해 인가되는 역방향 과도전압을 흡수하는 제1 및 제2 TVS 다이오드, 상기 제1 및 제2 TVS 다이오드에 각각 병렬 접속되는 제1 및 제2저항, 직렬 접속된 상기 제1 및 제2 TVS 다이오드의 양단에 병렬로 접속되어 상기 전원변압기의 상기 1차측 코일을 통해 인가되는 역방향 전류에 의해 충전되는 콘덴서, 및 상기 콘덴서의 충전시 일방향성을 갖는 전류통로를 형성하는 다이오드를 포함한다. 이때, 상기 제1 및 제2저항은, 동일한 저항값을 갖는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 입력되는 교류전원을 정류하여 상기 전원변압기의 상기 제1차측 코일에 인가하는 정류회로부와, 상기 전원변압기의 상기 2차측 코일에 유기된 출력전압을 정류하고 평활하는 출력회로부를 더 포함한다.
그리고, 상기 스위칭부는, 상기 전원변압기의 상기 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속하는 전계효과 트랜지스터, 및 상기 전계효과 트랜지스터의 온/오프 구동을 제어하는 콘트롤러를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전계효과 트랜지스터와 상기 전원변압기의 상기 1차측 코일사이에 잡음제거를 위한 비즈-코어가 접속되도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 영상 디스플레이 장치의 전원회로이다. 본 전원회로는, 스너버 회로부(100)를 제외하고는, 도 1에 도시한 일반적인 영상 디스플레이 장치의 전원회로와 동일하다.
회로도에 도시한 바와 같이, 본 전원회로는 정류회로부(10), 스위칭 회로부(20), 전원변압기(30), 출력회로부(40), 및 스너버 회로부(100)로 구성된다.
정류회로부(10)는 외부로부터 입력되는 교류전원을 정류용 다이오드(D1~D4)와 충전용 콘덴서(C1)을 사용하여 정류한다. 정류회로부(10)에서 정류된 전압은 전원변압기(30)의 1차측 코일에 인가되고, 전원변압기(30)는 1차측 코일과 2차측 코일의 상호작용에 의해, 2차측 코일에 전압을 유기한다.
스위칭회로부(20)는 스위칭 제어칩(IC1) 및 비즈-코어(Bead-Core)(BD1)로 구성된다. 스위칭 제어칩(IC1)은 스위칭용 전계효과 트랜지스터(Q1)와, 전계효과 트랜지스터(Q1)의 온/오프(ON/OFF) 구동을 제어하는 콘트롤러(PWM CTRL)로 구성된다. 콘트롤러(PWM CTRL)는 스위칭 펄스를 발생하고, 이에 의해 전계효과 트랜지스터(Q1)는 온/오프 스위칭을 반복한다.
스위칭회로부(20)는 전원변압기(30)의 1차측 코일의 일단에 접속되며, 전계효과 트랜지스터(Q1)의 온/오프 스위칭에 의해 전원변압기(30)의 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속함으로써, 전원변압기(30)의 2차측 코일에 유기되는 전압을 제어한다. 그리고, 스위칭 제어칩(IC1)과 전원변압기(30)사이에 접속되는 비즈-코어 BD1)는 스위칭 제어칩(IC1)의 출력신호에 포함되는 잡음을 제거 하기 위해 사용된다.
전원변압기(30)의 2차측 코일에 유기된 전압은 출력회로부(40)로 전달된다. 출력회로부(40)는 전원변압기(30)의 2차측 코일에 유기된 전압을 정류 및 평활하여 최종 직류전압을 출력시킨다.
스너버 회로부(100)는 전원변압기(30)의 1차측 코일의 일단에 직렬로 접속되는 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)와, 전원변압기(30)의 1차측 코일의 다른 일단과, 직렬접속된 제1및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20) 사이에 순방향으로 접속되는 다이오드(D10), 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)에 각각 병렬로 접속되는 제1 및 제2 저항(R10, R20), 및 직렬로 접속된 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)에 병렬로 접속되는 콘덴서(C10)로 구성된다.
스너버 회로부(100)는 스위칭회로부(20)가 턴오프(Turn-off) 구동시, 전원변압기(30)의 1차측 코일에서 역방향으로 인가되는 과도전류를 다이오드(D10)를 통해 콘덴서(C10)에 충전시킨뒤, 제1 및 제2 저항(R10, R20)에서 서서히 방전시켜 단시간내에 급격히 변화하는 역방향 과도전압을 흡수하여 제거시킨다. 이때, 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)도 역방향 과도전압을 클램프(Clamp)해주는 역활을 한다. 이와 같이 역방향 과도전압을 스너버 회로부(100)가 흡수 및 제거하여, 스위칭 회로부(20)내의 전계효과 트랜지스터(Q1) 등이 정격 전압을 초과하여 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 스너브 회로부(100)에서 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)에 각각 병렬로 접속되는 제1저항(R10) 및 제2저항(R20)은 동일한 저항값을 갖는다. 병렬로 접속되며 동일한 저항값을 갖는 제1 및 제2 저항(R10, R20)에 의해, 제1 및 제2 다이오드(TVS10,TVS20)에 인가되는 전압도 거의 균일하게 된다.
도 4는 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)에 인가되는 전압의 파형을 도시하고 있다.
도 4에서, A 파형은 직렬로 접속된 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)의 양단에 인가되는 전압의 파형을 나타내며, 최대값이 216V 임을 나타낸다. Ref1 파형은 제2 TVS 다이오드(TVS20)의 양단에 인가되는 전압의 파형을 나타내며, 최대값이 102V 임을 나타낸다. 그리고, Ref 3 파형은 제1 TVS 다이오드(TVS10)에 인가되는 전압의 파형을 나타내며, 최대값이 108V 임을 나타낸다.
즉, 제1 및 제2 저항(R10, R20)에 의해, 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)에 인가되는 전압은 거의 균일하게 배분됨을 알 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)에 걸리는 전압이 거의 균일하게 됨으로써, 한쪽TVS 다이오드에만 더 높은 전압이 인가되는 것을 방지하여, 각 TVS 다이오드(TVS10, TVS20)가 정격전압의 범위내에서 안정적인 동작을 할 수 있도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 스너브회로부내에 직렬로 접속되는 TVS 다이오드에 균일하게 전압이 인가되게 하여, TVS 다이오드 중 어느 한쪽이 정격전압을 벗어나서 동작하는 되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, TVS 다이오드가 과도적인 역방향 전압에 의해 손상되거나 파괴되는 것을 방지할 수 있어, 전체 전원회로가 안정적인 동작을 수행할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
Claims (6)
- 입력되는 전압에 대해 1, 2 차측 코일의 상호작용을 이용하여 전압을 유기하는 전원변압기;상기 전원변압기의 상기 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속함으로써 상기 전원변압기의 상기 2차측 코일에 유기되는 전압을 제어하는 스위칭 회로부;직렬접속되며, 상기 전원변압기의 상기 1차측 코일을 통해 인가되는 역방향 과도전압을 흡수하는 제1 및 제2 TVS 다이오드;상기 제1 및 제2 TVS 다이오드에 각각 병렬 접속되는 제1 및 제2저항;직렬 접속된 상기 제1 및 제2 TVS 다이오드의 양단에 병렬로 접속되어 상기 전원변압기의 상기 1차측 코일을 통해 인가되는 역방향 전류에 의해 충전되는 콘덴서; 및상기 콘덴서의 충전시 일방향성을 갖는 전류통로를 형성하는 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 전원회로.
- 제1항에 있어서,상기 제1 및 제2저항은, 동일한 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 전원회로.
- 제1항에 있어서,입력되는 교류전원을 정류하여 상기 전원변압기의 상기 제1차측 코일에 인가하는 정류회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 전원회로.
- 제1항에 있어서,상기 전원변압기의 상기 2차측 코일에 유기된 출력전압을 정류하고 평활하는출력회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 전원회로.
- 제1항에 있어서,상기 스위칭 회로부는,상기 전원변압기의 상기 1차측 코일에 흐르는 전류를 단속하는 전계효과 트랜지스터; 및상기 전계효과 트랜지스터의 온/오프 구동을 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 전원회로.
- 제5항에 있어서.상기 전계효과 트랜지스터와 상기 전원변압기의 상기 1차측 코일사이에 잡음 제거를 위한 비즈-코어가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 영상 디스플레이 장치의 전원회로.
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