KR20040068245A

KR20040068245A - 역률 정정 기능을 갖는 회로 배열과 대응 어플라이언스

Info

Publication number: KR20040068245A
Application number: KR10-2004-7009288A
Authority: KR
Inventors: 볼프강 헤르만; 미카엘 마이쯔너; 장-폴 루벨
Original assignee: 톰슨 라이센싱 소시에떼 아노님
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-07-30
Also published as: AU2002358614A8; JP2005513983A; US7248485B2; WO2003052908A3; EP1456936B1; MXPA04005903A; DE60209544D1; US20050116694A1; DE60209544T2; CN100346560C; CN1605147A; EP1456936A2; WO2003052908A2; DE10162048A1; AU2002358614A1; ES2258664T3

Abstract

본 회로 배열은, 메인 연결부(NA), 메인 스위치(S1), 및 역률 정정을 위한 역률 코일(NS)을 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이를 구비한다. 이 경우에, 메인 스위치(S1)는 2개의 스위칭 접점(1,2)을 가지며, 그 중 하나의 스위칭 접점(1)은 상기 메인 연결부(NA)와 상기 스위칭 모드 파워 서플라이 사이의 공급 라인에 배열되며, 이 방식으로 50Hz 라인 망의 위상 또는 중립 도선을 오프 및 온으로 스위칭 한다. 제 2 스위칭 접점(2)의 연결부(c, d)는 상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 드라이버 회로(DC)를 위한 전압원에 위치되며, 상기 제 2 스위칭 접점(2)은, 직접 또는 간접으로 스위칭 오프되는 그 제어 전압(DS)에 의하여, 회로 배열이 스위칭 오프될 때, 스위칭 모드 파워 서플라이어 내의 스위칭 트랜지스터를 오프로 스위칭한다. 릴레이(R1)의 스위칭 접점(3)은 메인 스위치(S1)의 제 1 스위칭 접점(1)과 평행하게 배열되며, 이 릴레이(R1)의 제어 코일(ST)은 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력 전압에 연결된다. 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력 전압이 각각 커패시터에 의하여 버퍼링되기 때문에, 회로 배열이 스위칭 오프된 후 특정 시간 동안 이 릴레이는 여전히 개방되어 있다. 따라서 역률 코일에 저장되어 있는 에너지는 발산되며 메인 연결부로부터 이 릴레이를 통해 에너지를 발산하도록 요구되는 전류를 끌어오는 코일에 의하여 릴레이를 통해 발산된다.

Description

역률 정정 기능을 갖는 회로 배열과 대응 어플라이언스{CIRCUIT ARRANGEMENT WITH POWER FACTOR CORRECTION, AS WELL AS A CORRESPONDING APPLIANCE}

스위칭 모드 파워 서플라이(switched-mode power supply)는 메인 파워 서플라이 시스템(mains power supply system)에 고 펄스 부하를 생성하며, 이것은 메인 파워 서플라이 시스템 내에 고조파 전류(harmonic current)를 유도한다. 이 부하는 사인파 메인 전압(sinusoidal mains voltage)의 전압 최대값 영역에서 일어나며, 이 전압 최대값에서 스위칭 모드 파워 서플라이 내의 에너지 저장 커패시터(energy-storage capacitor)가 재충전된다. 그러므로 비교적 큰 음극선관을 갖는 텔레비전 세트와 같은 비교적 높은 전력 소비를 갖는 어플라이언스는 이제 고조파 전류에 관한 특정 규정을 따라야 한다. 이 경우에 어플라이언스에 의해 유발된 이 메인 파워 서플라이 시스템에 대한 고조파 부하는 소위 역률(power factor)에 의해 나타낼 수 있다.

이 역률을 개선하기 위해 많은 다른 회로 개념들이 알려져 있으며 예를 들어 DE-A-196 10 762, EP-A-0 700 145 및 US 5,986,898에 기술된 것과 같은 회로 개념이다. 이들 회로 개념은 트랜스포머(transformer)의 제 1 차 권선과 메인 정류기 사이에 코일이 있는 제 2 전류 경로를 포함하며, 여기서 이 코일의 인덕턴스(inductance)는 전류 펌프와 같이 작용하며, 이것은 스위칭 트랜지스터에 의해 제어되고, 이 방식으로 스위칭 모드 파워 서플라이 내의 펄스 전류 흐름을 확장시킨다.

스위칭 모드 파워 서플라이의 역률을 개선하기 위한 다른 가능한 방법은 스위칭 모드 파워 서플라이의 입력 영역에 코일을 사용하는 것이다. 이 코일은 50Hz 코일, 메인 주파수 코일 또는 역률 코일이라고 또한 부른다. 다른 코일과의 혼동을 피하기 위해, 그러므로 상세한 설명에서는 항상 이 코일에 대해 역률 코일이라는 용어를 사용한다. 그러나, 이 역률 코일은, 메인 스위치가 어플라이언스를 스위칭 오프하도록 작동될 때, 역률 코일 내의 전류 흐름이 갑자기 중단되는 단점을 가지고 있다. 그러나, 이 코일에 저장되어 있는 에너지는 발산되어야만 한다. 개방(open)은 스위치가 이 회로의 최고 임피던스(impedance)를 나타내는 것을 의미하므로, 매우 높은 전압이 메인 스위치의 스위칭 접점(contacts) 양단에 생성되며 이것은 아크(arc)를 유발한다. 이것은 메인 스위치가 보다 빠르게 노화되고 최악의 경우 잠재적으로 발화원이 되기 때문에 스위치가 안전에 위험을 나타내는 것을 의미한다.

스위칭 접점의 개방의 속도(rate)가 느린 다른 메인 스위치도 마찬가지로 위험하다. 이 경우에, 접점 양단의 전압이 매우 높지 않다 하더라도 역시 아크가 발생되며 대응하는 메인 하프 사이클(mains half-cycle)의 종료때까지 작열(burn)한다. 이것으로 또한 많은 양의 에너지가 이 스위치에서 소실되어 신속한 노화를 유발한다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이를 구비하는 회로 배열에 기초하고 있으며 대응 회로 배열을 갖는 어플라이언스에 관한 것이다.

도 1 은 메인 스위치, 릴레이, 및 스위칭 모드 파워 서플라이를 갖는 회로 배열을 도시하는 도면.

도 2 는 소자 코일을 위한 추가적인 스위칭 접점을 구비하는, 릴레이를 갖는 회로 배열을 도시하는 도면.

도 3 은 스위칭 오프 시에 회로 배열의 전류 및 전압 다이아그램을 도시하는 도면.

본 발명의 목적은, 가능한 한 경제적인 회로 복잡도(complexity)를 가지고 고 신뢰도(reliability)를 갖는, 서두에 언급된 타입의 회로 배열 및 대응하는 어플라이언스를 명시하는 것이다.

본 목적은 청구항 8의 특징에 의한 어플라이언스를 위한 청구항 1의 특징에 의한 회로 배열을 통해 달성된다. 본 발명의 유리한 개선은 종속 청구항에 명시된다.

본 발명에 따른 회로 배열은, 메인 연결부, 메인 스위치, 및 역률 정정을 위한 역률 코일을 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이를 구비한다. 이 경우에 메인 스위치는 2개의 스위칭 접점을 가지며, 그 중 하나의 스위칭 접점은 메인 연결부와 스위칭 모드 파워 서플라이 사이의 공급 라인에 배열되며, 이 방식으로 50Hz 라인망의 위상 또는 중립 도선을 오프 및 온으로 스위칭한다. 제 2 스위칭 접점은 스위칭 모드 파워 서플라이의 드라이버 회로를 위한 전압원에 배열되며, 제어 또는 공급 전압을 스위칭 오프하는 것에 의해, 회로 배열이 스위치 오프될 때, 스위칭 모드 파워 서플라이 내의 스위칭 트랜지스터를 오프로 스위칭한다.

릴레이(relay)의 스위칭 접점은 메인 스위치의 제 1 스위칭 접점과 병렬로 배열되며, 이 릴레이의 제어 코일은 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력 전압에 연결된다. 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력 전압은 커패시터에 의하여 각각 버퍼링되기 때문에, 회로 배열이 스위칭 오프된 후 특정 시간 동안 이 릴레이는 여전히 닫혀 있다. 그러므로 역률 코일에 저장되어 있는 에너지는 이 릴레이를 통해 메인 연결부로부터 에너지를 발산하도록 요구되는 전류를 끌어내는 코일에 의하여 이 릴레이를 통해 발산된다. 메인 연결부로부터 전류의 흐름이 완전히 중단되도록 릴레이 양단에 존재하는 출력 전압이 떨어질 때까지 이 릴레이는 개방되지 않는다.

본 발명은 도면에 개략적으로 예시되어 있는 예시적인 실시예를 사용하여 예를 통해 이하의 본문에서 보다 상세하게 설명된다.

도 1 은, 정류기 수단, 이 예에서, 4개의 다이오드를 갖는 브리지 정류기(BR)와, 에너지 저장 커패시터(C1)와, 제 1 차 권선(W1)과, 제 1 차 측에 배열된 보조 권선(W2) 및 제 2 차 측에 배열된 제 2 차 권선(W3, W4, 및 W5)을 구비하는 트랜스포머(TR)를 갖는 스위칭 모드 파워 서플라이(switched-mode power supply)를 개략적으로 도시한다. 에너지 저장 커패시터(C1)는 이 경우에 브리지 정류기(BR)와제 1 차 권선(W1) 사이에 배열된다. 드라이버 회로(DC)로부터의 제어 전압(DS)에 의하여 제어되는 스위칭 트랜지스터(T1)는 제 1 차 권선(W1)과 직렬로 연결된다. 스위칭 모드 파워 서플라이를 동작시키기 위한 공급 전압(VCC)은 드라이버 회로(DC)에 공급되며, 보조 권선(W2), 다이오드(D1) 및 커패시터(C2)를 통해 생성된다.

도 1의 스위칭 모드 파워 서플라이는 메인 연결부(NA)와 메인 스위치(S1) 외에 2개의 스위칭 접점(1, 2)을 구비하는 회로 배열의 일부이다. 이 회로 배열은, 예를 들어, 텔레비전 세트에 통합된다.

스위칭 모드 파워 서플라이를 제어하기 위해, 드라이버 회로(DC)에는 제어 신호(RS)가 공급되며, 이 제어 신호는, 제 2 차측 상의 공급 전압(U4), 예를 들어 텔레비전 세트 내의 시스템 전압으로부터 유도되며, 도시되지 않은 광커플러(optocoupler) 또는 아이솔레이팅 트랜스포머(isolating transformer)를 통해 스위칭 모드 파워 서플라이의 제 1 차 측으로 전송된다. 소위 스너버 망(snubber network)(SN)은 제 1 차 권선(W1)과 병렬로 배열되며, 스위칭 트랜지스터(T1)가 스위칭 오프될 때 일어나는 전압 스파이크(spike)를 감쇠(damp)시키는데 사용된다.

스위칭 모드 파워 서플라이는 또한 시작 회로(starting circuit)(AS)를 포함하며, 이 시작 회로(AS)는 드라이버 단(DC)에 스위칭 모드 파워 서플라이의 시작 위상을 위한 전력을 공급한다(이 회로 배열이 통합되어 있는 어플라이언스가 스위칭 온 된 후에). 시작 회로(AS)는 통상 고 임피던스 저항 사슬(high-impedance resistor chain)이며, 이것은 공급 전압(VCC)을 생성하기 위해 브리지 정류기(BR)와 커패시터(C2) 사이에 연결부를 생성한다. 동작 동안, 공급 전압(VCC)은 보조 권선(W2)에 의해서뿐만 아니라 다이오드(D1) 및 필터 커패시터(C2)에 의해 생성된다.

도 1에 도시된 바와 같은 스위칭 모드 파워 서플라이는 바람직하게는 플라이백 컨버터 원리(flyback converter principle)에 따라 동작하지만, 다른 회로 원리도 또한 가능하다. 플라이백 컨버터는 바람직하게는 엔터테인먼트 전자회로를 위한 어플라이언스에서 예를 들어 텔레비전 세트와 비디오 레코더에서 사용된다. 이 경우에 플라이백 컨버터 내의 스위칭 트랜지스터(T1)가 스위칭 온될 때 에너지는 트랜스포머(TR)에 저장되며 이후 스위칭 트랜지스터가 스위칭 오프되는 위상에서 제 2 차 권선(W3 내지 W5)으로 및 제 1 차 보조 권선(W2)으로 전송된다. 플라이백 컨버터는 AC/DC 컨버터로서 뿐만 아니라 DC/DC 컨버터로서 모두 사용된다.

이 타입의 스위칭 모드 파워 서플라이는, 브리지 정류기(BR)로부터의 출력 전압이 에너지 저장 커패시터(C1) 양단의 전압 값보다 더 클 때에는, 에너지 저장 커패시터(C1)가 50Hz 메인 전압의 전압 최대값과 전압 최소값 영역에서만 재충전되기 때문에, 낮은 역률(power factor)을 가진다. 스위칭 모드 파워 서플라이의 역률을 개선시키기 위한 하나의 간단한 방법은 메인 연결부(NA)와 에너지 저장 커패시터(C1) 사이에 연결된 메인 주파수 코일 즉 역률 코일(NS)을 사용하는 것이다. 이 예시적인 실시예에서, 이 역률 코일은 메인 스위치(S1)와 메인 정류기(BR) 사이에 연결된다.

이 코일은 에너지 저장 커패시터(C1)를 재충전하는데 사용되는 펄스 전류 흐름의 위상을 확장시키며 이동시키는데, 그 이유는 역률 코일(NS)의 인덕턴스, 예를 들어 50mH 가 코일을 통한 전류 흐름이 점진적으로만 상승하게 하고 다시 한번 감쇠된 방식으로 하강하게 하기 때문이다. 이 경우에 인덕턴스 값의 적절한 선택은 요구조건에 따르는 역률로 달성된다.

역률 코일(NS)이 메인 스위치(S1)의 전류 경로 내에 배열되기 때문에, 역률 코일(NS)의 비교적 높은 인덕턴스는 스위칭 접점(1)이 개방될 때 높은 전압을 유발하며 이것은 스위칭 접점(1)에 아크를 유발한다. 이 메인 스위치(S1)는 2개의 스위칭 접점(1 및 2)을 구비하며, 이중 본 발명에 따라 제 1 스위칭 접점(1)은 메인 연결부(NA)에 공급 라인 a 로 연결되며 제 2 스위칭 접점(2)은 드라이버 회로(DC)를 위한 공급 또는 제어 전압에 연결된다. 메인 연결부(NA)의 제 2 연결부(b)는 스위칭되지 않는 브리지 정류기(BR)에 연결된다.

제 2 스위칭 접점(2)은, 이 방식으로 스위칭 트랜지스터(T1)를 위한 스위칭 전압(DS)을 직접 또는 간접으로 스위칭 오프하기 위해 드라이버 회로를 사용하는 것에 의해 스위칭 트랜지스터(T1)를 스위칭 오프하기 위해 사용된다. 스위칭 접점(2)은, 예를 들어, 드라이버 회로(DC)가 스위칭 오프 과정 동안 공급 전압(VCC)으로부터 단절되도록, 연결점(c' 및 d') 사이에 연결될 수 있다. 이때 스위칭 트랜지스터(T1)는, 수 회의 스위칭 사이클 후에만, 완전히 스위칭 오프된다.

커패시터(미도시)는 유리하게 또한 연결부(c')로부터 하류에 있는 접지에 연결되며 스위치의 스위칭 접점(2)이 되튀는 것을 방지하기 위해 그리고 메인 스위치(S1)로 향하는 긴 공급 라인을 위한 필터링을 제공하기 위해 사용된다. 이 경우에, 커패시터의 커패시턴스는 또한 스위칭 트랜지스터(T1)가 완전히 스위칭 오프되는 스위칭 사이클의 회수에 영향을 미친다.

그러나, 다른 전압, 예를 들어, 드라이버 회로(DC)를 위한 제어 전압이 또한 스위칭 접점(2)에 의해 대응하는 방식으로 스위칭 오프될 수도 있으며, 또는 스위칭 트랜지스터(T1)가 또한 영구히 스위칭 오프될 수 있도록 제어 신호(RS)가 미리 결정된 전압값에 있는 것을 보장하기 위해 스위칭 접점(2)이 사용될 수도 있다.

메인 스위치(S1)의 스위칭 접점(1)과 병렬로 바이패스(bypass)가 배열되며 이 바이패스는 이 스위칭 접점을 브릿징한다. 이 바이패스는 유리하게는 메인 아이솔레이션(mains isolation)을 갖는 릴레이(relay)(R1)이지만, 다른 스위칭 요소, 예를 들어 스위칭 트랜지스터도 또한 사용될 수 있다. 릴레이(R1)가 메인 아이솔레이션을 위해 사용될 때, 제 2 차 측 상의 출력 전압(U2)은 연결부(e)에서 릴레이(R1)의 제어 코일(ST)에 직접 인가될 수 있다. 이 메인 아이솔레이션은 이 경우에 도 1의 라인 N으로 표시되어 있다.

메인 스위치(S1)가 개방될 때, 스위칭 접점(2)은 단 시간에 직접 또는 간접으로 스위칭 트랜지스터(T1)를 스위칭 오프하며, 이로 에너지가 트랜스포머(TR)로부터 제 2 차 권선(W2 내지 W5)으로 더 이상 전달되지 않게 한다. 그러나, 전류는 바이패스, 즉 릴레이(R1)의 스위칭 접점(3)을 통해 여전히 흐를 수 있어, 역률 코일(NS)의 자기장(magnetic field)은, 메인 스위치(S1)의 스위칭 접점(1) 양단에 어떤 아크도 형성되지 않으면서, 릴레이(R1)를 통한 전류 흐름에 의해 발산될 수 있다. 이것은 메인 스위치(S1)의 수명을 상당히 개선시킨다.

출력 전압(U2)은, 예를 들어, 정류 및 평활된 전압이며, 이 전압은, 다이오드와 비교적 큰 필터 커패시터(미도시)에 의하여 공급 전압(U3)으로부터 얻어진다.그리하여 릴레이(R1)의 이 스위칭 접점(3)은 스위칭 접점(1 및 2)과 비교해 볼 때 지연을 갖고 개방되는데, 그 이유는 상기 더 큰 커패시터가 스위칭 트랜지스터의 스위칭 사이클에 비해 상당해 큰 지연을 갖고 방전되기 때문이다. 시정수(time constant)는 이 경우에 이 커패시터의 커패시턴스(capacitance) 및 부하(load)에 의해 생성된 부담(burden)에 따라 달라진다. 메인 연결부(NA)의 연결부(a)는 이 후까지 스위칭 모드 파워 서플라이로부터 완전히 단절되지 않는다.

어플라이언스가 메인 스위치(S1)를 누르는 것에 의해 스위치 온될 때, 스위칭 접점(1 및 2)은 닫히며, 이로 인해 스위칭 모드 파워 서플라이가 스위칭 접점(1)을 통해 기동될 수 있는데, 그 이유는 이와 동시에 드라이버 회로(DC)가 스위칭 접점(2)을 통해 다시 한번 동작할 준비를 하고 있기 때문이다. 일단 스위칭 모드 파워 서플라이가 기동되면, 릴레이(R1)의 스위칭 접점(3)이 또한 출력 전압(U2)에 의해 다시 한번 닫히며, 이로 어플라이언스는 메인 스위치(S1)에 어떤 아크도 발생시키지 않고 다시 스위칭 오프될 수 있다. 스위칭 온 동안, 스위칭 모드 파워 서플라이는 그로 종래의 타입의 어플라이언스 내에 이 메인 스위치(S1)를 사용될 때와 정확히 동일한 방식으로 거동한다.

스위칭 모드 파워 서플라이가 배열되어 있는 어플라이언스는, 정상모드(normal mode)와, 준비모드(readiness mode)라고도 하는 대기모드(standby mode)를 가지는데, 여기서 제 2 차 측에서 생성되고 대기 모드에서 스위칭 오프되는 출력 전압을 전압(U2)으로서 사용하는 것이 유리하다. 이때 릴레이는 대기모드에서 스위칭 오프되며 어떤 에너지도 소비하지 않는다. 스위칭 접점(3)은 이후 개방된다. 그러나, 대기모드에서 어플라이언스의 전력 소비가 너무 작아 메인 스위치의 스위칭 접점(1) 양단에 어떤 아크도 형성될 수 없기 때문에 어플라이언스가 대기모드에 있을 때 어플라이언스를 스위칭 오프하는 것이 불리하지 않다.

도 2 는 도 1에 기술된 바와 같이 연결된 2개의 스위칭 접점(1 및 2)을 갖는 메인 스위치(S1)를 도시한다. 그러나, 릴레이(R2)는, 스위칭 접점(3)과 병렬로, 제 2 스위칭 접점(4)을 구비하는 릴레이로서 여기서 사용된다. 스위칭 접점(4)은, 이 경우에, 소자 코일(demagnetization coil)(미도시)을 구동하기 위해 유리하게 사용되며, 이 소자 코일은 음극선관을 갖는 텔리비전 세트 또는 대응하는 컴퓨터 모니터에 통상 사용된다. 릴레이(R2)의 제어 코일(ST)을 구동하는 것은 이 경우에 도 1에서 릴레이(R1)를 구동하는 것에 대응한다. 릴레이(R2)는 마찬가지로 라인 N으로 표시된 메인 아이솔레이션을 가진다. 동일한 참조 부호는 이 경우에 도 2 내의 다른 연결부 및 요소에 사용되며 이것은 도 1의 연결부와 균등한 연결부 및 요소에 대응한다.

텔레비전 세트나 컴퓨터 모니터에 사용되는 음극선관은 음극선관의 컬러 순도(colour purity)를 유지하기 위해 시간에 따라 소자(demagnetization)를 요구한다. 이것은 소자 코일에 의하여 달성되며, 이 소자 코일에는 통상 어플라이언스를 스위칭 온 하는 과정 동안 AC 전압이 인가된다. 220 볼트의 평균 전압이 이 경우에 AC 전압으로 사용되며 스위칭 온 시간에 큰 전류 서지(current surge)를 생성하며, 이것은 점진적으로 감쇠한다. 이 감쇠는 소위 포지스터(posistor)(PS)에 의하여 생성되며, 이 포지스터는 고 전류에 의해 가열되며, 그 임피던스는 이 과정에서 높아진다.

그러나, 일단 전류 서지가 감쇠되면, 포지스터(PS)는 후속적으로 약 1와트의 전력을 소비하는데, 그 이유는 이것이 영구히 가열되기 때문이다. 이것은 어플라이언스의 대기모드에는 좋지 않은데, 그 이유는 예를 들어 텔레비전 세트를 위한 대기 소비가 가능한 한 낮게 되도록 의도되기 때문이다. 이리하여 릴레이는 대기모드에서 소자 코일을 스위칭 오프하는데 종종 사용된다.

본 발명의 일 개선에서, 포지스터(PS)의 하나의 연결부는 이제 릴레이(R2)의 제 2 스위칭 접점(4)에 연결되며 포지스터(PS)의 제 2 연결부는 메인 연결부(NA)의 연결부(b)에 연결된다. 소자 코일(미도시)은 연결부(i, j)에 연결된다. 제 2 차 전압은 제어 전압(U2)으로서 사용되고 대기 모드에서 스위칭 오프되며, 이로 소자 코일이 또한 대기모드에서 스위칭 접점(4)에 의해 스위칭 오프된다. 이것은 소자 코일을 스위칭 오프하기 위한 릴레이와 이 릴레이를 위한 대응하는 구동을 덜어준다.

그러므로, 전압(U2)은 정상모드에서만 존재할 수 있으며 이 전압은 소자 과정에 의해 유발된 이미지 교란을 피하기 위하여 음극선관 내의 편향 과정의 시작 전에 이용가능하여야 한다. 그러나, 적절한 전압이 이미 텔레비전 세트에서 이용가능하므로, 릴레이(R2)는 메인 스위치 내 아크 효과로 인해 생기는 마모(wear)를 피할 수 있게 할 뿐만 아니라 소자 코일이 대기 모드에서 스위칭 오프되는 것을 의미한다.

도 1에 도시된 바와 같은 회로의 동작은 이제 도 3에 도시된 전류 및 전압 다이아그램을 사용하여 보다 상세하게 설명된다. I1 은 이 경우에 메인 스위치(S1)의 스위칭 접점(1)을 통해 흐르는 전류이며, I2 는 릴레이(R1)의 스위칭 접점(3)을 통해 흐르는 전류이다. U1은 드라이버 회로(DC)의 연결부(c')에 인가되는 전압이며, U2 는 연결부(e 및 f)에 인가되는 제 2 차 전압이다.

시간 t1 때까지 스위칭 모드 파워 서플라이는 정상 모드에서 동작된다. 이것은 에너지 저장 커패시터(C1)가 재충전되고 역률 정정 코일(NS)에 의해 감쇠될 때, 전류 I1 및 I2 내의 50Hz 전류 펄스를 선명하게 보여준다. 이 전류 I1 및 I2 는 이 경우에 동일한 크기이며, 그 이유는 전류가 메인 스위치(S1)와 릴레이(R1)에 의해 공유되기 때문이다.

시간 t1에서 메인 스위치(S1)가 이제 동작되며 어플라이언스는 스위칭 오프된다. 전압 U1, 즉 드라이버 회로(DC)를 위한 공급 전압은 그 결과 즉시 떨어진다. 스위칭 접점(1)을 통한 전류 흐름 I1도 또한 즉각 중단된다. 전류 I2의 2배의 전류가 이제 릴레이(R1)의 스위칭 접점(3)을 통해 흐르는데, 그 이유는 커패시터(C1)가 다시 한번 완전히 재충전되기 때문이다. 이 과정이 계속되면서, 전류 I2는 감쇠하지만, 그러나, 이에 의해 정정 코일(NS) 내의 자기장 또한 발산된다.

그러나, 전압(U2)이 시간 t1 후에는 점진적으로만 하강하는데, 그 이유는 제 2 차 전압(U2)을 위한 필터 커패시터가 점진적으로만 방전되기 때문이다. 릴레이(R1)의 접점(3)은, 전압(U2)이 특정 임계값보다 더 떨어졌을 때인 시간 t2때까지 개방되지 않으며, 이로 메인 연결부(NA)의 연결부(a)가 이 시간 후에야 메인 연결부로부터 완전히 아이솔레이트 된다. 시간 t2는 이 경우에 시간 t1 후 약 100밀리초 후에 일어나며, 이로 스위칭 접점(1)의 양단 또는 릴레이(R1)의 스위칭 접점(3)의 양단에는 이제 전혀 아크가 생성되지 않게 된다. 릴레이(R1)를 통한 전류 흐름은 시간 t2 에서 더 이상 볼 수 없다.

본 발명의 보다 상세한 개선은 이 기술 분야에 숙련된 사람의 능력 내에 있다. 특히, 트랜지스터와 같은 다른 적절한 스위칭 수단이 또한 릴레이로 사용될 수도 있다. 적절한 어플라이언스 내에 고전압 트랜스포머에 의해 생성된 공급 전압이 또한 릴레이(R1 또는 R2)를 위한 제어 전압(U2)으로 사용될 수도 있다. 만일 다수의 스위칭 모드 파워 서플라이, 예를 들어, 정상모드를 위해 제 1 스위칭 모드 파워 서플라이와 대기모드를 위해 제 2 스위칭 모드 파워 서플라이가 이 회로 배열에 사용되는 경우, 대기 스위칭 모드 파워 서플라이의 전력 소비는 무시될 수 있으므로, 스위칭 접점(2)을 사용하여 제 1 스위칭 모드 파워 서플라이를 스위칭 오프하는 것만으로도 충분하다. 본 발명은 앞서 이미 설명된 바와 같이 또한 플라이백 컨버터로 제한되지 않으며 역률 정정이 요구될 때 다른 스위칭 모드 파워 서플라이 개념에 또한 사용될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명은 스위칭 모드 파워 서플라이를 구비하는 회로 배열에 및 대응 회로 배열을 갖는 어플라이언스에 이용가능하다.

Claims

메인 연결부(NA), 2개의 스위칭 접점(1, 2)을 갖는 메인 스위치(S1), 및 스위칭 모드 파워 서플라이를 구비하는 회로 배열로서,

상기 스위칭 모드 파워 서플라이는, 정류기 수단(BR), 제 1 차 권선(W1)을 갖는 트랜스포머(TR), 상기 정류기 수단(BR)과 상기 제 1 차 권선(W1) 사이에 있는 에너지 저장 커패시터(C1), 스위칭 트랜지스터(T1), 상기 스위칭 트랜지스터(T1)를 위한 제어 전압(DS)을 생성하기 위한 드라이버 회로(DC), 및 역률 정정을 위한 역률 코일(NS)을 구비하는, 회로 배열에 있어서,

상기 메인 연결부(NA)와 상기 정류기 수단(BR) 사이에는 제 1 스위칭 접점(1)이 배열되며,

상기 제 2 스위칭 접점(2)은 상기 스위칭 트랜지스터(T1)를 위한 제어 전압(DS)을 스위칭 오프하기 위해 상기 드라이버 회로(DC)를 위한 공급(VCC) 또는 제어 전압에 연결되는

것을 특징으로 하는, 회로 배열.
제 1 항에 있어서, 상기 트랜스포머(TR)는 상기 드라이버 회로(DC)를 위한 공급 전압(VCC)을 생성하기 위한 보조 권선(W2)을 구비하며, 그리고 상기 제 2 스위칭 접점(2)은 상기 공급 전압(VCC)을 스위칭 오프하기 위해 상기 보조 권선(W2)과 상기 드라이버 회로(DC) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
제 2 항에 있어서, 상기 공급 전압(VCC)을 생성하기 위한 커패시터(C2) 뿐만 아니라 다이오드(D1)가 상기 보조 권선(W2)의 하나의 연결부(a)에 배열되며, 그리고 상기 제 2 스위칭 접점이 상기 커패시터(C2)와 상기 드라이버 회로(DC) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회로 배열은 릴레이(R1, R2) 또는 일부 다른 스위칭 요소를 구비하며, 그 스위칭 접점(3)은 상기 메인 스위치(S1)의 제 1 스위칭 접점(1)과 병렬로 배열되는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
제 4 항에 있어서, 상기 스위칭 모드 파워 서플라이로부터 정류 및 필터링된 출력 전압(U2)은 상기 릴레이(R1, R2)의 제어 코일(ST)의 하나의 연결부(e)에 인가되며, 이로 상기 릴레이(R1, R2)의 스위칭 접점(3)이 출력 전압(U2)이 떨어지는 경우 개방되며, 그리고 상기 회로 배열이 스위칭 오프될 때 상기 공급 전압(VCC) 또는 제어 전압은 상기 스위칭 모드 파워 서플라이의 출력 전압(U2)보다 더 빠르게 떨어지는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
제 5 항에 있어서, 상기 스위칭 모드 파워 서플라이는 정상 모드와 대기 모드를 구비하며, 상기 출력 전압(U2)은 상기 제 2 차 측에 배열된 권선(W3 내지 W5)에 의해 생성되며, 그리고 상기 출력 전압(U2)은 상기 대기 모드에서 스위칭 오프되는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
제 6 항에 있어서, 상기 릴레이(R1, R2)는, 상기 대기 모드에서 소자 코일(demagnetization coil)이 스위칭 오프되도록 하는, 상기 소자 코일과 상기 메인 연결부(NA) 사이에 배열되는 제 2 스위칭 접점(4)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 스위칭 접점(1)과 상기 정류기 수단(BR) 사이에는 상기 메인 주파수 코일(NS)이 배열되는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 회로 배열을 구비하는 것을 특징으로 하는, 어플라이언스.
제 9 항에 있어서, 상기 어플라이언스는 소자 코일을 갖는 음극선관을 구비하는 것을 특징으로 하는, 어플라이언스.