KR20070121355A - Power reduction apparatus in switching mode power supply - Google Patents

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Abstract

A power reduction apparatus in a switching mode power supply is provided to minimize a standby power by breaking the power supplied to a switching circuit during a standby mode by SMPS(Switching Mode Power Supply). A power reduction apparatus in a switching mode power supply includes a rectifying circuit(201), a snubber circuit(203), a feedback circuit(207), a switching circuit(205), a microcomputer(211), and a power reducing circuit(209). The rectifying circuit rectifies and smoothes an AC voltage and applies the rectified and smoothed voltage to a primary coil. The snubber circuit selectively suppresses a specific noise from the AC voltage. The feedback circuit feeds back an output voltage from an SMPS. The switching circuit switches a current supply to the primary coil, so that the DC voltage is adjusted to a target voltage. The microcomputer detects an SMPS and supplies an input voltage during the standby mode. The power reducing circuit turns off a switching transistor according to an input voltage from the microcomputer during the standby mode, so that the power is disconnected from the switching circuit.

Description

ＳＭＰＳ의 전력 절감장치{POWER REDUCTION APPARATUS IN SWITCHING MODE POWER SUPPLY}Power saving device of SMPS {POWER REDUCTION APPARATUS IN SWITCHING MODE POWER SUPPLY}

도 1은 종래 SMPS를 도시한 도면,1 is a view showing a conventional SMPS,

도 2는 본 발명에 따른 SMPS의 전력 절감장치를 도시한 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a power saving device of the SMPS according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

201 : 정류회로 203 : 스너버 회로201: rectifier circuit 203: snubber circuit

205 : 스위칭 회로 207 : 피드백 회로205: switching circuit 207: feedback circuit

209 : 전력 절감회로 2091 : 비교기209: power saving circuit 2091: comparator

2093, 2095 : 트랜지스터 211 : 마이컴2093, 2095: transistor 211: micom

본 발명은 SMPS(Switching Mode Power Supply, SMPS)의 전력 절감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SMPS 회로가 대기(Stand by) 모드 시 소모 전력을 절감할 수 있는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power saving device of a switching mode power supply (SMPS), and more particularly, to an apparatus capable of reducing power consumption when a SMPS circuit is in a stand by mode.

주지된 바와 같이, SMPS는 펄스폭이 변조된 신호에 따라 스위칭 소자를 스위칭하여 리플(ripple) 성분이 제거된 양질의 전원을 발생시켜 전자 기기가 원활하게 동작되도록 하는 전원 공급 장치로써, 선형 전원 공급 장치(Linear Power Supply)에 비하여 소형, 경량, 고효율로 설계가 가능하며, 이와 관련된 기술은 경박 단소, 에너지 절약 등의 전원 공급 장치에 대한 시대적 요구에 편승하여 급속히 발전의 기로에 있다.As is well known, SMPS is a power supply that switches the switching element according to a pulse width modulated signal to generate a high-quality power source with no ripple component, so that electronic devices can operate smoothly. It is possible to design small size, light weight, and high efficiency compared to linear power supply, and the related technology is rapidly developing at the crossroad of the demand for power supply such as light and small, and energy saving.

이러한 SMPS의 종류는 크게 100V계, 200V계 및 자유전원(Free Voltage)형으로 분류되고 200V계 SMPS의 회로 부품은 100V계 SMPS의 회로 부품보다 고가여서 상호 분리하여 설계하며 자유 전원형은 구동 회로 및 부품의 구성이 200V계와 유사한 것이 특징이다.The types of SMPS are largely classified into 100V, 200V and Free Voltage types. The circuit components of the 200V SMPS are more expensive than the circuit components of the 100V SMPS and are designed separately from each other. It is characterized by similar components to 200V system.

도 1은 종래 기술에서의 출력전압(Vo)이 고정된 SMPS를 개략적으로 나타낸 회로도로서, 교류 전압을 브릿지 다이오드와 커패시터의 결합에 의해 전파 정류 및 평활화하여 일차측 코일(L1)에 인가하는 정류회로(101)와, 정류회로(101)에 의해 정류 및 평활화된 교류 전압에서의 특정 잡음만을 제한하는 스너버 회로(103)와, 피드백 회로(107)로부터 피드백되어 인가되는 직류 전압을 원하는 전압으로 맞추기 위하여 일차측 코일(L1, L3)로의 전류 흐름 온/오프를 스위칭하는 스위칭 회로(105)와, TL431로 이루어져 출력전압(Vo)을 스위칭회로(105)에 피드백시켜 인가하는 피드백 회로(107)와, 일차측 코일(L1)에 의해 발생된 교류전압이 이차측 코일(L2)에 유기되어 정류 다이오드(D)와 평활 콘덴서(C1)에 의해 반파 정류되어 원하는 직류 전압을 검출하고, 코일(L3) 및 콘덴서(C2)에 의해 필터링되어 원하는 직류(DC) 전압(Vo)을 만들어 전자기기나 회로에 출력하도록 구성되어 있다. 여기서, 스위칭 회로(105)에 정류 및 평활화된 교류 전압에서의 특정 잡음만을 제한하기 위 한 저항(R1)과 콘덴서(C3) 및 다이오드(D2)가 더 구비되어 설계되어 있다. FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing a SMPS having a fixed output voltage Vo in the prior art, in which a rectifier circuit is applied to a primary coil L1 by full-wave rectification and smoothing of an AC voltage by a combination of a bridge diode and a capacitor. And a snubber circuit 103 for limiting only a specific noise in an AC voltage rectified and smoothed by the rectifier circuit 101, and a DC voltage fed back from the feedback circuit 107 to a desired voltage. A switching circuit 105 for switching current flow on / off to the primary coils L1 and L3, and a feedback circuit 107 composed of TL431 for feeding back the output voltage Vo to the switching circuit 105 and The AC voltage generated by the primary coil L1 is induced in the secondary coil L2 and rectified by the rectifying diode D and the smoothing capacitor C1 by half-wave to detect a desired DC voltage. And condenser (C2) It is filtered by making it a desired direct current (DC) voltage (Vo) is configured to output to the electronic device or circuit. Here, the switching circuit 105 is designed to further include a resistor R1, a capacitor C3, and a diode D2 for limiting only a specific noise in the rectified and smoothed AC voltage.

그러나, 상술한 바와 같이 구성된 종래의 SMPS는 활성 모드가 아닌 대기모드 시, 피드백 회로(107)로부터 피드백되어 인가되는 직류 전압을 원하는 전압으로 맞추기 위하여 일차측 코일(L1, L3)로의 전류 흐름 온/오프를 스위칭하는 스위칭 회로(103)가 계속적으로 동작되어 불필요한 전력을 소모함에 따라 부품 회로 수명을 단축시키는 문제점을 갖는다. However, in the conventional SMPS configured as described above, in the standby mode other than the active mode, the current flows on / off the primary coils L1 and L3 to adjust the DC voltage fed back from the feedback circuit 107 to a desired voltage. The switching circuit 103 for switching off has a problem of shortening component circuit life as it continuously operates to consume unnecessary power.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 SMPS 회로가 대기(Stand by) 모드 시 스위칭 회로의 스위칭 동작을 멈추게 하여 소모 전력을 절감하여 대기전력을 최소화할 수 있도록 하는 SMPS의 전력 절감장치를 제공함에 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the SMPS circuit is to stop the switching operation of the switching circuit in the standby (Stand by) mode to reduce the power consumption to minimize the standby power To provide a power saving device of the SMPS.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 SMPS의 전력 절감장치는 교류 전압을 전파 정류 및 평활화하여 일차측 코일에 인가하는 정류회로와, 정류 및 평활화된 교류 전압에서의 특정 잡음만을 선택 제한하는 스너버 회로와, SMPS의 출력전압을 피드백하는 피드백 회로와, 피드백되어 인가되는 직류 전압을 목표 전압으로 맞추기 위하여 일차측 코일로의 전류 온/오프를 스위칭하는 스위칭 회로와, SMPS의 대기 모드를 판별하여 대기 모드 시, 입력 전압을 공급하는 마이컴 수단과, SMPS가 대기 모드 시, 마이컴 수단으로부터 공급되는 입력 전압에 따라 스위칭 트랜지스터를 오프(off)시켜 스위칭 회로로의 전원 공급을 차단하는 전력 절감회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention for achieving the above object, the power saving device of the SMPS is a rectifier circuit for applying full-wave rectification and smoothing the AC voltage to the primary coil, and snubber to selectively limit only the specific noise in the rectified and smoothed AC voltage A circuit, a feedback circuit for feeding back the output voltage of the SMPS, a switching circuit for switching the current on / off to the primary coil in order to match the applied DC voltage to the target voltage, and the standby mode of the SMPS is determined and standby. A microcomputer means for supplying an input voltage in a mode, and a power saving circuit for turning off the switching transistor according to the input voltage supplied from the microcomputer means in the SMPS mode to cut off power supply to the switching circuit. It is characterized by.

이하, 본 발명의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해하게 될 것이다. Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention may exist, and a preferred embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Those skilled in the art will appreciate the objects, features and advantages of the present invention through this embodiment.

본 발명의 핵심 기술요지를 살펴보면, SMPS가 대기 모드 시, 스위칭 회로(205)로 인가되는 전원을 차단시키기 위하여 비교기(2091)는 SMPS가 대기 모드 시, 마이컴(211)으로부터 하이(High) 신호인 입력 전압(예컨대, 5V)을 제공받은 다음에, 제너 다이오드(Df)의 기준 전압(예컨대, 0.7V)과 비교하여 기준 전압보다 높으면, 저항(R3)을 통해 흐르는 전압을 저항(R4)를 통해 트랜지스터(TR2)에 인가한다. Looking at the core technology of the present invention, when the SMPS is in the standby mode, the comparator 2091 is a high signal from the microcomputer 211 when the SMPS is in the standby mode, to cut off the power applied to the switching circuit 205 After receiving the input voltage (e.g., 5V) and then higher than the reference voltage compared to the reference voltage (e.g., 0.7V) of the zener diode (Df), the voltage flowing through the resistor (R3) is passed through the resistor (R4). It applies to the transistor TR2.

그러면, 2개의 스위칭 트랜지스터(TR1, TR2) 중 트랜지스터(TR2)가 도통(On)되어 그라운드(GND)됨에 따라 트랜지스터(TR1)가 오프(Off)되어 스위칭 회로(205)로의 전원 공급을 차단시켜 스위칭 동작을 멈추게 할 수 있는 것으로, 이러한 기술적 사상을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.Then, as the transistor TR2 becomes conductive (On) and grounds (GND) of the two switching transistors TR1 and TR2, the transistor TR1 is turned off to cut off the power supply to the switching circuit 205, thereby switching. It is possible to stop the operation, it is possible to easily achieve the object of the present invention through this technical idea.

도 2는 본 발명에 따른 SMPS의 전력 절감장치를 도시한 블록 구성도로서, 정류회로(201)와, 스너버 회로(203)와, 스위칭 회로(205)와, 피드백 회로(207)와, 전력 절감회로(209)를 포함하며, 일차측 코일(L1)에 의해 발생된 교류전압이 이차측 코일(L2)에 유기되어 정류 다이오드(D)와 평활 콘덴서(C1)에 의해 반파 정류되어 원하는 직류 전압을 검출하고, 코일(L3) 및 콘덴서(C2)에 의해 필터링되어 원하는 직류(DC) 전압(Vo)을 만들어 전자기기나 회로에 출력하도록 구비되어 있으며, 또한 스위칭 회로(205)에 정류 및 평활화된 교류 전압에서의 특정 잡음만을 제한하기 위한 저항(R1)과 콘덴서(C3) 및 다이오드(D2)가 더 구비되어 있다. 2 is a block diagram showing a power saving device of the SMPS according to the present invention, the rectifier circuit 201, snubber circuit 203, switching circuit 205, feedback circuit 207, power A reduction circuit 209, and the AC voltage generated by the primary coil L1 is induced in the secondary coil L2 to be half-wave rectified by the rectifying diode D and the smoothing capacitor C1, and thus the desired DC voltage. Is detected and filtered by the coil L3 and the capacitor C2 to generate a desired direct current (DC) voltage Vo and output to the electronic device or the circuit, and rectified and smoothed to the switching circuit 205. A resistor R1, a capacitor C3, and a diode D2 are further provided to limit only specific noise at the AC voltage.

정류회로(201)는 교류 전압을 브릿지 다이오드와 커패시터의 결합에 의해 전파 정류 및 평활화하여 일차측 코일(L1)에 인가한다.The rectifier circuit 201 applies an AC voltage to the primary side coil L1 by full-wave rectification and smoothing by coupling a bridge diode and a capacitor.

스너버 회로(203)는 정류회로(101)에 의해 정류 및 평활화된 교류 전압에서의 특정 잡음만을 제한한다.The snubber circuit 203 limits only certain noise at the AC voltage rectified and smoothed by the rectifier circuit 101.

스위칭 회로(205)는 피드백 회로(207)로부터 피드백되어 인가되는 직류 전압을 원하는 전압으로 맞추기 위하여 일차측 코일(L1, L3)로의 전류 흐름 온/오프를 스위칭한다.The switching circuit 205 switches the current flow on / off to the primary side coils L1 and L3 to adjust the DC voltage fed back from the feedback circuit 207 to a desired voltage.

피드백 회로(207)는 TL431로 이루어져 출력전압(Vo)을 스위칭회로(205)에 피드백하여 인가한다. The feedback circuit 207 is composed of TL431 and feeds back the output voltage Vo to the switching circuit 205.

전력 절감회로(209)는 SMPS가 대기 모드 시, 스위칭 회로(205)로 인가되는 전원을 차단시키기 위한 블록으로서, 비교기(2091)와, 2개의 스위칭 트랜지스터(TR1, TR2)와, 다수의 저항(R2, R3, R4)으로 이루어져 있다. The power saving circuit 209 is a block for shutting off the power applied to the switching circuit 205 when the SMPS is in the standby mode, and includes a comparator 2091, two switching transistors TR1 and TR2, and a plurality of resistors ( R2, R3, R4).

비교기(2091)는 SMPS가 대기 모드 시, 마이컴(211)으로부터 하이(High) 신호인 입력 전압(예컨대, 5V)을 제공받은 다음에, 제너 다이오드(Df)의 기준 전압(예컨대, 0.7V)과 비교하여 기준 전압보다 높으면, 저항(R3)을 통해 흐르는 전압을 저항(R4)을 통해 트랜지스터(TR2)에 인가한다. The comparator 2091 receives an input voltage (eg, 5V) that is a high signal from the microcomputer 211 when the SMPS is in the standby mode, and then compares the reference voltage (eg, 0.7V) of the Zener diode Df with the reference voltage. Compared with the reference voltage, the voltage flowing through the resistor R3 is applied to the transistor TR2 through the resistor R4.

그러면, 2개의 스위칭 트랜지스터(TR1, TR2) 중 트랜지스터(TR2)가 도통(On) 되어 그라운드(GND)됨에 따라 트랜지스터(TR1)가 오프(Off)되어 스위칭 회로(205)로의 전원 공급을 차단시킨다. Then, as the transistor TR2 becomes conductive (On) and grounds (GND) of the two switching transistors TR1 and TR2, the transistor TR1 is turned off to cut off the power supply to the switching circuit 205.

따라서, SMPS 회로가 대기(Stand by) 모드 시 스위칭 회로(205)로의 전원 공급을 차단시켜 스위칭 동작을 멈추게 함으로써, 소모 전력을 절감시켜 대기전력을 최소화할 수 있다. Therefore, the SMPS circuit stops the switching operation by interrupting the power supply to the switching circuit 205 in the stand by mode, thereby reducing the power consumption and minimizing the standby power.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 SMPS 회로가 대기(Stand by) 모드 시 스위칭 회로로의 전원 공급을 차단시켜 스위칭 동작을 멈추게 함으로써, 소모 전력을 절감시켜 대기전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of minimizing standby power by reducing power consumption by stopping power supply to the switching circuit in the standby mode by the SMPS circuit.

Claims (2)

교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)의 전력 절감장치로서, It is a power saving device of Switching Mode Power Supply (SMPS) that converts AC voltage into DC voltage and outputs it. 상기 교류 전압을 전파 정류 및 평활화하여 일차측 코일에 인가하는 정류회로와, A rectifier circuit for full-wave rectifying and smoothing the AC voltage and applying it to the primary coil; 상기 정류 및 평활화된 교류 전압에서의 특정 잡음만을 선택 제한하는 스너버 회로와, A snubber circuit for selectively limiting only specific noise in the rectified and smoothed AC voltage; 상기 SMPS의 출력전압을 피드백하는 피드백 회로와, A feedback circuit for feeding back the output voltage of the SMPS; 상기 피드백되어 인가되는 직류 전압을 목표 전압으로 맞추기 위하여 상기 일차측 코일로의 전류 온/오프를 스위칭하는 스위칭 회로와, A switching circuit for switching current on / off to the primary side coil to adjust the fed-in direct current voltage to a target voltage; 상기 SMPS의 대기 모드를 판별하여 대기 모드 시, 입력 전압을 공급하는 마이컴 수단과, Microcomputer means for determining a standby mode of the SMPS and supplying an input voltage in the standby mode; 상기 SMPS가 대기 모드 시, 상기 마이컴 수단으로부터 공급되는 입력 전압에 따라 스위칭 트랜지스터를 오프(off)시켜 상기 스위칭 회로로의 전원 공급을 차단하는 전력 절감회로A power saving circuit for switching off the power supply to the switching circuit by turning off the switching transistor according to an input voltage supplied from the microcomputer means when the SMPS is in a standby mode 를 포함하는 SMPS의 전력 절감장치.SMPS power saving device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전력 절감회로는, The power saving circuit, 상기 스위칭 회로로의 전력 공급을 스위칭하는 스위칭 트랜지스터(TR1)와, A switching transistor TR1 for switching the power supply to the switching circuit; 상기 SMPS가 대기 모드 시, 상기 마이컴으로부터 입력 전압을 제공받은 다음에, 제너 다이오드(Df)의 기준 전압과 비교하여 기준 전압보다 높으면, 저항(R3)을 통해 흐르는 전압을 인가하는 비교기와, A comparator for applying a voltage flowing through the resistor R3 if the SMPS is provided with the input voltage from the microcomputer in the standby mode and then is higher than the reference voltage compared to the reference voltage of the zener diode Df; 상기 트랜지스터(TR1)와 비교기간에 연결되어 있으며, 상기 비교기로부터 인가되는 전압에 따라 도통(On)되어 그라운드(GND)됨에 따라 상기 트랜지스터(TR1)를 오프(Off)시켜 상기 스위칭 회로로의 전원 공급을 차단하도록 스위칭하는 스위칭 트랜지스터(TR2)The transistor TR1 is connected to the transistor TR1 in a comparison period, and is turned on according to the voltage applied from the comparator to be grounded, thereby turning off the transistor TR1 to supply power to the switching circuit. Switching transistor (TR2) to switch off 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 SMPS의 전력 절감장치.SMPS power saving device characterized in that it further comprises.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102364501B1 (en) * 2021-07-08 2022-02-17 이지희 LED signboard standby power supply module for power consumption reduction

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