KR20090022222A

KR20090022222A - 전원제어장치

Info

Publication number: KR20090022222A
Application number: KR1020070087379A
Authority: KR
Inventors: 조광승; 노영승
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2009-03-04

Abstract

본 발명에 따른 전원제어장치는, 일차측 및 이차측을 가지며 입력전압을 공급받아 서로 다른 크기의 제1 및 제2 전압과 스텐바이 전압을 출력하는 트랜스포머; 상기 제1 전압을 인가받아 동작하며 스텐바이 전압의 크기를 제어하기 위한 스텐바이 전압 제어부; 상기 트랜스포머로부터 출력되는 제1 및 제2 전압을 강하시켜 출력하는 제1 및 제2 전압강하부; 상기 트랜스포머와 연결되고 외부로부터 파워온 신호를 인가받아 상기 강하된 제2 전압을 출력하는 제1 감지부; 상기 트랜스포머로부터 출력되는 스텐바이 전압이 기 설정된 기준전압 이상의 크기를 갖는 경우 상기 스텐바이 제어부의 동작을 정지시키기 위한 제2 감지부; 상기 제1 감지부로부터 출력되는 제2 전압에 의해 제어되며 상기 강하된 제1 전압의 출력을 제어하는 스위칭부; 상기 제2 전압강하부 및 제1 감지부와 연결되고 상기 스위칭부에서 쇼트 발생시 온 되어 상기 제2 전압을 상기 제1 감지부로 공급하는 제1 다이오드; 및 상기 스위칭부에서 쇼트 발생시 상기 스텐바이 전압 제어부를 접지시키기 위한 접지부;를 포함한다.

전원제어, SMPS, LCD, 스텐바이 전압, 쇼트, 발열, 화재, P/L

Description

전원제어장치{Switching mode power supply}

본 발명은 전원제어장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 LCD SMPS에서 파워의 온/오프 제어시 출력전압의 공급을 제어하기 위하여 이를 제어하는 스위칭수단의 게이트 신호를 컬렉터 전압과 다른 별도의 전압으로 사용함으로써 스위칭수단에 쇼트가 발생할 경우에 도통됨에 따라 발열하지 않고, 스텐바이 전압 제어부를 접지시켜 제2 전압을 간헐적으로 출력시킴으로써 저항에서의 화재를 방지할 수 있는 전원제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display)는, 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 외부로부터 인가되는 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전기소자로써, 자기발광성이 없어 후광이 필요하지만 소비전력이 적고 휴대하기 편리하여 널리 쓰이는 평판 디스플레이의 일종이다.

이러한 LCD를 이용한 TV는 외부로부터 인가되는 영상신호를 디스플레이하기 위하여 LCD 및 스피커 등의 구성요소에 다양한 크기를 갖는 전압을 공급하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 필수적으로 구비하고 있다.

이하, 관련도면을 참조하여 종래 기술에 의한 전원제어장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 의한 전원제어장치를 나타낸 블럭도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 전원제어장치의 제1 전압을 나타낸 파형도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 의한 전원제어장치는 트랜스포머(10), 스텐바이 전압 제어부(20), 제1 및 제2 전압강하부(31, 32), 제1 및 제2 감지부(40, 50), 스위칭부(60) 및 제3 제너 다이오드(Z3)로 이루어진다.

여기서, 상기 트랜스포머(10)는 상기 스텐바이 전압 제어부(20)에 의해 제어되어 인가되는 입력전압을 일차측으로 인가받아 이차측으로 유기시킴으로써 스텐바이 전압(V_STB)을 출력한다.

상기 스텐바이 전압 제어부(20)는 상기 제2 전압강하부(32) 및 제2 감지부(40)와 연결되고, 상기 제2 전압강하부(32)에 의해 강하된 제2 전압을 인가받아 동작하여 상기 스텐바이 전압(V_STB)의 출력을 제어하고, 상기 제2 감지부(40)에 의해 접지될 경우 버스트 모드(Burst Mode)로 동작하게 된다.

상기 제1 및 제2 전압강하부(31, 32)는 각각 하나씩의 저항(R1, R2)과 다이오드(D1, D2)로 이루어지며, 상기 트랜스포머(10)로 입력되는 입력전압을 분할하여 인가받고 이를 강하시켜 제1 및 제2 전압으로 각각 출력한다.

상기 제1 감지부(40)는 제1 포토 커플러(41), 제3 저항(R3) 및 제1 스위칭수단(M1)으로 이루어지고 상기 트랜스포머(10)와 연결되어 외부로부터 인가되는 파워 온 신호(P_on)를 인가받아 상기 제1 전압을 상기 스위칭부(60)에 전달한다.

이때, 상기 제1 포토 커플러(41)는 제1 포토 트랜지스터(PM1) 및 포토 다이오드(PD1)로 이루어지고 상기 제3 저항(R3), 제1 전압강하부(31) 및 스위칭부(60)와 연결되며 상기 제1 포토 다이오드(PD1)가 상기 제3 저항(R3)를 통해 상기 트랜스포머(10)으로부터 인가되는 스텐바이 전압(V_STB)에 의해 온 될 경우 상기 제1 포토 트랜지스터(PM1)가 온 되어 상기 제1 전압을 상기 스위칭부(60)에 전달한다.

상기 제1 스위칭수단(M1)은 컬렉터가 상기 제1 포토 커플러(41)의 제1 포토 다이오드(PD1)와 연결되고 이미터가 접지되며 외부로부터 파워 온 신호(P_on)가 인가될 경우 온 되어 상기 제1 포토 다이오드(PD1)를 온 시킨다.

상기 제2 감지부(50)는 제2 포토 커플러(51), 제4 및 제5 저항(R4, R5), 제1 제너 다이오드(Z1)로 이루어지고 상기 트랜스포머(10)와 연결되어 상기 스텐바이 전압(V_STB)이 기준전압 이상일 경우 상기 스텐바이 전압 제어부(20)를 접지시킨다.

이때, 상기 제2 포토 커플러(51)는 제2 포토 트랜지스터(PM2) 및 제2 포토 다이오드(PD2)로 이루어지고 상기 제5 저항(R5), 스텐바이 전압 제어부(20) 및 제1 제너 다이오드(Z1)와 연결되며 상기 제2 포토 다이오드(PD2)가 온 될 경우 상기 제2 포토 트랜지스터(PM1)가 온 되어 상기 스텐바이 전압 제어부(20)를 접지시켜 상기 스텐바이 전압 제어부(20)가 버스트 모드로 동작하게 한다.

이때, 상기 제4 저항(R4)을 통해 제1 제너 다이오드(Z1)로 인가된 스텐바이 전압(V_STB)이 기준전압보다 클 경우 상기 제1 제너 다이오드(Z1)가 온 되어 접지 되며 이에 의해 상기 제2 포토 다이오드(PD2)가 온 된다.

그리고, 상기 스위칭부(60)는 제2 스위칭수단(M2) 및 게이트 신호 출력부(61)로 이루어지고, 제2 스위칭수단(M2)이 상기 게이트 신호 출력부(61)에 의해 출력되는 게이트 신호에 의해 온 됨에 따라 상기 제1 전압강하부(31)로부터 출력된 제1 전압을 이와 연결된 출력부(70)로 출력한다. 이때, 상기 출력부(70)는 상기 출력된 제1 전압에 의해 동작하여 LCD를 구동시키기 위한 다수의 전압을 출력하는 장치이다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 전원제어장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 기술에 의한 전원제어장치는, 상기 제1 감지부(40)에 의해 제1 전압이 게이트 신호 출력부(61)로 인가되고 상기 게이트 신호 출력부(61)에서 일정크기의 게이트 신호를 출력할 경우에 상기 제2 스위칭수단(M2)이 온 되어 상기 제1 전압을 출력부(70)에 공급하게 된다.

그러나, 상기 제2 스위칭수단(M2)의 이미터에 쇼트가 발생하게 될 경우 상기 제1 전압은 접지되어 제2 스위칭수단(M2)의 컬렉터에 걸리는 제1 전압은 떨어지게 되고 상기 떨어진 전압을 제1 감지부(40)를 통해 인가받은 게이트 신호 출력부(61)는 상기 제2 스위칭수단(M2)을 온 시키기 위한 크기 이하의 게이트 신호를 출력하게 됨으로써 상기 제2 스위칭수단(M2)이 완전한 도통 상태(saturation)가 되지 않게 되어 상기 제2 스위칭수단(M2)의 컬렉터와 이미터 사이에 임피던스가 걸리게 됨에 따라 발열 현상이 발생하게 된다.

이때, 상기 스텐바이 전압 제어부(20)에서 이를 감지하지 못하고 정상동작으로 인식하게 됨으로써, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 입력전압을 트랜스포머(10)에 지속적으로 공급하게 되어 제1 전압이 지속적으로 출력된다. 상기와 같이 제2 스위칭수단(M2)의 컬렉터와 이미터 사이의 임피던스에 의해 발열이 발생하게 되면 상기 제2 스위칭수단(M2)을 통해 지속적으로 출력되던 제1 전압이 상기 출력부(70) 로 출력되지 못하게 됨에 따라 상기 제1 전압강하부(31)의 제1 저항(R1)에 과전압이 발생하게 되고, 상기 제1 저항(R1) 주변에 먼지 등의 이물질이 위치할 경우 이에 의해 화재가 발생함에 따라 상기 전원제어장치가 손상되어 P/L(Product Liability) 사고의 위험성이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, LCD SMPS에서 파워의 온/오프 제어시 출력전압의 공급을 제어하기 위하여 이를 제어하는 스위칭수단의 게이트 신호를 컬렉터 전압과 다른 별도의 전압으로 사용함으로써 스위칭수단에 쇼트가 발생할 경우에 도통됨에 따라 발열하지 않고, 스텐바이 전압 제어부를 접지시켜 제2 전압을 간헐적으로 출력시킴으로써 저항에서의 화재를 방지할 수 있는 전원제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 다른 전원제어장치는, 일차측 및 이차측을 가지며 입력전압을 공급받아 서로 다른 크기의 제1 및 제2 전압과 스텐바이 전압을 출력하는 트랜스포머; 상기 제1 전압을 인가받아 동작하며 스텐바이 전압의 크기를 제어하기 위한 스텐바이 전압 제어부; 상기 트랜스포머로부터 출력되는 제1 및 제2 전압을 강하시켜 출력하는 제1 및 제2 전압강하부; 상기 트랜스포머와 연결되고 외부로부터 파워온 신호를 인가받아 상기 강하된 제2 전압을 출력하는 제1 감지부; 상기 트랜스포머로부터 출력되는 스텐바이 전압이 기 설정된 기준전압 이상의 크기를 갖는 경우 상기 스텐바이 제어부의 동작을 정지시키기 위한 제2 감지부; 상기 제1 감지부로부터 출력되는 제2 전압에 의해 제어되며 상기 강하된 제1 전압의 출력을 제어하는 스위칭부; 상기 제2 전압강하부 및 제1 감지부와 연결되고 상기 스위칭부에서 쇼트 발생시 온 되어 상기 제2 전압을 상기 제1 감지부로 공급하는 제1 다이오드; 및 상기 스위칭부에서 쇼트 발생시 상기 스텐바이 전압 제어부를 접지시키기 위한 접지부;를 포함한다. 특히, 상기 스텐바이 전압 제어부가 접지될 경우 버스트 모드로 동작을 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1 전압강하부는, 일단이 상기 트랜스포머의 일차측과 연결되어 상기 제1 전압을 강하시키는 제1 저항; 및 애노드가 상기 제1 저항의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 스위칭부와 연결된 제2 다이오드;를 포함하며, 상기 제2 전압강하부는, 일단이 상기 트랜스포머의 일차측과 연결되고 상기 제2 전압을 강하시키는 제2 저항; 및 애노드가 상기 제2 저항의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 스텐바이 전압 제어부와 연결된 제3 다이오드;를 포함한다.

또한, 상기 제1 감지부는, 일단이 상기 트랜스포머의 이차측과 연결된 제3 저항; 애노드가 상기 제3 저항의 타단과 연결된 제1 포토 다이오드; 컬렉터가 상기 제1 다이오드의 캐소드와 연결되고 이미터가 상기 스위칭부와 연결된 제1 트랜지스터; 및 컬렉터가 상기 제1 포토 다이오드의 캐소드와 연결되고 이미터가 접지되며 게이트로 상기 구동신호를 인가받아 온/오프되는 제1 스위칭수단;을 포함하고, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 포토 다이오드가 온 되어 발광할 경우 온 되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 감지부는, 일단이 상기 트랜스포머의 이차측과 연결된 제4 저항; 캐소드가 상기 제4 저항의 타단과 연결되고 애노드가 접지된 제1 제너 다이오드; 일단이 상기 트랜스포머와 제4 저항과의 접점과 연결된 제5 저항; 애노드가 상기 제5 저항의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 제4 저항 및 제1 제너 다이오드의 접점과 연결된 제2 포토 다이오드; 및 컬렉터가 상기 접지부와 연결되고 이미터가 접지된 제2 트랜지스터;를 포함하며, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 포토 다이오드가 온 되어 발광할 경우 온 된다.

또한, 상기 스위칭부는, 상기 전원공급신호를 인가받아 게이트 신호를 출력하는 게이트 신호 출력부; 및 컬렉터가 제1 전압강하부와 연결되고 베이스가 상기 게이트 신호 출력부와 연결되며 상기 게이트 신호에 의해 온/오프 되어 상기 강하된 제2 전압의 출력을 제어하는 제2 스위칭수단;을 포함한다. 이때, 상기 게이트 신호 출력부는, 일단이 상기 제1 감지부와 연결되고 타단이 상기 제2 스위칭수단의 베이스와 연결된 제6 저항; 일단이 상기 제6 저항 및 제1 감지부의 접점과 연결되고 타단이 접지된 제7 저항; 및 캐소드가 상기 제6 저항과 제2 스위칭수단의 접점과 연결되고 애노드가 접지된 제2 제너 다이오드;를 포함한다.

아울러, 상기 제1 다이오드는 캐소드가 상기 제1 감지부와 연결되고 애노드가 상기 제2 전압강하부와 스텐바이 전압 제어부와의 접점과 연결되며, 상기 접지부는, 캐소드가 상기 제2 감지부와 스텐바이 전압 제어부와의 접점과 연결되고 애노드가 접지된 제3 제너 다이오드; 및 캐소드가 상기 제2 전압강하부와 스위칭부와의 접점과 연결되고 애노드가 상기 제3 제너 다이오드, 스텐바이 전압 제어부 및 제2 감지부와의 접점과 연결된 제4 다이오드;를 포함한다.

본 발명에 따른 전원제어장치는, 출력전압의 출력을 제어하기 위한 스위칭수단의 게이트 신호를 이의 컬렉터 전압과 다른 별도의 전압으로 사용함으로써 상기 스위칭수단에 쇼트가 발생할 경우에도 별도의 전압에 의해 임피던스가 발생하지 않고 도통됨에 따라 발열을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 전원제어장치는, 쇼트시 스텐바이 전압 제어부를 접지시켜 버스트 모드로 동작시킴으로써 컬렉터로 인가되는 전압을 간헐적으로 출력시킴에 따라 저항에서의 화재 발생을 방지할 수 있으며, 상기 스위칭수단 및 저항에서 발생되던 발열 및 화재를 방지하게 됨에 따라 P/L 사고의 위험성을 감소시킬 수 있게 되어 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명에 따른 전원제어장치의 구체적인 구조 및 그 효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

실시예

이하, 관련도면을 참조하여 본 발명에 따른 전원제어장치에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 전원제어장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전원제어장치의 제1 전압을 나타낸 파형도이다.

우선, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전원제어장치는 트랜스포머(110), 스텐바이 전압 제어부(120), 제1 및 제2 전압강하부(131, 132), 제1 및 제2 감지부(140, 150), 스위칭부(160), 제1 다이오드(D1) 및 접지부(170)로 이루어진다.

여기서, 상기 트랜스포머(110)는 일차측과 이차측을 가지며 상기 제1 및 제2 전압강하부(131, 132)와 제1 및 제2 감지부(140. 150)와 연결되고 외부로부터 인가되는 입력전압을 일차측으로 공급받아 이를 이차측으로 유기시켜 스텐바이 전압(V_STB)을 출력한다. 또한, 상기 트랜스포머(110)는 일차측으로 공급되는 입력전압을 분할하여 상기 제1 및 제2 전압강하부(131, 132)에 제1 및 제2 전압을 공급한다.

상기 스텐바이 전압 제어부(120)는 제2 전압강하부(132) 및 접지부(170)와 연결되고 상기 제2 전압강하부(132)를 통해 인가되는 제2 전압에 의해 동작하여 상기 스텐바이 전압(V_STB)의 크기를 제어하며, 상기 접지부(170)에 의해 접지될 경우 동작 모드를 버스트 모드로 변경하여 간헐적으로 입력전압을 상기 트랜스포머(110)에 공급한다. 이때, 상기 스텐바이 전압 제어부(120)가 버스트 모드로 동작하여 상기 트랜스포머(110)에 입력전압을 간헐적으로 공급하게 되면 상기 스텐바이 전압(V_STB), 제1 및 제2 전압 또한 간헐적으로 출력된다.

상기 제1 전압강하부(131)는 상기 트랜스포머(110), 접지부(170) 및 스위칭 부(160)와 연결되고 상기 트랜스포머(110)로부터 출력되는 전압 중 제1 전압을 강하시켜 상기 스위칭부(160)에 공급한다.

이때, 상기 제1 전압강하부(131)는 일단이 상기 트랜스포머(110)의 일차측과 연결되어 상기 제1 전압을 강하시키는 제1 저항(R1)과 애노드가 상기 제1 저항(R1)의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 스위칭부(160) 및 접지부(170)와 연결된 제2 다이오드(D2)로 이루어짐으로써 제1 저항(R1)에 의해 강하된 제1 전압을 제2 다이오드(D2)를 통해 출력한다.

상기 제2 전압강하부(132)는 상기 트랜스포머(110), 스텐바이 전압 제어부(120) 및 제1 다이오드(D1)와 연결되고 상기 트랜스포머(110)로부터 출력되는 전압 중 제2 전압을 강하시켜 상기 스텐바이 전압 제어부(120) 및 제1 다이오드(D1)에 공급한다.

이때, 상기 제2 전압강하부(131)는 일단이 상기 트랜스포머(110)의 일차측과 연결되어 상기 제2 전압을 강하시키는 제2 저항(R2)과 애노드가 상기 제2 저항(R2)의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 스텐바이 전압 제어부(120) 및 제1 다이오드(D1)의 애노드와 연결된 제2 다이오드(D2)로 이루어짐으로써 상기 제2 저항(R2)에 의해 강하된 제2 전압을 상기 스텐바이 전압 제어부(120) 및 제1 다이오드(D1)에 공급한다.

또한, 상기 제1 감지부(140)는 상기 트랜스포머(110), 제1 다이오드(D1) 및 스위칭부(160)와 연결되고 외부로부터 상기 전원제어장치를 동작시키기 위한 파워 온 신호(P_on)가 인가될 경우 상기 강하된 제2 전압을 상기 스위칭부(160)에 공급 한다.

상기 제1 감지부(140)는 일단이 상기 트랜스포머(110)의 이차측과 연결되어 스텐바이 전압(V_STB)을 인가받는 제3 저항(R3), 상기 제3 저항(R3)과 제1 다이오드(D1) 및 스위칭부(160)와 연결되고 상기 제3 저항(R3)을 통해 인가되는 스텐바이 전압(V_STB)에 의해 온 되어 상기 제1 다이오드(D1)를 통해 인가되는 제2 전압을 스위칭부(160)에 공급하는 제1 포토 커플러(141) 및 컬렉터가 상기 제1 포토 커플러(141)와 연결되고 이미터가 접지되며 베이스로 상기 파워 온 신호(P_on)를 인가받아 온/오프 제어되는 제1 스위칭수단(M1)으로 이루어진다. 여기서, 상기 제1 포토 커플러(141)는 애노드가 상기 제3 저항(R3)의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 제1 스위칭수단(M1)의 컬렉터와 연결되는 제1 포토 다이오드(PD1)와 컬렉터가 상기 제1 다이오드(D1)의 캐소드와 연결되고 이미터가 상기 스위칭부(160)와 연결된 제1 포토 트랜지스터(PM1)를 포함한다.

이러한 구성으로 이루어진 제1 감지부(140)는 외부로부터 상기 파워 온 신호(P_on)가 인가될 경우 상기 제1 스위칭수단(M1)이 온 되고, 상기 제1 스위칭수단(M1)이 온 됨에 따라 상기 제1 포토 다이오드(PD1)도 온 되어 상기 제3 저항(R3)을 통해 인가되는 스텐바이 전압(V_STB)을 접지시킴으로써 발광하게 된다. 이렇게 상기 제1 포토 다이오드(PD1)가 발광하게 되면 이에 의해 상기 제1 포토 트랜지스터(PM1)가 온 되어 상기 제1 다이오드(D1)를 통해 공급되는 제2 전압을 상기 스위칭부(160)에 전달하게 된다.

또한, 상기 제2 감지부(150)는 상기 트랜스포머(110)의 이차측 및 접지 부(170)와 연결되고 상기 스텐바이 전압(V_STB)이 기 설정된 기준전압 이상의 전압을 갖는 경우 상기 스텐바이 전압 제어부(120)를 접지시켜 상기 스텐바이 전압 제어부(120)가 버스트 모드로 동작하도록 함으로써 상기 스텐바이 전압(V_STB)이 간헐적으로 출력되도록 한다.

이때, 상기 제2 감지부(150)는 일단이 상기 트랜스포머(110)의 이차측과 연결된 제4 저항(R4), 캐소드가 상기 제4 저항(R4)의 타단과 연결되고 애노드가 접지된 제1 제너 다이오드(Z1), 일단이 상기 트랜스포머(110)의 이차측과 상기 제4 저항(R4)과의 접점과 연결된 제5 저항(R5) 및 상기 제5 저항(R5)의 타단, 상기 제1 제너 다이오드(Z1)의 캐소드 및 접지부(170)와 연결되어 상기 제5 저항(R5)을 통해 인가되는 스텐바이 전압(V_STB)에 의해 온 되어 상기 스텐바이 전압 제어부(120)를 접지시키는 제2 포토 커플러(151)를 포함한다. 이때, 상기 제2 포토 커플러(151)는 애노드가 상기 트랜스포머(110)의 이차측과 연결되고 캐소드가 상기 제1 제너 다이오드(Z1)와 제4 저항(R4)의 접점과 연결된 제2 포토 다이오드(PD2)와 컬렉터가 상기 접지부(170)와 연결되고 이미터가 접지된 제2 포토 트랜지스터(PM2)로 이루어진다.

이와 같은 구성으로 이루어진 제2 감지부(150)는 상기 트랜스포머(110)로부터 출력되어 제4 저항(R4)의 양단에 걸리는 스텐바이 전압(V_STB)이 기 설정된 기준전압보다 클 경우 상기 스텐바이 전압(V_STB)에 의해 이를 구동전원으로 사용하는 소자의 손상을 방지하기 위해 상기 제1 제너 다이오드(Z1)가 도통됨으로써 상기 스텐바이 전압(V_STB)이 제5 저항(R5)을 통해 상기 제2 포토 다이오드(PD2)가 온 되어 발광한다. 이때, 상기 제2 포토 다이오드(PD2)의 발광에 의해 상기 제2 포토 트랜지스터(PM2)가 온 되어 상기 스텐바이 전압 제어부(120)를 접지시킴으로써 버스트 모드로 동작한다.

그리고, 상기 스위칭부(160)는 상기 제1 감지부(140), 제1 전압강하부(131) 및 출력부(180)와 연결되고 상기 제1 감지부(140)로부터 출력되는 제2 전압에 의해 제어되어 상기 출력부(180)로의 제1 전압 공급을 제어한다. 여기서, 상기 출력부(180)는 상기 스위칭부(160)로부터 출력되는 제1 전압을 인가받아 서로 다른 크기의 전압을 출력하는 장치이다.

상기 스위칭부(160)는 크게 제2 스위칭수단(M2) 및 게이트 신호 출력부(161)로 이루어지고, 상기 제2 스위칭수단(M2)은 컬렉터가 상기 제1 전압강하부(131)와 연결되고 이미터가 출력부(180)와 연결되며 베이스가 상기 게이트 신호 출력부(161)와 연결되어 상기 게이트 신호에 의해 온/오프 제어됨으로써 상기 출력부(180)로 제1 전압의 공급여부를 제어하게 되며, 상기 게이트 신호 출력부(161)는 일단이 상기 제1 포토 커플러(141)와 연결되고 타단이 상기 제2 스위칭수단(M2)의 베이스와 연결된 제6 저항(R6), 일단이 상기 제6 저항(R6)의 일단과 연결되고 타단이 접지된 제7 저항(R7) 및 캐소드가 상기 제2 스위칭수단(M2)의 베이스와 연결되고 애노드가 접지된 제2 제너 다이오드(Z2)로 이루어진다.

만약, 상기 제1 감지부(140)의 제1 포토 커플러(141)를 통해 제2 전압이 상기 게이트 신호 출력부(161)에 인가되면, 상기 제6 저항(R6)은 상기 제2 전압을 게이트 신호로 출력하게 되고 상기 제2 스위칭수단(M2)은 상기 게이트 신호에 의해 온 되어 제1 전압을 출력부(180)에 전달하게 된다. 이때, 상기 게이트 신호는 종래와 같이 상기 제2 스위칭수단(M2)의 컬렉터로 인가되는 제1 전압이 아닌 제2 전압을 통해 인가되는 신호로써 상기 제2 스위칭수단(M2)에 쇼트가 발생할 경우에도 항상 도통되어 임피던스가 발생하지 않게 됨에 따라 상기 제2 스위칭수단(M2)이 발열하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

상기 제1 다이오드(D1)는 애노드가 상기 제2 전압강하부(132) 및 스텐바이 전압 제어부(120)와의 접점과 연결되고 캐소드가 상기 제1 감지부(140)의 제1 포토 커플러(141)와 연결되어 상기 제1 포토 커플러(141)가 온 될 경우 상기 제2 전압강하부(132)에 의해 강하된 제2 전압을 제1 포토 커플러(141)를 통해 상기 스위칭부(160)에 공급한다.

또한, 상기 접지부(170)는 상기 제1 전압강하부(131)와 스위칭부(160)의 접점 및 상기 스텐바이 전압 제어부(120)와 연결되고 상기 제2 스위칭수단(M2)에 쇼트가 발생할 경우 상기 스텐바이 전압 제어부(120)를 접지시킨다. 이때, 상기 접지부(170)는 캐소드가 상기 스텐바이 전압 제어부(120)와 연결되고 캐소드가 접지된 제3 제너 다이오드(Z3)와 캐소드가 상기 제1 전압강하부(131)와 스위칭부(160)와의 접점과 연결되고 애노드가 상기 스텐바이 전압 제어부(120)와 연결된 제4 다이오드(D4)로 이루어진다.

특히, 상기 접지부(170)는 상기 스위칭부(160)의 제2 스위칭수단(M2)에 쇼트가 발생할 경우 상기 제4 다이오드(D4)가 온 되어 상기 스텐바이 전압 제어부(120)를 접지시키게 된다. 상기 스텐바이 전압 제어부(120)가 접지되면 상기 스텐바이 전압 제어부(120)에서는 이를 정상동작이 아닌 이상동작으로 판단하여 버스트 모드로 동작하게 됨으로써 상기 입력전압을 간헐적으로 트랜스포머(110)에 공급하게 된다.

이에 따라, 상기 제2 스위칭수단(M2)에 쇼트가 발생할 경우 상기 스텐바이 전압 제어부(120)에서 이를 인지하게 되어 버스트 모드로 동작함으로써 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제1 전압이 간헐적으로 출력되어 제1 저항(R1)에서 발열 또는 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 전원제어장치의 동작은, 먼저, 사용자에 의해 외부로부터 파워 온 신호(P_on)가 인가되면 상기 제1 감지부(140)는 이에 의해 상기 제2 전압을 스위칭부(160)에 공급하여 제2 스위칭수단(M2)을 온 시키고, 상기 온 된 제2 스위칭수단(M2)에 의해 제1 전압이 출력부(180)에 공급된다.

특히, 이와 같은 동작 중 상기 제2 스위칭수단(M2)의 이미터에서 쇼트가 발생할 경우, 상기 제2 스위칭수단(M2)은 제2 전압에 의한 게이트 신호를 인가받아 온 상태를 유지하게 되어 발열하지 않으며, 상기 접지부(170)의 제4 다이오드(D4)는 순간 온 되어 상기 스텐바이 전압 제어부(120)를 접지시킴으로써 상기 스텐바이 전압 제어부(120)를 버스트 모드로 동작시킨다. 이에 따라, 상기 제1 전압이 간헐적으로 출력되고 이를 인가받은 제1 저항(R1)은 간헐적으로 인가되는 제1 전압에 의해 발열되지 않아 화재의 위험을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 전원제어장치를 나타낸 블럭도.

도 2는 종래 기술에 의한 전원제어장치의 제1 전압을 나타낸 파형도,

도 3은 본 발명에 따른 전원제어장치를 개략적으로 나타낸 블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 전원제어장치의 제1 전압을 나타낸 파형도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 트랜스포머 120 : 스텐바이 전압 제어부

131 : 제1 전압강하부 132 : 제2 전압강하부

140 : 제1 감지부 141 : 제1 포토 커플러

150 : 제2 감지부 151 : 제2 포토 커플러

160 : 스위칭부 161 : 게이트 신호 출력부

170 : 접지부 180 : 출력부

Claims

일차측 및 이차측을 가지며 입력전압을 공급받아 서로 다른 크기의 제1 및 제2 전압과 스텐바이 전압을 출력하는 트랜스포머;

상기 제1 전압을 인가받아 동작하며 스텐바이 전압의 크기를 제어하기 위한 스텐바이 전압 제어부;

상기 트랜스포머로부터 출력되는 제1 및 제2 전압을 강하시켜 출력하는 제1 및 제2 전압강하부;

상기 트랜스포머와 연결되고 외부로부터 파워온 신호를 인가받아 상기 강하된 제2 전압을 출력하는 제1 감지부;

상기 트랜스포머로부터 출력되는 스텐바이 전압이 기 설정된 기준전압 이상의 크기를 갖는 경우 상기 스텐바이 제어부의 동작을 정지시키기 위한 제2 감지부;

상기 제1 감지부로부터 출력되는 제2 전압에 의해 제어되며 상기 강하된 제1 전압의 출력을 제어하는 스위칭부;

상기 제2 전압강하부 및 제1 감지부와 연결되고 상기 스위칭부에서 쇼트 발생시 온 되어 상기 제2 전압을 상기 제1 감지부로 공급하는 제1 다이오드; 및

상기 스위칭부에서 쇼트 발생시 상기 스텐바이 전압 제어부를 접지시키기 위한 접지부;

를 포함하는 전원제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 전압강하부는,

일단이 상기 트랜스포머의 일차측과 연결되어 상기 제1 전압을 강하시키는 제1 저항; 및

애노드가 상기 제1 저항의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 스위칭부와 연결된 제2 다이오드;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 전압강하부는,

일단이 상기 트랜스포머의 일차측과 연결되고 상기 제2 전압을 강하시키는 제2 저항; 및

애노드가 상기 제2 저항의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 스텐바이 전압 제어부와 연결된 제3 다이오드;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 감지부는,

일단이 상기 트랜스포머의 이차측과 연결된 제3 저항;

애노드가 상기 제3 저항의 타단과 연결된 제1 포토 다이오드;

컬렉터가 상기 제1 다이오드의 캐소드와 연결되고 이미터가 상기 스위칭부와 연결된 제1 트랜지스터; 및

컬렉터가 상기 제1 포토 다이오드의 캐소드와 연결되고 이미터가 접지되며 게이트로 상기 구동신호를 인가받아 온/오프되는 제1 스위칭수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제4항에 있어서,

상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 포토 다이오드가 온 되어 발광할 경우 온 되는 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 감지부는,

일단이 상기 트랜스포머의 이차측과 연결된 제4 저항;

캐소드가 상기 제4 저항의 타단과 연결되고 애노드가 접지된 제1 제너 다이오드;

일단이 상기 트랜스포머와 제4 저항과의 접점과 연결된 제5 저항;

애노드가 상기 제5 저항의 타단과 연결되고 캐소드가 상기 제4 저항 및 제1 제너 다이오드의 접점과 연결된 제2 포토 다이오드; 및

컬렉터가 상기 접지부와 연결되고 이미터가 접지된 제2 트랜지스터;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제6항에 있어서,

상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 포토 다이오드가 온 되어 발광할 경우 온 되는 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제1항에 있어서, 상기 스위칭부는,

상기 전원공급신호를 인가받아 게이트 신호를 출력하는 게이트 신호 출력부; 및

컬렉터가 제1 전압강하부와 연결되고 베이스가 상기 게이트 신호 출력부와 연결되며 상기 게이트 신호에 의해 온/오프 되어 상기 강하된 제2 전압의 출력을 제어하는 제2 스위칭수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제8항에 있어서, 상기 게이트 신호 출력부는,

일단이 상기 제1 감지부와 연결되고 타단이 상기 제2 스위칭수단의 베이스와 연결된 제6 저항;

일단이 상기 제6 저항 및 제1 감지부의 접점과 연결되고 타단이 접지된 제7 저항; 및

캐소드가 상기 제6 저항과 제2 스위칭수단의 접점과 연결되고 애노드가 접지된 제2 제너 다이오드;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 다이오드는 캐소드가 상기 제1 감지부와 연결되고 애노드가 상기 제2 전압강하부와 스텐바이 전압 제어부와의 접점과 연결된 것을 특징으로 하는 전원제어장치.
제1항에 있어서, 상기 접지부는,

캐소드가 상기 제2 감지부와 스텐바이 전압 제어부와의 접점과 연결되고 애노드가 접지된 제3 제너 다이오드; 및

캐소드가 상기 제2 전압강하부와 스위칭부와의 접점과 연결되고 애노드가 상기 제3 제너 다이오드, 스텐바이 전압 제어부 및 제2 감지부와의 접점과 연결된 제4 다이오드;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압제어장치.
제1항에 있어서,

상기 스텐바이 전압 제어부가 접지될 경우 버스트 모드로 동작을 하는 것을 특징으로 하는 전압제어장치.