KR20100058895A - 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이, 이를 구비한 화상형성장치 및 전자장치 - Google Patents

멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이, 이를 구비한 화상형성장치 및 전자장치 Download PDF

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KR20100058895A KR1020080117477A KR20080117477A KR20100058895A KR 20100058895 A KR20100058895 A KR 20100058895A KR 1020080117477 A KR1020080117477 A KR 1020080117477A KR 20080117477 A KR20080117477 A KR 20080117477A KR 20100058895 A KR20100058895 A KR 20100058895A
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이승학
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Abstract

본 발명은 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이, 이를 구비한 화상형성장치 및 전자장치에 관한 것으로서, 그 멀티채널 스위칭모드 파워 스플라이는 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터; 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성하는 제2 컨버터; 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력하는 제1전원 출력부; 제2 컨버터에서 생성된 제2전원을 출력하는 제2전원 출력부; 및 상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면, 이를 감지하여 즉시 상기 복수의 컨버터에서 전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 각각 출력하는 복수의 전원 피드백 회로부를 포함하고, 상기 복수의 피드백 회로부에서 각각 피드백 신호가 출력되면, 상기 복수의 컨버터는 각각 상기 직류 전원을 생성하고 상기 복수의 전원 출력부 각각은 상기 직류 전원을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 하나의 트랜지스터(TR)와 몇 개의 저항만이 추가만으로 제1전원(5V)가 온(ON)되면, 메인 콘트롤러의 초기화 시간을 기다리지 않고 즉시 제2전원(24V)이 온(ON)되어 안전상의 문제와 소모 전력의 최소화를 함께 실현할 수 있다.

Description

멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이, 이를 구비한 화상형성장치 및 전자장치{Method for arranging components in thereby}
본 발명은 스위칭모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply, SMPS)에 관한 것으로서, 특히 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이, 이를 구비한 화상형성장치 및 전자장치에 관한 것이다.
전자제품의 저전력 소모는 에너지 절약에 있어서 필수적인 요소가 되고 있다. 특히, 전자제품을 실제 사용하고 있지 않고 전원만 들어와 있는 상태, 즉 전자제품이 대기 모드에 있을 때의 전력 소모는 낭비되는 에너지로 생각되어, 이에 대한 최소 전력 소모 구현이 요구되고 있다.
멀티채널(Multi-Channel)을 사용하는 스위칭 모드 전원장치(SMPS)는 대기 모드 시 최소 전력 소모를 위해 최소한의 필요 전력을 공급하는 채널(Channel) 만을 운용하고 있다.
구체적으로, 5V와 24V의 멀티채널(Multi-Channel)을 사용하는 경우 5V 를 메인 콘트롤러(Main Controller)의 전원으로 사용하며 대기 모드 시에는 상기 메인 콘트롤러(Main Controller)에서 24V를 오프(OFF)하여 전력 소모를 최소화한다.
그런데, 이렇게 구성했을 경우의 문제점은 전자제품에 전원을 인가했을 시 5V 를 공급받은 메인 콘트롤러(Main Controller)의 초기화(Initializing)가 끝난 후 24V 가 온(ON) 됨으로써 전자제품의 사용 대기 상태까지의 진입이 늦어질 수 있다.
또한, 24V 가 온(ON) 되기 전에 전원이 차단되었을 경우에는 5V 만의 부하로 SMPS에 저장되어 있는 에너지가 충분히 방전(Discharge)되지 못하여 남아있는 에너지로 인해 안전상의 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 24V 가 온(ON) 되기 전에 전원코드를 뽑아 전원이 차단된 상태에서 사용자(USER)가 상기 뽑힌 전원코드에 접촉되었을 경우 충분히 방전되지 않고 아직 남아있는 에너지에 의해 감전 사고를 당할 수 있다.
따라서, 저전력 소모를 위한 SMPS 멀티채널(Multi-Channel) 방식을 사용하면서도 사용자의 안전 상의 문제점을 해결할 수 있는 효과적인 멀티채널(Multi-Channel) SMPS의 제어방법이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 SMPS 멀티채널(Multi-Channel) 방식을 사용하면서도 사용자의 안전 상의 문제점을 해결할 수 있는 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 멀티채널 파워 서플라이를 구비한 화상형성장치 및 전자 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이는, 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터; 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성하는 제2 컨버터; 상기 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력하는 제1전원 출력부; 상기 제2 컨버터에서 생성된 제2전원을 출력하는 제2전원 출력부; 및 상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면 이를 감지하여 즉시 상기 제2컨버터에서 상기 제2전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 출력하는 제2전원 피드백 회로부를 포함하고, 상기 제2전원 피드백 회로부에서 피드백 신호가 출력되면, 상기 제2컨버터는 상기 제2전원을 생성하고 상기 제2전원 출력부는 상기 제2전원을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이는, 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터; 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 복수의 직류 전원을 각각 생성하는 복수의 컨버터; 상기 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력 하는 제1전원 출력부; 상기 복수의 컨버터 각각에 상응하며, 상기 복수의 컨버터에서 생성된 복수의 전원을 각각 출력하는 복수의 전원 출력부; 및 상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면, 이를 감지하여 즉시 상기 복수의 컨버터에서 전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 각각 출력하는 복수의 전원 피드백 회로부를 포함하고, 상기 복수의 피드백 회로부에서 각각 피드백 신호가 출력되면, 상기 복수의 컨버터는 각각 상기 직류 전원을 생성하고 상기 복수의 전원 출력부 각각은 상기 직류 전원을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 다른 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 화상형성장치는, 전원을 받아들여 화상 형성을 수행하는 화상형성장치의 본체; 및 상기 화상형성장치 본체에 전원을 공급하는 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이를 포함하고, 상기 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이는 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터; 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성하는 제2 컨버터; 상기 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력하는 제1전원 출력부; 상기 제2 컨버터에서 생성된 제2전원을 출력하는 제2전원 출력부; 및 상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면 이를 감지하여 즉시 상기 제2컨버터에서 상기 제2전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 출력하는 제2전원 피드백 회로부를 포함하고, 상기 제2전원 피드백 회로부에서 피드백 신호가 출력되면, 상기 제2컨버터는 상기 제2전원을 생성하고 상기 제2전원 출력부는 상기 제2전원을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 또 다른 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 전자장치는, 전원 을 받아 들여 소정의 기능을 수행하는 전자장치 본체;
상기 전자장치 본체에 전원을 공급하는 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이를 포함하고, 상기 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이는 상기 스위칭모드 파워서플라이는 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터; 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성하는 제2 컨버터; 상기 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력하는 제1전원 출력부; 상기 제2 컨버터에서 생성된 제2전원을 출력하는 제2전원 출력부; 및 상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면 이를 감지하여 즉시 상기 제2컨버터에서 상기 제2전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 출력하는 제2전원 피드백 회로부를 포함하고, 상기 제2전원 피드백 회로부에서 피드백 신호가 출력되면, 상기 제2컨버터는 상기 제2전원을 생성하고 상기 제2전원 출력부는 상기 제2전원을 출력하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 스위칭 모드 파워 서플라이의 일반적인 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 제1컨버터(110), 제2컨버터(140), 제1전원출력부(120), 제2전원출력부(150) 및 제2전원 피드백회로부(130)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1컨버터(110)는 교류(AC)전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성한다. 상기 제1전원출력부(120)는 상기 제1컨버터(110)에서 생성된 제1전원을 출력한다.
상기 제2컨버터(140)는 교류(AC)전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성한다. 상기 제2전원 출력부(130)는 상기 제2컨버터(140)에서 생성된 제2전원을 출력한다.
상기 제2전원 피드백 회로부(130)는 상기 제1전원출력부(120)로부터 소정의 신호를 받으면 상기 제2컨버터(140)로 제2전원을 생성하여 출력하게 하는 피드백 신호를 출력한다.
도 2는 상기 제1컨버터(110) 및 제2컨버터(140)의 일반적인 구성을 블록도로 도시한 것으로서, AC정류부(210), 스위칭부(220), 트랜스포머(230), 2차측 정류부(240) 및 스위칭 제어부(250)을 포함한다.
상기 AC정류부(210)는 교류전원을 제공받아 정류한다. 상기 스위칭부(220)는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 상기 AC정류부(210)의 출력 전압을 구형교류로 변환한다. 상기 트랜스포머(230)는 상기 스위칭부(220)에 의해 1차측에 전원이 가해지면 2차측과의 권수비에 비례하는 전원이 유기된다. 상기 2차측 정류부(240)는 상기 트랜스포머(230)의 2차측에 유기된 전원을 정류한다. 상기 스위칭제어부(250)는 입력되는 피드백 신호에 따라 스위칭부(220)의 스위칭을 제어한다.
도 3A 및 도 3B는 도 1에 도시된 멀티채널 SMPS의 제1전원 출력부(120) 및 제2전원 피드백 회로부(130)의 구성에 대한 일예를 도시한 것이다.
멀티(Multi) 출력채널을 사용하는 SMPS 의 경우 대기모드 시 전력소모를 최소화 하기 위해, 대기모드 시에는 전원공급을 받는 화상형성장치의 메인 콘트롤 러(Main Controller)의 동작을 위한 최소한의 전력만을 유지하고 나머지 전원채널은 오프(OFF) 한다. 이러한 사용모드를 전력 Save 모드라 한다.
도 3A는 5V 채널을 화상형성장치의 메인 콘트롤러(Main Controller)의 전력으로 사용하며, 대기모드 시에는 24V 채널을 오프(OFF)하는 회로의 예를 도시한 것이다. 상기 5V, 24V는 예시적인 것이며, 다른 값을 가질 수도 있다.
도 3A 및 도 3B에 도시된 제1전원출력부(120)와 제2전원 피드백 회로부(130)를 설명하기로 한다.
먼저, 파워 온(Power ON)될 때를 설명한다.
SMPS의 전원스위치가 켜지면, 5V전원이 화상형성장치로 입력되어 메인콘크롤러의 초기화 작업이 끝나면, 상기 메인 콘트롤러에서 제1트랜지스터(320)를 온(ON)하기 위한 신호를 인가한다. 여기서, 저항(325)는 상기 제1트랜지스터 보호용 저항이다. 상기 신호가 입력되면, 상기 제1트랜지스터(325)가 온(ON)된다.
상기 제1트랜지스터(325)가 온(ON)되면, 포토커플러 발광소자(310)가 발광을 시작한다. 여기서, 저항(315)는 상기 포토커플러 발광소자(310)의 보호저항이다.
상기 포토커플러 발광소자(310)가 발광을 하면, 제2전원 피드백 회로부(130)의 포토커플러 수광소자(350)는 상기 포토커플러 발광소자(310)로부터 빛을 수광한다. 이 때 상기 포토커플러 수광소자(350)는 단락(short)되면서 제2트랜지스터(360)가 오프(OFF)된다. 상기 제2트랜지스터(360)가 오프(OFF)되면, 제2컨버터(140)가 24V전원을 생성하도록 하기 위해 피드백신호가 스위칭제어부(250)로 입력되어, 결국 SMPS에서 24V전원이 출력된다.
다음으로 전력대기(Save) 모드 진입에 대해 설명한다. 화상형성장치의 메인 콘트롤러에서 전력대기 신호를 제1전류 출력부(120)로 인가한다. 그러면, 상기 제1트랜지스터(320)가 오프(OFF)되고, 이로 인해 포토커플러 발광소자(310)가 발광이 중지된다. 상기 포토커플러 수광소자(350)는 상기 포토커플러 발광소자(310)로부터 수광하지 못하게 되면, 개방(open)되고, 이로인해 제2트랜지스터(360)가 온(ON)된다. 이렇게 되면 제2전원 컨버터(140)로 피드백되는 신호가 접지로 단락(short)되면서 상기 제2전원 컨버터(140)가 24V를 생성하지 못하게 된다.
상술한 바와 같이, SMPS전원스위치가 켜지면, 5V가 출력되고, 화상형성장치의 메인 콘트롤러로부터 24V 전원의 온(ON)을 위한 신호가 입력되어 상기 24V 전원이 온(ON) 되기 전에 다시 SMPS전원 스위치가 오프(OFF) 되거나 전원 코드가 뽑혀진 경우에는, 상기 5V 에 의한 화상형성장치의 부하량이 적기 때문에 SMPS 에 저장된 에너지가 충분히 방전(Discharge) 되지 못하여 에너지가 남아있게 된다. 이 때, 상기 뽑혀진 전원코드를 만지게 되면, 상기 충분히 방전되지 않고 남아있는 에너지로 인해 감전 위험이 있다.
여기서, 전원 인가가 중단 되었을 때, 전해 캡(capacitor)에 충전된 에너지는 두 가지 요소에 의해서 방전된다. 첫째, 전해 캡 방전 회로에 의해 전해 캡에 충전된 에너지는 방전된다. 전해 캡과 저항이 병렬로 연결된 구성을 가지는 경우, 상기 구성은 방전 회로의 역할을 한다. 방전 회로에서의 전해 캡 충전 에너지의 방전식은
Figure 112008081218103-PAT00001
Figure 112008081218103-PAT00002
와 같으며 즉, RC(= τ) 가 곧 시정수가 된다. 전해캡 용량C는 고정된 값이므로 저항 R 이 작을 수록 전해 캡 방전 속도는 빨라지게 된다. 저항 R 값이 작을수록 전원이 오프(OFF) 될 때 빠른 속도로 방전 되므로 남아있는 에너지가 작아 감전 위험이 없다. 그러나, 상기 저항R 값이 작은 것을 사용하게 되면, 전력손실이 많아져 저전력 소모에 역행하는 효과를 가져온다. 따라서 저항 R 의 시정수가 기준값 이하로 내려가지 않도록 저항 R을 고정(fix)시켜 사용한다. 이것이 저항 R을 무조건 낮출 수 없는 이유이다.
둘째, 2차측 부하 용량에 의해 충전된 에너지의 방전 속도가 달라진다. SMPS는 피드백(Feedback) 회로를 통해 2차측 부하의 용량에 따라 스위칭을 통해 2차측 부하로 넘기는 에너지의 양을 조절 한다. 즉, 전해 캡에 충전된 에너지는 2차측 부하의 용량이 클수록 더욱 빨리 소모된다. 따라서, 전원 오프(OFF) 시에는 2차측 부하의 용량에 따라 전해 캡의 방전 시간이 결정된다. 예를 들어, 300uF 정도의 용량을 갖는 전해 캡의 경우 0.3 W 부하 용량에 대한 상기 전해 캡의 방전 시간은 방전 저항이 없을 경우 약 30초가 소요된다.
SMPS의 5V 부하단은 전압이 낮기 때문에 상대적으로 부하전류의 변화에 대한 전해 캡의 용량 변화가 작지만, 24V 의 경우에는 전압이 높기 때문에 약간의 부하전류의 증가에도 용량 변화가 크게 된다. 예를 들어 부하전류가 0.1A가 상승하면 용량 상승은 2.4 W( = 24V * 0.1A)가 된다. 이는 전해캡의 방전 시간을 짧게 할 수 있음을 나타낸다. 이와 같이, 24V전원을 공급받는 부하를 함께 사용하여 전해 캡 방전을 하는 것은 감전의 위험으로부터 벗어날 수 있는 좋은 방법이다.
화상형성장치는 5V의 전원을 받아 메인 콘트롤러(Main Controller)의 초기화(Initializing)가 끝나면, 24V 전원이 온(ON) 된다. 이렇게 될 경우 제품을 사용할 수 있는 상태로 진입하는 시간이 늦어지게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이에 대한 일 실시예의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, 제1컨버터(410), 제2컨버터(440), 제1전원출력부(420), 제2전원출력부(450) 및 제2전원 피드백 회로부(430)를 포함하여 이루어진다. 도 5A 및 도 5B는 본 발명의 일실시예에 따른 제1전원 출력부(420) 및 제2전원 피드백회로부(430)의 구성을 도시한 것이다.
상기 제1컨버터(410)는 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성한다. 상기 제2컨버터(440)는 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성한다. 상기 제1컨버터(410) 및 제2컨버터(440)는 도 2에 도시된 바와 같이 AC 정류부(210), 스위칭부(220), 트랜스포머(230), 2차측 정류부(240) 및 스위칭 제어부(250)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1전원 출력부(420)는 상기 제1 컨버터(410)에서 생성된 제1전원을 출력한다. 상기 제2전원 출력부(430)는 상기 제2 컨버터(440)에서 생성된 제2전원을 출력한다.
상기 제2전원 피드백 회로부(430)는 상기 제1전원 출력부(420)로부터 상기 제1전원이 출력되는 것을 감지하여 즉시 상기 제2컨버터(440)에서 제2전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 출력한다.
상기 제1전원 출력부(420)는 포토커플러 발광부(510) 및 제1스위칭소자(520) 를 포함하고, 제3스위칭소자(530)를 더 구비함이 바람직하다.
상기 포터커플러 발광부(510)는 상기 제1전원출력부(420)에서 제1전원이 출력되면 상기 제1전원에 의해 발광한다. 상기 제1스위칭소자(520)는 일단이 상기 포토커플러 발광부(510)와 연결되고, 온/오프(on/off)를 제어하는 제어단자를 구비하며, 상기 제1스위칭 소자(520)로서, 트랜지스터(이하, 제1트랜지스터라 한다)를 사용함이 바람직하다.
그리고 상기 제1전원출력부(420)는 상기 포토커플러 발광부(510)의 일단과 상기 제1전원 사이에 연결된 포토커플러 부하저항(515) 및 상기 제1전원과 상기 제1트랜지스터(520) 사이에 연결된 상기 제1트랜지스터 보호저항(525)을 포함함이 바람직하다.
상기 제1전원이 출력되면, 상기 제1트랜지스터(520)의 제어단자인 베이스 단자는 상기 제1전원에 응답하여 상기 제1트랜지스터를 온(on)되게 하고, 상기 제1트랜지스터(520)가 온(on)되면 상기 포토커플러 발광부(510)가 발광한다.
상기 제2전원 피드백 회로부(430)는 포토커플러 수광부(550) 및 제2스위칭소자(560)를 포함하여 이루어진다. 상기 포토커플러 수광부(550)는 상기 제1전원 출력부(420)의 포토커플러 발광부(510)에서 발광되는 빛을 수광한다.
상기 제2스위칭 소자(560)는 스위칭 온/오프를 제어하는 제어단자가 상기 포 토커플러 수광부(550)의 일단과 연결되어 있으며, 일단이 상기 피드백 신호와 연결되어 있다. 상기 제2스위칭 소자(560)으로서, 트랜지스터(이하, 제2트랜지스터라 한다.)를 사용함이 바람직하다.
상기 제2전원 피드백 회로부(430)는 제2트랜지스터 보호저항(565)를 포함함이 바람직하다 상기 제2트랜지스터 보호저항(565)은 상기 포토커플러 수광부(550)에 전원을 공급하는 전원단자와 상기 포토커플러 수광부(550)의 일단 사이에 연결되며, 또한 상기 제2트랜지스터(560)의 일단과 상기 포토커플러 수광부(550)의 일단이 연결된다.
상기 제2전원 피드백 회로부(430)는 상기 포토커플러 수광부(550)가 상기 제1포토커플러 발광부(510)의 빛을 수광하면 상기 제2컨버터(440)에서 제2전원이 생성되도록 하는 피드백신호를 출력한다. 즉, 상기 포토커플러 수광부(550)가 상기 포토커플러 발광부(510)으로부터 발광되는 빛을 수광하면 접지(GND)로 단락(short)되고, 이로 인해 상기 제2트랜지스터(560)의 제어단자인 베이스 단자에 의해 상기 제2트랜지스터가 오프(OFF)된다. 상기 제2트랜지스터(560)가 오프(OFF)되면 상기 제2컨버터부(440)로부터 상기 제2전원이 생성되도록 제어하는 피드백 신호의 레벨이 하이(high)가 되어 출력된다. 상기 피드백 신호에 의해 상기 제2컨버터부(440)에서는 상기 제2전원을 생성하게 된다. 본 실시예에서는, 상기 피드백 신호가 high로 되는 것은 제2전원 포토커플러 수광부(570)에 의해 유지되는 전압으로 하였지만, 상기 제2전원 포토커플러 수광부(570)을 사용하지 않고 임의로 외부에서 high레벨의 신호를 강제로 인가해 주어도 된다.
한편, 전력대기(save) 모드에서의 전력소모 최소화를 위해, 상기 제1전원출력부(420)는 메인 콘트롤러(50)로부터 전력대기(save) 모드 신호를 수신하면 상기 포토커플러 발광부(510)의 발광을 멈추게 한다. 이를 위해 제3스위칭소자(530)를 더 구비하며, 상기 제3스위칭소자(530)로서 트랜지스터(이하, 제3트랜지스터라 한다.)를 사용함이 바람직하다. 상기 제1전원 출력부(420)는 상기 전력 대기신호 입력단자와 상기 제2트랜지스터(520) 사이에 연결된 제3트랜지스터 보호저항(535)를 더 포함함이 바람직하다.
상기 제3트랜지스터(530)에 상기 전력대기모드 신호가 입력되면, 상기 제1트랜지스터(520)는 턴 오프(Turn Off) 되고, 이로 인해 상기 포토커플러 발광부(510)는 발광하지 않는다.
이 때, 상기 제2전원 피드백 회로부(430)의 상기 포토커플러 수광부(550)는 상기 포토커플러 발광부(510)로부터 빛을 수광하지 않으면 개방(open)된다. 상기 포토커플러 수광부(550)가 개방(open)되면 상기 제2트랜지스터(560)의 베이스 단자에 의해 상기 제2트랜지스터(560)는 온(on)되어 상기 제2트랜지스터(560)의 일단과 연결된 상기 피드백 신호는 접지(GND)에 연결되어 O V가 되고, 따라서 상기 제2컨버터(440)에 피드백 신호가 OV로 됨으로 인해 상기 제2컨버터(440)에서는 상기 제2전원이 생성되지 않게 된다.
한편, 본 발명은 멀티채널 SMPS에 관한 것이므로, 교류전원을 입력으로 2개 이상의 전원이 출력 가능하다. 상술한 실시예에서는 제1전원이 DC 5V, 제2전원이 DC 24V 출력되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 출력전원을 제3전원, 제4전원 등으로 확장 가능하다.
따라서, 본 발명의 실시예는 상기 제2컨버터 대신 복수개의 컨버터가 구비될 수 있다. 그리고 상기 복수의 컨버터 각각에 상응하는 복수의 전원 출력부 및 복수의 전원 피드백 회로부를 구비한다.
상기 복수의 컨버터는 각각 도 2에 도시된 구성요소를 포함하고, 각 컨버터마다 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류 전원을 생성한다. 상기 복수의 전원 출력부는 상기 복수의 컨버터 각각에 상응하며, 상기 복수의 컨버터에서 생성된 복수의 전원을 각각 출력한다. 상기 복수의 전원 피드백 회로부는 상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되는 것을 감지하여 즉시 상기 복수의 컨버터에서 전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 각각 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 제1전원인5V 가 온(ON) 됨과 동시에 제2전원인 24V 가 온(ON) 됨으로써 제품의 초기 대기 상태로의 진입시간을 단축할 수 있다. 즉, 제1전원인 5V가 온(ON)되어 메인 콘트롤러에 인가된 후, 초기화되는 시간이 흐른 후, 상기 메인 콘트롤러에서 24V구동신호를 출력하여 24V구동을 하게 되면, 24V 구동에는 초기화 시간만큼의 시간이 필요하게 되는데 비해, 본 발명의 실시예에서는 제1전원인 5V가 온(ON)되면 바로 24V가 온(ON)되어 초기화 시간이 필요하지 않게되어 제품의 초기 대기 상태로의 진입시간을 단축할 수 있다.
그리고 전원 스위치가 온(ON)된 후 즉시 오프(OFF) 되더라도 5V 와 24V 의 부하가 함께 있기 때문에 저장된 커패시턴스(Capacitance) 에너지가 빠른 시간 내에 방전(Discharge) 되어 감전의 위험이 없다. 또한, 대기모드 진입 시에는 24V 온/오프(ON/OFF)가 가능하다.
멀티(Multi) 채널로 구성되는 SMPS 의 경우 대기 모드 시 최소한의 전력 소모를 위해 메인 콘트롤러(Main Controller) 구동을 위한 채널을 제외한 나머지 채널을 오프(OFF) 하는 기능은 필수적이다. 그러나, 그러한 기능의 동작 프로세스 상 각 채널의 동작 타이밍(Timing) 간에 시간차가 일어날 수 밖에 없으며 그로 인해 안전상의 문제가 발생한다.
상술한 본 발명의 일실시예의 장점은 하나의 트랜지스터(TR)와 몇 개의 저항만이 추가되며, 회로 구성의 변경만으로 안전상의 문제와 소모 전력의 최소화를 함께 실현할 수 있다. 본 발명은 안전상의 문제를 해소하면서 동시에 대기 모드 시 최소 전력 소모를 가능하게 할 수 있는 제어 방법으로서 추후 개발되는 멀티 채널 SMPS 에는 필수적인 요소가 될 수 있다.
또 한편으로, 본 발명에 의한 멀티채널을 갖는 SMPS를 포함하는 화상형성장치도 본 발명에 속한다.
즉, 상기 화상형성장치는 전원을 받아들여 화상 형성을 수행하는 화상형성장치의 본체 및 상기 화상형성장치 본체에 전원을 공급하는 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이를 포함한다.
상기 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이는 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시한 상술한 본 발명에 의한 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이와 동일하다. 그리고 상기 화상형성장치는 상술한 출력채널이 3개 이상인 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이도 포함한다.
본 발명에 의한 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이는 화상형성장치에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 이동통신 기기, 디스플레이 장치(LCD, PDP), TV, 냉장고, 세탁기 등 다른 전자장치에도 적용가능하다.
따라서, 본 발명은 상기 본 발명에 의한 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이를 포함하는 전자장치도 포함한다. 즉 상기 전자장치는 전원을 받아 들여 소정의 기능을 수행하는 전자장치 본체 및 상기 전자장치 본체에 전원을 공급하는 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이를 포함하고, 상기 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이는 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시한 상술한 본 발명에 의한 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이와 동일하다. 그리고 상기 전자장치는 상술한 출력채널이 3개 이상인 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이도 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 스위칭 모드 파워 서플라이의 일반적인 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 제1컨버터 및 제2컨버터의 일반적인 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 멀티채널 SMPS의 제1전원 출력부 및 제2전원 피드백 회로부의 구성에 대한 일예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 멀티채널 스위칭모드 파워 서플라이에 대한 일 실시예의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 제1전원 출력부 및 제2전원 피드백회로부의 구성을 도시한 것이다.

Claims (18)

  1. 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터;
    교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성하는 제2 컨버터;
    상기 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력하는 제1전원 출력부;
    상기 제2 컨버터에서 생성된 제2전원을 출력하는 제2전원 출력부; 및
    상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면 이를 감지하여 즉시 상기 제2컨버터에서 상기 제2전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 출력하는 제2전원 피드백 회로부를 포함하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부에서 피드백 신호가 출력되면, 상기 제2컨버터는 상기 제2전원을 생성하고 상기 제2전원 출력부는 상기 제2전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1전원 출력부는
    상기 제1전원이 출력되면 상기 제1전원에 의해 발광하는 포토커플러 발광부를 포함하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부는
    상기 제1전원 출력부의 포토커플러 발광부에서 발광되는 빛을 수광하는 포토 커플러 수광부를 구비하고, 상기 포토커플러 수광부가 상기 제1포토커플러 발광부의 빛을 수광하면 상기 제2컨버터에서 제2전원이 생성되도록 하는 피드백신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1전원 출력부는
    빛을 발광하는 포토커플러 발광부; 및
    일단이 상기 포토커플러 발광부와 연결되고, 온/오프(on/off)를 제어하는 제어단자를 구비한 제1스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1전원이 출력되면, 상기 제어단자는 상기 제1전원에 응답하여 상기 제1스위칭 소자를 온(on)되게 하고, 상기 제1스위칭소자가 온(on)되면 상기 포토커플러 발광부가 발광되고,
    제2전원 출력부는
    상기 포토커플러 발광부로부터 출력되는 광을 수광하는 포토커플러 수광부; 및
    스위칭 온/오프를 제어하는 제어단자가 상기 포토커플러 수광부의 일단과 연결되어 있으며, 일단이 상기 피드백 신호와 연결되어 있는 제2스위칭소자를 포함하고,
    상기 포토커플러 수광부가 수광하면 상기 제2스위칭 소자의 제어단자에 의해 상기 제2스위칭 소자가 오프(OFF)되고, 상기 제2스위칭 소자가 오프되면 상기 제2컨버터부로부터 상기 제2전원이 생성되도록 제어하는 피드백 신호를 생성하는 것 을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1스위칭 소자는
    제1트랜지스터이고,
    상기 제2스위칭소자는 제2트랜지스터 임을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1전원 출력부는
    상기 포토커플러 발광부의 일단과 상기 제1전원 사이에 연결된 포토커플러 부하저항; 및
    상기 제1전원과 상기 제1트랜지스터 사이에 연결된 상기 제1트랜지스터 보호 저항을 포함하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부는
    상기 포토커플러 수광부에 전원을 공급하는 전원단자와 상기 포토커플러 수광부의 일단 사이에 연결되며, 상기 제2트랜지스터의 일단과 상기 포토커플러 수광부의 일단이 연결된 제2트랜지스터 보호 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1전원출력부는
    전력대기(save) 모드 신호를 수신하면 상기 포토커플러 발광부의 발광을 멈 추게 하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부는
    상기 포토커플러 발광부에 상응하는 포토커플러 수광부가 상기 포토커플러 발광부로부터 수광하지 못하면, 상기 제2컨버터가 제2전원을 생성하지 못하도록 하는 피드백신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1전원 출력부는
    전력대기모드 신호가 수신되면, 상기 제1스위칭소자를 턴 오프(Turn Off)시켜 상기 포토커플러 발광부가 발광하지 않도록 하는 제3스위칭소자를 더 포함하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부의 포토커플러 수광부는
    상기 포토커플러 발광부로부터 수광하면 단락(short)되고, 빛을 수광하지 않으면 개방(open)되며,
    상기 제2전원 피드백 회로부의 제2스위칭소자는
    상기 포토커플러 수광부가 개방(open)되면 온(on)되어 상기 제2스위칭소자의 일단과 연결된 상기 피드백 신호에 의해 상기 제2컨버터로부터 제2전원이 생성되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1스위칭 소자는
    제1트랜지스터이고, 상기 제2스위칭 소자는 제2트랜지스터이고, 상기 제3스 위칭 소자는 제3트랜지스터 임을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1전원 출력부는
    상기 전력 대기신호 입력단자와 상기 제2트랜지스터 사이에 연결된 제3트랜지스터 보호저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  10. 교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터;
    교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 복수의 직류 전원을 각각 생성하는 복수의 컨버터;
    상기 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력하는 제1전원 출력부;
    상기 복수의 컨버터 각각에 상응하며, 상기 복수의 컨버터에서 생성된 복수의 전원을 각각 출력하는 복수의 전원 출력부; 및
    상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면, 이를 감지하여 즉시 상기 복수의 컨버터에서 전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 각각 출력하는 복수의 전원 피드백 회로부를 포함하고,
    상기 복수의 피드백 회로부에서 각각 피드백 신호가 출력되면, 상기 복수의 컨버터는 각각 상기 직류 전원을 생성하고 상기 복수의 전원 출력부 각각은 상기 직류 전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1전원출력부는
    상기 제1전원이 출력되면 상기 제1전원에 의해 발광하는 포토커플러 발광부를 포함하고,
    상기 전원피드백 회로부 각각은
    상기 제1전원 출력부의 포토커플러 발광부의 광을 수광하는 포토커플러 수광부를 구비하고, 상기 포토커플러 수광부가 수광하면 상응하는 컨버터로부터 전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1전원출력부는
    전력대기신호가 입력되면, 상기 포토커플러 발광부의 발광을 멈추게 하고,
    상기 전원피드백회로부 각각은
    상기 포토커플러 수광부가 상기 포토커플러 발광부로부터 수광하지 못하면, 상응하는 컨버터로부터 전원이 생성되지 않도록 하는 피드백 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 스위칭 모드 파워 서플라이.
  13. 전원을 받아들여 화상 형성을 수행하는 화상형성장치의 본체; 및
    상기 화상형성장치 본체에 전원을 공급하는 멀티채널 스위칭모드 파워 서플 라이를 포함하고,
    상기 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이는
    교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터;
    교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성하는 제2 컨버터;
    상기 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력하는 제1전원 출력부;
    상기 제2 컨버터에서 생성된 제2전원을 출력하는 제2전원 출력부; 및
    상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면 이를 감지하여 즉시 상기 제2컨버터에서 상기 제2전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 출력하는 제2전원 피드백 회로부를 포함하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부에서 피드백 신호가 출력되면, 상기 제2컨버터는 상기 제2전원을 생성하고 상기 제2전원 출력부는 상기 제2전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1전원 출력부는
    상기 제1전원이 출력되면 상기 제1전원에 의해 발광하는 포토커플러 발광부를 포함하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부는
    상기 제1전원 출력부의 포토커플러 발광부에서 발광되는 빛을 수광하는 포토 커플러 수광부를 구비하고, 상기 포토커플러 수광부가 상기 제1포토커플러 발광부의 빛을 수광하면 상기 제2컨버터에서 제2전원이 생성되도록 하는 피드백신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1전원출력부는
    전력대기(save) 모드 신호를 수신하면 상기 포토커플러 발광부의 발광을 멈추게 하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부는
    상기 포토커플러 발광부에 상응하는 포토커플러 수광부가 상기 포토커플러 발광부로부터 수광하지 못하면, 상기 제2컨버터가 제2전원을 생성하지 못하도록 하는 피드백신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  16. 전원을 받아 들여 소정의 기능을 수행하는 전자장치 본체;
    상기 전자장치 본체에 전원을 공급하는 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이를 포함하고,
    상기 멀티채널 스위칭모드 파워서플라이는
    상기 스위칭모드 파워서플라이는
    교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제1전원을 생성하는 제1 컨버터;
    교류전원을 정류하고 스위칭 및 트랜스포밍하여 직류의 제2전원을 생성하는 제2 컨버터;
    상기 제1 컨버터에서 생성된 제1전원을 출력하는 제1전원 출력부;
    상기 제2 컨버터에서 생성된 제2전원을 출력하는 제2전원 출력부; 및
    상기 제1전원 출력부로부터 상기 제1전원이 출력되면 이를 감지하여 즉시 상기 제2컨버터에서 상기 제2전원이 생성되도록 하는 피드백 신호를 출력하는 제2전원 피드백 회로부를 포함하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부에서 피드백 신호가 출력되면, 상기 제2컨버터는 상기 제2전원을 생성하고 상기 제2전원 출력부는 상기 제2전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1전원 출력부는
    상기 제1전원이 출력되면 상기 제1전원에 의해 발광하는 포토커플러 발광부를 포함하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부는
    상기 제1전원 출력부의 포토커플러 발광부에서 발광되는 빛을 수광하는 포토커플러 수광부를 구비하고, 상기 포토커플러 수광부가 상기 제1포토커플러 발광부의 빛을 수광하면 상기 제2컨버터에서 제2전원이 생성되도록 하는 피드백신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1전원출력부는
    전력대기(save) 모드 신호를 수신하면 상기 포토커플러 발광부의 발광을 멈추게 하고,
    상기 제2전원 피드백 회로부는
    상기 포토커플러 발광부에 상응하는 포토커플러 수광부가 상기 포토커플러 발광부로부터 수광하지 못하면, 상기 제2컨버터가 제2전원을 생성하지 못하도록 하는 피드백신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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