KR20100082527A - 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치 및 전원공급 방법 - Google Patents

대기 전력 저감을 위한 전원공급장치 및 전원공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치 및 전원공급 방법에 관한 것으로, 자기 유도 작용을 이용하여 1차 측 전압을 변환시켜 2차 측으로 공급하는 트랜스 포머; 시스템의 정상 상태 혹은 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 멀티 제어 신호를 출력하는 마이컴; 상기 마이컴의 제어 신호에 따라 상기 2차 측으로 공급된 전압의 출력을 온/ 오프시키는 제 1 스위치부; 상기 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 상기 마이컴의 제어신호에 따라 오프되어 분배 저항을 이용한 상기 2차 측의 출력 전압을 감압시키는 제 2 스위치부;및 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부의 온/오프에 따라 상기 트랜스 포머의 2차 측 구동상태를 상기 1차 측으로 피드백하는 피드백 회로부를 포함한다.
따라서, 본 발명은 AC 오프(off) 스위칭에 따른 제어방법이 아닌 DC 오프(off) 스위치와 제안하는 피드백 회로를 연동시켜 선택적으로 출력 전압을 변경가능하도록 하여 효과적으로 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
대기전력, 피드백, 스위치

Description

대기 전력 저감을 위한 전원공급장치 및 전원공급 방법{POWER SUPPLY UNIT AND METHOD FOR REDUCING STANDBY ELECTRIC POWER}
본 발명은 평판 디스플레이의 전원 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스탠바이 상태에서 소비 전력을 감소시키기 위한 전원공급장치 및 전원공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이(Flat Panel Display : FPD) 란 TV나 컴퓨터 모니터 브라운관을 이용하여 보다 두께가 얇고 가벼운 영상표시장치로서, 이러한 평판 디스플레이의 종류에는 액정을 이용한 LCD(Liquid Crystal Display)와, 네온사인과 같은 원리인 가스 방전을 이용한 PDP(Plasma Display Panel)와, 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 발광현상을 이용하여 만든 유기물질인 OLED(Organic Light Emitting Diodes)와, 그밖에 상용화를 앞둔 것으로 FED(Field Emission Display, ELD(Electro Luminescence Display) 등이 있다.
일 예로서, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 He+Xe, Ne+Xe 또는 He+Xe+Ne 등의 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표 시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다. 특히, 3 전극 교류 면 방전형 PDP는 방전시 표면에 벽 전하가 축적되며 방전에 의해 발생하는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전원공급 장치를 나타낸 것으로, 스탠바이 출력단에 일정한 전압을 유지하도록 피드백(feedback) 회로부를 구성하는 전원공급장치의 회로도이다.
종래의 피드백(feedback) 회로부를 구성하는 전원공급장치에 스탠바이 동작이 설정되면 도 1의 회로도에 도시된 바와 같이, 전파 정류된 출력 전압을 공급받아 1 차측 권선의 전류 흐름 단속에 따라 2 차측 권선으로 소정개의 전압을 출력하는 트랜스포머(11)와, 상기 트랜스포머(11)의 2 차측 권선에 유기된 전압을 정류하여 동작 전원으로 공급하는 브릿지 다이오드(BD1)와, 상기 브릿지 다이오드(BD1)에서 정류되어 출력되는 전압을 저항(R24,R27,R28), 제너 다이오드(ZD1)를 통해 동작 전원으로 입력시키게 된다. 피드백 회로부(15)는 2 차측에서 발생되는 전압을 1차 측으로 피드백시켜 출력 전압의 레벨이 일정하게 유지되도록 한다. 이에, 도 1의 피드백 회로에서는 일정한 셋팅 전압(5V)가 출력된다.
일반적인 피드백 회로에서 항상 셋팅된 전압으로 출력되어 PDP TV의 스탠바이 시에 소모되는 소비전력을 개선하는 필요가 요구되어 진다.
본 발명은 PDP TV에서 스탠바이 시 소비 전력을 낮추기 위해, 스탠바이 전원을 사용하는 전압을 최소 동작 전압으로 낮추어 스탠바이 시, PDP TV 소비전력을 개선하는 전원공급장치 및 전원공급 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치는 자기 유도 작용을 이용하여 1차 측 전압을 변환시켜 2차 측으로 공급하는 트랜스 포머; 시스템의 정상 상태 혹은 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 멀티 제어 신호를 출력하는 마이컴; 상기 마이컴의 제어 신호에 따라 상기 2차 측으로 공급된 전압의 출력을 온/ 오프시키는 제 1 스위치부; 상기 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 상기 마이컴의 제어신호에 따라 오프되어 분배 저항을 이용한 상기 2차 측의 출력 전압을 감압시키는 제 2 스위치부;및 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부의 온/오프에 따라 상기 트랜스 포머의 2차 측 구동상태를 상기 1차 측으로 피드백하는 피드백 회로부를 포함한다.
상기 마이컴은 상기 시스템의 정상 상태일 때, 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부에 하이(high) 펄스를 인가하여 온(on) 상태가 되게 한다.
상기 마이컴은 상기 시스템의 대기 상태 오프 모드 변경 시 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부에 로우(low) 펄스를 인가하여 오프(off) 상태가 되게 한다.
상기 제 1 스위치부는 MOSFET 트랜지스터로, 상기 시스템의 대기상태 혹은 정상 상태에서 온(on)되어 상기 트랜스포머에서 공급되는 전압을 부하에 공급한다.
상기 제 2 스위치부는 BJT 트랜지스터로, 상기 시스템의 대기 상태 오프(off) 모드에서 상기 BJT의 콜렉터 단에 연결된 저항이 병렬로 동작하여 상기 2차 측의 출력 전압을 감압시킨다.
상기 피드백 회로부에 의해 피드백된 상기 2차 측 구동상태는 상기 트랜스포머의 1차 측 권선에 흐르는 전류를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 대기 전력 저감을 위한 전원공급 방법에 있어서, 트랜스포머를 이용하여 1차 측 전압을 변환시켜 2차 측으로 공급하는 단계;시스템의 정상 상태 혹은 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 상기 2차 측으로 공급된 전압의 출력을 마이컴의 제어신호를 근거하여 온/ 오프시키는 단계; 상기 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 상기 마이컴의 제어신호에 따라 오프되어 분배 저항을 이용한 상기 2차 측의 출력 전압을 감압시키는 단계; 및 상기 감압된 2차 측의 출력 전압에 따른 상기 2차 측 구동상태를 상기 1차 측으로 피드백하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 시스템의 정상 상태에서 상기 마이컴은 하이(high) 펄스를 인가하여 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부가 온(on) 상태가 되게 한다.
상기 시스템의 대기 상태 오프(off) 모드 시 상기 마이컴은 로우(low) 펄스를 인가하여 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부가 오프(off) 상태가 되게 한다.
상기 피드백된 2차 측 구동상태는 상기 트랜스포머의 1차 측 권선에 흐르는 전류를 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서 스탠바이 오프(off) 모드를 위해 추가된 제 1 스위치(MOSFET) 오프 시 전원공급장치의 마이컴은 제 2 스위치(BJT)를 오프하여 피드백 감도를 변경시켜 출력 전압이 감압되도록 구성한다.
특히, 본 발명에서 스탠바이 시에 5V 출력을 강제로 4.5V 수준으로 낮추어 PDP TV 세트에서 스탠바이 모드 시 소비 전력을 효과적으로 줄여준다 효과가 있다.
또한, 본 발명은 AC 오프(off) 스위칭에 따른 제어방법이 아닌 DC 오프(off) 스위치와 제안하는 피드백 회로를 연동시켜 선택적으로 출력 전압을 변경가능하도록 하여 효과적으로 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명에 의한 대기 모드 시 스위칭 모드의 피드백 회로부를 구성하여 대기 전력을 감소시키는 전원공급 장치의 회로도이다.
본 발명에 따른 전원공급 장치는 트랜스포머(22), 제 1 스위치부(S1), 제 2 스위치부(S2), 마이컴(27), 피드백 회로부(25)를 포함한다.
트랜스 포머(22)는 전자기 유도 작용을 이용하여 정류된 입력 전압을 공급받아서 1차 측 권선의 전류 단속에 따라 2차 측으로 소정개의 전압을 발생시킨다.
마이컴(27)은 전원공급 장치가 정상 상태에서 대기 상태로, 혹은 대기 상태에서 대기 상태 오프(off) 모드로 변경될 때 멀티 제어 신호를 출력한다.
제 1 스위치부(S1)는 는 MOS FET 스위칭 소자로써, 마이컴(27)의 출력 제어 신호에 따라 대기 모드가 오프 모드로 진입할 시 스위치가 오프(off)되어 있다가 대기 모드 혹은 정상 상태에서는 스위치가 온(on)되어 트랜스포머(22)에서 공급되는 전압을 부하에 공급한다.
제 2 스위치부(S2)는 대기 모드 혹은 정상 상태에서는 마이컴(27)으로부터 하이(high) 펄스를 BJT의 베이스 단에 입력받아 턴 온(turn_on)되고 5V의 전압을 출력한다. 또한, 제 2 스위치부(S2)는 스탠바이 오프(off) 모드 시 마이컴(27)으로부터 로우(low) 펄스를 인가받아 BJT는 턴 오프(turn_off)되고, BJT의 콜렉터 단에 연결된 저항(R25)과 저항(R24)이 병렬로 동작하여 출력 전압을 4.5V로 떨어뜨린다.
피드백 회로부(25)는 마이컴(27)의 출력 펄스에 의해 스위칭되는 트랜지스터(MOS FET, BJT)의 턴 온/턴 오프(turn_on/turn_off)에 따른 트랜스포머(22)의 2차 측 구동 상태를 1차 측으로 피드백한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 대기 모드 시 스위칭 모드의 피드백 회로부를 구체화한 예시도이다.
본 발명은 TV 세트의 대기 모드 시 소비 전력 규제 강화에 따라, 기존의 AC 스위칭 대신, DC 스위칭을 구현하여 스탠바이(STBY)가 오프 모드로 진입할 시 출력 전압을 떨어뜨려 소비전력을 향상시킨다.
이를 위해 도시된 바와 같이, 스탠바이(STBY) 오프 모드를 위해 추가된 제 1 스위치부(S1)는 MOS FET 스위칭 소자로써, 마이컴(27)의 출력 제어 신호에 의해 대기 모드가 오프 모드로 진입할 시 오프(off)되어 있다가 대기 모드 혹은 정상 상태에서는 온(on)되어 상기 트랜스포머에서 공급되는 전압을 부하에 공급한다.
또한, 마이컴(27)은 대기 모드 혹은 정상 상태에서 제 2 스위치부(S2) BJT의 베이스 단에 하이(high) 펄스를 인가하여 5V의 전압을 출력한다. 그리고 스탠바이 오프(off) 모드 시 마이컴(27)은 로우(low) 펄스를 인가하여 제 2 스위치부(S2)의 BJT는 턴 오프(turn_off)되고, BJT의 콜렉터 단에 연결된 저항(R359,R366)과 저항(R355)이 병렬로 동작하여 출력 전압이 4.5V로 낮추어진다.
따라서, 제 1 스위칭부(S1) 및 제 2 스위치부(S2)는 마이컴(27)의 출력 펄스에 의해 스위칭 트랜지스터(MOS FET, BJT)가 턴 온/턴 오프(turn_on/turn_off)를 수행하여 2차 측의 출력 전압을 감압하고, 감압된 출력 전압은 트랜스포머의 1차 측으로 피드백되는 감도를 변경한다. 이는 즉, 트랜스포머의 1차 측 권선에 흐르는 전류를 제어하게 되어 2차 측에 최소 전압이 출력되게 한다.
도 4는 본 발명에 의한 대기 모드 시 스위칭 모드에 따른 대기 전력을 감소시키는 방법을 나타낸 순서도이다.
트랜스포머는 자기 유도 작용을 이용하여 1차 측 전압을 변환시켜 2차 측으 로 공급한다(S401).
시스템이 온(on)이면, 마이컴은 하이(high) 펄스 신호를 출력하여 제 1 스위치부(S1) 및 제 2 스위치부(S2)를 턴 온(turn_on) 시켜 5V 전압을 출력한다(S402,S403).
시스템이 스탠바이 상태에서 스탠바이 오프 모드로 변경 시 마이컴은 로우(low) 펄스 신호를 출력하여 제 1 스위치부(S1) 및 제 2 스위치부(S2)를 턴 오프(turn_off) 시킨다(S404, S405).
이때, 제 2 스위치부 BJT는 턴 오프(turn_off)가 되고, BJT의 콜렉트 단에 연결된 저항 R25는 저항 R24와 병렬 연결되어 출력 전압을 4.5V로 감압시킨다(S406).
마이컴의 출력 펄스에 의해 스위칭되는 제 1 스위치부(S1) 및 제 2 스위치부(S2)에 따른 트랜스포머의 2차 측 구동 상태를 1차 측으로 피드백하여 전류변화를 제어한다(S407).
한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
도 1은 종래의 스탠바이 출력단에 일정한 전압을 유지하도록 피드백(feedback) 회로부를 구성하는 전원공급장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명에 의한 대기 모드 시 스위칭 모드의 피드백 회로부를 구성하여 대기 전력을 감소시키는 전원공급 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 대기 모드 시 스위칭 모드의 피드백 회로부를 구체화한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 대기 모드 시 스위칭 모드에 따른 대기 전력을 감소시키는 방법을 나타낸 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
22. 트랜스포머 25. 피드백 회로부
27. 마이컴 S1. 제 1 스위치부
S2. 제 2 스위치부

Claims (10)

  1. 자기 유도 작용을 이용하여 1차 측 전압을 변환시켜 2차 측으로 공급하는 트랜스 포머;
    시스템의 정상 상태 혹은 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 멀티 제어 신호를 출력하는 마이컴;
    상기 마이컴의 제어 신호에 따라 상기 2차 측으로 공급된 전압의 출력을 온/ 오프시키는 제 1 스위치부;
    상기 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 상기 마이컴의 제어신호에 따라 오프되어 분배 저항을 이용한 상기 2차 측의 출력 전압을 감압시키는 제 2 스위치부;및
    상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부의 온/오프에 따라 상기 트랜스 포머의 2차 측 구동상태를 상기 1차 측으로 피드백하는 피드백 회로부를 포함하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마이컴은 상기 시스템의 정상 상태일 때, 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부에 하이(high) 펄스를 인가하여 온(on) 상태가 되게 하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마이컴은 상기 시스템의 대기 상태 오프 모드 변경 시 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부에 로우(low) 펄스를 인가하여 오프(off) 상태가 되게 하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 스위치부는 MOSFET 트랜지스터로, 상기 시스템의 대기상태 혹은 정상 상태에서 온(on)되어 상기 트랜스포머에서 공급되는 전압을 부하에 공급하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 스위치부는 BJT 트랜지스터로, 상기 시스템의 대기 상태 오프(off) 모드에서 상기 BJT의 콜렉터 단에 연결된 저항이 병렬로 동작하여 상기 2차 측의 출력 전압을 감압시키는 것을 특징으로 하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 피드백 회로부에 의해 피드백된 상기 2차 측 구동상태는 상기 트랜스포머의 1차 측 권선에 흐르는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급장치.
  7. 트랜스포머를 이용하여 1차 측 전압을 변환시켜 2차 측으로 공급하는 단계;
    시스템의 정상 상태 혹은 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 마이컴의 제어신호에 따라 제 1 스위치를 이용하여 상기 2차 측으로 공급된 전압의 출력을 온/ 오프시키는 단계;
    상기 대기 상태 오프(off) 모드로 변경 시 상기 마이컴의 제어신호에 의해 제 2 스위치가 오프되어 분배 저항을 이용한 상기 2차 측의 출력 전압을 감압시키는 단계; 및
    상기 감압된 2차 측의 출력 전압에 따른 상기 2차 측 구동상태를 상기 1차 측으로 피드백하는 단계를 포함하여 이루어진 대기 전력 저감을 위한 전원공급 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 시스템의 정상 상태에서 상기 마이컴은 하이(high) 펄스를 인가하여 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부가 온(on) 상태가 되게 하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 시스템의 대기 상태 오프(off) 모드 시 상기 마이컴은 로우(low) 펄스를 인가하여 상기 제 1 스위치부 및 제 2 스위치부가 오프(off) 상태가 되게 하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 피드백된 2차 측 구동상태는 상기 트랜스포머의 1차 측 권선에 흐르는 전류를 제어하는 단계를 더 포함하는 대기 전력 저감을 위한 전원공급 방법.
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