KR20110010212A

KR20110010212A - 영상기기의 전원공급 장치

Info

Publication number: KR20110010212A
Application number: KR1020090067661A
Authority: KR
Inventors: 이연수; 정명주
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-02-01
Also published as: KR101069528B1

Abstract

본 발명은 텔레비전과 같은 영상기기의 부품이 고온으로부터 손상되는 것을 방지하기 위한 영상기기의 전원공급 장치에 관한 것으로, 외부로부터 입력된 직류전압을 가공하여 대기상태에서 동작되는 회로부로 필요한 직류전원을 공급함과 아울러 메인전원부로 작동 제어신호를 출력하는 스탠바이전원부와, 상기 스탠바이전원부의 작동 제어신호에 따라 동작되며 외부로부터 입력된 직류전압을 적어도 하나 이상의 전압레벨로 가공하여 각종 회로부로 공급하는 메인전원부, 및 상기 스탠바이전원부와 메인전원부 사이에 설치되어 주변온도를 검출하고, 검출된 온도가 설정온도를 초과할 경우 메인전원부로 공급되는 작동 제어신호를 제어하여 메인전원부가 셧다운되도록 하는 고온보호회로부를 포함한다.

영상기기, 전원장치, 스탠바이전원부, 메인전원부, 고온, 서미스터, 보호

Description

영상기기의 전원공급 장치{POWER SUPPLY APPARATUS OF DISPLAY UNIT}

본 발명은 고온 보호회로에 관한 것으로, 특히 텔레비전과 같은 영상기기의 부품이 고온으로부터 손상되는 것을 방지하기 위한 영상기기의 전원공급 장치에 관한 것이다.

텔레비전과 같은 영상기기 등은 회로를 작동시키는 전원으로써, 교류 전원이 공급될 수 있다.

상기 영상기기로 인가되는 AC 전압은 항상 일정한 것이 아니라 사용되는 환경의 변화에 따라 예상치 못한 과전압이 인가될 수도 있다.

따라서 입력전압 변동에 따른 기기의 파손을 막기 위해 입력전압 허용범위 이내에서만 동작되도록 하기 위한 보호회로가 반드시 필요해진다.

이와 같은 이유로 일반적인 전원공급장치는 과전압과 과전류 및 저전압에 대한 보호회로는 구성되어 있으나, 온도에 대한 보호회로는 정의되어 있지 않다. 따라서, 영상기기의 작동으로 인한 발열로 인하여 각종 부품들이 손상될 수 있을 뿐 만 아니라 더 나아가 2차 및 3차 부품의 손상과 오동작으로 인한 큰 손실이 발생될 수 있다.

이에 따라 영상기기를 고온으로부터 보호하는 고온 보호 회로에 대한 개발이 시급하다.

본 발명은 전원장치에 서미스터를 이용한 보호회로를 설치하여 주변온도가 설정온도 이상이 되면 메인전원부를 셧다운시킴으로써, 고온에서 각종 부품들의 손상되는 것을 방지할 수 있는 영상기기의 전원공급 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전원공급 장치는, 외부로부터 입력된 직류전압을 가공하여 대기상태에서 동작되는 회로부로 필요한 직류전원을 공급함과 아울러 메인전원부로 작동 제어신호를 출력하는 스탠바이전원부; 상기 스탠바이전원부의 작동 제어신호에 따라 동작되며 외부로부터 입력된 직류전압을 적어도 하나 이상의 전압레벨로 가공하여 각종 회로부로 공급하는 메인전원부; 및 상기 스탠바이전원부와 메인전원부 사이에 설치되어 주변온도를 검출하고, 검출된 온도가 설정온도를 초과할 경우 메인전원부로 공급되는 작동 제어신호를 제어하여 메인전원부가 셧다운되도록 하는 고온보호회로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 고온보호회로부는 상기 스탠바이전원부의 제어단과 제1 노드 사이에 연결되어 주변온도가 상승함에 따라 저항값이 감소되는 서미스터; 상기 서미스터의 저항값에 따라 제1 노드에 인가되는 검출전압이 가변되고 서미스터의 저항값의 감소에 따라 고전압을 출력하는 전압검출부; 및 상기 전압검출부를 통해 출력되는 신호에 따라 스위칭되어 상기 스탠바이전원부에서 메인전원부로 공급되는 작동 제어신호를 조절하여 메인전원부를 셧다운시키는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전원장치에 서미스터를 이용한 보호회로를 설치하여 주변온도가 설정온도 이상이 되면 메인전원부를 셧다운시킴으로써, 고온에서 각종 부품들의 손상되는 것을 방지하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명 한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명과 관련된 영상기기의 전원공급장치를 나타낸 블록도로서, EMI필터(1)와 정류회로부(5), 역률보상부(10), 스탠바이전원부(30) 및 메인전원부(50)를 포함하여 이루어져 있다.

EMI필터(1)는 입력 교류전원에 포함되어 있는 전자기 방해(Electromagnetic Interference; EMI) 잡음을 제거하기 위한 필터이다.

정류회로부(5)는 EMI필터(1)로부터 노이즈가 제거된 교류전원이 입력되면 이를 직류전원으로 변환하는 풀브리지 다이오드와 같은 회로부이다.

역률보상부(10; Power Factor Correction)는 정류회로부(5)로부터 입력되는 직류전원을 교류전원의 변동에 관계없이 항상 일정한 레벨의 직류전압을 출력한다.

스탠바이전원부(30)는 입력되는 직류전압을 가공하여 대기상태에서 동작되는 회로부(예를 들어, 마이크로컴퓨터)에서 필요로 하는 직류전원(DC 5V)을 생성하여 공급한다. 상기에서 스탠바이전원부(30)는 소정의 전압검출부를 통해 저전압 또는 과전압이 검출되면 전원의 출력을 차단하는 기능도 내장되어 있다.

메인전원부(50)는 상기 스탠바이전원부(30)의 온,오프 제어에 따라 작동되며 역률보상부(10)로부터 입력되는 직류전압을 필요에 따라 다양한 전압레벨로 가공하여 각종 회로부로 공급하도록 구성되어 있다.

즉, 입력 교류전원이 EMI필터(1)에 입력되어 전자기 방해(EMI) 노이즈가 제 거되고, 정류회로부(5)에 의해 정류된 후 역률보상부(10)를 통해 스탠바이전원부(30)의 구동전압으로 공급된다. 상기 스탠바이전원부(30)는 입력되는 직류전압을 가공하여 스탠바이 회로부에서 필요로 하는 전원을 생성하여 해당 장치로 공급한다. 이와 같이 스탠바이전원부(30)를 별도로 구비하는 이유는 대기상태에서 소비전력을 최소화하기 위함이다.

이후, 사용자가 리모콘 등을 이용하여 전원을 온시키면, 스탠바이전원부(30)는 메인전원부(50)로 전원 온 제어신호를 출력하여 메인전원부(50)가 작동되도록 한다. 이에 따라 메인전원부(50)는 각종 회로부로 필요로 하는 전원을 공급하여 영상기기가 작동되도록 한다.

이와 같이 구성된 일반적인 전원공급장치는 주변 온도를 검출하는 기능이 구현되어 있지 않아, 주변온도에 상관없이 매뉴얼(Manual)로 전원을 오프시키지 않으면 영상기기가 항상 켜져 있게 된다. 이때 제품의 발열로 인해 주변온도가 올라가고 부품의 온도는 주변온도에 상대적으로 높아지게 되므로, 부품의 방폭 등의 손상이 발생될 가능성이 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 영상기기의 전원공급 장치를 나타낸 회로도로서, 역률보상부(10), 스탠바이전원부(30), 메인전원부(50), 및 고온보호회로부(70)를 포함하여 이루어져 있다.

역률보상부(10; PFC)는 외부로부터 입력되는 직류전원을 소정의 교류전원의 변동에 관계없이 항상 일정한 레벨의 직류전압을 출력한다. 상기 역률보상부(10)의 경우 코일과 스위칭소자 및 정류용 다이오드 등을 포함하여 구성될 수 있다.

스탠바이전원부(30)는 입력되는 직류전압을 가공하여 대기상태에서 동작되는 회로부(예를 들어, 마이크로컴퓨터)에서 필요로 하는 직류전원(DC 5V)을 생성하여 공급함과 아울러 외부로부터 전원 온 명령이 입력될 경우 메인전원부(50)로 작동 제어신호를 출력한다.

메인전원부(50)는 상기 스탠바이전원부(30)의 온,오프 제어신호에 따라 작동되며 역률보상부(10)로부터 입력되는 직류전압을 필요에 따라 다양한 전압레벨로 가공하여 각종 회로부로 공급하도록 구성되어 있다.

고온보호회로부(70)는 스탠바이전원부(30)와 메인전원부(50) 사이에 설치되어 주변온도를 검출하고 검출된 온도가 설정온도를 초과할 경우 메인전원부(50)로 공급되는 작동 제어신호를 제어하여 메인전원부(50)가 셧다운(shutdown)되도록 한다. 상기 고온보호회로부(70)는 도 2에서는 스탠바이전원부(30)와 분리하여 구성하였지만, 스탠바이전원부(30)에 내장하여 구성할 수도 있음은 당연하다.

이와 같은 고온보호회로부(70)는 서미스터(71)와 전압검출부(73) 및 스위칭부(75)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 서미스터(71)는 스탠바이전원부(30)의 제어단(Nd_ctrl)과 제1 노드(Nd1) 사이에 연결되어 주변온도가 상승함에 따라 저항값이 감소하여 전류가 증가되고 양단에 걸리는 전압은 감소하게 된다. 상기 서미스터(71)는 NTC(negative temperature coefficient) 타입으로 서미스터(71)의 온도가 낮을 때는 저항값이 커서 전류가 적게 흐르나 온도가 높아지면 저항값이 작아져서 전류가 증가하게 된다.

전압검출부(73)는 상기 서미스터(71)의 저항값에 따라 제1 노드(Nd1)에 걸리 는 검출전압이 가변되게 되고 서미스터(71)의 저항값이 감소함에 따라 고전압을 출력하도록 구성되어 있는 데, 상기 전압검출부(73)는 분압저항(R1)과 제너다이오드(ZD)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 분압저항(R1)은 서미스터(71)의 일측인 제1 노드(Nd1)와 저전위(GND) 사이에 직렬 연결되어 스탠바이전원부(30)에서 출력되는 제어신호의 전압이 서미스터(71)의 저항값에 따라 가변되어 분압된다. 제너다이오드(ZD)는 상기 제1 노드(Nd1)와 스위칭부(75) 사이에 역방향으로 연결되어 분압저항(R1)에 걸리는 전압이 일정전압 이상일 경우 도통되도록 구성되어 있다.

스위칭부(75)는 상기 전압검출부(73)를 통해 출력되는 신호에 따라 스위칭되어 상기 스탠바이전원부(30)에서 메인전원부(50)로 공급되는 작동 제어신호를 조절하여 메인전원부(50)의 작동을 셧다운시키도록 구성되어 있다. 상기 스위칭부(75)는 제1 트랜지스터(Q1)와 제2 트랜지스터(Q2)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 트랜지스터(Q1)는 스탠바이전원부(30)의 제어단(Nd_ctrl)과 저전위(GND) 사이에 전류통로가 연결되고 베이스에 연결된 제2 노드(Nd2)의 전위에 따라 스위칭되어 스탠바이전원부(30)에서 메인전원부(50)로 공급되는 작동 제어신호를 저전위로 풀다운시켜 메인전원부(50)를 셧다운시키는 PNP형 트랜지스터이다. 제2 트랜지스터(Q2)는 제1 트랜지스터(Q1)의 게이트인 제2 노드(Nd2)와 저전위(GND) 사이에 전류통로가 연결되고 전압검출부(73)의 제너다이오드(ZD)를 통해 인가되는 신호에 따라 스위칭되어 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스인 제2 노드(Nd2)의 전위를 저전위로 풀다운시키는 NPN형 트랜지스터이다.

상기와 같이 구성된 전원공급장치의 작동 과정을 살펴보면 아래와 같다.

먼저, 사용자가 리모콘 등을 이용하여 영상기기의 전원을 온시키는 명령이 입력되면, 스탠바이전원부(30)는 메인전원부(50)로 전원 온 제어신호를 출력하여 메인전원부(50)가 작동되도록 한다. 이에 따라 메인전원부(50)는 각종 회로부로 필요한 전원을 가공하여 공급함에 따라 영상기기가 작동되도록 한다. 여기서, 메인전원부(50)는 스탠바이전원부(30)로부터 하이신호가 입력될 경우 작동된다.

이때, 서미스터(71)는 주변온도를 검출하고, 주변온도가 낮을 경우에는 서미스터(71)의 저항값이 커서 스탠바이전원부(30)에서 출력되는 제어신호의 전압은 서미스터(71)의 양단에 거의 걸리게 되므로 분압저항(R1)에 걸리는 전압은 제너다이오드(ZD)의 임계전압보다 낮게 된다. 이에 따라 제1 및 제2 트랜지스터(Q1, Q2)는 모두 오프 상태를 유지하게 된다.

이후, 주변온도가 상승하면, 서미스터(71)는 저항값이 작아져 전류량은 증가하는 반면 서미스터(71)의 양단에 걸리는 전압은 감소하게 되고, 스탠바이전원부(30)에서 출력되는 제어신호의 전압은 분압저항(R1)의 양단에 거의 걸리게 된다.

예컨대, 주변온도가 대략 70℃ 이상이 되면, 분압저항(R1)에 걸리는 전압이 제너다이오드(ZD)의 임계전압보다 높게 되며, 이때 제너다이오드(ZD)는 도통되어 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스에 고전압이 인가되게 된다.

상기 제2 트랜지스터(Q2)는 베이스에 고전압이 인가됨에 턴온되어 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스와 연결된 제2 노드(Nd2)를 저전위로 풀다운시키고, 그에 따라 제1 트랜지스터(Q1)도 턴온된다.

이에 따라 스탠바이전원부(30)에서 메인전원부(50)로 인가되는 전원 온 제어신호가 저전위로 풀다운되어 메인전원부(50)에는 저전압이 인가된다. 즉, 스탠바이전원부(30)에서 메인전원부(50)로 작동 제어신호가 인가될 경우 강제로 제어신호의 전압레벨을 떨어뜨려 메인전원부(50)를 셧다운시키게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 영상기기의 내부 온도가 일정온도 이상이 되면 메인전원부(50)를 셧다운시켜 영상기기의 손상이나 부품의 방폭 등의 피해를 예방할 수 있다.

상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명과 관련된 영상기기의 전원공급 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 영상기기의 전원공급 장치를 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 역률보상부(PFC) 30: 스탠바이전원부

50: 메인전원부 70: 고온보호회로부

71: 서미스터(NTC) 73: 전압검출부

75: 스위칭부

Claims

외부로부터 입력된 직류전압을 가공하여 대기상태에서 동작되는 회로부로 필요한 직류전원을 공급함과 아울러 메인전원부로 작동 제어신호를 출력하는 스탠바이전원부;

상기 스탠바이전원부의 작동 제어신호에 따라 동작되며 외부로부터 입력된 직류전압을 적어도 하나 이상의 전압레벨로 가공하여 각종 회로부로 공급하는 메인전원부; 및

상기 스탠바이전원부와 메인전원부 사이에 설치되어 주변온도를 검출하고, 검출된 온도가 설정온도를 초과할 경우 메인전원부로 공급되는 작동 제어신호를 제어하여 메인전원부가 셧다운되도록 하는 고온보호회로부;를 포함하는 영상기기의 전원공급 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 고온보호회로부는

상기 스탠바이전원부의 제어단과 제1 노드 사이에 연결되어 주변온도가 상승함에 따라 저항값이 감소되는 서미스터; 상기 서미스터의 저항값에 따라 제1 노드에 인가되는 검출전압이 가변되고 서미스터의 저항값의 감소에 따라 고전압을 출력하는 전압검출부; 및 상기 전압검출부를 통해 출력되는 신호에 따라 스위칭되어 상기 스탠바이전원부에서 메인전원부로 공급되는 작동 제어신호를 조절하여 메인전원 부를 셧다운시키는 스위칭부;를 포함하는 영상기기의 전원공급 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 전압검출부는

상기 서미스터의 일측인 제1 노드와 저전위 사이에 직렬 연결되어 스탠바이전원부에서 출력되는 제어신호의 전압이 서미스터의 저항값에 따라 가변되어 분압되는 분압저항을 포함하는 영상기기의 전원공급 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 스위칭부는

상기 스탠바이전원부의 제어단과 저전위 사이에 전류통로가 연결되고 베이스에 연결된 제2 노드의 전위에 따라 스위칭되어 작동 제어신호를 저전위로 풀다운시켜 메인전원부의 셧다운시키는 제1 트랜지스터; 및 상기 제1 트랜지스터의 게이트인 제2 노드와 저전위 사이에 전류통로가 연결되고 전압검출부를 통해 인가되는 신호에 따라 스위칭되어 제1 트랜지스터를 턴온시키는 제2 트랜지스터;를 포함하는 영상기기의 전원공급 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 전압검출부는

상기 제1 노드와 제2 트랜지스터의 베이스 사이에 역방향으로 연결되어 분압 저항에 걸리는 전압이 일정전압 이상일 경우 도통되는 제너다이오드를 포함하는 영상기기의 전원공급 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 트랜지스터는 PNP형 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터는 NPN형 트랜지스터인 영상기기의 전원공급 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 서미스터는 온도가 상승함에 따라 전류가 증가하고 양단전압이 감소하는 NTC(negative temperature coefficient) 타입인 영상기기의 전원공급 장치.