KR20120021818A - 전원 공급 장치 및 이를 포함한 엘이디 티브이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 포함한 LED TV를 공개한다. 상기 LED TV는 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원의 전압 파형과 전류 파형 간에 일치 구간을 늘려 역률을 높이며, 상기 직류 전원의 노이즈를 저감하는 커패시터와 상기 커패시터의 양 단에 각각 연결되어 상기 직류 전원의 노이즈를 저감하는 복수의 비드들을 구비하는 전원 공급 장치와, 상기 전원 공급 장치로부터 상기 직류 전원을 인가받고, 영상을 구현하는 LED 디스플레이를 포함한다. 상기 LED TV는 EMI 특성을 개선할 수 있다.

Description

전원 공급 장치 및 이를 포함한 엘이디 티브이{POWER SUPPLY AND LED TV HAVING THE SAME}
본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 포함한 LED TV에 관한 것으로, 특히, EMI 특성을 개선할 수 있는 전원 공급 장치 및 이를 포함한 LED TV에 관한 것이다.
최근, 멀티미디어의 발달과 함께 평판 표시장치(FPD: Flat Panel Display)의 중요성은 더욱 증대되고 있다. 평판 표시장치에는 LCD(Liquid Crystal Display) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 등이 있다. 이들 중 LED 디스플레이는 높은 발광 효율, 낮은 소비 전력, 긴 수명 및 얇게 제작이 가능하다는 장점이 있으며, 이러한 이유로 LED 디스플레이를 채택한 LED TV는 LCD TV와 함께 널리 사용되고 있다.
한편, 전자 제품에서 발생하는 전자파는 여러 매질을 통해 전달되어 주변 회로들 또는 다른 전자 제품의 동작에 장해를 일으킬 수 있으므로, 최근에 전자 제품들에 대한 EMI(Electro Magnetic Interference) 규정은 더욱 엄격해지고 있다. 특히, 최근 개발되는 전자 제품들은 성능을 높이고, 전력 소모를 줄이기 위해 동작 클럭의 주파수를 높이고, 전원의 전압 레벨을 낮추는 추세이므로, EMI에 더욱 취약해지고 있다. LED TV와 같은 경우도 EMI에 의한 성능 저하가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 EMI 특성을 개선할 수 있는 수단을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하며, 이 직류 전원의 전압 파형과 전류 파형을 일치시켜 역률을 높이고, 상기 직류 전원의 노이즈를 제거하기 위한 커패시터와 상기 커패시터의 양 단에 연결되고 상기 직류 전원의 노이즈를 제거하기 위한 복수의 비드들을 구비하는 역률 보상회로와, 상기 역률 보상회로에서 출력된 직류 전원을 승압하여 출력하는 컨버터를 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 LED TV는 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원의 전압 파형과 전류 파형 간에 일치 구간을 늘려 역률을 높이며, 상기 직류 전원의 노이즈를 저감하는 커패시터와 상기 커패시터의 양 단에 각각 연결되어 상기 직류 전원의 노이즈를 저감하는 복수의 비드들을 구비하는 전원 공급 장치와, 상기 전원 공급 장치로부터 상기 직류 전원을 인가받고, 영상을 구현하는 LED 디스플레이를 포함한다.
본 발명의 실시 예는 LED TV의 EMI 특성을 개선할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치(100)의 구성을 도시한 블럭도이다.
도2는 도1의 역률 보상회로의 구성을 도시한 블럭도이다.
도3a는 도2에서 비드가 없는 경우 전원의 평균값과 피크값을 도시한 파형도이다.
도3b는 도2에서 비드가 연결된 경우 전원의 평균값과 피크값을 도시한 파형도이다.
도4는 도1의 전원 공급 장치를 포함한 LED TV의 구성을 도시한 블럭도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 선반 라벨 시스템을 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치(100)의 구성을 도시한 블럭도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치(100)는 도1에 도시된 바와 같이, 돌입전류 방지회로(102), EMI 필터(104), 역률 보상회로(106) 및 DC-DC 컨버터(108)를 포함한다.
이와 같이 구성된 전원 공급 장치(100)의 각 블럭들의 기능을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 돌입전류 방지회로(102)는 처음에 전원을 온(ON) 시켰을 때 순간적으로 흐르게 되는 돌입전류를 차단하여 내부회로의 손상을 방지한다.
EMI 필터(104)는 교류 전원(AC)에 포함되는 고주파 성분을 제거하여 출력한다.
역률 보상회로(Power Factor Correction circuit)(106)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환시켜 출력하되, 직류 전원을 구성하는 전류 파형과 전압 파형의 노이즈를 저감시키고 역률(Power Factor)을 높인 후 출력하는 회로이다. 좀 더 구체적으로, 전원이 송전되는 거리가 길어질수록 전압 파형과 전류 파형의 불일치가 커지는데, 전압 파형과 전류 파형이 불일치하는 구간이 늘어날수록 유효 전력에 대한 무효 전력의 비율이 커지기 때문에 역률은 떨어진다. 역률 보상회로(106)는 두 파형이 일치되는 구간을 늘림으로써, 유효 전력을 사용할 수 있는 구간을 늘려 역률을 높인다.
한편, 역률 보상회로(106)에서 출력된 직류 전원(DC1)은 DC-DC 컨버터(108)에 의해 내부 회로들의 구동에 적합한 레벨의 전원으로 승압된다.
도2는 도1의 역률 보상회로의 구성을 도시한 블럭도이다.
도2를 참조하면, 역률 보상회로(106)는 정류부(210), 노이즈 저감부(220) 및 역률 개선부(230)를 포함한다.
정류부(210)는 입력되는 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환시켜 출력한다. 도2에서는 정류부(210)에 브릿지 전파 정류회로가 적용된 것으로 도시하였지만, 다른 정류회로를 적용하는 것도 무방하다.
역률 개선부(230)는 정류부(210)에서 출력된 직류 전원의 전압 파형과 전류 파형을 일치시켜 유효 전력을 사용할 수 있는 구간을 늘림으로써, 역률을 끌어올린다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 정류부(210)에서 출력된 직류 전원의 전압 파형과 전류 파형은 전압 파형의 사인파(sine wave)와 전류 파형의 사인파를 전파 정류한 것이므로, 여전히 일치하지 않는 구간이 많다. 따라서, 두 파형을 강제로 일치시키기 위해 코일(L1)에 의해 전류 파형을 평활화하고, 커패시터(C2)에 의해 전압을 평활화한다. 이에 따라, 유효 전력을 사용할 수 있는 구간이 늘어나 역률을 높일 수 있다. 여기서, 추가적으로 역률을 높이기 위해 제어부(232)와 모스 트랜지스터(M)가 구비되는데, 제어부(232)는 전압 파형과 전류 파형이 일치하는 구간만 모스 트랜지스터(M)를 온(ON)시킴으로써, 역률을 더욱 끌어올릴 수 있게 된다.
한편, 노이즈 저감부(220)는 정류부(210)와 역률 개선부(230) 사이에 연결된다. 노이즈 저감부(220)는 정류부(210)와 역률 개선부(230) 사이에 병렬로 연결되는 커패시터(C1)와, 정류부(210)와 역률 개선부(230) 사이에 병렬로 연결됨과 아울러 커패시터(C1) 양 단에 각각 연결되는 비드(bead)(222,224)들을 구비한다. 정류부(210)는 교류 전원단에 근접해서 배치되기 때문에 출력되는 직류 전원의 전압 파형에는 리플(ripple)들이 많이 존재하게 된다. 따라서, 이러한 리플들을 제거하기 위한 목적으로 커패시터(C1)가 구비된다. 그리고, 커패시터(C1) 양 단에 연결된 비드(222,224)들은 직류 전원의 전류 파형에 포함되는 고주파 노이즈 성분을 제거한다. 여기서, 비드(222)는 노이즈 저감부(220)로 입력되는 입력 전류의 노이즈를 저감시키고, 비드(224)는 접지측 노이즈를 저감시키게 된다.
이를 정리하면, 역률 보상회로(106)는 교류 전원을 입력받아 정류하여 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원의 전류 파형과 전압 파형에서 고주파 노이즈를 제거한 후 평활하여 역률을 개선한다. 이때, 고주파 노이즈가 저감되므로, 역률 보상회로(106)의 EMI 특성도 개선된다. 이에 따라, 역률 보상회로(106)를 포함하는 전원 공급 장치(100)의 EMI 특성도 좋아지게 된다.
도3a는 도2에서 비드가 없는 경우 전원의 평균값과 피크값을 도시한 파형도이고, 도3b는 도2에서 비드가 연결된 경우 전원의 평균값과 피크값을 도시한 파형도이다.
도3a와 도3b를 참조하면, 전원 공급 장치(100)의 역률 보상회로(106)에서 커패시터(C1)의 양 단에 비드(222,224)들이 연결되어 전원의 고주파 노이즈를 저감시키는 경우 피크값의 크기가 전반적으로 줄어든 것을 알 수 있다.
도4는 도1의 전원 공급 장치를 포함한 LED TV의 구성을 도시한 블럭도이다.
도4를 참조하면, LED TV(400)는 전원 공급 장치(410) 및 LED 디스플레이(420)를 포함한다.
전원 공급 장치(410)는 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원에서 고주파 노이즈를 제거한 후 직류 전원의 전압 파형 및 전류 파형을 평활하여 두 파형을 일치시킴으로써, 유효 전력을 늘려 역률을 높이는 역률 보상회로와, 역률 보상회로에서 출력된 직류 전원을 승압시키는 DC-DC 컨버터를 포함한다. 그리고, LED 디스플레이(420)는 전원 공급 장치(410)로부터 직류 전원(DC2)을 인가받고, 영상을 구현한다.
여기서, 전원 공급 장치(410)의 역률 보상회로는 전원의 정류와 평활 과정 사이에 고주파 노이즈 저감을 위해 커패시터와 그 커패시터의 양 단에 비드를 연결하여 각각 전압 파형의 고주파 노이즈와 전류 파형의 고주파 노이즈를 제거하므로, 전원 공급 장치(410)의 EMI 특성은 좋아진다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 410: 전원 공급 장치 102: 돌입전류 방지회로
104: EMI 필터 106: 역률 보상회로
108: DC-DC 컨버터 400: LED TV
420: LED 디스플레이

Claims (7)

  1. 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하며, 이 직류 전원의 전압 파형과 전류 파형을 일치시켜 역률을 높이고, 상기 직류 전원의 노이즈를 제거하기 위한 커패시터와 상기 커패시터의 양 단에 연결되고 상기 직류 전원의 노이즈를 제거하기 위한 복수의 비드들을 구비하는 역률 보상회로; 및
    상기 역률 보상회로에서 출력된 직류 전원을 승압하여 출력하는 컨버터;
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 역률 보상회로는
    상기 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 정류부;
    상기 전압 파형과 전류 파형을 각각 평활하여 일치하는 구간을 늘려 역률을 높이는 역률 개선부; 및
    상기 정류부와 역률 개선부 사이에 병렬로 연결되는 상기 커패시터와, 상기 정류부와 역률 개선부 사이에 병렬로 연결됨과 아울러 상기 커패시터의 일 단에 연결되는 적어도 하나의 제1 비드와, 상기 정류부와 역률 개선부 사이에 병렬로 연결됨과 아울러 상기 커패시터의 타 단에 연결되는 적어도 하나의 제2 비드를 구비하는 노이즈 저감부;
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 비드는 상기 정류부로부터 인가되는 직류 전원의 노이즈를 저감하고, 상기 제2 비드는 접지측 노이즈를 저감하는, 전원 공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 교류 전원에 포함되는 고주파 성분을 제거하는 EMI 필터를 더 포함하는, 전원 공급 장치.
  5. 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하고, 이 직류 전원의 전압 파형과 전류 파형 간에 일치 구간을 늘려 역률을 높이며, 상기 직류 전원의 노이즈를 저감하는 커패시터와 상기 커패시터의 양 단에 각각 연결되어 상기 직류 전원의 노이즈를 저감하는 복수의 비드들을 구비하는 전원 공급 장치; 및
    상기 전원 공급 장치로부터 상기 직류 전원을 인가받고, 영상을 구현하는 LED 디스플레이;
    를 포함하는 LED TV.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전원 공급 장치는
    상기 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 정류부와, 상기 전압 파형과 전류 파형을 각각 평활하여 일치하는 구간을 늘려 역률을 높이는 역률 개선부와, 상기 정류부와 역률 개선부 사이에 병렬로 연결되는 상기 커패시터와 상기 정류부와 역률 개선부 사이에 병렬로 연결됨과 아울러 상기 커패시터의 양 단에 각각 연결되는 제1 비드 및 제2 비드를 구비하는 노이즈 저감부를 포함하는 역률 보상회로; 및
    상기 역률 보상회로에서 출력된 직류 전원을 승압하여 출력하는 컨버터;
    를 포함하는 LED TV.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 비드는 상기 정류부로부터 인가되는 직류 전원의 노이즈를 저감하고, 상기 제2 비드는 접지측 노이즈를 저감하는, LED TV.
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