KR20120059129A

KR20120059129A - Ａｃ 방전 회로

Info

Publication number: KR20120059129A
Application number: KR1020100120758A
Authority: KR
Inventors: 신윤섭; 이기은
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-08
Also published as: US20120134185A1; US8259475B2

Abstract

AC 방전 회로가 개시된다. AC 방전 회로는 AC 전원 라인으로부터 입력되는 AC 전원을 정류하는 제1 정류부와, AC 전원 라인과 제1 정류부 사이에 설치되어 AC 전원의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 억제하기 위한 EMI 제거부와, AC 전원으로부터 방전신호를 생성하는 방전신호 생성부와, 방전신호에 따라 EMI 제거부에 충전된 전압을 방전시키기 위한 방전 저항을 포함하는 방전부를 포함함으로써, AC 전원의 입력시 대기전력의 소비를 감소시키며, AC 전원의 차단시는 소정의 안전규격에 부합하도록 EMI 제거용 커패시터에 충전된 전압을 방전시킬 수 있다.

Description

ＡＣ 방전 회로{CIRCUIT FOR DISCHARGING AC POWER}

본 발명은 AC 방전 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기전력의 소모량을 최소화할 수 있는 AC 방전 회로에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 에너지 저감 문제가 이슈화되고 있으며, 특히 전자장치가 대기상태에 있을 때 의도되지 않게 소비되는 대기전력에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 대기전력(stanby power)이란 컴퓨터나 가전제품의 정상적으로 동작하기 전의 준비상태로 유지하는 데 소비되는 전력을 말하며, 전기 플러그를 꽂아 놓으면 실제 사용하고 있지 않더라도 소모되는 전력이다. TV나 비디오와 같은 리모콘으로 동작시키는 제품의 경우를 예로 들면, 현재는 제품들이 꺼져있지만 리모콘을 누르면 켜질 준비하고 있는 리모콘 수신상태가 소비전력에 해당한다. 실생활에서 이렇게 낭비되는 전력은 보통 전기요금의 10% 가량 되는 것으로 추정된다. 따라서, 이러한 대기전력을 절감하기 위한 회로의 필요성이 대두되고 있다.

한편, 전자 제품의 전원단, 즉 AC 전원 라인에 EMI(Electro Magnetic Interference) 억제를 목적으로 커패시터를 달게 되는데, 특히 차동모드 잡음을 필터링하기 위해 line-to-line으로 설치하는 것을 X-cap, 공통모드 잡음을 필터링하기 위해 각 라인에 대해 line-to-ground로 설치하는 것을 Y-cap이라고 한다. 이들 커패시터는 AC 전원 라인에 직접 연결되기 때문에 따라야 하는 안전규격이 있다. 이러한 안전규격에 의하면, AC 전원의 공급이 차단되는 경우 커패시터에 충전된 전압을 소정 시간내에 방전시킬 필요가 있다. 또한, AC 전원 라인의 입력단에 연결되는 EMI 억제용 커패시터에는 추가로 방전 저항이 병렬로 연결되기 때문에 AC 전원이 공급되고 있는 경우에는 항상 일정량의 대기 전력을 소비하는 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은, AC 전원의 입력시 대기전력의 소비를 감소시키며, AC 전원의 차단시는 소정의 안전규격에 부합하도록 EMI 제거용 커패시터에 충전된 전압을 방전시킬 수 있는 AC 방전 회로를 제공한다.

상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면은, AC 전원 라인으로부터 입력되는 AC 전원을 정류하는 제1 정류부와, AC 전원 라인과 제1 정류부 사이에 설치되어 AC 전원의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 억제하기 위한 EMI 제거부와, AC 전원으로부터 방전신호를 생성하는 방전신호 생성부와, 방전신호에 따라 EMI 제거부에 충전된 전압을 방전시키기 위한 방전 저항을 포함하는 방전부를 포함하는 AC 방전 회로를 제공하는 것이다.

방전저항은, 제1 정류부의 출력과 접지 사이에 연결되며, 방전신호는, AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형의 리플 성분으로부터 생성될 수 있다.

또한, 방전신호 생성부는, AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형을 생성하는 제2 정류부와, 정류 파형의 교류성분만을 통과시키는 블록킹 커패시터와, 교류성분의 리플 성분을 정류함으로써, 방전신호를 생성하는 제3 정류부를 포함할 수 있다.

또한, 제2 정류부는, AC 전원 라인의 제1 라인에 애노드가 연결된 제1 다이오드와, 제1 다이오드의 캐소드에 일단이 연결된 제1 저항과, AC 전원 라인의 제2 라인에 애노드가 연결된 제2 다이오드와, 제2 다이오드의 캐소드에 일단이 연결된 제2 저항과, 제1 저항의 타단 및 제2 저항의 타단에 일단이 연결되며, 타단은 접지에 연결된 제2 커패시터를 포함할 수 있다.

또한, 제3 정류부는, 블록킹 커패시터에 캐소드가 연결되며, 애노드는 접지에 연결되는 제3 다이오드와, 블록킹 커패시터에 애노드가 연결된 제4 다이오드와, 제4 다이오드의 캐소드에 일단이 연결되며, 타단은 접지에 연결된 제3 커패시터를 포함할 수 있다.

또한, 방전부는, 제3 커패시터의 일단에 베이스가 연결되며, 이미터는 접지되는 제1 트랜지스터와, 제1 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결되며, 이미터는 접지되고, 콜렉터는 풀업 저항을 통해 스탠바이 전원에 연결되는 제2 트랜지스터와, 제2 트랜지스터의 베이스와 접지 사이에 연결된 제4 커패시터를 포함할 수 있다.

또한, 제1 정류부는, 4개의 다이오드로 이루어진 브리지 정류회로를 포함하며, EMI 제거부는, 라인-투-라인(line-to-line)으로 설치된 X-CAP을 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 기술적인 측면은, AC 전원 라인으로부터 입력되는 AC 전원을 정류하는 브리지 정류회로를 포함하는 제1 정류부와, AC 전원 라인과 제1 정류부 사이에서 라인-투-라인(line-to-line)으로 설치되어 AC 전원의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 억제하기 위한 제1 커패시터와, AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형을 생성하는 제2 정류부와, 정류 파형의 교류성분만을 통과시키는 블록킹 커패시터와, 교류성분의 리플 성분을 정류함으로써, 방전신호를 생성하는 제3 정류부를 포함하는 방전신호 생성부와, 방전신호에 따라 제1 정류부의 출력과 접지 사이에 연결된 방전 저항을 통해 제1 커패시터에 충전된 전압을 방전시키는 방전부를 포함하는 AC 방전 회로를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형의 리플 성분으로부터 방전 신호를 생성하고, 생성된 방전 신호에 기초하여 AC 입력 라인에 설치된 EMI 제거용 커패시터의 전압의 방전을 제어함으로써, AC 전원의 입력시에는 대기전력의 소비를 감소시키며, AC 전원의 차단시에는 소정의 안전규격에 부합하도록 EMI 제거용 커패시터에 충전된 전압을 방전시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 AC 방전 회로의 구성도이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 AC 방전 회로(100)의 구성도이다. AC 방전 회로(100)는 AC 전원 라인으로부터 입력되는 AC 전원을 정류하는 제1 정류부(110)와, AC 전원 라인과 제1 정류부(110) 사이에 설치되어 AC 전원의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 억제하기 위한 EMI 제거부(C1)와, AC 전원으로부터 방전신호를 생성하는 방전신호 생성부(120)와, 방전신호에 따라 EMI 제거부(C1)에 충전된 전압을 방전시키기 위한 방전 저항(Rd)을 포함하는 방전부(130)를 포함할 수 있다.

이하 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 AC 방전 회로(100)를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, EMI 제거부(C1)는 AC 전원 라인과 제1 정류부(110) 사이에 설치되어 AC 전원의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 억제한다. EMI 제거부(C1)는 라인-투-라인(line-to-line)으로 설치된 커패시터(X-CAP)을 포함할 수 있다. 상술한 EMI 제거부(C1)는 AC 전원이 입력되는 경우 그 주파수에 따라 충전과 방전을 되풀이하며, 후술하는 바와 같이 AC 전원이 차단되는 경우 안전규격에 부합되도록 EMI 제거부(C1)에 충전된 전압을 방전시키게 된다. 안전규격에 의하면, AC 전원이 차단된 시점으로부터 2초 이내에 EMI 제거부(C1)에 충전된 전압이 60V 이하가 되어야 한다. 따라서, 상술한 안전규격을 만족하도록 EMI 제거부(C1)과 후술할 방전 저항(Rd)의 값이 설계될 필요가 있다.

제1 정류부(110)는 AC 전원을 입력받아 정류하며, 정류된 전압 파형을 출력한다. 일반적으로 제1 정류부(110)는 도시된 바와 같이 4개의 다이오드로 이루어진 브리지 정류회로를 포함할 수 있다.

방전신호 생성부(120)는 AC 전원으로부터 방전신호를 생성하고, 생성된 방전신호를 방전부(130)로 전달한다. 방전신호 생성부(120)는 AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형을 생성하는 제2 정류부(121)와, 정류 파형의 교류성분만을 통과시키는 블록킹 커패시터(Cb)와, 교류성분의 리플 성분을 정류함으로써, 방전신호를 생성하는 제3 정류부(122)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 방전신호 생성부(120) 중 제2 정류부(121)는 AC 전원 라인의 제1 라인에 애노드가 연결된 제1 다이오드(D1)과, 제1 다이오드(D1)의 캐소드에 일단이 연결된 제1 저항(R1)과, AC 전원 라인의 제2 라인에 애노드가 연결된 제2 다이오드(D2)와, 제2 다이오드(D2)의 캐소드에 일단이 연결된 제2 저항(R2)과, 제1 저항(R1)의 타단 및 제2 저항(R2)의 타단에 일단이 연결되며, 타단은 접지에 연결된 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.

방전신호 생성부(120) 중 블록킹 커패시터(Cb)는 제2 정류부(121)와 제3 정류부(122) 사이에 설치되어 제2 정류부(121)로부터 출력되는 정류 파형의 직류 성분은 차단하고, 교류성분만을 통과시킨다.

또한, 방전신호 생성부(120) 중 제3 정류부(122)는 블록킹 커패시터(Cb)에 캐소드가 연결되며, 애노드는 접지에 연결되는 제3 다이오드(D3)와, 블록킹 커패시터(Cb)에 애노드가 연결된 제4 다이오드(D4)와, 제4 다이오드(D4)의 캐소드에 일단이 연결되며, 타단은 접지에 연결된 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다.

한편, 방전부(130)는 제1 정류부(110)의 출력과 접지 사이에 연결되는 방전 저항(Rd)과, 제3 커패시터(C3)의 일단에 베이스가 연결되며, 이미터는 접지되는 제1 트랜지스터(Q1)와, 제1 트랜지스터(Q1)의 컬렉터에 베이스가 연결되며, 이미터는 접지되고, 콜렉터는 풀업 저항(Rp)을 통해 스탠바이 전원(STBY-VCC)에 연결되는 제2 트랜지스터(Q2)와, 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스와 접지 사이에 연결된 제4 커패시터(C4)와 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스와 접지(GND) 사이에 연결된 제3 저항(R3)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 방전 저항(Rd)은 정류부(110)의 출력과 접지(GND) 사이에 연결되도록 구성되는데, 이는 AC 전원 라인의 EMI 억제를 위한 커패시터(C1)와 병렬 연결되는 종래 기술과 다른 점이다. 이와 같이 방전 저항(Rd)을 정류부(110)의 출력과 접지(GND) 사이에 설치하고, AC 전원이 입력되는 경우에는 정류부(110)의 출력과 접지(GND)와의 연결을 차단시킴으로써, 방전 저항(Rd)을 통한 대기전력의 소모량을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, AC 전원이 차단되는 경우에는 정류부(110)의 출력과 접지(GND)를 연결시킴으로써, 소정의 안전규격을 만족하도록 EMI 제거부(C1)에 충전된 전압을 소정의 시간내에 방전시킬 수 있다. 구체적인 동작 원리에 대해서는 후술하기로 한다.

이하 도 1을 참조하여 AC 전원이 입력되는 경우와 AC 전원이 차단된 경우로 나누어 본 발명의 실시형태에 따른 AC 방전 회로의 동작원리를 상세하게 설명하기로 한다.

(1) AC 전원이 입력되는 경우

도 1을 참조하면, AC 전원은 제2 정류부(120)로 입력되며, 제2 정류부(120)는 AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형을 생성하고, 생성된 정류 파형을 블록킹 다이오드(Cb)로 전달한다. 구체적으로 AC 전원 라인의 제1 라인에 연결된 제1 다이오드(D1)와, 제2 라인에 연결된 제2 다이오드(D2)를 통해 AC 전원이 입력되며, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 크기에 의해 전류가 제한된다. 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)을 통해 흐르는 전류에 의해 제2 커패시터(C2)에는 AC 전원의 크기가 감쇄된 정류 파형이 생성된다. 제2 정류부(120)에 의해 생성된 정류 파형은 블록킹 커패시터(Cb)로 출력된다.

한편, 블록킹 커패시터(Cb)는 제2 정류부(121)로부터 출력되는 정류 파형의 직류 성분은 차단하고, 교류성분만을 통과시킨다.

이후 블록킹 커패시터(Cb)로부터 출력된 정류 파형의 교류성분(리플성분)은 제4 다이오드(D4)를 거쳐 제3 커패시터(C3)에 충전될 수 있다. 제3 커패시터(C3)는 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스와 이미터 사이에 연결되어 있으며, AC 전원이 입력되는 경우에는 제3 커패시터(C3)에 충전되는 전압, 즉 방전 신호는 제1 트랜지스터(Q1)를 턴온시킬 정도로 충분히 크므로, 제1 트랜지스터(Q1)은 턴온된다. 이후 스탠바이 전원(STBY-VCC)에 의해 풀업 저항(Rp)을 통해 흐르는 전류는 제1 트랜지스터(Q1)로 바이패스되며, 그에 따라 제4 커패시터(C4)에 충전되는 전압은 0V이 된다. 한편, 제4 커패시터(C4)는 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스와 이미터 사이에 연결되며, 제2 트랜지스터(Q2)는 턴오프 상태가 되기 때문에, 방전 저항(Rd)의 일단과 접지(GND)와의 연결은 끊어진다. 상술한 동작 원리에 의해 AC 전원이 입력되는 경우에는 방전 저항(Rd)을 통한 대기전력의 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

(2) AC 전원이 차단된 경우

도 1을 참조하면, AC 전원이 차단되는 경우 제3 커패시터(C3)에 충전되는 전압, 즉 방전신호는 0이다. 따라서, 제1 트랜지스터(Q1)은 턴오프 상태이며, 스탠바이 전원(STBY-VCC)에 의해 풀업 저항(Rp)을 통해 흐르는 전류는 제4 커패시터(C4)에 충전된다. 제4 커패시터(C4)는 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스와 이미터 사이에 연결되며, 제2 트랜지스터(Q2)는 턴온 상태가 되기 때문에, 방전 저항(Rd)의 일단은 접지(GND)와 연결된다. 따라서, EMI 제거부(C1)에 충전되어 있는 전압은 방전 저항(Rd)을 통해 방전된다. 이때 방전 저항(Rd)과 EMI 제거부(C1)의 값은 안전규격에 부합할 수 있도록 설정될 필요가 있다.

상술한 바와 같이 AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형의 리플 성분으로부터 방전 신호를 생성하고, 생성된 방전 신호에 기초하여 AC 입력 라인에 설치된 EMI 제거용 커패시터(C1)의 전압의 방전을 제어함으로써, AC 전원의 입력시에는 대기전력의 소비를 감소시키며, AC 전원의 차단시에는 소정의 안전규격에 부합하도록 EMI 제거용 커패시터(C1)에 충전된 전압을 방전시킬 수 있는 효과가 있다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 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 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: AC 방전 회로
110: 제1 정류부
120: 방전신호 생성부
121: 제2 정류부
122: 제3 정류부
130: 방전부
Cb: 블록킹 커패시터

Claims

AC 전원 라인으로부터 입력되는 AC 전원을 정류하는 제1 정류부;
상기 AC 전원 라인과 상기 제1 정류부 사이에 설치되어 상기 AC 전원의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 억제하기 위한 EMI 제거부;
상기 AC 전원으로부터 방전신호를 생성하는 방전신호 생성부; 및
상기 방전신호에 따라 상기 EMI 제거부에 충전된 전압을 방전시키기 위한 방전 저항을 가지는 방전부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제1항에 있어서,
상기 방전저항은,
상기 제1 정류부의 출력과 접지 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제2항에 있어서,
상기 방전신호는,
상기 AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형의 리플 성분으로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제3항에 있어서,
상기 방전신호 생성부는,
상기 AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형을 생성하는 제2 정류부;
상기 정류 파형의 교류성분만을 통과시키는 블록킹 커패시터; 및
상기 교류성분의 리플 성분을 정류함으로써, 상기 방전신호를 생성하는 제3 정류부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제4항에 있어서,
상기 제2 정류부는,
상기 AC 전원 라인의 제1 라인에 애노드가 연결된 제1 다이오드;
상기 제1 다이오드의 캐소드에 일단이 연결된 제1 저항;
상기 AC 전원 라인의 제2 라인에 애노드가 연결된 제2 다이오드;
상기 제2 다이오드의 캐소드에 일단이 연결된 제2 저항; 및
상기 제1 저항의 타단 및 상기 제2 저항의 타단에 일단이 연결되며, 타단은 접지에 연결된 제2 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제4항에 있어서,
상기 제3 정류부는,
상기 블록킹 커패시터에 캐소드가 연결되며, 애노드는 접지에 연결되는 제3 다이오드;
상기 블록킹 커패시터에 애노드가 연결된 제4 다이오드; 및
상기 제4 다이오드의 캐소드에 일단이 연결되며, 타단은 접지에 연결된 제3 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제6항에 있어서,
상기 방전부는,
상기 제3 커패시터의 일단에 베이스가 연결되며, 이미터는 접지되는 제1 트랜지스터;
상기 제1 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결되며, 이미터는 접지되고, 콜렉터는 풀업 저항을 통해 스탠바이 전원에 연결되는 제2 트랜지스터; 및
상기 제2 트랜지스터의 베이스와 접지 사이에 연결된 제4 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제1항에 있어서,
상기 제1 정류부는,
4개의 다이오드로 이루어진 브리지 정류회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제1항에 있어서,
상기 EMI 제거부는,
라인-투-라인(line-to-line)으로 설치된 X-CAP을 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
AC 전원 라인으로부터 입력되는 AC 전원을 정류하는 브리지 정류회로를 포함하는 제1 정류부;
상기 AC 전원 라인과 상기 제1 정류부 사이에서 라인-투-라인(line-to-line)으로 설치되어 상기 AC 전원의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 억제하기 위한 제1 커패시터;
상기 AC 전원의 크기를 감쇄시킨 정류 파형을 생성하는 제2 정류부와, 상기 정류 파형의 교류성분만을 통과시키는 블록킹 커패시터와, 상기 교류성분의 리플 성분을 정류함으로써, 상기 방전신호를 생성하는 제3 정류부를 포함하는 방전신호 생성부; 및
상기 방전신호에 따라 상기 제1 정류부의 출력과 접지 사이에 연결된 방전 저항을 통해 상기 제1 커패시터에 충전된 전압을 방전시키는 방전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제10항에 있어서,
상기 제2 정류부는,
상기 AC 전원 라인의 제1 라인에 애노드가 연결된 제1 다이오드;
상기 제1 다이오드의 캐소드에 일단이 연결된 제1 저항;
상기 AC 전원 라인의 제2 라인에 애노드가 연결된 제2 다이오드;
상기 제2 다이오드의 캐소드에 일단이 연결된 제2 저항; 및
상기 제1 저항의 타단 및 상기 제2 저항의 타단에 일단이 연결되며, 타단은 접지에 연결된 제2 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.
제11항에 있어서,
상기 제3 정류부는,
상기 블록킹 커패시터에 캐소드가 연결되며, 애노드는 접지에 연결되는 제3 다이오드;
상기 블록킹 커패시터에 애노드가 연결된 제4 다이오드; 및
상기 제4 다이오드의 캐소드에 일단이 연결되며, 타단은 접지에 연결된 제3 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC 방전 회로.