KR20130056012A - 과전압 차단 기능을 구비한 스위칭 모드 전원 공급장치와 이를 이용한 과전압 차단 방법 및 화상 형성 장치 - Google Patents

과전압 차단 기능을 구비한 스위칭 모드 전원 공급장치와 이를 이용한 과전압 차단 방법 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

스위칭 모드 전원 공급장치의 정격전압(rated voltage)보다 큰 전압 즉, 과전압(overvoltage)이 스위칭 모드 전원 공급장치로 공급될 때, 스위칭 모드 전원 공급장치와 화상 형성 장치 내부 회로의 파손을 방지하기 위한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치와 이를 이용한 과전압 차단 방법 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

Description

과전압 차단 기능을 구비한 스위칭 모드 전원 공급장치와 이를 이용한 과전압 차단 방법 및 화상 형성 장치{Switching mode power supply having overvoltage cut-off function, image forming apparatus and method for overvoltage cut-off by using the same}
과전압 차단 기능을 구비한 스위칭 모드 전원 공급장치와 이를 이용한 과전압 차단 방법 및 화상 형성 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스위칭 모드 전원 공급장치의 정격전압(rated voltage)보다 큰 전압 즉, 과전압(overvoltage)이 스위칭 모드 전원 공급장치로 공급될 때, 스위칭 모드 전원 공급장치와 화상 형성 장치 내부 회로의 파손을 방지하기 위한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치와 이를 이용한 과전압 차단 방법 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.
스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply, SMPS)는 외부 전원 공급원으로부터 공급되는 교류 전압을 변압기를 이용하여 전자 제품에 사용되는 적정한 직류 전압으로 출력하는 장치를 말한다. 리니어 방식의 전원 공급장치에 비해 효율이 높고 내구성이 강하며, 소형, 경량화에 유리한 안정화 전원 장치이다.
프린터나 복사기 등의 화상 형성 장치에서는 구조가 간단하고 작은 크기를 가지면서도 안정적인 전원공급이 가능한 전원 공급 장치가 필요하므로 스위칭 모드 전원 공급장치가 주로 사용된다.
한편, 국내의 경우 220 볼트[V], 60 헤르츠[Hz]의 교류 전압을 표준 전압으로 사용하고 있으나, 다른 나라의 경우 그 나라의 실정에 따라 다양한 표준 전압을 사용하고 있다. 100 볼트[V], 127 볼트[V], 140 볼트[V] 등을 사용하는 국가도 있으나, 대체적으로 110 볼트[V] 또는 220 볼트[V]를 사용한다. 국내의 경우, 220 볼트[V], 60 헤르츠[Hz]의 교류 전압이 각 가정에 배전 되는데, 이에 따라 화상 형성 장치와 같은 전자 제품들도 220 볼트[V] 전용이거나, 110 볼트[V] 및 220 볼트[V] 겸용인 경우가 대부분이다.
화상 형성 장치는 외부로부터 교류 전압을 인가받아 이를 화상 형성 장치 내부에서 사용하는 직류 전압으로 변환하는데 이러한 과정은 스위칭 모드 전원 공급장치 내에서 일어난다. 스위칭 모드 전원 공급장치는 외부로부터 입력되는 교류 전압에 따라서 그 내부 부품 선정이 달라지므로, 외부로부터 인가되는 전원이 스위칭 모드 전원 공급장치의 정격 전압보다 큰 경우 스위칭 모드 전원 공급장치 내부의 부품이 파손되고 PL(Product Liability) 사고로 이어질 수 있다.
기존에는 저전압의 배리스터(Varistor)를 이용하여 스위칭 모드 전원 공급장치에 과전압이 인가되면 교류 전원 입력단의 퓨즈(Fuse)를 용단(fusing)하여 PL 사고를 예방하는 방식을 사용하였다.
과전압 차단 기능을 구비한 스위칭 모드 전원 공급장치와 이를 이용한 과전압 차단 방법 및 화상 형성 장치를 제공하는데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply)는 외부 전원 공급원으로부터 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류 회로부, 1차측 코일로 입력되는 상기 정류된 직류 전압을 변압하여 2차측 코일로 출력하는 변압기, 상기 1차측 코일에 연결되어 상기 변압기의 출력을 스위칭하는 주 스위치, 상기 정류된 직류 전압을 제 1 기준전압과 비교하여 과전압(over voltage)인지 여부를 판단하는 제 1 과전압 검출부 및 상기 판단 결과에 기초하여, 상기 주 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따라 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply)에서 과전압을 차단하는 방법은 외부 전원 공급원으로부터 입력된 교류 전압을 정류한 직류 전압을 감지하는 단계, 상기 감지된 직류 전압을 제 1 기준전압과 비교하여 과전압(over voltage)인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 기초하여, 상기 정류된 직류 전압을 변압하는 변압기의 출력을 스위칭하는 주 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 화상 형성 장치는 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply)를 구비하고, 상기 스위칭 모드 전원 공급장치는 외부 전원 공급원으로부터 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류 회로부, 1차측 코일로 입력되는 상기 정류된 직류 전압을 변압하여 2차측 코일로 출력하는 변압기, 상기 1차측 코일에 연결되어 상기 변압기의 출력을 스위칭하는 주 스위치, 상기 정류된 직류 전압을 제 1 기준전압과 비교하여 과전압(over voltage)인지 여부를 판단하는 제 1 과전압 검출부 및 상기 판단 결과에 기초하여, 상기 주 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 제어부를 포함한다.
외부로부터 인가된 교류 전압이 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 정격전압(rated 에 비하여 과전압(overvoltage)인 경우에 스위칭 모드 전원 공급장치와 화상 형성 장치 내부 회로의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 스위칭 모드 전원 공급장치를 구비하는 화상 형성 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 1 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 1 실시예에 따라 과전압을 차단하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 2 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명의 과전압 차단을 위한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 3 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 3 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 8은 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 3 실시예에 따라 과전압을 차단하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 한정하지 아니하고 오로지 예시를 위한 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 실시예들은 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply)에 관한 것으로서, 특히 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치에 관한 것이다. 스위칭 모드 전원 공급장치의 회로 방식에는 벅(Buck) 방식, 부스트(Boost) 방식, 벅-부스트(Buck-Boost) 방식 등의 비절연형(Non-Isolation) 방식이 있고, 플라이백(Flyback) 방식, 포워드(Forward) 방식, 푸시-풀(Push-pull) 방식 등의 절연형(Isolation) 방식이 있다. 이하에서는 회로가 비교적 간단한 플라이백 방식의 스위칭 모드 전원 공급장치를 일실시예로써 설명하나, 이에 한정되지 않는다. 이하의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서는 자세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 스위칭 모드 전원 공급장치를 구비하는 화상 형성 장치를 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 화상 형성 장치(100)는 메인 시스템(110), 통신 인터페이스부(120), 사용자 인터페이스부(130), 저장부(140), 화상 형성부(150), 전원 공급장치(160)로 구성된다. 이때, 전원 공급장치(160)는 본 발명의 일실시예에 따른 스위칭 모드 전원 공급장치일 수 있다. 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 스캔 기능을 하는 스캔부나 팩스 기능을 하는 팩스부 등이 더 포함될 수 있다.
메인 시스템(110)은 화상 형성 장치(100)의 전반적인 기능을 제어하고, 본 실시예에 따른 메인 시스템(110)은 화상 형성 장치(100)의 전반적인 기능을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 전원 공급장치(160)으로부터 출력되는 제 1 출력전압에 의하여 동작가능하고, 제 1 출력전압은 3.3 볼트[V] 또는 5 볼트[V]의 직류 전압이 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 실시예에 따른 통신 인터페이스부(120)는 화상 형성 장치(100)의 기능에 따라 팩스 송수신 등에 사용되는 모뎀, 네트워크 망과의 접속을 위한 네트워크 모듈, 이동식 저장 매체와의 데이터 이동 채널 형성을 위한 USB 호스트 모듈 등을 모두 포함할 수 있다. 이때, 외부장치는 화상 형성 장치(100)와 유, 무선 네트워크를 통하여 연결된 장치로서 팩스기, 컴퓨터 시스템, 모바일 단말기, 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistants), 서버 등이 될 수 있다.
사용자 인터페이스부(130)는 사용자로부터 입력 신호를 획득하고, 사용자에게 정보를 표시한다. 예를 들어, 사용자 인터페이스부(130)는 화상 형성 장치(100)에 마련된 디스플레이 패널, 마우스, 키보드, 터치 화면, 모니터, 스피커 등의 입출력 장치를 모두 포함할 수 있다.
저장부(140)는 화상 형성 장치(100)의 동작 중에 발생하는 데이터, 인쇄데이터, 스캔데이터 등을 저장한다.
화상 형성부(150)는 화상을 형성하여, 인쇄데이터를 인쇄용지에 인쇄하는 인쇄작업을 수행한다. 본 실시예에 따른 화상 형성부(150)는 인쇄작업을 수행하기 위한 대전, 노광, 현상, 전사 및 정착을 수행하는 하드웨어 유닛들 및 이들을 구동하기 위한 소프트웨어 모듈을 모두 포함한다. 화상 형성부(150)는 전원 공급장치(160)으로부터 출력되는 제 2 출력전압에 의하여 동작가능하며, 제 2 출력전압은 12 볼트[V] 또는 24 볼트[V]의 직류 전압이 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전원 공급장치(160)는 이하 본 발명의 일실시예로써 설명하는 스위칭 모드 전원 공급장치와 동일한 동작을 수행하기에, 이하 도 2 내지 도 8과 관련하여 기재된 내용은 도 1의 전원 공급장치(160)에도 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다. 이와 같은 스위칭 모드 전원 공급장치는 프린터, 복사기, 팩스기, 복합기 등 다양한 화상 형성 장치에 구비될 수 있다. 도 2를 참조하면, 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(200)는 교류 전원 입력부(210), 필터부(220), 정류 회로부(230), 평활 회로부(240), 변압부(250), 스위칭부(260), 출력부(270), 과전압 검출부(280) 등으로 구성된다. 스위칭부(260)는 주 스위치(262)와 스위칭 제어부(264)를 포함한다. 본 발명의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 위의 구성요소들 외에 다른 일반적인 구성요소들이 포함될 수 있음을 이해할 수 있다.
교류 전원 입력부(210)는 외부 전원 공급원으로부터 스위칭 모드 전원 공급장치(200)에 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 교류(Alternating Current) 전압을 입력받는다. 예를 들어, 국내의 경우 220 볼트[V], 60 헤르츠[Hz]의 교류 전압을 표준 전압으로 사용하고 있으므로, 외부 전원 공급원으로부터 스위칭 모드 전원 공급 장치에 입력되는 교류 전압은 220 볼트[V], 60 헤르츠[Hz]의 교류 전압이 될 수 있다.
필터부(220)는 전기적인 노이즈를 제거한다. 교류 전원 입력부(110)으로부터 입력되는 전기적인 노이즈를 제거하거나 스위칭 모드 전원 공급장치(200) 내에서 발생되는 전기적인 노이즈가 밖으로 나가지 못하도록 막아주는 역할을 한다. 커먼 모드 초크(common mode choke)라고 부르는 인덕터(inductor)와 X-커패시터 또는 Y-커패시터라고 불리우는 커패시터(capacitor)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필터부(120)는 EMI 필터(ElectroMagnetic Interference Filter)가 될 수 있으며, 교류 전압에 생긴 전자파 장해(ElectroMagnetic Interference, EMI)와 같은 노이즈 등을 필터링한다. 전자파 장해(EMI)란 전자 제품으로부터 부수적으로 발생된 전자파가 그 자체의 기기 또는 타 기기의 동작에 영향을 미치는 것을 의미한다.
정류 회로부(230)는 교류 전압을 정류(rectifying)하는 역할을 한다. 예를 들어, 정류 회로부(230)에는 브리지 다이오드(bridge diode) 정류 회로 다른 말로, 브리지 정류기(bridge rectifier)가 사용될 수 있다. 브리지 다이오드 정류 회로는 4개의 다이오드를 연결한 브리지 회로이다. 브리지 다이오드 정류 회로는 어떠한 극성의 전압이 입력되더라도 동일한 극성의 전압 형태로 출력한다.
평활 회로부(240)는 정류된 전원을 평활(smoothing)하게 해주는 역할을 한다. 즉, 교류 전압이 정류 회로부(230)를 통하여 정류되면 완전한 직류(Direct Current, DC) 형태가 아닌 맥류(pulsating current) 형태가 되는데 이러한 맥류의 리플(ripple)을 감소시키기 위한 작업을 평활 회로부(240)에서 수행한다. 평활 회로부(240)는 커패시터(capacitor)와 저항(resistor)으로 구성될 수 있다. 커패시터는 정류된 정원의 리플(ripple)을 감소시키기 위한 역할을 하고 저항은 PL(Product Liability) 사고를 방지하기 위해 커패시터에 충전되어 있는 전하들을 방전시키기 위한 방전 저항 역할을 한다. 평활 회로부(240)는 방전저항을 제거한 커패시터만으로도 구성될 수 있다. 평활 회로부(240)로부터 출력되는 직류 전압은 외부로부터 입력된 교류 전압에 따라 그 크기가 달라지는데, 외부로부터 입력된 교류 전압이 110 볼트[V]이면 약 155 볼트[V]의 직류 전압이 출력되고, 외부로부터 입력된 교류 전압이 220 볼트[V]이면 약 310 볼트[V]의 직류 전압이 출력된다. 평활 회로부(240)로부터 출력된 직류 전압은 변압부(250) 및 과전압 검출부(280)에 입력된다.
변압부(250)는 적어도 하나의 변압기(transformer)를 이용하여 구현될 수 있으며, 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일이 일정한 권선비를 가지도록 함으로써 평활 회로부(240)를 통하여 변압기로 입력되는 전원을 권선비에 따라 일정한 수준의 직류 전압으로 승압 또는 감압하는 역할을 한다. 예를 들어, 화상 형성 장치에서는 3.3 볼트[V], 5 볼트[V], 12 볼트[V], 24 볼트[V] 등의 직류 전압이 사용되는데, 평활 회로부(240)를 통하여 변압기의 1차측 코일로 입력되는 전압은 약 155 볼트[V] 또는 약 310 볼트[V] 정도의 큰 값을 가지는 직류 전압이므로, 권선비를 조정함으로써 화상 형성 장치에서 사용할 수 있는 적정한 전압으로 감압하는 역할을 한다.
변압기의 1차측 코일에서 2차측 코일로 에너지를 전달하기 위해서는 기본적으로 전류의 변화가 있어야 하는데, 위에서 살펴본 바와 같이 스위칭 모드 전원 공급장치(200)에 포함되는 변압기의 1차측 코일에는 평활 회로부(240)를 통과한 직류 전압이 입력되므로 전류의 변화를 만들어주는 장치가 필요하다. 이러한 역할을 하는 것이 스위칭부(260)이다. 예를 들어, 스위칭부(260)는 변압기의 1차측 코일에 입력되는 직류 전압에 변화를 주기 위해 온(on)/오프(off)의 스위칭 동작을 함으로써 구형파 형태의 전원을 만들 수 있다.
스위칭부(260)는 주 스위치(262)와 주 스위치를 제어하는 스위칭 제어부(264)로 구성된다. 주 스위치(262)는 수십 KHz의 정해진 주파수로 온/오프의 스위칭 동작을 반복하는데, 온(on) 상태에서는 변압기의 1차측에 에너지가 축적되고, 오프(off) 상태에서는 축적된 에너지가 2차측으로 전달된다. 온(on) 상태를 길게 할수록 많은 에너지가 축적되고, 이에 따라 2차측으로 전달되는 에너지도 많게 된다. 이와 같은 온(on)/오프(off) 상태의 길이를 제어하는 것이 스위칭 제어부(264)이다. 스위칭 제어부(264)로는 PWM(Pulse-width Modulation) IC(Intergrated Circuit)가 사용될 수 있다. 스위칭 제어부(264)는 포토 커플러(photo coupler)를 이용하여 출력 전압을 모니터링하여 전자 제품에서 요구하는 적정 전압과 비교한다. 출력 전압이 전자 제품에서 요구하는 적정 전압보다 크면 온 타임(on-time)을 줄이고, 적정 전압보다 작으면 온 타임을 늘임으로써 출력 전압이 유지되도록 한다.
출력부(270)는 변압기의 2차측 코일에 연결된 회로로써 변압기에 의해 변압된 전압의 리플을 제거하여 완전한 직류 전압을 출력한다. 출력부(270)는 정류 회로를 포함한 형태일 수 있다. 출력부(270)를 통과한 출력 전압은 3.3 볼트[V], 5 볼트[V], 12 볼트[V], 24 볼트[V] 등의 직류 전압이 될 수 있고, 전자 제품에 사용될 수 있는 적정한 전압이 된다.
과전압 검출부(280)는 평활 회로부(240)로부터 출력된 직류 전압을 감지하고, 감지된 직류 전압을 과전압 판단 여부의 기준이 되는 기준전압과 비교하여 과전압인지 판단한다. 예를 들어, 스위칭 모드 전원 공급장치의 정격전압(rated voltage)의 최대 허용치를 기준전압 값으로 설정하고, 이와 같은 기준전압보다 평활 회로부(240)로부터 출력된 직류 전압이 큰지를 비교함으로써 과전압(overvoltage) 여부를 판단할 수 있다.
기준전압 값은 다양한 방식으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 110 볼트[V] 교류 전압을 정격 전압으로 하는 스위칭 모드 전원 공급장치의 경우, 평활 회로부를 통과한 직류 전압은 155 볼트[V]가 될 수 있다. 이때, 15%의 오차 범위를 허용한다면, 평활 회로부를 통과한 직류 전압이 약 132 볼트[V] 내지 178 볼트[V] 범위 내인 경우 정격전압으로 인정될 수 있다. 반면 평활 회로부를 통과한 직류 전압이 정격전압의 최대 허용치인 178 볼트[V]를 넘게 되면 과전압으로 판단할 수 있다. 이와 같이 스위칭 모드 전원 공급장치의 정격전압의 최대 허용치를 기준전압으로 하여 과전압 여부를 판단할 수 있다. 또 다른 방식을 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 110 볼트[V]의 교류 전압을 정격 전압으로 하는 스위칭 모드 전원 공급장치에 220 볼트[V] 교류 전압이 인가되는 경우를 예로 들면, 평활 회로부를 통과한 직류 전압은 310 볼트[V]가 될 수 있다. 이때, 15%의 오차 범위를 허용한다면, 평활 회로부를 통과한 직류 전압은 약 264 볼트[V] 내지 357 볼트[V] 범위에 해당 될 수 있다. 따라서, 평활 회로부를 통과한 직류 전압이 264 볼트 이상이면 110 볼트[V]의 교류 전압을 정격 전압으로 하는 스위칭 모드 전원 공급장치에 220 볼트[V]의 과전압이 인가된 것으로 판단할 수 있다. 국내와 같이 110 볼트[V] 또는 220 볼트[V]의 전압을 공급 전원으로 모두 사용하는 경우에는 이와 같은 방식을 이용하여, 110 볼트[V]의 교류 전압을 정격 전압으로 하는 스위칭 모드 전원 공급장치에 220 볼트[V]의 과전압이 인가된 것인지 판단할 수 있다. 즉, 220 볼트[V]라고 인정할 수 있는 최소값을 기준전압으로 하여 과전압 여부를 판단할 수 있다.
과전압 검출부(280)는 평활 회로부(240)로부터 출력되는 직류 전압이 과전압이라고 판단되면, 스위칭 제어부(264)에 과전압이 인가되었음을 나타내는 신호를 출력한다.
스위칭 제어부(264)는 스위칭 모드 전원 공급장치에 정격전압이 인가되는 정상 동작 모드인 경우 주 스위치(262)의 동작을 제어하여 주 스위치를 스위칭시키고, 과전압이 인가되는 비정상 동작 모드인 경우 주 스위치(262)의 동작을 정지시킴으로써 변압기의 1차측 코일에서 2차측 코일로 에너지가 넘어가지 못하도록 한다. 이와 같은 스위칭 제어부(264)는 PWM(Pulse-width Modulation) IC(Intergrated Circuit)으로 구현될 수도 있고, PWM IC가 아닌 스위칭 제어 회로로 구현될 수도 있는데, 전자의 경우 도 3의 제 1 실시예로서 설명하고, 후자의 경우 도 5의 제 2 실시예로서 이하 설명한다.
도 3은 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 1 실시예를 나타낸 회로도이다. 도 3을 참조하면, 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(300)는 교류 전원 입력부(310), 필터부(320), 정류 회로부(330), 평활 회로부(340), 변압부(350), 주 스위치(362), 스위칭 제어부(364), 출력부(370), 과전압 검출부(380) 등으로 구성된다. 도 2에서 설명한 스위칭 모드 전원 공급장치(200)의 구성에 대한 설명은 도 3의 스위칭 모드 전원 공급장치(300)의 동일한 구성에 그대로 적용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 스위칭 제어부(364)는 PWM(Pulse-width Modulation) IC(Intergrated Circuit)로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 위의 구성요소들 외에 다른 일반적인 구성요소들이 포함될 수 있음을 이해할 수 있다.
외부 전원 공급원으로부터 교류 전원 입력부(310)에 교류 전압이 인가되고, 인가된 교류 전압은 필터부(320)로 출력된다. 교류 전원 입력부(310)와 필터부(320) 사이에는 퓨즈(F)가 위치할 수 있다. 필터부(320)는 도 3에 도시된 바와 같이 EMI(ElectroMagnetic Interference) 필터가 될 수 있고, 필터부(320)에 의해 노이즈가 제거된 교류 전압은 정류 회로부(330)에 입력되어 정류 과정을 거친다. 정류된 전원은 캐피시터(C1)으로 구현된 평활 회로부(340)를 통과하면서 리플이 줄어든 형태의 직류가 된다. 변압부(350)는 도 3에 도시된 바와 같이 1차측 코일과 2차측 코일이 절연된 변압기로써 구현될 수 있고, 평활 회로부(340)를 통과한 직류 전압은 변압기의 1차측 코일로 입력되며, 주 스위치(362)에 의한 스위칭 동작에 따라 1차측 코일로 입력되는 직류 전압에 변화가 생긴다. 주 스위치(362)는 도 3에 도시된 바와 같이 트랜지스터로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 모스펫(MOSFET) 등과 같은 다양한 스위칭 소자로 구현될 수 있다. 주 스위치(362)의 스위칭 동작에 따라 변압기에서 에너지의 축적과 전달이 이루어진다. 변압기에 의해 변압된 전압은 2차측 코일로 전달되며, 출력부(370)에 포함되어 있는 다이오드(D2) 및 커패시터(C3)로 구성된 회로에 의해 좀 더 안정적인 직류 전압을 출력하게 된다. 출력부(370)는 도 3에 도시된 바와 같이 반파 정류 회로를 포함한 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 전파 정류 회로 등의 다른 형태의 정류 회로를 포함한 형태로 구현될 수 있다.
주 스위치(362)의 스위칭 동작은 스위칭 제어부(364)에서 출력되는 스위칭 제어 신호에 의해 조절되며, 스위칭 제어부(364)는 도 3에 도시된 바와 같이 PWM(Pulse-width Modulation) IC(Intergrated Circuit)로 구현될 수 있다. PWM IC(364)를 구동하는 전원은 도 3에 도시된 바와 같이 출력부(370)에서 출력되는 전압을 피드백하여 공급될 수 있다. 이때, 출력부(370)와 PWM IC(364)는 포토 커플러를 통하여 연결된다. 포토 커플러는 한 쌍의 발광 다이오드와 포토 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 발광 다이오드는 포토 커플러의 발광부 역할을 하고 포토 트랜지스터는 포토 커플러의 수광부 역할을 한다. 출력부(370)의 출력 전압쪽에 발광 다이오드를 위치시켜 출력 전압에 따라 발광하게 하고, PWM IC(364) 쪽에 포토 트랜지스터를 위치시켜 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 수광하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 포토 트랜지스터가 수광하여 도통되면, 저항(R2) 및 커패시터(C2)로 구성된 회로를 통하여 PWM IC의 전원 입력단에 전원이 공급된다.
PWM IC(364)는 회로보호를 위해 OVP(Overvoltage Protection) 핀(pin)을 구비할 수 있다. OVP 핀에는 과전압 검출부(380)에 의해 비정상전압이나 과전압이 인가되었음이 판단되었을 때 이를 알리는 신호가 입력된다. PWM IC 내부에는 OVP 핀과 연결되어 있는 보호 회로가 존재할 수 있다. 예를 들어, 보호 회로는 OVP 핀으로 과전압이 인가되었음을 알리는 신호가 입력되면 PWM IC가 주 스위치로 출력하는 스위칭 제어 신호를 차단하는 회로가 될 수 있다.
과전압 검출부(380)는 도 3에 도시된 바와 같이 다이오드(D1), 제너 다이오드(ZD), 저항(R1)을 직렬로 연결하여 구성될 수 있다. 과전압 검출부(380)는 변압기의 1차측 코일로 입력되는 전원을 감지하는 전원 검출부와 감지된 전원을 과전압인지 여부의 판단 기준이 되는 기준전압과 비교하여 과전압 여부를 판단하는 과전압 판단부로 나누어 볼 수 있다. 도 3에서는 평활 회로부(340)에 연결된 다이오드(D1)를 전원 검출부라 볼 수 있고, 제너 다이오드(ZD)와 이에 연결된 저항(R1)을 과전압 판단부라 볼 수 있다. 평활 회로부(340)로부터 출력된 전원은 다이오드(D1)을 통하여 다이오드(D1)와 역방향으로 위치한 제너 다이오드(ZD)로 전달된다. 제너 다이오드(ZD)는 기 설정된 항복 전압(breakdown voltage)(다른 말로, 제너 전압이라고도 한다)을 가질 수 있으며, 이때 항복 전압은 과전압 여부를 판단하기 위한 기준 전압이 된다. 다이오드(D1)와 역방향으로 위치한 제너 다이오드(ZD)의 항복 전압보다 큰 전압이 제너 다이오드(ZD)로 입력되면 제너 다이오드(ZD)는 도통하게 되고, 항복 전압보다 작은 전압이 제어 다이오드(ZD)로 입력되면 제너 다이오드(ZD)를 통과하지 못하게 된다. 과전압 여부를 판단하기 위한 기준전압을 제너 다이오드(ZD)의 항복 전압으로 하게 되면 제너 다이오드(ZD)의 도통 여부로써 평활 회로부(340)로부터 출력되는 직류 전압이 과전압인지 판단할 수 있다. 평활 회로부(340)로부터 출력되는 직류 전압이 과전압인 경우, 제너 다이오드(ZD)가 도통되어 저항(R1)을 통하여 PWM IC의 OVP 핀으로 신호가 전달되고, PWM IC는 주 스위치가 동작하지 않도록 PWM IC에서 출력되는 스위칭 제어 신호를 차단한다. 그 결과, 변압기의 2차측에 연결된 출력부(370)에 출력 전압이 생성되지 않아 부하단에 과전압의 영향이 미치지 않게 된다.
도 4는 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 1 실시예에 따라 과전압을 차단하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
410 단계에서 정류 회로부(230) 및 평활 회로부(240)를 거쳐 출력되는 직류 전압을 과전압 검출부(280)에서 감지한다. 이와 같은 직류 전압은 변압부(250)인 변압기의 1차측 코일로 입력되는 직류 전압과 동일한 것이다.
420 단계에서 과전압 검출부(280)는 감지된 직류 전압을 과전압인지 여부를 판단하는 기준이 되는 기준전압과 비교한다. 감지된 직류 전압이 기준전압보다 작으면 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치는 정상적인 동작을 하고, 감지된 직류 전압이 기준전압보다 크면 과전압이 인가되었으므로 430 단계로 진행한다.
430 단계에서 스위칭 제어부(264)는 과전압 검출부(280)로부터 과전압이 인가되었음을 알리는 신호가 입력되면 주 스위치(262)의 스위칭 동작을 정지시킨다. 이에 따라 변압기의 2차측에 연결된 출력부(270)에 출력 전압이 생성되지 않는다.
도 5는 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 2 실시예를 나타낸 회로도이다. 도 5에 도시한 제 2 실시예는 스위칭 제어부(264)를 도 3의 제 1 실시예와 같이 PWM(Pulse-width Modulation) IC(Intergrated Circuit)를 사용하는 대신, 일종의 스위칭 제어 회로를 두어 구현한 것이다. 도 3의 제 1 실시예와 다른 구성은 동일하므로 생략하고, 평활 회로부(540)와 변압부(550) 사이의 회로 구성을 도 5에 도시하였다.
변압부(550)의 1차측 코일에 연결되어 있는 주 스위치(562)는 도 5에 도시된 바와 같이 트랜지스터(562)로 구현될 수 있다. 도 5를 참조하면, 트랜지스터(562)의 베이스 단과 스위칭 제어 회로(564) 내의 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 단이 서로 연결되어 있고, 스위칭 제어 회로(564) 내의 트랜지스터(TR2)의 베이스 단은 과전압 검출부(580) 내의 제너 다이오드(ZD)의 한쪽 단과 서로 연결되어 있음을 알 수 있다.
커패시터(C1)을 포함하는 평활 회로부(540)로부터 출력되는 직류 전압은 과전압 검출부(580)에 입력된다. 과전압 판단의 기준이 되는 기준 전압을 항복 전압 값으로 하는 제너 다이오드(ZD)에 항복 전압보다 큰 값을 가지는 직류 전압이 입력되는 경우 제너 다이오드(ZD)는 도통하게 되고 스위칭 제어 회로(564) 내의 트랜지스터(TR2)의 베이스 단에 과전압임을 알리는 신호가 전달되어 트랜지스터(TR2)도 도통하게 된다. 이에 따라 주 스위치인 트랜지스터(562)의 베이스 단에 걸리는 전압은 도통된 트랜지스터(TR2)에 의해 접지되므로 트랜지스터(562)는 스위칭 동작을 할 수 없게 된다. 이에 따라 변압부(550)의 1차측 코일에서 2차측으로 에너지를 넘겨줄 수 없게 되고, 2차측에 출력 전압이 생성되지 않아 부하단에 과전압의 영향이 미치지 않게 된다.
도 6은 본 발명의 과전압 차단을 위한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 3 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 6을 참조하면, 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(600)는 교류 전원 입력부(610), 필터부(620), 정류 회로부(630), 평활 회로부(640), 변압부(650), 스위칭부(660), 출력부(670), 제 1 과전압 검출부(680), 차단부(690), 제 2 과전압 검출부(695) 등으로 구성된다. 스위칭부(660)는 주 스위치(262)와 스위칭 제어부(264)를 포함한다. 도 6의 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(600)는 도 2의 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(200)의 구성에 차단부(690)와 제 2 과전압 검출부(695)를 더 부가한 형태로서, 도 6의 제 1 과전압 검출부(680)는 제 2 과전압 검출부(695)와 구별하기 위하여 제 1 과전압 검출부(680)라 할 뿐, 도 2의 과전압 검출부(280)에 그대로 대응된다. 이하, 도 6에 도시된 구성요소들 중에서 도 2의 각각의 구성요소와 동일한 구성요소들에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.
도 6을 참조하면, 교류 전원 입력부(610)와 필터부(620) 사이에 차단부(690)가 위치한다. 교류 전원 입력부(610)로부터 출력되는 교류 전압을 제 2 과전압 검출부(695)에서 감지하고, 감지된 교류 전압을 과전압 판단 여부의 기준이 되는 기준전압과 비교하여 과전압인지 판단한다. 제 2 과전압 검출부(695)는 과전압 여부에 대한 판단 결과를 차단부(690)로 출력한다. 제 2 과전압 검출부(695)로부터 과전압이 인가되었음을 알리는 신호가 차단부(690)로 입력되면 차단부(690)는 교류 전원 입력부(610)에서 필터부(620)로 출력되는 교류 전압을 차단한다. 그 결과, 스위칭 모드 전원 공급장치(600)에 과전압에 해당하는 교류 전압이 인가되면 차단부(690)에 의해 교류 전압이 차단되어, 스위칭 모드 전원 공급장치(600) 및 화상 형성 장치 내의 부품의 파손을 막을 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 3 실시예를 나타낸 회로도이다. 도 7을 참조하면, 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(700)는 교류 전원 입력부(710), 필터부(720), 정류 회로부(730), 평활 회로부(740), 변압부(750), 주 스위치(762), 스위칭 제어부(764), 출력부(770), 제 1 과전압 검출부(780), 차단부(790), 제 2 과전압 검출부(795) 등으로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 위의 구성요소들 외에 다른 일반적인 구성요소들이 포함될 수 있음을 이해할 수 있다.
도 7에 도시된 스위칭 모드 전원 공급장치(700)는 도 3에 도시된 스위칭 모드 전원 공급장치(300)에 일부 구성이 더 부가된 형태로써, 도 3의 스위칭 모드 전원 공급장치(300)과 관련하여 설명하였던 내용은 도 7의 스위칭 모드 전원 공급장치(700)에 그대로 적용될 수 있다. 이하 제 3 실시예에서 새롭게 더 부가된 구성에 대해서 설명한다. 도 7을 참조하면, 스위칭 모드 전원 공급장치(700)는 교류 전원 입력부(710)과 필터부(720) 사이에 차단부(790)과 제 2 과전압 검출부(795)가 더 부가된 형태임을 알 수 있다.
교류 전원 입력부(710)로부터 출력되는 교류 전압은 필터부(710)와 병렬 연결되어 있는 제 2 과전압 검출부(795)로 입력된다. 제 2 과전압 검출부(795)는 그 세부 기능에 따라 제 2 전원 검출부와 제 2 과전압 판단부로 나누어 볼 수 있다. 제 2 과전압 검출부(795)에서 제 2 전원 검출부에 해당하는 부분은 교류 전원 입력부(710)로부터 출력되는 교류 전압을 계기용 변압기(Potential Transformer)(PT)의 변환비에 따라 일정 수준으로 전압 강하시키고, 전압 강하된 교류 전압을 다이오드(D)를 통과시켜 정류시킨다. 제 2 과전압 판단부는 다이오드(D)에 역방향으로 위치한 제너 다이오드(ZD)를 포함하며, 제너 다이오드의 항복전압은(breakdown voltage)는 과전압 판단 여부의 기준이 되는 기준전압으로 할 수 있다. 제너 다이오드(ZD)로 입력되는 정류된 전원이 항복전압보다 큰 값을 가지면 제너 다이오드(ZD)는 도통되고, 차단부(790)로 과전압이 인가되었음을 나타내는 신호가 입력된다. 이때, 과전압이 인가되었음을 나타내는 신호는 정류된 전원에서 제너 다이오드(ZD)의 항복 전압만큼 강하시킨 값을 가진다.
예를 들어, 계기용 변압기(Potential Transformer)(PT)의 변환비가 10 : 1 인 경우, 교류 전원 입력부(710)로부터 출력되는 교류 전압은 계기용 변압기(PT)를 거치면서 10분의 1 수준으로 강하된다. 그 결과, 다이오드(D)에 의해 정류된 전원은 교류 전압이 110 볼트[V]인 경우 15.5 볼트[V] 정도(15%의 오차 범위를 인정한다면 13.2 볼트[V] 내지 17.8 볼트[V] 범위의 직류 전압)의 직류 전압이 되고, 교류 전압이 220 볼트[V]인 경우 31 볼트[V] 정도(15%의 오차 범위를 인정한다면 26.3 볼트[V] 내지 35.7 볼트[V] 범위의 직류 전압)의 직류 전압이 된다. 이때 과전압 여부를 판단하기 위한 기준전압은 다양한 방식으로 설정될 수 있다. 만약, 스위칭 모드 전원 공급장치가 110 볼트[V]의 정격 전압을 가진다면, 다이오드(D)에 의해 정류된 전원이 17.8 볼트[V]를 넘는 경우 정격 전압의 최대 허용치를 넘는 것이어서 과전압이 인가되었다고 판단할 수 있으므로 기준 전압을 17.8 볼트[V]로 할 수 있다. 또 다른 방식으로는 220 볼트[V]의 교류 전압이 110 볼트[V]를 정격 전압으로 하는 스위칭 모드 전원 공급장치에 인가되었는지 판단하는 방식이 될 수 있다. 즉, 다이오드(D)에 의해 정류된 전원이 26.3 볼트[V]를 넘는 경우 220 볼트[V]임을 인정할 수 있는 최소값 보다 큰 것이어서 110 볼트[V]를 정격 전압으로 하는 스위칭 모드 전원 공급장치에 220 볼트[V]의 과전압이 인가되었다고 판단할 수 잇으므로 기준 전압을 26.3 볼트[V]로 할 수도 있다.
차단부(790)는 도 7에 도시된 바와 같이 트랜지스터(TR)의 베이스 단이 저항(R1)과 저항(R2) 사이에 연결되어 있고, 트랜지스터(TR)의 컬렉터 단이 계전기(Relay) 일측과 연결되어 있으며, 트랜지스터(TR)의 에미터 단이 접지(earth)되어 있는 형태로 구성될 수 있다. 계전기(RELAY)의 스위치(SW)는 교류 전원 입력부(710)와 필터부(720) 사이에 위치하여 계전기(RELAY) 내의 전자석의 상태에 따라 스위칭 동작이 이루어진다. 도 7에 도시된 바와 달리, 계전기(RELAY)는 발광 다이오드와 트라이악(triac)으로 구성된 포토 트라이악(photo triac) 또는 발광 다이오드와 포토 트랜지스터로 구성된 포토 커플러(photo coupler) 등으로 대신할 수 있다. 차단부(790)는 제 2 과전압 검출부(795)에서 출력되는 신호에 따라 동작이 이루어진다. 제 2 과전압 검출부(795)에서 역방향으로 위치한 제너 다이오드(ZD)가 다이오드(D)에 의해 정류된 전원에 의해 도통되면 차단부(790)로 과전압이 인가되었음을 나타내는 신호가 입력되고, 이에 의해 트랜지스터(TR) 및 계전기(Relay)가 동작한다. 계전기가 온(on) 상태가 되면 전자석이 스위치(SW)를 끓어 당겨 교류 전원 입력부(710)와 연결되어 있던 스위치(SW)의 일측이 끊어지게 되고, 교류 전원 입력부(710)에서 필터부(720)로 출력되는 교류 전압이 차단된다. 반대로, 제 2 과전압 검출부(795)에서 역방향으로 위치한 제너 다이오드(ZD)가 다이오드(D)에 의해 정류된 전원에 의해 도통되지 않으면 차단부(790)로 출력되는 신호가 없어 트랜지스터(TR)와 계전기(Relay)가 동작하지 않게 되고, 스위치(SW)는 교류 전원 입력부(710)와 필터부(720)를 연결하여 교류 전압이 필터부(720)로 입력되게 한다.
도 8은 본 발명의 과전압 차단 기능을 구비한 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치의 제 3 실시예에 따라 과전압을 차단하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
810 단계에서 교류 전원 입력부(610)에서 출력되는 교류 전압을 제 2 과전압 검출부(695)에서 감지한다. 이와 같은 교류 전압은 차단부(690)를 거쳐 필터부(620)로 입력되는 교류 전압과 동일한 것이다.
820 단계에서 제 2 과전압 검출부(695)는 감지된 교류 전압을 과전압인지 여부를 판단하는 기준이 되는 제 2 기준전압과 비교한다. 이때, 감지된 교류 전압을 계기용 변압기를 사용하여 일정 수준으로 강하시키고 이를 정류하여 직류 전압으로 변환시킨다. 정류된 전원이 제 2 기준전압보다 작으면 교류 전원 입력부(610)에서 출력되는 교류 전압이 차단부(690)에 의해 차단되지 않고 필터부(620)에 입력되어 이후 정류 회로부(630), 평활 회로부(640)를 거치게 되며 이 경우 840 단계로 진행한다. 정류된 전원이 제 2 기준전압보다 크면 과전압이 인가되었다고 판단하여 830 단계로 진행한다.
830 단계에서 차단부(690)는 제 2 과전압 검출부(695)로부터 과전압이 인가되었음을 알리는 신호가 입력되면 교류 전원 입력부(610)에서 필터부(620)로 출력되는 교류 전압을 차단한다.
840 단계에서 정류 회로부(630) 및 평활 회로부(640)를 거쳐 출력되는 직류 전압을 제 1 과전압 검출부(680)에서 감지한다. 이와 같은 직류 전압은 변압부(250)인 변압기의 1차측 코일로 입력되는 직류 전압과 동일한 것이다.
850 단계에서 제 1 과전압 검출부(680)는 감지된 직류 전압을 과전압인지 여부를 판단하는 기준이 되는 제 1 기준전압과 비교한다. 차단부(690)가 과전압에 해당하는 교류 전압을 차단하는데 일정 시간의 지연(delay)가 존재할 수 있으므로 과전압인 교류 전압이 정류 회로부(630) 및 평활 회로부(640)를 지나 과전압의 직류 전압이 될 수 있다. 또한, 필터부(620), 정류 회로부(630), 평활 회로부(640)를 거치면서 비정상적인 전원이 될 수도 있다. 제 1 과전압 검출부(680)에 의해 감지된 직류 전압이 제 1 기준전압보다 작으면 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치는 정상적인 동작을 하고, 감지된 직류 전압이 제 1 기준전압보다 크면 과전압이 인가되었으므로 860 단계로 진행한다.
860 단계에서 스위칭 제어부(664)는 제 1 과전압 검출부(680)로부터 과전압이 인가되었음을 알리는 신호가 입력되면 주 스위치(662)의 스위칭 동작을 정지시킨다. 이에 따라 변압기의 2차측에 연결된 출력부(670)에 출력 전압이 생성되지 않는다.
위의 810 단계 내지 860 단계에 따르면 외부로부터 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(600)에 인가되는 교류 전압이 과전압에 해당하는지 판단하여 과전압인 경우 1차적으로 이를 차단한다. 또한, 변압기의 1차측 코일로 입력되는 직류 전압이 과전압에 해당하는지 판단하여 과전압인 경우 2차적으로 변압기의 출력을 조절하는 주 스위치의 동작을 정지시킴으로써 변압기의 2차측에 연결된 부하단에 과전압의 영향이 미치지 않도록 한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
210 ... 교류 전원 입력부
220 ... 필터부
230 ... 정류 회로부
240 ... 평활 회로부
250 ... 변압기
260 ... 스위칭부
262 ... 주 스위치
264 ... 스위칭 제어부
270 ... 출력부
280 ... 과전압 검출부

Claims (17)

  1. 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply)에 있어서,
    외부 전원 공급원으로부터 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류 회로부;
    1차측 코일로 입력되는 상기 정류된 직류 전압을 변압하여 2차측 코일로 출력하는 변압기;
    상기 1차측 코일에 연결되어 상기 변압기의 출력을 스위칭하는 주 스위치;
    상기 정류된 직류 전압을 제 1 기준전압과 비교하여 과전압(over voltage)인지 여부를 판단하는 제 1 과전압 검출부; 및
    상기 판단 결과에 기초하여, 상기 주 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는 상기 정류된 직류 전압이 과전압이면 상기 스위칭 동작을 정지시키는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭 제어부는 PWM(Pulse Width Modulation) IC(Intergrated Circuit)이고, 상기 제 1 과전압 검출부로부터 상기 PWM IC의 소정의 핀(PIN)으로 과전압임을 나타내는 신호가 입력되면 상기 스위칭 동작을 정지시키는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 과전압 검출부는,
    상기 정류된 직류 전압을 감지하는 전원 검출부; 및
    상기 감지된 직류 전압을 상기 제 1 기준전압과 비교하여 과전압(over voltage)인지 여부를 판단하는 제 1 과전압 판단부를 포함하는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 과전압 판단부는 상기 제 1 기준전압을 항복 전압(breakdown voltage)으로 갖는 제너 다이오드를 이용하여 과전압인지 여부를 판단하는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 과전압 검출부는 상기 정류된 직류 전압이 상기 스위칭 모드 전원 공급장치의 정격전압(rated voltage)의 최대 허용치에 대응되는 제 1 기준전압보다 큰 지 판단함으로써 과전압인지 여부를 판단하는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력된 교류 전압을 변환하여 제 2 기준전압과 비교함으로써 과전압인지 여부를 판단하는 제 2 과전압 검출부; 및
    상기 제 2 과전압 검출부의 판단 결과에 기초하여, 상기 입력된 교류 전압이 상기 정류 회로부에 입력되는 것을 차단하는 차단부를 더 포함하는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 과전압 검출부는,
    상기 입력받은 교류 전압을 소정의 권선비에 따라 변환하는 계기용 변압기(potential transformer);
    상기 변환된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류 소자; 및
    상기 정류 소자에 의해 정류된 직류 전압을 상기 제 2 기준전압과 비교하여 과전압인지 여부를 판단하는 제 2 과전압 판단부를 포함하는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 과전압 판단부는 상기 제 2 기준전압을 항복 전압(breakdown voltage)으로 갖는 제너 다이오드를 이용하여 과전압인지 여부를 판단하는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 차단부는 계전기(relay), 포토 트라이악(photo triac) 및 포토 커플러(photo coupler) 중 어느 하나를 이용하여 상기 입력된 교류 전압이 상기 정류 회로부에 입력되는 것을 차단하는 스위칭 모드 전원 공급장치.
  11. 화상 형성 장치용 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply)에서 과전압을 차단하는 방법에 있어서,
    외부 전원 공급원으로부터 입력된 교류 전압을 정류한 직류 전압을 감지하는 단계;
    상기 감지된 직류 전압을 제 1 기준전압과 비교하여 과전압(over voltage)인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 기초하여, 상기 정류된 직류 전압을 변압하는 변압기의 출력을 스위칭하는 주 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 단계를 포함하는 과전압 차단 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 감지된 직류 전압이 과전압이면 상기 스위칭 동작을 정지시키는 과전압 차단 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 과전압인지 여부를 판단하는 단계는 상기 감지된 직류 전압이 상기 스위칭 모드 전원 공급장치의 정격전압(rated voltage)의 최대 허용치에 대응되는 제 1 기준전압보다 큰 지 판단함으로써 과전압인지 여부를 판단하는 과전압 차단 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 입력된 교류 전압을 변환하여 제 2 기준전압과 비교함으로써 과전압인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제 2 기준전압과 비교하여 판단한 결과에 기초하여, 상기 입력된 교류 전압을 정류하기 전에 차단하는 단계를 더 포함하는 과전압 차단 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 기준전압과 비교함으로써 과전압인지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 입력된 교류 전압을 계기용 변압기(potential transformer)를 이용하여 소정의 권선비에 따라 변환하는 단계;
    상기 변환된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 단계; 및
    상기 정류된 직류 전압을 상기 제 2 기준전압과 비교하여 과전압인지 여부를판단하는 단계를 포함하는 과전압 차단 방법.
  16. 스위칭 모드 전원 공급장치(Switching Mode Power Supply)를 구비하는 화상 형성 장치에 있어서,
    상기 스위칭 모드 전원 공급장치는,
    외부 전원 공급원으로부터 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류 회로부;
    1차측 코일로 입력되는 상기 정류된 직류 전압을 변압하여 2차측 코일로 출력하는 변압기;
    상기 1차측 코일에 연결되어 상기 변압기의 출력을 스위칭하는 주 스위치;
    상기 정류된 직류 전압을 제 1 기준전압과 비교하여 과전압(over voltage)인지 여부를 판단하는 제 1 과전압 검출부; 및
    상기 판단 결과에 기초하여, 상기 주 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 제어부를 포함하는 화상 형성 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스위칭 모드 전원 공급장치는,
    상기 입력된 교류 전압을 변환하여 제 2 기준전압과 비교함으로써 과전압인지 여부를 판단하는 제 2 과전압 검출부; 및
    상기 제 2 과전압 검출부의 판단 결과에 기초하여, 상기 입력된 교류 전압이 상기 정류 회로부에 입력되는 것을 차단하는 차단부를 더 포함하는 화상 형성 장치.
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