KR20130065200A - 투 플라이백 타입 전원장치 - Google Patents

투 플라이백 타입 전원장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 투 플라이백 타입 전원장치에 관한 것으로,
본 발명의 일 실시 예에 따른 투 플라이백 타입 전원장치는, 입력전원을 정류하는 정류부; 상기 정류부로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제1 변환비에 따라 변환하는 제1 플라이백 트랜스포머; 상기 정류부로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제2 변환비에 따라 변환하는 제2 플라이백 트랜스포머; 상기 제1 플라이백 트랜스포머의 1차 권선과 접지에 연결된 제1 파워 스위치; 상기 정류부로부터 제1 개시 전압 입력시 동작을 개시하여, 상기 제1 파워 스위치를 제1 PWM 신호를 이용하여 제어하는 제1 제어부; 상기 제2 플라이백 트랜스포머의 1차 권선과 접지에 연결된 제2 파워 스위치; 사전에 설전된 제2 개시 전압 입력시 동작을 개시하여, 상기 제2 파워 스위치를 제2 PWM 신호를 이용하여 제어하는 제2 제어부; 및 사전에 설전된 파워신호에 따라 상기 제2 제어부에 상기 제2 개시 전압을 공급 또는 차단하는 전원 스위치 회로부를 포함할 수 있다.

Description

투 플라이백 타입 전원장치{POWER SUPPLY OF TWO FLYBACK TYPE}
본 발명은, 2개의 플라이백 트랜스포머(Flyback Transformer)를 갖는 전원장치에서, 대기모드에서 소비전력을 줄일 수 있는 투 플라이백 타입 전원장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전원장치는 적용되는 시스템에 맞도록 설계되어 여러 가지 전원을 공급할 수 있다.
또한, 적용되는 시스템에서 필요로 하는 전원을 원활하게 공급하기 위해서 2개의 플라이백 트랜스포머를 갖는 전원장치도 사용될 수 있다.
일예로, 2개의 플라이백 트랜스포머를 갖는 전원장치에서, 하나의 플라이백 트랜스포머를 이용하여 대기전원, 영상보드의 구동전원, 앰프 전원 및 USB 전원 등을 제공할 수 있고, 나머지 하나의 플라이백트랜스포머를 이용하여 LED 발광부의 구동전원을 제공할 수 있다.
그런데, 종래의 투 플라이백 타입 전원장치에서는, 대기모드에서 2개의 플라이백 트랜스포머가 모두 동작하므로, 대기모드에서 소비되는 전력이 높다는 문제점이 있다.
본 발명의 과제는, 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 본 발명은, 2개의 플라이백 트랜스포머(Flyback Transformer)를 갖는 전원장치에서, 대기모드에서 소비전력을 줄일 수 있는 투 플라이백 타입 전원장치를 제공한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면으로써,
입력전원을 정류하는 정류부;
상기 정류부로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제1 변환비에 따라 변환하는 제1 플라이백 트랜스포머;
상기 정류부로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제2 변환비에 따라 변환하는 제2 플라이백 트랜스포머;
상기 제1 플라이백 트랜스포머의 1차 권선과 접지에 연결된 제1 파워 스위치;
상기 정류부로부터 제1 개시 전압 입력시 동작을 개시하여, 상기 제1 파워 스위치를 제1 PWM 신호를 이용하여 제어하는 제1 제어부;
상기 제2 플라이백 트랜스포머의 1차 권선과 접지에 연결된 제2 파워 스위치;
사전에 설전된 제2 개시 전압 입력시 동작을 개시하여, 상기 제2 파워 스위치를 제2 PWM 신호를 이용하여 제어하는 제2 제어부; 및
사전에 설전된 파워신호에 따라 상기 제2 제어부에 상기 제2 개시 전압을 공급 또는 차단하는 전원 스위치 회로부
를 포함하는 투 플라이백 타입 전원장치를 제안한다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에서, 투 플라이백 타입 전원장치는, 상기 제1 플라이백 트랜스포머로부터의 전압을 정류 및 필터링하는 제1 출력부와, 상기 제2 플라이백 트랜스포머로부터의 전압을 정류 및 필터링하는 제2 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 전원 스위치 회로부는, 상기 제1 출력부의 출력단에 연결된 애노드 및 캐소드를 갖는 발광 다이오드와, 상기 제1 제어부의 제1 동작전압을 공급받는 컬렉터, 상기 발광 다이오드로부터의 광을 받는 베이스 및 에미터를 갖는 수광 트랜지스터를 포함하는 포토 커플러; 상기 발광 다이오드의 캐소드와 상기 제2 출력부의 접지 사이에 연결되어, 상기 파워신호에 따라 스위칭 온 또는 스위칭 오프하는 제1 스위칭 트랜지스터; 상기 수광 트랜지스터의 에미터에 연결된 베이스, 상기 정류부의 접지에 연결된 에미터 및 컬렉터를 갖는 제2 스위칭 트랜지스터; 및 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 컬렉터에 연결된 베이스, 상기 정류부의 출력단에 연결된 에미터, 상기 제2 제어부의 제2 개시전압 입력단에 연결된 컬렉터를 갖는 제3 스위칭 트랜지스터를 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 2개의 플라이백 트랜스포머(Flyback Transformer)를 갖는 전원장치에서, 대기 모드에서는, 2개의 플라이백 트랜스포머중 메인 플라이백 트랜스포머만 동작시켜서, 대기모드에서의 소비전력을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투 플라이백 타입 전원장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 투 플라이백 타입 전원장치의 상세 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투 플라이백 타입 전원장치의 주요 신호 파형도.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투 플라이백 타입 전원장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 투 플라이백 타입 전원장치는, 입력전원(Vin)을 정류하는 정류부(100)와, 상기 정류부(100)로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제1 변환비에 따라 변환하는 제1 플라이백 트랜스포머(210)와, 상기 정류부(100)로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제2 변환비에 따라 변환하는 제2 플라이백 트랜스포머(220)와, 상기 제1 플라이백 트랜스포머(210)의 1차 권선과 접지에 연결된 제1 파워 스위치(PW1)와, 상기 정류부(100)로부터 제1 개시 전압(Vst1) 입력시 동작을 개시하여, 상기 제1 파워 스위치(PW1)를 제1 PWM 신호를 이용하여 제어하는 제1 제어부(410)와, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)의 1차 권선과 접지에 연결된 제2 파워 스위치(PW2)와, 사전에 설전된 제2 개시 전압(Vst2) 입력시 동작을 개시하여, 상기 제2 파워 스위치(PW2)를 제2 PWM 신호를 이용하여 제어하는 제2 제어부(420)와, 사전에 설전된 파워신호(Sps)에 따라 상기 제2 제어부(420)에 상기 제2 개시 전압(Vst2)을 공급 또는 차단하는 전원 스위치 회로부(500)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 정류부(100)는, 대략 교류 90V ~ 264V 범위에 포함되는 입력전원(Vin)을 정류하여, 정류된 전압(Vrec)을 제공할 수 있다.
먼저, 상기 제1 플라이백 트랜스포머(210)는, 상기 정류부(100)로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제1 변환비에 따라 변환할 수 있다.
이때, 상기 제1 제어부(410)는, 상기 정류부(100)로부터 제1 개시 전압(Vst1) 입력시 동작을 개시하여, 상기 제1 파워 스위치(PW1)를 제1 PWM 신호를 이용하여 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 투 플라이백 타입 전원장치는, 상기 파워신호(Sps)가 하이레벨로 제공되는 정상 동작 모드에서는 제1 플라이백 트랜스포머(210)에 제1 개시 전압(Vst1)이 공급되고, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)에 제2 개시 전압(Vst2)이 공급되어 상기 제1 및 제2 플라이백 트랜스포머(210,220) 모두가 동작 가능한 상태가 된다.
이에 반해, 상기 파워신호(Sps)가 로우레벨로 제공되는 대기 모드에서는 제1 플라이백 트랜스포머(210)에 제1 개시 전압(Vst1)이 공급되나, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)에 제2 개시 전압(Vst2)이 공급되지 않도록 하여, 상기 제1 플라이백 트랜스포머(210)는 동작 가능한 상태가 되지만, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)는 동작하지 않게 된다.
이에 따라, 대기 모드에서는 제2 플라이백 트랜스포머(220)가 동작하지 않으므로, 그 만큼 소지전력을 줄일 수 있게 된다.
또한, 정상 동작 모드에서는, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)는, 상기 정류부(100)로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제2 변환비에 따라 변환할 수 있다.
이때, 상기 제2 제어부(420)는, 사전에 설전된 제2 개시 전압(Vst2) 입력시 동작을 개시하여, 상기 제2 파워 스위치(PW2)를 제2 PWM 신호를 이용하여 제어할 수 있다.
이에 반해, 상기 제2 제어부(420)는, 대기 모두에서는 사전에 설전된 제2 개시 전압(Vst2)이 입력되지 않게 되는데, 이에 대해 설명한다.
그리고, 상기 전원 스위치 회로부(500)는, 사전에 설전된 파워신호(Sps)에 따라 상기 제2 제어부(420)에 상기 제2 개시 전압(Vst2)을 공급 또는 차단할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 스위치 회로부(500)는, 상기 파워신호(Sps)가 하이레벨로 제공되는 정상 동작 모드에서는 제2 개시 전압(Vst2)을 상기 제2 제어부(420)에 공급할 수 있다.
또는, 상기 전원 스위치 회로부(500)는, 상기 파워신호(Sps)가 로우레벨로 제공되는 대기 모드에서는 제2 개시 전압(Vst2)을 상기 제2 제어부(420)에 공급되지 않도록 차단할 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 상기 투 플라이백 타입 전원장치는, 상기 제1 플라이백 트랜스포머(210)로부터의 전압을 정류 및 필터링하는 제1 출력부(310)와, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)로부터의 전압을 정류 및 필터링하는 제2 출력부(320)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 출력부(310)는, 상기 제1 플라이백 트랜스포머(210)로부터의 전압을 정류 및 필터링하여 제1 출력전압(Vout1)을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제2 출력부(320)는, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)로부터의 전압을 정류 및 필터링하여 제2 출력전압(Vout2)을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 투 플라이백 타입 전원장치의 상세 회로도이다.
도 2를 참조하면, 상기 정류부(100)는 브릿지 다이오드로 이루어지는 전파 정류부(110)와, 상기 전파 정류부(110)로부터의 전압을 평활하는 커패시터(120)를 포함할 수 있다.
상기 제1 제어부(410)는, 상기 제1 플라이백 트랜스포머(210)의 1차 권선으로부터 제1 동작전압(Vcc1)을 제공받을 수 있고, 상기 정류부(100)의 출력단으로부터 제1 저항(R1)을 통해 제1 개시 전압(Vst1)을 공급받을 수 있다.
그리고, 상기 제2 제어부(420)는, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)의 1차 권선으로부터 제2 동작전압(Vcc1)을 제공받을 수 있고, 상기 정류부(100)의 출력단으로부터 제2 저항(R2) 및 상기 전원 스위치 회로부(500)를 통해 제2 개시 전압(Vst1)을 공급받을 수 있다.
이와 달리, 도시되어 있지는 않지만, 상기 제2 제어부(420)는, 상기 정류부(100)의 출력단 대신에, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)의 1차 권선에 형성되는 1차 보조 권선으로부터 상기 전원 스위치 회로부(500)를 통해 제2 개시 전압(Vst1)을 공급받을 수 있다.
게다가, 상기 제1 출력부(310)는, 상기 제1 플라이백 트랜스포머(210)로부터의 전압을 정류 및 필터링하기 위해, 다이오드, 커패시터 및 저항을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 출력부(320)는, 상기 제2 플라이백 트랜스포머(220)로부터의 전압을 정류 및 필터링하기 위해, 다이오드, 커패시터 및 저항을 포함할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 전원 스위치 회로부(500)는, 포토 커플러(510), 제1 스위칭 트랜지스터(SW1), 제2 스위칭 트랜지스터(SW2) 및 제3 스위칭 트랜지스터(SW3)를 포함할 수 있다.
상기 포토 커플러(510)는, 상기 제1 출력부(310)의 출력단에 연결된 애노드 및 캐소드를 갖는 발광 다이오드(D1)와, 상기 제1 제어부(410)의 제1 동작전압(Vcc1)을 공급받는 컬렉터, 상기 발광 다이오드(D1)로부터의 광을 받는 베이스 및 에미터를 갖는 수광 트랜지스터(Q1)를 포함할 수 있다.
상기 제1 스위칭 트랜지스터(SW1)는, 상기 발광 다이오드(D1)의 캐소드와 상기 제2 출력부(310)의 접지 사이에 연결되어, 상기 파워신호(Sps)에 따라 스위칭 온 또는 스위칭 오프하도록 이루어질 수 있다.
상기 제2 스위칭 트랜지스터(SW2)는, 상기 수광 트랜지스터(Q1)의 에미터에 연결된 베이스, 상기 정류부(100)의 접지에 연결된 에미터 및 컬렉터를 갖도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제3 스위칭 트랜지스터(SW3)는, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SW2)의 컬렉터에 연결된 베이스, 상기 정류부(100)의 출력단에 연결된 에미터, 상기 제2 제어부(420)의 제2 개시전압(Vst2) 입력단에 연결된 컬렉터를 갖도록 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투 플라이백 타입 전원장치의 주요 신호 파형도이다.
도 3을 참조하면, 상기 정류부(100)에서 정류된 전압(Vrec)이 제공되면 상기 제1 플라이백 트랜스포머(210) 및 제1 출력부(310)를 통해 제1 출력전압(Vout1)이 출력될 수 있음을 알 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 파워신호(Sps)가 로우레벨일 때는, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SW1)가 스위칭 오프되어, 상기 포토 커플러(510)가 동작 오프되고, 이에 따라 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터(SW2,SW3)가 스위칭 오프될 수 있다.
이러한 동작에 의해서, 상기 제2 개시전압(Vst2)과 상기 제2 제어부(420)간의 전압 공급라인이 차단될 수 있다.
이와 달리, 상기 정류된 전압(Vrec)이 공급되는 시점에서 t1시간 이후에 상기 파워신호(Sps)가 하이레벨일 때는, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SW1)가 스위칭 온되어, 상기 포토 커플러(510)가 동작 온되고, 이에 따라 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터(SW2,SW3)가 스위칭 온될 수 있다.
이러한 동작에 의해서, 상기 제2 개시전압(Vst2)과 상기 제2 제어부(420)간의 전압 공급라인이 연결될 수 있다.
100: 정류부
210: 제1 플라이백 트랜스포머
220: 제2 플라이백 트랜스포머
310: 제1 출력부
320: 제2 출력부
410: 제1 제어부
420: 제2 제어부
500: 전원 스위치 회로부
510: 포토 커플러
PW1: 제1 파워 스위치
PW2: 제2 파워 스위치
SW1: 제1 스위칭 트랜지스터
SW2: 제2 스위칭 트랜지스터
SW3: 제3 스위칭 트랜지스터

Claims (5)

  1. 입력전원을 정류하는 정류부;
    상기 정류부로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제1 변환비에 따라 변환하는 제1 플라이백 트랜스포머;
    상기 정류부로부터의 정류된 전압을 사전에 설정된 제2 변환비에 따라 변환하는 제2 플라이백 트랜스포머;
    상기 제1 플라이백 트랜스포머의 1차 권선과 접지에 연결된 제1 파워 스위치;
    상기 정류부로부터 제1 개시 전압 입력시 동작을 개시하여, 상기 제1 파워 스위치를 제1 PWM 신호를 이용하여 제어하는 제1 제어부;
    상기 제2 플라이백 트랜스포머의 1차 권선과 접지에 연결된 제2 파워 스위치;
    사전에 설전된 제2 개시 전압 입력시 동작을 개시하여, 상기 제2 파워 스위치를 제2 PWM 신호를 이용하여 제어하는 제2 제어부; 및
    사전에 설전된 파워신호에 따라 상기 제2 제어부에 상기 제2 개시 전압을 공급 또는 차단하는 전원 스위치 회로부
    를 포함하는 투 플라이백 타입 전원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플라이백 트랜스포머로부터의 전압을 정류 및 필터링하는 제1 출력부; 및
    상기 제2 플라이백 트랜스포머로부터의 전압을 정류 및 필터링하는 제2 출력부
    를 더 포함하는 투 플라이백 타입 전원장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전원 스위치 회로부는,
    상기 제1 출력부의 출력단에 연결된 애노드 및 캐소드를 갖는 발광 다이오드와, 상기 제1 제어부의 제1 동작전압을 공급받는 컬렉터, 상기 발광 다이오드로부터의 광을 받는 베이스 및 에미터를 갖는 수광 트랜지스터를 포함하는 포토 커플러;
    상기 발광 다이오드의 캐소드와 상기 제2 출력부의 접지 사이에 연결되어, 상기 파워신호에 따라 스위칭 온 또는 스위칭 오프하는 제1 스위칭 트랜지스터;
    상기 수광 트랜지스터의 에미터에 연결된 베이스, 상기 정류부의 접지에 연결된 에미터 및 컬렉터를 갖는 제2 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 제2 스위칭 트랜지스터의 컬렉터에 연결된 베이스, 상기 정류부의 출력단에 연결된 에미터, 상기 제2 제어부의 제2 개시전압 입력단에 연결된 컬렉터를 갖는 제3 스위칭 트랜지스터
    를 구비하는 투 플라이백 타입 전원장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파워신호가 로우레벨일 때,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터가 스위칭 오프되어, 상기 포토 커플러가 동작 오프되고, 이에 따라 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터가 스위칭 오프되어,
    상기 제2 개시전압과 상기 제2 제어부간의 전압 공급라인이 차단되는 투 플라이백 타입 전원장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 파워신호가 하이레벨일 때,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터가 스위칭 온되어, 상기 포토 커플러가 동작 온되고, 이에 따라 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터가 스위칭 온되어,
    상기 제2 개시전압과 상기 제2 제어부간의 전압 공급라인이 연결되는 투 플라이백 타입 전원장치.
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CN113612305B (zh) * 2021-06-29 2024-01-19 深圳供电局有限公司 10千伏备用电源自投控制方法和装置

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