KR20140078126A - 전원 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력 전원을 수신하고, 제어신호에 따라 스위칭 신호를 출력하는 제어집적회로를 포함하는 제어부, 그리고 기준전원을 상기 스위칭 신호에 따라 변압하여 출력하는 변압부를 포함하며, 상기 제어부는 대기 모드에서 상기 제어집적회로에 인가되는 상기 입력 전원을 차단하는 전원 공급 장치를 제공한다. 따라서, 모드에 따라 온오프되는 트랜지스터를 적용하여 입력단의 전압을 차단함으로써 대기전력을 줄일 수 있다.

Description

전원 공급 장치{The power supply device}

본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것이다.

조명 기기 등의 경우, 하나의 전원 공급 장치로부터 복수의 조명 기기로 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치가 개발되었다.

상기 전원 공급 장치는 외부의 리모트 콘트롤러 등으로부터 제어 신호를 수신되면, 이에 따라 각각의 조명 기기에 전원을 공급한다.

이러한 전원 공급 장치는 통신 모듈로부터 제어 신호를 수신할 때까지 상기통신 모듈을 턴온하기 위한 대기 전력 및 상기 제어 신호가 들어온 뒤 실제 전원이 공급되기까지의 대기 전력이 요구된다.

이러한 대기 전력을 생성하기 위하여 일반적으로 전원 공급 장치는 두 개의 변압기를 포함하여 대기 전력 생성을 위한 변압기를 항상 구동하거나, 하나의 변압기를 포함하는 경우, 상기 변압기를 항상 구동한다.

전력 공급 장치는 SMPS(switched mode power supply)를 주로 적용하며, 상기 SMPS는 스위치를 적용하여 주파수를 변환하는 전원 공급장치이다.

그러나, 이러한 전원공급장치에서 대기 모드일 때에도 입력 전압이 계속인가되어 대기전력이 많이 소요되는 문제점이 있다.

실시예는 SMPS 전원공급장치에 있어서, 스탠바이 모드에서 대기 전력을 줄일 수 있는 전원 공급 장치를 제공한다.

실시예는 입력 전원을 수신하고, 제어신호에 따라 스위칭 신호를 출력하는 제어집적회로를 포함하는 제어부, 그리고 기준전원을 상기 스위칭 신호에 따라 변압하여 출력하는 변압부를 포함하며, 상기 제어부는 대기 모드에서 상기 제어집적회로에 인가되는 상기 입력 전원을 차단하는 전원 공급 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, SMPS 전원 공급장치에서 모드에 따라 온오프되는 트랜지스터를 적용하여 입력단의 전압을 차단함으로써 대기전력을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전원 공급 장치를 포함하는 전자 기기의 구성도이다.
도 2는 도 1의 일 예인 전원 공급 장치의 블럭도이다.
도 3은 도 2의 제어부의 일 예인 회로도이다.
도 4는 도 2의 변압부 및 출력부의 회로도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 대기전력을 줄일 수 잇는 전원공급장치를 제공한다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전원 공급 장치를 포함하는 전자 기기의 구성도이고, 도 2는 도 1의 일 예인 전원 공급 장치의 블록도이고, 도 3은 도 2의 제어부의 일 예인 회로도이며, 도 4는 도 2의 변환부 및 출력부의 회로도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 전원 공급 장치(100)를 포함하는 전자 기기(10)는 제어 모듈(20), 제1 주모듈(30) 및 제2 주모듈(40)을 포함할 수 있다.

전자 기기(10)는 적어도 하나의 주모듈(30, 40)을 포함하며, 도 1과 같이 두 개의 주모듈(30, 40)을 포함할 수 있다.

상기 전자 기기(10)가 조명 기기인 경우, 상기 주모듈(30, 40)은 복수의 발광 모듈일 수 있다.

전자 기기(10)는 대기 모드를 가지는 가전, 예를 들어, 티비, 오디오, 셋탑박스, 또는 에어컨디셔너 등일 수 있다.

상기 대기 모드는 주모듈(30, 20)은 구동되지 않는 상태에서, 리모트 콘트롤러(50) 등으로부터 제어신호를 수신하여 구동가능하도록 무선 통신 모듈(21)에 전력을 공급하여 턴온하는 상태를 의미한다.

상기 제어 모듈(20)은 외부로부터 무선 통신을 이용하여 상기 주모듈(30, 40)의 동작에 대한 제어 신호를 수신하여, 상기 제어 신호에 따라 상기 주모듈(30, 40)을 제어한다.

상기 제어 모듈(20)은 외부로부터 리모트 콘트롤러(50), 스마트폰 등의 무선 통신을 이용하여 제어 신호를 수신하는 무선 통신 모듈(21)을 포함한다.

상기 무선 통신 모듈(21)은 무선 통신망을 이용하여 상기 제어 신호를 수신하고, 이를 기저대역 신호로 변환하고, 복호 및 복조를 진행하여 디지털 제어 신호를 생성한다.

상기 제어 신호는 주모듈(30)을 턴온하는 온신호 및 디밍 신호를 포함하는 기타 제어 신호일 수 있다.

상기 통신 모듈(21)은 불규칙적으로 입력되는 제어 신호를 수신하기 위하여 항상 턴온 되어 있는 대기 상태를 유지한다.

상기 제어 모듈(20)은 온신호에 따라 주모듈(30, 40)을 턴온하기 위한 기준 전압을 생성하고, 상기 통신 모듈(21)에 기준 전압을 생성하여 제공하는 전원공급장치(100)를 포함한다.

상기 통신 모듈(21)의 대기 상태를 유지하기 위하여 상기 기준 전압이 항상 인가되어야 한다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참고하여 전원 공급 장치(100)의 구성을 설명한다.

도 2를 참고하면, 전원 공급 장치(100)는 정류부(110), 제어부(120), 변압부(130), 출력부(140)를 포함한다.

상기 정류부(110)는 외부로부터 인가되는 교류 전원을 수신하고, 이를 정류하여 출력한다.

상기 정류부(110)는 교류 전원을 수신하고, 수신한 교류 전원을 필터링하는 필터링부 및 교류 전원을 정류하여 하나의 극성을 가지는 전압으로 변환하고, 이를 직류변환하여 출력한다.

상기 정류기는 브릿지 정류기 및 커패시터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 필터링부는 복수의 커패시터 및 저항으로 이루어지는 필터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 정류부(110)는 입력단과 연결되어 정전기를 필터링하는 보호소자를 포함할 수 있으며, 상기 보호소자는 제너 다이오드 또는 바리스터일 수 있다.

제어부(120)는 상기 정류부(110)로부터 직류 전압을 수신하고, 외부로부터의 제어 신호에 따라 변압부(130)의 스위칭 소자(Q2)를 온오프하는 출력신호를 생성하는 제어칩(121)을 포함한다.

상기 제어칩(121)은 변압부(130)의 스위칭 소자(Q2)의 듀티를 제어하여 출력신호를 생성하고, 역률 보상된 VCC 전압을 변압부(130)에 제공하는 역률보상집적회로일 수 있다.

상기 제어칩(121)은 복수의 입력핀과 복수의 출력핀을 포함하며, 일 예로, 도 3과 같이 입력핀으로 입력전원을 수신하는 LINE핀, 스위칭 컨트롤 신호를 수신하는 CT핀, 스탠바이 모드 제어신호를 수신하는 STBY핀을 포함한다.

또한, 출력핀으로 VCC 전압을 출력하는 VCC핀, 스위칭 소자(Q2)의 출력신호를 출력하는 OUT핀, 접지인 GND핀을 포함한다.

각각의 출력핀 및 입력핀에는 필터링을 위하여 커패시터가 형성될 수 있으며, 과전류를 제거하기 위한 보호 소자가 형성될 수 있다.

상기 제어부(120)는 입력 전원과 LINE핀 사이에 직렬연결되어 있는 복수의 저항(R1-R4)을 포함한다.

상기 복수의 저항(R1-R4)은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다.

상기 저항(R1-R4)에 의해 입력 전원이 소정 비율로 강하되어 LINE핀에 전달된다.

상기 LINE핀이 강하된 입력전원을 수신하고 내부의 커패시터에 전압을 충전한 뒤, 소정 레벨까지 충전이 완료되면 제어칩(121)이 동작을 시작하여 스위칭 소자(Q2)의 출력신호를 생성한다.

이때, 제어부(120)는 상기 저항(R1-R4)과 LINE핀 사이에 스위칭 소자(Q1)를 더 포함한다.

상기 스위칭 소자(Q1)는 트랜지스터일 수 있으며, 상기 스위칭 소자(Q1)는 VCC핀의 전압에 따라 온오프되어 저항(R1-R4)과 LINE핀 사이를 연결 또는 차단한다.

스위칭 소자(Q1)의 구동에 대하여는 이후에 설명한다.

이때, 변압부(130)의 스위칭 소자(Q2)의 출력 신호는 소정의 듀티비를 가지며, 상기 듀티비를 제어하여 출력을 제어할 수 있다.

변압부(130)는 변압기(131) 및 스위칭 소자(Q2)를 포함한다.

상기 변압기(131)는 트랜스미터를 포함한다.

상기 스위칭 소자(Q2)는 제어칩(121)의 OUT핀으로부터 출력 신호를 받아 트랜스미터에 전류를 흘린다.

상기 변압기(131)는 VCC 전압을 수신하는 1차 코일 및 상기 1차 코일의 전압을 변압하여 출력하는 2차 코일을 포함한다.

출력부(140)는 상기 변압기(131)의 전류 역행을 방지하기 위한 복수의 다이오드가 정방향으로 형성되고, 다이오드에 커패시터 및 저항을 이용한 필터를 적용하여, 출력 전압을 필터링하여 출력할 수 있다.

이때, 상기 전원 공급 장치(100)가 복수의 주모듈(30, 40)에 기준 전압을 공급하는 경우, 각각의 주모듈(30, 40)의 기준 전압은 서로 다른 레벨일 수 있다.

즉, 상기 변압기(131)에서 변압되어 출력되는 서로 다른 레벨의 전압을 각각 출력하는 복수개의 출력단이 형성될 수 있다.

상기 출력부(140)는 복수의 DCDC컨버터 등이 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 출력단으로 출력되는 전압은 외부로부터의 디밍 신호에 따라 34V에서 44V까지 가변할 수 있다.

이러한 전력 공급 장치(100)는 도 3과 같이 제어부(120)의 LINE핀과 저항(R1-R4) 사이의 스위칭 소자(Q1)를 제어함으로써 대기전력을 줄일 수 있다.

상기 전원 공급 장치(100)는 일반 모드에서, VCC 전압이 하이를 가지므로 스위칭 소자(Q1)가 턴온되어 입력 전원이 상기 직렬 연결된 복수의 저항(Q2)에 의해 강하되어 LINE핀에 인가된다.

LINE핀은 상기 입력 전원을 충전하여 스위칭 소자(Q2)의 출력 신호를 출력한다.

한편, 대기 모드 또는 스탠바이 모드가 시작되면, 제어핀(121)은 STBY핀으로 제어신호를 수신하여 상기 제어핀(121)이 스탠바이 모드로 진입한다.

이때, 대기 모드 또는 스탠바이 모드가 시작되면, 상기 제어칩(121)의 VCC 전압은 로우로 천이한다.

따라서, 상기 VCC핀의 VCC 전압에 의해 상기 스위칭 소자(Q1)가 턴오프되어 상기 직렬 저항(R1-R4)과 LINE핀 사이의 연결을 차단한다.

따라서, 상기 입력 전원이 LINE핀으로 인가되지 않고 직렬저항(R1-R4)에 흐르지 않아 직렬 저항(R1-R4)에서 소모되는 전력을 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

전자기기 10
전원 공급 장치 100
주모듈 30, 40
통신 모듈 21
입력부 110
제어부 120
변압부 130
출력부 140

Claims (10)

1. 입력 전원을 수신하고, 제어신호에 따라 스위칭 신호를 출력하는 제어집적회로를 포함하는 제어부, 그리고
   기준전원을 상기 스위칭 신호에 따라 변압하여 출력하는 변압부
   를 포함하며,
   상기 제어부는 대기 모드에서 상기 제어집적회로에 인가되는 상기 입력 전원을 차단하는 전원 공급 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어집적회로는 역률보상회로인 전원 공급 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어집적회로는
   상기 입력 전원을 수신하는 입력핀, 상기 스위칭 신호를 출력하는 출력핀 및 상기 변압부의 기준 전압을 출력하는 전압핀을 포함하는 전원 공급 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 입력 전원을 강하하는 적어도 하나의 저항소자, 그리고
   상기 저항소자와 상기 입력핀을 연결 또는 차단하는 스위칭 소자
   를 포함하는 전원 공급 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 스위칭 소자는
   상기 변압부의 기준 전압에 따라 온오프되는 전원 공급 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 변압부의 기준 전압은 상기 대기 모드에서 로우로 천이하여 상기 스위칭 소자를 턴오프하는 전원 공급 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 저항은
   서로 직렬 연결되어 있는 복수의 저항인 전원 공급 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 복수의 저항은 서로 동일한 크기를 가지는 전원 공급 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 전원 공급 장치는
   상기 변압부의 출력 전압을 받아 필터링하여 출력하는 출력부를 더 포함하는 전원 공급 장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 제어집적회로는
    상기 입력핀에 상기 입력 전원을 충전하여 턴온되는 전원 공급 장치.

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