KR20150010871A

KR20150010871A - 전력 제어 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR20150010871A
Application number: KR20130085336A
Authority: KR
Inventors: 김진하
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2015-01-29
Also published as: US20150022162A1; US9715204B2

Abstract

전력 제어 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치를 개시한다. 본 발명은 대기 모드 시 발생하는 대기 전력을 최소로 하기 위한 전력 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 방전 회로부는, 교류 전력 입력 라인에 접속되어 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키는 방전 회로부에 있어서, 교류 전력의 입력이 차단되면 발생하는 방전 제어 신호에 응답하여 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키도록 서로 직렬 연결되는 제 1 저항 유닛과 제 2 저항 유닛을 포함하는 방전 회로와; 교류 전력의 입력이 차단되는지를 검출하고, 교류 전력의 입력이 차단되는 것으로 검출되면 방전 제어 신호를 발생시키도록 서로 직렬 연결되는 제 3 저항 유닛과 제 4 저항 유닛을 포함하는 검출 회로를 포함하고, 제 1 저항 유닛 내지 제 4 저항 유닛 각각은 저항과 스위치 가운데 적어도 하나를 포함한다.

Description

전력 제어 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치{POWER CONTROL APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 전력 제어 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치에 관한 것으로, 대기 전력을 감소시키기 위한 전력 제어 장치 및 이를 구비하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.

환경 보호의 관점에서 에너지 절감을 위해 전기 제품의 대기 전력 규제가 국내뿐만 아니라 미주(EPA1.2)와 유럽(ErP 2단계) 등에서 강력하게 이루어지고 있다. 이를 극복하기 위하여 전기 제품의 대기 전력을 줄이기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있다.

전력 공급 장치(예를 들면 SMPS)의 입력단에는 노이즈 제거를 위한 EMI 필터가 마련되는데, 이 EMI 필터에 마련되는 X-Capacitor(이하 X-cap이라 함)의 충전 전하가 플러그-오프 시 플러그의 금속 단자로 흘러서 안전에 문제가 될 수 있다. 따라서 이 문제를 해결하기 위해 X-Cap에 충전되어 있는 전하를 방전시키는 위한 방전 저항이 사용되고 있는데, 이 방전 저항으로 인해 대기 모드에서의 전력 손실이 발생하기 때문에, 이는 곧 전기 제품의 대기 전력을 줄이기 위한 노력에 역행하는 것이어서, 이 문제를 해소하기 위한 대책이 요구된다.

본 발명은 전기 제품의 대기 모드 시 발생하는 대기 전력을 최소로 하기 위한 전력 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 방전 회로부는, 교류 전력 입력 라인에 접속되어 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키는 방전 회로부에 있어서, 교류 전력의 입력이 차단되면 발생하는 방전 제어 신호에 응답하여 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키도록 서로 직렬 연결되는 제 1 저항 유닛과 제 2 저항 유닛을 포함하는 방전 회로와; 교류 전력의 입력이 차단되는지를 검출하고, 교류 전력의 입력이 차단되는 것으로 검출되면 방전 제어 신호를 발생시키도록 서로 직렬 연결되는 제 3 저항 유닛과 제 4 저항 유닛을 포함하는 검출 회로를 포함하고, 제 1 저항 유닛 내지 제 4 저항 유닛 각각은 저항과 스위치 가운데 적어도 하나를 포함한다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 검출 회로의 제 3 저항 유닛과 제 4 저항 유닛의 저항 값은 방전 회로의 제 1 저항 유닛과 제 2 저항 유닛의 저항 값보다 상대적으로 더 크다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 방전 회로의 제 1 저항 유닛이 제 1 저항과 제 2 저항으로 이루어지고; 방전 회로의 제 2 저항 유닛이 제 1 스위치와 제 2 스위치로 이루어진다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 제 1 저항과 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 2 저항이 교류 전력 입력 라인 사이에 직렬 연결되고; 제 1 스위치와 제 2 스위치가 방전 제어 신호에 의해 턴 온 및 턴 오프 된다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 방전 회로의 제 1 스위치와 제 2 스위치가 N채널의 MOSFET이다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 제 1 스위치와 제 2 스위치 각각의 소스가 서로 연결되어 제 1 노드를 형성하며; 제 1 스위치와 제 2 스위치 각각의 드레인이 제 1 저항과 제 2 저항에 각각 연결되고; 제 1 스위치와 제 2 스위치 각각의 게이트에는 방전 제어 신호가 입력된다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 방전 회로의 제 1 저항과 제 2 저항의 저항 값이 서로 동일하다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 검출 회로의 제 3 저항 유닛이 제 3 저항과 제 4 저항으로 이루어지고; 검출 회로의 제 4 저항 유닛이 제 3 스위치와 제 4 스위치로 이루어진다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 제 3 저항과 제 3 스위치, 제 4 스위치, 제 4 저항이 교류 전력 입력 라인 사이에 직렬 연결된다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 검출 회로는, 제 3 스위치와 제 4 스위치가 교류 전력의 입력 및 차단에 응답하여 턴 온 및 턴 오프 되고; 제 3 스위치와 제 4 스위치의 턴 온에 의해 방전 제어 신호가 만들어진다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 검출 회로의 제 3 스위치와 제 4 스위치가 PNP 타입의 바이폴라 트랜지스터이다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 검출 회로는, 제 3 스위치와 제 4 스위치 각각의 콜렉터가 서로 연결되어 제 1 노드에 연결되며; 제 3 스위치와 제 4 스위치 각각의 에미터가 제 3 저항과 제 4 저항에 각각 연결되고; 제 3 스위치와 제 4 스위치 각각의 에미터 단자에서 방전 제어 신호가 출력된다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 검출 회로는, 제 3 스위치의 에미터와 베이스 사이에 제 5 저항이 연결되고; 제 3 스위치의 베이스와 제 1 노드 사이에 제 2 커패시터가 연결되며; 제 4 스위치의 에미터와 베이스 사이에 제 6 저항이 연결되고; 제 4 스위치의 베이스와 제 1 노드 사이에 제 3 커패시터가 연결되며; 제 2 커패시터와 병렬로 제 7 저항이 연결되고; 제 3 커패시터와 병렬로 제 8 저항이 연결된다.

또한, 상술한 방전 회로부에서, 검출 회로의 제 3 저항과 제 4 저항의 저항 값이 서로 동일하다.

본 발명에 따른 화상 형성 장치는, 교류 전력 입력 라인에 접속되어 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키는 방전 회로부를 갖는 화상 형성 장치에 있어서, 방전 회로부는, 교류 전력의 입력이 차단되면 발생하는 방전 제어 신호에 응답하여 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키도록 서로 직렬 연결되는 제 1 저항 유닛과 제 2 저항 유닛을 포함하는 방전 회로와; 교류 전력의 입력이 차단되는지를 검출하고, 교류 전력의 입력이 차단되는 것으로 검출되면 방전 제어 신호를 발생시키도록 서로 직렬 연결되는 제 3 저항 유닛과 제 4 저항 유닛을 포함하는 검출 회로를 포함하고, 방전 회로부는, 제 1 저항 유닛 내지 제 4 저항 유닛 각각은 저항과 스위치 가운데 적어도 하나를 포함한다.

또한, 상술한 화상 형성 장치에서, 검출 회로의 제 3 저항 유닛과 제 4 저항 유닛의 저항 값은 방전 회로의 제 1 저항 유닛과 제 2 저항 유닛의 저항 값보다 상대적으로 더 크다.

또한, 상술한 화상 형성 장치에서, 방전 회로의 제 1 저항 유닛이 제 1 저항과 제 2 저항으로 이루어지고; 방전 회로의 제 2 저항 유닛이 제 1 스위치와 제 2 스위치로 이루어진다.

또한, 상술한 화상 형성 장치에서, 방전 회로는, 제 1 저항과 제 2 저항의 저항 값이 서로 동일하다.

또한, 상술한 화상 형성 장치에서, 검출 회로의 제 3 저항 유닛이 제 3 저항과 제 4 저항으로 이루어지고; 검출 회로의 제 4 저항 유닛이 제 3 스위치와 제 4 스위치로 이루어진다.

또한, 상술한 화상 형성 장치에서, 검출 회로는, 제 3 스위치와 제 4 스위치가 교류 전력의 입력 및 차단에 응답하여 턴 온 및 턴 오프 되고; 제 3 스위치와 제 4 스위치의 턴 온에 의해 방전 제어 신호가 만들어진다.

또한, 상술한 화상 형성 장치에서, 검출 회로의 제 3 저항과 제 4 저항의 저항 값이 서로 동일하다.

본 발명은 전기 제품의 대기 모드 시 발생하는 대기 전력을 최소로 할 수 있다. 특히, 교류 전력 공급 라인 사이에 직렬 연결되는 구조의 방전 회로부를 채용함으로써, 소자의 수를 줄이고, 상품화가 용이하며, 교류 전력이 공급되는 동안의 대기 전력(검출 전력)의 소비를 절감할 수 있다. 또한, MOSFET의 다이오드 성분을 이용하여 AC 블로킹을 구현함으로써 별도의 블로킹 다이오드가 필요치 않는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상 형성 장치인 레이저 프린터를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 화상 형성 장치의 제어 계통을 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 나타낸 전력 공급부(202)의 제 1 실시 예를 나타낸 도면.
도 4는 도 3에 나타낸 방전 회로부(302)의 회로 구성을 나타낸 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 화상 형성 장치에 공급되는 교류 전력의 (+) 반주기 동안의 방전 회로부의 동작을 나타낸 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 화상 형성 장치에 공급되는 교류 전력의 (-) 반주기 동안의 방전 회로부의 동작을 나타낸 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 화상 형성 장치의 플러그-오프 시 방전 회로부를 통한 X-cap의 (+) 방전을 나타낸 도면.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 화상 형성 장치의 플러그-오프 시 방전 회로부를 통한 X-cap의 (+) 방전을 나타낸 도면.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화상 형성 장치인 레이저 프린터를 나타낸 도면이다. 화상 형성 장치(102)에는 전력을 공급받기 위한 전원 케이블(Power Cable)(104)이 설치되고, 전원 케이블(104)의 끝에는 플러그(106)가 마련된다. 이 플러그(108)가 콘센트 또는 멀티 탭의 소켓(108)에 삽입됨으로써 외부의 전력 공급원으로부터 공급되는 상용 교류 전력이 화상 형성 장치(102)에 공급될 수 있다. 화상 형성 장치(102)는, 소켓(108)에 삽입된 플러그(106)와 전력 케이블(104)을 통해 전력을 공급받아 화상 처리에 관련된 작업을 수행한다. 이하의 설명에서는 플러그(106)가 소켓(108)에 삽입되는 것을 플러그-온(Plug-On)으로 표현하고, 소켓(108)에 삽입되어 있던 플러그(106)가 소켓(108)으로부터 분리되는 것을 플러그-오프(Plug-Off)으로 표현하고자 한다.

도 2는 도 1에 나타낸 화상 형성 장치의 제어 계통을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 화상 형성 장치(102)의 동작 전반을 제어하는 제어부(240)에는 급지부(230)와 배지부(220), 화상 전사부(250), 전사부(270), 디스플레이(206), 스피커(208)가 통신 가능하도록 전기적으로 연결된다. 전력 공급부(202)(예를 들면 Switching Mode Power Supply, SMPS)는 교류-직류 변환(AC-DC Conversion)을 통해 5V 및 24V의 시스템 직류 전력을 생성하여 제어부(240) 및 화상 전사부(270), 그 밖에 다른 여러 부분에 공급한다. 5V의 직류 전력은 제어부(240)와 같은 마이크로 프로세서와 회로 소자 등에 공급되고, 24V의 직류 전력은 정착부(170) 등에 공급된다. 물론 화상 형성 장치(102)의 다른 구성 요소에도 전력 공급부(202)에서 출력되는 5V와 24V의 시스템 직류 전력이 선택적으로 공급될 수 있다. 또한 전력 공급부(202)는 입력되는 상용 전력을 필요한 부분(예를 들면 정착부(270)의 정착 히터 등)에 제공하기도 한다. 급지부(230)는 급지 카세트에 적재된 인쇄 매체(용지)를 화상 전사부(250)로 급지하기 위한 것이다. 화상 전사부(250)는 화상 신호에 따라 소정 화상을 형성한 다음 이를 인쇄 매체의 상면에 전사하기 위한 것이다. 정착부(270)는 인쇄 매체에 전사된 화상을 반영구적으로 정착시키기 위한 것이다. 배지부(220)는 정착부(270)에서 화상이 정착된 인쇄 매체를 외부로 배출하기 위한 것이다. 제어부(240)는 화상 형성 장치(102)의 동작 전반을 제어하며, 화상 형성 장치(102)의 각 부분의 상태를 검출하기 위한 다수의 센서와 통신 가능하도록 전기적으로 연결된다. 디스플레이(206)는 화상 형성 장치(102)의 운전 정보 또는 상태 정보를 사용자에게 알리기 위한 안내 메시지 등을 표시한다. 스피커(208)는 화상 형성 장치(100)의 동작 시 발생하는 안내음이나 경고음 등을 출력하기 위한 것이다.

도 3은 도 2에 나타낸 전력 공급부(202)의 제 1 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 전력 공급부(202)는, 방전 회로부(302)와 EMI 필터(Electromagnetic Interference Filter)(304), 정류부(306), 변압기(308)를 포함한다. 방전 회로부(302)는 EMI 필터(304)의 X-Cap(제 1 커패시터)을 방전시키기 위한 것이다. EMI 필터(304)는 상용 전력(AC 또는 DC)이 공급되는 전력 케이블(104)에 포함되어 있는 여러 가지 잡음을 제거하기 위한 것으로서, 코일과 커패시터로 이루어지는 라인 필터이다. 정류부(306)는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하거나, 교류 전력을 목적하는 다른 위상의 교류 전력으로 변환한다. 변압기(308)는 정류부(306)에서 정류된 직류 전력의 전압을 낮추어 목적하는 레벨의 직류 전압이 생성되도록 한다.

도 3에서 EMI 필터(304)의 X-Cap은, 플러그-온 상태에서 전력 공급부(202)에 입력되는 상용 전력에 의해 충전되었다가, 플러그-오프되면 방전 회로부(302)의 작용에 의해 방전된다. X-Cap이 충전되었다가 방전되지 않으면 그 충전 전압이 플러그(106)의 금속 단자 양단에 나타나기 때문에 안전을 위해 X-Cap을 신속하게 방전시킬 필요가 있다.

도 4는 도 3에 나타낸 방전 회로부(302)의 회로 구성을 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 방전 회로부(302)는, 교류 전력의 (+) 반주기에서의 전력 검출을 위해 통전되는 제 1 방전 회로부(312)와, 교류 전력의 (-) 반주기에서의 전력 검출을 위해 통전되는 제 2 방전 회로부(322)로 이루어진다. 제 1 방전 회로부(312) 및 제 2 방전 회로부(322)는 교류 전력 입력 라인의 양단(Live)(Neutral) 사이에 직렬 연결되며, 특히 노드(N1)(제 1 노드)를 중심으로 서로 대칭 구조를 갖도록 배치된다. 즉, 방전 저항(R11) 및 N채널의 증가형 MOSFET(N Channel Enhancement Type Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)(Q11)와, 또 다른 N 채널의 MOSFET(Q21) 및 다른 방전 저항(R21)이 노드(N1)을 중심으로 직렬 연결된다. 단, 두 개의 MOSFET(Q11)(Q21) 각각의 소스(Source)는 모두 노드(N1)에 연결된다. 여기서 두 개의 방전 저항(R11)(R21)은 플러그-오프 시 X-cap의 방전을 위한 것이다. 이와 병렬로, 교류 전력 입력 라인의 양단(Live)(Neutral) 사이에는 또 다른 전류 제한 저항(R12) 및 pnp형 바이폴라 트랜지스터(PNP Type Bipolar Transistor)(Q11), 또 다른 pnp형 바이폴라 트랜지스터(Q22), 또 다른 전류 제한 저항(R22)이 직렬 연결된다. PNP 타입의 바이폴라 트랜지스터(Q12)의 에미터는 앞서 설명한 MOSFET(Q11)의 게이트에 연결되고, 또 다른 PNP 타입의 바이폴라 트랜지스터(Q22)의 에미터는 앞서 설명한 또 다른 MOSFET(Q21)의 게이트에 연결된다. 두 개의 바이폴라 트랜지스터(Q12)(Q22) 각각의 콜렉터(Collector)는 노드(N1)에 연결된다. 바이폴라 트랜지스터(Q12)에서, 에미터(Emitter)와 베이스(Base) 사이에는 저항(R13)이 연결되고, 베이스와 콜렉터 사이에는 저항(R14)가 연결된다. 또 다른 바이폴라 트랜지스터(Q22)에서, 에미터와 베이스 사이에는 저항(R23)이 연결되고, 베이스와 콜렉터 사이에는 저항(R24)가 연결된다. 또한, 저항(R14)의 양단에는 AC 커플링 커패시터(C11)가 연결된다. 또한, 저항(R24)의 양단에는 AC 커플링 커패시터(C21)가 연결된다.

이처럼, 제 1 방전 회로부(312) 및 제 2 방전 회로부(322)는 노드(N1)를 중심으로 교류 전력 입력 라인의 양단(Live)(Neutral) 사이에 서로 대칭적으로 직렬 연결되며, 이와 같은 대칭적 직렬 연결 구조에 의해, 플러그-온 상태일 때 교류 전력의 (+) 반주기 및 (-) 반주기 동안에는 MOSFET(Q11)(Q21)나 바이폴라 트랜지스터(Q12)(Q22)를 통한 전류의 흐름은 발생하지 않고 대신 저항 값이 상대적으로 매우 큰 저항(R12)(R22)을 통해서 매우 적은 양의 대기 전류만이 흐른다. 도 4의 방전 회로부(302)에서, 저항(R11)의 저항 값보다 저항(R12)의 저항 값이 상대적으로 더 크다(예를 들면 5배 정도). 또한, 저항(R21)의 저항 값보다 저항(R22)의 저항 값이 상대적으로 더 크다(예를 들면 5배 정도). 이는 플러그(106)의 플러그-온 상태일 때 저항 값이 상대적으로 더 큰 저항(R12) 또는 저항(22)을 통해 전류가 흐르도록 함으로써 플러그(106)의 플러그-온 시의 대기 전류에 의한 전력 소비를 최소화하기 위한 것이다.

플러그-오프 시에는 매우 짧은 시간 내에(예를 들면 1초 이내에) X-Cap에 충전되어 있던 전압이 인체에 해롭지 않은 수준으로 떨어져야 하며, 이를 위해 X-Cap이 빠르게 방전될 수 있어야 한다. 플러그-오프 시 가능하면 짧은 시간 내에(예를 들면 1초 이내에) X-Cap의 전하를 방전시켜야 하므로 이를 고려하여 저항(R14)과 커패시터(C11)의 값 및 저항(R24)과 커패시터(C21)의 값을 결정한다. 즉, 바이폴라 트랜지스터(Q22)의 턴 온 전압이 0.7V이고, 입력 전압이 정류된 DC 전압인 것으로 가정하면, Vt=Vt*0.9*(1-e(-1/R24C11))이 되어 시정수 R24C11 < 8.45가 되도록 저항(R24)과 커패시터(C11)의 크기를 설정하여 대기 전력을 최소로 하면서 최단 시간에 방전이 이루어지도록 설정하면 된다. 또한, X-Cap에 대한 방전 시간은 정류되지 않은 교류 전력의 충전 전하에 관련되므로, 시정수 RC < 1(여기서 R은 R11 또는 R21이고, C는 X-Cap)이 되는 저항(R11)(R21)의 저항 값을 설정하면 된다.

도 4의 방전 회로부(302)의 구성에서, 방전을 위한 저항(R11)(R21)과 전류 제한을 위한 저항(R12)(R22)을 제외한 나머지 구성 요소들을 하나의 반도체 칩으로 패키지화할 수도 있다. 또는, 도 4의 방전 회로부(302)의 구성에서, 방전을 위한 저항(R11)(R21)을 제외한 나머지 구성 요소들(저항(R12)(R22) 포함)을 하나의 반도체 칩으로 패키지화할 수도 있다. 이와 같은 패키지화를 통해, 방전 회로부의 구성을 위해 저항(R11)(R21)의 크기만을 설계하거나, 또는 저항(R11)(R21)(R12)(R22)의 크기만을 설계하여 간편하게 방전 회로부를 구성할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 화상 형성 장치에 공급되는 교류 전력의 (+) 반주기 동안의 방전 회로부의 동작을 나타낸 도면이다. 먼저 교류 전력이 공급되기 전(플러그-온 이전)에는, 전력이 공급되지 않는 상태이므로, 두 개의 MOSFET(Q11)(Q21)와 두 개의 바이폴라 트랜지스터(Q12)(Q22)가 모두 턴 오프 된 상태이다. 이 상태에서 플러그-온에 의해 교류 전류의 공급이 시작되면, 저항(R11)에 비해 저항 값이 상대적으로 더 큰 저항(R12)을 통해 매우 소량의 전류만이 흐르게 된다. 이 때의 전류 흐름은, 도 5a에 화살표로 표시한 경로와 같다. 도 5a에 나타낸 것처럼, 저항(R12)을 통해 흐르는 소량의 대기 전류(검출 전류)는 저항(R13)을 거쳐 저항(R14)과 MOSFET(Q21)의 다이오드 성분, 저항(R21)을 통해 흐르거나, 저항(R13)(R14)(R24)(R23)(R22)을 통해 흐르거나, 커패시터(C11)(C21)와 저항(R23)(R22)를 통해 흐른다. 이와 같은 경로들을 통해 흐르는 전류는, 저항 값이 큰 저항(R12)에 의해 그 전류량이 충분히 제한되므로, 그 양이 매우 적다. 저항(R12)(R22)은 대기 전력 규제를 고려하여 그 저항 값을 결정하는 것이 바람직하다. 이어서, 도 5b에 나타낸 것처럼, 교류 입력 시 커패시터(C11)(C21)는 전기적으로 단락된 것과 같으므로 바이폴라 트랜지스터(Q12)의 베이스의 전류가 저항(R14) 및 커패시터(C11)를 통해 뉴트럴 쪽으로 흐르게 되고, 이로 인해 PNP 타입의 바이폴라 트랜지스터(Q12)가 턴 온 된다. 바이폴라 트랜지스터(Q12)가 턴 온 되면, 바이폴라 트랜지스터(Q12)의 에미터 단자 즉, MOSFET(Q11)의 게이트 단자의 전압이 전기적으로 로우(Low) 레벨이 되어 N채널의 MOSFET(Q11)는 턴 오프 상태로 계속 유지된다. 이처럼 플러그(106)가 플러그-온 상태일 때 저항 값이 상대적으로 더 큰 저항(R12) 및 저항(22)을 통해 전류가 흐르도록 함으로써 화상 형성 장치(102)의 대기 전력이 크게 감소한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 화상 형성 장치에 공급되는 교류 전력의 (-) 반주기 동안의 방전 회로부의 동작을 나타낸 도면이다. 먼저 교류 전력이 (+) 반주기에서 (-) 반주기로 전환되면, 저항(R21)에 비해 저항 값이 상대적으로 더 큰 저항(R22)을 통해 매우 소량의 전류만이 흐르게 된다. 이 때의 전류 흐름은, 도 6a에 화살표로 표시한 경로와 같다. 도 6a에 나타낸 것처럼, 저항(R22)을 통해 흐르는 소량의 대기 전류(검출 전류)는 저항(R23)을 거쳐 저항(R24)과 MOSFET(Q11)의 다이오드 성분, 저항(R11)을 통해 흐르거나, 저항(R23)(R24)(R14)(R13)(R12)을 통해 흐르거나, 커패시터(C21)(C11)와 저항(R22)(R23)을 통해 흐른다. 이와 같은 경로들을 통해 흐르는 전류는, 저항 값이 큰 저항(R22)에 의해 그 전류량이 충분히 제한되므로, 그 양이 매우 적다. 저항(R12)(R22)은 대기 전력 규제를 고려하여 그 저항 값을 결정하는 것이 바람직하다. 이어서, 도 6b에 나타낸 것처럼, 교류 입력 시 커패시터(C21)(C11)는 전기적으로 단락된 것과 같으므로 바이폴라 트랜지스터(Q22)의 베이스의 전류가 저항(R24) 및 커패시터(C21)를 통해 라이브 쪽으로 흐르게 되고, 이로 인해 PNP 타입의 바이폴라 트랜지스터(Q22)가 턴 온 된다. 바이폴라 트랜지스터(Q22)가 턴 온 되면, 바이폴라 트랜지스터(Q12)의 에미터 단자 즉, MOSFET(Q21)의 게이트 단자의 전압이 전기적으로 로우(Low) 레벨이 되어 N채널의 MOSFET(Q21)는 턴 오프 상태로 계속 유지된다. 이처럼 플러그(106)가 플러그-온 상태일 때 저항 값이 상대적으로 더 큰 저항(R12) 및 저항(22)을 통해 전류가 흐르도록 함으로써 화상 형성 장치(102)의 대기 전력이 크게 감소한다.

도 5a와 도 5b, 도 6a, 도 6b에 나타낸 것처럼, 교류 전력이 공급되는 동안 X-cap의 충전이 이루어지는데, X-cap의 충전은, 후술하는 도 7a 및 도 7b와 같이 라이브 쪽이 (+) 극성이 되고 뉴트럴 쪽이 (-) 극성이 될 수도 있고, 후술하는 도 8a 및 도 8b와 같이 라이브 쪽이 (-) 극성이 되고 뉴트럴 쪽이 (+) 극성이 될 수도 있다. 이처럼, 라이브 쪽이 (+) 극성이 되고 뉴트럴 쪽이 (-) 극성인 상태에서 플러그(106)가 플러그-오프 되어 X-cap의 방전이 이루어지는 경우를 (+) 방전으로 정의하고, 라이브 쪽이 (-) 극성이 되고 뉴트럴 쪽이 (+) 극성인 상태에서 플러그(106)가 플러그-오프 되어 X-cap의 방전이 이루어지는 경우를 (-) 방전으로 정의하고자 한다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 화상 형성 장치의 플러그-오프 시 방전 회로부를 통한 X-cap의 (+) 방전을 나타낸 도면이다. 도 7a와 같이, X-cap의 라이브 쪽이 (+) 극성이 되고 뉴트럴 쪽이 (-) 극성인 상태에서 플러그(106)가 플러그-오프 되면, X-cap에 충전되어 있던 전하의 (+) 방전이 시작된다. 이 때 MOSFET(Q11)이 턴 오프 되어 있고 바이폴라 트랜지스터(Q12)는 턴 온 되어 있으므로, 저항(R12)과 턴 온 되어 있는 바이폴라 트랜지스터(Q12), MOSFET(Q22)의 다이오드 성분, 저항(R21)을 통한 방전이 이루어진다. 또한, 저항들(R12)(R13)(R14)(R24)(R23)(R22)을 통해서도 방전이 이루어진다. 또한, X-cap의 방전 전류에 의해 커패시터(C11)의 충전도 이루어지는데, 커패시터(C11)이 충전되면 바이폴라 트랜지스터(Q12)의 베이스 단자의 전류 흐름이 차단되어, 도 7b에 나타낸 것처럼, 바이폴라 트랜지스터(Q12)가 턴 오프 되어 바이폴라 트랜지스터(Q12)의 에미터 단자의 전압이 전기적으로 하이 레벨이 된다. 따라서 N채널인 MOSFET(Q11)의 게이트 전압 역시 하이 레벨이 되어 MOSFET(Q11)가 턴 온 된다. 따라서 MOSFET(Q11)의 턴 온에 의해, 저항 값이 상대적으로 작은 저항(R11)과 턴 온 된 MOSFET(Q11), MOSFET(Q21)의 다이오드 성분, 저항(R21)을 통해 방전이 이루어진다. 여기서, R11 < R12이고, R21 < R22이므로, 저항 값이 상대적으로 작은 저항(R11)(R21)을 통해 신속하게 방전이 이루어질 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 화상 형성 장치의 플러그-오프 시 방전 회로부를 통한 X-cap의 (+) 방전을 나타낸 도면이다. 도 8a와 같이, X-cap의 라이브 쪽이 (-) 극성이 되고 뉴트럴 쪽이 (+) 극성인 상태에서 플러그(106)가 플러그-오프 되면, X-cap에 충전되어 있던 전하의 (-) 방전이 시작된다. 이 때 MOSFET(Q21)이 턴 오프 되어 있고 바이폴라 트랜지스터(Q22)는 턴 온 되어 있으므로, 저항(R22)과 턴 온 되어 있는 바이폴라 트랜지스터(Q22), MOSFET(Q12)의 다이오드 성분, 저항(R21)을 통한 방전이 이루어진다. 또한, 저항들(R22)(R23)(R24)(R14)(R13)(R12)을 통해서도 방전이 이루어진다. 또한, X-cap의 방전 전류에 의해 커패시터(C21)의 충전도 이루어지는데, 커패시터(C21)이 충전되면 바이폴라 트랜지스터(Q22)의 베이스 단자의 전류 흐름이 차단되어, 도 8b에 나타낸 것처럼, 바이폴라 트랜지스터(Q22)가 턴 오프 되어 바이폴라 트랜지스터(Q22)의 에미터 단자의 전압이 전기적으로 하이 레벨이 된다. 따라서 N채널인 MOSFET(Q21)의 게이트 전압 역시 하이 레벨이 되어 MOSFET(Q21)가 턴 온 된다. 따라서 MOSFET(Q21)의 턴 온에 의해, 저항 값이 상대적으로 작은 저항(R21)과 턴 온 된 MOSFET(Q21), MOSFET(Q11)의 다이오드 성분, 저항(R21)을 통해 방전이 이루어진다. 여기서, R11 < R12이고, R21 < R22이므로, 저항 값이 상대적으로 작은 저항(R11)(R21)을 통해 신속하게 방전이 이루어질 수 있다.

이와 같은 본 발명은 소켓에 삽입되는 플러그와, 플러그에 연결되는 전력 케이블을 통해 전력을 공급받아 동작하는 모든 전기 기기들에 적용할 수 있다. 예를 들면 전력을 에너지원으로 사용하는 모든 산업 기기와 사무 자동화 기기, 가전 기기 등에 본 발명이 적용될 수 있다.

102 : 화상 형성 장치
104 : 전원 케이블
106 : 플러그
108 : 소켓
202 : 전력 공급부
206 : 디스플레이
208 : 스피커
220 : 배지부
230 : 급지부
240 : 제어부
250 : 화상 전사부
270 : 정착부
302 : 방전 회로부
304 : EMI 필터(Electromagnetic Interference Filter)
306 : 정류부
308 : 변압기
R11, R12, R13, R14, R21, R22, R23, R24 : 저항
C11, C21 : 커패시터
Q11, Q21 : N채널 증가형 MOSFET
Q12, Q22 : PNP 타입 바이폴라 트랜지스터

Claims

교류 전력 입력 라인에 접속되어 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키는 방전 회로부에 있어서,
상기 교류 전력의 입력이 차단되면 발생하는 방전 제어 신호에 응답하여 상기 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키도록 서로 직렬 연결되는 제 1 저항 유닛과 제 2 저항 유닛을 포함하는 방전 회로와;
상기 교류 전력의 입력이 차단되는지를 검출하고, 상기 교류 전력의 입력이 차단되는 것으로 검출되면 상기 방전 제어 신호를 발생시키도록 서로 직렬 연결되는 제 3 저항 유닛과 제 4 저항 유닛을 포함하는 검출 회로를 포함하고,
상기 제 1 저항 유닛 내지 상기 제 4 저항 유닛 각각은 저항과 스위치 가운데 적어도 하나를 포함하는 방전 회로부.
제 1 항에 있어서,
상기 검출 회로의 상기 제 3 저항 유닛과 상기 제 4 저항 유닛의 저항 값은 상기 방전 회로의 상기 제 1 저항 유닛과 상기 제 2 저항 유닛의 저항 값보다 상대적으로 더 큰 방전 회로부.
제 1 항에 있어서,
상기 방전 회로의 상기 제 1 저항 유닛이 제 1 저항과 제 2 저항으로 이루어지고;
상기 방전 회로의 상기 제 2 저항 유닛이 제 1 스위치와 제 2 스위치로 이루어지는 방전 회로부.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 저항과 상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 상기 제 2 저항이 상기 교류 전력 입력 라인 사이에 직렬 연결되고;
상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치가 방전 제어 신호에 의해 턴 온 및 턴 오프 되는 방전 회로부.
제 3 항에 있어서,
상기 방전 회로의 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치가 N채널의 MOSFET인 방전 회로부.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치 각각의 소스가 서로 연결되어 제 1 노드를 형성하며;
상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치 각각의 드레인이 상기 제 1 저항과 상기 제 2 저항에 각각 연결되고;
상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치 각각의 게이트에는 상기 방전 제어 신호가 입력되는 방전 회로부.
제 3 항에 있어서,
상기 방전 회로의 상기 제 1 저항과 상기 제 2 저항의 저항 값이 서로 동일한 방전 회로부.
제 1 항에 있어서,
상기 검출 회로의 상기 제 3 저항 유닛이 제 3 저항과 제 4 저항으로 이루어지고;
상기 검출 회로의 상기 제 4 저항 유닛이 제 3 스위치와 제 4 스위치로 이루어지는 방전 회로부.
제 8 항에 있어서,
상기 제 3 저항과 상기 제 3 스위치, 상기 제 4 스위치, 상기 제 4 저항이 상기 교류 전력 입력 라인 사이에 직렬 연결되는 방전 회로부.
제 9 항에 있어서, 상기 검출 회로는,
상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치가 상기 교류 전력의 입력 및 차단에 응답하여 턴 온 및 턴 오프 되고;
상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치의 턴 온에 의해 상기 방전 제어 신호가 만들어지는 방전 회로부.
제 10 항에 있어서,
상기 검출 회로의 상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치가 PNP 타입의 바이폴라 트랜지스터인 방전 회로부.
제 11 항에 있어서, 상기 검출 회로는,
상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치 각각의 콜렉터가 서로 연결되어 상기 제 1 노드에 연결되며;
상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치 각각의 에미터가 상기 제 3 저항과 상기 제 4 저항에 각각 연결되고;
상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치 각각의 에미터 단자에서 상기 방전 제어 신호가 출력되는 방전 회로부.
제 12 항에 있어서, 상기 검출 회로는,
상기 제 3 스위치의 에미터와 베이스 사이에 제 5 저항이 연결되고;
상기 제 3 스위치의 베이스와 상기 제 1 노드 사이에 제 2 커패시터가 연결되며;
상기 제 4 스위치의 에미터와 베이스 사이에 제 6 저항이 연결되고;
상기 제 4 스위치의 베이스와 상기 제 1 노드 사이에 제 3 커패시터가 연결되며;
상기 제 2 커패시터와 병렬로 제 7 저항이 연결되고;
상기 제 3 커패시터와 병렬로 제 8 저항이 연결되는 방전 회로부.
제 8 항에 있어서,
상기 검출 회로의 상기 제 3 저항과 상기 제 4 저항의 저항 값이 서로 동일한 방전 회로부.
교류 전력 입력 라인에 접속되어 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키는 방전 회로부를 갖는 화상 형성 장치에 있어서, 상기 방전 회로부는,
상기 교류 전력의 입력이 차단되면 발생하는 방전 제어 신호에 응답하여 상기 노이즈 저감용 용량 소자를 방전시키도록 서로 직렬 연결되는 제 1 저항 유닛과 제 2 저항 유닛을 포함하는 방전 회로와;
상기 교류 전력의 입력이 차단되는지를 검출하고, 상기 교류 전력의 입력이 차단되는 것으로 검출되면 상기 방전 제어 신호를 발생시키도록 서로 직렬 연결되는 제 3 저항 유닛과 제 4 저항 유닛을 포함하는 검출 회로를 포함하고,
상기 방전 회로부는, 상기 제 1 저항 유닛 내지 상기 제 4 저항 유닛 각각은 저항과 스위치 가운데 적어도 하나를 포함하는 화상 형성 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 검출 회로의 상기 제 3 저항 유닛과 상기 제 4 저항 유닛의 저항 값은 상기 방전 회로의 상기 제 1 저항 유닛과 상기 제 2 저항 유닛의 저항 값보다 상대적으로 더 큰 화상 형성 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 방전 회로의 상기 제 1 저항 유닛이 제 1 저항과 제 2 저항으로 이루어지고;
상기 방전 회로의 상기 제 2 저항 유닛이 제 1 스위치와 제 2 스위치로 이루어지는 화상 형성 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 방전 회로는,
상기 제 1 저항과 상기 제 2 저항의 저항 값이 서로 동일한 화상 형성 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 검출 회로의 상기 제 3 저항 유닛이 제 3 저항과 제 4 저항으로 이루어지고;
상기 검출 회로의 상기 제 4 저항 유닛이 제 3 스위치와 제 4 스위치로 이루어지는 화상 형성 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 검출 회로는,
상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치가 상기 교류 전력의 입력 및 차단에 응답하여 턴 온 및 턴 오프 되고;
상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치의 턴 온에 의해 상기 방전 제어 신호가 만들어지는 화상 형성 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 검출 회로의 상기 제 3 저항과 상기 제 4 저항의 저항 값이 서로 동일한 화상 형성 장치.