KR20230033516A

KR20230033516A - 전자장치 및 전원공급장치

Info

Publication number: KR20230033516A
Application number: KR1020210116563A
Authority: KR
Inventors: 강신호; 김문영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2023-03-08

Abstract

본 발명 전자장치는, 입력 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부; 코어와 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며, 1차측으로 입력되는 직류전압의 크기를 변환한 출력전압을 2차측으로 전달하는 변압기; 정류부와 변압기 1차측의 사이에 마련되어, 충전 및 방전되어 변압기에 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터; 캐패시터에 직렬 연결되어, 턴 온 또는 턴 오프되는 스위칭부; 및 입력 교류전압을 센싱하여, 센싱된 입력 교류전압을 미리 정해진 기준전압과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하거나, 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되어 변압기로 공급되도록 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전자장치 및 전원공급장치{ELECTRONIC APPARATUS AND POWER SUPPLY}

본 발명은 전자장치 및 전원공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 역률 보상 기능을 가지는 전자장치 및 전원공급장치에 관한 것이다.

기술의 발전에 따라 다양한 유형의 전자장치들이 개발 및 보급되고 있으며, 예를 들면, 스마트 TV, 스마트폰, 태블릿, 스마트 패드, 스마트 노트셋탑박스 등 각종 멀티미디어 기기를 포함하여 다양한 전자장치들이 사용되고 있다.

이러한 전자장치들에 있어서 안정적이고 신뢰성 높은 전력공급을 위해, 역률 개선과 고조파 저감이 중요한 관심사로 대두되고 있다.

예를 들어, 구주지역, 즉, 유럽 연합은 EMC 규정인 IEC61000-3-2에 따라 멀티미디어 기기는 소비전력이 75W이상, 조명 기기는 25W이상에서 THD(Total Harmonic Distortion) 규정을 만족하여야 한다. THD 규정을 만족하기 위해서는 전자장치에 전력을 공급하는 전원공급부에 PFC(Power Factor Correction) 기능이 추가된다.

미주지역의 경우, 예를 들면, 캘리포니아 에너지 규격에 따라 멀티미디어 기기가 100W이상일 때 정격소비전력에서 역률 0.9이상을 만족하여야 한다.

전자장치의 전원공급부에는 교류 입력을 직류로 변환하는 정류부와, 변압기를 포함하여 정류부의 출력을 절연 및 안정화시키기 위한 직류-직류(DC-DC) 변환부가 마련될 수 있다.

소비전력이 고정될 때, 교류 입력전압이 낮아지면 변압기 1차측에 흐르는 전류의 최대치는 증가한다. 예를 들면, 입력전압이 100V일 때의 변압기 1차측 전류의 최대치는, 입력전압이 240V 일 때와 비교하여 2배 이상 증가할 수 있다.

전자장치의 전원공급부는 입력 전압의 범위가 프리볼트(Free Voltage), 예를 들면, AC 100~240Vac의 범위로 설계되는 경우가 있다.

따라서, 정격소비전력을 공급하기 위하여 전원공급부는 입력전압이 낮은 때, 예를 들면, 100V에서 변압기 포화가 발생하지 않도록 설계할 필요가 있다. 이러한 과정에서 변압기의 부피가 증대되어 전원공급부의 소형화에 제약이 발생할 수 있으며, 이는 제조비용이 상승하는 원인이 된다.

본 발명은, 역률 규제를 만족하면서 변압기 전류의 최대치를 낮춤으로써 변압기의 사이즈를 감소시켜, 전원공급부의 소형화 및 제조비용의 절감을 구현할 수 있는 전자장치 및 전원공급장치를 제공한다.

본 발명 일 실시예에 따른 전자장치는, 입력 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부; 코어와 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며, 1차측으로 입력되는 직류전압의 크기를 변환한 출력전압을 2차측으로 전달하는 변압기; 정류부와 변압기 1차측의 사이에 마련되어, 충전 및 방전되어 변압기에 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터; 캐패시터에 직렬 연결되어, 턴 온 또는 턴 오프되는 스위칭부; 및 입력 교류전압을 센싱하여, 센싱된 입력 교류전압을 미리 정해진 기준전압과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하거나, 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되어 변압기로 공급되도록 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

제어부는, 입력 교류전압이 기준전압보다 큰 제1구간에서는 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하고, 입력 교류전압이 기준전압보다 작은 제2구간에서는 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되도록 제어할 수 있다. 제1구간은, 캐패시터의 내부 병렬저항에 의해 에너지가 방전되는 제1서브구간과, 캐패시터에 에너지가 충전되는 제2서브구간으로 구분될 수 있다.

변압기로 흐르는 전류는 제2구간으로 진입하는 시점에서 최대값을 가지며, 최대값은 제1구간에서 변압기로 흐르는 전류의 최대값에 대응할 수 있다.

기준전압은 정격 소비 전력에서 미리 정해진 역률에 대응하는 값으로 설정될 수 있다.

입력 교류전압은 제1교류전압 또는 제1교류전압보다 높은 제2교류전압 중 어느 하나에 대응하며, 제1교류전압이 입력 교류전압으로 수신되는 경우, 제어부를 선택적으로 활성화시키는 활성화부를 더 포함할 수 있다. 제1교류전압은 110Vac에 대응하며, 제2교류전압은 220Vac에 대응할 수 있다.

변압기를 포함하여 구성되는 플라이백 타입 컨버터를 포함할 수 있다. 플라이백 타입 컨버터는 피드백 제어에 의해 역률을 개선하기 위한 변환제어부를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치는, 입력 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부; 코어와 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며, 1차측으로 입력되는 직류전압의 크기를 변환한 출력전압을 2차측으로 출력하는 변압기; 정류부와 변압기 1차측의 사이에 마련되어, 충전 및 방전되어 변압기에 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터; 캐패시터에 직렬 연결되어, 턴 온 또는 턴 오프되는 스위칭부; 및 변압기의 1차측에 흐르는 전류를 센싱하여 센싱된 전류를 미리 정해진 기준전류와 비교하고, 비교 결과에 기초하여 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하거나, 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되어 변압기로 공급되도록 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

제어부는, 센싱된 전류가 기준전류보다 작은 제1구간에서 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하고, 센싱된 전류가 기준전류보다 커짐에 기초한 제2구간 동안 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되도록 제어할 수 있다. 제어부는 변압기의 1차측에 흐르는 전류가 기준전류보다 커지는 시점부터 제2구간 동안 스위칭부가 온 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.

정격소비전력에서 변압기의 1차측에 흐르는 전류가 기준전류보다 커지는 피크소비전력으로의 변경을 검출하는 전류센싱부를 더 포함할 수 있다.

기준전류는 변압기의 1차측으로 흐르는 전류의 피크 전류에 대응하는 값으로 설정될 수 있다.

변압기를 포함하여 구성되는 플라이백 타입 컨버터를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 전원공급장치는, 입력 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부; 코어와 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며, 1차측으로 입력되는 직류전압의 크기를 변환한 출력전압을 2차측으로 전달하는 변압기; 정류부와 변압기 1차측의 사이에 마련되어, 충전 및 방전되어 변압기에 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터; 캐패시터에 직렬 연결되어, 턴 온 또는 턴 오프되는 스위칭부; 및 입력 교류전압을 센싱하여 미리 정해진 기준전압과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하거나, 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되어 변압기로 공급되도록 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.

제어부는, 입력 교류전압이 기준전압보다 큰 제1구간에서는 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하고, 입력 교류전압이 기준전압보다 작은 제2구간에서는 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되도록 제어할 수 있다.

상기와 같은 본 발명 일 실시예의 전자장치 및 전원공급장치에 따르면, 역률 규제를 만족하면서 변압기 전류의 최대치를 낮춤으로써 변압기의 사이즈를 감소시켜, 전원공급부의 소형화 및 제조비용의 절감을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에 마련되는 전원공급부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 전원공급부의 회로도의 일례를 도시한다.
도 4와 도 5는 도 3의 전원공급부가 충전 동작과 방전 동작을 수행하는 경우를 각각 도시한다.
도 6은 도 3의 전원공급부의 동작에 따른 파형을 도시한다.
도 7은 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부의 비교 예와 관련된 회로도를 도시한다.
도 8은 도 7의 비교 예의 동작에 따른 파형을 도시한다.
도 9는 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부에서 제1교류전압이 공급될 때 역률 개선을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 전원공급부의 회로도의 다른 예를 도시한다.
도 11은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 전원공급부의 회로도의 또 다른 예를 도시한다.
도 12는 도 11의 전원공급부의 동작에 따른 파형을 도시한다.
도 13은 도 11의 전원공급부의 비교 예와 관련된 파형을 도시한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명 일 실시예에 따른 전자장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력을 공급할 수 있는 전원공급부(100)와, 전원공급부(100)로부터 전력을 공급받아 동작을 수행할 수 있는 동작부(200)를 포함한다.

동작부(200)는, 전자장치(10)의 동작을 수행하기 위해 마련되는 구성으로서 전자소자를 포함할 수 있다. 동작부(200)는, 예를 들면, 전원공급부(100)로부터 전력을 수신하여 동작하는 디스플레이, 프로세서 등을 포함할 수 있다. 본 발명에서 동작부(200)의 종류는 한정되지 않으며, 전자장치(10)에서 전력을 소모하는 부하로서 마련되는 다양한 구성들이 동작부(200)에 포함될 수 있다.

일 실시예에서 전원공급부(100)는 가정이나 사무실 등의 벽(wall)에 설치된 콘센트를 통해 상용전원 즉, 교류(alternating current, AC) 전압을 수신하여, 동작부(200)의 동작 전력으로 공급하는 전원공급장치로서, 예를 들면, SMPS(switched mode power supply)를 포함할 수 있다. 전원공급부(100)는 110Vac 또는 220Vac의 입력 교류전압을 공급받을 수 있다.

일 실시예에서 전원공급부(100)는 전자장치(10)의 내부 구성으로 마련되지만, 경우에 따라 전원공급부(100)의 적어도 일부가 전자장치(10)의 외부, 예를 들면, 케이블 등을 통해 전자장치(10)에 연결될 수 있는 어댑터(adapter)에 마련될 수도 있다.

도 2는 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에 마련되는 전원공급부의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 전원공급부의 회로도의 일례를 도시하며, 도 4와 도 5는 도 3의 전원공급부가 충전 동작과 방전 동작을 수행하는 경우를 각각 도시한다.

일 실시예에 따르면, 전원공급부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정류부(110)를 포함할 수 있다.

정류부(110)는 입력되는 교류전압(AC 전압, Vac)을 직류전압(DC 전압)으로 정류하여 출력한다. 여기서, 입력 교류전압은 110Vac의 제1교류전압 또는 제1교류전압보다 높은 220Vac의 제2교류전압으로서 전원공급부(100)에 공급될 수 있다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에서 정류부(110)는 입력 교류전압의 노이즈를 제거하는 필터부(111)와, 복수의 다이오드로 구성되어 입력 교류전압을 정류하는 브릿지 다이오드부(112)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서 브릿지 다이오드부(112)는 브릿지 연결되는 4개의 다이오드들을 포함하여, 교류전압을 전파 정류하는 전파 다이오드 브릿지 회로로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

전원공급부(100)는 충방전부(120)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 충방전부(120)는 충방전에 따라 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터(121)(C_Bulk)(이하, 벌크 캐패시터 라고도 한다)와, 캐패시터(121)에 직렬 연결되어 턴 온 또는 턴 오프되는 스위칭부(122)(Q1)를 포함할 수 있다. 캐패시터(121)(C_Bulk)는, 예를 들면, 전해 캐패시터로 구현될 수 있으나, 한정되는 것은 아니다. 스위칭부(122)(Q1)는, 예를 들면, FET(field effect transistor)와 같은 스위칭소자로 구현될 수 있다.

전원공급부(100)는 변환부(130)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 변환부(130)는 직류-직류 변환부(DC-DC converter)로서, 예를 들면, 역률 보상(power factor correction, PFC) 기능을 가지는 플라이백 타입 컨버터로 구현될 수 있다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원공급부(100)에서, 변환부(130)는 정류부(110)를 통해 정류된 직류전압을 1차측으로부터 2차측으로 전달하는 변압기(transformer)(131)와, 변압기(131)의 2차측 전압을 정류/평활하여 출력전압 Vout을 출력하는 출력부(132)를 포함할 수 있다. 변압기(131)는 코어와 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며, 1차측으로 입력되는 직류전압의 크기를 변환, 예를 들면, 승압 또는 강압하여 2차측으로 전달할 수 있다. 출력부(132)는 변압기(131)의 2차측의 양단에 접속된 출력 캐패시터 Co와, 변압기(131)의 2차측의 일측 단자와 출력 캐패시터 Co의 일측 단자 사이에 접속된 다이오드 Do를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 변환부(130)는 변환제어부(133)를 포함할 수 있다. 변환제어부(133)는, 피드백 제어에 의해 입력 교류전류의 파형이 입력 교류전압의 파형, 예를 들면, 모양 및 위상을 추종하도록 제어함으로써, 입력 전류 파형을 정현파 형태로 해주어 역률을 개선할 수 있다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원공급부(100)에서, 변환제어부(133)에는 스위칭부(122)(Q1)를 제어하기 위한 프로세서가 도시되어 있지 않으며, 후술하는 제어부(140)에 의해 스위칭부(122)(Q1)가 제어될 수 있다.

일 실시예에서 플라이백 컨버터로 구현된 변환부(130)는, 예를 들면, CrM(Critical conduction Mode) 모드로 동작하여 역률 제어를 수행할 수 있다.

전원공급부(100)는 제어부(140)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 충방전부(120)의 온(ON)/오프(OFF) 타이밍을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 전원공급부(100)의 입력 교류전압(AC 전압)의 크기에 따라 스위칭부(122)(Q1)를 턴 온 또는 턴 오프시켜, 캐패시터(121)(C_Bulk)의 충전 및 방전이 제어되도록 함으로써, 입력 교류전압의 일 구간에서 캐패시터(121)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 변환부(130)의 변압기(131)로 공급되도록 한다.

일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 입력 교류전압을 센신하여, 센싱된 입력 교류전압을 미리 정해진 기준전압(이하, 제1기준전압 이라고도 한다)과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 캐패시터(121)(C_Bulk)에 에너지가 충전되도록 하거나, 캐패시터(121)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 방전되어 변압기(131)로 공급되도록 스위칭부(122)(Q1)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 입력 교류전압이 미리 정해진 기준전압(VREF1) 보다 큰 제1구간에서는 캐패시터(121)(C_Bulk)에 에너지가 충전되고, 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1) 보다 작은 제2구간에서는 캐패시터(121)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 방전되어 변압기(131)로 공급될 수 있다. 여기서, 제1기준전압(VREF1)은 입력 교류전압의 정격 범위(최소치~최대치) 내의 값으로 정해질 수 있으며, 예컨대 50V로 설정될 수 있다.

도 3을 참조하면, 제어부(140)는 입력 교류전압과 제1기준전압(VREF1)을 비교한 결과를 출력하는 제1비교기(141)(A1)와, 제1비교기(141)(A1)의 출력에 따라 동작하는 스위치 구동부(142)(G1)(High Side Gate Driver)를 포함한다.

제1비교기(141)(A1)는 입력 교류전압과 제1기준전압(VREF1)을 입력 받아 비교하고, 비교 결과를 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 입력 교류전압은 저항 R1, R2로 분배되어 제1비교기(141)(A1)에 의해 센싱될 수 있다. 제1기준전압(VREF1)은 정전압 회로의 출력인 VCC 를 저항 R3, R4로 분배하여 설정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1비교기(141)(A1)는 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1) 보다 크면 로(low) 신호를 출력하고, 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1) 보다 작으면 하이(high) 신호를 출력할 수 있다. 제1비교기(141)(A1)가 하이 신호를 출력하면, 스위치 Q2가 온 되어, 스위치 구동부(142)(G1)가 동작할 수 있다.

스위치 구동부(142)(G1)는, 제1비교기(141)(A1)로부터 하이 신호가 출력되면 동작하여, 스위칭부(122)(Q1)를 턴 온시킨다. 여기서, 스위치 구동부(142)(G1)는 전원이 공급되면 전위차가 있는 전압을 생성하므로, 스위칭부(122)(Q1)의 소스(source) 단이 GND에 연결되어 있지 않아도 스위칭부(122)(Q1)를 구동 가능하다.

전원공급부(100)는 활성화부(150)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 활성화부(150)는 입력 교류전압의 크기에 따라 제어부(140)를 선택적으로 활성화 또는 비활성화할 수 있다.

구체적으로, 활성화부(150)는 입력 교류전압이 110Vac의 제1교류전압인 경우, 제어부(140)를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 110Vac를 사용하는 미주지역에서는, 활성화부(150)로부터 제어부(140)를 활성화시키는 신호가 출력될 수 있다.

활성화부(150)는 입력 교류전압이 220Vac의 제2교류전압인 경우, 제어부(140)를 비활성화할 수 있다. 예를 들어, 220Vac를 사용하는 구주지역에서는, 활성화부(150)로부터 제어부(140)를 비활성화시키는 신호가 출력될 수 있다.

활성화부(150)는 입력 교류전압과 제2기준전압(VREF2)를 비교하는 제2비교기(151)(A2)를 포함한다.

제2비교기(151)(A2)는 입력 교류전압과 제2기준전압(VREF2)을 입력 받아 비교하고, 비교 결과를 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 제2기준전압(VREF2)은 제1교류전압(예: 110V) 보다 크고, 제2교류전압(예: 220V) 보다 작은 값으로 설정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2비교기(151)(A2)는 입력 교류전압이 제2기준전압(VREF2) 보다 작으면 로(low) 신호를 출력하고, 입력 교류전압이 제2기준전압(VREF2) 보다 크면 하이(high) 신호를 출력할 수 있다. 제2비교기(151)(A2)로부터 출력되는 신호에 따라 제어부(140)에 마련된 스위치 Q3가 온 또는 오프되며, 그에 대응하여 제어부(140)가 활성화 또는 비활성화될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제어부(140)가 활성화된 상태에서, 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1) 보다 크면 제1비교기(141)(A1)로부터 로 신호가 출력되어, 스위치 구동부(142)(G1)는 동작하지 않는다. 그에 따라, 스위칭부(122)(Q1)는 오프 상태가 되어, 스위칭부(122)(Q1)의 바디 다이오드를 통해 캐패시터(121)(C_Bulk)에 에너지가 충전될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제어부(140)가 활성화된 상태에서, 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1) 보다 작으면 제1비교기(141)(A1)로부터 하이 신호가 출력됨에 따라, 스위치 구동부(142)(G1)가 동작하여 스위칭부(122)(Q1)가 턴 온 된다. 그에 따라, 스위칭부(122)(Q1)는 온 상태가 되어, 캐패시터(121)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 변압기(131)로 공급될 수 있다.

도 6은 도 3의 전원공급부의 동작에 따른 파형을 도시한다.

이하, 입력 교류전압이 제1교류전압 또는 제2교류전압인 경우 각각에서 전원공급부(100)의 동작을 도 4 및 도 5와 함께 도 6을 더 참조하여 설명한다.

전원공급부(100)가 110Vac의 제1교류전압을 수신하는 경우, 입력 교류전압은 제2기준전압(VREF2) 보다 작다. 그에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2비교기(151)(A2)의 출력이 로 신호를 유지하므로, 입력 교류전압의 전 구간에서 제어부(140)가 활성화되어, 제어부(140)에 의해 충방전부(120)의 동작이 제어될 수 있다.

전원공급부(100)가 제1교류전압을 수신할 때, 입력 교류전압의 한 주기(cycle)는 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1) 보다 큰 제1구간(CT1)과, 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1)보다 작은 제2구간(CT2)으로 구분될 수 있다. 도 6을 참조하면, t1-t2 구간 및 t3-t4 구간이 제1구간(CT1)에 포함되며, t0-t1 구간, t2-t3 구간 및 t5-t6 구간이 제2구간(CT2)에 포함될 수 있다.

제1구간(CT1)에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1비교기(141)(A1)가 로 신호를 출력하여 스위칭부(122)(Q1)가 턴 오프 상태를 유지하므로, 브릿지 다이오드부(112)로부터 캐패시터(121)(C_Bulk)에 에너지가 충전 가능하게 된다. 제1구간(CT1)에서 브릿지 다이오드부(112)의 출력 전압 V_BD _{_OUT} 은 입력 교류전압에 대응하는 크기를 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1구간(CT1)은 제1서브구간(CT1-1)과 제2서브구간(CT1-2)으로 구분될 수 있다.

제1서브구간(CT1-1)은 캐패시터(121)(C_Bulk)의 내부 병렬저항에 의해 캐패시터(121)(C_Bulk)에 저장된 에너지가 방전되는 구간이다.

도 6을 참조하면, 제1구간(CT1)에서 브릿지 다이오드부(112)의 출력 전압 V_{BD_OUT}이 점차 증가하여, t1-1 시점에 캐패시터(121)(C_Bulk)의 전압보다 커지면, 제2서브구간(CT1-2)으로 진입하여 캐패시터(121)(C_Bulk)에 에너지가 충전될 수 있다. 그에 따라, 제2서브구간(CT1-2)에서는 캐패시터(121)(C_Bulk)의 양단 전압 V_{C_Bulk}이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

캐패시터(121)(C_Bulk)는 상기와 같은 방식으로, 제1구간(CT1) 동안 제2서브구간(CT1-2)에서는 충전을 수행하고, 제1서브구간(CT1-1)에서의 방전을 수행하도록 제어될 수 있다.

제2구간(CT2)에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1비교기(141)(A1)가 하이 신호를 출력하여, 스위치 구동부(142)(G1)로부터 스위칭부(122)(Q1)의 게이트(gate) 단에 하이 신호가 인가되어 스위칭부(122)(Q1)가 턴 온 된다. 제2구간(CT2)에서 캐패시터(121)(C_Bulk)의 양단 전압 V_{C_Bulk}는 마이너스 기울기를 가지는 1차 함수와 유사한 형태로 감소하면서, 변압기(121)로 에너지를 방전하게 된다.

상기와 같은 충방전 제어에 따라, 변압기(121)로 흐르는 전류 I_LM는 제1구간(CT1)에서 입력 교류전압과 유사한 형태를 가진다. 제2구간(CT2)에서, 변압기(121)로 흐르는 전류 I_LM는 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1) 보다 작아지는 교차 지점, 즉, 제2구간(CT2)으로 진입하는 t2 시점부터 최대값에서 마이너스 기울기를 갖는 1차 함수와 유사한 모양으로 점차 감소한다. 여기서, 캐패시터(121)(C_Bulk)는 만충전 상태에서 제2구간(CT2)에 진입하여 방전되므로, t2 시점에서의 전류 I_LM은 입력 교류전압의 위상 90에서의 전류 I_LM과 대응, 예컨대, 동일한 최대값을 가질 수 있다.

한편, 전원공급부(100)가 220Vac의 제2교류전압을 수신하는 경우, 입력 교류전압이 제2기준전압(VREF2) 보다 커지는 t6 시점에서 제2비교기(151)(A2)에서 하이 신호가 출력되어, 제어부(140)가 비활성화된다.

그에 따라, 제어부(140)에 의한 스위칭부(122)(Q1)의 제어가 수행되지 않으므로, 캐패시터(121)(C_Bulk)로부터 에너지가 방전되는 제2구간(CT2)이 존재하지 않는다.

제2교류전압이 수신되는 경우, 브릿지 다이오드부(112)의 브릿지 다이오드부(112)의 출력 전압 V_BD _{_OUT} 은 입력 교류전압에 대응하는 크기를 가질 수 있다. 다만, 입력 교류전압이 110Vac의 제1교류전압에서 220Vac의 제2교류전압으로 변경되는 경우가 있을 수 있으며, 그 경우 과도 구간(예: t4-t5 구간)에서 브릿지 다이오드부(112)의 출력 전압 V_BD _{_OUT}이 마이너스 기울기를 가지는 1차 함수와 유사한 형태로 감소할 수 있다.

제2교류전압이 수신될 때, 캐패시터(121)(C_Bulk)는 브릿지 다이오드부(112)의 정류된 전압 V_BD _{_OUT}을 수신하여 내부 병렬저항에 따른 충전 및 방전을 수행하도록 제어되고, 캐패시터(121)(C_Bulk)의 양단 전압 V_{C_Bulk}는 첫 번째 제2서브구간(CT1-2)에서 만충전된 후 인위적인 방전 없이 높은 전압을 유지할 수 있다. 그리고, 변압기(121)로 흐르는 전류 I_LM는 입력 교류전압과 유사한 형태를 가지므로, 높은 역률이 유지될 수 있다.

상기와 같은 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부(100)에서는 제1교류전압(예: 110Vac)이 공급될 때, 활성화부(150)에 제어부(140)가 활성화되고, 그 제어부(140)에 의해 제2구간(CT2)에서 캐패시터(121)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 변압기(121)로 방전되도록 제어함으로써, 정격소비전력이 유지될 때 변압기(121)로 흐르는 전류의 최대값을 낮출 수 있어 변압기(121)의 사이즈를 줄일 수 있다.

도 7은 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부의 비교 예와 관련된 회로도를 도시하며, 도 8은 도 7의 비교 예의 동작에 따른 파형을 도시한다.

도 7에 도시된 비교 예는, PFC 기능을 가지는 컨버터로서, 노이즈 필터 및 브릿지 다이오드부로 구성된 정류부(310)와, 변압기(331), 출력부(332) 및 변환제어부(333)로 구성된 변환부(330)를 포함할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 비교 예의 회로도에는, 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부(100)의 충방전부(120), 제어부(140) 및 활성화부(150)에 대응되는 구성이 없다. 도 7에 도시된 비교 예의 회로도의 각 구성들(310, 330, 331, 332, 333)에 관하여, 도 3에 도시된 전원공급부(100)의 구성들(110, 130, 131, 132, 133)과 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다.

비교 예의 플라이백 컨버터는, 도 8에 도시된 바와 같이, 입력교류전압이 110Vac의 제1교류전압인 경우에 입력 교류전압의 90도 위상 근처의 구간(P)에서 변압기(331)의 1차측으로 흐르는 전류 I_LM의 최대치가 상승하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 입력 전압의 범위가 프리볼트(Free Voltage), 예를 들면, AC 100~240Vac로 설정되어, 110Vac의 제1교류전압과 220Vac의 제2교류전압을 모두 수신 가능하도록 하기 위해서, 제1교류전압에서의 변압기(331)의 전류 최대치에 맞춰 변압기(331)를 설계하는 과정에서, 변압기(331)의 사이즈 증가가 불가피하게 된다.

그에 반해, 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부(100)에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 변압기(131)의 전류 I_LM는 입력 교류전압이 제1기준전압(VREF1) 보다 작은 제2구간(CT2)에서 캐패시터(121)(C_Bulk)의 방전을 통해 에너지가 변압기(131)로 공급되므로, 결과적으로 도 7의 비교 예와 대비하여, 입력 교류전압의 90도 위상 근처의 구간에서 전류의 최대치가 감소한다. 따라서, 변압기(331)의 사이즈를 작게 설계할 수 있어, 전원공급부(100)의 소형화 및 제조 비용의 절감을 구현할 수 있게 된다.

이러한 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부(100)는 제1교류전압이 공급될 때 역률 규제를 만족하도록 구현된다.

도 9는 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부에서 제1교류전압이 공급될 때 역률 개선을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시예에 따르면, 전원공급부(100)는, 제2교류전압이 공급되는 경우, 제어부(140)가 비활성화되어, 변압기(131)에 흐르는 전류 I_LM(AC 입력전류)는 입력 교류전압과 유사한 파형을 가지므로, 예컨대, 구주지역에서의 THD 규정을 만족할 수 있다.

반면, 제1교류전압이 공급될 때 제2구간(CT2)에서 스위칭부(122)(Q1)를 온 시켜 캐패시터(121)(C_Bulk)의 에너지를 방전시키는 과정에서 역률이 낮아질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전원공급부(100)는, 예를 들면, 미주지역의 에너지 규격에 따라 역률 0.9 이상을 만족하도록 스위칭부(122)(Q1)의 온 타이밍을 조정할 수 있다. 이를 위해, 제1기준전압(VREF1)은 정격 소비 전력에서 미리 정해진 역률, 예컨대, 0.9에 대응하는 값으로 설정될 수 있다.

도 9의 (a)를 참조하면, 플라이백 컨버터가 브릿지 다이오드부의 출력단에 마련된 벌크 캐패시터를 포함하는 비교 예의 경우, 벌크 캐패시터에 충전된 전압이 입력 교류전압보다 낮을 때는 벌크 캐패시터에 충전되는 전류가 변압기 전류 I_LM(AC 입력전류)으로 보이므로, 전류 I_LM(AC 입력전류)의 모양 및 위상이 입력 교류전압과 상이하여 역률은 약 0.7까지 감소할 수 있다.

반면, 도 9의 (b)를 참조하면, 도 7의 비교 예와 같이 PFC 기능을 가지며 벌크 캐패시터가 구비되지 않은 플라이백 컨버터의 경우, 전류 I_LM(AC 입력전류)의 모양 및 위상이 입력 교류전압과 매우 유사하여 역률이 약 0.99가 된다.

본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부(100)에서는, 전류 I_LM(AC 입력전류)가, 벌크 캐패시터를 포함하는 플라이백 컨버터의 경우(도 9의 (a) 참조)와 PFC 기능을 가지며 벌크 캐패시터가 구비되지 않은 플라이백 컨버터의 경우(도 9의 (b) 참조)를 조합한 파형을 가지므로, 역률 0.9 이상을 만족할 수 있다.

즉, 도 9의 (c)를 참조하면, 캐패시터(121)(C_Bulk)가 방전될 때는, 벌크 캐패시터를 포함하는 플라이백 컨버터의 AC 입력전류 파형(도 9의 (a))과 유사하고, 캐패시터(121)(C_Bulk)가 충전될 때는 도 7의 비교 예와 같이 PFC 기능을 가지며 벌크 캐패시터가 구비되지 않은 플라이백 컨버터의 AC 입력전류(도 9의 (b))에 벌크 캐패시터를 포함하는 플라이백 컨버터의 AC 입력전류(도 9의 (a))가 추가된 형태의 파형을 가진다. 여기서, 캐패시터(121)(C_Bulk)가 내부 병렬저항에 의해서만 방전될 때는 도 9의 (b)의 AC 입력전류의 형태와 유사한 파형을 가진다.

그에 따라, 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부(100)에서는 역률 0.9 이상이 되도록 스위칭부(122)(Q1)의 온 타이밍을 결정하고, 그에 대응하여 제1기준전압(VREF1)을 설정함으로써, 미주지역에서의 에너지 규격을 만족할 수 있다.

도 10은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 전원공급부의 회로도의 다른 예를 도시한다.

도 10에 도시된 일 실시예에 따른 전원공급부(500)는, 도 3의 전원공급부(100)와 비교하여, 캐패시터(521)(C_Bulk)에 직렬 연결된 제1스위치와, 제1스위치를 턴온 또는 턴 오프하는 스위치 구동부를 수동 소자인 릴레이 스위치(542)로 대체한 것이다. 그에 따라, 전원공급부(500)에서 발생하는 FET 스위칭, 다이오드 스위칭 등의 노이즈에 보다 강한 장점이 있다.

도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원공급부(500)는 정류부(510), 충방전부(520), 변환부(530), 제어부(540) 및 활성화부(550)를 포함한다. 도 10에 도시된 전원공급부(500)의 각 구성들(510, 511, 512, 520, 521, 522, 530, 531, 532, 533, 540, 541, 542, 550, 551)에 관하여, 도 3에 도시된 전원공급부(100)의 구성들(110, 330, 331, 332, 333)과 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다.

도 11은 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치에서 전원공급부의 회로도의 또 다른 예를 도시하며, 도 12는 도 11의 전원공급부의 동작에 따른 파형을 도시한다. 도 13은 도 11의 전원공급부의 비교 예와 관련된 파형을 도시한다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 전원공급부(600)는 정류부(610), 충방전부(620), 변환부(630), 제어부(650) 및 전류센싱부(650)를 포함한다. 즉, 도 11에 도시된 일 실시예에 따른 전원공급부(600)는, 도 3의 전원공급부(100)와 비교하여, 전류센싱부(650)를 포함하도록 구현된다.

정류부(610)는 필터부(611)와 브릿지 다이오드부(612)를 포함하며, 입력 교류전압을 직류전압으로 정류하여 출력한다.

충방전부(620)는 충방전에 따라 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터(621)(C_Bulk)와, 캐패시터(621)에 직렬 연결되어 턴 온 또는 턴 오프되는 제1스위칭부(622)(Q4)를 포함한다.

변환부(630)는, 코어와 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며 정류부(610)를 통해 정류된 직류전압을 1차측으로부터 2차측으로 전달하는 변압기(631)와, 변압기(631)의 2차측 전압을 정류/평활하는 출력부(632)와, 역률을 개선하기 위한 변환제어부(633)를 포함할 수 있다.

도 11에 도시된 전원공급부(500)의 각 구성들(610, 611, 612, 620, 621, 622, 630, 631, 632, 633)에 관하여, 도 3에 도시된 전원공급부(100)의 구성들(110, 111, 112, 120, 121, 122, 130, 131, 132, 133)과 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다.

일 실시예에 따르면, 전원공급부(600)는 제어부(640)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(640)는 변압기(631)의 1차측에 흐르는 전류를 센싱하여, 센싱된 전류를 미리 정해진 기준전류(IREF)와 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 캐패시터(621)(C_Bulk)에 에너지가 충전되도록 하거나, 캐패시터(621)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 방전되어 변압기(631)로 공급되도록 스위칭부(622)(Q4)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(640)는 변압기(631)의 1차측에 흐르는 전류가 미리 정해진 기준전류(IREF)보다 작은 제1구간에서 캐패시터(621)(C_Bulk)에 에너지가 충전되도록 하고, 변압기(631)의 1차측에 흐르는 전류가 기준전류(IREF) 보다 커짐에 기초한 제2구간 동안 캐패시터(621)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 방전되어 변압기(631)로 공급되도록 스위칭부(622)(Q4)를 제어할 수 있다. 여기서, 기준전류(IREF)는 변압기(631)의 1차측으로 흐르는 전류의 피크 전류에 대응하는 값으로 설정될 수 있다.

제어부(640)는 전류센싱부(650)의 출력전압 I_LM _{_Peak}와 제3기준전압(VREF3)을 비교한 결과를 출력하는 제3비교기(641)(A3)와, 제3비교기(641)(A3)의 출력에 따라 동작하는 스위치 구동부(642)를 포함할 수 있다. 여기서, 전류센싱부(650)의 출력전압 I_LM _{_Peak}는 변압기(631)의 1차측에 흐르는 전류의 최대값, 다시 말해, 피크치에 대응할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어부(640)는 전류센싱부(650)의 출력전압 I_LM _{_Peak}이 제3기준전압(VREF3) 크면 스위칭부(622)(Q4)를 턴 온시켜, 캐패시터(621)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 변환부(630)의 변압기(631)로 공급되도록 할 수 있다.

전원공급부(600)는 전류센싱부(650)를 포함할 수 있다.

전류센싱부(650)는 변압기(631)의 1차측 전류를 센싱한다.

일 실시예에 따르면, 전류센싱부(650)는 변압기(631)의 1차측으로 흐르는 전류 I_LM 가 피크 전류, 예를 들면, OCP(Over Current Protection) 레벨에 도달하는 것을 검출할 수 있다. 도 11을 참조하면, 전류센싱부(650)는 증폭기(651)(A4)를 포함하며, 증폭기(651)(A4)는 변압기(631)의 음의 전류를 센싱하므로, 반전 증폭기로 구현될 수 있다.

변압기(631)의 1차측 전류가 피크전류 I_LM _{_Peak} 에 도달하면, 증폭기(651)(A4)의 출력이 기준전류(IREF) 보다 크게 된다. 이 경우, 제어부(640)의 제3비교기(641)(A3)가 하이 신호를 출력하고, 스위치 Q5가 온 되어, 스위치 구동부(642)가 동작할 수 있다. 여기서, 제어부(640)의 캐패시터 C3의 용량은 수십nF에서 수uF으로 정해지므로, 제1비교기(641)(A3)가 하이를 출력한 후 증폭기(651)(A4)의 출력이 기준전류(IREF) 보다 작아져도 스위치 Q5가 일정 시간, 예를 들면, 10ms 이상 턴 온 상태를 유지할 수 있다.

스위치 구동부(642)는, 증폭기(651)로부터 하이 신호가 출력되면 동작하여, 스위칭부(622)(Q4)를 턴 온시킨다.

이하, 입력 교류전압이 제1교류전압인 경우 전원공급부(600)의 동작을 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.

전자장치(10)는 정격전력을 소비하도록 동작하다가, 예를 들면, TV 화면이 갑자기 밝아지는 등의 경우, 일시적으로 피크전력을 소비하도록 동작할 수 있다.

도 12를 참조하면, 전류 I_LM 이 피크 전류에 도달하는 t7 시점에서 증폭기(651)(A4)의 출력이 기준전류(IREF) 보다 커지면, 제3비교기(641)(A3)가 하이 신호를 출력하고, 스위치 Q5가 온 되어, 스위치 구동부(642)가 동작할 수 있다. 스위칭부(622)(Q4)는 t7 시점에서 제1비교기(641)(A3)의 출력이 스위치 Q5의 문턱 전압보다 낮아지는 t8 시점까지의 구간 동안 온 상태를 유지하여, 캐패시터(621)(C_Bulk)에 충전된 에너지가 변환부(630)의 변압기(631)로 공급될 수 있다. 여기서, 정격소비전력에서 피크소비전력으로 변경되는 과도 구간에서 즉각적으로 캐패시터(621)(C_Bulk)에 충전된 에너지를 변압기(631)로 공급함으로써, OCP 레벨을 낮게 설정할 수 있다.

그에 따라, 변압기(631)로 흐르는 전류 I_LM 의 최대값을 낮출 수 있으며, 변압기(631)의 설계 사이즈를 줄일 수 있다.

이와 대비하여, 도 13을 참조하면, 제어부(640)와 전류센싱부(650)가 마련되지 않은 비교 예에서는, 정격소비전력 구간에서의 변압기(631)의 전류 I_Lm 의 최대치 대비 피크소비전력 구간에서의 변압기(631)의 전류 I_Lm 의 최대치가 수배 높아지는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 정격소비전력에서 피크소비전력으로 변경되는 과도 구간에서 변압기(631)의 전류 I_Lm는 OCP 레벨까지 상승할 수 있다.

그에 반해, 본 발명 일 실시예에 따른 전원공급부(600)에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 증폭기(651)(A4)의 출력이 기준전류(IREF) 보다 큰 경우, 일정 시간 동안 캐패시터(621)(C_Bulk)의 방전을 통해 에너지가 변압기(631)로 공급되므로, 결과적으로 피크소비전력 구간에서 전류의 최대치가 감소한다. 따라서, 변압기(631)의 사이즈를 작게 설계할 수 있어, 전원공급부(600)의 소형화 및 제조 비용의 절감을 구현할 수 있게 된다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 일례를 도시한 블록도이다.

일 실시예에 따르면, 전자장치(10)는 전력을 공급할 수 있는 전원공급부(100)를 포함한다. 도 14에 도시된 전원공급부(100)에 관하여, 도 1 내지 도 3, 도 10 및 도 11에 도시된 전원공급부(100, 500, 600)와 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다.

도 14를 참조하면, 전자장치(10)는 디스플레이(210)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 디스플레이(210)는 전원을 입력받아 동작 또는 기능을 수행할 수 있는 부하로서 마련되는 동작부(도 1의 200)에 포함된다.

본 발명 일 실시예에 따른 전자장치(10)는 외부의 신호공급원, 즉, 소스로부터 수신되거나, 내부에 저장된 컨텐트의 데이터를 처리하여 디스플레이(210)에 영상으로 표시되도록 할 수 있다.

일 실시예에서 디스플레이장치로 구현된 전자장치(10)는방송국의 송출장비로부터 수신되는 방송신호, 방송정보, 또는 방송데이터 중 적어도 하나에 기초한 방송 영상을 처리할 수 있는 텔레비전(TV)으로 구현될 수 있다. 이 경우, 전자장치(10)에는 방송신호를 채널 별로 튜닝하기 위한 수신부로서 튜너가 마련될 수 있다.

그러나, 본 발명의 사상이 상기와 같은 구현 예시에 한정되지 않는 바, 다른 실시예로서, 전자장치(10)는, 유선 또는 무선 연결된 외부의 디스플레이로 신호를 전송하는 셋탑박스와 같은 영상처리장치로서 구현될 수도 있다. 또 다른 실시예로서, 전자장치(10)는 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet)과 같은 스마트패드(smart pad) 등의 디스플레이가 마련된 단말장치(terminal apparatus)(이하, 사용자 단말(user terminal 또는 user device)이라고도 한다)로서 구현될 수도 있다. 또 다른 실시예로서, 전자장치(10)는 데스크탑(desktop) 또는 랩탑(laptop)과 같은 컴퓨터(personal computer, PC)의 모니터에도 적용될 수 있다.

전자장치(10)가 텔레비전인 경우, 전자장치(10)는 직접 또는 전자장치(10)와 케이블 등에 의해 연결될 수 있는 부가기기, 예를 들면, 셋탑박스(set-top box, STB), OC 박스(one-connect box), 미디어박스등을 통해 방송국의 송출장비로부터 수신되는 방송신호, 방송정보, 또는 방송데이터 중 적어도 하나에 기초한 방송 컨텐트를 수신할 수 있다. 여기서, 전자장치(10)와 부가기기의 연결 방식은 케이블에 한정되는 것은 아니며, 다양한 유무선 인터페이스가 적용될 수 있다.

전자장치(10)는, 예를 들면 방송국으로부터 송출되는 RF(radio frequency) 신호 즉, 방송 컨텐트를 무선으로 수신할 수 있으며, 이를 위해 전자장치(10)에는 방송신호를 수신할 수 있는 안테나가 마련될 수 있다.

전자장치(10)에서, 방송 컨텐트는 지상파, 케이블, 위성 등을 통해서 수신 가능하며, 신호공급원, 즉, 소스는 방송국에 한정되지 않는다. 다시 말해, 데이터의 송수신이 가능한 장치 또는 스테이션이라면 본 발명의 소스에 포함될 수 있다.

전자장치(10)에서 수신되는 신호의 규격은 장치의 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 전자장치(10)는 후술하는 인터페이스부(220)의 구현 형태에 대응하여, HDMI(High Definition Multimedia Interface), HDMI-CEC(Consumer Electronics Control), 디스플레이 포트(display port, DP), DVI, 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), DVI(Digital Visual Interface), 썬더볼트(Thunderbolt), RGB 케이블, SCART(Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorecepteurs et Televiseurs), USB(universal serial bus) 등의 규격에 대응하는 신호를 영상 컨텐트로서 유선으로 수신할 수 있다.

전자장치(10)는 내부/외부의 저장매체에 저장된 신호/데이터에 기초한 동영상, 정지영상, 어플리케이션(application), OSD(on-screen display), 다양한 동작 제어를 위한 유저 인터페이스(user interface, UI) 등을 화면에 표시하도록 신호를 처리할 수 있다.

전자장치(10)는 컨텐트 제공을 위한 소스로서, 서버, 단말장치를 포함한 다양한 외부장치들로부터 유선 또는 무선 네트워크 통신에 의해 컨텐트를 제공받을 수 있으며, 통신의 종류는 한정되지 않는다.

구체적으로, 전자장치(10)는 후술하는 인터페이스부(220)의 구현 형태에 대응하여 와이파이(Wi-Fi), 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct), 블루투스(bluetooth), 블루투스 저에너지(bluetooth low energy), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra-Wideband), NFC(Near Field Communication)등의 규격에 대응하는 신호를 영상 컨텐트로서 무선 네트워크 통신을 통해 수신할 수 있다. 또한, 전자장치(10)는 이더넷(Ethernet) 등과 같은 유선 네트워크 통신을 통해 컨텐트 신호를 수신할 수 있다.

일 실시예에서, 전자장치(10)는 스마트 TV 또는 IP TV(Internet Protocol TV)로 구현될 수 있다. 스마트 TV는 실시간으로 방송신호를 수신하여 표시할 수 있고, 웹 브라우징 기능을 가지고 있어 실시간 방송신호의 표시와 동시에 인터넷을 통하여 다양한 컨텐트 검색 및 소비가 가능하고 이를 위하여 편리한 사용자 환경을 제공할 수 있는 TV이다. 또한, 스마트 TV는 개방형 소프트웨어 플랫폼을 포함하고 있어 사용자에게 양방향 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 스마트 TV는 개방형 소프트웨어 플랫폼을 통하여 다양한 컨텐트, 예를 들어 소정의 서비스를 제공하는 어플리케이션의 컨텐트를 사용자에게 제공할 수 있다. 이러한 어플리케이션은 다양한 종류의 서비스를 제공할 수 있는 응용 프로그램으로서, 예를 들어 SNS, 금융, 뉴스, 날씨, 지도, 음악, 영화, 게임, 전자 책 등의 서비스를 제공하는 어플리케이션을 포함한다.

디스플레이(210)의 구현 방식은 한정되지 않으며, 예를 들면 액정(liquid crystal), 플라즈마(plasma), 발광 다이오드(light-emitting diode), 유기발광 다이오드(organic light-emitting diode), 면전도 전자총(surface-conduction electron-emitter), 탄소 나노 튜브(carbon nano-tube), 나노 크리스탈(nano-crystal) 등의 다양한 디스플레이 방식으로 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 디스플레이(210)는 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함하며, 그 구현 방식에 따라서 부가적인 구성, 예를 들면 구동부(driver)를 더 포함할 수 있다.

전자장치(10)는 인터페이스부(220)를 포함할 수 있다.

인터페이스부(220)는, 전자장치(10)가 서버를 포함하는 다양한 외부의 장치와 통신할 수 있도록 한다.

인터페이스부(220)는 유선 인터페이스부(221)를 포함할 수 있다. 유선 인터페이스부(221)는 HDMI, HDMI-CEC, USB, 컴포넌트(Component), 디스플레이 포트(DP), DVI, 썬더볼트, RGB 케이블등의 규격에 따른 신호/데이터를 송/수신하는 연결부를 포함할 수 있다. 여기서, 유선 인터페이스부(221)는 이들 각각의 규격에 대응하는 적어도 하나 이상의 커넥터, 단자 또는 포트를 포함할 수 있다.

유선 인터페이스부(221)는 소스 등으로부터 신호를 입력받는 입력포트를 포함하는 형태로 구현되며, 경우에 따라 출력 포트를 더 포함하여 양방향으로 신호를 송수신 가능하게 마련될 수 있다.

유선 인터페이스부(221)는 지상파/위성방송 등 방송규격에 따른 방송신호를 수신할 수 있는 안테나가 연결되거나, 케이블 방송 규격에 따른 방송신호를 수신할 수 있는 케이블이 연결될 수 있도록, HDMI 포트, DisplayPort, DVI 포트, 썬더볼트, 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), SCART 등과 같이, 비디오 및/또는 오디오 전송규격에 따른 커넥터 또는 포트 등을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 전자장치(10)는 방송신호를 수신할 수 있는 안테나를 내장할 수도 있다.

전자장치(10)는 인터페이스부(220)를 통해 수신하는 비디오/오디오신호가 방송신호인 경우, 수신된 방송신호를 채널 별로 튜닝하는 튜너(tuner)를 더 포함할 수 있다. 튜너는 튜닝된 특정 채널의 방송신호를 복조하여 트랜포트스트림(transport stream, TS) 형태의 신호로 출력하는 디모듈레이터를 포함할 수 있다. 다시 말해, 튜너와 디모듈레이터는 통합된 형태의 단일 칩으로 설계되거나, 상호 분리된 2개의 칩으로 각각 구현될 수 있다.

유선 인터페이스부(221)는 USB 포트 등과 같은 범용 데이터 전송규격에 따른 커넥터 또는 포트 등을 포함할 수 있다. 유선 인터페이스부(221)는 광 전송규격에 따라 광케이블이 연결될 수 있는 커넥터 또는 포트 등을 포함할 수 있다. 유선 인터페이스부(221)는 외부 마이크 또는 마이크를 구비한 외부 오디오기기가 연결되며, 마이크 또는 오디오기기로부터 오디오 신호를 수신 또는 입력할 수 있는 커넥터 또는 포트 등을 포함할 수 있다. 유선 인터페이스부(221)는 헤드셋, 이어폰, 외부 스피커 등과 같은 오디오기기가 연결되며, 오디오기기로 오디오 신호를 전송 또는 출력할 수 있는 커넥터 또는 포트 등을 포함할 수 있다. 유선 인터페이스부(221)는 이더넷(Ethernet)등과 같은 네트워크 전송규격에 따른 커넥터 또는 포트를 포함할 수 있다. 예컨대, 유선 인터페이스부(221)는 라우터 또는 게이트웨이에 유선 접속된 랜카드 등으로 구현될 수 있다.

유선 인터페이스부(221)는 커넥터 또는 포트를 통해 셋탑박스, 광학미디어 재생장치와 같은 외부기기, 또는 외부 디스플레이장치나, 스피커, 서버 등과 1:1 또는 1:N(N은 자연수) 방식으로 유선 접속됨으로써, 해당 외부기기로부터 비디오/오디오 신호를 수신하거나 또는 해당 외부기기에 비디오/오디오 신호를 송신한다. 유선 인터페이스부(221)는, 비디오/오디오 신호를 각각 별개로 전송하는 커넥터 또는 포트를 포함할 수도 있다.

유선 인터페이스부(221)는 다양한 종류의 통신 프로토콜에 대응하는 무선 통신모듈(S/W module, chip 등)을 포함하는 통신회로(communication circuitry)로서 구현될 수 있다.

일 실시예에서 유선 인터페이스부(221)는 전자장치(10)에 내장되나, 동글(dongle) 또는 모듈(module) 형태로 구현되어 전자장치(10)의 커넥터에 착탈될 수도 있다.

인터페이스부(220)는 무선 인터페이스부(222)를 포함할 수 있다.

무선 인터페이스부(222)는 무선 인터페이스부(222)는 전자장치(10)의 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 무선 인터페이스부(222)는 통신방식으로 RF(radio frequency), 지그비(Zigbee), 블루투스(bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), UWB(Ultra WideBand) 및 NFC(Near Field Communication) 등 무선통신을 사용할 수 있다.

무선 인터페이스부(222)는 다양한 종류의 통신 프로토콜에 대응하는 무선 통신모듈(S/W module, chip등)을 포함하는 통신회로(communication circuitry)로서 구현될 수 있다.

일 실시예에서 무선 인터페이스부(222)는 무선랜유닛을 포함한다. 무선랜유닛은 프로세서(240)의 제어에 따라 억세스 포인트(access point, AP)를 통해 무선으로 외부장치와 연결될 수 있다. 무선랜유닛은 와이파이 모듈을 포함한다.

일 실시예에서 무선 인터페이스부(222)는 억세스 포인트 없이 무선으로 전자장치(10)와 외부장치 사이에 1 대 1다이렉트 통신을 지원하는 무선통신모듈을 포함한다. 무선통신모듈은 와이파이 다이렉트, 블루투스, 블루투스 저에너지 등의 통신방식을 지원하도록 구현될 수 있다. 전자장치(10)가 외부장치와 다이렉트로 통신을 수행하는 경우, 저장부(230)에는 통신 대상 기기인 외부장치에 대한 식별정보(예를 들어, MAC address 또는 IP address)가 저장될 수 있다.

본 발명 일 실시예에 따른 전자장치(10)에서, 무선 인터페이스부(222)는 성능에 따라 무선랜유닛과 무선통신모듈 중 적어도 하나에 의해 외부장치와 무선 통신을 수행하도록 마련된다.

다른 실시예에서 무선 인터페이스부(222)는 LTE와 같은 이동통신, 자기장을 포함하는 EM 통신, 가시광통신 등의 다양한 통신방식에 의한 통신모듈을 더 포함할 수 있다.

무선 인터페이스부(222)는 네트워크 상의 서버 등의 외부장치와 무선 통신함으로써, 외부장치와 데이터 패킷을 송수신할 수 있다.

무선 인터페이스부(222)는 적외선 통신규격에 따라 IR(Infrared) 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있는 IR송신부 및/또는 IR수신부를 포함할 수 있다. 무선 인터페이스부(222)는 IR송신부 및/또는 IR수신부를 통해 리모컨 또는 다른 외부장치로부터 리모컨신호를 수신 또는 입력하거나, 다른 외부장치로 리모컨신호를 전송 또는 출력할 수 있다. 다른 예로서, 전자장치(10)는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(bluetooth) 등 다른 방식의 무선 인터페이스부(222)를 통해 리모컨 또는 다른 외부장치와 리모컨신호를 송수신할 수 있다.

일 실시예에서 무선 인터페이스부(222)는 마이크(microphone)와 같은 음성입력부를 통해 수신된 사용자음성의 정보로서 소정 데이터를 서버와 같은 외부장치로 전송할 수 있다. 여기서, 전송되는 데이터의 형태/종류는 한정되지 않으며, 예를 들면, 사용자로부터 발화된 음성에 대응하는 오디오신호나, 오디오신호로부터 추출된 음성특징 등을 포함할 수 있다.

또한, 무선 인터페이스부(222)는 서버와 같은 외부장치로부터 해당 사용자음성의 처리 결과의 데이터를 수신할 수 있다. 전자장치(10)는 수신된 데이터에 기초하여, 음성 처리결과에 대응하는 사운드를 내부 또는 외부의 스피커(loudspeaker)를 통해 출력할 수 있다. 다만, 상기한 실시예는 예시로서, 사용자음성을 서버로 전송하지 않고, 전자장치(10)내에서 자체적으로 처리할 수도 있다. 즉, 다른 실시예에서 전자장치(10)가 STT(speech to text) 서버의 역할을 수행하도록 구현 가능하다.

전자장치(10)는 무선 인터페이스부(222)를 통해 리모컨과 같은 입력장치와 통신을 수행하여, 입력장치로부터 사용자음성에 대응하는 소리 신호를 수신할 수 있다.

일 실시예의 전자장치(10)에서, 서버 등의 외부장치의 통신하는 통신모듈과 리모컨과 통신하는 통신모듈은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 전자장치(10)는, 외부장치와 이더넷 모뎀 또는 와이파이 모듈을 통해 통신을 수행하고, 리모컨과 블루투스 모듈을 통해 통신을 수행할 수 있다.

다른 실시예의 전자장치(10)에서, 서버 등의 외부장치와 통신하는 통신모듈과 리모컨과 통신하는 통신모듈은 같을 수 있다. 예를 들어, 전자장치(10)는 블루투스 모듈을 통해 외부장치 및 리모컨과 통신을 수행할 수 있다.

일 실시예에서 무선인터페이스부(222)는 전자장치(10)에 내장되나, 동글(dongle) 또는 모듈(module) 형태로 구현되어 전자장치(10)의 커넥터에 착탈될 수도 있다.

전자장치(10)는 저장부(230)를 포함할 수 있다.

저장부(230)는 전자장치(10)의 다양한 데이터를 저장하도록 구성된다.

저장부(230)는 전자장치(10)에 공급되는 전원이 차단되더라도 데이터들이 남아있을 수 있으며, 변동사항을 반영할 수 있도록 쓰기 가능한 비휘발성 메모리(writable ROM)로 구비될 수 있다. 즉, 저장부(230)는 플래쉬 메모리(flash memory), EPROM 또는 EEPROM 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 저장부(230)는 전자장치(10)의 읽기 또는 쓰기 속도가 비휘발성 메모리에 비해 빠른 DRAM 또는 SRAM과 같은 휘발성 메모리(volatile memory)를 더 구비할 수 있다.

저장부(230)에 저장되는 데이터는, 예를 들면 전자장치(10)의 구동을 위한 운영체제를 비롯하여, 이 운영체제 상에서 실행 가능한 다양한 프로그램, 어플리케이션, 영상데이터, 부가데이터 등을 포함한다.

구체적으로, 저장부(230)는 프로세서(240)의 제어에 따라 각 구성요소들의 동작에 대응되게 입/출력되는 신호 또는 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(230)는 전자장치(10)의 제어를 위한 제어 프로그램, 제조사에서 제공되거나 외부로부터 다운로드 받은 어플리케이션과 관련된 UI, UI를 제공하기 위한 그래픽 또는 이미지, 사용자 정보, 문서, 데이터베이스들 또는 관련 데이터들을 저장할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 저장부 라는 용어는 저장부(230), 프로세서(240) 내 롬(ROM)(도시되지 아니함), 램(RAM)(도시되지 아니함) 또는 전자장치(10)에 장착 가능한 메모리 카드(도시되지 아니함)(예를 들어, micro SD 카드, 메모리 스틱)를 포함하는 것으로서 정의된다.

전자장치(10)는 프로세서(240)를 포함할 수 있다.

프로세서(240)는 전자장치(10)의 제반 구성들이 동작하기 위한 제어를 수행한다. 프로세서(240)는 이러한 제어 동작을 수행할 수 있도록 하는 제어프로그램(혹은 인스트럭션)과, 제어프로그램이 설치되는 비휘발성의 메모리, 설치된 제어프로그램의 적어도 일부가 로드되는 휘발성의 메모리 및 로드된 제어프로그램을 실행하는 적어도 하나의 범용 프로세서, 예를 들면 마이크로 프로세서(microprocessor), 응용 프로세서(application processor) 혹은 CPU(central processing unit)를 포함할 수 있다.

프로세서(240)는 싱글 코어, 듀얼 코어, 트리플 코어, 쿼드 코어 및 그 배수의 코어를 포함할 수 있다. 프로세서(240)는 복수의 프로세서, 예를 들어, 메인 프로세서(main processor) 및 슬립 모드(sleep mode, 예를 들어, 대기 전원만 공급되고 디스플레이장치로서 동작하지 않는)에서 동작하는 서브 프로세서(sub processor)를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서, 롬 및 램은 내부 버스(bus)를 통해 상호 연결될 수 있다.

일 실시예에서 프로세서(240)는 전자장치(10)에 내장되는 PCB 상에 실장되는 메인 SoC(Main SoC)에 포함되는 형태로서 구현 가능하다.

제어프로그램은, BIOS, 디바이스드라이버, 운영체계, 펌웨어, 플랫폼 및 어플리케이션 중 적어도 하나의 형태로 구현되는 프로그램(들)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 어플리케이션은, 전자장치(10)의 제조 시에 전자장치(10)에 미리 설치 또는 저장되거나, 혹은 추후 사용 시에 외부로부터 어플리케이션의 데이터를 수신하여 수신된 데이터에 기초하여 전자장치(10)에 설치될 수 있다. 어플리케이션의 데이터는, 예컨대, 어플리케이션 마켓과 같은 외부 서버로부터 전자장치(10)로 다운로드될 수도 있다. 이와 같은 외부 서버는, 본 발명의 컴퓨터프로그램제품의 일례이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제어프로그램은 컴퓨터와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장매체에 기록될 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체 또는 비휘발성(non-volatile) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 일례로,'비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에기재된기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자장치(10) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장메모리 또는 외장메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자장치(10))의 프로세서(예: 프로세서(240))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어^TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들)간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

이상, 바람직한 실시예들을 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

10: 전자장치
100: 전원공급부
110: 정류부
120: 충방전부
130: 변환부
140: 제어부
150: 활성화부

Claims

전자장치에 있어서,
입력 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부;
코어와 상기 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며, 상기 1차측으로 입력되는 상기 직류전압의 크기를 변환한 출력전압을 상기 2차측으로 전달하는 변압기;
상기 정류부와 상기 변압기 1차측의 사이에 마련되어, 충전 및 방전되어 상기 변압기에 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터;
상기 캐패시터에 직렬 연결되어, 턴 온 또는 턴 오프되는 스위칭부; 및
상기 입력 교류전압을 센싱하여, 상기 센싱된 입력 교류전압을 미리 정해진 기준전압과 비교하고,
상기 비교 결과에 기초하여, 상기 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하거나, 상기 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되어 상기 변압기로 공급되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 캐패시터는 내부 병렬 저항에 따른 상기 충전 및 방전을 더 수행하는 전자장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입력 교류전압이 상기 기준전압보다 큰 제1구간에서는 상기 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하고,
상기 입력 교류전압이 상기 기준전압보다 작은 제2구간에서는 상기 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되도록 제어하는 전자장치.
제2항에 있어서,
상기 제1구간은, 상기 캐패시터의 내부 병렬 저항에 의해 에너지가 방전되는 제1서브구간과, 상기 캐패시터에 에너지가 충전되는 제2서브구간으로 구분되는 전자장치.
제2항에 있어서,
상기 변압기로 흐르는 전류는 상기 제2구간으로 진입하는 시점에서 최대값을 가지며, 상기 최대값은 상기 제1구간에서 상기 변압기로 흐르는 전류의 최대값에 대응하는 전자장치.
제1항에 있어서,
상기 기준전압은 정격 소비 전력에서 미리 정해진 역률에 대응하는 값으로 설정되는 전자장치.
제1항에 있어서,
상기 입력 교류전압은 제1교류전압 또는 상기 제1교류전압보다 높은 제2교류전압 중 어느 하나에 대응하며,
상기 제1교류전압이 상기 입력 교류전압으로 수신되는 경우, 상기 제어부를 선택적으로 활성화시키는 활성화부를 더 포함하는 전자장치.
제6항에 있어서,
상기 제1교류전압은 110Vac에 대응하며, 상기 제2교류전압은 220Vac에 대응하는 전자장치.
제1항에 있어서,
상기 변압기를 포함하여 구성되는 플라이백 타입 컨버터를 포함하는 전자장치.
제8항에 있어서,
상기 플라이백 타입 컨버터는 피드백 제어에 의해 역률을 개선하기 위한 변환제어부를 더 포함하는 전자장치.
전자장치에 있어서,
입력 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부;
코어와 상기 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며, 상기 1차측으로 입력되는 상기 직류전압의 크기를 변환한 출력전압을 상기 2차측으로 출력하는 변압기;
상기 정류부와 상기 변압기 1차측의 사이에 마련되어, 충전 및 방전되어 상기 변압기에 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터;
상기 캐패시터에 직렬 연결되어, 턴 온 또는 턴 오프되는 스위칭부; 및
상기 변압기의 1차측에 흐르는 전류를 센싱하여, 상기 센싱된 전류를 미리 정해진 기준전류와 비교하고,
상기 비교 결과에 기초하여, 상기 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하거나, 상기 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되어 상기 변압기로 공급되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 전자장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센싱된 전류가 상기 기준전류보다 작은 제1구간에서 상기 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하고,
상기 센싱된 전류가 상기 기준전류보다 커짐에 기초한 제2구간 동안 상기 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되도록 제어하는 전자장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 변압기의 1차측에 흐르는 전류가 상기 기준전류보다 커지는 시점부터 상기 제2구간 동안 상기 스위칭부가 온 상태를 유지하도록 제어하는 전자장치.
제10항에 있어서,
정격소비전력에서 상기 변압기의 1차측에 흐르는 전류가 상기 기준전류보다 커지는 피크소비전력으로의 변경을 검출하는 전류센싱부를 더 포함하는 전자장치.
제10항에 있어서,
상기 기준전류는 상기 변압기의 1차측으로 흐르는 전류의 피크 전류에 대응하는 값으로 설정되는 전자장치.
제10항에 있어서,
상기 변압기를 포함하여 구성되는 플라이백 타입 컨버터를 포함하는 전자장치.
전자장치의 전원공급장치에 있어서,
입력 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부;
코어와 상기 코어에 권선되는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하며, 상기 1차측으로 입력되는 상기 직류전압의 크기를 변환한 출력전압을 2차측으로 전달하는 변압기;
상기 정류부와 상기 변압기 1차측의 사이에 마련되어, 충전 및 방전되어 상기 변압기에 에너지를 공급할 수 있는 캐패시터;
상기 캐패시터에 직렬 연결되어, 턴 온 또는 턴 오프되는 스위칭부; 및
상기 입력 교류전압을 센싱하여 미리 정해진 기준전압과 비교하고,
상기 비교 결과에 기초하여, 상기 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하거나, 상기 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되어 상기 변압기로 공급되도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 전원공급장치.
제16항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입력 교류전압이 상기 기준전압보다 큰 제1구간에서는 상기 캐패시터에 에너지가 충전되도록 하고,
상기 입력 교류전압이 상기 기준전압보다 작은 제2구간에서는 상기 캐패시터에 충전된 에너지가 방전되도록 제어하는 전원공급장치.