KR960013735B1

KR960013735B1 - 비디오 장치용 전원장치

Info

Publication number: KR960013735B1
Application number: KR1019880004881A
Authority: KR
Inventors: 돈 그레이브스 낸시; 웨인 번턴 테리
Original assignee: 알 씨 에이 라이센싱 코포레이션; 유진 엠. 휘태커
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1996-10-10
Also published as: CA1259127A; US4737853A; KR880013396A; JPS6432580A; JP3103078B2

Abstract

내용 없음.

Description

비디오 장치용 전원장치

제1도는 본 발명의 한 관점에 따라 전원 공급 장치를 포함하는 비디오 장치의 일부를 개략적으로 도시한 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전원장치 11 : AC 전원

12 : 다이오드 브릿지 회로 15 : 1차 권선

16 : 전원 변압기 17 : 드레인 단자

18 : FET(전계 효과 트랜지스터) 21 : 제어 회로

본 발명은 비디오 장치에 관한 것으로, 특히 스위치 모드 전압 조정기(a switched mode voltage regulator)를 갖는 비디오 장치에 관한 것이다.

비디오 장치의 전압 공급 장치는 비디오 장치의 여러 부하 회로에 안정된 조정 전압을 제공하는 것이 요구된다. 부하 공급원의 조정은 부하 회로의 전원 요구의 변화와 AC 라인 전압의 변화에 관계없이 유지되어야 한다.

스위치 모드 전원 장치는 스위칭 장치에 의해 변압기의 1차 권선에 조정이 되지 않은 전압(unregulated voltrge)을 주기적으로 인가한다. 조정이 되지 않은 전압이 인가되는 동안의 간격은, 변압기의 2차 권선 양단에 발생된 전압의 레벨을 주의 깊게 조정하기 위하여, 스위칭 장치의 전도 각도(conduction angle) 또는, 간격의 제어에 의해 정의된다. 스위치 모드 전원 장치의 한 형태는 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같은 고주파수 스위칭 장치를 이용하며, 스위치 장치의 전도 펄스 폭 및 주파수 모두가 제어된다. 상기 FET의 스위칭은 AC라인으로 전도될 수 있는 고주파수 신호를 발생시킬 수 있고, 그로 인해 동일한 AC라인에 동작하는 다른 전기 장치에 간섭을 일으킬 수 있다. 그와 같은 라인 전도 간섭(LCI)은 주의 깊게 제어되어야 한다. 비디오 장치는 예를 들어, 컴퓨터 모니터로서 이용되고, VCR로부터 베이스밴드 비디오 신호를 수신하기 위하여 직접 비디오 입력에 결합하는 것이 바람직하다. 외부 스피커 접속을 위해 이용될 수 있는 직접 비디오 입력 단자 또는, 출력 단자는 AC라인으로부터 전기적으로 절연되어야 한다. 이는 AC라인 및 결합된 전원 장치의 구성 요소가 기준이 되고, 제1접지 전위와, 예를 들어, 비디오 및 오디오 처리 회로가 기준이 되는 제2절연된 접지 전위를 제공하여 실행될 수 있다. 번개와 같은, 전기 방전에 의해 야기되는 것과 같은 외부적으로 인가되는 고전압 임펄스의 발생 동안에, 제1및 제2접지 전위를 분리하는 전압 전위는 매우 크게 될 수 있으며, 그 결과 비디오 장치의 여러 부품에 전압 스트레스가 인가된다.

본 발명의 한 관점에 따라, 비디오 장치용 전원 장치는 제1기준 전위점에 관련된 조정이 안된 전압을 발생하는 전압원을 포함한다. 변압기는 조정이 안된 전압에 결합된 1차 권선과, 제2기준 전위점에 관련되어 1차 권선으로부터 전기적으로 절연된 2차 권선을 포함한다. 부하 회로는 2차 권선에 접속되고, 제2기준 전위점에서 제1기준 전위점까지 전류가 흐르도록 하는 고전압 펄스의 외부 인가에 따라 처리된다. 스위치는 조정이 안된 전압원으로부터 1차 권선에 주기적으로 전류를 통하게 한다. 2차 권선은 부하에 전원을 공급하기 위해 1차 권선을 여기시킴에 따라 여기(energized)된다. 상기 스위치의 작동은 제1주파수에서 간섭 신호(interference signal)를 발생한다. 주파수 종속 임피던스는 스위치에 결합되어, 간섭 신호를 감쇠시키기 위해 제1주파수에 저 임피던스 경로를 제1기준 전위점에 제공하고, 스위치를 보호하기 위해 고전압 펄스의 인가 동안에 스위치를 통해 제2기준 전위점에서 제1기준 전위점까지 흐르는 전류를 감소하기 위한 유효 임피던스의 경로를 제공한다.

제1도를 참조하면, 텔레비젼 수상기와 같은 비디오 장치는 AC라인 공급원과 같은 AC전원(11)으로부터 전력을 유도하는 전원장치(10)를 포함한다. 전원(11)으로부터의 AC신호는 다이오드 브릿지 회로(12)에 의해 정류되고, 캐패시터(13)에 의해 필터되어, 단자(14)에서 조정이 되지 않은 DC 전압원을 제공한다. 이러한 조정이 되지 않은 전압은 전원 변압기(16)의 일부를 형성하는 1차 권선(15)의 한 단자에 인가된다. 1차 권선(15)의 다른 단자는 스위칭 장치의 한 단자 즉, 전계 효과 트랜지스터(FET, 18)의 드레인 단자(17)에 접속된다. FET(18)의 소스 단자는 저항(20)을 통해 접지에 접속된다. FET(18)의 게이트 단자는 그 FET(18)에 전도 스위칭 펄스를 발생하는 제어 회로(21)에 접속된다. FET(18)의 스위칭은 1차 권선에 전류를 흐르게 하여, 변압기의 동작에 의해, 2차 권선(22, 23 및 24) 양단에 전압을 발생시킨다. 2차 권선(22)의 양단에 발생된 전압은 다이오드(25)에 의해 정류되고, 캐패시터(26)에 의해 필터되어, FET(18)의 전도 각도 또는, 간격을 제어하기 위해 제어 회로(21)에 인가되는 피드백 전압을 제공한다. 2차 권선(23및 24) 양단에 발생된 전압은 다이오드(27 및 30)에 의해 각각 정류되고, 캐패서터(31 및 32)에 의해 펄터되어, 비디오 장치의 여러 부하 회로에 전원을 인가하기 위해 DC 공급 레벨을 제공한다. FET(18)의 전도 간격은 권선(22) 양단에 발생된 피드백 전압에 따라, 이전에 설명한 것처럼, 2차 권선(23 및 24)에 관련된 부하 회로 공급 전압의 정확한 조정을 유지하기 위해 제어된다.

변압기(16)는 변압기(16)의 1차측 회로와 2차측 회로 사이에 전기적인 절연을 제공한다. 전기적인 절연은 비디오 장치의 정상 동작 동안에 절연된 구성 요소 사이에 흐를 수 있는 죄대 전류를 제한한다. 상기 1차측 회로는 권선(22) 및 AC라인 공급원을 포함하고, 도면에서 핫(hot) 접지로 표시되고, 삼각형 접지 심볼로 설명된 제1기준 전위점에 접지된다. 권선(23 및 24)과, 사용자 엑세스 가능한 단자 또는 접속기를 포함하는 제2차측 회로는 도면에서 콜드(cold) 접지로 표시되고, 라인 접지 심볼로 도시된 제2기준 전위점에 접지된다. 직렬 결합된 캐패시터(28)는 변압기(16)에 의해 발생된 절연 장역(isolation barrier) 양단에 접속되어, 잡음 억제를 제공한다.

제1도의 비디오 장치는 변조 신호로서 입력 단자(34)를 통해 안테나(33)로부터 또는, 직접 비디오 신호로서 입력 단자(35)를 통해 VCR과 같은 외부 소스(도시하지 않음)로부터 비디오 입력 신호를 수신한다. 사용자 액세스 가능한 입력 단자(34 및 35)는 콜드 접지에 전지된 것으로 도시되어 있다. 안테나(33)로부터의 비디오 신호는 색도 및 휘도 처리 회로(37)에 인가될 출력 신호를 발생하는 튜너 및 IF회로(36)에 인가된다. 또한, 단자(35)를 통한 직접 비디오 신호는 색도 및 휘도 처리 회로(37)에 인가된다. 튜너 및 IF회로(36)와, 색도 및 휘도 처리 회로(37)를 위한 전원은 2차 권선(23)에 결합된 부하 회로의 전압 공급에 의해 제공된다. 회로(37)는 음극선관(CRT)(41)의 전자총어셈블리(40)에 정면 패널(front pancl)에 위치한 발광 디스플레이 스크린(43)에 충돌을 야기하는 하나 이상의 전자빔(42)을 발생한다. 2차 권선(24) 양단에 발생된 전압으로부터 유도된 부하 회로 전압 공급은 전원을 통상적인 편향 및 고전압 발생 회로(44)에 제공하기 위해 이용된다. 회로(44)는 CRT(41)의 넥크부(neck)에 위치한 편향 권선의 라인 및 필드 레이트 편향 전류(line and field rade deflection currents)를 발생한다. 편향 요크(45)의 권선은 래스터를 형성하기 위해 예정된 패턴으로 디스플레이 스크린(43)을 교차하는 전자빔 또는 빔(42)을 편향 또는 주사시키는 주기적으로 변화하는 전자기 편향 필드를 발행한다. 전자빔의 강도는 디스플레이된 비디오 영상을 생성하기 위해 색도 및 휘도 처리 회로(37)의 구동 신호에 따라 제어된다. 또한, 회로(44)는 전자빔(42)에 고전압 또는 가속 전위를 제공하기 위하여 단자(46)를 통해 CRT(41)에 인가되는 고전압이나 극도(ultor) 전위를 발생한다.

제어 회로(21)는 폭과 주파수를 변화시킬 수 있는 스위칭 펄스를 FET(18)에 발생한다. 펄스의 주파수는 비디오 장치의 정상 작동 동안에 40KHz 내지 60KHz의 정도로 될 수 있다. 그러한 스위칭은 FET(18)가 전도 상태로 빠르게 변화시킨다. FET(18)의 고속 스위칭은 AC라인 공급원에 전도될 수 있는 주파수 천이신호를 발생할 수 있다. 예를 들면, 동일한 AC라인 상에, 다른 비디오 장치와 같은 임의 전기 또는 전자 장치의 동작은 중단될 수 있으며, 그 결과로서 라인 전도 간섭(LCI)이 야기될 수 있다. 상기 문제점을 다루기 위하여, FET(18)의 히트 싱크(heat sink)로부터 직접 접속을 이용하여 접지까지, 와이어를 통해, 상기 신호를 감쇠시키기 위해 접지까지의 저임피던스 경로는 제공하는 것이 제안되었다.

약간의 조건하에서, 벼락으로 인하여 고전압 펄스가 비디오 장치의 안테나 입력에 인가될 수 있다. 상기 고전압 펄스는 콜드 접지 전위의 전압 레벨을 상승시키게 되고, 캐패시터(28), 권선(15) 및 캐패시터(28)를 통해 핫 접지에 접속된다.

본 발명의 한 관점에 따라, 인덕터(50)로서 도시된 주파수 종속 임피던스 구성 요소는 FET(18)가 설치되고, 제1도의 점선(51)으로 도시된 히트 싱크와 핫접지 사이에 접속된다. 인덕터(50)는 이전에 설명된 라인 전도 간섭에 대해 저임피던스 경로를 제공하며, 상기 LCI 신호를 효과적으로 감쇠한다. FET(18)와 히트 싱크(51) 사이에 위치된 운모(mica)와 같은 절연체는 캐패시터 유전체로서 효과적으로 동작하고, 제1도에 캐패시터(52)로서 도시되어 있다. 캐패시터(28)를 통하는 전류를 위한 가능한 경로는, 상기 설명한 것처럼, 히트 싱크(51)가 와이어에 의해 접지된다고 가정하면, 1차 권선(15)과 캐패시터(52)를 통해 핫 접지까지이다. 상기 경로에 따라 큰 전류 전도는 FET(18)의 손상이나 파괴의 결과를 초래할 수 있다. 상기 기술한 와이어에 대한 접지는 FET에 대한 손상을 방지하기 위해 고전압 펄스 유도된 전류 흐름을 충분하게 감쇠시킬 수 없다. 벼락으로 인하여 안테나(33)에 인가되는 고전압 신호의 펄스 특성은 20MHz 또는 그 이상의 범위의 상당히 높은 주파수 성분을 갖는 전류를 발생한다. 상기 크기의 주파수에서, 캐패시터(52)의 임피던스는 비교적 작다. 27pF 정도의 캐패시터는 약 300오옴으로 나타나고, 그로 인해 캐패시터(52) 및 인덕터(50)를 통해 FET(18)의 드레인으로부터 핫 접지까지의 전류 경로를 제공한다. 인덕터(50)는 FET(18)를 크게 손상하지 않는 레벨로 정도이다. 물리적으로, FET(18)는 운모 절연체에 의해 분리된 금속 히트 싱크에 설치된다. FET(18)의 경우에는 스프링 클럽(spring clip)을 통해 히트 싱크가 홀딩된다.

Claims

제1기준 전위점에 관련된 전압을 제공하는 전압원; 상기 전압원에 결합된 1차 권선과, 상기 1차 권선으로부터 전기적으로 절연되고, 제2기준 전위점에 관련된 2차 권선을 포함하는 변압기; 상기 제2차 권선에 결합되어, 제2기준 전위점으로부터 상기 제1기준 전위점까지 전류를 흐르게 하는 외부에서 인가된 고전압 펄스를 수시하는 부하 회로와; 상기 1차 권선에 결합되어, 상기 전압원으로부터 상기 1차 권선에 주기적으로 여기시키기 위한 스위칭 수단을 포함하고, 상기 2차 권선은 상기 부하 회로에 전력을 공급하기 위해 1차 권선의 여기에 따라 여기되고, 상기 스위칭 수단의 동작은 제1주파수에서 간섭신호를 발생하는 비디오 장치용 전원 장치에 있어서, 상기 스위칭 수단(18)과 상기 제1기준 전위(Hot)점에 결합되어, 상기 간섭 신호를 감쇠하기 위해 상기 제1주파수에서 상기 스위칭 수단으로부터 상기 제1기준 전위점(18)까지의 저임피던스 경로를 제공하고, 상기 스위칭 수단(18)을 보호하기 위해 상기 고전압 펄스의 인가 동안에 상기 스위칭 수단(18)을 통해 상기 제2기준 전위(Cold)점에서 상기 제1기준 전위점까지의 전류 흐름을 감소시키는 유효한 임피던스 경로를 제공하는 주파수 종속 임피던스 수단(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 장치용 전원 장치.
제1항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 전계 효과 트랜지스터(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 장치용 전원 장치.
제1항에 있어서, 상기 주파수 임피던스 수단은 인덕터(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 장치용 전원 장치.