WO2015119382A1 - 대기 전력 절감 회로 - Google Patents

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WO2015119382A1
WO2015119382A1 PCT/KR2015/000247 KR2015000247W WO2015119382A1 WO 2015119382 A1 WO2015119382 A1 WO 2015119382A1 KR 2015000247 W KR2015000247 W KR 2015000247W WO 2015119382 A1 WO2015119382 A1 WO 2015119382A1
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Definitions

  • the present invention relates to a standby power saving circuit. More specifically, the present invention relates to a standby power saving circuit installed inside an electronic device such as a television or a set top box.
  • SMPS switching mode power supply
  • the SMPS maintains its operation for power supply even in the standby mode, in which the home appliance does not perform its original function, thereby consuming a considerable amount of power even in the standby mode.
  • the existing SMPS performs the function by controlling the gate signal of the MOSFET acting as a switch using a PWM signal generator.
  • the conventional technique for reducing standby power is to provide a feedback signal or a MOSFET, which is a signal from a load.
  • the power consumption is reduced by reducing the number of switching by using the skip (skip) method of the signal, which prevents the PWM signal from being generated at a larger period than the conventional pulse width control.
  • this method uses the method of reducing the power consumption by reducing the number of switching the PWM signal, the MOSFET gate signal, when the power consumption is low at the load stage. It was maintained and the SMPS continued to operate, so a certain amount of power was consumed continuously.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a general SMPS for driving an LED lighting device as an example of the prior art that consumes standby power.
  • the power supplied from the SMPS 30 and the SMPS 30 for supplying power by rectifying and switching the AC voltage supplied from the AC power supply unit 10 and the AC power supply unit 10 supplying an AC voltage. It includes a central control server 60 for controlling the LED lighting device 40 and the LED lighting device 40 to emit light.
  • the SMPS 30 includes an AC-DC rectifier circuit unit 32, a switching unit 33, a transformer 34, a DC-DC rectifier circuit 35, and a control unit 36. Supply to the LED lighting device (40).
  • the AC-DC rectifier circuit 32 converts the alternating voltage, from which the noise in the alternating voltage supplied from the AC power supply, is converted into a direct current voltage and outputs the converted voltage to the switching unit 33.
  • the switching unit 33 outputs to the transformer 34 after switching to a frequency of several tens of Khz to several Mhz using a high breakdown voltage TR or MOSFET, IGBT and the like.
  • the transformer 34 is determined by the frequency of use and the amount of power used, and then outputs to the DC-DC rectifier circuit 35.
  • the DC-DC rectifier circuit 35 converts the DC power converted in accordance with the switching control signal input from the control unit 36 to the LED lighting device 40 by supplying the appropriate power.
  • the SMPS continues to be supplied with power, and the control unit 36 and the DC-DC rectifier circuit 35 consume power in a continuous manner, which causes a problem of considerable consumption of standby power.
  • the problem to be solved by the present invention is to place a switching element between the SMPS for supplying power to the load side and the power supply for supplying power to the SMPS, standby power that can reduce standby power by cutting off the power supply to the SMPS in the standby mode It is to provide a saving circuit.
  • a standby power saving circuit for solving the above problems is turned on in accordance with a first switching control signal or a charging control signal, the first switching unit for providing power input from the power supply unit to the voltage adjusting unit ;
  • the voltage adjusting unit adjusting and outputting a voltage of a power input from the first switching unit;
  • a remote controller receiving unit for receiving an input signal from the remote controller and outputting a remote controller signal to the controller;
  • a power storage unit which is charged by the power supplied from the voltage adjusting unit, and supplies a driving voltage to the comparing unit, the voltage adjusting unit, the control unit, and the first switching unit in a standby mode;
  • a comparison unit configured to output a comparison signal by comparing the power charged in the power storage unit with a reference value;
  • the control unit generating the charging control signal according to the comparison signal, and generating the first switching control signal when the remote control signal is input.
  • control unit outputs the charge control signal to the first switching unit, if the comparison signal indicates that the power charged in the power storage unit is lower than the reference value
  • the first switching unit may be turned on to provide power supplied from the power supply unit to the voltage adjusting unit to charge the power storage unit.
  • a rectifying unit for converting the AC power input from the power supply unit to a direct current to the first switching unit, the first switching unit and the power supply unit;
  • a switch disposed between the voltage adjusting unit;
  • a second photo coupler for turning on the switch by using the power supplied from the rectifying unit when the charging control signal is input.
  • the first switching unit is connected to the cathode of the light emitting diode included in the second photo coupler, the first end of the other switching element; And a second switching device which is turned off when the charging control signal is input to turn on the first switching device.
  • the first switching device and the second switching device is a PMOS FET
  • the source of the first switching device is connected to the cathode
  • the drain is grounded
  • a gate is connected to a drain of the second switching element
  • a gate of the second switching element receives the charge control signal
  • a source is supplied with a driving voltage provided from the power storage unit, and one end is grounded and the other end May further include a resistor connected to the gate of the first switching device and the drain of the second switching device.
  • control unit outputs the first switching control signal to the first switching unit when the remote control signal is input to turn on the first switching unit supplied from the power supply unit
  • the power supply may be provided to the voltage adjusting unit to charge the power storage unit.
  • the first switching unit a switch connected between the power supply unit and the voltage adjusting unit; And a first photo coupler for turning on the switch when the first switching control signal is input.
  • the first switching unit the source is grounded, the drain is connected to the cathode of the light emitting diode of the first photo coupler, the first switching to the gate And a switching device which is turned on when a control signal is input, and an anode of the light emitting diode receives driving power from the power storage unit, and when the switching device is turned on, light is emitted by a current flowing through the light emitting diode.
  • a switching device which is turned on when a control signal is input, and an anode of the light emitting diode receives driving power from the power storage unit, and when the switching device is turned on, light is emitted by a current flowing through the light emitting diode.
  • the standby power saving circuit for solving the above problems, the second switching unit is turned on when the second switching signal is input to output the power input from the power supply to the main SMPS; And the main SMPS rectifying, switching, and supplying power input from the power supply unit to the load, wherein the controller may further output the second switching signal when the remote controller signal is input.
  • the second switching unit a switch connected between the power supply unit and the voltage adjusting unit; And a third photo coupler for turning on the switch when the second switching signal is input.
  • the present invention is arranged between the SMPS for supplying power to the load side and the power supply unit for supplying power to the SMPS, turn off the switching device in the standby mode to cut off the power supply to the SMPS, only when the electronic device is operating Standby power can be reduced by powering SMPS.
  • the present invention separates the circuit for supplying power to the load and the circuit for providing standby power, and arranged a power storage unit for supplying driving power to the switching element inside the circuit for providing standby power, When the charging power is lower than the reference value, power is supplied only to a circuit for providing standby power to charge the power storage unit, thereby minimizing standby power consumption.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a general SMPS for driving an LED lighting device as an example of the prior art that consumes standby power.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a standby power saving circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of a standby power saving circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a standby power saving circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the surrogate power saving circuit includes a power storage unit 170, a comparator 150, a controller 140, a remote controller receiver 160, a voltage adjuster 130, and a first controller.
  • the switching unit 120 and the rectifier 110 may be basically included, and the second switching unit 210 and the main SMPS 220 may be further included.
  • the first switching unit 120 is switched from the off state to the switched on state, and again when the first switching control signal and the charging control signal are removed. It is reduced to the off state, and provides the AC power input from the power supply unit 300 to the voltage adjusting unit 130 in the on state.
  • the first switching control signal is input from the controller 140 when a power-on signal is received from a remote controller device (not shown), and the charging control signal is input when the power charged in the power storage unit 170 falls below a reference value. It is input from the controller 140. Details will be described later.
  • the voltage adjusting unit 130 converts the power input from the power supply unit 300 to the DC power supply through the first switching unit 120, adjusts the magnitude of the voltage, and outputs the power storage unit 170 by outputting the power storage unit 170. Charge it.
  • the voltage adjusting unit 130 is driven by receiving power from the first switching unit 120 when the first switching unit 120 is in an on state, and the power storage unit 170 while the first switching unit 120 is in an off state. Is driven by the driving power (VDD) supplied from the, and supplying the driving power (VDD1) to the remote control receiver 160 intermittently or continuously as necessary to operate the remote control receiver 160 at low power.
  • the remote controller receiver 160 receives a remote controller input signal implemented as an infrared signal or an RF signal from a corresponding remote controller device, and operates the controller 140 and an electronic device (for example, a television or a set-top box) in which a standby power saving circuit is installed. Output to module 180. In particular, the remote controller receiver 160 outputs a signal related to power on / off among the input signals received from the remote controller device to the controller 140.
  • the power storage unit 170 is charged by the power supplied from the voltage adjusting unit 130, and the driving voltage to the comparator 150, the voltage adjusting unit 130, the control unit 140, and the first switching unit 120 during the operation standby. To supply. Power storage unit 170 according to a preferred embodiment of the present invention stores + 5V power.
  • the comparator 150 compares the power charged in the power storage unit 170 with a reference value, and compares the comparison signal indicating whether the voltage value of the power charged in the power storage unit 170 is higher than or equal to the reference value. Will output
  • the controller 140 generates a charging control signal according to the comparison signal, and generates the first switching control signal when a remote controller signal is input. That is, when the remote controller signal is input, the controller 140 generates a first switching control signal and outputs the first switching control signal to the first switching unit 120 to charge the power storage unit 170. If it is determined that the voltage of the power storage unit 170 is lower than the reference value, the charge control signal is output to the first switching unit 120 to perform the charging to switch the first switching unit 120 to the on state.
  • the controller 140 when the comparison signal input from the comparator 150 indicates that the power charged in the power storage unit 170 is less than or equal to the reference value, the controller 140 generates a charge control signal to charge the power storage unit 170.
  • the power storage unit 170 is charged by outputting to the first switching unit 120 and turning on the first switching unit 120.
  • the control unit 140 when the control unit 140 indicates that the comparison signal input from the comparator 150 indicates that the power charged in the power storage unit 170 is less than the reference value, the control unit 140 outputs the voltage comparison signal to the voltage adjusting unit 130.
  • the voltage adjustor 130 may output a control signal for causing the remote controller receiver 160 to enter a sleep mode, and output a voltage comparison signal to the voltage adjuster 130 when the charged power is greater than or equal to the reference value.
  • the voltage adjustor 130 may output a control signal for causing the remote controller receiver 160 to be released from the sleep mode.
  • the controller 140 when the remote controller signal is input, the controller 140 generates a second switching control signal to supply power to the load 230, turns on the second switching unit 210, and simultaneously charges the power storage unit 170. Outputting the first switching control signal to turn on the first switching unit 120 so that the AC power input from the power supply unit 300 charges the power storage unit 170 through the voltage adjusting unit 130. do.
  • the second switching unit 210 is disposed between the power supply unit 300 and the main SMPS 220, and normally maintained in the off state, the second switching control signal generated by the control unit 140 receiving the remote control signal When it is input to switch to the on state, and outputs the AC power input from the power supply unit 300 to the main SMPS (220).
  • the second switching unit 210 also receives the driving power supply VDD from the power storage unit 170 in the off state in which the electronic device is not operated.
  • the main SMPS 220 rectifies and switches the power input from the power supply unit 300 to supply power to the load 230. Since the function of the main SMPS 220 is the same as that of the SMPS 220 of a general electronic device, a detailed description thereof will be omitted.
  • the load 230 is a part that consumes power in various previous devices.
  • all the components for performing a television-specific function correspond to the load 230.
  • all parts for performing an inherent function of the electronic device in which the standby power saving circuit of the present invention is implemented correspond to the load 230.
  • the remote control input signal is Received by the remote control receiver 160, the remote control receiver 160 outputs a remote control signal to the controller 140.
  • the controller 140 When the controller 140 receives the remote control signal, the controller 140 generates a second switching control signal and outputs the second switching control signal to the second switching unit 210 in order to turn on and operate the electronic device, while the power storage unit is turned on while the electronic device is turned on.
  • the first switching control signal is generated and output to the first switching unit 120 to be charged.
  • the second switching unit 210 When the second switching unit 210 receives the second switching control signal from the control unit 140, the second switching unit 210 switches from the off state to the on state, and transfers the AC power input from the power supply unit 300 to the main SMPS 220 to load the load ( 230).
  • the first switching unit 120 when the first switching unit 120 receives the first switching control signal, the first switching unit 120 switches from the off state to the on state to transfer the AC power input from the power supply unit 300 to the voltage adjusting unit 130, and the voltage adjusting unit 130. Charges the power storage unit 170 by adjusting the power input from the power supply unit 300.
  • the remote control receiver 160 receives this, the basic operation module 180 of the electronic device is installed standby power saving circuit
  • the controller 140 outputs a remote controller signal indicating power off to the controller 140, and the controller 140 stops output of the first and second switching control signals.
  • the first switching unit 120 and the second switching unit 210 is switched from the on state to the off state, the power supplied from the power supply unit 300 to the main SMPS 220 and the voltage regulator 130 is cut off.
  • the electronic device enters and remains in a standby mode.
  • the power storage unit 170 is the voltage adjusting unit 130, the first switching unit 120, the second switching unit 210, the control unit 140, the comparison unit 150 and the remote control receiver 160 ) Is continuously supplied to the driving power (VDD) to be driven in the standby mode, and the comparator 150 compares the power charged in the power storage unit 170 with the reference value, the voltage value of the charged power is less than the reference value When lowered, a comparison signal indicating that the charging voltage is lowered below the reference value is output to the controller 140.
  • a signal having a logic value of Low is output, and the logic value is lowered when the voltage value of the charged power is lower than the reference value of 2.7V. It is designed to output a high signal (i.e., when the voltage value of the charged power is lower than the reference value of 2.7V, the comparison signal is output. When the voltage value of the charged power is higher than the reference value of 2.7V, the comparison signal is not output. Can be expressed).
  • the controller 140 When the control unit 140 receives the comparison signal having the logic value High, the controller 140 outputs the charging control signal to the first switching unit 120.
  • the first switching unit 120 receives the smoothed power from the rectifying unit 110 in the standby mode, and receives the charge control signal from the control unit 140, the first switching unit 120 is switched from the off state to the on state and input from the power supply unit 300.
  • the power is output to the voltage adjusting unit 130 to charge the power storage unit 170.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of a standby power saving circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the power storage unit 170 is implemented as a secondary battery or a double capacitor to store 5V power. It is configured to.
  • the rectifier 110 includes three capacitors C11, C12, and C2, a bridge rectifier circuit BR1, and a resistor R3, and includes a second photo coupler OC2 included in the first switching unit 120. Supplying rectified power to the anode of the light emitting diode included in the.
  • the first switching unit 120 is connected to a gate of the first triac switch S1 and the first triac switch S1 that are switched on or off between the power supply unit 300 and the voltage adjusting unit 130.
  • the first photocoupler OC1 and the second photo coupler OC2 for turning the triac switch S1 on or off, the FET switch M2 for operating the first photo coupler OC1, and the second photo coupler OC2 It consists of two PMOS switches (M1, M5) and two resistors (R2, R4) to operate.
  • the anode of the light emitting diode included in the first photo coupler OC1 receives power from the power storage unit 170, the cathode is connected to the drain of the FET switch M2, and the controller 140.
  • the first switching control signal outputted from the N_ON terminal of N) is input to the gate of the FET switch M2 so that the FET switch M2 is turned on.
  • the FET switch M2 is turned on, the current flows through the light emitting diode included in the first photo coupler OC1 to operate the first photo coupler OC1 to turn on the first triac switch S1 to turn on the power supply unit 300.
  • the voltage adjusting unit 130 are connected to supply power to the voltage adjusting unit 130.
  • the anode of the light emitting diode included in the second photo coupler OC2 receives the smoothed power from the rectifier 110, and the cathode is connected to the source of the PMOS switch M1.
  • the gate of the PMOS switch M1 is connected to the drain of the PMOS switch M5, the source of the PMOS switch M5 receives the driving power supply VDD through the resistor R4, and the gate of the PMOS switch M1 and the gate of the PMOS switch M1.
  • the resistor R2 is commonly connected to the drain connection node of the PMOS switch M5, and the gate of the PMOS switch M5 is connected to the SB terminal of the controller 140.
  • the SB terminal of the controller 140 outputs a charge control signal.
  • a LOW value is applied to the gate of the PMOS switch M5 so that the PMOS switch M5 is turned on.
  • the current flows between the source and the drain of the PMOS switch M5.
  • This current causes a voltage across the resistor R2, and this voltage applies a high voltage value to the gate of the PMOS switch M1, so that the PMOS switch M1 is kept off. Therefore, since no current flows through the light emitting diode of the second photo coupler OC2, the second photo coupler OC2 does not operate, and accordingly, the first triac switch S1 maintains the off state.
  • the charge control signal is output from the SB terminal of the control unit 140 when the voltage of the power storage unit 170 drops, a high signal is applied to the gate of the PMOS switch M5, so that the PMOS switch M5 is turned off. Accordingly, the voltage applied to the gate of the PMOS switch M1 is removed, and a low voltage is applied to the gate of the PMOS switch M1. Accordingly, the PMOS switch M1 is turned on to provide a light emitting diode of the second photo coupler OC2. As the current flows, the second photo coupler OC2 operates, and accordingly, a voltage is applied to the gate of the first triac switch S1 so that the first triac switch S1 is switched from the off state to the on state. Power is supplied from the power supply unit 300 to the voltage adjusting unit 130 to charge the power storage unit 170.
  • the second switching unit 210 is a second triac switch S2 installed between the power supply unit 300 and the main SMPS 220, and the anode of the light emitting diode included therein is driven from the power storage unit 170. And a cathode connected to the drain of the FET switch M3 and controlled by the FET switch M3 to operate the second triac switch S2, and an input from the control unit 140. And a FET switch M3 for operating the third photo coupler OC3 by being turned on and off in accordance with the second switching control signal.
  • the remote controller receiver 160 includes a light receiving element D4, a receiver circuit, a storage unit implemented with an EEPROM, and a FET switch M4.
  • the light receiving element D4 receives it and outputs it to the receiver circuit.
  • the receiver circuit When the receiver circuit receives the remote control input signal from the light receiving element D4 through the IRIN terminal, the receiver circuit applies power to the gate of the FET switch M4 to supply power to the EEPROM, and uses the code stored in the EEPROM to receive the remote control input signal. Analyzes and outputs a remote control signal indicating the standby mode on / off to the controller 140.
  • the remote control input signal is Received by the light receiving element D4 of the remote control receiver 160 and input to the IRIN terminal of the receiver circuit (RF / IR receiver), the receiver circuit outputs a signal to the EON terminal to turn on the FET switch (M4) to power the EEPROM Supplies and analyzes whether the received remote control input signal is a power-on signal or a power-off signal using a code stored in the EEPROM, and outputs the remote control signal indicating this to the controller 140.
  • the control unit 140 transmits the second switching control signal through the M_ON terminal to operate the electronic device by turning on the FET of the second switching unit 210.
  • the FET switch M2 of the first switching unit 120 through the N_ON terminal to output the switch M3 and to charge the power storage unit 170 while the electronic device is turned on.
  • the FET switch M3 of the second switching unit 210 receiving the second switching control signal is turned on. Accordingly, the third photo coupler OC3 is operated to turn on the second triac switch S2 so that the power supply unit ( The AC power is supplied from the 300 to the main SMPS 220, and the main SMPS 220 converts the AC power into DC power to supply the load 230 to perform an inherent function of the electronic device.
  • the FET switch M2 of the first switching unit 120 receiving the first switching control signal is turned on to turn on the light emitting diode of the first photo coupler (OC1) to operate the first photo coupler (OC1),
  • the first photo coupler OC1 turns on the first triac switch S1.
  • the first triac switch S1 When the first triac switch S1 is turned on, power is supplied from the power supply unit 300 to the voltage adjusting unit 130, and the voltage adjusting unit 130 adjusts the power supplied from the power supply unit 300 to the diode D2.
  • power storage unit 170 is charged.
  • the power charged in the power storage unit 170 is the first remote control receiver 160, voltage adjuster 130, control unit 140, comparison unit 150 Since power is supplied to the driving power of the switching unit 120 and the second switching unit 210, the power of the power storage unit 170 decreases with time, and the comparator 150 charges the power storage unit 170.
  • the control unit when the voltage of the charging power is less than the reference value, and outputs a comparison signal indicating that the voltage value of the charging power is less than the reference value to the SC terminal of the control unit 140, the control unit When the 140 determines that the voltage value of the charging power is less than or equal to the reference value by examining the comparison signal input from the SC terminal, the charging of the power storage unit 170 is performed through the SB terminal of the first switching unit 120. Outputs a charge control signal (High signal) to the gate of the PMOS switch M5. .
  • the reference voltage for example, 2.7V
  • the charging control signal is always turned on to drive the voltage VDD.
  • the resistor R4 and the resistor R2 are distributed and caught, and a high signal is applied to the gate of the PMOS switch M1 by the voltage applied to the resistor R2, so that the PMOS switch M1 remains turned off. Since the second photo coupler OC2 does not operate, the first triac switch S1 is thus maintained in the OFF state.
  • the charge control signal (High signal) is input from the controller 140 to the gate of the PMOS switch M5 of the first switching unit 120
  • the PMOS switch M5 is turned off so that a voltage is applied to the resistor R2. Therefore, a low signal is applied to the gate of the PMOS switch M1, and the PMOS switch M1 is turned on, so that a current flows in the light emitting element included in the second photo coupler OC2, thereby providing a second photo coupler.
  • An OC2 is operated to apply a high signal to the gate of the first triac switch S1 so that the first triac switch S1 is turned on.

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Abstract

본 발명은 대기 전력 절감 회로를 공개한다. 본 발명은 부하측에 전력을 공급하는 SMPS와, SMPS에 전력을 공급하는 전원부 사이에 스위칭 소자를 배치하여, 대기모드에서 스위칭 소자를 오프시켜 SMPS로 전력 공급을 차단하고, 전자기기가 동작할때에만 SMPS로 전력을 공급함으로써 대기 전력을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명은 부하로 전력을 공급하는 회로와 대기 전력을 제공하기 위한 회로를 분리하고, 대기 전력을 제공하기 위한 회로 내부에 상기 스위칭 소자로 구동 전력을 공급하기 위한 축전부를 배치하며, 축전부의 충전 전력이 기준값보다 낮아지면 대기 전력을 제공하기 위한 회로에만 전력을 공급하여 축전부를 충전함으로써, 대기 전력 소모를 최소화할 수 있다.

Description

대기 전력 절감 회로
본 발명은 대기 전력 절감 회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 텔레비전, 셋톱 박스와 같은 전자기기 내부에 설치되는 대기 전력 절감 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 정보가전기기에는 비 스위칭 전원에 비해 효율이 높고, 용량이 작은 스위칭 모드 전원 공급기(switching mode power supply : 이하 SMPS)를 전원공급 장치로 많이 사용한다. 이 SMPS는 가전기기가 본래의 기능을 수행하지 않는 상태인 대기모드 상태에서도 전원공급을 위해 동작 상태를 유지하게 되는데 이로 인하여 대기모드 상태에서도 상당량의 전력을 소모하게 된다.
기존의 SMPS는 스위치 역할을 하는 MOSFET의 게이트신호를 PWM 신호발생기를 이용하여 제어함으로써 그 기능을 수행하고, 이와 같이 대기전력을 절감시키기 위한 종래의 기술은 부하에서 넘어오는 신호인 피드백 신호 또는 MOSFET의 소스전류의 변화에 따라 PWM 신호를 기존의 펄스폭 조절보다 큰 주기로 신호를 발생시키지 않도록 하는 신호의 스킵(건너 뜀) 방식을 이용하여 스위칭 횟수를 줄임으로써 전력소모량을 줄이는 방법을 이용하였다.
그러나, 이 방법은 부하단에서 전력소모가 적을 경우 MOSFET 게이트신호인 PWM 신호의 스위칭 횟수를 줄임으로써 전력소모량을 줄이는 방법을 사용하였으나, 정상동작의 경우에 비해 전력소모량은 줄어드나 일정간격으로 스위칭이 유지되어 SMPS가 계속적으로 동작하게 됨으로써 일정량의 전력은 계속적으로 소모되었다.
또한, 대용량의 SMPS 등의 대기전력을 낮추기 위해서 작은 용량의 보조 SMPS등을 추가로 설치하는 등의 다양한 방법이 시도되었다. 특히, 대용량의 LED조명기기에 적용될 경우 대기전력을 낮춰야하는 필요성이 증대되는 실정이다.
도 1은 대기 전력을 소모하는 종래 기술의 일 예로서, LED조명기기를 구동시키기 위한 일반적인 SMPS를 설명하는 구성도이다.
도 1을 참고하면, 교류전압을 공급하는 AC전원부(10)와 AC전원부(10)로부터 공급되는 교류전압을 정류하고 스위칭하여 전력을 공급하기 위한 SMPS(30)과 SMPS(30)로부터 공급되는 전력을 이용해 발광하는 LED조명기기(40)와 LED조명기기(40)를 제어하기 위한 중앙컨트롤서버(60)를 포함한다.
여기서, SMPS(30)는 AC-DC 정류회로부(32), 스위칭부(33), 트랜스포머(34), DC-DC 정류회로(35), 컨트롤부(36)를 포함하며, 출력된 DC 전원을 LED 조명기기(40)에 공급한다.
AC-DC 정류회로(32)는 AC 전원으로부터 공급되는 교류 전압 중의 노이즈가 여과된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 스위칭부(33)로 출력한다.
스위칭부(33)는 고내압 TR 혹은 MOSFET, IGBT 등의 소자를 사용하여 수십 Khz~수Mhz의 주파수로 스위칭 시킨 후 트랜스포머(34)로 출력한다.
트랜스포머(34)는 사용주파수와 사용 전력의 크기에 의해 결정되며 이후 DC-DC 정류회로(35)로 출력한다.
DC-DC 정류회로(35)는 컨트롤부(36)로부터 입력되는 스위칭 제어신호에 따라서 변환된 직류 전력을 LED 조명기기(40)에 적당한 전력으로 변환하여 공급한다.
이때 LED조명기기(40)에 전력을 공급할 필요가 없는 대기 모드에서는 컨트롤부(36)의 스위칭 제어 하에서 DC-DC 정류회로(35) 및 트랜스포머(34)의 2차 코일(미도시)측의 불필요한 부분의 출력을 차단하거나 낮추어 대기 모드시 전력을 공급할 필요가 없는 부품에의 전압 공급을 차단 또는 감소시키게 된다.
그러나, 이 경우의 대기모드에서도 SMPS에는 계속 전력이 공급되고, 컨트롤부(36)와 DC-DC 정류회로(35)에서는 지속적으로 전력이 소모되므로 상당한 대기전력이 소모되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 부하측에 전력을 공급하는 SMPS와 SMPS 에 전원을 공급하는 전원부 사이에 스위칭 소자를 배치하여, 대기모드에서 SMPS로 전원 공급을 차단함으로써 대기 전력을 절감할 수 있는 대기 전력 절감 회로를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로는, 제 1 스위칭 제어 신호 또는 충전 제어 신호에 따라서 온되어, 전원부로부터 입력되는 전원을 전압 조정부로 제공하는 제 1 스위칭부; 상기 제 1 스위칭부로부터 입력되는 전원의 전압을 조정하여 출력하는 상기 전압 조정부; 리모콘으로부터 입력 신호를 수신하여 제어부로 리모콘 신호를 출력하는 리모콘 수신부; 상기 전압 조정부로부터 제공받은 전원에 의해서 충전되고, 대기모드에서는 비교부, 상기 전압 조정부, 제어부, 상기 제 1 스위칭부로 구동 전압을 공급하는 축전부; 상기 축전부에 충전된 전력을 기준값과 비교하여 비교신호를 출력하는 상기 비교부; 및 상기 비교신호에 따라서 상기 충전 제어 신호를 생성하고, 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 1 스위칭 제어 신호를 생성하는 상기 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제어부는 상기 비교신호가 상기 축전부에 충전된 전력이 상기 기준값보다 낮음을 나타내면, 상기 충전 제어 신호를 상기 제 1 스위칭부로 출력하여 제 1 스위칭부를 온시켜 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 전압 조정부로 제공하여 상기 축전부를 충전시킬 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 전원부로부터 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하여 상기 제 1 스위칭부로 출력하는 정류부를 더 포함하고, 상기 제 1 스위칭부는 상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 배치된 스위치; 및 상기 충전 제어 신호가 입력되면 상기 정류부에서 공급된 전원을 이용하여 상기 스위치를 온시키는 제 2 포토 커플러를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 스위칭부는 상기 제 2 포토 커플러에 포함된 발광 다이오드의 캐소드에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 제 1 스위칭 소자; 및 상기 충전 제어 신호가 입력되면, 오프되어 상기 제 1 스위칭 소자를 온시키는 제 2 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자는 PMOS FET이고, 상기 제 1 스위칭 소자의 소오스는 상기 캐소드에 연결되고, 드레인은 접지되며, 게이트는 상기 제 2 스위칭 소자의 드레인에 연결되고, 상기 제 2 스위칭 소자의 게이트는 상기 충전 제어 신호를 입력받고, 소오스는 상기 축전부에서 제공하는 구동 전압을 공급받으며, 일단은 접지되고 타단은 상기 제 1 스위칭 소자의 게이트와 상기 제 2 스위칭 소자의 드레인에 연결된 저항을 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제어부는 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 1 스위칭 제어 신호를 상기 제 1 스위칭부로 출력하여 제 1 스위칭부를 온시켜 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 전압 조정부로 제공하여 상기 축전부를 충전시킬 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 스위칭부는, 상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 연결된 스위치; 및 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 입력되면 상기 스위치를 온시키는 제 1 포토 커플러를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 스위칭부는, 소오스는 접지되고, 드레인은 상기 제 1 포토 커플러의 발광 다이오드의 캐소드에 연결되며, 게이트로 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 입력되면 턴 온되는 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 발광 다이오드의 애노드는 상기 축전부로부터 구동 전원을 공급받고, 상기 스위칭 소자가 턴 온되면 상기 발광 다이오드에 전류가 흐름으로써 빛을 방출할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로는, 제 2 스위칭 신호가 입력되면 온되어 상기 전원부로부터 입력되는 전원을 메인 SMPS로 출력하는 제 2 스위칭부; 및 상기 전원부로부터 입력되는 전원을 정류하고 스위칭하여 부하로 공급하는 상기 메인 SMPS;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 2 스위칭 신호를 더 출력할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 2 스위칭부는, 상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 연결된 스위치; 및 상기 제 2 스위칭 신호가 입력되면 상기 스위치를 온시키는 제 3 포토 커플러를 포함할 수 있다.
본 발명은 부하측에 전력을 공급하는 SMPS와, SMPS에 전력을 공급하는 전원부 사이에 스위칭 소자를 배치하여, 대기모드에서 스위칭 소자를 오프시켜 SMPS로 전력 공급을 차단하고, 전자기기가 동작할때에만 SMPS로 전력을 공급함으로써 대기 전력을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 부하로 전력을 공급하는 회로와 대기 전력을 제공하기 위한 회로를 분리하고, 대기 전력을 제공하기 위한 회로 내부에 상기 스위칭 소자로 구동 전력을 공급하기 위한 축전부를 배치하며, 축전부의 충전 전력이 기준값보다 낮아지면 대기 전력을 제공하기 위한 회로에만 전력을 공급하여 축전부를 충전함으로써, 대기 전력 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 대기 전력을 소모하는 종래 기술의 일 예로서, LED조명기기를 구동시키기 위한 일반적인 SMPS를 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로 세부 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대리 전력 절감 회로는 축전부(170), 비교부(150), 제어부(140), 리모콘 수신부(160), 전압 조정부(130), 제 1 스위칭부(120), 및 정류부(110)를 기본적으로 포함하고, 제 2 스위칭부(210), 및 메인 SMPS(220)를 추가적으로 포함할 수 있다.
먼저, 제 1 스위칭부(120)는 제어부(140)로부터 제 1 스위칭 제어 신호 및 충전 제어 신호가 입력되면 오프 상태에서 스위치 온 상태로 전환되고, 제 1 스위칭 제어 신호 및 충전 제어 신호가 제거되면 다시 오프 상태로 환원되며, 온 상태에서 전원부(300)로부터 입력되는 교류 전원을 전압 조정부(130)로 제공한다. 제 1 스위칭 제어 신호는 리모콘 장치(미도시 됨)로부터 전원 온 신호가 수신된 경우에 제어부(140)로부터 입력되고, 충전 제어 신호는 축전부(170)에 충전된 전력이 기준값 이하로 내려가는 경우에 제어부(140)로부터 입력된다. 구체적인 내용은 후술한다.
전압 조정부(130)는 제 1 스위칭부(120)를 통해서 전원부(300)로부터 입력되는 전원을 직류 전원으로 변환하고, 전압의 크기를 조정하여 축전부(170)로 출력함으로써 축전부(170)를 충전시킨다. 전압 조정부(130)는 제 1 스위칭부(120)가 온 상태인 경우에는 제 1 스위칭부(120)로부터 전원을 공급받아 구동되고, 제 1 스위칭부(120)가 오프 상태인 동안에는 축전부(170)로부터 공급받은 구동 전력(VDD)로 구동되고, 구동 전력(VDD1)을 필요에 따라 단속적으로 또는 지속적으로 리모콘 수신부(160)로 공급하여 리모콘 수신부(160)가 저전력으로 동작하도록 한다.
리모콘 수신부(160)는 대응되는 리모콘 장치로부터 적외선 신호 또는 RF신호로 구현되는 리모콘 입력 신호를 수신하여 제어부(140) 및 대기 전력 절감 회로가 설치된 전자 장치(예컨대, 텔레비전, 셋톱박스 등)의 기본 동작 모듈(180)로 출력한다. 특히, 리모콘 수신부(160)는 리모콘 장치로부터 수신된 입력 신호 중 전원 온/오프와 관련된 신호를 제어부(140)로 출력한다.
축전부(170)는 전압 조정부(130)로부터 제공받은 전원에 의해서 충전되고, 동작 대기중에는 비교부(150), 전압 조정부(130), 제어부(140), 제 1 스위칭부(120)로 구동 전압을 공급한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축전부(170)는 +5V 전력을 축전한다.
비교부(150)는 축전부(170)에 충전된 전력을 기준값과 비교하여, 축전부(170)에 충전된 전력의 전압값이 기준값보다 높은지 또는 기준값 이하인지를 나타내는 비교신호를 제어부(140)로 출력한다.
제어부(140)는 비교신호에 따라서 충전 제어 신호를 생성하고, 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 1 스위칭 제어 신호를 생성한다. 즉, 제어부(140)는 리모콘 신호가 입력되면 축전부(170)에 충전을 수행하기 위해서 제 1 스위칭 제어신호를 생성하여 제 1 스위칭부(120)로 출력하고, 리모콘 신호가 입력되지 않더라도 비교신호로부터 축전부(170)의 전압이 기준치보다 낮아졌다고 판단되면 충전을 수행하도록 충전 제어 신호를 제 1 스위칭부(120)로 출력하여 제 1 스위칭부(120)를 온 상태로 전환한다.
구체적으로, 제어부(140)는 비교부(150)로부터 입력되는 비교신호가 축전부(170)에 충전된 전력이 기준값 이하임을 나타내는 경우, 축전부(170)에 충전을 수행하도록 충전 제어 신호를 생성하고 제 1 스위칭부(120)로 출력하여, 제 1 스위칭부(120)를 온시킴으로써 축전부(170)를 충전시킨다. 또한, 제어부(140)는 비교부(150)로부터 입력되는 비교신호가 축전부(170)에 충전된 전력이 기준값 미만임을 나타내는 경우, 제어부(140)는 전압 조정부(130)로 전압 비교 신호를 출력하여, 전압 조정부(130)로 하여금 리모콘 수신부(160)를 슬립 모드에 진입하도록 하는 제어신호를 출력하게 할 수 있고, 충전된 전력이 기준값 이상이면 전압 조정부(130)로 전압 비교 신호를 출력하여, 전압 조정부(130)로 하여금 리모콘 수신부(160)가 슬립 모드에서 해제되도록 하는 제어 신호를 출력하게 할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 리모콘 신호가 입력되면, 부하(230)로 전원을 공급하도록 제 2 스위칭 제어신호를 생성하여 제 2 스위칭부(210)를 온시킴과 동시에, 축전부(170)의 충전을 수행할 수 있도록 제 1 스위칭 제어신호를 출력하여 제 1 스위칭부(120)를 온시킴으로써, 전원부(300)에서 입력된 교류 전원이 전압 조정부(130)를 통해서 축전부(170)를 충전시키도록 한다.
한편, 제 2 스위칭부(210)는 전원부(300)와 메인 SMPS(220) 사이에 배치되고, 평상시에는 오프 상태로 유지하다가, 리모콘 신호를 수신한 제어부(140)가 발생시키는 제 2 스위칭 제어신호를 입력받으면 온상태로 전환하여, 전원부(300)로부터 입력되는 교류 전원을 메인 SMPS(220)로 출력한다. 제 2 스위칭부(210) 역시 전자기기가 동작하지 않는 오프상태에서는 축전부(170)로부터 구동 전원(VDD)을 공급받는다.
메인 SMPS(220)는 전원부(300)로부터 입력되는 전원을 정류하고 스위칭하여 부하(230)로 전력을 공급한다. 메인 SMPS(220)의 기능은 일반적인 전자기기의 SMPS(220)의 기능과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
부하(230)는 각종 전작기기에서 전력을 소모하는 부분으로써, 본 발명의 대기 전력 절감 회로가 텔레비전에 구현된 경우에는 텔레비전 고유의 기능을 수행하기 위한 모든 부품이 부하(230)에 해당되고, 이 밖에, 본 발명의 대기 전력 절감 회로가 구현된 전자기기 본연의 기능을 수행하기 위한 모든 부분이 부하(230)에 해당한다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 기능을 설명하면, 먼저, 사용자가 리모콘 장치를 이용하여 전원을 켜도록 지시하는 리모콘 입력 신호를 발신하면, 리모콘 입력 신호는 리모콘 수신부(160)에서 수신되고, 리모콘 수신부(160)는 리모콘 신호를 제어부(140)로 출력한다.
제어부(140)는 리모콘 신호를 수신하면, 전자기기의 전원을 켜서 동작시키기 위해서 제 2 스위칭 제어신호를 생성하여 제 2 스위칭부(210)로 출력하는 한편, 전자기기의 전원이 켜진 상태에서 축전부를 충전시킬 수 있도록 제 1 스위칭 제어신호를 생성하여 제 1 스위칭부(120)로 출력한다.
제 2 스위칭부(210)는 제어부(140)로부터 제 2 스위칭 제어신호를 수신하면 오프상태에서 온상태로 전환되어, 전원부(300)로부터 입력되는 교류 전원을 메인 SMPS(220)로 전달하여 부하(230)로 전력을 공급한다.
아울러, 제 1 스위칭부(120)는 제 1 스위칭 제어신호를 수신하면 오프 상태에서 온상태로 전환하여 전원부(300)로부터 입력되는 교류 전원을 전압 조정부(130)로 전달하고, 전압 조정부(130)는 전원부(300)로부터 입력된 전원을 조정하여 축전부(170)를 충전시킨다.
한편, 사용자가 전자기기의 사용을 종료하기 위하여 리모콘을 이용하여 전원 오프 입력 신호를 발생시킨 경우, 리모콘 수신부(160)는 이를 수신하여, 대기 전력 절감 회로가 설치된 전자 장치의 기본 동작 모듈(180)로 전송하는 한편, 제어부(140)로 전원 오프를 나타내는 리모콘 신호를 출력하고, 제어부(140)는 제 1 및 제 2 스위칭 제어신호의 출력을 중단한다.
이에 따라서, 제 1 스위칭부(120) 및 제 2 스위칭부(210)는 온 상태에서 오프 상태로 전환하여, 전원부(300)로부터 메인 SMPS(220) 및 전압 조정부(130)로 공급되던 전력은 차단되고, 전자기기는 대기모드 상태로 진입하여 유지된다.
한편, 대기모드 상태에서, 축전부(170)는 전압 조정부(130), 제 1 스위칭부(120), 제 2 스위칭부(210), 제어부(140), 비교부(150) 및 리모콘 수신부(160)가 대기모드에서 구동될 수 있도록 구동 전력(VDD)을 지속적으로 공급하고, 비교부(150)는 축전부(170)에 충전된 전력을 기준값과 비교하여 충전된 전력의 전압값이 기준값 이하로 내려가면, 충전 전압이 기준값 이하로 낮아졌음을 나타내는 비교신호를 제어부(140)로 출력한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 비교신호는 충전된 전력의 전압값이 기준값인 2.7V보다 높은 경우에는 논리값 Low 인 신호가 출력되고, 충전된 전력의 전압값이 기준값인 2.7V 이하가 되면 논리값 High 인 신호가 출력되도록 설계되었다(즉, 충전된 전력의 전압값이 기준값인 2.7V 이하가 되면 비교신호가 출력되고, 충전된 전력의 전압값이 기준값인 2.7V 보다 높으면 비교신호가 출력되지 않는다고 표현할 수도 있다).
제어부(140)는 논리값 High 인 비교신호를 수신하면, 제 1 스위칭부(120)로 충전 제어신호를 출력한다.
제 1 스위칭부(120)는 대기모드에서 정류부(110)로부터 평활화된 전력을 공급받으며, 제어부(140)로부터 충전 제어 신호를 수신하면, 오프상태에서 온 상태로 전환되어 전원부(300)로부터 입력된 전력을 전압 조정부(130)로 출력하여 축전부(170)를 충전시킨다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로 세부 구성을 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 회로 구성을 보다 상세하게 설명하면, 축전부(170)는 2차전지 또는 2중 콘덴서 등으로 구현되어 5V의 전력을 축전하도록 구성된다.
정류부(110)는 3개의 커패시터(C11, C12, C2)와 브리지 정류회로(BR1) 및 저항(R3)을 포함하여 구성되고, 제 1 스위칭부(120)에 포함되는 제 2 포토 커플러(OC2)에 포함된 발광 다이오드의 애노드로 정류된 전원을 공급한다.
제 1 스위칭부(120)는 전원부(300)와 전압 조정부(130) 사이에서 스위치 온 또는 스위치 오프되는 제 1 트라이액 스위치(S1), 제 1 트라이액 스위치(S1)의 게이트와 연결되어 제 1 트라이액 스위치(S1)를 온 또는 오프시키는 제 1 포토커플러(OC1) 및 제 2 포토 커플러(OC2), 제 1 포토 커플러(OC1)를 동작시키는 FET 스위치(M2), 제 2 포토 커플러(OC2)를 동작시키는 2개의 PMOS 스위치(M1, M5) 및 2개의 저항(R2,R4)을 포함하여 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 포토 커플러(OC1)에 포함된 발광 다이오드의 애노드는 축전부(170)로부터 전원을 공급받고, 캐소드는 FET 스위치(M2)의 드레인에 연결되며, 제어부(140)의 N_ON 단자로부터 출력된 제 1 스위칭 제어 신호가 FET 스위치(M2)의 게이트에 입력되어 FET 스위치(M2)가 턴 온된다. FET 스위치(M2)가 턴 온되면 제 1 포토 커플러(OC1)에 포함된 발광 다이오드에 전류가 흐르면서 제 1 포토 커플러(OC1)가 동작되어 제 1 트라이액 스위치(S1)를 온시켜 전원부(300)와 전압 조정부(130)를 연결시킴으로써 전원을 전압 조정부(130)로 공급한다.
아울러, 제 2 포토 커플러(OC2)에 포함된 발광 다이오드의 애노드는 정류부(110)로부터 평활화된 전원을 공급받고, 캐소드는 PMOS 스위치(M1)의 소오스에 연결된다.
PMOS 스위치(M1)의 게이트는 PMOS 스위치(M5)의 드레인에 연결되고, PMOS 스위치(M5)의 소오스는 저항(R4)을 통해서 구동 전원(VDD)을 공급받으며, PMOS 스위치(M1)의 게이트와 PMOS 스위치(M5)의 드레인의 접속 노드에는 저항(R2)이 공통으로 연결되어 있으며, PMOS 스위치(M5)의 게이트는 제어부(140)의 SB 단자와 연결되어 있다.
제어부(140)의 SB 단자는 충전 제어 신호를 출력하는데, SB 단자로부터 충전 제어신호가 출력되지 않는 경우에는, PMOS 스위치(M5)의 게이트에는 LOW 값이 인가되어 PMOS 스위치(M5)는 온상태가 유지되고, PMOS 스위치(M5)의 소오스 및 드레인간에 전류가 흐르게 된다. 이 전류에 의해서 저항(R2)의 양단에는 전압이 걸리게 되고, 이 전압은 PMOS 스위치(M1)의 게이트에 High 전압값을 인가하게 되어 PMOS 스위치(M1)는 오프 상태를 유지하게 된다. 따라서, 제 2 포토 커플러(OC2)의 발광 다이오드에는 전류가 흐르지 않게 되므로, 제 2 포토 커플러(OC2)는 동작하지 않고, 이에 따라서 제 1 트라이액 스위치(S1)는 오프 상태를 유지한다.
한편, 축전부(170)의 전압이 떨어져 제어부(140)의 SB 단자로부터 충전 제어 신호가 출력되면, PMOS 스위치(M5)의 게이트에는 High 신호가 인가되어 PMOS 스위치(M5)는 턴 오프되고, 이에 따라서 PMOS 스위치(M1)의 게이트에 걸리던 전압이 제거되어 PMOS 스위치(M1)의 게이트에는 Low 전압이 인가되고, 이에 따라서, PMOS 스위치(M1)는 턴온되어 제 2 포토 커플러(OC2)의 발광 다이오드에는 전류가 흘러, 제 2 포토 커플러(OC2)가 동작하고, 이에 따라서 제 1 트라이액 스위치(S1)의 게이트에 전압이 인가되어 제 1 트라이액 스위치(S1)가 오프상태에서 온상태로 전환됨으로써, 전원부(300)로부터 전압 조정부(130)로 전원이 공급되어 축전부(170)가 충전된다.
제 2 스위칭부(210)는 전원부(300)와 메인 SMPS(220) 사이에 설치된 제 2 트라이액 스위치(S2), 내부에 포함된 발광 다이오드의 애노드는 축전부(170)로부터 구동 전원(VDD)을 공급받고 캐소드는 FET 스위치(M3)의 드레인에 연결되어 FET 스위치(M3)에 의해서 제어되어 제 2 트라이액 스위치(S2)를 동작시키는 제 3 포토 커플러(OC3), 및 제어부(140)로부터 입력되는 제 2 스위칭 제어 신호에 따라서 온/오프됨으로써 제 3 포토 커플러(OC3)를 동작시키는 FET 스위치(M3)를 포함하여 구성된다.
리모콘 수신부(160)는 수광소자(D4), 수신기 회로, EEPROM 으로 구현되는 저장부, 및 FET 스위치(M4)를 포함하여 구성된다. 리모콘 장치로부터 적외선 신호 또는 RF 신호가 발생되면, 수광소자(D4)가 이를 수신하여 수신기 회로로 출력한다.
수신기 회로는 수광소자(D4)로부터 리모콘 입력 신호를 IRIN 단자를 통해서 입력받으면, FET 스위치(M4)의 게이트에 전원을 인가하여 EEPROM에 전원을 인가하고, EEPROM에 저장된 코드를 이용하여 리모콘 입력 신호를 해석하여 대기모드 온/오프를 나타내는 리모콘 신호를 제어부(140)로 출력한다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 기능을 설명하면, 먼저, 사용자가 리모콘 장치를 이용하여 전원을 켜도록 지시하는 리모콘 입력 신호를 발신하면, 리모콘 입력 신호는 리모콘 수신부(160)의 수광소자(D4)에서 수신되어 수신기 회로(RF/IR receiver)의 IRIN 단자로 입력되고, 수신기 회로는 EON 단자로 신호를 출력하여 FET 스위치(M4)를 온시켜 EEPROM에 전원을 공급하고 EEPROM에 저장된 코드를 이용하여 수신된 리모콘 입력 신호가 전원 온 신호인지 또는 전원 오프 신호인지 해석하고, 이를 나타내는 리모콘 신호를 제어부(140)로 출력한다.
리모콘 신호가 전자기기의 전원을 켜도록 지시하는 신호인 경우에, 제어부(140)는 전자기기의 전원을 켜서 동작시키기 위해서 M_ON 단자를 통해서 제 2 스위칭 제어신호를 제 2 스위칭부(210)의 FET 스위치(M3)로 출력하는 한편, 전자기기의 전원이 켜진 상태에서 축전부(170)를 충전시킬 수 있도록 제 1 스위칭 제어신호를 N_ON 단자를 통해서 제 1 스위칭부(120)의 FET 스위치(M2)로 출력한다.
제 2 스위칭 제어신호를 수신한 제 2 스위칭부(210)의 FET 스위치(M3)는 턴온되고, 이에 따라서 제 3 포토 커플러(OC3)가 동작하여 제 2 트라이액 스위치(S2)가 온되어 전원부(300)로부터 교류 전원이 메인 SMPS(220)로 공급되고, 메인 SMPS(220)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 부하(230)로 공급함으로써 전자기기 본연의 기능을 수행하도록 한다.
한편, 제 1 스위칭 제어신호를 수신한 제 1 스위칭부(120)의 FET 스위치(M2)는 턴온되어 제 1 포토 커플러(OC1)의 발광 다이오드를 점등시킴으로써 제 1 포토 커플러(OC1)가 동작하고, 제 1 포토 커플러(OC1)는 제 1 트라이액 스위치(S1)를 온시킨다. 제 1 트라이액 스위치(S1)가 온되면 전원부(300)로부터 전압 조정부(130)로 전원이 공급되고, 전압 조정부(130)는 전원부(300)로부터 공급된 전원을 조정하여 다이오드(D2)를 통해서 축전부(170)로 출력함으로써, 축전부(170)를 충전시킨다.
한편, 전자기기의 전원이 꺼진 상태에서는, 상술한 바와 같이, 축전부(170)에 충전된 전력이 리모콘 수신부(160), 전압 조정부(130), 제어부(140), 비교부(150) 제 1 스위칭부(120) 및 제 2 스위칭부(210)의 구동 전력으로 공급되므로, 시간이 지남에 따라서 축전부(170)의 전력은 감소하게 되고, 비교부(150)는 축전부(170)에 충전된 전압을 기준값(예컨대, 2.7V)과 비교하여, 충전 전력의 전압이 기준값 이하가 되면, 충전 전력의 전압값이 기준값 이하가 되었음을 나타내는 비교 신호를 제어부(140)의 SC 단자로 출력하고, 제어부(140)는 SC 단자로부터 입력되는 비교신호를 조사하여, 충전 전력의 전압값이 기준값 이하가 되었다고 판단되면, 축전부(170)의 충전이 수행되도록 SB 단자를 통해서 제 1 스위칭부(120)의 PMOS 스위치(M5)의 게이트로 충전 제어 신호(High 신호)를 출력한다.
충전 제어 신호가 제 1 스위칭부(120)로 입력되기 전에는, 제 1 스위칭부(120)의 PMOS 스위치(M5)의 게이트에는 Low 신호가 입력된 상태이므로 항상 턴온 상태를 유지하여 구동 전압(VDD)이 저항(R4) 및 저항(R2)에 분배되어 걸리게 되고, 저항(R2)에 걸리는 전압에 의해서 High 신호가 PMOS 스위치(M1)의 게이트에 인가되어, PMOS 스위치(M1)는 턴 오프 상태를 유지하게 되므로, 제 2 포토 커플러(OC2)는 동작하지 않고, 따라서, 제 1 트라이액 스위치(S1)은 오프 상태를 유지한다.
그런데, 제어부(140)로부터 충전 제어 신호(High 신호)가 제 1 스위칭부(120)의 PMOS 스위치(M5)의 게이트로 입력되면, PMOS 스위치(M5)는 턴 오프되어 저항(R2)에는 전압이 걸리지 않게 되고, 따라서 PMOS 스위치(M1)의 게이트에는 Low 신호가 인가되어 PMOS 스위치(M1)가 턴 온되어, 제 2 포토 커플러(OC2)에 포함된 발광 소자에 전류가 흐르게 됨으로써, 제 2 포토 커플러(OC2)가 동작하여 제 1 트라이액 스위치(S1)의 게이트에 High 신호가 인가되어 제 1 트라이액 스위치(S1)가 턴온된다. 제 1 트라이액 스위치(S1)가 턴 온되면 전원부(300)로부터 전원이 전압 조정부(130)로 입력되고, 전압 조정부(130)는 다이오드(D2)를 통해서 충전전류를 축전부(170)로 공급하여 축전부(170)를 충전시킨다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제 1 스위칭 제어 신호 또는 충전 제어 신호에 따라서 온되어, 전원부로부터 입력되는 전원을 전압 조정부로 제공하는 제 1 스위칭부;
    상기 제 1 스위칭부로부터 입력되는 전원의 전압을 조정하여 출력하는 상기 전압 조정부;
    리모콘으로부터 입력 신호를 수신하여 제어부로 리모콘 신호를 출력하는 리모콘 수신부;
    상기 전압 조정부로부터 제공받은 전원에 의해서 충전되고, 대기모드에서는 비교부, 상기 전압 조정부, 제어부, 상기 제 1 스위칭부로 구동 전압을 공급하는 축전부;
    상기 축전부에 충전된 전력을 기준값과 비교하여 비교신호를 출력하는 상기 비교부; 및
    상기 비교신호에 따라서 상기 충전 제어 신호를 생성하고, 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 1 스위칭 제어 신호를 생성하는 상기 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 비교신호가 상기 축전부에 충전된 전력이 상기 기준값보다 낮음을 나타내면, 상기 충전 제어 신호를 상기 제 1 스위칭부로 출력하여 제 1 스위칭부를 온시켜 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 전압 조정부로 제공하여 상기 축전부를 충전시키는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원부로부터 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하여 상기 제 1 스위칭부로 출력하는 정류부를 더 포함하고,
    상기 제 1 스위칭부는
    상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 배치된 스위치; 및
    상기 충전 제어 신호가 입력되면 상기 정류부에서 공급된 전원을 이용하여 상기 스위치를 온시키는 제 2 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 스위칭부는
    상기 제 2 포토 커플러에 포함된 발광 다이오드의 캐소드에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 제 1 스위칭 소자; 및
    상기 충전 제어 신호가 입력되면, 오프되어 상기 제 1 스위칭 소자를 온시키는 제 2 스위칭 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자는 PMOS FET이고,
    상기 제 1 스위칭 소자의 소오스는 상기 캐소드에 연결되고, 드레인은 접지되며, 게이트는 상기 제 2 스위칭 소자의 드레인에 연결되고,
    상기 제 2 스위칭 소자의 게이트는 상기 충전 제어 신호를 입력받고, 소오스는 상기 축전부에서 제공하는 구동 전압을 공급받으며,
    일단은 접지되고 타단은 상기 제 1 스위칭 소자의 게이트와 상기 제 2 스위칭 소자의 드레인에 연결된 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 1 스위칭 제어 신호를 상기 제 1 스위칭부로 출력하여 제 1 스위칭부를 온시켜 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 전압 조정부로 제공하여 상기 축전부를 충전시키는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 스위칭부는
    상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 연결된 스위치; 및
    상기 제 1 스위칭 제어 신호가 입력되면 상기 스위치를 온시키는 제 1 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 스위칭부는
    소오스는 접지되고, 드레인은 상기 제 1 포토 커플러의 발광 다이오드의 캐소드에 연결되며, 게이트로 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 입력되면 턴 온되는 스위칭 소자를 더 포함하고,
    상기 발광 다이오드의 애노드는 상기 축전부로부터 구동 전원을 공급받고, 상기 스위칭 소자가 턴 온되면 상기 발광 다이오드에 전류가 흐름으로써 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제 2 스위칭 신호가 입력되면 온되어 상기 전원부로부터 입력되는 전원을 메인 SMPS로 출력하는 제 2 스위칭부; 및
    상기 전원부로부터 입력되는 전원을 정류하고 스위칭하여 부하로 공급하는 상기 메인 SMPS;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 2 스위칭 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 스위칭부는
    상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 연결된 스위치; 및
    상기 제 2 스위칭 신호가 입력되면 상기 스위치를 온시키는 제 3 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
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