WO2022014968A1 - 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

전원 공급 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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이상훈
이정호
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    • Y04S20/20—End-user application control systems

Definitions

  • the electronic device is provided with a power supply unit to supply power to each component of the electronic device, but the power supply unit is composed of a bulky circuit element (eg, a transformer), and thus there is a limitation in miniaturization. Accordingly, it is possible to reduce the volume of the electronic device by separately providing a power supply unit functioning as a power board outside the electronic device.
  • the power supply device may generate at least two standby power sources including standby power provided to the electronic device and standby power used internally. .
  • a problem to be solved by the technical idea of the present disclosure is to generate at least two standby power sources with low power consumption, and to provide a power supply device that controls the at least two standby power sources not to excessively rise or fall, and an electronic device including the same is to do
  • An electronic device includes a power supply including a first converter generating driving power, and a second converter generating the first standby power and the second standby power, and the power supply device and a main body operating based on the driving power received from and the second standby power, wherein the second converter senses the first standby power when performing a normal mode operation and a standby mode operation to perform the first By controlling standby power, sensing the second standby power when performing the standby mode operation, and performing the normal mode operation when the second standby power is below a reference level, the first standby power and the second standby power are It can be controlled to remain constant.
  • a power supply device includes a first converter that generates a driving voltage in a normal mode state and stops operation in a standby mode state, and a first standby mode operation by performing a standby mode operation in the standby mode state A voltage and a second standby voltage are generated, the rise or fall of the first standby voltage is controlled by sensing the first standby voltage, and the second standby voltage is sensed by sensing the second standby voltage when the second standby voltage is less than or equal to a reference voltage.
  • a second converter that enters a normal mode state and performs a normal mode operation may be included.
  • a power supply device and an electronic device including the same can reduce standby power because one power supply unit generates at least two standby power sources.
  • the power supply device and the electronic device including the same generate at least two standby power sources by performing a standby mode operation in the standby mode state, control the operation of the power supply unit based on one of the at least two standby power sources, and at least another When one standby power is sensed and the other at least one standby power is reduced to a predetermined level or less, a normal mode operation may be performed to prevent excessive rise or fall of at least two standby power sources.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a power supply device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating an embodiment of the body of FIG. 1 .
  • FIG 4 shows a second converter according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a table for exemplarily explaining a method of determining an operation mode in the operation mode determining circuit of FIG. 4 .
  • 6A and 6B are timing diagrams illustrating a normal mode operation and a standby mode operation of the second converter.
  • FIG. 7 is a timing diagram illustrating an operation of a second converter in a standby mode.
  • FIG. 8 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the feedback circuit of FIG. 4 .
  • 9A and 9B are circuit diagrams illustrating implementations of an operation mode determining circuit according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG 10 shows a second converter according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 shows a method of performing a standby mode of a power supply device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish the element from other elements in question, and may refer to elements in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. that one (eg first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively” When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • a “module” or “unit” performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • a plurality of “modules” or a plurality of “units” are integrated into at least one module and implemented with at least one processor (not shown) except for “modules” or “units” that need to be implemented with specific hardware.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure .
  • an electronic device 1000 includes a main body 200 and a power supply device 100 , and the main body 200 and the power supply device 100 may be connected through a cable 300 .
  • the cable 300 may include an optical cable.
  • the electronic device 1000 may be a display system, and the main body 200 may be a display device (eg, a TV, a monitor, an electronic blackboard, etc.).
  • the present invention is not limited thereto, and the electronic device 1000 may be various types of multimedia devices.
  • the main body 200 is a TV as an example.
  • the power supply device 100 may generate driving power and at least two standby power based on commercial power, and may provide driving power and at least one standby power to the main body 200 through the cable 300 .
  • the grounding of the power supply device 100 and the grounding of the main body 200 may be different. Accordingly, the power supply device 100 may provide a floating ground, and may generate at least two standby power sources based on different grounds. In an embodiment, the power supply device 100 may generate the driving power and at least one standby power provided to the main body 200 based on the same ground.
  • the power plug 10 of the power supply device 100 may be connected to the power outlet 20 to receive commercial voltage.
  • the commercial voltage is an AC voltage in general, but a DC voltage is also possible.
  • the power supply device 100 may convert a commercial voltage to generate a driving voltage and first and second standby voltages Vs1 and Vs2.
  • the driving voltage may be relatively higher than the first and second standby voltages Vs1 and Vs2.
  • the power supply device 100 may include a functional unit, and the functional unit may operate based on the first standby voltage Vs1.
  • the power supply device 100 may provide the driving voltage and the second standby voltage Vs2 to the main body 200 .
  • the main body 200 does not include a power line for connecting to a power outlet providing commercial power, and may operate based on the driving voltage and the second standby voltage Vs2 received from the power supply device 100 . .
  • the main body 200 may operate based on the driving voltage in the normal mode state and may operate based on the second standby voltage Vs2 in the standby mode state.
  • the normal mode state and the standby mode state refer to states applied to all components of the electronic device 1000 .
  • the power supply device 100 may include a converter CONV implemented as an insulated switched mode power supply (SMPS), and the converter CONV includes at least two standby power sources, that is, a first standby voltage Vs1. and a second standby voltage Vs2 may be generated.
  • the converter can generate one standby voltage (Vs1) and a second standby voltage (Vs2) through a switching operation, and performs a normal mode operation that continuously performs a switching operation in the normal mode state, and in the standby mode state, A standby mode operation in which a switching operation is performed intermittently may be performed. Accordingly, in the standby mode, power consumption according to the switching operation of the converter CONV may be reduced.
  • SMPS insulated switched mode power supply
  • the first standby voltage Vs1 is set as the master voltage
  • the second standby voltage Vs2 is set as the slave voltage
  • the converter CONV converts the first standby voltage Vs1 to the normal mode operation and the standby mode operation. sensing, and controlling the first standby voltage Vs1 based on the sensing result.
  • the converter CONV may control a switching operation (eg, a switching frequency) such that the first standby voltage Vs1 does not drop below a predetermined lower limit voltage or rise above a predetermined upper limit voltage.
  • the lower limit voltage and the upper limit voltage may be set in consideration of a target voltage and a voltage margin of the first standby voltage Vs1.
  • the converter CONV may sense the second standby voltage Vs2 when performing the standby mode operation, and may perform the normal mode operation when the second standby voltage Vs2 is equal to or less than a predetermined reference voltage. In other words, even when the power supply device 100 is in the standby mode, the converter CONV may perform the normal mode operation when the second standby voltage Vs2 is equal to or less than the reference voltage.
  • the main body 200 operates based on the second standby voltage Vs2.
  • the second standby voltage Vs2 may not become excessively low.
  • the second standby voltage Vs2 may rapidly decrease.
  • the power consumption of the power supply device 100 is small in the standby mode, that is, when the load current is small, the variation of the first standby voltage Vs1 may be small.
  • the converter CONV senses only the first standby voltage Vs1 and controls the switching operation based on the sensing result, the second standby voltage Vs2 may drop.
  • the converter CONV senses the second standby voltage Vs2 when the standby mode operation is performed, and the second standby voltage Vs2 is set to a predetermined value. If it is less than the reference voltage, the normal mode operation may be performed to prevent the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2 from becoming too low or too high in the standby mode.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a power supply device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the power supply device 100 may be applied to the electronic device 1000 of FIG. 1 .
  • the power supply device 100 includes a power generation module 110 and a main module 120 (a main module of the power supply device 100 ), and the power generation module 1110 includes a rectifying unit 111 . ), a power factor correction unit 112 (Power Factor Correction, PFC), a first converter 113 and a second converter 114 may be included.
  • PFC Power Factor Correction
  • the rectifier 111 may convert an input AC voltage into a DC voltage.
  • the rectifier 111 may rectify and smooth the AC voltage to convert it into a DC voltage of a certain level.
  • a half-wave or full-wave circuit eg, a bridge circuit
  • a capacitor may be connected in parallel to the output terminal of the rectifying unit 111 for smoothing.
  • the power factor improving unit 112 may adjust the power factor of the DC voltage input from the rectifying unit 111 , and may output the adjusted DC voltage.
  • the power factor improving unit 112 may minimize reactive power by correcting the phase and shape of the DC voltage input from the rectifying unit 111 .
  • the power factor improving unit 112 may output the DC voltage through a capacitor (not shown) connected to an output terminal.
  • the power factor improving unit 112 may be turned on or off.
  • the power factor improving unit 112 When the power factor improving unit 112 is turned on (activated), the DC voltage with the minimized reactive power generated by the power factor improving unit 112 is output to the first converter 113 and the second converter 113 , and the power factor improving unit 112 .
  • the rectified DC voltage output from the rectifier 111 may be provided to the second converter 114 .
  • the first converter 113 may also be turned off.
  • the first converter 113 may convert an input DC voltage to generate a driving voltage Vo (eg, driving power).
  • the first converter 113 may be an insulated converter.
  • the first converter 113 may be implemented as an SMPS including a transformer, and a primary side (input unit) and a secondary side (output unit) may be insulated by Tans.
  • Trans is the winding of the primary and secondary windings on the core (core, magnetic core), and when a change in current occurs in the primary winding, an induced electromotive force is generated in the secondary winding by the change in magnetic flux passing through the core and is induced. Current can flow.
  • the second converter 114 may convert the input DC voltage to generate a first standby voltage Vs1 and a second standby voltage Vs2 (eg, at least two standby power sources).
  • the second converter 114 is an isolated converter and may be implemented as an SMPS including a transformer.
  • the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2 may be voltages based on different ground.
  • the first standby voltage Vs1 may be a voltage with reference to the first ground
  • the second standby voltage Vs2 may be a voltage with respect to the second ground.
  • the second ground may be different from the first ground and the earth ground.
  • the main body ( 200 of FIG. 1 ) may be connected to the second ground, and the driving voltage Vo and the second standby voltage Vs2 provided to the main body ( 200 of FIG. 1 ) are based on the second ground. may be voltages to
  • the driving voltage Vo and the second standby voltage Vs2 may be provided to the main body ( 200 of FIG. 1 ), and the first standby voltage Vs1 may be provided to the main module 120 .
  • the main module 120 operates based on the first standby voltage Vs1 and can control the overall operation of the power supply device 100 .
  • the main module 120 includes a plurality of devices provided by the power supply device 100 . It may be a function module that controls or performs a function.
  • the main module 120 may generate a standby mode signal STBY indicating a standby mode (or referred to as a standby mode state) or a normal mode (or referred to as a normal mode state). For example, when the standby mode signal STBY is logic high, it indicates a normal mode, and when the standby mode signal STBY is logic low, it indicates a standby mode.
  • the main module 120 generates a logic low standby mode signal STBY when the main body (200 of FIG. 1 ) is powered off, and generates a logic high standby mode signal STBY when the main body 200 is powered on.
  • a signal STBY may be generated.
  • the power-on or power-off state of the main body 200 may be received from the main body 200 through the cable 300 .
  • components of the power supply device 100 for example, the power generation module 110 and the main module 120 may operate normally.
  • the rectifying unit 111 , the power factor improving unit 112 , the first converter 113 and the second converter 114 , and the function module 120 of the power generating module 110 may operate.
  • the power supply device 100 may enter a standby mode, and in the standby mode, the rectifying unit 111 and the second converter 114 operate, and the power factor improving unit ( 112) and the first converter 113 may not operate. In other words, the power factor improving unit 112 and the first converter 113 may be turned off.
  • the main module 120 may stop performing most functions, and only some functions of receiving a user input signal (eg, a remote control signal) may be activated. Accordingly, power consumption of the power supply device 100 in the standby mode may be very low. For example, the power consumption may be 0.5W (watt) or less.
  • the main module 120 includes an interface unit and may be connected to an external device wirelessly or by wire through the interface unit.
  • the interface unit communicates with an external device in a wired manner based on a radio frequency (RF) cable, HDMI (High Definition Multimedia Interface), DVI (Digital Visual Interface), component, wired Ethernet, or the like, or Wireless Fidelity), Antenna, Bluetooth, etc. can communicate with an external device in a wireless method.
  • RF radio frequency
  • HDMI High Definition Multimedia Interface
  • DVI Digital Visual Interface
  • component wired Ethernet, or the like
  • Wireless Fidelity Wireless Fidelity
  • the interface unit is implemented as an input terminal according to the HDMI standard to be connected to a set-top box to receive an input signal, and is implemented as a Wi-Fi communication module to receive input signals from various streaming services to receive content.
  • the function module 120 may provide the received input signal to the main body 200 .
  • one converter for example, the second converter 114 generates a plurality of standby voltages, for example, the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2. , the power consumption in the standby mode may be reduced, and the standby power regulation may be satisfied.
  • the second converter 114 feeds back the first standby voltage Vs1 set as the master voltage to control the first standby voltage Vs1, and also the second standby voltage set as the slave voltage ( By sensing Vs2) and performing a standby mode operation based on the sensing result or forcibly releasing the standby state and performing a normal mode operation, in the standby mode, the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage ( Vs2) may be kept constant.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating an embodiment of the body of FIG. 1 .
  • the main body 200 may include a converter 211 , a driving module 212 , a display 213 , and a main module 214 (a main module of the main body 200 ). It may further include a general-purpose configuration, for example, a user input unit, a sensor, and the like.
  • the converter 211 converts the received driving voltage Vo and provides the converted voltages (eg, Vd, Vs3) to the components of the main body 200 , such as the driving module 212 and the main module 214 .
  • the converter 211 and the driving module 212 may operate in a normal mode state (ie, a normal mode state of the main body 200 ).
  • the driving module 212 drives the display 213 .
  • the driving module 212 drives each pixel by applying a driving voltage or flowing a driving current to each pixel constituting the display 213 under the control of the main module 214 .
  • the display 214 may be referred to as a display panel
  • the driving module 212 may be referred to as a panel driver, but hereinafter, for convenience of description, they will be collectively referred to as the display 213 and the driving module 212 , respectively.
  • the display 213 may be implemented as a liquid crystal display (LCD), an organic LED (OLED), an active-matrix OLED (AMOLED), a plasma display panel (PDP), a quantum dot (QD), a micro LED, and the like. It may be implemented as a type of flat panel display or a flexible display.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic LED
  • AMOLED active-matrix OLED
  • PDP plasma display panel
  • QD quantum dot
  • micro LED a micro LED, and the like. It may be implemented as a type of flat panel display or a flexible display.
  • the main module 214 includes a central processing unit (CPU), a micro controller unit (MCU), a micro processing unit (MPU), a controller, an application processor (AP), or a communication processor.
  • CPU central processing unit
  • MCU micro controller unit
  • MPU micro processing unit
  • AP application processor
  • CP communication processor
  • the main module 230 may be implemented as a system on chip (SoC), large scale integration (LSI), or a field programmable gate array (FPGA) type having a built-in processing algorithm.
  • SoC system on chip
  • LSI large scale integration
  • FPGA field programmable gate array
  • the main module 214 may operate based on the converted driving voltage Vs3 received from the converter 211 in the normal mode state, and may operate based on the received second standby voltage Vs2 in the standby mode state. .
  • the main module 214 may include a plurality of functional units, and in a normal mode state, power, for example, a converted driving voltage Vs3 is applied to the plurality of functional units to perform a normal operation.
  • a predetermined partial function among a plurality of functional units of the main module 214 for example, standby power to a functional unit that receives a user input (eg, an on/off signal from a remote control, or a user voice input) , for example, the second standby voltage Vs2 may be applied, and most other functional units may be in a power-off state because power is cut off.
  • the main module 214 may include a voice recognition unit 21 .
  • the voice recognition unit 21 may perform a voice recognition function based on the converted driving voltage Vs3 in the normal mode state.
  • the voice recognition unit 21 may recognize the user's voice and extract information from the user's voice.
  • the voice recognition unit 21 may extract a control command from the user's voice, and the main module 213 may operate based on the extracted control command.
  • the voice recognition unit 21 may perform a voice recognition function based on the second standby voltage Vs2 in the standby mode. For example, in the standby mode, the main body 200 is powered off, and at this time, some predetermined functional units of the main module 214 including the voice recognition unit 21 (eg, some functional units receiving user input) Except for , the components of the main body 200 , for example, other functional units of the main module 214 , the converter 211 , the driving module 212 , and the display 213 may not operate.
  • the voice recognition unit 21 performs voice recognition to extract a power-on command from the user's voice.
  • the voice recognition unit 21 receives the user's voice, and powers a triggering word and a word indicating power-on (eg, “power-on” or “turn-on”) from the user's voice. It can be extracted as an -on command.
  • the triggering word is a call word for the voice recognition function of the main body 200 and may be referred to as a wakeup word, for example, “Hi Bixby”, “Ok Google”, “Alexa”, and the like.
  • the main body 200 may be powered on based on the power-on command extracted from the voice recognition unit 21 .
  • the main module 214 may operate normally in response to a power-on command.
  • the power-on command is provided to the power supply device ( 100 in FIGS. 1 and 2 ), and the power supply device 100 operates normally in response to the power-on command, so that the driving voltage ( Vo) is received, and the converter 211 , the driving module 212 , and the display 213 may operate based on the received driving voltage Vo.
  • the converter eg, the second converter 114 of FIG. 2
  • the second standby voltage Vs2 is sensed, and when the second standby voltage Vs2 is equal to or less than a predetermined reference voltage, a normal mode operation may be performed. have.
  • the main module 214 may further include general-purpose components, such as a user command receiver, a processor, and a memory.
  • the user command receiver may receive a command or data to be used for a component (eg, a processor) of the main body 200 from the outside (eg, a user) of the main body 200 .
  • the user command receiver includes, for example, a microphone for receiving a voice corresponding to a menu or function of the main body 200 uttered by the user, a camera for acquiring an image corresponding to the user's motion, and a user input (eg, It may include a remote signal receiver for receiving an optical signal corresponding to a touch, press, touch gesture, voice, or motion).
  • the user command receiver may receive a control command from a remote control device (eg, remote control) through a short-range wireless communication interface such as Bluetooth, NFC (Near Field Communication) or IR (Infrared) transceiver and transmit it to the processor.
  • a remote control device eg, remote control
  • the user command receiving unit may receive a control command for entering the main body 200 into the normal mode state or enter the standby mode state, and transmit it to the processor.
  • the user command receiving unit may receive a control command requesting to enter various types of modes according to functions provided by the main body 200 , such as an off mode, a sleep mode, an ambient mode, and the like.
  • the processor may control the overall operation of the main body 200 .
  • the processor may perform various operations by copying various software programs or instructions stored in the memory to the RAM and executing them.
  • the memory may store various software programs (or applications) for operating the main body 200 , and data and instructions for operating the main body 200 . At least a portion of such a program may be downloaded from an external server through wireless or wired communication or may be provided from a power supply device ( 100 in FIG. 1 ).
  • the memory is accessed by the processor, and the processor may read/write/modify/delete/update software programs, data, and instructions included in the memory.
  • FIG 4 shows a second converter according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the second converter 114 may be applied to the power supply device 100 of FIG. 2 .
  • the second converter 114 may include a conversion circuit 41 and a controller 42 .
  • the conversion circuit 41 may include a switching unit 41-1, a transformer 41-2, a first output unit 41-3, and a second output unit 41-4.
  • the switching unit 41-1 may include first and second switching elements SW1 and SW2, and the first and second switching elements SW1 and SW2 are based on the switching signals M1 and M2, respectively. can be turned on and turned off.
  • the first and second switching elements SW1 and SW2 may be alternately turned on and off.
  • the transformer 41 - 2 may include a leakage inductor Lr, a transformer TF, a resonance capacitor Cr, and first to fourth diodes D1 , D2 , D3 , and D4 .
  • the first and second switching elements SW1 and SW2 are connected in series to the input voltage Vin, and between the second switching element SW2 and the primary coil L1 of the transformer TF, a leakage inductor Lr and A leakage inductor Lr may be connected.
  • the leakage inductor Lr may serve as a resonance inductor of the transformer TF.
  • the secondary coil L2 may be connected to the first and second diodes D1 and D2
  • the tertiary coil L3 may be connected to the third and fourth diodes D3 and D4 .
  • the secondary coil L2 and the tertiary coil L3 of the transformer TF are inductively coupled to the primary coil L1, respectively, and the secondary and tertiary coils L2 and L3 are It can have turns ratio.
  • the first switching element SW1 and the second switching element SW2 are alternately turned on and off, so that a voltage can be induced to the secondary coil L2 and the tertiary coil L3, and a specific Output voltages of the magnitudes, for example, the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2 may be output through the first output unit 41-3 and the second output unit 41-4, respectively.
  • a first capacitor C1 may be connected between both output nodes of the first output unit 41-3 to store the first standby voltage Vs1. Also, the dummy resistor R and the third switching element SW3 may be connected in series between both output nodes. The third switching element SW3 may be turned on or turned off based on the control signal V A provided from the controller 42 , and when the third switching element SW3 is turned on, the dummy resistor Since a current flows through R, the first standby voltage Vs1 may be lowered or may not increase by more than a predetermined voltage.
  • the photo coupler PC controls the control signal V A . may be converted to correspond to the reference potential of the second output unit 41-3, and the converted control signal V A may be applied to the third switching element SW3.
  • a second capacitor C2 may be connected between both output nodes of the second output unit 41-4 to store a second standby voltage Vs2.
  • the conversion circuit 41 has been described. However, the configuration and operation of the conversion circuit 41 are not limited thereto, and the conversion circuit 41 may be implemented as various types of circuits having an insulated SMPS structure.
  • the control unit 42 senses the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2 generated by the conversion circuit 41, and controls the switching operation of the switching unit 41-1 based on the sensing result.
  • the controller 42 may include an operation mode determination circuit 42-1, a feedback circuit 42-1, and a switching controller 42-3.
  • each of the operation mode determining circuit 42-1, the feedback circuit 42-1, and the switching controller 42-3 may be implemented as a semiconductor chip.
  • at least a portion of the operation mode determining circuit 42-1, the feedback circuit 42-1, and the switching controller 42-3 may be implemented as a single semiconductor chip.
  • the operation mode determining circuit 42-1 may determine the operation mode of the second converter 114 based on the standby mode signal STBY and the second standby voltage Vs2.
  • FIG. 5 is a table for exemplarily explaining a method of determining an operation mode in the operation mode determining circuit of FIG. 4 .
  • the operation mode determining circuit 42-1 when the standby mode signal STBY is logic high (H) indicating the normal mode state, the operation mode determining circuit 42-1 is configured to operate regardless of the voltage level of the second standby voltage Vs2, It may be determined to perform the normal mode operation NR, and an operation mode signal OMD of a logic low L indicating the normal mode operation NR may be output.
  • the operation mode determination circuit 42-1 senses the second standby voltage Vs2, and the second standby voltage Vs2 is set to a predetermined value. When it is higher than the reference voltage of (for example, when it is determined as high (H)), the operation mode determination circuit 42-1 may determine to perform the standby mode operation STB, and a logic high indicating the standby mode operation STB.
  • the operation mode signal OMD of (H) may be output.
  • the operation mode determination circuit 42 -1) may determine to perform the normal mode operation NR, and output the operation mode signal OMD of logic high (H) indicating the normal mode operation NR.
  • the logic high control signal V A may be output, and the third switching element SW3 may be turned on in response to the control signal V A .
  • the second converter 114 when the standby mode signal STBY indicates the normal mode state, the second converter 114 is determined to perform the normal mode operation NR regardless of the voltage level of the second standby voltage Vs2.
  • the standby mode signal STBY indicates the standby mode state
  • the second converter 114 when the voltage level of the second standby voltage Vs2 is higher than the predetermined reference voltage, the second converter 114 performs the standby mode operation STB. It is determined, and when it is less than or equal to a predetermined reference voltage, it may be determined that the second converter 114 performs the normal mode operation NR.
  • the standby mode state when the second standby voltage Vs2 is lowered to a predetermined reference voltage or less, the standby mode state may be forcibly released.
  • the feedback circuit 42-1 senses the first standby voltage Vs1 and generates a control voltage Vc for controlling the voltage rise or fall of the first standby voltage Vs1.
  • the switching controller 42 - 3 may receive the operation mode signal OMD and the control voltage Vc and operate based thereon.
  • the switching controller 42 - 3 may generate the switching signals M1 and M2 provided to the switching unit 41-1 of the conversion circuit 41 , and based on the control voltage Vc, the switching signals
  • the frequency (modulation frequency) or duty ratio (modulation width) of (M1, M2) can be adjusted. For example, when the control voltage Vc indicates a fall of the first standby voltage Vs1 , the switching controller 42 - 3 increases the frequencies of the switching signals M1 and M2 or increases the duty ratio. can do it
  • the switching controller 42 - 3 may perform a normal mode operation or a standby mode operation in response to the operation mode signal OMD. During the normal mode operation, the switch controller 42 - 3 may generate the switching signals M1 and M2 for continuously switching the switching elements SW1 and SW2 of the switching unit 41-1 . For example, the levels of the switching signals M1 and M2 may be continuously transitioned between a logic high and a logic low, and the levels of the first switching signal M1 and the second switching signal M2 may be complementarily transitioned. have.
  • the switch controller 42 - 3 may generate the switching signals M1 and M2 to cause the switching elements SW1 and SW2 of the switching unit 41-1 to intermittently switch.
  • the levels of the switching signals M1 and M2 may intermittently transition between a logic high level and a logic low level.
  • the levels of the switching signals M1 and M2 may periodically transition between a logic high and a logic low for a predetermined period.
  • the switching controller 42 - 3 may control the voltage rise or fall of the first standby voltage Vs1 based on the control voltage Vc.
  • 6A and 6B are timing diagrams illustrating a normal mode operation and a standby mode operation of the second converter.
  • FIG. 6A shows normal mode operation
  • FIG. 6B shows standby mode operation
  • the second converter 114 may perform a normal mode operation.
  • the switching controller 42 - 3 may generate a first switching signal M1 and a second switching signal M2 that continuously transition between a logic high and a logic low.
  • the switching elements SW1 and SW2 of the switching unit 41-1 may continuously perform a switching operation in response to the first switching signal M1 and the second switching signal M2, and thus a constant voltage level
  • the first standby power Vs1 and the second standby power Vs2 may be generated.
  • the second converter 114 is in standby mode. mode operation can be performed.
  • the switching controller 42 - 3 may generate a first switching signal M1 and a second switching signal M2 that intermittently transition between a logic high and a logic low.
  • the frequencies of the first switching signal M1 and the second switching signal M2 may be the same as or similar to the frequencies of the first switching signal M1 and the second switching signal M2 of FIG. 6A .
  • the switching elements SW1 and SW2 of the switching unit 41-1 may intermittently perform a switching operation in response to the first switching signal M1 and the second switching signal M2. Meanwhile, when the second controller 114 performs the standby mode operation, the amount of load currents based on the first standby voltage Vo1 and the second standby voltage Vs2 may be considerably small. Accordingly, when the switching elements SW1 and SW2 perform a switching operation in response to the first switching signal M1 and the second switching signal M2, the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage ( Vs2) can be increased gradually. Thereafter, when the switching elements SW1 and SW2 stop the switching operation in response to the first switching signal M1 and the second switching signal M2, the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2 may decrease gradually.
  • FIG. 7 is a timing diagram illustrating an operation of a second converter in a standby mode.
  • the second converter 114 may enter the standby mode state.
  • the operation mode may be determined based on the second standby voltage Vs2.
  • the mode signal OMD may be logic high, and the second converter 114 may perform a standby mode operation.
  • the switching unit 41-1 may perform a switching operation in response to the first and second switching signals M1 and M2.
  • the first load current Is1 and the second load current Is2 are load currents of the operation module operating based on the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2, respectively, and the first load current Is1 ) and the second load current Is2 are small, the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2 may gradually increase.
  • the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2 may gradually increase until time t1, and the second load current Is2 may increase at time t1. In this case, when the second converter 114 stops the switching operation after time t1 as the standby mode operation is performed, the second standby voltage Vs2 may drop.
  • the operation mode may be changed.
  • the mode signal OMD may transition to a logic low, and the second converter 114 may perform a normal mode operation according to the mode signal OMD.
  • the switching unit 41-1 may continuously perform a switching operation in response to the first and second switching signals M1 and M2.
  • the second standby voltage Vs2 may maintain a constant voltage.
  • the second standby voltage Vs2 may maintain the target voltage Vs2_TG.
  • the control signal V A becomes logic high, and the third switching element SW3 provided in the first output unit 41-3 is applied to the control signal V A . In response, it is turned on and a current flows through the dummy resistor R, so that the first standby voltage Vs1 does not increase and a constant voltage can be maintained.
  • the second standby voltage Vs2 may increase, and as the second standby voltage Vs2 becomes higher than a predetermined reference voltage, the mode signal OMD may transition to logic high, and the second converter 114 may perform a standby mode operation according to the mode signal OMD.
  • the second converter 114 may perform a switching operation intermittently, and in a period in which the switching operation is not performed (eg, a period t3 to t4 and a period after t5), the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage ( Vs2) may gradually decrease, and the first standby voltage Vs1 and the second standby voltage Vs2 may gradually increase during a period in which a switching operation is performed (eg, a period t5 to t6).
  • the second converter 114 in the standby mode, when the second standby voltage Vs2 falls below the reference voltage due to an increase in the second load current Is2, the second converter 114 operates in the normal mode.
  • the second standby voltage Vs2 may maintain a constant voltage. Since a current flows through the dummy resistor of the first output unit 41-3 from which the first standby voltage Vs1 is output, the second standby voltage Vs1 may also maintain a constant voltage.
  • the power factor improving unit (112 in FIG. 2 ) and the first converter (113 in FIG. 2 ) maintain the standby mode state and do not operate.
  • the power supply voltage is cut off to the improvement unit 112 and the first converter 113 , so that the improvement unit 112 and the first converter 113 may not operate.
  • FIG. 8 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the feedback circuit of FIG. 4 .
  • the feedback circuit 42 - 2 may include a detection circuit DET and a photo coupler PC.
  • the detection circuit DET may include a shunt regulator SR1 , resistors R11 , R12 , and R13 , and a capacitor C, and is configured to sense the first standby voltage Vs1 based on the power supply voltage Vcc.
  • the division resistors R12 and R13 may divide the first standby voltage Vs1, and the detection circuit DET may operate as an integrator based on the divided voltage.
  • the control voltage Vc indicating the rise or fall of the first standby voltage Vs1 may be output.
  • the reference potential of the first standby voltage Vs1 may be the first ground GND1
  • the detection circuit DET may be connected to the first ground GND1 .
  • the first ground GND1 may be different from the ground of the switching controller 43 - 3 of FIG. 4 to which the control voltage Vc is applied.
  • the switching controller 42 - 3 may be grounded to standby.
  • the photo coupler PC converts the control voltage Vc to correspond to the reference potential of the switching controller 42-3, for example, the standby ground, and provides the converted control voltage Vc to the switching controller 42-3.
  • 9A and 9B are circuit diagrams illustrating implementations of an operation mode determining circuit according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the operation mode determination circuit of FIGS. 9A and 9B can be applied as the operation mode determination circuit 42-1 of FIG.
  • the operation mode determining circuit 42-1a may include a sensing circuit SEN first and second photo couplers PC1 and PC2 and a resistor R3, and the sensing circuit SEN is It may include a shunt regulator SR2, and resistors R21, R22, and R23.
  • the sensing circuit SEN may sense the second standby voltage Vs2 based on the power supply voltage Vcc.
  • the divider resistors R22 and R23 divide the second standby voltage Vs2, and when the divided voltage is higher than the threshold voltage of the shunt regulator, a control signal V A of a logic low is output, and the divided voltage is When it is lower than the threshold voltage of the shunt regulator, a logic high control signal V A may be output.
  • the reference potential of the second standby voltage Vs2 may be the second ground GND2
  • the sensing circuit SEN may be connected to the second ground GND2 .
  • the control signal V A may be converted into a signal with reference to the atmospheric ground through the first photo coupler PC1 .
  • a standby ground may be connected to one end of each of the first and second photo couplers PC1 and PC2, and a power voltage Vcc may be applied to the other end through a resistor R31.
  • the mode signal OMD may indicate a normal mode operation.
  • the mode signal OMD may be determined according to the control signal V A .
  • the logic low control signal V A may be output, and the logic high mode signal OMD indicating the standby mode operation may be output.
  • a logic high control signal V A may be output, and a logic low mode signal OMD indicating a normal mode operation may be output.
  • the operation mode determination circuit 42-1b of FIG. 9B is a modification of the operation mode determination circuit 43-1a of FIG. 9A , and the sensing circuit SEN may be replaced with a comparator COM.
  • the comparator COM When the second standby voltage Vs2 is higher than a predetermined reference voltage, for example, the comparison voltage Vr, the comparator COM outputs a logic low control signal V A , and the second standby voltage Vs2 is a predetermined reference voltage.
  • the voltage for example, the comparison voltage Vr or less, the logic high control signal V A may be output.
  • FIG 10 shows a second converter according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the second converter 114a may be applied to the voltage supply circuit 110 of FIG. 2 .
  • the second converter 114a is a modified example of the second converter 114 of FIG. 4 . Therefore, the difference from the second converter 114 of FIG. 4 will be mainly described.
  • the second converter 114a may further include a power supply voltage generator 42 - 5 .
  • the fourth coil L4 and the fifth coil L5 are inductively coupled to the primary coil L1, respectively, and the fourth and fifth coils L4 and L5 may have a turns ratio according to the power supply voltage to be output. have.
  • the power supply voltage generator 42-5 generates a first power voltage Vcc1 according to the turns ratio of the primary coil L1 and the fourth coil L4, and the primary coil L1 and the fifth coil L5. ) may generate the second power voltage Vcc2 according to the turns ratio.
  • the voltage levels of the first power voltage Vcc1 and the second power voltage Vcc2 may be the same.
  • the first power voltage Vcc1 may be provided to the power factor improving unit ( 112 in FIG. 2 ) and the first converter ( 113 in FIG. 2 ).
  • the standby mode signal STBY is logic high
  • the first power supply voltage Vcc1 is applied to the power factor improving unit 112 and the first converter 113 .
  • the power factor improving unit 112 and the first converter 113 may operate.
  • the standby mode signal STBY is a logic low
  • the first power voltage Vcc1 may be cut off in response to the standby mode signal STBY of the logic low. Accordingly, the power factor improving unit 112 and the first converter 113 may be in an off state (eg, in a standby mode).
  • the operation mode signal OMD indicates the normal operation mode, and accordingly, even if the second converter 114a performs the normal mode operation, the standby mode signal STBY is a logic low, and the first power voltage ( Vcc1) is blocked, the power factor improving unit 112 and the first converter 113 may maintain an off state (eg, a standby mode).
  • the second power supply voltage Vcc2 is generated irrespective of whether the mode state, for example, the standby mode state or the normal mode state, and the operation mode, for example, the normal mode operation or the standby mode operation, is generated to the switching controller 42-3. can be provided.
  • the second power supply voltage Vcc2 may also be provided as a power supply voltage (eg, Vcc in FIGS. 8 to 9B ) to the feedback circuit 42 - 2 and the operation mode determining circuit 42-1 .
  • FIG. 11 shows a method of performing a standby mode of a power supply device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the method of FIG. 11 may be performed in a standby power generation circuit that generates standby power, for example, the second converter 114 of FIG. 2 .
  • the power supply may enter a standby mode (S10).
  • the power supply may enter the standby mode in response to a standby mode signal generated externally or internally. For example, when an electronic device that provides power to the power supply is powered off or enters a sleep state, the power supply may enter a standby mode.
  • the power supply may perform a standby mode operation (S20).
  • the power supply device may generate at least two standby power sources, for example, a first standby power supply and a second standby power supply.
  • the power supply may include an SMPS for generating the first standby power and the second standby power, and the SMPS may intermittently perform a switching operation.
  • the power supply may sense the first standby power and the second standby power (S30).
  • the power supply device may include a control unit for controlling the SMPS, and the control unit may sense the first standby power and the second standby power.
  • the power supply may control the first standby power (S40).
  • the power supply device may control falling and rising of the first standby power based on the sensed first standby power. For example, the first standby power may be adjusted while sensing the first standby power so that the first standby power does not fall below a predetermined lower limit voltage or rise above a predetermined upper limit voltage.
  • the power supply device may determine whether the second standby power is equal to or less than a reference voltage (S50).
  • the power supply device may determine whether the sensed second standby power has dropped below a predetermined reference voltage. For example, when the driving current of the functional unit to which the second standby power is provided and power consumption is high, the second standby power may drop below the reference voltage.
  • the power supply may perform a normal mode operation (S60).
  • the SMPS may continuously perform a switching operation, and accordingly, the second standby power may be constantly maintained at a target level.
  • the output terminal may be controlled such that a predetermined current flows from the output terminal generating the first standby power, and accordingly, the first standby power supply It can maintain a constant level without rising.
  • the power supply may continue to perform the standby mode operation ( S20 ).
  • the power supply may continuously perform steps S20 to S560 until it enters the normal mode state in response to the standby mode signal, and accordingly, in the standby mode state, the first standby voltage and the second standby voltage are excessively Ascending or descending can be prevented.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 2000 may include a first device 2100 and a second device 32200 , and the first device 32100 and the second device 2200 may be electrically connected.
  • the first device 2100 may include a power generation module 2210 .
  • the power generating module 110 of FIG. 2 may be applied as the power generating module 2210 .
  • the power generation module 2210 may generate at least two standby power sources.
  • the first device 2100 may provide one or more standby power among at least two standby power sources to the second device 2200 .
  • the second device 2200 In the standby mode, the second device 2200 may operate based on one or more standby power received from the first device 2100 .
  • functions of the first device 2100 may be deactivated, and some functions for receiving a user input instructing exit from the standby mode state may remain active.
  • the first device 2100 may internally use the remaining standby power among the at least two standby power sources or provide it to another external device.
  • the power generation module 2210 may generate at least two standby power sources with low power consumption by performing a standby mode operation in the standby mode state.
  • the power generation module 2210 may sense a standby power (referred to as a master standby power) set as a master among at least two standby power sources, and control the rise or fall of the master standby power.
  • a standby power referred to as a master standby power
  • other standby power sources other than the master standby power may be set as the slave standby power.
  • the power generation module 2210 senses the slave standby power, and when the slave standby power is equal to or less than a predetermined reference level, the power generation module 2210 may perform a normal mode operation by switching the operation mode. For example, the power generation module 2210 may be forcibly converted from the standby mode state to the normal mode state.
  • the normal mode state entering based on the level of the standby power is different from entering the normal mode state based on the mode control signal, and the first device 2100 may maintain the standby mode state.
  • the power generating module 2210 (or some block of the power generating module) may be switched to the normal mode state.
  • the power generation module 2210 may perform a normal mode operation, and at least two standby power sources may maintain a constant level.
  • the power generation module 2210 continuously senses the master standby power and the slave standby power, and when the slave standby power becomes higher than a predetermined reference level, the power generation module 2210 may switch the operation mode to perform the standby mode operation. In other words, the power generating module 2210 (or some blocks of the power generating module) may be switched back to the standby mode. Accordingly, the power generation module 2210 may generate at least two standby power sources with low power consumption in the standby mode state, and may prevent the at least two standby power sources from excessively rising or falling.
  • ⁇ module may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, for example, logic, logic block, part, or circuit, etc. may be used interchangeably with the terms of.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. or one or more other operations may be added.

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Abstract

본 개시는 적어도 두 개의 대기 전원을 생성하는 전원 공급 장치, 및 이를 포함하는 전자 장치를 개시한다. 전자 장치는, 구동 전원을 생성하는 제1 컨버터, 및 제1 대기 전원 및 제2 대기 전원을 생성하는 제2 컨버터를 포함하는 전원 공급 장치, 및 상기 전원 공급 장치로부터 수신되는 상기 구동 전원 및 상기 제2 대기 전원을 기초로 동작하는 본체를 포함하고, 상기 제2 컨버터는, 노멀 모드 동작 수행 및 대기 모드 동작 수행 시, 상기 제1 대기 전원을 센싱하여 상기 제1 대기 전원을 제어하고, 상기 대기 모드 동작 수행 시 상기 제2 대기 전원을 센싱하고, 상기 제2 대기 전원이 기준 레벨 이하이면 상기 노멀 모드 동작을 수행함으로써 상기 제1 대기 전원 및 상기 제2 대기 전원이 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.

Description

전원 공급 장치 및 이를 포함하는 전자 장치
전자 기술의 발전에 따라 다양한 유형의 전자 기기가 개발되고 있다. TV의 경우를 예로 들면, 대형 TV에 대한 수요 증가에 따라 소비 전력의 효율이 높은 대형 TV가 개발되고 있으며, 또한 공간 활용도 및 심미감가 향상을 위하여 TV의 두께를 좀 더 얇게 하기 위한 연구가 활발하다. 전자 기기는 전자 기기의 각 구성에 전원을 공급하기 위하여 전원 공급부를 구비하게 되는데, 이러한 전원 공급부는 부피가 큰 회로 소자(예를 들어, 트랜스포머)로 구성되어 소형화 하는데 한계가 있다. 이에 따라, 전원 보드의 기능을 하는 전원 공급 장치를 전자 기기 외부에 별도로 마련하여 전자 기기의 부피를 줄일 수 있다. 최근에는, 전자 기기의 일부 기능이 전원 공급 장치로 이전되고 있으며, 이에 따라 전원 공급 장치는 전자 기기로 제공되는 대기 전원 및 내부적으로 이용되는 대기 전원을 포함하는 적어도 두 개의 대기 전원을 생성할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 적은 소비 전력으로 적어도 두 개의 대기 전원을 생성하며, 적어도 두 개의 대기 전원이 과도하게 상승하거나 또는 하강하지 않도록 제어하는 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공하는 데 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자 장치는, 구동 전원을 생성하는 제1 컨버터, 및 제1 대기 전원 및 제2 대기 전원을 생성하는 제2 컨버터를 포함하는 전원 공급 장치, 및 상기 전원 공급 장치로부터 수신되는 상기 구동 전원 및 상기 제2 대기 전원을 기초로 동작하는 본체를 포함하고, 상기 제2 컨버터는, 노멀 모드 동작 수행 및 대기 모드 동작 수행 시, 상기 제1 대기 전원을 센싱하여 상기 제1 대기 전원을 제어하고, 상기 대기 모드 동작 수행 시 상기 제2 대기 전원을 센싱하고, 상기 제2 대기 전원이 기준 레벨 이하이면 상기 노멀 모드 동작을 수행함으로써 상기 제1 대기 전원 및 상기 제2 대기 전원이 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 전원 공급 장치는, 노멀 모드 상태에서 구동 전압을 생성하고, 대기 모드 상태에서 동작을 중단하는 제1 컨버터 및 상기 대기 모드 상태에서 대기 모드 동작을 수행하여 제1 대기 전압 및 제2 대기 전압을 생성하고, 상기 제1 대기 전압을 센싱하여 상기 제1 대기 전압의 상승 또는 하강을 제어하고, 상기 제2 대기 전압을 센싱하여 상기 제2 대기 전압이 기준 전압 이하이면 상기 노멀 모드 상태로 진입하여 노멀 모드 동작을 수행하는 제2 컨버터를 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 전자 장치는 하나의 전원부가 적어도 두 개의 대기 전원을 생성하므로 대기 전력을 감소시킬 수 있다. 또한, 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 전자 장치는 대기 모드 상태에서 대기 모드 동작을 수행하여 적어도 두 개의 대기 전원을 생성하며, 적어도 두 개의 대기 전원 중 하나를 기초로 전원부의 동작을 제어하고 또한 다른 적어도 하나의 대기 전원을 센싱하여 상기 다른 적어도 하나의 대기 전원이 소정의 레벨 이하로 감소하면 노멀 모드 동작을 수행함으로써 적어도 두 개의 대기 전원이 과도하게 상승하거나 또는 하강하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전원 공급 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 본체의 일 구현예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 제2 컨버터를 나타낸다.
도 5는 도 4의 동작 모드 결정 회로에서, 동작 모드를 결정하는 방법을 예시적으로 설명하기 위한 테이블이다.
도 6a 및 도 6b는 제2 컨버터의 노멀 모드 동작 및 대기 모드 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 7은 대기 모드 상태에서 제2 컨버터의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 도 4의 피드백 회로의 일 구현예를 나타내는 회로도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 동작 모드 결정 회로의 구현예들을 나타내는 회로도이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 제2 컨버터를 나타낸다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전원 공급 장치의 대기 모드 수행 방법을 나타낸다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 기재된 기술적 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 참조 부호가 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 개시에서, "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 해당 구성요소와 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 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(1000)는 본체(200) 및 전원 공급 장치(100)를 포함하며, 본체(200) 및 전원 공급 장치(100)는 케이블(300)을 통해 연결될 수 있다. 실시예에 있어서, 케이블(300)은 광 케이블을 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 전자 장치(1000)는 디스플레이 시스템일 수 있으며, 본체(200)는 디스플레이 장치(예컨대 TV, 모니터, 전자 칠판 등)일 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 전자 장치(1000)는 다양한 종류의 멀티미디어 장치일 수 있다. 이하 본 개시에서, 본체(200)가 TV인 것을 예를 들어 설명하기로 한다.
전원 공급 장치(100)는 상용 전원을 기초로 구동 전원 및 적어도 두 개의 대기 전원을 생성하고, 케이블(300)을 통해 구동 전원 및 적어도 하나의 대기 전원을 본체(200)로 제공할 수 있다.
전원 공급 장치(100)의 접지와 본체(200)의 접지는 상이할 수 있다. 따라서, 전원 공급 장치(100)는 플로팅 접지를 제공할 수 있으며, 서로 상이한 접지를 기초로 적어도 두 개의 대기 전원을 생성할 수 있다. 실시예에 있어서 전원 공급 장치(100)는 동일한 접지를 기초로 상기 본체(200)로 제공되는 구동 전원 및 적어도 하나의 대기 전원을 생성할 수 있다.
예를 들어, 전원 공급 장치(100)의 전원 플러그(10)가 전원 콘센트(20)에 연결되어, 상용 전압을 수신할 수 있다. 여기서 상용 전압은 AC 전압이 일반적이나 DC 전압인 경우도 가능하다. 전원 공급 장치(100)는 상용 전압을 변환하여, 구동 전압 및 제1 및 제2 대기 전압(Vs1, Vs2)을 생성할 수 있다. 구동 전압은 상대적으로 제1 및 제2 대기 전압(Vs1, Vs2)보다 고전압일 수 있다.
전원 공급 장치(100)는 기능부를 포함할 수 있으며, 상기 기능부는 제1 대기 전압(Vs1)을 기초로 동작할 수 있다. 전원 공급 장치(100)는 구동 전압 및 제2 대기 전압(Vs2)을 본체(200)로 제공할 수 있다.
본체(200)는 상용 전원을 제공하는 전원 콘센트에 연결하기 위한 전원 라인 등을 구비하지 않고, 전원 공급 장치(100)로부터 수신되는 구동 전압 및 제2 대기 전압(Vs2)을 기초로 동작할 수 있다. 본체(200)는 노멀 모드 상태에서 구동 전압을 기초로 동작하고, 대기 모드 상태에서 제2 대기 전압(Vs2)을 기초로 동작할 수 있다. 이때, 노멀 모드 상태 및 대기 모드 상태는 전자 장치(1000)의 구성들 전반에 적용되는 상태들을 의미한다.
전원 공급 장치(100)는 절연형의 SMPS(switched mode power supply)로 구현되는 컨버터(CONV)를 포함할 수 있으며, 컨버터(CONV)가 적어도 두 개의 대기 전원, 다시 말해서 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)을 생성할 수 있다. 컨버터는 스위칭 동작을 통해 1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)을 생성할 수 있으며, 노멀 모드 상태에서, 지속적으로 스위칭 동작을 수행하는 노멀 모드 동작을 수행하고, 대기 모드 상태에서, 간헐적으로 스위칭 동작을 수행하는 대기 모드 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라, 대기 모드 상태에서, 컨버터(CONV)의 스위칭 동작에 따른 소비 전력이 감소될 수 있다.
제1 대기 전압(Vs1)은 마스터 전압으로 설정되고, 제2 대기 전압(Vs2)이 슬레이브 전압으로 설정되며, 컨버터(CONV)는 노멀 모드 동작 및 대기 모드 동작 수행 시 제1 대기 전압(Vs1)을 센싱하고, 센싱 결과를 기초로 제1 대기 전압(Vs1)을 제어할 수 있다. 컨버터(CONV)는 제1 대기 전압(Vs1)이 소정의 하위 한계 전압 이하로 하강하거나 또는 소정의 상위 한계 전압 이상 상승하지 않도록 스위칭 동작(예컨대 스위칭 주파수)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 하위 한계 전압 및 상위 한계 전압은 제1 대기 전압(Vs1)의 타겟 전압 및 전압 마진을 고려하여 설정될 수 있다.
또한, 컨버터(CONV)는 대기 모드 동작 수행 시, 제2 대기 전압(Vs2)을 센싱하고, 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 이하이면, 노멀 모드 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해서, 컨버터(CONV)는 전원 공급 장치(100)가 대기 모드 상태이더라도, 제2 대기 전압(Vs2)이 기준 전압 이하이면, 노멀 모드 동작을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 대기 모드 상태에서, 본체(200)는 제2 대기 전압(Vs2)을 기초로 동작한다. 본체(200)에서 부하 전류가 적은 일부 기능만이 수행될 경우, 컨버터(CONV)가 간헐적 스위칭 동작을 수행하더라도, 제2 대기 전압(Vs2)이 지나치게 낮아지지 않을 수 있다.
그러나, 본체(200)가 대기 모드 상태에서, 음성 인식과 같이 부하 전류가 많이 소비되는 기능을 수행할 경우, 제2 대기 전압(Vs2)이 급격히 낮아질 수 있다. 대기 모드 상태에서 전원 공급 장치(100)의 소비 전력이 적을 경우, 다시 말해서, 부하 전류가 적을 경우, 제1 대기 전압(Vs1)의 변동은 적을 수 있다. 이때, 컨버터(CONV)가 제1 대기 전압(Vs1)만을 센싱하고, 센싱 결과를 기초로 스위칭 동작을 제어할 경우, 제2 대기 전압(Vs2)이 하강할 수 있다.
그러나 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전원 공급 장치(100)에서, 컨버터(CONV)는 대기 모드 동작 수행 시, 제2 대기 전압(Vs2)을 센싱하고, 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 이하이면, 노멀 모드 동작을 수행함으로써, 대기 모드 상태에서, 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)이 지나치게 낮아지거나 또는 지나치게 높아지는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전원 공급 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 전원 공급 장치(100)는 도 1의 전자 장치(1000)에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전원 공급 장치(100)는 전원 생성 모듈(110) 및 메인 모듈(120)(전원 공급 장치(100)의 메인 모듈)을 포함하고, 전원 생성 모듈(1110)은 정류부(111), 역률 개선부(112)(Power Factor Correction, PFC), 제1 컨버터(113) 및 제2 컨버터(114)를 포함할 수 있다.
정류부(111)는 입력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다. 정류부(111)는 교류 전압을 정류 및 평활화하여 일정 레벨의 직류 전압으로 변환할 수 있다. 정류를 위해 반파 또는 전파 회로(예컨대 브릿지 회로)가 사용될 수 있고, 평활을 위해 커패시터가 정류부(111)의 출력단에 병렬로 연결될 수 있다.
역률 개선부(112)는 정류부(111)로부터 입력되는 직류 전압의 역률을 조정하고, 역률이 조정된 직류 전압을 출력할 수 있다. 역률 개선부(112)는 정류부(111)로부터 입력되는 직류 전압의 위상과 모양을 보정하여 무효 전력을 최소화시킬 수 있다. 역률 개선부(112)는 출력단에 연결되는 커패시터(미도시)를 통해 상기 직류 전압을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 역률 개선부(112)는 온 또는 오프될 수 있다. 역률 개선부(112)가 온(활성화)되면 역률 개선부(112)에서 생성되는, 무효 전력이 최소화된 직류 전압이 제1 컨버터(113) 및 제2 컨버터(113)로 출력되고, 역률 개선부(112)가 오프(비활성화)되면 정류부(111)로부터 출력되는 정류된 직류 전압이 제2 컨버터(114)로 제공될 수 있다. 실시예에 있어서, 역률 개선부(112)가 오프되면, 제1 컨버터(113)도 오프될 수 있다.
제1 컨버터(113)는 입력되는 직류 전압을 컨버팅하여 구동 전압(Vo)(예컨대 구동 전원)을 생성할 수 있다. 제1 컨버터(113)는 절연형 컨버터일 수 있다. 실시예에 있어서, 제1 컨버터(113)는, 트랜스포머를 포함하는 SMPS로 구현될 수 있으며, 1차측(입력부)과 2차측(출력부)이 Tans로 절연될 수 있다. 여기서, Trans는 Core(코어, 자심)에 1차 권선과 2차 권선을 감은 것으로, 1차 권선에 전류 변화가 발생하면, Core를 관통하는 자속 변화에 의해 2차 권선에 유도기전력이 발생하여 유도 전류가 흐를 수 있다.
제2 컨버터(114)는 입력되는 직류 전압을 변환하여 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)(예컨대, 적어도 두 개의 대기 전원)을 생성할 수 있다. 제2 컨버터(114)는 절연형 컨버터이며, 트랜스포머를 포함하는 SMPS로 구현될 수 있다.
실시예에 있어서, 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)은 상이한 접지를 기준으로 하는 전압들일 수 있다. 제1 대기 전압(Vs1)은 제1 접지를 기준으로 하는 전압일 수 있으며, 제2 대기 전압(Vs2)은 제2 접지를 기준으로 하는 전압일 수 있다. 제2 접지는 제1 접지 및 대지 접지(earth ground)와 상이할 수 있다.
실시예에 있어서, 본체(도 1의 200)는 제2 접지에 연결될 수 있으며, 본체(도 1의 200)에 제공되는 구동 전압(Vo) 및 제2 대기 전압(Vs2)은 제2 접지를 기준으로 하는 전압들일 수 있다.
구동 전압(Vo) 및 제2 대기 전압(Vs2)은 본체(도 1의 200)로 제공되고, 제1 대기 전압(Vs1)은 메인 모듈(120)로 제공될 수 있다.
메인 모듈(120)은 제1 대기 전압(Vs1)을 기초로 동작하며, 전원 공급 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다 메인 모듈(120)은 전원 공급 장치(100)가 제공하는 복수의 기능을 제어 또는 수행하는 기능 모듈일 수 있다. 메인 모듈(120)은 대기 모드(또는 대기 모드 상태라고 함) 또는 노멀 모드(또는 노멀 모드 상태라고 함)를 나타내는 대기 모드 신호(STBY)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 대기 모드 신호(STBY)가 로직 하이이면 노멀 모드를 나타내고, 대기 모드 신호(STBY)가 로직 로우이면 대기 모드를 나타낸다. 실시예에 있어서, 메인 모듈(120)은 본체(도1의 200)가 파워-오프되면 로직 로우의 대기 모드 신호(STBY)를 생성하고, 본체(200)가 파워-온되면 로직 하이의 대기 모드 신호(STBY)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 본체(200)의 파워-온 또는 파워-오프 상태는 케이블(300)을 통해 본체(200)로부터 수신될 수 있다.
노멀 모드에서는 전원 공급 장치(100)의 구성들, 예컨대 전원 생성 모듈(110) 및 메인 모듈(120)이 노멀 동작할 수 있다. 전원 생성 모듈(110)의 정류부(111), 역률 개선부(112), 제1 컨버터(113) 및 제2 컨버터(114), 및 기능 모듈(120)이 동작할 수 있다.
로직 로우의 대기 모드 신호(STBY)에 응답하여, 전원 공급 장치(100)가 대기 모드로 진입할 수 있으며, 대기 모드에서는 정류부(111) 및 제2 컨버터(114)가 동작하고, 역률 개선부(112) 및 제1 컨버터(113)가 동작하지 않을 수 있다. 다시 말해서 역률 개선부(112) 및 제1 컨버터(113)는 오프될 수 있다.
메인 모듈(120)은 대부분의 기능들의 수행을 멈추고, 사용자 입력 신호(예컨대 리모콘 신호)를 수신하는 일부 기능만 활성화될 수 있다. 이에 따라 대기 모드에서의 전원 공급 장치(100)의 소비 전력이 매우 적을 수 있다. 예를 들어 소비 전력은 0.5W(watt) 이하일 수 있다.
실시예에 있어서, 메인 모듈(120)은 인터페이스부를 포함하며, 인터페이스부를 통해 외부 장치와 무선 또는 유선 연결될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스부는 RF(Radio Frequency) 케이블, HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), 컴포넌트, 유선 이더넷(Ethernet) 등에 기초한 유선 방식으로 외부 기기와 통신하거나 또는 Wi-Fi(Wireless Fidelity), Antenna, Bluetooth 등에 기초한 무선 방식으로 외부 기기와 통신할 수 있다.
실시예에 있어서, 인터페이스부는 HDMI 규격에 따른 입력 단자로 구현되어 셋탑박스와 연결되어 입력 신호를 수신할 수 있고, Wi-Fi 통신 모듈로 구현되어 다양한 Streaming Service로부터 입력 신호를 수신하여 컨텐츠를 제공받을 수 있다. 기능 모듈(120)은 수신된 입력 신호를 본체(200)에 제공할 수 있다.
제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)이 별도의 컨버터들 각각에서 생성될 경우, 컨버터들 각각에서 수행되는 스위칭 동작에 의하여 대기 모드 상태에서의 소비 전력이 증가할 수 있으며, 이에 따라 대기 전력 규제를 만족하지 못할 수 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 전원 공급 장치(100)는 하나의 컨버터, 예컨대 제2 컨버터(114)가 복수의 대기 전압, 예컨대 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)을 생성하므로, 대기 모드 상태에서의 소비 전력이 감소할 수 있으며, 대기 전력 규제를 만족할 수 있다.
이때, 대기 모드 상태에서, 제2 컨버터(114)가 마스터 전압으로 설정된 제1 대기 전압(Vs1)을 피드백하여 제1 대기 전압(Vs1)을 제어하고, 또한, 슬레이브 전압으로 설정된 제2 대기 전압(Vs2)을 센싱하고, 센싱 결과를 기초로 대기 모드 동작을 수행하거나 또는 대기 상태를 강제로 해제하고 노멀 모드 동작을 수행함으로써, 대기 모드 상태에서, 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)이 일정하게 유지될 수 있다.
도 3은 도 1의 본체의 일 구현예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본체(200)는 컨버터(211), 구동 모듈(212), 디스플레이(213) 및 메인 모듈(214)(본체(200)의 메인 모듈)을 포함할 수 있으며, 이 외에도 다른 범용적인 구성, 예컨대 사용자 입력부, 센서 등을 더 구비할 수 있다.
컨버터(211)는 수신된 구동 전압(Vo)을 변환하고 변환된 전압들(예컨대 Vd, Vs3)을 본체(200)의 구성 요소들, 예컨대 구동 모듈(212) 및 메인 모듈(214)에 제공할 수 있다. 실시예에 있어서, 컨버터(211) 및 구동 모듈(212)은 노멀 모드 상태(다시 말해서, 본체(200)의 노멀 모드 상태)에서 동작할 수 있다.
구동 모듈(212)은 디스플레이(213)를 구동한다. 예를 들어, 구동 모듈(212)은 메인 모듈(214)의 제어에 따라 디스플레이(213)를 구성하는 각 픽셀에 구동 전압을 인가하거나 구동 전류를 흐르게 함으로써, 각 픽셀을 구동한다. 여기서, 디스플레이(214)는 디스플레이 패널, 구동 모듈(212)은 패널 구동부 등으로 불릴 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 각각 디스플레이(213), 구동 모듈(212)로 통칭하도록 한다.
디스플레이(213)는 LCD(liquid crystal display), OLED(organic LED) AMOLED(active-matrix OLED), PDP(Plasma Display Panel), QD(Quantum dot), Micro LED 등으로 구현될 수 있으며, 이 외에도 다양한 종류의 평판 디스플레이 또는 플렉서블 디스플레이로 구현될 수 있다.
메인 모듈(214)은 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 메인 모듈(230)은 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable Gate Array) 형태로 구현될 수도 있다.
메인 모듈(214)은 노멀 모드 상태에서 컨버터(211)로부터 수신되는 변환된 구동 전압(Vs3)을 기초로 동작하고, 대기 모드 상태에서는 수신된 제2 대기 전압(Vs2)을 기초로 동작할 수 있다. 메인 모듈(214)은 복수의 기능부를 포함할 수 있으며, 노멀 모드 상태에서 복수의 기능부에 전원, 예컨대 변환된 구동 전압(Vs3)이 인가되어 노멀 동작할 수 있다. 대기 모드 상태에서는 메인 모듈(214)의 복수의 기능부 중 소정의 일부 기능부, 예컨대 사용자 입력(예를 들어, 리모콘으로부터의 온/오프 신호, 또는 사용자 음성 입력)을 수신하는 기능부에 대기 전원, 예컨대 제2 대기 전압(Vs2)이 인가되고, 다른 대부분의 기능부는 전원이 차단되어 파워-오프 상태일 수 있다. 실시예에 있어서, 메인 모듈(214)은 음성 인식부(21)를 포함할 수 있다. 음성 인식부(21)는 노멀 모드 상태일 때 변환된 구동 전압(Vs3)을 기초로 음성 인식 기능을 수행할 수 있다. 음성 인식부(21)는 사용자의 음성을 인식하여 사용자의 음성으로부터 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 음성 인식부(21)는 사용자의 음성으로부터 제어 명령을 추출하고, 메인 모듈(213)은 추출된 제어 명령에 기초하여 동작할 수 있다.
또한, 음성 인식부(21)는 대기 모드 상태일 때 제2 대기 전압(Vs2)을 기초로 음성 인식 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 대기 모드 상태에서, 본체(200)가 파워-오프되고, 이때 음성 인식부(21)를 포함한 메인 모듈(214)의 소정의 일부 기능부(예컨대 사용자 입력을 수신하는 일부 기능부)를 제외하고, 본체(200)의 구성들, 예컨대 메인 모듈(214)의 다른 기능부들, 컨버터(211), 구동 모듈(212) 및 디스플레이(213)가 동작하지 않을 수 있다.
대기 모드 상태에서, 예컨대 본체(200)의 파워-오프 상태에서, 음성 인식부(21)가 음성 인식을 수행함으로써, 사용자의 음성으로부터 파워-온 명령을 추출할 수 있다. 예를 들어, 음성 인식부(21)는 사용자의 음성을 수신하고, 사용자의 음성으로부터 트리거링 워드와 파워-온을 나타내는 워드(예를 들어, “파워-온” 또는 “턴-온”)를 파워-온 명령으로서 추출할 수 있다. 여기서, 트리거링 워드는 본체(200)의 음성 인식 기능에 대한 호출어로서 웨이크업 워드로 지칭될 수 있으며, 예를 들어, “하이 빅스비”, “오케이 구글”, “알렉사”등이 있다.
본체(200)는 음성 인식부(21)에서 추출된 파워-온 명령을 기초로 파워-온 될 수 있다. 예컨대, 파워-온 명령에 응답하여 메인 모듈(214)이 노멀 동작할 수 있다. 또한, 파워-온 명령은 전원 공급 장치(도 1 및 2의 100)로 제공되고, 파워-온 명령에 응답하여 전원 공급 장치(100)가 노멀 동작함으로써, 전원 공급 장치(100)로부터 구동 전압(Vo)이 수신되고, 수신된 구동 전압(Vo)을 기초로 컨버터(211), 구동 모듈(212) 및 디스플레이(213)가 동작할 수 있다.
음성 인식부(21)가 대기 모드 상태에서 음성 인식 기능을 수행할 경우, 대기 모드 상태에서 본체(200)의 소비 전력이 증가할 수 있다. 따라서, 도 1 및 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 전원 공급 장치(도 1 및 2의 100)에서 제2 대기 전압(Vs2)을 생성하는 컨버터(예컨대 도 2의 제2 컨버터(114))는 제2 대기 전압(Vs2)이 과도하게 하강하는 것을 방지하기 위하여, 제2 대기 전압(Vs2)을 센싱하고, 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 이하이면, 노멀 모드 동작을 수행할 수 있다.
메인 모듈(214)은 범용적인 구성들, 예컨대 사용자 명령 수신부, 프로세서 및 메모리를 더 포함할 수 있다. 사용자 명령 수신부는 본체(200)의 구성요소(예: 프로세서)에 사용될 명령 또는 데이터를 본체(200)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 사용자 명령 수신부는, 예로, 사용자가 발화(utterance)한 본체(200)의 메뉴 또는 기능에 대응되는 음성을 수신하는 마이크, 사용자의 모션에 대응하는 영상을 획득하는 카메라, 사용자 입력(예를 들어, 터치, 눌림, 터치 제스처, 음성, 또는 모션)에 대응되는 광 신호를 수신하는 원격 신호 수신부를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 사용자 명령 수신부는 블루투스, NFC(Near Field Communication) 또는 IR (Infrared) 송수신기 등의 근거리 무선 통신 인터페이스를 통해 원격 제어 장치(예컨대 리모콘)로부터 제어 명령을 수신하여 프로세서에 전달할 수 있다. 예로, 사용자 명령 수신부는 본체(200)를 노멀 모드 상태로 진입시키거나, 대기 모드 상태로 진입시키는 제어 명령을 수신하여, 프로세서에게 전달할 수 있다. 그 밖에, 사용자 명령 수신부는 오프 모드, 슬립 모드, 앰비언트 모드 등과 같이, 본체(200)가 제공하는 기능에 따라 다양한 형태의 모드로 진입을 요청하는 제어 명령을 수신할 수도 있다.
프로세서는 본체(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예로, 프로세서는 메모리에 저장된 각종 소프트웨어 프로그램 또는 인스트럭션들을 램에 복사하고, 실행시켜 각종 동작을 수행할 수 있다.
메모리는 본체(200)가 동작하기 위한 각종 소프트웨어 프로그램(또는, 어플리케이션), 본체(200)의 동작을 위한 데이터들 및 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다. 이러한, 프로그램의 적어도 일부는 무선 또는 유선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 되거나 또는 전원 공급 장치(도 1의 100)로부터 제공될 수 있다. 메모리는 프로세서에 의해 액세스되며, 프로세서는 메모리에 포함된 소프트웨어 프로그램, 데이터들 및 인스트럭션들의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등을 수행할 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 제2 컨버터를 나타낸다.
제2 컨버터(114)는 도 2의 전원 공급 장치(100)에 적용될 수 있다.
제2 컨버터(114)는 변환 회로(41)및 제어부(42)를 포함할 수 있다. 변환 회로(41)는 스위칭부(41-1), 변압부(41-2), 제1 출력부(41-3) 및 제2 출력부(41-4)를 포함할 수 있다.
스위칭부(41-1)은 제1 및 제2 스위칭 소자(SW1, SW2)를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 스위칭 소자(SW1, SW2)는 각각 스위칭 신호들(M1, M2)에 기초하여 턴-온 및 턴-오프 될 수 있다. 제1 및 제2 스위칭 소자(SW1, SW2)는 교번적으로 턴-온 및 턴-오프 될 수 있다.
변압부(41-2)는 누설 인덕터(Lr), 트랜스포머(TF), 공진 커패시터(Cr), 제1 내지 제4 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 포함할 수 있다.
입력 전압(Vin)에 제1 및 제2 스위칭 소자(SW1, SW2)가 직렬 연결되며, 제2 스위칭 소자(SW2)와 트랜스포머(TF)의 1차 코일(L1) 사이에 누설 인덕터(Lr) 및 누설 인덕터(Lr)가 연결될 수 있다. 누설 인덕터(Lr)는 트랜스포머(TF)의 공진 인덕터의 역할을 수행할 수 있다.
2차 코일(L2)은 제1 및 제2 다이오드(D1, D2)에 연결되고, 3차 코일(L3)은 제3 및 제4 다이오드(D3, D4)에 연결될 수 있다.
트랜스포머(TF)의 2차 코일(L2) 및 3차 코일(L3)은 각각 1차 코일(L1)과 유도 결합되어 있으며, 2차 및 3차 코일(L2, L3)은 출력하고자 하는 전압에 따른 권선비를 가질 수 있다.
제1 스위칭 소자(SW1) 및 제2 스위치 소자(SW2)가 교번적으로 턴-온 및 턴-오프되어, 2차 코일(L2) 및 3차 코일(L3)로 전압이 유도될 수 있고, 특정한 크기의 출력 전압들 예컨대 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)이 각각 제1 출력부(41-3) 및 제2 출력부(41-4)를 통해 출력될 수 있다.
제1 출력부(41-3)의 양 출력 노드 사이에는 제1 커패시터(C1) 가 연결되어 제1 대기 전압(Vs1)을 저장할 수 있다. 또한, 양 출력 노드 사이에는 더미 저항(R) 및 제3 스위칭 소자(SW3)가 직렬 연결될 수 있다. 제3 스위칭 소자(SW3)는 제어부(42)로부터 제공되는 제어 신호(VA)를 기초로 턴-온 또는 턴-오프될 수 있으며, 제3 스위칭 소자(SW3)가 턴-온되면, 더미 저항(R)을 통해 전류가 흐르므로, 제1 대기 전압(Vs1)이 낮아지거나 또는 소정 전압 이상 증가하지 않을 수 있다.
이때, 제어부(42)로부터 수신되는 제어 신호(VA)의 기준 전위가 제1 출력부(41-3)의 기준 전위와 상이할 수 있는 바, 포토 커플러(PC)가 제어 신호(VA)를 제2 출력부(41-3)의 기준 전위에 상응하도록 변환하고 변환된 제어 신호(VA)를 제3 스위칭 소자(SW3)에 인가할 수 있다.
제2 출력부(41-4)의 양 출력 노드 사이에는 제2 커패시터(C2)가 연결되어, 제2 대기 전압(Vs2)을 저장할 수 있다.
전술한 바와 같이, 변환 회로(41)에 대하여 설명하였다. 그러나, 변환 회로(41)의 구성 및 동작은 이에 제한되는 것은 아니며 변환 회로(41)는 절연형 SMPS 구조를 가지는 다양한 종류의 회로로 구현될 수 있다.
제어부(42)는 변환 회로(41)에서 생성되는 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)을 센싱하고, 센싱 결과를 기초로 스위칭부(41-1)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
제어부(42)는 동작 모드 결정 회로(42-1), 피드백 회로(42-1) 및 스위칭 컨트롤러(42-3)를 포함할 수 있다. 실시예에 있어서, 동작 모드 결정 회로(42-1), 피드백 회로(42-1) 및 스위칭 컨트롤러(42-3) 각각은 반도체 칩으로 구현될 수 있다. 실시예에 있어서, 동작 모드 결정 회로(42-1), 피드백 회로(42-1) 및 스위칭 컨트롤러(42-3) 중 적어도 일부는 하나의 반도체 칩으로 구현될 수 있다.
동작 모드 결정 회로(42-1)는 대기 모드 신호(STBY) 및 제2 대기 전압(Vs2)을 기초로 제2 컨버터(114)의 동작 모드를 결정할 수 있다.
도 5는 도 4의 동작 모드 결정 회로에서, 동작 모드를 결정하는 방법을 예시적으로 설명하기 위한 테이블이다.
도 5를 참조하면, 대기 모드 신호(STBY)가 노멀 모드 상태를 나타내는 로직 하이(H)일 경우, 동작 모드 결정 회로(42-1)는 제2 대기 전압(Vs2)의 전압 레벨에 관계없이, 노멀 모드 동작(NR)을 수행하도록 결정할 수 있으며, 노멀 모드 동작(NR)을 나타내는 로직 로우(L)의 동작 모드 신호(OMD)를 출력할 수 있다.
대기 모드 신호(STBY)가 대기 모드 상태를 나타내는 로직 로우(L)일 경우, 동작 모드 결정 회로(42-1)는 제2 대기 전압(Vs2)을 센싱하고, 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압보다 높을 경우(예컨대 하이(H)로 판단될 경우) 동작 모드 결정 회로(42-1)는 대기 모드 동작(STB)을 수행하도록 결정할 수 있으며, 대기 모드 동작(STB)을 나타내는 로직 하이(H)의 동작 모드 신호(OMD)를 출력할 수 있다.
대기 모드 신호(STBY)가 대기 모드 상태를 나타내는 로직 로우(L)이고, 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 이하일 경우(예컨대 로우(L)로 판단될 경우) 동작 모드 결정 회로(42-1)는 노멀 모드 동작(NR)을 수행하도록 결정할 수 있으며, 노멀 모드 동작(NR)을 나타내는 로직 하이(H)의 동작 모드 신호(OMD)를 출력할 수 있다. 이 때, 로직 하이의 제어 신호(VA)가 출력될 수 있으며, 제3 스위칭 소자(SW3)가 제어 신호(VA)에 응답하여 턴-온될 수 있다.
전술한 바와 같이, 대기 모드 신호(STBY)가 노멀 모드 상태를 나타낼 경우, 제2 대기 전압(Vs2)의 전압 레벨에 관계없이, 제2 컨버터(114)가 노멀 모드 동작(NR)을 수행하도록 결정될 수 있으며, 대기 모드 신호(STBY)가 대기 모드 상태를 나타낼 경우, 제2 대기 전압(Vs2)의 전압 레벨이 소정의 기준 전압보다 높으면 제2 컨버터(114)가 대기 모드 동작(STB)을 수행하도록 결정되고, 소정의 기준 전압 이하이면 제2 컨버터(114)가 노멀 모드 동작(NR)을 수행하도록 결정될 수 있다. 다시 말해서, 대기 모드 상태에서, 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 이하로 낮아지면, 실질적으로 대기 모드 상태가 강제 해제될 수 있다.
계속하여 도 4를 참조하면, 피드백 회로(42-1)는 제1 대기 전압(Vs1)을 센싱하고 제1 대기 전압(Vs1)의 전압 상승 또는 하강을 제어하기 위한 제어 전압(Vc)을 생성할 수 있다.
스위칭 컨트롤러(42-3)는 동작 모드 신호(OMD) 및 제어 전압(Vc)을 수신하고 이를 기초로 동작할 수 있다. 스위칭 컨트롤러(42-3)는 변환 회로(41)의 스위칭부(41-1)에 제공되는 스위칭 신호들(M1, M2)을 생성할 수 있으며, 제어 전압(Vc)에 기초하여, 스위칭 신호들(M1, M2)의 주파수(변조 주파수) 또는 듀티비(변조 폭)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어 전압(Vc)이 제1 대기 전압(Vs1)의 하강을 나타낼 경우, 스위칭 컨트롤러(42-3)는 스위칭 신호들(M1, M2)의 주파수를 증가시키거나 또는 듀티비를 증가시킬 수 있다.
스위칭 컨트롤러(42-3)는 동작 모드 신호(OMD)에 응답하여 노멀 모드 동작 또는 대기 모드 동작을 수행할 수 있다. 노멀 모드 동작 시, 스위치 컨트롤러(42-3)는 스위칭부(41-1)의 스위칭 소자들(SW1, SW2)이 지속적으로 스위칭하도록 하는 스위칭 신호들(M1, M2)을 생성할 수 있다. 예컨대 스위칭 신호들(M1, M2)의 레벨이 지속적으로 로직 하이 및 로직 로우 사이에서 천이될 수 있으며, 제1 스위칭 신호(M1)와 제2 스위칭 신호(M2)는 상보적으로 레벨이 천이될 수 있다.
대기 모드 동작 시, 스위치 컨트롤러(42-3)는 스위칭부(41-1)의 스위칭 소자들(SW1, SW2)이 간헐적으로 스위칭하도록 하는 스위칭 신호들(M1, M2)을 생성할 수 있다. 예컨대 스위칭 신호들(M1, M2)의 레벨이 간헐적으로 로직 하이 및 로직 로우 레벨 사이에서 천이될 수 있다. 예컨대 주기적으로 소정의 기간 동안 스위칭 신호들(M1, M2)의 레벨이 로직 하이 및 로직 로우 사이에서 천이될 수 있다.
한편, 노멀 모드 동작 시 및 대기 모드 동작 시 스위칭 컨트롤러(42-3)는 전술한 바와 같이, 제어 전압(Vc)을 기초로 제1 대기 전압(Vs1)의 전압 상승 또는 하강을 제어할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 제2 컨버터의 노멀 모드 동작 및 대기 모드 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 6a는 노멀 모드 동작을 나타내고, 도 6b는 대기 모드 동작을 나타낸다.
도 4 및 도 6a를 참조하면, 대기 모드 신호(STBY)가 로직 하이(H)이면, 제2 컨버터(114)는 노멀 모드 동작을 수행할 수 있다. 스위칭 컨트롤러(42-3)는 지속적으로 로직 하이 및 로직 로우 사이에서 천이하는 제1 스위칭 신호(M1) 및 제2 스위칭 신호(M2)를 생성할 수 있다.
스위칭부(41-1)의 스위칭 소자들(SW1, SW2)이 제1 스위칭 신호(M1) 및 제2 스위칭 신호(M2)에 응답하여 지속적으로 스위칭 동작을 수행할 수 있으며, 이에 따라 일정한 전압 레벨의 제1 대기 전력(Vs1) 및 제2 대기 전력(Vs2)이 생성될 수 있다.
도 4 및 도 6b를 참조하면, 대기 모드 신호(STBY)가 로직 로우(L)이고, 제2 대기 전원 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 이하로 하강하지 않으면, 제2 컨버터(114)는 대기 모드 동작을 수행할 수 있다. 스위칭 컨트롤러(42-3)는 간헐적으로 로직 하이 및 로직 로우 사이에서 천이하는 제1 스위칭 신호(M1) 및 제2 스위칭 신호(M2)를 생성할 수 있다. 제1 스위칭 신호(M1) 및 제2 스위칭 신호(M2)의 주파수는 도 6a의 1 스위칭 신호(M1) 및 제2 스위칭 신호(M2)의 주파수와 동일 또는 유사할 수 있다.
스위칭부(41-1)의 스위칭 소자들(SW1, SW2)이 제1 스위칭 신호(M1) 및 제2 스위칭 신호(M2)에 응답하여 간헐적으로 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 한편, 제2 컨트롤러(114)가 대기 모드 동작을 수행할 때, 제1 대기 전압(Vo1) 및 제2 대기 전압(Vs2)에 기초한 부하 전류들의 양이 상당히 적을 수 있다. 이에 따라, 스위칭 소자들(SW1, SW2)이 제1 스위칭 신호(M1) 및 제2 스위칭 신호(M2)에 응답하여 스위칭 동작을 수행할 때, 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2) 서서히 증가할 수 있다. 이후, 스위칭 소자들(SW1, SW2)이 제1 스위칭 신호(M1) 및 제2 스위칭 신호(M2)에 응답하여 스위칭 동작을 중단하면, 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2) 서서히 감소할 수 있다.
도 7은 대기 모드 상태에서 제2 컨버터의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 대기 모드 신호(STBY)가 로직 로우(L)이면, 제2 컨버터(114)는 대기 모드 상태로 진입할 수 있다. 이 때, 도 4 및 도 6b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 대기 전압(Vs2)를 기초로 동작 모드가 결정될 수 있다. 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압보다 높으면, 모드 신호(OMD)는 로직 하이일 수 있으며, 제2 컨버터(114)는 대기 모드 동작을 수행할 수 있다. 스위칭부(41-1)는 제1 및 제2 스위칭 신호(M1, M2)에 응답하여 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 제1 부하 전류(Is1) 및 제2 부하 전류(Is2)는 각각 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)를 기초로 동작하는 동작 모듈의 부하 전류이며, 제1 부하 전류(Is1) 및 제2 부하 전류(Is2)가 적으면, 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)이 서서히 상승할 수 있다. t1 시점까지 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)이 서서히 상승할 수 있으며, t1 시점에 제2 부하 전류(Is2)가 증가할 수 있다. 이때, 제2 컨버터(114)는 대기 모드 동작을 수행함에 따라 t1 시점 이후 스위칭 동작을 멈출 경우, 제2 대기 전압(Vs2)이 하강할 수 있다.
제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 이하로 하강하면, 동작 모드가 변경될 수 있다. 모드 신호(OMD)가 로직 로우로 천이될 수 있으며, 모드 신호(OMD)에 따라 제2 컨버터(114)는 노멀 모드 동작을 수행할 수 있다.
스위칭부(41-1)는 제1 및 제2 스위칭 신호(M1, M2)에 응답하여 지속적으로 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 이때, 제2 부하 전류(Is2)의 양이 많으므로, 제2 대기 전압(Vs2)은 일정한 전압을 유지할 수 있다. 예컨대 제2 대기 전압(Vs2)는 타겟 전압(Vs2_TG)을 유지할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 제어 신호(VA)가 로직 하이가 되고, 제1 출력부(41-3)에 구비되는 제3 스위칭 소자(SW3)가 제어 신호(VA)에 응답하여 턴-온되어 더미 저항(R)을 통해 전류가 흐르므로, 제1 대기 전압(Vs1)이 증가하지 않고 일정한 전압을 유지할 수 있다.
이후, t3 시점에 제2 부하 전류(Is2)가 감소하면, 제2 대기 전압(Vs2)이 증가할 수 있으며, 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압보다 높아짐에 따라 모드 신호(OMD)가 로직 하이로 천이될 수 있으며, 모드 신호(OMD)에 따라 제2 컨버터(114)는 대기 모드 동작을 수행할 수 있다.
제2 컨버터(114)는 간헐적으로 스위칭 동작을 수행할 수 있으며, 스위칭 동작이 수행되지 않는 기간(예컨대 t3 내지 t4 기간 및 t5 이후의 기간)에 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)은 서서히 감소하고, 스위칭 동작이 수행되는 기간(예컨대 t5 내지 t6 기간)에 제1 대기 전압(Vs1) 및 제2 대기 전압(Vs2)은 서서히 증가할 수 있다.
도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 대기 모드 상태에서, 제2 부하 전류(Is2)의 증가로 인하여 제2 대기 전압(Vs2)이 기준 전압 이하로 하강하면, 제2 컨버터(114)는 노멀 모드 동작을 수행함으로써, 제2 대기 전압(Vs2)이 일정한 전압을 유지할 수 있다. 제1 대기 전압(Vs1)이 출력되는 제1 출력부(41-3)의 더미 저항을 통해 전류가 흐르므로 제2 대기 전압(Vs1) 또한, 일정한 전압을 유지할 수 있다.
한편, 대기 모드 상태에서, 제2 컨버터(114)가 노멀 모드 동작을 수행하더라도 역률 개선부(도 2의 112) 및 제1 컨버터(도 2의 113)는 대기 모드 상태를 유지하며, 동작하지 않을 수 있다. 예컨대, 대기 모드 상태에서, 개선부(112) 및 제1 컨버터(113)에 전원 전압이 차단되어 개선부(112) 및 제1 컨버터(113)가 동작하지 않을 수 있다.
도 8은 도 4의 피드백 회로의 일 구현예를 나타내는 회로도이다.
도 8을 참조하면, 피드백 회로(42-2)는 검출 회로(DET) 및 포토 커플러(PC)를 포함할 수 있다. 검출 회로(DET)는 션트 레귤레이터(SR1), 저항들(R11, R12, R13), 커패시터(C)를 포함할 수 있으며, 전원 전압(Vcc)을 기초로 제1 대기 전압(Vs1)을 센싱할 수 있다. 분배 저항들(R12, R13)이 제1 대기 전압(Vs1)을 전압 분배하고, 분배된 전압을 기초로 검출 회로(DET)기 적분기로서 동작할 수 있다. 제1 대기 전압(Vs1)의 상승 또는 하강을 나타내는 제어 전압(Vc)이 출력될 수 있다.
실시예에 있어서, 제1 대기전압(Vs1)의 기준 전위는 제1 접지(GND1)일 수 있으며, 검출 회로(DET)는 제1 접지(GND1)에 연결될 수 있다. 제1접지(GND1)는 제어 전압(Vc)이 인가되는 스위칭 컨트롤러(도 4의 43-3)의 접지와 상이할 수 있다. 예컨대 스위칭 컨트롤러(42-3)는 대기 접지될 수 있다. 포토 커플러(PC)가 제어 전압(Vc)을 스위칭 컨트롤러(42-3)의 기준 전위, 예컨대 대기 접지에 상응하도록 변환하고 변환된 제어 전압(Vc)을 제 스위칭 컨트롤러(42-3)에 제공할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 동작 모드 결정 회로의 구현예들을 나타내는 회로도이다.
도 9a 및 도 9b의 동작 모드 결정 회로는 도 4의 동작 모드 결정 회로(42-1)로서 적용될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 동작 모드 결정 회로(42-1a)는 센싱 회로(SEN) 제1 및 제2 포토 커플러(PC1, PC2) 및 저항(R3)을 포함할 수 있으며, 센싱 회로(SEN)는 션트 레귤레이터(SR2), 및 저항들(R21, R22, R23)을 포함할 수 있다.
센싱 회로(SEN)는 전원 전압(Vcc)을 기초로 제2 대기 전압(Vs2)을 센싱할 수 있다. 분배 저항들(R22, R23)이 제2 대기 전압(Vs2)을 전압 분배하고, 분배된 전압이 션트 레귤레이터의 문턱 전압보다 높으면, 로직 로우의 제어 신호(VA)가 출력되고, 분배된 전압이 션트 레귤레인터의 문턱 전압보다 낮으면, 로직 하이의 제어 신호(VA)가 출력될 수 있다.
실시예에 있어서, 제2 대기전압(Vs2)의 기준 전위는 제2 접지(GND2)일 수 있으며, 센싱 회로(SEN)는 제2 접지(GND2)에 연결될 수 있다. 제어 신호(VA)가 제1 포토 커플러(PC1)를 통해 대기 접지를 기준으로 하는 신호로 변환될 수 있다.
제1 및 제2 포토 커플러(PC1, PC2)의 각각의 일 단에는 대기 접지가 연결되고, 타 단에는 저항 R31을 통해 전원 전압(Vcc)이 인가될 수 있다. 제어 신호(VA) 및 대기 모드 신호(STBY) 중 적어도 하나가 로직 하이이면, 노멀 모드 동작을 나타내는 로직 로우의 모드 신호(OMD)가 출력되고, 제어 신호(VA) 및 대기 모드 신호(STBY)가 모두 로직 로우이면, 대기 모드 동작을 나타내는 로직 하이의 모드 신호(OMD)가 출력될 수 있다.
노멀 모드 상태에서, 대기 모드 신호(STBY)는 로직 하이이므로, 모드 신호(OMD)는 노멀 모드 동작을 나타낼 수 있다.
대기 모드 상태에서, 대기 모드 신호(STBY)는 로직 로우이므로, 제어 신호(VA)에 따라 모드 신호(OMD)가 결정될 수 있다. 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 보다 높으면, 로직 로우의 제어 신호(VA)가 출력되고, 대기 모드 동작을 나타내는 로직 하이의 모드 신호(OMD)가 출력될 수 있다. 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압 이하이면, 로직 하이의 제어 신호(VA)가 출력되고, 노멀 모드 동작을 나타내는 로직 로우의 모드 신호(OMD)가 출력될 수 있다.
도 9b의 동작 모드 결정 회로(42-1b)는 도 9a의 동작 모드 결정 회로(43-1a)의 변형예이며, 센싱 회로(SEN)가 비교기(COM)로 대체될 수 있다. 비교기(COM)는 제2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압, 예컨대 비교 전압(Vr)보다 높으면, 로직 로우의 제어 신호(VA)를 출력하고, 2 대기 전압(Vs2)이 소정의 기준 전압, 예컨대 비교 전압(Vr)이하이면, 로직 하이의 제어 신호(VA)를 출력할 수 있다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 제2 컨버터를 나타낸다.
제2 컨버터(114a)는 도 2의 전압 공급 회로(110)에 적용될 수 있다. 제2 컨버터(114a)는 도 4의 제2 컨버터(114)의 변형예이다. 따라서, 도 4의 제2 컨버터(114)와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4의 제2 컨버터(114)와 비교하면 제2 컨버터(114a)는 전원 전압 생성부(42-5)를 더 포함할 수 있다. 4차 코일(L4) 및 5차 코일(L5)은 각각 1차 코일(L1)과 유도 결합되어 있으며, 4차 및 5차 코일(L4, L5)은 출력하고자 하는 전원 전압에 따른 권선비를 가질 수 있다.
전원 전압 생성부(42-5)는 1차 코일(L1)과 4차 코일(L4)의 권선비에 따라 제1 전원 전압(Vcc1)을 생성하고, 1차 코일(L1)과 5차 코일(L5)의 권선비에 따라 제2 전원 전압(Vcc2)을 생성할 수 있다. 실시예에 있어서, 제1 전원 전압(Vcc1) 및 제2 전원 전압(Vcc2)의 전압 레벨은 동일할 수 있다.
제1 전원 전압(Vcc1)은 역률 개선부(도 2의 112)및 제1 컨버터(도2의 113)에 제공될 수 있다. 노멀 모드 상태에서, 대기 모드 신호(STBY)가 로직 하이이며, 로직 하이의 대기 모드 신호(STBY)에 응답하여 제1 전원 전압(Vcc1)이 역률 개선부(112)및 제1 컨버터(113)에 제공될 수 있으며, 역률 개선부(112) 및 제1 컨버터(113)가 동작할 수 있다.
대기 모드 상태에서, 대기 모드 신호(STBY)는 로직 로우이며, 로직 로우의 대기 모드 신호(STBY)에 응답하여 제1 전원 전압(Vcc1)이 차단될 수 있다. 따라서, 역률 개선부(112) 및 제1 컨버터(113)는 오프 상태(예컨대 대기 모드 상태)일 수 있다.
대기 모드 상태에서, 동작 모드 신호(OMD)가 노멀 동작 모드를 나타내고, 이에 따라 제2 컨버터(114a)가 노멀 모드 동작을 수행하더라도, 대기 모드 신호(STBY)는 로직 로우이며, 제1 전원 전압(Vcc1)이 차단되는 바, 역률 개선부(112) 및 제1 컨버터(113)는 오프 상태(예컨대 대기 모드 상태)를 유지할 수 있다.
제2 전원 전압(Vcc2)은 모드 상태, 예컨대 대기 모드 상태인지 또는 노멀 모드 상태인지 및 동작 모드, 예컨대 노멀 모드 동작인지 또는 대기 모드 동작인지 여부와 관계없이 생성되어, 스위칭 컨트롤러(42-3)에 제공될 수 있다. 제2 전원 전압(Vcc2)은 또한 피드백 회로(42-2) 및 동작 모드 결정 회로(42-1)에 전원 전압(예컨대 도 8 내지 도 9b의 Vcc)으로 제공될 수 있다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전원 공급 장치의 대기 모드 수행 방법을 나타낸다.
도 11의 방법은 대기 전원을 생성하는 대기 전원 생성 회로, 예컨대 도 2의 제2 컨버터(114)에서 수행될 수 있다.
도 11을 참조하면, 전원 공급 장치는 대기 모드 상태로 진입할 수 있다(S10). 전원 공급 장치는 외부 또는 내부에서 생성되는 대기 모드 신호에 응답하여 대기 모드 상태로 진입할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 장치가 전원을 제공하는 전자 장치가 파워-오프되거나 또는 휴면 상태에 진입하면, 전원 공급 장치는 대기 모드 상태로 진입할 수 있다.
전원 공급 장치는 대기 모드 동작을 수행할 수 있다(S20). 전원 공급 장치는 적어도 두 개의 대기 전원, 예컨대 제1 대기 전원 및 제2 대기 전원을 생성할 수 있다. 전원 공급 장치는 제1 대기 전원 및 제2 대기 전원을 생성하는 SMPS를 포함할 수 있으며, SMPS는 간헐적으로 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
전원 공급 장치는 제1 대기 전원 및 제2 대기 전원을 센싱할 수 있다(S30). 예컨대 전원 공급 장치는 SMPS를 제어하는 제어부를 포함할 수 있으며, 제어부는 제1 대기 전원 및 제2 대기 전원을 센싱할 수 있다.
전원 공급 장치는 제1 대기 전원을 제어할 수 있다(S40). 전원 공급 장치는 센싱된 제1 대기 전원을 기초로 제1 대기 전원의 하강 및 상승을 제어할 수 있다. 예컨대 제1 대기 전원의 소정의 하위 한계 전압 이하로 하강하거나 또는 소정의 상위 한계 전압 이상으로 상승하지 않도록, 제1 대기 전원을 센싱하면서 상기 제1 대기 전원을 조정할 수 있다.
전원 공급 장치는 제2 대기 전원이 기준 전압 이하인지 판단할 수 있다(S50). 전원 공급 장치는 센싱된 제2 대기 전원이 소정의 기준 전압 이하로 하강하였는지 판단할 수 있다. 예컨대, 제2 대기 전원이 제공되는 기능부의 구동 전류가 많아 소비 전력이 클 경우, 제2 대기 전원이 기준 전압 이하로 하강할 수 있다.
전원 공급 장치는 제2 대기 전원이 기준 전압 이하라고 판단되면, 노멀 모드 동작을 수행할 수 있다(S60). SMPS가 지속적으로 스위칭 동작을 수행할 수 있으며, 이에 따라 제2 대기 전원이 타겟 레벨로 일정하게 유지될 수 있다. 실시예에 있어서, 대기 모드 상태에서, 전원 공급 장치가 노멀 모드 동작을 수행할 경우, 제1 대기 전원을 생성하는 출력단에서 소정의 전류가 흐르도록 출력단이 제어될 수 있으며, 이에 따라 제1 대기 전원이 상승하지 않고 일정한 레벨을 유지할 수 있다.
전원 공급 장치는 제2 대기 전원이 기준 전압 이하가 아니라고 판단되면, 다시 말해서 제2 대기 전원이 기준 전압을 초과할 경우, 전원 공급 장치는 계속하여 대기 모드 동작을 수행할 수 있다(S20).
전원 공급 장치는 대기 모드 신호에 응답하여 노멀 모드 상태로 진입할 때까지 계속하여 S20 단계 내지 S560 단계를 수행할 수 있으며, 이에 따라 대기 모드 상태에서, 제1 대기 전압 및 제2 대기 전압이 과도하게 상승하거나 하강하는 것이 방지될 수 있다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 전자 장치(2000)는 제1 장치(2100) 및 제2 장치(32200)를 포함하고, 제1 장치(32100) 및 제2 장치(2200)는 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 장치(2100)는 전원 생성 모듈(2210)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2의 전원 생성 모듈(110)이 전원 생성 모듈(2210)로서 적용될 수 있다. 전원 생성 모듈(2210)는 적어도 두 개의 대기 전원을 생성할 수 있다. 제1 장치(2100)는 적어도 두 개의 대기 전원 중 하나 이상의 대기 전원을 제2 장치(2200)로 제공할 수 있다. 제2 장치(2200)는 대기 모드 상태에서, 제1 장치(2100)로부터 수신되는 하나 이상의 대기 전원을 기초로 동작할 수 있다. 예컨대 대기 모드 상태에서, 제1 장치(2100)의 기능들이 비활성화되고, 대기 모드 상태로부터 의 진출을 지시하는 사용자 입력을 수신하기 위한 일부 기능이 활성 상태를 유지할 수 있다.
제1 장치(2100)는 적어도 두 개의 대기 전원 중 나머지 대기 전원을 내부적으로 사용하거나 또는 다른 외부 장치에 제공할 수 있다.
한편 전원 생성 모듈(2210)는 대기 모드 상태에서, 대기 모드 동작을 수행함으로써, 적은 소비 전력으로 적어도 두 개의 대기 전원을 생성할 수 있다. 이때, 전원 생성 모듈(2210)는 적어도 두 개의 대기 전원 중 마스터로 설정된 대기 전원(마스터 대기 전원이라고 함)을 센싱하고, 마스터 대기 전원의 상승 또는 하강을 제어할 수 있다.
전원 생성 모듈(2210)에서 생성되는 두 개의 대기 전원 중 마스터 대기 전원을 제외한 다른 대기 전원들은 슬레이브 대기 전원으로 설정될 수 있다. 전원 생성 모듈(2210)은 슬레이브 대기 전원을 센싱하고, 슬레이브 대기 전원이 소정의 기준 레벨 이하이면, 동작 모드를 전환하여 노멀 모드 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 전원 생성 모듈(2210)는 대기 모드 상태에서, 강제로 노멀 모드 상태로 전환될 수 있다.
다만, 이러한 대기 전원의 레벨을 기초하여 진입하는 노멀 모드 상태는 모드 제어 신호에 기초하여 노멀 모드 상태로 진입하는 것과는 상이하며, 제1 장치(2100)는 대기 모드 상태를 유지할 수 있다.
전원 생성 모듈(2210)(또는 전원 생성 모듈의 일부 블록)이 노멀 모드 상태로 전환될 수 있다. 전원 생성 모듈(2210)은 노멀 모드 동작을 수행할 수 있으며, 적어도 두 개의 대기 전원이 일정한 레벨을 유지할 수 있다. 전원 생성 모듈(2210)은 계속하여 마스터 대기 전원 및 슬레이브 대기 전원을 센싱하고, 슬레이브 대기 전원이 소정의 기준 레벨보다 높아지면, 동작 모드를 전환하여 대기 모드 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해서, 전원 생성 모듈(2210)(또는 전원 생성 모듈의 일부 블록)이 다시 대기 모드 상태로 전환될 수 있다. 이에 따라 전원 생성 모듈(2210)은 대기 모드 상태에서, 적은 소비 전력으로 적어도 두 개의 대기 전원을 생성할 수 있으며, 적어도 두 개의 대기 전원이 과도하게 상승 하거나 또는 하강하는 것을 방지할 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어 "~모듈", "~부', "~부재" 는 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 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, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 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 해당 구성요소에 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.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 구동 전원을 생성하는 제1 컨버터, 및 제1 대기 전원 및 제2 대기 전원을 생성하는 제2 컨버터를 포함하는 전원 공급 장치(power supply apparatus); 및
    상기 전원 공급 장치로부터 수신되는 상기 구동 전원 및 상기 제2 대기 전원을 기초로 동작하는 본체를 포함하고,
    상기 제2 컨버터는,
    노멀 모드 동작 수행 및 대기 모드 동작 수행 시, 상기 제1 대기 전원을 센싱하여 상기 제1 대기 전원을 제어하고,
    상기 대기 모드 동작 수행 시 상기 제2 대기 전원을 센싱하고, 상기 제2 대기 전원이 기준 레벨 이하이면 상기 노멀 모드 동작을 수행함으로써 상기 제1 대기 전원 및 상기 제2 대기 전원이 일정하게 유지되도록 제어하는, 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 컨버터는,
    대기 모드 상태에서 상기 노멀 모드 동작 수행 시 상기 제2 대기 전원을 센싱하고, 상기 제2 대기 전원이 상기 기준 레벨보다 높으면 상기 대기 모드 동작을 수행하는, 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 컨버터는,
    제1 접지를 기초로 상기 제1 대기 전원을 생성하고,
    제2 접지를 기초로 상기 제2 대기 전원을 생성하며,
    상기 제2 접지는 상기 제1 접지 및 대지 접지(earth ground)와 상이한, 전자 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    대기 모드 상태에서, 상기 제2 대기 전원을 기초로 음성 인식 기능을 수행하는, 전자 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    파워 오프 상태에서, 상기 제2 대기 전원을 기초로 음성 인식 기능을 수행하여 사용자의 음성으로부터 파워-온 명령을 추출하고, 상기 파워-온 명령에 응답하여 파워-온되는, 전자 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는,
    상기 제1 대기 전원을 기초로 동작하고, 상기 본체가 파워-오프되면 상기 대기 모드 상태를 나타내는 대기 모드 신호를 출력하는 메인 모듈을 더 포함하는, 전자 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 컨버터는,
    상기 대기 모드 신호에 응답하여, 상기 구동 전원을 생성하지 않는 상기 대기 모드 상태에 진입하며,
    상기 제2 컨버터가 상기 제2 대기 전원의 센싱 결과를 기초로 상기 노멀 모드 동작을 수행할 때, 상기 대기 모드 상태를 유지하는, 전자 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 메인 모듈은,
    외부 장치로부터 입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호를 상기 본체에 제공하는, 전자 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 컨버터는,
    적어도 두 개의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 기초로 상기 제1 대기 전원 및 상기 제2 대기 전원을 생성하는 변환 회로를 포함하고,
    상기 노멀 모드 동작 수행 시, 지속적으로 상기 스위칭 동작을 수행하도록 상기 적어도 두 개의 스위칭 소자를 제어하고,
    상기 대기 모드 동작 수행 시, 간헐적으로 상기 스위칭 동작을 수행하도록 상기 적어도 두 개의 스위칭 소자를 제어하는, 전자 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 컨버터는,
    양 단자를 통해 상기 제1 대기 전원을 출력하고, 상기 양 단자 사이에 저항이 연결되며, 상기 제2 대기 전원이 상기 기준 레벨 이하이면 상기 저항을 통해 전류가 흐르는 출력부를 포함하는, 전자 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    디스플레이;
    상기 전원 공급 장치로부터 수신되는 상기 구동 전원을 변환하고, 변환된 전원을 출력하는 전원 회로부;
    상기 변환된 전원을 기초로 상기 디스플레이의 구동을 제어하는 구동 모듈;
    상기 변환된 전원 또는 상기 제2 대기 전원을 기초로 동작하는 메인 모듈을 포함하는 전자 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는,
    케이블을 통해 상기 구동 전원, 상기 제2 대기 전원, 및 외부 기기로부터 수신되는 신호를 상기 본체에 제공하는, 전자 장치.
  13. 노멀 모드 상태에서 구동 전압을 생성하고, 대기 모드 상태에서 동작을 중단하는 제1 컨버터; 및
    상기 대기 모드 상태에서 대기 모드 동작을 수행하여 제1 대기 전압 및 제2 대기 전압을 생성하고, 상기 제1 대기 전압을 센싱하여 상기 제1 대기 전압의 상승 또는 하강을 제어하고, 상기 제2 대기 전압을 센싱하여 상기 제2 대기 전압이 기준 전압 이하이면 상기 노멀 모드 상태로 진입하여 노멀 모드 동작을 수행하는 제2 컨버터를 포함하는, 전원 공급 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 컨버터는,
    상이한 접지들을 기초로 상기 제1 대기 전압 및 상기 제2 대기 전압을 생성하는, 전원 공급 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 대기 전압에 기초하여 동작하고, 제2 외부 장치로부터 유선 또는 무선 통신을 통해 입력 신호를 수신하고, 상기 구동 전압, 상기 제2 대기 전압 및 상기 입력 신호를 케이블을 통해 상기 제1 외부 장치로 제공하는 기능 모듈을 더 포함하고,
    상기 전원 공급 장치와 상기 제1 외부 장치는 서로 상이한 접지에 연결되는, 전원 공급 장치.
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