KR0166263B1 - 모니터의 전원 회로 - Google Patents

모니터의 전원 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모니터의 전원 회로에 관한 것으로서, 본 발명의 전원 회로는 피드백을 이용하여 정전압을 출력하는 전원 회로에 있어서, 전원 2차측의 제1출력단으로부터의 전압을 분배하는 제1전압 분배부(40)와; 상기 제1전압 분배부(40)에서 분배된 전압에 따라 온/오프 되는 제1스위칭부(42); 전류량에 비례하여발광하는 발광부(44); 마이컴으로부터의 제어 신호에 따라 디스플레이 전원을 관리하도록 제어하는 디스플레이 전원 관리 제어부(46); 전원 2차측의 제2출력단으로부터의 출력 전압을 분배하는 제2전압분배부(48); 상기 제2전압 분배부(48)에서 분배된 전압에 따라 온/오프되는 제2스위칭부(50); 및 상기 제2스위칭부(50)가 온된 경우에 마이컴을 구동하는 전압을 출력하는 마이컴 전원 공급부(52)로 구성되어 있으며, 본 발명은 TL431과 같은 저렴한 소자를 이용하여 피드백 전원 회로를 구현함으로써, 하드 웨어의 구현 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 디스플레이 전원 관리 모드시 전압 조정을 정확하게 할 수 있다.

Description

모니터의 전원 회로(A power circuit in a monitor)
제1도는 종래 모니터의 전원 회로에 대한 부분 회로도.
제2도는 본 발명에 따른 모니터의 전원 회로에 대한 회로도.
제3도는 본 발명에 따른 스위칭부의 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40 : 제1전압 분배부 42 : 제1스위칭부
44 : 발광부 46 : 디스플레이 전원 관리 제어부
48 : 제2전압분배부 50 : 제2스위칭부
52 : 마이컴 전원 공급부
본 발명은 모니터의 전원 회로에 관한 것으로서, 특히 피드백을 이용하여 모니터의 각부에서 필요로 하는 전원을 일정하게 공급되도록 하고 모니터의 디스플레이에 불필요한 전원이 공급되지 않도록 하기 위한 모니터의 전원 회로에 관한 것이다.
일반적으로 모니터의 전원 회로는 모니터내의 각 부분에서 필요로 하는 전압과 전류를 적절히 공급해 주는 역할을 하기 때문에 전원 회로에 문제가 생기면 모니터의 각부가 동시에 비정상적인 동작을 하게 된다.
만약, 모니터의 각부에서 필요로 하는 전압이 공급되지 않고 정격 이상으로 높은 전압이 공급되면 부분품이 파손되기 쉽고 반대로 정격 이하의 전압이 공급되면 정상적인 동작을 하지 못하기 때문에, 화면이 축소되고 어두어지며 흐려질 뿐만 아니라 화면이 흩어져 버린다.
또한 전윈회로에서 정류되어 나오는 직류 전압이 변동되는 것은 부하전류의 변화와 전원 전압 변동이 주로 원인이 되고 있는데, 전압이 변동되면 화면이 불안정해지기 때문에 대부분 정전압 회로를 이용하여 전압이 높아지려고 하면 자동적으로 낮추어지고, 전압이 낮아지려고 하면 자동적으로 높여 주어서 항상 일정한 전압이 공급되도록 한다.
그리고, 전원 회로를 통하여 고주파가 왕래할 수 있도록 되어 있으면 수평 회로 등에서 발생하는 높은 주파수 성분의 고조파가 다른 회로에 나쁜 영향을 미치거나 외부에 방해 전파로서 발사되며 외부 잡음의 영향을 많이 받기도 한다.
한편, 전원 회로에 리플 함유율({직류에 포함된 교류 전압}*100/{직류전원전압})이 높아서 리플 성분이 수평 회로에 들어가면 화면이 좌우로 흔들거리고, 리플 성분이 수직 회로로 들어가면 화면이 수직으로 서서히 진동하게 된다.
따라서, 모니터의 전원 회로는 모니터의 각부에 일정한 전압과 전류를 계속 공급할 수 있어야 하며, 전원 변동이 없고 고주파의 왕래가 없어야 할 뿐 아니라, 리플 함유율이 낮아야 한다.
제1도는 종래 모니터의 전원 회로에 대한 부분 회로도로서, 인가되는 교류 전원을 정류하느 정류부(10)와; 1차측의 에너지를 2차측으로 전달하는 전원 트랜스(12); 상기 전원 트랜스(12)를 구동시키는 전원 트랜스 구동부(14); 정전원을 공급하기 위해 상기 전원 트랜스 구동부(14)를 제어하는 전압을 출력하는 전원 제어부(16); 전류를 감지하는 전류 센서부(18); 저주파에 해당하는 신호를 통과시키는 저주파 통과 필터(20); 2차측으로부터의 발광 신호를 수신하여 상기 전원 제어부(16)의 피드백 단자로 상기 수신된 신호를 출력하는 수광부(22); 상기 전원 트랜스(12)에서 출력되는 신호를 정류하고 평활화하는 정류 평활부(24); 전압을 결정하는 전압 결정 저항(26: R21); 1차측으로 피드백시키기 위해 전류양에 따라 발광하는 발광부(28); 상기 발광부(28)에 흐르는 전류량을 조절하는 에러 앰프(30); 전원 소모를 방지하기 위해 디스플레이에 공급되는 전원을 제어하는 디스플레이 전원 관리부(32: Display Power Management System-DPMS) 및 상기 디스플레이 전원 관리부(32)가 동작되는 경우에 마이컴을 구동하는 전압을 출력하는 마이컴 전원 공급부(34)로 구성된다.
여기서, 상기 수광부(22)와 발광부(28)는 수광 역할을 하는 포토트랜지스터와 발광 역할을 하는 발광 다이오드가 일체형으로 되어 있는 포토 커플로 이루어져 있다.
제1도를 참조하여 종래 모니터의 전원 회로에 대한 동작을 살펴보면, 정상 모드인 경우에는 마이컴(도시되지 않음)으로부터 출력된 제어 신호 하이가 디스플레이 전원 관리부(32)로 입력되므로 디스플레이 전원 관리부(32)의 제1트랜지스터(Q1)은 온이 되고 제2트랜지스터(Q2)는 오프가 되어 디스플레이 전원 관리부(32)는 동작하지 않는다.
정상 모드인 경우에는 에러 앰프(30)가 정상적으로 동작하기 때문에 전원 2차측 출력단에서 출력되는 전압의 변동에 따라 발광부(28)로 흐르는 전류(ip)를 조정한 후 피드백 시킴으로써 2차측 출력단의 출력 전압이 일정하게 유지된다.
즉, 전원 2차측 출력 전압이 증가하게 되면 발광부(28)로 흐르는 전류(ip)가 증가하기 때문에 그 전류량에 비례하는 빛이 발광부(28)로부터 발광되고, 1차측의 수광부(22)에서는 이를 수광하여 전원 제어부(16)의 피드백 단자(VFB)로 인가하면 전원 제어부(16)의 컨덴서(도시되지 않음)에 빠르게 충전되어 전원 트랜스 구동부(14)내에 있는 스위칭 트랜지스터의 온시간이 짧아지고, 그로 인해 2차측에 전달되는 에너지가 감소하여 출력 전압 VO가 감소하게 된다.
한편, 디스플레이에 공급되는 전원이 불필요하게 소모되는 것을 방지하기 위한 모드로는 서스펜드 모드와 오프 모드가 있는데, 정상 모드인 경우에는 90∼110W의 전력이 필요한 반면, 서스펜드 모드에서는 10W 정도의 전력만이 필요하고 오프 모드에서는 5W 정도의 전력만이 필요하며, 서스펜드 모드와 오프 모드인 경우에 해당하면 마이컴(도시되지 않음)으로부터 로우신호가 출력되어 디스플레이 전원 관리부(32)가 동작하게 된다.
마이컴으로부터 로우신호가 상기 디스플레이 전원관리부(32)로 입력되면 제1트랜지스터(Q1)는 오프가 되고, 제2트랜지스터(Q2)는 온이 되므로 a점과 b점 사이의 전압 차이가 커져 발광부(28)로 흐르는 전류가 급속히 증가하게 된다.
전류의 급속한 증가로 인해 발광부(28)에서 발광되는 양이 증가하게 되고 1차측의 수광부(22)에 이에 상응하는 전류가 출력되면 전원제어부(16)의 컨덴서(도시되지 않음)에 충전되는 시간 즉, 전원 트랜스 구동부(14)를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 온시간이 짧아져 전원트랜스(12)의 2차측으로 전달되는 에너지 양이 감소하게 되고 그로 인해 전원 2차측 출력 전압이 감소한다.
또한, 디스플레이 전원 관리부(32)가 동작할 때 즉, 상기 제2트랜지스터(Q2)가 온되면 마이컴 전원 공급부(34)의 제3트랜지스터(Q3)도 온이 되어 레귤레이터(34-1)를 통해 마이컴을 구동시킬 수 있는 전압(5V)이 출력된다.
상기와 같은 종래 모니터의 전원 회로에서 사용되는 에러 앰프(30)는 제품 단가가 높기 때문에 이것을 가지고 회로를 구현하게 되면 하드웨어의 비용이 증가된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 저렴한 소자를 이용하여 에러 앰프의 기능을 수행하고 불필요하게 디스플레이에 전원이 공급되는 것을 방지하도록 되어진 모니터의 전원 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 모니터의 전원 회로는, 전원 1차측에 2차측으로부터 발광 신호를 수신하여 피드백 신호를 출력하는 수광부와 상기 피드백 신호를 입력받아 스위칭 트랜지스터의 온시간을 제어하는 전원 제어부가 구비된 모니터의 전원 회로에 있어서,
전원 2차측의 제1출력단으로부터의 출력 전압을 분배하는 제1전압 분배부와;
상기 제1전압 분배부에서 분배된 전압에 따라 온/오프 되는 제1스위칭부;
전류량에 비례하는 신호를 상기 1차측의 수광부로 전달하기 위해 발광하는 발광부;
마이컴으로부터의 제어 신호에 따라 디스플레이 전원을 관리하도록 제어하는 디스플레이 전원 관리 제어부;
전원 2차측의 제2출력단으로부터의 출력 전압을 분배하는 제2전압분배부;
상기 제2전압 분배부에서 분배된 전압에 따라 온/오프되는 제2스위칭부; 및
상기 제2 스위칭부가 온된 경우에 마이컴을 구동하는 전압을 출력하는 마이컴 전원 공급부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이어서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명에 따른 모니터의 전원 회로에 대한 회로도로서, 본 발명의 전원 회로는 전원 1차측에 2차측으로부터의 발광 신호를 수신하여 피드백 신호를 출력하는 수광부와 상기 피드백 신호를 입력받아 스위칭 트랜지스터의 온시간을 제어하는 전원 제어부가 구비된 모니터의 전원 회로에 있어서, 전원 2차측의 제1출력단(160V)으로부터의 출력 전압을 분배하는 제1전압 분배부(40)와; 상기 제1전압 분배부(40)에서 분배된 전압에 따라 온/오프되는 제1스위칭부(42); 전류량에 비례하는 신호를 강시 1차측의 수광부(제1도 참조)로 전달하기 위해 발광하는 발광부(44); 마이컴(도시되지 않음)으로부터의 제어 신호에 따라 디스플레이 전원을 관리하도록 제어하는 디스플레이 전원 관리 제어부(46); 전원 2차측의 제2출력단(80V)으로부터의 출력 전압을 분배하는 제2전압 분배부(48); 상기 제2전압 분배부(48)에서 분배된 전압에 따라 온/오프되는 제2스위칭부(50); 및 상기 제2스위칭부(50)가 온된 경우에 마이컴을 구동하는 전압을 출력하는 마이컴 전원 공급부(52)로 구성된다.
여기서, 상기 제1전압 분배부(40)는 전원 2차측의 제1출력단에 저항 R21의 한쪽단이 연결되어 있고 저항 R21의 다른 한쪽단이 저항 R22의 한쪽단과 연결되어 있으며 저항 R22의 다른 한쪽단은 접지에 연결된 구조로 되어 있다.
제3도는 본 발명에 따른 스위칭부의 구성도로서, 상기 제1스위칭부(42)의 실시예는 TL 431로 구현할 수 있으며, 상기 제1스위칭부(42)는 상기 제1전압 분배부(40)로부터의 분배 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기(42-1)와 상기 비교기(42-1)의 출력에 따라 온/오프 동작을 수행하는 트랜지스터(42-2)로 구성된다.
또한, 상기 발광부(44)는 전류량에 비례하여 발광하는 발광 다이오드로 구현된다.
상기 디스플레이 전원 관리 제어(46)는 저항 R31의 한쪽단으로 마이컴으로부터의 제어 신호가 입력되고, 저항 R31의 다른 한쪽단은 저항 R32의 한쪽단과 공통으로 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되며, 저항 R32의 다른 한쪽단과 트랜지스터(Q1)의 에미터는 접지에 연결되고 트랜지스터(Q1)의 컬렉터는 상기 제2전압 분배부(48)에 연결된 구조로 되어 있다.
상기 제2전압 분배부(48)는 전원 2차측의 제2출력단(80V)에 저항 R33의 한쪽단이 연결되어 있고 저항 R33의 다른 한쪽단이 저항 R34의 한쪽단과 연결되어 있으며 저항 R34의 다른 한쪽단은 접지에 연결된 구조로 되어 있다.
제3도를 참조하면, 제2도의 상기 제2스위칭부(50)는 상기 제1전압분배부(48)로부터의 분배 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기(50-1)와 상기 비교기(50-1)의 출력에 따라 온/오프 동작을 수행하는 트랜지스터(50-2)로 구성된다.
상기 마이컴 전원 공급부(52)는 저항 R42의 한쪽단이 전원 2차 측의 제2출력단에 연결되고 저항 R42의 다른 한쪽단이 트랜지스터(Q2)의 에미터와 연결되며 트랜지스터(Q2)의 베이스는 저항 R41에 의해 제2스위칭부(50)에 연결되고 트랜지스터(Q2)의 컬렉터는 마이컴 구동 전압을 출력하는 레귤레이터(52-1)와 연결된 구조로 되어 있다.
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예를 들어 동작 및 효과를 자세히 설명하기로 한다.
제2도를 참조하여 정상 모드와 서스펜드 모드 또는 오프 모드로 나우어 구체적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.
1)모니터가 정상적으로 동작되는 정상모드
모니터의 디스플레이에 90∼110W의 전력이 필요한 정상 모드인 경우에는 마이컴(도시되지 않음)으로부터 출력된 제어 신호 하이가 디스플레이 전원 관리 제어부(46)로 입력되므로 디스플레이 전원 관리 제어부(46)의 트랜지스터(Q1)는 온이 되고, 제2전압 분배부(48)에서의 분배 전압인 a1 지점 전압(Va1)은 0으로 떨어진다.
그로 인해, 제2스위칭부(50)의 게이트 단자(G)로 상기 제2전압 분배부(48)에서의 분배 전압 0V가 인가되면 제2스위칭부(50)가 오프되어 디스플레이 전원 관리가 수행되지 않는다.
정상 모드인 경우네는 제1전압 분배부(40)에서의 분배 전압 [Va2={R22/(R21+R22)}×160]에 따라 제1스위칭부(42)가 온 또는 오프된다.
만약, 제1출력단의 전압이 160V보다 높아져서 상기 제1스위칭부(42)가 온되면 a3지점의 전압이 0으로 떨어져 제2출력단(80V)과의 전압 차이가 커져 발광부(44)로 흐르는 전류(ip)가 급속히 증가하고 그 전류(ip)는 제1스위칭부(42)쪽으로 흐르며, 급속히 증가된 전류량에 비례하는 빛이 발광부(44)로부터 발광된다.
제1도에 도시된 전원 1차측을 참조하여 살펴보면 1차측의 수광부(22)에서는 이를 수광하여 전원 제어부(16)의 피드백 단자(VFB)로 인가하면 전원 제어부(16)의 컨덴서(도시되지 않음)에 빠르게 충전되어 전원 트랜스 구동부(14)내에 있는 스위칭 트랜지스터의 온시간이 짧아지고, 그로 인해 2차측에 전달되는 에너지가 감소하여 출력 전압 VO가 감소하게 된다.
결국, 전원 2차측의 제1출력단에서 출력되는 전압의 변동에 따라 발광부(28)로 흐르는 전류(ip)를 조정하여 피드백 시킴으로써 전원 2차측의 제1출력단에서 출력되는 전압(160V)이 일정하게 유지된다.
2)디스플레이에 공급되는 전원이 불필요하게 소모되는 것을 방지하기 위한 서스펜드 모드 또는 오프 모드
서스펜드 모드에서는 10W 정도의 전력만이 필요하고 오프 모드에서는 5W 정도의 전력만이 필요한데, 서스펜드 모드 또는 오프 모드에 해당하면 마이컴(도시되지 않음)으로부터 로우신호가 출력되어 디스플레이에 공급되는 전원을 관리하게 된다.
마이컴으로부터 로우 신호가 디스플레이 전원 관리 제어부(46)로 입력되면 트랜지스터(Q1)는 오프가 된다.
서스펜드 모드 또는 오프 모드를 위해서는 전원 2차측의 제2출력단의 전압을 1/8∼정도 감소 즉, 80V에서 8V 정도로 감소시켜야 하기 때문에 제2전압 분배부(48)의 저항 R33과 R34값을 다음 수식에 맞도록 결정한다.
[{R33/R34)+1}×2.5V]=8V
이때, 2.5V는 제2스위칭부(50)의 게이트 단자로 입력되는 제2전압 분배부(48)의 분배 전압(Va1)과 비교되는 기준 전압(Vref)을 나타낸 것이다.
상기 제2전압 분배부(48)의 분배 전압(Va1)이 기준 전압(Vref) 2.5V보다 크면 제2스위칭부(50)가 온되어 제2스위칭부(50)의 캐소드 단자의 전압이 0으로 떨어지게 되고, 그로 인해 2차측의 제2출력단 전압과 a4 지점의 전압 차이가 커져 서스펜드 모드 또는 오프 모드시 전류는 발광부(44)를 거쳐 제2스위칭부(50) 쪽으로 흐르게 된다.
또한, 디스플레이 전원 관리시 즉, 서스펜드 모드 또는 오프 모드시 상기 제2스위칭부(50)가 온이 되면 마이컴 전원공급부(52)의 트랜지스터(Q2)는 온이 되어 전원 2차측의 제2출력단에서 출력되는 전압이 저항 R42에 의해 강하된 후 마이컴 전원 공급부(52)의 레귤러레이터(34-1)를 통해 마이컴을 구동시킬 수 있는 전압(5V)이 출력된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, SE140N과 같은 제품 단가가 높은 소자 대신에 TL431과 같은 저렴한 소자를 이용하여 피드백 전원 회로를 구현함으로써, 하드웨어의 구현 비용을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 디스플레이 전원 관리 모드시 전압 조정을 정확하게 할 수 있다는데 그 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 전원 1차측에 2차측으로부터 발광 신호를 수신하여 피드백 신호를 출력하는 수광부와 상기 피드백 신호를 입력받아 스위칭 트랜지스터의 온시간을 제어하는 전원 제어부가 구비된 모니터의 전원 회로에 있어서, 전원 2차측의 제1출력단(160V)으로부터의 출력 전압을 분배하는 제1전압 분배부(40)와; 상기 제1전압 분배부(40)에서 분배된 전압에 따라 온/오프 되는 제1스위칭부(42); 전류량에 비례하는 신호를 상기 1차측의 수광부로 전달하기 위해 발광하는 발광부(44); 마이컴으로부터의 제어 신호에 따라 디스플레이 전원을 관리하도록 제어하는 디스플레이 전원 관리 제어부(46); 전원 2차측의 제2출력단으로부터의 출력 전압을 분배하는 제2전압 분배부(48); 상기 제2전압 분배부(48)에서 분배된 전압에 따라 온/오프되는 제2스위칭부(50); 및 상기 제2 스위칭부(50)가 온된 경우에 마이컴을 구동하는 전압을 출력하는 마이컴 전원 공급부(52)로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 전원 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1전압 분배부(40)가 전원 2차측의 제1출력단에 저항 R21의 한쪽단이 연결되어 있고 저항 R21의 다른 한쪽단이 저항 R22의 한쪽단과 연결되어 있으며 저항 R22의 다른 한쪽단이 접지에 연결된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 전원 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1스위칭부(42)가 상기 제1전압 분배부(40)로부터의 분배 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기(42-1); 및 상기 비교기 (42-1)의 출력에 따라 온/오프 동작을 수행하는 트랜지스터(42-2)로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 전원 회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 전원 관리부(46)가 저항 R31의 한쪽단으로 마이컴으로부터의 제어 신호가 입력되고, 저항 R31의 다른 한쪽단은 저항 R32의 한쪽단과 공통으로 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되며, 저항 R32의 다른 한쪽단과 트랜지스터(Q1)의 에미터는 접지에 연결되고 트랜지스터(Q1)의 컬렉터는 상기 제2전압 분배부(48)에 연결된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 전원 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2전압 분배부(48)가 전원 2차측의 제2출력단에 저항 R33의 한쪽단이 연결되어 있고 저항 R33의 다른 한쪽단이 저항 R34의 한쪽단과 연결되어 있으며 저항 R34의 다른 한쪽단은 접지에 연결된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 전원 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2스위칭부(50)가 상기 제1전압분배부(48)로부터의 분배 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기(50-1)와 상기 비교기(50-1)의 출력에 따라 온/오프 동작을 수행하는 트랜지스터(50-2)로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터의 전원 회로.
  7. 제1항에 있어서, 마이컴 전원 공급부(52)가 저항 R42의 한쪽단이 전원 2차 측의 제2출력단에 연결되고 저항 R42의 다른 한쪽단이 트랜지스터(Q2)의 에미터와 연결되며 트랜지스터(Q2)의 베이스는 저항 R41에 의해 제2스위칭부(50)에 연결되고 트랜지스터(Q2)의 컬렉터는 마이컴 구동 전압을 출력하는 레귤레이터(52-1)와 연결된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터의 전원 회로.
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