KR100195703B1 - 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템 - Google Patents

모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 디스플레이 전원 관리 시스템은 마이컴(도시되지 않음)으로부터의 제어 신호에 따라 디스플레이로 공급되는 전원을 관리하도록 제어하는 디스플레이 전원 관리 제어부(40)와; 전원 2차측의 제2출력단으로 출력되는 전압을 분배하는 전압 분배부(42); 상기 전압 분배부(42)에서 분배된 전압에 따라 온/오프 동작을 수행하는 스위칭부(44); 디스플레이 전원 관리시 마이컴을 구동시키기 위한 전원을 공급하는 마이컴 전원 공급부(46); 및 상기 마이컴 전원 공급부(46)를 구동시켜 안정된 전원이 마이컴으로 공급되도록 제어하는 마이컴 전원 공급 제어부(48)로 구성되어 있으며, 본 발명에 따르면 오프 모드시 80v에서 8v로 전압 강하하는 과정에서 8v가 정확히 출력되지 않는 과도 상태일때에는 마이컴으로 전원을 인가하지 않고, 8v가 정확히 출력되는 안정 상태일 때에만 마이컴으로 전원을 인가하기 때문에 불안정한 전원으로 인해 발생되는 마이컴의 손상을 방지할 수 있다

Description

모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템
제1도는 종래 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템에 대한 회로도.
제2도는 본 발명에 따른 디스플레이 전원 관리 시스템에 대한 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40 : 디스플레이 전원 관리 제어부
42 : 전압 배분부 44 : 스위칭부
46 : 마이컴 전원 공급부 48 : 마이컴 전원 공급 제어부
본 발명은 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템에 관한 것으로서, 특히 피드백을 이용하여 모니터의 각부에 전원을 일정하게 공급하는 전원 공급 장치에서 있어서, 모니터의 디스플레이에 불필요한 전원이 공급되지 않도록 전원을 관리하기 위한 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 모니터의 전원 회로는 모니터내의 각 부분에서 필요로 하는 전압과 전류를 적절히 공급해주는 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 정격이하의 전압이 공급되면 정상적인 동작을 하지 못하기 때문에, 화면이 축소되고 어두워지면 흐려질 뿐만 아니라 화면이 흩어져 버린다.
또한, 전원 회로에서 정류되어 나오는 직류 전압이 변동되는 것은 부하 전류의 변화와 전원 전압 변동이 주로 원이니 되고 있는데, 전압이 변동되면 화면이 불안정해지기 때문에 대부분 정전압 회로를 이용하여 전압이 높아지려고 하면 자동적으로 낮추어지고, 전압이 낮아지려고 하면 자동적으로 높혀 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/{직류 전원 전압})이 높아서 리플 성분이 수평 회로에 들어가면 화면이 좌우로 흔들거리고, 리플 성분이 수직 회로로 들어가면 화면이 수직으로 서서히 진동하게 된다.
따라서, 모니터의 전원 호리는 모니터의 각부에 일정한 전압과 전류를 계속 공급할 수 있어야 하며, 전압 변동이 없고 고주파의 왕래가 없어야 할뿐 아니라, 리플 함유율이 낮아야 한다.
제1도는 종래 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템에 대한 회로도로서, 인가되는 교류 전원을 정류하는 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 에레 앰프(30); 전원 소모를 방지하기 위해 디스플레이에 공급되는 전원을 제어하는 디스플레이 전원 관리부(32); 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 포토 트랜지스터와 발광 역할을 하는 발광 다이오드가 일체형으로 되어 있는 포토 커플러로 이루어져있다.
제1도를 참조하여 종래 모니터의 전원 회로에 대한 동작을 살펴 보면. 정상 모드인 경우에는 마이컴(도시되지 않음)으로부터 출력된 제어 신호 하이 가 디스플레이 전원 관리부(32)로 입력되므로 디스플레이 전원 관리부(32)의 제1트랜지스터(q1)는 온이 되고 제2트랜지스터(q2)는 오프 가 되어 디스플레이 전원 관리부(32)는 동작하지 않는다.
정상 모드인 경우에는 에러 엠프(30)가 정상적으로 동작하기 때문에 전언 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 온 시간이 짧아지고, 그로 인해 2차측에 전달되는 에너지가 감소하여 출력 전압 vo가 감소하게 된다.
한편, 디스플레이에 공급되는 전원이 불필요하게 소모되는 것을 방지하기 위한 모드로는 서스펜드 모드 또는 오프 모드가 있는데, 정상모드인 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 로우 신호가 출력되어 디스플레이 전원 관리부(32)가 동작하게 된다.
마이컴으로부터 로우 신호가 상기 디스플레이 전원 관리부(32)로 입력되면 제1트랜지스터(q1)는 오프 가 되고, 제2트랜지스터(q2)는 온 이 되므로 a 점과 b 점 사이의 전압 차이가 커져 발광부(28)로 흐르는 전류가 급속히 증가하게 된다.
전류는 급속한 증가로 인해 발광부(28)에서 발광되는 양이 증가 하게 되고 1차측의 수광부(22)에 이에 상응하는 전류가 출력되면 전원 제어부(16)의 컨덴서(도시되지 않음)에 충전되는 시간 즉, 전원 트랜스 구동부(14)를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 온 시간이 짧아져 전원 트랜스(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 온 이 되면 마이컴 전원 공급부(34)의 제3트랜지스터(q3)도 온 이 되어 마이컴을 구동시킬 수 있는 전압이 출력된다.
상기와 같이 디스플레이에 공급되는 전원이 불필요하게 소모되는 것을 방지하기 위해 오프 모드시에는 전원 2차측의 80v 출력 라인을 8v 정도로 전압 강하하게 되는데, 상기와 같은 종래 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템에서는 80v 출력 라인을 8v 정도로 전압을 강하시키는 과정에서 한 번에 정확히 8v로 강하시키지 못하고 전압이 변동되는 과도 상태가 발생하여 전원이 불안정하게 되므로 마이컴에 손상을 줄 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 모니터의 디스플레이에 공급되는 전원이 불필요하게 소모되는 것을 방지하기 위한 오프 모드 또는 서스펜드 모드시 안정된 전원을 공급하도록 되어진 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템은,마이컴으로부터의 제어 신호에 따라 디스플레이로 공급되는 전원을 관리하도록 제어하는 디스플레이 전원 관리 베어부와; 전원 2차측의 제2출력단으로 출력되는 전압을 분배하는 전압 분배분; 상기 전압 분배부에서 분배된 전압에 따라 온/오프 동작을 수행하는 스위칭부; 디스플레이 전원 관리시 마이컴을 구동시키기 위한 전원을 공급하는 마이컴 전원 공급부; 및 상기 마이컴 전원 공급부를 구동시켜 안정된 전원이 마이컴으로 공급되도록 제어하는 마이컴 전원 공급 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이어서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명에 따른 모니터의 디스플레이 전원 관리 시스템에 대한 회로도로서, 본 발명의 디스플레이 전원 관리 시스템은 마이컴(도시되지 않음)으로부터의 제어 신호에 따라 디스플레이로 공급되는 전원을 관리하도록 제어하는 디스플레이 전원 관리 제어부(40)와; 전원 2차측의 제2출력단으로 출력되는 전압을 분배하는 전압 분배부(42); 상기 전압 분배부(42)에서 분배된 전압에 따라 온/오프 동작을 수행하는 스위칭부(44); 디스플레이 전원 관리시 마이컴을 구동시키기 위한 전원을 공급하는 마이컴 전원 공급부(46); 및 상기 마이컴 전원 공급부(46)를 구동시켜 안정된 전원이 마이컴으로 공급되도록 제어하는 마이컴 전원 공급 제어부(48)로 구성된다.
여기서, 상기 디스플레이 전원 관리 제어부(40)는 저항 R31의 한쪽단으로 마이컴으로부터의 제어 신호가 입력되고, 저항 R32의 다른 한쪽단은 저항 R32의 한쪽단과 공통으로 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되며, 저항R32의 다른 한쪽단과 트랜지스터(q1)의 에미터는 접지에 연결되고 트랜지스터(Q1)의 컬렉터는 전압 분배부(42)에 연결된 구조로 되어 있다.
상기 전압 분배부(42)는 전원 2차측의 제2출력단에 저항 R21의 한쪽단이 연결되어 있고 저항 R21의 다른 한쪽단이 저항 R22의 한쪽단이 연결되어 있으며 저항 R22의 다른 한쪽단은 상기 마이컴 전원 공급 제어부(48)에 연결된 구조로 되어 있다.
상기 스위칭부(44)는 TL431로 구현할 수 있으며, 상기 전압 분배부(42)로부터의 분배 전압과 기준 전압(vref)을 비교하는 비교기(42-1); 및 상기 비교기(44-1)의 출력에 따라 온/오프 동작을 수행하는 트랜지스터(44-2:Q2)로 구성된다.
상기 마이컴 전원 공급부(46)는 저항 R41의 한쪽단이 전원 2차측의 제2출력단에 연결되고 저항 R41의 다른 한쪽단이 트랜지스터(Q5)의 에미터와 연결되며 트랜지스터(Q5)의 베이스는 저항 R42에 의해 상기 마이컴 전원 공급 제어부(48)에 연결되고 트랜지스터(Q2)의 컬렉터는 마이컴에 연결된 구조로 되어 있다.
또한, 상기 마이컴 전원 공급 제어부(48)는 제1트랜지스터(Q3)의 켈렉터에 상기 마이컴 전원 공급부(46)가 연결되고 제1트랜지스터(Q3)의 베이스에는 저항 R34에 의해 상기 스위칭부(44)와 연결되며 제1트랜지스터(Q3)의 에미터에는 제2트랜지스터(Q4)의 켈렉터가 연결되고 제2트랜지스터(Q4)의 베이스는 상기 전압 분배부(42)와 연결되며 제2트랜지스터(Q4)의 에미터는 접지와 연결된 구조로 되어 있다.
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예를 들어 동작 및 효과를 자세히 설명하기로 한다.
제2도를 참조하여 정상 모드와 오프 모드로 나누어 구체적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 디스플레이에 공급되는 전원이 불필요하게 소모되는 것을 방지하기 위해 디스플레이 전원 관리 시스템 작동시 즉, 서스펜드 모드 또는 오프 모드를 전제로 한 것이기 때문에 정상 모드에 대해서는 간략하게 설명하기로 한다.
1) 정상 모드 : 모니터의 디스플레이에 90~110W의 전력이 필요한 정상 모드인 경우에는 마이컴(도시되지 않음)으로부터 출력된 제어 신호 하이가 디스플레이 전원 관리 제어부(40)로 입력되므로 디스플레이 전원 관리 제어부(40)의 트랜지스터(q1)는 온이 되고, 전압 분배부(42)내의 a점 전압(va)은 0으로 떨어진다.
그로 인해, 스위칭부(44)의 게이트 단자(G)로 상기 a점 전압인 0v가 인가되면 스위칭부(44)의 비교기 (44-1)에서 기준 전압(vref=2.5v)과 비교되고, 인가된 전압이 기준 전압보다 작으므로 비교기(44-1)로부터 로우가 출력되어 트랜지스터(q2)가 오프되므로 디스플레이 전원 관리가 수행되지 않는다.
상기와 같이 전압 분배부(42)내의 a점 전압(va)이 0v로 떨어지기 때문에 마이컴 전원 공급 제어부(48)내의 제2트랜지스터(Q4)는 오프가 되고, 또한 상기와 같이 스위칭부(44)내의 트랜지스터(Q2)가 오프되므로 마이컴 전원 공급 제어부(48)내의 제1트랜지스터(Q3)는 온이 되며, 그로 인해 마이컴 전원 공급부(46)내의 트랜지스터(Q5)는 오프 상태에 놓이게 된다.
2) 오프 모드 (또는 서스펜드 모드): 오프 모드에서는 5W 정도의 전력만이 필요하고 , 서스펜드 모드에서는 10W 정도의 전력만이 필요한데, 오프 모드 (또는 서스펜드 모드)에 해당하면 마이컴(도시되지 않음)으로부터 로우신호가 출력되어 디스플레이에 공급되는 전원을 관리하게 된다.
마이컴으로부터 로우신호가 디스플레이 전원 관리 제어부(40)로 입력되면 트랜지스터(q1)는 오프가 된다.
오프 모드(또는 서스펜드 모드)를 위해서는 전원 2차측의 제2출력단의 80V 라인 전압을 1/8~1/10정도 감소 즉, 80v에서 8v로 감소시켜야 하기 때문에 전압 분배부(42) 저항 R21과 R22 값을 다음 수식에 맞도록 결정한다.
이때, 기준 전압(vref)은 2.5v 정도이며, 스위칭부(44)의 게이트단자로 입력되는 전압 분배부(42)의 분배 전압(va)과 비교된다.
이어서, 오프 모드시를 시작 단계(start)와 안정 단계(steady)로 나누어 설명하면 다음과 같다.
① 시작 단계(80v~10v)
시작 단계에는 상기 전압 분배부(42)의 분배 전압(va)이 기준 전압(vref) 2.5v보다 크므로 스위칭부(44)의 비교기(44-1)에서 하이가 출력되며, 그로 인해 스위칭부(44)의 트랜지스터(Q2:44-2)가 온이 되어 스위칭부(44)의 캐소드(K)단자 전압이 0v로 떨어지게 된다.
그리고, 상기 전압 분재부(42)의 분배 전압(va)으로 인해 마이컴 전원 공급 제어부(48)의 제2트랜지스터(Q4)가 온이 되며, 상기와 같이 스위칭부(44)의 트랜지스터(Q2:44-2)가 온이 되므로 마이컴 전원 공급 제어부(48)의 제1트랜지스터(Q3)는 오프가 된다.
또한, 상기와 같이 마이컴 전원 공급 제어부(48)의 제1트랜지스터(Q3)가 오프가 되기 때문에 마이컴 전원 공급부(46)의 트랜지스터(Q5)도 오프가 되어 과도기 상태인 80V~10V인 경우에는 마이컴으로 전원이 공급되지 않는다.
② 안정 단계(8V)
안전 단계에는 상기 전압 분배부(42)의 분배 전압(va)이 기준 전압(vref)2.5V보다 작아지므로 스위칭부(44)의 비교기(44-1)에서 로우가 출력되며, 그로 인해 스위칭부(44) 트랜지스터(q2:44-2)가 오프되어 스위칭부(44)의 캐소드(K) 단자 전압이 하이가 된다.
그리고, 상기 전압 분배부(42) 분배 전압(va)으로 인해 마이컴 전원 공급 제어부(48)의 제2트랜지스터(Q4)가 온이 되며, 상기와 같이 스위칭부(44)의 트랜지스터(Q2:44-2)가 오프되므로 마이컴 전원 공급 제어부(48)의 제1트랜지스터(Q3)는 온이 된다.
또한, 상기와 같이 마이컴 전원 공급 제어부(48)의 제1트랜지스터(Q3)와 제2트랜지스터(Q4)가 동시에 온이 되므로 마이컴 전원 공급부(46)의 트랜지스터(Q5)도 온이 되어 안정 상태의 전압인 8V가 마이컴으로 공급된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 오프 모드시 80V에서 8V로 전압 강하하는 과정에서 8V가 정확히 출력되지 않는 과도 상태일 때에는 마이컴으로 전원을 인가하지 않고, 8V가 정확히 출력되는 안정 상태일 때에만 마이컴으로 전원을 인가하기 때문에 불안정한 전원으로 인해 발생되는 마이컴의 손상을 방지할 수 있다는데 그 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 마이컴으로부터 인가된 제어신호에 따라 제2출력단에 연결된 전압분배부(42)의 분배전압(va)을 그라운드로 바이패스하게 된 트랜지스터(Q1)로 구성된 디스플레이전원관리부(40)와, 제2출력단에 저항(R41)을 매개로 에미터가 연결된 트랜지스터(Q5)의 동작여부에 따라 마이컴으로 8V의 전압을 공급하게 된 마이컴전원공급부(46) 및, 상기 디스플레이전원관리부(40)의 동작에 따라 상기 마이컴 전원공급부(46)의 동작을 제어하는 제어수단으로 구성되어, 마이컴으로부터 입력되는 전원제어신호에 따라 디스플레이어로 출력되는 전원을 제어함과 아울러 마이컴을 구동하는 전압의 출력을 제어하는 모니터의 디스플레이전원관리시스템에 있어서, 상기 제어수단이 상기 전압분배부(42)의 분배단자(a)에 게이트(G)가 연결된 비교기(44-1)와, 이 비교기(44-1)의 출력값에 따라 온/오프 동작을 수행하는 하게 된 트랜지스터(Q2)로 구성된 스위칭부(44)와; 제1트랜지스터(Q3)의 컬렉터에 상기 마이컴 전원공급부(46)가 연결되고 제1트랜지스터(Q3)의 베이스에는 저항(R34)에 의해 상기 스위칭부(44)와 연결되며 제1트랜지스터(Q3)의 에미터에는 제2트랜지스터(Q4)의 컬렉터가 연결되고 제2트랜지스터(Q4)의 베이스는 상기 전압 분배부(42)와 연결되며 제2트랜지스터(Q4)의 에미터는 접지와 연결되여 제1,2트랜지스터( Q3,Q4)가 각각 스위칭부(44)와 디스플레이전원관리부(40)와 역으로 동작하여 상기 마이컴전원공급부(46)를 제어하게된 마이컴전원공급부(46)로 이루어진 것을 특징으로 하는 모니터의 디스플레이 전원관리시스템.
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