KR100370057B1 - Stand-by control circuit for power supplies switching - Google Patents
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Abstract
본 발명은 TV의 스탠바이 모드시 스위칭전원을 제어하기 위한 스위칭소자의 손실을 제어하는 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a standby control circuit for switching the voltage supply for controlling the loss of the switching element for controlling the switching power supply in the standby mode of the TV.
본 발명에 의하면, 스탠바이제어회로를 포터커플러를 적용하지 않고 스위칭트랜스의 1차측에서 스위칭전원제어부에 인가되는 스위칭 구동전압을 직접 제어할 수 있도록 스탠바이제어회로에 트랜지스터와 제너다이오드를 구비하므로서, 소비자 사용환경에서 발생할수 있는 문제와 포터커플러의 전류전달율 편차에 의한 오동작을 방지할 수 한다.According to the present invention, the standby control circuit includes a transistor and a zener diode in the standby control circuit so that the standby control circuit can directly control the switching driving voltage applied to the switching power supply controller on the primary side of the switching transformer without applying a port coupler. It is possible to prevent malfunctions caused by environmental problems and porter coupler current transfer rate deviation.
그리고, 스탠바이 상태에서 스위칭전원 제어부의 스위칭 구동전압의 주파수를 절반 정도로 감소시켜 주어 스위칭 주기를 2배 정도로 증가시켜 줄수 있도록 하므로서, 기존에 20Khz의 주파수에서 발생했던 스위칭 손실을 절반정도로 감소시켜 주어 전원 스위칭소자의 온/오프시에 나타나는 손실을 최소화시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, in the standby state, the frequency of the switching driving voltage of the switching power supply controller is reduced by about half, thereby increasing the switching period by about two times, and reducing the switching loss generated at the frequency of 20Khz by about half. This is to minimize the loss of the device on / off.
Description
본 발명은 TV의 스탠바이(Stand-by)상태에 소비전력을 줄이기 위한 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a standby control circuit for switching voltage supply to reduce power consumption in a stand-by state of a TV.
종래 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이 회로의 구성은 도 1에 도시된 바와같이,The configuration of the standby circuit for the conventional voltage supply switching is shown in Figure 1,
부하에 각종 전원전압을 공급하기 스위칭트랜스(SMPS)(1)와, TV의 전원상태에 따라 전원제어신호를 출력하는 마이컴(2)과, 상기 스위칭트랜스(1)로 부터 출력되는 전압을 편향부의 전원전압(Vcc)으로 공급하기 위해 조정하는 편향전압조정부(3)와, 상기 마이컴(2)의 전원제어신호에 의해 편향전압조정부(3)의 동작을 제어하기 위한 스위칭소자(Q1)와, 상기 스위칭트랜스(1)의 1차측에서 스위칭하여 상기 스위칭트랜스(1)의 스위칭전압을 제어하는 스위칭전원제어부(4)와, 상기 마이컴(2)의 전원제어신호에 따라 스위칭전원제어부(4)의 스위칭 동작전압(V2)을 제어하는 스탠바이 제어회로(5)와, 스위칭트랜스(1)의 2차측에서 발생되는 전압(V1)을 스위칭전원제어부(4)에 피드백시켜 주기위한 포터커플러(PC2)와, 상기 스위칭트랜스(1)의 2차측으로 부터 출력되는 정전압(B+)을 제어하는 에러증폭부(6)로 구성된다.Supplying various power voltages to the load The switching transformer (SMPS) (1), the microcomputer (2) for outputting the power control signal according to the power supply state of the TV, and the voltage output from the switching transformer (1) A deflection voltage adjusting unit 3 for adjusting the power supply voltage Vcc, a switching element Q1 for controlling the operation of the deflection voltage adjusting unit 3 by the power control signal of the microcomputer 2, and A switching power supply controller 4 for switching on the primary side of the switching transformer 1 to control the switching voltage of the switching transformer 1, and switching of the switching power controller 4 according to the power control signal of the microcomputer 2; A standby control circuit 5 for controlling the operating voltage V2, a port coupler PC2 for feeding back the voltage V1 generated at the secondary side of the switching transformer 1 to the switching power supply controller 4, Constant voltage B output from the secondary side of the switching transformer 1 An error amplifier 6 for controlling + ).
상기 스탠바이 제어회로(5)는 마이컴(2)의 전원단자(POW)로부터 스탠바이(Stand-by) 제어신호에 의해 온 동작하는 스위칭소자(Q2)와, 상기 스탠바이 제어신호에 의해 동작하여 스위칭트랜스(1)의 1차측으로 부터 스위칭전원제어부(4)에 공급되는 스위칭 구동전압(V2)을 차단하기 위한 포터커플러(PC1)로 구성된다.The standby control circuit 5 is a switching element Q2 which is turned on by a standby control signal from a power supply terminal POWER of the microcomputer 2, and is operated by the standby control signal to operate a switching transformer. Porter coupler (PC1) for blocking the switching drive voltage (V2) supplied to the switching power supply control unit 4 from the primary side of 1).
미 설명부호 R1-R9는 저항, C1-C3는 콘덴서, D1-D3는 다이오드이다.Reference numerals R1-R9 are resistors, C1-C3 are capacitors, and D1-D3 are diodes.
상기와 같이 구성되는 종래 스탠바이 제어회로에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A conventional standby control circuit configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
먼저, 스위칭트랜스(1)는 1차측으로 인가되는 전압을 내부권선비에 따라 2차측으로 각종 전압(B+,V1)을 유기시켜 부하에 공급하게 되며, 1차측 보조권선으로 전압(V2)를 공급하게 된다.First, the switching transformer 1 induces the voltage applied to the primary side to the load by inducing various voltages B + and V1 to the secondary side according to the internal winding ratio, and supplies the voltage V2 to the primary auxiliary winding. Done.
이러한 전원공급시 TV를 온,오프시키는 마이컴(2)이 TV가 온 상태일 때 정상모드로 동작시켜 주도록 전원단자(POW)로 로우신호(L)를 출력하고, 상기 TV가 오프시 스탠바이모드로 동작시켜 주도록 하이신호(H)를 출력하게 된다.When the power is supplied, the microcomputer 2 for turning on and off the TV outputs a low signal L to the power supply terminal POWER so as to operate in the normal mode when the TV is on. It outputs a high signal (H) to operate.
정상모드시 마이컴(2)의 전원단자(POW)로 부터 로우신호가 출력되면 스위칭소자(Q1)의 베이스에 입력되어 오프시키고 그 콜렉터에 공급되는 스위칭트랜스(1)의 전압(V1)이 저항(R9,R1)을 통해 편향전압조정부(3)에 공급된다.When the low signal is outputted from the power supply terminal POWER of the microcomputer 2 in the normal mode, the voltage V1 of the switching transformer 1 supplied to the base of the switching element Q1 is turned off and supplied to the collector is a resistance ( It is supplied to the deflection voltage adjusting section 3 through R9 and R1.
그러면, 상기 편향전압조정부(3)는 스위칭트랜스(1)로 부터 공급되는 전압(V1)을 입력받아 이를 조정한 후 편향부의 전원전압(Vcc)을 공급해주게 된다.Then, the deflection voltage adjuster 3 receives the voltage V1 supplied from the switching transformer 1 and adjusts it to supply the power supply voltage Vcc of the deflection unit.
또한, 마이컴(2)의 로우신호(L)에 의해 스탠바이제어회로(5)는 오프상태로 있게 되므로 스위칭트랜스(1)의 보조권선으로 인가되는 전압(V2)이 다이오드(D1,D2) 및 콘덴서(C2,C3)를 통해 스위칭전원제어부(4)의 오프시간제어단자(INH/FB)로 도 2의 (a)와 같은 주파수(약 30Khz이상) 전압이 인가된다.In addition, since the standby control circuit 5 is turned off by the low signal L of the microcomputer 2, the voltage V2 applied to the auxiliary winding of the switching transformer 1 is the diodes D1 and D2 and the capacitor. A frequency (about 30 kHz or more) voltage as shown in FIG. 2A is applied to the off time control terminal INH / FB of the switching power supply controller 4 through C2 and C3.
즉, 스탠바이제어회로(5)는 트랜지스터(Q2)의 베이스로 마이컴(2)으로부터 인가되는 로우신호를 인가받아 오프되고, 그 콜렉터에 포터커플러(PC1)의 발광다이오드의 케소드가 접속되어 있으므로 발광다이오드의 애노드에 인가되는 전압(V1)이 흐르지 않게 되므로 포터커플러(PC1)이 오프되어 스탠바이제어회로(5)가 동작을 하지 않게된다.That is, the standby control circuit 5 is turned off by receiving the low signal applied from the microcomputer 2 to the base of the transistor Q2, and emits light because the cathode of the light emitting diode of the porter coupler PC1 is connected to the collector. Since the voltage V1 applied to the anode of the diode does not flow, the port coupler PC1 is turned off so that the standby control circuit 5 does not operate.
그러면, 스위칭전원제어부(4)는 스위칭트랜스(1)의 보조권선으로 인가되는 전압을 전원전압(Vcc)으로 입력받아 오프시간제어단자(INH/FB)에 인가되는 전압에 의해 스위칭동작하여 스위칭트랜스(1)로 부터 각각 필요한 전원전압이 공급되도록 한다.Then, the switching power supply control unit 4 receives the voltage applied to the auxiliary winding of the switching transformer 1 as the power supply voltage Vcc and performs the switching operation by the voltage applied to the off time control terminal INH / FB. Make sure that the necessary power supply voltage is supplied from (1).
또한, 포터커플러(PC2)는 스위칭트랜스(1)의 2차측에서 인가되는 전압(V1)에 의해 일측 발광다이오드가 발광하여 타측 트랜지스터가 온 동작하게 되므로, 상기 포터커플러(PC1)의 트랜지스터의 동작전류에 따라 스위칭전원 제어부(4)에 전원전압(Vcc)을 피드백해주게 된다.In addition, in the port coupler PC2, since one LED emits light by the voltage V1 applied from the secondary side of the switching transformer 1 and the other transistor is turned on, the operating current of the transistor of the port coupler PC1 is turned on. As a result, the power supply voltage Vcc is fed back to the switching power supply controller 4.
상기 에러증폭부(6)는 스위칭트랜스(1)의 2차측으로 부터 출력되는 일정한 전압(B+)을 입력받아 포터커플러(PC2)의 발광다이오드에 접속되어 에러전압 만큼을 보상해주게 된다.The error amplifier 6 receives a constant voltage B + output from the secondary side of the switching transformer 1 and is connected to the light emitting diode of the porter coupler PC2 to compensate for the error voltage.
한편, TV가 오프상태인 스탠바이 모드시 마이컴(2)은 하이신호(H)를 출력하여 스위칭소자(Q1)를 온 시켜 주게 되므로, 편향전압 조정부(3)의 인가되는 전압(V1)을 차단시켜 주므로 편향부에는 전압이 공급되지 않게된다.In the standby mode in which the TV is in the off state, the microcomputer 2 outputs a high signal H to turn on the switching element Q1, thereby cutting off the voltage V1 applied to the deflection voltage adjusting unit 3. Therefore, no voltage is supplied to the deflector.
또한, 마이컴(2)의 하이신호(H)에 의해 스탠바이제어회로(5)는 동작하여 스위칭전원제어부(4)의 스위칭 구동전압을 제어하게 되는데,In addition, the standby control circuit 5 operates by the high signal H of the microcomputer 2 to control the switching driving voltage of the switching power supply controller 4.
마이컴(2)의 하이신호(H)는 스탠바이 제어회로(5)의 트랜지스터(Q2)의 베이스에 입력되어 이를 온 시켜 주고, 상기 트랜지스터(Q2)의 온동작으로 그 콜렉터에 접속된 포터커플러(PC1)의 발광다이오드에는 전압(V1)이 흘러 발광하게 된다.The high signal H of the microcomputer 2 is input to the base of the transistor Q2 of the standby control circuit 5 to turn it on, and the port coupler PC1 connected to the collector by turning on the transistor Q2 is turned on. The voltage V1 flows to the light emitting diodes of ().
상기 포터커플러(PC1)의 발광다이오드가 발광하면 타측 트랜지스터가 온 동작하게 되어 그 콜렉터에 접속된 스위칭 구동전압(V2)이 차단되게 되므로, 스위칭전원 제어부(4)의 오프시간제어단자(INH/FB)에는 도 2의 (b)와 같은 주파수(20Khz)의 전압이 공급된다.When the light emitting diode of the porter PC1 emits light, the other transistor is turned on and the switching driving voltage V2 connected to the collector is cut off, so that the OFF time control terminal INH / FB of the switching power supply controller 4 is turned off. ) Is supplied with a voltage of frequency 20 kHz as shown in FIG.
그러므로, 스탠바이 상태에서는 스위칭전원 제어부(4)의 스위칭 오프시간이 약 20Khz의 일정주파수로 동작하여 스위칭트랜스(1)의 스위칭동작을 제어하게 되므로서, 소비전력을 줄이도록 구성되어 있다.Therefore, in the standby state, the switching off time of the switching power supply controller 4 operates at a constant frequency of about 20 Khz to control the switching operation of the switching transformer 1, thereby reducing power consumption.
그러나, 종래에는 포터커플러(PC1)를 사용한 스탠바이 제어회로가 소비자 사용환경에서 낙뢰나 정전기 또는 서지 노이즈등으로 인해 불량이 발생하여 스탠바이 동작이 되지 않는 경우가 발생할수 있고 또 포터커플러의 전류전달율 편차에 의해 오동작을 할수 있는 문제가 있다.However, in the related art, a standby control circuit using the porter coupler (PC1) may fail due to lightning, static electricity, or surge noise in a consumer use environment, thereby preventing standby operation. There is a problem that can cause a malfunction.
또한, 포터커플러라는 반도체 소자를 사용하므로 가격이 상승하게 되는 요인이되는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the price is increased because the porter coupler uses a semiconductor device.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 스탠바이제어회로를 포터커플러를 사용하지 않고 스위칭트랜스의 1차측에서 스위칭전원제어부에 인가되는 스위칭 구동전압을 직접 제어할 수 있도록 스탠바이제어회로에 트랜지스터와 제너다이오드를 구비하므로서, 소비자 사용환경에서 발생할수 있는 문제와 포터커플러의 전류전달율 편차에 의한 오동작을 방지할 수 있고, 스탠바이제어회로의 전체적인 원가절감이 이루어 지도록 한 것이다.Accordingly, the present invention provides a transistor in the standby control circuit so that the standby control circuit can directly control the switching driving voltage applied to the switching power supply control unit on the primary side of the switching transformer without using a porter coupler to solve the above conventional problem. By providing a zener diode, it is possible to prevent malfunctions caused by a difference in the current transfer rate of the porter coupler and to reduce overall cost of the standby control circuit.
그리고, 스탠바이 상태에서 스위칭전원 제어부의 스위칭 구동전압의 주파수를 절반 정도로 감소시켜 주어 스위칭 주기를 2배 정도로 늘려줄수 있도록 하므로서, 기존에 20Khz의 주파수에서 발생했던 스위칭 손실을 절반이상으로 감소시켜 줄수 있도록 하여 전원 스위칭소자의 온/오프시에 나타나는 손실을 최소화시킬 수 있돌 한 것이다.In addition, by reducing the frequency of the switching driving voltage of the switching power supply controller by about half in the standby state, the switching period can be increased by about 2 times, thereby reducing the switching loss that occurred at the frequency of 20Khz to more than half. It is possible to minimize the loss that occurs when the power switching device on / off.
도 1은 종래 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이 제어회로의 구성도.1 is a block diagram of a standby control circuit for a conventional voltage supply switching.
도 2는 스위칭 제어부의 전압 파형도로서, (a)는 TV온 동작시 파형도이고, (b)는 스탠바이시 동작 파형도.2 is a voltage waveform diagram of a switching controller, (a) is a waveform diagram during TV-on operation, and (b) is a standby operation waveform diagram.
도 3은 본 발명 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이 제어회로의 제 1실시예를 보인 구성도.Figure 3 is a block diagram showing a first embodiment of the standby control circuit for switching the voltage supply of the present invention.
도 4는 본 발명 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이 제어회로의 제 2실시예를 보인 구성도.Figure 4 is a block diagram showing a second embodiment of the standby control circuit for the voltage supply switching of the present invention.
도 5는 도 4의 스위칭 제어부의 상세 구성도.5 is a detailed configuration diagram of the switching controller of FIG. 4.
도 6은 도 4의 마이컴의 출력 파형도.6 is an output waveform diagram of the microcomputer of FIG. 4.
도 7의 (a)~(c)는 종래 스위칭 제어부의 스위칭 주파수에 의한 손실 파형도.7A to 7C are loss waveform diagrams of switching frequencies of a conventional switching control unit.
도 8의 (a)~(c)는 본 발명 도 4의 스위칭 제어부의 스위칭 주파수에 의한 손실 파형도.8A to 8C are loss waveform diagrams of switching frequencies of the switching controller of FIG. 4 according to the present invention.
도 3는 본 발명 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이 제어회로의 제 1실시예로서, 그 구성을 보면,3 is a first embodiment of the standby control circuit for switching the voltage supply of the present invention.
부하에 각종 전원전압을 공급하기 스위칭트랜스(SMPS)(11)와, TV의 전원상태에 따라 전원제어신호를 출력하는 마이컴(12)과, 상기 스위칭트랜스(11)로 부터 출력되는 전압을 편향부의 전원전압(Vcc)으로 공급하기 위해 조정하는 편향전압조정부(13)와, 상기 마이컴(12)의 전원제어신호에 의해 편향전압조정부(13)의 동작을 제어하기 위한 스위칭소자(Q11)와, 상기 스위칭트랜스(11)의 1차측에서 스위칭하여 상기 스위칭트랜스(11)의 스위칭전압을 제어하는 스위칭전원제어부(14)로 구성된 스위칭전원 제어회로에 있어서,Supplying various power voltages to the load The switching transformer (SMPS) 11, the microcomputer 12 for outputting a power control signal in accordance with the power supply state of the TV, and the voltage output from the switching transformer 11 A deflection voltage adjusting unit 13 for adjusting to supply the power supply voltage Vcc, a switching element Q11 for controlling the operation of the deflection voltage adjusting unit 13 by the power control signal of the microcomputer 12, and In the switching power supply control circuit comprising a switching power supply control unit 14 for switching on the primary side of the switching transformer 11 to control the switching voltage of the switching transformer 11,
상기 스위칭트랜스(11)의 보조권선으로 입력되는 전압(V2)을 입력받아 스위칭전원제어부(14)의 스위칭 동작전압을 제어하는 스탠바이 제어회로(15)를 구비한 구성이다.The standby control circuit 15 is configured to receive the voltage V2 input to the auxiliary winding of the switching transformer 11 and control the switching operation voltage of the switching power supply controller 14.
상기 스탠바이 제어회로(15)는 스위칭트랜스(11)의 보조권선으로 유기되는 전압(V1)을 베이스와 에미터로 입력받아 그 레벨에 따라 온,오프되는 스위칭소자(Q12)와, 상기 스위칭소자(Q12)의 베이스에 접속되어 베이스측 전압 레벨을 제한하는 제너다이오드(ZD11)로 구성된다.The standby control circuit 15 receives a voltage V1 induced by the auxiliary winding of the switching transformer 11 as a base and an emitter, and is switched on and off according to its level. And a zener diode ZD11 connected to the base of Q12 to limit the base side voltage level.
미 설명부호 16은 에러증폭부, PC12는 포터커플러, R11-R17은 저항, C11-C14은 콘덴서, D11-D13은 다이오드이다.Reference numeral 16 is an error amplifier, PC12 is a port coupler, R11-R17 is a resistor, C11-C14 is a capacitor, and D11-D13 is a diode.
상기와 같은 구성되는 본 발명 스탠바이 제어회로의 동작에 대하여 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the standby control circuit of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIG. 3.
먼저, TV를 온,오프시키는 마이컴(12)이 TV가 온 상태시에는 정상모드로 동작시켜 주도록 로우신호(L)를 출력하고, 상기 TV가 오프상태시에는 스탠바이모드로 동작시켜 주도록 하이신호(H)를 출력하게 된다.First, the microcomputer 12 for turning on and off the TV outputs a low signal L to operate in the normal mode when the TV is turned on, and a high signal to operate in the standby mode when the TV is turned off. Will output H).
정상모드시 마이컴(12)의 전원단자(POW)로 부터 로우신호(L)가 출력되면 스위칭소자(Q11)가 오프되어 그 콜렉터에 공급되는 스위칭트랜스(11)의 전압이 저항(R11,R19)을 통해 편향전압조정부(13)의 구동전압으로 공급된다.When the low signal L is output from the power supply terminal POWER of the microcomputer 12 in the normal mode, the switching element Q11 is turned off so that the voltage of the switching transformer 11 supplied to the collector is the resistances R11 and R19. It is supplied to the driving voltage of the deflection voltage adjusting unit 13 through.
그러면, 상기 편향전압 조정부(13)는 스위칭트랜스(11)로 부터 공급되는 전압(V1)을 입력받아 이를 조정한 후 편향부 전압(Vcc)을 공급하게 된다.Then, the deflection voltage adjusting unit 13 receives the voltage V1 supplied from the switching transformer 11, adjusts it, and supplies the deflection unit voltage Vcc.
또한, 스위칭트랜스(11)의 보조권선으로 인가되는 전압(V2)이 다이오드(D11) 및 콘덴서(C11)를 통해 스위칭전원 제어부(14)의 전원전압(Vcc)으로 공급하게 되고 또 상기 전압(V2)이 다이오드(D12)를 통해 스탠바이제어회로(15)에 입력된다.In addition, the voltage V2 applied to the auxiliary winding of the switching transformer 11 is supplied to the power supply voltage Vcc of the switching power supply control unit 14 through the diode D11 and the capacitor C11, and the voltage V2. ) Is input to the standby control circuit 15 through the diode D12.
그러면, 상기 스탠바이제어회로(15)는 다이오드(D12)를 통한 전압이 내부의트랜지스터(Q12)의 베이스 및 에미터에 인가되면, 상기 트랜지스터(Q12)는 베이스에 접속된 제너다이오드(ZD11)의 설정전압이 그 에미터 전압보다 낮게 되므로 상기 트랜지스터(Q12)는 도통상태가 된다.Then, when the standby control circuit 15 applies the voltage through the diode D12 to the base and emitter of the internal transistor Q12, the transistor Q12 is set to the zener diode ZD11 connected to the base. The transistor Q12 is in a conductive state because the voltage is lower than its emitter voltage.
이때, 트랜지스터(Q12)의 도통으로 그 콜렉터에 접속된 저항(R16) 및 콘덴서(C13), 다이오드(D13)와 콘덴서(C14)를 통해 스위칭전원 제어부(14)의 오프시간제어단자(INH/FB)에 도 2의 (a)와 같은 전압이 공급된다.At this time, the off-time control terminal INH / FB of the switching power supply control unit 14 is connected via a resistor R16 and a capacitor C13, a diode D13, and a capacitor C14 connected to the collector by conduction of the transistor Q12. ) Is supplied with a voltage as shown in FIG.
따라서, 상기 스위칭전원제어부(14)는 오프시간제어단자(INH/FB)를 통해 인가되는 전압에 의해 스위칭동작하여 스위칭트랜스(11)에서 정상적인 부하 공급전압이 출력되도록 한다.Therefore, the switching power supply control unit 14 switches by the voltage applied through the off time control terminal INH / FB so that the normal load supply voltage is output from the switching transformer 11.
한편, TV가 스탠바이 모드일 때, 마이컴(12)은 하이신호(H)를 출력하여 스위칭소자(Q11)를 오프시키게 되므로 편향전압 조정부(13)로부터 출력되는 편향부 전원전압(Vcc)이 공급되지 않게 된다.On the other hand, when the TV is in the standby mode, the microcomputer 12 outputs the high signal H to turn off the switching element Q11, so that the deflection unit power supply voltage Vcc output from the deflection voltage adjusting unit 13 is not supplied. Will not.
그리고, 상기 스탠바이 모드에 의해 편향부에 전원전압이 공급되지 않아 스위칭트랜스(11)의 보조권선으로 나오는 전압(V2)이 낮아지게 되고, 이 전압은 다이오드(D12)를 통해 스탠바이 제어회로(15)에 입력된다.In addition, since the power supply voltage is not supplied to the deflection part by the standby mode, the voltage V2 coming out of the auxiliary winding of the switching transformer 11 is lowered, and this voltage is supplied to the standby control circuit 15 through the diode D12. Is entered.
그러면, 스탠바이제어회로(15)의 트랜지스터(Q12)는 상기 다이오드(D12)를 통해 입력되는 전압이 에미터와 베이스로 입력되면 그 베이스에 접속된 제너다이오드(ZD11)에 설정된 전압으로 인해 베이스 전압이 에미터 전압보다 높게 되므로 상기 트랜지스터(Q12)가 차단된다.Then, when the voltage input through the diode D12 is input to the emitter and the base, the transistor Q12 of the standby control circuit 15 has a base voltage due to the voltage set in the zener diode ZD11 connected to the base. The transistor Q12 is blocked because it is higher than the emitter voltage.
그러면, 스탠바이제어회로(15)가 동작하지 않게 되므로 스위칭전원제어부(14)의 오프시간제어단자(INH/FB)로 입력되는 전압이 도 2의 (b) 와 같은 파형으로 공급되어 스탠바이 상태시 오프시간이 일정한 약 20Khz의 주파수로 동작하여 소비전력을 줄이도록 구성되어 있다.Then, since the standby control circuit 15 is not operated, the voltage input to the off time control terminal INH / FB of the switching power supply control unit 14 is supplied in the waveform as shown in FIG. It is configured to reduce power consumption by operating at a frequency of about 20Khz.
즉, 이렇게 하므로서, 스탠바이 상태에서의 소비전력을 줄이는 스탠바이제어회로(15)를 트랜지스터(Q12)와 제너다이오드(ZD11)로 구성하여 스위칭트랜스(11)의 1차측에서 전원스위칭 제어부(14)에 공급되는 스위칭 구동전압을 제어할수 있도록 하므로서, 기존의 포터커플러(PC11) 사용시 낙뢰, 정전기, 서지노이즈에 의한 불량으로 인해 발생하는 문제와 전류전달율 편차에 의한 오동작을 방지할수 있게 된다.That is, in this way, the standby control circuit 15 which reduces the power consumption in the standby state is composed of the transistor Q12 and the zener diode ZD11, and is supplied to the power switching control unit 14 at the primary side of the switching transformer 11. By controlling the switching driving voltage, it is possible to prevent a malfunction caused by a failure caused by lightning, static electricity, surge noise when using the conventional porter coupler (PC11) and the current transfer rate deviation.
도 4는 본 발명 전압공급 스위칭을 위한 스탠바이제어회로의 제 2실시예로서, 그 구성을 보면,4 is a second embodiment of the standby control circuit for switching the voltage supply of the present invention.
전원코드(21) 및 라인필터(line filter)(22)를 통해 입력되는 교류전원(AC)을 직류전압(DC)으로 변환시키는 브리지 다이오드(BD21) 및 콘덴서(C21)와,A bridge diode (BD21) and a capacitor (C21) for converting AC power (AC) input through a power cord (21) and a line filter (22) into a DC voltage (DC),
상기 라인필터(22)를 통해 입력되는 AC전원에 따라 발진동작을 하되, 상기 브리지 다이오드(BD21)에 의해 변환된 DC전압이 드레인단자로 입력됨에 따라 전자기기에 전원을 공급시키도록 스위칭구동하는 스위칭전원 제어부(23)와,Oscillation operation according to the AC power input through the line filter 22, switching switching drive to supply power to the electronic device as the DC voltage converted by the bridge diode (BD21) is input to the drain terminal A power control unit 23,
상기 스위칭전원 제어부(23)의 스위칭구동시 일차측 권선(N1,N2)에 유기되는 전류에 따라 이차측 권선(N3,N4,N5)에 유기되는 기전력으로 각종전압(12V,56V,120V)을 발생시키는 스위칭트랜스(24)와,According to the current induced in the primary windings N1 and N2 during the switching operation of the switching power supply control unit 23, various voltages 12V, 56V, and 120V are applied to the electromotive force induced in the secondary windings N3, N4, and N5. A switching transformer 24 for generating
스탠바이 모드시 상기 스위칭트랜스(24)에서 발생되는 전압(12V)을 일정전압(5V)으로 조정하여 마이컴(28)으로 공급하는 제 1레귤레이터부(25)와,A first regulator part 25 for supplying the microcomputer 28 by adjusting the voltage 12V generated in the switching transformer 24 to a constant voltage 5V in the standby mode;
전자기기의 전원 온시 스위칭트랜스(24)의 일차측으로 전류를 피드백시키는 포토커플러(26)와,A photocoupler 26 which feeds back a current to the primary side of the switching transformer 24 when the electronic device is powered on;
전자기기의 전원 온시 스위칭트랜스(24)의 이차측에서 출력되는 전압의 변동량을 검출하여 메인전원을 일정하게 유지시키는 에러검출부(27)와,An error detection unit 27 which detects an amount of change in the voltage output from the secondary side of the switching transformer 24 when the power supply of the electronic device is turned on and keeps the main power supply constant;
제 1레귤레이터부(25)에서 출력된 일정전압(5V)을 입력받아 시스템의 전원을 스탠바이모드와 정상모드로 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 마이컴(28)과,A microcomputer 28 that receives a constant voltage (5V) output from the first regulator unit 25 and outputs a control signal for controlling the power of the system in the standby mode and the normal mode;
시스템의 정상동작시 상기 마이컴(28)의 제어동작에 따라 스위칭트랜스(24)의 이차측에서 기전력에 의해 발생되는 전압(12V)을 일정하게 유지시키는 제 2레귤레이터부(29)와,A second regulator unit 29 which maintains a constant voltage 12V generated by electromotive force on the secondary side of the switching transformer 24 in accordance with the control operation of the microcomputer 28 during normal operation of the system;
마이컴(28)에서 출력하는 일정 수의 주파수펄스 또는 하이상태의 펄스에 따라 스위칭전원 제어부(23)의 FB단자로 피드백되는 전류량을 제어하도록 상기 포토커플러(26)의 발광다이오드에 흐르는 전류량을 제어하는 스탠바이제어회로(30)로 구성된다.Controlling the amount of current flowing through the light emitting diode of the photocoupler 26 to control the amount of current fed back to the FB terminal of the switching power supply control unit 23 according to a certain number of frequency pulses or a high state pulse output from the microcomputer (28). It consists of a standby control circuit 30.
상기 스위칭전원 제어부(23)의 입력단자에는 전자기기의 전원 온시 스위칭트랜스(24)의 일차측 권선(N1,N2)에 흐르는 전압이 다이오드(D21)(ZD21) 및 저항(R23)과 스위칭소자(Q21)로 이루어진 정전압회로를 통해 인가되도록 하였으며,The input terminal of the switching power control unit 23 has a voltage flowing through the primary windings N1 and N2 of the switching transformer 24 when the power supply of the electronic device is turned on. The diode D21 (ZD21), the resistor R23, and the switching device ( Q21) to be applied through a constant voltage circuit,
스위칭전원 제어부(23)는 포토커플러(26)를 통해 FB단자에 피드백되는 전류를 검출하여 스위칭구동 시간을 제어하여 스위칭트랜스(24)의 일차측 또는 이차측에서 유기되는 전압의 레벨을 조절하도록 하였다.The switching power supply control unit 23 detects the current fed back to the FB terminal through the photocoupler 26 to control the switching driving time to adjust the level of the voltage induced at the primary side or the secondary side of the switching transformer 24. .
또한, 상기 스위칭전원 제어부(23)의 FB단자에는 도 5와 같이,저항(R30,R31)과 콘덴서(C25, C26)에 연결되는 발진기(23A)가 포함되어 있는 바, 상기 발진기(23A)는 콘덴서(C25,C26)의 충방전을 이용하여 전원스위칭소자(Q25)를 온/오프시키기 위한 펄스를 발생하도록 구성하였다.In addition, the FB terminal of the switching power supply control unit 23 includes an oscillator 23A connected to the resistors R30 and R31 and the capacitors C25 and C26 as shown in FIG. 5, and the oscillator 23A includes: The charging and discharging of the capacitors C25 and C26 was used to generate a pulse for turning on / off the power supply switching element Q25.
상기 스탠바이제어회로(30)은 마이컴(28)로부터 입력되는 신호에 따라 온,오프되는 트랜지스터(Q27)와, 상기 트랜지스터(Q27)의 콜렉터에 베이스가 접속되어 온,오프스위칭하여 포터커플러(26)의 동작을 제어하기 위한 트랜지스터(Q26)로 구성된다.The standby control circuit 30 is turned on and off according to a signal input from the microcomputer 28, and a base coupler 26 is connected to a base connected to the collector of the transistor Q27 to turn the porter coupler 26 on. It consists of a transistor Q26 for controlling the operation of.
이하, 미설명된 도면부호 R21∼R29는 저항, C21∼C24는 콘덴서, Q25는 전원스위칭소자, ZD22는 제너다이오드, D22∼D24,D26은 다이오드 이다.Hereinafter, reference numerals R21 to R29 denote resistors, C21 to C24 capacitors, Q25 to power switching elements, ZD22 to zener diodes, and D22 to D24 and D26 diodes.
이와같이 구성된 본 발명 초절전형 스탠바이 회로의 동작에 대하여 첨부된 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the ultra-low power standby circuit of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 to 8.
먼저, 전원코드(21) 및 라인필터(22)를 통해 입력되는 AC전원은 브리지 다이오드(BD21) 및 콘덴서(C21)에서 정류 및 평활된 후 DC전압으로 정류된 후 콘덴서(C21)를 거치면서 스위칭트랜스(24)의 일차측으로 인가된다.First, AC power input through the power cord 21 and the line filter 22 is rectified and smoothed by the bridge diode BD21 and the capacitor C21, rectified to a DC voltage, and then switched while passing through the capacitor C21. It is applied to the primary side of the transformer 24.
그리고, 상기 라인필터(22)거쳐 저항(R21)(R22)을 통한 AC전원(Vin)은 스위칭전원 제어부(23)의 입력단자로 입력되거나 포토커플러(26)의 트랜지스터(d-c)를 통해 상기 스위칭전원 제어부(23)의 FB단자로 피드백된다.In addition, the AC power Vin through the resistors R21 and R22 is input to the input terminal of the switching power control unit 23 through the line filter 22 or the switching through the transistor dc of the photocoupler 26. It is fed back to the FB terminal of the power supply control unit 23.
이때, 상기 포토커플러(26)를 통해 피드백되는 전류량에 따라 상기 전원스위칭부(23)의 전원스위칭소자(Q25)는 온 스위칭동작을 하게 되는 바,At this time, according to the amount of current fed back through the photocoupler 26, the power switching element Q25 of the power switching unit 23 performs an on switching operation.
상기 전원스위칭소자(Q25)의 온 스위칭동작에 따라 스위칭트랜스(24)의 일차측 권선(N1,N2)에는 인가되는 전류에 따라 상기 스위칭전원 제어부(23)의 입력전압(Vin)이 다이오드(D21)(ZD21) 및 저항(R23)과 스위칭소자(Q21)로 이루어진 정전압회로를 통해 일정한 전원이 공급된다.According to the on-switching operation of the power switching element Q25, the input voltage Vin of the switching power control unit 23 is diode D21 according to the current applied to the primary windings N1 and N2 of the switching transformer 24. A constant power is supplied through the constant voltage circuit composed of ZD21 and the resistor R23 and the switching element Q21.
이후, 상기 스위칭트랜스(24)의 이차측에는 유기되는 기전력에 따라 각종전압(12V,56V,120V)이 발생되고 상기의 일정전압(12V)이 제 2레귤레이터부(29)와 제1레귤레이터부(25)로 공급된다.Subsequently, various voltages 12V, 56V, and 120V are generated on the secondary side of the switching transformer 24 according to the induced electromotive force, and the constant voltage 12V is applied to the second regulator 29 and the first regulator 25. Is supplied.
따라서, 상기 제1레귤레이터부(25)에서는 입력되는 전압을 조정(12V에서 5V로)한 후 이를 마이컴(28)으로 출력된다.Therefore, the first regulator 25 adjusts the input voltage (from 12V to 5V) and outputs it to the microcomputer 28.
이때, 상기 마이컴(28)은 시스템의 스탠바이 모드시 상기 전원스위칭부(23)의 스위칭손실을 최소화시키도록 도 6에 도시된 바와같이 로우 레벨의 주파수 펄스(f;10khz)를 스탠바이 제어회로(30)에 출력시키게 되는 바,At this time, the microcomputer 28 receives a low level frequency pulse f (10khz) as shown in FIG. 6 to minimize switching loss of the power switching unit 23 in the standby mode of the system. Bar)
상기 스탠바이 제어회로(30)에 포함된 트랜지스터(Q27)는 그 베이스에 인가되는 마이컴(28)의 펄스에 따라 오프동작을 하게 되고, 트랜지스터(Q27)의 오프동작과 동시에 저항(R27) 및 제너다이오드(ZD22)로 부터 트랜지스터(Q26)의 베이스에는 구동전압이 인가되면서 상기 트랜지스터(Q26)는 온 동작을 하게 된다.The transistor Q27 included in the standby control circuit 30 performs an off operation according to the pulse of the microcomputer 28 applied to the base, and simultaneously with the off operation of the transistor Q27, the resistor R27 and the zener diode The transistor Q26 is turned on while a driving voltage is applied to the base of the transistor Q26 from ZD22.
이때, 상기 트랜지스터(Q26)의 온 동작에 따라 상기 스위칭트랜스(24)의 이차측 권선(N4)을 통해 발생되는 전압(56V)의 전류는 루프를 형성하는 포토커플러(26)의 발광다이오드와 다이오드(D26), 저항(R29), 트랜지스터(Q26)로 흐르게 되므로서, 상기 포터커플러(26)의 일측 발광다이오드는 발광동작을 하게 된다.At this time, the current of the voltage 56V generated through the secondary winding N4 of the switching transformer 24 according to the on operation of the transistor Q26 is a light emitting diode and a diode of the photocoupler 26 forming a loop. (D26), the resistor (R29), and the transistor (Q26) flows, so that the light emitting diode of one side of the porter coupler 26 performs a light emitting operation.
그리고, 상기 발광다이오드의 발광동작에 따라 포토커플러(16)의 타측 트랜지스터가 온동작하게 되어 스위칭전원 제어부(23)에 포함된 전원스위칭소자(Q25)가 온동작을 하게 된다.In addition, the other transistor of the photocoupler 16 is turned on according to the light emitting operation of the light emitting diode so that the power switching device Q25 included in the switching power supply controller 23 is turned on.
상기 전원스위칭소자(Q25)의 온 동작에 따라 스위칭전원 제어부(13)의 FB단자에는 피드백전류가 흐르게 되므로서 내부의 도 5와 같이 발진기(23A)에 연결된 콘덴서(C25)는 충전을 하게 된다.As the feedback current flows through the FB terminal of the switching power supply control unit 13 according to the on operation of the power switching device Q25, the capacitor C25 connected to the oscillator 23A as shown in FIG. 5 is charged.
상기 스위칭전원 제어부(23)의 FB단자로는 전류량이 1/2로 피드백되는 바, 상기 스위칭전원 제어부(23)의 발진기(23A)에 연결되는 저항(R30,R31)과 콘덴서(C25,C26)의 충전시간은 2배로 증가하고, 그 충전시간에 따라 발진기(23A)는 충전이 완료되면 일정펄스를 발생시키면서 전원스위칭소자(Q25)의 온/오프 동작을 제어하게 되는 것이다.The FB terminal of the switching power supply control unit 23 is fed back with a current amount of 1/2, and the resistors R30 and R31 and the capacitors C25 and C26 connected to the oscillator 23A of the switching power supply control unit 23. The charging time is increased by 2 times, and according to the charging time, the oscillator 23A controls the on / off operation of the power switching device Q25 while generating a constant pulse when the charging is completed.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 스위칭전원 제어부(13)의 전원스위칭소자(Q25)가 온 동작상태일때 발진기(23A)의 콘덴서(C26)는 도 7a에서와 같이 정전압으로 충전된다.More specifically, the capacitor C26 of the oscillator 23A is charged to a constant voltage as shown in FIG. 7A when the power switching device Q25 of the switching power supply control unit 13 is in an on operation state.
그리고, 상기 발진기(23A)의 또 다른 콘덴서(C25)는 저항(R30)을 통해 0V부터 충전을 시작하여 그 양단전압은 상기 저항(R30)과 콘덴서(C25)의 시정수로 2배 상승하게 되는 바,In addition, another capacitor C25 of the oscillator 23A starts charging from 0V through the resistor R30, and the voltage at both ends thereof is increased twice by the time constant of the resistor R30 and the capacitor C25. bar,
상기 콘덴서(C25)의 양단전압이 0.75V에 도달하면 상기 발진기(23A)의 출력은 반전되면서 상기 전원스위칭소자(Q25)를 오프동작시키게 되는 것이다.When the voltage across the capacitor C25 reaches 0.75V, the output of the oscillator 23A is inverted to turn off the power switching device Q25.
따라서, 상기 전원스위칭소자(Q25)가 오프동작을 하면 상기 발진기(23A)의콘덴서(C26)가 저항(R31)으로 방전을 시작하고, 상기 콘덴서(C26)의 양단전압이 약 1V까지 내려가면 상기 발진기(23A)는 발진동작을 하면서 상기 전원스위칭소자(Q25)를 다시 온 동작시킨다.Accordingly, when the power supply switching element Q25 is turned off, the capacitor C26 of the oscillator 23A starts to discharge to the resistor R31, and when the voltage across the capacitor C26 drops to about 1V, The oscillator 23A turns on the power switching device Q25 again while performing the oscillation operation.
그러므로, 상기와 같은 동작을 반복적으로 실행하면 도 8의 (a)-(c)에 도시된 바와같이, 상기 스위칭전원 제어부(23)의 전원스위칭소자(Q25)에서 발생되는 스위칭손실(B)은 기존보다 2배 정도 감소시킬수 있다.Therefore, if the above operation is repeatedly performed, as shown in FIGS. 8A to 8C, the switching loss B generated by the power switching element Q25 of the switching power supply control unit 23 is It can be reduced twice as much as before.
즉, 전원스위칭소자(Q25)의 스위칭손실이 기존에 20Khz의 주파수 펄스에서 도 7의 (a)-(c)에 나타난 손실부분(A) 보다 10Khz의 주파수 펄스에 의해 도 8의 (a)-(c)와 같이 동작하게 되므로 손실부분(B)이 2배정도 감소되어 출력된다.That is, the switching loss of the power supply switching element Q25 is 10Khz frequency pulse than the loss portion A shown in Figs. 7 (a)-(c) in the frequency pulse of 20Khz. Since it operates as shown in (c), the loss part B is reduced by about 2 times and output.
한편, 정상모드시 상기 마이컴(28)에서 도 6에 도시된 바와같이 하이레벨의 펄스를 스탠바이제어회로(30)의 트랜지스터(Q27)로 출력하면, 상기 트랜지스터(Q27)는 베이스에 인가된 하이레벨의 펄스에 따라 온동작하게 되므로 그 콜렉터에 베이스가 접속된 트랜지스터(Q26)의 베이스 전위가 낮아지게 된다.Meanwhile, when the microcomputer 28 outputs a high level pulse to the transistor Q27 of the standby control circuit 30 in the normal mode, the transistor Q27 is applied to the base. Since the on operation is caused by the pulse of, the base potential of the transistor Q26 whose base is connected to the collector is lowered.
이때, 상기 스위칭트랜스(24)의 이차측에서 발생되는 전압(56V)으로 부터 포토커플러(26)의 발광다이오드와 다이오드(D26), 저항(R29), 스위칭소자(Q26)의 루프가 형성되지 않게 되므로, 상기 발광다이오드의 발광동작은 이루어지지 않고 스위칭전원 제어부(23)의 발진기(23A)에 연결된 콘덴서(C25)의 충전은 이루어지지 않는다.At this time, the light emitting diode of the photocoupler 26, the diode D26, the resistor R29, and the switching element Q26 are not formed from the voltage 56V generated at the secondary side of the switching transformer 24. Therefore, the light emitting operation of the light emitting diode is not performed and the capacitor C25 connected to the oscillator 23A of the switching power supply controller 23 is not charged.
또한, 시스템의 스탠바이 모드시 상기 마이컴(28)은 로우레벨의 제어펄스를 제2레귤레이터부(29)로 출력시키므로서, 상기 제2레귤레이터부(29)가 오프됨과 동시에 12V의 전압이 출력되지 않고 더불어 시스템은 스탠바이 상태를 유지할수 있도록 하였다.In addition, in the standby mode of the system, the microcomputer 28 outputs a low-level control pulse to the second regulator 29 so that the second regulator 29 is turned off and 12V is not output. In addition, the system was able to maintain a standby state.
또한, 시스템의 전원이 온된 상태가 되면 상기 마이컴(28)은 제2레귤레이터부(29)에 하이레벨의 제어펄스를 출력시키므로서, 상기 제2레귤레이터부(29)가 온됨과 동시에 12V의 전압을 일정하게 유지시켜 시스템이 정상적으로 동작하도록 하였다.In addition, when the power of the system is turned on, the microcomputer 28 outputs a high level control pulse to the second regulator 29 so that the second regulator 29 is turned on and a voltage of 12V is applied. It was kept constant so that the system would operate normally.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 전자제품등이 동작상태에 따라 스위칭트랜스의 1차측 보조권선으로부터 스위칭전원 제어부에 공급되는 스위칭 구동전압의 레벨에 따라 스탠바이제어회로가 제어할 수 있도록 하므로서, 소비자 사용환경에서 발생할수 있는 낙뢰, 정전기, 서지노이즈에 의한 포터커플러 불량과 전류전달율 편차에 의한 오동작을 방지할 수 있도록 하는 한편, 스탠바이 제어회로의 전체적인 원가절감(기존 포터커플러 대비 30%정도)도 할수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention enables the standby control circuit to control the standby control circuit according to the level of the switching drive voltage supplied from the primary winding of the switching transformer to the switching power supply controller according to the operation state of the electronics, etc. It is possible to prevent malfunction of porter coupler due to lightning, static electricity, surge noise, and malfunction caused by deviation of current transfer rate, and to reduce overall cost of standby control circuit (about 30% compared with existing porter coupler). There is.
그리고, 스위칭전원(SMPS)을 적용하는 전자기기의 스탠바이 모드시 에너지 손실이 가장많은 전원스위칭소자의 온,오프시 나타나는 손실을 기존 대비 2배정도로 절감시킬수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of reducing the loss occurring on and off of the power switching device with the most energy loss in the standby mode of the electronic device to which the switching power supply (SMPS) is applied.
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-
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- 1999-08-25 KR KR10-1999-0035495A patent/KR100370057B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0595678A (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Aiwa Co Ltd | Multiple output type switching power supply equipment |
JPH07111779A (en) * | 1993-08-17 | 1995-04-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Switching power-supply circuit |
JPH1189229A (en) * | 1997-09-08 | 1999-03-30 | Sharp Corp | Switching electric power supply circuit |
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