KR100376131B1 - 대기전원 절전형 전원장치 및 그 제어방법 - Google Patents

대기전원 절전형 전원장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절전형 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 장치는 상용교류를 입력하고, 스위칭 제어회로를 초기 기동시키고, 기동 후에는 보조전원전압에 의해 스위칭 제어동작을 유지하고, 동작모드에서는 동작전압을 출력하고 대기모드에서는 대기전압을 출력하는 스위칭 모드 전원장치에 있어서, 상기 교류 입력단과 상기 스위칭 제어회로 사이에 연결되어 통상 시에는 오프상태로 유지되고, 제 1 리모콘 수신부를 통하여 전원 온(ON) 리모콘신호의 입력이 있을 때에만 온 상태를 유지하는 기동스위칭회로와, 동작모드에서는 상기 동작전압의 전압변동을 검출하여 피드백신호를 상기 스위칭 제어회로에 제공하고, 제 2 리모콘 수신부에 전원 오프(OFF) 리모콘신호 입력 시에는 상기 스위칭 제어회로의 동작을 오프시키는 피드백회로를 포함한다. 따라서, 본 발명에서는 절전모드에서는 기동스위칭회로에만 전원이 공급된 상태로 유지되고 나머지 모든 회로부에 전원공급이 차단되므로 대기모드에서 전력소모를 극소화시킬 수 있다.

Description

대기전원 절전형 전원장치 및 그 제어방법{CONSUMPTION POWER SAVING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD IN A STAND-BY MODE}
본 발명은 대기전원 절전형 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 스위칭 모드 전원장치에 있어서 절전모드에서는 기동 스위칭회로를 제외한 나머지 모든 회로부에 전원 공급을 차단함으로써 전력소모를 극소화시킬 수 있는 전원장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근, TV 및 VCR과 같은 가전제품에서는 전원장치로 SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식을 채택하고 있고, 리모콘 제어, 타이머 예약과 같은 고기능을 실현하기 위하여 대기전원모드와 동작전원모드로 구분하여 전원공급을 제어하고 있다. 즉, 대기전원모드에서는 타이머 및 마이크로 프로세서와 같은 최소 기능 블록회로에만 전원을 공급하는 대기상태(STAND-BY MODE)를 유지하다가 동작명령이 체크되면 동작전원을 각 회로 블럭에 공급하여 세트를 동작시킨다.
예컨대, 텔레비전 세트에 있어서 주전원(MAIN POWER) 오프(OFF)시에 마이크로 프로세서를 포함하는 최소 기능 제어블록에만 전원을 공급하는 대기모드로 유지하다가 리모콘 또는 세트의 전원(POWER) 신호의 온(ON) 입력이 체크되거나 타이머에 의한 온 타임이 체크되었을 경우에는 자동으로 주전원을 온 시켜서 튜너부, 영상 및 음성 처리부, CRT구동부 등에 전원공급이 되도록 하여 텔레비전 화면이 표시되도록 한다.
그러므로 주전원이 오프된 대기모드에서는 세트의 전원코드를 콘센트로부터 완전히 뽑기 전에는 전력소모가 적지만 지속적으로 발생된다.
예컨대, 동작모드에서 소모전력이 50W이고, 대기모드에서 소모전력이 2W인 경우에는 4%의 전력이 대기모드에서 소비된다. 따라서, 통상적으로 텔레비전 세트는 하루에 평균적으로 3시간 동작시킨다면 나머지 21시간은 대기상태로 있게 된다.
그러므로, 하루 전력 소모량을 계산하면, 동작모드에서는 3h*50W=150Wh이고 대기모드에서는 21h*2W=42Wh가 된다. 그러므로, 1대의 TV세트에서 하루 전체적인 전력 소모량은 192Wh가 되고, 대기모드에서 소모되는 전력량비는 (42/192)*100=22%로 전체 하루 소모량의 거의 1/4이 된다. 따라서, TV세트 1대당 대기시간에 소모되는 년간 전력량은 15,330Wh가 되고 예컨대 1,000만대의 국내 텔레비전 세트의 년간 대기시간 소모량은 153.3GWh라는 엄청난 량이 된다.
최근에는 이산화탄소의 배출을 억제하고 자원절약 및 지구온난화 방지를 목적으로 각국에서는 에너지 절약 차원에서 절전형 가전 제품을 강력하게 요구하고 있고, 이에 따라 각 제조업체들은 전력소모를 최소화시키기 위하여 다각도로 부단한 연구를 하고 있다. 예컨대, 유럽연합(EU)에서는 유럽지역에 판매되는 TV, VCR에 대한 에너지 절약 프로그램을 마련하여 2000년 1월 부터는 대기모드에서 전력사용량이 평균적으로 6W를 초과하지 않고 10W를 초과하지 않는 제품만을 판매할 수 있도록 규제하고 있다.
따라서, TV 또는 VCR과 같은 가전제품을 제조하는 메이커에서는 대기모드에서의 전력소모를 줄이는 방법에 대해서 많은 연구를 하고 있다. 종래에는 대기상태시 절전을 위하여 저전력 보조 전원단을 별도로 구성하는 방식, 출력전압 드롭방식, 출력단 전류 오픈방식, 스위칭 주파수 감소방식(BURST MODE OPERATION) 등이 소개되고 있다. 그러나 종래의 방식들은 다음과 같은 문제점들이 지적되고 있다.
저전력 보조 전원단 구성방식은 대전력 전원단과는 별도로 보조 전원단을 구성하여야 하므로 제조원가를 상승시키는 문제가 있다.
출력전압 드롭방식은 절전효과가 미비하고 신뢰성이 떨어지며, 출력단 전력 오픈방식은 부품추가로 원가가 상승되고 절전효과가 미비하며, 스위칭 주파수 감소방식은 턴 온 로스(TURN-ON LOSS)감소 및 가청 노이즈가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 절전모드에서는 기동 스위칭회로를 제외한 나머지 모든 회로부에 전원 공급을 차단함으로써 전력소모를 최소화시킬 수 있는 전원장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기존의 동작모드, 대기모드에 절전 모드를 더 추가함으로써 전력소모를 최소화시킬 수 있는 전원장치의 제어방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 출력전압 드롭(DROP)방식의 전원장치를 나타낸 회로도.
도 2는 본 발명에 의한 절전형 전원장치의 바람직한 일 실시예의 회로도.
도 3은 도 2의 마이컴에서 실행되는 전원제어방법을 설명하기 위한 플로챠트.
도 4는 본 발명에 의한 절전형 전원장치의 바람직한 다른 실시예의 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 입력전원회로 12 : 전원 트랜스
14 : 동작전원회로 16 : 대기전원회로
18 : 보조전원회로 20 : 스위칭 제어회로
22, 30 : 피드백회로 40, 60 : 기동스위칭회로
24, 50 : 제어부 또는 마이컴 26, 42, 62 : 리모콘 수신부
100 : 리모콘
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 상용교류를 입력받아 트랜스의 주권선에 직류전압을 출력하는 입력전원회로; 상기 입력전원회로로부터 전원을 공급받는 제 1 리모콘 수신부 또는 주전원스위치를 통해 전원 온신호가 수신되는 경우, 설정된 시간 동안 스위칭온되어 상기 입력전원회로로부터 전원이 유입되도록 하여 기동저항에 의해 기동 전압을 발생시키는 기동 스위칭 회로; 상기 기동 스위칭 회로로 부터 발생된 기동 전압에 의해 초기 기동되어 전원 트랜스의 주권선에 흐르는 전류를 고주파수로 스위칭하는 스위칭 제어회로; 스위칭 제어회로의 스위칭에 의해 상기 전원 트랜스의 2차 권선에 유도된 고주파 신호를 직류전압신호로 변환하여 동작전원을 공급하는 동작전원회로 및 대기전원을 공급하는 대기전원회로; 상기 전원 트랜스의 보조권선에 유도된 고주파신호를 직류전압신호로 변환하여, 상기 스위칭 제어회로가 상기 기동 스위칭 회로에 의해 기동된 후에, 그 스위칭 제어동작을 유지할 수 있도록 하기 위한 보조전원을 공급하는 보조전원회로; 전원 오프상태에서 상기 기동 스위칭 회로의 기동 또는 주전원 스위치의 턴온에 의해 전원이 공급되는 경우, 리셋 및 시스템 온 동작을 수행하여 상기 동작전원 공급회로 및 대기전원 공급회로로부터 해당 전원이 출력되도록 하는 동작모드를 수행하고, 전원이 온된 상태에서 제 2 리모콘 수신부 또는 주전원 스위치를 통해 전원 오프신호가 입력되는 경우, 대기전원의 필요여부를 판단하여, 대기 전원이 필요한 경우, 상기 동작전원 공급회로에 동작 전원 차단 제어신호를 출력하여 동작전원만 차단되고 대기전원은 출력되는 대기모드를 수행하고, 대기 전원이 필요하지 않은 경우, 전원 오프 제어신호를 출력하여 동작전원 및 대기전원이 차단되는 절전모드를 수행하는 제어부; 상기 동작전원회로에서 공급되는 동작전원을 임의의 기준전압과 비교하여 상기 스위칭 제어회로의 스위칭 동작을 제어하기 위한 피드백 신호를 상기 스위칭 제어회로에 출력하되, 상기 제어부로부터 전원오프 제어신호가 수신되는 경우, 상기 기동 스위치를 제외한 상기 각 부에 전원이 차단되도록 상기 스위칭 제어회로의 스위칭 동작을 오프시키기 위한 피드백 신호를 출력하는 피드백부를 포함하여 구성된다.
기동스위칭회로는 기동저항과 상기 스위칭 제어회로 사이에 연결된 스위칭수단과, 전원 온 리모콘 신호를 수신하여 상기 스위칭수단을 구동하기 위한 펄스신호를 발생하는 제 1 리모콘 수신부와, 상기 제 1 리모콘 수신부의 동작전압을 제공하기 위해 상기 상용교류에 캐패시터를 통하여 연결되어 상기 캐패시터를 통해 입력된 교류를 정류하여 상기 제 1 리모콘 수신부의 동작전압을 발생하는 기동전원수단을 포함한다.
피드백회로는 전원 오프 리모콘신호에 응답하여 피드백신호의 레벨을 증가시킴으로써 상기 스위칭 제어회로에서 출력전압을 다운시키도록 하여 상기 보조전원전압이 일정 레벨 이하로 다운되어 스위칭 제어회로가 오프상태로 되도록 한다.
본 발명의 제 1 방법은 대기모드에서 제 1 리모콘 수신부를 통하여 전원 온 리모콘신호를 수신하는 단계와, 상기 전원 온 리모콘신호 수신시에는 스위칭제어회로에 초기기동전압을 제공하여 기동시키는 단계와, 상기 스위칭제어회로의 스위칭제어동작에 의해 동작전압 및 대기전압을 발생하는 단계와, 제 2 리모콘 수신부를 통하여 전원 오프 리모콘신호를 수신하는 단계와, 상기 전원 오프 리모콘신호에 응답하여 상기 스위칭 제어회로의 동작을 오프시켜서 상기 동작전압 및 대기전압의 발생을 오프시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 방법은 대기모드에서 제 1 리모콘 수신부를 통하여 전원 온 리모콘신호를 수신하는 단계와, 상기 전원 온 리모콘신호 수신시에는 스위칭제어회로에 초기기동전압을 제공하여 기동시키는 단계와, 상기 스위칭제어회로의 스위칭제어동작에 의해 동작전압 및 대기전압을 발생하는 단계와, 제 2 리모콘 수신부를 통하여 전원 오프 리모콘신호를 수신하는 단계와, 상기 전원 오프 리모콘신호에 응답하여 대기전압이 필요한가를 체크하는 단계와, 상기 대기전압이 필요한 경우에는 상기 대기전압의 출력을 온 시키고 상기 동작전압의 출력을 오프 시켜서 대기모드를 수행하는 단계와, 상기 대기전압이 필요치 않은 경우에는 상기 스위칭 제어회로의 동작을 오프 시켜서 동작전압 및 대기전압의 발생을 오프 시켜서 절전 대기모드를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 종래의 출력전압 드롭방식의 전원장치의 회로구성을 나타낸다. 도 1의 종래의 전원장치는 입력전원회로(10), 전원트랜스(12), 동작전원회로(14), 대기전원회로(16), 보조전원회로(18), 스위칭 제어회로(20), 피드백회로(22), 제어부 또는 마이컴(24), 리모콘 수신부(26)를 포함한다.
상용교류(AC)가 투입되면, 기동저항(RS)을 통하여 스위칭 제어회로(20)의 전원입력단자(VIN)에 일정 레벨 이상의 기동전압이 인가되면 스위칭 제어회로(20)는 기동되어 전원트랜스(12)의 주권선(N1)에 연결된 구동단자(DR)를 접지와 연결하는 스위칭소자를 온/오프(ON/OFF)시킨다. 이에 주권선(N1)에 인가된 제 1 직류전압신호(V1)가 스위칭소자의 온/오프에 의해 보조권선(N2)에 유도된다. 유도된 전압은 보조전원회로(18)에서 정류되어 제 4 직류전압신호로 발생되어 스위칭 제어회로(20)의 전원입력단자(VIN)에 제공된다.
스위칭 제어회로(20)는 보조전원회로(18)을 통하여 안정된 동작전압을 공급받아 주권선(N1)에 흐르는 전류를 고주파수로 스위칭하는 스위칭 동작을 수행한다.
고주파 스위칭동작에 의해 주권선(N1)에 발생된 고주파 신호는 2차 제 1 권선(N3) 및 2차 제 2 권선(N4)에 유도된다. 제 1 권선(N3)에 유도된 고주파신호는 동작전원회로(14)에서 직류로 변환되어 수십 내지 수백 V의 높은 동작전압인 제 2 직류전압신호(V2)로 출력된다. 제 2 권선(N4)에 유도된 고주파신호는 대기전원회로(16)에서 직류로 변환되어 5V의 대기전압인 제 3 직류전압신호(V2)로 발생된다.
동작모드에서는 동작전압(V2) 및 대기전압(V3)이 모두 출력된다. 대기모드에서는 동작전압(V2)의 출력은 차단되고, 대기전압(V3)만 출력되어 마이컴(24)과 리모콘 수신부(26)에만 전압이 공급되어 리모콘 신호를 수신할 수 있는 대기 상태를 유지한다.
피드백회로(22)는 에러증폭기(22a), 포토 커플러(22b), 저항(R1~R3)을 포함한다. 에러증폭기(22a)는 동작전압(V2)을 저항(R1 및 R2)으로 분압하여 얻은 검출전압(VD)과 기준전압(VR)을 비교하여 에러전압(VE)을 발생한다. 이 에러전압(VE)은 포토 커플러(22b)를 통하여 스위칭 제어회로(20)의 피드백신호 입력단자(FB)에 제공된다.
동작전압(V2)이 일정 전압 보다 커지게 되면, 검출전압(VD)가 증가하게 된다. 검출전압(VD)이 증가하게 되면 에러전압(VE)이 감소되어 피드백전류가 증가하게 되므로 스위칭 제어회로(20)는 동작전압(V2)을 감소시키기 위하여 스위칭 신호의 온 타임을 줄여서 동작전압(V2)이 감소되도록 한다. 한편, 동작전압(V2)이 일정 전압 보다 감소하게 되면, 검출전압(VD)이 감소하게 된다. 검출전압(VD)이 감소하게 되면 에러전압(VE)이 증가되어 피드백전류가 줄어들게 되므로 스위칭 제어회로(20)는 동작전압을 증가시키기 위하여 스위칭 신호의 온타임을 늘려서 동작전압(V2)이 증가되도록 한다. 따라서, 동작전압(V2)이 항상 일정한 레벨의 정전압으로 유지된다.
대기모드에서는 마이컴(24)의 제어신호(S1)에 응답하여 동작전원회로(14)의 동작전압(V2)의 출력이 차단된다. 따라서, 대기전원회로(16)의 대기전압(V3)에 의해 마이컴(24)과 리모콘 수신부(26) 만이 동작상태를 유지한다.
상술한 종래의 전원장치의 대기모드에서는 여전히 스위칭 제어회로가 동작상태를 유지하면서 단순히 2차측의 출력전압을 낮추어 부하전력을 줄이는 것에 불과하므로 전력변환효율이 극단적으로 떨어진다. 따라서, 1차측에서 본 소비전력은 대기상태에서 소모되는 전력보다 크게 유지된다. 그러므로, 절전효과가 떨어진다. 즉, 대출력의 전력을 소출력의 전력으로 전환하는 스위치회로로 구성되어 있어서 신뢰성이 떨어진다.
도 2는 본 발명에 의한 절전형 전원장치의 회로구성을 나타낸다. 도 2의 전원장치는 상술한 출력전압 드롭방식 전원장치에 본 발명을 적용한 예를 나타낸다. 도 1과 동일한 부분은 동일 부호로 처리하고 구체적인 설명은 생략한다. 도 2의 장치는 도 1의 장치와 비교하면 피드백회로(30), 마이컴(50)의 구성이 달라지고, 기동스위칭회로(40)가 추가된다.
피드백회로(30)는 에러증폭기(22a), 포토 커플러(22b), 저항(R1~R4) 및 전원 오프신호 입력회로(32)를 포함한다. 전원 오프신호 입력회로(32)는 트랜지스터(Q1, Q2) 및 저항(R5~R7)을 포함한다. 전원 오프신호 입력회로(32)는 마이컴(50)으로 부터 제공된 전원 오프 제어신호(S2)가 저항(R7)을 통하여 트랜지스터(Q2)의 베이스에 입력한다. 트랜지스터(Q2)의 콜렉터는 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되고, 에미터는 접지된다. 트랜지스터(Q1)의 에미터는 저항(R5) 및 저항(R6)의 공통 접속점에 연결되고, 콜렉터는 에러 증폭기(22a)의 반전단자(-)에 연결된다. 저항(R5)의 타단은 제 3 직류전압신호(V3)에 연결되고, 저항(R6)의 타단은 접지된다.
따라서, 전원오프신호 입력회로(32)는 전원 오프 제어신호(S2)의 하이 상태에서 트랜지스터(Q2, Q1)가 턴 온 되므로 저항(R5) 및 저항(R6)에 의해 분압된 전압을 에러증폭기(22a)의 반전단자에 제공한다.
따라서, 정상적인 동작상태에서 전원 오프신호에 의해 에러 증폭기(22a)의 반전단자에 제공되는 검출전압이 크게 증가하게 되므로 에러증폭기(22a)의 출력전압인 에러전압(VE)이 크게 감소하게 된다. 그러므로, 스위칭 제어회로(20)에 유입되는 피드백전류가 과도하게 증가하게 되므로 스위칭 제어회로(20)에서는 스위칭 온 타임을 크게 감소하게 된다. 이에, 보조전원회로(18)에 유도되는 전압이 크게 떨어지게 되어 스위칭 제어회로(20)의 동작전압 입력단자(VIN)에 인가되는 전압레벨이 설정치 미만으로 떨어지게 되면 스위칭 제어회로(20)는 동작을 멈추게 된다.
따라서, 기동스위칭회로를 제외하고는 나머지 모든 회로에 전원공급이 차단된 절전모드상태로 된다. 즉, 스위칭 제어회로(20), 마이컴(50), 리모콘수신부(26)에도 전원공급이 차단되게 된다.
기동스위칭회로(40)는 기동저항(RS), 리모콘 수신부(42), 스위칭수단(44), 기동전원수단(46)을 포함한다.
리모콘 수신부(42)는 마이컴(50)에 연결된 리모콘 수신부(26)와 동일한 구성이지만 전원 온 신호의 경우에만 펄스를 출력하고 나머지 리모콘 신호에 대해서는 펄스를 출력하지 않는다.
스위칭수단(44)은 저항(R8, R9), 캐패시터(C1), 트랜지스터(Q3, Q4), 전원스위치(SW2)를 포함한다. 트랜지스터(Q3)는 기동저항(RS)에 에미터가 연결되고, 콜렉터는 스위칭 제어회로(20)의 동작전압 입력단자(VIN)에 연결된다. 트랜지스터(Q4)의 에미터는 접지되고, 콜렉터는 트랜지스터(Q3)의 베이스에 연결되고, 베이스는 저항(R8)을 통하여 리모콘 수신부(42)의 출력단자에 연결된다. 트랜지스터(Q3)의 베이스와 접지 사이에는 저항(R9) 및 캐패시터(C1)가 병렬로 연결된다.
트랜지스터(Q3)의 콜렉터 및 에미터에는 전원스위치(SW2)가 연결된다. 전원스위치(SW2)는 세트 전면 패널에 설치된 전원스위치(SW1)와 연동된다. 이에 따라, 전원이 오프된 상태에서 세트 전면 패널에 설치된 전원스위치(SW1)이 사용자에 의해 온되면, 전원 스위치(SW2)도 온상태로 되어, 트랜지스터(Q3)를 쇼트시키게 된다. 즉, 리모콘 수신부(42)를 통해서 리모콘(100)으로부터 전원온 신호를 원격으로부터 수신하지 않더라도, 전원이 오프된 상태에서 사용자가 세트 전면 패널에 설치된 전원스위치(SW1)를 누르는 경우, 마이컴에 초기 기동을 위한 전원을 공급할 수 있게 한 것이다.
기동전원수단(46)은 저항(R10), 캐패시터(C2), 다이오드(D1), 제너 다이오드(ZD)를 포함한다. 기동전원수단(46)은 저항(R10) 및 캐패시터(C2)를 통하여 상용교류를 입력하여 다이오드(D1)를 통하여 정류하고, 제너다이오드(ZD)를 통하여 5V의 정전압을 리모콘 수신부(42)의 동작전압으로 제공한다. 기동전원수단(46)은 상용교류와 캐패시터(C2)를 통하여 교류적으로 연결되어 교류신호의 반파장에서만 주기적으로 리모콘 수신부(42)의 동작전압을 제공하므로 리모콘 수신부(42)에서 전력소모를 최소화시킬 수 있다.
따라서, 기동스위칭수단(40)은 상용교류가 연결된 상태에서는 기동전원수단(46)을 통하여 주기적으로 동작전압을 제공받는다. 리모콘 수신부(42)를 통하여 리모콘(100)으로부터 전원 온 리모콘신호가 수신되면, 전원 온 리모콘 신호에 응답하는 펄스신호를 출력한다. 펄스신호는 캐패시터(C1)에 충전되고 이에 트랜지스터(Q4)가 턴 온 되면, 트랜지스터(Q3)도 턴 온 되므로 기동저항(RS)를 통하여 기동전류가 스위칭 제어회로에 제공되게 된다.한편, 캐패시터(C1)에 충전된 전압은 저항(R9)을 통하여 방전되므로 일정시간이 경과하면 턴온되었던 트랜지스터(Q4)가 다시 턴오프 되고, 이에 따라 트랜지스터(Q3)도 턴오프된다. 여기서 캐패시터(C1)에 충전된 전압이 저항(R9)를 통하여 방전되는 시간은 저항(R9) 및 캐패시터(C1)의 회로 정수로 설정할 수 있으며, 스위칭 제어회로(20)가 기동될 정도의 시간동안, 예컨대 수 ms 동안 트랜지스터(Q4)의 턴 온 시간을 설정할 수 있다.
이와 같이, 스위칭 제어회로(20)가 기동된 상태에서 일정시간이 경과하면 커패시터(C1)에 충전되었던 전압이 방전됨으로 인해 턴온상태였던 트랜지스터(Q3)가 턴 오프 상태가 되고, 이로 인해 스위칭 제어회로(20)가 기동된 후에는 기동저항(RS)에 의한 전력소모가 없게 된다.
또한, 전원스위치(SW1, SW2)의 스위칭동작에 의해 기동저항(RS)을 통해 보조전원회로(18)에 전원공급이 이루어지므로, 초기 기동이 가능하다. 이는 전원 스위치(SW2)가 세트 전면 패널에 설치된 전원 스위치(SW1)에 연동되어 있기 때문이다. 따라서, 전원 오프상태에서 사용자가 세트 전면 패널에 설치된 전원 스위치(SW1)를 누르면, 전원스위치(SW1)도 턴온이 된다.
따라서, 전원 오프상태에서 전원스위치(SW1)가 턴 온되면 마이컴(50)은 리세트 동작을 수행하고 시스템 온 동작을 수행한다. 한편, 전원 온 상태에서 전원스위치(SW1)가 턴 온 되면 마이컴(50)은 타이머 온 기능과 같이 대기전원이 필요한 기능이 설정되었는지를 체크하고, 대기전원이 필요 없으면, 에러증폭기(30)에 전원 오프제어신호(S2)를 제공하여 절전모드로 동작하게 한다. 한편, 대기전원이 필요하면, 동작전원 오프제어신호(S1)를 발생하여 동작전원회로(14)를 오프시켜서 대기모드로 동작하게 한다.
도 3은 도 2의 마이컴에서 실행되는 전원오프 제어방법을 설명하기 위한 플로 챠트를 나타낸다.
마이컴(50)은 리모콘 수신부(26)를 통하여 리모콘(100)으로부터 발사된 신호를 수신하거나, 전원스위치(SW1)의 턴 온 신호를 입력한다(300).
수신된 리모콘신호가 전원 오프신호이거나, 전원 온 상태에서 전원스위치(SW1)가 턴 온 된 것인가를 판단한다(302). 302 단계에서 전원 오프신호가 아니면 수신된 리모콘 신호에 대응되는 명령을 수행한다(304).
302단계에서 전원오프신호이면 시스템에서 대기전원이 필요한가를 체크한다(306). 예컨대, 텔레비전 세트의 경우, 텔레비전의 온 타임이 설정된 경우에는 정해진 시간에 텔레비전을 온 시키기 위해서는 마이컴(50)에 대기전원이 공급되는 대기상태를 유지하여야 한다.
306단계에서 온 타임 설정과 같은 대기전원이 필요한 경우에는 동작전원(V2)의 출력을 차단하기 위하여 동작전원회로(14)에 제어신호(S1)를 공급하여 동작전압의 출력을 차단시킨다(310). 실제적으로는 수평출력 트랜지스터의 베이스에 공급되는 수평편향 드라이브 펄스를 제어신호로서 차단시키게 된다. 따라서, 동작전원회로(12)의 동작전원 출력을 차단함으로써, 대기모드로 동작하게 된다.
한편, 306단계에서 대기전원이 필요치 않은 경우에는 마이컴(50)에서는 내부 데이터를 플래쉬 메모리와 같은 불휘발성 메모리에 모두 저장한 다음에 제어신호(S2)를 하이 상태로 출력하여 에러 증폭기에 전원오프신호를 출력한다(308). 따라서, 기동스위칭회로(40)을 제외한 동작전원회로(14) 및 대기전원회로(16)의 전원공급이 차단되어 절전모드로 동작하게 된다.
상술한 본 발명의 실시 예에서는 크게 동작모드, 대기모드, 절전모드로 전원모드가 제어된다. 동작모드와 대기모드는 기존의 방식과 동일하지만, 절전모드에서는 기동 스위칭회로를 제외하고는 마이컴 및 스위칭 제어회로까지 전원이 차단된 상태이므로 절전모드에서 전력소모는 기동스위칭회로에서 소모되는 전력이 수 mW에 불과하다.
도 4는 본 발명에 의한 절전형 전원장치의 바람직한 다른 실시예의 회로구성을 나타낸다.
도 4의 다른 실시 예는 상술한 일 실시 예와 비교하여, 두 개의 리모콘 수신부를 사용하지 않고, 하나의 리모콘 수신부를 사용한 구성이 다르다. 즉, 마이컴(50)에 연결된 제 1 리모콘 수신부(26)를 제거하고, 제 2 리모콘 수신부(42) 하나만 사용한다.
다른 실시예의 기동스위칭회로(60)는 기동저항(RS), 리모콘 수신부(62), 스위칭수단(64), 기동전원수단(66), 리모콘신호 전송부(68)를 포함한다.
리모콘 수신부(42)는 제 1 실시예의 마이컴(50)에 연결된 리모콘 수신부(26)와 동일한 구성으로 된다. 즉, 전원 온 리모콘 신호뿐만 아니라, 기존의 모든 리모콘 신호를 발생한다.
스위칭수단(64)은 제 1 실시예의 구성과 동일하다.
기동전원수단(66)은 저항(R10), 캐패시터(C2), 제너 다이오드(ZD), 다이오드(D2)와 캐패시터(C3)를 포함한다. 기동전원수단(66)은 저항(R10) 및 캐패시터(C2)를 통하여 상용교류를 입력하여 제너다이오드(ZD)를 통하여 전압을 클램프시킨다. 여기서, 캐패시터(C2)는 교류전압을 드롭시키고, 저항(R10)은 돌입전류를 제한한다. 제너다이오드(ZD)를 통하여 얻어진 약 5.6V의 전압을 다이오드(D2)를 통하여 정류하고, 정류된 전압을 평활용 캐패시터(C3)로 평활하여 약 5V의 기동전원전압을 발생하여 리모콘 수신부(62)의 동작전압으로 제공한다.
리모콘신호 전송부(68)는 저항(R11, R12), 트랜지스터(Q4), 포토 커플러(PC)를 포함한다. 트랜지스터(Q4)의 콜렉터는 포토 커플러(PC)의 발광부 및 저항(R11)을 통하여 동작전압(5V)에 연결되고, 에미터는 접지되고, 베이스는 저항(R8)을 통하여 리모콘 수신부(62)의 출력단에 연결된다. 포토 커플러(PC)의 수광부의 일단은 대기전원전압(V3)에 연결되고, 타단은 저항(R3)을 통하여 마이컴(50)의 리모콘 신호 입력단에 연결된다. 포토 커플러(PC)는 전원트랜스의 1차측의 전원부인 핫(HOT)전원부와 전원 트랜스의 2차측의 전원부인 콜드(COLD) 전원부 사이의 전기적 충격을 차단시키기 위한 아이솔레이션 역할을 한다.
따라서, 전원 온 리모콘신호에 의해 상술한 일 실시 예와 동일한 동작을 수행하고, 다른 리모콘신호는 리모콘신호 전송부(68)를 통하여 마이컴(50)에 전송된다. 그러므로, 다른 실시 예는 일 실시 예에 비하여 리모콘 수신부를 하나만 사용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명에서는 절전 대기모드에서는 소비전력이 수mW인 기동스위칭회로만이 동작상태로 유지되고 나머지 모든 회로부의 전원이 차단된 상태로 유지되므로 전원 온 리모콘신호 수신 대기상태에서는 전력 소모를 최소화시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 리모콘 수신부와 간단한 부품을 추가하여 절전모드를 구성할 수 있으므로 가전제품의 코스트 상승을 최대로 억제시키면서 기존의 다른 절전방식에 비해 크게 뛰어난 효율적인 전력절감을 달성할 수 있다.

Claims (8)

  1. 상용교류를 입력받아 트랜스의 주권선에 직류전압을 출력하는 입력전원회로;
    상기 입력전원회로로부터 전원을 공급받는 제 1 리모콘 수신부 또는 주전원스위치를 통해 전원 온신호가 수신되는 경우, 설정된 시간 동안 스위칭온되어 상기 입력전원회로로부터 전원이 유입되도록 하여 기동저항에 의해 기동 전압을 발생시키는 기동 스위칭 회로;
    상기 기동 스위칭 회로로 부터 발생된 기동 전압에 의해 초기 기동되어 전원 트랜스의 주권선에 흐르는 전류를 고주파수로 스위칭하는 스위칭 제어회로;
    상기 스위칭 제어회로의 스위칭에 의해 상기 전원 트랜스의 2차 권선에 유도된 고주파 신호를 직류전압신호로 변환하여 동작전원을 공급하는 동작전원회로 및 대기전원을 공급하는 대기전원회로;
    상기 전원 트랜스의 보조권선에 유도된 고주파신호를 직류전압신호로 변환하여, 상기 스위칭 제어회로가 상기 기동 스위칭 회로에 의해 기동된 후에, 그 스위칭 제어동작을 유지할 수 있도록 하기 위한 보조전원을 공급하는 보조전원회로;
    전원 오프상태에서 상기 기동 스위칭 회로의 기동 또는 주전원 스위치의 턴온에 의해 전원이 공급되는 경우, 리셋 및 시스템 온 동작을 수행하여 상기 동작전원 공급회로 및 대기전원 공급회로로부터 해당 전원이 출력되도록 하는 동작모드를 수행하고, 전원이 온된 상태에서 제 2 리모콘 수신부 또는 주전원 스위치를 통해 전원 오프신호가 입력되는 경우, 대기전원의 필요여부를 판단하여, 대기 전원이 필요한 경우, 상기 동작전원 공급회로에 동작 전원 차단 제어신호를 출력하여 동작전원만 차단되고 대기전원은 출력되는 대기모드를 수행하고, 대기 전원이 필요하지 않은 경우, 전원 오프 제어신호를 출력하여 동작전원 및 대기전원이 차단되는 절전모드를 수행하는 제어부;
    상기 동작전원회로에서 공급되는 동작전원을 임의의 기준전압과 비교하여 상기 스위칭 제어회로의 스위칭 동작을 제어하기 위한 피드백 신호를 상기 스위칭 제어회로에 출력하되, 상기 제어부로부터 전원오프 제어신호가 수신되는 경우, 상기 기동 스위치를 제외한 상기 각 부에 전원이 차단되도록 상기 스위칭 제어회로의 스위칭 동작을 오프시키기 위한 피드백 신호를 출력하는 피드백부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 전원장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기동스위칭회로는
    기동저항과 스위칭 제어회로 사이에 연결된 스위칭수단;
    전원 온 신호를 수신하여 상기 스위칭수단을 구동하기 위한 펄스신호를 발생하는 제 1 리모콘 수신부; 및
    상기 제 1 리모콘 수신부의 동작전압을 제공하기 위해 입력된 교류를 정류하여 상기 제 1 리모콘 수신부의 동작전압을 발생하는 기동전원수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 절전형 전원장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 피드백회로는,
    상기 제어부로부터 전원오프 제어신호가 수신되는 경우, 상기 스위칭 제어회로에 출력하는 피드백 전류를 증가시켜 상기 스위칭 제어회로의 스위칭 온 타임을 줄여서 상기 보조전원회로부터 출력되는 보조전원 전압이 일정 레벨 이하로 다운되게 하여 상기 스위칭 제어회로의 스위칭 동작을 오프시키는 것을 특징으로 하는 절전형 전원장치.
  4. 절전 대기모드에서 제 1 리모콘 수신부 또는 전원스위치를 통하여 전원 온 신호를 수신하는 단계;
    상기 전원 온 신호 수신 시에는 스위칭제어회로에 초기기동전압을 제공하여 기동시키는 단계;
    상기 스위칭제어회로의 스위칭제어동작에 의해 대기전압 및/또는 동작전압을 발생하는 단계;
    동작모드에서 제 2 리모콘 수신부 또는 전원스위치를 통하여 전원 오프 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 전원 오프 신호에 응답하여 상기 스위칭 제어회로의 동작을 오프시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 절전 전원장치의 제어방법.
  5. 절전 대기모드에서 제 1 리모콘 수신부 또는 전원스위치를 통하여 전원 온 신호를 수신하는 단계;
    상기 전원 온 신호 수신 시에는 스위칭제어회로에 초기기동전압을 제공하여 기동시키는 단계;
    상기 스위칭제어회로의 스위칭제어동작에 의해 대기전압 및/또는 동작전압을발생하는 단계;
    동작모드에서 제 2 리모콘 수신부 또는 전원스위치를 통하여 전원 오프 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 전원 오프 신호에 응답하여 대기전압이 필요한가를 체크하는 단계;
    상기 대기전압이 필요한 경우에는 상기 동작전압의 출력을 오프시켜서 대기모드를 수행하는 단계; 및
    상기 대기전압이 필요치 않은 경우에는 상기 스위칭 제어회로의 동작을 오프시켜서 절전 대기모드를 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 절전 전원장치의 제어방법.
  6. 상용교류를 입력하여 제 1 직류전압신호를 출력하는 입력전원회로;
    상기 전원 트랜스의 2차 제 1 권선에 유도된 고주파신호를 제 2 직류전압신호로 변환하여 출력하는 동작전원회로;
    상기 전원 트랜스의 2차 제 2 권선에 유도된 고주파신호를 제 3 직류전압신호로 변환하여 출력하는 대기전원회로;
    상기 전원 트랜스의 보조권선에 유도된 고주파신호를 제 4 직류전압신호로 변환하여 출력하는 보조전원회로;
    전원 온 신호 수신 시에는 상용교류에 연결된 기동저항을 통하여 초기기동전압을 제공하는 기동 스위칭회로;
    동작모드에서는 상기 제 2 직류전압신호의 출력상태를 감시하여 피드백신호를 발생하고, 전원 오프 명령시에는 전원 오프 피드백신호를 발생하는 피드백회로;
    상기 초기기동전압에 의해 기동되고 기동 후에는 상기 제 4 직류전압신호에 의해 동작을 유지하며 상기 피드백신호에 응답하여 상기 전원 트랜스의 주권선에 제 1 직류전압신호를 스위칭하고, 상기 제 4 직류전압신호가 일정 레벨 이하로 다운되면 스위칭 동작을 오프하는 스위칭 제어회로; 및
    전원 오프 신호 수신 시에는 상기 스위칭 제어회로가 스위칭 동작을 오프하도록 하는 피드백신호가 출력되도록 상기 피드백회로를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 절전형 전원장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 기동 스위칭회로는
    기동저항과 상기 스위칭 제어회로 사이에 연결된 스위칭수단;
    전원 온 신호를 수신하여 상기 스위칭수단을 구동하기 위한 펄스신호를 발생하는 제 1 리모콘 수신부; 및
    상기 제 1 리모콘 수신부의 동작전압을 제공하기 위해 상기 상용교류에 캐패시터를 통해 입력된 교류를 정류하여 상기 제 1 리모콘 수신부의 동작전압을 발생하는 기동전원수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 절전형 전원장치.
  8. 상용교류를 입력받아 트랜스의 주권선에 직류전압을 출력하는 입력전원회로;
    상기 입력전원회로로부터 전원을 공급받는 리모콘 수신부 또는 주전원스위치를 통해 전원 온신호가 수신되는 경우, 설정된 시간 동안 스위칭온되어 상기 입력전원회로로부터 전원이 유입되도록 하여 기동저항에 의해 기동 전압을 발생시키는 기동 스위칭 회로;
    상기 기동 스위칭 회로로 부터 발생된 기동 전압에 의해 초기 기동되어 전원 트랜스의 주권선에 흐르는 전류를 고주파수로 스위칭하는 스위칭 제어회로;
    스위칭 제어회로의 스위칭에 의해 상기 전원 트랜스의 2차 권선에 유도된 고주파 신호를 직류전압신호로 변환하여 동작전원을 공급하는 동작전원회로 및 대기전원을 공급하는 대기전원회로;
    상기 전원 트랜스의 보조권선에 유도된 고주파신호를 직류전압신호로 변환하여, 상기 스위칭 제어회로가 상기 기동 스위칭 회로에 의해 기동된 후에, 그 스위칭 제어동작을 유지할 수 있도록 하기 위한 보조전원을 공급하는 보조전원회로;
    전원 오프상태에서 상기 기동 스위칭 회로의 기동 또는 주전원 스위치의 턴온에 의해 전원이 공급되는 경우, 리셋 및 시스템 온 동작을 수행하여 상기 동작전원 공급회로 및 대기전원 공급회로로부터 해당 전원이 출력되도록 하는 동작모드를 수행하고, 전원이 온된 상태에서 상기 리모콘 수신부 또는 주전원 스위치를 통해 전원 오프신호가 입력되는 경우, 대기전원의 필요여부를 판단하여, 대기 전원이 필요한 경우, 상기 동작전원 공급회로에 동작 전원 차단 제어신호를 출력하여 동작전원만 차단되고 대기전원은 출력되는 대기모드를 수행하고, 대기 전원이 필요하지 않은 경우, 전원 오프 제어신호를 출력하여 동작전원 및 대기전원이 차단되는 절전모드를 수행하는 제어부와,
    상기 동작전원회로에서 공급되는 동작전원을 임의의 기준전압과 비교하여 상기 스위칭 제어회로의 스위칭 동작을 제어하기 위한 피드백 신호를 상기 스위칭 제어회로에 출력하되, 상기 제어부로부터 전원오프 제어신호가 수신되는 경우, 상기 기동 스위치를 제외한 상기 각 부에 전원이 차단되도록 상기 스위칭 제어회로의 동작을 오프시키기 위한 피드백 신호를 출력하는 피드백부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 전원장치.
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