KR101411433B1 - 대기 전력 절감 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대기 전력 절감 회로를 공개한다. 본 발명은 부하측에 전력을 공급하는 SMPS와, SMPS에 전력을 공급하는 전원부 사이에 스위칭 소자를 배치하여, 대기모드에서 스위칭 소자를 오프시켜 SMPS로 전력 공급을 차단하고, 전자기기가 동작할때에만 SMPS로 전력을 공급함으로써 대기 전력을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명은 부하로 전력을 공급하는 회로와 대기 전력을 제공하기 위한 회로를 분리하고, 대기 전력을 제공하기 위한 회로 내부에 상기 스위칭 소자로 구동 전력을 공급하기 위한 축전부를 배치하며, 축전부의 충전 전력이 기준값보다 낮아지면 대기 전력을 제공하기 위한 회로에만 전력을 공급하여 축전부를 충전함으로써, 대기 전력 소모를 최소화할 수 있다.

Description

대기 전력 절감 회로{Circuit for saving stand-by power}
본 발명은 대기 전력 절감 회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 텔레비전, 셋톱 박스와 같은 전자기기 내부에 설치되는 대기 전력 절감 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 정보가전기기에는 비 스위칭 전원에 비해 효율이 높고, 용량이 작은 스위칭 모드 전원 공급기(switching mode power supply : 이하 SMPS)를 전원공급 장치로 많이 사용한다. 이 SMPS는 가전기기가 본래의 기능을 수행하지 않는 상태인 대기모드 상태에서도 전원공급을 위해 동작 상태를 유지하게 되는데 이로 인하여 대기모드 상태에서도 상당량의 전력을 소모하게 된다.
기존의 SMPS는 스위치 역할을 하는 MOSFET의 게이트신호를 PWM 신호발생기를 이용하여 제어함으로써 그 기능을 수행하고, 이와 같이 대기전력을 절감시키기 위한 종래의 기술은 부하에서 넘어오는 신호인 피드백 신호 또는 MOSFET의 소스전류의 변화에 따라 PWM 신호를 기존의 펄스폭 조절보다 큰 주기로 신호를 발생시키지 않도록 하는 신호의 스킵(건너 뜀) 방식을 이용하여 스위칭 횟수를 줄임으로써 전력소모량을 줄이는 방법을 이용하였다.
그러나, 이 방법은 부하단에서 전력소모가 적을 경우 MOSFET 게이트신호인 PWM 신호의 스위칭 횟수를 줄임으로써 전력소모량을 줄이는 방법을 사용하였으나, 정상동작의 경우에 비해 전력소모량은 줄어드나 일정간격으로 스위칭이 유지되어 SMPS가 계속적으로 동작하게 됨으로써 일정량의 전력은 계속적으로 소모되었다.
또한, 대용량의 SMPS 등의 대기전력을 낮추기 위해서 작은 용량의 보조 SMPS등을 추가로 설치하는 등의 다양한 방법이 시도되었다. 특히, 대용량의 LED조명기기에 적용될 경우 대기전력을 낮춰야하는 필요성이 증대되는 실정이다.
도 1은 대기 전력을 소모하는 종래 기술의 일 예로서, LED조명기기를 구동시키기 위한 일반적인 SMPS를 설명하는 구성도이다.
도 1을 참고하면, 교류전압을 공급하는 AC전원부(10)와 AC전원부(10)로부터 공급되는 교류전압을 정류하고 스위칭하여 전력을 공급하기 위한 SMPS(30)과 SMPS(30)로부터 공급되는 전력을 이용해 발광하는 LED조명기기(40)와 LED조명기기(40)를 제어하기 위한 중앙컨트롤서버(60)를 포함한다.
여기서, SMPS(30)는 AC-DC 정류회로부(32), 스위칭부(33), 트랜스포머(34), DC-DC 정류회로(35), 컨트롤부(36)를 포함하며, 출력된 DC 전원을 LED 조명기기(40)에 공급한다.
AC-DC 정류회로(32)는 AC 전원으로부터 공급되는 교류 전압 중의 노이즈가 여과된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 스위칭부(33)로 출력한다.
스위칭부(33)는 고내압 TR 혹은 MOSFET, IGBT 등의 소자를 사용하여 수십 Khz~수Mhz의 주파수로 스위칭 시킨 후 트랜스포머(34)로 출력한다.
트랜스포머(34)는 사용주파수와 사용 전력의 크기에 의해 결정되며 이후 DC-DC 정류회로(35)로 출력한다.
DC-DC 정류회로(35)는 컨트롤부(36)로부터 입력되는 스위칭 제어신호에 따라서 변환된 직류 전력을 LED 조명기기(40)에 적당한 전력으로 변환하여 공급한다.
이때 LED조명기기(40)에 전력을 공급할 필요가 없는 대기 모드에서는 컨트롤부(36)의 스위칭 제어 하에서 DC-DC 정류회로(35) 및 트랜스포머(34)의 2차 코일(미도시)측의 불필요한 부분의 출력을 차단하거나 낮추어 대기 모드시 전력을 공급할 필요가 없는 부품에의 전압 공급을 차단 또는 감소시키게 된다.
그러나, 이 경우의 대기모드에서도 SMPS에는 계속 전력이 공급되고, 컨트롤부(36)와 DC-DC 정류회로(35)에서는 지속적으로 전력이 소모되므로 상당한 대기전력이 소모되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 부하측에 전력을 공급하는 SMPS와 SMPS 에 전원을 공급하는 전원부 사이에 스위칭 소자를 배치하여, 대기모드에서 SMPS로 전원 공급을 차단함으로써 대기 전력을 절감할 수 있는 대기 전력 절감 회로를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로는, 제 1 스위칭 제어 신호 또는 충전 제어 신호에 따라서 온되어, 전원부로부터 입력되는 전원을 전압 조정부로 제공하는 제 1 스위칭부; 상기 제 1 스위칭부로부터 입력되는 전원의 전압을 조정하여 출력하는 상기 전압 조정부; 리모콘으로부터 입력 신호를 수신하여 제어부로 리모콘 신호를 출력하는 리모콘 수신부; 상기 전압 조정부로부터 제공받은 전원에 의해서 충전되고, 대기모드에서는 비교부, 상기 전압 조정부, 제어부, 상기 제 1 스위칭부로 구동 전압을 공급하는 축전부; 상기 축전부에 충전된 전력을 기준값과 비교하여 비교신호를 출력하는 상기 비교부; 및 상기 비교신호에 따라서 상기 충전 제어 신호를 생성하고, 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 1 스위칭 제어 신호를 생성하는 상기 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제어부는 상기 비교신호가 상기 축전부에 충전된 전력이 상기 기준값보다 낮음을 나타내면, 상기 충전 제어 신호를 상기 제 1 스위칭부로 출력하여 제 1 스위칭부를 온시켜 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 전압 조정부로 제공하여 상기 축전부를 충전시킬 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 전원부로부터 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하여 상기 제 1 스위칭부로 출력하는 정류부를 더 포함하고, 상기 제 1 스위칭부는 상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 배치된 스위치; 및 상기 충전 제어 신호가 입력되면 상기 정류부에서 공급된 전원을 이용하여 상기 스위치를 온시키는 제 2 포토 커플러를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 스위칭부는 상기 제 2 포토 커플러에 포함된 발광 다이오드의 캐소드에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 제 1 스위칭 소자; 및 상기 충전 제어 신호가 입력되면, 오프되어 상기 제 1 스위칭 소자를 온시키는 제 2 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자는 PMOS FET이고, 상기 제 1 스위칭 소자의 소오스는 상기 캐소드에 연결되고, 드레인은 접지되며, 게이트는 상기 제 2 스위칭 소자의 드레인에 연결되고, 상기 제 2 스위칭 소자의 게이트는 상기 충전 제어 신호를 입력받고, 소오스는 상기 축전부에서 제공하는 구동 전압을 공급받으며, 일단은 접지되고 타단은 상기 제 1 스위칭 소자의 게이트와 상기 제 2 스위칭 소자의 드레인에 연결된 저항을 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제어부는 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 1 스위칭 제어 신호를 상기 제 1 스위칭부로 출력하여 제 1 스위칭부를 온시켜 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 전압 조정부로 제공하여 상기 축전부를 충전시킬 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 스위칭부는, 상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 연결된 스위치; 및 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 입력되면 상기 스위치를 온시키는 제 1 포토 커플러를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 1 스위칭부는, 소오스는 접지되고, 드레인은 상기 제 1 포토 커플러의 발광 다이오드의 캐소드에 연결되며, 게이트로 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 입력되면 턴 온되는 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 발광 다이오드의 애노드는 상기 축전부로부터 구동 전원을 공급받고, 상기 스위칭 소자가 턴 온되면 상기 발광 다이오드에 전류가 흐름으로써 빛을 방출할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로는, 제 2 스위칭 신호가 입력되면 온되어 상기 전원부로부터 입력되는 전원을 메인 SMPS로 출력하는 제 2 스위칭부; 및 상기 전원부로부터 입력되는 전원을 정류하고 스위칭하여 부하로 공급하는 상기 메인 SMPS;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 2 스위칭 신호를 더 출력할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제 2 스위칭부는, 상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 연결된 스위치; 및 상기 제 2 스위칭 신호가 입력되면 상기 스위치를 온시키는 제 3 포토 커플러를 포함할 수 있다.
본 발명은 부하측에 전력을 공급하는 SMPS와, SMPS에 전력을 공급하는 전원부 사이에 스위칭 소자를 배치하여, 대기모드에서 스위칭 소자를 오프시켜 SMPS로 전력 공급을 차단하고, 전자기기가 동작할때에만 SMPS로 전력을 공급함으로써 대기 전력을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 부하로 전력을 공급하는 회로와 대기 전력을 제공하기 위한 회로를 분리하고, 대기 전력을 제공하기 위한 회로 내부에 상기 스위칭 소자로 구동 전력을 공급하기 위한 축전부를 배치하며, 축전부의 충전 전력이 기준값보다 낮아지면 대기 전력을 제공하기 위한 회로에만 전력을 공급하여 축전부를 충전함으로써, 대기 전력 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 대기 전력을 소모하는 종래 기술의 일 예로서, LED조명기기를 구동시키기 위한 일반적인 SMPS를 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로 세부 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대리 전력 절감 회로는 축전부(170), 비교부(150), 제어부(140), 리모콘 수신부(160), 전압 조정부(130), 제 1 스위칭부(120), 및 정류부(110)를 기본적으로 포함하고, 제 2 스위칭부(210), 및 메인 SMPS(220)를 추가적으로 포함할 수 있다.
먼저, 제 1 스위칭부(120)는 제어부(140)로부터 제 1 스위칭 제어 신호 및 충전 제어 신호가 입력되면 오프 상태에서 스위치 온 상태로 전환되고, 제 1 스위칭 제어 신호 및 충전 제어 신호가 제거되면 다시 오프 상태로 환원되며, 온 상태에서 전원부(300)로부터 입력되는 교류 전원을 전압 조정부(130)로 제공한다. 제 1 스위칭 제어 신호는 리모콘 장치(미도시 됨)로부터 전원 온 신호가 수신된 경우에 제어부(140)로부터 입력되고, 충전 제어 신호는 축전부(170)에 충전된 전력이 기준값 이하로 내려가는 경우에 제어부(140)로부터 입력된다. 구체적인 내용은 후술한다.
전압 조정부(130)는 제 1 스위칭부(120)를 통해서 전원부(300)로부터 입력되는 전원을 직류 전원으로 변환하고, 전압의 크기를 조정하여 축전부(170)로 출력함으로써 축전부(170)를 충전시킨다. 전압 조정부(130)는 제 1 스위칭부(120)가 온 상태인 경우에는 제 1 스위칭부(120)로부터 전원을 공급받아 구동되고, 제 1 스위칭부(120)가 오프 상태인 동안에는 축전부(170)로부터 공급받은 구동 전력(VDD)로 구동되고, 구동 전력(VDD1)을 필요에 따라 단속적으로 또는 지속적으로 리모콘 수신부(160)로 공급하여 리모콘 수신부(160)가 저전력으로 동작하도록 한다.
리모콘 수신부(160)는 대응되는 리모콘 장치로부터 적외선 신호 또는 RF신호로 구현되는 리모콘 입력 신호를 수신하여 제어부(140) 및 대기 전력 절감 회로가 설치된 전자 장치(예컨대, 텔레비전, 셋톱박스 등)의 기본 동작 모듈(180)로 출력한다. 특히, 리모콘 수신부(160)는 리모콘 장치로부터 수신된 입력 신호 중 전원 온/오프와 관련된 신호를 제어부(140)로 출력한다.
축전부(170)는 전압 조정부(130)로부터 제공받은 전원에 의해서 충전되고, 동작 대기중에는 비교부(150), 전압 조정부(130), 제어부(140), 제 1 스위칭부(120)로 구동 전압을 공급한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축전부(170)는 +5V 전력을 축전한다.
비교부(150)는 축전부(170)에 충전된 전력을 기준값과 비교하여, 축전부(170)에 충전된 전력의 전압값이 기준값보다 높은지 또는 기준값 이하인지를 나타내는 비교신호를 제어부(140)로 출력한다.
제어부(140)는 비교신호에 따라서 충전 제어 신호를 생성하고, 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 1 스위칭 제어 신호를 생성한다. 즉, 제어부(140)는 리모콘 신호가 입력되면 축전부(170)에 충전을 수행하기 위해서 제 1 스위칭 제어신호를 생성하여 제 1 스위칭부(120)로 출력하고, 리모콘 신호가 입력되지 않더라도 비교신호로부터 축전부(170)의 전압이 기준치보다 낮아졌다고 판단되면 충전을 수행하도록 충전 제어 신호를 제 1 스위칭부(120)로 출력하여 제 1 스위칭부(120)를 온 상태로 전환한다.
구체적으로, 제어부(140)는 비교부(150)로부터 입력되는 비교신호가 축전부(170)에 충전된 전력이 기준값 이하임을 나타내는 경우, 축전부(170)에 충전을 수행하도록 충전 제어 신호를 생성하고 제 1 스위칭부(120)로 출력하여, 제 1 스위칭부(120)를 온시킴으로써 축전부(170)를 충전시킨다. 또한, 제어부(140)는 비교부(150)로부터 입력되는 비교신호가 축전부(170)에 충전된 전력이 기준값 미만임을 나타내는 경우, 제어부(140)는 전압 조정부(130)로 전압 비교 신호를 출력하여, 전압 조정부(130)로 하여금 리모콘 수신부(160)를 슬립 모드에 진입하도록 하는 제어신호를 출력하게 할 수 있고, 충전된 전력이 기준값 이상이면 전압 조정부(130)로 전압 비교 신호를 출력하여, 전압 조정부(130)로 하여금 리모콘 수신부(160)가 슬립 모드에서 해제되도록 하는 제어 신호를 출력하게 할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 리모콘 신호가 입력되면, 부하(230)로 전원을 공급하도록 제 2 스위칭 제어신호를 생성하여 제 2 스위칭부(210)를 온시킴과 동시에, 축전부(170)의 충전을 수행할 수 있도록 제 1 스위칭 제어신호를 출력하여 제 1 스위칭부(120)를 온시킴으로써, 전원부(300)에서 입력된 교류 전원이 전압 조정부(130)를 통해서 축전부(170)를 충전시키도록 한다.
한편, 제 2 스위칭부(210)는 전원부(300)와 메인 SMPS(220) 사이에 배치되고, 평상시에는 오프 상태로 유지하다가, 리모콘 신호를 수신한 제어부(140)가 발생시키는 제 2 스위칭 제어신호를 입력받으면 온상태로 전환하여, 전원부(300)로부터 입력되는 교류 전원을 메인 SMPS(220)로 출력한다. 제 2 스위칭부(210) 역시 전자기기가 동작하지 않는 오프상태에서는 축전부(170)로부터 구동 전원(VDD)을 공급받는다.
메인 SMPS(220)는 전원부(300)로부터 입력되는 전원을 정류하고 스위칭하여 부하(230)로 전력을 공급한다. 메인 SMPS(220)의 기능은 일반적인 전자기기의 SMPS(220)의 기능과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
부하(230)는 각종 전작기기에서 전력을 소모하는 부분으로써, 본 발명의 대기 전력 절감 회로가 텔레비전에 구현된 경우에는 텔레비전 고유의 기능을 수행하기 위한 모든 부품이 부하(230)에 해당되고, 이 밖에, 본 발명의 대기 전력 절감 회로가 구현된 전자기기 본연의 기능을 수행하기 위한 모든 부분이 부하(230)에 해당한다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 기능을 설명하면, 먼저, 사용자가 리모콘 장치를 이용하여 전원을 켜도록 지시하는 리모콘 입력 신호를 발신하면, 리모콘 입력 신호는 리모콘 수신부(160)에서 수신되고, 리모콘 수신부(160)는 리모콘 신호를 제어부(140)로 출력한다.
제어부(140)는 리모콘 신호를 수신하면, 전자기기의 전원을 켜서 동작시키기 위해서 제 2 스위칭 제어신호를 생성하여 제 2 스위칭부(210)로 출력하는 한편, 전자기기의 전원이 켜진 상태에서 축전부를 충전시킬 수 있도록 제 1 스위칭 제어신호를 생성하여 제 1 스위칭부(120)로 출력한다.
제 2 스위칭부(210)는 제어부(140)로부터 제 2 스위칭 제어신호를 수신하면 오프상태에서 온상태로 전환되어, 전원부(300)로부터 입력되는 교류 전원을 메인 SMPS(220)로 전달하여 부하(230)로 전력을 공급한다.
아울러, 제 1 스위칭부(120)는 제 1 스위칭 제어신호를 수신하면 오프 상태에서 온상태로 전환하여 전원부(300)로부터 입력되는 교류 전원을 전압 조정부(130)로 전달하고, 전압 조정부(130)는 전원부(300)로부터 입력된 전원을 조정하여 축전부(170)를 충전시킨다.
한편, 사용자가 전자기기의 사용을 종료하기 위하여 리모콘을 이용하여 전원 오프 입력 신호를 발생시킨 경우, 리모콘 수신부(160)는 이를 수신하여, 대기 전력 절감 회로가 설치된 전자 장치의 기본 동작 모듈(180)로 전송하는 한편, 제어부(140)로 전원 오프를 나타내는 리모콘 신호를 출력하고, 제어부(140)는 제 1 및 제 2 스위칭 제어신호의 출력을 중단한다.
이에 따라서, 제 1 스위칭부(120) 및 제 2 스위칭부(210)는 온 상태에서 오프 상태로 전환하여, 전원부(300)로부터 메인 SMPS(220) 및 전압 조정부(130)로 공급되던 전력은 차단되고, 전자기기는 대기모드 상태로 진입하여 유지된다.
한편, 대기모드 상태에서, 축전부(170)는 전압 조정부(130), 제 1 스위칭부(120), 제 2 스위칭부(210), 제어부(140), 비교부(150) 및 리모콘 수신부(160)가 대기모드에서 구동될 수 있도록 구동 전력(VDD)을 지속적으로 공급하고, 비교부(150)는 축전부(170)에 충전된 전력을 기준값과 비교하여 충전된 전력의 전압값이 기준값 이하로 내려가면, 충전 전압이 기준값 이하로 낮아졌음을 나타내는 비교신호를 제어부(140)로 출력한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 비교신호는 충전된 전력의 전압값이 기준값인 2.7V보다 높은 경우에는 논리값 Low 인 신호가 출력되고, 충전된 전력의 전압값이 기준값인 2.7V 이하가 되면 논리값 High 인 신호가 출력되도록 설계되었다(즉, 충전된 전력의 전압값이 기준값인 2.7V 이하가 되면 비교신호가 출력되고, 충전된 전력의 전압값이 기준값인 2.7V 보다 높으면 비교신호가 출력되지 않는다고 표현할 수도 있다).
제어부(140)는 논리값 High 인 비교신호를 수신하면, 제 1 스위칭부(120)로 충전 제어신호를 출력한다.
제 1 스위칭부(120)는 대기모드에서 정류부(110)로부터 평활화된 전력을 공급받으며, 제어부(140)로부터 충전 제어 신호를 수신하면, 오프상태에서 온 상태로 전환되어 전원부(300)로부터 입력된 전력을 전압 조정부(130)로 출력하여 축전부(170)를 충전시킨다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로 세부 구성을 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 회로 구성을 보다 상세하게 설명하면, 축전부(170)는 2차전지 또는 2중 콘덴서 등으로 구현되어 5V의 전력을 축전하도록 구성된다.
정류부(110)는 3개의 커패시터(C11, C12, C2)와 브리지 정류회로(BR1) 및 저항(R3)을 포함하여 구성되고, 제 1 스위칭부(120)에 포함되는 제 2 포토 커플러(OC2)에 포함된 발광 다이오드의 애노드로 정류된 전원을 공급한다.
제 1 스위칭부(120)는 전원부(300)와 전압 조정부(130) 사이에서 스위치 온 또는 스위치 오프되는 제 1 트라이액 스위치(S1), 제 1 트라이액 스위치(S1)의 게이트와 연결되어 제 1 트라이액 스위치(S1)를 온 또는 오프시키는 제 1 포토커플러(OC1) 및 제 2 포토 커플러(OC2), 제 1 포토 커플러(OC1)를 동작시키는 FET 스위치(M2), 제 2 포토 커플러(OC2)를 동작시키는 2개의 PMOS 스위치(M1, M5) 및 2개의 저항(R2,R4)을 포함하여 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 포토 커플러(OC1)에 포함된 발광 다이오드의 애노드는 축전부(170)로부터 전원을 공급받고, 캐소드는 FET 스위치(M2)의 드레인에 연결되며, 제어부(140)의 N_ON 단자로부터 출력된 제 1 스위칭 제어 신호가 FET 스위치(M2)의 게이트에 입력되어 FET 스위치(M2)가 턴 온된다. FET 스위치(M2)가 턴 온되면 제 1 포토 커플러(OC1)에 포함된 발광 다이오드에 전류가 흐르면서 제 1 포토 커플러(OC1)가 동작되어 제 1 트라이액 스위치(S1)를 온시켜 전원부(300)와 전압 조정부(130)를 연결시킴으로써 전원을 전압 조정부(130)로 공급한다.
아울러, 제 2 포토 커플러(OC2)에 포함된 발광 다이오드의 애노드는 정류부(110)로부터 평활화된 전원을 공급받고, 캐소드는 PMOS 스위치(M1)의 소오스에 연결된다.
PMOS 스위치(M1)의 게이트는 PMOS 스위치(M5)의 드레인에 연결되고, PMOS 스위치(M5)의 소오스는 저항(R4)을 통해서 구동 전원(VDD)을 공급받으며, PMOS 스위치(M1)의 게이트와 PMOS 스위치(M5)의 드레인의 접속 노드에는 저항(R2)이 공통으로 연결되어 있으며, PMOS 스위치(M5)의 게이트는 제어부(140)의 SB 단자와 연결되어 있다.
제어부(140)의 SB 단자는 충전 제어 신호를 출력하는데, SB 단자로부터 충전 제어신호가 출력되지 않는 경우에는, PMOS 스위치(M5)의 게이트에는 LOW 값이 인가되어 PMOS 스위치(M5)는 온상태가 유지되고, PMOS 스위치(M5)의 소오스 및 드레인간에 전류가 흐르게 된다. 이 전류에 의해서 저항(R2)의 양단에는 전압이 걸리게 되고, 이 전압은 PMOS 스위치(M1)의 게이트에 High 전압값을 인가하게 되어 PMOS 스위치(M1)는 오프 상태를 유지하게 된다. 따라서, 제 2 포토 커플러(OC2)의 발광 다이오드에는 전류가 흐르지 않게 되므로, 제 2 포토 커플러(OC2)는 동작하지 않고, 이에 따라서 제 1 트라이액 스위치(S1)는 오프 상태를 유지한다.
한편, 축전부(170)의 전압이 떨어져 제어부(140)의 SB 단자로부터 충전 제어 신호가 출력되면, PMOS 스위치(M5)의 게이트에는 High 신호가 인가되어 PMOS 스위치(M5)는 턴 오프되고, 이에 따라서 PMOS 스위치(M1)의 게이트에 걸리던 전압이 제거되어 PMOS 스위치(M1)의 게이트에는 Low 전압이 인가되고, 이에 따라서, PMOS 스위치(M1)는 턴온되어 제 2 포토 커플러(OC2)의 발광 다이오드에는 전류가 흘러, 제 2 포토 커플러(OC2)가 동작하고, 이에 따라서 제 1 트라이액 스위치(S1)의 게이트에 전압이 인가되어 제 1 트라이액 스위치(S1)가 오프상태에서 온상태로 전환됨으로써, 전원부(300)로부터 전압 조정부(130)로 전원이 공급되어 축전부(170)가 충전된다.
제 2 스위칭부(210)는 전원부(300)와 메인 SMPS(220) 사이에 설치된 제 2 트라이액 스위치(S2), 내부에 포함된 발광 다이오드의 애노드는 축전부(170)로부터 구동 전원(VDD)을 공급받고 캐소드는 FET 스위치(M3)의 드레인에 연결되어 FET 스위치(M3)에 의해서 제어되어 제 2 트라이액 스위치(S2)를 동작시키는 제 3 포토 커플러(OC3), 및 제어부(140)로부터 입력되는 제 2 스위칭 제어 신호에 따라서 온/오프됨으로써 제 3 포토 커플러(OC3)를 동작시키는 FET 스위치(M3)를 포함하여 구성된다.
리모콘 수신부(160)는 수광소자(D4), 수신기 회로, EEPROM 으로 구현되는 저장부, 및 FET 스위치(M4)를 포함하여 구성된다. 리모콘 장치로부터 적외선 신호 또는 RF 신호가 발생되면, 수광소자(D4)가 이를 수신하여 수신기 회로로 출력한다.
수신기 회로는 수광소자(D4)로부터 리모콘 입력 신호를 IRIN 단자를 통해서 입력받으면, FET 스위치(M4)의 게이트에 전원을 인가하여 EEPROM에 전원을 인가하고, EEPROM에 저장된 코드를 이용하여 리모콘 입력 신호를 해석하여 대기모드 온/오프를 나타내는 리모콘 신호를 제어부(140)로 출력한다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대기 전력 절감 회로의 기능을 설명하면, 먼저, 사용자가 리모콘 장치를 이용하여 전원을 켜도록 지시하는 리모콘 입력 신호를 발신하면, 리모콘 입력 신호는 리모콘 수신부(160)의 수광소자(D4)에서 수신되어 수신기 회로(RF/IR receiver)의 IRIN 단자로 입력되고, 수신기 회로는 EON 단자로 신호를 출력하여 FET 스위치(M4)를 온시켜 EEPROM에 전원을 공급하고 EEPROM에 저장된 코드를 이용하여 수신된 리모콘 입력 신호가 전원 온 신호인지 또는 전원 오프 신호인지 해석하고, 이를 나타내는 리모콘 신호를 제어부(140)로 출력한다.
리모콘 신호가 전자기기의 전원을 켜도록 지시하는 신호인 경우에, 제어부(140)는 전자기기의 전원을 켜서 동작시키기 위해서 M_ON 단자를 통해서 제 2 스위칭 제어신호를 제 2 스위칭부(210)의 FET 스위치(M3)로 출력하는 한편, 전자기기의 전원이 켜진 상태에서 축전부(170)를 충전시킬 수 있도록 제 1 스위칭 제어신호를 N_ON 단자를 통해서 제 1 스위칭부(120)의 FET 스위치(M2)로 출력한다.
제 2 스위칭 제어신호를 수신한 제 2 스위칭부(210)의 FET 스위치(M3)는 턴온되고, 이에 따라서 제 3 포토 커플러(OC3)가 동작하여 제 2 트라이액 스위치(S2)가 온되어 전원부(300)로부터 교류 전원이 메인 SMPS(220)로 공급되고, 메인 SMPS(220)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 부하(230)로 공급함으로써 전자기기 본연의 기능을 수행하도록 한다.
한편, 제 1 스위칭 제어신호를 수신한 제 1 스위칭부(120)의 FET 스위치(M2)는 턴온되어 제 1 포토 커플러(OC1)의 발광 다이오드를 점등시킴으로써 제 1 포토 커플러(OC1)가 동작하고, 제 1 포토 커플러(OC1)는 제 1 트라이액 스위치(S1)를 온시킨다. 제 1 트라이액 스위치(S1)가 온되면 전원부(300)로부터 전압 조정부(130)로 전원이 공급되고, 전압 조정부(130)는 전원부(300)로부터 공급된 전원을 조정하여 다이오드(D2)를 통해서 축전부(170)로 출력함으로써, 축전부(170)를 충전시킨다.
한편, 전자기기의 전원이 꺼진 상태에서는, 상술한 바와 같이, 축전부(170)에 충전된 전력이 리모콘 수신부(160), 전압 조정부(130), 제어부(140), 비교부(150) 제 1 스위칭부(120) 및 제 2 스위칭부(210)의 구동 전력으로 공급되므로, 시간이 지남에 따라서 축전부(170)의 전력은 감소하게 되고, 비교부(150)는 축전부(170)에 충전된 전압을 기준값(예컨대, 2.7V)과 비교하여, 충전 전력의 전압이 기준값 이하가 되면, 충전 전력의 전압값이 기준값 이하가 되었음을 나타내는 비교 신호를 제어부(140)의 SC 단자로 출력하고, 제어부(140)는 SC 단자로부터 입력되는 비교신호를 조사하여, 충전 전력의 전압값이 기준값 이하가 되었다고 판단되면, 축전부(170)의 충전이 수행되도록 SB 단자를 통해서 제 1 스위칭부(120)의 PMOS 스위치(M5)의 게이트로 충전 제어 신호(High 신호)를 출력한다.
충전 제어 신호가 제 1 스위칭부(120)로 입력되기 전에는, 제 1 스위칭부(120)의 PMOS 스위치(M5)의 게이트에는 Low 신호가 입력된 상태이므로 항상 턴온 상태를 유지하여 구동 전압(VDD)이 저항(R4) 및 저항(R2)에 분배되어 걸리게 되고, 저항(R2)에 걸리는 전압에 의해서 High 신호가 PMOS 스위치(M1)의 게이트에 인가되어, PMOS 스위치(M1)는 턴 오프 상태를 유지하게 되므로, 제 2 포토 커플러(OC2)는 동작하지 않고, 따라서, 제 1 트라이액 스위치(S1)은 오프 상태를 유지한다.
그런데, 제어부(140)로부터 충전 제어 신호(High 신호)가 제 1 스위칭부(120)의 PMOS 스위치(M5)의 게이트로 입력되면, PMOS 스위치(M5)는 턴 오프되어 저항(R2)에는 전압이 걸리지 않게 되고, 따라서 PMOS 스위치(M1)의 게이트에는 Low 신호가 인가되어 PMOS 스위치(M1)가 턴 온되어, 제 2 포토 커플러(OC2)에 포함된 발광 소자에 전류가 흐르게 됨으로써, 제 2 포토 커플러(OC2)가 동작하여 제 1 트라이액 스위치(S1)의 게이트에 High 신호가 인가되어 제 1 트라이액 스위치(S1)가 턴온된다. 제 1 트라이액 스위치(S1)가 턴 온되면 전원부(300)로부터 전원이 전압 조정부(130)로 입력되고, 전압 조정부(130)는 다이오드(D2)를 통해서 충전전류를 축전부(170)로 공급하여 축전부(170)를 충전시킨다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 정류부 120 제 1 스위칭부
130 전압 조정부 140 제어부
150 비교부 160 리모콘 수신부
170 축전부 180 전자 장치의 기본 동작 모듈
210 제 2 스위칭부 220 메인 SMPS
230 부하 300 전원부

Claims (10)

  1. 충전 제어 신호에 따라서 온되어, 전원부로부터 입력되는 교류 전원을 전압 조정부로 제공하는 제 1 스위칭부;
    상기 제 1 스위칭부로부터 입력되는 교류 전원의 직류 전원으로 정류하고 전압을 조정하여 출력하는 상기 전압 조정부;
    상기 전압 조정부로부터 제공받은 전원에 의해서 충전되고, 대기모드에서는 비교부, 상기 전압 조정부, 제어부, 상기 제 1 스위칭부로 구동 전압을 공급하는 축전부;
    상기 축전부에 충전된 전력을 기준값과 비교하여 비교신호를 출력하는 상기 비교부;
    상기 비교신호에 따라서 상기 충전 제어 신호를 생성하는 상기 제어부; 및
    상기 전원부로부터 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하여 상기 제 1 스위칭부로 출력하는 정류부를 포함하고,
    상기 제 1 스위칭부는
    상기 전원부와 상기 전압 조정부 사이에 배치된 제 1 스위치;
    상기 충전 제어 신호가 입력되면 상기 정류부에서 공급된 전원을 이용하여 상기 제 1 스위치를 온시키는 제 2 포토 커플러;
    상기 제 2 포토 커플러에 포함된 발광 다이오드의 캐소드에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 PMOS FET으로 구현되어, 스위치 온 상태에서 상기 발광 다이오드를 점등시키는 제 1 스위칭 소자; 및
    상기 충전 제어 신호가 입력되지 않는 동안에는 온되어 상기 제 1 스위칭 소자의 게이트에 전압이 인가되도록 하여 상기 제 1 스위칭 소자를 오프시키고, 상기 충전 제어 신호가 입력되면, 오프되어 상기 제 1 스위칭 소자의 게이트에 인가되었던 전압을 제거하여 상기 제 1 스위칭 소자를 스위치 온 시키는 제 2 스위칭 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 비교신호가 상기 축전부에 충전된 전력이 상기 기준값보다 낮음을 나타내면, 상기 충전 제어 신호를 상기 제 1 스위칭부로 출력하여 제 1 스위칭부를 온시켜 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 전압 조정부로 제공하여 상기 축전부를 충전시키는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자는 PMOS FET이고,
    상기 제 1 스위칭 소자의 소오스는 상기 캐소드에 연결되고, 드레인은 접지되며, 게이트는 상기 제 2 스위칭 소자의 드레인에 연결되고,
    상기 제 2 스위칭 소자의 게이트는 상기 충전 제어 신호를 입력받고, 소오스는 상기 축전부에서 제공하는 구동 전압을 공급받으며,
    상기 제 1 스위칭부는
    일단은 접지되고 타단은 상기 제 1 스위칭 소자의 게이트와 상기 제 2 스위칭 소자의 드레인에 연결되어, 상기 제 2 스위칭 소자가 온 상태에서 상기 제 1 스위칭 소자의 게이트에 전압이 걸리도록 하여 상기 제 1 스위칭 소자의 오프 상태를 유지시키는 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    리모콘으로부터 입력 신호를 수신하여 상기 제어부로 리모콘 신호를 출력하는 리모콘 수신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 리모콘 신호가 입력되면 제 1 스위칭 제어 신호를 상기 제 1 스위칭부로 출력하여 상기 제 1 스위칭부를 온시켜 상기 전원부로부터 공급되는 전원을 상기 전압 조정부로 제공하여 상기 축전부를 충전시키는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 스위칭부는
    상기 제 1 스위칭 제어 신호가 입력되면 상기 제 1 스위치를 온시키는 제 1 포토 커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 스위칭부는
    소오스는 접지되고, 드레인은 상기 제 1 포토 커플러의 발광 다이오드의 캐소드에 연결되며, 게이트로 상기 제 1 스위칭 제어 신호가 입력되면 턴 온되는 스위칭 소자를 더 포함하고,
    상기 발광 다이오드의 애노드는 상기 축전부로부터 구동 전원을 공급받고, 상기 스위칭 소자가 턴 온되면 상기 발광 다이오드에 전류가 흐름으로써 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제 2 스위칭 신호가 입력되면 온되어 상기 전원부로부터 입력되는 전원을 메인 SMPS로 출력하는 제 2 스위칭부; 및
    상기 전원부로부터 입력되는 전원을 정류하고 스위칭하여 부하로 공급하는 상기 메인 SMPS;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 리모콘 신호가 입력되면 상기 제 2 스위칭 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 스위칭부는
    상기 전원부와 상기 메인 SMPS 사이에 연결된 제 2 스위치; 및
    상기 제 2 스위칭 신호가 입력되면 상기 제 2 스위치를 온시키는 제 3 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 절감 회로.
KR1020140012392A 2014-02-04 2014-02-04 대기 전력 절감 회로 KR101411433B1 (ko)

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