KR101452247B1 - Apparatus for supplying power - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply.
본 발명의 실시예는 직류 전원 전압을 변압하는 전압 변압부, 상기 전압 변압부에서 변압된 전압을 전달하는 제 1 스위칭 소자, 상기 제 1 스위칭 소자에 의해서 전달되는 변압된 전압이 제공되는 발광 다이오드 부하단, 상기 발광 다이오드 부하단으로 흐르는 전류를 감지하여 비교 전압을 제공하는 비교 전압 제공부, 상기 비교 전압과 램프 전압 신호를 비교하여 상기 제 1 스위칭 소자로 펄스폭 변조 신호를 제공하는 펄스폭 변조 신호 제공부, 인에이블 펄스 신호의 하이 상태에서 활성화되는 제 2 스위칭 소자 및 상기 제 2 스위칭 소자에 연결되어 상기 제 2 스위칭 소자가 활성화되는 경우에 활성화되는 제 3 스위칭 소자를 포함하여 된 것이다.An exemplary embodiment of the present invention is directed to a method of driving a light emitting diode including a voltage transforming unit for transforming a DC power supply voltage, a first switching device for transmitting a voltage transformed by the voltage transforming unit, A comparator for comparing a comparison voltage with a ramp voltage signal to provide a pulse width modulated signal to the first switching device, and a comparator for comparing the comparison voltage with a ramp voltage signal to detect a current flowing to the lower end of the light emitting diode, A second switching element activated in a high state of the enable pulse signal, and a third switching element connected to the second switching element and activated when the second switching element is activated.
본 발명의 실시예는 부하단에 전원을 공급하지 않는 경우에 누설 전류를 효과적으로 제거할 수 있다.The embodiment of the present invention can effectively remove the leakage current when power is not supplied to the lower stage.
발광 다이오드, 누설 전류, 드라이버 Light Emitting Diode, Leakage Current, Driver
Description
본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply.
일반적으로, 전원 공급 장치는 직류 전원 전압을 필요로 하는 전압으로 승압하거나 강압하여 디스플레이 장치(예를 들면, 플라즈마 디스플레이 패널, 액정 표시 장치 등)에 제공한다.Generally, the power supply device boosts or downsteps a DC power supply voltage to a required voltage and provides the voltage to a display device (e.g., a plasma display panel, a liquid crystal display device, or the like).
이러한 전원 공급 장치는 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply; SMPS)가 대표적이며, 스위칭 모드 파워 서플라이는 전력용 MOSFET(예를 들면, DMOSFET; Double Diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 스위칭 소자로 사용하여 전원의 흐름을 제어함으로써, 효율이 높고, 안정적인 전원 공급 장치이다.Such a power supply device is represented by a switching mode power supply (SMPS), and a switching mode power supply uses a power MOSFET (for example, a DMOSFET) as a switching device Thereby controlling the flow of the power supply, thereby providing a highly efficient and stable power supply.
한편, 스위칭 모드 파워 서플라이형 전원 공급 장치는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD) 등의 평판 디스플레이 장치가 고집적화됨에 따라서 평판 디스플레이 장치의 핵심 부품으로 급격히 신장되고 있다. 따라서, 스위칭 모드 파워 서플라이형 전원 공급 장치도 소형화 및 경량화하기 위한 노력에 박차가 가해지고 있다.Meanwhile, as a flat panel display device such as a plasma display panel (PDP) or a liquid crystal display (LCD) is highly integrated, the switching mode power supply type power supply device is rapidly developed as a core component of a flat panel display device . Therefore, efforts are being made to miniaturize and lighten the switching mode power supply type power supply device.
그런데, 이러한 전원 공급 장치는 종래에는 부하단에 전원을 공급하지 않는 경우에도 수 ㎂ 정도의 전류가 누설되어 불필요한 소비 전력이 증가될 뿐만 아니라, 전원 공급 장치를 구성하는 소자 부품에 지속적인 스트레스가 인가되어 소자 부품의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.However, even when power is not supplied to the lower end of the power supply apparatus, a current of about several 누 is leaked to unnecessarily increase the power consumption, and a continuous stress is applied to the element constituting the power supply apparatus There is a problem that the life of the element parts is shortened.
본 발명의 실시예들에 따른 전원 공급 장치는 부하단에 전원을 공급하지 않는 경우에 누설 전류를 효과적으로 제거할 수 있다.The power supply apparatus according to the embodiments of the present invention can effectively remove the leakage current when power is not supplied to the lower stage.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 당업자)에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems and other technical subjects which are not mentioned can be understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be understood clearly.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치는 직류 전원 전압을 변압하는 전압 변압부, 상기 전압 변압부에서 변압된 전압을 전달하는 제 1 스위칭 소자, 상기 제 1 스위칭 소자에 의해서 전달되는 변압된 전압이 제공되는 발광 다이오드 부하단, 상기 발광 다이오드 부하단으로 흐르는 전류를 감지하여 비교 전압을 제공하는 비교 전압 제공부, 상기 비교 전압과 램프 전압 신호를 비교하여 상기 제 1 스위칭 소자로 펄스폭 변조 신호를 제공하는 펄스폭 변조 신호 제공부, 인에이블 펄스 신호의 하이 상태에서 활성화되는 제 2 스위칭 소 자 및 상기 제 2 스위칭 소자에 연결되어 상기 제 2 스위칭 소자가 활성화되는 경우에 활성화되는 제 3 스위칭 소자를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus including a voltage transforming unit for transforming a DC power supply voltage, a first switching device for transmitting a voltage transformed by the voltage transforming unit, A comparator for comparing a comparison voltage with a ramp voltage signal to provide a comparison voltage by sensing a current flowing to a lower end of the LED unit, A second switching element activated in a high state of the enable pulse signal, and a second switching element connected to the second switching element and activated when the second switching element is activated, And a second switching element connected to the third switching element.
본 발명의 실시예들에 따른 전원 공급 장치는 부하단에 전원을 공급하지 않는 경우에 누설 전류를 효과적으로 제거할 수 있다.The power supply apparatus according to the embodiments of the present invention can effectively remove the leakage current when power is not supplied to the lower stage.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치는 첨부 도면 도 1에 도시된 것처럼, 전압 변압부(CV), 제 1 스위칭 소자(Q11), 발광 다이오드 부하단(LED Load), 비교 전압 제공부(Rsense), 펄스폭 변조 신호 제공부(OP), 제 2 스위칭 소자(Q12) 및 제 3 스위칭 소자(Q13)를 포함하여 구성될 수 있다.1, the power supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes a voltage transforming unit CV, a first switching device Q11, a LED load unit, a comparative voltage providing unit Rsense, a pulse width modulation signal OP, a second switching device Q12, and a third switching device Q13.
여기에서, 전압 변압부(CV)는 인덕터(L1)와 다이오드(D1)로 구성되며, 직류전원 전압(Vin)을 변압하며, 구체적으로 직류 전원 전압(Vin)을 승압하며, 제 1 스위칭 소자(Q11)는 펄스폭 변조 신호(PWM)를 입력받아 전압 변압부(CV)에서 변압된 전압(Vout)을 발광 다이오드 부하단(LED Load)으로 전달하고, 커패시터(C1)는 제 1 스위칭 소자(Q11)에 의해서 전달된 변압된 전압(Vout)을 평활화하여 발광 다이오드 부하단(LED Load)으로 전달한다.Here, the voltage transforming unit CV is composed of an inductor L1 and a diode D1, transforms the DC power supply voltage Vin, specifically raises the DC power supply voltage Vin, Q11 receives the pulse width modulation signal PWM and transfers the voltage Vout that has been transformed from the voltage transforming unit CV to the LED load LED load and the capacitor C1 is connected to the first switching device Q11 The smoothed voltage Vout is smoothed and transmitted to the LED load unit.
한편, 비교 전압 제공부(Rsense)는 발광 다이오드 부하단(LED Load)에 흐르는 전류를 검출하여 비교 전압을 펄스폭 변조 신호 제공부(OP)로 제공하며, 펄스폭 변조 신호 제공부(OP)는 비교 전압(Vcomp)과 램프 전압 신호(Vramp)를 비교하여 펄스폭 변조 신호(PWM)를 제공하여 제 1 스위칭 소자(Q11)로 전달한다.On the other hand, the comparative voltage providing unit Rsense detects a current flowing in the LED load, and provides a comparison voltage to the pulse width modulation signal providing unit OP, and the pulse width modulation signal providing unit OP Compares the comparison voltage Vcomp with the ramp voltage signal Vramp and provides the pulse width modulation signal PWM to the first switching device Q11.
또한, 제 2 스위칭 소자(Q12)는 인에이블 펄스 신호(On/Off)의 하이 상태에서 활성화되고, 제 3 스위칭 소자(Q13)는 제 2 스위칭 소자(Q12)에 연결되어 제 2 스위칭 소자(Q12)가 활성화되는 경우에 활성화된다.The second switching element Q12 is activated in the high state of the enable pulse signal On / Off, and the third switching element Q13 is connected to the second switching element Q12 so that the second switching element Q12 ) Is activated.
구체적으로, 제 2 스위칭 소자(Q12)는 npn BJT(Bipolar Junction Transistor)이며, 에미터가 접지에 연결되고, 베이스에 인에이블 펄스 신호(On/Off)가 인가되며, 컬렉터가 제 3 스위칭 소자(Q13)의 베이스에 연결된다. 제 3 스위칭 소자(Q13)는 pnp BJT(Bipolar Junction Transistor)이며, 베이스가 제 2 스위칭 소자(Q12)의 컬렉터에 연결되고, 에미터가 직류 전원 전압에 연결되며, 컬렉터가 전압 변압부(CV)에 연결된다.Specifically, the second switching device Q12 is an npn bipolar junction transistor (BJT), the emitter is connected to the ground, the enable pulse signal On / Off is applied to the base, the collector is connected to the third switching device Q13. The third switching element Q13 is a pnp BJT (Bipolar Junction Transistor), the base is connected to the collector of the second switching element Q12, the emitter is connected to the DC power supply voltage, the collector is connected to the voltage transforming part CV, Lt; / RTI >
npn BJT(Bipolar Junction Transistor)의 베이스에는 인에이블 펄스 신호(On/Off)의 하이 상태에서 0.7 V 이상의 전압이 전달되도록 저항비(R12/(R11+R12))를 조절한다. 즉, 인에이블 펄스 신호(On/Off)의 하이 상태가 5 V인 경우에는 npn BJT(Bipolar Junction Transistor)의 베이스에 인가되는 전압은 5*저항비이므로, 저항비가 14/100 이상이 되도록 저항(R11, R12)를 조절한다. 그럼 으로써, npn BJT(Bipolar Junction Transistor)의 오프셋 전압이상이 인가되므로, npn BJT(Bipolar Junction Transistor)가 안정적으로 동작할 수 있다.The resistor ratio R12 / (R11 + R12) is adjusted so that a voltage of 0.7 V or more is delivered to the base of the npn BJT (Bipolar Junction Transistor) in the high state of the enable pulse signal (On / Off). That is, when the high state of the enable pulse signal (On / Off) is 5 V, the voltage applied to the base of the npn BJT (Bipolar Junction Transistor) is 5 * R11, R12). Thus, since the offset voltage of the npn BJT (Bipolar Junction Transistor) is applied, the npn BJT (Bipolar Junction Transistor) can operate stably.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치는 인에이블 펄스 신호(On/Off)가 하이 상태인 경우에는 제 2 스위칭 소자(Q12)가 활성화되고, 제 3 스위칭 소자(Q13)도 활성화되므로, 직류 전원 전압(Vin)과 전압 변압부(CV)가 연결되어 발광 다이오드 부하단(LED Load)에 변압된 전압(Vout)이 제공되지만, 인에이블 펄스 신호(On/Off)가 로우 상태인 경우에는 제 2 스위칭 소자(Q12)가 비활성화되고, 제 3 스위칭 소자(Q13)도 비활성화되므로, 직류 전원 전압(Vin)과 전압 변압부(CV)가 절연되어 발광 다이오드 부하단(LED Load)에 변압된 전압(Vout)이 제공되지 않는다.In the power supply device according to the embodiment of the present invention, when the enable pulse signal (On / Off) is in the high state, the second switching element Q12 is activated and the third switching element Q13 is also activated, The power supply voltage Vin and the voltage transforming unit CV are connected to provide the voltage Vout that is transformed to the LED load LED load. However, when the enable pulse signal On / Off is low, The second switching device Q12 is inactivated and the third switching device Q13 is also inactivated so that the DC power supply voltage Vin and the voltage transforming part CV are insulated from each other and the voltage transformed to the LED load LED load Vout) is not provided.
따라서, 발광 다이오드 부하단(LED Load)에 변압된 전압(Vout)이 제공되지 않는 경우에 전류가 누설되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 불필요한 소비 전력이 증가되지도 않고, 전원 공급 장치를 구성하는 소자 부품에도 스트레스를 인가하지 않아 소자 부품의 수명을 단축시키지도 않는다.Accordingly, it is possible to effectively prevent leakage of current when the voltage Vout is not supplied to the LED load (LED Load), so that unnecessary power consumption is not increased, Stress is not applied to the parts, and the life of the element parts is not shortened.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a power supply device according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치에 대해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치와 다른 점에 대해서만 설명하기로 한다.The power supply apparatus according to another embodiment of the present invention will be described only in terms of the difference from the power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
제 2 스위칭 소자(Q22)는 엔모스 트랜지스터이며, 소스가 접지에 연결되고, 게이트에 인에이블 펄스 신호(On/Off)가 전달되며, 드레인에 제 3 스위칭 소자(Q23)의 게이트가 연결된다. 제 3 스위칭 소자(Q23)는 피모스 트랜지스터이며, 게이트가 제 2 스위칭 소자(Q22)의 드레인에 연결되고, 소스가 직류 전원 전 압(Vin)에 연결되며, 드레인이 전압 변압부(CV)에 연결된다.The second switching element Q22 is an NMOS transistor. The source is connected to the ground, the enable pulse signal (On / Off) is transmitted to the gate, and the gate of the third switching device Q23 is connected to the drain. The third switching element Q23 is a PMOS transistor, its gate is connected to the drain of the second switching element Q22, its source is connected to the DC power supply voltage Vin, its drain is connected to the voltage transforming part CV, .
엔모스 트랜지스터의 게이트에는 인에이블 펄스 신호(On/Off)의 하이 상태에서 1.5 V 이상의 전압이 전달되도록 저항비(R12/(R11+R12))를 조절한다. 즉, 인에이블 펄스 신호(On/Off)의 하이 상태가 5 V인 경우에는 엔모스 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압은 5*저항비이므로, 저항비가 3/10 이상이 되도록 저항(R11, R12)를 조절한다. 그럼으로써, 엔모스 트랜지스터의 문턱 전압 이상이 인가되므로, 엔모스 트랜지스터가 안정적으로 동작할 수 있다.The resistance ratio (R12 / (R11 + R12)) is adjusted so that a voltage of 1.5 V or more is delivered to the gate of the NMOS transistor in the high state of the enable pulse signal (On / Off). That is, when the high state of the enable pulse signal (On / Off) is 5 V, since the voltage applied to the gate of the emmos transistor is 5 * resistance ratio, the resistances R11 and R12 are set so that the resistance ratio is 3/10 or more. . Thus, since the threshold voltage or more of the NMOS transistor is applied, the NMOS transistor can operate stably.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치는 인에이블 펄스 신호(On/Off)가 하이 상태인 경우에는 제 2 스위칭 소자(Q22)가 활성화되고, 제 3 스위칭 소자(Q23)도 활성화되므로, 직류 전원 전압(Vin)과 전압 변압부(CV)가 연결되어 발광 다이오드 부하단(LED Load)에 변압된 전압(Vout)이 제공되지만, 인에이블 펄스 신호(On/Off)가 로우 상태인 경우에는 제 2 스위칭 소자(Q22)가 비활성화되고, 제 3 스위칭 소자(Q23)도 비활성화되므로, 직류 전원 전압(Vin)과 전압 변압부(CV)가 절연되어 발광 다이오드 부하단(LED Load)에 변압된 전압(Vout)이 제공되지 않는다.In the power supply apparatus according to another embodiment of the present invention, when the enable pulse signal (On / Off) is in the high state, the second switching element Q22 is activated and the third switching element Q23 is also activated, The power supply voltage Vin and the voltage transforming unit CV are connected to provide the voltage Vout that is transformed to the LED load LED load. However, when the enable pulse signal On / Off is low, The second switching device Q22 is deactivated and the third switching device Q23 is deactivated so that the DC power supply voltage Vin and the voltage transforming part CV are insulated from each other and the voltage transformed to the LED load LED load Vout) is not provided.
따라서, 발광 다이오드 부하단(LED Load)에 변압된 전압(Vout)이 제공되지 않는 경우에 전류가 누설되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 불필요한 소비 전력이 증가되지도 않고, 전원 공급 장치를 구성하는 소자 부품에도 스트레스를 인가하지 않아 소자 부품의 수명을 단축시키지도 않는다.Accordingly, it is possible to effectively prevent leakage of current when the voltage Vout is not supplied to the LED load (LED Load), so that unnecessary power consumption is not increased, Stress is not applied to the parts, and the life of the element parts is not shortened.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하 여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.On the contrary, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로도.2 is a circuit diagram of a power supply according to another embodiment of the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
CV: 전압 변압부 Q11, Q12, Q13: 스위칭 소자CV: voltage transforming units Q11, Q12, Q13:
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| KR20090111660A (en) | 2009-10-27 |
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