(57)【要約】本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライは、外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、第２フォトダイオード；及び、前記第２フォトダイオードとフォトカプラーを構成し、前記交流電源入力部及び前記パルス幅変調制御部の間に備えられる第２フォトトランジスタを含む第１状態変換部；及び、前記メイントランスフォーマーの２次側巻線に接続され、反転端子及び非反転端子に前記出力電圧及び基準電圧が印加され、前記出力電圧を前記基準電圧と比較して出力端子を通じて出力する比較器を含む第２状態変換部を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、
一端が前記交流電源が入力される交流電源入力部と接続され、他端が前記パルス幅変調制御部と接続されて、前記パルス幅変調制御部への前記交流電源の供給をスイッチングする第１スイッチング素子を含むことを特徴とするスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項２】
前記パルス幅変調制御部は高電圧端子を含むパルス幅変調集積回路素子を含み、
前記第１スイッチング素子の他端は前記パルス幅変調集積回路素子の高電圧端子に接続されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項３】
外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、
第２フォトダイオード、及び、前記第２フォトダイオードとフォトカプラーを構成し、前記交流電源入力部及び前記パルス幅変調制御部の間に備えられる第２フォトトランジスタを含む第１状態変換部
をさらに含むことを特徴とするスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項４】
前記第１状態変換部は、
前記第２フォトダイオードに電源を供給する、バッテリー及び大容量キャパシターのうち、何れか一つを含むことを特徴とする請求項３に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項５】
前記第１状態変換部は、
前記交流電源入力部と接続されて前記交流電源を変圧して出力するトランスフォーマー；及び、
前記トランスフォーマーの２次側巻線に接続されて前記トランスフォーマーの一次側巻線から２次側巻線へのエネルギー供給をスイッチングする第２スイッチング素子をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項６】
前記第１状態変換部は、
前記メイントランスフォーマーの出力電圧を充電するタイマーキャパシター；
前記スイッチングモードパワーサプライが低電力状態に入ると、前記タイマーキャパシターによって充電された電圧を消耗(consuming)するタイマー抵抗；及び、
前記タイマー抵抗が消耗する電圧によって動作するタイマートランジスタ
を含むタイマー回路
を含むことを特徴とする請求項４に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項７】
前記第１状態変換部は、
印加される電圧の電圧レベルを一定した定電圧に変換させる定電圧変換器；及び、
前記定電圧変換器で印加される電圧を用いてカウント動作を行い、選定された周期に基づいて制御信号を送出するタイマー
を含むことを特徴とする請求項４〜５の何れか１項に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項８】
前記定電圧変換器は、前記トランスフォーマーの出力電圧、又は前記メイントランスフォーマーの出力電圧を定電圧に変換することを特徴とする請求項７に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項９】
前記第１状態変換部は、
前記定電圧変換器及び前記タイマーの間に備えられて前記定電圧変換器で印加される電圧を充電し、前記充電された電圧を前記タイマーに供給する大容量キャパシター
をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１０】
前記第２スイッチング素子は、無線電波識別（ＲＦＩＤ）を用いる方式、リモコンを用いる方式、アダプター識別ピンを用いる方式、及びタッチスイッチを用いる方式のうち、何れか一つを用いることを特徴とする請求項５に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１１】
前記第２スイッチング素子のスイッチング状態を認識する方式は、電圧検知方式、電流検知方式、１ワイヤ通信（1 Wire communication）による検知方式、ＵＳＢ通信を用いる検知方式、及びブルートゥース通信による検知方式のうち、何れか一つを用いることを特徴とする請求項５に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１２】
前記パルス幅変調制御部は高電圧端子を含むパルス幅変調集積回路素子を含み、
前記第２フォトダイオードは、一端が前記第２スイッチング素子の端子と接続され、他端が前記トランスフォーマーの２次側巻線に接続され、前記第２スイッチング素子のスイッチングによって前記トランスフォーマーの２次側巻線に供給されたエネルギーを入力されてオンとされ、
前記第２フォトトランジスタは、前記パルス幅変調集積回路素子の高電圧端子に接続されることを特徴とする請求項５に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１３】
外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、
前記メイントランスフォーマーの２次側巻線に接続され、反転端子及び非反転端子に前記出力電圧及び基準電圧が印加され、前記出力電圧を前記基準電圧と比較して出力端子を通じて出力する比較器
を含む第２状態変換部
をさらに含むことを特徴とするスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１４】
前記第２状態変換部は、
前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗と並列接続され、ベース端子が前記比較器の出力端子に接続されるトランジスタ；及び、
前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗と並列接続されるように、一端は前記トランジスタのコレクタ端子と接続され、他端は前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗と前記トランジスタとの間のノードと接続される第３抵抗
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１５】
外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、
第２フォトダイオード；及び、
前記第２フォトダイオードとフォトカプラーを構成し、前記交流電源入力部及び前記パルス幅変調制御部の間に備えられる第２フォトトランジスタ
を含む第１状態変換部；及び、
前記メイントランスフォーマーの２次側巻線に接続され、反転端子及び非反転端子に前記出力電圧及び基準電圧が印加され、前記出力電圧を前記基準電圧と比較して出力端子を通じて出力する比較器
を含む第２状態変換部
を含むことを特徴とするスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１６】
前記第１状態変換部は、
前記第２フォトダイオードに電源を供給するバッテリー、及び大容量キャパシターのうち、何れか一つを含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１７】
前記第１状態変換部は、
前記交流電源入力部と接続されて前記交流電源を変圧して出力するトランスフォーマー；及び、
前記トランスフォーマーの２次側巻線に接続されて前記トランスフォーマーの一次側巻線から２次側巻線へのエネルギー供給をスイッチングする第２スイッチング素子
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１８】
前記第１状態変換部は、
前記メイントランスフォーマーの出力電圧を充電するタイマーキャパシター；
前記スイッチングモードパワーサプライが低電力状態に入ると、前記タイマーキャパシターによって充電された電圧を消耗するタイマー抵抗；及び、
前記タイマー抵抗が消耗する電圧によって動作するタイマートランジスタ
を含むタイマー回路
を含むことを特徴とする請求項１６に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項１９】
前記第１状態変換部は、
印加される電圧の電圧レベルを一定した定電圧に変換させる定電圧変換器；及び、
前記定電圧変換器で印加される電圧を用いてカウント動作を行い、選定された周期に基づいて制御信号を送出するタイマー
を含むことを特徴とする請求項１６〜１７の何れか１項に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項２０】
前記定電圧変換器は、前記トランスフォーマーの出力電圧、又は前記メイントランスフォーマーの出力電圧を定電圧に変換することを特徴とする請求項１９に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項２１】
前記第１状態変換部は、
前記定電圧変換器及び前記タイマーの間に備えられて前記定電圧変換器で印加される電圧を充電し、前記充電された電圧を前記タイマーに供給する大容量キャパシター
をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項２２】
前記第２スイッチング素子は、無線電波識別（ＲＦＩＤ）を用いる方式、リモコンを用いる方式、アダプター識別ピンを用いる方式、及びタッチスイッチを用いる方式のうち、何れか一つを用いることを特徴とする請求項１７に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項２３】
前記第２スイッチング素子のスイッチング状態を認識する方式は、電圧検知方式、電流検知方式、１  Ｗｉｒｅ通信による検知方式、ＵＳＢ通信を用いる検知方式、及びブルートゥース通信による検知方式のうち、何れか一つを用いることを特徴とする請求項１７に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項２４】
前記パルス幅変調制御部は高電圧端子を含むパルス幅変調集積回路素子を含み、
前記第２フォトダイオードは、一端が前記第２スイッチング素子の端子と接続され、他端が前記トランスフォーマーの２次側巻線に接続され、前記第２スイッチング素子のスイッチングによって前記トランスフォーマーの２次側巻線に供給されたエネルギーを入力されてオンとされ、
前記第２フォトトランジスタは、前記パルス幅変調集積回路素子の高電圧端子に接続されることを特徴とする請求項１７に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項２５】
前記第２状態変換部は、
前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗と並列接続され、ベース端子が前記比較器の出力端子に接続されるトランジスタ；及び、
前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗と並列接続されるように、一端は前記トランジスタのコレクタ端子と接続され、他端は前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗と前記トランジスタとの間のノードと接続される第３抵抗
を含むことを特徴とする請求項１５に記載のスイッチングモードパワーサプライ。
【請求項２６】
請求項１〜２５の何れか１項のスイッチングモードパワーサプライの制御方法において、
前記交流電源が入力される段階；
前記トランスフォーマー、前記バッテリー、及び前記大容量キャパシターから電源を供給され、前記第１状態変換部を駆動する段階；及び、
前記交流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマーの出力電圧を使用する電子装置の消耗電流量が所定基準値以下である場合、前記第２状態変換部を駆動する段階
を含むことを特徴とするスイッチングモードパワーサプライの制御方法。
【請求項２７】
前記第１状態変換部は前記パルス幅変調制御部への前記交流電源の供給を制御し、
前記第２状態変換部は前記電子装置の出力電流に基づいて前記フィードバック制御部に供給される入力電圧の大きさを制御することを特徴とする請求項２６に記載のスイッチングモードパワーサプライの制御方法。
【請求項２８】
請求項２６〜２７の何れか１項の方法を実行させるためのプラグラムを記録したコンピュータ読み出し可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイッチングモードパワーサプライに関するものであって、更に詳しくは、待機モードのときに電力消費を節減することができるようにするスイッチングモードパワーサプライ{SWITCHING MODE POWER SUPPLY}に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、スイッチングモードパワーサプライは、一つの直流供給電圧を一つ以上の直流出力電圧に変換させる装置を意味する。この際、直流出力電圧は直流供給電圧より大きいか、小さい値を有する。
【０００３】
スイッチングモードパワーサプライは、パワー電子装置、特に携帯電話、ノートパソコンなどのようなバッテリーパワー電子装置に主に使用される。このようなパワー電子装置は、相対的に大きなパワーを消費する正常動作モードと、相対的に小さいパワーを消費する待機モードとを有する。
【０００４】
一方、このようなパワー電子装置は使用者が一定時間その装置を使用しない場合、自動で待機モードに進入し、使用者がその装置を再び使用する場合、正常動作モードに復帰する。
【０００５】
多くのパワー電子装置において、待機モードにおける消費電力量は正常動作モードにおける消費電力量と比べてその量が極めて少ないが、最近は、待機モードにおける消費電力量をさらに減少させるために、待機モード時の入力電力に対する規制が段々と強化されている。
【０００６】
従来は、前記規制を満足させるために、スイッチングモードパワーサプライの出力電圧を減少させるか、別途補助パワー装置を用いて待機モード時の消費電力量を減少させる方法を使用していた。
【０００７】
しかし、このような従来の方式は付加的な構成要素が要求され、これにより製品コストが増大されるため、好ましくない。そして、前記従来の方式はパワー電子装置で動作しない程度の低い出力電圧が表れる可能性があって、これにより消費電力量の減少量が制限される問題が発生する。
【０００８】
一方、従来のスイッチングモードパワーサプライが待機モードである場合、たとえ減少された出力電圧により消費電力量が減少されても、スイッチングモードパワーサプライ内で発生するスイッチング損失は必然的である。
【０００９】
また、従来のスイッチングモードパワーサプライは、出力端におけるパワー要求変化を補償し、供給されるパワー量と関係ない一定した周波数で動作することができるように、パワースイッチのデューティサイクルを変化させる。
【００１０】
その結果、待機モード時のスイッチングモードパワーサプライのパワースイッチは、待機モード時にも正常動作モード時と同一の周波数でオン／オフスイッチング動作を行うようになり、このようなスイッチング動作は相当量の消費電力を発生させ、待機モードにおいて電力消費をもたらす問題がある。
【００１１】
これに対し、待機モード時に電力消費をさらに節減することができるようにするスイッチングモードパワーサプライの開発が要求される実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術を改善するためになされたものであって、外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、整流部で整流された直流電源を変圧して出力するトランスフォーマー、トランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及びトランスフォーマーの出力電圧を検知してパルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライにおいて、パルス幅変調制御部への交流電源の供給を制御するか、フィードバック制御部に供給される入力電圧の大きさを制御することによって、待機モード時の電力消費をさらに節減することができるようにするスイッチングモードパワーサプライを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成し、従来技術の問題を解決するために、本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライは、外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、一端が前記交流電源が入力される交流電源入力部と接続され、他端が前記パルス幅変調制御部と接続されて、前記パルス幅変調制御部への前記交流電源の供給をスイッチングする第１スイッチング素子を含む。
【００１４】
また、本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライは、外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、第２フォトダイオード；及び、前記第２フォトダイオードとフォトカプラーを構成し、前記交流電源入力部及び前記パルス幅変調制御部の間に備えられる第２フォトトランジスタを含む第１状態変換部をさらに含む。
【００１５】
また、本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライは、外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、前記メイントランスフォーマーの2次側巻線に接続され、反転端子及び非反転端子に前記出力電圧及び基準電圧が印加され、前記出力電圧を前記基準電圧と比較して出力端子を通じて出力する比較器を含む第２状態変換部をさらに含む。
【００１６】
また、本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライは、外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、前記整流部で整流された直流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー、前記メイントランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及び前記メイントランスフォーマーの出力電圧を検知して前記パルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライ（ＳＭＰＳ）において、第２フォトダイオード；及び、前記第２フォトダイオードとフォトカプラーを構成し、前記交流電源入力部及び前記パルス幅変調制御部の間に備えられる第２フォトトランジスタを含む第１状態変換部；及び、前記メイントランスフォマーの2次側巻線に接続され、反転端子及び非反転端子に前記出力電圧及び基準電圧が印加され、前記出力電圧を前記基準電圧と比較して出力端子を通じて出力する比較器を含む第２状態変換部を含む。
【００１７】
また、本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライの制御方法は、前記交流電源が入力される段階；前記トランスフォーマー、前記バッテリー、及び前記大容量キャパシターから電源が供給され、前記第１状態変換部を駆動する段階；及び、前記交流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマーの出力電圧を使用する電子装置の消耗電流量が所定基準値以下である場合、前記第２状態変換部を駆動する段階を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のスイッチングモードパワーサプライによると、外部から入力される交流電源を直流電源に変換する整流部、整流部で整流された直流電源を変圧して出力するトランスフォーマー、トランスフォーマーの一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節するパルス幅変調制御部、及びトランスフォーマーの出力電圧を検知してパルス幅変調制御部の出力信号を制御するフィードバック制御部を含むスイッチングモードパワーサプライにおいて、パルス幅変調制御部への交流電源の供給を制御するか、フィードバック制御部に供給される入力電圧の大きさを制御することによって、待機モード時の電力消費をさらに節減することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例による第１状態変換部及び第２状態変換部を含むスイッチングモードパワーサプライの一例を示した回路図である。
【図２】本発明の一実施例による第１スイッチング素子を含むスイッチングモードパワーサプライの一例を示した回路図である。
【図３】整流部によって平滑化された電圧の波形図である。
【図４】本発明の一実施例によるバッテリー又は大容量キャパシターを含むスイッチングモードパワーサプライの一例を示した回路図である。
【図５】本発明の一実施例による定電圧変換器及びタイマーを含む第１状態変換部の一例を示した回路図である。
【図６】本発明の一実施例による定電圧変換器及びタイマーを含む第１状態変換部の他の例を示した回路図である。
【図７】本発明の一実施例によるタイマー回路を含む第１状態変換部の一例を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、添付された図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例による第１状態変換部及び第２状態変換部を含むスイッチングモードパワーサプライの一例を示した回路図である。
【００２２】
図１に示したように、本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライは、交流電源入力部１００、整流部１１０、メイントランスフォーマー１２０、パルス幅変調制御部１３０、フィードバック制御部１４０、第１状態変換部１５０、第２状態変換部１６０を含む。
【００２３】
即ち、本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライは、従来技術によるスイッチングモードパワーサプライと同様に、基本的に、交流電源入力部１００、整流部１１０、メイントランスフォーマー１２０、パルス幅変調制御部１３０、及びフィードバック制御部１４０を含み、これに加えて第１状態変換部１５０及び第２状態変換部１６０を含めてなる。
【００２４】
一般的に、電気又は電子機器には機器が動作するように常用交流電源を直流電圧に変換する直流電源供給装置が必要であり、このような直流電源供給装置として、スイッチングモードパワーサプライ(SMPS：Switching Mode Power Supply)が主に使用されている。
【００２５】
本発明の一実施例によると、図１に示したように、整流部１１０は外部から入力される交流電源（ＡＣ＿Ｈ、ＡＣ＿Ｌ）を直流電源に変換する。整流部１１０に入力される交流電源は通常１１０〜２２０Ｖである。
【００２６】
また、メイントランスフォーマー１２０は整流部１１０で整流された直流電源を変圧して出力する。また、パルス幅変調制御部１３０はメイントランスフォーマー１２０の一次側巻線にパルス信号を印加して出力電圧を調節する。整流部１１０によって整流された直流電源が高電圧であるため、パルス幅変調制御部１３０内には、高電圧に対する耐圧特性を有する素子が要求される。
【００２７】
また、フィードバック制御部１４０は、メイントランスフォーマー１２０の出力電圧を検知してパルス幅変調制御部１３０の出力信号を制御する。
【００２８】
図２は、本発明の一実施例による第１スイッチング素子を含むスイッチングモードパワーサプライの一例を示した回路図である。図２に示したように、本発明の一実施例によると、一端が交流電源入力部１００と接続され、他端がパルス幅変調制御部１３０と接続されて、パルス幅変調制御部１３０への交流電源の供給をスイッチングする第１スイッチング素子１７０を含むように具現されることができる。
【００２９】
本発明の一実施例による第１スイッチング素子１７０の他端は、スイッチングモードパワーサプライの各種機能を担当するパルス幅変調集積回路素子１３１の高電圧端子ＨＶに接続される。
【００３０】
また、図１を参照すると、本発明の一実施例による整流部１１０はブリッジダイオード１１１及び平滑キャパシター１１２で構成されることができる。ブリッジダイオード１１１は外部から入力される交流電源を整流する役割をし、平滑キャパシター１１２は図３に示したような波形の直流電源に変換し、メイントランスフォーマー１２０の一次側巻線に印加されるようにする役割をする。また、整流部１１０によって整流された直流電源は、所定の起動抵抗Ｒ６を経てパルス幅変調(PWM: Pulse Width Modulation)を行うパルス幅変調制御部１３０に印加される。
【００３１】
本発明の一実施例によるパルス幅変調制御部１３０は、整流部１１０から起動電流が印加されて所定の周波数及びデューティを有するパルス幅変調信号を生成し、メイントランスフォーマー１２０の一次側巻線に連結されているメインスイッチング素子１３２のゲート端子に印加する役割をする。メイントランスフォーマー１２０の２次側巻線へのエネルギー供給をスイッチングするメインスイッチング素子１３２はモスフェットで構成されることができる。図１にはメインスイッチング素子１３２をモスフェットで示したが、その他のスイッチング素子に代替することができるのは自明である。
【００３２】
メインスイッチング素子１３２は６５０Ｖ以上の高電圧に対して耐圧特性を有する高電圧用モスフェットで構成されることが望ましい。メインスイッチング素子１３２はパワースイッチとして使用される。
【００３３】
平滑キャパシター１１２からパルス幅変調制御部１３０に印加される起動電流は、上述したように所定の起動抵抗Ｒ６によって制御される。平滑キャパシター１１２はブリッジダイオード１１１からの電流パルスをフィルタリングして、交流電圧が実質的に直流電圧になるようにする。
【００３４】
メイントランスフォーマー１２０の一次側巻線に連結されているメインスイッチング素子１３２のスイッチングにより、メイントランスフォーマー１２０の一次側巻線から２次側巻線にエネルギーが伝達される。メイントランスフォーマー１２０の２次側巻線に供給されたエネルギーは、所定のダイオード１３３、及び出力キャパシター１３４を経てメイントランスフォーマー１２０の一次側及び２次側の巻線比による直流電圧に変換して出力電圧（ＤＣ＿ＯＵＴＰＵＴ）に出力される。
【００３５】
本発明の一実施例によるフィードバック制御部１４０は、出力キャパシター１３４から出力される出力電圧を検知し、前記出力電圧の大きさに応じてパルス幅変調制御部１３０により生成される信号のデューティを調節することによって、前記出力電圧が一定に維持されるようにする役割をする。
【００３６】
本発明の一実施例によるフィードバック制御部１４０は、第１フォトトランジスター１４１、第１フォトダイオード１４２、及び第１充電キャパシター１４３を含む。第１フォトトランジスター１４１は第１フォトダイオード１４２とともにフォトカプラーをなして、  第１フォトダイオード１４２を通じて流れる電流値によって所定の大きさの電流を発生させる。
【００３７】
充電キャパシター１４３は、第１フォトトランジスター１４１を通じて流れる電流量によって充電される電化量が変化し、これによってフィードバック電圧Ｖｆｅｅｄｂａｃｋが変動する。前記フィードバック電圧Ｖｆｅｅｄｂａｃｋはパルス幅変調制御部１３０に入力される。
【００３８】
本発明の一実施例によるパルス幅変調制御部１３０は、メインスイッチング素子１３２のソースからドレインに流れる電流量を検知する検知電圧Ｖｓｅｎｓｅを入力される。また、パルス幅変調制御部１３０は所定の第２充電キャパシター１３５の充電電圧ＶＣＣを入力される。
【００３９】
本発明の一実施例によるパルス幅変調制御部１３０は、前記フィードバック電圧Ｖｆｅｅｄｂａｃｋ、前記検知電圧Ｖｓｅｎｓｅ、及び前記充電電圧ＶＣＣによって適切なスイッチング信号を発生させ、メインスイッチング素子１３２のスイッチング動作を制御する。
【００４０】
即ち、本発明の一実施例によるパルス幅変調制御部１３０は、ゲート電圧をメインスイッチング素子１３２のゲート端子に出力することにより、正常動作モード又は待機モードが維持されるようにメインスイッチング素子１３２のスイッチングを制御する。
【００４１】
本発明の一実施例によるメイントランスフォーマー１２０の２次側巻線はメインスイッチング素子１３２のスイッチングによってエネルギーを受け、電流パルスを発生させる。所定のダイオードＤ３及びキャパシター１３５は、メイントランスフォーマー１２０の補助巻線によって発生した電流パルスを整流及び平滑化して、実質的な直流電圧ＶＣＣがパルス幅変調制御部１３０に供給されるようにする。メイントランスフォーマー１２０の２次側巻線は外部電子装置のためのものであり、メイントランスフォーマー１２０の補助巻線はパルス幅変調制御部１３０のためのものである。前記直流電圧ＶＣＣは、スイッチングモードパワーサプライの各種機能を担当するパルス幅変調集積回路素子１３１に一定した電圧を供給する電源の役割をする。
【００４２】
ブリッジダイオード１１１によって、交流電源（ＡＣ＿Ｈ，  ＡＣ＿Ｌ）がフールウェーブ整流された直流電圧がメイントランスフォーマー１２０の一次側巻線に供給される。メイントランスフォーマー１２０の一次側巻線に印加された直流電圧は、メインスイッチング素子１３２のスイッチングを通じて一定したデューティサイクルでメイントランスフォーマー１２０の２次側巻線に出力電圧（ＤＣ＿ＯＵＴＰＵＴ）を発生させる。ここで、メインスイッチング素子１３２のデューティサイクルは、パルス幅変調制御部１３０から出力されるメインスイッチング素子１３２のゲート駆動信号によって決定される。
【００４３】
メイントランスフォーマー１２０の２次側巻線で発生される出力電圧は、スイッチングモードパワーサプライが採択された電子装置の正常動作又は待機動作が可能である程度の大きさを有する。
【００４４】
一方、メイントランスフォーマー１２０の２次側巻線で発生される出力電圧を一定に維持するために、メインスイッチング素子１３２のデューティを適切に制御しなければならなく、このために、前記出力電圧をフィードバックしなければならない。前記フィードバックされた出力電圧をメインスイッチング素子１３２のデューティを制御するのに用いる。
【００４５】
図１に示したように、本発明の一実施例によると、フィードバック制御部１４０はメイントランスフォーマー１２０の２次側巻線で発生される出力電圧を分配するための第１及び第２抵抗１４４を含む。また、本発明の一実施例によると、フィードバック制御部１４０は第１及び第２抵抗１４４によって分配された電圧を一定した大きさに増幅させる可変調整器１４５を含む。可変調整器１４５によって増幅された電圧は第１フォトダイオード１４２に印加される。
【００４６】
第１フォトダイオード１４２と第１フォトトランジスタ１４１はフォトカプラーを構成するため、第１フォトトランジスタ１４１には第１フォトダイオード１４２の入力値、即ち、可変調整器１４５の出力値に対応する大きさを有する電流が流れる。この電流によって充電キャパシター１４３が充電され、充電キャパシター１４３の充電量によって前記フィードバック電圧Ｖｆｅｅｄｂａｃｋの大きさが決定される。
【００４７】
本発明の一実施例による第１状態変換部１５０は第２フォトトランジスタ１５１及び第２フォトダイオード１５２を含む。第２フォトトランジスタ１５１は第２フォトダイオード１５２とフォトカプラーを構成する。これに、第２フォトトランジスタ１５１は第２フォトダイオード１５２を通じて流れる電流値によって所定の大きさの電流を発生させる。
【００４８】
本発明の一実施例によると、第２フォトトランジスタ１５１は交流電源入力部１００及びパルス幅変調制御部１３０の間に備えられ、  第２フォトダイオード１５２を通じて流れる電流値によって、パルス幅変調集積回路素子１３１の高電圧端子ＨＶに供給される交流電源が変動するようにする。
【００４９】
図１に示したように、本発明の一実施例による第１状態変換部１５０はトランスフォーマー１５３及び第２スイッチング素子１５４を含む。トランスフォーマー１５３は交流電源入力部１００と接続され、交流電源を変圧して出力する。第２スイッチング素子１５４はトランスフォーマー１５３の２次側巻線に接続され、トランスフォーマー１５３の一次側巻線から２次側巻線へのエネルギー供給をスイッチングする。
【００５０】
本発明の一実施例によると、第２フォトダイオード１５２は、一端が第２スイッチング素子１５４の端子と接続され、他端がトランスフォーマー１５３の２次側巻線に接続される。第２フォトダイオード１５２は第２スイッチング素子１５４のスイッチングによってトランスフォーマー１５３の２次側巻線に供給されたエネルギーを入力されてターンオンされる。
【００５１】
第２スイッチング素子１５４は、無線電波識別（ＲＦＩＤ）を用いる方式、リモコンを用いる方式、アダプター識別ピンを用いる方式、及びタッチスイッチを用いる方式の何れか一つを用いて具現されることができる。
【００５２】
例えば、スイッチングモードパワーサプライはＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)リーダー機を含むように具現されることができる。前記ＲＦＩＤリーダー機は所定の周波数を有する電波を外部に発振させる。ＲＦＩＤタグを含むデバイスが前記スイッチングモードパワーサプライに近接して位置し、前記電波の領域内に進入すると、前記ＲＦＩＤタグでは前記電波によって所定の磁気場が発生する。従って、前記ＲＦＩＤタグに記録されたデータは前記磁気場により前記電波に乗って前記スイッチングモードパワーサプライのＲＦＩＤリーダー機に伝送される。このような場合、前記スイッチングモードパワーサプライは第２フォトダイオード１５２が動作するようにしてパルス幅変調集積回路素子１３１を始動させる。前記ＲＦＩＤタグを含むデバイスは使用者が携帯することができる。
【００５３】
また、スイッチングモードパワーサプライが採択された電子装置は、前記スイッチングモードパワーサプライに対する識別ピンを備えることができる。前記スイッチングモードパワーサプライが前記電子装置と接続される場合、前記電子装置は前記識別ピンを介して前記スイッチングモードパワーサプライが挿入されたことを認識する。このような場合、前記スイッチングモードパワーサプライは第２フォトダイオード１５２が動作するようにしてパルス幅変調集積回路素子１３１を始動させる。
【００５４】
また、使用者が携帯した正規の携帯送信機から信号を受信する受信ユニットがスイッチングモードパワーサプライに設けられるか、スイッチングモードパワーサプライが前記スイッチングモードパワーサプライを採択した電子装置の受信ユニットを共有するように具現されることができる。前記スイッチングモードパワーサプライは、前記受信ユニットが受信した信号に基づいて第２フォトダイオード１５２を動作させ、パルス幅変調集積回路素子１３１の始動を可能にすることができる。
【００５５】
また、第２スイッチング素子１５４はタッチスイッチで具現されることができる。このような場合、スイッチングモードパワーサプライはタッチ信号に基づいて第２フォトダイオード１５２を動作させ、パルス幅変調集積回路素子１３１の始動を可能にすることができる。
【００５６】
図４は、本発明の一実施例によるバッテリー又は大容量キャパシターを含むスイッチングモードパワーサプライの一例を示した回路図である。図４に示したように、第１状態変換部１５０は第２フォトダイオード１５２に電源を供給するバッテリー及び大容量キャパシターのうち、何れか一つを含むように具現されることができる。
【００５７】
また、図１を参照すると、本発明の一実施例による第２状態変換部１６０は比較器１６１を含む。比較器１６１はメイントランスフォーマー１２０の２次側巻線に接続され、反転端子及び非反転端子に前記出力電圧及び基準電圧が印加され、前記出力電圧を前記基準電圧と比較して出力端子を通じて出力する。
【００５８】
第２状態変換部１６０はトランジスタ１６２及び第３抵抗１６３をさらに含む。
【００５９】
トランジスタ１６２は前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗１４４と並列接続され、ベース端子が比較器１６１の出力端子に接続される。
【００６０】
第３抵抗１６３は前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗１４４と並列接続されるように、一端はトランジスタ１６２のコレクタ端子と接続され、他端は前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗１４４とトランジスタ１６２との間のノードと接続される。
【００６１】
本発明の一実施例によると、前記比較結果、前記出力電圧が前記基準電圧未満である場合、トランジスタ１６２を動作させ、前記出力電圧を分配する第１及び第２抵抗１４４と第３抵抗１６３が並列接続されるようにする。このようにして、可変調整器１４５に供給される入力電圧の大きさを高めることができる。
【００６２】
図５は、本発明の一実施例による定電圧変換器及びタイマーを含む第１状態変換部の一例を示した回路図であり、図６は、本発明の一実施例による定電圧変換器及びタイマーを含む第１状態変換部の他の例を示した回路図である。
【００６３】
本発明の一実施例による定電圧変換器１７１及びタイマー１７２は、図５に示したようにトランスフォーマー１５３の２次側巻線に接続されるように具現されることもでき、図６に示したようにメイントランスフォーマー１２０の２次側巻線及び第１状態変換部１５０の第２スイッチング素子１５４の間に備えられるように具現されることもできる。
【００６４】
本発明の一実施例による定電圧変換器１７１及びタイマー１７２は、選定（選択）された周期によってパルス幅変調集積回路素子１３１を駆動してスイッチングモードパワーサプライを周期的に動作させる。
【００６５】
本発明の一実施例によると、トランスフォーマー１５３の出力電圧が定電圧変換器１７１に印加され、これを印加された定電圧変換器１７１はトランスフォーマー１５３の出力電圧を定電圧に変換してタイマー１７２に供給する。
【００６６】
本発明の一実施例によるタイマー１７２は、定電圧変換器１７１で印加される電圧を用いてカウント動作を行い、選定された周期に基づいて制御信号を送出する。本発明の一実施例によると、タイマー１７２の制御信号によって第２フォトダイオード１５２を動作させ、パルス幅変調集積回路素子１３１の始動を可能にすることができる。
【００６７】
即ち、ノートパソコンのような補助電源を内蔵した装置が連結されている場合、アタプターのようなスイッチングモードパワーサプライが普段の待機状態に入っているときに使用者が第１状態変換部１５０を駆動しなくても、一定時間の後、自動でスイッチングモードパワーサプライを動作させるためである。
【００６８】
従って、ノートパソコンのような補助電源を内蔵した装置が補助電源を全部消耗（消費）して自ら電源を入れることができないとき、第１状態変換部１５０の第２スイッチング素子１５２を動作させて第２フォトダイオード１５２を駆動し、第２フォトダイオード１５２は第２フォトトランジスタ１５１を動作させてパルス幅変調集積回路素子１３１の高電圧端子に直流電源を供給し、スイッチングモードパワーサプライを動作させる。
【００６９】
本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライの電源を供給された装置は補助電源に充電することができる。スイッチングモードパワーサプライの電源を供給された装置の電源を終了させ、電流が使用しない水準まで下がると、スイッチングモードパワーサプライは低電力モードに入った後、定電圧変換器１７１及びタイマー１７２が動作して設定した時間周期でスイッチングモードパワーサプライを動作させる。
【００７０】
この際、ノートパソコンのような補助電源を内蔵した装置が補助電源によって動作している場合は、スイッチングモードパワーサプライが動作するときに消耗（消費）電流が発生して、スイッチングモードパワーサプライは前記装置が動作しない水準に電流が下がるまで動作を維持する。
【００７１】
本発明の一実施例によると、第１状態変換部１５０の第２スイッチング素子１５２を動作させてスイッチングモードパワーサプライを動作させると、出力電圧が発生し、前記出力電圧を定電圧変換器１７１で電圧を低い電圧に変換し、この電圧をタイマー１７２が受け、設定した時間に一回ずつ出力を送出してパルス幅変調集積回路素子１３１の高電圧端子に直流電源を供給し、スイッチングモードパワーサプライを設定した時間に一回ずつ動作するようにする。
【００７２】
本発明の一実施例によると、スイッチングモードパワーサプライが動作中であるとき、定電圧変換器１７１で低い電圧に変換された電圧は、大容量キャパシター１７３のように低い充電容量を有する素子に充電を始める。その後、スイッチングモードパワーサプライに連結された装置がないか、動作をしない水準の電流を検知したとき、スイッチングモードパワーサプライは動作を停止し、タイマー１７２は大容量キャパシター１７３のように低い充電容量を有する素子を用いて動作をする。
【００７３】
本発明の一実施例によると、大容量キャパシター１７３を用いて一定時間の後、タイマー１７２が出力を送ると、上述した内容のようにスイッチングモードパワーサプライが動作をし、出力された電圧が定電圧変換器１７１及びタイマー１７２に供給されて同一な動作を維持するようになる。
【００７４】
図７は、本発明の一実施例によるタイマー回路を含む第１状態変換部の一例を示した回路図である。
【００７５】
本発明の一実施例によるタイマー回路１７０は、図７に示したようにタイマーキャパシター１７３、タイマー抵抗１７４、及びタイマートランジスタ１７５を含む。本発明の一実施例によるタイマー回路１７０はメイントランスフォーマー１２０の出力電圧を供給されて駆動する。即ち、タイマー回路１７０は定電圧変換器１７１を用いて電源を供給されるのではなく、スイッチングモードパワーサプライの出力電源を供給されてスイッチングモードパワーサプライが低電力待機モードに入った後、動作する。
【００７６】
本発明の一実施例によると、第１状態変換部１５０の第２スイッチング素子１５４を動作させてスイッチングモードパワーサプライを動作させると、出力電圧が発生し、この電圧をタイマー回路１７０の所定のダイオードＤ６を経てタイマーキャパシター１７３に電流を充電し、スイッチングモードパワーサプライに連結されている装置が使用しない水準の電流を検知したとき、スイッチングモードパワーサプライが低電力状態に入ると、タイマー抵抗１７４で電流を消耗してタイマーキャパシター１７３の電圧が低くなり、低くなった電圧はタイマートランジスタ１７５を動作させて第２フォトダイオード１５２が動作する。
【００７７】
動作した第２フォトダイオード１５２は第２フォトトランジスタ１５１を動作させてパルス幅変調集積回路素子１３１の高電圧端子に直流電源を供給し、スイッチングモードパワーサプライを動作させる。このような動作をスイッチングモードパワーサプライが直流電源に連結されていれば繰り返して行い、スイッチングモードパワーサプライに連結された装置が動作すると、スイッチングモードパワーサプライは装置に電源を供給する。
【００７８】
スイッチングモードパワーサプライに連結された装置が動作中である場合には、タイマー回路１７０は動作せず、待機状態を維持する。スイッチングモードパワーサプライの低電力待機モード維持時間は、タイマーキャパシター１７３及びタイマー抵抗１７４を用いて調整することができる。
【００７９】
本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライの制御方法によると、交流電源が入力される。
【００８０】
本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライの制御方法によると、トランスフォーマー１５３又はバッテリー及び大容量キャパシター（ＳＯＵＲＣＥ）から電源を供給され、第１状態変換部１５０を駆動する。即ち、第１状態変換部１５０はパルス幅変調制御部１３０を始動するための回路である。
【００８１】
本発明の一実施例によるスイッチングモードパワーサプライの制御方法によると、前記交流電源を変圧して出力するメイントランスフォーマー１２０の出力電圧を使用する電子装置の消耗電流量が所定基準値以下である場合、第２状態変換部１６０を駆動する。
【００８２】
第１状態変換部１５０はパルス幅変調制御部１３０への前記交流電源の供給を制御する。第１状態変換部１５０は第２スイッチング素子１５４の入力を受けて第２フォトダイオード１５２を動作させ、第２フォトダイオード１５２は第２フォトトランジスタ１５１を動作させてパルス幅変調集積回路素子１３１の高電圧端子ＨＶに前記交流電源を整流した高電圧を供給することにより、パルス幅変調制御部１３０を始動するようになる。
【００８３】
第２状態変換部１６０は、前記電子装置の消耗電流量、即ち、出力電流に基づいてパルス幅変調制御部１３０の出力信号を制御するフィードバック制御部１４０に供給される入力電圧の大きさを制御する。
【００８４】
また、本発明によるスイッチングモードパワーサプライの制御方法は、多様なコンピュータ手段を介して実行されるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み出し可能な媒体に記録されることができる。前記コンピュータ読み出し可能な媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独、又は組み合わせて含むことができる。前記媒体に記録されるプログラム命令は、本発明のために特別に設計されて構成されたものであるか、コンピュータソフトウェアの当業者に公知されて使用可能なものであり得る。コンピュータ読み出し可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープのような磁気媒体(magnetic media)、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体(optical media)、フロプティカルディスク(floptical disk)のような磁気−光媒体(magneto-optical media)、及びロム(ROM)、ラム(RAM)、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を貯蔵して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。前記媒体は、プログラム命令、データ構造などを指定する信号を伝送する搬送波を含む光又は金属線、導波管などの伝送媒体であり得る。プログラム命令の例には、コンパイラによって作られるような機械語コードだけでなく、インタープリターなどを使用してコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。前記ハードウェア装置は、本発明の動作を実行するために一つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成されることができ、その逆も同様である。
【００８５】
以上のように本発明は、たとえ限定された実施例と図面によって説明されたが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、これは本発明の属する分野で通常の知識を有する者なら、このような記載から多様な修正及び変形が可能である。従って、本発明の思想は下記に記載された特許請求範囲によってのみ把握されるべきであり、これの均等又は等価的な変形は全て本発明思想の範疇に属するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013516946.tif 000009
【国際調査報告】
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