KR100240351B1 - 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부전원의 유무에 따라 사운드회로의 출력을 조정함으로써 밧데리 충전전원의 소모를 최소화할 수 있도록 된 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치에 관한 것으로, 휴대용 컴퓨터의 동작을 위한 제1 전원전압과, 외부전원의 입력시에는 제1 레벨, 비입력시에는 제2 레벨을 갖는 제2 전원전압, 사운드회로에 대한 상기 제1 전원전압의 공급통로상에 결합되어 소정의 스위칭신호에 따라 사운드회로로 공급되는 전원전압을 단속하는 제1 스위칭수단, 상기 스위칭수단을 통해 출력되는 출력전원을 평활하기 위한 평활수단, 상기 평활수단의 출력단과 접지 사이에 직렬로 접속된 제1 및 제2 저항, 상기 제1 및 제2 저항의 접속노드에 피드백단이 결합되어, 그 피드백단으로 인가되는 피드백전압을 근거로 상기 스위칭수단을 듀티제어하는 콘트롤러, 상기 제2 저항에 대해 병렬로 접속된 직렬접 속의 제3 저항 및 제2 스위칭수단 및, 상기 제2 전원전압과 소정의 제어전압 중 적어도 하나의 전압을 근거로 상기 스위칭수단을 스위칭구동하여 상기 제2 저항에 대해 제3 저항을 선택적으로 결합시키는 스위칭구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치

본 발명은 노트북 컴퓨터나 랩탑 컴퓨터 등의 휴대형 컴퓨터에 관한 것으로, 특히 외부전원의 유무에 따라 사운드회로의 출력을 조정함으로써 밧데리 충전전원의 소모를 최소화할 수 있도록 된 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치에 관한 것이다.

최근, 반도체기술이 급속도로 발전되면서 컴퓨터에 있어서는 그 처리속도나 기능면에서 대폭적인 발전이 이루어지고 있다. 특히, 개인용 컴퓨터(PC : Personal Computer)에 있어서는 모뎀이나 사운드카드 등이 부가되면서 종래의 단순한 워드프로세서나 사무용 기기에서 벗어나 통신용 단말기 및 멀티미디어 기기로서 발전되고 있다.

종래의 개인용 컴퓨터는 일반 가정이나 사무실에서 데스크탑방식으로 사용되어 왔다. 그러나, 상술한 바와 같이 액정표시장치(LCD)를 포함하는 반도체기술의 진보와 더불어 컴퓨터에 사용되는 각종 부품의 크기가 축소되면서 컴퓨터를 개인이 휴대하여 사용할 수 있도록 해주는 예컨대 노트북 컴퓨터나 랩탑 컴퓨터 등의 휴대형 컴퓨터가 개발되어 보급되고 있다. 그리고, 이러한 휴대형 컴퓨터에도 모뎀이나 사운드카드가 필수적으로 부가되면서 휴대형 컴퓨터도 점차 멀티미디어화 하고 있다.

한편, 상기한 휴대형 컴퓨터의 경우에는 사용자가 이를 휴대하여 사용하도록 된 것이기 때문에 그 기기의 동작에 필요한 전원장치를 구비하는 것이 요구된다. 따라서, 일반적인 휴대형 컴퓨터의 경우에는 통상적으로 그 내부에 충방전이 가능한 밧데리를 구비하고 있다.

일반적으로, 휴대형 컴퓨터의 경우에는 외부전원이 입력되는 경우에는 그 외부전원을 이용하여 내부의 밧데리를 충전하고, 외부전원의 입력이 없는 경우에는 내부 밧데리에 충전되어 있는 충전전원을 사용하여 구동되도록 설계되어 있다.

그런데, 휴대형 컴퓨터의 경우에는 사용자가 휴대하기가 간편하도록 그 크기를 일정 이하로 제한하여야 하기 때문에 사용전원을 충전하기 위한 밧데리의 크기를 일정 이상으로 할 수 없게 된다. 따라서, 사용자가 내부의 밧데리를 이용하여 휴대형 컴퓨터를 사용하는 경우에는 그 사용 시간이 일정이하, 예컨대 2시간 이내로 제한되게 된다.

특히, 상술한 바와 같이 휴대형 컴퓨터에 모뎀이나 사운드카드가 채용되면서 상기한 사용 시간은 더욱 줄어들게 되었는 바, 여기서 특히 사운드카드의 경우에는 아날로그 음성신호를 증폭한 후 스피커 등을 통해 외부로 출력하여야 하기 때문에 많은 전력소모를 초래하게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 휴대형 컴퓨터가 내부 밧데리로 동작하는 경우에는 사운드회로의 출력을 낮춤으로써 충방전용 밧데리에 의한 사용 시간을 연장시킬 수 있도록 된 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일시시예에 따른 사운드출력조정을 통한 노트북 컴퓨터의 절전장치를 나타낸 구성도.

**** 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 ****

11 : PWM 콘트롤러, 12 : 스우칭부,

13 : 평활회로부, 14 : 레귤레이터,

V1 : 제1 전원전압, V2 : 제2 전원전압,

1 : 전원 입력잭, OR1 : OR 게이트,

R1~R11 : 저항, C1~C7 : 콘덴서,

TR1~TR3 : 트랜지스터, FET1, FET2 : FET,

D1~D3 : 다이오드, L1 : 인덕터.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치는 휴대용 컴퓨터의 동작을 위한 제1 전원전압과, 외부전원의 입력시에는 제1 레벨, 비입력시에는 제2 레벨을 갖는 제2 전원전압, 사운드회로에 대한 상기 제1 전원전압의 공급통로상에 결합되어 소정의 스위칭신호에 따라 사운드회로로 공급되는 전원전압을 단속하는 제1 스위칭수단, 상기 스위칭수단을 통해 출력되는 출력전원을 평활하기 위한 평활수단, 상기 평활수단의 출력단과 접지 사이에 직렬로 접속된 제1 및 제2 저항, 상기 제1 및 제2 저항의 접속노드에 피드백단이 결합되어, 그 피드백단으로 인가되는 피드백전압을 근거로 상기 스위칭수단을 듀티제어하는 콘트롤러, 상기 제2 저항에 대해 병렬로 접속된 직렬접 속의 제3 저항 및 제2 스위칭수단 및, 상기 제2 전원전압과 소정의 제어전압 중 적어도 하나의 전압을 근거로 상기 스위칭수단을 스위칭구동하여 상기 제2 저항에 대해 제3 저항을 선택적으로 결합시키는 스위칭구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 외부전원의 입력여부를 근거로 사운드회로로 인가되는 구동전원을 조정하여, 외부전원이 없는 경우에는 사운드회로의 출력을 일정량 이상 낮추게 된다.

따라서, 사운드회로에 의해 소모되는 밧데리전원을 낮춤으로써 밧데리의 사용 시간을 연장할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치를 나타낸 구성도이다.

도 1에서 참조번호 1은 전원 입력잭으로서, 여기에는 110V나 220V의 AC전원을 18V의 DC전원으로 변환하여 입력하는 어댑터(도시되지 않음)의 출력이 결합되게 된다. 그리고, 상기 전원 입력잭(1)의 출력단은 역전류 방지용 다이오드(D1)의 애노드에 결합된다.

한편, 밧데리로부터의 출력전원은 N채널 FET(FET1)를 통해서 상기 다이오드(D1)의 캐소드에 결합되고, 상기 FET(FET1)의 게이트는 직렬접속된 저항(R1, R2)을 통해서 접지되면서, 상기 저항(R1, R2)의 접속노드에는 상기 전원 입력잭(1)의 출력전원이 결합되어 있다.

그리고, 상기 다이오드(D1)와 FET(FET1)의 결합노드로부터 휴대용 컴퓨터의 동작전원으로서 사용되는 제1 전원전압(V1)이 출력되고, 상기 전원 입력잭(1)의 출력단으로부터 제2 전원전압(V2)이 출력된다.

즉, 상기 구성에 있어서는 전원 입력잭(1)으로부터 외부전원이 인가되는 경우에는 FET(FET1)가 오프되면서 전원 입력잭(1)을 통해 입력되는 외부전원이 다이오드(D1)를 통해서 제1 동작전원(V1)으로서 출력되고, 전원 입력잭(1)을 통해 외부전원이 입력되지 않는 경우에는 FET(FET1)가 온되면서 밧데리로부터의 출력전원이 FET(FET1)를 통해서 제1 동작전원(V1)으로서 출력되게 된다.

또한, 상기 제1 전원전압(V1)은 평활 콘덴서(C1)와 바이패스용 콘덴서(C2)를 통해서 PWM 컨트롤러(Pulse Width Modulation Controller : 11)의 동작전원(Vcc)으로서 인가됨과 더불어 스위칭부(12)의 입력으로서 결합된다.

상기 스위칭부(12)는 제1 전원전압(V1)의 공급통로상에 P채널 FET(FET2)의 드레인-소오스간 전류통로가 결합되고, 상기 제1 전원전압(V1)과 상기 FET(FET2)의 게이트 사이에 트랜지스터(TR1)의 컬렉터-에미터간의 전류통로가 결합되며, 상기 트랜지스터(TR1)의 베이스에 상기 PWM 콘트롤러(11)의 스위칭전압 출력단(Vo)이 결합된 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 스위칭부(12)에서 미설명 부호 R1은 바이어스 저항이고, D2는 상기 PWM 콘트롤러(11)의 출력단(Vo)이 로우레벨로 될 때 상기 FET(FET2)의 게이트전위를 신속하게 로우레벨로 설정하기 위한 다이오드이다.

또한, 도면에서 참조번호 13은 상기 스위칭부(12)를 통해서 출력되는 전원을 평활하는 평활회로부로서, 이는 상기 스위칭부(12)의 출력단에 직렬로 접속된 인덕터(L1)와, 이 인덕터(L1)의 일단과 접지 사이에 접속된 다이오드(D3) 및, 상기 인덕터(L1)의 다른 단과 접지 사이에 접속된 콘덴서(C3)를 구비하여 구성되어 있다.

또한, 상기 평활회로부(13)의 출력단과 접지 사이에는 저항(R4, R5)이 직렬로 접속되면서, 상기 저항(R4, R5)의 접속노드가 상기 PWM 콘트롤러(11)의 피드백단(FB)에 결합되어 있다. 그리고, 상기 저항(R5)에 대해 병렬로 저항(R6)과 트랜지스터(TR2)의 전류통로가 직렬접속되어 있다.

한편, 상기 전원 입력잭(1)의 출력단으로부터 출력되는 제2 전원전압(V2)은 저항분압회로(R7, R8)와 바이패스 콘덴서(C4)를 통해서 2입력 오아회로(OR1)의 한 입력단에 결합되고, 이 오아회로(OR1)의 출력단이 상기 트랜지스터(TR2)의 베이스에 결합되어 있다. 또한, 상기 오아회로(OR1)의 다른 입력단에는 소정의 제어신호(CON)가 결합되어 있다.

여기서, 상기 PWM 콘트롤러(11)는 피드백단(FB)으로 인가되는 전압이 소정 전압, 예컨대 1V로 유지되도록 상기 스위칭부(12)를 구동하게 된다.

즉, 상기 피드백단(FB)으로 인가되는 피드백전압이 1V 보다 작은 경우에는 그 스위칭전압 출력단(Vo)으로 출력되는 스위칭전압의 하이레벨기간을 길게 설정함으로써 스위칭부(12)의 FET(FET2)의 온시간을 길게 설정하고, 상기 피드백전압이 1V 보다 커지게 되면 출력단(Vo)으로 출력되는 스위칭전압의 하이레벨기간을 줄임으로써 FET(FET2)의 온시간을 작게 설정하게 된다.

한편, 상기 평활회로부(13)의 출력단은 평활 콘덴서(C5)를 통해서 레귤레이터(14)의 전원입력단(In)에 결합되고, 이 레귤레이터(14)의 출력단(Out)은 평활콘덴서(C6)와 바이패스 콘덴서(C7)를 통해서 전원출력단(Vout)에 결합된다.

그리고, 상기 레귤레이터(14)의 출력단(Out)과 접지 사이에는 저항(R9, R10)이 직렬로 접속되면서 그 저항(R9, R10)의 접속노드가 상기 레귤레이터(14)의 제어단(C)에 결합되고, 상기 저항(R9)에 대해 병렬로 저항(R11)과 트랜지스터(TR3)의 전류통로가 직렬로 접속되면서 상기 트랜지스터(TR3)의 베이스에 상기 오아회로(OR1)의 출력이 결합되어 있다.

여기서, 상기 레귤레이터(14)는 그 출력단(Out)과 제어단(C) 사이의 전압차가 소정 전압, 예컨대 1.25V를 유지하도록 그 출력전압을 설정하게 된다.

한편, 상기 구성에서 전원출력단(Vout)을 통해 출력되는 전원전압은 사운드회로의 구동전원으로서 공급되게 된다.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.

우선, 휴대용 컴퓨터에 대해 외부전원이 입력되지 않아 휴대용 컴퓨터가 밧데리전원으로 동작하는 경우, 즉 제2 전원전압(V2)이 0V인 경우에 대하여 설명한다.

제2 전원전압(V2)이 0V이고, 또한 소정의 제어신호(CON)가 로우레벨인 경우에는 오아회로(OR1)의 출력이 로우레벨로 되므로 저항(R6)에 직렬로 접속된 트랜지스터(TR2)와, 저항(R11)에 직렬로 접속된 트랜지스터(TR3)는 오프상태로 있게 된다.

따라서, 저항(R4)을 통해서 흐르는 전류를 I1이라 할 때, 상기 PWM 콘트롤러(11)의 피드백단(FB)으로 인가되는 피드백전압 FB는

[수학식1]

로 설정된다.

그리고, 상기 PWM 콘트롤러(11)는 상기 FB가 1V로 유지되도록 스위칭부(12)를 듀티제어하게 된다.

또한, 레굴레이터(14)에 있어서, 저항(R10)을 통해서 흐르는 전류를 I2라 할 때, 레귤레이터(14)의 출력단(Out)과 제어단(C) 사이의 전압차 ΔV는

[수학식2]

로 설정된다.

그리고, 상기 레귤레이터(14)는 상기 ΔV가 1.25V가 되도록 그 출력단(Out)의 전압을 제어하게 된다.

한편, 전원 입력잭(1)을 통해 외부전원이 입력되어 제2 전원전압(V2)이 출력되고 FET(FET1)가 오프상태로 설정되는 경우에는 상기 제2 전원전압(V2)이 저항분압회로(R7, R8)를 통해 오아회로(OR1)에 입력되게 되므로, 오아회로(OR1)의 출력이 하이레벨로 되면서 저항(R6)에 직렬로 접속된 트랜지스터(TR2)와, 저항(R11)에 직렬로 접속된 트랜지스터(TR3)는 턴온되게 된다.

따라서, 이 경우에는 상기 PWM 콘트롤러(11)의 피드백단(FB)과 접지 사이에 저항(R5)과 저항(R6)이 병렬로 접속되게 되므로, 그 합성 저항값은

로 되게 된다.

이에 따라, 상기 PWM 콘트롤러(11)의 피드백단(FB)에 인가되는 피드백전압 FB는

[수학식3]

로 되고, 상기 PWM 콘트롤러(11)는 상기 FB가 1V로 유지되도록 상기 스위칭부(12)를 제어하게 된다.

한편, 상기 수학식1과 수학식3을 비교해 보면,

이므로, 스위칭부(12) 및 평활회로부(13)를 통해 출력되는 전압이 동일하다면, 전원 입력잭(1)을 통해 외부전원이 입력되어 트랜지스터(TR2)가 온된 경우에 PWM 콘트롤러(11)의 피드백단(FB)으로 인가되는 전압이 더 작게 설정되게 된다.

즉, 스위칭부(12)가 동일한 조건에서 구동된다고 할 때, 상기 트랜지스터(TR2)가 온되었을 때 피드백단(FB)으로 인가되는 피드백전압 보다 상기 트랜지스터(TR2)가 오프되었을 때 피드백단(FB)으로 인가되는 피드백전압이 더 높게 된다.

따라서, 상기 PWM 콘트롤러(11)는 상기 트랜지스터(TR2)가 온되었을 경우 보다 트랜지스터(TR2)가 오프상태일 때 스위칭부(12)의 구동량, 다시 말하여 스위칭부(12)의 듀티비를 낮추어 스위칭부(12)를 통해 출력되는 전력량을 더 낮추게 된다.

한편, 상기 레귤레이터(14)의 경우에도 상술한 방법과 동일한 방법으로 동작하게 된다.

즉, 전원 입력잭(1)으로부터 외부전원이 입력되어 제2 전원전압(V2)이 출력되는 경우에는 레귤레이터(14) 측의 트랜지스터(TR3)가 턴온되면서 레귤레이터(14)의 출력단(Out)과 제어단(C) 사이에 저항(R9)과 저항(R11)이 병렬로 결합된 구성으로 되게 된다.

따라서, 상기 레귤레이터(14)의 출력단(Out)과 제어단(C) 사이의 전압차 ΔV는

[수학식4]

로 되고, 상기 레귤레이터(14)는 상기 ΔV가 1.25V로 유지되도록 그 출력단(Out)의 전압을 설정하게 된다.

한편, 상기 수학식2와 수학식4를 비교해 보면,

이므로, 레귤레이터(14)의 출력단(Out)을 통해 출력되는 전압이 동일하다면, 전원 입력잭(1)을 통해 외부전원이 입력되어 트랜지스터(TR3)가 온된 경우에 레귤레이터(14)의 제어단(C)을 통해 피드백되는 전압이 더 작게 설정되게 된다.

즉, 레귤레이터(14)는 트랜지스터(TR3)가 오프상태일 때 그 출력단(Out)을 통해 출력되는 전압을 더 낮게 설정하게 된다.

상기 구성에 있어서는 전원 입력잭(1)으로부터 외부전원이 입력되어 저항(R6)에 직렬접속된 트랜지스터(TR2)와, 저항(R11)에 직렬접속된 트랜지스터(TR3)가 온되었을 때 보다, 외부전원이 입력되지 않아 상기 트랜지스터(TR2, TR3)가 오프되었을 때에 출력단(Vout)을 통해 출력되는 전력량이 작게 설정된다.

따라서, 사운드회로로 인가되는 구동전원(Vout)을 상기 트랜지스터(TR2, TR3)가 온되었을 때를 기준으로 설정하게 되면, 전원 입력잭(1)을 통해 외부전원이 입력되지 않아 내부 밧데리로부터 인가되는 전원전압으로 휴대용 컴퓨터가 동작되는 경우에는 사운드회로로 인가되는 구동전원량을 낮춤으로써 밧데리소모를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 구성에서 오아회로(OR1)의 다른 입력단으로 제어신호를 입력하도록 구성한 것은 사용자가 필요에 따라 내부 밧데리로 휴대용 컴퓨터를 사용하면서 사운드회로를 정상적으로 구동하고자 하는 경우를 고려한 것으로서, 이는 사용자의 키보드조작에 따라 CPU(Central Processing Unit)나 키보드 콘트롤러에서 상기 오아회로(OR1)로 소정의 제어신호를 출력하도록 구성하면 된다.

또한, 상기 구성에서 제1 입력전원(V1)을 스위칭부(12) 및 PWM 콘트롤러(11)와, 레귤레이터(14)의 2단을 통하여 Vout으로 변환한 것은 전압강하에 의해 발생되는 열문제와 응답속도를 고려한 것으로서, 만일 제1 전원전압(V1)이 원하는 출력전압(Vout)에 소정 범위이내의 차이를 갖는 경우에는 상기 2단중 어느 한단을 통해서 실시할 수도 있다.

즉, 본 발명은 휴대용 컴퓨터가 내부 밧데리로 동작되는 경우에는 그 밧데리의 전력소모를 최소화하기 위하여 사운드회로로 공급되는 전력량을 낮추도록 함에 그 기술적 권리요지가 있는 것으로서, 이러한 기술적 요지를 실시함에 있어 상술한 실시예는 단지 하나의 구현예에 불과할 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 휴대형 컴퓨터가 내부 밧데리로 동작하는 경우에는 사운드회로의 출력을 낮춤으로써 충방전용 밧데리에 의한 사용 시간을 연장시킬 수 있도록 된 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치를 실현할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 휴대용 컴퓨터의 동작을 위한 제1 전원전압과,

   외부전원의 입력시에는 제1 레벨, 비입력시에는 제2 레벨을 갖는 제2 전원전압,

   사운드회로에 대한 상기 제1 전원전압의 공급통로상에 결합되어 소정의 스위칭신호에 따라 사운드회로로 공급되는 전원전압을 단속하는 제1 스위칭수단,

   상기 스위칭수단을 통해 출력되는 출력전원을 평활하기 위한 평활수단,

   상기 평활수단의 출력단과 접지 사이에 직렬로 접속된 제1 및 제2 저항,

   상기 제1 및 제2 저항의 접속노드에 피드백단이 결합되어, 그 피드백단으로 인가되는 피드백전압을 근거로 상기 스위칭수단을 듀티제어하는 콘트롤러,

   상기 제2 저항에 대해 병렬로 접속된 직렬접 속의 제3 저항 및 제2 스위칭수단 및,

   상기 제2 전원전압과 소정의 제어전압 중 적어도 하나의 전압을 근거로 상기 스위칭수단을 스위칭구동하여 상기 제2 저항에 대해 제3 저항을 선택적으로 결합시키는 스위칭구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 평활수단의 출력전원에 결합되어, 그 피드백저항에 의한 전압차를 근거로 출력전원을 정전압화하는 정전압수단과, 상기 피드백저항에 대해 병렬로 접속된 제4 저항 및 제3 스위칭수단을 추가로 포함하여 구성되고,

   상기 제3 스위칭수단은 상기 스위칭구동수단에 의해 스위칭되어 상기 제4 저항을 상기 피드백저항에 대해 선택적으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 사운드출력조정을 통한 휴대형 컴퓨터의 절전장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제어전압은 사용자의 선택에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 사운드출력조정을 통한 휴대용 컴퓨터의 절전장치.

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