KR100380009B1 - 전자 기기의 전원 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 기기의 대기 전원 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명의 전원 제어 장치는, 전원 입력부와, 상기 입력부로부터 공급받은 전원을 전자 기기의 내부 회로에 전달하기 위해 온/오프 모드로 동작하는 제1 스위치와, 상기 전원 입력부로부터 전원을 공급받으면서 상기 제1 스위치의 온/오프를 제어하는 제2 스위치와, 상기 제2 스위치의 제어에 의해 상기 제1 스위치가 '온'되면 상기 전원 입력부로부터 전원을 공급받는 내부 회로를 포함하여 구성된다.

Description

전자 기기의 전원 제어 장치{POWER CONTROL APPARATUS FOR ELECTRIC SYSTEM}

본 발명은 전자 기기의 전원 제어 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 전자 기기의 대기 전원 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자 기기는 항상 작동하는 것이 아니므로, 전원이 공급된 상태에서도 대기 상태로 머물러야 하는 경우가 종종 발생한다. 그러나 이 경우, 대기 상태에서는 동작하지 않는 다양한 회로부에 전원을 인가시켜야 하므로 낭비되는 전력이 만만치가 않다.

이러한 현상은 영상 기기의 전원 제어 장치의 경우에 더욱 심각하다.

도 1은 종래 영상 기기의 전원 제어 회로를 나타내는 블럭도이다. 도 1은 상용 전원인 220V 또는 100V를 교류에서 직류로 변환하면서 12V 나 24V로 감압하는 어댑터(1)와, 이 어댑터로부터의 출력을 재차 5V 정도로 감압하는 정전압 회로(2)와, 정전압 회로로부터 전원을 인가받아 항상 대기 상태(standby)로 있는 키보드(3)와, 전원 제어 신호를 출력하여 각 정전압 회로(6-1, 6-2, 6-3)로 하여금 각 주변 회로(7-1, 7-2, 7-3)로 소정의 전원을 공급토록 하여 전체 시스템이 정상적 동작을 하게 하거나, 또는 기 공급되던 전원을 끊도록 제어하는 마이콤(4)과, 상용화된 일반 모니터의 경우 아날로그 스위칭 부, 동기 분리부, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 수신부, 스케일러 부 및 영상 신호 처리부등을 포함하는 대기 동작 회로부(5)를 포함하여 구성되어 있다.

한 편 키보드(3)와 그 주변부는 일례로 도 2와 같이 구성되어 있으며 작동 방식은 다음과 같다. 우선, 상용 전원은 어댑터(1)를 통하여 교류에서 직류로 변환되고 감압되어 정전압 회로(2)를 통해 키보드(3), 마이콤(4) 및 대기 동작 회로부(5)에 대기 전원으로 공급된다. 이 때는 마이콤(4)에 입력되는 입력 논리 레벨이 저항 R2를 통과한 하이(high, 이하 H로 칭한다) 신호가 계속 입력되고 있으며 이 상태가 대기 모드로서, H신호가 입력되는 동안 마이콤은 사용자의 선택에 의한파워 온 신호가 없다고 판단하고 대기 상태를 지속한다. 하지만, 어느 순간에 사용자가 파워 온을 하기 위해 키보드상의 스위치(SW1)를 순간적으로 '온'하면, 마이콤(4)에는 입력 논리 레벨로서 R1을 거친 로우(Low, 이하 L로 칭한다) 펄스 신호가 순간적으로 전달된다. SW1은 순간적으로 '온'되었다가 다시 '오프'되므로 L신호의 입력도 순간적인 것이다. 이 작동을 좀 더 분설하면, 먼저 SW1이 '온'되면서 전류는 접지로 흐르므로 마이콤에 입력되는 입력 논리 레벨이 H에서 L로 전환되고, 마이콤(4)은 이 신호로 작동 명령을 감지하여 전원 제어 신호를 출력하게 된다. 이 전원 제어 신호는 각 정전압 회로(6-1, 6-2, 6-3)로 하여금 각 주변 회로(7-1, 7-2, 7-3)로 소정의 전원을 공급토록 하여 전체 시스템이 동작 모드로 작동하게 한다. 이 후, 전술한 바와 같이 SW1이 다시 '오프'되면, 마이콤에 대한 입력 레벨은 현재 상태의 유지 명령인 H신호가 입력되고 시스템은 현재 상태인 동작 모드를 계속 유지한다. 저항 R1이 R2에 비해 작을 수록 상기와 같은 동작은 더욱 확실해지며, 마이콤은 내부적으로 입력 단자가 오픈 콜렉터(open collector)로 처리되어 있다.

정상 동작 모드에서 파워 오프를 인가하는 방법은 다음과 같다. 동작 모드인 '파워 온(Power on)' 상태에서 사용자가 SW1을 순간적으로 '온'하여 마이콤에 펄스 신호로 L신호를 입력하면, 토글(toggle) 신호로 동작하는 마이콤(4)은 이전과는 반대 상태로 전환하라는 명령을 감지하고, '파워 오프' 명령을 수행하기 위해 소정의 전원 제어 신호를 출력하여 정전압 회로로 하여금 주변 회로로의 전원 공급을 중단토록 한다.

이러한 종래의 전원 제어 장치는 사용자의 '파워 온' 명령에 대기하기 위해서 키보드(3), 마이콤(4) 및 기타 동작 회로부(5)등에 항상 대기 전원을 공급하여야 한다. 특히 마이콤은 '파워 오프'시에도 사용자의 명령 유무를 확인하기 위해 자체 검사 동작을 수행하므로 많은 대기 전력을 소모하게 된다. 통상 이렇게 낭비되는 전력은 정상 작동시의 10% 에서부터 30% 이내가 된다.따라서 이러한 낭비적 요소를 제거할 수 있으면서도, 사용에 불편함이 없는 새로운 대기 전원 제어 장치가 필요한 상황이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 전자 기기의 대기 전력을 절감하는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 마이콤 및 대기 동작 회로부등 전력을 많이 소모하는 부분을 제외한 부분에만 대기 전원을 인가하고 있다가, 사용자의 '파워 온' 신호를 감지하면 비로소 상기 마이콤 및 대기 동작 회로부를 포함하는 전원 회로부에 전원을 공급할 수 있는 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 키보드상의 토글 스위치를 이용하여 전자 기기의 전력 대기 상태와 동작 상태를 용이하게 전환할 수 있는 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

도 1은 종래 전자 기기의 전원 제어 장치를 나타내는 블럭도.

도 2는 도 1에 나타낸 전원 제어 장치의 키보드 및 주변부의 회로도.

도 3은 본 발명의 전자 기기의 전원 제어 장치를 나타내는 블럭도.

도 4는 도 3에 나타낸 전원 제어 장치의 회로도.

도 5는 JK 플립-플롭의 논리표.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

1: 어댑터 2: 정전압 회로

3: 키보드 4: 마이콤

5: 대기 동작 회로부 6: 스위칭 소자

6-1, 6-2, 6-3: 정전압 회로 7-1, 7-2, 7-3: 주변 회로

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전원 제어 장치는, 전원 입력부와, 상기 입력부로부터 공급받은 전원을 전자 기기의 내부 회로에 전달하기 위해온/오프 모드로 동작하는 제1 스위치와, 상기 전원 입력부로부터 전원을 공급받으면서 상기 제1 스위치의 온/오프를 제어하는 제2 스위치와, 상기 제2 스위치의 제어에 의해 상기 제1 스위치가 '온'되면 상기 전원 입력부로부터 전원을 공급받는 내부 회로를 포함한다. 상기 제2 스위치는 상기 제1 스위치의 온/오프를 제어함에 있어서 토글링 방법으로 제어하는 토글 스위치이며, 가령 JK 플립 플롭을 포함하여 구성될 수 있다. 좀 더 구체적인 구성 실시예는 전원 입력부와, 상기 전원 입력부로부터 공급받은 전원을 온/오프 모드로 전자 기기의 마이콤에 인가하는 제1 스위치와, 상기 전원 입력부로부터 H신호를 CL 단자로 입력받으면서 H신호에서 L신호로 떨어지는 펄스 신호를 CP 단자로 입력받으면, 출력단에서 상기 제1 스위치의 온/오프를 제어하는 토글 신호를 출력하는 JK 플립 플롭부와, 상기 JK 플립 플롭부의 CP 단자에 입력되는 상기 펄스 신호를 출력하는 제2 스위치와, 상기 제1 스위치의 온 모드에 의해 전원을 공급받은 후, 상기 제2 스위치로부터 펄스 신호를 입력받으면 상기 전자 기기의 내부 회로에 대한 전원 제어 신호를 출력하는 마이콤을 포함하여 구성될 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명 회로 구성의 한 실시예를 나타내는 블럭도이다. 도 3은 상용 전원을 교류에서 직류로 변환하면서 감압하는 어댑터(1)와, 이 어댑터로부터의 출력을 재차 감압하는 정전압 회로(2)와, 정전압 회로로부터 전원을 인가받아 대기 상태(standby)로 있다가 '파워 온' 신호가 사용자로부터 인가되면 SW1을 연결하여 마이콤(4), 대기 동작 회로부(5) 등에 전원을 인가토록 하는 키보드(3)와, 전원이공급된 상태에서 키보드로부터의 신호에 따라 전원 제어 신호를 출력하여 주변 회로에 대한 정전압 회로(6-1, 6-2, 6-3)로 하여금 각 주변 회로(7-1, 7-2, 7-3)로 소정의 전원을 공급토록 하여 전체 시스템이 정상적 동작을 하게 하거나, 또는 키보드로부터의 신호에 의해 기 공급되던 전원을 끊도록 제어하는 마이콤(4)을 포함하여 구성되며, 상용화된 일반 모니터의 경우 아날로그 스위칭 부, 동기 분리부, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 수신부, 스케일러 부 및 영상 신호 처리부등을 포함하는 대기 동작 회로부(5)를 추가로 포함할 수도 있다.

상기 회로의 동작을 설명하면, 우선 상용 전원은 어댑터(1)를 통하여 교류에서 직류로 변환되고 감압되어 정전압 회로(2)를 통해 키보드(3)에 대기 전원으로 공급되며, 이 때가 대기 모드이다. 이 상태에서 사용자가 키보드를 통해 '파워 온' 신호를 인가하면, 키보드(3)는 소정의 제어 신호를 출력하여 SW1를 연결함으로써 마이콤(4)과 대기 동작 회로부(5)에 전원이 인가되도록 한다. 이어서 소정의 시간차를 가지고 입력된 마이콤 논리 레벨에 따라 마이콤(4)은 순차적으로 역시 소정의 논리 레벨로 정의된 전원 제어 신호를 출력하여 주변 회로에 대한 정전압 회로(6-1, 6-2, 6-3)로 하여금 각 주변 회로(7-1, 7-2, 7-3)로 소정의 전원을 공급토록 하여 전체 시스템이 정상적 동작을 하게 한다. 이 때가 동작 모드이다. 그 후 사용자가 키보드를 통해 '파워 오프' 신호를 인가하면, SW1이 개방되면서 마이콤등의 시스템에 공급되던 전원은 끊어지고 처음의 대기 모드 상태로 돌아가게 된다. 본 발명의 구성이 전술한 종래 기술과 다른 점은, 마이콤(4)과 대기 동작 회로부가 대기 모드에서 항상 전원이 공급되는 것이 아니라는 점이며, 이를 통해 대기 전력 절감효과를 얻을 수 있다.

이하, 도 4의 예시적인 회로를 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아님을 밝힌다.

최초로 어댑터(1)가 연결되면 정전압 회로를 통하여 키보드와 SW1에 대기 전원이 공급된다. 키보드에 입력된 전원은 DELAY1을 거쳐 JK 플립-플롭(7)의 CL(Clear, 이하 CL이라 한다) 단자에 H신호로 입력된다. JK 플립-플롭(7)은 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 프리셋(preset)으로 H신호가 입력된 상태에서 CL단자에 L신호가 입력될 때는 다른 입력(J, K, CP)에 무슨 신호가 들어오든지 출력(Q, Q')은 항상 L 및 H를 각각 유지한다. 이는 도 5의 JK 플립-플롭 논리표의 최상단에 나타난 것과 같다. 참고로 본 발명에서는 도 5의 JK 플립-플롭 논리표의 최상단부 및 최하단부 상태만을 이용하며, 나머지 J나 K 입력단 중 어느 하나라도 L신호가 입력되는 경우는 이용하지 않음을 밝힌다. H신호가 CL 단자에 입력되기 전까지 Q는 계속 L신호를 출력하므로 SW1은 연결되지 않은 상태로 있다가, CL 단자에 H신호가 입력되면 비로소 SW1을 연결할 수 있도록 JK 플립-플롭이 동작 준비 상태가 된다. 이 때 CP 단자(Clock Pulse, 이하 CP라 한다)에는 R1 및 R2를 거친 H신호가 입력된다. 아직 SW1이 '온(on)'된 것은 아니므로, 이 상태에서는 키보드에만 전원이 공급되어 있고 마이콤 및 대기 동작 회로부는 종래 기술과는 달리 전원이 공급되지 않은 상태인 대기 모드가 된다.

그 후, 사용자가 시스템을 대기 모드에서 정상적인 동작 모드로 전환하기 위해 '파워 온'을 한다. 이는 키보드 상의 스위치인 SW2를 순간적으로 '온'시키는 방법으로 수행된다. SW2가 '온'되면, JK 플립 플롭의 CP 단자에 순간적으로 펄스 신호가 인가된다. 도 5의 최하단 부분을 참조하면, CL 단자에 H신호가 인가되는 동안 CP 단자의 입력이 H신호에서 L신호로 떨어지는 펄스 신호가 인가되면, 출력 Q는 토글이므로 좀전에 출력되던 L신호를 반전한 H신호를 출력하게 된다. 이 H신호는 SW1에 입력되어 SW1을 '온'시키는 작용을 한다. SW1은 npn 트랜지스터를 사용할 수 있는데, 이 경우 상기 H신호는 트랜지스터의 베이스(바이폴라 트랜지스터일 경우)에 입력된다. 참고로 SW1이 트랜지스터일 때, 바이폴라 형태나 MOS 트랜지스터 모두가 사용될 수 있음은 당업자에게 잘 알려진 바이다. SW1이 '온'되면 마이콤(4)과 대기 동작 회로부(5)로 전원이 공급되며, 이 순간부터 마이콤 및 대기 동작 회로부가 작동 가능 상태로 전환된다. 하지만 아직 시스템 전체에 전원이 공급된 것은 아니며 다음에 설명하는 단계에 의해 비로소 정상 동작 상태가 된다. 즉, 전술한 SW2가 '온'되면, DELAY2를 거친 L신호가 마이콤(4)에 제어 논리 베렐 신호로 입력된다. 이 신호는 마이콤에 전원이 공급된 후 입력되어야 하므로 DELAY2를 사용하여 신호 전달을 약간 늦춘다. 마이콤은 이미 전원이 공급된 상태에서 DELAY2를 거친 L신호에 의해 사용자의 '파워 온' 신호를 감지한 다음, 소정의 논리 레벨로 정의된 전원 제어 신호를 출력하여 각 정전압 회로(6-1, 6-2, 6-3)로 하여금 각 주변 회로(7-1, 7-2, 7-3)로 소정의 전원을 공급토록 하여 전체 시스템이 정상 동작을 하게 한다. 이제 전체 시스템이 정상 동작 모드로 전환된 것이다.

정상적 동작을 하던 중에 사용자가 '파워 오프'신호를 가하는 단계의 동작은다음과 같다. 즉, 이 때도 사용자가 키보드 상의 스위치인 SW2를 순간적으로 '온'하면, JK 플립-플롭의 CP 단자에는 클록 펄스가 입력된다. 즉, 순간적으로 H신호에 L신호로 떨어지는 명령 신호가 입력되는데, 도 5의 최하단부를 참조하면, 이 순간 Q의 출력은 기존의 H신호에서 L신호로 반전된다. 그리고 이 L신호를 입력받은 SW1은 '오프'상태로 전환되므로, 마이콤(4) 및 기타 대기 동작 회로부 등에는 전원 공급이 중단되고 전체 시스템도 동작이 정지된다. 즉, 다시 처음의 대기 상태로 돌아가게 된다. 마이콤에 전원이 끊어지면, 출력도 없어지므로 정전압 회로들(6-1, 6-2, 6-3)은 마이콤의 출력 상태를 감지하여 주변 회로로의 전원 공급을 중단하게 된다.

도 4의 실시례는 SW2와 이에 조합된 토글 신호 출력부를 이용하여 SW1의 온/오프를 제어함으로써 마이콤 및 대기 전원 회로부에 대기 전원을 공급하지 않으면서도 손쉽게 대기 모드와 작동 모드 전환이 가능토록 구성되었다.

다이오드 쌍(D1, D2)를 사용하여 현재 상태가 대기 상태인지, 아니면 정상 작동 상태이거나 파워 오프 상태인지를 사용자에게 시각적으로 표시할 수 있음은 당업자에게 잘 알려진 기술이다. 두 다이오드 모두 '온' 일 때와 하나만 '온' 일 때 및 둘 다 '오프'일 때는 빛의 발기 및 조합으로 서로 다른 세 개의 빛깔을 표시할 수 있으므로 D1, D2의 온/오프 조합으로 인해 사용자는 현재 상태를 한 눈에 파악하게 된다. 다이오드들의 상태는 스위칭 소자(6)를 통해 마이콤(4)에서 제어한다.

본 발명의 이해를 돕기 위해 도 4의 회로를 예로 들어 설명하였지만, 도 4의키보드 대신에 다른 제어 기기를 사용하여도 본 발명의 구현이 가능하다. 즉, 외부 전원과 마이콤 사이에 스위치를 두고, 이 스위치를 제어할 수 있다면 어떠한 제어 기기라도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것이라 할 수 있다. 따라서, 반드시 토글 신호로 상기 스위치를 제어할 필요는 없다. 또한 토글 신호 발생부도 JK 플립-플롭 대신에 토글 스위치로 작동할 수 있는 다른 토글 스위치를 사용할 수 있음은 당연하다.

본 발명은 설명을 용이하게 하기 위해 영상 기기를 중심으로 설명하였지만, 작동 대기 상태가 필요한 다양한 전자 기기들에 이용될 수 있다. 가령 컴퓨터, 복사기, 팩스, 프린터 및 기타 절전 모드가 필요한 것들에 사용할 수 있음은 전술한 바와 같다.

본 발명을 통하여 전자 기기의 마이콤 및 대기 동작 회로부등 전력을 많이 소모하는 부분을 제외한 부분에만 대기 전원을 인가하고 있다가, 사용자의 '파워 온' 신호를 감지하면 비로소 마이콤, 대기 동작 회로부 및 기타 전원 회로부에 전원을 공급할 수 있도록 하므로써 대기 전력 절감 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 전체 동작을 제어하는 마이콤, 및 상기 마이콤에 의해 동작이 제어되는 내부 회로를 포함하는 전자 기기의 대기 전력 절감을 위한 전원 제어 장치에 있어서,

   전원 입력부와,

   상기 입력부로부터 공급받은 전원을 전자 기기의 마이콤 및 내부 회로에 전달하기 위해 온/오프 모드로 동작하는 제1 스위치와,

   상기 전원 입력부로부터 전원을 공급받으면서 상기 제1 스위치의 온/오프를 토글링 방법으로 제어하는 토글 스위치

   를 포함하며, 상기 전자기기의 마이콤 및 내부회로는 상기 토글 스위치의 제어에 의해 상기 제1 스위치가 '온'되면 상기 전원 입력부로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 토글 스위치는 JK 플립 플롭을 포함하여 구성된 토글 스위치인 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
4. 삭제
5. 전자 기기의 대기 전력 절감을 위한 전원 제어 장치에 있어서,

   전원 입력부와,

   상기 전원 입력부로부터 공급받은 전원을 온/오프 모드로 전자 기기의 마이콤에 인가하는 제1 스위치와,

   상기 전원 입력부로부터 H신호를 CL 단자로 입력받으면서 H신호에서 L신호로 떨어지는 펄스 신호를 CP 단자로 입력받으면, 출력단에서 상기 제1 스위치의 온/오프를 제어하는 토글 신호를 출력하는 JK 플립 플롭부와,

   상기 JK 플립 플롭부의 CP 단자에 입력되는 상기 펄스 신호를 출력하는 제2 스위치와,

   상기 제1 스위치의 온 모드에 의해 전원을 공급받은 후, 상기 제2 스위치로부터 펄스 신호를 입력받으면 상기 전자 기기의 내부 회로에 대한 전원 제어 신호를 출력하는 마이콤

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
6. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 기기는 절전 모드가 필요한 전자 기기인 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
7. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 기기는 영상 기기, 컴퓨터 장치, 프린터 장치, 복사기 및 팩스 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
8. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 기기의 전원 모드는 한 쌍의 다이오드의 온/오프 조합을 통해 시각적으로 표현되는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
9. 제1항, 제3항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 입력부는 상용 전원을 감압하기 위한 어댑터와, 상기 어댑터의 출력을 재차 감압하기 위한 정전압 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
10. 제1항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이콤으로부터 출력되는 전원 제어 신호를 입력받아 내부 회로에 전원을 공급하는 정전압 회로를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.