KR100497988B1 - 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치 및 그 방법 - Google Patents

이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더넷 접속 단말기에 자동으로 전원을 공급하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 CPLD를 이용하여 기존 망 종단 장치 및 라인 상태를 감지하여 자동으로 전원 공급이 필요한 단말기에 이더넷을 통한 전원 공급을 제공할 수 있도록 한 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기의 장치 및 그 방법을 달성하기 위한 구성수단은, 장치에 있어서는 선로 상태를 감지하여 이더넷을 통한 전원 공급으로 동작할 수 있는 단말 장치가 연결되어 있는지를 판단하여, 연결된 단말 장치에 전원 공급을 할 것인가를 판단하는 PD 감지부와; 상기 PD 감지부에서 판단한 결과에 따라 이더넷 선로를 통하여 단말 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 PD 감지부에서의 선로 감지와 전원 공급부에서 전원 공급을 하기 위해 릴레이 되는 스위치부와; 상기 PD 감지부와 전원 공급부로부터 출력 값을 전달받아 이들의 값에 따라 PD 감지부와 전원공급부 및 스위치부를 제어하는 CPLD를 이용한 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고 방법에 있어서는, PD 감지부에서 선로의 상태를 감지하여 단말 장치가 이더넷을 통해 공급되는 전원으로 동작할 수 있는 구조를 가지고 있는지를 판단하는 1단계와; 상기 1단계의 판단 결과 단말 장치가 이더넷을 통해 전원을 공급받을 수 있는 구조가 아니면 다시 선로의 상태를 계속 감지하고, 이더넷을 통해 전원을 공급받을 수 있는 구조이면 단말 장치의 콘덴서의 용량을 감지하는 2단계와; 상기 2단계에서 단말 장치의 콘덴서의 용량을 감지한 결과 기준 용량 이상이면 단말 장치에 전원을 공급하지 않고 선로 개방을 확인한 후 다시 단말 장치가 연결되는 것을 확인하여 선로의 상태를 감지하고, 기준 용량 이하이면 단말 장치에 전원을 공급하는 3단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치 및 그 방법{Apparatus and method for suppling power by the automation through Ethernet}
본 발명은 이더넷 접속 단말기에 자동으로 전원을 공급하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 CPLD를 이용하여 기존 망 종단 장치 및 라인 상태를 감지하여 자동으로 전원 공급이 필요한 단말기에 이더넷을 통한 전원 공급을 제공할 수 있도록 한 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
PoE(Power over Ethernet)는 기존 이더넷 케이블을 통해 전류를 네트워크 장비에 보내는 최신 기술로, 각 단말기를 위한 별도의 전원 공급 장치 설치 부담을 덜어 상당한 비용 절감 효과에 대한 기대감을 모으고 있는 기술이다.
전력과 이더넷 네트워킹을 아우르는 인프라를 보유함으로써 기업들은 비용 절감, 장소 이동의 편리함, 높은 전원 이용 효율성에 따른 네트워크 장애 최소화 등의 장점을 구현할 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 종래의 네트워크 인터페이스(a)와 이더넷을 통한 전원 공급 장치(b)에 관한 구성도이다.
도 1의 (a)에서 보여주는 것처럼 종래의 네트워크 인터페이스에는 SWITCH/HUB(100)와, 망 종단 장치(110)의 물리적 프로토콜을 수행하는 디바이스인 PHY와, 라인단과의 신호 전송 및 절연을 위한 트랜스포머(T1, T2)와, 물리적 연결을 위한 커넥터인 RJ45와, 저항(R) 및 콘덴서(C)를 통하여 접지에 연결되는 Bob Smith 회로(120)로 구성되어 신호를 송수신한다.
한편 도 2의 (b)에서 보여주는 것처럼 이더넷을 통한 전원 공급은 SWITCH/HUB(200)와, 망 종단 장치(220)의 프로토콜을 수행하는 디바이스인 PHY와, 라인단과의 신호 전송 및 절연을 위한 트랜스포머(T3, T4)와, 물리적 연결을 위한 커넥터인 RJ45로 구성되며, 망 종단 장치에 이더넷을 통하여 전원을 공급하기 위해 SWITCH/HUB에는 전원 공급 장치(210)가 있으며, 단말 장치에는 단말 장치에 필요한 전원으로 변환하여 주는 단말기 전원 장치(230)로 구성된다.
상기 SWITCH/HUB와 DTE간에 신호 전송은 물리층 프로토콜을 수행하는 PHY에 의하여 아날로그 신호로 변환되며 트랜스포머를 통하여 선로를 연결되어 신호를 전송한다.
이더넷을 통한 전원 공급은 SWITCH/HUB로부터 각각 전류 소모가 작은 이더넷 전화기, 무선 AP, Web Camera 등의 단말 장치에 전원을 공급하여 이들을 동작하게 한다.
상기와 같은 종래의 기술 구성에서 전원 공급이 가능한 SWITCH/HUB와 기존 네트워크 인터페이스를 가지는 망 종단장치가 연결되어 동작할 경우 단말 장치내의 저항은 SWITCH/HUB로부터 공급되는 공급 전압에 의하여 과전류가 흐르게 되어 장비의 파손을 발생하는 문제점이 있다.
또, 단말 장치의 전원을 SWITCH/HUB로부터 공급받고자 하는 경우에는 단말 장치의 각각에 대해 수동으로 전원 공급 라인을 설치해야 하므로 시간상, 경제상에 문제가 있고 설치자의 많은 노고가 필요로 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 기존의 망 종단 장치 및 라인 상태를 감시하여 자동으로 전원 공급이 필요로 하는 단말 장치에 이더넷을 통하여 전원을 공급하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치의 구성수단은,
선로 상태를 감지하여 이더넷을 통한 전원 공급으로 동작할 수 있는 단말 장치가 연결되어 있는지를 판단하여, 연결된 단말 장치에 전원 공급을 할 것인가를 판단하는 PD 감지부와;
상기 PD 감지부에서 판단한 결과에 따라 이더넷 선로를 통하여 단말 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부와;
상기 PD 감지부에서의 선로 감지와 전원 공급부에서 전원 공급을 하기 위해 릴레이 되는 스위치부와;
상기 PD 감지부와 전원 공급부로부터 출력 값을 전달받아 이들의 값에 따라 PD 감지부와 전원공급부 및 스위치부를 제어하는 CPLD를 이용한 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 PD 감지부는,
단말 장치의 신호 저항에 흐르는 전류의 상한치와 하한치의 전류를 구별할 수 있는 기준전압을 발생하는 저항으로 구성된 기준 전압 발생부와;
선로에 흐르는 전류를 감지하여 전압으로 변환하는 저항으로 구성된 선로 전류 감지부와;
상기 기준 전압 발생부와 선로 전류 감지부의 전압을 비교하여 비교 정보를 출력하는 비교기부와;
상기 비교기부의 출력 값을 받은 CPLD를 이용한 제어부의 제어신호에 의해 선로의 양단을 개폐하는 트랜지스터;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고,
상기 전원 공급부는,
전원 공급에 의하여 선로를 통하여 흐르는 전류를 감지하기 위하여 트랜지스터 및 저항으로 구성된 선로 전류 감지부와;
단말 장치의 선로에 흐르는 전류의 상한치와 하한치의 전류를 구별할 수 있는 기준 전압을 발생하는 저항으로 구성된 기준 전압 발생부와;
상기 선로 전류 감지부와 기준 전압 발생부의 전압을 비교하여 비교 정보를 출력하는 비교기부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며,
상기 CPLD를 이용한 제어부는,
PD 감지부의 비교기부에서 출력되는 값에 의해 단말 장치가 연결된 것으로 판단한 경우에 단말 장치의 콘덴서의 용량을 측정하여 전원을 공급할 것인가를 판단하기 위하여 PD 감지부 내의 트랜지스터에 제어 신호를 보내는 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치에 관한 작동과 바람직한 실시예를 상술한다.
도 2는 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치의 구성부인 PD 감지부의 구성도이고, 도 4는 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치의 구성부인 전원 공급부의 구성도이다.
이더넷을 통해 자동으로 전원을 공급받을 단말 장치를 선택하기 위해 PD 감지부(320)는 선로의 상태를 감지하는데 그 작동과 실시예는 다음과 같다.
이더넷 선로에 단말 장치가 연결되어 있는지를 확인하기 위하여 선로에 단말 장치를 감지하기 위한 전압(VCC)을 공급한다. 이때, 스위치부(340)의 스위치 상태는 도 2에서 도시된 상태이다(이 상태를 이하 "OFF" 상태로 정의한다).
한편, 도 2에서 다이오드(D1, D2)는 역전압을 보호하기 위해 필요하며, 서미스터(PT1)는 과전류를 보호하기 위해 구성된다.
이더넷을 통해 전원 공급을 받아 동작할 수 있는 구조를 갖는 단말 장치의 신호 저항(25Kohm, 미도시)에 흐르는 전류의 상한치와 하한치를 구별하는 기준 전압 1과 기준 전압 2를 설정한다.
상기와 같은 기준 전압 설정은 기준 전압 발생부(321)에서 만들어지는데, 이는 기준 전압 발생부(321)에 있는 저항(설계자에 의해 결정되는 저항)에 의해서 기준 전압 1과 기준 전압 2가 결정되며, 이 기준 전압 값들은 각각 비교기부의 각각의 비교기의 '+' 단자에 입력 신호로 동작한다.
한편 선로 전류 감지부(322)는 이더넷 선로에 흐르는 전류를 감지하여 전압으로 변환한다. 즉, 선로 전류 감지부에 있는 저항에 흐르는 전류에 의해서 선로 전류 감지부의 저항에 전압이 형성된다.
상기 저항에 흐르는 전류로 인해서 발생하는 전압은 비교기부(323)의 각각의 비교기의 '-' 단자의 입력 신호로 동작을 한다.
비교기부(323)의 각각의 비교기는 상기 기준 전압 발생부(321)에서의 전압과 선로 전류 감지부(322)에서 변환된 전압을 입력으로 하여 각각 출력 1과 출력 2를 낸다.
상기 비교기는 기준 전압 1과 2의 입력단인 '+' 단의 전압보다 선로 전류 감지부에서 변환된 전압의 입력단인 비교기의 '-' 단의 전압이 크면 비교기의 출력은 "1"이 되고, 반대로 기준 전압 보다 변환된 전압이 더 작으면 비교기의 출력은 "0"이 된다.
따라서, 비교기의 입력 전압에 따른 비교기의 출력 값은 다음과 같다.
선로 전류 감지부(322)에서 변환된 전압('-' 단의 전압)이 기준 전압 1과 기준 전압 2보다 모두 큰 경우에는 비교기의 출력 1과 출력 2는 모두 "1"의 값을 가지고, 이때 단말 장치에 연결되어 있는 선로는 단락되어 있거나 기존의 망 종단 장치가 연결되어 있는 상태라 할 수 있다.
선로 전류 감지부에서 변환된 전압('-' 단의 전압)이 기준 전압 1과 기준 전압 2보다 모두 작은 경우에는 비교기의 출력 1과 출력 2는 모두 "0"의 값을 가지고, 이때 단말 장치에 연결되어 있는 선로는 개방 상태이거나 망 종단 장치가 연결되어 있지 않은 상태라 볼 수 있다.
선로 전류 감지부에서 변환된 전압('-' 단의 전압)이 기준전압 1보다는 작고 기준 전압 2보다는 큰 경우에는 비교기의 출력 1은 "0"을 가지고, 비교기의 출력 2는 "1"을 가지는데, 이 경우에는 이더넷 선로에 단말 장치가 연결되어 있다고 볼 수 있다.
한편, 이론적으로는 선로 전류 감지부(322)에서 변환된 전압('-' 단의 전압)이 기준 전압 1보다 크고 기준 전압 2보다는 작은 경우, 비교기의 출력 1은 "1"을 가지고 비교기의 출력 2는 "0"을 가질 수 있지만 기준 전압 1이 기준 전압 2보다 크기 때문에 실제 이런 경우는 발생하지 않는다.
상기와 같은 비교기부(323)의 각각의 비교기의 출력 1과 출력 2의 값은 CPLD를 이용한 제어부에 전달된다.
상기 CPLD를 이용한 제어부(310)는 출력 1이 "0(Low)", 출력 2도 "0(Low)"인 경우에는 선로가 개방 상태로 판단하고, 출력 1이 "1(High)"이고 출력 2도 "1(High)" 인 경우에는 선로가 단락되거나 작은 저항값(Bob Smith회로)을 가지는 기존 망 종단 장치로 판단하여 계속 선로 상태를 감시하여 망 종단 장치의 여부를 감지한다.
한편, 상기 CPLD를 이용한 제어부(310)는 비교기의 출력 1이 "0(Low)" 이고 출력 2가 "1(High)"인 경우에는 이더넷을 통한 전원으로 동작할 수 있는 구조를 갖는 단말 장치가 연결된 것으로 판단한다.
상기와 같이 단말 장치가 연결된 것으로 CPLD를 이용한 제어부(310)가 판단한 경우에는 상기 단말 장치에 전원을 공급할 것인가를 판단하기 위하여 PD 감지부(320) 내에 있는 트랜지스터(Q1)에 제어 신호 1을 보내 트랜지스터(Q1)가 "ON(단락)"이 되게 하여 단말 장치의 콘덴서를 모두 방전을 시킨다.
단말 장치의 콘덴서가 모두 방전이 되면, CPLD를 이용한 제어부(310)는 다시 트랜지스터Q1)에 제어 신호를 보내 트랜지스터를 "OFF(개방)" 시킨다. 그러면 단말 장치의 콘덴서가 다시 충전이 된다.
CPLD를 이용한 제어부(310)는 상기 트랜지스터(Q1)를 "OFF(개방)" 시킨 후부터 PD 감지부(320) 비교기의 출력 1이 "0(Low)", 출력 2가 "1(High)"이 되기까지를 카운터(미도시)에 의해 카운터 하여 시간(지연 시간)을 계산한다.
CPLD를 이용한 제어부(310)는 상기 계산된 시간(지연 시간)과 미리 세팅이 된 기준 시간을 비교하여 계산된 시간이 기준 시간 보다 작을 경우(단말 장치의 콘덴서 용량이 기준 용량 보다 작은 경우)에는 스위치를 "ON" 시켜(도 2에서의 스위치부에 있는 화살표 방향으로) 단말 장치에 전원을 공급하고, 계산된 시간이 기준 시간보다 클 경우(단말 장치의 콘덴서 용량이 지준 용량 보다 클 경우)에는 전원 공급을 하지 않고 비교기의 출력 1과 2가 모두 "0(Low)"이 되는 것을 확인(선로 개방을 확인)하여 다시 단말 장치가 연결되는 것을 확인한 다음 PD 감지부에서 다시 선로를 감지한다.
IEEE802.3에 따르면, 여기서 전원을 공급해야 할 콘덴서의 용량은 100nF 이하이며 공급하지 말아야 할 용량은 10uF 이상이다. 따라서 상기 기준 용량이란 전원 공급을 가능하게 하는 콘덴서 용량인 100nF 가 된다고 볼 수 있으며, 기준 시간이란 100nF가 충전되는 시간을 의미한다고 할 수 있다.
상기 스위치는 CPLD를 이용한 제어부(310)의 제어 신호에 의해 도 2의 화살표 방향으로 릴레이 되어 "ON" 되고, 이 상태에서 단말 장치에 전원을 공급하면서 CPLD를 이용한 제어부는 전원 공급부(330)의 비교기부(333)에서 나오는 출력 값을 체크를 하면서 전원을 계속 공급 할 것인가 아니면 전원 공급을 중단하고 다시 단말 장치의 선로를 감지할 것인가 판단한다.
전원 공급부(330)의 기준 전압 발생부(332)는 현재 전원을 공급하는 단말 장치에 흐를 수 있는 전류의 상한치와 하한치를 구별하는 기준 전압 3과 기준 전압 4를 설정한다.
상기 기준 전압 발생부(332)는 저항으로 이루어져 있어 전압 분배에 의하여 전원 공급부(330)의 비교기부(333)의 각각 비교기의 '-' 입력단에 입력 신호로 작용을 한다.
한편, 선로 전류 감지부(331)는 저항 및 트랜지스터(Q2, Q3)로 구성되어 있고 이를 이용하여 선로를 통하여 흐르는 전류를 감지하여 저항에 걸리는 전압을 발생시키고, 발생된 전압은 비교기부(333)의 각각 비교기의 '+'단의 입력 신호로 작용을 한다.
상기 기준 전압 발생부(332)의 전압과 선로 전류 감지부(331)에서 발생한 전압은 비교기부(333)의 각각의 비교기의 입력 신호로 작용을 하여 각각 출력 3과 출력 4를 발생하여 CPLD를 이용한 제어부(310)에 전달한다.
상기 CPLD를 이용한 제어부(310)에서 입력받은 비교기부(333)의 각각의 비교기의 출력 값이 출력 3이 "1(High)" 이고 출력 4가 "0(Low)" 인 경우에는 정상적인 단말 장치가 연결된 것으로 판단하여 전원을 계속 공급하면서 선로 상태를 감시한다.
한편, CPLD를 이용한 제어부(310)에서 입력받은 비교기부(333)의 각각의 비교기의 출력 값이 출력 3의 값은 무관하게 출력 4가 "1(High)" 경우에는 제어부는 선로 상태가 과전류 상태로 판단하여 전원 공급을 하고 있던 단말 장치의 전원 공급을 중단한다(CPLD를 이용한 제어부의 제어 신호에 의해 다시 스위치를 OFF).
그런 다음, PD 감지부(320)의 비교기부(323)의 각각의 비교기의 출력값(출력 1과 출력 2)이 모두 "0(Low)"임을 확인하고(선로 개방을 확인) 다시 단말 장치가 연결되는 것을 확인한 다음 PD 감지부에서 선로를 감지한다.
한편, 전원 공급부(330)의 비교기부(333)의 비교기의 출력 값(출력 3과 출력 4)들이 모두 "0(Low)"인 경우에는 단말 장치가 동작 도중 연결이 해제된 것으로 판단하여 PD 감지부(320)에서 단말 장치를 감지하기 위한 준비를 한다.
이상과 같은 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치의 동작과 실시예를 살펴본 바와 같이 단말 장치의 신호 저항에 흐르는 전류의 상한치와 하한치를 구별하는 기준 전압과 이더넷 선로에 흐르는 전류를 감지하여 변환된 전압을 비교기에서 비교하여 비교기의 출력값에 따라 CPLD를 이용한 제어부의 제어에 따라 정격의 전원을 단말 장치에 공급할 수 있다.
다음은 또 다른 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 방법에 관한 구성수단과 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이더넷을 통한 자동 전원 공급 방법의 구성수단은
PD 감지부에서 선로의 상태를 감지하여 단말 장치가 이더넷을 통해 공급되는 전원으로 동작할 수 있는 구조를 가지고 있는지를 판단하는 1단계와;
상기 1단계의 판단 결과 단말 장치가 이더넷을 통해 전원을 공급받을 수 있는 구조가 아니면 다시 선로의 상태를 계속 감지하고, 이더넷을 통해 전원을 공급 할 수 있는 구조이면 단말 장치의 콘덴서의 용량을 감지하는 2단계와;
상기 2단계에서 단말 장치의 콘덴서의 용량을 감지한 결과 기준 용량 이상이면 단말 장치에 전원을 공급하지 않고 선로 개방을 확인한 후 다시 단말 장치가 연결되는 것을 확인하여 선로의 상태를 감지하고, 기준 용량 이하이면 단말 장치에 전원을 공급하는 3단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 1단계의 판단은 PD 감지부의 기준 전압 발생부의 전압과 선로 전류 감지부의 전압을 비교기부에서 비교하여 출력되는 값을 CPLD를 이용한 제어부가 전달받아 판단하는 것을 특징으로 하고,
상기 2단계에서, 단말 장치의 콘덴서 용량을 감지하는 단계는 CPLD를 이용한 제어부의 제어 신호에 의해 PD 감지부 내의 트랜지스터를 단말 장치의 콘덴서가 모두 방전할 때까지 단락하는 과정과; 단말 장치의 콘덴서가 모두 방전되면 다시 CPLD를 이용한 제어부의 제어 신호에 의해 트랜지스터를 개방시키는 과정과; CPLD를 이용한 제어부가 기준 시간과 지연시간을 비교하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며,
상기 3단계에서 전원을 공급하는 과정 중에, 전원 공급부의 비교기부에서 출력되는 값이 CPLD를 이용한 제어부에서 판단할 결과 단말 장치에 흐르는 전류가 과전류 상태로 판단되는 경우 전원 공급을 멈추고 선로가 개방된 것을 확인한 후 다시 단말 장치가 연결되었는가를 감지하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 방법의 절차 흐름도를 보여주는 도 5를 참조하여 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이더넷을 통하여 전원 공급을 받을 수 있는 단말 장치인가를 판단하기 위하여 먼저 PD 감지부에서 이더넷 선로를 감지를 한다.
이더넷 선로를 감지하기 위하여 스위치를 OFF 시키고 전원 공급을 받을 단말 장치를 감지하기 위하여 낮은 전압(5V)을 공급을 한다(S10).
상기와 같은 낮은 전압을 이더넷 선로에 공급을 하면 PD 감지부에서는 단말 장치의 신호 저항에 흐르는 전류의 상한치와 하한치를 구별하는 기준 전압 발생부에서 설정된 기준 전압과 선로 전류 감지부에서 이더넷 선로를 흐르는 전류를 감지하여 변환된 전압을 비교기부의 각각의 비교기의 입력 전압으로 하여 출력 1과 출력 2를 만들어 CPLD를 이용한 제어부에 전달한다.
상기 CPLD를 이용한 제어부는 PD 감지부의 비교기부에서 출력된 값에 따라 단말 장치에 전원을 공급할 것인가 판단을 하는데, 상기 비교기의 출력값이 출력 1이 "0"이고 출력 2가 "1"인 경우에는 단말 장치가 이더넷에 연결이 되어 있는 것으로 판단을 하고 단말 장치에 전원을 공급할 것인가를 판단하기 위해 PD 감지부의 트랜지스터를 제어한다(S20).
한편, CPLD를 이용한 제어부는 PD 감지부의 비교기의 출력값이 출력 1이 "0"이고 출력 2가 "1"인 경우 이외에는 단말 장치가 이더넷에 연결되어 있지 않거나(개방되어 있거나), 선로가 단락되어 있다고 판단하여 다시 단말 장치가 이더넷에 연결되어 있는지 감지한다(S20).
상기 이더넷에 연결되어 있는 것으로 판단된 단말 장치에 전원을 공급할 것인가 판단하기 위해 CPLD를 이용한 제어부는 카운터를 작동시키면서 PD 감지부의 트랜지스터에 제어 신호를 보내어 "ON(단락)"을 시켜 단말 장치의 콘덴서가 모두 방전되도록 한다(S30).
상기 콘덴서가 모두 방전이 되면 CPLD를 이용한 제어부는 다시 트랜지스터에 제어 신호를 보내어 "OFF(개방)"를 시켜 단말 장치의 콘덴서가 충전되도록 하고, OFF 시킨 후부터 PD 감지부의 비교기의 출력값이 출력 1이 '0'이고 출력 2가 '1'이 되는 시간까지의 카운터를 카운터를 하여 시간을 계산한다(S30~S60).
그런 다음, CPLD를 이용한 제어부는 이미 세팅된 기준 시간과 카운터에 의해 계산된 시간(지연 시간)을 비교하여 계산된 시간(지연 시간)이 기준 시간보다 작은 경우에는 CPLD를 이용한 제어부의 제어 신호를 받아 스위치를 "ON"을 시켜 전원을 단말 장치에 공급한다(S70).
상기 계산된 시간(지연 시간)이 기준 시간보다 클 경우에는 PD 감지부의 비교기의 출력값이 출력 1과 출력 2가 모두 '0'임을 확인(선로 개방을 확인)하여 다시 단말 장치가 연결되는 것을 확인하여 단말 장치를 감지한다.
상기 계산된 시간이 기준 시간보다 작아 CPLD를 이용한 제어부의 제어에 의해 스위치를 "ON" 시켜 전원 공급부로부터 단말 장치는 전원을 공급받으면서 계속해서 전원을 공급받아도 되는 정상 상태에 있는지 판단을 받는다.
스위치가 "ON" 상태로 됨에 따라 단말 장치에 흐를 수 있는 전류의 상한치와 하한치를 구별하는 전원 공급부의 기준 전압 발생부에서 설정된 기준 전압 3과 기준 전압 4 와 이더넷 선로에 흐르는 전류를 감지하는 선로 전류 감지부의 출력 전압을 입력 신호로 하여 전원 공급부의 비교기는 출력 3과 출력 4를 출력하여 CPLD를 이용한 제어부에 전달한다.
상기 출력 3과 출력 4의 값이, 출력 3이 '1'이고 출력 4가 '0'인 경우에는 정상적인 단말 장치가 연결되어 있는 것으로 CPLD를 이용한 제어부가 판단하여 계속적으로 전원을 공급하면서 선로 상태를 계속 감지하고, 상기 출력 3과 출력 4의 값이, 출력 3에는 무관하게 출력 4가 '1'인 경우에는 CPLD를 이용한 제어부가 선로 상태가 과전류 상태로 판단하여 전원 공급을 중단하고(CPLD를 이용한 제어부의 제어 신호에 의해 스위치를 릴레이 하여 OFF 시킴) PD 감지부의 비교기 값이 출력 1과 출력 2가 모두 "0"인 것을 확인(선로 개방을 확인)하여 다시 단말 장치가 연결되는 것을 확인한 다음 단말 장치의 선로를 PD 감지부에서 감지하게 하다(S80~S90).
한편, 한편, 전원 공급부의 비교기부의 비교기의 출력 값(출력 3과 출력 4)들이 모두 "0(Low)"인 경우에는 단말 장치가 동작 도중 연결이 해제된 것으로 판단하여 PD 감지부에서 단말 장치를 감지하기 위한 준비를 한다.
상기와 같은 구성 수단과 작용, 실시예를 가지는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치 및 방법인 본 발명은 SWITCH/HUB에서 이더넷을 통한 전원 공급으로 동작할 수 있는 구조를 갖는 단말 장치에 자동으로 전원을 공급하는 효과가 있다.
또, 단말 장치의 신호 저항에 흐르는 전류의 상한치와 하한치를 구별하는 기준 전압과 이더넷 선로에 흐르는 전류를 감지하여 변환된 전압을 비교기에서 비교하여 비교기의 출력값에 따라 CPLD를 이용한 제어부의 제어에 따라 정격의 전원을 단말 장치에 공급하므로 이더넷 망 종단 장치의 부품이 타서 화재가 일어나는 것을 방지하고, 자동 전원 공급 장치의 국제 규격화에 대응하며, 저렴한 가격으로 자동 전원 공급 장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 네트워크 인터페이스와 이더넷을 통한 전원 공급 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치의 구성부인 PD 감지부의 구성도이다.
도 4는 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치의 구성부인 전원 공급부의 구성도이다.
도 5는 본 발명인 이더넷을 통한 자동 전원 공급 방법의 절차 흐름도이다.

Claims (8)

  1. 선로 상태를 감지하여 이더넷을 통한 전원 공급으로 동작할 수 있는 단말 장치가 연결되어 있는지를 판단하여, 연결된 단말 장치에 전원 공급을 할 것인가를 판단하는 PD 감지부와;
    상기 PD 감지부에서 판단한 결과에 따라 이더넷 선로를 통하여 단말 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부와;
    상기 PD 감지부에서의 선로 감지와 전원 공급부에서 전원 공급을 하기 위해 릴레이 되는 스위치부와;
    상기 PD 감지부와 전원 공급부로부터 출력값을 전달받아 이들의 값에 따라 PD 감지부와 전원공급부 및 스위치부를 제어하는 CPLD를 이용한 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 PD 감지부는,
    단말 장치의 신호 저항에 흐르는 전류의 상한치와 하한치의 전류를 구별할 수 있는 기준전압을 발생하는 저항으로 구성된 기준 전압 발생부와;
    선로에 흐르는 전류를 감지하여 전압으로 변환하는 저항으로 구성된 선로 전류 감지부와;
    상기 기준 전압 발생부와 선로 전류 감지부의 전압을 비교하여 비교 정보를 출력하는 비교기부와;
    상기 비교기부의 출력값을 받은 CPLD를 이용한 제어부의 제어신호에 의해 선로의 양단을 개폐하는 트랜지스터;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    전원 공급에 의하여 선로를 통하여 흐르는 전류를 감지하기 위하여 트랜지스터 및 저항으로 구성된 선로 전류 감지부와;
    단말 장치의 선로에 흐르는 전류의 상한치와 하한치의 전류를 구별할 수 있는 기준 전압을 발생하는 저항으로 구성된 기준 전압 발생부와;
    상기 선로 전류 감지부와 기준 전압 발생부의 전압을 비교하여 비교 정보를 출력하는 비교기부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 CPLD를 이용한 제어부는,
    PD 감지부의 비교기부에서 출력되는 값에 의해 단말 장치가 연결된 것으로 판단한 경우에 단말 장치의 콘덴서의 용량을 측정하여 전원을 공급할 것인가를 판단하기 위하여 PD 감지부 내의 트랜지스터에 제어 신호를 보내는 것을 특징으로 하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 장치.
  5. PD 감지부에서 선로의 상태를 감지하여 단말 장치가 이더넷을 통해 공급되는 전원으로 동작할 수 있는 구조를 가지고 있는지를 판단하는 1단계와;
    상기 1단계의 판단 결과 단말 장치가 이더넷을 통해 전원을 공급받을 수 있는 구조가 아니면 다시 선로의 상태를 계속 감지하고, 이더넷을 통해 전원을 공급받을 수 있는 구조이면 단말 장치의 콘덴서의 용량을 감지하는 2단계와;
    상기 2단계에서 단말 장치의 콘덴서의 용량을 감지한 결과 기준 용량 이상이면 단말 장치에 전원을 공급하지 않고 선로 개방을 확인한 후 다시 단말 장치가 연결되는 것을 확인하여 선로의 상태를 감지하고, 기준 용량 이하이면 단말 장치에 전원을 공급하는 3단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 1단계의 판단은 PD 감지부의 기준 전압 발생부의 전압과 선로 전류 감지부의 전압을 비교기부에서 비교하여 출력되는 값을 CPLD를 이용한 제어부가 전달받아 판단하는 것을 특징으로 하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 2단계에서, 단말 장치의 콘덴서 용량을 감지하는 단계는 CPLD를 이용한 제어부의 제어 신호에 의해 PD 감지부 내의 트랜지스터를 단말 장치의 콘덴서가 모두 방전할 때까지 단락하는 과정과; 단말 장치의 콘덴서가 모두 방전되면 다시 CPLD를 이용한 제어부의 제어 신호에 의해 트랜지스터를 개방시키는 과정과; CPLD를 이용한 제어부가 기준 시간과 지연시간을 비교하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 3단계에서 전원을 공급하는 과정 중에, 전원 공급부의 비교기부에서 출력되는 값이 CPLD를 이용한 제어부에서 판단할 결과 단말 장치에 흐르는 전류가 과전류 상태로 판단되는 경우 전원 공급을 멈추고 선로가 개방된 것을 확인한 후 다시 단말 장치가 연결되었는가를 감지하는 것을 특징으로 하는 이더넷을 통한 자동 전원 공급 방법.
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