KR100661507B1 - 피오이 단말기의 전원 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 피오이 단말기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피오이 단말기가 아답터 전원과 이더넷 전원을 선택적으로 사용할 수 있도록 하며, 전류 소모를 최소화시키는 피이오 단말기의 전원 공급 장치에 관한 것이다.

상술한 본원 발명은 랜커넥터를 통해 이더넷으로부터 전원을 공급받는 제공하며, 랜커넥터에 접속되어 이더넷으로부터 전원을 공급받는 이더넷 전원공급부와; 아답터의 플러그가 꼽혀져 아답터로부터 전원을 공급받는 아답터접속부와; 상기 아답터접속부와 상기 이더넷전원공급부의 접지선의 사이에 구비되어 일방향으로 전류를 흐르게 하는 일방향전류부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

피오이(POE: Power Over Ethernet), 이더넷전원, 아답터전원, 다이오드

Description

피오이 단말기의 전원 공급 장치{Power supply unit of the power over ethernet terminal}

도 1은 피오이(POE: Power Over Ethernet)의 시스템 구성도이고,

도 2는 POE 단말기의 전원 공급 장치의 일 실시 예를 나타내는 도면이며,

도 3은 POE 단말기의 전원 공급 장치의 또 다른 일 실시 예를 나타내는 도면이고,

도 4은 본원 발명의 POE 단말기 전원 공급 장치의 일 실시 예를 나타내는 회로도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

1: 이더넷 스위치(Ethernet Switch)

2: 허브 3, 21, 31, 41: RJ45(랜커넥터부)

4: 무선랜 액세스 포인트

5: 인터넷 전화기

6: PC 7: 웹 카메라

8: 전원장치 10: 아답터(Adaptor)

22, 32, 42a: 브릿지정류부(Bridge Diode)

23, 33, 43: 아답터접속부 24: 다이오드부

24a, 33a: 제 1 다이오드: 24b, 33b: 제 2 다이오드

25, 35, 42b: 직류전압컨버터부

26, 36, 46: 피오이(POE: Power Over Ethernet) 단말기

42: 전원공급부 45: 일방향전류부

23a, 33a, 43a: 제 1핀

23b, 33b, 43b: 제 2핀

23c, 33c, 43c: 제 3핀

본원 발명은 피오이(POE: Power Over Ethernet) 단말기의 전원 공급에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피오이 단말기로의 전원 공급에 있어서 아답터 전원과 이더넷 전원을 선택적으로 사용할 수 있도록 하며, 전류 소모를 최소화시키는 피이오 단말기의 전원 공급 장치에 관한 것이다.

피오이(POE: Power Over Ethernet)라 함은 LAN을 이용하는 저전력 단말기(인터넷(IP)전화기(5), 무선 엑세스 포인트(4), 웹 카메라(7) 등)등에 랜(LAN) 선을 이용하여 전원을 공급하는 것을 말한다.

도 1은 상술한 피오이(POE: Power Over Ethernet)의 시스템 구성도를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이더넷스위치(10)에 허브(2)가 접속되고 허브(2) 를 통해 랜(LAN)을 이용하는 저전력 단말기들 즉, 무선랜액세스포인트(4), 인터넷전화기(5), PC(6), 웹카메라(7) 등이 이더넷의 종단을 이루는 랜커넥터(RJ45)(3)를 통해 접속되도록 망이 구성된다. 상술한 피오이 기능을 가지는 랜망은 전원공급장치(8)에서 제공하는 DC 48V 전원을 이더넷스위치(10) 및 허브(2)를 통해서 랜커넥터(3)에 접속된 저전력 단말기들에 전원을 공급하도록 구성된 것을 그 특징으로 한다.

따라서 랜에 접속되는 단말기(인터넷(IP)전화기(5), 무선 엑세스 포인트(4), 웹 카메라(7) 등) 개발자들은 사용자가 피오이(POE)를 이용하여 단말기에 전원을 공급할 것인가 또는 아답터를 이용하여 전원을 공급할 것인가를 사용자가 선택할 수 있도록 두가지 모두의 경우를 사용할 수 있게 피오이 단말기의 전원 공급장치를 설계하게 된다.

도 2 및 도 3은 상술한 바와 같은 피오이 단말기 전원 공급장치의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 2의 경우 피오이 전원 공급장치는 브릿지정류부(22)가 랜커넥터로부터 DC 48V 이더넷 전원을 공급받아서 직류전압컨버터(25)가 DC 5V 전원으로 변환한 후 피오이 단말기(26)로 공급하도록 구성된다. 그리고, 직류전압컨버터부(25)의 입력 단에는 아답터를 위한 아답터접속부(23)가 접속되어 이더넷 전원을 대신하여 외부 상용전원(AC 110/220)을 DC 5V로 변환하여 출력하는 아답터로부터 피오이 단말기(26)가 전원을 공급받을 수 있도록 구성된다. 그리고, 아답터접속부(24)의 제 1핀(p1)(23a)의 배선에는 제 1 다이오드(24a)가 구성되고, 제 3핀(p3)(23c)의 배선에 는 제 2 다이오드(24b)가 구성된다.

여기서 POE 단말(26)는 보통 5V 이하의 저 전압으로 동작한다. 그러나 LAN을 통하여 공급되는 전원은 48V의 고 전압이다. 따라서 , 상술한 도 2의 구성을 가지는 피오이 전원 공급장치는 LAN을 통하여 공급되는 48V전원을 브릿지정류부(22)를 통하여 극성을 일정하게 한 다음 직류전압컨버터부(DC/DC 변환기)(25)를 통하여 저 전압으로 변환한 후에 피오이 단말기(26)에 전원을 공급하도록 동작한다.

그리고, 아답터를 사용할 때도 48V 아답터를 사용하여 전원을 아답터접속부(23)를 통하여 공급받는 후 제 1 및 제 2 다이오드(24a, 24b)를 통해 직류전압컨버터부(DC/DC 변환기)(25)에 전원을 공급하게 된다.

이때 다이오드부(24)에 구성되는 제 1 및 제 2 다이오드(24a, 24b)는 아답터접속부(23)에 연결된 아답터가 랜커넥터(21)를 통해 이더넷쪽으로 전류가 흐르는 것을 방지 해 준다. 또한 그 반대로 랜커넥터(21)를 통해 이더넷의 전원이 아답터접속부(23)를 통해 아답터 쪽으로 전류가 흐르는 것을 방지한다.

그러나, 상술한 구성을 가지는 도 2의 종래기술의 피오이 단말기의 전원 공급장치는 48V의 고 전압 아답터를 사용하게 된다. 따라서 도 2의 종래기술의 피오이 단말기의 전원 공급장치의 경우 48V의 고 전압이 일반 사용자에게 전기적 충격을 가할 수 있으며 또한 48V 아답터를 다른 장치(가정에서 흔히 사용되는 카세트, 장난감, 전자오르간등등)에 실수로 꽂았을 경우 장치의 파손을 가져올 수 있고, 이에 더하여 48V 아답터는 시중에서 사용자들이 용이하게 구할 수 있는 것이 아니라는 점에서 그 사용이 용이하지 않다는 문제점을 가진다.

그리고, 도 3의 피오이 단말기의 전원 공급장치는 5V 저전압 아답터를 사용하는 것으로서 직류컨버터부(35)의 양극 출력단이 제 1 다이오드(37)를 통해 피오이 단말기(36)의 양극 입력단에 접속되고, 직류전압컨버터(35)의 출력단의 음극과 피오이 단말기(36)의 음극 입력단(또는 접지)을 연결하는 배선에 아답터접속부(33)의 제 1핀(33a)이 접속되며, 직류전압컨버터부(34)의 양극 출력단과 피오이 단말기(36)의 양극 입력단을 연결하는 배선에 아답터접속부(33)의 제 3핀(33c)이 제 2 다이오드(38)를 통해 접속되어 이더넷 전원을 사용하지 않는 경우 아답터의 전원을 피오이 단말기(36)에 공급하도록 구성된다.

상술한 구성을 가지는 도 3의 종래의 기술의 피오이 단말기 전원 공급장치는 직류전압컨버터부(35)에서 출력된 5V의 직류 전원을 제 1 다이오드(37)를 통해서 피오이 단말기(36)로 공급하거나, 아답터접속부(33)와 제 2 다이오드(38)를 통해 아답터 전원을 피오이 단말기(36)로 공급한다.

이 때, 도 3의 피오이 단말기의 전원 공급 장치의 경우에는 다이오드를 2개 사용하고 또한 상기 다이오드를 반드시 경유하여 피오이 단말기(36)로 전원을 공급하게 됨으로써 다이오드에 의한 불필요한 전류의 소모가 발생하고 이로 인해 발열이 생기는 문제점을 가진다.

따라서, 본원 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 저전압 아답터에 전원이 인가된 경우에는 저전압 아답터의 전원을 피오이 단말기로 공급하도록 하고, 또한 불필요한 전류의 소모를 최소화하여 발열을 최소화 시킬 수 있도록 하는 피오이 단말기의 전원 공급 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 피오이 단말기의 전원 공급 장치는, 랜커넥터에 접속되어 이더넷으로부터 전원을 공급받는 이더넷 전원공급부와; 아답터의 플러그가 꼽혀져 아답터로부터 전원을 공급받는 아답터접속부와; 상기 아답터접속부와 상기 이더넷전원공급부의 접지선의 사이에 구비되어 일방향으로 전류를 흐르게 하는 일방향전류부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 아답터접속부는 상기 이더넷전원 공급부의 접지에 접속되는 제 1핀과, 상기 피오이 단말기의 양극에 접속되는 제 2핀과, 상기 피오이단말기의 접지에 접속되는 제3핀을 구비하여, 아답터의 플러그가 결합되지 않은 상태에서는 상기 제 1핀과 상기 제 2핀이 단락(쇼트: short) 상태이고, 상기 아답터의 플러그가 결합된 상태에서는 상기 제 1핀과 상기 제 2핀이 개방(오픈: open) 상태를 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 일방향전류부는 상기 제 1핀에 연결된 전원공급선에 일단이 접속되고 상기 제 2핀에 연결된 전원공급선에 타단이 접속되어 상기 제 1핀의 전원공급선과 상기 제 2핀의 전원공급선에서 전원 전류를 일방향으로 흐르게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 일방향전류부는 쇼트키다이오드인 것을 특징으로 한다.

상기 이더넷 전원공급부는, 상기 랜커넥터의 전원 단자에 접속되는 브릿지정류부와; 상기 브릿지정류부의 정류전원을 전압변환하는 직류전압컨버터부를 포함하 여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가지는 본원 발명의 피오이 단말기의 전원 공급 장치는 아답터로서 저전압 아답터를 사용한다.

그리고, 아답터의 플러그가 아답터 접속부에 접속되고 아답터에 외부 전원이 인가되는 경우에는 제 1핀과 제 2핀이 오픈되어 제 2핀과 제 3핀을 통해 아답터의 전원을 피오이 단말기로 공급한다.

이와 달리 아답터의 플러그가 피오이 단말기에 접속되고 아답터에 외부 전원이 인가되지 않은 경우에는 피오이 단말기가 접속되는 랜커넥터에 의해 이더넷 전원을 공급받게 되며, 이 경우, 제 1핀과 제 2핀이 오픈된 상태에서 제 1핀에 연결된 전원선과 제 2 핀에 연결된 전원선에 연결된 일방향전류부로서의 쇼트키 다이오드가 구동되어 이더넷 전원을 피오이 단말기에 공급한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 4은 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 피오이(POE) 단말기 전원 공급장치를 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 피오이(POE: Power Over Ehternet) 단말기의 전원 공급 장치는 이더넷의 종단에 형성되는 RJ45커넥터 등의 랜커넥터(41)와 피오이(POE) 단말기(46)의 사이에 구성되어, 아답터의 플러그가 결합된 상태에서 아답터에 상용 전원(예: AC 110/220V)이 인가되는 지의 여부에 따라 이더넷 전원 또는 아답터 전원을 선택적으로 공급하도록 동작한다.

상술한 구성에서 피오이 단말기 전원 공급장치(100)는 랜커넥터(41)에 접속 되어 전원을 공급받는 이더넷 전원공급부(42)와; 아답터의 플러그가 꼽혀져 아답터로부터 전원을 공급받는 아답터접속부(43)와; 아답터접속부와 이더넷전원공급부(42)의 접지선의 사이에 구비되어 일방향으로 전류를 흐르게 하는 일방향전류부(45)로 구성된다.

상기 이더넷 전원공급부(42)는 랜커넥터(RJ45)(41)에 접속되는 브릿지정류부(42a)와 브릿지정류부(42a)의 출력단에 접속되어 DC 48V 이더넷 전원을 5V DC 전원으로 변환하여 공급하는 DC-DC컨버터인 직류전압컨버터부(42b)로 구성된다.

상기 아답터접속부(43)는 아답터의 플러그가 접속되는 것으로서 세개의 핀(제 1 ~ 제 3 핀(43a, 43b, 43c)를 구비한다. 여기서, 제 1 핀(43a)은 직류전압컨버터(42b)의 음극(또는 접지)에 접속되고, 제 2핀은 직류전압컨버터부(42b)양극 출력단과 피오이(POE) 단말기의 양극 입력단 사이에 설치되는 배선에 접속되어 피오이 단말기의 양극 입력단으로 전원을 공급하도록 접속되며, 제 3 핀은 피오이 단말기(46)의 접지(또는 음극)의 입력단에 접속된다. 이때 아답터의 플러그가 아답터접속부(43)에 결합되지 않은 상태에서는 제 2 핀은 제 1 핀과 단락(쇼트: short)된 상태를 이루며, 아답터접속부(43)에 아답터의 플러그가 결합되면 물리적인 힘 또는 회로에 의해 스위칭되어 제 1핀(43a)과 제 2핀(43b)은 개방(오픈: open) 상태로 되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 여기서 아답터 플러그가 아답터 접속부(43)에 결합되는 경우 오픈되는 제 1 핀(43a)과 제 2 핀(43b)의 스위칭 구조는 물리적인 스위치를 구비하거나, 스위칭소자의 통전 여부에 의해 스위칭되도록 하는 등 종래기술의 당업자라면 다양한 방법으로 구현할 수 있는 것으로 그 상세한 설명은 생략 한다.

그리고, 제 1 핀(42a)에 연결된 배선과 제 2 핀(42b)에 연결된 배선은 중간에서 일방향전류부(45)에 의해 서로 접속되어 한 쪽 방향으로만 전류가 흐르도록 구성된다. 여기서 일방향전류부(45)는 다이오드, 쇼트키 다이오드 등의 일방향 출력 특성을 가지는 소자에 의해 구현되나 낮은 전압 강하 및 발열에 의한 전류 손실을 최소화하기 위하여 낮은 전압강하 특성을 가지는 쇼트키다이오드로 구성되는 것이 바람직하다.

상술한 각각의 특징을 가지는 각 구성의 유기적 결합관계를 설명하면 다음과 같다.

상술한 본원 발명의 피오이 단말기 전원 공급장치(100)에서 이더넷 전원공급부(42)에 구성되는 직류전압컨버터부(42b)의 양극 출력단은 피오이(POE: Power Over Ethernet) 단말기(46)의 양극 입력단과 접속된다. 직류전압컨버터부(42b)의 음극 출력단은 아답터접속부(43)의 제 1 핀(43a)과 접속된다. 그리고 아답터접속부(43)의 제 2 핀(43b)은 직류전압컨버터부(42b)의 양극출력단과 피오이 단말기(46)의 양극 입력단을 연결하는 배선에 접속되는 것에 의해 피오이 단말기(46)의 양극 입력단에 접속된다. 그리고, 아답터 접속부(43)의 제 3 핀(43c)은 피오이 단말기(46)의 음극 입력단(또는 접지)에 접속된다. 또한, 일방향전류부(45)는 양극(Anode)은 피오이 단말기(46)의 음극입력단(또는 접지)과 제 2 핀(43b)을 연결하는 배선에 접속되고, 일방향전류부(45)의 음극(Cathode)은 아답터접속부(43)의 제 1 핀(43a)과 직류전압컨버터(42b)의 음극 출력단(또는 접지)을 연결하는 배선에 접속 되어 아답터접속부(43)에 플러그가 결합된 아답터에 상용 전원이 인가되지 않는 경우에는 랜커넥터로부터 입력되어 직류전압컨버터부(42b)에서 전압강하된 5V 직류전원이 피오이 단말기(46)로 입력되도록 동작한다.

즉, 상술한 본원 발명은 피오이 단말기(46)가 랜커넥터(41)로부터 공급되는 이더넷전원을 이더넷 전원공급부(42)에 의해 공급받는 경우에는 아답터접속부(43)의 제 1핀(43a)과 제 2핀(43b)이 단락(short)되므로 일방향전류부(45)는 전류의 흐름에 아무런 작용을 하지 않는다. 이 경우 전류는 이더넷으로부터 공급받는 전원으로서 직류전압컨버터부(42b), 피오이 단말기(46), 아답터접속부(43)를 경유하여 직류전압컨버터부(42b)로 흐르게 된다. 즉, 일방향전류부(45)로 구성되는 쇼트키다이오드에는 전류가 흐르지 않게 되므로 불필요한 전력소모 및 발열을 줄일 수 있다.

다음으로, 상술한 본원 발명은 피오이 단말기(46)가 아답턴접속부(43)에 의해 전원을 공급받는 경우에는 아답터접속부(43)의 제 1핀(43a)과 제 2핀(43b)이 개방(open)되고, 일방향전류부(45)가 제 1핀(43a)과 피오이단말기(46)의 접지(음극 입력단) 사이를 연결하여 전류를 흐르게 한다. 이 때 전류는 제 3핀(43c), 피오이 단말기(46)의 양극입력단, 일방향전류부(45), 제 1핀(43a)의 방향으로 흐른다.

즉, 상술한 본원 발명에서 일방향전류부(45)는 아답터의 플러그가 아답터접속부(43)에 꽂혀있는 상태에서 아답터에 외부 상용 전원이 인가된 경우에는 아답터의 전원을 피오이 단말기(46)에 공급하도록 하고, 아답터에 상용전원이 인가되지 않는 경우에는 직류전압컨버터부(42b)에 의해 낮추어진 이더넷 전원을 피오이 단말기(46)로 공급하도록 동작한다.

상술한 본원 발명은 종래기술의 피오이 단말기에 있어서, 저전압 아답터를 사용할 수 있도록 하며, 또한, 아답터가 아답터접속부에 결합된 상태에서 외부 상용전원이 인가되는 경우에는 아답터 전원을 피오이 단말기로 공급하고, 외부 상용 전원이 아답터에 인가되지 않는 경우에는 이더넷에서 제공하는 이더넷 전원을 피오이 단말기로 공급하도록 선택함으로써 피오이 단말기의 전원 공급을 용이하게 하는 효과를 제공한다.

또한, 본원 발명은 종래기술과 달리 전류 흐름에 따른 발열을 최소화 하여 불필요한 전류의 소모를 방지할 수 있도록 하며, 이에 따라 피오이 단말기의 장애 발생을 최소화할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 랜커넥터에 접속되어 이더넷으로부터 전원을 공급받는 이더넷 전원공급부와;

   아답터의 플러그가 꼽혀져 아답터로부터 전원을 공급받는 아답터접속부와;

   상기 아답터접속부와 상기 이더넷전원공급부의 접지선의 사이에 구비되어 일방향으로 전류를 흐르게 하는 일방향전류부로 구성되는 것을 특징으로 하는 피오이 단말기의 전원 공급 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 아답터접속부는,

   상기 이더넷전원 공급부의 접지에 접속되는 제 1핀과;

   상기 피오이 단말기의 양극에 접속되는 제 2핀과;

   상기 피오이단말기의 접지에 접속되는 제3핀을 구비하여,

   아답터의 플러그가 상기 아답터접속부에 결합되지 않은 상태에서는 상기 제 1핀과 상기 제 2핀이 단락 상태이고, 상기 아답터의 플러그가 상기 아답터접속부에 결합된 상태에서는 상기 제 1핀과 상기 제 2핀이 개방 상태를 이루는 것을 특징으로 하는 피오이 단말기의 전원 공급 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 일방향전류부는, 상기 제 1핀에 연결된 전원공급선에 일단이 접속되고 상기 제 2핀에 연결된 전원공급선에 타단이 접속되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피오이 단말기의 전원 공급 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 일방향전류부는 쇼트키다이오드인 것을 특징으로 하는 피오이 단말기의 전원 공급 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 이더넷전원 공급부는,

   상기 랜커넥터의 전원 단자에 접속되는 브릿지정류부와;

   상기 브릿지정류부의 정류전원을 전압변환하는 직류전압컨버터부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피오이 단말기의 전원 공급 장치.

Images