KR100911812B1 - 전기 디바이스용 대기 회로, 전기 디바이스와 그 제어 방법및 전기 디바이스용 전력 공급 어셈블리 - Google Patents

전기 디바이스용 대기 회로, 전기 디바이스와 그 제어 방법및 전기 디바이스용 전력 공급 어셈블리 Download PDF

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게오르그 사우에르라엔데르
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    • H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode

Abstract

본 발명은 대기 회로, 대기 회로를 구비하는 전자 디바이스, 전자 디바이스를 제어하는 방법 및 전력 공급 어셈블리에 관한 것이다. 통상적인 디바이스가 대기 모드일 때에, 전력 공급 유닛 및 제어 전자부는 영구 동작 상태이어서, 결과적으로 많은 전력을 소비하는데, 본 발명은 전력 공급 유닛이 대기 모드에서 스위칭 오프되는 동작의 편의를 유지하면서도 에너지를 절약하는 해결책을 제안한다. 바람직하게 에너지 버퍼 소자에 의해서 급전되는 대기 회로는 대기 모드에서 활성 상태로 남아서, 활성 이벤트에 대한 신호 입력을 모니터링한다. 활성 이벤트가 발생하는 때에는, 대기 회로는 전력 공급 유닛을 스위칭 온한다.

Description

전기 디바이스용 대기 회로, 전기 디바이스와 그 제어 방법 및 전기 디바이스용 전력 공급 어셈블리{STANDBY CIRCUIT FOR AN ELECTRICAL DEVICE}
도 1은 대기 회로(standby circuit)의 제 1 실시예를 도시하는 도면,
도 2는 대기 회로를 포함하는 전기 디바이스의 구성 요소의 블록도,
도 3은 대기 회로를 포함하는 전기 디바이스의 제 1 실시예를 도시하는 도면,
도 4는 대기 회로를 포함하는 전기 디바이스의 제 2 실시예를 도시하는 도면,
도 5는 대기 회로를 포함하는 전기 디바이스의 제 3 실시예를 도시하는 도면,
도 6은 대기 회로의 제 2 실시예를 도시하는 도면,
도 7은 대기 회로의 제 3 실시예를 도시하는 도면,
도 8은 전력 공급 어셈블리를 포함하는 전기 디바이스의 제 4 실시예를 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 - 14 : 외부 단자 20 : 대기 회로
22 : 전력 공급 어셈블리 28 : 제어 유닛
30 : 저장부 34 : 버스 구동기 구성 요소
본 발명은 대기 회로(a standby circuit), 대기 회로를 구비한 전기 디바이스 및 전기 디바이스 및 전력 공급 모듈을 제어하는 방법에 관한 것이다.
많은 수의 비디오 레코더, 위성 수신기, 텔레비전 세트, 셋톱 박스, 컴퓨터 모니터등과 같은 전기 디바이스는 소위 대기 모드(standby mode)를 가진다. 이들 디바이스에는 주 전원(electricity mains)으로부터 전기적 에너지가 공급된다. 이를 위하여, 이들은 상응하는 전력 공급 유닛을 가진다. 50㎐ 변압기 기반 전력 공급기에 덧붙여, SMPS(스위치 모드 전력 공급기) 또한 이러한 경우에 매우 빈번하게 이용된다. 스위치 모드 전력 공급기는 안정 또는 비안정 D.C. 입력 전압과 함께 작용하는데, 이는 통상적으로 정류기에 의해서 주 전원으로부터 인출된다. 이러한 D.C. 전압을 A.C. 전압 또는 A.C. 전류로 변환하는 데에 하나 이상의 전자 스위치가 이용되는데, 그 주파수는 통상적으로 높은 값이다(즉, 빈번히 주 전원의 주파수보다 수배 더 큼). 하나 이상의 D.C. 및/또는 A.C. 전압의 생성을 위하여 A.C. 전압 또는 A.C. 전류가 추가적인 전압 변환 및 전력 전송에 각기 이용된다. 주 전원의 주파수와 비교하여 명백하게 보다 높은 스위칭 주파수는 매우 작은 자기 구성 요소를 이용하는 것을 가능하게 한다. 적절한 스위치 제어 방법(예를 들면, 주파수 제어, 펄스 듀티 계수 제어 또는 전문가에게 공지된 다른 방법)에 의해서 출력 전압을 제어할 수 있게 된다.
텔레비전과 같은 디바이스는 빈번하게 차단기(a circuit breaker)를 구비하는데, 이 차단기에 의해서 전력 공급 유닛은 주 전원으로부터 완전히 격리되며, 이러한 방식으로 디바이스는, 예를 들면 기계적 스위치에 의해서 "하드(hard)" 스위칭 오프, 즉 주 전원으로부터 완전히 격리된다. 이러한 오프 위치에서, 디바이스는 어떠한 전기적 에너지도 소비하지 않는다. 그러나, 디바이스는, 예를 들면 표준 무선 원격 제어부상의, 예를 들어 무선 또는 적외선 원격 제어부상의 "오프" 버튼을 누름으로써 대기 모드로도 스위칭될 수 있다. 그런 다음, 디바이스의 기능 유닛(여기서는, 예를 들면 수상관(picture tube), 수신기 소자 등)이 통상적으로 중계 또는 전자 스위치에 의해서, 혹은 제 2 측 공급 전압의 상당한 감소를 통해서 스위칭 오프된다. 그러나, 대기 모드에서는 디바이스의 적어도 하나의 유닛, 여기서는 "대기 회로"가 대기 모드 동안 활성 상태로 남아야 하기 때문에 전력 공급 유닛은 주 전원으로부터 격리되지 않는다.
통상적인 디바이스에서, 대기 회로는 종종 중앙 마이크로컨트롤러를 가지는 제어 전자 회로 전부를 포함한다. 이것은 디바이스의 전력 공급 유닛으로부터 전력을 인출한다. 예를 들어, 적외선 원격 제어의 경우에 대기 모드에서 대기 회로는 유입하는 적외선 원격 제어 신호를 끊임없이 모니터링한다. 이러한 유입 신호는 복호화되며, 마이크로컨트롤러는 수신된 신호가 활성화 이벤트(an activation events)를 나타내는 지를 결정한다. 여기서 "활성화 이벤트"라는 용어는 디바이스가 스위치 온되도록 하는 이벤트를 말한다. 예를 들어, 텔레비전의 경우에 이것은 원격 제어부상의 온/오프 스위치를 누르는 것 또는 숫자 프로그램 버튼(numerical program buttons) 중 하나를 작동시키는 것일 수 있다. 이러한 신호가 수신되고, 복호화되고 대기 회로에 의해서 인식되면, 대기 회로는 기능 유닛을 다시 스위칭 온하여, 디바이스는 전체 동작 모드가 된다.
실제로, 소비자들은 많은 디바이스, 특히 오락용 전자 디바이스를 대기 모드에서 거의 영구적으로 동작시키며, 이를 주 전원으로부터 격리시키지 않는데, 이는 원격 제어에 의한 스위칭 온 또는 시간 제어 스위칭 온(예를 들면, 비디오 레코더) 또는 입력 신호에 의해서 제어되는 스위칭 온(예를 들면, VPS 신호를 구비한 비디오 레코더 또는 비디오 신호에 의한 컴퓨터 모니터)과 같은 편리한 기능은 대기 모드에서만 가능하기 때문이다.
많은 디바이스가 더 이상 "하드(hard)", 즉 기계적인 주 전원 스위치(mains switch)를 전혀 가지지 않는다. 많은 요구, 특히 절연(insulation), 전류 로딩(current load) 및 디바이스내의 케이블 라우팅(cable routing)에 대한 요구에 기인하여, 이러한 주 전원 스위치(mains switch)는 매우 고가이다. 그리고, 타이머를 가지는 디바이스에 관하여, 완전한 주 전원 격리가 종종 바람직하지는 않은데, 만약 그렇지 않은 경우에, 버퍼 저장 장치 또는 입력 신호에 의한 자동 제어(무선 타이머, 인터넷, 텔레텍스트, 무선 데이터 시스템)가 가능하지 않다면 타이머는 디바이스가 접속될 때마다 매번 리셋(reset)되어야 하기 때문이다.
그러나, 대기 모드 디바이스는 비교적 많은 양의 전기 에너지를 소비한다. 이는 한편으로는 전력 공급 유닛의 전력 소실에 기인하고, 다른 한편으로는 이용된 대기 회로의 전력 소비에 기인하는데, 이는 빈번하게 마이크로컨트롤러를 포함하는 제어 전자 장치 전체를 포함한다. 전체적으로 이는 1W와 10W 사이의 잉여 소비에 달한다.
본 발명의 목적은 원하는 편의 기능은 유지하면서, 동시에 전력 하강 모드에서의 전기 디바이스의 전력 소비를 더 감소시키는 것이다.
이러한 목적은 특허 청구 범위의 청구항 1에 청구된 대기 회로, 청구항 15에 청구된 전기 디바이스, 청구항 22에 청구된 전기 디바이스를 제어하는 방법 및 청구항 25에서 청구된 전기 디바이스용 전력 공급 어셈블리에 의해서 달성된다. 종속항은 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 기술한다.
본 발명에 따른 전기 디바이스의 대기 회로는 하나 이상의 신호 입력을 가진다. 이들은, 예를 들면 원격 제어 신호용 수신기, 온/오프 스위치, 유효 신호(비디오 신호 또는 오디오 신호), 디지털 인터페이스 또는 몇몇 다른 신호 송신기가 이러한 입력에 접속될 수 있고, 상응하는 신호가 처리될 수 있도록 설계된 전기 회로 접속이다. 상이한 신호 송신기(예를 들면, 스위치, IR 수신기 등)가 동일한 입력에 접속되도록 입력이 설계되는 것 또한 가능하다. 바람직하게, 입력은 (이득, 임계값 검출, 신호 복호화와 같은) 자신의 평가에 관하여 프로그램가능하다.
대기 회로는 제어 유닛을 또한 가진다. 이러한 설계는 이 경우에 순수하게 기능적 이유로 선택되었다. 이는 상이한 입력들을 사전 결정된 방식으로 결합하여 상응하는 출력 신호를 생성하는 로직 소자일 수 있다. 이러한 목적으로, 비록 배선에 의한 회로이기는 하지만, 프로그램가능 로직 소자의 이용이 제안되었다. 순수 로직 연산(AND, OR 등)은 별도로, 회로는 레지스터, 쉬프트 레지스터, 산술 연산, 비교기, 타이머 등과 같은 다른 소자 및 기능을 포함할 수 있다. 유사하게, 소프트웨어 기반 해결 방안이 생각될 수 있는데, 마이크로컨트롤러에서 실행되는 프로그램이 제어 기능을 이어 받는다.
본 발명에 따르면, 대기 회로는 전력 공급 유닛의 제어를 위한 제어 출력 또한 가진다. 여기서, 전력 공급 유닛의 제어는 전력 공급 유닛이, 예를 들면 전기적으로, 광학적으로, 전자기계적으로 또는 다른 방식으로 제어될 수 있음을, 즉 전력 공급 유닛이 상이한 스위칭 상태로 스위칭될 수 있음을 의미하는 것으로 이해된다. 이것은 전력 공급 유닛의 스위칭 온 및 스위칭 오프를 포함하며, 중간 동작 레벨로의 전력 공급 유닛의 스위칭 오버(switching over)를 또한 포함한다. 제어 출력은 이러한 제어를 작동시키는 데에 적당하여야 한다. 전기적 구동의 경우에, 출력은, 예를 들면 광전자 결합기 또는 중계기의 회로의 제어에 필요한 전력을 전달할 수 있도록 설계되어야 한다. 여기서, 전력 소비의 최적화를 위하여 펄스 구동이 제공될 수도 있다.
전기 디바이스가 전력 하강 모드일 때에, 대기 회로는 활성 상태이다. 바람직하게, 회로는 이러한 동작 모드에서 되도록 적은 에너지를 소비하도록 설계되어 야 한다. 신호 입력 또는 신호 입력들은, 적어도 주기적인 질의 간격에서는 활성 상태이며, 제어 유닛에 접속된다. 활성화 이벤트를 나타내는 신호가 신호 입력 중 하나에 인가되는 경우에는, 제어 유닛은 활성화 절차를 개시한다. 활성화 이벤트는 스위칭 입력의 경우에서의 스위치의 작동, (가장 간단한 경우에 비교기에 의해 검출된 비디오 신호의 텔레비젼의 A/V 입력으로의 인가와 같은) 유효 신호 입력의 경우에서의 유효 신호의 발생 또는 원격 제어 입력의 경우에 디바이스를 스위칭 온하기 위한 원격 제어 신호의 커맨드 시퀀스를 포함한다. 유효 신호에 의해서 규정되는 활성화 이벤트의 다른 예는 비디오 레코더의 경우에서의 VPS 신호이다. 그러나, 순수한 임계값 검출은 이러한 목적을 충족시키지 않으므로, 대응하는 복잡한 복호화 회로(수신 회로)가 요구된다. 전력 소비를 최적화하기 위하여, 이것은 예를 들면, 프로그램된 기록 시간 전에 활성화될 수 있다.
이러한 관점에서 활성화 절차는 활성화 이벤트에 따라 변할 수 있다. 가장 간단한 경우에, 제어 유닛은 제어 출력을 활성화시켜서, 결과적으로 전력 공급 유닛을 스위칭 온하여, 이 디바이스는 전력 상승 모드로 스위치 오버된다.
이러한 관점에서, 원격 제어 입력은 특정한 역할을 가질 수 있다. "온(on)" 스위치 신호 또는 유효 신호의 발생의 결과는, 예를 들면 단순히 디바이스가 스위칭 온된다는 점이며, 원격 제어 신호에서의 상황은 보다 복잡하다. 한편, 이러한 경우에는 신호 및 요구되는 처리만이 상당히 복잡하다. 무선 또는 적외선 원격 제어 신호의 경우에는, 예를 들어 문제의 신호는 증폭, 복조, 필터링 및 바람직하게는 디지털화를 요구할 수 있다. 다른 한편으로, 신호의 단순한 존재는 활성화 이 벤트를 나타낸 필요는 없다. 그러나, 먼저 원격 제어 신호가 실제로 디바이스를 위한 것(그리고 다른 디바이스를 위한 것은 아닌지)인지 여부를 확립하는 것이 필요할 수는 있다. 추가적으로, 수신된 원격 제어 신호가 실제로 디바이스를 활성화하기 위한 것인지 여부에 대한 확인이 요구된다. 마지막으로, 이용자가 원하며, 원격 제어 신호에 의해서 개시된 신호는 항상 동일하지는 않다. 그러나, 예를 들면 이용자는 적절한 숫자 버튼을 누름으로써 사전 선택된 프로그램(수신 채널)으로 텔레비전을 개시할 수 있다.
대기 회로에 의한 원격 제어 신호의 처리에 있어서, 본질적으로 전체 분석, 최소 분석 및 멀티스테이지 분석에 대한 선택권이 제안되며, 애플리케이션에 따라, 원격 제어 신호에 대한 어떠한 형태의 분석이 각각의 경우에 의미가 있는지에 관한 결정이 요구된다.
전적인 분석으로, 수신된 원격 제어 신호는 대기 회로에 의해서 완전히 분석된다. 즉, 원격 제어 신호에 의해서 나타난 코드가 결정되며, 저장된 대기 신호, 즉 활성화 이벤트를 개시하기 위한 커맨드 시퀀스와 비교된다. 이러한 대기 신호는 대기 회로 내에 사전에 저장될 수 있다. 그러나, 활성화 이벤트를 나타내기 위한 신호가 자유로이 프로그램될 수 있는 것, 즉 대기 회로 내에 저장이 가능한 것이 바람직하다.
최소의 분석으로, 활성화 이벤트가 원격 제어 입력(예를 들면, 적외선 검출기 다이오드, 초음파 또는 무선 수신기 등)에서 검출되는 활성도(activity)에 의해서 대기 회로 내에 규정된다. 적외선 원격 제어의 경우에 있어서, 이것은 적외선 다이오드의 광발전 동작 모드(a photovoltaic operation mode)에서도 가능하다. 소정의 형태의 적외선 신호가 발생하는 순간, 활성화 이벤트가 초기화되며, 이것에 의해서 전기적 디바이스는 디바이스 제어 유닛(마이크로컨트롤러)이 활성화되는 동작 모드로 스위칭되며, 그런 다음 신호를 복호화한다.
멀티스테이지 분석으로, 대기 회로는 원격 제어 수신 소자(예를 들면, 적외선 입력)에 활성도가 존재하는지 여부를 확립함으로써 개시한다. 이러한 경우에는, 대기 회로는 전체 분석을 개시하도록 움직인다. 이것은 (시간 지연(time lag)이 거의 없이)전체 기능이 매우 낮은 전력 소비로 가능하다는 장점을 가진다. 결과적으로, (예를 들어, 어떠한 사전 조정된 대기 코드도 수신되지 않는다면)불필요한 활성화 이벤트가 방지될 수 있다.
활성화 이벤트를 개시한 수신된 커맨드 시퀀스가 제공되어 대기 회로 내에 일시적으로 저장되며, 여기로부터 디바이스의 "어웨이크닝(awakening)" 마이크로컨트롤러에 의해서 판독되어, 전송된 신호가 "소실(lost)"되지 않고서 실행된다. 특히, 디바이스가 전력 상승 모드인 경우에 먼저 원격 제어 신호가 디바이스의 제어 유닛에 의해서 판독될 대기 회로로 전송되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 제 2 원격 제어 신호에 대한 필요성이 없어진다.
본 발명의 다른 측면에서, 디지털 데이터 입력이 추가적인 신호 송신기 입력으로 제공된다. 이것은 표준화된 직렬 또는 병렬 인터페이스, 버스 시스템등을 포함하는 어떠한 디지털 인터페이스에도 접속될 수 있다. 특히, 예를 들면 이더넷 네트워크(Ethernet network)와 같은 컴퓨터 인터페이스 또한 규정된 활성화 이벤트 에 대하여 모니터링될 수 있다. 이것은 인터넷으로의 접속에 있어서 특히 유용하다.
바람직하게, 대기 회로는, 예를 들면 정적 RAM으로 실시될 수 있는 메모리를 포함한다. 이러한 타입의 메모리로, 저장된 데이터가 유지될 수 있으며, 단지 매우 낮은 전력만이 이러한 목적으로 요구된다. 메모리의 크기는 동작 파라미터(스위칭 동작, 아날로그 입력의 감도 등)의 저장, 수신된 원격 제어 코드, 저장된 대기 코드 및 클럭 또는 타임 스위치 클럭 레지스터에 적당하도록 설계될 것이다.
본 발명의 다른 측면에서, 클럭 또한 대기 회로 내에 제공된다. 이러한 용어는 소정의 형태의 타이머 또는 연속적인 계수기에 대하여 기능적으로 사용된다. 즉, 클럭이 취해져서 자동 증분을 가지는 간단한 계수기 레지스터를 의미한다. 클럭 생성기가 대기 회로 내에 제공될 수 있다. 이러한 관점에서, 적어도 구성 요소(예를 들면, 석영)를 결정하는 클럭 펄스 또는 완전한 클럭 생성기(발진기)를 외부에 배치하는 것이 바람직하다. 주파수 결정 요소의 접속용 입력 및 외부적으로 생성된 클럭 펄스용 입력들은 집합적으로 "클럭 입력"으로 불린다. 주 전원 주파수로부터 클럭 펄스를 유도하는 유닛 또한 클럭 생성기로 고려될 수 있다.
이용할 수 있는 클럭이 존재하는 경우에는, 제어 유닛은 타입 스위치 기능을 수행할 수 있으며, 이것에 의해서 활성화 절차가 세트 활성화 시간(또는 계수)에 개시된다. 바람직하게, 대기 회로 클럭이 전체 디바이스의 실시간 클럭의 역할을 할 수 있으며, 이 디바이스 제어 유닛은 바람직하게 매 스위칭 온 때마다 클럭을 판독한다. 그런 다음, 계수기 레지스터 변환에서 계수기 위치가 시간 단위로 변환 될 수 있다(년, 월, 일, 시, 분, 초). 따라서, 별도의 실시간 클럭이 필요치 않게 된다.
본 발명의 다른 측면에서, 통신 접속이 제공되어 대기 회로가, 예를 들면 대기 회로를 포함하는 마이크로컨트롤러를 가지고 디바이스와 통신하는 것을 가능하게 한다. 이것은 전문가에게 공지된 어떠한 형태의 데이터 통신이라도 무방하다. 예를 들면, 직렬 및 병렬 인터페이스와 같은 디지털 통신 방법과 버스 시스템이 선호된다. 여기서는 저렴한 비용으로 실시될 수 있는 집적 회로들간의 특별히 간단한 표준 접속으로서 I2C 버스가 선호된다. 제어 유닛은 한편으로는 이러한 통신 접속에 의해서 프로그램될 수 있어서, (예를 들여, 제어 유닛이 유효 신호를 수신하는 때가 아니라 스위치 신호를 수신하는 때에 활성화 절차를 개시하기로 되어 있다면)활성화 이벤트가 규정된다. 예를 들면, 활성화 절차가 개시되기로 예정된 커맨드 시퀀스를 원격 제어부로부터 메모리로 직접 전송하는 것 또한 가능하다. 데이터의 전송을 허용하는 통신 접속의 경우에, 스위칭 온 시에 수신되어 메모리 내에 저장된 (또한, 스위칭 온 후에 수신된 다른 모든 코드에 적절한) 원격 제어 커맨드 시퀀스 또한 통신 접속을 통해서 판독될 수 있다.
현재의 기술의 대기 회로는 종종 디바이스의 전체 제어 전자부를 포함하였다. 즉, 전용 대기 회로가 존재하지 않았으며, 제어 전자부(마이크로컨트롤러 포함)는 대기 모드에서 활성 상태로 남았다. 본 발명의 추가적인 전개에서, 이제 별도의 대기 회로가 제공되는 것이 의도된다. 이는 바람직하게 집적 회로, 즉 칩의 형태를 띨 것이다.
예를 들면, 8개 또는 14개의 단자를 가지는 표준 모드는 이러한 목적에 이용될 수 있다. 그 결과로서 매우 낮은 생산비용 및 또한 낮은 전력 소비가 획득될 수 있다. CMOS와 같은 공지된, 낮은 전류 드레인 칩 기술(low current)이 바람직하다.
대기 회로는 바람직하게 전력 하강 모드에서 되도록 적은 전기 에너지가 소비되도록 설계된다. 이것은 (부하가 없을 경우, 즉 신호가 인가되지 않은 동안 에 전력 소비가 최소인) 에너지 절약 회로 설계를 포함하며, 바람직하게 지능형 전력 관리부를 포함하며, 요구되지 않는 회로의 구성 요소는 디스에이블링(disabling)된다. 추가적인 에너지 절약 수단은 버스트 모드(burst mode)에서, 즉 단지 주기적으로 입력을 모니터링하는 것이다.
본 발명에 따른 디바이스는 전력 하강 모드 및 동작 모드로 스위치될 수 있으며, 전력 공급 유닛은 전력 하강 모드에서 디스에이블링되지만, 대기 회로는 활성 상태로 남는다. 전력 공급 유닛은 별도로, 이러한 디바이스는 많은 기능 유닛을 가진다. 이러한 기능적 용어는 전기 디바이스의 기능에 기여하는 유닛을 의미한다. 예를 들면, 이것은 텔레비전의 전자부와 수상관, 테이브 드라이브 및 드라이브 전자부를 포함하며, 또한 비디오 레코더 등의 수신 소자를 또한 포함한다. 기능 유닛은 전력 공급 유닛은 별도로, 공지된 전기 디바이스의 모든 전기 구성 요소를 의미하는데, 이는 전력 공급부에의 접속을 가능하게 하며, 기능 유닛에 전기 에너지를 공급한다.
전력 공급 유닛이 디스에이블링되는 때에 대기 회로가 활성 상태로 남도록 하기 위하여, 별도의 에너지 공급이 요구된다. 이것은, 예를 들면 간단한, 1차측 전력 공급, 즉 바람직하게 전기적 공급 시스템으로의 직접적인 접속, 즉 변압기가 존재하지 않는 접속을 가지는 전력 공급 유닛일 수 있다. 이러한 방식으로, 요구되는 낮은 동작 전류는 보호 저항을 가지는 전기 공급 시스템으로부터 직접적으로 인출되거나, 캐패시터를 통해서 인출될 수 있다. 이와 달리, 에너지 저장부가 대기 회로에 전기적 에너지를 공급하기 위하여 제공될 수도 있다. 여기서, 이는 (바람직하게, 대체 가능한) 배터리가 될 수도 있다. 배터리와 같은, 오늘날 대기 회로로 이용되는 반도체 기술을 이용하면 2 내지 5년 동안 대기 회로에 요구되는 전기적 에너지를 용이하게 공급할 것이다.
그러나, 특히 바람직한 것은 재충전이 가능한 에너지 저장부이다. 이것은 어큐뮬레이터(accumulator)(축전지) 또는 충분한 캐패시턴스를 가지는 캐패시터일 수 있다. 모델에 따라서, 이것은 표준(예를 들면, 전해질) 캐패시터 또는 통상적으로 0.047F 또는 그 이상의 값을 가지는 특별히 높은 캐패시턴스를 가지는 캐패시터일 수 있다.
재충전 가능한 소자에 대하여, 충전 디바이스가 제공되는 것이 바람직하다. 이것은 태양 전지와 같은 외부 에너지원을 이용할 수도 있다. 그러나, 통상적으로, 활성 상태인 때에 (디바이스가 동작 모드인 경우에) 주로 디바이스의 전력 공급 유닛에 의해서 전기적 에너지가 공급될 것이다.
이러한 관점에서, 디바이스가 장시간동안 전력 하강 모드로 남는 경우에 대 기 회로에 대한 전력 공급이 계속되도록 보장하는 상이한 방식이 존재한다. 한편으로, 에너지 저장부가 모니터링될 수 있으며, 이것이 공급하는 전압은, 예를 들면 최소 임계값과 비교된다. 에너지 저장이 최소 레벨 아래로 떨어지는 경우에는, 바람직하게 스위칭 온함으로써 재충전되어, 소정의 시간(충전 싸이클) 동안 충전에 요구되는 전압이 이용가능하도록 한다. 이 경우에, 전력 공급 유닛을 스위칭 온할 때에 전체 디바이스가 동작 상태가 되지 않는데, 기능 유닛은 디스에이블링된 상태로 남으며, 충전 회로(전력 상승 마스킹(power-up masking))의 공급을 위해서 단지 전력 공급 유닛만이 활성 상태가 되는 것이 바람직하다.
대안적으로, 또는 상기한 바와 결합하여, 전력 공급 유닛이 간결하게 스위칭 온되어 이전에 프로그램된 간격(고정 충전 싸이클)으로 에너지 저장부를 충전하는 충전 방법을 추구할 수도 있다. 이러한 방법은 대기 회로 내에 제공되는 타임 스위칭 클럭 기능에 의해서 실시될 수 있는데, 디바이스가 스위칭 오프되는 동안에 소정의 시간 주기(예를 들면, 에너지 저장부로서의 1,000㎌ 캐패시터로 대략 5분, 또는 100mAh 어큐뮬레이터로 수주일)가 사전에 프로그램되며, 이 시간이 경과하면, 전력 공급 유닛은 다시 스위칭 온된다. 여기서도 전력 공급 유닛만이 스위칭 온되며, 디바이스의 기능 유닛은 스위칭 온되지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전력 공급 어셈블리의 경우에, 대기 회로는 전력 공급 모듈을 가지도록 집적된다. 그러면, 이러한 전력 공급 어셈블리는 "지능형" 전력 공급 유닛으로서 통상적인 디바이스와 함께 이용될 수 있으며, 이 전력 공급 유닛은 그 자체가 대기 기능을 가진다.
본 발명의 이들 및 다른 측면은 이후에 기술되는 실시예를 참조한, 제한적이지 않은 실시예에 의해서 명백해 질 것이다.
도 1은 대기 회로(20)를 포함하는 스위칭 모듈 ZPS를 도시한다. 스위칭 모듈 ZPS는 14개의 외부 단자 1 내지 14를 구비한다. 대기 회로는 선형 전압 조정기(24)를 가지는 전력 공급 어셈블리(22)를 구비한다. 또한, 클럭(26), 제어 유닛 및 저장부(a store)(30)가 제공된다.
모듈 ZPS의 단자 1 및 2는 전력 공급에 이용된다. 여기서 전력 공급 어셈블리(22)는 선형 전압 조정기(24)를 가지는데, 여기에 정전압 Vref가 기준 전압으로서 공급되며, 제어 유닛(28) 및 (도시되지 않은) 적절한 다른 구성 요소로의 일정한 선형적으로 조정된 공급 전압을 유지한다. 이러한 방식으로, 회로 모듈은 약 2 에서 15V까지의 광범위한 입력 전압에 대하여 작동될 수 있다. 전력 공급 어셈블리(22)는 저항 R1, R2, R3 및 R4로부터 형성된 전압 분배기를 가지며, 전압 분배기의 각각의 단(stage)의 전압 레벨은 3개의 비교기 U0, U1 및 U2중 하나에 접속된다. 이들 비교기 U0, U1 및 U2는 각각의 분배된 부분을 고정된 기준 레벨 Vref와 비교한다.
도시된 바와 같이, 기준 전압은, 예를 들면 전력원 I1 및 제너 다이오드(30)에 의해서 공급될 수 있다. 이러한 방식으로, Vref는 일정하게 낮은 전력 소비를 가지며 입력 전압에 독립적으로 남는다.
비교기 U0, U1 및 U2의 각각의 출력 신호는 제어 유닛(28)에 공급된다. 함께 취해진 3개의 디지털 신호는 입력(1)에서의 전압 레벨 +Ub에 관한 정보를 제공한다. 예를 들어, 비교기 신호 U0 및 U1이 0이지만(즉, 1회 및 2회 분배된 공급 전압이 기준 전압보다 작지만), 제 3 비교기 신호 U2가 여전히 1인(즉, 3회 분배된 공급 전압이 기준 전압보다 여전히 큰) 경우에는, 이것이 전체적으로 제어 유닛(28)에 제공하는 정보는 공급 전압이 실로 급격하게 감소하지만 여전히 최소 레벨보다 크다는 것이다.
아래에 나타난 표는, 예컨대 어떠한 방식으로 신호 U0, U1 및 U2가 함께 이용될 수 있는지를 나타낸다. 제어 유닛은 매 경우에 공급되는 값의 함수로서 필요한 동작을 수행한다.
Figure 112008067089305-pat00001
스위칭 모듈 ZPS는 통상적인 집적 CMOS 반도체 회로로 구성된다. 전력 소비를 가능한 작게 하기 위하여 회로의 설계에 주의하여야 한다. 여기서 예로써 제안된 CMOS 모듈 ZPS는 2V에서 5V까지의 입력 전압 범위에서 동작한다. 본 발명의 이러한 실시예의 평균 전력 소비는 2㎃보다 작으며, 특히 바람직하게 200㎂보다 작다.
스위칭 모듈 ZPS의 입력(6 및 7)은 본 예에서 발진기에 의해서 공급되는 타이머 증분 레이트(timer increment rate)용 클럭 입력인데, 그 활성 전자 소자(active electronics)는 클럭과 함께 집적되며, 외부 수정체(an external crystal)(32)에 접속된다. 클럭(26)은 32 비트 계수기 레지스터(a 32-bit counter register)인데, 상기 계수기 레지스터는 입력(6,7)에서의 매 클럭 펄스마다 증가된다(분배기에 의해서 분배됨, 도시되지 않음). 이러한 계수기(26)는 제어 유닛(28)에 접속되어 이로부터 판독될 수 있다. 계수기 위치는 변환에 의해서 년, 월, 일, 시, 분 및 초로 변형될 수 있다.
회로 모듈 ZPS의 출력(8)은 출력 구동기 U7을 구동하며, 이를 통하여 광범위한 전류(1㎃ 내지 200㎃)가 적어도 짧은 시간동안 출력(8)으로부터 공급될 수 있다. 이러한 목적에서, 스위칭 모듈 ZPS의 이용에 따라, 전력 공급 유닛의 광전자 결합기(an optoelectronic coupler), 중계 또는 직접 SMPS 제어 입력이 전력 공급 유닛을 스위칭 온 또는 스위칭 오프하는 데에 이용될 수 있다.
버스 구동기 구성 요소(34)는 저장부(a store)(30) 및 제어 유닛(28)에 접속된다. 버스 구동기 구성 요소(34)는 입력/출력(9,10)에 의해서 구동된다. 문제로 되어있는 구성 요소는 공지된 I2C 버스용 버스 구동기 구성 요소이다. 데이터는 전문가에게 알려진, 이것에 대한 프로토콜(protocol)에 따른 I2C 버스에 의해서 저장부(30)에/저장부(30)로부터 전송되거나, 제어 유닛(28)에/제어 유닛(28)으로부터 전송될 수 있다.
스위칭 모듈 ZPS는 신호 입력(3,4,5)을 구비한다. 여기서 입력(3)은 스위치 입력이다. 온/오프 스위치가 이 입력에 직접 접속될 수 있다. 스위치를 동작할 때에, 스위치에 의해서 릴리즈된(released) 전압 펄스는 비교기 U3에 의해서 기준 전압 Vref와 비교된다. 비교 결과는 제어 유닛(28)에 보내어진다. 본 발명의 다른 실시예에서는 쌍안정 플립플롭이 스위치의 아래쪽에(downstream) 접속되지만, 본 발명의 본 실시예에서는 이러한 기능은 제어 유닛(28)에 의해서 직접적으로 인계된다.
입력(4)은 회로 모듈 ZPS가 이용되는 전기 디바이스의 유효 신호에 대한 유효 신호 입력이다. 예를 들면, 이것은 텔레비전에 대해서는 SCART (A/V) 입력일 수 있으며, 컴퓨터 모니터에 대해서는 VGA (동기) 신호일 수 있으며, 오디오 증폭기에 있어서는 음악 신호이며 비디오 레코더에 대하여는 SCART 신호일 수 있으며, 원거리 통신 디바이스에 있어서는 호출(call)을 지시하는 신호일 수 있으며, 컴퓨터 주변 장치에 있어서는 각각의 버스 접속상의 신호일 수 있다. 이러한 신호는 증폭되어 비교기 U4에 의해서 전압 Vref와 비교되며, 제어 유닛(28)은 비교 결과를 다시 평가한다.
입력(5)은 원격 제어 입력인데, 이는 적외선 검출기의 다이오드 또는 적외선 검출기 모듈의 직접적인 접속을 위하여 설계된다. 적외선 검출기 다이오드는 매우 낮은 레벨의 아날로그 신호를 공급하는데, 이는 (자동 이득 제어에 의해) 증폭기 U5에 의해서 증폭되며, 필터(도시되지 않음)에 의해서 대역 통과 필터링된다. 그런 다음, A/D 변환기 U6은 신호를 디지털 신호로 변환하는데 이는 제어 유닛(28)에 의해서 처리된다.
적외선 검출기 모듈은 디지털 신호를 직접적으로 공급하여, U5 및 U6은 이 경우에 요구되지 않는다.
출력(5)에서의 신호는 제어 유닛(28)에 공급된다. 이 위치에서 수신된 디지털 적외선 신호를 복호화한다. 즉, 커맨드 시퀀스(command sequences)를 할당한다. 이 경우에 저장부(30)내에 저장된 시퀀스는 활성화 절차를 개시하기 위한 것이다. 제어 유닛(28)은 수신된 시퀀스를 저장부(30)내에 저장된 시퀀스와 비교한다. 시퀀스가 충분히 정합하는 곳에서 활성화 절차가 개시된다(아래 참조). 프로세스에서, 이들 및 다른 유입 커맨드 시퀀스는 제어 유닛(28)에 의해서 저장부(30)내에 저장되어, 이어서, 일단 디바이스의 마이크로컨트롤러가 작동하면, I2C 버스를 통해서 인출될 수 있다.
스위칭 모듈 ZPS는 입력(11 내지 14) 또한 가지는데, 이들은 프로그래밍 핀으로서 제공된다. 핀의 적절한 배선에 의해서, 다양한 것들이 구동될 수 있다. 이것은 입력(9 및 10)에서 I2C 버스의 대안으로서 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 회로 모듈 ZPS는, 예를 들면 특정 동작 모드를 위하여 핀 점퍼(pin jumper)를 가지고 프로그래밍될 수 있다. 전체적으로 16개의 상이한 이진 조합이 4개의 프로그래밍 핀(11 내지 14)에서 선택가능하며, 3상 입력(tristate input) 버전(version)에서는 81개의 조합이 가능하다.
이러한 프로그래밍의 예(즉, 모드의 선택)가 아래에 표로 나타나 있다.
Figure 112008067089305-pat00002
따라서, 동일한 스위칭 모듈 ZPS가 상이한 디바이스 내에 설치될 수 있는데, 프로그래밍 핀(11-14)은 디바이스에 따라 적절히 세팅된다(예를 들면, 컴퓨터 모니터에서의 설치를 위하여 1010으로 세팅).
제어 유닛(28)은 규정된 활성화 이벤트(a defined activation events)의 경우에 출력(8)을 활성화하기 위하여 공급되는 상이한 신호들을 적절히 결합한다. 제어 유닛(28)은 프로그램가능 로직 소자이다. 다른 버전에서(도시되지 않음), 제어 유닛은 간단한 마이크로컨트롤러인데, 이는 클럭의 발진기를 클럭 펄스로 이용한다. 여기서, 프로그래밍은 I2C 인터페이스(34)를 통하여 발생한다. 프로그래밍에 따라, 제어 유닛(28)은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.
- 소자 U3, U4 또는 U6으로부터 상응하는 출력 신호의 경우에 활성화 이벤트의 개시(신호 입력)와,
- 클럭(26)에 대한 값이 저장부(30)내에 저장된 활성화 시간에 정합하는 경우에 활성화 이벤트의 개시(시간 스위치 기능)와,
- 에너지 공급이 거의 고갈되었음을 나타내는, 비교기 U0, U1 및 U2에 의해서 공급되는 디지털 값의 경우에 활성화 이벤트의 개시(충전 싸이클).
프로세스에서, 제어 유닛(28)은 지능형 전력 관리를 동작시키며, 특정 동작 모드 또는 상응하는 프로그래밍에서 요구되지 않는 대기 회로 ZPS의 이러한 구성 요소에 의해서 스위칭 오프된다. 이것은 출력 구동기 U7, 예를 들면 입력(3,4,5)의 전자 다운스트림(downstream) 또는 I2C 인터페이스(34)에 영향을 미친다.
다른 버전에서, 입력(3,4,5)의 각각의 질의(interrogation)는 사전 조정된 간격들(preset intervals)에서 버스트 모드(burst mode)로 발생한다. 이들 간격은 입력의 타입에 따라 달라진다. 스위치는 매 10 내지 500㎳마다 질의되어야 하는데, 유효 신호 입력의 경우에 명백한 손실(distinct convenience losses) 없이 5s까지의 질의 간격(interrogation intervals)이 가능하다. 스위치에 대한 매 100㎳마다의 질의 및 유효 신호 입력의 경우에 1s가 바람직하다. 이러한 방식으로, 예를 들어 증폭기 U5처럼 전체 에너지 소비에 상당히 기여하는 문제가 되는 소자들이 항상 스위칭 온될 것을 요구되지 않으며, 대신 이들은 주기적으로 매우 짧은 시간동안 활성화된다.
도 2는 전자 디바이스(40)의 블록도를 도시한다. 이 디바이스는, 예를 들면 텔레비전, 비디오 레코더 또는 몇몇 다른 전기 디바이스일 수 있다. 디바이스(40)는 단자(44)를 통해서 전기 공급 시스템에 접속되는 전력 공급용 전력 공급 유닛(42)을 가진다. 디바이스(40)는 (예를 들어, 텔레비전의 마이크로컨트롤러와 같은) 디바이스 제어 유닛(45) 및 (텔레비전의 경우를 예로 들면, 수상관(picture tube) 및 수신 소자(receiver element)) 기능 유닛(46) 또한 가진다. 기능 유닛(46) 및 디바이스 제어 유닛에는 전력 공급 유닛(42)에 의해서 전기적 에너지가 제공된다. (텔레비전의 경우에 SCART 입력에서의 비디오 신호와 같은) 유효 신호는 유효 신호 입력(48)을 통해서 기능 유닛(46)에 전달된다.
디바이스(40)는 스위칭 모듈 ZPS를 구비한다. 이것은 별도의 회로이다. 스위칭 모듈에는 에너지 버퍼 소자(energy buffer element)(50)에 의해서 전기적 에너지가 공급된다. 이것은 출력(8)에 의해서 전력 공급 유닛(42)을 스위칭 온 및 스위칭 오프시킨다.
전기 디바이스(40)는 외부 입력 소자의 예로서 온/오프 스위치(52) 및 적외선 검출기 다이오드(54)를 가진다. 이들은 스위칭 모듈 ZPS의 신호 입력에 접속된다. 스위칭 모듈 ZPS는 I2C 버스를 통해서 디바이스의 기능 유닛(46)으로의 통신 접속을 가진다.
전기 디바이스(40)는 전력 상승 모드(power-up mode)와 전력 하강 모드(power-down mode)사이에서 스위칭될 수 있다. 전력 상승 모드에서는 전력 공급 유닛(42)은 스위칭 온되며, 기능 유닛(46) 및 디바이스 제어 유닛(45)에 전기적 에너지를 공급한다. 동시에, 버퍼 소자(50)에는 전기적 에너지가 공급되어, 이러한 에너지가 전하 자체를 저장한다. 디바이스(40)의 전력 상승 모드에서는 기능 유닛(46)은 활성 상태가 된다. 텔레비전의 경우에는, 예를 들어 수상관 및 수신기 소자 모두가 스위칭 온된다. 유효 신호(예를 들면, 무선 신호(aerial signal))(48)는 그 신호가 처리(예를 들면, 인식, 복조, 디스플레이, 레코딩 등)되는 기능 유닛(46)에 공급된다. 전력 상승 모드에서, 디바이스(40)는 적외선 원격 제어(도시되지 않음)에 의해서 원격으로 제어될 수 있다. 적외선 원격 제어로부터의 신호는 적외선 검출기 다이오드(54)에 의해서 검출되며, 스위칭 모듈 ZPS에의 적절한 신호 입력에 의해서 라우팅(routing)되며, 이는 I2C 버스에 의해서 상응하는 신호를 이를 제공하는 기능 유닛(46)으로 보낸다. 대안으로서, 기능 유닛(46)을 위한 별도의 원격 제어 신호용 수신기가 제공될 수도 있어서, 신호가 스위칭 모듈 ZPS에 의해서 라우팅되지 않아도 된다.
디바이스(40)는 전력 상승 모드로부터 전력 하강 모드로 스위칭될 수 있다. 이것은 적절한 외부 커맨드 입력(예를 들면, "오프" 스위치(52)의 작동 또는 상응하는 원격 제어 커맨드)에 의해서 영향을 받을 수 있다. 그러나, 예를 들어 유효 신호(48)가 사전 결정된 시간 주기 동안 실패하는 경우에는 전력 하강 프로세스는 디바이스 제어 유닛(45)에 의해서도 영향을 받을 수 있다.
비활성화 시에, 디바이스 제어 유닛(45)은 원하는 비활성 이벤트가 규정되도록 스위칭 모듈 ZPS를 프로그램한다. 예를 들면, 타임 스위치의 방식으로 스위칭 모듈 ZPS가 활성화 절차를 개시하는 몇몇 차후의 활성화 시간은 스위칭 모듈 ZPS에 전송될 수 있다. 마찬가지로, 활성화 이벤트가 되는 신호 입력에서의 이벤트가 스위칭 모듈 ZPS의 신호 입력에 관하여 규정된다. 원격 제어 신호에 관하여, 이러한 커맨드 시퀀스는 활성화에 영향을 미치도록 의도된 스위칭 모듈 ZPS에 전송된다. 그러면, 전력 공급 유닛(42)은 (디바이스 제어 유닛(45)에 의해서, 또는 I2C 통신 링크를 통하여 상응하는 커맨드를 따르는 스위칭 모듈 ZPS에 의해서 직접적으로) 스위칭 오프될 것이다. 전기 디바이스(40)는 이제 전력 하강 모드이며, 버퍼 소자(50)에 의해서 급전되는 스위칭 모듈 ZPS만이 여전히 활성 상태가 된다. 기능 유닛(46) 및 디바이스 제어 유닛(45)은 완전히 스위칭 오프되며, 전력 공급 유닛(42)에 의해서 더 이상의 추가적인 전력이 공급되지 않는다. 더 이상의 추가적인 전력이 전기적 주 전원(44)로부터 인출되지 않는다. 이후에 보다 상세히 설명되겠지만, 스위칭된 전력 공급 유닛이 스위칭 오프되는 경우에도 잉여 손실이 여전히 발생할 수 있다.
이제 스위칭 모듈 ZPS는 전력 하강 모드 동안에 가능한 활성화 이벤트를 위하여 신호 입력과 클럭을 모니터링한다. 여기서 활성화 이벤트는
- "온" 스위치(52)의 작동과,
- 유효 신호(48)의 발생과,
- 저장된 "웨이크업(wake-up)" 시퀀스와 충분히 정합하는 원격 제어 커맨드 시퀀스의 검출과,
- 활성화 시간의 도달(사전 조정된 시간과 내부 클럭의 상태의 정합)과,
- 규정된 최소값 아래로 떨어지는 버퍼 소자(50)에서의 공급 전압
을 포함한다.
애플리케이션에 따라, 특히 고려중인 전기 디바이스(40)의 타입에 따라 단지 조금의, 또는 단지 하나만의 앞서 언급한 기능이 여기서 효력을 가질 수 있다. 다른 애플리케이션에 있어서, 필요한 만큼의 추가적인 활성화 이벤트가 규정될 수 있으며, 이들을 위하여, 추가적인 입력이 제공될 수 있다.
스위칭 모듈 ZPS가 전력 하강 모드에서의 활성화 이벤트를 검출한다면, 이것은 출력(8)을 통해서 전력 공급 유닛(42)을 구동하여 다시 전력이 상승된다. 결과적으로, 전기 디바이스(40)는 전력 상승 모드로 스위칭되며, 기능 유닛(46) 및 디바이스 제어 유닛(45)에는 전력 공급 유닛(42)에 의해서 전력이 공급된다. 동시에, 버퍼 소자(50)는 다시 에너지가 충전된다.
활성화 절차가 버퍼 소자(50)를 재충전하기 위하여 개시되는 경우에는 적절한 전력 상승 마스킹이 이용될 수 있어서, 기능 유닛(46) 및 디바이스 제어 유닛(45)은 전력이 상승되지 않으며, 전력 공급 유닛(42)은 단순히 버퍼 소자가 다시 충분히 충전될 때까지 버퍼 소자에 에너지를 공급한다. 이러한 충전 싸이클은 시간에 의해서 제어되거나(비활성화 시에 추가적인 충전 싸이클이 발생할 시간 주기가 사전에 결정됨), 또는 버퍼 소자(50)에 의해서 공급되는 전압이 모니터링될 수 있어서, 충전 싸이클이 버퍼 소자의 에너지가 모두 소진되기 전의 적절한 시간에 활성화된다. 대기 회로 ZPS와 관련하여 설명된 전력 공급 어셈블리(22)는 이러한 목적으로 평가될 수 있는 적절한 신호를 공급한다.
활성화 절차가 수신된 원격 제어 커맨드 시퀀스에 근거하여 개시된다면, 개시 지연 이후에, "어웨이크닝(awakening)" 디바이스 제어 유닛(45)은 수신된 원격 제어 커맨드를 판독하여, 일시적으로 스위칭 모듈 ZPS내에 저장하여 이들을 처리한다. 또한, 이것은 활성 상태를 먼저 개시한 신호가 전력 상승 모드로 스위칭된 디바이스에 의해서 실시될 것을 보장한다.
도 3은 대기 회로를 구비하는 전기 디바이스의 제 1 실시예를 도식적으로 도시한다. 이 실시예는 특히 (약 25W까지의)약한 듀티 전력 공급 유닛(light duty power supply units)에 적합하다. 전기 디바이스(40)는 다시 기능 유닛(46) 및 마이크로컨트롤러를 가지는 디바이스 제어 유닛(45)을 가진다. 디바이스의 프론트(56)에는 스위치(52) 및 적외선 검출기 다이오드(54)가 존재한다. 유효 신호 입력(48)이 기능 유닛(46) 및 스위칭 모듈 ZPS에 접속된다. 1,000㎌의 전해질 캐패시터(58)는 에너지 버퍼 소자의 역할을 한다. 전기 디바이스(40)는 SMPS 전력 공급 유닛(swithched-mode power supply)(42)을 가진다. 제 1 측 상에는 주 전원 필터(60) 및 퓨즈(62)에 의해서 전기 공급 시스템이 접속된다. 전력 공급 유닛(42)의 제 1 및 제 2 측은 기준에 따라 적절히 분리된다. 해당 절연부가 두꺼운 선(64)에 의해서 나타난다. SMPS 전력 공급 유닛(42)은 광전자 결합기(66)에 스위칭 온 및 스위칭 오프될 수 있다. 여기서는 광학 결합에 의해서 적절한 절연이 보장된다.
광전자 결합기(66)의 LED는 스위칭 모듈 ZPS의 출력(8)에 접속된다. 이 수단에 의해서 스위칭 모듈 ZPS는 전력 공급 유닛을 스위칭 온 및 스위칭 오프한다. 스위치 모드 전력 공급부는 종종 전력 공급 유닛의 동작(내부 교류 전압의 생성)이 제어되는 집적 구성 요소를 가진다. 이들 구성 요소들 중 오늘날 이용가능한 몇몇은 전자 스위치용 접속을 가진다. 다른 구성 요소들에서, 이러한 스위치는 저렴한 비용으로 추가될 수 있다. 여기서 스위치는 입력 전압으로부터 내부 고주파수 A.C를 생성하는 제어된 반도체 스위치가 스위칭 오프된 상태로 남도록 한다. 그러나, 여기서, 입력단은 전력 공급 유닛이 스위칭 오프된 상태에서도 활성 상태이어서, 비록 작기는 하지만 잉여 소비가 남는다.
제 2 측에서, 전력 공급 유닛(42)은 디바이스(40)의 기능 유닛(46)을 급전한다. 전력 공급 유닛(42)의 제 2 출력(68)은 내부에 마이크로컨트롤러를 포함하는 디바이스 제어 유닛(45)을 급전한다. 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 온된다면, 스위칭 모듈 ZPS에 전력을 공급하는 역할을 하는 캐패시터 버퍼 소자(58) 또한 다이오드에 의해서 이러한 출력을 통하여 충전된다. 회로 모듈 ZPS는 출력(9 및 10)(I2C 버스)에 의해서 디바이스 제어 유닛(45)에 접속된다. 스위칭 모듈 ZPS의 동작은 디바이스 제어 유닛(45)에 의해서 프로그램될 수 있으며, 입력(5)으로부터의 원격 제어 코드와 같은 신호 또한 이러한 접속에 의해서 디바이스 제어 유닛(45)에 전송될 수 있다.
이러한 본 발명의 제 1 실시예에서, 버퍼 소자는 표준 캐패시터의 형태를 띤다. 1,000㎌의 캐패시턴스로, 캐패시터는 2 내지 5V의 스위칭 모듈 ZPS에 필요한 공급 전압을 10㎂의 전류에서 약 5분 동안 보장할 수 있다. 그러나, 재충전은 매우 빠르다. 캐패시터는 1초가 되지 않아서 완전히 충전될 수 있다. 그러므로, 이러한 본 발명의 제 1 실시예에서 공급 전압의 모니터링에 의한 재충전 싸이클의 제어가 제공된다. 전력 공급 유닛(42)은 광전자 결합기(66)에 의해서 교환하는 잡음없이 스위칭 온될 수 있다. 전력 공급 유닛의 나머지 부분도 이와 유사하게 설계되어, 스위칭 온 프로세스는 어떠한 명백하게 인식할 수 있거나 적어도 교란하는 잡음을 생성하지 않아서, 주기적인 충전 싸이클이 두드러지지 않는다. 이러한 충전 싸이클에서, 임계값 아래에 놓이는 입력 전압의 전력 공급 어셈블리에 의한 검출에 의해서 개시되어, 스위칭 모듈 ZPS는 전력 공급 유닛(42)을 활성화하여, 버퍼 소자(58)가 단자(68)에 의해서 충전된다. 동시에, 전력 상승 마스크를 활성화하는 신호 또는 커맨드가 단자(9 및 10)를 통하여 디바이스 제어 유닛(45)에 전송되어, 이러한 전력 공급 유닛(42)의 짧은 시간의 활성화동안에 디바이스 제어 유닛(45)은 완전히 전력이 상승되지 않으며, 기능 유닛(46)도 전혀 전력이 상승되지 않는다. 매초마다 5분 동안 충전 싸이클에 대하여 5W의 전력 소비를 가정하면, 전력 하강 모드에서의 평균 전력 소비는 모두 0.017W이다.
이와 달리, 전력 공급 유닛을 스위칭 온하는 것이 자동으로 디바이스 제어 유닛(45)( 및 기능 유닛(46))이 전력 상승되도록 하지 않는 전력 상승 마스킹이 해결책으로 선택될 수도 있는데, 이러한 목적을 위하여 특별한 "활성화 커맨드"가 통신 단자(9,10)에 의해서 먼저 요구된다.
이와 달리, 예를 들면 최대 전압 5.5V를 가지는 0.1F의 캐패시턴스를 가지는 높은 캐패시턴스 캐패시터(수퍼 캡(Super Cap), 골드 캡(Gold Cap))가 이용될 수도 있다. 회로 모듈 ZPS가 2 내지 5V에서 10㎂의 전류를 요구한다면, 충전 싸이클은 약 8시간이 요구된다. 10W의 전력 소비 및 10s의 충전 시간을 가지는 약간 큰 전력 공급 유닛을 이용하면, 평균 전력 소비는 약 0.034W가 된다.
특정한 애플리케이션에서, 상기 소자 중 어느 것이 에너지 버퍼 소자로 이용될 것인가 및 어떠한 공지된 충전 방법이 이용될 것인가에 관한 결정은 전기 디바이스의 타입에 따라서(그리고, 전력 공급 유닛의 타입에 따라서) 이루어질 것이다. 여기서 언급된 모든 버퍼 소자 타입은 결합하여 이용될 수도 있다. 다른 해결책으로서, 슈퍼 캡으로 버퍼링되는 태양 전지를 이용하여 전력 공급이 제공될 수도 있다. 그러나, 디바이스의 기능이 어두운 환경에서도 보장된다면, 여기서도 충전 싸이클이 요구된다.
도 4는 전기 디바이스(40)의 다른 실시예를 도시한다. 대부분의 구성 요소에 관하여, 이는 본 발명의 제 1 실시예에 해당하여, 상기 기술된 바가 여기서도 역시 적용된다. 본 발명의 제 1 실시예와의 차이점은 전력 공급 유닛(42)이 광전자 결합기에 의한 스위칭 모듈 ZPS에 의해서 스위칭 온되거나 스위칭 오프되지 않는다는 점이다. 대신에, 출력(8)에 의한 스위칭 모듈 ZPS에 의해서 구동되며, 전력 공급 유닛(42)으로부터 공급 전압을 접속 해제하는 쌍안정 중계기(70)가 주 전원 공급부(44)뒤에 바로 제공된다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 전력 공급 유닛(42)은 매우 간단한 구조일 수 있으며, 제어가 가능하지 않아도 된다. 이러한 경우에, 이것은 필요한 경우에 공급 전압을 정류하고 평활하는 다운스트림 전자부를 가지는 간단한 50㎐ 변압기일 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예는 무거운 듀티 스위칭된 전력 공급(>100W)에도 적합하다. 앞서 설명한 바와 같이, 스위치 모드 전력 공급이 "접속 해제"되는 때에 입력단(필터 등)에서의 잉여 소비는 유지된다. 무거운 듀티 전력 공급 유닛의 경우에, 이들 손실은 너무 커서 이 경우에 중계기(70)에 의해서 전력 공급 네트워크로부터의 완전한 분리에 대한 결정이 이루어질 수도 있다.
본 발명의 제 1 실시예와는 다른 차이는 버퍼 소자의 성질에서 알 수 있다. 여기에 어큐뮬레이터(72)가 제공되는데, 이는 충전 회로(74)에 의해서 충전된다. 본 발명의 제 1 실시예와 비교되는 이러한 추가적인 차이점은 중계기(70) 또는 광전자 결합기(66)에 의한 전력 공급 유닛(42)의 제어에 독립적이다. 본 발명의 실시예는 상응하는 가능한 결합에 대한 예로서의 역할도 하는데, 특정 애플리케이션에서는 스위칭 모듈 ZPS에 대하여 어떠한 전력 공급 유닛 제어의 타입 및 에너지 공급의 타입이 선택될 것인지에 대한 결정이 요구된다.
본 발명의 제 2 실시예에서 이용된 어큐뮬레이터(72)는 충분히 큰 캐패시턴스를 가져서 낮보다 분명히 긴 정지 동작이 가능하다. 100mAh의 캐패시턴스가 바람직하다. 이러한 방식으로, 100㎂의 전력 소비의 6주 동안의 동작이 보장된다. 그러나, 이러한 소자에 대한 충전 시간은 매우 길며, 약 5시간 정도가 걸린다. 이와 달리, 1시간 미만의 고속 충전 또한 가능하지만, 이것은 추가적인 회로 복잡도를 포함한다. 그러나, 6주라는 매우 긴 싸이클 시간에 기인하여, 통상적으로 전자 디바이스(40)의 정규의 동작에서 발생하는 충전 프로세스가 충분하도록 할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 디바이스는 매우 긴 시간동안 전력 하강 모드로 남는데, 본 실시예에서는 시간 제어가 공급 전압을 보장하기 위하여 충전 싸이클을 따라간다. 비활성화 시마다, 스위칭 모듈 ZPS는 디바이스 제어 유닛(45)의 마이크로컨트롤러에 의해서 프로그래밍되어, 확실성을 가지고 보장될 수 있는 동작 시간(예를 들면, 5주)후에 디바이스가 그 동안 활성화되지 않았다면 충전 싸이클은 개시된 시간에 의해서 제어된다.
도 5는 전기 디바이스(40)의 제 3 실시예를 도시한다. 본 발명의 앞선 2개의 실시예와는 달리, 여기서는 스위칭 모듈 ZPS의 전력 공급을 위한 버퍼 소자가 제공되지 않으며, 스위칭 모듈 ZPS에는 전기적 에너지가 전력 공급 회로(76)에 의해서 전기 공급 시스템으로부터 직접 공급된다. 전력 공급 회로(76)는 주 전원 필터(60)에 접속된다. 이는 ㏁의 범위내의 보호 저항 및 정류 회로를 포함한다. 0.05W 미만의 에너지 소비를 타겟으로 설정하여, 범용 동작 설계(범용 주 전원는 85V 내지 240V)에서 이러한 보호 저항을 이용하여 약 50㎂까지가 인출될 수 있다. 회로가 보다 엄격히 특정된 전력 공급 네트워크(예를 들면, 200V 내지 240V)에 대하여 설계된다면, 100㎂를 초과하는 보다 높은 전류가 인출될 수 있다. 저항 대신 캐패시터가 이용된다면 수 ㎃의 범위의 보다 높은 전류 또한 인출될 수 있다.
도 5에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에서, 스위칭 모듈 ZPS은 기준에 따른 제 1 측으로부터 충분히 절연되지 않는데, 이는 절연을 나타내는 라인(64)의 경로로부터 명백하다. 기준에 따라 요구되는 절연을 계속하여 보장하기 위해서는 단자(9 및 10)는 광전자 결합기(78,80)를 이용하여 디바이스 제어 유닛(45)에 접속되어야 한다.
별도로 나타나지 않은 본 발명의 다른 실시예에서, 도 5의 광전자 결합기(78 및 80)가 생략되었다. 여기서는 디바이스 제어 유닛(45)과 스위칭 모듈 ZPS 사이에 통신이 존재하지 않는다. 스위칭 모듈 ZPS는 (예를 들면, 앞서 언급한 프로그램 핀에 의해서)특정 기능에 영구적으로 프로그램된다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 이것은 매우 엄격한 해결책인데, 이것은 특히 전기 디바이스(40)의 개입 또는 변경이 거의 필요하지 않다는 점에서 비용 면에서의 잇점을 제공한다. 따라서, 대기 회로 ZPS는 기존의 디바이스 설계를 가지고 집적하기에 매우 용이하다.
도 6은 회로 모듈 ZPS의 제 2 실시예를 도시한다. 본 발명의 이러한 실시예는 8개의 단자를 가지고 있어서, 8개의 단자를 가지는 라인 패키지내의 표준 이중에서의 집적 CMOS 회로로 조정될 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예와는 대조적으로, 스위칭 모듈 ZPS의 제 2 실시예는 하나의 입력(3)만을 가진다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 신호 입력(3)은 아날로그 신호, 제어 신호 및 스위치 신호용 다목적 입력으로 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 적외선 검출기 다이오드(54), 스위치(52) 및 아날로그 입력 회로(55)가 입력 3에서 서로 평행한 어스(earth)에 접속된다. 내부적으로, 입력(3)뒤에, 원격 제어 신호를 평가하는 수단 모두에는 구성 요소 U5A 및 U8A, 그리고 비교기 U3A를 가지는 스위치 신호를 평가하는 수단이 제공된다. 증폭기 U5A는 IR 다이오드(54)로부터 신호를 증폭하여 이를 (+Ub후에 고저항 접속을 생성하는)낮은 정지 전류에 공급한다. 이러한 경우에, 이러한 정지 전류의 설계는 스위치가 개방되는 경우에 전압이 U3A의 스위칭 임계값보다 높게 유지되도록 선택된다. 이것은 자동 정지 전류 세팅을 요구할 수 있다. 스위치(52)가 작동되는 경우에, 전압은 0V로 강하하여, 비교기 U3A는 상태를 변경한다. 적외선 다이오드(54)에 의한 원격 제어 커맨드의 수신시에 결과적으로 상이한 신호에 기인하여, 한편으로는 스위치(52)의 작동 시에, 다른 한편으로는 어느 카테고리에 입력(3)에서의 신호가 할당될 수 있는지를 제어 유닛(28)이 인식할 수 있다.
회로(55)는 다른 신호의 단자(33)로의 접속을 가능하게 하는데, 그렇게 하는 동안에 신호가 존재하는지 여부에 대한 대강의 모니터링이 단순히 수행된다. 신호는 스위치와 유사하게, 트랜지스터 Q1을 구동하여 입력(3)을 R5를 통해서 0V에 스위칭한다. 이때 발생하는 문제점은, 디바이스가 동작중 일 때에, 입력 신호는 항상 단자(53)에 인가될 것이어서, 입력(3)은 회로(55)에 의해서 어스에 지속적으로 접속된다. 그러면, 다른 입력(스위치, 원격 제어 신호 등)이 인식될 수 있다. 전력 상승후에 디바이스가 커맨드를 인식할 수 있도록 하기 위하여, 회로는 6에서의 신호의 경우에 Q2 및 R9에 의해서 비활성화된다. 본 발명의 이러한 실시예를 위하여, 출력(6)에 의한 전력 공급 유닛의 구동시에 출력(6)에는 전력 공급 유닛이 스위칭 온되는 동안에 일정한 출력 신호가 존재함이 가정된다. 이러한 출력 신호는 Q2를 스위칭 온하며, 그 결과, Q1에서의 신호 S3은 단락되어서, 회로(55)가 동작시에 비활성화된다. 전력 공급 유닛의 버스트 구동을 원한다면, 별도의 출력 또는 몇몇 추가적인 이산 성분에 의해서 비활성화가 영향을 받을 수 있다.
도 7은 스위칭 모듈 ZPS의 매우 간단한 이용을 도시한다. 이 경우에, 스위칭 모듈 ZPS는 전기 디바이스에서 이전에 빈번히 이용된 스위치 모드 전력 공급을 대체하는 역할을 하는데, 이는 전력 공급 유닛을 전력 공급부로부터 기계적으로 접속 해제한다. 이러한 비교적 고가의 회로는 스위치(52)의 결합에 의해서 영향을 받을 수 있는데, 이는 스위칭 모듈 ZPS에 접속되며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 전력 공급에 의해서 제어된다.
이러한 간단한 형태의 스위칭 모듈 ZPS는 단지 2개의 비교기, 제어 유닛(28) 및 전력 공급부(도시되지 않음)를 구동하는 구동기 U7A를 가지는 전력 공급 어셈블리(22)만을 포함한다. 대체가능한 (AlkMn) 배터리 V1이 버퍼 소자로서 제공된다. 이를 가지고서, 회로는 7년까지 동작될 수 있다. 전자 디바이스를 이용한 데이터 접속은 이 경우에 제공되지 않으며, 불필요하다. 이러한 최소의 해결책은 공지된 디바이스에서 약간 변형하여서, 혹은 변형하지 않고서 이용될 수 있다.
도 8은 전기 디바이스(40)의 제 4 실시예를 도시한다. 기능 유닛(46), 입력(48), 디바이스 제어 유닛(45) 및 프론트(56)와 그 위에 구성된 제어부를 가지는 디바이스(40)가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 그러나, 이들과는 달리, 디바이스(40)는 전력 공급 어셈블리(82)를 포함하는데, 전력 공급 유닛 및 스위칭 모듈 ZPS의 기능이 함께 집적된다. 전력 공급 어셈블리(82)는 기능 유닛을 위한 출력으로서 전력 공급 출력(84)을 가진다. 또한, 버퍼 출력(86)이 제공된다. 통신 접속(88)은 스위칭 모듈 ZPS와 디바이스 제어 유닛(45) 사이의 양방향 통신의 역할을 한다. 전력 공급 어셈블리(82)는 유효 신호를 위한 입력(90) 또한 가지는데, 이는 디바이스(40)의 신호 입력(48)에 접속된다.
전력 공급 어셈블리(82)는 스위칭 온/오프용 광전자 결합기(66)를 가지는 SMPS 전력 공급 유닛(42)을 가진다. 제 1 측 상에서는 필터(60)에 의해서 전력 공급(42)이 주 전원 단자(44)에 접속된다. 디바이스 퓨즈(62)가 유사하게 제공된다. 슈퍼 캡(92)이 스위칭 모듈 ZPS의 에너지 공급용 버퍼 소자로서 제공되는데, 이는 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 온되는 경우에 출력(84) 및 다이오드에 의해서 충전된다. 전력 공급 어셈블리(82)는 스위치(52) 및 적외선 검출기 다이오드(54)를 가진다. 이들 소자는 디바이스(40)의 프론트상에 위치한다. 이러한 목적을 위하여, 전력 공급 어셈블리(82)가 디바이스(40)의 내부에 맞추어져서 소자(52 및 54)가 프론트로부터 액세스가능하거나, 그렇지 않으면, 이들 소자는 프론트 상에 별도로 제공되고 전력 공급 어셈블리(82)의 상응하는 단자에 접속되어야 한다. 기능에 기인하여, 도 8에 도시된 본 발명의 실시예는 도 3에 도시된 전기 디바이스의 제 1 실시예에 상응하여서, 앞서 기술된 바가 여기서도 유사하게 적용된다. 소자의 장치로부터 간단하게, 어셈블리 ZPS는 이미 주 전원 어셈블리(82)의 일부이다. 이러한 방식으로, 전력 공급 유닛(42), 그 드라이브(여기서, 예로서, 광전자 결합기(66)) 및 스위칭 모듈 ZPS가 서로 가장 잘 적응될 수 있다.
상기 설명된 본 발명의 모든 예들은 매 경우에 이용된 소자의 예시적인 결합으로 간주되며, 개별적인 소자(예를 들면, 중계에 의한 회로/광전자 결합기에 의한 회로, 배터리/캐패시터/슈퍼 캡/어큐뮬레이터 등에 의한 버퍼링) 또한 매 경우에 가능하다.
상기 언급된 본 발명 또는 실시예의 다른 확장은 다음과 같다.
- 도 8에 나타난 바와 같이, 전력 공급 어셈블리(82)내의 전력 공급 유닛(42)과 스위칭 모듈 ZPS의 결합대신에, 전기 디바이스의 제어를 위하여 제공되는 마이크로컨트롤러(디바이스 제어 유닛(45))가, 예를 들면 마이크로컨트롤러내의 등가의 기능의 하드웨어의 집적에 의해서, 또는 공통 패키지내의 2개의 기능 소자의 집적에 의해서 스위칭 모듈 ZPS와 같은 기능이 제공될 수도 있다. 이러한 경우에, "대기 회로"는 전기 디바이스의 별도의 구성 요소로서 더 이상 필요하지 않다.
- 상기 언급된 실시예의 예에서, 적외선 다이오드는 매 경우에 스위칭 모듈 ZPS의 신호 입력에 직접 접속되었다. 이러한 다이오드 대신에, 사전 제조된 적외선 검출기 모듈 또한 이용될 수 있는데, 이는 검출된 신호 처리를 수행하며, 바람직하게는 디지털 신호를 생성한다.
- 원격 제어 신호용 검출기로서 접속된 적외선 다이오드는 바이어스 전류용 증폭기 및 전력 공급부를 요구한다. 이와 달리, 이러한 다이오드는 광전지 동작 모드에서도 동작할 수 있다. 이러한 동작 모드에서, 다이오드는 가변 저항으로 이용되지 않으며, 적외선에 노출되는 경우에 다이오드에 (낮은) 전압이 생성된다. 부하가 없는 경우에 특별히 낮은 전력 소비를 획득하고자 하는 경우에는, 다이오드는 부하가 없는 경우에(즉, 신호가 존재하지 않는 경우에) 광전지 동작 모드에 먼저 스위칭되도록 접속될 수 있다. 검출되는 신호에 의해서 발생하는 전압이 보다 검출 회로에 통상적이며, IR 검출기 다이오드로 이용되는 민감한, 광저항성 모드에 다이오드 스위칭되는 경우에, 신호는 수신되고 처리될 수 있다.
- 특히, 본 발명의 제 3 실시예에서(도 5), 양방향성 광전자 결합기(78,80)를 가지는 통신 단자(9,10)는 비교적 고가의 해결책이다. 대안적으로, 간단한 단방향의 인터페이스가 제공될 수도 있으며, 이로 인하여, 데이터는 스위칭 모듈 ZPS에서 디바이스 제어 유닛(45)으로만 전송될 수 있다. 이러한 비용이 절감되는 해결책에서, 원격 제어 입력(5)에 의한 활성화 시에, 스위칭 모듈 ZPS는 (디바이스 제어 유닛(45)을 개시하기 위한)적절히 조절된 스위칭 온 지연 후에 검출된 원격 제어 코드를 단방향 인터페이스를 통하여 전송할 것이다. 이러한 해결책은 도 8에 도시된 본 발명의 실시예(전력 공급 어셈블리(82)가 집적된 스위칭 모듈 ZPS)와 결합될 수도 있다. 다른 대안으로서, 많은 SMPS에 존재하는 광전자 결합기 또한 인터페이스에 이용될 수 있다.
- 시간 스위치 클럭 기능이 이러한 디바이스를 소정의 특정한 시간에 전력 상승되어야 하는 전력 하강 모드로 스위칭하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들면, 사전 결정된 시간에 프로그램 정보를 수신하는 셋톱 박스, 또는 VPS의 타입에 따라 타이머가 제어되는 비디오 레코더 또한 상응하는 전력 공급 유닛이 스위칭 오프되는 이러한 방식으로 전력 하강 모드에 스위칭될 수 있다.
- 여기에 기술된 원격 제어 기능는 통상적인 원격 제어의 예를 이용한다. 전문가는 선택된 신호 타입에 따라 각각의 특성 및 요구사항(신호 형태, 검출, 수신, 처리, 부호화 및 복호화 등)을 고려하여 이것을 용이하게 다른 형태의 원격 제어(예를 들면, 무선, 초음파 등)에 응용할 수 있다.
본 발명은 원하는 편의 기능은 유지하면서, 동시에 전력 하강 모드에서의 전기 디바이스의 전력 소비를 더 감소시킬 수 있다.

Claims (22)

  1. 전기 디바이스(40)용 대기 회로에 있어서,
    하나 이상의 신호 입력(3,4,5)과,
    제어 유닛(28)과,
    전력 공급 유닛(42)의 제어를 위한 제어 출력(8)을 구비하되,
    상기 제어 유닛(28)은 상기 신호 입력(3,4,5)에서의 사전 규정된 활성화 이벤트의 발생 시에 활성화 절차를 개시하고,
    상기 전력 공급 유닛(42)을 스위칭 온하는 신호가 상기 제어 출력(8)에서 생성되며,
    에너지 저장부(50)로부터 전기적 에너지가 상기 대기 회로(ZPS)에 공급되며,
    상기 에너지 저장부(50)는 재충전 가능한 소자(58,72)이고,
    상기 에너지 저장부(50)는 상기 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 온되는 경우에 충전되며,
    상기 디바이스(40)가 전력 하강 모드로 스위칭되는 경우, 상기 대기 회로(ZPS)의 상기 제어 유닛(28)은 사전 결정된 시간 주기 이후에 상기 디바이스(40)가 전력 상승 모드로 스위칭 백되어 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 다시 충전되도록 프로그램되고,
    상기 시간 주기는 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 이러한 시간 주기 동안 상기 대기 회로의 동작을 위해 충분한 전기 에너지를 공급하도록 계산되는
    대기 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 입력들 중 하나는 상기 전기 디바이스(40)의 유효 신호용 유효 신호 입력(4)인 대기 회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 입력들 중 하나는 버튼의 접속을 위한 스위치 입력(3)인 대기 회로.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 입력들 중 하나는 무선 원격 제어로부터의 신호를 위한 원격 제어 입력(5)인 대기 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    적외선 센서 소자(54)의 접속을 위한 상기 신호 입력(5)은 적외선 원격 제어로부터의 신호의 검출에 사용되는 대기 회로.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 입력들 중 하나는 컴퓨터 네트워크와 같은 임의의 디지털 인터페이스에 접속될 수 있는 디지털 데이터 입력인 대기 회로.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    저장부(30)가 제공되는 대기 회로.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    클럭(26)이 제공되는 대기 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(28)은 시간 스위치 기능을 수행하고,
    활성화 시간이 사전 조정되며,
    상기 활성화 절차는 상기 활성화 시간의 도달 시에 개시되는
    대기 회로.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하나 이상의 클럭 입력(6,7)이 제공되는 대기 회로.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(28)으로 데이터를 송신하거나 상기 저장부(30)로부터 데이터를 수신하는 하나 이상의 통신 단자(9,10)가 제공되는 대기 회로.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회로(ZPS)는 단일 집적 콤포넌트로 구성되는 대기 회로.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(28)은 상기 원격 제어 입력(5)에 도달하는 신호를 통신 단자(9,10)를 통해서 전송하는 대기 회로.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저장부는 원격 제어 활성화 신호를 저장하고,
    상기 제어 유닛(28)은 상기 원격 제어 입력(5)에 도달하는 신호를 상기 저장된 활성화 신호와 비교하며,
    상기 원격 제어 입력에 도달하는 신호와 상기 저장된 활성화 신호가 정합하는 경우에 상기 활성화 절차를 개시하는 대기 회로.
  15. 하나 이상의 기능 유닛(46)과,
    전력 공급부(44)로의 접속 및 상기 기능 유닛(46)으로의 전기 에너지 공급을 위한 전력 공급 유닛(42)과,
    청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 대기 회로(ZPS)를 포함하는 전기 디바이스(40)에 있어서,
    상기 디바이스(40)는 전력 하강 모드로 스위칭할 수 있으며,
    상기 전력 공급 유닛(42)은 스위치 오프되며,
    상기 대기 회로(ZPS)는 활성 상태를 유지하며,
    상기 디바이스(40)의 상기 전력 공급 유닛(42)은 활성화 이벤트의 발생 시에 스위칭 온하되,
    전기적 에너지를 상기 대기 회로(ZPS)에 공급하기 위한 에너지 저장부(50)를 구비하며,
    상기 에너지 저장부(50)는 재충전 가능한 소자(58,72)이고,
    상기 에너지 저장부(50)는 상기 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 온되는 경우에 충전되며,
    상기 디바이스(40)가 상기 전력 하강 모드로 스위칭되는 경우, 상기 대기 회로(ZPS)의 제어 유닛(28)은 사전 결정된 시간 주기 이후에 상기 디바이스(40)가 전력 상승 모드로 스위칭 백되어 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 다시 충전되도록 프로그램되고,
    상기 시간 주기는 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 이러한 시간 주기 동안 상기 대기 회로의 동작을 위해 충분한 전기 에너지를 공급하도록 계산되는 전기 디바이스.
  16. 하나 이상의 기능 유닛(46)과,
    전력 공급부(44)로의 접속 및 상기 기능 유닛(46)으로의 전기 에너지 공급을 위한 전력 공급 유닛(42)을 포함하는 전기 디바이스(40)에 있어서,
    상기 디바이스(40)는 전력 하강 모드로 스위칭할 수 있으며,
    상기 전력 공급 유닛(42)은 스위치 오프되며,
    대기 회로(ZPS)는 활성 상태를 유지하며,
    상기 디바이스(40)의 상기 전력 공급 유닛(42)은 활성화 이벤트의 발생 시에 스위칭 온하되,
    전기적 에너지를 상기 대기 회로(ZPS)에 공급하기 위한 에너지 저장부(50)를 구비하며,
    상기 에너지 저장부(50)는 재충전 가능한 소자(58,72)이고,
    상기 에너지 저장부(50)는 상기 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 온되는 경우에 충전되며,
    상기 디바이스(40)가 상기 전력 하강 모드로 스위칭되는 경우, 상기 대기 회로(ZPS)의 제어 유닛(28)은 사전 결정된 시간 주기 이후에 상기 디바이스(40)가 전력 상승 모드로 스위칭 백되어 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 다시 충전되도록 프로그램되고,
    상기 시간 주기는 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 이러한 시간 주기 동안 상기 대기 회로의 동작을 위해 충분한 전기 에너지를 공급하도록 계산되며,
    전기적 에너지를 상기 대기 회로(ZPS)에 공급하기 위한 전력 공급 회로(76)가 제공되며,
    상기 전력 공급 회로는 전기 전력 그리드(electricity power grid)로부터 전기적 에너지를 직접 인출하는 전기 디바이스.
  17. 하나 이상의 기능 유닛(46)과,
    전력 공급부(44)로의 접속 및 상기 기능 유닛(46)으로의 전기 에너지 공급을 위한 전력 공급 유닛(42)을 포함하는 전기 디바이스(40)에 있어서,
    상기 디바이스(40)는 전력 하강 모드로 스위칭할 수 있으며,
    상기 전력 공급 유닛(42)은 스위치 오프되며,
    대기 회로(ZPS)는 활성 상태를 유지하며,
    상기 디바이스(40)의 상기 전력 공급 유닛(42)은 활성화 이벤트의 발생 시에 스위칭 온하되,
    전기적 에너지를 상기 대기 회로(ZPS)에 공급하기 위한 에너지 저장부(50)를 구비하며,
    상기 에너지 저장부(50)는 재충전 가능한 소자(58,72)이고,
    상기 에너지 저장부(50)는 상기 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 온되는 경우에 충전되며,
    상기 디바이스(40)가 상기 전력 하강 모드로 스위칭되는 경우, 상기 대기 회로(ZPS)의 제어 유닛(28)은 사전 결정된 시간 주기 이후에 상기 디바이스(40)가 전력 상승 모드로 스위칭 백되어 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 다시 충전되도록 프로그램되고,
    상기 시간 주기는 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 이러한 시간 주기 동안 상기 대기 회로의 동작을 위해 충분한 전기 에너지를 공급하도록 계산되며,
    상기 에너지 저장부(50)의 잔여 함량을 모니터링하는 회로를 포함하는 전기 디바이스.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 저장부(50)의 잔여 함량을 모니터링하는 회로를 포함하는 대기 회로.
  19. 전기 디바이스(40)를 제어하는 방법에 있어서,
    하나 이상의 기능 유닛(46) 및 상기 기능 유닛(46)에 전기 에너지를 공급하는 적어도 하나의 전력 공급 유닛(42)을 가지는 상기 전기 디바이스(40)가 전력 상승 모드로부터 전력 하강 모드로 스위칭되며,
    상기 적어도 하나의 전력 공급 유닛(42)은 전력 상승 모드에서 스위칭 온되며, 모든 전력 공급 유닛(42)은 전력 하강 모드에서 스위칭 오프되며,
    대기 회로(ZPS)는 전력 하강 모드에서 활성 상태로 유지되며,
    상기 대기 회로(ZPS)는 활성화 이벤트의 발생에 대하여 하나 이상의 신호 입력(3,4,5)을 모니터링하며,
    활성화 이벤트의 발생 시에 상기 디바이스(40)를 전력 하강 모드로부터 전력 상승 모드로 다시 스위칭하되,
    상기 대기 회로(ZPS)는 전기적 에너지를 에너지 저장부(50)로부터 제공받으며,
    상기 에너지 저장부(50)는 재충전 가능한 소자(58,72)이고,
    상기 에너지 저장부(50)는 상기 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 온되는 경우에 충전되며,
    상기 디바이스(40)가 상기 전력 하강 모드로 스위칭되는 경우, 상기 대기 회로(ZPS)의 제어 유닛(28)은 사전 결정된 시간 주기 이후에 상기 디바이스(40)가 전력 상승 모드로 스위칭 백되어 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 다시 충전되도록 프로그램되고,
    상기 시간 주기는 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 이러한 시간 주기 동안 상기 대기 회로의 동작을 위해 충분한 전기 에너지를 공급하도록 계산되는
    전기 디바이스 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 활성화 이벤트는 상기 대기 회로(ZPS)내에 저장되며,
    상기 디바이스(40)가 스위칭 온된 이후에 질의되는(interrogated)
    전기 디바이스 제어 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 대기 회로(ZPS)는 통신 인터페이스에 의해서 프로그래밍되며,
    상기 입력에서 발생하는 이벤트 중 어느 것이 활성화 이벤트를 나타내야 하는지를 설정하는 전기 디바이스 제어 방법.
  22. 전력 공급 유닛(42)을 포함하는 전기 디바이스용 전력 공급 어셈블리에 있어서,
    상기 전력 공급 유닛(42)을 스위칭 온 및 스위칭 오프하도록 스위칭 수단(66,70)이 제공되고,
    하나 이상의 신호 입력(3,4,5)을 가지는 대기 회로(ZPS)가 제공되며,
    전기적 에너지를 상기 대기 회로(ZPS)에 공급하기 위한 에너지 저장부(50)가 제공되되,
    상기 에너지 저장부(50)는 재충전 가능한 소자(58,72)이며,
    상기 에너지 저장부(50)는 상기 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 온되는 경우에 충전되고,
    상기 대기 회로(ZPS)는 상기 전력 공급 유닛(42)이 스위칭 오프되는 경우에 활성화 상태이며, 상기 신호 입력 중 하나에서 활성화 이벤트의 발생 시에 상기 전력 공급 유닛(42)을 스위칭 온하도록 상기 스위칭 수단(66,70)을 제어하며,
    상기 전기 디바이스가 상기 전력 하강 모드로 스위칭되는 경우, 상기 대기 회로(ZPS)의 제어 유닛(28)은 사전 결정된 시간 주기 이후에 상기 전기 디바이스가 전력 상승 모드로 스위칭 백되어 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 다시 충전되도록 프로그램되고,
    상기 시간 주기는 상기 재충전 가능한 소자(58,72)가 이러한 시간 주기 동안 상기 대기 회로의 동작을 위해 충분한 전기 에너지를 공급하도록 계산되는
    전력 공급 어셈블리.
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