KR101283256B1 - 자동 모드 스위칭을 갖는 전력 변환기 - Google Patents

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Abstract

교류 전력을 부착된 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 직류 전력으로 변환하는 교류(AC) 대 직류(DC) 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 갖는 전력 변환기가 제공된다. 전자 디바이스가 전력 변환기로부터 분리될 때마다 자동으로 전력 변환기 회로를 저전력 대기 동작 모드에 둠으로써 전력이 절약될 수 있다. 전력 변환기가 대기 모드에서 동작하고 있는 동안에 모니터링 회로는 커패시터 또는 다른 에너지 저장 소자에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 모니터링 회로가 전자 디바이스의 부착을 나타내는 출력 전압 변화를 검출하는 경우 또는 저장 소자가 보충될 필요가 있는 경우, 모니터링 회로는 전력 변환기 회로를 활성 동작 모드에 둘 수 있다.

Description

자동 모드 스위칭을 갖는 전력 변환기{POWER CONVERTER WITH AUTOMATIC MODE SWITCHING}
본 출원은, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2009년 2월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/370,488호에 대해 우선권을 주장한다.
본 출원은 전자 디바이스 및 전자 디바이스를 위한 전력 변환기 회로에 관한 것이다.
교류(Alternating Current; AC) 전력은 전형적으로 벽 콘센트(wall outlet)로부터 공급되고, 때때로 라인 전력(line power)으로 지칭된다. 전자 디바이스는 직류(Direct Current; DC) 전력으로부터 동작하는 회로부를 포함한다. 전력 변환기 회로부는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는데 사용된다. 이러한 방식으로 생성되는 DC 전력은 전자 디바이스에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다. 생성되는 DC 전력은 또한 전자 디바이스 내의 배터리를 충전하는데 사용될 수 있다.
일부 응용예에서, AC 대 DC 전력 변환기 회로부는 전자 디바이스로 통합될 수 있다. 예컨대, 데스크톱 컴퓨터는 종종 컴퓨터 전력 공급 유닛의 형태로 AC 대 DC 전력 변환기 회로부를 포함한다. 컴퓨터 전력 공급 유닛은 AC 전력 코드를 수용하는 소켓을 갖는다. 이러한 유형의 구성으로, 외부 전력 변환기를 사용하지 않고 AC 전력을 공급하도록 AC 전력 코드가 컴퓨터의 뒤쪽에 직접 플러깅될 수 있다.
데스크톱 컴퓨터는 내부 전력 공급 장치를 수용하기에 충분히 크지만, 핸드헬드 전자 디바이스 및 휴대용 컴퓨터와 같은 다른 디바이스들은 그렇지 않다. 그 결과, 전형적인 핸드헬드 전자 디바이스 및 랩톱 컴퓨터는 외부 전력 변환기를 사용할 필요가 있다. 전력 변환기에 결합되지 않은 경우, 핸드헬드 전자 디바이스 또는 휴대용 컴퓨터는 내부 배터리에 의해 전력을 공급받을 수 있다. AC 라인 전력이 이용가능한 경우, 전력 변환기는 AC 전력을 전자 디바이스를 위한 DC 전력으로 변환하는데 사용된다.
소형 AC-DC 전력 변환기 디자인은 전형적으로 스위칭 모드(switched-mode) 전력 공급 아키텍처에 기초한다. 스위칭 모드 전력 변환기는 AC 소스로부터의 DC 전력의 생성을 조정하기 위해 유도성 및 용량성 소자와 같은 에너지 저장 구성요소와 함께 동작하는 트랜지스터 기반 스위치와 같은 스위치를 포함한다. 변환기 출력으로 태핑(tap)하고 이에 의해 가변 부하 하에서 원하는 DC 전압 레벨이 생성되는 것을 보장하기 위해 피드백 경로가 사용될 수 있다.
전력을 절약하기 위해서는 전력 변환기 효율이 높은 것이 바람직하다. 높은 전력 변환 효율은 효율적인 변환기 토폴로지 및 저손실 부품을 사용함으로써 획득될 수 있다. 그러나, 최적의 디자인이 이용되는 경우라 하더라도, 전력 변환기를 동작시키는 경우 잔여 전력 손실이 존재한다. 이러한 잔여 손실은 누설 전류 및 다른 와류(parasitic)와 연관되는데, 이는 변환기의 스위칭 모드 회로부를 동작시키는 것으로부터 발생하고, 전력 변환기가 전자 디바이스에 전력을 공급하는데 능동적으로 사용되고 있지 않은 경우에도 전력 변환기에 의한 전력 소모를 초래한다. 전력 변환기가 전자 디바이스에 전력을 공급하는데 사용되고 있지 않은 경우의 전력 소모는 바람직하지 않은 전력 손실 소스를 나타내는데, 이는 변환기 기능에 악영향을 미치지 않고 감소될 수 있다.
에너지 저장 회로를 포함하는 전력 변환기가 제공될 수 있다. 전력 변환기는 라인 전력 신호와 같은 입력 신호를 수신할 수 있고, 디바이스 또는 다른 회로부를 위한 전력 신호와 같은 대응하는 출력 신호를 생성할 수 있다. 전력 변환기는 전력을 절약하기 위해 대기 모드에 놓일 수 있다. 대기 모드에서, 에너지 저장 회로는 적절한 경우 전력 변환기를 대기 상태로부터 깨울 수 있는 회로부에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다. 전력 변환기 회로는 독립형(stand-alone) 전력 어댑터의 일부로서 제공될 수 있거나, 또는 다른 전자 디바이스에 통합될 수 있다.
한 가지 적합한 구성에 따르면, 전력 변환기는 교류(AC) 대 직류(DC) 스위칭 모드 전력 변환기 회로와 같은 전력 변환기 회로일 수 있다. 전력 변환기 회로는 AC 라인 전력을 부착된 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 DC 전력으로 변환할 수 있다. 예컨대, 전력 변환기는 셀룰러 전화기, 휴대용 컴퓨터 또는 뮤직 플레이어와 같은 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위해 사용될 수 있다.
전력 변환기 회로는 전력 흐름을 제어하도록 조절되는 스위치를 가질 수 있다. 스위치가 꺼져 있는 경우, 전력 변환기 회로는 본질적으로 셧다운되고, 그 출력에서 DC 전력을 생성하지 않을 것이다. 대기 모드 또는 슬립 모드라고 때때로 지칭되는 이러한 상태에서, 전력 변환기에 의한 전력 소모는 최소화된다. 부착된 전자 디바이스에 전력을 공급하기를 원하는 경우, 전력 변환기 회로는 원하는 출력 신호(예컨대, DC 출력 전압)를 생성하도록 스위치가 능동적으로 조절되는 활성 모드로 동작할 수 있다.
전력 변환기 회로는 스위칭 회로부를 통해 출력 라인에 그 출력을 제공할 수 있다. 정상 동작 중에, 모니터 회로는 스위칭 회로부를 폐쇄 상태에 두는데, 이 상태에서 전력 변환기 회로는 출력 라인에 연결되고, 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 DC 출력 전압을 생성한다. 주기적으로, 모니터는 스위칭 회로부를 개방하여 전력 변환기 회로를 출력 라인으로부터 격리시킬 수 있다. 출력 라인 상의 전압의 거동이 모니터에 의해 모니터링될 수 있다. 전력을 인출하는 부하의 존재 시에, 출력 라인 전압이 떨어지는 경향이 있을 것이다. 부하의 존재 없이 내부 부스팅 회로에 의해 구동되는 경우, 출력 라인 전압이 상승할 수 있다(또는 적어도 주어진 임계값을 넘어 떨어지지 않을 수 있다). 출력 라인 상의 전압이 상승하는(또는 주어진 임계값을 넘어 떨어지지 않는) 경우, 모니터는 전자 디바이스가 전력 변환기로부터 분리되어 있다고 결론을 내릴 수 있다. 출력 라인 상의 전압이 떨어지는(또는 주어진 임계값을 넘어 떨어지는) 경우, 모니터는 전자 디바이스가 전력 변환기에 부착되어 있다고 결론을 내릴 수 있다.
전력 변환기는 커패시터 또는 배터리와 같은 에너지 저장 소자를 포함할 수 있다. 전력 변환기 회로가 대기 모드에서 동작하고 있는 경우, 모니터는 에너지 저장 소자로부터 전력을 인출할 수 있다. 이는 모니터가 출력 라인의 상태를 능동적으로 모니터링하여 전자 디바이스가 전력 변환기에 재부착되는 때를 자동으로 결정할 수 있게 한다. 모니터는 또한 에너지 저장 소자의 상태를 모니터링할 수 있다. 에너지 저장 소자가 고갈 상태로 되는 경우, 모니터는 에너지 저장 소자를 보충하기 위해 전력 변환기 회로에게 일시적으로 대기 동작 모드로부터 활성 동작 모드로 천이하도록 지시할 수 있다. 전자 디바이스가 전력 변환기에 재부착되었음을 나타내는 출력 라인 전압의 강하가 검출되는 경우, 모니터는 전력 변환기 회로를 활성화시켜 전자 디바이스가 전력을 공급받도록 할 수 있다.
첨부된 도면 및 바람직한 실시예에 관한 아래의 상세한 설명으로부터 본 발명의 추가적인 특징과 본 발명의 속성 및 다양한 장점이 더욱 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환기 및 전자 디바이스를 포함하는 시스템의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 회로도에 도시된 유형의 전력 변환기를 위해 사용될 수 있는 예시적인 구성요소들을 도시하는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2에 도시된 유형의 전력 변환기로부터의 출력 전압이 전자 디바이스가 전력 변환기로부터 분리되는 경우에 어떻게 변화할 수 있는지를 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2에 도시된 유형의 전력 변환기 내의 에너지 저장 소자 상의 전압이 대기 모드 동작 및 에너지 보충 동작 중에 어떻게 변화할 수 있는지를 도시하는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2에 도시된 유형의 전력 변환기로부터의 출력 전압이 전자 디바이스가 전력 변환기에 부착되는 경우에 어떻게 변화할 수 있는지를 도시하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2에 도시된 유형의 전력 변환기로부터의 출력 전압이 전력 변환기에 의해 전력을 공급받고 있는 전자 디바이스가 전력 변환기에 부착되어 있음에 따라 모니터링 동작 중에 어떻게 변화할 수 있는지를 도시하는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2에 도시된 유형의 전력 변환기에서 동작 모드들 사이를 천이하는데 수반되는 예시적인 동작 모드 및 동작을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터 회로가 어떻게 에너지 저장 회로에 의해 전력을 공급받아 전자 디바이스 내의 전력 공급 라인의 전력 공급 변화를 검출할 수 있는지를 도시하는 전자 디바이스의 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 회로에 의해 전력을 공급받는 모니터 회로가 어떻게 대기 모드에 놓여 있던 전자 디바이스 내의 전력 공급 장치를 웨이크업하는데 사용될 수 있는지를 도시하는 전자 디바이스의 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 회로에 의해 전력을 공급받는 모니터 회로가 어떻게 제1 및 제2 전력 공급 장치를 제어하는데 사용될 수 있는지를 도시하는 제1 및 제2 전력 공급 장치를 갖는 전자 디바이스의 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1에 도시된 유형의 전력 어댑터 회로부를 위해 사용될 수 있는 예시적인 전력 어댑터 하우징 구성의 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1에 도시된 유형의 전력 어댑터 회로부를 위해 사용될 수 있으며 자기 부착 메커니즘을 가질 수 있는 예시적인 전력 어댑터 하우징 구성의 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환기 회로 출력 커패시터가 어떻게 모니터 회로에 전력을 공급하기 위한 에너지 저장 디바이스로서 사용될 수 있는지를 도시하는 도면이다.
때때로 전력 어댑터라고 지칭되는 전력 변환기는 전력 레벨 및 유형을 변환하는데 사용된다. 예컨대, 전력 변환기는 직류(DC) 전력 레벨을 높이거나 낮추는데 사용될 수 있다. 전력 변환기는 또한 교류(AC) 전력을 DC 전력으로 변환하는데 사용될 수 있다. AC 전력을 DC 전력으로 변환하는데 사용되는 전력 변환기가 때때로 본 명세서에서 예로서 기술된다. 그러나, 일반적으로 전력 변환기 회로부는 임의의 적합한 입력 신호(예컨대, AC 또는 DC 전류 및 전압)를 임의의 적합한 출력 신호(예컨대, 증가, 감소, 또는 달리 변환된 AC 또는 DC 전류 및 전압)로 변환하기 위한 회로부를 포함할 수 있다. AC 입력 신호로부터 조정된 DC 출력 전압을 생성하는 AC 대 DC 전력 변환기와 같은 전력 변환기를 사용하는 것은 예시일 뿐이다.
전형적인 시나리오에서, 전력 변환기는 벽 콘센트와 같은 AC 라인 전력의 소스에 플러깅될 수 있다. AC 전력 소스는 120 볼트 또는 240 볼트(예시임)로 전력을 제공할 수 있다. 전력 변환기 내의 회로부는 수신된 AC 라인 전력을 DC 전력으로 변환할 수 있다. 예컨대, AC 대 DC 전력 변환기는 입력에서 AC 라인 전력을 수신할 수 있고, 대응하는 출력에서 DC 전력을 공급할 수 있다. 출력 전압 레벨은 12 볼트, 5 볼트, 또는 임의의 다른 적합한 DC 출력 레벨일 수 있다.
전력 변환기 내의 회로부는 스위칭 모드 전력 공급 아키텍처에 기초할 수 있다. 스위칭 모드 전력 공급 장치는 금속 산화물 반도체 전력 트랜지스터와 같은 스위치 및 펄스폭 변조 제어 방식 또는 주파수 변조 제어 방식과 같은 연관된 제어 방식을 이용하여 비교적 소형의 회로에서 전력 변환 기능을 구현한다. 스위칭 회로부가 제1 구성을 갖는 경우, 전력 소스로부터 인덕터(예컨대, 변압기) 또는 커패시터와 같은 저장 소자로 전력이 전송된다. 스위칭 회로부가 제2 구성을 갖는 경우, 전력은 저장 소자로부터 부하로 방출된다. 전력 전송 동작을 조정하고 그럼으로써 출력 전압이 원하는 레벨로 유지되는 것을 보장하기 위해 피드백이 이용될 수 있다. 전력 변환기에서 사용될 수 있는 스위칭 모드 전력 공급 토폴로지의 예는 벅(buck) 변환기, 부스트 변환기, 플라이백(flyback) 변환기 등을 포함한다.
본 명세서에서 예로서 기술되는 한 가지 적합한 구성에 따르면, AC 대 DC 전력 변환기는 전압 정류기 및 플라이백 변환기를 사용하여 구현될 수 있다. 전압 정류기는 AC 라인 전력을 비교적 높은 전압 레벨의 DC 전력으로 변환한다. 전력 변환기의 플라이백 변환기 부분은 정류기 회로의 출력에서 DC 전력을 12 볼트, 5 볼트, 또는 전자 디바이스 내의 회로부를 동작시키기 위한 다른 적절히 낮은 레벨로 낮춘다. 원하는 경우, 다른 전력 변환기 아키텍처가 사용될 수 있다. 플라이백 변환기 디자인에 기초하는 스위칭 모드 전력 변환기 구성을 사용하는 것이 본 명세서에서 예로서 기술된다.
AC 대 DC 전력 변환기는 DC 전력을 임의의 적합한 전자 디바이스에 공급할 수 있다. AC 대 DC 전력 변환기로부터 DC 전력을 수신할 수 있는 전자 디바이스의 예는 핸드헬드 컴퓨터, 미니 또는 착용가능 디바이스, 휴대용 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 라우터, 액세스 포인트, 무선 통신 능력이 있는 백업 저장 디바이스, 이동 전화기, 뮤직 플레이어, 리모트 컨트롤, GPS(Global Positioning System) 디바이스, 및 이러한 디바이스들 중 하나 이상의 기능을 결합하는 디바이스를 포함한다. 때때로 본 명세서에서 예로서 기술되는 한 가지 적합한 구성에 따르면, AC 대 DC 변환기로부터 전력을 수신하는 전자 디바이스는 핸드헬드 전자 디바이스(예컨대, 이동 전화기 또는 뮤직 플레이어)와 같은 소형 휴대용 디바이스이다. 그러나, 이는 예시일 뿐이다. AC 대 DC 전력 변환기는 임의의 적합한 전자 디바이스와 함께 동작될 수 있다.
전력 변환기가 전자 디바이스에 전력을 제공할 수 있는 예시적인 시스템 환경이 도 1에 도시된다. 도 1에 도시된 바처럼, 시스템(8)은 AC 전력 소스(14)와 같은 AC 전력 소스, AC 대 DC 전력 변환기(12)와 같은 전력 변환기 및 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스를 포함할 수 있다.
AC 전력 소스(14)는 예컨대 전력 코드를 통해 AC 라인 전력을 공급하는 표준 벽 콘센트일 수 있다. 벽 콘센트 전력은 전형적으로 약 110 볼트 내지 240 볼트의 AC 전압으로 전달된다.
전력 변환기(12)는 AC-DC 전력 변환기 회로(122)와 같은 전력 변환기 회로를 포함할 수 있다. AC-DC 전력 변환기 회로(122)는 플라이백 변환기 또는 다른 적합한 전력 변환기 토폴로지와 같은 스위칭 모드 전력 공급 디자인에 기초할 수 있다.
전자 디바이스(10)는 전력 변환기(12)에 부착되지 않는 경우 디바이스(10)에 전력을 공급하는데 사용하기 위한 배터리를 가질 수 있다. 전력 변환기(12)가 AC 전력 소스(14)에 플러깅되며 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)에 접속되는 경우, 전력 변환기(12)는 AC 전력 소스(14)로부터 수신되는 AC 전력을 디바이스(10)를 위한 DC 전력으로 변환할 수 있다.
원하는 경우, 전력 변환기(12)의 입력 및/또는 출력에 커넥터가 제공될 수 있다. 예컨대, 디바이스(10)는 USB(Universal Serial Bus) 케이블이 플러깅될 수 있는 USB 포트를 가질 수 있다. USB 케이블은 전력 변환기(12)와 전자 디바이스(10) 사이에서 DC 전력을 전달하는데 사용될 수 있다. 예컨대, USB 케이블 또는 다른 케이블은 12 볼트, 5 볼트, 또는 다른 적합한 포지티브 DC 전압 레벨에서의 포지티브 DC 전압을 변환기(12)로부터 디바이스(10)로 전달하는데 사용되는 포지티브 전력 공급 라인(72)과 같은 제1 라인을 포함할 수 있다. 이러한 DC 전압 레벨은 때때로 Vbus라고 지칭되고, 변환기(12)의 라인(73)은 때때로 전력 공급 버스 또는 출력 라인이라고 지칭된다. USB 케이블 또는 다른 케이블은 또한 0 볼트 또는 다른 적합한 접지 전압 레벨에서의 접지 전압을 디바이스(10)에 전달하는데 사용되는 접지 라인(74)과 같은 제2 라인을 가질 수 있다. USB 케이블과 같은 케이블은 또한 디바이스(10)와 변환기(12) 사이에서 정보를 전달하는데 선택적으로 사용될 수 있는 데이터 라인을 포함할 수 있다.
전력 변환기(12)에 접속되는 경우, 전자 디바이스(10)는 USB 커넥터 및 케이블(예시임)의 전력 핀들을 통해 DC 전력을 수신할 수 있다. 그러나, 전력 변환기(12)와 전자 디바이스(10)를 접속시키기 위해 USB 커넥터를 사용하는 것은 예시일 뿐이다. 임의의 적합한 플러그, 잭, 포트, 핀, 다른 커넥터, 또는 하드와이어드 커넥션(hardwired connection)이 원하는 경우에 전력 변환기(12)와 전자 디바이스(10)를 상호접속시키는데 사용될 수 있다. 유사하게, 하드와이어드 커넥션 또는 적합한 플러그, 잭, 포트, 핀 구조, 또는 다른 커넥터가 전력 변환기(12)를 전력 소스(14)에 접속시키는데 사용될 수 있다.
AC-DC 전력 변환기 회로(122)는 AC 소스(14)로부터의 AC 전력을 출력 경로들(64 및 70) 상에서 DC 전력으로 변환할 수 있다. 경로(64)는 스위치 SW2를 통해 변환기 출력 라인(73)에 연결된 포지티브 전력 공급 라인일 수 있다. 경로(70)는 변환기(12)의 접지 출력(75) 및 케이블 내의 접지 라인(74), 또는 변환기(12)를 디바이스(10)에 접속시키는 다른 경로에 연결된 접지 전력 공급 라인일 수 있다. 스위치 SW2와 같은 스위칭 회로부는 AC-DC 전력 변환기 회로(122)로부터 전자 디바이스(10)와 연관된 전력 공급 입력 라인들(예컨대, 전력 공급 라인들(72 및 74)에 접속된 디바이스(10)의 입력들)로의 DC 전력의 흐름을 제어할 수 있는 임의의 적합한 전기적 구성요소에 기초할 수 있다. 예컨대, 스위칭 회로부 SW2는 하나 이상의 전력 FET(power Field-Effect Transistor)와 같은 하나 이상의 트랜지스터를 사용하여 구현될 수 있다. 전자 디바이스(10)와 같은 전자 디바이스가 전력 변환기(12)에 접속되는 정상 동작 중에, 전력 변환기(12)는 AC-DC 전력 변환기 회로(122)를 사용하여 라인들(64 및 70) 상에서 DC 전력 공급 전압을 공급할 수 있다. 스위칭 회로부 SW2는 일반적으로 정상 동작 중에 폐쇄될 것이고, 따라서 라인(64)은 출력 라인(73)으로 단락될 것이다. 이는 AC-DC 전력 변환기 회로(122)의 출력에서의 DC 전력 공급 전압이 경로들(72 및 74)을 통해 전자 디바이스에 제공될 수 있도록 한다.
AC-DC 전력 변환기 회로(122)는 내부 스위칭 회로를 제어하기 위한 제어 회로부를 포함할 수 있다. 제어 회로부는 피드백 신호에 응답할 수 있다. 예컨대, 피드백 경로는 AC-DC 전력 변환기(122)에게 출력 라인(73) 상의 전압 Vbus의 현재 레벨에 대한 정보를 공급하는데 사용될 수 있다. 이러한 피드백 정보에 응답하여, AC-DC 전력 변환기 회로(122) 내의 제어 회로부는 AC-DC 전력 변환기 회로의 출력에 공급되고 있는 DC 전압의 양에 대한 실시간 조절을 행할 수 있다. 예컨대, 출력(64) 상의 DC 전압이 5 볼트의 공칭값 Vsec를 갖고 피드백은 이 전압이 바람직하지 않게 5.05 볼트로 상승하였음을 나타내는 경우, AC-DC 전력 변환기 회로(122) 내의 제어 회로부는 DC 출력 전압을 다시 공칭값(Vsec)으로 낮추기 위한 조절을 행할 수 있다.
전력 변환기(12)는 에너지 저장 회로(50)를 포함할 수 있다. 에너지 저장 회로(50)(때때로 에너지 저장 소자라고도 지칭됨)는 에너지를 저장하기 위한 임의의 적합한 회로부에 기초할 수 있다. 일례로서, 에너지 저장 회로(50)는 하나 이상의 배터리, 커패시터 등을 포함할 수 있다. 전력 변환기(12)의 동작 중에, AC-DC 전력 변환기 회로(122)가 출력 경로(64)에 전력을 공급하고 있는 경우, 경로(66)와 같은 경로가 에너지 저장 회로(50)에 전력을 라우팅하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 에너지 저장 회로(50)에 라우팅되는 전력은 회로(50) 내의 배터리, 커패시터 또는 다른 에너지 저장 구성요소를 보충하는데 사용될 수 있다. 도 1의 예에서, 에너지 저장 회로(50)는 경로들(64 및 66)에 의해 AC-DC 전력 변환기 회로(122)에 연결된다. 그러나, 이는 예시일 뿐이다. 임의의 적합한 라우팅 경로가 AC-DC 전력 변환기 회로(122)로부터의 보충 전력을 원하는 경우 에너지 저장 회로(50)에 공급하는데 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바처럼, 전력 변환기(12)는 모니터(54)와 같은 모니터링 회로부를 포함할 수 있다. 모니터(54)는 경로들(66 및 60)과 같은 경로들을 사용하여 전력 변환기(12)의 상태를 모니터링할 수 있다. 적절한 경우, 모니터(54)는 경로(76)와 같은 경로를 사용하여 AC-DC 전력 변환기 회로(122)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 제어 신호는 AC-DC 전력 변환기 회로를 적절한 동작 모드에 두는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 원하는 경우 AC-DC 전력 변환기 회로(122)에 의해 임의의 적합한 개수의 동작 모드가 지원될 수 있다.
본 명세서에서 예로서 기술되는 한 가지 적합한 구성에 따르면, AC-DC 전력 변환기 회로(122)는 활성 모드 및 대기 모드에 놓일 수 있다. 때때로 고전력 모드 또는 정상 동작 모드라고도 지칭되는 활성 모드에서는, AC-DC 전력 변환기(122)가 켜져 있고, 에너지 저장 회로(50)를 보충하며 전자 디바이스(10)에 전력을 공급하기 위해 DC 출력 전력을 공급한다. 때때로 슬립 모드 또는 저전력 모드라고도 지칭되는 대기 모드에서는, AC-DC 전력 변환기 회로(122)가 AC-DC 전력 변환기 회로(122)에 의해 소모되는 전력이 거의 없거나 전혀 없는 상태에 놓인다(즉, AC-DC 전력 변환기 회로(122)는 이것의 스위칭 모드 전력 공급 스위치의 조절을 억제함으로써 꺼진다). 원하는 경우, AC-DC 전력 변환기 회로(122)는 복수의 저전력 상태를 가질 수 있다(예컨대, 부분적으로 꺼진 상태 및 완전히 꺼진 상태). AC-DC 전력 변환기(122)가 대기 상태 또는 활성 상태 중 어느 하나에 놓이는 구성이 때때로 본 명세서에서 예로서 기술된다. 그러나, 이는 예시일 뿐이다. 전력 변환기(12)는 일반적으로 임의의 적합한 개수의 동작 모드(예컨대, 완전히 켜진 모드, 부분적으로 켜진 모드, 슬립 모드, 딥 슬립 모드 등)를 지원할 수 있다.
AC-DC 전력 변환기 회로(122)가 대기 모드에 있는 경우, AC-DC 전력 변환기 회로(122)는 꺼져 있고 출력(64)이 유동(float)하게 한다. 이러한 상황에서, 에너지 저장 회로(50)에 저장되어 있던 전력이 에너지 저장 회로(50)의 내부로부터 경로(66)에 전달될 수 있다. 예컨대, 에너지 저장 회로(50)가 배터리 또는 커패시터를 포함하는 경우, 배터리 또는 커패시터는 배터리 또는 커패시터 전압을 경로(66)에 공급하는데 사용될 수 있다. 에너지 저장 회로(50)에 의해 공급되는 전압은 AC-DC 전력 변환기 회로(122)가 활성 모드에 있는 경우 AC-DC 전력 변환기 회로(122)가 경로(64)에 공급하는 공칭 출력 전압 레벨(Vsec)과 동일한 전압 레벨로 공급될 수 있다.
전압 조정기(66)는 에너지 저장 회로(50)에 의해 공급되는 전압을 그 입력 IN 상에서 경로(66)를 통해 수신할 수 있고, 대응하는 출력 전압을 그 출력 OUT을 통해 출력 경로(58)에 공급할 수 있다. 출력 라인(73) 상의 부하의 부재 시에, 전압 조정기(52)가 경로(58)에 공급하는 전압은 Vsec에 대하여 상승될 수 있다(즉, 대기 동작 중에 전압 조정기(52)에 의해 경로(58)에 공급되는 전압은 Vsec보다 큰 상승된 전압 Vaux와 동일할 수 있다). 예컨대, Vsec가 5.0 볼트(예시임)인 경우, Vaux는 5.1 볼트(예시임)일 수 있다.
출력 라인(58)은 경로(56)에 의해 출력 라인(73) 및 경로(72)에 연결될 수 있다. 대기 모드 중에, 모니터(54)는 경로(62)와 같은 경로를 통해 스위칭 회로부 SW2에 스위치 제어 신호를 공급할 수 있다. 제어 신호는 SW2를 개방 모드에 둘 수 있고, 이 모드에서 라인들(64 및 73)은 서로 전기적으로 접속해제된다. 출력 라인(73)을 경로(64)로부터 접속해제시키는 것은 출력(73)을 AC-DC 전력 변환기 회로(122) 및 에너지 저장 회로(50)로부터 격리시킨다. 모니터(54)에 의한 스위칭 회로부 SW2의 개방 다음에 출력 라인(73)이 취하는 전압은 전자 디바이스(10)의 상태에 좌우된다.
스위칭 회로부 SW2가 개방되어 있는 때에 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)로부터 접속해제되는 경우, 전압 조정기(52)는 상승된 전압 Vaux를 경로들(58 및 56)을 통해 출력 라인(73)에 공급할 것이고, 이에 의해 Vbus를 Vaux로 구동할 것이다. 모니터(54)가 스위칭 회로부 SW2를 개방하는 때에 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)에 접속되는 경우, 전자 디바이스(10)는 부하로서 동작할 것이고, 라인들(58 및 56)을 통해 전압 조정기 출력 OUT으로부터 전력을 인출할 것이다. 전압 조정기(52)는 전압 조정기(52)가 오직 비교적 적당한 양의 전류를 전자 디바이스(10)에 공급할 수 있는 것을 보장하는 전류 제한 회로를 포함할 수 있다. 그 결과, 전자 디바이스(10)로부터 인출되는 전력은 Vbus를 낮게 떨어뜨릴 것이다.
모니터(54)는 경로들(56 및 60)을 통해 출력 라인(73) 상의 전압 Vbus를 모니터링함으로써 전자 디바이스(10)의 부착 상태를 결정할 수 있다. 스위칭 회로부 SW2가 개방되어 있는 때에 모니터가 전압 Vbus의 상승을 검출하는 경우, 모니터(54)는 전자 디바이스(10)가 현재 전력 변환기(12)로부터 분리되어 있다고 결론을 내릴 수 있다. 스위칭 회로부 SW2가 개방되어 있는 때에 모니터(54)가 전압 Vbus의 강하를 검출하는 경우, 모니터(54)는 전자 디바이스(10)가 현재 전력 변환기(12)에 부착되어 있다고 결론을 내릴 수 있다. 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)에 부착되어 있다고 모니터(54)가 결정할 때마다, 모니터(54)는 디바이스(10)에 전력을 공급하기 위해 AC-DC 전력 변환기 회로(122)를 활성 모드에 둘 수 있다. 전자 디바이스(10)의 존재가 검출되지 않는 경우, 모니터는 전력을 절약하기 위해 AC-DC 전력 변환기 회로를 대기 모드에 둘 수 있다. 대기 모드에서의 장시간 동작으로 인해 에너지 저장 회로(50)가 고갈되어 감을 모니터(54)가 검출하는 경우, 모니터(54)는 에너지 저장 회로(50)를 보충하기 위해 AC-DC 전력 변환기 회로(122)를 일시적으로 깨울 수 있다.
도 1의 전력 변환기(12)는 임의의 적합한 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 전력 변환기(12)를 구현하는데 사용될 수 있는 예시적인 회로부가 도 2에 도시된다. 도 2의 예에서, 전력 변환기 회로(122)는 플라이백 스위칭 모드 전력 공급 디자인을 이용하여 형성되었다. 그러나, 이는 예시일 뿐이다. 원하는 경우 임의의 적합한 전력 변환기 회로부가 AC-DC 전력 변환기 회로(122)를 위해 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바처럼, AC 소스(14)는 단자 L 및 N에서 전력 변환기(12)에 연결될 수 있다. 단자 L 및 N으로부터의 AC 전력은 경로들(20 및 22)에 공급될 수 있다.
전력 변환기(12)는 정류기 회로부(16)를 가질 수 있다. 다이오드(18)는 경로들(20 및 22) 상의 AC 전압을 라인들(24 및 26)을 가로지르는 정류된 (포지티브) 신호로 변환할 수 있다. 경로들(20 및 22) 상의 AC 전압은 정현파(sinusoidal)일 수 있고, 정류기 회로(16)의 출력은 정류된 정현파일 수 있다. 다이오드(18)로부터의 미가공 정류 출력을 평활화하기 위해, 전력 변환기(12)는 커패시터(28)를 포함할 수 있다. 정류기(16)의 일부로 간주될 수 있는 커패시터(28)는 소스(14)로부터의 AC 신호의 정류된 버전을 AC 리플(ripple)의 양을 감소시켜 노드(30) 상의 DC 전압으로 변환한다.
AC-DC 전력 변환기 회로(122)는 변환기 제어 회로(38)와 같은 전력 변환기 제어 회로를 포함할 수 있다. 접지 라인(56)은 변환기 제어 회로를 접지 경로(24)에 접속시키는데 사용될 수 있다. 포지티브 전력 공급 전압 Vb가 입력(84)에서 변환기 제어 회로(38)에 공급될 수 있다. 블리드(bleed) 회로(82)를 사용하여 전력 공급 라인(26)을 태핑함으로써 전압 Vb가 입력(84)에 제공될 수 있다. 블리드 회로(82)는 하나 이상의 저항기와 같은 전류 제한 구성요소를 포함할 수 있다.
변압기(32)는 정류기(16)의 출력에 접속된 입력과 다이오드(40) 및 커패시터(42)에 접속된 출력을 가질 수 있다. 변압기(32)는 10:1 또는 20:1의 권선비와 같은 권선비를 가질 수 있다. 바이폴라 또는 금속 산화물 반도체 전력 트랜지스터와 같은 스위칭 회로부 SW1이 변압기(32)의 1차측을 통해 흐르는 전류 Ip를 조정하는데 사용될 수 있다. 스위치 SW1은 제어 입력(36) 상에서 변환기 제어 회로(38)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어 신호는 약 20kHz 내지 100kHz(예시임)의 주파수를 가질 수 있다. 제어 회로(38)는 변환기(12)를 통한 전력의 흐름을 조정하기 위해 라인(36) 상에서 제어 신호를 생성할 수 있다. 전력 변환기(12)가 활성 모드로 동작되는 경우, 제어 신호는 활성이고 전압 Vbus의 크기를 조정하는데 필요한 만큼 변화한다. 전력 변환기(12)가 대기 모드에 있는 경우, 제어 신호는 비활성이다(즉, 라인(36) 상에 시변(time-varying) 제어 신호가 존재하지 않는다). 이는 접속된 부하가 출력 라인(73) 상에 없는 경우에도 스위칭 회로부 SW1의 동작으로부터 발생하였을 전력 변환기(12)에서의 전력 소모를 감소시킨다. 대기 전력 소모는 누설 전류를 감소시키도록 스위치 SW3 및 SW4와 같은 선택적인 스위칭 회로부를 개방함(예컨대, 변환기 제어 회로(38) 및/또는 모니터(54)로부터의 제어 신호를 이용함)으로써 더 감소될 수 있다.
라인(36) 상에서 스위칭 회로부 SW1에 제공되는 제어 신호는 변환기를 통해 흐르는 전력의 양을 제어하도록 주파수가 조절되는 신호일 수 있거나, 또는 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따라 변환기를 통해 흐르는 전력의 양을 제어하도록 듀티 사이클(duty cycle)이 조절되는 펄스폭 변조(PWM) 신호와 같은 신호일 수 있다.
전형적인 PWM 방식에 따르면, 라인(36) 상의 제어 신호는 전류 Ip가 흐를 수 있도록 스위치 SW1을 켜기를 원하는 경우 하이 값을 가질 수 있고, 전류 Ip가 흐르는 것을 막도록 스위치 SW1을 끄기를 원하는 경우 로우 값을 가질 수 있다. 라인(36) 상의 제어 신호는 예컨대 출력(73) 상의 Vbus의 크기를 조절하도록 제어 회로(38)에 의해 듀티 사이클이 조정될 수 있는 구형파 PWM 신호일 수 있다. 원하는 경우, 주파수 변조 방식이 이용될 수 있다. 주파수 변조 방식에서, 라인(36) 상의 제어 신호는 전압 Vbus의 크기를 조절하도록 제어 회로(38)에 의해 주파수가 조정되는 구형파 또는 다른 제어 신호일 수 있다. 전력 변환기(12)와 같은 전력 변환기에서 PWM 제어 신호를 이용하는 것이 때때로 본 명세서에서 예로서 기술된다. 그러나, PWM 제어 신호를 이용하는 것은 예시일 뿐이다. 원하는 경우 임의의 적합한 유형의 제어 신호가 변환기(12)에서의 전력 흐름을 제어하는데 이용될 수 있다.
제어 회로(38)가 PWM 제어 신호와 같은 제어 신호를 스위치 SW1에 인가하는 경우, 변압기(32)의 2차측에서 전류 Is는 제어 신호의 주파수와 동일한 주파수(예컨대, 약 20kHz 내지 100kHz)를 가질 것이다. 다이오드(40) 및 커패시터(42)는 이러한 AC 신호를 노드(44)에서 DC 전압으로 변환한다. 이러한 전압은 라인(64)에 제공되고, 도 1의 AC-DC 전력 변환기 회로(122)의 출력을 나타낸다. 본 명세서에서 때때로 Vsec라고 지칭되는, 라인(64) 상의 공칭 전력 공급 출력 전압은 예컨대 12 볼트, 5 볼트, 또는 다른 적합한 전압일 수 있다. 전자 디바이스(10)가 활성 모드 중에 출력 라인(73)에 접속되는 경우, 출력(64)에서 생성되는 전압은 전자 디바이스(10)의 회로부에 전력을 공급하도록 스위칭 회로부 SW2, 출력(73) 및 경로(72)를 통해 전자 디바이스(10)에 라우팅될 수 있다.
전력 변환기(12)는 개루프 제어 방식을 이용하여 제어될 수 있다. 이러한 유형의 구성에 따르면, 전력 변환기(12)는 미리 결정된 PWM 신호, 주파수 변조 신호, 또는 다른 제어 신호를 스위칭 회로부 SW1에 인가하여 출력(64) 및 출력 라인(73) 상에서 원하는 출력 레벨을 생성할 수 있다. 원하는 경우, 라인들(48 및 49)로부터 형성된 피드백 경로와 같은 피드백 경로 FB를 제공함으로써 폐루프 제어 방식이 이용될 수 있다. 라인들(48 및 49)을 사용하여, 제어 회로(38)는 노드들(44 및 46)에 걸리는 현재의 전압 레벨(즉, 라인(64) 상의 출력 전압)에 대한 피드백을 수신할 수 있다. 노드(44) 상의 출력 전압의 현재 모니터링되는 값이 원하는 목표 레벨 미만(즉, 원하는 Vsec 레벨 미만)인 경우, PWM 신호의 듀티 사이클, 또는 주파수 변조 방식에서는 제어 신호의 주파수가 증가되어 그에 따라 출력 전압을 증가시킬 수 있다. 제어 회로(38)가 AC-DC 전력 변환기 회로(122)의 노드(44) 및 출력(64) 상의 출력 전압이 지나치게 높다고 결정하는 경우, PWM 신호의 듀티 사이클 또는 제어 신호의 주파수가 감소되어 출력 전압을 원하는 목표 레벨로 감소시킬 수 있다.
변환기 제어 회로(38)와 같은 회로부는 변압기(32)의 1차측 상에 위치할 수 있다. 모니터 회로부(54), 에너지 저장 소자(50), 스위칭 회로부 SW2 및 전압 조정기(52)와 같은 회로부는 변압기(32)의 2차측 상에 위치할 수 있다. 원하는 경우, 격리 스테이지(51)와 같은 격리 스테이지가 피드백 경로 FB에 포함되어 변압기(32)의 1차측 및 2차측 상의 회로부를 전기적으로 격리시키는 것을 도울 수 있다. 유사하게, 격리 스테이지(78)와 같은 격리 스테이지가 모니터(54)와 변환기 제어 회로(38) 사이의 제어 경로(76)에 포함될 수 있다. 격리 스테이지들(51 및 78)은 신호 변형기, 광학 격리 디바이스 등으로부터 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바처럼, 에너지 저장 회로(50)는 커패시터(80)와 같은 에너지 저장 소자로부터 형성될 수 있다. 커패시터(80)는 경로(66)와 접지(예컨대, 노드(46)) 사이에 연결될 수 있다. 대기 동작 중에, 커패시터(80)는 모니터(54) 및 전압 조정기(52)에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다. 모니터(54)는 보충을 정당화할 정도로 커패시터(80)가 고갈되어 가는 때를 결정하기 위해 경로(66) 상의 커패시터(80)로부터의 출력 전압을 모니터링할 수 있다. 커패시터(80)의 에너지의 보충이 요구되는 경우, 모니터(54)는 제어 경로(76)를 통해 변환기 제어 회로(38)에 웨이크업 제어 신호를 발행할 수 있다. 이에 응답하여, 변환기 제어 회로(38)는 제어 라인(36) 상에서의 제어 신호의 생성을 재개함으로써 활성 모드로 천이할 수 있다. 이는 라인(64) 상에서의 DC 출력 전압의 생성을 초래할 것이고, DC 출력 전압은 경로(66)를 통해 커패시터(80)에 라우팅되어 커패시터(80)를 재충전할 수 있다. 배터리 기반 에너지 저장 소자는 고갈되어 가는 경우에 또한 이러한 방식으로 재충전될 수 있다. 배터리에 기초하는 에너지 저장 소자(50)는 예컨대 경로(66)와 배터리 사이에 접속되는 충전기 회로를 가질 수 있다.
전압 조정기 회로(52)는 DC-DC 부스트 변환기(52A)와 같은 DC-DC 전력 변환기 및 전류 제한 회로(52B)와 같은 전류 제한 회로로부터 형성될 수 있다. 원하는 경우, 전류 제한 회로(52B)의 전류 제한 능력은 전력 변환기 회로(52A)의 전압 조정 능력과 결합될 수 있다. 도 2의 예에서, 전압 조정 및 전류 제한 기능은 별개의 회로를 사용하여 구현되었다. 이는 예시일 뿐이다. 전력 변환기(52A 및 52B)와 같은 회로는 하나, 둘, 또는 셋 이상의 집적 회로로부터 형성될 수 있고, 원하는 경우 개별 구성요소를 포함할 수 있다.
전력 변환기(52A)는 제어 회로부(예컨대, 제어 회로(38)), 저장 소자(커패시터 및/또는 인덕터) 및 다른 구성요소(예컨대, 다이오드)로부터 형성되는 부스트 회로와 같은 스위칭 모드 전력 공급 장치일 수 있다. 이들과 같은 전기적 구성요소는 단일 집적 회로의 일부로서 구현될 수 있다. 동작 중에, 부스트 변환기(52A)는 입력 IN 상에서 전력을 수신할 수 있고(예컨대, 커패시터(80)로부터의 DC 전압 Vstore), 대응하는 출력 전압을 출력 OUT 상에서 제공할 수 있다. 전력 변환기(52A)의 출력 OUT 상의 출력 전압은 전압 Vstore보다 낮거나 높을 수 있다. 도 2의 예에서, 변환기(52A)는 전력 변환기 회로(122)의 출력(64)에서 생성되는 공칭 출력 전압 Vsec보다 큰 출력 OUT 상의 공칭 출력 전압 Vaux를 생성하는 부스트 변환기이다. 예컨대, Vsec가 5.0 볼트인 경우, Vaux는 5.1 볼트일 수 있다(예시임). 전압 Vstore는 커패시터(80)가 완전히 충전된 경우의 5.0 볼트 내지 커패시터(80)가 고갈되어 감에 따른 더 낮은 값(예컨대, 약 1 내지 4.5 볼트 범위의 전압)의 범위일 수 있다.
전류 제한 회로(52B)는 부하가 출력 라인(73)에 접속되는 경우 전력 변환기(52A)로부터 인출될 수 있는 전류의 최대량을 제한하기 위한 하나 이상의 저항기 또는 다른 적합한 회로부를 사용하여 구현될 수 있다.
전력 변환기 회로(122)가 대기 모드에 있는 경우, 스위치 SW2가 개방될 것이다. 출력 라인(73) 상의 부하의 부재 시에, 전류 제한 회로(52B)는 부스트 변환기(52A)의 출력 OUT 상의 전압을 크기의 변화가 거의 없이 라인(58)에 전달할 수 있다. 이러한 상황에서, 부스트 변환기(52A)로부터의 공칭 출력 전압이 Vaux인 경우, 출력 라인(73) 상의 DC 전압 Vbus는 Vaux로 상승할 것이다.
전자 디바이스(10)와 같은 부하가 전력 변환기(12)에 접속되는 경우, 출력 라인(73) 상의 전압 Vbus는 낮게 떨어질 것이다. 부스트 변환기(52A)는 이러한 상황에서 Vbus를 Vaux로 유지할 수 없을 것이며, 그 이유는 전류 제한 회로(52B)가 디바이스(10)에 공급될 수 있는 전류의 양을 제한하는 역할을 하기 때문이다. 이는 부하가 있는 경우 Vbus가 떨어지게 한다.
따라서, 모니터(54)는 스위칭 회로부 SW2를 제어하면서 전압 Vbus를 측정하고 Vbus에 일어나는 변화를 관찰함으로써 전자 디바이스(10)의 부착 상태를 모니터링할 수 있다.
도 3은 사용자가 전자 디바이스를 전력 변환기(12)로부터 분리하는 경우에 출력 라인(73) 상의 전압 Vbus가 어떻게 변화할 수 있는지를 도시한다. t0 전의 시간에는, 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)에 부착되어 있고 라인들(72 및 74)을 통해 DC 전력을 수신한다. 전력 변환기 회로부(122)는 활성 모드에 있고, 출력(64) 상에서 공칭 출력 전압 Vsec로 DC 출력 전압을 공급한다. 활성 모드 중에 스위칭 회로부 SW2는 폐쇄되어 있고, 따라서 전력 변환기 회로(122)의 출력(64) 상의 전압 Vsec는 전력 변환기 출력 라인(73)에 전달된다. 따라서, 라인(73) 상의 전압 Vbus는 t0 전의 시간에는 Vsec와 동일하다. 시간 t0에서, 사용자가 출력 라인(73)으로부터 전자 디바이스(10)를 분리한다. 전압 Vsec를 공급하고 있는 출력(64)에 출력 라인(73)이 접속되므로, 전압 Vbus는 전압 Vsec로 유지된다. 시간 t1에서, 모니터(54)는 스위칭 회로부 SW2를 개방하여 출력 라인(73)을 전력 변환기 회로(122)로부터 격리시킨다. 모니터(54)는 몇 초 또는 몇 분마다 한 번씩, 또는 다른 적합한 시간에 이러한 방식으로 스위칭 회로부 SW2를 개방하여 전자 디바이스(10)의 부착 상태를 검사할 수 있다.
시간 t0 후의 시간에, 전자 디바이스(10)는 더 이상 출력 라인(73)에 부착되지 않는다. 그 결과, 스위칭 회로부 SW2가 시간 t1에서 개방되는 경우, 전자 디바이스(10)는 더 이상 출력 라인(73)에 부하를 주지 않는다. 이는 곡선(86)의 경사 부분(87)에 의해 표시된 바처럼 Vbus가 전압 조정기(52)의 출력 OUT에서 공급되는 전압 Vaux의 레벨로 상승하게 한다. 모니터(54)는 경로(60)를 사용하여 전압 Vbus의 이러한 상승을 모니터링할 수 있다. 시간 t2에서, 임계 전압 Vth2와 같은 미리 정의된 임계 전압에 도달하는 경우, 모니터(54)는 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)로부터 제거되었다고 결론을 내릴 수 있다. 따라서, 모니터(54)는 AC-DC 전력 변환기 회로(122) 및 전력 변환기(12)를 대기 전력 소모 모드에 두기 위해 제어 경로(76)를 통해 전력 변환기 회로(122)에 전력 강하 커맨드를 발행한다. 이러한 모드에서 스위칭 회로 SW2는 개방되어 있고, 따라서 전압 Vbus는 시간 t2와 t3 사이의 시간 t에서 Vaux로 상승할 수 있다.
도 4의 그래프의 라인(88)은 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)로부터 분리되는 경우 커패시터(80)의 출력에서 경로(66) 상의 전압 Vstore가 시간의 함수로서 어떻게 변화할 수 있는지를 도시한다. 시간 ti에서, 전력 변환기(12)는 대기 모드에 있다. 대기 모드에서, 전력 변환기(122)는 꺼져 있고(즉, 스위치 SW1을 능동적으로 스위칭하고 있지 않음), 모니터(54)는 커패시터(80) 내의 저장된 에너지에 의해 전력을 공급받고 있다. 최초에 시간 ti에서 커패시터(80)는 Vsec(즉, 전력 변환기 회로(122)가 활성인 경우에 전력 변환기 회로(122)에 의해 생성되는 출력(64) 상의 공칭 출력 전압)인 전압 Vstore를 갖는다.
시간 ti 내지 td 동안에, 모니터(54)는 전자 디바이스(10)의 부착 상태의 변화를 검출하도록 동작한다. 이는 전력을 소모하고 커패시터(80)를 고갈시켜, 곡선 부분(90)에 의해 표시된 바처럼 전압 Vstore가 Vsec로부터 Vth4로 감소되도록 한다.
시간 td에서 Vstore는 미리 결정된 임계 전압 Vth4 미만으로 강하한다. Vstore가 Vth4 미만으로 강하하였음을 모니터(54)가 검출하는 경우, 모니터(54)는 전력 변환기 회로(122)를 켜는 활성화 제어 커맨드를 경로(76) 상에서 발행할 수 있다. 일단 전력 변환기 회로(122)가 시간 td에서 활성 모드에 두어지면, 곡선(88)의 직선 부분(92)에 의해 표시된 바처럼 출력(64) 상의 출력 전압이 공칭 출력값 Vsec로 상승할 것이다.
모니터(54)는 직선 부분(92)에 의해 표현되는 보충 프로세스를 모니터링하여 Vstore가 완전히 보충된 상태로 복귀하는 때를 확인할 수 있거나, 또는 전력 변환기 회로(122)에게 주어진 기간(예컨대, 커패시터(80)를 재충전하기에 충분한 몇 초와 같은 기간) 동안 활성 상태에 있도록 지시할 수 있다. 시간 tr에서, 커패시터(80)가 보충된 후에, 모니터(54)는 전력 변환기 회로(122)를 대기 모드에 둘 수 있다. 직선 부분(94)에 의해 표시된 바처럼, 이후 직선 부분(90)의 고갈 프로세스가 반복된다. 모니터(54)는 필요한 만큼 오랫동안(즉, 전자 디바이스(10)가 부착될 때까지) 도 4에 도시된 바처럼 전력 변환기 회로(122)를 켜고 끌 수 있다.
도 5의 그래프는 전자 디바이스(10)를 전력 변환기(12)에 부착하는 프로세스 중에 전압 Vbus가 어떻게 변화할 수 있는지를 도시한다. 시간 ts에서, 전자 디바이스(10)는 전력 변환기(12)에 부착되어 있지 않다. 출력 라인(73) 상의 부하의 부재 시에, 전압 Vbus는 곡선(96)의 직선 부분(98)에 의해 표시된 바처럼 전압 조정기(54)의 무부하 출력 전압에 매칭하도록 Vaux로 상승한다. 시간 ta에서, 사용자는 (예컨대, 디바이스(10)와 전력 변환기(12) 사이에 USB 케이블 또는 다른 케이블을 접속시킴으로써) 전자 디바이스(10)를 전력 변환기(12)에 부착한다. 일단 디바이스(10)가 출력 라인(73)에 접속되면, 디바이스(10)는 출력 라인(73)에 부하를 주기 시작한다.
전류 제한 회로(52B)는 전압 조정기(52)가 전자 디바이스(10)에 의해 요구되는 전류의 전체 양을 제공하지 못하도록 한다. 이는 직선 부분(100)에 의해 표시된 바처럼 전압 Vbus가 시간 ta에서의 Vaux로부터 시간 tb에서의 Vth3과 같은 미리 결정된 임계 전압으로 강하하게 한다. 전압 Vbus가 Vth3으로 강하하였음을 모니터(54)가 검출하는 경우, 모니터(54)는 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)에 부착되었다고 결론을 내릴 수 있다. 따라서, 모니터(54)는 전력 변환기 회로(122)를 활성 모드에 두는 커맨드를 경로(76)를 통해 전력 변환기 회로(122)에 발행할 수 있다.
일단 전력 변환기 회로(122)가 활성화되면, 전력 변환기 회로(122)로부터의 출력 전압은 전자 디바이스(10)에 전력을 공급하여 도 5의 직선 부분(102)에 의해 표시된 바처럼 전압 Vbus가 이것의 공칭값 Vsec로 상승하게 한다. 시간 tc 후의 시간에서(예컨대, 직선 부분(104)을 따라), Vbus는 변환기 제어 회로(38)에 의해 전압 Vsec로 유지될 수 있다.
도 6은 전자 디바이스(10)가 부착되어 있는 동안에 모니터(54)가 스위칭 회로부 SW2를 개방하는 경우 Vbus가 어떻게 변화할 수 있는지를 도시한다. 시간 tbg에서, 전력 변환기(12)는 활성이고, Vsec인 전압 Vbus를 공급함으로써 전자 디바이스(10)에 전력을 공급하고 있다. 시간 top에서, 모니터(54)가 스위칭 회로부 SW2를 개방한다. 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)에 접속되어 있으므로, 전압 Vbus가 강하한다. 시간 tcl에서 미리 결정된 임계 전압 Vth1에 도달하는 경우, 모니터(54)는 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)에 여전히 접속되어 있다고 결론을 내릴 수 있고, 스위칭 회로부 SW2를 폐쇄할 수 있다. 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)로부터 접속해제되었다고 전자 디바이스(10)가 잘못 결론을 내리지 않도록 하기 위해, 전압 Vbus는 바람직하게는 전압 Vmin(예컨대, 약 4.5 볼트)보다 높게 유지된다. 일단 스위칭 회로부 SW2가 폐쇄되면, 전력이 출력 라인(73)으로 회복되고 전압 Vbus가 상승하여 시간 tfn에서 공칭 출력 전압 레벨 Vsec에 도달할 것이다.
사용자가 디바이스(10)를 변환기(12)에 부착하고 분리하는 때에 전력 변환기(12) 및 디바이스(10)가 도 1의 시스템(8)에서 어떻게 동작할 수 있는지를 도시하는 도면이 도 7에 도시된다.
활성 모드(106)에서, 전력 변환기(12)는 AC-DC 전력 변환기로서 정상적으로 동작하고 있고, AC 소스(14)로부터 부착된 전자 디바이스(10)에 전력을 공급하고 있다. 전형적인 시나리오에서, 전자 디바이스(10)는 전자 디바이스(10)가 전력 변환기(12)에 접속되는 경우에 재충전될 수 있는 재충전가능 배터리를 포함한다. 모드(106)의 동작 중에, 모니터(54)는 주로 스위칭 회로부 SW2를 폐쇄 상태로 유지하여 전력이 라인(64)으로부터 출력 라인(73) 및 전자 디바이스(10)로 전달되도록 한다. 적절한 시간에(예컨대, 몇 초, 몇 분 등마다 한 번씩), 모니터(54)는 일시적으로 스위칭 회로부 SW2를 개방하여 전자 디바이스(10)가 여전히 부착되어 있는지 여부를 검사한다. 스위칭 회로부 SW2가 개방되어 있는 때에 전압 Vbus가 상승하지 않는 경우(예컨대, 도 6과 관련하여 기술되는 바처럼 전압 Vbus가 Vth1로 떨어지는 경우), 모니터(54)는 전자 디바이스(10)가 여전히 전력 변환기(12)에 부착되어 있다고 결론을 내릴 수 있다. 선(108)에 의해 표시된 바처럼, 활성 모드(106)의 동작이 중단 없이 계속될 수 있다.
그러나, 도 3과 관련하여 기술되는 바처럼 스위칭 회로부 SW2가 개방되어 있는 때에 전압 Vbus가 임계값 Vth2로 상승하는 경우, 모니터(54)는 디바이스(10)가 분리되었다고 결론을 내릴 수 있다. 선(110)에 의해 표시된 바처럼, 모니터(54)는 전력 변환기 회로(122) 및 전력 변환기(12)를 대기 모드(114)에 둘 수 있다.
대기 모드(114) 중에, 전력 변환기 회로(122)는 활성이 아니고, 따라서 전력 변환기 회로(122)는 모니터(54)에 전력을 공급하기 위한 전력을 전달할 수 없다. 그 대신, 에너지 저장 회로(50)로부터 전력이 공급된다. 특히, 에너지 저장 회로(50)는 전압 Vstore를 모니터(54)에, 그리고 부스트 변환기(52A)(도 2)의 입력 IN에 공급할 수 있다. 전압 Vstore의 전압 레벨이 충분한(즉, Vth4 보다 높은) 동안에, 에너지 저장 회로(50)는 모니터링 회로(54) 및 전압 조정기(52)에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다. 이러한 시간 동안에, 모니터(54)는 전자 디바이스(10)의 부착 상태를 주기적으로 검사할 수 있다. 도 5와 관련하여 기술된 바처럼 이러한 검사들 중 하나 동안에 전압 Vbus가 Vth3 미만으로 떨어지는 경우, 모니터(54)는 선(112)에 의해 표시된 바처럼 전력 변환기 회로(122) 및 전력 변환기(12)를 활성 모드(106)로 복귀시킬 수 있다. 도 4와 관련하여 기술된 바처럼 전압 Vstore가 Vth4 미만으로 떨어진 것으로 모니터(54)가 결정하는 경우, 모니터(54)는 전력 변환기 회로(122)를 일시적으로 활성화시킬 수 있다(활성 모드(118)). 활성 모드(118)에서, 전력 변환기 회로(122)는 활성이고 (예컨대, 경로(66) 상의 커패시터(80)를 재충전함으로써) 에너지 저장 소자(50)를 보충한다. 모드(118)의 동작 중에 디바이스(10)는 분리된 상태로 있다.
전압 Vstore가 회복된 후에(도 4의 직선 부분(92)), 모니터(54)는 선(120)에 의해 표시된 바처럼 전력을 절약하기 위해 전력 변환기 회로(122) 및 전력 변환기(12)를 대기 모드(144)로 복귀시킬 수 있다.
원하는 경우, Vaux가 상이한 레벨(예컨대, 디바이스(10) 또는 다른 그러한 부하의 최소 동작 전압보다 크지만 Vsec 이하인 레벨)로 제공될 수 있다. 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7의 예에서, Vsec보다 큰 Vaux 값을 이용하는 것은 스위치 SW2를 개방하는 경우에 디바이스(10)의 부착 상태를 검출하는 것을 촉진한다. Vaux가 Vsec 이하인 시나리오에서, 전압 Vbus가 떨어지지 않았다(예컨대, Vbus가 특정한 임계 전압을 넘어 떨어지지 않았다)고 결정함으로써 디바이스(10) 또는 다른 그러한 부하의 존재가 검출될 수 있다. Vaux가 Vsec보다 큰 구성이 때때로 본 명세서에서 예로서 기술된다. 그러나, 이는 예시일 뿐이다.
도 8에 도시된 바처럼, 시스템(8)의 회로부는 디바이스(300)와 같은 전자 디바이스의 전부 또는 일부에 통합될 수 있다. 디바이스(300)는 휴대용 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스, 데스크톱 컴퓨터, 텔레비전 또는 스테레오 시스템과 같은 소비자 전자 장비, 컴퓨터 디스플레이, 게임 제어기, 또는 임의의 다른 적합한 전자 장비일 수 있다. 정상 동작 중에, 디바이스(300)는 전력 변환기(12)의 회로부에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 이는 디바이스(300)의 회로부가 완전히 전력을 공급받을 수 있게 한다. 디바이스(300) 내의 회로 구성요소들은 도 8에서 디바이스 회로(210)로서 개략적으로 도시되며, 사용자 인터페이스 구성요소들(예컨대, 터치 스크린, 터치 패드, 마우스, 키, 버튼, 리모트 컨트롤로부터의 신호를 모니터링하는 적외선 수신기 회로부와 같이 무선 사용자 커맨드를 수신하기 위한 회로부, 사용자 신호를 모니터링하는 라디오 주파수 무선 통신 회로부, 처리 및 저장 회로부, 센서 등)과 같은 전자적 구성요소들을 포함할 수 있다.
에너지 저장 회로(50)는 정상 동작 중에 충전될 수 있다. 전력을 절약하기를 원하는 경우, 회로(122)는 감소된-전력(대기) 동작 모드에 놓일 수 있다. 대기 상태에서, 디바이스 회로(210)는 디바이스(300)가 정상 동작을 재개해야 함을 나타내는 액티비티를 기다릴 수 있다. 예컨대, 디바이스 회로부(210)는 사용자 입력 액티비티 또는 다른 적합한 이벤트를 모니터링하는 적외선 수신기 회로부 또는 다른 사용자 입력 회로부를 포함할 수 있다. 사용자가 적외선 커맨드를 공급하거나 다른 액티비티가 디바이스 회로(210)에 의해 검출되는 경우, 디바이스 회로(210)의 결과적인 거동은 라인(72) 상의 전압이 변화하게 할 수 있다. 모니터(54)는 이러한 전압의 변화를 감지할 수 있고, 대응하는 웨이크업 커맨드를 경로(76)를 통해 변환기 회로(122)에 발행할 수 있다. 모니터(54)는 또한 도 1과 관련하여 기술된 바처럼 에너지 저장 회로(50)를 보충하기 위해 주기적으로 변환기 회로(122)를 깨울 수 있다.
원하는 경우, 회로(210)는 다른 유형의 시그널링 방식을 이용하여 사용자 입력 또는 다른 모니터링되는 액티비티가 검출되었음을 모니터(54)에 통지할 수 있다. 예컨대, 도 9의 구성을 살펴본다. 도 9에 도시된 바처럼, 전자 디바이스(300)는 에너지 저장 및 전력(전압) 조정기 회로(302)를 충전하는 AC-DC 전력 변환기 회로(122)와 같은 전력 공급 장치를 가질 수 있다. 예컨대, 회로(302)는 도 8의 에너지 저장 회로(50)와 같은 에너지 저장 회로를 포함하고 선택적으로는 회로(210)에 전력을 공급하는 경우에 에너지 저장 회로의 출력을 조정하는 것을 돕는 전압 조정기 또는 다른 회로를 포함하는 회로일 수 있다.
프로세서(304)는 하나 이상의 마이크로프로세서 및 다른 제어 회로(예컨대, 집적 회로 등)와 같은 저장 및 처리 회로부를 포함할 수 있다. 프로세서(304)는 디바이스(300) 및 회로(210)의 동작을 제어하는데 사용될 수 있다.
도 9의 디바이스(300)의 정상 동작 중에, 전력 공급 회로(122)는 회로(302)에 전력을 공급할 수 있고, 따라서 에너지 저장 회로(302)가 충전될 수 있다. 회로(210) 및 프로세서(304)가 전력을 공급받을 수 있고, 정상적으로 동작할 수 있다. 전력을 절약하기를 원하는 경우, 전력 공급 회로(122)는 (예컨대, 프로세서(304), 모니터(210), 또는 다른 제어 회로부에 의해) 대기 상태에 놓일 수 있다. 대기 상태에서, 에너지 저장 회로는 경로(306)를 통해 회로(210)에 전력을 공급하는데 사용될 수 있고, 경로(308)를 통해 모니터(54)에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다.
회로(210)는 디바이스(300)가 대기 모드에서 나와야 함을 나타내는 적외선 원격 제어 커맨드와 같은 사용자 입력 또는 다른 적합한 이벤트를 기다릴 수 있다. 이러한 이벤트가 검출되는 경우, 회로(210)는 경로(310)를 통해 신호를 송신함으로써 이벤트의 발생을 모니터(54)에 통지할 수 있다. 경로(310)는 회로(210)와 모니터(54) 사이에서 통신을 전달하기 위한 하나 이상의 연관된 라인을 갖는 아날로그 또는 디지털 경로일 수 있다.
일단 사용자 입력 커맨드 또는 다른 이벤트를 처리하기 위해 전력 공급 회로(122)를 깨우는 것이 적절하다고 모니터(54)가 결정하면, 모니터(54)는 경로(76)를 통해 전력 공급 회로(122)에 대한 적절한 웨이크업 제어 커맨드를 발행할 수 있다. 모니터(54)는 또한 경로(210)를 통해 에너지 저장 및 전력 조정기 회로(302) 내의 에너지 저장 회로를 보충하기를 원하는 경우에 주기적으로 전력 공급 회로(122)를 웨이크업할 수 있다.
도 10은 디바이스(300)가 어떻게 복수의 전력 공급 회로(122)를 가질 수 있는지를 도시한다. 도 10의 예에서, 디바이스(300)는 전력 공급 회로 PS1 및 전력 공급 회로 PS2를 갖는다. 전력 공급 회로 PS1은 수십 또는 수백 와트의 전력을 공급하는 고전력(1차) 전력 공급 회로일 수 있고, 전력 공급 회로 PS2는 더 적은 전력(예컨대, 10 와트 이하의 전력)을 공급하는 저전력(2차) 전력 공급 회로일 수 있다. 대기 상태에서, 각각의 공급 회로는 자신의 활성 전력 용량 중 일부(예컨대, 1 내지 10%)만을 소모할 수 있다(예시임). 이들은 예시일 뿐이다. 1차 공급 회로 PS1 및 2차 공급 회로 PS2는 원하는 경우 임의의 적합한 전력 공급 용량을 가질 수 있다.
정상 동작 중에, 전력 공급 회로 PS1은 활성 상태에 있을 수 있고 회로(210), 프로세서(304) 및 디바이스(300) 내의 다른 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 전력을 절약하기 위해, 최대 전력이 필요하지 않은 경우 전력 공급 회로 PS1은 저전력 대기 상태에 놓일 수 있다. 마찬가지로, 전력 공급 회로 PS2는 활성 동작이 필요하지 않은 경우 전력을 절약하기 위해 대기 상태에 놓일 수 있다. 대기 상태 중에, 에너지 저장 및 전압 조정기 회로(302)는 도 9와 관련하여 기술된 바처럼 회로(210)에 전력을 공급할 수 있다. 때때로, 회로부(302) 내의 에너지 저장 회로는 보충될 필요가 있을 수 있다. 도 1의 회로와 관련하여 기술된 바처럼, 모니터(54)는 에너지 저장 회로의 상태를 모니터링할 수 있다. 보충이 요구되는 경우, 모니터(54)는 경로(314)를 통해 전력 공급 회로 PS2에 보충 제어 신호를 발행할 수 있다. 이에 응답하여, 전력 공급 회로 PS2는 대기 상태로부터 깨어날 수 있다. 전력 공급 회로 PS2가 전력 공급 회로 PS1보다 적은 에너지를 이용하기 때문에, 그리고 전력 공급 회로 PS2를 사용하는 보충 동작 중에는 전체 디바이스(300)가 전력을 공급받을 필요가 없기 때문에, 전력 공급 회로 PS1이 대기 상태에 있는 동안에 에너지 저장 회로를 보충하기 위해 전력 공급 회로 PS2를 사용하는 것이 전력 절약을 도울 수 있다.
디바이스(300)가 활성 상태에 진입해야 함을 나타내는 사용자 입력 또는 다른 액티비티를 회로(210)가 검출하는 경우, 회로(210)는 경로(316)를 통해 전력 공급 회로 PS1을 웨이크업하도록 모니터(54)에게 지시할 수 있다. 모니터(54)는 또한 전력 공급 회로 PS2를 깨울 수 있다. 원하는 경우, 회로(210)는 또한 프로세서(304)를 사용하여 웨이크업 커맨드 및 다른 제어 커맨드를 발행할 수 있다. 프로세서(304)는 예컨대 사용자 입력이 회로(210)로 수신될 때마다 전력 공급 회로 PS1를 웨이크업할 수 있는 반면, 모니터(54)는 전력 공급 회로 PS2를 웨이크업하는데 사용될 수 있다(예시임).
도 1의 전력 어댑터(12)와 같은 전력 어댑터(12)를 위한 예시적인 구성이 도 11에 도시된다. 도 11에 도시된 바처럼, 전력 어댑터는 도 1의 회로부(12)와 같은 회로부가 장착될 수 있는 하우징(318)과 같은 하우징을 가질 수 있다. 전도성 프롱(prong)(320)이 전력 어댑터를 AC 라인 전력에 접속시키는데 사용될 수 있다. 케이블(322)이 어댑터(12)로부터의 출력 신호를 커넥터(324)로 라우팅하는데 사용될 수 있다. 커넥터(324)는 전력 어댑터를 전자 디바이스(10)에 접속시키는데 사용될 수 있다. 커넥터(324)는 예컨대 뮤직 플레이어 및 전화기 디바이스를 컴퓨터 및 전력 공급 장치에 연결하는데 때때로 사용되는 유형의 30-핀 커넥터일 수 있다. 커넥터(324)는 일반적으로 임의의 적합한 개수의 접촉부를 가질 수 있다. 30-핀 배열을 사용하는 것은 예시일 뿐이다.
도 12는 다른 예시적인 전력 어댑터 구성을 도시한다. 도 12의 구성에서, 도 1의 전력 어댑터 회로부(12)가 하우징(326) 내에 장착된다. 도 12의 예의 커넥터(328)는 미국 캘리포니아주 쿠퍼티노에 소재한 Apple Inc.로부터의 MagSafe® 커넥터와 같은 자기 커넥터일 수 있다. 이러한 유형의 커넥터는 커넥터(328)를 체결 디바이스에 고정시키는 것을 돕도록 자석 인력을 이용한다. 예컨대 커넥터(328)의 부분들(330)에 자석들이 존재할 수 있다. 플러그 유형 커넥터가 또한 원하는 경우 전력 어댑터(12)에서 사용될 수 있다.
도 13에 도시된 바처럼, 에너지 저장 회로(50)는 AC-DC 전력 변환기 회로(122)의 일부를 형성할 수 있다. 예컨대, 변환기 회로(122)는 (예컨대, 필터링을 위한) 포지티브 및 접지 출력 라인들에 걸친 커패시터를 갖는 유형의 변환기 회로일 수 있다. 이러한 유형의 구성에서, 모니터(54)에 전력을 공급하고 회로(210)(도 13의 예에서 디바이스(10))와 같은 회로에 전력을 공급하기 위한 에너지는 추가적인 에너지 저장 디바이스에 대한 필요 없이 이러한 필터 커패시터 내에 저장될 수 있다. 일반적으로, 에너지 저장 회로(50)는 임의의 개수의 적합한 구성요소(커패시터, 배터리 등)로부터 형성될 수 있고, 이러한 구성요소는 독립형 회로를 형성할 수 있거나 원하는 경우 시스템(8) 내의 다른 회로에 결합될 수 있다. 도 1 및 도 13의 예시적인 구성과 같은 예는 예시일 뿐이다.
일 실시예에 따르면, 교류(AC) 대 직류(DC) 전력 변환기가 제공되는데, 상기 전력 변환기로 전자 디바이스에 전력을 공급하기를 원하는 경우 상기 전자 디바이스는 상기 전력 변환기에 접속될 수 있고, 상기 전력 변환기는 AC 전압으로부터 DC 전압을 생성하는 전력 변환기 회로, 상기 전자 디바이스가 접속될 수 있는 출력 라인, 상기 전력 변환기 회로와 상기 출력 라인 사이에 연결되고, 상기 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 주기적으로 접속해제시키는 스위칭 회로, 및 상기 스위칭 회로로 상기 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 접속해제시키는 경우에 상기 출력 라인 상의 전압 레벨을 모니터링함으로써 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되어 있는지 여부를 결정하는 회로부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 변환기는 제어 회로를 포함하고, 상기 회로부는 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되었다고 결정되면 상기 제어 회로에게 상기 전력 변환기 회로를 대기 모드에 두도록 지시하는 모니터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 변환기는 상기 전력 변환기 회로가 상기 대기 모드에 있는 경우에 상기 모니터에 전력을 공급하기 위한 에너지를 저장하는 에너지 저장 소자를 더 포함하고, 상기 모니터가 상기 에너지 저장 소자가 보충되어야 한다고 결정하는 경우 상기 모니터는 상기 제어 회로에게 일시적으로 상기 전력 변환기 회로를 상기 대기 모드 대신에 활성 모드에 두도록 지시하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 변환기 회로를 상기 대기 모드에서 동작시키는 동안에 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었다고 결정되면 상기 모니터는 상기 제어 회로에게 상기 전력 변환기 회로를 상기 활성 모드에 두도록 지시하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 에너지 저장 소자는 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 변환기는 상기 에너지 저장 소자로부터 에너지 저장 소자 전압을 수신하는 전압 조정기를 더 포함하고, 상기 전압 조정기는 전압 조정기 출력이 상기 전자 디바이스에 의해 부하를 받지 않는 경우 상기 전압 조정기 출력 상에서 상기 에너지 저장 소자 전압의 대응하는 수정된 버전을 제공한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 변환기는 상기 전압 조정기 출력을 상기 출력 라인에 전기적으로 연결하는 경로를 더 포함하고, 상기 에너지 저장 소자 전압의 수정된 버전은 상기 전력 변환기 회로에 의해 생성되는 DC 전압보다 크다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 변환기는 상기 전압 조정기 출력을 상기 출력 라인에 전기적으로 연결하는 경로에 개재되는 전류 제한 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전압 조정기는 상기 에너지 저장 소자 전압의 수정된 버전을 생성하는 DC-DC 스위칭 모드 전력 변환기를 포함하고, 상기 에너지 저장 소자 전압의 수정된 버전은 상기 에너지 저장 소자 전압보다 크다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 변환기는 상기 전압 조정기 출력을 상기 출력 라인에 전기적으로 연결하는 경로를 더 포함하고, 상기 에너지 저장 소자 전압의 수정된 버전은 상기 전력 변환기 회로에 의해 생성되는 DC 전압보다 크지 않다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전력 변환기 회로를 상기 대기 모드에서 동작시키는 동안에 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었다고 결정되면 상기 모니터는 상기 제어 회로에게 상기 전력 변환기 회로를 상기 활성 모드에 두도록 지시하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 교류(AC) 대 직류(DC) 전력 변환기가 제공되는데, 상기 전력 변환기로 전자 디바이스에 전력을 공급하기를 원하는 경우 상기 전자 디바이스는 상기 전력 변환기에 접속될 수 있고, 상기 전력 변환기는 AC 전압으로부터 DC 전압을 생성하는 스위칭 모드 전력 변환기 회로(상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로는 상기 DC 전압이 생성되고 있는 활성 모드 및 상기 DC 전압이 생성되지 않는 대기 모드에서 동작가능함), 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로에 의해 생성되는 DC 전압과 동일한 출력 라인 전압을 수신하여 상기 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위해 상기 전자 디바이스가 접속될 수 있는 출력 라인, 상기 전력 변환기 회로와 상기 출력 라인 사이에 연결되는 스위칭 회로, 에너지 저장 소자 전압을 생성하는 에너지 저장 소자, 상기 에너지 저장 소자 전압을 수신하고, 상기 출력 라인에 연결되는 전압 조정기 출력을 갖는 전압 조정기, 및 상기 에너지 저장 소자 전압 및 상기 출력 라인 전압을 모니터링하고, 상기 스위칭 회로 및 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 제어하는 모니터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 모니터는 상기 전력 변환기 회로가 상기 활성 모드에 있는 동안에 일시적으로 상기 스위칭 회로를 개방하여 상기 출력 라인을 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리시키고, 상기 출력 라인이 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리되어 있는 동안에 상기 출력 라인 전압이 상승하여 상기 전자 디바이스가 상기 전력 변환기로부터 분리됨을 나타내는지 여부를 모니터링하며, 상기 출력 라인이 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리되어 있는 동안에 상기 출력 라인 전압이 떨어져 상기 전자 디바이스가 상기 전력 변환기에 부착됨을 나타내는지 여부를 모니터링하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전압 조정기는 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되고 상기 출력 라인에 부하를 주지 않는 경우에 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로에 의해 생성되는 DC 전압보다 큰 전압 레벨을 갖는 전압 조정기 출력 전압을 상기 전압 조정기 출력에서 제공하는 부스트 변환기를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전압 조정기는 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인 전력 변환기에 부착되고 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로가 상기 스위칭 회로를 개방함으로써 상기 출력 라인으로부터 격리되는 경우에 상기 출력 라인 전압이 강하하는 것을 보장하는 전류 제한 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 모니터는 상기 전력 변환기 회로가 상기 활성 모드에 있는 동안에 일시적으로 상기 스위칭 회로를 개방하여 상기 출력 라인을 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리시키고, 상기 출력 라인이 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리되어 있는 동안에 상기 출력 라인 전압이 주어진 임계값을 넘어 떨어지지 않아서 상기 전자 디바이스가 상기 전력 변환기로부터 분리됨을 나타내는지 여부를 모니터링하며, 상기 출력 라인이 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리되어 있는 동안에 상기 출력 라인 전압이 상기 주어진 임계값보다 더 떨어져 상기 전자 디바이스가 상기 전력 변환기에 부착됨을 나타내는지 여부를 모니터링하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 교류(AC) 대 직류(DC) 전력 변환기를 동작시키는 방법이 제공되는데, 상기 전력 변환기는 상기 전력 변환기로 전자 디바이스에 전력을 공급하기를 원하는 경우 상기 전자 디바이스가 접속될 수 있는 출력 라인을 갖고, 상기 전력 변환기는 DC 출력 전압이 생성되는 활성 모드 및 DC 출력 전압이 생성되지 않는 대기 모드에서 동작가능한 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 갖는다. 상기 방법은, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 일시적으로 격리시키는 단계, 상기 출력 라인 상의 전압 레벨을 모니터링하는 단계, 및 상기 모니터링되는 전압 레벨에 응답하여, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로가 상기 활성 모드에서 동작하는지 또는 상기 대기 모드에서 동작하는지를 제어하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전압 레벨을 모니터링하는 단계는 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 일시적으로 격리시키는 경우에 상기 출력 라인의 모니터링되는 전압 레벨이 상승하여 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리됨을 나타내는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되었다고 결정되면 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 대기 모드에 두는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전압 레벨을 모니터링하는 단계는 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 일시적으로 격리시키는 경우에 상기 출력 라인의 모니터링되는 전압 레벨이 떨어져 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었음을 나타내는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었다고 결정되면 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 활성 모드에 두는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전압 레벨을 모니터링하는 단계는 모니터를 사용하여 상기 전압 레벨을 모니터링하는 단계를 포함하고, 상기 방법은, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로가 상기 대기 모드에 있는 경우 커패시터로 상기 모니터에 전력을 공급하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 커패시터를 재충전하기 위한 DC 출력 전압을 일시적으로 생성하기 위해 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되어 있는 동안에 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 일시적으로 상기 활성 모드에 두는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제1 전력 공급 회로, 제2 전력 공급 회로, 에너지 저장 회로, 및 전력을 절약하기 위해 상기 제1 및 제2 전력 공급 회로가 대기 상태에 놓이는 경우에 에너지 저장 디바이스에 의해 전력을 공급받는 회로를 포함하는 회로부가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 회로는 사용자 액티비티를 모니터링하는 회로부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 회로는 적외선 수신기를 포함하고, 상기 회로부는 텔레비전의 적어도 일부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 회로부는 상기 회로가 액티비티를 검출하는 경우에 상기 회로로부터 신호를 수신하고 상기 회로로부터의 신호가 수신되는 경우 상기 회로부에 전력을 공급하도록 상기 제1 전력 공급 회로를 웨이크업하는 모니터 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 회로부는 상기 에너지 저장 회로가 고갈되는 때를 결정하도록 구성되고, 상기 제1 전력 공급 회로를 웨이크업하지 않고 상기 에너지 저장 회로를 보충하도록 상기 제2 전력 공급 회로를 웨이크업하도록 구성되는 모니터 회로를 더 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 회로부가 정상 동작 모드로 동작되어야 함을 나타내는 액티비티를 상기 회로가 검출하는 경우 상기 모니터 회로는 상기 회로로부터 신호를 수신하고, 상기 모니터 회로는 상기 회로로부터의 신호에 응답하여 상기 회로부에 전력을 공급하도록 상기 제1 전력 공급 회로를 웨이크업하도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 에너지 저장 회로는 커패시터를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 에너지 저장 회로는 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터 및 상기 제2 전력 공급 회로는 교류(AC) 대 직류(DC) 전력 변환기 회로의 일부를 형성한다.
일 실시예에 따르면, 활성 및 대기 모드로 동작하는 제1 스위칭 모드 교류(AC) 대 직류(DC) 전력 공급 회로, 활성 및 대기 모드로 동작하는 제2 스위칭 모드 AC 대 DC 전력 공급 회로, 상기 제1 스위칭 모드 AC 대 DC 전력 공급 회로가 대기 모드에 있는 동안에 상기 제2 AC 대 DC 전력 공급 회로에 의해 적어도 때때로 충전되는 에너지 저장 회로, 및 상기 제1 스위칭 모드 AC 대 DC 전력 공급 회로 및 상기 제2 스위칭 모드 AC 대 DC 전력 공급 회로가 대기 모드에서 동작되는 경우 상기 에너지 저장 회로를 사용하여 전력을 공급받는 적어도 하나의 회로를 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 전자 디바이스는, 상기 적어도 하나의 회로와 통신하며, 상기 적어도 하나의 회로로부터 수신되는 신호에 응답하여 상기 제1 스위칭 모드 AC 대 DC 전력 공급 회로를 대기 모드로부터 활성 모드로 바꾸도록 구성되는 모니터 회로를 더 포함한다.
상술한 바는 본 발명의 원리를 예시할 뿐이며, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 본 기술분야의 당업자에 의해 다양한 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (31)

  1. 교류(AC) 대 직류(DC) 전력 변환기 - 상기 전력 변환기로 전자 디바이스에 전력을 공급하기를 원하는 경우, 상기 전자 디바이스는 상기 전력 변환기에 접속될 수 있음 - 로서,
    AC 전압으로부터 DC 전압을 생성하는 전력 변환기 회로;
    상기 전자 디바이스가 접속될 수 있는 출력 라인;
    상기 전력 변환기 회로와 상기 출력 라인 사이에 연결되며, 상기 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 주기적으로 접속해제시키는 스위칭 회로; 및
    상기 스위칭 회로로 상기 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 접속해제시키는 경우에 상기 출력 라인 상의 전압 레벨들을 모니터링함으로써 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되어 있는지 여부를 결정하는 회로부를 포함하고,
    상기 회로부는 상기 전력 변환기 회로가 활성 모드에 있는 동안에 일시적으로 상기 스위칭 회로를 개방하여 상기 출력 라인을 상기 전력 변환기 회로로부터 격리시키고, 출력 전압이 상승하면 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되었다고 결정하고, 상기 출력 전압이 떨어지면 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었다고 결정하도록 구성되는, 전력 변환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환기 회로는 제어 회로를 포함하고,
    상기 회로부는, 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되었다고 결정되면, 상기 전력 변환기 회로를 대기 모드에 두도록 상기 제어 회로에 지시하는 모니터를 포함하고,
    상기 전력 변환기는,
    상기 전력 변환기 회로가 상기 대기 모드에 있는 경우에 상기 모니터에 전력을 공급하기 위한 에너지를 저장하는 에너지 저장 소자;
    상기 에너지 저장 소자로부터 에너지 저장 소자 전압을 수신하며, 전압 조정기 출력이 상기 전자 디바이스에 의해 부하를 받지 않는 경우에 상기 전압 조정기 출력 상에서 상기 에너지 저장 소자 전압의 대응하는 수정된 버전을 제공하는 전압 조정기; 및
    상기 전압 조정기 출력을 상기 출력 라인에 전기적으로 연결하는 경로
    를 더 포함하는 전력 변환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모니터는, 상기 에너지 저장 소자가 보충되어야 한다고 상기 모니터가 결정하는 경우에 일시적으로 상기 전력 변환기 회로를 상기 대기 모드 대신에 활성 모드에 두게 상기 제어 회로에 지시하도록 구성되며, 상기 전력 변환기 회로를 상기 대기 모드에서 동작시키는 동안에 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었다고 결정되면, 상기 전력 변환기 회로를 상기 활성 모드에 두게 상기 제어 회로에 지시하도록 더 구성되며,
    상기 에너지 저장 소자는 커패시터를 포함하는 전력 변환기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 에너지 저장 소자 전압의 수정된 버전은 상기 전력 변환기 회로에 의해 생성된 DC 전압보다 크고,
    상기 전압 조정기는 상기 에너지 저장 소자 전압의 수정된 버전을 생성하는 DC-DC 스위칭 모드 전력 변환기를 포함하고,
    상기 에너지 저장 소자 전압의 수정된 버전은 상기 에너지 저장 소자 전압보다 크며,
    상기 전력 변환기는, 상기 전압 조정기 출력을 상기 출력 라인에 전기적으로 연결하는 경로에 개재된 전류 제한 회로를 더 포함하는 전력 변환기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 모니터는, 상기 전력 변환기 회로를 상기 대기 모드에서 동작시키는 동안에 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었다고 결정되면, 상기 전력 변환기 회로를 활성 모드에 두게 상기 제어 회로에 지시하도록 구성되며,
    상기 에너지 저장 소자 전압의 수정된 버전은 상기 전력 변환기 회로에 의해 생성된 DC 전압보다 크지 않은 전력 변환기.
  6. 교류(AC) 대 직류(DC) 전력 변환기 - 상기 전력 변환기로 전자 디바이스에 전력을 공급하기를 원하는 경우, 상기 전자 디바이스는 상기 전력 변환기에 접속될 수 있음 - 로서,
    AC 전압으로부터 DC 전압을 생성하며, 상기 DC 전압이 생성되고 있는 활성 모드 및 상기 DC 전압이 생성되지 않는 대기 모드에서 동작가능한 스위칭 모드 전력 변환기 회로;
    상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로에 의해 생성된 DC 전압과 동일한 출력 라인 전압을 수신하여 상기 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위해서 상기 전자 디바이스가 접속될 수 있는 출력 라인;
    상기 전력 변환기 회로와 상기 출력 라인 사이에 연결된 스위칭 회로;
    에너지 저장 소자 전압을 생성하는 에너지 저장 소자;
    상기 에너지 저장 소자 전압을 수신하며, 상기 출력 라인에 연결된 전압 조정기 출력을 갖는 전압 조정기; 및
    상기 에너지 저장 소자 전압 및 상기 출력 라인 전압을 모니터링하며, 상기 스위칭 회로 및 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 제어하는 모니터
    를 포함하고,
    상기 모니터는,
    상기 전력 변환기 회로가 상기 활성 모드에 있는 동안에 일시적으로 상기 스위칭 회로를 개방하여 상기 출력 라인을 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리시키고,
    상기 출력 라인이 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리되어 있는 동안에 상기 출력 라인 전압이 상승하여, 상기 전자 디바이스가 상기 전력 변환기로부터 분리됨을 나타내는지 여부를 모니터링하며,
    상기 출력 라인이 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리되어 있는 동안에 상기 출력 라인 전압이 떨어져, 상기 전자 디바이스가 상기 전력 변환기에 부착됨을 나타내는지 여부를 모니터링하도록 구성되는, 전력 변환기.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전압 조정기는, 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되며 상기 출력 라인에 부하를 주지 않는 경우에 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로에 의해 생성된 DC 전압보다 큰 전압 레벨을 갖는 전압 조정기 출력 전압을 상기 전압 조정기 출력에서 제공하는 부스트 변환기를 포함하며,
    상기 전압 조정기는, 상기 전자 디바이스가 출력 라인 전력 변환기에 부착되며 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로가 상기 스위칭 회로를 개방함으로써 상기 출력 라인으로부터 격리되는 경우에 상기 출력 라인 전압이 강하하는 것을 보장하는 전류 제한 회로를 더 포함하는 전력 변환기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 모니터는,
    상기 전력 변환기 회로가 상기 활성 모드에 있는 동안에 일시적으로 상기 스위칭 회로를 개방하여 상기 출력 라인을 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리시키고,
    상기 출력 라인이 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리되어 있는 동안에 상기 출력 라인 전압이 주어진 임계값을 넘어 떨어지지 않아, 상기 전자 디바이스가 상기 전력 변환기로부터 분리됨을 나타내는지 여부를 모니터링하며,
    상기 출력 라인이 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로로부터 격리되어 있는 동안에 상기 출력 라인 전압이 상기 주어진 임계값보다 더 떨어져, 상기 전자 디바이스가 상기 전력 변환기에 부착됨을 나타내는지 여부를 모니터링하도록 구성되는 전력 변환기.
  10. 교류(AC) 대 직류(DC) 전력 변환기를 동작시키는 방법으로서,
    상기 전력 변환기는, 상기 전력 변환기로 전자 디바이스에 전력을 공급하기를 원하는 경우, 상기 전자 디바이스가 접속될 수 있는 출력 라인을 갖고,
    상기 전력 변환기는, DC 출력 전압이 생성되는 활성 모드 및 DC 출력 전압이 생성되지 않는 대기 모드에서 동작가능한 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 갖고,
    상기 출력 라인과 에너지 저장 소자 사이에 스위치가 개재되며,
    상기 전력 변환기 동작 방법은,
    상기 출력 라인과 상기 에너지 저장 소자 사이에 개재되는 상기 스위치를 개방함으로써 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 일시적으로 격리시키는 단계;
    상기 출력 라인 상의 전압 레벨들을 모니터링하는 단계; 및
    상기 모니터링된 전압 레벨들에 응답하여, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 활성 모드에서 동작시킬지 또는 상기 대기 모드에서 동작시킬지를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 전압 레벨들을 모니터링하는 단계는, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 일시적으로 격리시키는 경우에 상기 출력 라인의 모니터링된 전압 레벨들이 상승하여, 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리됨을 나타내는지 여부를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 활성 모드에서 동작시킬지 또는 상기 대기 모드에서 동작시킬지를 제어하는 단계는 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되었다고 결정되면, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 대기 모드에 두는 단계를 포함하는, 전력 변환기 동작 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전압 레벨들을 모니터링하는 단계는, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 출력 라인으로부터 일시적으로 격리시키는 경우에 상기 출력 라인의 모니터링된 전압 레벨들이 떨어져, 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었음을 나타내는지 여부를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 전력 변환기 동작 방법은, 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인에 부착되었다고 결정되면, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 상기 활성 모드에 두는 단계를 더 포함하는 전력 변환기 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전압 레벨들을 모니터링하는 단계는 모니터를 사용하여 상기 전압 레벨들을 모니터링하는 단계를 포함하고,
    상기 에너지 저장 소자는 커패시터를 포함하며,
    상기 전력 변환기 동작 방법은, 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로가 상기 대기 모드에 있는 경우에 상기 커패시터로 상기 모니터에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 전력 변환기 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 커패시터를 재충전하도록 상기 DC 출력 전압을 일시적으로 생성하기 위해서 상기 전자 디바이스가 상기 출력 라인으로부터 분리되어 있는 동안에 상기 스위칭 모드 전력 변환기 회로를 일시적으로 상기 활성 모드에 두는 단계를 더 포함하는 전력 변환기 동작 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제1항에 있어서, 상기 회로부는 상기 전력 변환 회로를 통해서 흐르는 전류를 조정하기 위해 주파수 변조 신호 및 PWM 신호 중 하나를 생성하도록 구성되는 변환기 제어 회로를 포함하는, 전력 변환기.
  22. 제1항에 있어서, 상기 회로부는 공칭 출력 전압 레벨보다 큰 보조 전압을 공급하도록 구성된 전압 조정 회로를 포함하는, 전력 변환기.
  23. 제1항에 있어서, 상기 전력 변환 회로는 완전히 켜진(fully-on) 모드, 부분적으로 켜진(partly-on) 모드, 슬립(sleep) 모드, 딥 슬립(deep sleep) 모드 및 대기(standby) 모드로 이루어진 그룹 내에 포함된 상태들 중 어느 하나를 지원하는, 전력 변환기.
  24. 제6항에 있어서, 상기 스위칭 모드 전력 변환 회로 내의 스위치를 조정하기 위해 주파수 변조 신호 및 PWM 신호 중 하나를 생성하도록 구성되는 변환기 제어 회로를 더 포함하는, 전력 변환기.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
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