KR101321434B1

KR101321434B1 - 컴퓨터시스템

Info

Publication number: KR101321434B1
Application number: KR1020060091675A
Authority: KR
Inventors: 황경훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2013-10-25
Also published as: KR20080026740A

Abstract

본 발명은, 컴퓨터시스템에 있어서, 전원입력부와 상기 전원 입력부에 공급된 교류전원을 직류전압으로 변환하여 복수의 디바이스에 공급되도록 스위칭하는 DC 스위칭부와, 상기 전원입력부에 공급된 교류전원이 상기 DC 스위칭부로 선택적으로 인가되도록 스위칭하는 AC 스위칭부와, 상기 AC 스위칭부를 온/오프되도록 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 전원을 주기적으로 온/오프하여 대기전력을 감소시킬 수 있다.

Description

컴퓨터시스템{COMPUTER SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 컴퓨터시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 컴퓨터시스템의 상세 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전원입력부 20 : AC 스위칭부

30 : DC 스위칭부 40 : 제어부

본 발명은 컴퓨터시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 전력소모를 감소시킬 수 있는 컴퓨터시스템에 관한 것이다.

컴퓨터시스템은 중앙처리장치와 칩셋이 마련되는 메인보드와, 메인보드 및 메인보드와 연결되는 각종 비디오카드 및 사운드카드와 각종 저장장치에 전원을 공급하는 전원공급장치(SMPS)를 포함한다. 전원공급장치는 상용교류전원을 인가받아 상이한 복수의 직류전압레벨(1.5V, 3.3V, 5V, 12V 등)로 변환한다.

컴퓨터의 사용으로 인해 소비전력이 많아지면서, 컴퓨터시스템의 전원소비를 감소시키기 위한 방법으로, 일정시간동안 입력장치로부터 데이터의 입력이 없는 경 우에는 디스플레이장치의 디스플레이동작을 정지시키고, 일정 시간동안 하드디스크 드라이브의 엑세스가 발생하지 않는 경우 하드디스크의 드라이브 동작을 정지시키는 것 등을 통해 컴퓨터시스템의 전원소비를 최소화하는 전원관리기능이 컴퓨터에 적용되어왔다.

전원관리 기능을 갖는 컴퓨터시스템의 전원공급장치는 메인전원(main power)과 대기전원(standby power)으로 분리된 전원공급구조를 갖는 ATX 규격(ATX specification)을 지원한다. ATX규격을 지원하는 전원공급장치는 외부 AC전원이 인가되고 전원스위치가 오프된 상태에서는 항상 대기전원(5Vsb)을 메인보드에 출력한다. 그리고, 전원스위치가 온되었을 때, 메인전원으로서, 복수의 전압 및 제어신호출력핀이 설정된 커넥터를 통해 5V, 12V 등의 전압을 저장장치 및 비디오카드와 같은 각종 구동장치에 공급한다.

즉, 현재 사용되고 있는 전자기기는 리모콘, 모뎀, 혹은 LAN 등의 외부장치에 의해 온/오프 기능이 내장되어 있으며, 이러한 기능을 구현하기 위하여 SMPS에서는 대기 전원을 공급하거나 유사한 별도의 전원을 공급하여 메인 전원이 꺼진 상태에서도 상시 동작하고 있어야 한다. 그 결과 메인 전원에 의한 손실은 줄었으나 대기전원에 의한 상시 전력이 적으나마 소모되고 있으며 작은 대기 전원이라 할지라도 전체 전력은 적지 않게 소모되어 불필요한 전력이 소모되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력되는 상용교류전원을 주기적으로 온/오프하여 대기전력을 감소시키는 컴퓨터시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은 컴퓨터시스템에 있어서, 전원입력부와; 상기 전원입력부에 공급된 교류전원을 직류전압으로 변환하여 복수의 디바이스에 공급되도록 스위칭하는 DC 스위칭부와; 상기 전원입력부에 공급된 교류전원이 상기 DC 스위칭부로 선택적으로 인가되도록 스위칭하는 AC 스위칭부와; 상기 AC 스위칭부를 온/오프되도록 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제어부는 상기 AC 스위칭부를 펄스 신호로 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부는 달링톤회로와 포토 아이솔레이터로 구성되어 상기 AC 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 AC 스위칭부는 스위칭 소자이며, 스위칭 소자로는 SCR을 이용하는 것을 특징으로 한다.

이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 컴퓨터시스템에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 컴퓨터시스템은 전원입력부(10)와, AC 스위칭부(20)와, DC 스위칭부(30)와, 제어부(40)를 포함한다.

전원입력부(10)는 일반적으로 중앙처리장치와 칩셋이 마련되는 메인보드와, 메인보드 및 메인보드와 연결되는 각종 비디오카드 및 사운드카드와 각종 저장장치에 전원을 공급하며 외부로부터 프리볼트(예를 들어 C90~265V)를 입력받아, EMI 필터를 통하여 입력된 전압의 임펄스노이즈 등 전원잡음을 상쇄시킨다.

제어부(40)는 사용자 조작에 의한 사용자 입력 신호가 수신되면, 이 수신된 사용자 입력 신호에 대응하기 위하여 스위칭 회로를 동작시킨다.

여기서, 제어부(40)는 도 2 에 도시된 바와 같이 스위칭회로와 달링톤회로 및 포토 아이솔레이터를 포함하며 이 스위칭회로와 달링톤회로 및 포토 아이솔레이터의 동작으로 AC 스위칭부(20)를 제어한다.

다시 말하면, 제어부(40)는 사용자 입력 신호로 사용자의 전원 온/오프 신호를 수신하는데, 예를 들면 사용자가 전원을 온/오프하면 이 온/오프 신호를 제어부(40)가 감지하여 전원입력부(10)로부터 복수의 디바이스에 공급되는 전원을 온/오프하게 된다. 이때 제어부(40)는 전원입력부(10)를 온/오프 함과 동시에 제어부(40)의 스위칭회로를 인에이블(Enable)시키거나 디세이블(Desable) 시킨다.

여기서, 제어부(40)가 전원입력부(10)를 온/오프 함과 동시에 제어부(40)의 스위칭 회로를 인에이블시키거나 디세이블 시키는 이유는 전원입력부(10)가 메인전원(main power)과 대기전원(standby power)으로 분리된 전원공급구조를 갖는 ATX 규격(ATX specification)을 지원하므로, ATX규격을 지원하는 전원입력부(10)가 외부 AC전원이 인가되고 사용자 입력에 따라 전원 스위치가 오프된 상태에서는 항상 대기전원(5Vsb)을 메인보드에 출력하므로 메인전원에 의한 손실은 줄었으나 대기전원에 의한 상시 전력이 전체 전력에 적지 않게 소모되므로 이를 방지하기 위한 특징 중 하나이다.

즉, 사용자 조작에 의하여 전원 스위치가 오프되면, 제어부(40)는 전원입력부(10)로부터 공급되는 전원을 차단하고 제어부(40)의 스위칭회로를 인에이블시킨 다. 반면, 사용자가 전원 스위치를 온시키면 제어부(40)는 전원입력부(10)로부터 전원을 공급하고, 스위칭회로는 디세이블시킨다.

제어부(40)의 스위칭회로의 출력은 전원입력부(10)로부터 전원이 공급되는 평소에는 하이(High) 5V로 동작되다가 인에이블 신호를 받게 되면 멀티바이브레이터로 동작이 바뀐다. 여기서 멀티바이브레이터의 신호 출력은 5V와 0V 사이를 구형파출력으로 일정 주파수를 가지고 동작된다.

제어부(40)의 스위칭회로는 달링톤회로와 연결되어 구형파 신호가 인가되며, 이 달링톤회로는 베이스가 입력측이 되는 NPN형 제 1 트랜지스터와 에미터가 출력측이 되는 NPN형 제 2 트랜지스터가 접속되며, 출력측인 제 2 트랜지스터의 에미터측에 부하저항을 접속하고 전체를 이미터 팔로워(emitter follower) 형식을 하고 있으며 달링톤회로는 포토 아이솔레이터와 접속된다.

이렇게 스위칭회로의 멀티바이브레이터 신호 출려은 5V와 0V 사이를 구형파출력으로 일정 주파수를 가지고 포토 아이솔레이터를 구동하고, 포토 아이솔레이터는 AC 스위칭부(20)를 스위칭한다.

AC 스위칭부(20)는 실제 메인 AC 전원이나 대기 전원을 온/오프시키는 부분으로 스위칭 소자를 이용한다. 본 발명에서는 pnpn 구조의 스위칭 소자인 사이리스터 중에서, 3단자로 단방향만 스위칭 특성을 갖고, 역방향은 저지 상태가 되며 재료로는 실리콘을 쓰고 두 번째의 n형층 또는 세 번째의 p형층을 게이트 단자로서 스위칭 제어를 한다.

즉, AC 스위칭부(20)의 스위칭 소자인 SCR을 주기적으로 온/오프하는 것은 사용자가 어느 시기에 LAN, 모뎀, 혹은 리모콘을 통해서 전자기기를 다시 켤 수 있기 때문에 전원을 완전히 오프했을 경우, 사용자의 입력을 전기 신호로 받을 수 없으므로, 전원입력부(10)의 전원을 주기적으로 온/오프하여 사용자의 입력신호를 센싱하기 위함이다.

DC 스위칭부(30)는 입력 캐패시터와 스위칭 FET를 포함하며 전원입력부(10)에 공급된 교류전원 중 AC 스위칭부(20)를 통해 스위칭된 교류전원을 직류전압으로 변환하여 복수의 디바이스에 공급되도록 스위칭한다.

이와 같이 구성된 컴퓨터시스템의 동작은 다음과 같다.

먼저, 사용자가 전원 스위치를 오프하면, 제어부(40)는 사용자의 전원 오프 명령을 수신하고, 전원입력부(10)의 전원을 오프함과 동시에 스위칭회로를 인에이블시킨다. 이때 제어부(40)의 스위치회로는 멀티바이브레이터로 동작하여 5V와 0V 사이를 구형파출력으로 일정 주파수를 가지고 포토 아이솔레이터를 동작시키고 이 포토 아이솔레이터는 AC 스위칭부(20)를 온/오프 스위칭한다.

여기서, 전원입력부(10)의 메인 전원 혹은 대기 전원이 오프 되었을 경우, 사용자 입력이 있었다면 그 입력은 무시될 수 있으나, 온/오프 주기가 사용자가 느낄 수 없는 범위로 동작되므로 본 발명에서는 언제나 사용자 입력을 센싱할 수 있다.

반면, 사용자가 전원 스위치를 온시키면, 제어부(40)는 사용자의 전원 온 명령을 수신하고, 전원입력부(10)의 전원을 온 시킴과 동시에 스위칭회로를 디세이블 시킨다.

즉, 전원입력부(10)의 메인 전원 혹은 대기 전원이 온 되었을 때 사용자 입력이 감지되었다면 컨트롤 신호가 스위칭회로를 디세이블하도록 한다.

이때, 스위칭회로가 디세이블 될 때 출력은 하이 5V가 출력되어 AC 스위칭부(20)를 온/오프하지 않고 계속 온이 되도록 하여 메인전원 혹은 스탠바이 전원을 계속 켜게 된다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 컴퓨터시스템은 최근 대기전력의 규제 움직임이 활발한 상황에서 전원입력부의 메인 전원 및 대기 전원을 주기적으로 스위칭하여 전력을 현저히 감소시키며, 사용자가 느끼지 못하는 범위에서 오프 듀티(duty)를 늘릴 경우 평균 대기전력을 현저히 감소시킬 수 있다.

Claims

컴퓨터시스템에 있어서,

전원입력부와;

상기 전원입력부에 공급된 교류전원을 직류전압으로 변환하여 복수의 디바이스에 공급되도록 스위칭하는 DC 스위칭부와;

상기 전원입력부에 공급된 교류전원이 상기 DC 스위칭부로 선택적으로 인가되도록 스위칭하는 AC 스위칭부와;

상기 AC 스위칭부를 온/오프되도록 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 AC 스위칭부를 펄스 신호로 제어하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 달링톤회로와 포토 아이솔레이터를 포함하여 상기 AC 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템.
제1항에 있어서,

상기 AC 스위칭부는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
제4항에 있어서,

상기 스위칭 소자는 SCR를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.