KR101489137B1 - 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치 - Google Patents

포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101489137B1
KR101489137B1 KR20130080434A KR20130080434A KR101489137B1 KR 101489137 B1 KR101489137 B1 KR 101489137B1 KR 20130080434 A KR20130080434 A KR 20130080434A KR 20130080434 A KR20130080434 A KR 20130080434A KR 101489137 B1 KR101489137 B1 KR 101489137B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
power
port
charging
sharing
Prior art date
Application number
KR20130080434A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150006682A (ko
Inventor
이해완
Original Assignee
주식회사 포티스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포티스 filed Critical 주식회사 포티스
Priority to KR20130080434A priority Critical patent/KR101489137B1/ko
Publication of KR20150006682A publication Critical patent/KR20150006682A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101489137B1 publication Critical patent/KR101489137B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304Overcurrent protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/30Charge provided using DC bus or data bus of a computer

Abstract

본 발명은 호스트 기기에 내장되고, 상기 호스트 기기의 제어하에, 연결된 다수의 외부 기기로 충전 전류를 각기 공급하는 충전 전원 공급용 인터페이스 장치를 구비하고, 상기 충전 전원 공급용 인터페이스 장치는 상기 연결된 다수의 외부 기기로 설정 전류 이상의 충전 전류가 공급되지 않도록 과전류 보호 기능(Over Curent Protection : OCP)을 지원하는 전원 스위치가 다수 개 구비되며, 상기 다수 개의 전원 스위치 중 어느 하나의 전원 스위치에 연결된 전원 출력 단자와, 상기 어느 하나의 전원 스위치와는 다른 전원 스위치에 연결된 전원 출력 단자가 폴리 스위치(poly switch)를 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치에 관한 것으로서, SMPS(Switching Mode Power Supply) 용량을 키우지 않고 전류 쉐어링(current sharing) 회로를 통해서 잉여 충전 전류를 다른 포트와 쉐어링(sharing)할 수 있도록 해 포트 인가용 충전 전류를 증대시킬 수 있다.

Description

포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치{Apparatus for sharing surplus current for increasing charging current for port}
본 발명은 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 용량을 키우지 않고 전류 쉐어링(current sharing) 회로를 통해서 잉여 충전 전류를 다른 포트와 쉐어링(sharing)할 수 있도록 하는 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치에 관한 것이다.
USB2.0은 전류 스펙(current spec)이 500mA였으나, USB3.0부터는 900mA로 포트 전류 스펙(spec)이 변경되었다.
그만큼 USB 포트에 연결되는 기기(device) 종류가 다양해지고 전류가 많이 필요해졌다고 볼 수 있다.
USB3.0 기기(device)를 USB2.0 host에 꽂으면 USB2.0 스피드(speed)로 동작하나 전류를 많이 먹는 기기(device) 라면 "current limit" 이 걸려 인식 및 동작이 안될 수 있다.
또한 근래에는 스마트 폰(smart phone)의 대중화로 제품의 USB 포트를 이용하여 충전을 하는 경우도 많이 있으며 폰(phone) 충전을 하려면 1A이상의 전류가 필요하기 때문에 USB2.0이 달려있는 CE제품의 경우는 충전이 되지 않거나 저속 충전으로 시간이 많이 필요하게 된다.
종래에는 USB 허브에 연결된 주변 기기를 충전시킬 수 있는 충전 기능을 갖는 USB 허브 장치를 제공함으로써, USB 포트의 전류를 증가시켰다.
전술한 기술은 특허 공개공보 10-2012-0086971 등에 공개되어 있다.
하지만, 종래기술은 전류를 증대하기 위해 추가적인 장치 설치 또는 SMPS의 용량을 키우는 형태이기 때문에 추가 비용이 발생하는 문제가 있다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, SMPS 용량을 키우지 않고 전류 쉐어링(current sharing) 회로를 통해서 잉여 충전 전류를 다른 포트와 쉐어링(sharing)할 수 있도록 하는, 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치는,
호스트 기기에 내장되고, 상기 호스트 기기의 제어하에, 연결된 다수의 외부 기기로 충전 전류를 각기 공급하는 충전 전원 공급용 인터페이스 장치를 구비하고, 상기 충전 전원 공급용 인터페이스 장치는 상기 연결된 다수의 외부 기기로 설정 전류 이상의 충전 전류가 공급되지 않도록 과전류 보호 기능(Over Curent Protection : OCP)을 지원하는 전원 스위치가 다수 개 구비되며, 상기 다수 개의 전원 스위치 각각은 서로 다른 전원 출력 단자에 일대일 연결되며, 상기 다수 개의 전원 스위치 중 어느 하나의 전원 스위치에 연결된 전원 출력 단자와, 상기 어느 하나의 전원 스위치와는 다른 전원 스위치에 연결된 전원 출력 단자가 폴리 스위치(poly switch)를 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 충전 전원 공급용 인터페이스 장치는 USB 전원 IC(USB power IC, USB : Universal Serial Bus)이고, 상기 전원 출력 단자는 USB 포트의 전원 출력 단자인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 SMPS(Switching Mode Power Supply) 용량을 키우지 않고 전류 쉐어링(current sharing) 회로를 통해서 잉여 충전 전류를 다른 포트와 쉐어링(sharing)할 수 있도록 해 포트 인가용 충전 전류를 증대시킬 수 있다.
실제 셋트나 매뉴얼에 표기는 500mA로 하지만 대부분의 기기는 마진을 고려하여 실제 그 이상의 "current driving"을 하도록 설계하지만 마진 역시 SMPS의 용량이나 전원 설계에 따라 제조 업체마다 상이하고 본 발명은 마진을 고려한 상태에서도 전류 쉐어링(current sharing)을 통해 "current driving" 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치의 구성을 예로 들어 도시한 도면
도 1은 본 발명에 따른 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치의 구성을 예로 들어 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치는 SMPS 용량을 키우지 않고 전류 쉐어링(current sharing) 회로를 통해서 잉여 충전 전류를 다른 포트와 쉐어링(sharing) 하는 것이다.
예를 들어, 500mA의 USB 2.0 host가 두 포트가 있다고 가정하자.
유저(User)가 1번 포트에는 USB stick(200mA)을 꽂고, 2번 포트에는 USB HDD(700mA)를 연결하였다고 하면, 1번 포트는 문제가 없지만 2번 포트에 꽂은 USB HDD는 "current limit"이 걸려 인식이 되지 않을 수 있다. 실제 셋트나 매뉴얼에 표기는 500mA로 하지만 대부분의 기기는 마진을 고려하여 실제 그 이상의 "current driving"을 하도록 설계하지만 마진 역시 SMPS의 용량이나 전원 설계에 따라 제조 업체마다 상이하고 본 발명은 마진을 고려한 상태에서도 전류 쉐어링(current sharing)을 통해 "current driving" 능력을 향상시키는 것이다.
본 발명은 1번 포트에 남는 300mA의 전류를 2번 포트에서 사용할 수 있게 하는 것이다.
만약 1번 포트에 500mA짜리 기기(device)를 연결하면 불가능 하지만 그 이외의 경우는 상관이 없다.
구체적으로, 본 장치는 호스트 기기(예: 스마트 폰)에 내장되고, 상기 호스트 기기의 제어하에, 연결된 다수의 외부 기기(USB stick, USB HDD, ...)로 충전 전류를 각기 공급하는 충전 전원 공급용 인터페이스 장치(USB 전원 IC(USB power IC), USB : Universal Serial Bus)를 구비하고, 상기 충전 전원 공급용 인터페이스 장치는 상기 연결된 다수의 외부 기기로 설정 전류 이상의 충전 전류가 공급되지 않도록 과전류 보호 기능(Over Curent Protection : OCP)을 지원하는 전원 스위치(예: USB power switch)(101, 102)가 다수 개 구비되며, 상기 다수 개의 전원 스위치(101, 102) 각각은 서로 다른 전원 출력 단자(USB 포트의 전원 출력 단자)에 일대일 연결되며, 상기 다수 개의 전원 스위치(101, 102) 중 어느 하나의 전원 스위치(101)에 연결된 전원 출력 단자와, 상기 어느 하나의 전원 스위치와는 다른 전원 스위치(102)에 연결된 전원 출력 단자가 폴리 스위치(poly switch)를 통해 전기적으로 연결된 것이다.
이하, 도 1의 본 발명에 따른 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치의 동작을 설명한다.
향후 USB3.0을 지원하겠지만 현재 STB에 사용되는 CPU는 USB2.0까지만 지원된다.
매뉴얼이나 인쇄사양에 USB host port의 경우 DC 500mA를 표시하며 제조 업체마다 SMPS의 용량이나 "power scheme"에 따라 일정 부분의 마진을 갖고 설계 한다.
즉, 표시는 500mA로 하지만 실제 700mA 혹은 1A까지도 로딩(loading)이 가능한 경우도 있다.
또한, USB전원 쪽에는 USB power IC를 별도로 사용한다.
이유는 외부로 출력되는 DC에 대해서는 "protection" 기능이 있어야 하기 때문이다.
외부에 연결된 기기(device)가 쇼트(short) 되었을 시 이를 감지 하고, 메인(main) 혹은 SMPS 전원이 떨어져서 시스템(system)의 오 동작을 방지하기 위한 SCP(Short circuit protect) 기능, 과전류 방지(OCP : over current protection) 기능, 과열 방지(OTP, over temp. protection) 기능, UVP(under voltage protection), OVP(over voltage protection) 등의 기능을 지원하는 USB power switch를 대부분 사용한다.
도 1은 USB power switch의 내부 블록(block) 도이다.
블로킹 다이오드(Blocking diode)가 있는 경우도 있고 없는 경우도 있으며 본 발명은 다이오드(diode) 가 있는 것으로 설명하겠다. 만약에 내부에 다이오드(Diode)가 없다면 외부에 숏트키 다이오드를 반드시 추가해야 한다.
전류 쉐어링(Current sharing)은 도 1과 같이 USB 포트의 전원 출력 단자를 폴리 스위치(poly switch)를 통해 연결하는 것이다.
USB2.0 host를 두 포트 지원한다면 도 1과 같이 USB0 5V전원과 USB1 5V 전원을 USB power switch(101, 102)에 각각 연결하여 사용하게 된다.
500mA를 표시하지만 USB power switch(101, 102)의 OCP(Over current protection)를 700mA를 사용하였고 실제 두 포트 모두 700mA를 로딩(loading) 가능한 상태에서 100mA 짜리 폴리 스위치(poly switch)를 도 1과 같이 연결하였다고 해보자.
두 포트 중에 한 포트에 750mA를 연결하고 다른 포트에는 500mA under의 기기(device)를 연결하면 750mA 짜리 기기(device)는 전류 부족으로 인식이 되지 않을 것이다.
하지만 폴리 스위치(ploy switch)를 통해서 다른 포트로부터 100mA까지 공급 받을 수 있기 때문에 본 발명 회로라면 가능하다.
폴리 스위치(Poly switch)의 기능을 이용한 것이며 폴리 스위치(poly switch)는 해당 자재가 흘릴 수 있는 전류 능력이 있고 그 능력 이상의 전류가 흐르면 "open"되고 상황 해제되면 다시 정상적으로 폴리(poly) 기능을 수행할 수 있다.
따라서 꼭 USB 포트 뿐만 아니라 다른 애플리케이션(application) 에도 응용이 가능한 회로이다.
제품이 공식적으로 표기하여 지원하는 용량 이외에 마진을 두고 설계한 부분에 대한 일부 전류를 쉐어링(sharing) 함으로 인해 기기(device)에 대한 호환성이 좋아지는 것이다.
하지만, 서두에 얘기한 것 같과 같이 전류를 많이 먹는 기기(device)를 모든 포트에 연결할 경우에는 효과가 없다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101, 102 : USB 전원 스위치(USB power switch)

Claims (2)

  1. 호스트 기기에 내장되고, 상기 호스트 기기의 제어 하에, 연결된 다수의 외부 기기로 충전 전류를 각기 공급하는 충전 전원 공급용 인터페이스 장치를 구비하고,
    상기 충전 전원 공급용 인터페이스 장치는
    상기 연결된 다수의 외부 기기로 설정 전류 이상의 충전 전류가 공급되지 않도록 과전류 보호 기능(Over Current Protection: OCP)을 지원하는 전원 스위치가 다수 개 구비되며,
    상기 다수 개의 전원 스위치 중 어느 하나의 전원 스위치에 연결된 전원 출력 단자와, 상기 어느 하나의 전원 스위치와는 다른 전원 스위치에 연결된 전원 출력 단자가 폴리 스위치(poly switch)를 통해 전기적으로 연결되면, 상기 연결된 단자 중 어느 한 단자에 기 설정된 값 이상의 잉여전류가 발생하고, 나머지 포트 중 어느 하나의 포트에서는 상기 어느 하나의 포트에서 외부기기를 구동하기에 전류가 부족한 경우, 상기 잉여전류가 발생하는 포트와 상기 외부기기를 구동하기에 전류가 부족한 포트 사이에 연결된 폴리 스위치를 통하여, 상기 잉여 전류를 전류가 부족한 포트에 공급하는 것을 특징으로 하는 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 전원 공급용 인터페이스 장치는
    USB 전원 IC(USB power IC, USB : Universal Serial Bus)이고,
    상기 전원 출력 단자는
    USB 포트의 전원 출력 단자인 것을 특징으로 하는 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치.
KR20130080434A 2013-07-09 2013-07-09 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치 KR101489137B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130080434A KR101489137B1 (ko) 2013-07-09 2013-07-09 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130080434A KR101489137B1 (ko) 2013-07-09 2013-07-09 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150006682A KR20150006682A (ko) 2015-01-19
KR101489137B1 true KR101489137B1 (ko) 2015-02-03

Family

ID=52569946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130080434A KR101489137B1 (ko) 2013-07-09 2013-07-09 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101489137B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108304058A (zh) * 2018-01-25 2018-07-20 郑州云海信息技术有限公司 一种应用于服务器的防短路和快速诊断短路的方法
CN112162583A (zh) * 2020-10-12 2021-01-01 北京计算机技术及应用研究所 一种支持过流启动的均流控制电路
CN113131604B (zh) * 2021-04-29 2022-09-06 电子科技大学 一种冗余电源均流输出的自动控制系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003331928A (ja) 2002-02-11 2003-11-21 Bokushi Mutsukawa Usb端子と携帯電話用ac入力充電式電池パック
JP2013134683A (ja) 2011-12-27 2013-07-08 Toshiba Corp 情報処理装置及び制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003331928A (ja) 2002-02-11 2003-11-21 Bokushi Mutsukawa Usb端子と携帯電話用ac入力充電式電池パック
JP2013134683A (ja) 2011-12-27 2013-07-08 Toshiba Corp 情報処理装置及び制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150006682A (ko) 2015-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9780601B2 (en) Battery assisted power
US10209752B2 (en) Method for providing power to an electronic device
JP5791007B2 (ja) 電力供給の装置および方法ならびにユーザ装置
ES2714683T3 (es) Circuito y método de funcionamiento para una fuente de alimentación eléctrica
US11677260B2 (en) Managing power in a portable device comprising multiple batteries
US8368359B2 (en) Power management unit for portable electronic devices
US10574073B2 (en) Electronic device and method for controlling power supply
KR101819040B1 (ko) 듀얼 배터리를 갖는 분리가능 컴퓨팅 시스템
JP2017529041A (ja) 昇圧バイパスを用いる多相バッテリ充電
JP2017525327A (ja) ポータブル電子デバイスのための単一インダクタ複数出力のバッテリ充電器
US9077189B2 (en) Battery protection circuit module device
CN103915863B (zh) 终端设备及其供电方法
JP2012213250A (ja) 保護回路および入出力回路
CN110546846A (zh) 包括双向充电调节器的混合电池组
KR101489137B1 (ko) 포트 인가용 충전 전류를 증대시키기 위한 잉여 충전 전류 쉐어링 장치
CN111900769A (zh) 一种充电控制电路及电子设备
US8253384B2 (en) Electronic device having power management assembly
GB2578828A (en) Managing power in a portable device comprising multiple batteries
CN106058798B (zh) 电压保护装置、方法及可穿戴设备
TWI600252B (zh) 行動充放電裝置
CN105375538A (zh) 快速充电装置
CN204759339U (zh) 一体机中开放式可插拔规范ops电脑的保护装置
KR20080112844A (ko) 휴대 단말기 및 그 충전 장치
US10819130B2 (en) Mobile charge/discharge device
CN206610191U (zh) 一种电压通断的控制电路及控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180123

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200128

Year of fee payment: 6