KR102363745B1

KR102363745B1 - A usb pd type voltage conversion module

Info

Publication number: KR102363745B1
Application number: KR1020150062626A
Authority: KR
Inventors: 문동수; 아끼히로 오노; 송오용; 히데노리 니시모또
Original assignee: 로무 가부시키가이샤
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2015-05-04
Publication date: 2022-02-15
Also published as: KR20160130621A

Abstract

본 발명은, 하우징, 하우징 외부로부터 소정의 전압을 갖는 직류 전원을 수신하는 전원 입력단, 전원 입력단으로부터 직류 전원을 수신하는 하나 이상의 신호 경로, 하나 이상의 신호 경로 상에서 수신된 직류 전원을 복수의 서로 다른 전압 중 선택된 하나의 전압을 갖는 직류 전원으로 변환하는데 이용되는 제어 신호를 생성하는 제어부, 및 그 하나의 전압을 갖는 직류 전원을 수신하고, 그 수신된 직류 전원을 외부 장치에 공급하기 위한 전원 출력 및 통신단을 포함하는 전압 변환 모듈을 제공한다.The present invention provides a housing, a power input terminal for receiving DC power having a predetermined voltage from the outside of the housing, one or more signal paths for receiving DC power from the power input terminal, and a plurality of different voltages for DC power received on one or more signal paths A control unit for generating a control signal used to convert a DC power source having a selected one voltage of the one voltage, and a power output and communication for receiving the DC power having the one voltage and supplying the received DC power to an external device It provides a voltage conversion module including a stage.

Description

USB PD TYPE Voltage Conversion Module {A USB PD TYPE VOLTAGE CONVERSION MODULE}

본 발명은, 전자 장치에 대해 전원을 공급하기 위한 전압 변환 모듈에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 요구되는 전원 전압이 각기 다른 다양한 전자 장치에 대해 USB PD 방식에 따라 전원을 공급하기 위한 전압 변환 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage conversion module for supplying power to an electronic device, and more particularly, to a voltage conversion module for supplying power according to the USB PD method to various electronic devices having different required power voltages. it's about

컴퓨터 주변기기를 위한 표준화된 인터페이스로서, 하나의 케이블을 통해 데이터 전송과 전원 공급을 모두 가능하게 하는 USB 인터페이스가 1996년에 처음으로 소개되었다. 그 이후, USB 인터페이스는 데이터 전송 속도와 전원 공급 능력의 관점에서 발전을 거듭해 왔다. USB 인터페이스 규격 USB 1.0은 최대 12Mbp의 데이터 전송 속도와 5V의 전원을 지원할 수 있으며, 이후 발표된 규격 USB 2.0 및 규격 USB 3.0에 이르러서는 각각 480Mbps 및 5Gbps의 데이터 전송 속도를 지원하기에 이르렀다. 특히 규격 USB 3.0의 경우 900mA까지의 전원을 공급할 수 있는 능력을 갖추게 되었다. 그러나, 규격 USB 3.0에 따르는 경우 900mA까지 전원을 공급할 수 있다고 하더라도, 최대 전력 공급량은 4.5W에 불과해, 모니터 등의 소비전력이 상대적으로 높은 기기에 대해서는 여전히 USB 방식에 따른 전원 공급이 곤란하고, USB 방식에 따라 최신 태블릿이나 스마트폰의 대용량 배터리 충전을 하고자 할 경우 오랜 시간이 걸리는 문제가 있다.As a standardized interface for computer peripherals, the USB interface was first introduced in 1996, enabling both data transmission and power supply via a single cable. Since then, the USB interface has evolved in terms of data transfer speed and power supply capability. USB interface standard USB 1.0 can support data transfer speed of up to 12Mbp and power supply of 5V, and later announced standard USB 2.0 and standard USB 3.0 to support data transfer rates of 480Mbps and 5Gbps, respectively. In particular, in the case of standard USB 3.0, it has the ability to supply power up to 900mA. However, even if power can be supplied up to 900mA according to the standard USB 3.0, the maximum power supply is only 4.5W, so it is still difficult to supply power according to the USB method for devices with relatively high power consumption such as monitors, and USB Depending on the method, it takes a long time to charge the large-capacity battery of the latest tablet or smartphone.

그에 따라, USB-IF(USB Implementers Forum)는, 2013년 7월, USB 케이블을 이용하여 최대 100W의 전력을 공급할 수 있는 새로운 규격인 USB Power Delivery(USB PD) 규격을 확정하였다. USB PD 규격은, 기존 USB 2.0 이상의 규격과 호환을 유지하도록 설계되었으며, 전력 공급 한계에 따라 총 다섯 가지의 Profile(즉, 최대 전력 공급 한계가 10W인 Profile1, 최대 전력 공급 한계가 18W인 Profile2, 최대 전력 공급 한계가 36W인 Profile3, 최대 전력 공급 한계가 60W인 Profile4, 최대 전력 공급 한계가 100W인 Profile5)로 구분된다. USB PD 규격에 의하면, 호환을 위하여 종전의 USB 케이블의 커넥터/플러그 규격을 기본적으로 유지하되, 해당 USB 케이블이 USB PD 규격에 따른 것임을 감지할 수 있도록 커넥터에 감지 핀을 추가로 더 설치하도록 하였다.Accordingly, in July 2013, the USB Implementers Forum (USB-IF) confirmed the USB Power Delivery (USB PD) standard, a new standard that can supply up to 100W of power using a USB cable. The USB PD standard is designed to maintain compatibility with the existing USB 2.0 or higher standard, and there are a total of five Profiles according to the power supply limit (ie, Profile1 with a maximum power supply limit of 10W, Profile2 with a maximum power supply limit of 18W, and a maximum Profile3 with a power supply limit of 36W, Profile4 with a maximum power supply limit of 60W, and Profile5 with a maximum power supply limit of 100W). According to the USB PD standard, the connector/plug standard of the previous USB cable is basically maintained for compatibility, but a detection pin is additionally installed in the connector to detect that the USB cable complies with the USB PD standard.

USB PD 규격의 등장에 따라, 더욱 다양한 전자 장치들이 USB 케이블을 통해 전원을 공급받을 수 있게 되었다. 예컨대, 종전에는 대략 5V 정도나 그 이하의 전압을 필요로 하는 전자 장치들만이 USB 방식에 따라 전원을 공급받을 수 있었던데 비해, USB PD 방식에 의하면, 12V, 20V 등 더 큰 전압을 필요로 하는 전자 장치들에 대해서도 USB PD 방식의 전원 공급이 적용될 수 있게 되었다.With the advent of the USB PD standard, more diverse electronic devices can receive power through a USB cable. For example, in the past, only electronic devices requiring a voltage of about 5V or less could be supplied with power according to the USB method. Power supply of the USB PD method can be applied to electronic devices as well.

USB 케이블을 통해 전원을 공급받을 수 있도록 구성된 전자 장치들은, 컴퓨터 등에 연결되어 USB 방식에 따라 필요한 전원을 공급받을 수도 있고, 상용 교류 전원과 어댑터를 통해 필요한 전원을 공급받을 수도 있다. 상용 교류 전원으로부터의 전원을 전자 장치들에 공급할 경우, 해당 전자 장치에 적합한 전압 및 전류를 공급할 수 있는 어댑터의 사용이 필요하게 된다. 통상적으로, 어댑터는 상용 교류 전원을 수신하여 소정의 정해진 전압으로 변환하여 출력한다. USB PD 규격에 따르는 USB 케이블을 통해 상용 교류 전원으로부터의 전원을 전자 장치들에 공급하는 경우에는, 다양한 전압의 전자 장치들에 대한 전원 공급이 가능하며, 그에 따라 어댑터가 전원을 공급할 대상 전자 장치에 대해 필요한 전압을 알아내고 그에 따라 적절한 전압을 선택적으로 출력해야 한다. 그러므로, 이러한 경우, 특별히 설계된 별도의 어댑터의 사용이 필요하게 되고, 종전에 사용되던 어댑터, 즉 소정의 정해진 전압만을 출력하는 어댑터를 사용할 수 없는 문제가 발생하게 된다.Electronic devices configured to receive power through a USB cable may be connected to a computer, etc. to receive power required according to a USB method, or may receive power required through commercial AC power and an adapter. When power from commercial AC power is supplied to electronic devices, it is necessary to use an adapter capable of supplying voltage and current suitable for the electronic device. In general, the adapter receives commercial AC power, converts it into a predetermined voltage, and outputs the converted voltage. When power from commercial AC power is supplied to electronic devices through a USB cable conforming to the USB PD standard, it is possible to supply power to electronic devices of various voltages, and accordingly, the adapter provides power to the target electronic device to be supplied with power. It is necessary to find out the voltage required for the voltage and selectively output the appropriate voltage accordingly. Therefore, in this case, it is necessary to use a specially designed separate adapter, and there arises a problem that the previously used adapter, that is, an adapter that outputs only a predetermined voltage, cannot be used.

따라서, 특별히 설계된 별도의 어댑터 없이도, 기존 방식의 어댑터, 즉 소정의 전압만을 출력하는 어댑터를 이용해서 USB PD 규격에 따르는 USB 케이블을 통해 상용 교류 전원으로부터의 전원을 다양한 전자 장치들에 공급할 수 있는 장치 구성이 필요하게 된다. Therefore, a device capable of supplying power from commercial AC power to various electronic devices through a USB cable conforming to the USB PD standard using an existing adapter, that is, an adapter that outputs only a predetermined voltage, without a specially designed adapter. configuration is required.

본 발명의 일 특징에 의하면, 전압 변환 모듈로서, 하우징, 하우징 외부로부터 소정의 전압을 갖는 직류 전원을 수신하는 전원 입력단, 전원 입력단으로부터 직류 전원을 수신하는 하나 이상의 신호 경로, 하나 이상의 신호 경로 상에서 수신된 직류 전원을 복수의 서로 다른 전압 중 선택된 하나의 전압을 갖는 직류 전원으로 변환하는데 이용되는 제어 신호를 생성하는 제어부, 및 그 하나의 전압을 갖는 직류 전원을 수신하고, 그 수신된 직류 전원을 외부 장치에 공급하기 위한 전원 출력 및 통신단을 포함하는 전압 변환 모듈이 제공된다.According to one aspect of the present invention, as a voltage conversion module, a housing, a power input terminal for receiving DC power having a predetermined voltage from the outside of the housing, one or more signal paths for receiving DC power from the power input terminal, and receiving on one or more signal paths A control unit for generating a control signal used to convert the DC power source having one voltage selected from among a plurality of different voltages into a DC power source having one voltage selected from among a plurality of different voltages; A voltage conversion module is provided that includes a power output for supplying a device and a communication terminal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전원 출력 및 통신단은, 외부 장치로부터 수신한 그 외부 장치에 관한 정보를 제어부로 전달할 수 있고, 제어부는 외부 장치에 관한 정보에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the power output and communication terminal may transmit information about the external device received from the external device to the controller, and the controller may generate a control signal based on the information on the external device. have.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 출력 및 통신단은, USB 케이블과의 접속을 위한 단자를 포함할 수 있고, 전원 출력 및 통신단은 USB 케이블을 통해 외부 장치에 관한 정보를 수신할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the output and communication terminal may include a terminal for connection with a USB cable, and the power output and communication terminal may receive information about an external device through the USB cable.

본 발명의 일 실시예에 따르면, USB 케이블은 USB PD 규격에 따른 것일 수있다.According to an embodiment of the present invention, the USB cable may conform to the USB PD standard.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 신호 경로 중 하나의 경로는 변압기를 포함하지 않는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one of the plurality of signal paths may not include a transformer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 신호 경로는 변압기를 포함하고, 변압기는 제어 신호에 따라, 전원 입력단으로부터 수신된 직류 전원을 복수의 서로 다른 전압 중 하나의 전압을 갖는 직류 전원으로 변환할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one or more signal paths include a transformer, and the transformer converts DC power received from a power input terminal into DC power having one of a plurality of different voltages according to a control signal. can

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 전압을 갖는 직류 전원은, 어댑터를 통하여 상용 교류 전원을 변환하여 얻어진 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, DC power having a predetermined voltage may be obtained by converting commercial AC power through an adapter.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 신호 경로는 복수의 신호 경로를 포함하고, 복수의 신호 경로 중 적어도 하나는 변압기를 포함하며, 변압기는 전원 입력단으로부터 수신된 직류 전원을 소정의 전압을 갖는 직류 전원으로 승압 또는 감압할 수 있다. 또한 복수의 신호 경로 및 제어부에 접속되어, 제어 신호에 따라, 복수의 신호 경로 중 하나의 신호 경로를 선택하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one or more signal paths include a plurality of signal paths, and at least one of the plurality of signal paths includes a transformer, and the transformer converts DC power received from a power input terminal to a predetermined voltage. A DC power supply can boost or decrease the voltage. In addition, the control unit may further include a switching unit connected to the plurality of signal paths and the control unit to select one signal path from among the plurality of signal paths according to the control signal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스위칭부는, 복수의 신호 경로 각각에 접속되어, 제어 신호에 따라, 복수의 신호 경로 중 하나의 신호 경로를 선택하는 다중화기일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the switching unit may be a multiplexer that is connected to each of a plurality of signal paths and selects one signal path from among the plurality of signal paths according to a control signal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스위칭부는, 전원 입력단으로부터 직류 전원을 수신하고, 제어 신호에 따라, 복수의 신호 경로 중 선택된 하나의 신호 경로로 직류 전원을 전달하는 역다중화기일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the switching unit may be a demultiplexer that receives DC power from a power input terminal and transmits DC power to one selected signal path among a plurality of signal paths according to a control signal.

본 발명에 의하면, 사용자는, 특별히 별도로 설계된 어댑터를 필요로 하지 않고서, 기존 방식의 어댑터, 즉 소정의 전압만을 출력하는 어댑터를 이용해서도 USB PD 규격에 따르는 USB 케이블을 통해 상용 교류 전원으로부터의 전원을 다양한 전자 장치들에 공급할 수 있게 된다. According to the present invention, the user does not need a specially designed adapter, and even using an existing adapter, that is, an adapter that outputs only a predetermined voltage, power is supplied from commercial AC power through a USB cable conforming to the USB PD standard. can be supplied to various electronic devices.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 회로 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 변환 모듈의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압 변환 모듈의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전압 변환 모듈의 내부 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a power supply circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an internal configuration of a voltage conversion module according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an internal configuration of a voltage conversion module according to another embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an internal configuration of a voltage conversion module according to another embodiment of the present invention.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 이하에서는, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있다고 판단되는 경우 이미 공지된 기능 및 구성에 관한 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 어디까지나 본 발명의 예시적 실시예에 관한 것일 뿐 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아님을 알아야 한다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, when it is determined that there is a risk of unnecessarily obscuring the gist of the present invention, detailed descriptions of already known functions and configurations will be omitted. In addition, it should be understood that the contents described below are only related to exemplary embodiments of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 회로 구성(1)을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바에 의하면, 전원 공급 회로 구성(1)은 상용 교류 전원(도시되지 않음)으로부터 교류 전원을 수신하여 소정의 직류 전원으로 변환하는 어댑터(100), 전원을 공급받는 전자 장치(400), 어댑터(100)로부터 직류 전원을 수신하고 전자 장치(400)에 부합하는 전압으로 변환하여 출력하는 전압 변환 모듈(200), 및 전압 변환 모듈(200)로부터의 직류 전원을 전자 장치(400)로 전달하는 USB 케이블(300)을 포함할 수 있다.1 is a diagram schematically showing a power supply circuit configuration 1 according to an embodiment of the present invention. As shown, the power supply circuit configuration 1 includes an adapter 100 that receives AC power from commercial AC power (not shown) and converts it into a predetermined DC power, an electronic device 400 receiving power, and an adapter. A voltage conversion module 200 that receives DC power from 100 , converts it into a voltage corresponding to the electronic device 400 and outputs it, and transfers DC power from the voltage conversion module 200 to the electronic device 400 . A USB cable 300 may be included.

어댑터(100)는 교류 전원 플러그(102)를 포함할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 교류 전원 플러그(102)는 두 개의 핀을 갖는 형태로 되어 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 교류 전원 플러그(102)는 상용 교류 전원의 아웃렛에 적합한 다양한 형태의 구성(예컨대, 3개의 핀을 갖는 구성 등)을 가질 수 있다. The adapter 100 may include an AC power plug 102 . As shown, the AC power plug 102 has two pins, but the present invention is not limited thereto. According to another embodiment of the present invention, the AC power plug 102 may have various types of configurations suitable for outlets of commercial AC power (eg, a configuration having three pins, etc.).

도시된 바에 의하면, 어댑터(100)는 또한 교류 전원 플러그(102)에 연결된 입력 전원 케이블(104) 및 입력 전원 케이블(104)에 연결된 변압부(106)를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 입력 전원 케이블 없이 교류 전원 플러그와 변압부가 일체형으로 구성될 수도 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 교류 전원 플러그(102) 및 입력 전원 케이블(104)이 변압부(106)와 별도로 구성되어 탈착 가능할 수 있다. As shown, the adapter 100 may also include an input power cable 104 connected to the AC power plug 102 and a transformer 106 connected to the input power cable 104, but the present invention is limited thereto. it's not going to be According to another embodiment of the present invention, the AC power plug and the transformer may be integrally configured without an input power cable. According to another embodiment of the present invention, the AC power plug 102 and the input power cable 104 may be configured separately from the transformer 106 to be detachable.

변압부(106)는 교류 전원 플러그(102) 및 입력 전원 케이블(104)을 통하여 상용 교류 전원을 수신하고 수신된 교류 전원을 소정 전압의 직류 전원으로 바꾸어 출력할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 변압부(106)는 220V의 상용 교류 전원을 수신하여 20V의 직류 전원으로 변압하여 출력할 수 있지만, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 당업자라면, 변압부(106)가 다양한 방식에 의해 구성될 수 있고, 다양한 전압의 직류 전원을 출력할 수 있음을 알 것이며, 자세한 설명은 생략하기로 한다.The transformer 106 may receive commercial AC power through the AC power plug 102 and the input power cable 104 , and convert the received AC power into DC power of a predetermined voltage and output the received AC power. For example, according to an embodiment of the present invention, the transformer 106 may receive 220V commercial AC power, transform it into 20V DC power and output it, but the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will know that the transformer 106 may be configured by various methods and may output DC power of various voltages, and a detailed description thereof will be omitted.

도시된 바에 의하면, 어댑터(100)는 또한 변압부(106)에 연결된 출력 전원 케이블(108)을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 어댑터(100)는 출력 전원 케이블(108) 없이, 플러그 등을 통해 변환 모듈(200)에 직접 접속될 수 있는 형태로 구성될 수 있음을 알아야 한다. 또한, 출력 전원 케이블(108)은 변압부(106)와 일체형으로 구성될 수도 있고, 변압부(106)와 별도로 구성되어 탈착 가능할 수도 있다. 출력 전원 케이블(108)은, 당업자가 생각해낼 수 있는 다양한 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 출력 전원 케이블(108)은 통상의 전원 케이블일 수도 있고, USB 방식의 케이블일 수도 있다.As shown, the adapter 100 may also include an output power cable 108 connected to the transformer 106 , but the present invention is not limited thereto. It should be noted that, according to another embodiment of the present invention, the adapter 100 may be configured in a form that can be directly connected to the conversion module 200 through a plug or the like, without the output power cable 108 . In addition, the output power cable 108 may be configured integrally with the transformer 106 or may be configured separately from the transformer 106 and detachable. The output power cable 108 may have a variety of forms conceivable to those skilled in the art. For example, the output power cable 108 may be a normal power cable or a USB type cable.

전압 변환 모듈(200)은 어댑터(100)로부터 소정의 전압을 갖는 직류 전원을 수신하여, 복수의 서로 다른 전압 중 선택된 하나의 전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 전압 변환 모듈(200)은, 예컨대 수신된 전압을 그대로 출력하거나, 또는 다른 소정의 전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 전압 변환 모듈(200)은 또한 USB 케이블(300)에 접속될 수 있으며, USB 케이블(300)을 통하여 전자 장치(400)와 USB PD 데이터 통신을 할 수 있다. 전압 변환 모듈(200)은, USB 케이블(300)을 통한 전자 장치(400)와의 USB PD 데이터 통신 결과에 따라, 복수의 미리 정해진 전압 중 선택된 하나의 전압을 갖는 전원을 출력할 수 있다. 예컨대, 전압 변환 모듈(200)은, 5V, 12V, 또는 20V 중 하나의 전압을 선택하여 출력할 수 있지만, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다.The voltage conversion module 200 may receive DC power having a predetermined voltage from the adapter 100 , convert it into a voltage selected from among a plurality of different voltages, and output the same. The voltage conversion module 200 may output, for example, the received voltage as it is, or convert it into another predetermined voltage and output it. The voltage conversion module 200 may also be connected to the USB cable 300 , and may perform USB PD data communication with the electronic device 400 through the USB cable 300 . The voltage conversion module 200 may output power having one voltage selected from among a plurality of predetermined voltages according to a result of USB PD data communication with the electronic device 400 through the USB cable 300 . For example, the voltage conversion module 200 may select and output one of 5V, 12V, and 20V, but the present invention is not limited thereto.

USB 케이블(300)은 전압 변환 모듈(200)에 접속되는 한쪽 단자(구체적으로 도시되지 않음)와, 전자 장치(400)에 접속되는 다른 쪽 단자(구체적으로 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, USB 케이블(300)은 전압 변환 모듈(200)과 전자 장치(400) 사이에서 USB PD 데이터 통신을 가능하게 한다. USB 케이블(300)은 또한 전압 변환 모듈(200)로부터 출력되는 전원이 전자 장치(400)로 공급될 수 있도록 한다. USB 케이블(300)은 USB PD 규격에 따른 USB 케이블일 수 있다.The USB cable 300 may include one terminal (not specifically shown) connected to the voltage conversion module 200 and the other terminal (not specifically shown) connected to the electronic device 400 . As described above, the USB cable 300 enables USB PD data communication between the voltage conversion module 200 and the electronic device 400 . The USB cable 300 also enables power output from the voltage conversion module 200 to be supplied to the electronic device 400 . The USB cable 300 may be a USB cable conforming to the USB PD standard.

전자 장치(400)는 USB 케이블(300)의 한쪽 단자를 수용하기 위한 포트(구체적으로 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 전자 장치(400)는, USB PD 방식에 따라 통신할 수 있고 USB PD 방식에 따라 전원을 공급받을 수 있도록 구성된 각종 장치일 수 있다. 전자 장치(400)는, 예컨대 5V, 12V 또는 20V의 동작 전압을 가질 수 있지만, 다만 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 전자 장치(400)는, 예컨대 휴대 전화, 스마트 폰, PDA, 태블릿, 노트북, 외장 하드, 모니터, 셋탑박스, TV 등 다양한 장치들을 포함할 수 있지만, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다.The electronic device 400 may include a port (not specifically shown) for accommodating one terminal of the USB cable 300 . The electronic device 400 may be various devices configured to communicate according to the USB PD method and to receive power according to the USB PD method. The electronic device 400 may have, for example, an operating voltage of 5V, 12V, or 20V, but the present invention is not limited thereto. The electronic device 400 may include, for example, various devices such as a mobile phone, a smart phone, a PDA, a tablet, a notebook computer, an external hard drive, a monitor, a set-top box, and a TV, but the present invention is not limited thereto.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 변환 모듈(200)의 내부 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of a voltage conversion module 200 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바에 의하면, 전압 변환 모듈(200)은 하우징(202)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하우징(202)은 예컨대 플라스틱 등의 재료로 구성될 수 있지만, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 전압 변환 모듈(200)은 또한 소정의 직류 입력 전원을 수신할 수 있는 전원 입력단(204)과, 전원 입력단(204)에 접속된 복수의 변압기(206a, 206b)를 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 전압 변환 모듈(200)이 두 개의 변압기(206a, 206b)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 변환 모듈은, 하나 또는 셋 이상의 변압기를 포함할 수도 있다. 변압기(206a, 206b)는 각각 다른 변압된 전압(예컨대, 12V, 5V 등)을 제공할 수 있으며, 예컨대 감압형 직류-직류 변압기일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니며, 변압기는 승압형 직류-직류 변압기일 수도 있음을 알아야 한다. As illustrated, the voltage conversion module 200 may include a housing 202 . According to an embodiment of the present invention, the housing 202 may be made of a material such as plastic, but the present invention is not limited thereto. The voltage conversion module 200 may also include a power input terminal 204 capable of receiving a predetermined DC input power, and a plurality of transformers 206a and 206b connected to the power input terminal 204 . In this figure, the voltage conversion module 200 is illustrated as including two transformers 206a and 206b, but the present invention is not limited thereto. According to another embodiment of the present invention, the conversion module may include one or three or more transformers. The transformers 206a and 206b may provide different transformed voltages (eg, 12V, 5V, etc.), respectively, and may be, for example, a step-down type DC-DC transformer. However, it should be noted that the present invention is not limited thereto, and the transformer may be a step-up type DC-DC transformer.

전압 변환 모듈(200)은 스위칭부(208)와 제어부(212)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 스위칭부(208)는 전원 입력단(204)으로부터 직접 직류 전원을 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 스위칭부(208)는 또한 복수의 변압기(206a, 206b) 각각으로부터의 변압된 직류 전압을 수신할 수 있다. 스위칭부(208)는, 제어부(212)로부터의 제어 신호에 따라, 전원 입력단(204)으로부터 직접 수신되는 직류 전압 및 복수의 변압기(206a, 206b) 각각으로부터 수신된 변압된 직류 전압 중에서 하나의 전압을 선택하여 출력할 수 있다. 스위칭부(208)는 당업자가 생각해낼 수 있는 다양한 형태(예컨대, 다중화기)로 구성될 수 있으며, 자세한 설명은 생략하기로 한다.The voltage conversion module 200 may further include a switching unit 208 and a control unit 212 . According to an embodiment of the present invention, the switching unit 208 may receive DC power directly from the power input terminal 204 . According to an embodiment of the present invention, the switching unit 208 may also receive the transformed DC voltage from each of the plurality of transformers 206a and 206b. The switching unit 208, according to the control signal from the control unit 212, a DC voltage directly received from the power input terminal 204 and a voltage of one of the transformed DC voltage received from each of the plurality of transformers (206a, 206b) can be selected to print. The switching unit 208 may be configured in various forms (eg, a multiplexer) conceivable by those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.

전압 변환 모듈(200)은 또한 전원 출력/통신단(210)을 포함할 수 있다. 전원 출력/통신단(210)은, (구체적으로 도시되지는 않았으나) 전술한 USB 케이블(300)에 접속될 수 있고, USB 케이블(300)을 통하여, 전원을 공급받을 전자 장치(400)와 USB PD 통신을 할 수 있다. 전원 출력/통신단(210)은, USB 케이블(300)을 통한 USB PD 데이터 통신을 통해, 전자 장치에 관한 정보(예컨대, 적합한 전압 정보)를 수신할 수 있다. 전원 출력/통신단(210)은 또한 스위칭부(208)에 접속되어, 스위칭부(208)로부터 선택 및 출력되는 전압을 수신할 수 있다. 전원 출력/통신단(210)은 스위칭부(208)로부터 수신된 전압의 전원을 USB 케이블(300)을 통해 출력할 수 있다. The voltage conversion module 200 may also include a power output/communication terminal 210 . The power output/communication terminal 210 may be connected to the aforementioned USB cable 300 (although not specifically illustrated), and may be connected to the electronic device 400 to be supplied with power through the USB cable 300 and the USB. PD communication is possible. The power output/communication terminal 210 may receive information about the electronic device (eg, suitable voltage information) through USB PD data communication through the USB cable 300 . The power output/communication terminal 210 may also be connected to the switching unit 208 to receive a voltage selected and output from the switching unit 208 . The power output/communication terminal 210 may output the power of the voltage received from the switching unit 208 through the USB cable 300 .

제어부(212)는, 전원 출력/통신단(210)에 접속될 수 있고, 전원 출력/통신단(210)로부터, USB PD 데이터 통신을 통해 획득된 전자 장치에 관한 정보를 수신할 수 있다. 제어부(212)는 수신된 정보에 기초하여 스위칭부(208)로 적절한 제어 신호를 제공할 수 있다. 제어부(212)는, 예컨대 마이콤 형태로 구성될 수 있지만, 본 발명이 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어부(212)는, 예컨대 USB PD 제어기일 수 있다.The control unit 212 may be connected to the power output/communication terminal 210 , and may receive information about the electronic device obtained through USB PD data communication from the power output/communication terminal 210 . The control unit 212 may provide an appropriate control signal to the switching unit 208 based on the received information. The control unit 212 may, for example, be configured in the form of a microcomputer, but the present invention is not limited thereto. According to an embodiment of the present invention, the control unit 212 may be, for example, a USB PD controller.

도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압 변환 모듈(200-1)의 내부 구성을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of a voltage conversion module 200-1 according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 전압 변환 모듈(200-1)은, 스위칭부(208-1)의 구성 및 배치를 제외하고는, 도 2에 도시된 전압 변환 모듈(200)과 유사한 구성을 갖는다. 도 2에 도시된 전압 변환 모듈(200)의 경우, 전술한 바와 같이, 스위칭부(208)가 복수의 변압기(206a, 206b)의 후단에 배치되어 전원 입력단(204)으로부터 직접 수신되는 직류 전압 및 복수의 변압기(206a, 206b) 각각으로부터 수신된 변압된 직류 전압 중에서 하나의 전압을 선택하여 출력할 수 있는 것인데 비해, 도 3에 도시된 전압 변환 모듈(200-1)은 복수의 변압기(206-1a, 206-1b)의 전단에 배치된 스위칭부(208-1)를 포함할 수 있다. 스위칭부(208-1)는 전원 입력단(204)으로부터 직류 전원을 수신하고, 수신된 직류 전원을, 제어 신호에 따라, 복수의 변압기(206-1a, 206-1b) 중 하나에 공급하거나, 전원 출력/통신단(210)에 직접 공급할 수 있다. 복수의 변압기(206-1a, 206-1b) 중 하나에 직류 전원이 공급된 경우, 그 직류 전원을 수신한 복수의 변압기(206-1a, 206-1b)는 소정의 직류-직류 변압을 행하여, 변압된 전압의 직류 전원을 출력할 수 있다. 스위칭부(208-1)는 당업자가 생각해낼 수 있는 다양한 형태(예컨대, 역다중화기)로 구성될 수 있으며, 자세한 설명은 생략하기로 한다.The voltage conversion module 200-1 shown in FIG. 3 has a configuration similar to that of the voltage conversion module 200 shown in FIG. 2 except for the configuration and arrangement of the switching unit 208-1. In the case of the voltage conversion module 200 shown in FIG. 2 , as described above, the switching unit 208 is disposed at the rear end of the plurality of transformers 206a and 206b to receive a DC voltage directly from the power input terminal 204 and While it is possible to select and output one voltage among the transformed DC voltages received from each of the plurality of transformers 206a and 206b, the voltage conversion module 200-1 shown in FIG. 3 is a plurality of transformers 206- 1a, 206-1b) may include a switching unit 208-1 disposed at the front end. The switching unit 208-1 receives DC power from the power input terminal 204, and supplies the received DC power to one of the plurality of transformers 206-1a and 206-1b according to a control signal, or power supply It can be directly supplied to the output/communication terminal 210 . When DC power is supplied to one of the plurality of transformers 206-1a, 206-1b, the plurality of transformers 206-1a, 206-1b receiving the DC power performs a predetermined DC-DC transformation, It can output the DC power of the transformed voltage. The switching unit 208-1 may be configured in various forms (eg, a demultiplexer) that those skilled in the art can think of, and a detailed description thereof will be omitted.

도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압 변환 모듈(200-2)의 내부 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an internal configuration of a voltage conversion module 200 - 2 according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바에 의하면, 도 2 및 3의 각 실시예의 경우 전압 변환 모듈이 복수의 신호 경로(복수의 신호 경로는 각각 변압기를 포함하거나 변압기를 포함하지 않을 수 있음)를 포함하고, 제어부(212)의 제어 신호에 따라 동작하는 스위칭부(208)의 개입에 의해 복수의 신호 경로 중 하나의 신호 경로가 선택되는 것과 달리, 전압 변환 모듈(200-2)은 전원 입력단(204)으로부터 신호를 수신하는 오직 하나의 신호 경로(변압기를 포함함)만을 갖는다. 본 실시예에 의하면, 제어부(212)의 제어 신호가 직접 변압기(206-2)를 제어할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 도시된 바에 의하면, 변압기(206-2)는 전원 입력단(204)으로부터의 직류 전원을 수신하는 한편, 제어부(212)로부터의 제어 신호를 직접 수신할 수 있다. 변압기(206-2)는, 제어부(212)로부터 수신된 제어 신호에 따라, 전원 입력단(204)으로부터 수신된 직류 전원을 하나 이상의 전압들 중 하나로 변환하여 출력할 수 있다. 변압기(206-2)는, 승압형, 감압형, 또는 승압과 감압을 모두 지원하는 승/감압형 변압기일 수 있음을 알아야 한다. 스위칭부(208)는 변압기(206-2)로부터 변압된 직류 전원을 수신할 수 있고, 제어 신호에 따라, 수신된 직류 전원을 선택적으로 전원 출력/통신단(210)으로 전달할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 스위칭부(208)는 생략될 수도 있음을 알아야 한다.As shown in FIG. 4, in the case of each embodiment of FIGS. 2 and 3, the voltage conversion module includes a plurality of signal paths (the plurality of signal paths may or may not include a transformer, respectively), and a control unit ( Unlike the one of the plurality of signal paths being selected by the intervention of the switching unit 208 operating according to the control signal of the 212 , the voltage conversion module 200 - 2 receives a signal from the power input terminal 204 . It has only one signal path (including the transformer) it receives. It should be noted that, according to the present embodiment, the control signal of the controller 212 can directly control the transformer 206 - 2 . As illustrated, the transformer 206 - 2 may receive DC power from the power input terminal 204 and directly receive a control signal from the control unit 212 . The transformer 206 - 2 may convert the DC power received from the power input terminal 204 into one of one or more voltages according to a control signal received from the control unit 212 and output the converted DC power. It should be noted that the transformer 206 - 2 may be a step-up type, a step-down type, or a step-up/step-down type transformer that supports both step-up and step-down. The switching unit 208 may receive the DC power transformed from the transformer 206 - 2 , and may selectively transmit the received DC power to the power output/communication terminal 210 according to a control signal. It should be noted that, according to another embodiment of the present invention, the switching unit 208 may be omitted.

당업자라면 알 수 있듯이 본 발명은 본 명세서에서 기술된 예시에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 재구성 및 대체될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 이하의 특허청구범위에 의해 모두 포괄하고자 한다.As will be appreciated by those skilled in the art, the present invention is not limited to the examples described herein, and various modifications, reconstructions, and substitutions can be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, all modifications and variations falling within the true spirit and scope of the present invention are intended to be encompassed by the following claims.

100: 어댑터 200: 전압 변환 모듈
300: USB 케이블 400: 전자 장치
202: 하우징 204: 전원 입력단
206a, 206b: 변압기 208: 스위칭부
210: 전원 출력/통신단 212: 제어부100: adapter 200: voltage conversion module
300: USB cable 400: electronic device
202: housing 204: power input
206a, 206b: transformer 208: switching unit
210: power output / communication terminal 212: control unit

Claims

A voltage conversion module comprising:
housing,
a power input terminal for receiving DC power having a predetermined voltage from the outside of the housing;
one or more signal paths for receiving the DC power from the power input terminal, wherein the one or more signal paths include a plurality of signal paths, and at least one of the plurality of signal paths includes a DC-DC transformer, and the DC-DC The transformer boosts or reduces the DC power received from the power input terminal to a DC power having a predetermined voltage -,
a control unit generating a control signal used to convert the DC power received on the one or more signal paths into a DC power having a voltage selected from among a plurality of different voltages;
a power output and communication terminal for receiving the DC power having the one voltage and supplying the received DC power to an external device; and
a switching unit connected to the plurality of signal paths and the control unit to select one signal path from among the plurality of signal paths according to the control signal;
voltage conversion module.

The method of claim 1,
The power output and communication terminal transmits the information on the external device received from the external device to the controller, and the controller generates the control signal based on the information on the external device.

3. The method of claim 2,
The output and communication terminal includes a terminal for connection with a USB cable, and the power output and communication terminal receives information about the external device through the USB cable, a voltage conversion module.

4. The method of claim 3,
The USB cable is in accordance with the USB PD standard, voltage conversion module.

The method of claim 1,
The one or more signal paths include a DC-DC transformer, and the DC-DC transformer converts the DC power received from the power input terminal to a DC power having one of the plurality of different voltages according to the control signal. Converting, voltage conversion module.

The method of claim 1,
The DC power having the predetermined voltage is obtained by converting commercial AC power through an adapter, a voltage conversion module.

delete

The method of claim 1,
The switching unit is a multiplexer connected to each of the plurality of signal paths and selecting one signal path from among the plurality of signal paths according to the control signal.

The method of claim 1,
The switching unit is a demultiplexer that receives the DC power from the power input terminal and transmits the DC power to the one signal path selected from among the plurality of signal paths according to the control signal.