KR19990054393A

KR19990054393A - 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터

Info

Publication number: KR19990054393A
Application number: KR1019970074205A
Authority: KR
Inventors: 이경상
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터에 관한 것으로, 전원공급부는 전원제어신호에 따라 복수의 전원을 스위칭시켜 출력시키고, 복수의 주변장치는 전원공급부로부터 전원을 공급받아 동작되고, 마더보드는 주변장치의 동작상태를 감지하고 주변장치가 일정시간동안 동작되지 않으면 주변장치에 공급되는 전원을 차단시키도록 전원차단 제어신호를 출력시킨다. 또한 상기 전원공급부는 팬을 구비하고, 마더보드상의 CPU의 온도에 따라 비례하도록 팬의 회전수를 제어한다. 이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 주변장치가 설정된 시간동안 동작되지 않으면 전원공급부를 제어하여 전원출력을 선택적으로 오프시키고, 전원공급부의 팬의 속도를 제어할 수 있다.

Description

전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터(Computer With Power Supply Control Function)

본 발명은 컴퓨터의 전원공급에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 컴퓨터의 주변장치로 공급되는 전원을 스위칭시키고, 전원공급장치를 냉각시키는 팬의 속도의 제어에 관한 것이다.

예컨대 데스크탑컴퓨터에는 기기에 소정의 전원을 공급하고자 이른바 SMPS가 설치된다. 이와 같은 SMPS는 교류전원을 입력받아 다양한 직류전원을 출력시킨다.

도 1은 전원공급장치와 주변장치 및 마더보드가 설치된 컴퓨터의 예를 도시한 도면이다. 여기서 참조부호 300은 전원공급장치(SMPS), 200은 마더보드를 각각 나타낸다. 상기 전원공급장치(300)는 EMI필터(310), 1차 정류부(320), 스위칭부(330), 정류부(340~360), 필터(370~390), 상시전원공급부(400), PWM제어부(410), 온오프제어부(420), 피드백제어부(430), 과전압및과전류제어부(440), 팬제어부(450), 팬구동모터(460), 마이크로컴퓨터(210), CPU(220), 시스템입출력모니터부(230)를 각각 나타낸다.

먼저, EMI필터(310)는 SMPS의 고주파 스위칭동작에 의해 발생되는 노이즈 또는 시스템클럭에서 유기되는 노이즈가 상용전원라인을 통해 전도되거나, 전원라이상의 노이즈가 SMPS의 내부로 유입되지 않도록 차단시킨다.

그리고 1차정류부(320)는 입력되는 상용전압(예컨대 110V~220V)을 배전압 또는 반파정류시켜 310V의 직류전압을 출력시킨다.

또한, 스위칭부(330)는 상기 1차정류부(320)에서 정류된 310V의 직류전압을 온오프 스위칭시키고, 스위칭동작의 듀티와 트랜스포머의 권선비에 의해 1차측의 전압을 다운시켜 2차측으로 출력시킨다. 이와 같이 스위칭부(330)에 구성되는 트랜스포머는 1차회로측과 2차회로측이 안전하게 절연된다.

정류부는 도면에 도시된 바와 같이, 5V정류부(+5V, -5V), 12V정류부(+12V, -12V)로 구성된다. 또한 정류부는 임의의 전압을 출력시킬수 있도록 n개의 정류부를 더 구비한다. 즉, 이와 같은 정류부는 예컨대 +3.3V 정류부를 포함한다.

상기 정류부는 스위칭부(330)의 트랜스포머의 권선비에 따른 교류전압을 각각 해당되는 직류전압으로 변환시켜 출력한다. 또한, 도면에서 각 정류부의 후단에 접속된 필터(370~390)는 정류부로부터 출력된 직류전압을 평활시켜 출력한다.

한편, 팬제어부(450)는 예컨대 더어미스터(Thmister)를 구비하고 하우징내의 온도를 감지하고 팬의 회전속도(rpm)를 제어한다.

그리고 피드백제어부(430)는 상기 정류부로부터 출력된 전압의 변화를 감지하여 전류에너지로 변환시켜 PWM제어부(410)로 입력시킨다. 그러면, PWM제어부(410)는 스위칭부(330)의 스위칭주기를 제어하여 출력전압을 조절한다. 즉, PWM제어부(410)는 출력레벨이 목적하는 레벨보다 낮으면 펄스의 듀티를 높이고, 출력레벨이 목적하는 레벨보다 높으면 펄스의 듀티를 낮춘다.

과전압및과전류제어부(440)는 상기 정류부의 출력단의 전압레벨 및 전류의 흐름을 감지하고, 과전압 또는 과전류가 발생되면 전원공급을 차단시키도록 제어신호를 출력시킨다. 그러면 PWM제어부(410)는 상기 제어신호에 따라 전원이 공급되지 않도록 스위칭부(330)의 스위칭신호의 듀티를 조절한다.

도면에 도시된 바와 같이 교류전원은 EMI필터(310)를 통해 1차정류부(320)로 입력된다. 1차 정류부(320)는 교류전원을 직류로 정류시켜 스위칭부(330)와 상시전원공급부(400)로 입력된다.

여기서 상시전원공급부(400)는 상기 1차정류부(320)로 부터의 전압레벨을 5V로 제어하여 일정하게 마더보드(200)의 마이크로컴퓨터(210)로 공급된다. 그러므로 이와 같은 상시전원공급부(400)는 상기 스위칭부(330)의 동작여부와 관계없이 분리되어 전원을 출력시킨다.

스위칭부(330)는 PWM제어부(410)로 부터의 펄스폭변조신호에 따라 1차정류부(320)로 부터의 직류를 일정한 주파수로 스위칭시켜 교류전압으로 출력시킨다. 상기 스위칭부(330)로부터 출력된 교류전압은 5V정류부(340)와, 12V정류부(250)에 인가된다. 그러면 각 정류부는 입력된 교류전압을 각각 5V와 12V로 변환시켜 출력한다. 이와 같이 정류부를 통한 직류전원은 필터를 통해 출력된다.

한편, 상기 PWM제어부(410)는 상기 각각의 정류부(340~360)와 필터(370~390)를 통해 정확한 전압이 출력되도록 피드백제어부(430)를 통해 출력신호를 인가받아 스위칭부(330)를 제어한다. 또한, 상기 PWM제어부(410)는 출력되는 전압이 과전압상태인지, 과전류상태인지를 과전압 및 과전류 제어부(440)를 통해 감지하고 스위칭부(330)를 제어한다. 즉, PWM제어부(410)는 과전압및과전류제어부(440)를 통해 출력되는 전원이 과전압 또는 과전류상태라고 판단되면 스위칭부(330)를 제어하여 전원이 공급되지 않도록 제어한다.

그리고 SMPS(300)의 온오프제어부(420)는 마이크로컴퓨터(210)로 부터의 제어신호에 따라 PWM제어부(410)의 온오프동작을 제어한다.

이와 같이 구성된 종래의 컴퓨터의 전원공급장치는 마더보드(200)의 시스템입출력모니터부(230)에 의해 컴퓨터와 접속된 주변장치의 동작을 감지하게 된다. 그러므로 마이크로컴퓨터(210)는 상기 시스템입출력모니터부(230)로부터 감지된 주변장치의 동작상태에 따라 SMPS(300)를 제어한다.

SMPS(300)는 일반적으로 밀폐된 금속하우징의 내부에 구성된다. 그런데 이와 같은 SMPS(300)의 소자는 공급전력에 비례하여 발열되게 된다. 따라서 하우징내의 온도를 적정하게 맞추기 위해서는 하우징상에 홀을 형성한 후 팬(470)을 설치하고 하우징내부의 공기를 외부로 꺼내게 된다. 이와 같은 팬(470)은 팬제어부(450)의 제어에 따라 팬구동모터(460)에 의해 회전하게 된다.

그러나 이와 같이 SMPS내부의 온도를 감지하여 팬의 속도를 제어하게 됨으로써 시스템의 동작상태와 직접적으로 연관되어 동작하지 않게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 입출력동작이 설정된 시간동안 없는 주변장치로 공급되는 전원을 선택적으로 차단시킬 수 있고, 시스템의 동작상태에 따라 SMPS의 팬의 속도를 제어함으로써 팬의 구동에 따른 소음을 낮출 수 있는 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 전원공급장치와 주변장치 및 마더보드가 설치된 컴퓨터의 예를 도시한 도면;

도 2는 종래의 실시예에 따른 컴퓨터의 전원공급장치와 마더보드의 구성을 나타낸 블록도;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터의 구성을 상세히 나타낸 블록도;

도 4는 도 3에 도시된 마이크로컴퓨터의 동작을 상세히 나타낸 플로우챠트;

도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터의 CPU온도 감지에 의한 팬의 제어동작을 나타낸 플로우챠트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

510 : EMI필터 520,540~560 : 정류부

530 : 스위칭부 570~590 : 필터

600 : 상시전원공급부 610 : PWM제어부

620 : 온오프제어부 630 : 피드백제어부

640 : 과전압및과전류제어부 650,840 : 팬제어부

810 : 마이크로컴퓨터 820 : CPU

830 : 시스템입출력모니터부 850 : CPU온도감지부

680, 690 : 전원스위칭부

상술한 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명의 특징에 의하면, 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터는 소정의 하우징내에 설치되고, 상용전원을 공급받아 복수의 직류전원으로 변환시키고, 전원공급제어신호에 따라 직류전원의 출력을 스위칭시키는 전원공급부와; 동작전원을 상기 전원공급부로 공급받는 복수의 주변장치와; 상기 주변장치의 동작상태를 감지하고, 주변장치의 입출력동작이 설정된 시간동안 없으면 주변장치로 공급되는 전원을 차단시키도록 전원공급제어신호를 출력시키는 마더보드를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전원공급부는 항상 일정한 전원을 공급시키는 상시전원공급부와; 5볼트의 직류전원을 출력시키는 제1 전압출력부와; 소정의 제1 스위칭제어신호에 따라 상기 제1 전압출력부의 출력을 스위칭시키는 제1 전원스위칭부와; 12볼트의 직류전원을 출력시키는 제2 전압출력부와; 소정의 제2 스위칭제어신호에 따라 상기 제2 전압출력부의 출력을 스위칭시키는 제2 전원스위칭부와; 전원공급부내의 온도를 쿨링시키도록 팬을 회전시키는 팬구동모터와; 상기 팬구동모터의 회전수를 제어하는 팬구동부를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 마더보드는 주변장치의 입출력상태를 감지하는 시스템입출력모니터부와; 상기 시스템입출력모니터부로부터 감지된 주변장치의 입출력상태에 따라 주변장치에 공급되는 전원을 제어하도록 전원제어신호를 출력시키는 마이크로컴퓨터와; 상기 시스템입출력모니터부로부터 감지된 주변장치의 입출력상태에 따라 전원공급부내의 온도를 제어하도록 팬구동제어신호를 출력시키는 제2 팬구동부를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터는 주변장치의 입출력이 있는지를 판단하고, 주변장치의 입출력이 없는 경우에는 컴퓨터가 현재 SLEEP모드인지를 판단한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 마더보드는 CPU의 동작온도를 감지하는 CPU온도감지부를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터는 CPU의 동작온도가 소정의 레벨만큼 증가되면, 팬의 구동속도를 높이도록 제어하고, CPU의 동작온도가 소정의 레벨만큼 감소되면, 팬의 구동속도를 줄이도록 제어한다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 신규한 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터는 전원스위칭부와 팬제어부를 구비하여, 주변장치로 공급되는 전원을 제어할 수 있고, SMPS의 온도를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예는 다수의 전원을 제어할 수 있고, CPU의 온도에 따라 팬의 회전수를 제어할 수 있다.

또한, 마더보드상에는 마이크로컴퓨터(810)와, CPU(820), 시스템입출력모니터부(830)및, 팬제어부(840)가 구성된다.

도면에 도시된 바와 같이, SMPS는 상시전원공급부(600), 온오프제어부(620), 스위치부(680, 690), 팬구동모터(660)를 구비한다. 여기서 스위치부 680은 마더보드의 마이크로컴퓨터(810)로 부터의 스위치제어신호에 따라 5V의 전원을 선택적으로 스위칭시켜 출력시킨다. 즉, 마이크로컴퓨터(810)로 부터의 예컨대 스위치제어신호 a가 하이레벨이면, 스위치부 680은 스위칭온 되어 5V를 출력시킨다. 이와 같은 스위치부(680)는 복수의 스위치로 구성되고, 복수의 스위치제어신호에 따라 동작된다.

마찬가지로 스위치부 690은 마더보드의 마이크로컴퓨터(810)로 부터의 스위치제어신호에 따라 12V의 전원을 선택적으로 스위칭시켜 출력시킨다. 즉, 마이크로컴퓨터(810)로 부터의 예컨대 스위치제어신호 b가 하이레벨이면, 스위치부 690은 스위칭온 되어 5V를 출력시킨다. 이와 같은 스위치부(690)는 복수의 스위치로 구성되고, 복수의 스위치제어신호에 따라 동작된다.

상기 스위치부(680, 690)의 출력단(5Vsw, 12Vsw)에는 각각 다수의 주변장치가 접속된다. 이와 같은 주변장치로는 예컨대 하드디스크드라이브, CD-ROM드라이브등이 있다.

한편, 팬제어부(650)는 예컨대 더어미스터를 통해 SMPS의 온도를 감지하고, 온도에 비례하여 12V의 전원을 제어하여 출력시킨다. 이와 같이 상기 팬제어부(650)로부터 출력된 전압에 따라 팬구동모터(660)의 회전수가 제어됨으로써, SMPS내부가 냉각된다.

마더보드의 마이크로컴퓨터(810)는 SMPS의 상시전원공급부(600)로 부터의 항상 일정한 전원(예컨대 5V)을 공급받는다. 여기서 상시전원이라 함은 스위칭부(530)가 오프동작되어 정류부(540~560)로부터 전원이 공급되지 않더라도, 항상 일정한 전원이 공급됨을 나타낸다.

또한, 마더보드상의 시스템입출력모니터부(830)는 컴퓨터의 입출력을 제어하는 이른바 칩셋(Chip-Set)으로써, 컴퓨터와 접속된 주변장치에 대한 입출력을 감지하고(S110) 그 입출력상태를 마이크로컴퓨터(810)측으로 출력시킨다. 이와 같이 상기 시스템입출력모니터부(830)로부터 감지되는 주변장치는 상기 SMPS의 스위치부와 각각 접속된 주변장치도 포함한다.

그러므로 마이크로컴퓨터(810)는 상기 시스템입출력모니터부(830)로부터 감지된 주변장치의 입출력상태에 따라 소정의 주변장치에 대해 설정된 시간동안 입출력동작이 이루어지지 않으면, 해당되는 주변장치로 공급되는 전원을 차단시키도록 스위치제어신호를 출력시킨다(S140). 예컨대 스위치부 680을 통해 전원을 공급받는 하드디스크드라이브에 대해 설정된 시간(예컨대 5분)동안 입출력동작이 감지되지 않으면, 마이크로컴퓨터(810)는 스위치제어신호 a를 로우레벨로 출력시킨다. 그러면, 스위치부 680을 통해 하드디스크드라이브로 공급되는 전원이 차단되게 된다.

이와 같이 마이크로컴퓨터(810)는 시스템입출력모니터부(830)를 통해 주변장치의 입출력상태를 감지하고, 스위치부(680, 690)를 온오프제어함으로써 전원소모를 줄이게 된다. 상기와 같이 컴퓨터에 장착된 주변장치에 대한 입출력동작이 전반적인 주변장치에 대해 이루어지게 되면, 팬구동모터(660)의 소음은 상대적으로 증가되게 된다. 그러므로, 주변장치에 대한 전원절약에 비례하여 팬구동모터(660)의 회전수를 줄임으로써 소음을 감소시켜야 한다.

따라서, 마이크로컴퓨터(810)는 시스템입출력모니터부(830)로부터 감지된 주변장치의 입출력상태에 따라 제2 팬제어부(840)를 제어함으로써 팬구동모터(660)의 회전수를 조절한다. 즉, 마이크로컴퓨터(810)는 전원공급이 다수의 주변장치에 대해 이루어지고 있으면 제2 팬제어부(840)를 통해 팬구동모터(660)의 회전수를 높이고(S170), 전원이 공급되고 있는 주변장치의 수가 작아지게 되면 제2 팬제어부(840)를 통해 팬구동모터(660)의 회전수를 낮추게 된다(130).

본 발명의 실시예에 따른 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터는 CPU온도감지부(850)를 부가적으로 구비한다. 상기 CPU온도감지부(850)는 마더보드상의 CPU(820)의 동작온도를 감지하고, 감지된 온도와 비례한 아날로그신호를 마이크로컴퓨터(810)측으로 출력한다.

마이크로컴퓨터(810)는 상기 CPU온도감지부(850)로부터 감지된 CPU(820)의 온도에 따라 제2 팬제어부(840)를 제어하여 팬구동모터(660)의 회전수를 조절한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, CPU(820)의 동작온도가 높으면(S210) 마이크로컴퓨터(810)는 팬구동모터(660)의 속도(rpm)가 높아지도록 제2 팬제어부(840)를 제어한다(S220). 한편, CPU(820)의 동작온도가 낮으면(S230), 마이크로컴퓨터(810)는 팬구동모터(660)의 속도가 낮아지도록 제2 팬제어부(840)를 제어한다(S240). 이와 같이 CPU(820)의 동작온도에 따라 SMPS의 팬의 속도를 제어함으로써, 시스템의 동작에 비례된 제어를 할 수 있다.

본 발명은 종래의 컴퓨터장치는 SMPS내부의 온도를 감지하여 팬의 속도를 제어하게 됨으로써 시스템의 동작상태와 직접적으로 연관되어 동작하지 않게 되는 문제점을 해결한 것으로, 입출력동작이 설정된 시간동안 없는 주변장치로 공급되는 전원을 선택적으로 차단시킬 수 있고, 시스템의 동작상태에 따라 SMPS의 팬의 속도를 제어함으로써 팬의 구동에 따른 소음을 낮출 수 있다.

Claims

소정의 하우징내에 설치되고, 상용전원(AC)을 공급받아 복수의 직류전원으로 변환시키고, 전원공급제어신호에 따라 직류전원의 출력을 스위칭시키는 전원공급부(SMPS)와;

동작전원을 상기 전원공급부(SMPS)로 공급받는 복수의 주변장치와;

상기 주변장치의 동작상태를 감지하고, 주변장치의 입출력동작이 설정된 시간동안 없으면 주변장치로 공급되는 전원을 차단시키도록 전원공급제어신호를 출력시키는 마더보드를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터.
제 1 항에 있어서,

상기 전원공급부는 항상 일정한 전원을 공급시키는 상시전원공급부(400)와;

5볼트의 직류전원을 출력시키는 제1 전압출력부(540)와;

소정의 제1 스위칭제어신호에 따라 상기 제1 전압출력부(540)의 출력을 스위칭시키는 제1 전원스위칭부(680)와;

12볼트의 직류전원을 출력시키는 제2 전압출력부(550)와;

소정의 제2 스위칭제어신호에 따라 상기 제2 전압출력부(550)의 출력을 스위칭시키는 제2 전원스위칭부(690)와;

전원공급부내의 온도를 쿨링시키도록 팬을 회전시키는 팬구동모터(660)와;

상기 팬구동모터(660)의 회전수를 제어하는 팬구동부(650)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터.
제 1 항에 있어서,

상기 마더보드는 주변장치의 입출력상태를 감지하는 시스템입출력모니터부(830)와;

상기 시스템입출력모니터부(830)로부터 감지된 주변장치의 입출력상태에 따라 주변장치에 공급되는 전원을 제어하도록 전원제어신호를 출력시키는 마이크로컴퓨터(810)와;

상기 시스템입출력모니터부(830)로부터 감지된 주변장치의 입출력상태에 따라 전원공급부내의 온도를 제어하도록 팬구동제어신호를 출력시키는 제2 팬구동부(840)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터.
제 2 항에 있어서,

상기 마이크로컴퓨터(810)는 주변장치의 입출력이 있는지를 판단하고(S110),

주변장치의 입출력이 없는 경우에는 컴퓨터가 현재 SLEEP모드인지를 판단하는(S120) 것을 특징으로 하는 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터.
제 1 항에 있어서,

상기 마더보드는 CPU(820)의 동작온도를 감지하는 CPU온도감지부(850)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터.
제 2 항에 있어서,

상기 마이크로컴퓨터(810)는 CPU(820)의 동작온도가 소정의 레벨만큼 증가되면, 팬의 구동속도를 높이도록 제어하고(S220),

CPU(820)의 동작온도가 소정의 레벨만큼 감소되면, 팬의 구동속도를 줄이도록 제어하는(S240) 것을 특징으로 하는 전원공급제어기능을 갖는 컴퓨터.