KR20040047644A - 전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치 - Google Patents

전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치에 관한 것이며, 전류·전압 변환 회로가 접속되는 전자 장치가 대기 상태 또는 정지 상태의 경우는 전류·전압 변환 회로의 소비 전력, 즉, 대기 전력을 영으로 하는 것을 목적으로 한다.
입력 전력을 변환하여 출력하는 트랜스를 갖는 전류·전압 변환 회로의 전원 제어 방법에 있어서, 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측이 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전원 공급을 정지하고, 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전원 공급을 시작하도록 구성한다.

Description

전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치{POWER SUPPLY CONTROL METHOD, CURRENT-TO-VOLTAGE CONVERSION CIRCUIT AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치에 관한 것이며, 대기 전력을 영으로 하기 위한 전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치에 관한 것이다.
AC 어댑터 등에서 사용되는 전류·전압 변환 회로(또는 전원 회로)는 상용의 AC 전원 전압을 전자 장치가 필요로 하는 DC 전원 전압으로 변환한다. 전류·전압 변환 회로는 전자 장치가 대기 상태나 정지 상태에 있는 경우라도 전력을 소비하고 있고, 이 소비 전력을 대기 전력이라고 한다. 대기 전력은 전류·전압 변환 회로 내에 삽입되어 있는 트랜스 등의 자기 회로가 소비하는 여자 전력 때문에 전자 장치의 소비 전력이 영인 것에 관계없이 발생한다.
노트 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 전자 장치에는 전자 장치의 전원으로서 전지가 탑재되어 있지만, 장치의 운용 비용이나 순간적으로 방전 가능한 전류 용량 등의 관계로, Li+(리튬·이온) 전지 등의 이차 전지가 탑재되어 있는 것이 일반적이다. 또, 전자 장치에 AC 어댑터 등을 접속하는 것만으로 간단히 전자 장치의 이차 전지에 대하여 충전을 행할 수 있도록 충전 회로도 탑재되어 있는 전자 장치가 많다.
휴대형 전자 장치의 경우 전자 장치의 전원으로서 통상은 이차 전지를 사용하지만, 책상에서의 동작 등에 있어서는 AC 어댑터를 통한 외부 전원을 사용하여 동작시키는 운용도 있다. 전자 장치를 AC 어댑터를 통한 외부 전원으로 운용하고 있을 때, 전자 장치가 대기 상태 또는 정지 상태에 있어 동작하지 않을 때라도 AC 어댑터는 정격 전압을 출력하기 위해서 동작하고 있다.
도 1은 상용의 AC 전원 전압을 전자 장치가 필요로 하는 DC 전원 전압으로 변환하는 종래의 AC 어댑터의 일례를 도시하는 회로도이다. 동 도면에 도시하는 AC 어댑터는 상용의 AC 전원 전압을 정류하기 위한 정류 회로(1)와, 입력 전압을 출력 전압으로 변환하는 전압 변환 회로(2)와, 전압 변환 회로(2) 내의 트랜스(T1)의 이차측의 출력을 정류하기 위한 정류 회로(3)와, 이차측의 출력을 제어하기 위한 출력 제어 회로(4)와, 이차측의 출력 제어의 상태를 전압 변환 회로(2)의 트랜스(T1)의 일차측에 전하기 위한 커플러 회로(5)로 이루어진다.
정류 회로(1)는 AC 입력을 전파 정류하기 위한 정류 다이오드(D1∼D4)와, 정류된 입력을 평활시키기 위한 평활 콘덴서(C1)로 구성된다. 전압 변환 회로(2)는전압 변환용 트랜스(T1)와, 트랜스(T1)에 흐르는 전류를 온·오프하기 위한 스위치 회로(FET1)와, 스위치 회로(FET1)의 온·오프를 제어하는 드라이브 제어 회로(21)로 구성된다. 정류 회로(3)는 전압 변환 회로(2)로 변환된 전압을 정류하기 위한 정류 다이오드(D5)와, 정류된 입력을 평활시키기 위한 평활 콘덴서(C2)로 구성된다.
출력 제어 회로(4)는 출력 전류를 검출하기 위한 센스 저항(R0)과, 출력 전류 및 출력 전압을 제어하는 제어 회로(41)로 구성된다. 커플러 회로(5)는 출력 제어 회로(4)의 출력을 일차측에 전달하는 회로이며, 예컨대 트랜스(T1)의 일차측과 이차측을 전기적으로 절연하기 위한 포토 커플러로 구성된다.
도 2는 도 1에 도시하는 제어 회로(41)와 드라이브 제어 회로(21)를 도시하는 회로도이다. 드라이브 제어 회로(21)는 삼각파 발진기(22)와, PWM 비교기(23)와, 드라이브 회로(24)로 이루어진다. 제어 회로(41)는 전압 증폭기(AMP11)와, 오차 증폭기(ERA11, era12)와, 트랜지스터(Tr11, Tr12)와, 전류원(42)으로 이루어진다.
도 2에 있어서 e11은 출력 전류값을 결정하기 위한 기준 전압이며, e12는 출력 전압값을 결정하기 위한 기준 전압이다. 제어 회로(41)의 전압 증폭기(AMP11)는 센스(R0) 저항을 흐르는 전류에 의해서 생기는 전압 강하를 측정하고, 센스 저항(R0)을 흐르는 전류값에 비례하는 전압을 출력한다. 오차 증폭기(ERA11)는 전압 증폭기(AMP11)의 출력 전압과 기준 전압(e1)을 비교한다. 센스 저항(R0)을 흐르는 전류가 커지면 오차 증폭기(ERA1)는 낮은 전압을 출력하고, 전류가 작으면 높은전압을 출력한다. 마찬가지로, 오차 증폭기(ERA12)는 AC 어댑터의 출력 전압과 기준 전압(e2)을 비교한다.
트랜지스터(Tr11, Tr12)는 오차 증폭기(ERA11)와 오차 증폭기(ERA12)의 출력 중, 낮은 쪽의 전압을 출력하기 위한 회로를 구성한다. 오차 증폭기(ERA11)와 오차 증폭기(ERA12)의 출력 중 낮은 쪽의 출력은 트랜스(T1)의 일차측과 이차측을 절연하기 위한 커플러 회로(5)를 통해 드라이브 회로(21)의 PWM 제어 회로(23)에 접속된다.
드라이브 제어 회로(21) 내의 PWM 비교기(23)는 비반전 입력 단자와 반전 입력 단자를 가지고, 입력 전압에 따라서 출력 펄스의 폭의 온 시간을 제어하는 일종의 전압 펄스폭 변환기이다. PWM 비교기(23)는 반전 입력 단자에 공급되는 삼각파 발진기(22)로부터의 삼각파가 커플러 회로(5)를 통해 비반전 입력 단자에 공급되는 제어 회로(41)의 출력 전압보다도 낮은 기간에 온이 되는 신호를 출력한다. PWM 비교기(23)의 출력 신호는 드라이브 회로(24)를 통해 드라이브 제어 회로(21)로부터 출력된다.
도 1에 있어서, 스위치 회로(FET1)가 온일 때에 정류 회로(1)로부터의 입력 전류가 트랜스(T1)의 일차측 코일에 흐르고, 스위치 회로(FET1)가 오프했을 때에 출력 전류가 트랜스(T1)의 이차측 코일에 흐른다. 트랜스(T1)의 일차측 코일에 축적된 에너지와 트랜스(T1)의 이차측 코일에 의해서 방출되는 에너지는 동일하기 때문에 출력 전압(Vout)은 다음 수학식 1로부터 구할 수 있다. 단, 여기서는 트랜스(T1)의 일차측 코일(L1)의 권취수와, 이차측 코일(L2)의 권취수가 동일하다고 가정한다.
따라서, 출력 전압(Vout)에 관해서 상기 수학식 1을 정리하면 다음 수학식 2가 구해지며, 입력 전압의 변동은 스위치 회로(FET1)의 온 시간과 오프 시간의 비율로 제어할 수 있다.
AC 어댑터는 AC 전원 전압이 입력되어 있을 때는 항상 정격 전압을 출력하도록 동작한다. 따라서, AC 어댑터는 전자 장치에 접속되어 있을 때라도 접속되어 있지 않을 때라도 항상 정격 전압을 출력하도록 동작한다. 이 때문에, AC 어댑터에 접속되어 있는 전자 장치가 전원 오프 상태에 있어 전력을 소비하고 있지 않으며, AC 어댑터가 무부하 상태라도 AC 어댑터는 정격 전압을 출력하도록 동작한다.
이와 같이, AC 어댑터가 무부하 상태라도 정격 전압을 출력하기 위해서 AC 어댑터 내의 제어 회로(21, 41)는 동작하고 있기 때문에 AC 어댑터 자체는 대기 전력을 소비하고 있다. 대기 전력을 영으로 하기 위해서는 AC 어댑터의 동작을 완전히 정지시킬 필요가 있지만, AC 어댑터에 접속되는 전자 장치가 언제라도 동작을 개시할 수 있기 위해서는 AC 어댑터는 항상 대기 상태로 있을 필요가 있다.
전자 장치가 대기 상태 또는 정지 상태에 있을 때의 AC 어댑터의 대기 전력을 삭감하는 방법으로서는 여러 가지 방법이 제안되어 있다.
제1 종래 방법에서는 AC 어댑터의 동작 속도를 주파수를 내리거나, 또는, 동작 주파수를 내리는 동시에 AC 어댑터를 간헐 동작시킴으로써 출력 전압을 유지하면서 AC 어댑터 자신의 소비 전력을 내린다. 구체적으로는, 도 2에 도시하는 삼각파 발진기(22)의 주파수를 내림으로써 AC 어댑터의 동작 주파수를 내린다. 제1 종래 방법은, 예컨대 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
제2 종래 방법에서는 AC 어댑터의 일차측 회로의 소비 전력을 삭감한다. 즉, AC 어댑터의 일차측은 상용 AC 전압으로 동작하기 때문에 그 전압을 내림으로써 소비 전력을 내린다. AC 어댑터가 동작을 개시할 때는 일차측 입력 전압을 이용하여 동작을 시작하지만, AC 어댑터가 동작 개시후는 AC 어댑터가 작성한 일차측 입력 전압보다 낮은 제3 전압을 이용하여 AC 어댑터의 소비 전력을 내린다.
도 3은 제2 종래 방법을 설명하는 회로도이다. 동 도면 중, 도 1과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 전압 변환 회로(2-1)에는 스위치 회로(FET2)와, 다이오드(D6)와, 트랜스(T1)의 제3차 권선(L3)이 설치되어 있다. 스위치 회로(FET2)는 상용 AC 전원 전압의 AC 어댑터에의 공급을 온·오프시키기 위해서 설치되어 있고, 일차측의 드라이브 제어 회로(21)에 의해 온·오프된다. 트랜스(T1)의 제3차 권선(L3)은 트랜스(T1)에 의해 제3 전압을 생성하기 위한 출력 권선이다. 다이오드(D6)는 제3차 권선(L3)에 의해 발생하는 전압을 정류하기 위해서 설치되어 있다.
AC 어댑터에 상용 AC 전원 전압이 공급되면 AC 어댑터에 스위치 회로(FET2)를 통해 상용 AC 전원 전압이 인가되어, AC 어댑터가 동작을 시작한다. AC 어댑터가 동작하여 이차측에 정격 전압이 출력되면 트랜스(T1)에 추가된 제3차 권선(L3)에도 전압이 출력된다. 일차측의 드라이브 제어 회로(21)는 AC 어댑터의 동작 개시후에 스위치 회로(FET2)를 오프함으로써 드라이브 회로(21) 자신에게 공급되는 전원 전압을 트랜스(T1)에 추가된 제3차 권선(L3)에서 생성된 제3 전압으로 전환한다. 제3 전압은,상용 AC 전원 전압보다도 충분히 낮기 때문에 일차측의 드라이브 제어 회로(21)에의 공급 전압을 내림으로써 소비 전력의 삭감을 도모할 수 있다.
제3 종래 방법으로서는 AC-DC 전류·전압 변환 회로를 2계통 준비하여, 전자 장치의 동작시와 대기 시간에서 동작하는 AC-DC 전류·전압 변환 회로를 전환하는 방법이 있다. 제3 종래 방법은, 예컨대 특허 문헌 2에 기재되어 있다.
[특허 문헌 1]
특허 공개 번호 제2000-217161호 공보(도 1)
[특허 문헌 2]
특허 공개 번호 제2001-145355호 공보(도 1)
상기 제1∼제3 종래 방법에서는 AC 어댑터등의 전류·전압 변환 회로가 접속되는 전자 장치가 대기 상태 또는 정지 상태라도 전류·전압 변환 회로 내의 일부는 항상 동작하고 있기 때문에 전류·전압 변환 회로의 소비 전력, 즉, 대기 전력을 영으로 할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 AC 어댑터 등의 전류·전압 변환 회로가 접속되는 전자 장치가 대기 상태 또는 정지 상태인 경우는 전류·전압 변환 회로의 소비 전력,즉, 대기 전력을 영으로 하는 것이 가능한 전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 상용의 AC 전원 전압을 전자 장치가 필요로 하는 DC 전원 전압으로 변환하는 종래의 AC 어댑터의 일례를 도시하는 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 제어 회로와 드라이브 제어 회로를 도시하는 회로도이다.
도 3은 제2 종래 방법을 설명하는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 전류·전압 변환 회로의 제1 실시예의 주요부를 도시하는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 전자 장치의 제1 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 전자 장치의 제2 실시예의 주요부를 도시하는 블록도이다.
도 7은 전자 장치의 프로세서의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 전자 장치의 제3 실시예의 주요부를 도시하는 블록도이다.
<도명의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 3: 정류 회로
2: 전압 변환 회로
4: 출력 제어 회로
5, 51, 52: 커플러 회로
21: 드라이브 제어 회로
41: 제어 회로
100: 전자 장치
101: AC 어댑터
111: 이차 전지
202: 프로세서
상기한 과제는 입력 전력을 변환하여 출력하는 트랜스를 갖는 전류·전압 변환 회로의 전원 제어 방법으로서, 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측이 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전원 공급을 정지하고, 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전원 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법에 의해서 달성할 수 있다.
상기한 과제는 활성 상태와 비활성 상태를 갖는 전류·전압 변환 회로로서, 입력 전력이 입력되는 입력부와, 입력 전력을 출력 전력으로 변환하는 트랜스와, 상기 출력 전력을 출력하는 출력부와, 상기 출력부가 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전력 공급을 정지하여 상기 전류·전압 변환 회로를 비활성 상태로 하는 제1 회로와, 상기 출력부에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전원 공급을 시작하여 상기 전류·전압 변환 회로를 활성 상태로 하는 제2 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전류·전압 변환 회로에 의해서도 달성할 수 있다.
상기한 과제는 출력측이 무부하 상태이면 비활성 상태가 되고, 상기 출력측에 외부 전압이 인가되면 활성 상태가 되는 전류·전압 변환 회로와 접속 가능한 전자 장치로서, 비활성 상태로 있는 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 상기 외부 전압을 인가하는 스위치 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 장치에 의해서도 달성할 수 있다.
상기한 과제는 입력 전력이 입력되는 입력부와, 입력 전력을 출력 전력으로 변환하는 트랜스와, 상기 출력 전력을 출력하는 출력부와, 상기 출력부가 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전력 공급을 정지하여 전류·전압 변환 회로를 비활성 상태로 하는 제1 회로와, 상기 출력부에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전력 공급을 시작하여 상기 전류·전압 변환 회로를 활성 상태로 하는 제2 회로를 갖는 전류·전압 변환 회로와, 비활성 상태로 있는 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 상기 외부 전압을 인가하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 장치에 의해서도 달성할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 전류·전압 변환 회로(또는 AC 어댑터)가 접속되는 전자 장치가 대기 상태 또는 정지 상태인 경우는 전류·전압 변환 회로의 소비 전력, 즉, 대기 전력을 영으로 하는 것이 가능한 전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치를 실현할 수 있다.
본 발명의 전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치의 각 실시예를 이하 도 4 이후와 함께 설명한다.
본 발명에서는 전자 장치가 동작하고 있을 때는 상용의 AC 전원 전압을 사용하지만, 전자 장치가 대기 상태 또는 정지 상태에 있을 때는 대기 동작 전용의 전지를 사용하여, AC 어댑터 등의 AC-DC 전류·전압 변환 회로를 완전히 정지시킴으로써 대기 전력을 영으로 한다. 또한, AC 입력을 DC 출력으로 변환하는 AC 어댑터 등의 AC-DC 전류·전압 변환 회로와 전자 장치와의 사이에 특별한 인터페이스 회로를 설치하는 일없이 AC 어댑터 등의 AC-DC 전류·전압 변환 회로를 동작시키거나정지시키거나 한다.
(실시예)
도 4는 본 발명의 전류·전압 변환 회로의 제1 실시예의 주요부를 도시하는 회로도이다. 전류·전압 변환 회로의 제1 실시예는 본 발명의 전원 제어 방법의 제1 실시예를 이용한다. 또한, 설명의 편의상, 전류·전압 변환 회로는 AC 어댑터를 구성하는 것으로 하고, 도 4 중, 도 1 및 도 2와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
본 실시예에서는 도 4에 도시한 바와 같이, 출력 제어 회로(4) 내의 제어 회로(41)가 도 2에 도시하는 회로에 더하여, AC 어댑터의 출력 전류를 임계치 전류와 비교하기 위한 전압 비교기(COMP11)와, AC 어댑터의 출력 전압을 임계치 전압과 비교하기 위한 전압 비교기(COMP12)와, 전압 비교기(COMP12)의 출력을 일정 기간만 출력하기 위한 1숏트 멀티 바이브레이터(플립플롭) 회로(43)를 갖는다. e11∼e14는 임계치 전압이다.
또한, 트랜스(T1)의 이차측의 회로로부터의 신호를 수신하여 일차측의 회로의 전원의 온·오프를 제어하는 전원 온·오프 회로(6)가 제어 회로(41)와 전압 변환 회로(2)의 드라이브 제어 회로(21)와의 사이에 설치되어 있다. 전원 온·오프 회로(6)는 AC 전원 전압이 AC 어댑터에 인가되었을 때, 또는, 트랜스(T1)의 이차측의 회로에서 전원의 전원 투입 신호를 수신하여 AC 어댑터의 동작을 시작하기 위한 전원 온의 기능과, 이차측의 회로에서 전원 절단 신호를 수신하여 AC 어댑터의 동작을 정지하기 위한 전원 오프의 기능을 구비한다. 전원 온·오프 회로(6)는 플립플롭(FF)을 구성하는 NAND 회로(NAND1, NAND2)와, 저항(R21, R22)과, 콘덴서(C21)로 이루어진다.
제어 회로(41)와 전원 온·오프 회로(6)는 커플러 회로(51, 52)에 의해 접속되어 있다. 커플러 회로(51, 52)는 커플러(5)와 같이 포토 커플러로 구성되어 있다. 커플러 회로(51)는 전압 비교기(COMP11)의 출력을 트랜스(T1)의 일차측에 전달하고, 커플러 회로(52)는 전압 비교기(COMP12)의 출력을 1숏트 멀티 바이브레이터 회로(43)를 통해 트랜스(T1)의 출력을 일차측에 전달한다.
전원 온·오프 회로(6)는 AC 어댑터의 동작 개시나 동작 정지를 지시하기 위한 회로이다. 전원 온·오프 회로(6)에 상용 AC 전원 전압(Vin)이 인가되면 저항(R22)을 통해 콘덴서(C21)가 충전되고, 콘덴서(C22)의 전위는 충전에 따라서 그라운드 전위로부터 전위(Vin)로 변화된다. NAND 회로(NAND2)의 콘덴서(C21)측에 접속된 입력은 처음에는 그라운드 전위에 있기 때문에 NAND 회로(NAND2)는 하이 레벨 신호를 출력한다. NAND 회로(NAND1)의 하나의 입력은 저항(R21)을 통해 하이 레벨에 있으며, 다른쪽의 입력은 NAND 회로(NAND2)의 출력에 접속되어 있기 때문에 NAND 회로(NAND1)는 로우 레벨 신호를 출력한다.
콘덴서(C21)의 충전에 의해서 NAND 회로(NAND2)의 입력이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화하더라도 NAND 회로(NAND2)의 다른쪽의 입력에는 NAND 회로(NAND1)로부터 출력되는 로우 레벨 신호가 입력되어 있기 때문에 NAND 회로(NAND2)는 하이 레벨 신호를 계속 출력한다. NAND 회로(NAND2)의 하이 레벨 출력 신호는 AC 어댑터의 일차측의 드라이브 제어 회로(21)의 전원 온 신호이기 때문에 AC 어댑터가 온(활성 상태)이 되어 동작을 시작한다.
AC 어댑터를 오프(비활성 상태)로 하기 위해서는 저항(R21)에 의해서 하이 레벨 신호가 입력되어 있는 NAND 회로(NAND1)의 입력 신호를 로우 레벨로 한다. 저항(R21)에 의해서 하이 레벨 신호가 입력되어 있던 NAND 회로(NAND1)의 입력을 그라운드 전위에 접지하여 로우 레벨 신호를 입력하면 NAND 회로(NAND1)는 하이 레벨 신호를 출력한다. NAND 회로(NAND2)의 하나의 입력은 저항(R22)을 통해 하이 레벨에 있으며, 다른쪽의 입력은 NAND 회로(NAND1)의 출력에 접속되어 있기 때문에 NAND 회로(NAND2)는 로우 레벨 신호를 출력한다.
NAND 회로(NAND1)의 다른쪽의 입력에는 NAND 회로(NAND2)로부터 출력되는 로우 레벨 신호가 입력되기 때문에 NAND 회로(NAND1)는 하이 레벨 신호를 계속 출력하여, 그 결과, NAND 회로(NAND2)도 로우 레벨 신호를 계속 출력한다. NAND 회로(NAND1)가 출력하는 로우 레벨 신호는 AC 어댑터의 일차측의 드라이브 제어 회로(21)의 전원 오프 신호이기 때문에 AC 어댑터는 동작을 정지한다.
AC 어댑터를 재차 온시키기 위해서는 저항(R21)에 의해서 하이 레벨 신호가 입력되어 있는 NAND 회로(NAND2)의 입력 신호를 로우 레벨로 한다. 저항(R22)에 의해서 하이 레벨 신호가 입력되어 있던 NAND 회로(NAND2)의 입력을 그라운드에 접지하여 로우 레벨 신호를 입력하면 NAND 회로(NAND2)는 하이 레벨 신호를 출력한다. NAND 회로(NAND1)의 하나의 입력은 저항(R21)을 통해 하이 레벨에 있고, 다른쪽의 입력은 NAND 회로(NAND2)의 출력에 접속되어 있기 때문에 NAND 회로(NAND1)는 로우 레벨 신호를 출력한다.
NAND 회로(NAND2)의 다른쪽의 입력에는 NAND 회로(NAND1)로부터 출력되는 로우 레벨 신호가 입력되어 있기 때문에 NAND 회로(NAND2)는 하이 레벨 신호를 계속 출력한다. NAND 회로(NAND2)가 출력하는 하이 레벨 신호는 AC 어댑터의 일차측의 드라이브 제어 회로(21)의 전원 온 신호이기 때문에 AC 어댑터가 동작을 시작한다.
도 4에 있어서 전압 비교기(COMP11)는 AC 어댑터의 출력이 무부하 상태인지 여부를 검출하기 위해서 설치되어 있다. AC 어댑터의 출력 전류가 영이 되어 무부하 상태가 계속되면 전압 비교기(COMP11)가 로우 레벨 신호를 출력하고, 커플러 회로(51)를 통해 일차측의 전원 온·오프 회로(6)의 저항(R21)에 접속되어 있는 NAND 회로(NAND1)의 입력을 접지한다. 그 결과, 전원 온·오프 회로(6)는 AC 어댑터를 정지시킨다. AC 어댑터가 정지 상태에 있을 때 AC 어댑터 내의 모든 회로는 정지 상태에 있으며, 전력 소비는 발생하지 않는다. 전원 온·오프 회로(6)의 NAND 회로(NAND1)나 NAND 회로(NAND2)도 전압으로 상태를 유지하고 있을 뿐이며, 전력의 소비는 없다.
전압 비교기(COMP12)는 AC 어댑터의 이차측의 회로에 외부에서 전압이 인가된 것을 검출하기 위해서 설치되어 있다. AC 어댑터가 정지하고 있을 때 AC 어댑터는 전압을 출력하지 않기 때문에 이차측의 회로는 전원 오프 상태에 있다. AC 어댑터의 출력측에 외부에서 전압이 인가되면 그 전압을 전원으로서 이차측의 회로가 동작을 시작하고, 전압 비교기(COMP12)는 출력 전압이 영이 아닌 것을 검출하여 1숏트 멀티 바이브레이터 회로(43)를 온으로 한다. 1숏트 멀티 바이브레이터 회로(43)는 입력 신호가 온이 되면 일정 기간만 출력을 온으로 한 후, 입력이 온상태를 유지하고 있더라도 출력을 오프로 한다. 따라서, 1숏트 멀티 바이브레이터 회로(43)는 일정 기간만 커플러 회로(51)를 온으로 하고, 전원 온·오프 회로(6)의 콘덴서(C21)를 일정 기간 단락하여 NAND 회로(NAND2)의 입력을 로우 레벨로 한다. 그 결과, 전원 온·오프 회로(6)는 AC 어댑터의 동작을 시작시킨다.
이와 같이 하여, AC 어댑터와 전자 장치와의 사이에 특별한 인터페이스를 설치하는 일없이 AC 어댑터를 온·오프시키는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예에서는 AC 어댑터의 출력이 무부하 상태가 되면 AC 어댑터의 이차측의 회로는 무부하 상태를 검출하여 일차측의 전원 온·오프 회로(6)에 전원 오프 신호를 공급하여 AC 어댑터를 정지시킨다. AC 어댑터가 정지 상태에 있고, 출력 전압이 영일 때에 출력측에 전압이 인가되면 AC 어댑터의 이차측의 회로는 인가된 전압으로 동작을 시작하며, 일차측의 전원 온·오프 회로(6)에 전원 온 신호를 공급하여 AC 어댑터를 동작시킨다.
도 5는 본 발명의 전자 장치의 제1 실시예를 도시하는 블록도이다. 전자 장치의 제1 실시예는 노트 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 전화기 등의 이차 전지를 이용하는 각종 전자 장치에 적용할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이 전자 장치(100)는 상기한 같은 구성의 AC 어댑터(101)와 접속 가능하다. 전자 장치(100)의 전류·전압 변환 회로는 이차 전지(111)와, 백업 회로(112)와, 다이오드(D31, D32)와, 스위치 회로(FET31)로 이루어진다. 다이오드(D31)는 AC 어댑터(101)로부터의 전원 전압을 전자 장치(100) 내의 각 부에 공급하는 동시에, 전자 장치(100)의 이차 전지(111)로부터의 전원 전압이 AC 어댑터(101)에 역류하는 것을 방지하기 위한 역류 방지 회로를 구성한다. 다이오드(D32)는 AC 어댑터(101)로부터의 전원 전압이 전자 장치(100) 내의 이차 전지(111)에 인가되는 것을 방지하기 위한 보호 회로를 구성한다. 전자 장치(100)에는 다이오드(D31)를 통해 AC 어댑터(101)로부터, 또는, 다이오드(D32)를 통해 이차 전지(111)로부터 전원 전압이 공급된다. 전자 장치(100)는 AC 어댑터(101)가 동작하고 있을 때는 AC 어댑터(101)로부터의 전원 전압을 수신하여 동작하며, AC 어댑터(101)가 정지하고 있을 때는 이차 전지(111)로부터의 전원 전압을 수신하여 동작한다.
스위치 회로(FET31)는 백업 회로(112)에 의해 제어되며, AC 어댑터(101)가 오프 상태에 있을 때에 AC 어댑터(101)를 온시키기 위한 회로이다. AC 어댑터(101)가 오프 상태에 있을 때에 스위치 회로(FET31)를 온시키면 AC 어댑터(101)의 출력측에 전자 장치(100)의 이차 전지(111)의 전원 전압이 인가되어, AC 어댑터(101)를 온으로 한다.
이상의 구성을 취함으로써 전자 장치(100)가 동작하고 있을 때는 AC 어댑터(101)로부터의 전원 전압을 사용한다. 그러나, 전자 장치(100)가 대기 상태 또는 정지 상태에 있을 때는 대기 동작 전용의 이차 전지(111)로부터의 전원 전압을 사용하며, AC 어댑터(101)를 완전히 정지시킴으로써 대기 전력을 영으로 한다. 또한, 전자 장치(100)와 AC 어댑터(101)와의 사이에 특별한 인터페이스 회로를 설치하는 일없이, AC 어댑터(101)를 동작시키거나 정지시키거나 하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명의 전자 장치의 제2 실시예를 도 6과 함께 설명한다. 전자 장치의 제2 실시예는 본 발명의 전원 제어 방법의 제2 실시예를 이용한다. 도 6은 전자 장치의 제2 실시예의 주요부를 도시하는 블록도이다.
도 6에 도시하는 전자 장치(200)는 상기한 같은 AC 어댑터(101)와 접속 가능하고, 제어 회로부(201)와 DC-DC 컨버터(211)로 이루어진다. 제어 회로부(201)는 예컨대 반도체 집적 회로(칩)로 구성된다. 제어 회로부(201)는 CPU 등으로 구성되는 프로세서(202)와, 충전용 DC-DC 컨버터(203)와, 배터리 팩(204)과, 다이오드(205, 206)로 이루어진다. DC-DC 컨버터(211)는 전자 장치(200) 내의 각 부(도시하지 않음)에 내부 전원 전압을 공급한다.
도 7은 프로세서(202)의 동작을 설명하는 흐름도이다. 동 도면 중, 단계 S1은 배터리 팩(204)의 잔량이 소정량 이상인지 여부를 판정한다. 단계 S1의 판정은 프로세서(202) 내에서 주지의 방법에 의해 잔량을 구하여 행하더라도 좋고, 잔량을 나타내는 잔량 신호를 출력하는 구성의 배터리 팩(204)을 사용하는 경우에는 이 잔량 신호에 기초하여 행하더라도 좋다. 단계 S1의 판정 결과가 예(YES)이면, 단계 S2는 전자 장치(200)가 동작 중에 있는지 여부를 판정하여, 판정 결과가 예이면, 처리는 단계 S1로 되돌아간다. 전자 장치(200)가 대기 상태 또는 정지 상태에 있으며, 단계 S2의 판정 결과가 아니오(NO)이면, 단계 S3은 프로세서(202) 내에서 도 5에 도시하는 스위치 회로(FET31)가 오프의 상태를 실현하고, 처리는 종료한다. 이 경우, AC 어댑터(101)는 오프 상태에 있으며, 전자 장치(200)는 AC 어댑터(101)로부터의 전원 전압의 공급을 받는 일은 없다.
한편으로, 단계 S1의 판정 결과가 아니오이면, 단계 S4는 AC 어댑터(101)가 온 상태인지 여부를 판정한다. 단계 S4의 판정 결과가 아니오이면, 단계 S5는 배터리 팩(204)으로부터의 전원 전압으로 전자 장치(200)를 동작시키고, 프로세서(202) 내에서 도 5에 도시하는 스위치 회로(FET31)가 온의 상태를 실현하여 AC 어댑터(101)를 온 상태로 하여, 처리는 단계 S4로 되돌아간다. 단계 S4의 판정 결과가 예이면, 단계 S6은 배터리 팩(204)의 충전을 충전용 DC-DC 컨버터(203)를 통해 행하고, 처리는 단계 S7로 진행한다. 단계 S7은 배터리 팩(204)의 충전이 완료했는지 여부를 주지의 방법으로 판정하여, 판정 결과가 예가 되면 처리는 단계 S2로 되돌아간다.
다음에, 본 발명의 전자 장치의 제3 실시예를 도 8과 함께 설명한다. 전자 장치의 제3 실시예는 본 발명의 전원 제어 방법의 제3 실시예를 이용한다. 도 8은 전자 장치의 제3 실시예의 주요부를 도시하는 블록도이다. 도 8 중, 도 6과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
도 8에 도시하는 전자 장치(300)는 AC 어댑터(101)를 내장하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 전자 장치(300)는 별개의 부재의 AC 어댑터와 접속할 필요가 없다.
또한, 상기 실시예에서는 주로 AC 어댑터를 예로 설명했지만, 본 발명은 AC 어댑터에 한하지 않으며, DC-DC 등의 다른 전류·전압 변환기 및, 장치 내장형의 변환 회로에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 이하에 기재한 발명도 포함하는 것이다.
(부기 1) 입력 전력을 변환하여 출력하는 트랜스를 갖는 전류·전압 변환 회로의 전원 제어 방법으로서,
상기 전류·전압 변환 회로의 출력측이 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전원 공급을 정지하고,
상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전원 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
(부기 2) 상기 전자 장치내의 스위치 회로의 온·오프에 의해 비활성 상태로 있는 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 상기 외부 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 전원 제어 방법.
(부기 3) 활성 상태와 비활성 상태를 갖는 전류·전압 변환 회로로서,
입력 전력이 입력되는 입력부와,
입력 전력을 출력 전력으로 변환하는 트랜스와,
상기 출력 전력을 출력하는 출력부와,
상기 출력부가 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전력 공급을 정지하여 상기 전류·전압 변환 회로를 비활성 상태로 하는 제1 회로와,
상기 출력부에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전원 공급을 시작하여 상기 전류·전압 변환 회로를 활성 상태로 하는 제2 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전류·전압 변환 회로.
(부기 4) 상기 제1 회로는 상기 트랜스의 이차측의 출력 전류를 임계치 전류와 비교하는 제1 비교기를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 3에 기재한 전류·전압변환 회로.
(부기 5) 상기 트랜스를 구동하는 드라이브 제어 회로와,
상기 제1 비교기의 출력을 상기 드라이브 제어 회로의 입력과 결합하는 포토 커플러로 이루어지는 제1 커플러 회로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 부기 4에 기재한 전류·전압 변환 회로.
(부기 6) 상기 제2 회로는 상기 트랜스의 이차측의 출력 전압을 임계치 전압과 비교하는 제2 비교기를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 3∼5 중 어느 하나에 기재한 전류·전압 변환 회로.
(부기 7) 상기 트랜스를 구동하는 드라이브 제어 회로와,
상기 제2 비교기의 출력을 상기 드라이브 제어 회로의 입력과 결합하는 포토 커플러로 이루어지는 제2 커플러 회로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 부기 6에 기재한 전류·전압 변환 회로.
(부기 8) 출력측이 무부하 상태이면 비활성 상태가 되고, 상기 출력측에 외부 전압이 인가되면 활성 상태가 되는 전류·전압 변환 회로와 접속 가능한 전자 장치로서,
비활성 상태로 있는 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 상기 외부 전압을 인가하는 스위치 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 장치.
(부기 9) 입력 전력이 입력되는 입력부와, 입력 전력을 출력 전력으로 변환하는 트랜스와, 상기 출력 전력을 출력하는 출력부와, 상기 출력부가 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전력 공급을 정지하여 전류·전압 변환 회로를 비활성 상태로 하는 제1 회로와, 상기 출력부에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전력 공급을 시작하여 상기 전류·전압 변환 회로를 활성 상태로 하는 제2 회로를 갖는 전류·전압 변환 회로와,
비활성 상태로 있는 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 상기 외부 전압을 인가하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 장치.
(부기 10) 입력 전력을 변화하여 출력하는 트랜스를 갖는 전류·전압 변환 회로의 전원 제어 방법으로서,
상기 전류·전압 변환 회로의 출력측이 무부하 상태인 것을 검출하고,
상기 전류·전압 변환 회로의 출력측이 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전원 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
(부기 11) 활성 상태와 비활성 상태를 갖는 전류·전압 변환 회로로서,
입력 전력이 입력되는 입력부와,
입력 전력을 출력 전력으로 변환하는 트랜스와,
상기 출력 전력을 출력하는 출력부와,
상기 출력부가 무부하 상태인 것을 검출하는 검출부와,
상기 출력부가 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전력 공급을 정지하여 상기 전류·전압 변환 회로를 비활성 상태로 하는 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전류·전압 변환 회로.
이상, 본 발명을 실시예에 의해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지의 변형 및 개량이 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따르면 전류·전압 변환 회로(또는 AC 어댑터)가 접속되는 전자 장치가 대기 상태 또는 정지 상태인 경우는 전류·전압 변환 회로의 소비 전력, 즉, 대기 전력을 영으로 하는 것이 가능한 전원 제어 방법, 전류·전압 변환 회로 및 전자 장치를 실현할 수 있다.

Claims (7)

  1. 입력 전력을 변환하여 출력하는 트랜스를 갖는 전류·전압 변환 회로의 전원 제어 방법으로서,
    상기 전류·전압 변환 회로의 출력측이 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전원 공급을 정지하고,
    상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전원 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전자 장치 내의 스위치 회로의 온·오프에 의해 비활성 상태로 있는 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 상기 외부 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  3. 활성 상태와 비활성 상태를 갖는 전류·전압 변환 회로로서,
    입력 전력이 입력되는 입력부와,
    입력 전력을 출력 전력으로 변환하는 트랜스와,
    상기 출력 전력을 출력하는 출력부와,
    상기 출력부가 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전력 공급을 정지하여 상기 전류·전압 변환 회로를 비활성 상태로 하는 제1 회로와,
    상기 출력부에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전원 공급을 시작하여상기 전류·전압 변환 회로를 활성 상태로 하는 제2 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류·전압 변환 회로.
  4. 출력측이 무부하 상태이면 비활성 상태가 되고, 상기 출력측에 외부 전압이 인가되면 활성 상태가 되는 전류·전압 변환 회로와 접속 가능한 전자 장치로서,
    비활성 상태로 있는 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 상기 외부 전압을 인가하는 스위치 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 입력 전력이 입력되는 입력부와, 입력 전력을 출력 전력으로 변환하는 트랜스와, 상기 출력 전력을 출력하는 출력부와, 상기 출력부가 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전력 공급을 정지하여 전류·전압 변환 회로를 비활성 상태로 하는 제1 회로와, 상기 출력부에 외부 전압이 인가되면 상기 트랜스에의 전력 공급을 시작하여 상기 전류·전압 변환 회로를 활성 상태로 하는 제2 회로를 갖는 전류·전압 변환 회로와,
    비활성 상태로 있는 상기 전류·전압 변환 회로의 출력측에 상기 외부 전압을 인가하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 입력 전력을 변화하여 출력하는 트랜스를 갖는 전류·전압 변환 회로의 전원제어 방법으로서,
    상기 전류·전압 변환 회로의 출력측이 무부하 상태인 것을 검출하고,
    상기 전류·전압 변환 회로의 출력측이 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전원 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  7. 활성 상태와 비활성 상태를 갖는 전류·전압 변환 회로로서,
    입력 전력이 입력되는 입력부와,
    입력 전력을 출력 전력으로 변환하는 트랜스와,
    상기 출력 전력을 출력하는 출력부와,
    상기 출력부가 무부하 상태인 것을 검출하는 검출부와,
    상기 출력부가 무부하 상태이면 상기 트랜스에의 전력 공급을 정지하여 상기 전류·전압 변환 회로를 비활성 상태로 하는 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류·전압 변환 회로.
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