KR20050018706A - 어댑터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부장치의 연결을 감지해서 어댑터 동작이 이루어질 수 있도록 하여 어댑터에서의 불필요하게 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있는 어댑터에 관한 것이다. 본 발명의 어댑터는, 외부장치가 연결되고 있는지를 감시하고, 외부장치가 연결되고 있을 때에 외부장치로 공급할 전원을 발생시키는 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 외부장치의 연결을 감시하기 위해서, 외부장치의 배터리 전원에 기초한 신호가 어댑터 연결단자를 통해서 인가되도록 구성하고 있다. 이러한 구성으로 본 발명은 외부장치가 연결되고 있을 때만 어댑터가 전원발생을 위한 동작을 하도록 제어해서 어댑터에서 불필요하게 전원소모가 발생되는 것을 방지시킨다.

Description

어댑터{Adaptor}

본 발명은 어댑터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부장치의 연결을 감지해서 어댑터 동작이 이루어질 수 있도록 하여 어댑터에서의 불필요하게 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있는 어댑터에 관한 것이다.

어댑터는, 교류전원을 입력하고, 제품 내에서 필요로 하는 직류전원을 만들어 주기 위한 장치이다. 상기 어댑터는, 모든 전자제품에 이용되어진다. 특히, 노트북컴퓨터, PDA와 같은 휴대용기기는, 어댑터를 이용하여 외부공급전원을 공급받아서 사용하거나 또는 배터리를 이용하여 제품에서 필요로 하는 전원을 공급받는다. 상기 휴대용기기의 배터리 충전도 상기 어댑터를 통해서 이루어진다.

도 1은 종래 기술에 따른 어댑터의 내부 구성도이다.

도시되고 있는 어댑터는, 파워 서플라이(Power Supply)가 사용하는 스위칭모드 방식(SMPS)으로 설계되어 있다. 어댑터(10)는, 교류입력커넥터(9)를 통해서 상용교류전원을 입력한다. 그리고 어댑터(10)는, 상기 교류입력커넥터(9)로부터 입력된 교류전압을 직류전압으로 전환하기 위해서 정류회로(1)를 포함하고 있다. 상기 정류회로(1)는 트랜스포머(2)의 1차측에 연결되고 있다. 상기 트랜스포머(2)는 상기 정류회로(1)를 통해서 인가되는 전압을 1차측으로 입력하고, 상기 1차측에 인가된 전압에 의해서 발생된 기전력을 2차측으로 전달한다. 상기 트랜스포머(2)의 2차측에도 2차측에 전달된 전압을 직류 출력전압으로 변환하는 2차측 정류회로(3)가 구비되어진다.

그리고 상기 1차측 정류회로(1)에서 출력되는 직류전압을 트랜스포머(2)의 1차측으로 스위칭하는 스위칭회로(6)를 포함한다. 상기 스위칭회로(6)의 동작에 의해서 상기 트랜스포머(2)의 1차측 전압은 다시 교류전압 상태를 갖게 된다. 상기 스위칭회로(6)는 SMPS 제어회로(7)의 제어를 받도록 구성된다.

그리고 상기 2차측 정류회로(3)에서 출력된 전압이 일정한 값을 유지하도록 하는 피드백회로(8)가 구비되고, 상기 피드백회로(8)는 상기 SMPS 제어회로(7)에 신호를 출력하도록 구성되어진다. 따라서 상기 SMPS 제어회로(7)는 상기 피드백회로(8)의 값에 기초해서 상기 스위칭회로(6)의 스위칭주기를 조절하는 것이다.

이렇게 구성되는 어댑터(10)는, 상기 2차측 정류회로(3)에서 출력되는 출력전압을 전압소모장치인 외부장치(5)로 전달하기 위하여 (+)단자와 (-)단자로 구성된 커넥터(4)를 포함하여 구성되어진다. 상기 커넥터(4)에는 외부장치(5)에 구비된 커넥터(11)가 연결되어진다.

상기 외부장치(5)는, 상기 어댑터(10)로부터 공급되는 직류전압에 의해서 장치 내 구비된 각종 구성들을 구동하는 장치이다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 종래 어댑터의 동작과정에 대해서 살펴보기로 한다.

어댑터(10)의 커넥터(4)와 외부장치(5)의 커넥터(11)가 연결되면, 어댑터(10)에서 출력되는 전원은 외부장치(5)로 입력 가능한 상태가 된다. 이러한 상태에서 교류입력커넥터(9)를 통해서 교류전압이 입력되면, 1차측 정류회로(1)는, 입력되는 교류입력전압을 직류전압으로 1차 변환시킨다.

상기 1차측 정류회로(1)에서 1차 변환된 직류전압은 트랜스포머(2)의 1차측으로 인가되는데, 이때 스위칭회로(6)의 스위칭동작에 의해서 상기 트랜스포머(2)의 1차측에는 다시 교류상태를 갖는 전압이 인가되어진다. 상기 트랜스포머(2)는 차측에 인가된 교류전압을 2차측으로 전달하고, 상기 트랜스포머(2)의 2차측을 통해서 출력되는 교류전압은 2차측 정류회로(3)에서 다시 직류전압으로 2차 변환되어진다.

상기 2차측 정류회로(3)에서 출력되는 직류전압은 커넥터(4,11)를 통해서 외부장치(5)로 공급되어져서 소모되어진다.

한편, 상기 2차측 정류회로(3)에서 출력되는 전압은, 피이드백회로(8)에 인가되고, 상기 피이드백회로(8)는 상기 2차측 정류회로(3)에서 출력된 전압에 해당하는 피이드백신호를 SMPS 제어회로(7)에 출력한다. 상기 SMPS 제어회로(7)는, 상기 2차측 정류회로(3)의 출력전압이 일정한 값이 유지되도록 상기 스위칭회로(6)의 스위칭주기를 제어한다.

즉, 외부장치(5)의 부하가 많아지면, 2차측 정류회로(3)에서 출력된 직류전압(Vout)은 낮아지고, 낮아진 직류전압(Vout)은 피드백회로(8)를 통해서 SMPS 제어회로(7)에 전달된다. 이때, SMPS 제어회로(7)는, 2차측 정류회로(3)에서 출력된 직류전압(Vout)이 높아지도록 스위칭회로(6)의 PWM 듀티 입력을 조정한다.

반대로 외부장치(5)의 부하가 적어지면, 2차측 정류회로(3)에서 출력된 직류전압(Vout)은 높아지고, 높아진 직류전압(Vout)은 피드백회로(8)를 통해서 SMPS 제어회로(7)에 전달된다. 이때, SMPS 제어회로(7)는 2차측 정류회로(3)에서 출력되는 직류전압(Vout)이 낮아지도록 스위칭회로(6)의 PWM 듀티 입력을 조정한다.

상기와 같은 과정으로 어댑터(10)는, 2차측 정류회로(3)의 출력전압이 항상 일정할 수 있도록 조절한다. 상기 어댑터(10)의 출력전압은, 외부장치(5)에 공급되어진다.

상기 외부장치(5)는 도시하지는 않고 있지만, 휴대용기기 일 경우, 배터리를 구비하게 된다. 만일, 배터리가 내장되고 있고, 상기 배터리가 만충전상태가 아닐 때, 상기 어댑터(10)의 출력전압은, 상기 외부장치(5)의 사용전원으로 공급되는 한편, 배터리의 충전전압으로 인가되어진다.

그러나 상기와 같은 과정으로 동작하는 종래 어댑터는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

상기 어댑터(10)의 커넥터(4,5)에 외부장치(5)가 연결되고 있고, 상기 외부장치(5) 또는 외부장치 내부의 배터리에서 전원소모가 계속적으로 발생되는 경우에서는 상기 어댑터(10)는 계속해서 외부장치(5)에서 필요로 하는 전원을 발생해야만 한다. 이 경우에서는 상기 어댑터(10) 자체에서 소모되는 전원은 어쩔 수 없으므로 무시한다.

그러나 상기 어댑터(10)의 교류입력커넥터(9)가 상용교류전원단에 연결되고 있고, 상기 외부장치(5)는 어댑터(10)에 연결되고 있지 않은 경우에도 상기 어댑터(10)는 자체 내 소모전력이 발생되어진다. 이때, 소비되는 전원은 불필요한 전원이다. 즉, 불필요하게 상기 어댑터(10)에서 전원 소비가 발생되는 것이다.

실질적으로, 스위칭회로(6)의 스위칭소자가 스위칭동작을 수행하면서 전원소비가 발생하고, 상기 스위칭소자를 구동하기 위해서 SMPS 제어회로(7)의 동작에 의하여 전원소비가 발생하고, 또한 트랜스포머(2)의 동작과, 정류회로의 정류소자에서 각각 동작을 수행함에 따른 전원소비가 발생되어진다.

따라서 종래 어댑터는, 상기 어댑터(10)의 커넥터(4)가 외부장치(5)의 커넥터(11)와 분리되어 있고, 어댑터(10)의 교류입력커넥터(9)가 상용교류전원단에 연결되어 있는 경우에, 상기 어댑터(10)는 수십 KHz의 낮은 주파수로 계속 동작을 하는 상태, 즉 정상동작상태와 마찬가지로 2차측 정류회로(3)의 출력전압을 일정하게 유지시키기 위한 동작상태가 유지되면서 전력소비가 발생되어진다.

따라서 본 발명의 목적은, 외부장치가 어댑터에 연결되고 있는지를 감지해서, 어댑터의 전원발생 동작이 이루어질 수 있도록 제어할 수 있는 어댑터를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 어댑터는, 외부에서 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환해서 출력하는 교류/직류 변환수단과; 상기 교류/직류 변환수단을 SMPS 스위칭 제어하는 SMPS 제어수단과; 상기 교류/직류변환수단의 출력전압을 외부장치로 전달하는 출력단자부와, 외부장치와 연결되었을 때, 외부장치로부터 인가되는 신호를 입력하는 입력단자부를 형성하고 있는 커넥터와; 상기 커넥터를 통해서 입력된 신호를 상기 SMSPS 제어수단 측으로 전달하는 피드백회로를 포함하여 구성된다.

상기 커넥터의 입력단자부는, 외부장치의 배터리 전원을 입력하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 어댑터에 대해서 자세하게 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 어댑터의 구성도이다.

도시되고 있는 바와 같이 본 발명의 어댑터(100)는, 교류입력커넥터(109)를 통해서 상용교류전원을 입력한다. 그리고 어댑터(100)는, 상기 교류입력커넥터 (109)로부터 입력된 교류전압을 직류전압으로 전환하기 위해서 정류회로(101)를 포함하고 있다. 상기 정류회로(101)는 트랜스포머(102)의 1차측에 연결되고 있다. 상기 트랜스포머(102)는 상기 정류회로(110)를 통해서 인가되는 전압을 1차측으로 입력하고, 상기 1차측에 인가된 전압에 의해서 발생된 기전력을 2차측으로 전달한다. 상기 트랜스포머(102)의 2차측에도 2차측에 전달된 전압을 직류 출력전압으로 변환하는 2차측 정류회로(103)가 구비되어진다.

그리고 상기 1차측 정류회로(101)에서 출력되는 직류전압을 트랜스포머(102)의 1차측으로 스위칭하는 스위칭회로(106)를 포함한다. 상기 스위칭회로(106)의 동작에 의해서 상기 트랜스포머(102)의 1차측 전압은 다시 교류전압 상태를 갖게 된다. 상기 스위칭회로(106)는 SMPS 제어회로(107)의 제어를 받도록 구성된다.

그리고 상기 2차측 정류회로(103)에서 출력된 전압이 일정한 값을 유지하도록 하는 제 1 피드백회로(108)가 구비되고, 상기 제 1 피드백회로(108)는 상기 SMPS 제어회로(107)에 신호를 출력하도록 구성되어진다. 따라서 상기 SMPS 제어회로(107)는 상기 제 1 피드백회로(108)의 값에 기초해서 상기 스위칭회로(106)의 스위칭주기를 조절하는 것이다.

이렇게 구성되는 어댑터(100)는, 상기 2차측 정류회로(103)에서 출력되는 출력전압을 전압소모장치인 외부장치(105)로 전달하기 위하여 (+)단자와 (-)단자로 구성된 커넥터(104)를 포함하여 구성되어진다. 또한, 상기 커넥터(104)는, 외부장치(105)와의 접속/분리 상태를 감지하기 위한 센서단자(s)를 더 구비하고 있다.

상기 커넥터(104)의 센서단자(s)에는, 제 2 피드백회로(110)이 연결되어진다. 상기 제 2 피드백회로(110)는, 센서단자(s)를 통해서 외부장치(105)의 연결여부를 감시하고, 감지된 신호를 SMPS 제어회로(107)에 전달하는 구성이다.

상기 커넥터(104)에는 외부장치(105)에 구비된 커넥터(111)가 연결되어진다. 따라서 상기 외부장치(105)의 커넥터(111)도 어댑터(100)의 커넥터(104)와 마찬가지로 3단자(+단자, -단자, s단자)로 구성되어진다.

상기 외부장치(105)는, 상기 어댑터(100)로부터 공급되는 직류전압에 의해서 장치 내 구비된 각종 구성들을 구동하는 장치이다. 상기 외부장치(105)는, 배터리(112)를 장착하는 휴대용기기 이다. 상기 배터리(112)도 상기 어댑터(100)의 출력전원에 의해서 충전이 이루어진다. 그리고 상기 외부장치(105)에 연결되어지는 커넥터(111)의 센서단자(s)는 상기 배터리(112)와 연결되어진다. 따라서 상기 센서단자(s)는 배터리(112) 전원에 의해서 어댑터(100) 측으로 외부장치(105)의 장착여부에 따른 신호를 인가하는 것이 가능하게 된다. 이때, 센서단자(S)에 인가되는 배터리(112) 전원은 외부장치의 연결 감지 가능한 정도의 매우 소량이다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 어댑터의 동작과정에 대해서 살펴보기로 한다.

본 발명의 어댑터는, 외부장치(105)의 연결 여부에 따라서 외부장치(105)로 공급할 전원의 발생 동작을 수행하거나 또는 전원의 발생 동작을 수행하지 않는다. 먼저 어댑터(100)에서 외부장치(105)의 공급전원을 발생할 때의 동작 과정에 대해서 살펴본다.

어댑터(100)의 커넥터(104)가 외부장치(105)의 커넥터(111)와 연결되고 있는 상태에서, 커넥터(104,111)의 센서단자(S)는 외부장치(105)에 장착되고 있는 배터리(112) 전원을 공급받는다. 상기 센서단자(S)는, 상기 배터리(112) 전원을 공급받아서 제 2 피드백회로(110)에 출력한다. 상기 제 2 피드백회로(110)는, 상기 신호에 기초해서 외부장치(105)가 연결되었음을 감지하고, 상기 감지신호를 SMPS 제어회로(107)에 출력한다. 상기 SMPS 제어회로(107)는 외부장치(105)가 연결되고 있는 상태임을 인식한다.

한편, 교류입력커넥터(109)를 통해서 교류전압이 입력되면, 1차측 정류회로(101)는, 입력되는 교류입력전압을 직류전압으로 1차 변환시킨다. 상기 1차측 정류회로(101)에서 1차 변환된 직류전압은 트랜스포머(102)의 1차측으로 인가되는데, 이때 스위칭회로(106)의 스위칭동작에 의해서 상기 트랜스포머(102)의 1차측에는 다시 교류상태를 갖는 전압이 인가되어진다. 상기 트랜스포머(102)는 1차측에 인가된 교류전압을 2차측으로 전달하고, 상기 트랜스포머(102)의 2차측을 통해서 출력되는 교류전압은 2차측 정류회로(103)에서 다시 직류전압으로 2차 변환되어진다.

상기 2차측 정류회로(103)에서 출력되는 직류전압은 커넥터(104,111)를 통해서 외부장치(105)로 공급되어져서 소모되어진다. 이때 어댑터(100)의 출력전압은 외부장치(105) 내부의 배터리(112)의 충전전압으로도 이용되어진다.

또한, 상기 2차측 정류회로(103)에서 출력되는 전압은, 피이드백회로(108)에 인가되고, 상기 피이드백회로(108)는 상기 2차측 정류회로(103)에서 출력된 전압에 해당하는 피이드백신호를 SMPS 제어회로(107)에 출력한다. 상기 SMPS 제어회로(107)는, 상기 2차측 정류회로(103)의 출력전압이 일정한 값이 유지되도록 상기 스위칭회로(106)의 스위칭주기를 제어한다.

즉, 외부장치(105)의 부하가 많아지면, 2차측 정류회로(103)에서 출력된 직류전압(Vout)은 낮아지고, 낮아진 직류전압(Vout)은 피드백회로(108)를 통해서 SMPS 제어회로(107)에 전달된다. 이때, SMPS 제어회로(107)는, 2차측 정류회로(103)에서 출력된 직류전압(Vout)이 높아지도록 스위칭회로(106)의 PWM 듀티 입력을 조정한다.

반대로 외부장치(105)의 부하가 적어지면, 2차측 정류회로(103)에서 출력된 직류전압(Vout)은 높아지고, 높아진 직류전압(Vout)은 피드백회로(108)를 통해서 SMPS 제어회로(107)에 전달된다. 이때, SMPS 제어회로(107)는 2차측 정류회로(103)에서 출력되는 직류전압(Vout)이 낮아지도록 스위칭회로(106)의 PWM 듀티 입력을 조정한다. 상기와 같은 과정으로 어댑터(100)는, 2차측 정류회로(103)의 출력전압이 항상 일정할 수 있도록 조절한다.

다음은 본 발명의 어댑터(100)가 전압발생을 위한 동작을 수행하지 않을 때의 동작과정에 대해서 살펴보기로 한다.

어댑터(100)의 커넥터(104)에 외부장치(105)의 커넥터(111)가 연결되지 않은 상태에서, 커넥터(104)의 센서단자(S)는 외부장치(105)의 배터리(112) 전원을 공급받지 못한다. 따라서 상기 센서단자(S)의 신호를 인가받아서 동작하도록 구성된 제 2 피드백회로(110)는 상기 센서단자(S)로부터 신호를 인가받지 못하게 되면서 신호를 출력하지 못한다. 상기 SMPS 제어회로(107)는 상기 제 2 피드백회로(110)로부터 신호를 제공받지 못할 때, 어댑터(100)에 외부장치(105)가 연결되고 있지 않다고 판단한다.

이러한 판단에 기초하여 상기 SMPS 제어회로(107)는, 스위칭회로(106)의 동작 제어를위한 PWM 제어신호를 출력하지 않고, 이와 연동해서 스위칭회로(106)는 스위칭동작을 멈춘 상태가 된다. 또한 트랜스포머(102)도 동작을 멈춘 상태가 된다. 그리고 상기 트랜스포머(102)의 2차측에 연결되고 있는 2차측 정류회로(103)도 동작을 멈춘 상태가 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 어댑터는, 어댑터에 외부장치가 연결되고 있는지를 감시하고, 외부장치가 연결되고 있을 때에 외부장치로 공급할 전원을 발생시키는 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 외부장치의 연결을 감시하기 위해서, 외부장치의 배터리 전원에 기초한 신호가 어댑터 연결단자를 통해서 인가되도록 구성하고 있다. 이러한 구성으로 본 발명은 외부장치가 연결되고 있을 때만 어댑터가 전원발생을 위한 동작을 하도록 제어해서 어댑터에서 불필요하게 전원소모가 발생되는 것을 방지시킨다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

위에서 설명하고 있는 본 발명에 따른 어댑터는, 어댑터가 외부장치에 연결되고 있고, 어댑터의 전원코드에 외부공급전원을 입력할 때 어댑터의 동작이 이루어지도록 한다. 이러한 제어로 본 발명은 어댑터의 전원코드가 외부공급전원에 연결되고는 있으나, 어댑터가 외부장치에 연결되고 있지 않을 때, 어댑터가 불필요하게 동작함에 의해서 발생될 수 있는 전력손실을 방지시키는 효과를 얻는다. 또한 본 발명의 어댑터는, 어댑터의 동작이 필요할 때만 동작할 수 있도록 제어하여, 어댑터의 사용수명을 연장시키는 효과도 얻게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 어댑터의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 어댑터의 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 1차측 정류회로 102 : 트랜스포머

103 : 2차측 정류회로 104,111 : 커넥터

105 : 외부장치 106 : 스위칭회로

107 : SMPS 제어회로 108, 110 : 피이드백회로

109 : 교류입력커넥터 112 : 배터리

Claims (2)

1. 외부에서 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환해서 출력하는 교류/직류 변환수단과;

   상기 교류/직류 변환수단을 SMPS 스위칭 제어하는 SMPS 제어수단과;

   상기 교류/직류변환수단의 출력전압을 외부장치로 전달하는 출력단자부와, 외부장치와 연결되었을 때, 외부장치로부터 인가되는 신호를 입력하는 입력단자부를 형성하고 있는 커넥터와;

   상기 커넥터를 통해서 입력된 신호를 상기 SMSPS 제어수단 측으로 전달하는 피드백회로를 포함하여 구성되는 어댑터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 커넥터의 입력단자부는, 외부장치의 배터리 전원을 입력하는 것을 특징으로 하는 어댑터.