KR20050035888A - 버스 파워 장치 및 전원 제어 방법 - Google Patents

버스 파워 장치 및 전원 제어 방법 Download PDF

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KR20050035888A KR1020057002921A KR20057002921A KR20050035888A KR 20050035888 A KR20050035888 A KR 20050035888A KR 1020057002921 A KR1020057002921 A KR 1020057002921A KR 20057002921 A KR20057002921 A KR 20057002921A KR 20050035888 A KR20050035888 A KR 20050035888A
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Abstract

USB 인터페이스 규격에 대응한 USB 대응 장치(10)의 하이 파워 USB 포트(11)(또는 로우 파워 USB 포트(12))에 접속되는 USB 커넥터(150)와, USB 대응 장치(10)로부터 하이 파워 USB 포트(11)(또는 로우 파워 USB 포트(12)) 및 USB 커넥터(150)를 통해 버스 파워 라인(151)에 공급되는 전류/전압을 검출하는 전류/전압 검출부(107)와, 전류/전압 검출부(107)에 있어서의 전류 검출 결과와 전류 임계치의 비교 결과에 기초하여 버스 파워 라인(151)에 전류를 어시스트하고, 또한 전압 검출 결과와 전압 임계치의 비교 결과에 기초하여 버스 파워 라인(151)에 부족분의 전압을 어시스트하는 전력 어시스트부(108)를 구비하고 있다.

Description

버스 파워 장치 및 전원 제어 방법{BUS POWER DEVICE AND POWER SOURCE CONTROL METHOD}
본 발명은 예컨대, USB(Universal Serial Bus)나 IEEE(Institute of Electronic and Electronics Engineers) 1394 등의 인터페이스 규격에 준거하는 버스 파워 장치에 관한 것으로, 특히, 전압 강하에 의한 동작 불능을 회피하고, 동작 상태에 따른 전지 잔량을 파악할 수 있으며, 또한, 급속 충전할 수 있는 버스 파워 장치 및 전원 제어 방법에 관한 것이다.
최근 퍼스널 컴퓨터에 주변 기기를 접속하기 위한 인터페이스로서 USB 인터페이스 규격이 주목받고 있다. 이 USB 인터페이스 규격은 최대 127대의 USB 기기를 트리형으로 접속할 수 있다고 하는 특징을 갖추고 있다.
도 7은 종래의 버스 파워 장치(20)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 도에 있어서, USB 대응 장치(10)는 전술한 USB 인터페이스 규격에 대응하는 퍼스널 컴퓨터이며, 하이 파워 USB 포트(11)를 갖추고 있다. 허브(13)는 버스 파워로 구동되는 로우 파워 USB 포트(12)를 갖추고 있다.
하이 파워 USB 포트(11)는 USB 커넥터(도 7에서는 USB 커넥터(30))가 접속되는 하이 파워를 공급할 수 있는 포트이며, 데이터의 입출력 포트로서의 기본 기능 외에 2.5 W(500 mA/5 V)의 정격 전력을 USB 기기(도 7에서는 버스 파워 장치(20))에 공급하는 기능을 갖추고 있다.
로우 파워 USB 포트(12)는, USB 커넥터가 접속되는 로우 파워의 포트이며, 데이터의 입출력 포트로서의 기능 외에 0.5 W(100 mA/5 V)의 정격 전력을 USB 기기에 공급하는 기능을 갖추고 있다. 단지, 로우 파워 USB 포트(12)에 접속되는 USB 기기는 0.5 W의 로우 파워로는 구동되지 않기 때문에 별도의 전원으로부터 전력의 공급을 받아 구동되는 셀프 파워 장치이다.
버스 파워 장치(20)는 USB 기기의 하나로서의 하드 디스크 드라이브 장치이며, 하이 파워 USB 포트(11)에 접속된 USB 커넥터(30)를 통해 USB 대응 장치(10)측으로부터 공급되는 하이 파워(2.5 W(500 mA/5 V))에 의해 구동된다.
USB 커넥터(30)는 USB 인터페이스 규격에 준거하는 커넥터이며, 버스 파워 장치(20)의 사용시에 하이 파워 USB 포트(11)에 접속된다. 또한, USB 커넥터(30)는 전력을 각부에 공급하기 위한 버스 파워 라인(31), 데이터 라인(32), GND(그라운드) 라인, 실드 라인 등에 접속되어 있다.
USB/ATA(USB/AT Attachment) 변환부(21)는 데이터 라인(32)을 통해 입력된 USB 인터페이스 규격의 데이터를 ATA 인터페이스 규격의 데이터로 변환하고 이 데이터를 ATA 인터페이스(22)를 통해 하드 디스크(23)에 출력하는 기능을 갖추고 있다.
하드 디스크(23)는 대용량의 기록 매체이며, 버스 파워 라인(31)을 통해 공급되는 전력에 의해 회전 구동되면서 데이터가 판독/기록된다.
또한, USB/ATA 변환부(21)는 하드 디스크(23)로부터 판독되어 ATA 인터페이스(22)를 통해 입력된 ATA 인터페이스 규격의 데이터를 USB 인터페이스 규격의 데이터로 변환하고, 이 데이터를 데이터 라인(32)에 출력하는 기능을 갖추고 있다.
전압 조정부(24)는 버스 파워 라인(31)으로부터 공급되는 5 V의 전압을 3.3 V의 전압으로 조정하고, 이 3.3 V의 전압을 USB/ATA 변환부(21)에 공급한다.
다음에, 도 8에 도시한 플로우차트를 참조하여 버스 파워 장치(20)의 동작에 관해서 설명한다. 도 8에 도시한 스텝 SA1에서 USB 커넥터(30)가 하이 파워 USB 포트(11)에 접속되어 플러그인이 되면 스텝 SA2에서는 버스 파워 장치(20)는 USB 대응 장치(10)에 장치로서 인식된다.
스텝 SA3에서는 하이 파워 USB 포트(11)에 USB 커넥터(30)가 접속되었는지 여부가 판단되고, 이 경우, 판단 결과가「Yes」로 된다. 스텝 SA4에서는 USB 대응 장치(10)측으로부터의 하이 파워(500 mA/5 V)가 버스 파워 라인(31)을 통해 전압 조정부(24) 및 하드 디스크(23)에 공급된다.
이에 따라, 스텝 SA5에서는 전압 조정부(24)로부터의 3.3 V의 전압이 USB/ATA 변환부(21)에 공급되어 USB/ATA 변환부(21)가 동작을 시작함과 동시에 하드 디스크(23)도 동작을 시작한다.
한편, 스텝 SA3의 판단 결과가「No」인 경우, 즉, USB 커넥터(30)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속된 경우에는, USB 대응 장치(10)측으로부터 버스 파워 장치(20)의 각부에 로우 파워(100 mA/5 V) 밖에 공급되지 않기 때문에 스텝 SA6에서는 버스 파워 장치(20)가 사용 불가능해진다.
여기서, 도 7에 도시한 버스 파워 장치(20)에서는, 동작 조건에 따라서 USB 커넥터(30)를 USB 대응 장치(10)에 접속한 직후에 하드 디스크(23)의 초기 회전으로 돌입 전류가 버스 파워 라인(31)을 흐르는 경우가 있어 USB 대응 장치(10)로부터 버스 파워 장치(20)에 공급되는 전류가 소정치(500 mA)를 넘어 오동작이나 동작 불량을 초래하는 문제가 있었다.
그래서, 종래의 버스 파워 장치에서는 2차 전지를 설치하여, 버스 파워 라인(31)을 흐르는 전류가 소정치를 넘은 경우, 초과분의 전류를 상기 2차 전지로 보상, 즉 어시스트함으로써, 하이 파워 USB 포트(11)로부터 버스 파워 장치(20)에 공급되는 전류를 저감시킨다고 하는 전류 어시스트 방식이 채용되고 있다.
도 9는 상기 전류 어시스트 방식에 의한 종래의 버스 파워 장치(40)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 도에 있어서, 도 7의 각부에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도 9에 도시한 버스 파워 장치(40)에 있어서, 2차 전지(41)는 반복 충전/방전이 가능한 리튬 이온 전지, 알칼리 전지, 니켈 카드뮴 전지 등이며, 버스 파워 라인(31)을 흐르는 전류가 소정치를 넘은 경우, 초과분의 전류를 버스 파워 라인(31)을 통해 각부에 공급한다.
전류 검출부(42)는 버스 파워 라인(31)을 흐르는 전류를 검출한다. MPU(Micro Processing Unit)(43)는 전류 검출부(42)로부터의 전류 검출 결과에 기초하여 전류 어시스트를 제어하는 기능, 2차 전지(41)에의 충전을 제어하는 기능, 하드 디스크(23)에의 전력 공급을 제어하는 기능, 전지 잔량의 표시를 제어하는 기능, USB/ATA 변환부(21)의 스테이터스를 감시하는 기능 등을 갖추고 있다.
하드 디스크 전원 스위치(44)는 버스 파워 라인(31)과 하드 디스크(23) 사이에 삽입되어 있고, MPU(43)의 제어하에서 하드 디스크(23)에의 전력 공급을 온/오프하는 기능을 갖추고 있다. 충전부(45)는 버스 파워 라인(31)과 2차 전지(41) 사이에 삽입되어 있고, MPU(43)의 제어하에서 버스 파워 라인(31)을 흐르는 전류를 2차 전지(41)에 충전시키는 기능을 갖추고 있다.
전류 어시스트부(46)는 2차 전지(41)와 버스 파워 라인(31) 사이에 삽입되어 있고, MPU(43)의 제어하에서 버스 파워 라인(31)에 소정치를 넘은 전류가 흐른 경우에 2차 전지(41)로부터 버스 파워 라인(31)에 공급시킨다고 하는 전류 어시스트를 행하게 하는 기능을 갖추고 있다.
전지 잔량 표시부(47)는 MPU(43)의 제어하에서 LED(Light Emitting Diode)의 점등/점멸 상태에 따라 2차 전지(41)의 전지 잔량을 표시한다. 구체적으로는, 2차 전지(41)의 전지 전압이 임계치를 넘은 경우, LED가 점등하여 전지 잔량에 여유가 있는 것이 사용자에게 통지된다. 한편, 2차 전지(41)의 전지 전압이 임계치 이하가 된 경우에는, LED가 점멸하여 전지 잔량이 얼마 남지 않은 것이 사용자에게 통지된다.
상기 구성에 있어서, USB 커넥터(30)가 하이 파워 USB 포트(11)에 접속되어 플러그인이 되면 버스 파워 장치(40)는 USB 대응 장치(10)에 장치로서 인식된다.
이에 따라, USB 대응 장치(10)측으로부터의 하이 파워(500 mA/5 V)가 버스 파워 라인(31)을 통해 각부에 공급되어 각부가 기동된다. 구체적으로는, 전압 조정부(24)로부터의 3.3 V의 전압이 USB/ATA 변환부(21)에 공급되어 USB/ATA 변환부(21)가 동작을 시작한다. 또한, MPU(43)의 제어에 의해 하드 디스크 전원 스위치(44)가 온이 되면 버스 파워 라인(31)으로부터 하드 디스크(23)에 전력이 공급되어 하드 디스크(23)가 동작을 시작한다.
이 때, 하드 디스크(23)의 초기 회전 영향에 의해 버스 파워 라인(31)에 돌입 전류가 흘러 전류가 소정치를 넘으면 전류 어시스트가 행해진다. 즉, MPU(43)는 전류 검출부(42)로부터의 전류 검출 결과가 소정치를 넘으면 전류 어시스트부(46)에 전류 어시스트를 지시한다.
이에 따라, 전류 어시스트부(46)는 2차 전지(41)를 방전시켜 버스 파워 라인(31)에 2차 전지(41)로부터의 전류를 공급한다. 이에 따라, 전류 검출부(42)에 의한 전류 검출 결과가 상기 2차 전지(41)로부터의 전류분 만큼 적어짐으로써 소정치 이하가 된다.
또한, 전류 검출부(42)의 전류 검출 결과가 소정치 이하인 경우, 전류 어시스트부(46)에 의한 전류 어시스트가 불필요하기 때문에 MPU(43)는 충전부(45)에 충전 펄스를 출력한다.
이에 따라, 충전부(45)는 버스 파워 라인(31)의 전류 일부를 2차 전지(41)에 공급하여 2차 전지(41)를 충전한다. 또한, MPU(43)는 2차 전지(41)의 전지 전압의 감시 결과에 기초하여 전지 잔량 표시부(47)에 전지 잔량을 표시시킨다.
또, USB 커넥터(30)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속된 경우에는, USB 대응 장치(10)측으로부터 버스 파워 장치(40)의 각부에 로우 파워(100 mA/5 V) 밖에 공급되지 않기 때문에 버스 파워 장치(40)가 사용 불가능해진다.
도 10은 종래의 버스 파워 장치(50)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 도에 있어서 도 9의 각부에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 10에 도시한 버스 파워 장치(50)는 USB 커넥터(30)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속된 경우에 별도의 전원으로부터 하이 파워의 전력을 공급받아서 구동되는 장치이다.
이 버스 파워 장치(50)에서는, DC 잭(51) 및 전환기(52)가 새롭게 설치되어 있다. DC 잭(51)은 별도의 전원으로서의 AC/DC(Alternating Current/Direct Current) 어댑터(도시 생략)를 접속하기 위한 단자이다. 이 DC 잭(51)은 전환기(52)를 통해 버스 파워 라인(31)에 접속된다.
AC/DC 어댑터는 교류를 직류로 변환하여 직류의 전압/전류를 생성하기 위한 어댑터이다. 전환기(52)는 버스 파워 라인(31)의 접속처를 USB 커넥터(30) 또는 DC 잭(51) 중 어느 한 쪽으로 전환하는 기능을 갖추고 있다.
다음에, 전술한 버스 파워 장치(50)의 동작에 관해서 도 11에 도시한 플로우차트를 참조하면서 설명한다. 상기 구성에 있어서 전환기(52)가 DC 잭(51)측으로 전환된 상태로 DC 잭(51)에 AC/DC 어댑터(도시 생략)가 접속되면 도 11에 도시한 스텝 SB1에서는 AC/DC 어댑터로부터의 하이 파워(500 mA/5 V)가 DC 잭(51), 전환기(52) 및 버스 파워 라인(31)을 통해 각부에 공급되어 각부가 기동된다.
구체적으로는, 전압 조정부(24)로부터의 3.3 V의 전압이 USB/ATA 변환부(21)에 공급되어 USB/ATA 변환부(21)가 동작을 시작한다. 또한, MPU(43)의 제어에 의해 하드 디스크 전원 스위치(44)가 온이 되면 버스 파워 라인(31)으로부터 하드 디스크(23)에 전력이 공급되어 하드 디스크(23)가 파워온이 된다.
스텝 SB2에서 USB 커넥터(30)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속되어 플러그인이 되면, 스텝 SB3에서는 버스 파워 장치(50)는 USB 대응 장치(10)에 장치로서 인식된다. 스텝 SB4에서는, 버스 파워 장치(50)는 동작을 시작한다.
그런데, 전술한 바와 같이 도 9에 도시한 버스 파워 장치(40)에서는 전류 검출부(42)에 의해 버스 파워 라인(31)을 흐르는 전류를 검출하여 전류가 소정치를 넘은 경우에 2차 전지(41)로부터 전류를 어시스트하는 전류 어시스트 방식이 채용되고 있다고 서술했다.
여기서, 도 9에 있어서 하이 파워 USB 포트(11)로부터 구동 대상(하드 디스크(23) 등)까지의 사이에서 커넥터 접촉 저항이 큰 경우나, 케이블이 긴 경우에는 큰 전압 강하가 생긴다.
예컨대, 하이 파워 USB 포트(11)의 전압이 5 V이고, 하드 디스크(23)의 동작 보증 전압이 4.75∼5.25 V인 경우에는, 상기 전압 강하가 0.25 V를 넘으면 하드 디스크(23)에 공급되는 전압이 동작 보증 전압인 4.75(5-0.25) V 미만이 되어 하드 디스크(23)가 동작하지 않게 된다.
그러나, 버스 파워 장치(40)에서의 전류 어시스트 방식에서는 버스 파워 라인(31)을 흐르는 전류만을 검출 대상으로 하고 있기 때문에 전압 강하에 의한 동작 불능을 회피할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
또한, 종래의 버스 파워 장치(40)에서는 버스 파워 장치(40)의 동작 상태(충전, 하드 디스크(23)에의 액세스, 데이터 전송)에 따라 2차 전지(41)의 부하(전지 전압)가 변동하는데도 불구하고 2차 전지(41)의 전지 전압과 하나의 임계치를 비교하고, 이 비교 결과에 기초하여 전지 잔량을 전지 잔량 표시부(47)에 표시시키고 있기 때문에 정확한 전지 잔량을 파악할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
또한, 종래의 버스 파워 장치(40)에서는 충전부(45)로부터 2차 전지(41)에의 충전 전류가 일정하기 때문에 단시간의 충전이 필요한 경우라도 급속 충전할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
또한, 도 10에 도시한 종래의 버스 파워 장치(50)에서는 로우 파워 USB 포트(12)에 접속된 경우, 별도의 전원(AC/DC 어댑터)이 필수로 되어 있어 별도의 전원이 없는 상태에서 사용할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 전압 강하에 의한 동작 불능을 회피하고, 동작 상태에 따른 전지 잔량을 파악할 수 있으며, 또한, 급속 충전할 수 있는 버스 파워 장치 및 전원 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 발명에 관한 실시 형태 1의 구성을 도시하는 블럭도.
도 2는 도 1에 도시한 전지 잔량 표시부(120)의 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시한 버스 파워 장치(100)의 전력 어시스트 동작을 설명하는 플로우차트.
도 4는 도 1에 도시한 버스 파워 장치(100)의 충전 동작을 설명하는 플로우차트.
도 5는 본 발명에 따른 실시 형태 2의 구성을 도시하는 블럭도.
도 6는 도 5에 도시한 버스 파워 장치(200)의 충전 동작을 설명하는 플로우차트.
도 7은 종래의 버스 파워 장치(20)의 구성을 도시하는 블럭도.
도 8은 도 7에 도시한 버스 파워 장치(20)의 동작을 설명하는 플로우차트.
도 9는 종래의 버스 파워 장치(40)의 구성을 도시하는 블럭도.
도 10은 종래의 버스 파워 장치(50)의 구성을 도시하는 블럭도.
도 11은 도 10에 도시한 버스 파워 장치(50)의 동작을 설명하는 플로우차트.
본 발명은 소정의 인터페이스 규격에 대응한 상위 장치의 포트에 접속되는 커넥터와, 상기 상위 장치로부터 상기 포트 및 상기 커넥터를 통해 버스 파워 라인에 공급되는 전류/전압을 검출하는 전류/전압 검출 수단과, 상기 전류/전압 검출 수단에서의 전류 검출 결과와 전류 임계치의 비교 결과에 기초하여 상기 버스 파워 라인에 전류를 어시스트하고, 또한 전압 검출 결과와 전압 임계치의 비교 결과에 기초하여 상기 버스 파워 라인에 부족분의 전압을 어시스트하는 전력 어시스트 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상위 장치로부터 포트 및 커넥터를 통해 버스 파워 라인에 공급되는 전류/전압을 검출하여 전류 검출 결과와 전류 임계치의 비교 결과에 기초하여 버스 파워 라인에 전류를 어시스트하고, 또한 전압 검출 결과와 전압 임계치의 비교 결과에 기초하여 버스 파워 라인에 부족분의 전압을 어시스트하는 것으로 했기 때문에 전류 증가에 의한 상위 장치의 과부하나 전압 강하에 의한 동작 불능을 회피할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 버스 파워 장치의 실시 형태 1 및 2에 관해서 상세히 설명한다.
(실시 형태 1)
도 1은 본 발명에 따른 실시 형태 1의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 도에 있어서, 도 9의 각부에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 1에 있어서는 도 9에 도시한 버스 파워 장치(40) 대신에 버스 파워 장치(100)가 설치되어 있다.
버스 파워 장치(100)는 USB 기기의 하나로서의 하드 디스크 드라이브 장치이며, 하이 파워 USB 포트(11)에 접속된 USB 커넥터(150)를 통해 USB 대응 장치(10)측, 또는 후술하는 AC/DC 어댑터(111)로부터 공급되는 하이 파워(2.5 W(500 mA/5 V))에 의해 구동된다.
USB 커넥터(150)는 USB 인터페이스 규격에 준거하는 커넥터이며, 버스 파워 장치(100)의 통상 사용시에 하이 파워 USB 포트(11)에 접속된다. 여기서, USB 커넥터(150)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속되고, AC/DC 어댑터(111)가 없는 경우라도 버스 파워 장치(100)는 2차 전지(105)에 의해 동작 가능하다.
또한, USB 커넥터(150)는 전력을 각부에 공급하기 위한 버스 파워 라인(151), 데이터 라인(152), GND(그라운드) 라인, 실드 라인 등에 접속되어 있다.
USB/ATA 변환부(101)는 데이터 라인(152)을 통해 입력된 USB 인터페이스 규격의 데이터를 ATA 인터페이스 규격의 데이터로 변환하여 이 데이터를 ATA 인터페이스(102)를 통해 하드 디스크(103)에 출력하는 기능을 갖추고 있다.
하드 디스크(103)는 대용량의 기록 매체이며, 버스 파워 라인(151)을 통해 공급되는 전력에 의해 회전 구동되면서 데이터가 판독/기록된다.
또한, USB/ATA 변환부(101)는 하드 디스크(103)로부터 판독되어 ATA 인터페이스(102)를 통해 입력된 ATA 인터페이스 규격의 데이터를 USB 인터페이스 규격의 데이터로 변환하여 이 데이터를 데이터 라인(152)에 출력하는 기능을 갖추고 있다.
DC/DC 컨버터(104)는 버스 파워 라인(151)으로부터 공급되는 5 V의 전압을 3.3 V의 전압으로 변환하고 이 3.3 V의 전압을 USB/ATA 변환부(101)에 공급한다.
2차 전지(105)는 반복 충전/방전이 가능한 리튬 이온 전지, 알칼리 전지, 니켈 카드뮴 전지 등이며, 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류가 소정치를 넘은 경우, 초과분의 전류나 버스 파워 라인(151)의 전압이 소정치 이하인 경우 부족분의 전압을 버스 파워 라인(151)에 공급한다.
또한, 2차 전지(105)는 USB 커넥터(150)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속된 경우로서, 후술하는 AC/DC 어댑터(111)가 접속되어 있지 않은 경우에 메인 전원으로서 기능하여 각부에 전력을 공급한다. 이 2차 전지(105)의 전지 전압(정격치)은 4.2∼3 V이다. DC/DC 컨버터(106)는 2차 전지(105)의 전지 전압을 5 V로 승압하는 기능을 갖추고 있다.
전류/전압 검출부(l07)는 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류를 검출함과 동시에 버스 파워 라인(151)의 전압도 검출하여 전류/전압 검출부(107)의 전류 검출 결과가 전류 임계치(예컨대, 100 mA, 500 mA)를 넘은 경우, 초과분의 전류를 2차 전지(105)(후술하는 AC/DC 어댑터(111))로부터 버스 파워 라인(151)에 공급시킨다고 하는 전류 어시스트를 전력 어시스트부(108)로 하여금 행하게 하는 기능을 갖추고 있다.
또한, 전류/전압 검출부(107)는 전압 검출 결과가 전압 임계치(예컨대, 4.75 V) 미만인 경우 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))나 후술하는 AC/DC 어댑터(111)로부터 버스 파워 라인(151)에 전압을 공급시켜 버스 파워 라인(151)의 전압을 높인다고 하는 전압 어시스트를 전력 어시스트부(108)로 하여금 행하게 하는 기능을 갖추고 있다.
전력 어시스트부(108)는 전술한 전류 어시스트 및 전압 어시스트의 쌍방에 의해 전력을 어시스트하는 기능을 갖추고 있다.
하드 디스크 전원 스위치(109)는 버스 파워 라인(151)과 하드 디스크(103) 사이에 삽입되어 있고, 하드 디스크(103)에의 전력 공급을 온/오프하는 기능을 갖추고 있다. DC 잭(110)은 별도의 전원으로서의 AC/DC 어댑터(111)를 접속하기 위한 단자이다. 이 DC 잭(110)은 전력 어시스트부(108) 등에 접속되어 있다.
AC/DC 어댑터(111)는 교류를 직류로 변환하여 직류 전압/전류를 생성하기 위한 어댑터이다. 충전 타이밍 선택부(112)는 2차 전지(105)에의 충전 타이밍을 선택하는 기능을 갖추고 있다.
충전 모드 선택부(113)는 DC 잭(110)에 AC/DC 어댑터(111)가 접속되어 있는 경우에 급속 충전 모드를 선택하고, DC 잭(110)에 AC/DC 어댑터(111)가 접속되어 있지 않은 경우에 통상 충전 모드를 선택한다. 급속 충전 모드에서는, 통상 충전 모드에 비교해서 충전 전류가 크기 때문에 충전 개시로부터 만충전이 되기까지의 충전 시간이 단축되어 급속 충전이 가능해진다.
충전 제어부(114)는 충전 타이밍 선택부(112)로부터의 충전 타이밍, 충전 모드 선택부(113)로부터의 충전 모드에 기초하여 2차 전지(105)에의 충전을 제어한다. 여기서, 충전 제어부(114)에 있어서는, 제1 충전 전류로 충전을 행하는 통상 충전 모드와 제2 충전 전류(>제1 충전 전류)로 급속히 충전을 행하는 급속 충전 모드가 있다.
전지 잔량 표시부(120)는 버스 파워 장치(100)의 동작 상태에 따라서 3단계로 전압 임계치를 변화시켜 전압 임계치와 2차 전지(105)의 전지 전압의 비교 결과에 기초하여 전지 잔량을 표시한다.
도 2는 도 1에 도시한 전지 잔량 표시부(120)의 구성을 도시한 도면이다. 이 도에 있어서, 청색 LED(121), 녹색 LED(122) 및 등색 LED(123)는 버스 파워 장치(100)의 다음 (1)∼(3)의 3가지 동작 상태에서의 2차 전지(105)의 전지 잔량을 각 색깔(청, 녹, 등)로 표시하기 위한 LED이다.
(1) 2차 전지(105)(도 1 참조)를 충전(이하, 충전 상태라고 한다)
(2) 하드 디스크(103)에 액세스(이하, 액세스 상태라고 한다)
(3) USB/ATA 변환부(101)가 데이터를 전송(이하, 데이터 전송 상태라고 한다)
스위칭 소자(124), 스위칭 소자(125) 및 스위칭 소자(126)는 청색 LED(121), 녹색 LED(122) 및 등색 LED(123)에 대응시켜 병렬로 설치되어 있다.
스위칭 소자(124)는 버스 파워 장치(100)가 상기 (1)의 충전 상태에 있는 것을 의미하는 충전 신호에 의해 온/오프 제어되고, 충전 제어부(114)(도 1 참조)로부터 충전 신호가 입력된 경우에 온이 된다.
스위칭 소자(125)는 버스 파워 장치(100)가 상기 (2)의 액세스 상태에 있는 것을 의미하는 액세스 신호에 의해 온/오프 제어되고, ATA 인터페이스(102)(도 1 참조)로부터 액세스 신호가 입력된 경우에 온이 된다.
스위칭 소자(126)는 버스 파워 장치(100)가 상기 (3)의 데이터 전송 상태에 있는 것을 의미하는 데이터 전송 신호에 의해 온/오프 제어되고, ATA 인터페이스(102)(도 1 참조)로부터 데이터 전송 신호가 입력된 경우에 온이 된다.
2차 전지(105)와 스위칭 소자(124) 사이에는 저항(127) 및 저항(128)이 삽입되어 있다. 또한, 2차 전지(105)에는 저항(127) 및 저항(129)이 접속되어 있다. 또, 동도에서는 저항(129)의 전압을 2차 전지(105)의 전지 전압(VB)으로 하고 있다. 저항(130)의 일단은 스위칭 소자(125)에 접속되어 있다.
저항(131), 저항(132), 저항(133) 및 저항(134)은 직렬 접속되어 있고, 전지 전압(VB)과 비교되는 임계치 전압(VT1), 임계치 전압(VT2)(<임계치 전압(VTl)), 임계치 전압(VT3)(<임계치 전압(VT2) : 단, 스위칭 소자(126)가 온인 경우)의 3단계 임계치 전압을 생성하기 위한 분압 저항이다. 이들 저항(131), 저항(132), 저항(133) 및 저항(134)에는 3.3 V의 전압이 인가되고 있다.
비교기(135)는 전지 전압(VB)과 임계치 전압(VT1)을 비교하여 전지 전압(VB)이 임계치 전압(VT1)을 넘은 경우 저항(138)을 통해 청색 LED(121)를 점등시킴과 동시에 만충전 신호를 하드 디스크 전원 스위치(109)(도 1 참조)에 출력한다.
비교기(136)는 전지 전압(VB)과 임계치 전압(VT2)을 비교하여 전지 전압(VB)이 임계치 전압(VT2)을 넘은 경우 저항(139)을 통해 녹색 LED(122)를 점등시킨다. 비교기(137)는 전지 전압(VB)과 임계치 전압(VT3)을 비교하여 전지 전압(VB)이 임계치 전압(VT3)을 하회하는 경우, 저항(140)을 통해 등색 LED(123)를 점등시킨다.
다음에, 실시 형태 1의 동작에 관해서 도 3 및 도 4에 도시한 플로우차트를 참조하면서 설명한다. 도 3은 도 1에 도시한 버스 파워 장치(100)의 전력 어시스트 동작을 설명하는 플로우차트이다. 도 4는 상기 버스 파워 장치(100)의 충전 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 3에 도시한 스텝 SC1에서 USB 커넥터(150)가 하이 파워 USB 포트(11)에 접속되어 플러그인이 되면 USB 대응 장치(10)측으로부터 로우 파워(100 mA/5 V)가 버스 파워 라인(151)을 통해 각부에 공급된다. 또한, 버스 파워 라인(151)의 전류/전압은 전류/전압 검출부(107)에 의해 검출된다.
여기서, USB 인터페이스 규격에서는 플러그인되고 나서 USB 대응 장치(10)가 버스 파워 장치(100)를 인식하기까지의 사이에 로우 파워(100 mA/5 V)가 하이 파워 USB 포트(11)로부터 버스 파워 장치(100)에 공급되고, 인식 이후에 하이 파워(500 mA/5 V)가 하이 파워 USB 포트(11)로부터 버스 파워 장치(100)에 공급된다.
스텝 SC2에서는 전류/전압 검출부(107)는 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류가 임계치 전류(=100 mA)를 넘었는지 여부를 판단하고, 이 경우, 판단 결과를「No」로 한다.
스텝 SC3에서는 전류/전압 검출부(107)는 버스 파워 라인(151)의 전압이 임계치 전압(=4.75 V) 미만인지 여부를 판단하고, 이 경우, 판단 결과를「No」로 한다. 스텝 SC4에서는 버스 파워 장치(100)가 USB 대응 장치(10)에 인식되었는지 여부를 판단하고, 이 경우, 판단 결과를「No」로 한다.
여기서, 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류가 전류 임계치(=100 mA)를 넘으면 전류/전압 검출부(107)는 스텝 SC2의 판단 결과를「Yes」로 한다. 스텝 SC5에서는 전류/전압 검출부(107)는 전력 어시스트부(108)에 전류 어시스트를 지시한다.
이에 따라, 전력 어시스트부(108)는 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))로부터의 전류를 버스 파워 라인(151)에 공급한다. 이에 따라, 전류/전압 검출부(107)에 의한 전류 검출 결과가 상기 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))로부터의 전류분 만큼 적어짐으로써 전류 임계치(=100 mA) 이하가 된다.
또한, 버스 파워 라인(151)의 전압이 전압 임계치(=4.75 V) 미만이 되면 전류/전압 검출부(107)는 스텝 SC3의 판단 결과를「Yes」로 한다. 스텝 SC5에서는 전류/전압 검출부(107)는 전력 어시스트부(108)에 전압 어시스트를 지시한다.
이에 따라, 전력 어시스트부(108)는 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))로부터의 전압을 버스 파워 라인(151)에 공급한다. 이에 따라, 전류/전압 검출부(107)에 의한 전압 검출 결과가 상기 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))로부터의 전압에 의해 상승하여 전압 임계치(=4.75 V) 이상이 된다.
그리고, 버스 파워 장치(100)가 USB 대응 장치(10)에 인식되면 스텝 SC4의 판단 결과가「Yes」가 된다.
이에 따라, 스텝 SC6에서는 USB 대응 장치(10)측으로부터의 하이 파워(500 mA/5 V)가 버스 파워 라인(151)을 통해 각부에 공급되어 하드 디스크(103)가 파워 온이 된다.
구체적으로는 DC/DC 컨버터(104)로부터의 3.3V의 전압이 USB/ATA 변환부(101)에 공급되어 USB/ATA 변환부(101)가 동작을 시작한다. 또한, USB/ATA 변환부(101)에 의해 하드 디스크 전원 스위치(109)가 온이 되면 버스 파워 라인(151)으로부터 하드 디스크(103)에 전력이 공급되어 하드 디스크(103)가 동작을 시작한다.
스텝 SC7에서는 USB 커넥터(150)가 하이 파워 USB 포트(11)에 접속되어 있는지 여부가 판단되고, 이 경우 판단 결과가「Yes」로 된다. 스텝 SC8에서는 전류/전압 검출부(107)는 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류가 임계치 전류(=500 mA)를 넘었는지 여부를 판단하고 이 경우 판단 결과를「No」로 한다.
스텝 SC9에서는 전류/전압 검출부(107)는 버스 파워 라인(151)의 전압이 임계치 전압(=4.75 V) 미만인지 여부를 판단하고 이 경우 판단 결과를「No」로 한다. 이후, 스텝 SC7∼스텝 SC9가 반복된다.
여기서, 하드 디스크(103)의 초기 회전 영향에 의해 버스 파워 라인(151)에 돌입 전류가 흘러 전류가 전류 임계치(=500 mA)를 넘으면 전류/전압 검출부(107)는 스텝 SC8의 판단 결과를「Yes」로 한다. 스텝 SC12에서는 전류/전압 검출부(107)는 전력 어시스트부(108)에 전류 어시스트를 지시한다.
이에 따라, 전력 어시스트부(108)는 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))로부터의 전류를 버스 파워 라인(151)에 공급한다. 이에 따라, 전류/전압 검출부(107)에 의한 전류 검출 결과가 상기 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))로부터의 전류분 만큼 적어짐으로써 전류 임계치(=500 mA) 이하가 된다.
또한, 하이 파워 USB 포트(11)로부터 구동 대상(하드 디스크(103) 등)까지의 사이에서 접촉 저항이나 케이블 길이 등의 영향으로 인해 전압 강하가 큰 경우, 버스 파워 라인(151)의 전압이 전압 임계치(=4.75 V) 미만이 되기 때문에 전류/전압 검출부(107)는 스텝 SC9의 판단 결과를「Yes」로 한다. 스텝 SC12에서는 전류/전압 검출부(107)는 전력 어시스트부(108)에 전압 어시스트를 지시한다.
이에 따라, 전력 어시스트부(108)는 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))로부터의 전압을 버스 파워 라인(151)에 공급한다. 이에 따라, 전류/전압 검출부(107)에 의한 전압 검출 결과가 상기 DC/DC 컨버터(106)(2차 전지(105))로부터 전압에 의해 상승하여 전압 임계치(=4.75 V) 이상이 된다.
또한, USB 커넥터(150)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속되어 있는 경우에는, 스텝 SC7의 판단 결과가「No」로 된다. 이 경우, USB 대응 장치(10)측으로부터 로우 파워(100 mA/5 V)가 버스 파워 라인(151)을 통해 각부에 공급된다.
여기서, USB 커넥터(150)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속되어 있고, 또한, AC/DC 어댑터(111)가 DC 잭(110)에 접속되어 있는 경우에는 AC/DC 어댑터(111)로부터 전력 어시스트부(108)를 통해 버스 파워 라인(151)에 동작 가능한 전력이 공급된다.
한편, USB 커넥터(150)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속되어 있고 AC/DC 어댑터(111)가 DC 잭(110)에 접속되어 있지 않은 경우에는, 2차 전지(105)의 방전에 의해 DC/DC 컨버터(106), 전력 어시스트부(108)를 통해 버스 파워 라인(151)에 동작 가능한 전력이 공급된다.
스텝 SC10에서는 전류/전압 검출부(107)는 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류가 임계치 전류(=100 mA)를 넘었는지 여부를 판단하고 이 경우 판단 결과를「No」로 한다.
스텝 SC11에서는 전류/전압 검출부(107)는 버스 파워 라인(151)의 전압이 임계치 전압(=4.75 V) 미만인지 여부를 판단하고 이 경우 판단 결과를「No」로 한다. 이후, 스텝 SC7, 스텝 SC10 및 스텝 SC11이 반복된다.
여기서, 하드 디스크(103)의 초기 회전 영향에 의해 버스 파워 라인(151)에 돌입 전류가 흘러, 전류가 전류 임계치(=100 mA)를 넘으면 전류/전압 검출부(107)는 스텝 SC10의 판단 결과를「Yes」로 한다. 스텝 SC12에서는 전류/전압 검출부(107)는 전술한 동작과 마찬가지로 하여 전력 어시스트부(108)에 전류 어시스트를 지시한다.
또한, 로우 파워 USB 포트(12)로부터 구동 대상(하드 디스크(103) 등)까지의 사이에서 접촉 저항이나 케이블 길이 등의 영향으로 인해 전압 강하가 큰 경우, 버스 파워 라인(151)의 전압이 전압 임계치(=4.75 V) 미만이 되기 때문에 전류/전압 검출부(107)는 스텝 SC11의 판단 결과를「Yes」로 한다. 스텝 SC12에서는 전류/전압 검출부(107)는 전술한 동작과 마찬가지로 하여 전력 어시스트부(108)에 전압 어시스트를 지시한다.
이어서, 버스 파워 장치(100)의 충전 동작에 관해서 도 4에 도시한 플로우차트를 참조하면서 설명한다. 도 4에 도시한 스텝 SD1에서 USB 커넥터(150)가 하이 파워 USB 포트(11)(또는 로우 파워 USB 포트(12))에 접속되어 플러그인이 되면 스텝 SD2에서는 충전 제어부(114)는 2차 전지(105)의 전지 전압이 4.2 V(만충전) 미만인지 여부를 판단한다.
이 경우, 스텝 SD2의 판단 결과가「Yes」라고 하면 스텝 SD3에서는 충전 모드 선택부(113)는 DC 잭(110)에 AC/DC 어댑터(111)가 접속되어 있는지 여부를 판단한다.
스텝 SD3의 판단 결과가「No」라고 하면 스텝 SD6에서는 충전 모드 선택부(113)는 통상 충전 모드를 선택한다. 스텝 SD7에서는 충전 타이밍 선택부(112)는 하드 디스크(103)가 액세스되어 있는지 여부, 즉, 액세스에 따라 소비 전류가 큰지 여부를 판단한다.
스텝 SD7의 판단 결과가「No」라고 하면 충전 타이밍 선택부(112)로부터 충전 제어부(114)에 충전 지시가 나오고 스텝 SD8에서는 충전 제어부(114)는 충전 모드 선택부(113)에 의해 선택된 통상 충전 모드에 대응시켜 제1 충전 전류를 2차 전지(105)에 공급하여 통상 충전을 실행한다. 이 제1 충전 전류는 USB 대응 장치(10)로부터 버스 파워 라인(151)에 공급되어 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류의 일부이다.
한편, 스텝 SD7의 판단 결과가「Yes」라고 하면 충전 타이밍 선택부(112)로부터 충전 제어부(114)에 충전 정지 지시가 나오고, 스텝 SD9에서는 충전 제어부(114)는 2차 전지(105)에의 충전을 정지한다.
또한, DC 잭(110)에 AC/DC 어댑터(111)가 접속되어 있는 경우, 스텝 SD3의 판단 결과가「Yes」로 된다. 스텝 SD4에서는 충전 모드 선택부(113)는 급속 충전 모드를 선택한다. 스텝 SD5에서는 충전 제어부(114)는 상기 급속 충전 모드에 대응시켜 제2 충전 전류(>제1 충전 전류)를 2차 전지(105)에 공급하여 급속 충전을 실행한다. 또, 스텝 SD2의 판단 결과가「No」인 경우에는 스텝 SD9에서 충전이 정지된다.
이 제2 충전 전류는 USB 대응 장치(10) 및 AC/DC 어댑터(111)의 쌍방으로부터 버스 파워 라인(151)에 공급되어 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류의 일부이며, 전술한 통상 충전에서의 제1 충전 전류보다도 크다. 따라서, 급속 충전은 통상 충전보다도 단시간에 2차 전지(105)를 만충전 상태로 할 수 있다.
다음에, 도 2에 도시한 전지 잔량 표시부(120)에 있어서의 전지 잔량의 표시 동작에 관해서 설명한다. 도 2에 있어서 2차 전지(105)가 충전되어 있는 상태에서 충전 제어부(114)(도 1 참조)로부터 충전 신호가 스위칭 소자(124)에 입력되면 스위칭 소자(124)가 온이 되어 저항(128)이 저항(129)에 병렬 접속되기 때문에 전지 전압(VB)이 변화된다.
여기서, 전지 전압(VB)이 임계치 전압(VT1)을 넘으면 비교기(135)는 청색 LED(121)를 점등시킴과 동시에 2차 전지(105)가 만충전 상태에 있는 것을 나타내는 만충전 신호를 하드 디스크 전원 스위치(109)(도 1 참조)에 출력한다. 사용자는 이 청색 LED(121)의 점등에 의해 2차 전지(105)의 충전 상태가 만충전으로 되어 있는 것을 인식한다.
또한, 전술한 액세스 상태에서 ATA 인터페이스(102)(도 1 참조)로부터 액세스 신호가 스위칭 소자(125)에 입력되면 스위칭 소자(125)가 온이 되어 저항(130)이 저항(133) 및 저항(134)에 병렬 접속된다. 이 때, 임계치 전압(VT2)은 임계치 전압(VT1)보다도 낮다. 여기서, 전지 전압(VB)이 임계치 전압(VT2)을 넘으면 비교기(136)는 녹색 LED(122)를 점등시킨다.
또한, 전술한 데이터 전송 상태에서 ATA 인터페이스(102)(도 1 참조)로부터 데이터 전송 신호가 스위칭 소자(126)에 입력되면 스위칭 소자(126)가 온이 되어 저항(134)이 쇼트된다. 여기서, 전지 전압(VB)이 임계치 전압 (VT3)을 하회하면 비교기(137)는 등색 LED(123)를 점등시킨다.
이상 설명한 바와 같이 실시 형태 1에 따르면, USB 대응 장치(10)로부터 하이 파워 USB 포트(11)(또는 로우 파워 USB 포트(12)) 및 USB 커넥터(150)를 통해 버스 파워 라인에 공급되는 전류/전압을 전류/전압 검출부(107)에서 검출하고 전력 어시스트부(108)에서 전류 검출 결과와 전류 임계치의 비교 결과에 기초하여 버스 파워 라인(151)에 전류를 어시스트하고, 또한 전압 검출 결과와 전압 임계치의 비교 결과에 기초하여 버스 파워 라인(151)에 부족분의 전압을 어시스트하는 것으로 했기 때문에 전류 증가에 의한 USB 대응 장치(10)의 과부하나 전압 강하에 의한 동작 불능을 피할 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 따르면 전류/전압 검출부(107)의 전압 검출 결과가 전압 임계치 미만인 경우 USB 대응 장치(10)로부터 버스 파워 라인(151)까지의 사이에 있어서의 전압 강하를 보상하기 위한 전압을 전력 어시스트부(108)에서 버스 파워 라인(151)에 어시스트하는 것으로 했기 때문에 케이블의 길이나 접촉 저항에 기인하는 전압 강하로 인한 동작 불능을 피할 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 의하면, 버스 파워 라인(151)에 별도의 전원으로서의 AC/DC 어댑터(111)가 접속되어 있지 않은 경우, 제1 충전 전류로 2차 전지(105)에 통상 충전을 하고, AC/DC 어댑터(111)가 접속되어 있는 경우, 제1 충전 전류보다도 큰 제2 충전 전류로 2차 전지(105)에 급속 충전을 행하는 것으로 했기 때문에 단시간에 충전을 완료시키고자 하는 급속 충전의 필요성을 만족시킬 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 따르면, USB 커넥터(150)가 로우 파워 USB 포트(12)에 접속되고 DC 잭(110)에 AC/DC 어댑터(111)가 접속되어 있지 않은 경우, 2차 전지(105)가 메인 전원으로서 버스 파워 라인(151)을 통해 각부에 전력을 공급하는 것으로 했기 때문에, AC/DC 어댑터(111)가 없더라도 로우 파워 USB 포트(12)로 버스 파워 장치(100)를 동작시킬 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 따르면, 도 2에 도시한 바와 같이 각부의 동작 상태(충전 상태, 액세스 상태, 데이터 전송 상태)에 따라서 단계적으로 임계치 전압(VT1), 임계치 전압(VT2), 임계치 전압(VT3)을 설정하고, 2차 전지(105)의 전지 전압(VB)과 임계치 전압의 비교 결과에 기초하여 동작 상태에 따른 전지 잔량을 청색 LED(121), 녹색 LED(122), 등색 LED(123)로 표시하는 것으로 했기 때문에 동작 상태에 따른 전지 잔량을 파악할 수 있다.
(실시 형태 2)
그런데, 전술한 실시 형태 1에서는 2차 전지(105)를 급속 충전하는 구성예에 관해서 설명했는데, 급속 충전보다도 급할 경우에, 각부에의 전력 공급을 정지시키거나, 기능을 정지시키거나 함으로써 2차 전지(105)에의 충전을 최우선시킨다고 하는 강제 충전을 하도록 구성해도 좋다. 이하에서는 이 구성예를 실시 형태 2로서 설명한다.
도 5는 본 발명에 관한 실시 형태 2의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 도에 있어서, 도 1의 각부에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 5에 도시한 버스 파워 장치(200)에 있어서는 강제 충전 스위치(201)가 새롭게 설치됨과 동시에, 도 1에 도시한 충전 제어부(114) 대신에 충전 제어부(202)가 설치된다.
강제 충전 스위치(201)는 전술한 강제 충전을 시키기 위한 스위치이며, 사용자에 의해 조작된다. 충전 제어부(202)는 충전 제어부(114)(도 1 참조)에서의 통상 충전 및 급속 충전을 행하는 기능과, 강제 충전 스위치(201)가 온이 된 경우에 강제 충전을 행하는 기능을 구비하고 있다.
다음에, 도 5에 도시한 버스 파워 장치(200)의 충전 동작에 관해서 도 6에 도시한 플로우차트를 참조하면서 설명한다. 도 5에 도시한 스텝 SE1에서는 USB 커넥터(150)가 하이 파워 USB 포트(11)에 접속되어 플러그인이 된다.
스텝 SE2에서는 충전 제어부(202)는 강제 충전 스위치(201)가 온이 되어 있는지 여부를 판단한다. 이 판단 결과가「No」인 경우에는 도 4에 도시한 스텝 SD2 이후에 2차 전지(105)에 대한 통상 충전 또는 급속 충전이 행해진다.
이 경우, 강제 충전 스위치(201)가 온이 되어 있으면 충전 제어부(202)는 스텝 SE2의 판단 결과를「Yes」로 한다. 스텝 SE3에서는 USB/ATA 변환부(101)는 강제 충전 스위치(201)가 온으로 되어 있음으로 인해 리셋 신호가 입력되고 있기 때문에 변환 기능을 정지한다. 이에 따라, USB/ATA 변환부(101)에서의 소비 전력이 저감된다.
스텝 SE4에서는 USB/ATA 변환부(101)는 하드 디스크 전원 스위치(109)에 오프 신호를 출력한다. 이에 따라, 하드 디스크 전원 스위치(109)가 오프로 되어 하드 디스크(103)에의 전력 공급이 정지한다.
스텝 SE5에서는 충전 제어부(202)는 2차 전지(105)의 전지 전압이 4.2 V 미만(만충전)인지 여부를 판단하고 이 경우 판단 결과를「Yes」로 한다.
스텝 SE6에서는 충전 제어부(202)는 강제 충전 스위치(201)로부터의 강제 충전 모드에 대응시켜 제3 충전 전류를 2차 전지(105)에 공급하여 강제 충전을 실행한다. 이 제3 충전 전류는 USB 대응 장치(10)(AC/DC 어댑터(111))로부터 버스 파워 라인(151)에 공급되어 버스 파워 라인(151)을 흐르는 전류이다.
여기서, USB/ATA 변환부(101)에서의 소비 전력의 저감분 및 하드 디스크(103)의 전력 정지분이 상기 제3 충전 전류로서 2차 전지(105)에의 강제 충전에 충당된다. 따라서, 실시 형태 1의 통상 충전, 급속 충전, 전술한 강제 충전에 있어서는 강제 충전이 가장 단시간에 2차 전지(105)가 만충전이 된다.
그리고, 강제 충전에 의해 스텝 SE5의 판단 결과가「Yes」가 되면, 스텝 SE7에서는 충전 제어부(202)는 2차 전지(105)에의 충전을 정지한다.
이상 설명한 바와 같이 실시 형태 2에 의하면, 버스 파워 라인(151)에 접속되어 있는 부하(하드 디스크(103), USB/ATA 변환부(101) 등)에의 전력 공급을 정지(저감)시켜 강제 충전을 지시하여 제2 충전 전류보다도 큰 제3 충전 전류로 2차 전지(105)에 강제 충전을 하는 것으로 했기 때문에 더욱 단시간에 충전을 완료시키고자 하는 강제 충전의 필요성을 만족시킬 수 있다.
이상 본 발명에 따른 실시 형태 1 및 2에 관해서 도면을 참조하여 상술했는데, 구체적인 구성예는 이들 실시 형태 1 및 2에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등이 있더라도 본 발명에 포함된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 상위 장치로부터 포트 및 커넥터를 통해 버스 파워 라인에 공급되는 전류/전압을 검출하여 전류 검출 결과와 전류 임계치의 비교 결과에 기초하여 버스 파워 라인에 전류를 어시스트하고, 또한 전압 검출 결과와 전압 임계치의 비교 결과에 기초하여 버스 파워 라인에 부족분의 전압을 어시스트하는 것으로 했기 때문에 전류 증가에 의한 상위 장치의 과부하나 전압 강하에 의한 동작 불능을 피할 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따르면, 전압 검출 결과가 전압 임계치 미만인 경우 상위 장치로부터 버스 파워 라인까지의 사이에 있어서의 전압 강하를 보상하기 위한 전압을 버스 파워 라인에 어시스트하는 것으로 했기 때문에 케이블의 길이나 접촉 저항에 기인하는 전압 강하로 인한 동작 불능을 피할 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따르면, 버스 파워 라인에 별도의 전원이 접속되어 있지 않은 경우, 제1 충전 전류로 2차 전지에 통상 충전을 하고, 별도의 전원이 접속되어 있는 경우, 제1 충전 전류보다도 큰 제2 충전 전류로 2차 전지에 급속 충전을 행하는 것으로 했기 때문에 단시간에 충전을 완료시키고자 하는 급속 충전의 필요성을 만족시킬 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따르면, 버스 파워 라인에 접속되어 있는 부하에의 전력 공급을 정지시켜 강제 충전을 지시하여 제2 충전 전류보다도 큰 제3 충전 전류로 2차 전지에 강제 충전을 하는 것으로 했기 때문에, 더욱 단시간에 충전을 완료시키고자 하는 강제 충전의 필요성을 만족시킬 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따르면 각부의 동작 상태에 따라 단계적으로 임계치 전압을 설정하여 2차 전지의 전지 전압과 임계치 전압의 비교 결과에 기초하여 동작 상태에 따른 전지 잔량을 표시하는 것으로 했기 때문에 동작 상태에 따른 전지 잔량을 파악할 수 있는 효과를 나타낸다.
이상과 같이, 본 발명에 의한 버스 파워 장치 및 전원 제어 방법은 퍼스널 컴퓨터에 주변 기기를 접속하기 위한 인터페이스로서 USB나 IEEE1934 등의 인터페이스 규격에 적합하다.

Claims (16)

  1. 소정의 인터페이스 규격에 대응한 상위 장치의 포트에 접속되는 커넥터와,
    상기 상위 장치로부터 상기 포트 및 상기 커넥터를 통해 버스 파워 라인에 공급되는 전류/전압을 검출하는 전류/전압 검출 수단과,
    상기 전류/전압 검출 수단에서의 전류 검출 결과와 전류 임계치의 비교 결과에 기초하여 상기 버스 파워 라인에 전류를 어시스트하고, 또한 전압 검출 결과와 전압 임계치의 비교 결과에 기초하여 상기 버스 파워 라인에 부족분의 전압을 어시스트하는 전력 어시스트 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 버스 파워 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 어시스트 수단은 상기 전류 검출 결과가 상기 전류 임계치를 넘은 경우, 초과분의 전류를 상기 버스 파워 라인에 어시스트하는 것을 특징으로 하는 버스 파워 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전력 어시스트 수단은 상기 전압 검출 결과가 상기 전압 임계치 미만인 경우, 상기 상위 장치로부터 상기 버스 파워 라인까지의 사이에서의 전압 강하를 보상하기 위한 전압을 상기 버스 파워 라인에 어시스트하는 것을 특징으로 하는 버스 파워 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전력 어시스트 수단에 의해 전류/전압의 어시스트시에 전원으로서 이용되는 2차 전지와, 상기 버스 파워 라인에 별도의 전원이 접속되어 있지 않은 경우, 제1 충전 전류로 상기 2차 전지에 통상 충전을 행하고, 상기 별도의 전원이 접속되어 있는 경우에는, 상기 제1 충전 전류보다도 큰 제2 충전 전류로 상기 2차 전지에 급속 충전을 행하는 충전 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 버스 파워 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 버스 파워 라인에 접속되어 있는 부하에의 전력 공급을 정지시켜 강제 충전을 지시하는 강제 충전 지시 수단을 구비하고, 상기 강제 충전이 지시된 경우, 상기 충전 제어 수단은 상기 제2 충전 전류보다도 큰 제3 충전 전류로 상기 2차 전지에 강제 충전을 행하는 것을 특징으로 하는 버스 파워 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 포트는 로우 파워를 출력하는 로우 파워 포트이며, 상기 커넥터가 상기 로우 파워 포트에 접속되고, 상기 버스 파워 라인에 별도의 전원이 접속되어 있지 않은 경우, 상기 2차 전지는 메인 전원으로서 상기 버스 파워 라인을 통해 각부에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 버스 파워 장치.
  7. 제4항에 있어서, 각부의 동작 상태에 따라 단계적으로 임계치 전압을 설정하는 임계치 전압 설정 수단과, 상기 2차 전지의 전지 전압과 상기 임계치 전압의 비교 결과에 기초하여 동작 상태에 따른 전지 잔량을 표시하는 전지 잔량 표시 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 버스 파워 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 동작 상태는 상기 2차 전지에의 충전 상태, 상기 버스 파워 라인에 접속된 하드 디스크에의 액세스 상태, 데이터 전송 상태인 것을 특징으로 하는 버스 파워 장치.
  9. 소정의 인터페이스 규격에 대응한 상위 장치의 포트에 접속되는 커넥터를 구비한 버스 파워 장치에 적용되는 전원 제어 방법으로서,
    상기 상위 장치로부터 상기 포트 및 상기 커넥터를 통해 버스 파워 라인에 공급되는 전류/전압을 검출하는 전류/전압 검출 공정과,
    상기 전류/전압 검출 공정에서의 전류 검출 결과와 전류 임계치의 비교 결과에 기초하여 상기 버스 파워 라인에 전류를 어시스트하고, 또한 전압 검출 결과와 전압 임계치의 비교 결과에 기초하여 상기 버스 파워 라인에 부족분의 전압을 어시스트하는 전력 어시스트 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전력 어시스트 공정에서는 상기 전류 검출 결과가 상기 전류 임계치를 넘은 경우, 초과분의 전류를 상기 버스 파워 라인에 어시스트하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 전력 어시스트 공정에서는 상기 전압 검출 결과가 상기 전압 임계치 미만인 경우, 상기 상위 장치로부터 상기 버스 파워 라인까지의 사이에서의 전압 강하를 보상하기 위한 전압을 상기 버스 파워 라인에 어시스트하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 버스 파워 라인에 별도의 전원이 접속되어 있지 않은 경우, 제1 충전 전류로 상기 전력 어시스트 공정에 의해 전류/전압의 어시스트시에 전원으로서 이용되는 2차 전지에 통상 충전을 행하고, 상기 별도의 전원이 접속되어 있는 경우에는, 상기 제1 충전 전류보다도 큰 제2 충전 전류로 상기 2차 전지에 급속 충전을 행하는 충전 제어 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 버스 파워 라인에 접속되어 있는 부하에의 전력 공급을 정지시켜 강제 충전을 지시하는 강제 충전 지시 공정을 포함하여, 상기 강제 충전이 지시된 경우, 상기 충전 제어 공정에서는 상기 제2 충전 전류보다도 큰 제3 충전 전류로 상기 2차 전지에 강제 충전을 행하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 포트는 로우 파워를 출력하는 로우 파워 포트이며, 상기 커넥터가 상기 로우 파워 포트에 접속되고, 상기 버스 파워 라인에 별도의 전원이 접속되어 있지 않은 경우, 상기 2차 전지는 메인 전원으로서 상기 버스 파워 라인을 통해 각부에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서, 각부의 동작 상태에 따라 단계적으로 임계치 전압을 설정하는 임계치 전압 설정 공정과, 상기 2차 전지의 전지 전압과 상기 임계치 전압의 비교 결과에 기초하여 동작 상태에 따른 전지 잔량을 표시하는 전지 잔량 표시 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 동작 상태는 상기 2차 전지에의 충전 상태, 상기 버스 파워 라인에 접속된 하드 디스크에의 액세스 상태, 데이터 전송 상태인 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
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