KR20050067990A - 소프트 스위치를 적용한 절전 회로 - Google Patents

소프트 스위치를 적용한 절전 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원 제어를 위한 스위치 제어 회로에 있어서, 스위치를 통해 전원을 공급하거나 차단하는 스위치부와, 상기 전원 공급 상태를 유지시키는 파워굿공급부와, 상기 스위치부에 연결되어 전원 오프를 검출하고 전원 오프 신호를 출력하는 전원검출부와, 상기 스위치부의 출력에 연결되어 전원 공급시 전압 출력을 상기 파워굿공급부에 공급하는 전원출력부와, 회로의 동작을 운용하는 소정의 프로그램을 통해 제공되는 상기 전원검출부로부터 출력되는 신호에 대응한 소프트웨어 파워 오프 신호를 입력받아 전원입력부의 동작을 중지시키는 소프트전원제어부를 포함한다.

Description

소프트 스위치를 적용한 절전 회로{POWER SAVING CIRCUIT HAVING SOFT SWITCH}
본 발명은 스위치 전원 회로에 있어서, 특히 전원 제어를 할 수 있는 소프트 파워 온/오프 스위치 기능의 절전 회로에 관한 것이다.
통상적으로 이동 통신 단말기는 개인이 휴대하여 이동 통신이 가능하도록 되어 있다. 따라서 이동 통신 단말기 및 이동 통신 관련 장비의 전원은 배터리를 이용하여 공급되고 있다. 그러나 배터리의 용량은 한정되어 있고, 단순히 사용할 시간을 늘리기 위하여 배터리의 크기를 늘리는 것은 이동 통신 단말기의 휴대성을 해칠 수 있는 단점이 있다. 이에 따라 요즈음은 배터리 자체의 기술 개발이 진행되어 이전까지의 배터리 사용시간보다고 월등히 뛰어난 성능을 보장하는 배터리가 속속 개발되고 있다. 이러한 배터리 자체의 기술개발과 아울러 각 이동 통신 관련 분야의 개발자들에 의해 이동 통신 단말기 및 이동 통신 관련 장비 자체적으로도 전류 소모를 최소화시키는 연구가 진행되어 배터리 전원을 최대한 절약하는 기술을 개발하고 있다.
이와 같이 이동 통신 단말기 및 이동 통신 관련 장비는 통상적으로 주전원으로 배터리를 많이 사용한다. 그러나 이동 통신 단말기 회로의 집적화와 소형화를 추구하는 추세에 따라 요즘에는 배터리 전원 회로를 완전히 차단하는 기계적인 스위치보다는 쓰기 쉽고 간편한 터치스위치를 선호한다. 이러한 추세에 부응하는 과정에서 스위치 기능을 하는 스위치 전원 회로의 역할이 중요하다. 또한, 스위치 기능을 하는 회로에서의 소비 전력은 특수 용도로 쓰이는 배터리일 경우 그 배터리의 안전성과 효율적인 사용에 영향을 주는 경우가 있기 때문에 전력 소비가 없는 스위치 기능 회로의 구현 필요성이 대두되었다.
하지만, 종래의 스위치 기능의 회로 구성은 배터리에 연결되어 있는 동안 전류가 계속해서 흐르는 구성이다. 이를 구체적으로 설명하기 위해 도 1을 참조한다. 여기서 도 1은 종래의 소프트 파워 온오프 스위치 기능 회로의 개략도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 배터리(도시하지 않음)와 연결된 전원공급부(100)는 스위치 제어 소자(120)의 제어 신호에 따라 전계효과 트랜지스터(FET)(110)가 온/오프되어 전원을 필요로 하는 각 구성부에 전원을 공급/차단하게 된다. 그리고 스위치 제어 소자(120)는 전원 온오프 신호 발생부(130)를 통해 입력되는 연속적인 하이(High) 또는 로우(Low) 신호에 따라 전계효과 트랜지스터(110)를 온/오프하는 역할을 한다. 그리고 전원 온오프 신호 발생부(130)에는 입력되는 연속적인 하이(High) 또는 로우(Low) 신호가 입력되어야 하는데 이를 위해 전원 온/오프의 상태 유지 회로 등 관련 회로 구성 부분(도시되지 않음)이 더 필요하기 때문에 종래의 기술에서의 회로 구성은 복잡하게 된다. 상기한 스위치 제어 소자(120)로서는 MAX 1614가 사용된다.
상기한 바와 같이 종래에는 일부 배터리의 경우에 있어서 스위치 기능 회로에 배터리가 연결된 상태로 장시간 방치되면 배터리의 안전성 및 효율성을 위해 이를 보호하는 보호회로가 있더라도 작은 전류가 흐르게 되어 그 안정성을 보장할 수 없게 된다.
따라서 본 발명은 소프트 파워 온/오프(Soft Power On/Off) 스위치 기능의 회로에 배터리가 연결된 상태에서 전류가 계속적으로 흐르는 것을 막기 위해 전원 제어를 할 수 있는 소프트 파워 온/오프 스위치 기능의 절전 회로를 구현하여 전력 소비를 없앰으로써 스위치 기능 회로 구성에 있어서 경제적 부담을 줄이고 안전성을 높일 수 있는 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소프트 스위치를 적용한 절전 회로에 있어서, 사용자에 의해 전원 온/오프되면 전원 제어 신호를 발생시켜 출력하는 스위치부와, 상기 스위치부에 연결되고 상기 스위치부로부터 전원 제어 신호를 입력받으면 상기 전원 제어 신호에 응답하여 전원으로부터의 전원 전압을 출력하는 전원출력부와, 상기 전원출력부에 연결된 입력단 및 출력단을 가지며 상기 전원 출력부로부터 전원 전압을 입력받으면 상기 전원 전압을 상기 전원 출력부로 인가하는 파워굿공급부와, 상기 스위치부에 연결되며 상기 스위치부로부터 전원 제어 신호가 출력되면 이를 검출하여 전원 제어 신호를 출력하는 전원검출부와, 상기 전원검출부로부터 전원 제어 신호 출력시 소프트웨어적으로 전원 오프를 검출하고 소프트웨어 파워 오프 신호를 출력하는 소정의 프로그램에 의해 상기 소프트웨어 파워 오프 신호가 인가되면 전원 제어 신호를 상기 전원출력부에 인가하여 상기 전원 출력부의 동작을 중지시키는 소프트전원제어부를 포함함을 특징으로 하는 소프트 스위치를 적용한 절전 회로임을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어가 가능한 소프트 파워 온오프 스위치 회로 부분에서의 배터리 전원 소비를 차단하기 위한 과정을 설명한다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 절전 소프트 파워 온오프 스위치 기능의 회로 부분에 대한 개략도인 도 2를 참조한다.
도 2를 참조하여 설명하면, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 배터리의 전원을 소비하지 않기 위해 원터치의 에너지로 스위치 기능을 완료할 수 있는 회로 구성을 도시하고 있다. 본 발명은 한 개의 주전원 스위치 SW1만으로 피제어 기기에 흐르는 전원을 제어하고, 이를 소프트웨어 프로그램을 통해 제어함으로써 회로 구성에 있어서 원가 절감되는 것으로 이를 첨부한 도면인 도 2에 의하여 상세히 설명하면 후술하는 바와 같다.
본 발명은 사용자에 의해 스위치 SW1가 원터치로 온되면 그 순간 공급된 전원 출력을 피드백(Feedback)시켜 스위치 회로의 상태를 유지하도록 구성되며, 회로의 동작을 운용하는 프로그램을 통해 전원 오프 요청이 있는지 감지하여 감지된 요청에 따라 스위치를 오프함으로써 전원 공급에 관한 동작을 프로그램을 통해 종료시키는 것이 가능한 구성이다.
전술한 바를 상세히 설명하면, 후술하는 바와 같다. 먼저, 스위치부(210)는 트랜지스터 Q1, 저항 R1, 저항 R2, 저항 R3, 저항 R4, 스위치 SW1으로 구성되며 이동 통신 단말기 및 이동 통신 관련 장비의 해당 동작을 수행하기 전의 전원을 차단하는 기능을 한다.
그리고 전원출력부(220)는 다이오드 D1, 저항 R5, 저항 R8, 트랜지스터 Q2, 저항 R6, 저항 R7, 제너 다이오드 D5, 전계효과 트랜지스터 Q3 (FET : Field Effect Transistor)로 구성된다. 스위치부(210)에서의 전원 온 신호에 대응하여 전압 출력을 파워굿공급부(240)에 공급하는 전압 공급 기능을 한다. 이 때, 스위치부(210)에서의 전원 오프 신호에 대응하는 신호는 전원검출부(230)에 전달된다.
그리고 전원검출부(230)는 다이오드 D3, 제너 다이오드 D4, 저항 R9으로 구성되며 스위치부(210)에서의 전원 오프 신호에 대응하는 신호에 따라 전원검출부(230)에서의 신호는 회로의 동작을 운용하는 프로그램을 통해 소프트웨어 파워오프 신호(S/W POWER OFF SIGNAL)로 변환되고 이러한 신호는 소프트전원제어부(250)에 전달된다.
그리고 파워굿공급부(240)는 다이오드 D2, 저항 R10으로 구성되며, 파워굿공급부(240)는 스위치부(210)에서의 전원 온 신호에 대응하는 전압 출력을 전원출력부(220)로부터 입력받아 전원 온 상태를 유지하는 역할을 한다. 그리고 소프트전원제어부(250)는 트랜지스터 Q4, 저항 R11, 저항 R12로 구성되며 스위치부(210)의 전원 오프 신호에 따라 회로의 동작을 운용하는 프로그램을 통해 소프트웨어 파워오프 신호를 출력하고, 이러한 신호에 따라 전원출력부(220)의 동작을 중지하게 함으로써 전원 출력을 차단하는 역할을 한다.
전술한 바를 스위치 SW1의 온/오프 상태에 따른 각 구성부에서의 신호 흐름을 구체적으로 설명하면, 후술하는 바와 같다. 먼저 사용자에 의해 스위치부(210)의 구성 요소인 스위치 SW1이 눌리면 즉, 전원 온 상태가 되면 스위치 SW1와 연결되어 있는 저항 R1 및 저항 R2가 도통되어 회로 형성이 이루어지고 이러한 연결에 따라 트랜지스터 Q1 에 전원이 공급되어 트랜지스터 Q1이 동작하게 된다. 트랜지스터 Q1 의 동작에 따라 연결되어 있는 저항 R3 및 저항 R4에 전원이 공급되게 된다.
저항 R3 및 저항 R4에 전원이 공급됨에 따라 저항 R3 와 저항 R4에 전압이 인가되고 여기에 인가된 전압은 저항 R3 와 저항 R4 사이에 연결된 전원출력부(220)의 구성요소인 다이오드 D1에 공급된다. 이와 같이 다이오드 D1에 공급된 전원은 다이오드 D1과 연결되어 있는 저항 R5 및 R8에 공급되고, 저항 R5 및 R8에 공급된 전원은 트랜지스터 Q2를 동작시킨다.
트랜지스터 Q2의 동작으로 저항 R7에 공급되는 전류를 싱크(SINK)시켜 제너 다이오드 D5, 저항 R6 및 Q3로 이루어진 전계효과 트랜지스터의 구동회로를 동작시키며, 저항 R7에 전원이 공급됨과 동시에 저항 R7과 연결되어 있는 제어 다이오드 D5에도 전원이 공급되어 도통된다. 이와 함께 저항 R7과 연결되어 있는 저항 R6에도 전원이 공급되어 이러한 저항 R6 및 저항 R7과 연결되어 있는 전계효과 트랜지스터 Q3는 온 상태가 된다. 그리고나서 전원출력부(220)에서의 전압 출력의 공급을 통해 파워굿공급부(240)의 구성 요소인 다이오드 D2에 전압이 공급되고 다이오드 D2와 연결되어 있는 저항 R10에도 전압이 공급된다.
이를 통해 즉, 파워굿공급부(240)에서의 전원 공급을 통해 다시 전압이 저항 R10에 연결되어 있는 저항 R5 및 저항 R8에 인가된다. 그리고나서 저항 R5 및 저항 R8에 인가된 전압이 다시 트랜지스터 Q2를 동작시키게 되며, 이러한 트랜지스터 Q2의 동작으로 저항 R7 및 이와 연결되어 있는 제어 다이오드 D5에도 전원이 공급되며, 저항 R7과 연결되어 있는 저항 R6에도 전원이 공급되어 전계효과 트랜지스터 Q3는 온 상태가 된다. 전술한 과정을 통해 반복적으로 전원 공급이 피드백되어 전원 온 상태가 유지되게 된다.
한편, 먼저 사용자에 의해 스위치부(210)의 구성 요소인 스위치 SW1을 통해 전원 오프 요청이 있으면, 즉, 전원 오프를 동작시키기 위해 사용자에 의해 스위치 SW1가 눌리면, 스위치 SW1 과 연결되어 있는 저항 R1 및 저항 R2가 도통되어 회로 형성이 이루어지고 이러한 연결에 따라 트랜지스터 Q1 에 전원이 공급되어 트랜지스터 Q1이 동작하게 된다. 트랜지스터 Q1 의 동작에 따라 트랜지스터 Q1 에 연결된 저항 R3 및 저항 R4에 전원이 공급되게 된다.
여기서 저항 R3와 저항 R4 사이에 인가되는 전압은 저항 R3 및 저항 R4와 연결되어 있는 전원검출부(230)의 구성 요소인 다이오드 D3에 공급되고, 이러한 다이오드 D3와 연결되어 있는 저항 R9에 전압이 공급됨과 동시에 이러한 저항 R9과 연결되어 있는 제너 다이오드 D4에도 전압이 인가된다. 이 때 다이오드 D3를 통해 저항 R9에 공급되고, 이러한 저항 R9을 통해 제너 다이오드 D4에 공급되는 전압에 따른 신호 즉, 소프트 파워 오프 검출 신호는 회로의 동작을 운용하는 프로그램을 통해 검출되게 하고, 이러한 검출된 신호에 대응하여 회로의 동작을 운용하는 프로그램은 소프트웨어 파워오프 신호를 출력한다.
이 때 회로의 동작을 운용하는 프로그램이 출력하는 소프트웨어 파워오프 신호는 소프트전원제어부(250)에 입력되어 저항 R11 및 이와 연결된 저항 R12에 인가되고, 이에 따라 트랜지스터 Q4가 동작하게 되며, 저항 R11 및 저항 R12에 인가되는 소프트웨어 파워오프 신호는 트랜지스터 Q4와 연결된 전원 입력부(220)의 트랜지스터 Q2에 전달되어 동작을 멈추게 한다. 트랜지스터 Q2의 동작이 중지됨과 동시에 이와 연결되어 있는 전계효과 트랜지스터 Q3는 오프됨으로써 전원 출력이 차단되어 전원 오프 상태가 유지되게 된다. 상술한 바와 같이 소프트 파워 온/오프 스위치 기능의 절전 회로에서의 전원 제어과정은 크게 전원 소모가 없는 회로 차단 과정, 전원 스위치 SW1의 온 동작에 따른 전원 온 상태 유지를 위한 과정 및 전원 스위치 SW1의 오프 동작에 따른 전원 오프 상태 유지를 위한 과정으로 나뉘어진다.
상술한 바와 같이 본 발명은 이동 통신 단말기 및 이동 통신 관련 장비에서 소프트 파워 온/오프 스위치 기능의 절전 회로를 구현함으로써 전력 소모를 줄임으로써 경제적 부담을 줄일 수 있는 잇점이 있다. 그리고 종래의 전원 온/오프 상태 유지회로 등의 복잡했던 관련 회로를 사용하지 않음으로써 회로의 구성이 단순하여 고장의 우려가 없게 되었다. 또한 종래 회로에서의 스위치 제어소자(IC)의 사용전압을 고려할 필요가 없게 되어 전압 제한이 없어졌으며 전력 소비가 없어 안전성을 높일 수 있는 잇점이 있다.
도 1은 종래의 소프트 파워 온오프 스위치 기능 부분 회로도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 절전 소프트 파워 온오프 스위치 기능의 회로 부분에 대한 회로도.

Claims (2)

  1. 소프트 스위치를 적용한 절전 회로에 있어서,
    사용자에 의해 전원 온/오프되면 전원 제어 신호를 발생시켜 출력하는 스위치부와,
    상기 스위치부에 연결되고 상기 스위치부로부터 전원 제어 신호를 입력받으면 상기 전원 제어 신호에 응답하여 전원으로부터의 전원 전압을 출력하는 전원출력부와,
    상기 전원출력부에 연결된 입력단 및 출력단을 가지며 상기 전원 출력부로부터 전원 전압을 입력받으면 상기 전원 전압을 상기 전원 출력부로 인가하는 파워굿공급부와,
    상기 스위치부에 연결되며 상기 스위치부로부터 전원 제어 신호가 출력되면 이를 검출하여 전원 제어 신호를 출력하는 전원검출부와,
    상기 전원검출부로부터 전원 제어 신호 출력시 소프트웨어적으로 전원 오프를 검출하고 소프트웨어 파워 오프 신호를 출력하는 소정의 프로그램에 의해 상기 소프트웨어 파워 오프 신호가 인가되면 전원 제어 신호를 상기 전원출력부에 인가하여 상기 전원 출력부의 동작을 중지시키는 소프트전원제어부를 포함함을 특징으로 하는 소프트 스위치를 적용한 절전 회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전원 출력부는 상기 스위치부로부터 인가되는 전원 제어 신호에 따라 온되어 전원으로부터의 전원 전압을 출력하고 상기 소프트전원제어부로부터 인가되는 전원 제어 신호에 따라 오프되어 전원으로부터의 전원 전압을 출력하지 않는 전계효과 트랜지스터(FET)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 스위치를 적용한 절전 회로.
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