KR20070049362A

KR20070049362A - 컴퓨터시스템 및 그 어댑터

Info

Publication number: KR20070049362A
Application number: KR1020050106457A
Authority: KR
Inventors: 차재덕
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-11

Abstract

본 발명은 본체와 어댑터를 구비하는 컴퓨터시스템에 관한 것으로서, 상기 본체는, 상기 어댑터로부터의 전류에 의해 상기 본체에 공급되는 전압이 충전되는 충전지부를 포함하며, 상기 어댑터는, 상용전원으로부터 공급되는 전류를 정류하는 정류부와; 상기 정류부의 출력 전압을 평활시키는 평활부와; 상기 평활부의 출력 전압을 변환시켜 상기 충전지부로 출력하는 변압부와; 상기 변압부의 전압 변환 동작을 스위칭하는 스위칭부와; 상기 충전지부에 충전되는 전압을 평가하여 상기 전압이 소정 범위 내에 있도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의하여, DC-DC 컨버팅 효율을 향상시킬 수 있으며, 부품 수를 줄여 제조 코스트가 감소시킬 수 있다.

어댑터, 배터리, 컨버터, 충전

Description

컴퓨터시스템 및 그 어댑터{COMPUTER SYSTEM AND ADAPTOR THEREFOR}

도 1은 종래의 휴대용 컴퓨터시스템의 전원공급회로를 도시한 블록도이며,

도 2는 종래의 휴대용 컴퓨터시스템의 어댑터의 내부 구성을 도시한 회로도이며,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 컴퓨터시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며,

도 4는 본 발명의 일실시예의 컴퓨터시스템의 내부 구성을 도시한 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 컴퓨터시스템 110 : 어댑터

120 : 본체 111 : 정류부

112 : 평활부 113 : 변압부

114 : 스위칭부 115 : 제어부

121 : 충전지부

본 발명은 컴퓨터시스템 및 그 어댑터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 DC-DC 컨버팅 효율이 높고 부품 수를 줄여 제조 코스트가 감소되는 휴대용 컴퓨터시스템 및 그 어댑터에 관한 것이다.

컴퓨터시스템, 특히, 노트북컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨터시스템(mobile PC system)은 본체와 본체에 연결되어 본체에 전압을 공급하기 위하여 AC를 DC로 변환하는 어댑터를 구비할 수 있다. 본체는 어댑터로부터의 전원의 공급 및 충전을 위한 전원공급회로를 구비한다.

도 1은 종래의 휴대용 컴퓨터시스템의 전원공급회로(1)를 도시한 블록도이다. 전원공급회로(1)는 필터(11), 컨버터(12), 배터리(13) 및 충전제어부(14)를 구비한다. 필터(11)는 어댑터의 출력을 입력 받으며, 어댑터에서 유입되는 서지(surge) 전류 등으로부터 회로를 보호하도록 필터링을 한다. 어댑터에서 공급되는 전압(Vdc)의 크기는 19[V] 정도일 수 있다. 컨버터(12)는 어댑터에서 공급되는 전압(Vdc)을 소정 크기의 전압(Vbat)으로 변환한다. 컨버터(12)는 동기식 벅 컨버터(synchronous buck converter), boost형 컨버터, buck/boost형 컨버터 등일 수 있다. 배터리(13)에는 컨버터(12)의 출력 전압(Vbat)에 의한 전류(Is)가 유입되며, 이에 의해 본체에 공급되는 전압이 충전된다.

충전제어부(14)는 어댑터의 연결 여부에 따라 스위치(Q11 및 Q12)를 제어한다. 어댑터가 본체에 연결되는 경우, 충전제어부(14)는 스위치(Q11)를 온시켜, 본체로 전원(Vdc)을 공급함과 동시에, 배터리(13)를 충전한다. 어댑터가 본체로부터 제거되는 경우, 충전제어부(14)는 스위치(Q12)를 온시켜, 배터리(13)에 충전된 전 압(Vdc)을 본체로 공급한다. 이 때, 배터리(13)의 충전 동작은 멈추게 된다.

도 2는 종래의 휴대용 컴퓨터시스템의 어댑터(2)의 내부 구성을 도시한 회로도이다. 어댑터(2)는 상용전원으로부터 공급되는 전류를 정류하는 정류부(21)와, 정류된 전류를 평활시키는 평활부(22)와, 평활된 전류의 전압을 본체에 공급하고자하는 크기의 전압으로 변환시키는 변환부(23)를 구비한다.

정류부(21)는 교류의 극성에 따라 전류를 한쪽 방향으로만 흐르도록 하는 4개의 정류 다이오드(D21 내지 D24)를 구비한다. 평활부(22)는 정류부(21)에 병렬 연결된 캐패시터(C21)를 구비한다. 변환부(23)는 1차코일에 흐르는 전류의 변동에 따라 2차코일에 권선비(N:1)에 대응하는 크기의 전류를 흐르게 하는 트랜스포머(23b)와, 트랜스포머(23b)에 의해 유도된 전류에 기초한 DC전압(Vout)을 출력하는 다이오드(D25)와 캐패시터(C22)를 구비한다. 변환부(23)는 트랜스포머(23b)의 1차코일에 있어서의 전류의 흐름을 단속하는 스위치(Qsw)와 스위치(Qsw)를 제어하는 제어부(23a)를 더 구비한다. 제어부(23a)는 출력 전압(Vout)을 피드백 받아 이를 평가하고, 출력 전압(Vout)이 소정 크기 범위에 있도록 스위치(Qsw)에 PWM신호를 공급하여 스위치(Qsw)를 스위칭 제어한다.

그런데, 종래의 휴대용 컴퓨터시스템에 의하면, 어댑터가 연결된 경우 본체에 공급되는 전압(Vdc)의 범위는, 예컨대, 19V 어댑터, 3S 배터리를 사용할 경우, 약 9 내지 19[V] 정도로 광범위하다고 할 수 있다. 반면, 충전이 완료된 배터리(13)로부터 본체에 공급되는 전압(Vdc)의 범위는 3S 배터리를 사용할 경우, 약 9 내지 12.6[V] 정도이므로, 어댑터가 연결된 경우보다는 범위가 좁다. 즉, 종래의 휴대용 컴퓨터시스템에 의하면, 시스템의 측면에서 볼 때 DC-DC 컨버팅 효율이 낮다는 문제가 있다.

한편, 종래의 휴대용 컴퓨터시스템에 의하면, 어댑터의 변환부(23)와 본체의 컨버터(12) 모두에서 DC-DC 컨버팅을 수행하고 있다. 이는 시스템 전체로 볼 때, 회로소자의 이용 효율이 낮다는 문제가 될 수 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, DC-DC 컨버팅 효율이 높고 부품 수를 줄여 제조 코스트가 감소되는 컴퓨터시스템 및 그 어댑터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 본체와 어댑터를 구비하는 컴퓨터시스템에 있어서, 상기 본체는, 상기 어댑터로부터의 전류에 의해 상기 본체에 공급되는 전압이 충전되는 충전지부를 포함하며, 상기 어댑터는, 상용전원으로부터 공급되는 전류를 정류하는 정류부와; 상기 정류부의 출력 전압을 평활시키는 평활부와; 상기 평활부의 출력 전압을 변환시켜 상기 충전지부로 출력하는 변압부와; 상기 변압부의 전압 변환 동작을 스위칭하는 스위칭부와; 상기 충전지부에 충전되는 전압을 평가하여 상기 전압이 소정 범위 내에 있도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템을 제공한다.

상기 제어부는, 상기 충전지부에 유입되는 전류에 기초하여 상기 스위칭부를 제어할 수 있다. 상기 어댑터는, 상기 충전지부에 유입되는 전류 및 상기 충전지부 에 충전되는 전압을 나타내는 피드백신호를 상기 제어부에 전달하는 포토커플러를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 정류부에 의해 정류된 전류에 기초하여 상기 스위칭부를 제어할 수 있다.

본 발명의 상기 목적은, 충전지부를 구비하는 컴퓨터시스템용 어댑터에 있어서, 상용전원으로부터 공급되는 전류를 정류하는 정류부와; 상기 정류부의 출력 전압을 평활시키는 평활부와; 상기 평활부의 출력 전압을 변환시켜 상기 충전지부로 출력하는 변압부와; 상기 변압부의 전압 변환 동작을 스위칭하는 스위칭부와; 상기 충전지부에 충전되는 전압을 평가하여 상기 전압이 소정 범위 내에 있도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템용 어댑터에 의해서도 달성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 컴퓨터시스템(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 본 실시예의 컴퓨터시스템(100)은 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨터시스템이다. 컴퓨터시스템(100)은 본체(120)와 교류인 상용전원을 직류로 변환하여 본체(120)에 공급하는 어댑터(110)를 포함한다.

본체(120)는 전압이 충전되는 충전지부(121)를 포함한다. 충전지부(121)는 예컨대, 3S배터리 등으로 구현될 수 있다. 어댑터(110)는 정류부(111)와, 평활부(112)와, 변압부(113)와, 스위칭부(114)와, 제어부(115)를 포함한다. 정류부(111)는 상용전원으로부터 공급되는 전류를 정류한다. 평활부(112)는 정류부(111)의 출력 전압을 평활시킨다. 변압부(113)는 평활부(112)의 출력 전압을 소정의 크기의 전압으로 변환시킨다. 스위칭부(114)는 변압부(113)에 유입되는 전류를 단속한다. 제어부(115)는 충전지부(121)에 충전되는 전압을 평가하여, 그 전압이 소정 범위에 있도록 스위칭부(114)를 제어한다.

도 4는 본 실시예의 컴퓨터시스템(100)의 내부 구성을 도시한 회로도이다. 본체(120)와 어댑터(110)는 연결부(130)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 연결부(130)는 노이즈를 방지하기 위하여 쉴드와이어(shield wire)나 광섬유(optical fiber) 등의 도선으로 구현될 수 있다. 연결부(130)를 통하여 전압(Vout), 전압(Vbat), 접지, 전류(Ic) 등의 신호가 연결된다.

정류부(111)는 교류의 극성에 따라 전류를 한쪽 방향으로만 흐르도록 하는 4개의 정류 다이오드(D1 내지 D4)를 포함한다. 평활부(112)는 정류부(111)에 병렬 연결된 캐패시터(C1)를 포함한다. 변압부(113)는 1차코일에 흐르는 전류의 변동에 따라 2차코일에 권선비(N:1)에 대응하는 크기의 전류를 흐르게 하는 트랜스포머(113a)를 포함한다. 스위칭부(114)는 트랜스포머(113b)의 1차코일에 있어서의 전류의 흐름을 단속하는 스위치(114a)를 포함한다. 스위치(114a)는 FET 등으로 구현될 수 있다. 어댑터(110)는 트랜스포머(113a)에 의해 유도된 전류에 기초한 DC전압(Vout)을 출력하는 다이오드(D5)와 캐패시터(C2)를 더 포함할 수 있다.

본체(120)는 충전지부(121)에 일정한 전압(Vbat)이 공급되도록 하는 캐패시터(C3)를 더 포함한다. 어댑터(110)가 연결부(130)를 통하여 본체(120)에 연결되는 경우, 캐패시터(C2)의 전압(Vout)에 의한 전류(Ic)가 흐르게 되며, 이 전류(Ic)에 의해 캐패시터(C3)에 전압(Vbat)이 충전된다.

제어부(115)는 전압(Vbat) 및 전류(Ic)를 피드백 받아 이에 기초하여 충전지부(121)에 충전되는 전압을 평가하고, 출력 전압(Vout)이 소정 크기 범위에 있도록 스위치(114a)를 제어한다. 제어부(115)는 정류부(111)에서 출력되는 전류(Is)를 모니터링하여, 전류(Is)가 소정 범위를 초과하는 경우, 소정의 기준전류를 감소시켜 충전지부(121)에 충전되는 전압을 유지시킬 수 있다. 이 경우, 제어부(115)는 전류(Is)를 상기 기준전류와 비교하여 그 비교 결과에 기초하여 스위치(114a)를 제어한다.

어댑터(110)는, 어댑터(110)와 본체(120)의 접지(GND) 전위의 차이를 해소하기 위하여, 제어부(115)와 연결부(130)에 개재되어 양자를 절연하는 포토 커플러(photo coupler, 116)를 더 포함한다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 어댑터(110)에서 본체(120)로 공급되는 전압을 직접 제어할 수 있어서(충전지부(121)의 전압만이 본체(120)로 공급되며 어댑터(110)의 다른 전압이 공급되지 않음) 그 전압의 범위를, 예컨대 3S 배터리를 사용할 경우, 약 9 내지 12.6[V] 정도로 줄일 수 있으므로, 본체의 측면에서 볼 때 NVDC(narrow Vdc)를 구현할 수 있고, DC-DC 컨버팅 효율이 향상될 수 있다. 또한, 어댑터(110)에만 DC-DC컨버터가 구비되고, 본체(120)에서는 DC-DC컨버터를 구비하지 않아도 되므로, 본체(120)의 부품 수를 줄여 제조코스트를 감소시키고 부피를 줄일 수 있으며, 시스템 전체적으로 회로소자를 효율적으로 이용할 수 있다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, DC-DC 컨버팅 효율이 높고 부품 수를 줄여 제조 코스트가 감소되는 컴퓨터시스템 및 그 어댑터를 제공할 수 있다.

Claims

본체와 어댑터를 구비하는 컴퓨터시스템에 있어서,

상기 본체는, 상기 어댑터로부터의 전류에 의해 상기 본체에 공급되는 전압이 충전되는 충전지부를 포함하며,

상기 어댑터는,

상용전원으로부터 공급되는 전류를 정류하는 정류부와;

상기 정류부의 출력 전압을 평활시키는 평활부와;

상기 평활부의 출력 전압을 변환시켜 상기 충전지부로 출력하는 변압부와;

상기 변압부의 전압 변환 동작을 스위칭하는 스위칭부와;

상기 충전지부에 충전되는 전압을 평가하여 상기 전압이 소정 범위 내에 있도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 충전지부에 유입되는 전류에 기초하여 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
제2항에 있어서,

상기 어댑터는, 상기 충전지부에 유입되는 전류 및 상기 충전지부에 충전되 는 전압을 나타내는 피드백신호를 상기 제어부에 전달하는 포토커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 정류부에 의해 정류된 전류에 기초하여 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
충전지부를 구비하는 컴퓨터시스템용 어댑터에 있어서,

상용전원으로부터 공급되는 전류를 정류하는 정류부와;

상기 정류부의 출력 전압을 평활시키는 평활부와;

상기 평활부의 출력 전압을 변환시켜 상기 충전지부로 출력하는 변압부와;

상기 변압부의 전압 변환 동작을 스위칭하는 스위칭부와;

상기 충전지부에 충전되는 전압을 평가하여 상기 전압이 소정 범위 내에 있도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템용 어댑터.