KR20110019384A - 일차측 제어 회로 및 초저전력 아이들 동작을 위한 방법 - Google Patents

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KR20110019384A
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리차드 쥐. 듀보스
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아이고, 인크.
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Abstract

아이들 모드 중의 전력 소비를 활동 전력의 약 1/10 내지 1/1000 이하와 같은 초저의 레벨로 감소시키기 위한 방법 및 회로가 개시된다. 초저전력 아이들 전원은, 1차 회로, 2차 회로, 및 제어 회로를 포함한다. 제어 회로는 1차 회로의 거동을 모니터링하여, 아이들 상태 또는 무부하 상태가 존재하는지 여부를 판정하고, 존재한다고 판정하면, 1차 회로가 연결해제된다. 1차 회로를 연결해제시킴으로써, 초저전력 아이들 전원의 전력 소비가 초저의 레벨로 감소된다.

Description

일차측 제어 회로 및 초저전력 아이들 동작을 위한 방법{PRIMARY SIDE CONTROL CIRCUIT AND METHOD FOR ULTRA-LOW IDLE POWER OPERATION}
본 발명은 전자 장치들에서 소비 전력을 감소시키는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전원 또는 전력 장치에 있어서 초저전력 아이들 모드를 시작시키는 회로 및 방법에 관한 것이다.
저전력 소비 및 친환경 소비자 장치에 대한 증가하는 요구는 "그린" 기술의 전원 회로에 대한 관심을 불러 일으켰다. 예를 들어, 연속적으로 "플러그인" 되는 노트북 전력 어댑터는 평균적으로 아이들 모드에서 자신의 전력의 67%를 소비해버린다. 심지어 규정상의 요구사항인 0.5 watts/hour 미만의 소비를 준수하는 전력 어댑터에 있어서도, 이러한 연장된 아이들 시간은 매년 어댑터당 3000 watt-hours 까지 소비 에너지를 부가한다. 수많은 아이들 전력 어댑터들의 소비 에너지를 계산한다면, 소실되는 전력은 상당하다.
본 발명의 다양한 양태에 따르면, 전원이 켜진 장치의 아이들 모드 중의 소비 전력을, 활동 전력의 대략 1/10 내지 1/1000 이하와 같은 초저의 레벨로 감소시키는 방법 및 회로가 개시된다. 일례의 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원은, 예를 들어, 노트북 컴퓨터, 휴대 전화, 블루투스 헤드셋, 스마트폰, MP3 플레이어, 및 포터블 GPS 시스템 등의 전자 장치에 전력을 제공한다. 초저전력 아이들 전원은 1차 회로, 2차 회로, 및 제어 회로를 포함한다. 2차 회로는 격리 장치들을 통해 1차 회로에 결합된다. 1차 회로는 제어 회로로부터 제어 신호를 수신하여 1차 회로의 상태를 적절하게 제어한다.
예시적인 실시예에 있어서, 제어 회로는 전원이 켜진 장치가 아이들 모드에 있는지 여부를 모니터링하고 산정하고, 만일 그렇다면, 1차 회로의 상태를 변경하도록 스위칭 회로를 제어함으로써 1차 회로의 상태를 제어하도록 구성되는 제어 신호를 제공하는 논리 제어 회로를 포함한다. 1차 회로를 연결해제 및/또는 디스에이블(disable)시킴으로써, 전원의 전력 소비가 아이들 동작 중에 실질적으로 초저의 레벨로 감소된다.
상세한 설명과 청구항들을 참조하여 도면들과 연계하여 고려되는 때에 본 발명의 더 완전한 이해가 이루어질 수 있으며, 도면들에 있어서, 동일 참조 번호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 아이들 모드 중의 소비 전력을 감소시키기 위해 구성되는 일례의 전원의 블록도를 나타낸다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 아이들 모드 중의 소비 전력을 감소시키기 위한 1차 회로로 구성되는 일례의 전원의 또 다른 블록도를 나타낸다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 아이들 모드 중의 소비 전력을 감소시키기 위한 1차 회로로 구성되는 일례의 전원의 회로도를 나타낸다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 아이들 모드 중의 소비 전력을 감소시키기 위한 1차 회로로 구성되는 일례의 전원의 개략 회로도를 나타낸다.
도 5는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 아이들 모드 중의 소비 전력을 감소시키기 위한 1차 회로로 구성되는 일례의 전원의 개략 회로도를 나타낸다.
본 명세서에 있어서 다양한 기능적 소자들과 다양한 처리 단계들의 측면에서 본 발명을 설명할 수 있다. 이러한 기능성 소자들은 특정한 기능을 수행하도록 구성되는 임의의 수의 하드웨어 또는 구조적 소자들에 의해 실현될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명에서는 그 값이 다양한 의도하는 목적에 맞도록 적절히 구성될 수 있는 각종 전기적 장치, 예컨대, 저항, 트랜지스터, 커패시터, 다이오드, 등을 구비하는 버퍼, 전류 미러, 및 논리 장치 등의 각종 집적 소자들을 채용할 수가 있다. 또한, 본 발명은 임의의 집적 회로 적용예에 있어서 실시될 수도 있다. 그러나, 예시를 목적으로, 본 발명의 예시적인 실시예들은 본 명세서에 있어서 전원 회로들에 사용하기 위한 스위칭 전력 변환기와 연계하여 설명하고자 한다. 또한, 각종 소자들은 일례의 회로들 내의 다른 소자들과 적절히 결합되거나 연결될 수 있는 한편, 이러한 접속과 결합들은 소자들 간의 직접적인 접속에 의해 또는 그 사이에 위치하는 다른 소자들 및 장치들을 통한 접속에 의해서 실현될 수 있다.
본 발명의 다양한 양태에 따르면, 아이들 모드 중의 전력을, 활동 전력의 약 1/100 내지 1/1000 이하 등의 초저의 레벨로 감소시키기 위한 전원이 개시된다. 예시적인 실시예에 있어서, 도 1을 참조하면, 초저전력 아이들 전원(100)은 1차 회로(110), 2차 회로(120), 및 제어 회로(130)를 포함한다. 예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(100)은, 예를 들어, 노트북 컴퓨터, 휴대 전화기, 블루투스 헤드셋, 스마트폰, MP3 플레이어, 휴대형 GPS 시스템 등의 전자 장치에 전력을 제공한다. 또한, 외부 전원은 교류(AC) 또는 직류(DC)이며, 1차 회로(110)와 연결된다. 2차 회로(120)는 1차 회로(110)와 통신한다. 제어 회로(130)는 1차 회로(110)의 상태를 모니터링하고 제어한다. 제어 회로(130)가 도 1에 있어서 1차 회로(110)에 접속된 소자로서 도시되어 있는 반면, 제어 회로(130)는 1차 회로(110) 내에 집적되거나, 그렇지 않다면, 양측 소자들 모두 전원(100)의 1차측의 일부이며, 도시된 실시예는 단지 예시를 목적으로 한 것이므로, 1차 회로(110) 내에 포함되는 것으로 간주될 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 1차 회로(110)의 거동 및/또는 특징이 모니터링 및/또는 산정된다. 모니터링되는 1차 회로(110)의 거동/특징이 전자 장치가 초저전력 아이들 전원(100)으로부터 실질적으로 아무런 전력을 유입하지 않는 것으로 나타내고 있으면, 제어 회로(130)는 1차 회로(110)의 연결해제 또는 디스에이블(disable)을 가능하게 하거나 제어한다. 일 실시예에 있어서, 출력이 통상의 최대 출력 부하의 약 0 내지 1%의 범위가 되도록 실질적으로 아무런 전력의 전달을 의도하고 있지 않다. 예시적인 실시예에 있어서, 제어 회로(130)는 1차 회로 상태를 변경하고 전원(100)의 동작 모드를 변화시키도록, 예컨대, 1차 회로(110)로부터 입력 전력을 연결해제 또는 디스에이블시키도록 스위칭 회로를 제어함으로써 1차 회로(110)의 상태를 제어하도록 구성된다. 예시적인 실시예에 있어서, 제어 회로(130)는 입력 전력 레벨에 따라서 초저전력 아이들 전원(100)의 모드들을 변경시키도록 1차 회로(110)를 제어한다. 그러나, 다른 소자들과 함께 1차 회로의 동작의 속도, 전류 레벨 등의 다양한 다른 상태들이 또한 관찰 및 모니터링될 수가 있다.
1차 회로(110)를 실질적으로 디스에이블 또는 연결해제시킴으로써, 초저전력 아이들 전원(100)의 소비 전력이 감소된다. 일 실시예에 있어서, 1차 회로를 실질적으로 디스에이블시키는 것은 1차 회로(110) 스위칭 회로들이 정적(static)이며, 정전류(quiescent current)만을 끌어당기도록 구성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 1차 회로를 실질적으로 디스에이블시키는 것은 스위칭 회로들이 더 이상 스위칭하지 않고 1차 회로(110) 커패시터들 및 2차 회로(120) 커패시터들이 정적이며, 리플 전류로 충전되지 않도록 구성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 1차 회로를 실질적으로 디스에이블시키는 것은 전력이 1차 회로(110)로부터 모두 제거되도록 구성된다.
예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(100)은 3개의 모드(활성 모드, 정상적인 모드, 초저전력 아이들 모드)를 갖는다. 활성 모드는 전자 장치에 전원 투입시 초저전력 아이들 전원(100)을 활성화시키는 기능이다. 정상적인 아이들 모드는 초저전력 아이들 전원이 입력 전원에 연결되지만, 전자 장치의 전원 공급이 활발하지는 않은 경우이다. 예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(100)은 현재 상태가 초저전력 아이들 모드에 스위칭하기 전에 정상적인 아이들 모드인 것으로 검증한다.
초저전력 아이들 모드 중에, 1차 회로(110)는 실질적으로 디스에이블 또는 연결해제되며, 이는 정상적인 아이들 모드시에 비하여 전력 소비율을 실질적으로 감소시킨다. 또한, 또 다른 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(100)은 아이들 시간을 일정한 아이들에서 긴 기간의 0 전력 및 짧은 기간의 아이들 전력으로 변경하기 위하여 낮은 듀티 사이클의 "웨이크 업(wake up)" 기간을 포함할 수도 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 이러한 주기적인 "웨이크 업" 시간 중에, 초저전력 전원(100)은 2차 회로(120) 상에 출력을 제공하도록 동작한다. 1차 회로(100)는 연결된 전자 장치가 아이들 전력 이상을 원하다면 온(ON)인 채로 유지되도록 구성된다. 일단 2차 회로(120)로부터 인출된 전력이 아이들 모드로 복귀하였다면, 초저전력 전원(100)은 일정 시간 후에 초저전력 아이들 모드에 진입하게 된다.
예시적인 실시예에 따라서, 도 2를 참조하면, 초저전력 아이들 전원(200)은 1차 회로(210), 2차 회로(220), 및 제어 회로(230)를 포함한다. 안전 경계(250)는 1차 회로(210) 및 2차 회로(220)를 분리시킨다. 초저전력 아이들 전원(200)은 AC 또는 DC일 수 있는 전원 입력(201)을 수신하고, AC 또는 DC일 수 있는 전원 출력(202)을 전자 장치에 전송한다.
예시적인 실시예에 있어서, 1차 회로(210)는 입력 회로(212), 에너지 저장부(214), 및 변조기(216)를 포함한다. 입력 회로(212)는 1차 회로(210)에 대한 입력 전력을 보호, 필터링, 및/또는 정류하도록 구성된다. 일 실시예에 있어서, 입력 회로(212)는 입력 EMI 필터들 및 정류기를 포함하며, 보호, 필터링, 및/또는 정류를 위한 임의의 다른 장치들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 입력 회로(212)는 1차 회로(210) 내의 소자들에 대한 전원 입력을 디스에이블 또는 연결해제하도록 구성되는 제어형 스위치를 포함한다. 또한, 에너지 저장부(214)는 정류된 직류 전류의 평활화 및 에너지 저장을 위하여 구성된다. 에너지 저장부(214)는 에너지 저장 커패시터, 또는 임의의 다른 에너지 저장 장치 또는 회로를 포함할 수 있다. 변조기(216)는, 예를 들어, 변압기 등의 유전 격리 장치를 구동하기 위하여 구성된다. 예시적인 실시예에 있어서, 변조기(216)는 PWM 컨트롤러 및/또는 MOSFET를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 제어 회로(230)는 1차 회로(210)의 거동을 모니터링하여, 1차 회로(210)를 통해 전송되는 전력, 1차 회로(210) 소자들의 동작 속도, 변조기(216) 내의 펄스들의 폭, 에너지 저장부(214)에 포함되는 저장 커패시터 내의 리플 전류, AC 입력(201)으로부터의 입력 전류, 1차 회로(210) 내의 손실성 소자들의 온도, 및/또는 1차 회로(210) 내의 스위치 회로들을 통한 전류 흐름 중 적어도 하나 또는 그 조합에 기초하여 초저전력 아이들 전원(200)의 모드의 제어를 가능하게 한다. 예를 들어, 출력 부하가 약 10 초 동안 실질적으로 낮은 전력에 있다면, 제어 회로(230)는 초저전력 아이들 전원(200)을 초저전력 아이들 모드로 변경하도록 할 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(200)은 정상적인 전력 모드에 복귀하기 전에, 일정 기간 동안, 예를 들어, 수십 분 동안 초저전력 아이들 모드에 유지된다. 1차 회로(210)의 거동이 정상적인 전력 모드로의 복귀에 대한 실질적인 출력 부하 요구사항을 나타낸다면, 제어 회로(230)는 정상적인 아이들 모드가 검출될 때까지 정상적인 동작 모드에 초저전력 아이들 전원(200)을 유지시킨다. 예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(200)의 모드는 선택된 기준으로 인해 변경되며, 기준은 고정된 기준, 템플릿, 및/또는 학습된 기준을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 제어 회로(230)는 논리 제어부(240) 및 전력 제어부(232)를 포함한다. 논리 제어부(240)는, 예컨대, 변조기(216)의 동작을 모니터링함으로써 1차 회로(210)를 모니터링하고, 1차 회로에 정보를 피드백하는 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 예시적인 실시예에 있어서, 논리 제어부(240)는 모니터링 및 제어 장치를 포함한다. 모니터링 및 제어 장치는 조합 논리 머신, 상태 머신, 및/또는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 모니터링 및 제어 장치는 또한 변조기(216)의 동작을 모니터링하도록 구성되는 수동 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조합 논리 머신, 상태 머신, 및/또는 마이크로프로세서를 포함할 수 있는 전력 제어부(232)는, 예컨대, 변조기(216)의 동작을 제어함으로써 1차 회로(210)의 동작을 제어한다. 전력 제어부(232)는 바이폴라 트랜지스터 또는 MOSFET를 활용하여 스위치를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 전력 제어부(232)는 논리 제어부(240)로부터 제어 신호를 수신하고, 스위치(S1, S2, S3, 및/또는 S4)들의 동작을 제어하는 등에 의해 변조기(216)의 일부를 인에이블 또는 디스에이블시킬 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 1차 회로(210)는 변압기(319)를 통해 2차 회로(220)에 전력을 전달한다. 또한, 1차 회로(210)는 제1 접지(315)에 연결되며, 2차 회로(220)는 안전 경계(250)에 의해 격리된 제2 접지(325)에 연결된다. 전파 브릿지(full wave bridge) 회로(314), 적분기(316), 저항(R1) 및/또는 기타의 소자를 갖는 전류-전압 변환기(317), 및 에너지 저장부(214)를 포함하는 것에 더하여, 1차 회로(210)는 또한 PWM(Pulse Width Modulator) 컨트롤러(311), 및 MOSFET(313)을 갖는 변조기(216)로 구성될 수 있다.
PWM 컨트롤러(311) 및 MOSFET(313) 등의 변조기(216) 내의 소자들은, 변압기(319)를 구동하여 전력을 변압기(319)의 1차측(좌측)으로부터 2차측(우측)으로 전력을 전달하도록, 입력 회로(212)로부터의 입력 DC를 고주파율로 촙핑(chopping)한다. 촙핑 속도 또는 듀티 싸이클은 출력(202) 상의 부하에 정비례한다.
예시적인 실시예에 있어서, PWM 컨트롤러(311)는 초저전력 아이들 전원(200)이 초저전력 아이들 모드로 변경해야 하는 것을 나타내는 거동을 위하여 논리 제어부(240)에 의해 모니터링될 수 있다. PWM 컨트롤러(311)는 온/오프 상태 및 변조율을 갖는 이산 소자를 포함한다. PWM 컨트롤러(311)의 온/오프 상태는 2차 회로(220)에 전송되는 전력을 제어한다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, PWM 컨트롤러(311)로부터 MOSFET(313) 등의 변조기(216) 내의 트랜지스터 스위치에 향하는 펄스들의 속도는 실질적으로 전원 출력(202)에서 전달되는 출력 전력에 영향을 미친다. 또 다른 실시예에 있어서, PWM 컨트롤러(311)는 전원 출력(202)에서의 전력을 제어하기 위하여 고정 속도의 가변폭 펄스 트레인(pulse train)을 사용할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, PWM 컨트롤러(311)는 또한 2차 회로(220)에 전송되는 전력을 제어하기 위하여 속도와 폭의 조합을 사용할 수도 있다.
예시적인 실시예에 있어서, PWM 컨트롤러(311)에 의해 정상적인 가벼운 부하 상태가 검출되는 때에는, 속도와 펄스폭이 실질적으로 정상적인 부하 상태 미만으로 감소된다. 예시적인 실시예에 있어서, 실질적으로 정상 미만이라는 것은, 약 1 내지 90 watts의 범위의 부하의 상태 중에서 약 1 kHz 미만의 펄스 속도인 것으로 정의된다. 또 다른 실시예에 있어서, 실질적으로 정상 미만이라는 것은, 아이들 상태 중에서 밀리초(milliseconds) 단위의 기간 중에 마이크로초(microseconds) 단위의 펄스 폭인 것으로 정의된다. PWM 컨트롤러(311)의 출력 속도의 이러한 변화는 입력(IN1)에서 샘플링 또는 검출될 수 있다. 예를 들어, PWM 컨트롤러(311)의 DRV 출력은 논리 제어부(240)에 의해 샘플링될 수 있으며, 구동 펄스들의 속도(주파수)가 측정될 수 있다. 저전력 레벨에서, PWM 컨트롤러(311)는 "싸이클 스킵핑(cycle skipping)"이라고 하는 저펄스 속도 모드에서 동작하게 되다. 싸이클 스킵핑은 주로 전원 출력(202)에서 부하가 약 20 watts 미만인 때에 발생하며, 펄스 속도는 부하가 0부근에서부터 약 20 watts로 변함에 따라서 수백 펄스/초에서 수천 펄스/초로 변하게 된다. 또한, 이러한 낮아진 PWM 속도와 감소된 폭 모드로 천이하여 동작하는 것은, 입력(IN2)의 적분기(316)의 출력(여기서, PWM 컨트롤러(311)의 DRV 출력의 펄스 속도는 적분기(316)에 의해 적분되어 202에서의 부하에 비례하는 DC 전압을 제공할 수 있음) 및/또는 입력 IN3에서의 전류-전압 변환기(317)(여기서, MOSFET 스위치(313)에서의 전류는 저항(R1)에 의해 전압으로 변환되어, 그 결과의 전류가 전원 출력(202)에서의 부하 전류에 비례하여 변함)의 출력으로부터 관측되는 PWM 컨트롤러(311)로부터의 펄스의 속도를 모니터링하는 논리 제어부(240)에 의해 검출될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 감소된 폭은 감소된 듀티 싸이클로 설명될 수도 있으며, 여기서, 듀티 싸이클이란, PWM 신호의 속도 또는 주기에 대한 PWM 출력 펄스가 활성, 또는 하이(high), 또는 스위칭 소자를 구동하는 시간의 속도를 지칭한다.
일단 검출되면, 논리 제어부(240)는 변조기(216) 및 그렇지 않다면 1차 회로(210) 내에서의 스위칭을 보류시킴으로써 전력을 더 감소시킬 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 그 전원 입력, HV(고전압 입력), VDD(컨트롤러 동작 전압), 또는 MOSFET(313)에 대한 그 구동으로부터 PWM 컨트롤러(311)를 선택적으로 분리시키기 위한 신호들을 스위치(S1, S2, S3, 및/또는 S4)에 발신하는 논리 제어부(240)에 의해 스위칭이 보류된다.
예시적인 실시예에 따르면, 1차 회로(210)로부터의 전력은 안전 경계(250)를 횡단하여 변압기(250)를 통해 2차 회로(220)에 전달된다. 안전 경계(250)는 원하지 않는 전기의 전달을 방지하기 위하여 1차 회로와 2차 회로와의 사이에 아무런 직접적인 접촉을 만들지 않는다. 예시적인 실시예에 있어서, 안전 경계(250)는 유전 격리 소자를 포함한다. 유전 격리 소자는 변압기, 용량성 결합, 또는 광결합기를 포함할 수 있다. 또한, 유전 격리 소자는 안전 요구사항 Underwriters Laboratory 60950의 기준에 부합하기에 적합한 임의의 소자일 수 있다. 안전 규정에 따르면, 안전 경계(250)는 1차 회로(210)에 AC를 포함하며, 2차 회로로부터 DC 전력을 전송하는 실시예들에 있어서 존재한다. 추가의 실시예에 있어서, 안전 경계는 필요치 않지만 존재할 수 있거나, 또는 모두 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, DC 입력과 DC 출력을 갖는 실시예에 있어서는 안전 경계가 존재하지 않을 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 변압기(319)는 1차 권선(PW1), 2차 권선(SW1), 및 2차 권선(SW2)을 포함한다. 2차 권선(SW2)은 스위치(S3)를 통해 PWM 컨트롤러(311)에 대하여 동작 전력을 제공하는 한편, 2차 권선(SW1)은 2차 회로(220)를 위한 출력 전압을 제공한다. 1차 회로(210) 내의 다이오드(D1) 및 커패시터(C2)는 2차 권선(SW2)의 AC 출력을 정류 및 평활화하여 PWM 컨트롤러(311)에 대한 입력(VDD)이 직류 전류(DC)가 되도록 기능한다. 예시적인 실시예에 있어서, PWM 컨트롤러(311)는 에너지 저장 커패시터(214)와 통신하며 스위치(S2)에 의해 제어되는 고전압(HV) 입력을 포함한다. 일단 PWM 컨트롤러(311)가 MOSFET(313) 및 1차 권선(PW1)을 구동하자마자, VDD 입력이 정상적인 동작 전압을 제공하도록 하여, 파워 온에서 PWM 컨트롤러(311)의 기능을 시작하기 위하여 고전압(HV) 입력이 사용된다. 예시적인 실시예에 있어서, 파워 "온" 상태에서, 스위치(S1 내지 S4)들은 정상적으로 폐쇄되어, PWM 컨트롤러(311)에 전력이 투입되어 정상적으로 기능할 수 있도록 한다.
예시적인 실시예에 있어서, 2차 회로(220)는 출력 회로(222)를 더 포함한다. 출력 회로(222)는 1차 회로(210)로부터의 전력을 전자 장치에 대한 전원 출력(202)에서 소망하는 전력 부하로 변환시키도록 구성된다. 예시적인 실시예에 있어서, 출력 회로(222)는 필터 커패시터를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(200)이 AC 전력을 수신하여 DC 전력을 전송하는 경우, 출력 회로(222)는 적어도 하나의 정류기를 포함할 수 있다.
제어 회로(230)는 변조기(216)를 제어하기 위하여 스위치(S1 내지 S4)들을 제어함으로써 1차 회로(210)의 상태를 제어하도록 구성된다. 스위치들은 FET형 트랜지스터 스위치들을 포함할 수 있으며, 또는 고체 상태 또는 트라이액(Triac) 또는 래치형의 릴레이 등의 릴레이들을 포함할 수 있으며, 또는 전원에 적합한 임의의 다른 스위칭 소자 또는 메카니즘을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 제어 회로(230)는 전력 제어부(232)를 사용하여 스위치(S2 내지 S4)들을 통한 변조기(216)의 동작을 제어한다. 전력 제어부(232)는 논리 제어부(240)로부터 제어 신호를 수신하고, 스위치(S2, S3, 및/또는 S4)들을 제어함으로써 스위치 소자(216)의 일부를 인에이블 또는 디스에이블시킨다. 또 다른 실시예에 있어서, 전력 제어부(232)는 또한 스위치(S1)를 제어하여 스위치 소자(216)에 대한 전력의 전부를 효과적으로 제어할 수도 있다. 스위치 소자(216)를 인에이블 또는 디스에이블시키는 것은, 전력 제어부(232)로부터 통신되는 전력 제어 신호에 의해 지시된다. 전력 제어 신호는 적어도 2개의 상태를 갖는다: 정상적인 아이들 또는 초저의 아이들. 또한, 예시적인 실시예에 있어서, 제어 회로(230)는 자신의 현재 상태를 메모리에 유지한다. 일 실시예에 있어서, 트랜지스터 래치를 사용하여 메모리가 구현된다. 또한, 예시적인 실시예에 있어서, 제어 회로(230)의 디폴트 언프로그램드(default unprogrammed) 상태는 정상적인 아이들이다.
예시적인 실시예에 있어서, 전류 모드의 선택은 PWM 컨트롤러(311)의 이력상의 속도에 기초한다. 이러한 이력상의 속도는 PWM 컨트롤러(311)의 출력으로부터의 입력(IN1)을 모니터링하는 논리 제어부(240)에 의해 판정될 수 있다. PWM 컨트롤러(311)의 과거 속도에 기초하여 템플릿이 판정되고, 어느 모드에서 초저전력 아이들 전원이 동작하여야 하는지를 판정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 템플릿은 일단 PWM 컨트롤러(311)가 15분을 초과하여 아이들 모드에 있다면, 이러한 사용은 출력 장치가 긴 기간 동안 활성 전원을 필요로 하지 않는다는 것을 나타낼 수 있으며, 초저전력 아이들 전원이 초저전력 아이들 모드로 절환되어야 하는 것으로 판정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 초저전력 소비는 약 0.5 watts 미만이다. 또 다른 실시예에 있어서, 초저전력 소비는 활성 상태 전력의 약 1/10 내지 1/1000 이하이다. 일 실시예에 있어서, 예를 들어, 정상적인 아이들 모드 중의 전원 소비는 약 300 mW이며, 초저전력 아이들 모드 중의 전력 소비는 약 0 mW와 약 300 mW와의 사이이다.
이러한 초저전력 아이들 전원 회로는 다양한 응용예에 있어서 유용할 수 있다. 예를 들어, 초저전력 아이들 전원은 랩톱 컴퓨터, 휴대 전화기, 블루투스 헤드셋, 스마트폰, MP3 플레이어, 비디오 게임 시스템, 및 휴대형 GPS 시스템 등의 전자 장치들의 전력 공급을 위하여 사용되는 때에 소모되는 전력 소비를 줄일 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(200)은 AC 오프라인 스위처(off-line switcher)를 사용하여 전자 장치 상의 소모되는 전력 소비를 줄일 수 있다.
동작 개선을 가능하게 하고, 및/또는 피드백 정보를 제공하기 위하여 전원(200) 내에 각종 다른 특징들, 장치들, 및 기능들이 포함될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 실시예에 있어서, 도 2 또는 도 3에 도시되어 있지는 않지만, 초저전력 아이들 전원(200)은 전원의 몸체에 또는 연결 팁에 위치되는 물리적 기계적 대기 스위치를 포함할 수 있다. 대기(standby) 스위치는 초저전력 아이들 전원(200)의 모드를 활성 모드 또는 정상적인 아이들 모드로부터 초저전력 아이들 모드로 수동 변경하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 대기 스위치는 초저전력 아이들 전원(200)의 모드를 초저전력 아이들 모드로부터 활성 모드 또는 정상적인 아이들 모드로 수동 변경하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(200)은 전원의 모드를 표시하기 위한 적어도 하나의 조명 표시기를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(200)은 전력 소비에 관련된 통계를 표시하기 위한 장치를 포함한다. 예를 들어, 장치는 게이지, LCD 또는 LED 등의 디스플레이일 수 있으며, 통계는 절약된 와트수, 전력 레벨, 전원의 효율, 등을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 논리 제어부(240)는 주변 광 상태를 모니터링하여 어두운지 여부를 판정한다. 일례의 동작 방법에 따라서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 전원(200)이 먼저 전원 입력(201)에 연결되는 때에, 전원(200)이 정상적으로 동작하고, 출력 전력을 전자 출력 장치에 공급함으로써 부하 상태에 응답한다. 제어 회로(230)는 정상적인 아이들 모드에서 시작하는 한편, 논리 제어부(240)는 입력(IN1 내지 IN3)을 통해 변조기(216)의 거동을 모니터링하고, 전원 출력이 가볍게 탑재될지 또는 일부 기간에 걸쳐 탑재되지 않을지 여부를 판정한다.
예시적인 실시예에 있어서, 전원 출력 부하가 소정의 문턱치 미만일 때 정상적인 아이들에서부터 초저전력 아이들로 전원 상태가 변한다. 소정의 문척치는 고정되거나, 동적이거나, 및/또는 학습될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 가벼운 부하는 소정의 문턱치 미만에 해당하는 임의의 전원 출력 부하이다.
변조기(216)에서 가벼운 활동 또는 활동이 없음이 검출되면, 논리 제어부(240)는 변경/제어 신호를 전력 제어부(232)에 발송하게 된다. 일단 신호가 수신되면, 전력 제어부(232)는 정상적인 아이들로부터 초저전력 아이들로 상태를 변경하게 된다. 또한, 전력 제어부(232)는 다른 신호를 스위치(S2, S3, 및 S4)들과 통신하여, 스위치(S1, S2, S3, S4) 또는 그 조합을 개방함으로써 변조기(216)를 디스에이블시킨다. 일단 변조기(216)가 디스에이블되면, 스위칭 소자들에서 소모되는 전력은 제거되며, 에너지 저장부(214)로부터 매우 작은 누설 전류만이 소실된다. 그 결과, 전력을 소모하는 회로들이 분리되고, 전원(200)은 부동작(dead) 상태로 되며, 여기서, 분리 시간 중에 AC 입력에 접속된 성분들에 의해 소비되는 전력은 극히 최소화된다.
일례의 동작 방법에 있어서, 논리 제어부(240)가 전력 제어부(232)에 스위치(S1, S2, S3, 및 S4)들을 폐쇄하도록 시그널링하면, 논리 제어부(240)는 변조기(216)의 거동을 모니터링한다. 스위칭 주파수 또는 속도가 변조기(216) 내에서 증가하여, 전원 출력(202)에서 부하에 대한 요구를 나타내면, 논리 제어부(240)는 전력 제어부(232)에 상태를 정상적인 아이들 모드로 재변경하도록 시그널링한다. 예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(200)은 부하 상태가 감소된 전력 상태 또는 "제로" 전력 상태를 나타낼 때까지 정상적인 아이들 모드에 유지된다. 또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 논리 제어부(240)는 초저전력 아이들 전원 상태를 정상적인 아이들로 주기적으로 재변경하여, 2차 회로 소자들이 전력을 유지할 수 있도록 하기 위하여 내부 타이머를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 초저전력 아이들 전원(200)이 초저전력 아이들 상태에 있을지라도, 에너지 저장부(214)가 스위치(S1)를 통해 주기적으로 전원 입력(201)에 연결된다. 이는 에너지 저장부(214)를 재충전하는 지연 없이 초저전력 아이들 모드로부터 정상적인 아이들 모드 또는 활성 모드로 빠르게 천이할 수 있는 결과를 가져온다. 이는 스위칭 소자(216)들이 초저전력 아이들 모드 중에 디스에이블될지라도 일어난다. 도 4를 참조하면, 추가의 세부사항들과 동작상의 특징들이 전원(400)의 또 다른 예시적인 실시예와 연계하여 더 개시될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에 따르면, 입력 회로(212)는 입력 회로(312) 및 정류기(314)를 포함한다. 입력 회로(312)는 입력 단자(210)들에서 AC 입력 전력을 위한 RC 필터링 회로를 포함하며, 서지 보호 및/또는 필터링 기능을 제공하기 위하여 다양한 방식으로 구성되거나 재배치될 수 있다. 정류기(314)는 전파 브릿지 정류 회로를 포함할 수 있지만, 마찬가지로, 다양한 다른 정류기 구성들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 스위치(S1 내지 S4)들은 FET형 스위치들을 포함하지만, 릴레이 등의 각종의 다른 스위칭 장치들 및 소자들로 적절하게 교체될 수도 있다. 스위치(S1 내지 S4)들은 자신의 소오스들로부터 파워 드레인들을 분리하도록 구성된다. 적분기(316)는 논리 제어부(240)에 의한 사용을 위하여 다이오드(D2) 및 커패시터(C4)를 포함한다. PWM 컨트롤러(311) 및 전력 제어부(232)에 대하여 조절된 전력을 제공하기 위하여, 1차 회로(210)는 다이오드(D1), 커패시터(C2), 저항(R7), 제너 다이오드(Z1), 및 커패시터(C5)를 포함하는 회로를 더 포함한다. 2차 회로(220)는 전원 출력(202)에 의한 사용을 위하여 2차 권선(SW1)의 펄스 출력을 정류하여 필터링하도록 기능하는 다이오드(D3) 및 커패시터(C3)를 포함한다.
전원(400)의 시동 시에, 모든 FET 스위치(S1 내지 S4)들이 "폐쇄된(closed)" 상태에 있으며, 이는 전원(400)이 정상적으로 시동할 수 있도록 한다. 스위치(S1 내지 S4)들은, N 채널이 도시되어 있지만, 요구에 따라서 다양하게 N 채널 또는 P 채널일 수 있다. 입력 회로(212)의 필터링된 AC 출력은 FET 스위치(S1)을 통과하여 에너지 저장부(214)를 충전한다. 전압이 에너지 저장부(214)에서 상승함에 따라서, 전류 중 소량이 FET 스위치(S2)를 통해 저항(R4 및 R5)에 "픽오프(picked off)"되어 PWM 컨트롤러(311)의 HV 입력에 공급된다. 이러한 HV(High Voltage) 입력 전류는 PWM 컨트롤러(311) 내의 회로들을 시동하기 시작하며, PWM 컨트롤러의 출력 DRV(Drive) 상에서 단펄스(short pulses)들이 나타나기 시작한다. 이러한 펄스들은 FET 스위치(S4)를 통해 MOSFET(313)의 게이트에 진행한다. MOSFET(313)에 대한 이러한 게이트 구동은 MOSFET(313)가 스위치 온/오프하도록 하여, 이러한 스위칭이 변압기(319)의 1차 권선(PW1)을 구동시킨다. 변압기 2차 권선(SW2)은 변압기 커플링을 통해 구동 펄스들을 수신하고, 다이오드(D1)에 대하여 펄스형의 출력 전압을 제공한다. 다이오드(D1) 및 커패시터(C2)는 펄스들을 정류하여 필터링하고, 저항(R7)에 대하여 조정되지 않은 DC 전압을 생성한다. 저항(R7)의 전류는 제너 다이오드(Zq) 및 벌크 커패시터(C5)에 도달하기 전에 이러한 DC 전압을 제한한다. 커패시터(C5)는 전원(400)의 나머지가 제어 회로(230)에 의해 셧오프되는 때에 전력 제어부(232)에 계속 전력공급되도록 기능하는 큰 값의 커패시터이다. 제너 다이오드(Z1) 및 커패시터(C5) 상의 전압은 전력 제어부(232)에 의해 사용되며 또한 VDD(주전원 입력) FET 스위치(S3)를 통해 PWM 컨트롤러(311)에 공급되는 조정되고 평활화된 DC 전압이다. 일단 PWM 컨트롤러(311)가 자신의 VDD 입력 상에서 안정된 입력을 감지하면, PWM 컨트롤러(311)는 DRV 출력 상에서 펄스폭을 넓히고, 펄스들의 주파수를 증가시키게 된다. 이러한 시동 프로세스는 변압기의 2차 권선(SW1)이 더 넓은 고주파 펄스들을 수신하도록 하고, 전원 출력(202)의 D3 및 C3로부터 DC 전압 출력을 생성하도록 한다. 202에서의 전압 레벨은 당업자에 공지된 방법에 의해 PWM 컨트롤러(311)에 피드백된다(피드백 경로는 간략화를 위하여 도시 생략). 이러한 피드백 프로세스는 정규의 루프를 완성하며, 이 점에 있어서, 전원은 정상적으로 동작하고 있다.
부하 레벨 검출에 있어서, 정상적인 동작 중에 전력 레벨이 최대 출력 전력 범위에 대하여 약 20 watts에 있는 경우, PWM 컨트롤러(311)는 통상적으로 약 60 kHz(60,000 pulses per second)의 고정된 주파수에서 약 50% 듀티 싸이클까지의 변동폭의 출력 펄스들을 생성하게 된다. 이러한 출력 범위에 걸쳐 전원 출력(202)에서의 부하가 변함에 따라서, 전원(400)의 피드백은 PWM 컨트롤러(311)가 DRV 출력에서의 출력 펄스들을 조정하도록 하여, 202에서 출력 전압을 조정하도록 한다. 출력 부하가 약 20 watts 아래와 가상적으로 부하가 없는 것 사이에 있는 경우, PWM 컨트롤러(311)의 출력 펄스들은 전원 출력(202)에서의 부하에 비례하여 더 짧은 주기와 더 작은 주파수를 갖게 된다. 논리 제어부(240)는 입력(IN1 내지 IN3)에서 수신되는 이러한 펄스 정보를 사용하여 전원 출력(202)에서의 대략적인 부하를 결정하며, 전력 제어부(232)가 전원 출력(202)에서의 부하에 기초하여 변조기(216)의 기능을 변경시키도록 한다.
논리 제어부(240)가 입력(IN1 내지 IN3)들을 모니터링하여 전원 출력(202)에서 저부하 또는 제로 부하 상태가 존재함을 판정한 경우, 논리 제어부(240)는 전력 제어부(232)로 하여금 아이들 전력 레벨들을 감소시키기 위하여 1차측의 회로들을 선택적으로 분리하도록 스위치(S1 내지 S4)들을 동작시키기 위한 신호들을 발신하도록 한다. 예를 들어, 제어 회로(230)는 첫번째로 FET 스위치(S3 및 S2)를 개방하여, PWM 컨트롤러(311)에 대한 모든 전력을 제거하게 된다. 두번째로, FET 스위치(S4)가 개방되어 MOSFET(313)의 게이트에 대한 임의의 잔여 구동력을 제거하도록 될 수 있다. 이는 MOSFET(313)로 하여금 PWM 컨트롤러(311)의 DRV 출력으로부터의 누설 전류에 기인하여 턴온되는 것을 방지한다. 마지막으로, FET 스위치(S1)이 개방되어 입력 회로(212)로부터 에너지 저장부(214)에 향하는 정류된 DC를 제거한다. 높은 입력 전압에서, 에너지 저장부(214)가 계속 최대로 충전되도록 하는데 필요한 누설 전류는 상당하다. 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, S1만이 존재하여, 로우 아이들(low idle) 시에 개방되어, 모든 전력을 제거하고 초저전력 아이들 모드로의 진입을 가능하게 한다. 제어 회로(230)로 S1을 다시 폐쇄함으로써 모든 회로들의 리파워링(re-powering)을 가능하게 하여, 전원이 정상적으로 동작하도록 한다.
일단 변조기(216) 및 다른 1차측 회로들이 스위치(S1 내지 S4)들에 의해 격리되면, 벌크 커패시터(C5)의 충전에 의해 논리 제어부(240)와 전력 제어부(232)에만 전력이 투입된다. 예시적인 실시예에 있어서, 커패시터(C5)는 수십 분 동안 논리 제어부(240)와 전력 제어부(232)에 전력을 투입시키기에 충분한 만큼 큰 값을 가지게 된다. 다른 회로들이 부동작 상태, 즉, 전력이 없는 동안, 논리 제어부(240) 및 전력 제어부(232)는 커패시터(C5)로부터 나노 암페어 수준만을 인출하는 저전력 슬립(sleep) 모드에 있게 된다. 주기적으로, 논리 제어부(240)가 활성화되어 전력 제어부(232)에 커패시터(C5)를 재충전하도록 지시할 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 재충전된 커패시터(C5)는 커패시터(C5)가 재충전을 필요로 하거나, 부하 상태를 시험하기 위하여 변조기(216)에 전력이 복구될 때까지, 논리 제어부(240) 및 전력 제어부(232)를 저전력 슬립 모드로 복귀시킨다. 부하 상태를 시험하기 위하여, 전력 제어부(232)는 모든 스위치(즉, S1 내지 S4)들을 동시에 폐쇄하여, 파워 온 시에 시스템의 초기 시동 상태를 재설정한다.
또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 전력 제어부(232)는 에너지 저장부(214)를 계속 충전시키기 위하여 스위치(S1)를 짧게 폐쇄하도록 지시받는다. 이러한 에너지 저장부(214)의 프리-차지(pre-charge)는 동작이 복구되는 때에 시스템의 재빠른 시동을 가능하게 한다. 일 실시예에 있어서, 언제 다시 턴온하거나 파워 업하는지를 결정하기 위하여, 논리 제어부(240)는 전력 제어부(232)의 입력 VDD에서의 전압을 감지하고, a) 언제 전력 제어부(232)의 입력 VDD 상의 전압이 지극히 낮은 레벨에 도달하고 있어서 재충전되어야 하는 때에, 또는 b) 몇 분의 기간이 경과한 후에 전원(400)을 재기동하게 된다. 전력 제어부(232)는 4개의 스위치(S1 내지 S4) 모두를 동시에 폐쇄하여, 파워 온 시 시스템의 초기 시동 상태를 재설정하게 된다. 이러한 시동 프로세스는 에너지 저장부(214)가 충전된 상태로 되어 있으므로 "냉간(cold)" 파워-오프 시동보다 빠르게 된다. 전원(400)이 시동됨에 따라서, 벌크 커패시터(C5)는 재충전되어 전력 제어부(232)의 입력 VDD에 전압의 공급을 지속하게 된다.
일단 전원(400)이 기동되어, 입력(IN1 내지 IN3)에서의 신호들로부터 논리 제어부(240)에 의해 측정되는 대로 동작하고 있으면, 논리 제어부(240)는 다시 측정하여 전력 레벨들을 판정하게 된다. 오프 시간 중에 전원 출력(202)에서의 부하가 증가되었다면, 논리 제어부(240)는 전원(400)을 정상적으로 동작시키게 된다. 전원 출력(202)의 부하가 계속적으로 로우 또는 0에 가깝게 되고 있다면, 논리 제어부(240)는 다시 전력 제어부(232)로 FET 스위치(S1 내지 S4)들에 시그널링하여 전원(400)을 초저전력 상태로 설정하게 된다.
예시적인 실시예에 따라서, 도 5를 참조하면, 전원(500)과 연계하여 또 다른 세부사항과 동작 특징들이 개시되고 있다. 본 예시적인 실시예에 따르면, 입력 회로(212)는 입력 회로(312) 및 정류기(314)를 포함한다. 입력 회로(312)는 입력 단자(201)에서 AC 입력 전력용 RC 필터링 회로를 포함하며, 서지 보호 및/또는 필터링 기능을 제공하기 위하여 다양한 방식으로 구성 또는 재배치될 수 있다. 정류기(314)는 전파 브릿지 정류기 회로를 포함하지만, 마찬가지로, 다양한 다른 정류기 구성을 포함할 수 있다. 또한, 적분기(316)는 다이오드(D2) 및 커패시터(C4)를 포함한다. 2차 회로(220)는 전원 출력(202)에 의한 사용을 위하여 2차 권선(SW1)의 펄스형 출력을 정류 및 필터링하도록 기능하는 다이오드(D3) 및 커패시터(C3)를 포함한다.
예시적인 실시예에 있어서, 단일 스위치(S1)가 PWM 컨트롤러(311) 및 MOSFET 소오스 저항(R1)으로부터 1차측 접지 리턴 상에 위치된다. 스위치(S1)가 개방되면, PWM 컨트롤러(311) 및 MOSFET(313)가 정류기(314)로부터 공급되는 전압을 가질 수도 있지만, PWM 컨트롤러(311) 및 MOSFET(313)에 있어서 접지(315)에 대한 리턴은 존재하지 않는다. 예시적인 실시예에 있어서, 임시 스위치(SW1)가 기동되어, 스위치(S1)의 폐쇄를 가져온다. 일례로서, 스위치(SW1)는 푸시버튼 스위치일 수 있지만, 스위치(SW1)는 임시 스위치 기능을 제공하기 위한 임의의 스위치 또는 장치를 포함할 수 있다. 스위치(S1)의 폐쇄는 PWM 컨트롤러(311)가 동작을 시작하여 MOSFET(313)를 구동시키도록 한다. 또한, 또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 변조기(216)의 거동이 모니터링된다. 적분기(316)의 출력에 의해 저전력 아이들 상태의 표시가 존재하면, 얼마의 기간 후에 스위치(S1)이 개방된다. 스위치(S1)의 개방은 변조기(216)로부터의 접지 리턴을 제거하며, 스위치(SW1)가 다시 기동될 때까지 전원(500)이 셧다운되도록 구성된다. 예시적인 실시예에 있어서, 전원(500)은 전원(500)의 전력 연결을 주기적으로 재시작하도록 구성되는 것이 아니라, 수동 재시작 옵션으로 구성되는 전력 제어부를 포함한다.
상기에서 다양한 예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 범주를 일탈하지 않고서 예시적인 실시예들에 대하여 변경예와 변형예가 이루어질 수 있다는 것을 인식하게 될 것이다. 예를 들어, 다양한 예시적인 실시예들은 상기 예시된 회로들에 더하여 다른 유형의 전원 회로들로 구현될 수 있다. 이러한 대체예들은 특정한 응용예에 따라서 또는 시스템의 동작과 관련되는 임의의 수의 인자들을 고려하여 적합하게 선택될 수 있다. 또한, 이러한 또는 기타의 변경예와 변형예들은, 이하의 청구항들에서 표현된 바와 같이, 본 발명의 범주 내에 포함되고자 한 것이다.

Claims (27)

  1. 초저전력 아이들 모드로 구성되는 전원으로서,
    외부 전원으로부터 전력을 수신하도록 구성되는 1차 회로;
    상기 1차 회로에 결합되며, 전원 출력을 제공하도록 구성되는 2차 회로; 및
    상기 1차 회로를 모니터링하며, 아이들 전력 모드가 검출되는 때에 상기 1차 회로가 실질적으로 디스에이블되도록 상기 1차 회로를 제어하도록 구성되는 제어 회로
    를 포함하는 전원.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는 듀티 싸이클, 스위칭 속도, 또는 상기 1차 회로 내를 흐르는 전류 중 적어도 하나를 모니터링하여 전력 레벨이 소정의 문턱치를 초과하는지 또는 미만인지 여부를 판정하는 전원.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 1차 회로의 모니터링을 위하여 구성되는 논리 제어부 및 상기 1차 회로의 제어를 위하여 구성되는 전력 제어부를 포함하는 전원.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 논리 제어부 및 상기 전력 제어부는 조합 논리 머신, 상태 머신, 또는 마이크로프로세서 중 적어도 하나를 포함하는 전원.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 1차 회로는 변압기 또는 다른 유전 격리 소자 중 적어도 하나를 구동하기 위하여 구성되는 변조기 회로를 포함하는 전원.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 논리 제어부는 상기 변조기 회로의 신호를 모니터링하도록 구성되는 전원.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전력 제어부는 상기 변조기 회로를 제어하도록 적어도 하나의 스위치의 제어를 위하여 구성되는 전원.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 변조기 회로는 PWM 컨트롤러 및 MOSFET 또는 다른 트랜지스터 구동기 중 적어도 하나를 포함하는 전원.
  9. 제1항에 있어서,
    초저전력 아이들 모드로부터 활성 모드 또는 정상적인 아이들 모드로 상기 전원을 천이시키도록 구성되는 대기 스위치를 더 포함하는 전원.
  10. 제1항에 있어서,
    활성 모드 또는 정상적인 아이들 모드로부터 초저전력 아이들 모드로 상기 전원을 천이시키도록 구성되는 대기 스위치를 더 포함하는 전원.
  11. 전원에서의 초저전력 아이들 모드를 가능하게 하도록 구성되는 회로로서,
    입력 전력을 필터링 및 정류하기 위하여 구성되는 입력 회로;
    상기 입력 회로에 결합되는 에너지 저장 회로;
    상기 에너지 저장 회로에 결합되는 변조기 - 상기 변조기는 변압기 구동을 위하여 고주파율로 상기 입력 전력을 변조하고, 상기 변압기의 1차측으로부터 상기 변압기의 2차측에 전력을 전달하도록 구성됨 -; 및
    상기 변조기를 모니터링하고, 상기 전원이 초저전력 아이들 모드로 구성되도록 상기 1차 회로를 제어하도록 구성되는 제어 회로 - 상기 제어 회로가 실질적으로 아무런 부하가 존재하지 않는 것으로 판정하는 때에, 상기 1차 회로가 실질적으로 디스에이블됨 -
    를 포함하는 회로.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 변조기의 스위칭 속도 또는 듀티 싸이클 중 적어도 하나를 모니터링하여, 실질적으로 부하가 존재하지 않는지 여부를 판정하는 회로.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 변조기를 모니터링하기 위하여 구성되는 논리 제어부 및 상기 회로의 제어를 위하여 구성되는 전력 제어부를 포함하는 회로.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 변조기는 PWM 컨트롤러 및 MOSFET 또는 다른 트랜지스터 구동기 중 적어도 하나를 포함하는 회로.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 논리 제어부는 상기 변조기의 출력을 모니터링하도록 상기 변조기에 결합되는 적어도 하나의 입력을 포함하며, 상기 변조기의 상기 출력은 출력 펄스 속도, 듀티 싸이클, 및 전류의 레벨 중 적어도 하나를 포함하는 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 변조기 내의 PWM 컨트롤러로부터 직접 출력 펄스 속도 중 적어도 하나를 모니터링하도록 상기 변조기에 결합되는 상기 적어도 하나의 입력은, 상기 변조기 내의 PWM 컨트롤러에 결합되는 적분기로부터의 출력, 및 상기 변조기 내의 PWM 컨트롤러에 결합되는 전류-전압 변환기로부터의 출력인 회로.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 전력 제어부와 상기 변조기 사이에 결합되는 적어도 하나의 스위치 소자를 포함하며, 상기 전력 제어부는 상기 적어도 하나의 스위치 소자를 개방하여 상기 변조기를 디스에이블시키는 회로.
  18. 아이들 전력 동작 중에 전원의 초저전력 소비를 가능하게 하는 방법으로서,
    상기 전원의 1차 회로의 특성을 모니터링하고, 실질적으로 무부하 상태가 존재하는 때를 판정하는 단계; 및
    상기 실질적으로 무부하 상태가 검출되어 초저전력 모드를 가져오는 때에 상기 전원의 상기 1차 회로를 실질적으로 디스에이블시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어 회로가 전력 부하가 존재하는 것으로 판정하는 때에 상기 전원을 인에이블시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    실질적으로 무부하 상태가 존재하는 때를 판정하는 단계는, 낮은 듀티 싸이클 또는 스위칭 속도 또는 전류 흐름 중 적어도 하나가 상기 1차 회로 내에 존재하는 때를 검출하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 전원을 인에이블시키는 단계는, 상기 1차 회로의 전류 흐름 또는 듀티 싸이클 또는 스위칭 속도 중 적어도 하나가 문턱 레벨 이상으로 증가하는 때에 발생하는 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 모니터링하는 단계는, 제어 회로로 하여금 상기 실질적으로 무부하 상태가 존재하는지 여부를 판정하기 위하여 상기 1차 회로 내의 전류 흐름 또는 듀티 싸이클 또는 스위칭 속도 중 적어도 하나를 모니터링시키는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어 회로는 실질적으로 무부하 상태가 존재하는지 여부를 판정하기 위하여 변조기의 활동을 모니터링하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 변조기 내의 PWM 컨트롤러로부터 직접 듀티 싸이클 또는 출력 펄스 속도 중 적어도 하나를 모니터링하는 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 변조기 내의 PWM 컨트롤러에 결합되는 적분기로부터의 출력을 모니터링하는 방법.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 변조기 내의 PWM 컨트롤러에 결합되는 전류-전압 변환기로부터의 출력을 모니터링하는 방법.
  27. 제18항에 있어서,
    상기 1차 회로의 특성을 모니터링하는 단계는, 출력 인출을 시험하는 것과 상기 전원의 내부 회로들을 재충전하는 것 중 적어도 하나를 가능하게 위하여 웨이크 업(wake up) 싸이클을 포함하는 방법.
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