KR20120101615A

KR20120101615A - 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법

Info

Publication number: KR20120101615A
Application number: KR20117029928A
Authority: KR
Inventors: 시게루 다지마
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-09-14
Also published as: EP2441147A4; US20110233997A1; CN102474096A; JP2011135748A; TW201145744A; EP2441147A1; RU2012105278A; BR112012004597A2; WO2011077675A1

Abstract

전력 공급에 대해서 전력 사양의 합의를 달성한 다른 장치에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부; 상기 전력 공급부로부터 공급된 전력과 상기 다른 장치 사이에서 주파수 분할을 이용하여 통신하도록 구성된 통신부; 및 상기 전력 사양에 대하여 상기 다른 장치와 합의하고, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 상기 통신부가 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 상기 다른 장치와의 우선도를 비교하여 다른 장치를 전력 공급처로서 결정하여 상기 전력 공급부로부터의 전력 공급을 제어하도록 구성된 전력 공급 제어부를 포함하는, 전력 공급 장치가 제공된다.

Description

전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법{POWER SUPPLY APPARATUS, POWER RECEPTION APPARATUS, AND POWER SUPPLY METHOD}

본 발명은 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전력과 정보가 주파수 분할되어 동시에 이용될 수 있는 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법에 관한 것이다.

퍼스널 컴퓨터 및 게임기 등의 전자 기기의 대부분은, 기기의 동작 및 배터리의 충전을 위해, 상용 전원으로부터 교류(AC) 전력을 입력하여 기기에 맞는 전력을 출력하는 AC 어댑터를 이용한다. 통상적으로, 전자 기기는 직류(DC)에 의해 동작하지만, 전압과 전류는 각각의 기기에서 상이하다. 따라서, 기기에 맞는 전력을 출력하는 AC 어댑터도, 기기마다 상이하다. 따라서, AC 어댑터들이 유사한 형상을 갖더라도 서로 호환되지 않을 수 있고, 기기의 증가에 따라 AC 어댑터의 수도 증가하는 문제가 존재한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 배터리 및 AC 어댑터 등의 기기에 전력을 공급하는 전력 공급 블록과, 상기 전력 공급 블록으로부터 전력을 수전하는 전력 소비 블록이 공통 DC 버스 라인에 접속되어 있는 전원 버스 시스템이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2). 이러한 전원 버스 시스템에서는, DC 전류가 버스 라인을 통해 흐른다. 또한, 전원 버스 시스템에서는, 각 블록은 자신이 오브젝트로서 기술되고 있어, 각 블록의 오브젝트는 버스 라인을 통해 서로 정보(상태 데이터)를 송수신한다. 각 블록의 오브젝트는, 다른 블록의 오브젝트로부터의 요구에 기초하여 정보(상태 데이터)를 생성하여, 회답 데이터로서 그 정보를 송신한다. 회답 데이터를 수신하는 블록의 오브젝트는, 수신한 회답 데이터의 내용에 기초하여 전력 및 소비를 제어할 수 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 공보 특개2001-306191호 특허 문헌 2: 일본 특허 공개 공보 특개2008-123051호

전술한 전원 버스 시스템에서는, 임의의 수의 전력 공급원(전원 서버) 및 소비자(클라이언트)가 시스템에 동적으로 접속되어, 전원 서버와 클라이언트 간의 합의에 기초하여 전력 공급이 행해진다. 이러한 전원 버스 시스템은, 최근 논의되고 있는 기존 그리드의 스마트(smart) 그리드가 목표로 하는 것을, 로컬(local) 레벨에서 실현하도록, 한정된 공급량으로 전력 공급의 최대 효율화를 도모하는 시스템으로도 고려된다.

기존 그리드에서, 전력 공급량은 수요보다 많도록 제어되어, 정전 및 전력 부족을 방지해 왔다. 그러나, 미래에, 전기 자동차가 널리 보급될 것을 가정하면, 전력 수요의 급증은 그리드 기반(grid base plates)(발전소의 발전량, 전력망의 송배전 가능량)으로 처리할 수 없을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법이 스마트 그리드 내의 수요측(demand-side) 제어이다.

한편, 상기 전원 버스 시스템은 수급 밸런스가 부족한 상태에서, 명시적으로 최선을 다해 동작한다. 이는, 모든 부하(클라이언트)의 요구를 만족시킬 수 없는 상황을 야기할 수 있어, 스마트 그리드에 의한 수요측 제어보다 더 향상된 제어가 중요해질 것이다. 그러나, 전원 버스 시스템에서는 이러한 점이 규정되어 있지 않고, 구체적인 전력 공급 제어가 고려되지 않는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은, 이러한 관점에서 이루어진 것으로서, 전력과 정보가 주파수 분할되어 동시에 이용될 수 있고, 효과적인 전력 공급 제어가 가능한, 신규하고 개량된 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전력 공급에 대해서 전력 사양의 합의를 달성한 다른 장치에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부; 상기 전력 공급부로부터 공급된 전력과 상기 다른 장치 사이에서 주파수 분할을 이용하여 통신하도록 구성된 통신부; 및 상기 전력 사양에 대하여 상기 다른 장치와 합의하고, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 상기 통신부가 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 다른 장치와의 우선도를 비교하여 다른 장치를 전력 공급처로서 결정함으로써 상기 전력 공급부로부터의 전력 공급을 제어하도록 구성된 전력 공급 제어부를 포함하는, 전력 공급 장치가 제공된다.

상기 전력 공급 제어부는, 상기 다른 장치의 종류에 따라 설정되는 동작 기대치에 난수를 조합한 것을 상기 우선도로서 이용하여 전력 공급처를 결정할 수 있다.

상기 전력 공급 제어부는 상기 동작 기대치의 설정을 필요에 따라 변경할 수 있다.

상기 전력 공급 제어부는, 상기 우선도의 비교에 의해 전력 공급이 거절된 상기 다른 장치에 대해서는, 미리 결정된 시간이 경과한 후에 상기 다른 장치의 상기 동작 기대치를 일시적으로 높게 설정할 수 있다.

상기 전력 공급 제어부는, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 상기 통신부가 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 상기 다른 장치와의 우선도를 비교하고, 전력 공급중인 상기 다른 장치의 우선도보다 새롭게 전력 공급을 요구한 상기 또 다른 장치의 우선도가 높으면, 전력 공급중인 상기 다른 장치에의 전력 공급을 중지하고, 새롭게 전력 공급을 요구한 상기 또 다른 장치에 전력을 공급할 수 있다.

상기 전력 공급 제어부는, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 상기 통신부가 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 상기 다른 장치와의 우선도를 비교하고, 전력 공급중인 상기 다른 장치의 우선도보다 새롭게 전력 공급을 요구한 상기 또 다른 장치의 우선도가 높으면, 전력 공급중인 상기 다른 장치에 대하여, 합의된 사양과 상이한 전력 사양으로 전력 공급이 가능한지의 여부를 상기 통신부가 조회하도록 제어할 수 있다.

상기 전력 공급 제어부는, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 또 다른 장치에의 전력 공급을 일시 중지하고 있을 경우, 상기 다른 장치에의 미리 결정된 전력 공급 시간이 종료하는 타이밍에서 상기 또 다른 장치와의 합의를 개시할 수 있다.

상기 전력 공급부는 상기 다른 장치에 간헐적으로 전력을 공급할 수 있다. 상기 전력 공급부는 상기 다른 장치에 연속적으로 전력을 공급할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전력 공급에 대해서 전력 사양의 합의가 달성된 전력 공급 장치로부터 미리 결정된 버스 라인을 통해 전력을 수전하도록 구성된 전력 수전부; 상기 전력 수전부에 의해 수전되는 전력과 상기 전력 공급 장치 사이에서 주파수 분할을 이용하여 통신하는 통신부; 및 상기 통신부에서의 통신을 통해 상기 전력 공급 장치와의 전력 사양의 합의를 달성하자고 할 때, 자신의 우선도 정보를 상기 통신부에서의 통신에 부가하도록 구성된 전력 요구 제어부를 포함하는 전력 수전 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전력 공급에 대해서 전력 사양의 합의가 달성된 다른 장치에 전력을 공급하는 단계; 상기 전력을 공급하는 단계에서 공급되는 전력과 상기 다른 장치 사이에서 주파수 분할을 이용하여 통신하는 단계; 및 상기 전력을 공급하는 단계에서 상기 다른 장치에 전력이 공급되는 동안 상기 통신하는 단계에서 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 상기 다른 장치와의 우선도를 비교하여 전력 공급처를 결정함으로써, 상기 전력을 공급하는 단계에서의 전력 공급을 제어하는 단계를 포함하는 전력 공급 방법이 제공된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 이러한 관점에서 이루어진 것으로서, 전력과 정보가 주파수 분할되어 동시에 이용될 수 있고, 효과적인 전력 공급 제어가 가능한, 신규하고 개량된 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 전력 공급 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전원 서버(100)의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 클라이언트(200)의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 우선도(priority) 제어를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 우선도 제어를 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적절한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 부여하고, 이들 구성 요소에 대한 중복 설명을 생략한다는 점에 주목한다.

설명은 이하의 순서로 이루어질 것이다.

<1. 본 발명의 실시예>

(1-1. 전력 공급 시스템의 구성)

(1-2. 전력 공급 시스템에 의한 전력 공급 처리)

(1-3. 전원 서버의 구성)

(1-4. 클라이언트의 구성)

(1-5. 전원 서버 및 클라이언트의 동작)

<2. 결론>

<1. 본 발명의 실시예>

(1-1. 전력 공급 시스템의 구성)

우선, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 구성을 나타내는 설명도이다. 이하, 도 1을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 구성에 대하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)은 전원 서버(100)와 클라이언트(200)를 포함하도록 구성된다. 전원 서버(100)와 클라이언트(200)는 버스 라인(10)을 통해 접속되어 있다.

전원 서버(100)는 클라이언트(200)에 DC 전력을 공급한다. 또한, 전원 서버(100)는 클라이언트(200)와의 사이에서 정보 신호를 송수신한다. 본 실시예에서는, 전원 서버(100)와 클라이언트(200) 사이의 DC 전력 공급 및 정보 신호의 송수신은 버스 라인(10)을 공용한다.

전원 서버(100)는, 정보 신호의 송수신을 위한 통신용 모뎀, 전력의 공급을 제어하기 위한 마이크로 프로세서, 및 DC 전력 출력을 제어하는 스위치를 포함하도록 구성된다.

클라이언트(200)는 전원 서버(100)로부터 DC 전력의 공급을 받는다. 또한, 클라이언트(200)는 전원 서버(100)와의 사이에서 정보 신호를 송수신한다. 도 1에서는, 2개의 클라이언트(200)가 도시되어 있다.

클라이언트(200)는, 정보 신호의 송수신을 위한 통신용 모뎀, 전력의 공급을 제어하기 위한 마이크로 프로세서, DC 전력의 출력을 제어하는 스위치 등을 포함하도록 구성된다.

도 1에 나타낸 전력 공급 시스템(1)에서는, 1개의 전원 서버(100)와 2개의 클라이언트(200)가 도시되어 있다. 그러나, 본 발명에서는, 전원 서버의 수와 클라이언트의 수는 본 예에 한정되지 않는 것은 분명하다.

도 1에 나타낸 전력 공급 시스템(1 및 2)에서의 전력의 공급 방법에 대해서는, 상기 특허 문헌 2(일본 특허 공개 공보 특개2008-123051호)에 설명되어 있으므로, 상세한 설명은 생략한다. 그러나, 이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리에 대해서 간단히 설명한다.

(1-2. 전력 공급 시스템에 의한 전력 공급 처리)

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리에 대하여 설명하는 설명도이다. 이하, 도 2를 이용하여, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리에 대하여 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 전원 서버(100)는 버스 라인(10)에 대하여 정기적으로 동기 패킷 A1, A2, A3 ...을 출력한다. 또한, 전원 서버(100)는 클라이언트(200)에 전력을 공급하기 위해서, 정보 패킷 B1, B2, B3... 및 전력 패킷 C1, C2, C3...을 출력한다. 정보 패킷 B1, B2, B3...은 클라이언트(200)와의 사이에서 송수신되는 정보 신호이고, 전력 패킷 C1, C2, C3...은 전력 에너지를 패킷화하여 얻어진다. 한편, 클라이언트(200)는 전원 서버(100)로부터 전력의 공급을 받기 위해서, 전원 서버(100)와의 사이에서 송수신되는 정보 신호인 정보 패킷 D1, D2, D3...을 출력한다.

전원 서버(100)는 미리 결정된 간격(예를 들어, 1초 간격)의 타임 슬롯의 개시 시에, 동기 패킷 A1, A2, A3...을 출력한다. 타임 슬롯은, 정보 패킷이 송신되는 정보 슬롯과, 전력 패킷이 송신되는 전력 슬롯을 포함한다. 정보 슬롯 IS1, I S2, IS3...은 전원 서버(100)와 클라이언트(200) 사이에서 정보 패킷이 교환되는 구간이다. 전원 슬롯 PS1, PS2, PS3...은 전원 서버(100)로부터 클라이언트(200)에 공급되는 전력 패킷 C1, C2, C3...이 출력되는 구간이다. 정보 패킷은, 정보 슬롯 IS1, IS2, IS3...의 구간에서만 출력 가능한 패킷이다. 따라서, 1개의 정보 슬롯에서 정보 패킷의 송수신이 완료하지 않을 경우에는, 복수의 정보 슬롯에 걸쳐 정보 패킷이 송신된다. 한편, 전력 패킷은 전원 슬롯 PS1, PS2, PS3...의 구간에 서만 출력 가능한 패킷이다.

전원 서버(100)는 자신이 공급가능한 전력 사양을 나타내는 서버 전원 프로파일을 1 또는 2 이상 갖는다. 클라이언트(200)는 자신의 사양에 맞는 전력을 공급할 수 있는 전원 서버(100)로부터 전력의 공급을 받는다. 이때, 클라이언트(200)는 전원 서버(100)로부터 서버 전원 프로파일을 취득하고, 클라이언트(200) 자신에 대한 전원 서버(100)의 사양(서버 전원 프로파일)을 결정한다. 구체적으로, 우선, 클라이언트(200)는, 전원 서버(100)에 의해 출력되는 동기 패킷 A1을 검출하고, 동기 패킷 A1에 포함되어 있는 전원 서버(100)의 어드레스를 취득한다. 어드레스는, 예를 들어, MAC 어드레스일 수 있다. 다음으로, 클라이언트(200)는, 전원 서버(100)에 의해 처리되는 서버 전원 프로파일의 수의 송신을 요구하는 정보 패킷 D1을 전원 서버(100)에 송신한다.

정보 패킷 D1을 수신한 전원 서버(100)는, 정보 패킷 B1에서의 서버 전원 프로파일 수를 송신한다. 서버 전원 프로파일 수는 전원 서버(100)의 서버 전원 프로파일의 수이다. 정보 패킷 B1을 수신한 클라이언트(200)는, 전원 서버(100)의 서버 전원 프로파일의 수와 동일한 수의 서버 전원 프로파일의 내용을 전원 서버(100)로부터 취득한다. 예를 들어, 전원 서버(100)가 2개의 서버 전원 프로파일을 갖을 경우, 클라이언트(200)는, 우선, 2개의 서버 전원 프로파일 중 하나를 취득한다. 2개의 서버 전원 프로파일 중 하나를 수신한 클라이언트(200)는 전원의 사용을 요구하는 정보 패킷 D2로서 서버 전원 프로파일을 전원 서버(100)에 송신한다.

정보 패킷 D2를 수신한 전원 서버(100)는, 제1 서버 전원 프로파일을, 정보 패킷 B2로서 클라이언트(200)에 송신한다. 제1 서버 전원 프로파일은 전원 서버(100)의 내부에 포함된 기억부(도시 생략)에 기억된다. 전원 서버(100)로부터 정보 패킷 B2를 수신한 클라이언트(200)는, 제2 서버 전원 프로파일을 취득하기 위한 정보 패킷을 송신한다. 그러나, 이 시점에서는 정보 슬롯 IS1이 종료되고, 전원 패킷을 송신하기 위한 전원 슬롯 PS1이 개시된다. 따라서, 이러한 정보 패킷은 다음 정보 슬롯 IS2에서 송신된다. 전원 슬롯 PS1에서는, 클라이언트(200)가 전원 서버(100)로부터 공급을 받는 전원 사양이 결정되어 있지 않기 때문에, 전력의 공급은 행해지지 않는다.

전원 슬롯 PS1이 종료되고, 다음 타임 슬롯의 개시를 나타내는 동기 패킷 A2가 전원 서버(100)로부터 출력된다. 그 후, 전원 서버(100)로부터 정보 패킷 B2를 수신한 클라이언트(200)는, 제2 서버 전원 프로파일을 취득하기 위한 정보를 정보 패킷 D3으로서 송신한다.

정보 패킷 D3을 수신한 전원 서버(100)는 제2 서버 전원 프로파일을 정보 패킷 B3으로서 클라이언트(200)에 송신한다. 제2 서버 전원 프로파일은 전원 서버(100)의 내부에 포함된 기억부(도시 생략)에 기억된다. 정보 패킷 B3을 수신해서 전원 서버(100)의 2개의 서버 전원 프로파일을 취득한 클라이언트(200)는, 클라이언트(200) 자신에 맞는 전원 사양을 갖는 서버 전원 프로파일을 선택한다. 이후, 클라이언트(200)는, 선택된 서버 전원 프로파일을 결정하기 위한 정보 패킷 D4를 전원 서버(100)에 송신한다.

정보 패킷 D4를 수신한 전원 서버(100)는, 클라이언트(200)에 대하여 제1 서버 전원 프로파일에 대한 결정 완료를 통지하기 위해, 정보 패킷 B4로서 기능하고, 전원 사양이 결정된 취지의 응답을 나타내는 정보를, 클라이언트(200)에 송신한다. 그 후, 정보 슬롯 IS2가 종료되어 전원 슬롯 PS2가 개시되면, 전원 서버(100)는 클라이언트(200)에 대하여 전원 패킷 C1을 출력하여, 전원 공급을 행한다. 또한, 전력 패킷의 송신 타이밍에 대하여는, 송신 개시 시간 설정 요구를 나타내는 정보를 이용함으로써, 전력 공급 개시 시간을 클라이언트(200)에 의해 전원 서버(100)로 지정할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리의 일례에 대하여 설명했다. 본 발명에서는, 전력 공급 시스템(1)에 의한 전력 공급 처리는 이러한 예에 한정되지 않는다는 점에 주목한다. 전력운 반드시 이러한 방식으로 간헐적으로 전원 서버로부터 송전되는 것은 아니라, 연속적으로 전원 서버로부터 송전되어도 좋다. 다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전원 서버(100)의 구성에 대하여 설명한다.

(1-3. 전원 서버의 구성)

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 서버(100)의 구성을 나타내는 설명도이다. 이하, 도 3을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 전원 서버(100)의 구성에 대하여 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전원 서버(100)는, 커넥터(101), 접속선(102 및 106), 주 스위치(103), 모뎀(104), 마이크로 프로세서(105), 전력 공급원(107), DC/DC 컨버터(108), 캐패시터 C1 및 C2, 및 인덕터 L1을 포함하도록 구성된다.

커넥터(101)는, 버스 라인(10)의 커넥터(11)와 접속함으로써, 전원 서버 본체와 버스 라인(10)을 접속시킨다. 접속선(102)은 커넥터(101) 및 전원 서버 본체를 접속하기 위한 것이다. 주 스위치(103)는 전력의 출력을 제어한다. 주 스위치(103)가 온 되어 있으면, 전원 서버(100)는 전력 공급원(107)으로부터의 전력을 버스 라인(10)에 공급할 수 있다. 한편, 주 스위치(103)가 오프되어 있으면, 전원 서버(100)는 전력 공급원(107)으로부터의 전력의 공급을 중지할 수 있다.

모뎀(104)은, 버스 라인(10)에 접속되어 있는 다른 전원 서버 및 클라이언트와의 사이에서 정보를 송수신하기 위한 것이다. 모뎀(104)은 버스 라인(10)에 통신용 고주파 신호를 송출하고, 버스 라인(10)에 흐르는 통신용 고주파 신호를 수신한다. 버스 라인(10)과 모뎀(104) 사이에는 캐패시터 C1 및 C2가 배치되어, 버스 라인(10)을 흐르는 DC 전류의 모뎀(104)에의 유입을 방지한다는 점에 주목한다.

마이크로 프로세서(105)는 전원 서버(100)의 동작을 제어한다. 전원 서버(100)와 클라이언트(예를 들어, 도 1의 클라이언트(200)) 사이에서 교섭(negotiation)이 완료되면, 마이크로 프로세서(105)는, 전력 공급원(107)으로부터 전력을 공급하기 위해서 주 스위치(103)를 온으로 한다.

접속선(106)은 전원 서버 본체와 전력 공급원(107)을 접속하기 위한 것이다. 전력 공급원(107)은, 예를 들어, DC 전압의 전력을 공급하도록 구성되고, 전원 서버(100)의 주 스위치(103)가 온 되면, DC 전력을 버스 라인(10)에 공급할 수 있다. 전력 공급원(107)으로서는, 예를 들어, 태양광의 조사를 이용하여 발전하는 태양광 패널 등을 이용해도 된다.

DC/DC 컨버터(108)는 전력 공급원(107)에 의해 공급되는 전력의 전압을, 소정의 적당한 전압으로 변환하도록 구성된다. DC/DC 컨버터(108)에서 전압이 변환되기 때문에, 전원 서버(100)로부터의 전력의 공급을 받는 클라이언트의 요구에 맞는 전압의 전력의 공급이 가능하게 된다. DC/DC 컨버터(108)는, 예를 들어, 7V?30V 정도의 전압을 입력하는 강압형(step-down) DC/DC 컨버터일 수 있다는 점에 주목한다.

도 3을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 전원 서버(100)의 구성에 대하여 설명했다. 다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 클라이언트(200)의 구성에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 클라이언트(200)의 구성을 나타내는 설명도이다. 이하, 도 4를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 클라이언트(200)의 구성에 대하여 설명한다.

(1-4. 클라이언트의 구성)

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 클라이언트(200)는, 커넥터(201), 접속선(202 및 206), 주 스위치(203), 모뎀(204), 마이크로 프로세서(205), 부하(210), 충전 제어 회로(211), 배터리(212), 및 캐패시터 C1 및 C2를 포함하도록 구성된다.

커넥터(201)는, 버스 라인의 커넥터(12)와 접속함으로써, 클라이언트 본체와 버스 라인(10)을 접속시킨다. 접속선(202)은, 커넥터(201)와 클라이언트 본체를 접속하기 위한 것이다. 주 스위치(203)는 전력의 입력을 제어한다. 주 스위치(203)가 온에 되어 있으면, 클라이언트(200)는 버스 라인(10)을 통해 전원 서버로부터 공급되는 전력을 수취할 수 있다. 한편, 주 스위치(203)가 오프되어 있으면, 클라이언트(200)는 전원 서버로부터 공급되는 전력을 수취할 수 없다.

모뎀(204)은, 버스 라인(10)에 접속되어 있는 다른 전원 서버 및 클라이언트와의 사이에서 정보의 송수신을 행하기 위한 것이다. 모뎀(204)은 버스 라인(10)에 통신용 고주파 신호를 송출하고, 버스 라인(10)에 흐르는 통신용 고주파 신호를 수신한다. 버스 라인(10)과 모뎀(204) 사이에는, 캐패시터 C1, C2가 존재하여, 버스 라인(10)을 흐르는 DC 전류의 모뎀(204)으로의 유입을 방지한다.

마이크로 프로세서(205)는, 클라이언트(200)의 동작을 제어하고, 클라이언트(200)의 내부의 전압 및 전류를 모니터링한다. 전원 서버(예를 들어, 도 1의 전원 서버(100))와 클라이언트(200) 사이에서 교섭이 완료되면, 마이크로 프로세서(205)는 전원 서버로부터 전력을 수취하기 위해 주 스위치(203)를 온으로 한다.

접속선(206)은 클라이언트 본체와 부하(210)를 접속하기 위한 것이다.

부하(210)는 전원 서버로부터 공급되는 전력을 소비한다. 충전 제어 회로(211)는 배터리(212)에 대한 충방전을 제어하는 회로이다. 배터리(212)는 전원 서버로부터 공급되는 전력을 충전 제어 회로(211)의 제어 하에서 축적하여, 축적한 전력을 충전 제어 회로(211)의 제어 하에서 부하(210)로 방출한다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 클라이언트(200)의 구성예에 대하여 설명했다. 다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전원 서버(100) 및 클라이언트(200)의 동작에 대하여 설명한다.

(1-5. 전원 서버 및 클라이언트의 동작)

본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에서는, 전원 서버(100)는 클라이언트(200)와의 교섭 결과에 기초하여 전력을 공급한다. 즉, 전원 서버(100)가 클라이언트(200)로부터의 전력 공급 요청을 허가하면, 전원 서버(100)는 클라이언트(200)에 전력을 공급한다. 반면, 전원 서버(100)가 클라이언트(200)로부터의 교섭 조건을 만족하지 않고, 전력 공급 요청을 거부하면, 전원 서버(100)는 클라이언트(200)에 전력을 공급하지 않는다. 따라서, 전원 서버(100)와 클라이언트(200) 사이의 교섭은 전력 공급 거부 메커니즘을 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)은, 전원 서버(100)와 클라이언트(200) 사이의 교섭에, 클라이언트의 우선도를 나타내는 클라이언트 우선도의 개념을 도입함으로써, 효과적인 전력 공급을 가능하게 한다.

전원 서버(100)와 클라이언트(200) 사이의 교섭 조건으로 가장 빈번하게 사용되는 것은 공급 전압 및 최대 전류일 수 있다. 전원 서버로부터 전력 공급을 받는 최초의 클라이언트의 교섭의 적부(validity)를, 이들 전력 조건에 기초하여, 교섭 조건에 클라이언트 우선도를 도입하지 않고도 판단할 수 있다. 그러나, 이후, 동일한 전원 서버에 대하여 다른 클라이언트가 교섭을 개시하고, 클라이언트 우선도 이외의 조건을 만족하면, 이 타이밍에서 마지막으로 클라이언트 우선도를 고려하는 것이 바람직하다.

여기에서, 본 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에서는, 클라이언트 우선도를 나타내는 클라이언트 우선도 변수가 정의된다. 클라이언트 우선도의 값은 예를 들어, 1 바이트이고, 예를 들어, 다음과 같이 가중치가 부여된다.

255: 클라이언트 우선도 무효

0: 클라이언트 우선도 최고값

1:

2:

:

254: 클라이언트 우선도 최저값

본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)의 범위(coverage) 내에 있는 전원 서버(100)는, 클라이언트 우선도 변수의 값에 기초하여, 전력 공급의 우선도를 판단한다. 클라이언트 우선도 변수의 값은 다이나믹하게 변경될 수 있지만, 우선은 클라이언트 우선도 변수의 초기값의 설정 방법에 대하여 설명한다.

설계자가 상기 254 레벨의 클라이언트 우선도 변수를 단순히 선언(declare)하는 것은 통상 어려울 수 있다. 클라이언트 우선도 변수의 결정을 설계자의 양심에 의존하면, 클라이언트 우선도 변수는 대부분 "1"이 되도록 설정될 것이다.

이러한 관점에서, 본 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에서는, 클라이언트에 대하여, 예를 들어, 다음과 같은 분류를 행한다.

(1) 무설정

(2) 비상시에 동작하는 디바이스, 비상 전력 무

(3) 비상시에 동작하는 디바이스, 비상 전력 유

(4) 일상적으로 동작하는 디바이스(비상시에는 동작하지 않음), 백업 전력 무

(5) 일상적으로 동작하는 디바이스, 백업 전력 유

(6) 1일의 동작 시간이 1시간 이하, 백업 전력 무

(7) 1일의 동작 시간이 1시간 이하, 백업 전력 유

(8) 미사용

클라이언트의 설계자는 상기의 분류에 기초하여 각 클라이언트의 우선도 기대치를 설정한다. 그 후, 우선도 기대치를 254 레벨로 판독하여, 각 클라이언트에 그 값을 할당하는 동작은, 전력 공급 시스템(1)의 전원 서버(100)에 의해 실행된다. 즉, 전원 서버(100)는, 자신이 전력을 공급하는 클라이언트에 대하여 우선도 기대치를 할당하고, 이 우선도 기대치에 기초하여 전력을 공급하는 클라이언트를 결정한다. 전력 공급 시스템(1)의 동기 서버(전원 서버(100))는, 전력 공급 시스템(1)의 범위 내에 있는 액티브한 전원 서버에 대하여는, 우선도 처리를 실행하지 않고, 모든 액티브한 전원 서버의 타임 슬롯을 공평하게 할당한다. 즉, 액티브한 전원 서버가 1대이면(즉, 동기 서버가 전력을 공급하고, 이 동기 서버만이 동작하고 있는 경우), 전력 공급 시스템(1)의 모든 타임 슬롯은 동기 서버에 할당된다. 이 타임 슬롯을 어느 클라이언트(200)에 할당할지를 동기 서버가 설정하는 시점에서, 우선도가 결정된다.

한편, 전원 서버가 2대 또는 3대 이상 존재하면, 각각의 전원 서버에 공평하게 타임 슬롯이 할당되어, 이들 전원 서버 사이에서의 우선도가 설정된다.

각 전원 서버가 전력의 공급을 요구하는 클라이언트에 대하여 우선도를 설정할 때에, 예를 들어, 다음과 같은 알고리즘을 사용할 수 있다. 이하 설명에서, 전원 서버가 전력의 공급을 요구하는 클라이언트에 대하여 우선도를 설정하는 알고리즘의 일례에 대하여 설명한다.

우선, 전원 서버(100)는 파라미터로서 비상 바이트를 정의한다. 비상 바이트는, 전력 공급 시스템(1)의 상태가 통상 상태인가 또는 비상 상태인가를 나타내고, 비상 상태이면 비상 상태의 내용을 나타내는, 파라미터이다. 본 실시예에서는, 설명의 단순화를 위해, 비상 바이트 "0"은 통상 상태를 나타내고, 비상 바이트 "1"은 비상 상태를 나타낸다(즉, 비상 바이트를 단순히 플래그로서 사용함). 또한, 비상 바이트로서 그 밖의 값이 사용될 수도 있고, 여기에서 설명하는 예에 한정되지 않는 것은 명백하다는 점에 주목한다.

(1) 비상 바이트=0인 경우

비상 바이트가 "0"인 경우에는, 클라이언트(200)로부터의 전력 공급 요구를 수취한 전원 서버(100)는, 마이크로 프로세서(105)에서, 우선도 기대치를 클라이언트 우선도 변수로 다음과 같이 변환한다.

1 바이트의 상위 3 비트에 대하여, 우선도 기대치는 이하와 같은 순서로 할당된다.

000: (4) 일상적으로 동작하는 디바이스, 백업 전력 무

001: (5) 일상적으로 동작하는 디바이스, 백업 전력 유

010: (2) 비상시에 동작하는 디바이스, 비상 전력 무

011: (3) 비상시에 동작하는 디바이스, 비상 전력 유

100; (6) 1일의 동작 시간이 1시간 이하, 백업 전력 무

101 :(7) 1일의 동작 시간이 1시간 이하, 백업 전력 유

111: (1) 무설정

한편, 하위 5 비트에 관해서는, 등록된 클라이언트 순으로 난수가 할당된다. 이러한 방식으로 난수가 할당되기 때문에, 각 클라이언트에는 랜덤한 우선 순위가 할당된다. 클라이언트가 1대인 경우, 어떤 난수가 할당되더라도, 이 난수값이 최소값으므로, 이 클라이언트에 전력이 최우선적으로 공급된다. 그 후, 2대 또는 그 이후의 클라이언트에는 할당된 값과는 다른 랜덤한 값을 할당한다.

이 값은 랜덤하게 결정되어, 공평성이 유지되지만, 일단 값이 확정되면, 우선 순위도 확정되므로, 이들 값은 미리 결정된 시간마다(예를 들어, 1일) 재할당될 수 있다.

(2) 비상 바이트=1인 경우

비상 바이트가 "1"인 경우에는, 클라이언트(200)로부터의 전력 공급 요구를 수취한 전원 서버(100)는, 마이크로 프로세서(105)에서, 우선도 기대치를 클라이언트 우선도 변수로 변환한다. 비상 바이트가 "1"인 경우에는, 1 바이트의 상위 3 비트의 우선 순위를, 비상 바이트가 "0"인 경우부터 아래와 같이 변경한다.

000: (2) 비상시에 동작하는 디바이스, 비상 전력 무

001: (3) 비상시에 동작하는 디바이스, 비상 전력 유

010: (4) 일상적으로 동작하는 디바이스, 백업 전력 무

011: (5) 일상적으로 동작하는 디바이스, 백업 전력 유

100: (6) 1일의 동작 시간이 1시간 이하, 백업 전력 무

101: (7) 1일의 동작 시간이 1시간 이하, 백업 전력 유

111: (1) 무설정

또한, 하위 5 바이트에 대해서는, 비상 바이트가 "0"인 경우와 마찬가지라는 점에 주목한다.

이러한 방식에서는, 각 전원 서버의 관리가능한 클라이언트의 최대값은 254로 제한되지만, 본 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)은 원래 전원 서버(100)로부터 클라이언트(200)에 간헐적인 전력 공급을 행하도록 구성되므로, 이 최대값은 문제되지 않을 것이다. 그러나, 필요하다면, 이 바이트수를 증가시켜 더 많은 클라이언트를 관리하도록 변경할 수 있다.

이상과 같이, 전원 서버(100)는 클라이언트 우선도 변수에 기초하여 전력을 공급하는 클라이언트를 선택하지만, 전원 서버의 전력 공급 능력이 부족하게 되면, 클라이언트 우선도 변수의 값에 관계없이 교섭 조건을 만족하지 않는 클라이언트들에는, 전원 서버(100)로부터의 전력이 순서대로 공급되지 않을 것이다. 클라이언트 우선도 변수는, 전력 공급 조건 중 전력량을 만족하는 경우의 우선도를 설정하기 위한 것이다. 따라서, 클라이언트의(예를 들어, 전압이나 전류의) 허용 범위가 넓으면, 이 전력 공급 조건을 만족하기 때문에 클라이언트의 우선도는 자동적으로 높아지게 된다.

다음으로, 전원 서버(100)가 복수의 클라이언트(200)에 동시에 전력을 공급 하는 경우의 우선도 제어에 대하여 설명한다. 전원 서버(100)가 복수의 클라이언트(200)에 동시에 전력을 공급하는 경우는, 전력 공급측의 현재의 공급량이 전원 서버(100)의 공급량의 합계이므로, 현재의 발전량 및 전원 서버(100)의(특히, 전원 서버(100)에 구비된 전력 저장 수단)의 잠재 능력에 의해, 전력 공급측의 공급량이 동적으로 변화한다. 이것이 간헐적인 전력 공급의 경우와 다른 점이다.

한편, 전력 공급 시스템(1)에 접속되는 클라이언트(200)에는 배터리(212) 등의 전력 저장 수단이 구비되어, 클라이언트(200)도 잠재적인 전력 공급 능력을 갖는다. 그러나, 클라이언트(200)의 전력 저장 수단에 관해서는, 클라이언트(200)도 전력 공급 시스템(1)에 전원 서버로서 등록되지 않는 한, 클라이언트(200)는 시스템의 잠재 공급 능력으로서는 인식되지 않는다(즉, 클라이언트(200)가 자신의 배터리(212)를 시스템에 공개할 의사가 있으면, 클라이언트(200)는 전력 공급 시스템(1)에 클라이언트로서 등록됨과 함께 전력 공급 시스템(1)에 전원 서버로서도 등록될 것이다. 클라이언트(200)가 전원 서버로서 전력 공급 시스템(1)에 등록되어도, 전력 공급 능력이 0이도록 프로파일을 설정하면, 클라이언트(200)는, 다른 클라이언트로부터의 전력 요구에 응답할 필요가 없다). 따라서, 전력 공급 총량의 파악은 전원 서버의 전력 공급 총량의 합계일 수 있다.

또한, 전력 공급 시스템(1)에 최초의 클라이언트(200)가 접속되어, 그 클라이언트(200)가 전원 서버(100)에 전력을 요구하는 경우, 클라이언트(200)의 우선도는 교섭 조건은 아니다. 처음에는 단순히, 전원 서버(100)의 전력 공급량과 그 전력 사양이 클라이언트(200)의 요구에 맞는지 여부에 기초하여, 클라이언트(200)에 전력을 공급할지의 여부를 판단한다. 한편, 이미 (1 이상의) 전원 서버(100)와 (1 이상의) 클라이언트(200) 사이에서 전력 공급이 행해지고 있을 경우, 다른 클라이언트(200)가 전력 공급 시스템(1)에 조인하려 하고, 또한 전원 서버(100)로부터의 전력 공급량이 모든 클라이언트(200)의 수요를 만족하지 않는 경우에, 전술한 클라이언트 우선도 변수가 중요하게 된다.

본 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에서는, 전력의 공급을 받으려고 하는 클라이언트(200)는, 현재의 공급 전압을 만족하는 것을 확인한 후에 전원 서버(100)와 전류량을 교섭한다(negotiate). 현재의 공급 전압은 전원 서버(100)를 조회함으로써 확인되지만, 클라이언트(200)가 버스 라인(10)의 전압을 물리적으로 측정하는 경우에도 어느 정도 예상할 수 있다. 여기에서, 후자의 경우, 클라이언트(200)는 주 스위치(203) 이외에 버스 라인(10)의 전압을 물리적으로 측정하기 위한 측정 경로를 구비하는 것이 바람직하다. 여기에서, 전원 서버(100)와 클라이언트(200) 사이의 교섭의 과정은 현재의 공급 전압의 변경을 포함할 수 있다. 클라이언트(200)는 이 전압 변경에도 적용가능해서, 전원 서버(100)로부터 실제 공급가능한 허용 전류보다도, 새롭게 전력 공급 시스템(1)에 접속된 클라이언트(200)에 의해 요구되는 전류가 커지는 경우에, 상기 클라이언트 우선도 변수가 점점 더 중요하게 된다.

전원 서버(100)가 복수의 클라이언트(200)에 동시에 전력을 공급하는 경우, 클라이언트 우선도 변수의 초기 설정은 전술한 것과 같다고 가정한다. 즉, 각 클라이언트는 대강의 값을 미리 설정해 놓고, 클라이언트(200)가 전력 공급 시스템(1)에 접속되면, 클라이언트(200)가 전력 공급 시스템(1)에 등록되는(동기 서버에 등록되는) 시점에서 클라이언트 우선도 변수가 결정된다. 여기서, 상기와 다르게, 클라이언트의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트는 전원 서버에서 고유하게 설정되는 것이 아니라, 시스템에서 고유하게 설정된다.

구체적으로는, 클라이언트 우선도 변수는 동기 서버(예를 들어, 전원 서버(100))에 의해 결정되어, 동기 서버에 의해 관리된다. 상기 방식을 이용함으로써, 동기 서버는 클라이언트(200)가 전력 공급 시스템(1)에 추가될 때마다 클라이언트 우선도 변수를 결정하고, 클라이언트 우선도 변수를 리스트화해서 관리한다. 또한, 클라이언트 우선도 변수의 값(특히, 하위 5 비트)에 관해서는, 동기 서버는 최초 결정 시뿐만 아니라, 미리 결정된 시간 기간마다 새롭게 재결정할 수 있어, 클라이언트 사이의 공평성을 개선할 수 있다.

상술한 조건에 따라, 전력 공급 시스템(1)에 새롭게 접속되는 클라이언트(200)에 대하여, 전원 서버가 어떻게 처리할지의 일례를 설명한다. 도 5는 전원 서버(100)가 복수의 클라이언트(200)에 동시에 전력을 공급하는 경우의 우선도 제어의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 5를 이용하여 전원 서버(100)가 복수의 클라이언트(200)에 동시에 전력을 공급하는 경우의 우선도 제어에 대하여 설명한다. 이하의 일련의 처리는 마이크로 프로세서(105)의 제어 하에 실행된다는 점에 주목한다.

클라이언트(200)가 전력 공급 시스템(1)에 새롭게 접속되면, 동기 서버로서 선택되어 있는 전원 서버(100)는, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트와, 이미 접속되어 있는 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트를 비교하여(스텝 S101), 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수(상위 3 비트)가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수(상위 3 비트)보다 큰지의 여부를 결정한다(스텝 S102). 클라이언트 우선도 변수의 비교 및 대소 결정은 예를 들어, 마이크로 프로세서(105)에 의해 실행된다.

상기 스텝 S102에서의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수보다 큰 경우, 전원 서버(100)는 새롭게 접속된 클라이언트(200)에는 전력을 공급하지 않기로 결정한다(스텝 S103). 한편, 상기 스텝 S102의 판단의 결과, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수보다 크지 않은 경우, 전원 서버(100)는 또한, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수(의 상위 3 비트)가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수(의 상위 3 비트)와 동일한지의 여부를 판단한다(스텝 S1 04).

상기 스텝 S104에서의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트와 동일한 경우, 전원 서버(100)는 또한, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트와, 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트를 비교하여(스텝 S105), 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트가, 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트보다 큰지의 여부를 판단한다(스텝 S106).

상기 스텝 S106에서의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트보다 큰 경우, 전원 서버(100)는 새롭게 접속된 클라이언트(200)에는 전력을 공급하지 않기로 결정한다(스텝 S103). 한편, 상기 스텝S106에서의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수보다 크지 않은 경우, 또한, 상기 스텝 S104에서의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트와 동일하지 않은 경우, 전원 서버(100)는 기존의 클라이언트(200)에 대한 전력 공급을 중지하고, 새롭게 접속된 클라이언트(200)에의 전력 공급을 개시한다(스텝 S107).

여기서, 기존의 클라이언트(200)의 우선도보다, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 우선도가 높은 경우, 전원 서버(100)는, 단순하게 기존의 클라이언트(200)에의 전력 공급을 중지하기 전에, (새롭게 접속된 클라이언트(200)의 우선도보다 우선도가 낮은) 기존의 클라이언트(200)에 대하여, 전류를 감소시킨 전력 공급을 허용할 수 있는지의 여부를 조회(inquire)한다. 허용할 수 있다면, 기존의 클라이언트(200)는, 전류를 감소시킨 전력 공급이 가능하다는 취지를 전원 서버(100)에 답하고, 전원 서버(100)는 기존의 클라이언트(200)에, 전류를 감소시켜 전력을 공급하고, 새롭게 접속된 클라이언트(200)에 전류를 할당한다. 여기서, 기존의 클라이언트(200)가 복수 존재하는 경우에는, 전원 서버(100)는, 1개의 클라이언트(200)에 할당된 전력뿐만 아니라, 적당한 대수의 클라이언트(200)에 공급된 전력을 감소시킬 수 있다.

따라서, 클라이언트(200)가 전류 용량을 규정한 프로파일을 복수 갖거나, 또는 전류 용량 범위를 광범위하게 설정한 프로파일을 갖는다면, 전원 서버(100)로부터의 전력 공급을 받기 쉬워진다. 클라이언트(200)의 우선도를 높게 설정하면, 전원 서버(100)로부터의 전력 공급을 받는 것이 가능하게 되지만, 우선도 설정은 상기 룰에 기초하여 적절하게 적용될 것으로 가정한다.

동일한 상위 우선도(1 바이트의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트)를 갖은 클라이언트(200)에 관해서는, 동기 서버가 하위 우선도(1 바이트의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트)를 필요에 따라 재설정하여, 클라이언트 우선도 변수가 계속해서 고정되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 상위 우선도가 낮은 클라이언트(200)는, 시스템으로부터 영구적으로 전력을 공급받지 못하여, 클라이언트(200) 사이의 공평성이 유지될 수 없을 수 있다는 것을 가정한다.

이러한 관점에서, 클라이언트(200) 사이의 공평성을 유지하기 위해서, 전력 공급 시스템(1)은, 클라이언트(200)에 전력을 공급하는 동기 서버의 상황을 모니터링할 수 있고, 우선도 제어를 행하여, 잠시 전력 공급이 거절된 클라이언트(200)에, 상위 우선도를 재설정함으로써 전원 서버(100)로부터 전력을 공급받을 기회를 부여할 수 있다. 이러한 처리는 일시적인 것이어야 하며, 일단, 이 클라이언트(200)에 전력이 공급되면, 동기 서버는 상위 우선도를 원래의 값으로 다시 설정할 수 있다.

클라이언트(200)가 전력 공급 시스템(1)에 새롭게 접속되는 경우에는, 우선도가 낮기 때문에, 클라이언트(200)로부터 전원 서버(100)에의 전력 요구가 거절될 수 있다. 특히, 클라이언트(200)가 유저에 의해 전력 공급 시스템(1)에 동적으로 접속 및 절단되는 디바이스의 경우, 유저는, 전력을 필요로 하기 때문에 클라이언트(200)를 접속시킨다고 가정한다. 이러한 경우에는, 단순히 우선도의 레벨에만 기초하여 전력 공급을 판단하는 것은 적절한 동작이 아니다.

이러한 이유로, 이러한 디바이스에는, LED 등의 표시 수단 및 우선도 변경 스위치(버튼)가 설치될 수 있다. 즉, 클라이언트(200)가 전력 공급 시스템(1)에 접속되는 경우에도 전력이 공급되지 않을 것을 알았을 경우, 클라이언트(200)는 예를 들어, LED를 점등하여 유저에게 알려, 유저에 의한 메뉴얼 우선도 설정을 가능하게 할 수 있다.

유저에 의한 메뉴얼 우선도 설정은, 구체적인 값을 유저가 입력하도록 유도할 수 있거나, 유저가 버튼을 1회만 눌어, 우선도의 설정을 일시적으로 최고 레벨로 설정하도록 유도할 수도 있다. 우선도를 일시적으로 최고 레벨로 설정하는 경우, 디바이스에의 전력 공급이 행해진 후에, 우선도의 설정을 디바이스의 디폴트 값으로 다시 설정할 수 있다.

디바이스의 우선도 상황을 나타내는 표시 및 우선도의 변경을 유저에 재촉하는 수단을 준비하여, 유저에 의해 이용되는 우선도 변경 수단을 준비함으로써, 한정된 용량을 갖는 전력 공급 시스템(1)에 의한 현실적인 전력 공급이 실현된다.

각 클라이언트의 우선도에 관하여, 공장 출하시에 설정되는 디폴트 값 이외에, 유저에 의해 이용되는 덮어쓰기(overwrite) 기능은 실용적일 수 있다는 점은 분명하다. 덮어쓰기의 방법으로서, 예를 들어, PC 등을 경유해서 클라이언트의 우선도 데이터를 재기입하는 방법, 버튼을 이용한 재기입 또는 버튼을 이용한 일시적인 변경 방법을 들 수 있다. PC를 경유해서 클라이언트의 우선도 데이터를 재기입할 경우에는, 예를 들어, 클라이언트 자신에 USB 등의 인터페이스를 준비하는 것 외에, 전력 공급 시스템(1)에 접속되고, PC와 관계된 기능을 갖는 모니터 시스템을 사용할 수 있다.

전원 서버(100)로부터 기존의 클라이언트(200)에 전력이 공급되는 상황에서 기존의 클라이언트 및 새롭게 접속된 클라이언트(200)에 대한 전력 공급 제어는 상술한 바와 같이 실행되고, 전압 사양 등으로 인해 전력 공급을 받지 않고 스탠바이 상태에 있는 클라이언트가 존재할 수 있다. 스탠바이 상태에 있는 클라이언트 중에서, 전력 공급 우선도가 높은 클라이언트가 있을 수 있다. 다음 설명에서, 이러한 클라이언트에 대한 제어 방식에 대하여 설명한다.

가장 간단한 제어는, 전력 공급 시스템(1)이 최초로 전력 공급을 개시한 클라이언트에 대하여, 우선적으로(preemptively) 최대 공급 시간을 설정하여, 전력을 공급하고, 그 기간 동안 연속적으로 전력을 공급한 후, 스탠바이 상태에 있는 클라이언트에 대하여 전원 서버로부터 전력 공급의 교섭을 개시하는 것이다. 전력 공급 교섭은, 전력 공급 시스템에 존재하고 있는 클라이언트에 대하여, 최초로 전력 공급을 개시한 클라이언트에 대한 우선적인 공급이 완료된 것을 나타내는 패킷을 동기 서버 출력에 따라 개시될 수 있지만, 시간 절약을 위해, 우선적인 공급의 완료에 접근한 시점에서 그러한 패킷이 출력될 수 있다. 이는, 동기 서버가 우선적인 공급의 완료 시간을 알고 있기 때문이다.

이 타이밍에서는, 전력을 공급해 온 클라이언트에 비해, 스탠바이 상태에 있던 클라이언트와의 교섭이 우선시된다. "우선화(prioritize)"는 클라이언트의 클라이언트 우선도 변수와는 관계없다는 점에 주목한다. 그 후, 스탠바이 상태에 있는 클라이언트는 전원 서버와 교섭을 개시하고, 교섭이 성사되면, 전원 서버로부터의 전력 공급을 받을 수 있다.

그 결과, 클라이언트의 우선도 변수를 고려하지 않고, 동기 서버에 의해 준비된 우선적인 전력 공급 시간을 단위로서, (스탠바이 상태에 있는) 클라이언트에 우선적인 교섭권을 부여함으로써, 스탠바이 상태에 있는 클라이언트에의 전력 공급을 실현할 수 있다.

상기 설명에서는, 스탠바이 상태에 있는 클라이언트에 준비된 클라이언트 우선도 변수는, 클라이언트의 우선도에는 영향을 주지 않지만, 복수의 클라이언트 간의 우선도 제어에는 이용된다. 여기에서, 스탠바이 상태에 있는 클라이언트 중에서, 우선도가 높은 클라이언트 우선도 변수를 갖는 클라이언트가 있을 경우, 교섭이 우선시되는 경우에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)에서는, 전력 공급 가능 여부를 알아내는 교섭을 클라이언트가 개시한다. 이는, 전력 수신자가 전력 공급을 받고자 하는 의사를 표명하는 것이 보다 자연스럽기 때문이다. 즉, 클라이언트는, 자신의 전력 요구 트리거로서, 전원 서버와 교섭을 개시하지만, 상술한 설명에 따르면, 전원 서버와의 교섭이 부진한 경우(즉, 이것은, 전원 서버가 클라이언트의 사양을 만족하는 공급 능력을 가지고 있지만, 현재 설정된 값은 클라이언트의 요구에 맞지 않는 경우임), 클라이언트는, 새롭게 전원 서버가 추가되거나, 우선적인 공급이 완료될 것을 나타내는 패킷이 버스 라인(10)에 송출될 때까지 교섭을 대기한다.

한편, 클라이언트(200)가 동기 서버로부터 서버 프로파일을 취득한 후, 클라이언트(200)는 그 프로파일을 자신의 프로파일과 비교하고, 전력 수급이 가능하다고 결정되면, 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트를 확인한다. 그 후, 상위 3 비트가 미리 결정된 범위, 예를 들어, 000부터 001 범위에 있는 클라이언트는, 전원 서버에 대하여, 필요에 따라 우선적인 시간을 재검토할 것을 요구한다. 현재의 전원 서버의 프로파일은 클라이언트의 요구 사양을 만족시킬 수 없다는 것을 알았을 경우, 클라이언트는 추가의 동작은 하지 않는다(전력 공급의 기회가 주어지는 다음 시간은 전력 공급 시스템에 전원 서버가 추가된 것을 검출했을 때가 된다).

우선적인 시간의 재검토 요구를 수신한 전원 서버(100)는, 현재 전력이 공급되고 있는 1 이상의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수와, 요구원으로서의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수를 비교한다. 새롭게 접속된 클라이언트(200)(요구원의 클라이언트(200))의 클라이언트 우선도 변수와, 현재 전력이 공급되고 있는 1 이상의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수를 전부 비교하고, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 우선도가 기존의 모든 클라이언트의 우선도보다 높으면, 전원 서버(100)는 기존의 클라이언트에 대한 전력 공급을 중지하고, 새롭게 접속된 클라이언트(200)와의 교섭을 개시한다. 이러한 구성에 의해, 새롭게 접속된 클라이언트(200)는 전원 서버(100)와의 교섭에 성공할 것이라고 가정한다.

도 6은 전원 서버(100)가 복수의 클라이언트(200)에 동시에 전력을 공급하는 경우의 우선도 제어의 다른 예를 나타내는 흐름도이며, 새롭게 접속된 클라이언트(200)(요구원으로서의 클라이언트(200))의 클라이언트 우선도 변수와, 현재 전력이 공급되고 있는 1 이상의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수를 전부 비교하여 우선도 제어를 실행하는 경우를 나타낸다. 이 경우에는, 전원 서버(100)로부터의 전력 공급은 도 2에 도시한 바와 같이 간헐적으로가 아니라, 연속적으로 행해지는 것이 바람직하다. 이하, 도 6을 이용하여, 전원 서버(100)가 복수의 클라이언트(200)에 동시에 전력을 공급하는 경우의 우선도 제어의 다른 예에 대하여 설명한다. 이하의 일련의 처리는 마이크로 프로세서(105)의 제어 하에 실행된다는 점에 주목한다.

전원 서버(100)는, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수와, 현재 전력이 공급되고 있는 모든 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수를 비교하기 위해서, 우선 현재 전력이 공급되고 있는 클라이언트(200) 중에서, 최초의 클라이언트(200)의 클라이언트 번호 N으로서 "1"을 설정한다(스텝 S111). 다음으로, 전원 서버(100)는, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트와, 최초의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트를 비교하여(스텝 S112), 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수(의 상위 3 비트)가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수(의 상위 3 비트)보다 큰지의 여부를 판단한다(스텝 S113). 클라이언트 우선도 변수의 비교 및 대소 결정은, 예를 들어, 마이크로 프로세서(105)에 의해 실행된다.

상기 스텝 S113의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수보다 큰 경우, 전원 서버(100)는 새롭게 접속된 클라이언트(200)에는 전력을 공급하지 않기로 결정한다(스텝 S114). 한편, 상기 스텝 S113의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수보다 크지 않은 경우, 전원 서버(100)는 또한, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수(의 상위 3 비트)가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수(의 상위 3 비트)와 동일한지의 여부를 판단한다(스텝 S 115).

상기 스텝 S115의 판단의 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트와 동일한 경우, 전원 서버(100)는 또한, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트와, 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트를 비교하여(스텝 S116), 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트가, 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트보다 큰지의 여부를 판단한다(스텝 S117).

상기 스텝 S117의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 하위 5 비트보다 큰 경우, 전원 서버(100)는 새롭게 접속된 클라이언트(200)에는 전력을 공급하지 않기로 결정한다(스텝 S114). 한편, 상기 스텝 S117의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수가 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수보다 크지 않은 경우, 및 상기 스텝 S115의 판단 결과로서, 새롭게 접속된 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트가, 기존의 클라이언트(200)의 클라이언트 우선도 변수의 상위 3 비트와 동일하지 않은 경우, 전원 서버(100)는 클라이언트 번호 N의 값을 1개씩 증가시켜(스텝 S118), 기존의 모든 클라이언트(200)에 대한 조사가 완료되었는지의 여부를 판단한다(스텝 S119). 조사가 완료되지 않은 경우에는, 프로세스는 상기 스텝 S112로 되돌아가고, 완료된 경우에는, 전원 서버(100)는 기존의 클라이언트(200)에 대한 전력 공급을 중지하고, 새롭게 접속된 클라이언트(200)에 대한 교섭을 개시하여 전력을 공급한다(스텝 S120).

도 6 이용하여 전원 서버(100)가 복수의 클라이언트(200)에 동시에 전력을 공급하는 경우의 우선도 제어의 다른 예에 대하여 설명했다.

<2. 결론 >

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 클라이언트 우선도 변수라고 하는 개념을 도입함으로써, 전력 공급 시스템(1)에 클라이언트(200)가 새롭게 접속되는 경우에 효율적인 우선도 제어가 실현된다. 이 우선도 제어는, 전원 서버(100)에 의한 간헐적인 전력 공급의 경우뿐만 아니라, 연속적인 전력 공급의 경우에도 유효해서, 클라이언트(200)의 우선도에 따른 전력 공급을 가능하게 할 수 있다.

본 기술분야의 당업자라면, 특허청구범위 및 그 균등물의 범위 내에서, 각종 변경, 조합, 서브-조합 및 변화가 설계 요건 및 이외의 요소에 따라 발생할 수 있다는 점을 이해할 것이다.

본원은 2009년 12월 25일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2009-295580호에 기재된 것과 관련된 요지를 포함하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로서 원용된다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 정보 통지 방법에 적용가능하고, 보다 구체적으로는, 전력과 정보가 주파수 분할되어 동시에 이용될 수 있는 전력 공급 장치, 전력 수전 장치 및 정보 통지 방법에 적용가능하다.

1: 전력 공급 시스템
10: 버스 라인
100: 전원 서버
101: 커넥터
102, 106: 접속선
103: 주 스위치
104: 모뎀
105: 마이크로 프로세서
107: 전력 공급원
108: DC/DC 컨버터
200: 클라이언트
201: 커넥터
202, 206: 접속선
203: 주 스위치
204: 모뎀
205: 마이크로 프로세서
210: 부하
211: 충전 제어 회로
212: 배터리

Claims

전력 공급 장치로서,
전력 공급에 대해서 전력 사양의 합의를 달성한 다른 장치에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급부;
상기 전력 공급부로부터 공급된 전력과 상기 다른 장치 사이에서 주파수 분할을 이용하여 통신하도록 구성된 통신부; 및
상기 전력 사양에 대하여 상기 다른 장치와 합의하고, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 상기 통신부가 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 상기 다른 장치와의 우선도를 비교하여 다른 장치를 전력 공급처로서 결정함으로써 상기 전력 공급부로부터의 전력 공급을 제어하도록 구성된 전력 공급 제어부
를 포함하는, 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 공급 제어부는, 상기 다른 장치의 종류에 따라 설정되는 동작 기대치에 난수를 조합한 것을 상기 우선도로서 이용하여 전력 공급처를 결정하는, 전력 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 전력 공급 제어부는 상기 동작 기대치의 설정을 필요에 따라 변경가능한, 전력 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 전력 공급 제어부는, 상기 우선도의 비교에 의해 전력 공급이 거절된 상기 다른 장치에 대해서는, 미리 결정된 시간이 경과한 후에 상기 다른 장치의 상기 동작 기대치를 일시적으로 높게 설정하는, 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 공급 제어부는, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 상기 통신부가 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 상기 다른 장치와의 우선도를 비교하고, 전력 공급중인 상기 다른 장치의 우선도보다 새롭게 전력 공급을 요구한 상기 또 다른 장치의 우선도가 높으면, 전력 공급중인 상기 다른 장치에의 전력 공급을 중지하고, 새롭게 전력 공급을 요구한 상기 또 다른 장치에 전력을 공급하는, 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 공급 제어부는, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 상기 통신부가 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 상기 다른 장치와의 우선도를 비교하고, 전력 공급중인 상기 다른 장치의 우선도보다 새롭게 전력 공급을 요구한 상기 또 다른 장치의 우선도가 높으면, 전력 공급중인 상기 다른 장치에 대하여, 합의된 사양과 상이한 전력 사양으로 전력 공급이 가능한지의 여부를 상기 통신부가 조회하도록 제어하는, 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 공급 제어부는, 상기 전력 공급부가 상기 다른 장치에 전력을 공급하는 동안 또 다른 장치에의 전력 공급을 일시 중지하고 있을 경우, 상기 다른 장치에의 미리 결정된 전력 공급 시간이 종료하는 타이밍에서 상기 또 다른 장치와의 합의를 개시하는, 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 공급부는 상기 다른 장치에 간헐적으로 전력을 공급하는, 전력 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 공급부는 상기 다른 장치에 연속적으로 전력을 공급하는, 전력 공급 장치.
전력 수전 장치로서,
전력 공급에 대해서 전력 사양의 합의가 달성된 전력 공급 장치로부터 미리 결정된 버스 라인을 통해 전력을 수전하도록 구성된 전력 수전부;
상기 전력 수전부에 의해 수전되는 전력과 상기 전력 공급 장치 사이에서 주파수 분할을 이용하여 통신하는 통신부; 및
상기 통신부에서의 통신을 통해 상기 전력 공급 장치와의 전력 사양의 합의를 달성하자고 할 때, 자신의 우선도 정보를 상기 통신부에서의 통신에 부가하도록 구성된 전력 요구 제어부
를 포함하는, 전력 수전 장치.
전력 공급 방법으로서,
전력 공급에 대해서 전력 사양의 합의가 달성된 다른 장치에 전력을 공급하는 단계;
상기 전력을 공급하는 단계에서 공급되는 전력과 상기 다른 장치 사이에서 주파수 분할을 이용하여 통신하는 단계; 및
상기 전력을 공급하는 단계에서 상기 다른 장치에 전력이 공급되는 동안 상기 통신하는 단계에서 또 다른 장치로부터 전력 공급 요구를 수신하면, 전력 공급중인 상기 다른 장치와의 우선도를 비교하여 전력 공급처를 결정함으로써, 상기 전력을 공급하는 단계에서의 전력 공급을 제어하는 단계
를 포함하는, 전력 공급 방법.