KR20130003254A - 대기전력 감소 장치 - Google Patents

대기전력 감소 장치 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 대기전력 저감 모듈은 신호 수신부; 상기 신호 수신부에 전력을 공급하는 독립전원; 상기 신호 수신부와 연결되는 제2 집적회로; 상기 제2 집적회로와 연결되고 PFC를 포함하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부의 전압을 변화시키는 트랜스포머; 및, 상기 트랜스포머와 연결되고 출력단이 상기 제2 집적회로와 연결되는 제1 집적회로;를 포함한다.

Description

대기전력 감소 장치{APPARATUS FOR REDUCING STANDBY POWER CONSUMPTION}
본 발명은 대기전력 감소 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 텔레비전, 오디오, 컴퓨터 등 전기 또는 전자 기기들이 파워 오프 된 대기 상태에서 소모되는 전력을 줄일 수 있는 대기전력 감소 장치 및 방법에 관한 것이다.
텔레비전이나 오디오와 같이 리모컨을 이용하여 동작이 제어되는 전기기기들이나 동작대기 램프가 켜져 있는 것과 같이 본래의 동작 전 일정한 사전 전력 소비 동작이 있는 전기기기들은 대기모드를 가지고 있다. 이러한 대기모드를 갖는 전기기기는 파워 오프 하더라도 전원 플러그가 외부 전원에 연결되어 있으면 전력 소모가 발생한다.
일반적으로 개별 전기기기 당 대기전력으로 소모되는 전력은 1W∼25W로 적다고 볼 수 있다. 그러나 이러한 기기들의 대기전력에 의한 에너지 낭비를 합산할 경우 막대한 규모가 된다. 또한 전력 1KW를 생산하는데 보통 평균적으로 이산화탄소가 4kg 정도 발생하게 되므로, 대기전력을 계속하여 방치하게 되면 지구 온난화가 더욱 심화될 수 있다. 따라서 에너지 절약뿐만 아니라 지구 환경 보존을 위해 대기전력에 의한 에너지 낭비를 방지할 필요가 있다.
대기전력에 의한 전력 낭비를 방지할 수 있는 가장 단순하면서도 손쉬운 방법은 전기기기를 끌 때마다 전원 플러그를 뽑아 전원을 차단하는 것이다. 그러나 이것은 매우 번거로운 일이기 때문에 사용자들은 대기전력이 소모되는 것을 알고 있으면서도 전원 플러그를 연결한 채 전기기기를 방치하고 있다.
따라서 전기기기에 전원 플러그를 연결한 채로 대기전력에 의한 전력 낭비를 줄일 수 있는 기술들이 개발되고 있다.
일반적으로 널리 사용되는 것으로 멀티 탭이나 콘센트 장치에 스위치를 부착하는 방법이다. 멀티 탭이나 콘센트 장치에 스위치가 부착되어 있어서 전기기기의 사용을 끝내면 스위치를 오프(off) 하여 외부 전원과의 연결을 완전히 차단하고, 전기기기를 사용하고자 할 때는 스위치를 온(on) 하여 다시 외부 전원에 연결하는 것이다.
다른 방법으로는, 인체 감지 센서나 근접 센서를 이용하여 사용자가 전기기기로부터 멀어지면 외부 전원과 전기기기 간의 연결을 자동으로 차단하고, 사용자가 전기기기와 근접하면 다시 외부 전원과 전기기기가 연결되는 기술이 있다.
상기 멀티 탭이나 콘센트 장치에 스위치를 부착하는 방법은, 전원 플러그를 뽑는 것보다는 편리할 수 있으나 여전히 사용자가 전기기기의 전원을 끄고 켤 때 매번 스위치도 함께 온/오프(on/off) 해야 하는 불편함이 있다.
또한, 사용자의 접근을 감지하는 방법은 사용자가 전기기기를 사용하기 위해 전기기기에 의식적으로 접근해야 한다는 문제점이 있다. 더욱이 감지 센서의 감도에 따라서 오동작할 가능성이 있다.
본 발명은 독립전원을 통해 실질적인 대기전력을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 전기기기의 대기 상태에서 전기기기의 구동에 필요한 최소한의 전력이 주기적으로 유입되도록 함으로써, 대기 상태에서 전기기기의 구동을 정상적으로 하면서 대기전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
실시예에 따른 대기전력 저감 모듈은 신호 수신부; 상기 신호 수신부에 전력을 공급하는 독립전원; 상기 신호 수신부와 연결되는 제2 집적회로; 상기 제2 집적회로와 연결되고 PFC를 포함하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부의 전압을 변화시키는 트랜스포머; 및, 상기 트랜스포머와 연결되고 출력단이 상기 제2 집적회로와 연결되는 제1 집적회로;를 포함한다.
본 발명은 독립전원을 통해 실질적인 대기전력을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 전기기기의 대기 상태에서 전기기기의 구동에 필요한 최소한의 전력이 주기적으로 유입되도록 함으로써, 대기 상태에서 전기기기의 구동을 정상적으로 하면서 대기전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전기기기가 대기 상태에서 동작 상태로 변경될 때 대기전력 감소장치에서 발생하는 스위치 연결 지연 시간 동안 전력이 전기기기에 계속적으로 공급되도록 함으로써 전기기기가 안정적으로 동작할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 대기전력 공급부를 이용한 대기전력 저감 시스템의 구성을 도시한 도면
도 2는 발명의 실시예에 따른 대기전력 차단 기능을 갖는 대기전력 저감 모듈의 일례를 나타낸 회로도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 대기전력 공급부(102)를 이용한 대기전력 저감 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대기전력 저감 시스템은 전원공급부(100), 대기저력 공급부(102), 스위칭부(104) 및 전기전자장치(106)를 포함할 수 있다.
전원공급부(100)는 전기전자장치(106)의 동작모드를 위한 교류(Alternating Current: AC)전원을 공급한다. 상기 전원공급부(100)는 PFC(Power Factor Correction)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전기전자장치(106)는 TV, 컴퓨터 또는 셋탑박스와 같이 소정 기능 수행을 위한 동작모드와 리모트 컨트롤러(108)의 신호 수신을 위한 대기모드로 전환되는 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 대기저력 공급부(102)는 전기전자장치(106)의 대기모드를 위한 전원을 공급하며, 바람직하게, 대기저력 공급부(102)는 상기 전원 공급부(100)와는 별도의 독립전원으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 태양전지나, 충전지를 사용할 수 있고, 이를 전기전자장치(106)의 대기전력을 위한 전원으로 공급한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 스위칭부(104)는 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신시, 전기전자장치(106)로부터 수신되는 제어 신호에 따른 스위칭 동작을 수행한다.
동작모드 시, 스위칭부(104)는 전기전자장치(106)가 전원공급부(100)으로부터 전원을 공급받도록 하며, 사용자가 동작모드에서 대기모드로의 전환을 요청하는 경우, 전기전자장치(106)는 스위칭부(104)로 이에 상응하는 제어 신호를 전송하며, 전기전자장치(106)가 대기저력 공급부(102)로부터 전원을 공급받도록 한다.
일반적인 전기전자장치(106)는 전원공급부(100)으로부터 공급된 교류 전원을 직류로 변환하기 위한 변환기를 구비하고 있는데, 이러한 변환을 위해 많은 전력이 소모되며, 낮은 전력이 요구되는 대기모드에서 교류 파워라인(100)으로부터 전원을 공급받는 경우에는 불필요한 전력 소모가 발생하게 된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 시스템은 대기저력 공급부(102)와 전기전자장치(106) 사이에 스위칭부(104)를 제공하고, 스위칭부(104)가 대기모드 시에는 전기전자장치(106)가 대기전력 공급부(102)로부터 전원을 공급받도록 하며, 이후 전원공급부(100)과 전기전자장치(106)의 연결을 끊는 과정을 수행하게 된다.
상기 대기전력 공급부(102)는 독립전원을 포함하고 있어 전원 공급부(100)와는 무관하게 독자적으로 전지전자장치(106)에 리모트 컨트롤러(108)로부터의 신호를 수신하는데 필요한 대기전력을 공급할 수 있다.
상기 대기전력 공급부(102)는 태양전지를 이용하여 형성되거나 별도의 전지를 포함하여 형성될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 전원 공급부(100)로부터 전원을 공급받아 전기전자장치(106)를 사용하는 경우에는, 스위칭부(104)의 제어에 의해 전원이 인가되어 일반적으로 가정용 전원전압 AC 220V가 전원공급부(100)로 공급된다. 상기 전원공급부(100)는 기기에 맞는 적당한 DC전압으로 변환시켜 전기전자장치(106)에 전원을 공급하도록 구성된다.
사용자가 전기전자장치(106)의 전원을 오프한 경우, 스위칭부(104)의 제어에 의해 전원의 공급을 완전히 차단시켜 대기전력소비가 전혀 없도록 회로를 구성한다.
전기전자장치(106)의 전원을 오프한 경우, 상기 대기전력공급부(102)는 적정전압을 상기 전기전자장치(106)로 공급하여 언제든지 리모트 컨트롤러(108)를 사용하더라도 기기의 정상적인 동작이 가능하도록 리모트 컨트롤러(108)의 회로를 동작대기 상태로 유지할 수 있도록 한다.
상기와 같이 전원공급부(100)의 플러그를 뽑지 않은 경우에도 전원 스위치가 AC 전원전압의 공급을 완전히 차단하여 전원공급부(100)의 트랜스포머에서 소비되는 대기전력을 감소시키고, 전원공급장치의 전원공급이 없는 상태에서도 대기전력 공급부(102)를 이용하여 리모트 컨트롤러(108)에 전압을 공급하여 동작대기 상태를 유지할 수 있게 한다.
본 발명은 텔레비전, VCR, 오디오, 에어컨 등 각종 메모리 기능 및 리모콘 수신대기 동작이 필요한 모든 가전기기에 적용할 수 있는 범용성이 있다는 특징이 있고, 주전원의 플러그를 빼지 않은 상태에서 대기전력이 감소하며, 주전원을 차단한 후에도 리모트 컨트롤러(108)의 동작이 가능하게 된다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 대기전력 차단 기능을 갖는 대기전력 저감 모듈의 일례를 나타낸 회로도이다.
도 2를 참고하면, 전원공급장치의 전원공급이 없는 상태에서도 독립전원(400)으로부터 3.5V의 전압과 6mA 내지 15mA의 대기전력을 제4 트랜지스터(Q4)를 통해 공급하게 된다.
상기 제4 트랜지스터(Q4)를 통과한 전류는 상기 제3 트랜지스터(Q3)의 컬렉터 단으로 흐르게 되나, 베이스 전류가 없기 때문에 전류는 흐르지 않는다. 이때, 턴온되기 전에는 제2 집적회로(IC2)가 동작하지 않으므로 Vcc1 전압이 제2 트랜지스터(Q2)를 통과하지 않게 된다. 이에 따라 전류가 흐르지 않으므로 대기전력은 소모되지 않는다.
리모트 컨트롤러를 통해 상기 회로에 턴온(Turn on)신호가 입력되면 리모컨 수신부(350)를 통해 상기 턴온 신호가 입력된다. 상기 입력 신호에 의해 제3 트랜지스터(Q3)가 동작하게 되고, 이에 따라 제2 집적회로(IC 2)가 작동하면서 베이스단으로 연결된 제2 트랜지스터(Q2)가 동작하게 된다.
이에 따라, Vcc1 전압이 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터를 통과하여 Vcc2 전원이 공급되게 된다. 상기 Vcc2 전원을 통해 PFC(320)가 동작하게 되는데, 상기 PFC(320)가 동작하면 ZVD 전압이 약 16V로 발생하게 되어 상기 입력전원과 연결된 제1 트랜지스터(Q1)가 오프(off)되고 Vcc2전압이 공급된다. 이에 따라 상기 제1 집적회로(IC1)에 전원이 공급되게 된다.
상기 Vcc1 전압은 트랜스포머(330)를 통해 24V, 12V의 2차 전압이 공급된다. 또한, 6V의 전압으로 변형되어 인풋 노드(332)에 인가된다. 상기 인풋노드(332)와 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스 단에는 위상 지연 회로(331)가 형성될 수 있는데 이에 따라 상기 인풋노드(332)에 전원이 입력되고 일정시간 경과후에 상기 제4 트랜지스터(Q4)가 턴오프되어 독립전원(400)이 공급되는 경로가 차단된다.
이에 따라 리모컨 수신부(350)를 통해 턴온 신호가 입력되지 않으면, 독립전원(400)을 통해 마이컴(500)에 전원이 공급되고, 리모컨 수신부(350)를 통해 턴온 신호가 입력되면, Vout전압을 통해 마이컴(500)에 전원이 공급되게 된다.
상기 Vout 전압은 제2 집적회로(IC2)에 인가되게 되는데, 이에 따라 상기 독립전원이 오프되어도 제2 집적회로(IC2)가 동작하게 되어 Vcc2전원을 PFC에 공급할 수 있게 된다. 상기 제3 트랜지스터(Q3)가 턴오프되어있는 경우, 상기 제2 트랜지스터(Q2)가 가 동작하지 않으므로, 전류가 흐르지 않게 되어 전원공급부(100)의 트랜스포머에서 소비되는 대기전력을 감소시킬 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 신호 수신부;
    상기 신호 수신부에 전력을 공급하는 독립전원;
    상기 신호 수신부와 연결되는 제2 집적회로;
    상기 제2 집적회로와 연결되고 PFC를 포함하는 전원 공급부;
    상기 전원 공급부의 전압을 변화시키는 트랜스포머; 및,
    상기 트랜스포머와 연결되고 출력단이 상기 제2 집적회로와 연결되는 제1 집적회로;를 포함하는 대기전력 저감 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집적회로의 출력단과 상기 제2 집적회로의 사이에 형성되는 다이오드를 포함하는 대기전력 저감 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 독립전원은 태양전지인 대기전력 저감 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 집적회로와 연결되고, 상기 신호수신부와 연결되는 제3 트랜지스터를 포함하는 대기전력 저감 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 독립전원과 다이오드를 통해 연결되는 제4 트랜지스터를 포함하는 대기전력 저감 모듈.
  6. 전기전자장치의 동작모드를 위한 전원을 공급하고, PFC를 포함하는 전원 공급부;
    상기 전기전자장치로 대기모드를 위한 전원을 공급하는 대기전력 공급부; 및
    상기 전원 공급부 및 대기전력 공급부와 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 스위칭부;를 포함하고,
    상기 전기전자장치는 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 스위칭부에 상기 전기전자장치와 상기 전원 공급부 및 대기전력 공급부 중 하나와의 연결을 위한 제어 신호를 전송하는 대기전력 저감 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 대기전력 공급부는 태양광을 이용한 태양전지;를 포함하는 대기전력 저감 장치.
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