KR20150107343A - 스마트기기의 대기전력 차단 충전장치 및 제어방법 - Google Patents

스마트기기의 대기전력 차단 충전장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트기기의 대기전력을 완전히 차단하는 충전장치 및 제어방법에 관한 것으로
상기 장치의 동작에 필요한 연산과 제어 및 스마트기기 감지를 위한 적어도 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함하는 제어부와
상기 충전 장치와 스마트기기가 양쪽 모두 5핀 케이블로 연결되는 케이블 연결부와,
스마트기기와의 연결시 상기 제어부의 인가로 스마트기기로 부터 전원을 받아 동작하는 USB 호스트모드와 고속충전모드의 변경과 제어를 담당하는 케이블 핀 제어부와
상기 제어부의 명령으로 교류 입력을 공급 또는 차단시키는 전원차단부와
상기 전원차단부에서 인가된 교류입력을 받는 교류전원 입력부와
상기 교류전원 입력부에 인가된 교류전원을 직류로 변환하는 전원변환부를 포함하여 이루어진다.

Description

스마트기기의 대기전력 차단 충전장치 및 제어방법 { Standby power cut-off charging devices and control mothod for Smart devices}
본 발명은 스마트기기의 대기전력을 완전히 차단하는 충전장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트기기와 충전장치의 연결 시 스마트기기의 전원을 공급받아 충전장치의 전원차단부를 연결하여 고속충전이 가능하게 하고, 스마트기기와 충전기기의 연결 해제 시 전원를 차단하여, 충전장치가 벽면 콘센트나 멀티탭에 연결되어 있더라도 충전장치를 뽑은것과 같은 대기전력을 완전히 차단하는 스마트기기 충전장치 및 제어방법에 관한 것이다.
현재 사용되는 스마트기기의 충전기는 콘센트에서 플러그를 뽑지 않은 상태라면 대기전력이 소모되고 있다. 전자제품에 소요되는 대기전력을 저감하기 위한 많은 노력들이 있어 왔으며, 스마트기기 충전장치의 대기전력을 차단하기 위해선 연결한 멀티 콘센트 자체의 스위치를 끔(OFF) 상태로 하던지, 충전기를 콘센트에서 뽑아야 하는 번거로움이 있어 왔다.
이에 따라 사용자의 번거로움을 없애고 별도의 동작없이 충전장치를 뽑은 효과를 내는 새로운 충전장치의 개발이 요구되고 있다.
많은 사용자들은 이러한 대기전력의 존재를 알지 못하거나, 알더라도 귀찮고 번거롭다는 생각때문에 충전기를 뽑지 않고 사용하는 경우가 대다수이다.
근래에는 대다수의 스마트기기 내부에 충전회로를 내장하고 있어, 제공되는 충전장치는 단순히 전원을 공급하는 어댑터 역할을 수행하고 있고, 범용적으로 사용되고 있는 충전 및 데이터 통신이 가능한 일반 USB 케이블과 USB OTG 케이블을 구분하여 제공하고 있다.
스마트 기기에 연결된 장치가 전원을 공급받기 위해선 USB OTG를 지원해야 하고, 일반 USB 케이블은 이를 지원하지 않으며, USB OTG 케이블을 이용해 충전을 할 경우 그 속도가 매우 늦은 점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 충전장치를 벽면 콘센트나 멀티탭에서 플러그를 뽑지 않은 상태에서도 뽑은 것과 같은 동일한 효과를 주여 대기전력으로 소모되는 전력을 완전하게 차단하는 스마트기기의 충전장치 및 제어방법를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같이 달성되어진다.
(1)
스마트기기의 대기전력을 완전히 차단하는 충전장치에 있어서
상기 장치의 동작에 필요한 연산과 제어 및 스마트기기 연결 감지를 위한 적어도 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함하는 제어부와
상기 충전 장치와 스마트기기가 양쪽 모두 5핀 케이블로 연결되는 케이블 연결부와,
상기 제어부의 인가로 스마트기기로 부터 전원을 받아 동작하는 USB 호스트모드와 고속충전모드의 변경과 제어를 담당하는 케이블 핀 제어부와
상기 제어부의 명령으로 교류 입력을 공급 또는 차단시키는 전원차단부와
상기 전원차단부에서 인가된 교류전원을 받는 교류전원 입력부와
상기 교류전원 입력부에서 인가된 교류전원을 받아 직류로 변환을 하는 전원변환부를 포함하는 대기전력 차단 충전장치
(2)
1항에 있어서 상기 스마트기기의 전원이 꺼져있거나 배터리가 방전된 상태이거나 외장 충전 배터리팩 또는 USB OTG 를 지원하지 않는 스마트 기기를 지원하기 위한 수동 입력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력 차단 충전장치
(3)
1항 또는 2항에서 충전상태를 표시하기 위해 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력 차단 충전장치
(4)
상기 대기전력 차단 충전장치의 목적을 달성하기 위해
S10 : 전원이 완전 차단되어 대기전력이 0.000W인 단계.
S20 : 스마트기기의 충전을 위해 충전장치에 연결하는 충전 소스 파워를 입력하는 단계
S30 : 스마트기기의 연결에 대한 전기신호를 감지하는 단계;
S31 : 상기 S30 에서 스마트기기의 전기 신호를 감지할 수 없는 상태에서, 수동 스위치를 구비하여, 수동으로 고속 충전이 가능하도록 하는 단계;
S40 : 상기 S30에서 스마트기기의 전기신호가 감지되면 상기 스마트기기에서 전원을 받아 사용할 수 있도록 USB 호스트 모드로 동작하게 하는 단계;
S50 : 상기 S40 에 의해 상기 제어부에서 전원차단부를 연결하여 전원을 연결하고 동작에 알맞은 전원으로 번환하여 전원을 공급받는 단계;.
S60 : 상기 USB 호스트 모드 연결을 끓고 고속충전모드로 변환하는 단계.
S70 : 고속 충전이 되는 단계;
S80 : 사용자가 상기 스마트기기를 뺏을 때 분리를 감지하고 전원을 차단하여 대기전력를 완전히 차단하는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력 차단 제어방법
본 발명에 의해 스마트기기를 충전장치에서 뽑고, 대기전력 차단 충전장치를 벽면 콘센트나 멀티탭에서 뽑지 않은 상태에서도 뽑은 것과 동일한 효과를 주여 대기전력을 완전하게 차단할 수 있다.
기하급수적으로 보급되고 있는 스마트기기의 대기전력을 차단하여 에너지 절감효과를 기대할 수 있다.
도면 1은 본 발명에 따른 대기전력 차단 충전장치의 구성 블록도
도면 2는 본 발명에 따른 대기전력 차단 충전장치의 일 실시예를 나타내는 구성 블록도
도면 3은 일반 USB 케이블 내부 구성도
도면 4는 USB OTG 케이블 내부 구성도
도면 5는 특허 구성의 USB 케이블 내부 구성도
도면 6는 본 발명에 따른 전기전력 차단 충전장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도
스마트기기의 대기전력을 완전히 차단하는 충전장치에 있어서
상기 장치의 동작에 필요한 연산과 제어, 스마트기기 감지를 위한 적어도 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함하는 제어부(101)와
상기 상기 충전 장치와 스마트기기가 양쪽 모두 5핀 케이블로 연결되는 케이블 연결부(102)와,
상기 제어부의 인가로 USB OTG를 지원하는 스마트기기와의 연결시 스마트기기로 부터 전원을 받아 동작하는 USB 호스트모드(이하 USB 호스트모드)와 고속충전모드 변경과 제어를 담당하는 케이블 핀 제어부(103)와
상기 제어부의 명령으로 교류 입력을 공급 또는 차단시키는 전원차단부(104)와
상기 전원차단부에서 인가된 교류전원을 받는 교류전원 입력부(105)와
상기 교류전원 입력부에서 인가된 교류전원을 받아 직류로 변환을 하는 전원변환부(106)를 포함하는 포함하는 대기전력 차단 충전장치를 제공한다 .
도 1은 대기전력 차단 장치의 구성블럭도로서 제어부(101), 케이블 연결부(102), 케이블 핀 제어부(103), 전원차단부(104), 교류전원 입력부(105), 전원변환부(106)로 구성된다.
도 1에서 부호 101은 제어부로, 상기 대기전력 차단 장치의 동작에 필요한 연산과 제어 및 스마트기기(200)의 연결 감지의 기능을 수행한다. 스마트기기(200)의 전압을 검사하여 연결 감지를 수행하고. 상기 연결 감지의 결과에 따라 USB 호스트 모드 및 고속충전모드의 동작을 제어하고, 상기 전원차단부의 연결 및 차단을 제어하고 상기 케이블 핀제어부의 동작 방식을 결정하는 기능을 수행한다.
부호 102는 케이블 연결부로, 케이블 핀제어부(103)와 연결되며 도 5에 명시된 양쪽 모두 5가닥인 USB 케이블 연결부이다.
부호 103은 제어부(101)로부터 인가된 핀제어 명령에 따라 USB 호스트 모드와 고속충전모드에 맞게 케이블 연결부(102)의 케이블 핀을 제어하는 기능을 수행한다.
부호 104는 전원차단부로 상기 제어부의 수행 명령에 따라 교류전원을 연결 또는 차단하는 기능을 수행한다.
부호 105는 교류 전원 입력부로 전원차단부(104)의 인가로 공급된 교류전원을 입력받아 전원변환부(106)로 공급하는 기능을 수행한다.
부호 106은 상기 교류입력부로부터 받은 교류 전원을 기기에 맞는 직류전원으로 변환하는 기능을 수행한다.
사용자가 스마트 기기(200) 충전을 위해 스마트 기기를 대기전력 차단 충전장치(100)에 연결하면, 제어부(101) 에서 전기 신호를 감지하고, 케이블 핀제어부(103) 에게 스마트기기를 USB 호스트 모드가 되도록 케이블 연결부(102)를 제어하여 연결하도록 인가한다.
USB 호스트모드로 접속하여 스마트기기(200)로부터 전원을 받아, 제어부(101)에서 전원차단부(104)를 연결하여 교류전원(300)을 상기 교류입력부(105)로 인가하여 교류전원이 공급된다. 공급된 교류전원은 전원변환부(106)를 통해 직류로 변환되고, 동시에 제어부(101)의 제어에 의해 케이블 핀제어부(103)에서는 USB 호스트모드 접속을 끊고, 케이블연결부(102)를 고속충전이 가능하도록 변경한다.
인가된 전원은 스마트기기(200)에 공급되여 스마트기기는 고속으로 충전이 되는 상태가 된다.
역으로 사용자가 스마트기기(200)를 대기전력 차단 충전장치(100)에서 빼면 제어부(101)에서 이를 감지하고, 전원차단부(104)를 차단하는 기능을 수행한다.
이로 인해 대기전력을 완전히 차단하여 플러그를 완전히 뺀 상태인 0.000W의 소비전력 상태가 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기전력 차단 충전장치(100)는 수동 입력부(107) 및 표시부(110)를 포함하며, 수동 입력부 및 표시부의 구성을 제외하는 도 1을 참조하여 설명된 상기 일 실시예와 동일하다. 따라서 일 실시예와 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하며, 상세한 설명은 생략한다.
부호 107은 스마트기기(200)가 배터리가 방전되어 있는 상태이거나, USB OTG 를 지원하지 않는 스마트 기기(미도시)와 외장 충전팩(미도시)은 기기로 부터 전원을 받아 대기전력 차단 충전장치(100)를 구동시킬수 없기 때문에, 수동 입력부(107)를 구비하여, 수동 입력부(107)의 입력이 감지되면 제어부(101)에서 전원차단부(104)를 연결하고, 케이블 핀제어부(103)에게 제어 명령을 보내어, 케이블 핀제어부(103)는 케이블연결부(102)를 변경하여 고속 충전 모드로 변환하여 고속 충전이 가능하도록 기능을 수행한다.
부호 110은 충전상태를 표시하기 위한 기능을 수행한다.
도 3에 도시된 바와 같이
일반적으로 이용되는 USB 케이블의 구조와 본 발명의 실시 예에 따른 원리를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은는 일반적으로 사용되는 마이크로 USB 5핀 케이블의 구성도이고, 도 4는 USB OTG 를 지원하는 케이블의 구성도이다.
일반적인 USB 5핀 케이블 형태는 도 3처럼 USB 5핀 마이크로 커넥터에 4번선이 연결되지 않은 형태이고, USB OTG 를 지원하는 형태는 도 4와 같이 4번선과 5번선이 쇼트되어 있고 스마트기기(200)에서 마우스, 키보드, 메모리 등의 주변장치를 이용하기 위한 목적으로 사용된다.
스마트기기(200)로부터 전원을 공급받기 위해선 도 4처럼 USB OTG를 지원해야 하고 스마트기기(200)로 부터 전원을 공급받을 수 있으나, 충전을 목적으로 사용하기에는 그 속도가 매우 늦어 충전용으론 적합하지 않다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 대기전력 차단 충전장치(100)에 적용하기 위해서는 도 5의 구성도처럼 구성하고, 제어부(101)와 케이블 핀 제어부(103)의 제어로 스마트기기(200)로 부터 전원을 공급받아 대기전력 차단 충전장치(100)를 구동시키고, 스마트기기(200)를 고속충전이 가능하도록 한다.
근래의 대다수 스마트기기는 내부에 충전회로와 과부하차단 회로가 내장되기 때문에 충전장치는 단순히 전원을 공급하는 어댑터 역할을 수행하고 있고, 스마트 기기 구매시 같이 제공되는 충전용 케이블은 도 3과 같은 형태이다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 대기전력 차단 충전장치의 제어방법에 대해 도 6을 참조하면서 설명하기로 한다.
S10 : 전원이 완전 차단되어 대기전력이 0.000W인 단계.
S20 : 스마트기기의 충전을 위해 충전장치에 연결하는 충전 소스 파워를 입력하는 단계
S30 : 스마트기기의 연결에 대한 전기신호를 감지하는 단계;
S31 : 상기 S30 에서 스마트기기의 전기 신호를 감지할 수 없는 상태에서, 수동 스위치를 구비하여, 수동으로 고속 충전이 가능하도록 하는 단계;
S40 : 상기 S30에서 스마트기기의 전기신호가 감지되면 상기 스마트기기에서 전원을 받아 사용할 수 있도록 USB 호스트 모드로 동작하게 하는 단계;
S50 : 상기 S40 에 의해 상기 제어부에서 전원차단부를 연결하여 전원을 연결하고 동작에 알맞은 전원으로 변환하여 전원을 공급받는 단계;.
S60 : 상기 USB 호스트 모드 연결을 끓고 고속충전모드로 변환하는 단계.
S70 : 고속 충전이 되는 단계;
S80 : 사용자가 상기 스마트기기를 뺏을 때 분리를 감지하고 전원을 차단하여 대기전력를 완전히 차단하는 단계;
를 포함하는 대기전력 차단 제어방법을 제공한다
여기에서 단계 S10의 상태에서 입력전원을 완전히 차단하여 대기전력 0.000w의 상태를 유지한다.
본 발명에 의한 대기전력 차단 충전장치에 의해, 국내외에 보급된 스마트기기에서 발생하는 대기전력을 완벽하게 차단하여 에너지 절감효과를 가져올 수 있다.
101 : 제어부
102 : 케이블 연결부
103 : 케이블 핀 제어부
104 : 전원차단부
105 : 교류전원 입력부
106 : 전원 변환부
107 : 수동 입력부
110 : 표시부
100 : 대기전력 차단 충전장치
200 : 스마트기기
300 : 교류 전원

Claims (4)

  1. 스마트기기의 대기전력을 완전히 차단하는 충전장치에 있어서
    상기 장치의 동작에 필요한 연산과 제어 및 스마트기기 연결 감지를 위한 적어도 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함하는 제어부와
    상기 충전 장치와 스마트기기가 양쪽 모두 5핀 케이블로 연결되는 케이블 연결부와,
    상기 제어부의 인가로 스마트기기로 부터 전원을 받아 동작하는 USB 호스트모드와 고속충전모드의 변경과 제어를 담당하는 케이블 핀 제어부와
    상기 제어부의 명령으로 교류 입력을 공급 또는 차단시키는 전원차단부와
    상기 전원차단부에서 인가된 교류전원을 받는 교류전원 입력부와
    상기 교류전원 입력부에서 인가된 교류전원을 받아 직류로 변환을 하는 전원변환부를 포함하는 대기전력 차단 충전장치 .
  2. 1항에 있어서 상기 스마트기기의 전원이 꺼져있거나 배터리가 방전된 상태이거나 외장 충전 배터리팩 또는 USB OTG 를 지원하지 않는 스마트 기기를 지원하기 위한 수동 입력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력 차단 충전장치
  3. 1항 또는 2항에 있어서 충전상태를 표시하기 위해 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력 차단 충전장치
  4. 상기 대기전력 차단 충전장치의 목적을 달성하기 위해
    S10 : 전원이 완전 차단되어 대기전력이 0.000W인 단계.
    S20 : 스마트기기의 충전을 위해 충전장치에 연결하는 충전 소스 파워를 입력하는 단계
    S30 : 스마트기기의 연결에 대한 전기신호를 감지하는 단계;
    S31 : 상기 S30 에서 스마트기기의 전기 신호를 감지할 수 없는 상태에서, 수동 스위치를 구비하여, 수동으로 고속 충전이 가능하도록 하는 단계;
    S40 : 상기 S30에서 스마트기기의 전기신호가 감지되면 상기 스마트기기에서 전원을 받아 사용할 수 있도록 USB 호스트 모드로 동작하게 하는 단계;
    S50 : 상기 S40 에 의해 상기 제어부에서 전원차단부를 연결하여 전원을 연결하고 동작에 알맞은 전원으로 번환하여 전원을 공급받는 단계;.
    S60 : 상기 USB 호스트 모드 연결을 끓고 고속충전모드로 변환하는 단계.
    S70 : 고속 충전이 되는 단계;
    S80 : 사용자가 상기 스마트기기를 뺏을 때 분리를 감지하고 전원을 차단하여 대기전력를 완전히 차단하는 단계;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기전력 차단 제어방법

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