KR20170076528A - 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치 및 방법 - Google Patents

시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치 및 방법 Download PDF

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KR20170076528A
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Abstract

본 발명은, 가격대비 효율성이 가장 뛰어난 제품을 만드는 것을 위하여, 극히 간단한 구성으로 기술을 구현하는 것이며, 또한 생산성을 높이기 위하여 연결이나 작업이 용이한 대기전력을 최소화한 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치를 제공하는 것이다. 이를 위한 본 발명의 대기전력 차단 장치는, 메인 보드(10); 상기 메인 보드에 전원을 공급하는 SMPS(20); 상기 SMPS의 대기전력 공급을 제어하는 마이컴(30); 상기 메인보드와 SMPS 간의 신호 및 대기전력 커넥팅을 매개하는 파워 커넥터(60); 및 상기 마이컴의 제어에 따라 대기 전력 온/오프를 스위칭하는 스위칭소자(40); 를 포함하여 이루어지며, 상기 메인보드(10)의 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)을 감지하여 마이컴(30)으로 통보하는 감지부(70)를 추가로 포함하되, 상기 마이컴(30)은 상기 감지부(70)에서 감지된 전압(VDD)을 기준 전압(Vr)과 비교하여 파워 전원의 대기전력(5VSB)을 상기 스위칭 소자(40)에 의해 제어함으로써, 메인보드에 공급되는 대기전원을 통제하는 것을 특징으로 한다.

Description

시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치 및 방법{An apparatus and method for interrupting power supply utilizing the voltage supplied to the system memory}
본 발명은 컴퓨터의 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 시스템 메모리 전원을 활용하여 대기전력을 차단하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 컴퓨터 전원공급장치는, 도 1에서 보는 바와 같이, SMPS와 같은 파워서플라이(20)가 메인보드(10)의 SIO(12)와 24핀으로 연결되어 있으며, 그 중 하나는 +5V의 스탠바이 전압(+5VSB)의 인가용이다.
사용자가 PC 케이스의 파워스위치(미도시됨)를 누르면, 이와 기구적으로 연결된 파워 버튼(13)이 눌려지고, 파워 버튼(13)이 SIO(12)로 제1 신호(PWRBTN#)를 보내며, 다시 SIO(12)는 파워서플라이(20)로 파워온 신호선(PSON#)을 활성화하며, 칩셋(14)으로는 제2 신호(PWRBTN#_SB)를 발하는바, 파워서플라이(20)는 CPU(11) 및 칩셋(14)으로 파워굳 신호(PWROK) 신호를 보내서 이를 알리며, 이후 메인 보드로 파워가 공급되도록 한다.
미설명 부호 15는 칩셋의 리셋 버튼이며, 16은 배터리이고, 17은 리쥼 리셋(17)이며, 18은 LAN이다. 그외에도, CPU 및 칩셋과 연결된 AC, FWH, 슈퍼IO(19), AGP 슬롯, PCI 슬롯, IDE 등이 접속되어 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 파워서플라이(20)와 메인보드 간에는 비작동시에도 +5V의 대기전력이 인가되는바, 시동 버튼의 인식 및 원격시동의 인식 등을 위해 약 1W의 대기 전력을 필요로 한다.
그리고, 이는 개별적으로는 결코 높지 않는 소비전력이나, 일 기관 전체로는, 나아가 일 국가 전체로는 막대한 에너지의 낭비로 이어지게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전원 콘센트 자체에서 전원을 완전 차단하여 대기전력을 제로로 만드는 스위치를 갖는 콘센트가 개발돼 있는가 하면 (제1 종래기술), 한편으로는 대한민국 특허공개 제2013-0043923호 (전원공급장치 및 그를 포함하는 화상형성장치) 와 같이, 파워 스위치의 온/오프를 인식하여 전원을 완전 차단하기 위한 별도의 추가적인 복잡한 장치를 제안하기도 한다(제2 종래기술).
그러나, 상기 제1 종래기술의 경우, 그럼에도 불구하고 현실적으로 여러가지 이유로, 사용자가 콘센트의 전원 완전 차단 스위치를 오프하지 않고 자리를 뜨는 경우가 대부분이며, 제2 종래기술의 경우, 대단히 복잡하고 고비용의 별도의 장치를 추가하여야 하므로, 이러한 장치를 일반 PC에 장착하기가 주저되는 것이 사실이다.
이에, 본 발명자는, 아주 단순하면서도 자동으로 대기전력을 최소화한 컴퓨터 전원공급장치를 제공하기 위한 것으로, 대한민국 특허 제1328393호 (명칭: 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치) 를 제안한 바 있는바, 이를 제3 종래기술로서 설명한다.
상기 제3 종래기술은, 도 2에서 보듯이, CPU(11), SIO(12), 파워 버튼(13), 칩셋(14), 리셋 버튼(15), 제1 배터리(16), LAN(18) 및 슈퍼IO(19)를 갖는 메인 보드(10); 상기 메인 보드에 전원을 공급하는 SMPS(20); 상기 SMPS의 대기전력 공급을 제어하는 마이컴(30); 상기 메인보드와 SMPS 간의 신호 및 대기전력 커넥팅을 매개하는 파워 커넥터(60); 및 상기 마이컴의 제어에 따라 대기 전력 온/오프를 스위칭하는 스위칭소자(40); 를 포함하여 이루어지며, 상기 마이컴(30)은 파워 전원의 대기전력(5VSB)을 상기 스위칭 소자(40)에 의해 제어함으로써, 메인보드에 공급되는 대기전원을 통제하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 제3 종래기술의 전원공급장치는, 도 2에서 보는 바와 같이, 기존의 CPU(11), SIO(12), 파워 버튼(13), 칩셋(14), 리셋 버튼(15), 배터리(16), 리쥼 리셋(17), LAN(18), 슈퍼IO(19) 등을 갖는 메인 보드(10)와, 상기 메인 보드에 전원을 공급하는 SMPS(20), SMPS의 대기전력 공급을 제어하는 마이컴(30) 및 마이컴의 제어에 따라 대기 전력 온/오프를 스위칭하는 스위칭소자(40)를 포함하여 이루어진다. 미설명부호 '50'은 PC 케이스의 파워스위치이며, '60'은 메인보드와 SMPS 간의 파워 커넥터이다.
본 발명에서는, 파워 커넥터(60)가 메인보드(10)와 SMPS(20) 간의 신호 및 대기전력 커넥팅을 매개하는바, SMPS(20)와 상기 파워 커넥터와는 23개 핀으로 접속되어지고, 대신 하나의 핀인 +5V 대기전력선(+5VSB)은 파워 커넥터 대신 마이컴(30) 및 스위칭소자(40)와 접속되어 진다는 점이 도 1의 종래의 전원공급장치와 상이하다. 상기 스위칭 소자(40)는, 파워스위치용 IC이거나, FET 회로로 이루어질 수 있다.
이외에도, 마이컴(30)은, SMPS(20)로부터 SMPS굳 신호(PS_ON#) 혹은 파워굳 신호(PWR_ON) 중의 어느 하나 혹은 양자 모두의 신호를 SMPS(20)로부터 수신받는다. 상기 파워굳 신호(PWR_ON)는 CPU(11) 및 칩셋(14)으로도 인가된다.
한편, 상기 마이컴(30)은 또한, 외부의 케이스 파워 스위치(50)로부터의 스위칭 신호(CASE_PWR_BTN)에 의해 대기전력 공급 개시 동작을 시작하게 되며, 이에 따라 +5V의 대기전력(+5VSB)을 상기 스위칭 소자(40)를 통해 5V 대기신호(P5V_STBY)로서 메인 보드(10)로 인가하게 되는바, 상기 스위칭 소자(40)는 상기 마이컴(30)의 제어신호(5VSB_SW)가 '온'일 경우에, 상기 SMPS(20)로부터의 +5V 대기전력(+5VSB)을 5V 대기신호(P5V_STBY)로서 메인 보드(10)로 인가하게 된다.
SMPS(20) 파워 커넥터로부터 메인보드(10) 파워 커넥터로 PC 정상동작 전력 +12V 및 -12V 라인, +5V 대기전력선 및 +3.3V 전력선, 그리고 파워굳(PWR_ON) 신호가 간다. 다만, 5V 대기전력선(5VSB)은, 스위칭 장치(40)로 가며, 다시 스위칭 장치(40)에서 메인보드 파워 커넥터로 대기 전력 신호(P5V_STBY)가 간다.
더욱이, 마이컴(30)으로부터 스위칭 소자(40)로 대기전원 스위치 신호(5VSB_SW)가, 그리고 메인 파워 버튼(12)으로 파워 버튼 신호(MB_PWR_BTN)가 간다.
역으로, 메인보드(10) 파워 커넥터로부터 SMPS(20) 파워 커넥터로 SMPS굳(PS_ON#) 신호가 간다.
이들 동작을 더 상세히 설명하면, 먼저, 상기 제3 종래기술의 마이컴(30)은 파워 전원의 대기전력(5VSB)을 상기 스위칭 소자(40)에 의해 제어함으로써, 메인보드에 공급되는 전원을 통제하는데, 보통 전원이 오프되는 것은 커넥터 간의 오가는 파워굳(PWR_ON) 및/또는 SMPS굳(PS_ON#) 신호를 마이컴에서 감지하여, 전원이 오프일 경우에는 5V 대기전원을 오프해 주면 된다. 즉, 이 경우, 메인보드에 대기전력이 공급되지 않기 때문에, 컴퓨터의 전원을 켤 수 없는 것이다.
한편, PC 사용자가 케이스 파워 스위치(50)를 누르면, 이 신호에 의해 본 발명의 마이컴(30)이 활성화되며, 마이컴은 커넥터 간의 오가는 파워굳(PWR_ON) 및/또는 SMPS굳(PS_ON#) 신호를 감지하여, 전원이 온일 경우에는 스위칭 소자(40)로의 제어신호(5VSB_SW)를 턴온하여, 5V 대기전원(5VSB)이 메인보드로 인가되도록 하는 것이다. 아울러, 메인보드의 파워 버튼(13)이 온되면, SIO(12)로 입출력 개시명령이 하달되고, SIO(12)는 파워 커넥터(60)를 통해 SMPS(20)로 파워서플라이굳(PS_ON#)을 발하는바, SMPS는 상황이 정상일 경우, 파워굳(PWR_ON) 신호를 역시 커넥터(60)를 통해 메인보드(10)로 전달하면서, 메인보드 동작전원(+12V)를 활성화하는 것이다.
따라서, 상기 제3 종래기술에 의하면, 컴퓨터 기동 시스템의 대기전력에 해당하는 1W의 대기전력을 소비하지 않고, 마이컴의 대기전력에 해당하는 0.1W 정도의 대기전력만으로 스탠바이 및 컴퓨터 기동이 가능해 진다는 장점이 있다.
그런데, 시스템 전원 '온. 및 '오프' 상태만을 갖는 종래의 시스템과 달리, 최근의 PC들은 S1 내지 S5 모드를 채택하여, 다양하게 세분화된 모드를 채택하고 그에 따라 속도와 자원 활용도를 높인 가장 효율적인 시스템 동작을 하게 된다. 참고로, S0 모드는 컴퓨터 동작 모드이고, S1 모드는 프로세서가 아이들(idle) 상태로서 저전력 공급 상태이나 여전히 램에 전원이 공급되어야 하는 상태이고, S2 모드는 프로세서가 딥슬립(deep sleep)모드로서 그러나 여전히 램에 전원이 공급되는 상태이며, S3모드 (절전/대기모드)의 경우는 데이터를 메모리에 저장하고 최소 전원을 유지하는 방식이기 때문에 이 경우에도 여전히 +5V SB를 OFF하면 안 된다. 이때 DDR 메모리의 타입에 따라 조금씩 다르게 출력되지만 VDD 전원이 1.2~1.5V가 계속 유지되는바, 이때에는 메모리와 RTC등 일부에만 전원이 공급된다. 반면, S4 모드 (최대절전모드) 에서는 데이터를 하드디스크에 저장하고 시스템의 모든 전원을 끈다. 즉, 전원 OFF와 거의 동일한 상태가 된다. 이때에는 메모리의 VDD 전원은 전원 OFF 때와 같이 0V 출력된다. 따라서, VDD 신호 하나로 대기전력 차단과 관련한 체크가 가능하게 되는 것인바, 다시 정리하자면, 시스템 대기전력을 OFF 조건인 전원 OFF 및 S4 모드의 경우에는 VDD 신호는 0V이고, 대기전력 ON 조건인 시스템 동작(전원 ON 상태) 및 S3(절전/대기 모드)의 경우에는, VDD 신호는 1.2~1.5V 를 출력하게 된다.
따라서, 이와 같은 최근의 S0~S5 모드를 갖는 시스템의 경우에는, 상기 제3 종래기술의 경우에도, 이러한 대기전력을 차단하기 위해서는 전원의 상태를 모두 확인할 필요가 있는데, 종래의 방법으로는 1) SMPS 내부에 인가되는 전류를 측정하거나, 2) '파워굳' 등의 몇 가지 신호를 더 확인하여 체크하였는데, 1) 전류를 체크하는 경우 고가의 ADC(Analog to Digital Converter) 및 주변회로가 필요하여 대기전력 1W를 줄이는 비용대비 효용가치가 없으며, 2) 또한 '파워굳' 등의 신호를 통하여 체크하는 경우 하나의 신호로 모든 전원을 확인할 수 없기 때문에 여러 신호를 입력받고 전원상태를 체크하기 위하여 복잡한 구조를 가지고 있어 생산 효율성이 떨어진다는 문제점이 발생한다.
한편, 종래의 일반적인 파워온 동작에 대하여, 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 3은 종래의 일반적인 파워온 동작의 개념을 설명하는 도면인바, 종래는 도 3에서 보는 바와 같이, 전원 버튼이 '온'되면, 수퍼IO(19) 내의 PS_ON 회로(19a)가 이를 인식하고, 칩셋(14)의 사우스브릿지와 통신하면서, 메인보드(10)의 SIO(12)의 20핀짜리 커넥터의 PS_ON# 단자를 활성화시켜 메인보드(10)로 파워가 인가되도록 한다.
이상의 도 3의 PS_ON 회로(19a)의 블록도의 일예가, 도 4에 상세히 도시되어 있다. 즉, 도 4에서, 전원 버튼에 해당하는 스위치(S1)가 눌려지면, '로우' 레벨로 떨어지면서, PS_ON 회로(19a)가 활성화되는바, 각종 전압이 SMPS로부터 메인 보드로 인가된다(도 5의 타이밍챠트 참조).
다른 한편, 도 6은 종래의 일반적인 파워온 동작의 개념을 설명하는 또다른 예의 도면인바, 역시 전원'온' 스위칭(PWR)이 행해지면, 칩셋(14)이 P.ON 신호를 SIO(12)로 출력하고, 다시 SIO(12)는 P.ON 신호를 메인보드의 커넥터의 PS_ON# 단자로 출력하여, 전원이 SMPS로부터 메인보드로 인가되도록 한다.
도 7은 도 6의 각 신호들의 타이밍 챠트인바. VAC가 활성화(AC 전원이 인가)되면, PS_ON# 신호가 '로우' 레벨로 떨어지면서 활성화되고, 각종 전압이 SMPS로부터 메인보드로 인가되면서, 파워굳 신호로 응답하게 된다.
즉, 종래는 도 6에서와 같이, PS_ON# 신호(SMPS 전원 On)도, +5V SB신호를 먼저 On한 후, 메인보드의 전원 '온' 스위치 단에 연결하여 사우스브리지와 Super I/O 칩셋을 통하여 SMPS에 PS_ON#신호를 발생하여, 케이블의 연결이나 개조 작업성이 좋지 않아, 결국 생산성이 낮았다.
대한민국 특허공개 제2013-0043923호 (특허출원 제2011-0108115호) 대한민국 특허 제1328393호 (명칭: 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치)
본 발명은, 다양한 동작 모드를 갖는 컴퓨터 시스템에서도, 아주 단순하면서도 자동으로 대기전력을 최소화한 컴퓨터 전원공급장치를 제공하기 위한 것이다.
더욱이, 대기전력을 차단하는 방법으로 가격대비 효율성이 가장 뛰어난 제품을 만드는 것을 위하여, 극히 간단한 구성으로 기술을 구현하는 것이며, 또한 생산성을 높이기 위하여 연결이나 작업이 용이한 대기전력을 최소화한 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치는, 메인 보드(10); 상기 메인 보드에 전원을 공급하는 SMPS(20); 상기 SMPS의 대기전력 공급을 제어하는 마이컴(30); 상기 메인보드와 SMPS 간의 신호 및 대기전력 커넥팅을 매개하는 파워 커넥터(60); 및 상기 마이컴의 제어에 따라 대기 전력 온/오프를 스위칭하는 스위칭소자(40); 를 포함하여 이루어지며, 상기 메인보드(10)의 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)을 감지하여 마이컴(30)으로 통보하는 감지부(70)를 추가로 포함하되, 상기 마이컴(30)은 상기 감지부(70)에서 감지된 전압(VDD)을 기준 전압(Vr)과 비교하여 파워 전원의 대기전력(5VSB)을 상기 스위칭 소자(40)에 의해 제어함으로써, 메인보드에 공급되는 대기전원을 통제하는 것을 특징으로 한다.
바람직하기는, 상기 메인보드의 동작을 개시하는 PS_ON# 신호는, 상기 마이컴(30)에서 상기 SMPS(20)로 출력되며, 상기 SMPS에 의해 ATX 파워 케이블을 통해 상기 메인보드측의 파워 커넥터(60)로 전달되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하기는, 상기 메인보드의 동작을 개시하는 PS_ON# 신호는, 상기 마이컴(30)에서 제2 스위칭 소자(41)를 통해 상기 메인보드(10)로 직접 전달되며, 상기 메인보드 내의 PS_ON 회로(19a)에 의해 상기 메인보드측의 파워 커넥터(60)로 전달되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 방법은, (b) 상기 마이컴(30)이, PC 전원 스위치가 '온'인가 여부를 판단하는 단계(S2); (c) 상기 (b) 단계에서의 판단 결과, '예스'인 경우에는, 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 활성화하여 상기 스위칭 소자(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭 소자(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 메인보드의 5V SB 단자로 보내는 단계(S3); (d) 상기 (c) 단계와 함께, PS_ON# 신호를 활성화하여, 메인보드를 동작시키는 단계(S4); (e) 상기 (d) 단계 이후, 상기 메인보드(10)의 시스템 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)을 체크하는 단계(S5); (f) 상기 (e) 단계에서 감지된 시스템 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)이 일정 기준 전압(Vr) 미만인지 여부를 판단하는 단계(S6); 및 (g) 상기 (f) 단계에서 판단 결과, 상기 감지된 전압(VDD)이 일정 기준 전압(Vr) 이상이면, 5V SB 전원 '온' 상태를 그대로 유지하여 메인보드로의 파워 공급을 계속하면서 상기 (f) 단계로 리턴하며, 그렇지 않은 경우에는 상기 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 비활성화하여 상기 스위칭 소자(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭 소자(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 디스에이블시켜 시스템 대기전력을 '오프'시키는 단계(S7); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치 및 방법에 따르면, 다양한 동작 모드를 갖는 컴퓨터 시스템에서도, 대기전력 저감 방법으로 메모리에 공급되는 전원(VDD)을 체크하는 방법을 사용하므로, 이 신호를 활용하여 시스템의 전원공급 상태를 파악할 수 있는데, "전원 '온' 경우와 S3(대기모드) 상태에서는 메모리 타입에 따라 다르지만 1.2~1.5V 정도가 되고 전원 '오프'의 경우 0V가 된다"는 점을 활용하여, 극히 간단한 방식으로 대기전력 차단 조건을 파악할 수 있게 된다. 즉, 극히 간단한 방식으로, 대기전력을 종래의 약 1W에서 0.1~0.2W 정도로 최소화하여 추가적인 에너지 절약이 가능한 컴퓨터 전원공급장치를 제공할 수 있게 된다.
더욱이, PS_ON# 신호(SMPS 전원 On)도, 종래는 도 6에서와 같이, +5V SB신호를 먼저 On한 후, 메인보드의 전원 '온' 스위치 단에 연결하여 사우스브리지와 Super I/O 칩셋을 통하여 SMPS에 PS_ON#신호를 발생하였으나, 본 발명에서는 마이컴에서 직접 신호를 발생하여 지연시간과 케이블 연결의 번거로움을 줄였다.
상기 목적 및 효과 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 1은 종래의 컴퓨터 전원공급장치의 개념도.
도 2는 제3 종래기술에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 블록도.
도 3은 종래의 일반적인 파워온 동작의 개념을 설명하는 도면.
도 4는 도 3의 PS_ON 회로(19a)의 블록도.
도 5는 도 3의 각 신호들의 타이밍 챠트.
도 6은 종래의 일반적인 파워온 동작의 개념을 설명하는 또다른 예의 도면.
도 7은 도 6의 각 신호들의 타이밍 챠트.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 블록도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 상세 회로도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 마이컴의 동작흐름도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 블록도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 상세 회로도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 마이컴의 동작흐름도.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.
다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
(제1 실시예)
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치에 대하여 도 2 및 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 블록도이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 상세 회로도이며, 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 마이컴의 동작흐름도이다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예의 발명을 도 8의 블록도로 개략적으로 설명하면, 먼저 PC 전원(50)이 '온'인지를 감지하고, 이에 연동하여 SMPS(20)에서 메인보드로 가는 ATX 파워 케이블의 PS_ON# 신호를 '로우' 레벨로 활성화하여, 5V SB 라인을 제외한 라인이 메인보드로 가도록 한다. 이때, 5V SB 라인은 메인보드로 직접 가지 않고, 마이컴(30) 및 스위칭 소자(40) 등에 Vcc를 제공하며, 이들을 활성화하는바, 이에 따라 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 활성화하여 상기 스위칭 소자(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭 소자(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 메인보드의 5V SB 단자로 보냄으로써, 메인보드로 모든 전원공급이 되면서 메인보드를 동작시키게 된다.
이후, 메인보드의 램 (일례로 DDR 메모리(10a)) 으로 공급되는 전압을 체크하여, 일정 전압 이상이면 (램이 동작 중이므로), 5V SB 전원 '온' 상태를 그대로 유지하여 메인보드로의 파워 공급을 계속하며, 그렇지 않은 경우에는 메모리가 작동을 멈춘 것으로 인식하여, 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 비활성화하여 상기 스위칭 소자(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭 소자(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 디스에이블시켜 시스템 대기전력을 '오프'시키게 된다.
이들 회로를, 도 9를 참조하여 더 상세히 기술하면, 마이컴(30)의 스위칭입력(SW_IN) 단자(칩의 16번 핀)를 통하여, PC 전원 '온' 스위치(50)의 온/오프 상태를 감지하게 된다.
이후, 마이컴(30)은 PS_ON# 단자(칩의 2번 핀)를 통해 PS_ON# 신호를 SMPS(20)로 출력하는바 (도 9의 녹색 라인 참조), 이는 ATX 파워 케이블을 통해 메인보드(10)의 커넥터(60)의 해당 단자로 연결되기도 하지만, 동시에 공통 접지 단자를 활성화 ('하이'에서 '로우'로 감) 하여, 5V, 3.3V, 12V, 파워 굳(PWR_OK) 신호 라인 등이 모두 메인 보드의 단자로 가도록 활성화한다. 즉, 각종 파워가 SMPS로부터 메인보드로 인가된다.
한편, 전원 제어 시그널(PWR_CTRL)은 마이컴(30)의 14번 핀을 통해 출력되어, 스위칭 소자(40)의 제1 및 제3 트랜지스터(Q1, Q3)를 활성화하여, 파워 출력(PWR_OUT) 신호를 메인보드(10)의 커넥터의 5V 스탠바이 신호 단자로 출력한다. 이는 최종적으로, 메모리의 기능을 포함하는 메인 보드(컴퓨터)가 동작함을 의미한다.
마지막으로, 메인보드(10)의 메모리(일례로 DDR3)로 공급되는 전압은, 감지부(70)의 제4 트랜지스터(Q4)에 의해 감지되는바, 그 결과는 파워굳(GD_PWR) 단자(마이컴 칩의 15번 핀)를 통해 마이컴으로 알려진다.
이상의 본 발명의 제1 실시예의 마이컴의 동작을 도 10을 참조하여 다시 한번 상술한다.
먼저, 본 발명에서의 마이컴(30)은 시스템 대기 전원이 오프 상태인 경우에 (AC 전원이 입력되지 않는 상태에서) 진행되는바, 먼저 시스템 대기 전원이 오프 상태인가? 여부를 판단하며(S1), 그러한 경우에 PC 전원 스위치가 '온'인가? (컴퓨터 전원 스위치가 켜져 있는가?) 여부를 판단하는바(S2), 만약 그렇지 않으면 일정 시간 지연 후 피드백하여 계속해서 체크하며, '예스'인 경우에는, 다음 단계로 진행하여, 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 활성화하여 상기 스위칭 소자(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭 소자(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 메인보드의 5V SB 단자로 보냄으로써, 메인보드로 모든 전원공급이 되게 하면서(S3), 동시에 PS_ON# 신호를 활성화하여, 메인보드를 동작시키게 된다(S4).
이후, 메인보드의 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)을 체크하여(S5), 일정 전압(일례로 0.7V) 미만인지 여부를 판단하여(S6), 이상이면 (이때는 램이 동작 중이므로), 5V SB 전원 '온' 상태를 그대로 유지하여 메인보드로의 파워 공급을 계속하며, 그렇지 않은 경우에는 메모리가 작동을 멈춘 것으로 인식하여, 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 비활성화하여 상기 스위칭 소자(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭 소자(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 디스에이블시켜 시스템 대기전력을 '오프'시키게 된다(S7).
즉, 상기 종래기술에서 상술한 바와 같이, S3모드 (절전/대기모드)의 경우는 +5V SB를 OFF하면 안 되며, 반면, S4모드 (최대절전모드) 에서는 데이터를 하드디스크에 저장하고 시스템의 모든 전원을 끈다. 즉, S4 모드 및 전원 OFF인 S5 모드에서 0V 가 출력된다. 따라서, VDD 신호 하나로 대기전력 차단과 관련한 체크가 가능하게 되는 것인바, 다시 정리하자면, 시스템 대기전력을 OFF 조건인 전원 OFF 및 S4 모드의 경우에는 VDD 신호는 0V이고, 대기전력 ON 조건인 시스템 동작(전원 ON 상태) 및 S3(절전/대기 모드)의 경우에는, VDD 신호는 1.2~1.5V 를 출력하게 된다. 따라서, 상기 S5 및 S6 단계에서, 메모리로 공급되는 전압(VDD)을 체크하여(S5), 일정 전압(Vr: 일예로 0.7V) 미만인지 여부를 판단하여(S6), 그 이상이면 5V SB 전원 '온' 상태를 그대로 유지하며, 그 미만(VDD < Vr)이면, 시스템 대기전력을 '오프'시키는 것이다(S7). 다만, 상기 메모리로 공급되는 전압(VDD)은 반드시 0.7V에 한정되는 것은 아니며, 다른 새로운 시스템에 의해 얼마든지 바뀔 수 있음은 통상의 당업자라면 알 수 있을 것이다.
(제2 실시예)
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치에 대하여 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 블록도이고, 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 상세 회로도이고, 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 마이컴의 동작흐름도이다.
본 제2 실시예에서는, 상기 제1 실시예와 비교하여, PS_ON# 신호의 인가 방식에 차이가 있다(도 13의 S4' 참조).
즉, 본 실시예의 방식에서는, 마이컴이 PS_ON# 신호를 SMPS(20)에 인가하여 SMPS를 턴온시키고, 이에 응하여 상기 신호 및 이에 연동된 공통접지 신호가 SMPS로부터 메인보드(10)로 ATX 케이블을 통해 다른 신호 및 전원이 인가되도록 함으로서 메인보드를 동작시키는 대신, 마이컴(30)이 SMPS를 경유하지 않고 직접 메인보드로 PS_ON# 신호를 인가하도록 하는 것이다.
이를 좀더 상술하면, 도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 마이컴(30)이 PC 전원 스위치가 '온'이라는 신호를 받고, 제1 스위칭 소자(40)로의 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 활성화하여 상기 제1 스위칭 소자(40)를 통해 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 메인보드의 5V SB 단자로 보냄으로써, 메인보드로 모든 전원공급이 되게 함과 동시에(S3), 또다른 제2 스위칭 소자(41)로 스위칭아웃(SW_OUT) 신호를 출력하는바, 이에 상기 제2 스위칭 소자(41)의 트랜지스터(Q2)가 턴온되고, 상기 메인보드의 파워버튼(13)으로 PS_ON# 신호를 인가하게 되는바, 이에 파워버튼(13) 및 메인보드의 슈퍼I/O(19)의 PS_ON 회로(19a)를 통해, 상기 커넥터(60)의 PS_ON# 단자를 활성화하여, 결국 메인보드를 동작시키게 된다(S4'). 이후, 다른 과정은 상기 제1 실시예의 경우와 동일하다.
한편, 이를 실행하기 위한 제2 실시예에 따른 전체 시스템은, 마이컴(30)이 제2 스위칭 소자(41: 도 11 및 도 12 참조)를 통해 메인보드(10)의 파워버튼(13)으로 직접 PS_ON# 신호를 인가하며, 다시 파워버튼(13)은 슈퍼IO(19)의 PS_ON 회로(19a)를 통해 PS_ON# 신호를 파워커넥터(60)의 PS_ON# 단자로 보내서, 메인보드를 동작시키게 된다. 대신, 파워버튼(13)에서 시스템IO(12)로 직접 신호를 줄 필요(도 2 참조)는 없게 된다.
따라서, 본 제2 실시예의 기술에 의하면, 상기 제1 실시예에 비해 더욱 신속하고 직접적인 절전 동작이 가능하며, 별도의 추가적인 케이블이 필요없는 간단한 구성의 대기전력 차단 장치를 갖는 컴퓨터 전원공급장치가 가능하게 된다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
10 : 메인보드
11 : CPU 12 : SIO (System IO)
13 : 파워 버튼 14 : 칩셋
15 : 리셋 버튼 16 : 제1 배터리
17 : 리쥼리셋 18 : LAN
19 : 파워IO (Power IO) 19a : PS_ON 회로
20 : 파워서플라이 (SMPS) 30 : 마이컴
40 : 제1 스위칭 소자 41 : 제2 스위칭 소자
50 : 케이스 파워 스위치 60 : 파워 커넥터
70 : VDD 감지부

Claims (4)

  1. 메인 보드(10);
    상기 메인 보드에 전원을 공급하는 SMPS(20);
    상기 SMPS의 대기전력 공급을 제어하는 마이컴(30);
    상기 메인보드와 SMPS 간의 신호 및 대기전력 커넥팅을 매개하는 파워 커넥터(60); 및
    상기 마이컴의 제어에 따라 대기 전력 온/오프를 스위칭하는 스위칭소자(40); 를 포함하여 이루어지며,
    상기 메인보드(10)의 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)을 감지하여 마이컴(30)으로 통보하는 감지부(70)를 추가로 포함하되,
    상기 마이컴(30)은 상기 감지부(70)에서 감지된 전압(VDD)을 기준 전압(Vr)과 비교하여 파워 전원의 대기전력(5VSB)을 상기 스위칭 소자(40)에 의해 제어함으로써, 메인보드에 공급되는 대기전원을 통제하는 것을 특징으로 하는 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인보드의 동작을 개시하는 PS_ON# 신호는, 상기 마이컴(30)에서 상기 SMPS(20)로 출력되며, 상기 SMPS에 의해 ATX 파워 케이블을 통해 상기 메인보드측의 파워 커넥터(60)로 전달되는 것을 특징으로 하는 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인보드의 동작을 개시하는 PS_ON# 신호는, 상기 마이컴(30)에서 제2 스위칭 소자(41)를 통해 상기 메인보드(10)로 직접 전달되며, 상기 메인보드 내의 PS_ON 회로(19a)에 의해 상기 메인보드측의 파워 커넥터(60)로 전달되는 것을 특징으로 하는 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 장치.
  4. 제 1 항의 대기전력 차단 장치의 대기전력 차단 방법으로서,
    (b) 상기 마이컴(30)이, PC 전원 스위치가 '온'인가 여부를 판단하는 단계(S2);
    (c) 상기 (b) 단계에서의 판단 결과, '예스'인 경우에는, 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 활성화하여 상기 스위칭 소자(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭 소자(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 메인보드의 5V SB 단자로 보내는 단계(S3);
    (d) 상기 (c) 단계와 함께, PS_ON# 신호를 활성화하여, 메인보드를 동작시키는 단계(S4);
    (e) 상기 (d) 단계 이후, 상기 메인보드(10)의 시스템 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)을 체크하는 단계(S5);
    (f) 상기 (e) 단계에서 감지된 시스템 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)이 일정 기준 전압(Vr) 미만인지 여부를 판단하는 단계(S6); 및
    (g) 상기 (f) 단계에서 판단 결과, 상기 감지된 전압(VDD)이 일정 기준 전압(Vr) 이상이면, 5V SB 전원 '온' 상태를 그대로 유지하여 메인보드로의 파워 공급을 계속하면서 상기 (f) 단계로 리턴하며, 그렇지 않은 경우에는 상기 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 비활성화하여 상기 스위칭 소자(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭 소자(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 디스에이블시켜 시스템 대기전력을 '오프'시키는 단계(S7);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단 방법.
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