KR20180094613A - 낭비전력을 차단하는 모니터 및 전원어댑터와 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 대기전력이 차단되는 모니터 전원어댑터에 있어서
컴퓨터의 상태를 감지하여 절전모드나 컴퓨터의 전원이 끼지면 자동으로 전원어댑터에 전원공급을 자동으로 차단하고 컴퓨터가 정상 모드이면 자동으로 전원어댑터에 공급하여 모니터에 전원을 필요한 전원을 공급하여 불필요하게 낭비되는 전력을 완전히 없애 국가전력 생산량을 줄이고, 전력 생산에 따른 CO2배출량도 줄여 환경 오염을 예방할 수 있는 모니터의 전원어댑터에 관한 것이다.

Description

낭비전력을 차단하는 모니터 및 전원어댑터와 그 제어방법{omitted}

본 발명은 컴퓨터 주변기기들인 모니터, 빔프로젝터, 프린터 등 (이하 모니터라 함)의 전원으로 별도로 전원어댑터를 사용하는 제품의 전원어댑터에 있어서, 컴퓨터가 절전모드나, 전원을 '오프' 하면 자동으로 전원어댑터의 입력전원을 완전히 차단하는 전원어댑터 기술에 관한 것이다.

근래에 들어 모니터등 PC 주변기기들에 전원장치를 구비하지 않고 전원어댑터로 전원을 공급받는 모델이 증가하는 추세이다.

또 향후 통신과 전원을 공급을 동시에 하는 PoE (Power Over Ethernet), USB Power Delivery and Type-C을 구비하는 기기들이 증가하는 추세가 예상된다.

미국의 조사기관인 스트래티지 애널리틱스(Strategy Analytics)는 2016년에 Type-C를 탑재한 제품들이 모바일 기기 시장 전체의 12%가 될 것이라고 예측했다. 이 예측이 맞는다면, 2016년에는 수 억대의 모바일 기기가 Type-C를 탑재하게 될 것이다.

그러나 이렇게 연결하여 전원을 공급하는 전원어댑터는 기기의 사용여부와 관계 없이 AC전원을 공급받아 기기에 필요한 DC전원을 만들어 대기 상태를 유지하고 있어 불필요하게 전력이 계속 낭비되고 있는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 전술한 종래기술상의 문제점을 개선하고자 안출 된 것으로 모니터에 연결된 컴퓨터의 절전모드나 컴퓨터의 전원을 끄면 이것을 감지하는 수단과 전원을 차단하는 수단을 모니터와 전원어댑터에 구비하여 컴퓨터 절전모드 시와 컴퓨터 전원 오프 시 자동으로 모니터 전원어댑터의 전원을 차단하여 낭비되는 전력을 차단하는 전원어댑터를 제공함에 있다.

또 컴퓨터와 모니터를 연결하는 커넥터에 전원을 공급하는 케이블을 사용하지 않는 경우에 필요한 전원을 신호라인으로부터 에너지 수집, 저장하는 수단을 모니터에 구비하여 이 에너지를 전원으로 사용하여 제어수단을 제어하여 모니터 및 전원어댑터에서 낭비되는 전력을 차단하는 전원어댑터를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 모니터의 전원어댑터의 절전 및 대기전력 차단 수단으로

전원이 차단된 상태에서 전원어댑터를 제어하기 위한 전원을 공급하고 전원어댑터 동작 시 모니터 전원을 공급하는 전원전달부(13);

상기 전원을 신호에서 에너지를 모아 저장 공급하는 전원발생부(16);

상기 전원이 용량이 작아 모니터의 다른 회로에 공급되지 못 하도록 차단하고 전원어댑터로부터 전원이 공급되면 모니터에 전원을 공급하는 스위칭부 1(17);

상기의 제어를 하기 위한 제어부(12);

로 모니터(10, 10' )를 구성하고

전원전달부로 부터 전달되는 전원과 전원어댑터가 동작하여 모니터에 공급되는 전원의 충돌을 방지하는 역류방지부(21);

전원전달부로 부터 전원을 공급받아 제어부(23)의 제어에 따라 전원어댑터에 전원을 공급/차단하는 스위칭부(25);

스위칭부로부터 전원이 공급되면 모니터에 필요한 전원을 만드는 전원부(26);

모니터의 상태를 센싱하는 수단인 전류센싱부(22);

전원어댑터의 제어를 하기 위한 제어부(23);

으로 전원어댑터를 구성한다

본 발명은 모니터에 전원을 공급하는 전원어댑터가 컴퓨터 절전모드 시 와 컴퓨터 전원 '오프' 시 자동으로 전원어댑터의 공급전력을 차단하여 불필요하게 낭비되는 전력을 없에 이로 인한 전력 생산을 줄이고 전력 생산 시 발생되는 C02 배출을 줄여 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터 및 전원어댑터의 구성을 예시한 도면
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 모니터 및 전원어댑터의 구성을 예시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터의 에너지 수집, 저장 수단 인 전원발생부(16)에 컴퓨터로부터 입력되는 신호와 저장된 전원 파형을 예시한 도면

첨부한 도면을 참조하여 제공되는 하기의 설명은 청구범위에 의해

정의되는 본 발명의 예시적인 실시 예(들)과 그의 균등물에 대한 포괄적인 이해에 도움을 주기 위해 제공되는 것이다.

본 설명은 그러한 이해에 도움되는 다양한 특정 세부사항들을 포함하고 있지만, 이것들은 단순히 예를 들어 설명하는 것으로서 간주 되어야 할 것이다. 따라서, 당해 기술분야에서 통상적인 기술을 갖는 사람이라면 여기에 기술된 실시예들의 여러 가지의 변경과 변형들이 본 발명의 영역과 개념으로부터 벗어나지 않고도 이루어질 수 있다는 것을 잘 인식할 수 있을 것이다.

아래의 설명 중, 어느 구성요소 또는 대상물이 단수형 표현으로 되어 있을지라도, 전 후 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 그것은 복수형 구성요소 또는 대상물들도 포함하고 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 개시에서 사용되고 있는 "대체로, 대략, 본질적으로" 등의 용어들은, 임의의 특성, 파라미터 또는 값(들)이 정확하게 제공될 필요는 없지만, 예컨대, 당해 기술분야의 전문가들에게 알려진 어느 정도의 허용 오차, 측정 공차 또는 다소의 변동이 동일한 특성, 파라미터, 값(들)을 제공하도록 하는 효과를 배제하지 않는 양만큼 일어날 수도 있다는 것을 의미하도록 사용된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 에 의거 본 발명의 모니터 및 전원어댑터의 구성을 설명하면,

먼저 모니터(10)의 구성은 컴퓨터로부터 V.G.A신호, 또는 H.D.M.I 영상신호와 전원 +5V를 공급하는 커넥터(15);

모니터(10)의 각종 데이터를 받아 연산, 비교, 판단, 처리하고 제어하는 제어부(12);

제어부(12)의 처리에 따라 영상을 표시하는 디스플레이부(11);

컴퓨터로부터 공급된 전원을 다이오드D1을 통해 Vcc로 공급하여 전원어댑터(20)가 전원을 공급할 때 컴퓨터 쪽으로 전류가 역류하는 것을 방지하는 수단으로 다이오드 D1으로 구성한 역류방지부1;

컴퓨터로부터 V.G.A 또는 H.D.M.I 커넥터로부터 + 5V 전원과 동기신호 V-sync. H-sync를 받거나 H.D.M.I, 신호의 clock 신호를 받아 컴퓨터가 절전 모드인지, 전원' 오프' 상태에 따라 제어부(12)의 제어에 따라 전원어댑터(20)에 전원 공급시작 신호를 공급하거나 차단신호를 주는 스위칭소자(릴레이,트랜지스터 반도체소자등으로 구성 가능한)로 구성한 전원전달부(13);

또, 전원어댑터(20)가 전원이 차단된 상태에서 정상 동작되기 전에 용량이 작아 전원 Vcc 가 디스플레이부(11)등 다른 회로에 공급되어 오 동작을 하지 못하도록

전원Vcc가 디스플레이부(11)등 다른 회로에 공급되지 못하도록 차단하였다가 전원어댑터(20)이 정상 동작하여 전원을 모니터(10)에 공급되면 디스플레이부(11)등 다른 회로에 전원을 공급하는 수단으로 스위칭부1(17)을 구비하여 구성한다.

또 전원어댑터(20)으로부터 전원공급플러그(24)를 통해 공급되는 전원을 받기위해 전원공급플러그(24)와 연결되도록 구비한 전원수신소켓(14)으로 구성한다.

한편, 전원어댑터(20)의 구성은

모니터(10)의 전원수신소켓(14)에 연결하여 전원을 공급하는 전원공급플러그(24);

전원공급플러그(24)와 연결하여 모니터(10)에 전원어댑터(20)의 출력 전원을 공급하는 케이블(100);

전원어댑터(20)에 AC전원이 차단된 상태에서 모니터(10)의 신호전달수단(13)으로부터 전원 공급을 받아 전원어댑터의 제어부(23)으로만 전원을 공급하고 전원어댑터가 동작 시 전원부(26)의 출력전원이 모니터(10)에 공급되도록 하여 역으로 전류가 흐르는 것을 방지하는 수단(다이오드D2, D3등으로 구성한)인 역류방지부(21);

전원어댑터(20)의 각종 데이터를 받아 연산, 비교, 판단, 처리하고 제어하는 제어부(23);

제어부(23)의 제어에 의해 전원어댑터(20)에 AC 전원을 공급/차단하는 수단으로 트라이악 이나 또는 릴레이 등으로 구성 가능한 스위칭부(25);

스위칭부(25)로 부터 전원이 공급되면 모니터(10)에 필요한 전원을 만들어 공급하는 수단인 전원부(26);

모니터(10)로 공급되는 전류를 센싱하기 위해 구성한 전류센싱 소자로 저항(R1)와 센싱된 전압으로 제어부가 판단할 수 있도록 변환하는 앰프등으로 구성하여 전류센싱부(22)로 구성한다.

또 본 발명의 다른 구성의 실시 예로 도 2에 의거 모니터의 구성을 설명하면,

컴퓨터로부터 +5V 전원을 받지 못하는 경우(비 규격품 케이블 어셈블리를 사용하는 경우)에는 전원어댑터(20)에 AC전원이 차단된 상태에서 모니터(10' )의 신호전달수단(13)을 통해 전원어댑터(20)에 전원을 공급하는 전원을 영상신호에서 에너지를 모아 저장하여 공급하는 수단인 전원발생부(16);

을 추가로 구성하고 다른 구성은 도 1과 동일하게 구성한다.

본 발명의 제어방법을 도 1. 도2, 도3에 의거 상세하게 설명하면,

전원어댑터( 20 )에 AC전원을 공급하는 제어방법

우선 전원이 차단된 상태에서 모니터와 전원어댑터를 동작시키기 위해 필요한 전원 Vcc는 컴퓨터에 연결된 케이블 종류에 따라서 다르다.

먼저, 컴퓨터에 연결된 모니터 케이블이 규격품을 사용하는데 이 경우는 컴퓨터로부터 +5V 전원이 공급되어 +5V 전원으로 Vcc로 공급이 가능하다.

그러나, 시중에는 케이블 가격을 낮추려고 +5V 전원 케이블을 빼고 제작된 케이블이 유통되고 있어 이런 케이블을 사용하는 경우에는

컴퓨터에 연결된 케이블이 표준품이 아니면 컴퓨터로부터 +5V 전원을 받지 못함으로

V.G.A 를 사용하는 경우, V.G.A 신호로부터 에너지를 모아 저장하여 공급하는 전원발생부(16)을 구비하여 도 3 B와 같이 H-sync., V-sync. 신호를 다이오드D5을 통해 커패시터C1에 충전한다.

또 HDMI를 사용하는 경우는 HDMI 신호 clock+, clock- 신호들로부터 에너지를 모아 저장하여 공급할 수 있도록 다이오드D5을 통해 커패시터C1에 충전한다(미도시).

커패시터C1에 충전되어 전압이 상승하여 기준전압 Vzd에 도달할 때까지 저장하고 있다가 기준전압에 도달되면 스위칭소자 FET Q1 이 턴' 온' 되어 다이오드D4 를 통해 Vcc로 공급된다.

만일, 기준전압 Vzd가 낮은 경우는 DC/DC컨버터를 구비하여 전압을 변환하여 Vcc로 공급하면 될 것이다.(미도시)

전원어댑터(20)에 AC전원이 차단된 상태에서 컴퓨터의 전원을 '온' 하면 컴퓨터에 연결된 모니터 케이블로부터 +5V 전원이 공급되어 역류방지부1 다이오드 D1을 통해서 전원 Vcc가 제어부(12)마이콤U1에 공급되거나,

전원발생부(16)으로부터 전원 Vcc가 제어부(12)마이콤U1 공급되면

마이콤U1은 이때 이니셜라이즈 되어 출력01을 제어하여 전원전달부(13)의 구동부를 제어하여 접점 a, c 가 접속되게 한다.

접속이 되면 전원 Vcc는 접점.a, c 를 통해 전원어댑터(20)의 역류방지부(21)의 다이오드D3를 통해 제어부(23)의 마이콤U2에 공급되고,

이때 마이콤U2는 이니셜라이즈 되고 출력03를 제어하여 스위칭부(25)의 트라이악TRI1, TRI2를 구동하여 AC전원을 전원부(26)에 공급한다.

Ac전원이 공급되면 전원부(26)은 모니터(10)에 필요한 전원을 만들어 전류센싱부(22)의 저항R2를 통해 역류방지부(21)의 다이오드D2를 통해 모니터(10)에 필요한 전원을 공급한다.

이때, 모니터의 제어부(12)의 마이콤U1은 출력04를 제어하여 스위칭부1을 구동하여 전원어댑터의 출력전원은 점e를 통하여 전원 VDD를 디스플레부(11)등 다른 회로에 공급하여 모니터(10)가 디스플레이 되면서 정상동작을 하게 된다.

모니터 절전모드, 전원오프 시 제어

컴퓨터를 일정시간(예를 들어 5분)동안 사용하지 않으면 절전모드로 진행하도록 설정한 경우나 컴퓨터 전원을 '오프' 한 경우

V.G.A 인 경우 절전모드 시 컴퓨터는 H-sync., V-sync. 신호 및 영상신호들를 출력하지 않고,

HDMI인 경우 절전모드 시 컴퓨터는 clock+, clock- 신호 및 영상데이터를 출력하지 않으므로 제어부(12)의 마이콤U1은 이 신호들을 체크하다가 상기의 신호가 입력되지 않으면 절전모드로 판단하여 출력01을 제어하여 전원전달부(13)의 접점a, c를 오픈 시켜 전원어댑터(20)로부터 모니터(10)에 전원 공급이 차단되게 한다.

전원공급이 차단되면, 전류센싱 저항R1에 흐르던 전류가 거의 흐르지 않게 되어 전류센싱부(22)는 저항 양단 점 e 와 점 d 의 전압 차가 없어지는 것을 센싱하여 제어부(23)의 마이콤U2의 입력I1에 입력된다.

이때, 제어부(23)의 마이콤U2는 입력I1의 값을 읽어 모니터가 절전모드임을 판단하여 출력03를 제어하여 스위칭부(25)를 차단되도록 제어하여 AC전원의 공급을 차단한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 대기전력차단이 되는 모니터의 전원어댑터 대해 설명하였으나, 본 발명에 개시되는 발명의 사상은 본원 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 범위에까지 확장되며, 통상의 기술자에게 자명한 사항들은 비록 명세서에 기재되지 않았으나 기재된 것으로 간주되어야 한다.

전원전달부, 제어부, 역류방지부, 스위칭부1, 전원발생부, 전원부, 전류센싱부, 제어부, 디스플레이부

Claims (2)

1. 컴퓨터가 동작될 때만 전원어댑터가 동작되어 모니터에 전원을 공급하는 모니터 및 전원어댑터에 있어서,
   전원이 차단된 상태에서 전원어댑터를 제어하기 위한 전원을 공급하는 전원전달부;
   상기 전원을 신호에서 에너지를 모아 저장 공급하는 전원발생부;
   상기 전원이 용량이 작아 모니터의 다른 회로에 공급되지 못 하도록 차단하고 전원어댑터로부터 전원이 공급되면 모니터에 전원을 공급하는 스위칭부 1;
   상기의 제어를 하기 위한 제어부(12);
   로 모니터를 구성하고
   전원전달부로 부터 전달되는 전원과 전원어댑터가 동작하여 모니터에 공급되는 전원의 충돌을 방지하는 역류방지부;
   전원전달부로 부터 전원을 공급받아 제어부(23)의 제어에 따라 전원어댑터에 전원을 공급/차단하는 스위칭부:
   스위칭부로부터 전원이 공급되면 모니터에 필요한 전원을 만드는 전원부;
   모니터의 상태를 센싱하는 수단인 전류센싱부;
   전원어댑터의 제어를 하기 위한 제어부;
   로 전원어댑터를 구성한 것을 특징으로 하는 낭비전력을 차단하는 모니터 및 전원어댑터
2. 제 1 항에 있어서
   전원이 차단된 상태에서 전원어댑터에 전원전달부를 통해 공급하는 전원을 공급하는 전원발생부(16)을 다이오드D1, 커패시터C1, 제너다이오드ZD1, 스의칭소자로 FET로 구성하여 기준 전압 이상에 도달할 때 스위칭 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 모니터

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