KR20210031215A - 전자장치 및 그 제어방법 - Google Patents

전자장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자장치에 관한 것으로서, 복수의 제1외부기기가 연결될 수 있는 복수의 입력포트; 컨버터; 제2외부기기가 연결될 수 있는 출력포트; 상기 복수의 입력포트에 연결된 상기 복수의 제1외부기기의 복수의 입력전압을 출력전압으로 변환하도록 상기 컨버터를 제어하고, 상기 각 입력전압에 의한 전력 공급 가능 여부를 식별하고, 상기 식별된 전력 공급 가능 여부에 기초하여, 상기 출력포트에 연결된 제2외부기기로 상기 변환된 출력전압이 출력되도록 상기 컨버터를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전자장치 및 그 제어방법{ELECTRONIC APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 출력포트에 연결된 외부기기에 전력을 공급해 줄 수 있는 전자장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
USB(Universal Serial Bus)와 같은 범용 커넥터는 많은 전자기기에 부착 되어 있으며, 신호전송과 전력공급을 위하여 사용된다. 하지만 전력을 공급할 때, 예컨대, 일반적인 USB 3.0의 경우라 하더라도 5V 전압에 최대 0.9A 정도의 Spec을 가지기 때문에 5W이상의 제품을 USB를 사용하여 구동시키는 것은 불가능하다.
최근 C-type USB 포트를 통해 최대 100W까지 전력 공급이 가능하도록 하는 USB PD (USB power delivery) 규격이 만들어졌으나, 아직 C-type 포트나 USB PD를 위한 블록을 가지고 있지 않은 전자장치들이 대부분이다. 따라서 이를 이용하기 위해서는 전자장치가 USB PD를 지원해야 하고, C-type 케이블, 파워블록 등이 추가로 필요하다.
본 발명은 TV나 PC같이 기존의 USB 포트를 다수 가지고 있는 제품에서 이를 이용하여 보다 더 큰 전력을 공급할 수 있는 전자장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 목적은 주변기기에 구비되어 있는 기존 포트를 이용하여 더 큰 전력공급이 가능하게 하는 전자장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 전자장치에 관한 것으로서, 복수의 제1외부기기가 연결될 수 있는 복수의 입력포트; 컨버터; 제2외부기기가 연결될 수 있는 출력포트; 상기 복수의 입력포트에 연결된 상기 복수의 제1외부기기의 복수의 입력전압을 출력전압으로 변환하도록 상기 컨버터를 제어하고, 상기 각 입력전압에 의한 전력 공급 가능 여부를 식별하고, 상기 식별된 전력 공급 가능 여부에 기초하여, 상기 출력포트에 연결된 제2외부기기로 상기 변환된 출력전압이 출력되도록 상기 컨버터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 각 제1외부기기의 최대가용전류를 식별하고, 상기 각 제1외부기기로부터 공급되는 전류가 상기 최대가용전류보다 낮은지 여부에 기초하여, 상기 전력 공급 가능 여부를 식별할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 출력전압이 목표치보다 낮은 경우, 상기 컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭을 증가시켜 상기 출력전압이 상기 목표치에 도달하도록 상기 컨버터를 제어할 수 있다.
상기 컨버터는, 상호 병렬 연결되며, 상기 복수의 입력포트에 대응하는 복수의 서브컨버터를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 서브컨버터 중에서 최대가용전력이 초과될 것으로 예상된 상기 제1외부기기에 대응하는 서브컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭이 유지되도록 제어할 수 있다.
상기 전자장치는, 디스플레이를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 연결된 복수의 제1외부기기의 최대가용전력, 상기 제2외부기기의 요구전력 또는 상기 출력포트의 출력가능전력 중 적어도 하나에 관한 정보가 표시되도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
상기 출력포트는, 무선전력전송회로를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2외부기기에 무선으로 전력을 전송하도록 상기 무선전력전송회로를 제어할 수 있다.
상기 출력포트 측에 마련되어, 상기 제2외부기기의 요구전압을 식별하는 회로를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 출력전압이 상기 식별된 요구전압에 도달되도록 상기 컨버터를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전력 공급이 부족한 경우, 상기 증가시켜야 할 입력전압의 크기를 식별하고, 상기 식별된 크기의 입력전압이 입력되도록 상기 제1외부기기에 요청하는 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 입력포트는 USB 포트일 수 있다.
상기 컨버터는, 각 입력단이 상기 복수의 입력포트에 대응하여 연결되고, 각 출력단이 상호 직렬 연결되는 복수의 서브컨버터를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명 일 실시예에 따른 전자장치의 제어방법은, 복수의 입력포트에 연결된 복수의 제1외부기기의 복수의 입력전압에 의한 전력 공급 가능 여부를 식별하는 단계; 및 상기 식별된 전력 공급 가능 여부에 기초하여, 출력포트에 연결된 제2외부기기로 상기 복수의 입력전압을 출력전압으로 변환하도록 컨버터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력 공급 가능 여부를 식별하는 단계는, 상기 각 제1외부기기의 최대가용전류를 식별하는 단계; 및 상기 각 제1외부기기로부터 공급되는 전류가 상기 최대가용전류보다 낮은지 여부에 기초하여, 상기 전력 공급 가능 여부를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 컨버터는, 상호 병렬 연결되며, 상기 복수의 입력포트에 대응하는 복수의 서브컨버터를 포함하며, 상기 출력전압이 목표치보다 낮은 경우, 상기 서브컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭을 증가시켜 상기 출력전압이 상기 목표치에 도달하도록 상기 서브컨버터를 제어하는 단계; 및 상기 복수의 서브컨버터 중에서 최대가용전력이 초과될 것으로 예상된 상기 제1외부기기에 대응하는 서브컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭이 유지되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 연결된 복수의 제1외부기기의 최대가용전력, 상기 제2외부기기의 요구전력 또는 상기 출력포트의 출력가능전력 중 적어도 하나에 관한 정보를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2외부기기의 요구전압을 식별하는 단계; 및 상기 출력전압이 상기 식별된 요구전압에 도달되도록 상기 컨버터를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 공급이 부족한 경우, 증가시켜야 할 상기 입력전압의 크기를 식별하는 단계; 및 상기 식별된 크기로 증가된 입력전압이 입력되도록 상기 제1외부기기에 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 전자장치 및 그 제어방법에 따르면, 전자장치는 복수의 외부기기의 입력포트로부터 전력을 공급받아 컨버터를 통해 이용하고자 하는 다른 외부기기가 요구하는 전력을 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자장치를 도시한 예이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 입력판단부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 입력판단부의 동작순서를 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 컨버터 및 제어부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력부하에 따른 포트 별 입력전류 및 출력전압을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터가 직렬로 연결된 경우의 전자장치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전송으로 전력을 공급하는 전자장치를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 실제 사용례를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 실제 사용하는 또 다른 예를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자장치를 도시한 예이다.
일 실시예에서 전자장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 입력포트(110)와 하나의 출력포트(120)를 포함한 전자장치로서 구현된다.
입력포트(110)는 외부기기(이하 '제1외부기기'라 한다.)와 연결되며, 전자장치(100)에 구비된 입력포트(110)의 개수만큼 제1외부기기가 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1외부기기는 컴퓨터, TV, 휴대용 단말기, 셋탑박스 등과 같은 다양한 전력 공급원으로 각각의 케이블 등을 통해 본 발명 전자장치(100)와 물리적으로 연결될 수 있으며, 다양한 제1외부기기로부터 전자장치(100)에 입력된 신호는 출력포트(120)와 연결된 다른 외부기기(이하 '제2외부기기'라 한다.)로 전송될 수 있다.
제2외부기기는 복수의 제1외부기기로부터 전력을 공급받아 동작하기 위한 기기로서, 컴퓨터, TV, 휴대용 단말기, 셋탑박스 등 사용자가 이용하고자 하는 전자장치가 될 수 있다. 제2외부기기는 전자장치(100)로부터 유선 혹은 무선으로 전력을 공급받을 수 있다.
제1외부기기로부터 입력포트(110)에 수신되는 신호의 규격은, 예를 들면, USB 등의 범용 커넥터를 들 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 전력을 공급할 수 있는 다른 커넥터에도 적용할 수 있다. USB 커넥터의 경우, 예컨대, 4개의 핀을 포함하며, 전력 공급에 사용되는 2개의 전력공급핀과, 데이터 전송에 사용되는 2개의 데이터전송핀으로 구성된다. USB 커넥터의 4개의 핀은 USB 케이블의 대응되는 4개의 전력 공급선 및 데이터 전송선을 통해 제1외부기기의 USB 커넥터와 연결된다. 제1외부기기가 입력포트(110)의 USB 커넥터에 연결되면, 제1외부기기 및 입력포트(110)의 USB 커넥터의 전력공급핀을 통해, 제1외부기기로부터 전자장치(1)로 전력이 공급될 수 있다. 한편, 실시예에 따라서는, 제1외부기기 및 입력포트(110)의 USB 커넥터의 데이터전송핀을 통해, 제1외부기기와 전자장치(1) 간 데이터의 전송이 이루어질 수도 있다.
출력포트(120)를 통해 제2외부기기에 전력을 공급하는 규격은 장치의 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 예를 들면, DC 커넥터, USB 등에 의하여 유선으로 전력을 공급 할 수 있다. 무선으로 전력을 공급하는 출력포트(120)에 대한 상세한 설명은 후술한다. 본 실시예의 출력포트(120)는 하나인 경우를 설명하나, 이에 한정되지 않고, 출력포트는 복수 개 마련될 수 있다.
따라서 일 실시예에서 전자장치(100)는 복수의 입력포트(110)에 연결된 외부기기들의 전력을 모아 출력포트(120)에 연결되어 사용하고자 하는 다른 외부기기에 전력을 공급하도록 제어하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력포트(110), 출력포트(120), 컨버터(130), 제어부(140)를 포함한다. 추가적인 실시예로서, 전자장치(100)는 통신부(150), 저장부(160), 입력판단부(170)를 더 포함할 수 있다.
전자장치(100)에 포함되는 구성은 상기한 일 실시예에 의해 한정되지 않고, 일부 구성을 제외 또는 변경하여 구성되거나, 추가적으로 다른 구성들을 포함하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 전자장치(100)는 전력에 관한 정보를 표시하는 디스플레이(도 11의 부호 1110 참조)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 컨버터(converter)는 DC-DC 컨버터로서, step-down 즉, 전압을 낮추는 강압형(Buck) 컨버터, 전압을 높이는 승압형(Boost) 컨버터 및 승강압형(Buck-Boost) 컨버터 등 중 적어도 하나 또는 그 조합으로 구현될 수 있다. 예컨대, 컨버터(130)는 인덕터, 캐패시터 및 스위칭소자를 포함할 수 있으며, 설계에 따라 인덕터 대신 변압기를 포함할 수 있다. 스위칭소자는 FET와 같은 트랜지스터로 구현될 수 있으며 다른 제어신호에 의해 턴온 또는 턴오프되는 소자로도 대체 가능하다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 DC-DC 컨버터 1이 승압형 컨버터로 구현된 경우를 살펴본다. 도 5에는 DC-DC 컨버터 1의 회로 구성만을 도시하나, DC-DC 컨버터 2도 DC-DC 컨버터 1과 동일 또는 유사한 회로 구성을 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터 1은, 제어신호(PWM1)에 의해 스위칭소자(560)가 턴온되면, 즉, 스위치가 닫히면, 입력되는 전류(Iin1)는 인덕터(570)에 흐르게 되고, 이 과정에서 인덕터(570)에 전력이 저장된다. 반면 스위칭소자(560)가 턴오프 되면, 즉, 스위치가 열리면, 전류(Iin1)는 인덕터(570)로부터 커패시터(580)로 흐르게 되며, 이 과정에서 인덕터(570)에 저장된 전력이 커패시터(580)로 전달된다. 커패시터(580)에 전달된 전력은 소정 레벨의 직류전압(Vout)으로서 부하 즉, 제2외부기기의 동작전압으로 제공될 수 있다. DC-DC 컨버터 1과 마찬가지의 동작 원리로, DC-DC 컨버터 2에 의해서도 커패시터(580)로 전력이 전달될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 컨버터(130)는 각 입력포트에 대응하여 존재하고, 전압의 레벨이 변환된 출력전압을 제2외부기기로 출력한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(140)는 컨버터(130)의 출력전압을 제어하기 위해서 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 수행할 수 있다. 여기서 PWM 제어는 출력 전압을 검출한 후, 기준 전압과의 비교를 통해 컨버터(130)의 스위칭소자의 스위칭 주기, 즉 듀티비(duty ratio)를 조정하여 변동량을 보상하는 제어방법을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 컨버터(130)와, 제어부(140)의 컨버터(130) 제어 동작에 대한 상세한 설명은 후술한다.
제어부(140)는 전자장치(100)의 전반적인 제어를 수행한다. 구체적으로, 제어부(140)는 각 입력포트(110)에 연결된 복수의 제1외부기기의 입력전압에 의한 전력 공급 가능 여부를 식별하고, 이에 기초하여 출력전압이 제2외부기기가 요구하는 전압이 되도록 컨버터(130)를 제어한다. 또한, 제어부(140)는 각 제1외부기기로부터 공급되는 전류가 제1외부기기가 공급할 수 있는 최대가용전류인지 여부에 따라 전력 공급 가능여부를 식별한다. 제어부(140)의 동작에 관한 상세한 설명은 후술한다.
제어부(140)는 위와 같은 제어 동작을 수행할 수 있도록 마련된 제어회로를 포함한다. 제어부(140)의 제어회로에 대한 상세한 설명은 후술한다. 또한, 제어부(140)는 이러한 제어 동작을 수행할 수 있도록 하는 제어프로그램(혹은 인스트럭션)을 더 실행할 수 있다. 이 경우 제어부(140)는 제어프로그램이 설치된 비휘발성의 메모리로부터 제어프로그램의 적어도 일부를 휘발성의 메모리로 로드하고, 로드된 제어프로그램을 실행하는 적어도 하나의 범용 제어부를 포함하며, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit), AP(application processor), 또는 마이크로프로세서(microprocessor)로 구현될 수 있다.
제어부(140)는 싱글 코어, 듀얼 코어, 트리플 코어, 쿼드 코어 및 그 배수의 코어를 포함할 수 있다. 제어부(140)는 복수의 제어부, 예를 들어, 메인 제어부(main processor) 및 슬립 모드(sleep mode, 예를 들어, 대기 전원만 공급되고 전자장치로서 동작하지 않는)에서 동작하는 서브 제어부(sub processor)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부, 롬 및 램은 내부 버스(bus)를 통해 상호 연결될 수 있다. 제어부(140)는 전자장치(100)에 내장되는 PCB 상에 실장되는 메인 SoC(Main SoC)에 포함되는 형태로서 구현 가능하다.
제어프로그램은 BIOS, 디바이스드라이버, 운영체계, 펌웨어, 플랫폼 및 응용프로그램(어플리케이션) 중 적어도 하나의 형태로 구현되는 프로그램(들)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 응용프로그램은 전자장치(100)의 제조 시에 전자장치(100)에 미리 설치 또는 저장되거나, 혹은 추후 사용 시에 외부로부터 응용프로그램의 데이터를 수신하여 수신된 데이터에 기초하여 전자장치(100)에 설치될 수 있다. 응용프로그램의 데이터는, 예컨대, 어플리케이션 마켓과 같은 외부 서버로부터 전자장치(100)로 다운로드 될 수도 있다. 이와 같은 외부 서버는, 본 발명의 컴퓨터프로그램 제품의 일례이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서 제어부(140)의 동작은 전자장치(100)와 별도로 마련되는 컴퓨터프로그램제품(미도시)에 저장된 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 컴퓨터프로그램 제품은 컴퓨터프로그램에 해당하는 인스트럭션이 저장된 메모리와 제어부를 포함한다. 인스트럭션은 제어부에 의해 실행되면 입력포트에 연결된 제1외부기기의 입력전압을 컨버터를 통해 출력전압으로 변환하기 위하여 필요한 제어동작을 수행한다. 이 때 출력전압인 출력전압이 목표치보다 낮은 경우, 컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭을 증가시켜 출력전압이 목표치에 도달하도록 컨버터를 제어하기 위하여 필요한 동작을 수행한다. 실시예에 따라, 전자장치(100)는 별도의 컴퓨터프로그램제품에 저장된 컴퓨터프로그램을 다운로드 및 실행하여, 제어부(140)의 동작을 수행할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 제어부(140)의 동작은 기록매체에 저장되며 컴퓨터가 판독 가능한 프로그램으로 구현될 수도 있다. 기록매체에 저장된 프로그램 즉, 데이터는 제어부(140)에 의해 직접 액세스되어 실행되거나, 컴퓨터 시스템이 상호 결합된 유무선 네트워크를 통해 구현되는 전송매체를 통해 전자장치(100)로 다운로드되어 실행됨으로써, 동작을 수행할 수 있다.
제어부(140)는 출력전압이 목표치에 도달하도록 컨버터를 제어하기 위한 데이터 분석, 처리, 및 결과 정보 생성 중 적어도 일부를 규칙 기반 또는 인공지능(Artificial Intelligence) 알고리즘으로서 기계학습, 신경망 네트워크(neural network), 또는 딥러닝 알고리즘 중 적어도 하나를 이용하여 수행할 수 있다.
일 예로, 제어부(140)는 학습부 및 인식부의 기능을 수행할 수 있다. 학습부는, 예를 들면, 학습된 신경망 네트워크를 생성하는 기능을 수행하고, 인식부는 학습된 신경망 네트워크를 이용하여 데이터를 인식(또는, 추론, 예측, 추정, 판단)하는 기능을 수행할 수 있다. 학습부는 신경망 네트워크를 생성하거나 갱신할 수 있다. 학습부는 신경망 네트워크를 생성하기 위해서 학습 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 학습부는 학습 데이터를 저장부(160) 또는 외부로부터 획득할 수 있다. 학습 데이터는 신경망 네트워크의 학습을 위해 이용되는 데이터일 수 있으며, 예를 들면, 후술하는 바와 같은, 입력판단부(170)에서 판단하는 제1외부기기의 최대가용전류, 제2외부기기가 요구하는 전압 등을 학습 데이터로 이용하여 신경망 네트워크를 학습시킬 수 있다.
학습부는 학습 데이터를 이용하여 신경망 네트워크를 학습시키기 전에, 획득된 학습 데이터에 대하여 전처리 작업을 수행하거나, 또는 복수 개의 학습 데이터들 중에서 학습에 이용될 데이터를 선별할 수 있다. 예를 들면, 학습부는 학습 데이터를 기 설정된 포맷으로 가공하거나, 필터링하거나, 또는 노이즈를 추가/제거하여 학습에 적절한 데이터의 형태로 가공할 수 있다. 학습부는 전처리된 학습 데이터를 이용하여 제1외부기기의 최대가용전류, 제2외부기기가 요구하는 전압 등을 식별하도록 설정된 신경망 네트워크를 생성할 수 있다.
학습된 신경망 네트워크는 복수의 신경망 네트워크(또는, 레이어)들로 구성될 수 있다. 복수의 신경망 네트워크의 노드들은 가중치를 가지며, 복수의 신경망 네트워크들은 일 신경망 네트워크의 출력 값이 다른 신경망 네트워크의 입력 값으로 이용되도록 서로 연결될 수 있다. 신경망 네트워크의 예로는, CNN (Convolutional Neural Network), DNN (Deep Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), RBM (Restricted Boltzmann Machine), DBN (Deep Belief Network), BRDNN (Bidirectional Recurrent Deep Neural Network) 및 심층 Q-네트워크 (Deep Q-Networks)과 같은 모델을 포함할 수 있다.
통신부(150)는 후술하는 USB PD 블록과 같이 출력포트에 연결된 제2외부기기의 요구전압의 크기에 관한 정보를 수신하거나 입력포트에 연결된 USB PD 규격의 제1외부기기와 통신하여 제2외부기기에 소정 크기의 입력전압을 제공해 줄 것을 요청하는 등의 역할을 수행한다.
저장부(160)는 플래시메모리 또는 하드디스크 드라이브와 같이 리딩(reading)/라이팅(writing)이 가능한 비휘발성 메모리를 포함한다. 저장부(160)는 제어부(140)가 억세스 가능하게 마련되며, 제어부(140)에 의한 데이터의 검색, 리딩, 라이팅, 삭제, 업데이트 등이 수행된다.
저장부(160)에 저장되는 데이터는, 제어부(140)에 의해 액세스되는 데이터로서, 예를 들면 전자장치(100)의 구동을 위한 운영체제를 비롯하여, 이 운영체제 상에서 실행 가능한 다양한 소프트웨어, 프로그램, 어플리케이션, 영상데이터, 부가데이터 등을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 입력판단부(170)에 의해 측정된 각 입력포트의 최대가용정류에 관한 정보 등이 저장부(160)에 저장된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 입력판단부를 도시한 도면이다. 각 입력포트(110)로부터 제공되는 전력은 제1외부기기의 종류 및 포트 종류에 따라 다른 최대 출력값을 가지므로, 출력포트에 연결된 제2외부기기가 요구하는 전력을 출력하기 위해서는 입력포트 별 최대 출력을 판단할 필요가 있다. 따라서 입력판단부(170)는 입력포트에 연결된 제1외부기기가 전자장치(100)에 공급할 수 있는 최대가용전류를 측정한다.
입력판단부(170)는 USB입력판단부(180)와 복수의 부가회로를 포함한다. 복수의 부가회로는 각 입력포트(110) 별로 마련되고, 각 부가회로는 트랜지스터(Transistor)의 일종인 FET(Field Effect Transistor; FET1 등), 저항(R1 등) 및 다이오드를 포함한다. 다만, 본 실시예에서는, 입력되는 전류(Iin1 등)의 크기를 제어하기 위하여 FET를 이용하여 부가회로를 구성하나, 이에 한정되지 않고 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등과 같은 다른 종류의 트랜지스터나, 혹은 가변저항 등과 같은 다른 형태의 소자를 이용하여서도 입력되는 전류(Iin1 등)의 크기를 제어할 수 있다. FET의 양단은 각 입력포트(110)와 저항(R1 등)에 각각 연결되고, 저항(R1 등)의 타단은 접지된다. 다이오드는 일단은 FET(FET1 등)에, 타단은 USB입력판단부(180)에 각각 연결된다.
USB입력판단부(180)는 칩 형태로 구현되며 복수의 핀을 구비한다. 복수의 핀은 전원핀(Vcc)과 복수의 서브핀세트를 포함한다. 전원핀(Vcc)에는 복수의 입력포트(110)가 공통으로 연결된다. 각 입력포트(110)에 제1외부기기가 연결되면, USB입력판단부(180)로 동작전원이 공급되고, USB입력판단부(180)가 동작을 수행할 수 있다. 전원핀(Vcc)에는 복수의 입력포트(110)가 공통으로 연결되므로, 복수의 입력포트(110) 중에서 어느 하나에 제1외부기기가 연결되더라도, USB입력판단부(180)는 연결된 제1외부기기로부터 동작전원을 공급받아 동작을 수행할 수 있다. 복수의 서브핀세트는 복수의 입력포트(110)에 대응하여 마련된다. 각 서브핀세트는 제어신호출력핀(Gate1 등), 전류감지핀(CS1 등) 및 전압감지핀(VS1 등)을 포함한다.
USB입력판단부(180)는 각 제어신호출력핀(Gate1 등)을 통해 각 FET(FET1 등)의 동작을 제어하는 제어신호를 출력한다. 제어신호의 크기는 각 FET(FET1 등)의 게이트전압을 고려하여, 각 FET(FET1 등)가 선형모드로 동작할 수 있도록 조정된다. 즉, 제어신호의 크기에 따라 각 FET(FET1 등)를 통해 흐르는 전류의 크기가 조정될 수 있다. 각 전류감지핀(CS1 등)은 각 FET(FET1 등)와 저항(R1 등) 사이의 지점에 연결되며, USB입력판단부(180)는 각 전류감지핀(CS1 등)을 통해 각 FET(FET1 등)를 통해 흐르는 전류(Iin1 등)의 크기를 감지할 수 있다. 각 전압감지핀(VS1 등)은 각 FET(FET1 등)와 다이오드 사이의 지점에 연결되며, USB입력판단부(180)는 각 전압감지핀(VS1 등)을 통해 각 입력포트(110)의 입력전압(Vin1 등)의 크기를 감지할 수 있다. USB입력판단부(180)는 제어부(140)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 자세한 판단방법은 아래 도 4에 관한 설명에서 후술한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3에 도시된 입력판단부의 동작순서를 나타낸 흐름도이다.
먼저 USB입력판단부(180)는 각 입력포트(110)에 제1외부기기가 연결되었는지 여부를 확인한다(S410). 제1외부기기가 연결되었다면(S420의 “예”), USB입력판단부(180)는 제1외부기기가 연결된 입력포트(110)에 연결된 FET(FET1 등)의 게이트전압이 증가되도록 제어신호를 출력한다(S430).
제어신호에 따라 게이트전압이 증가하면 FET(FET1 등)에 흐르는 전류도 증가하게 된다. 제어신호의 크기는, 제1외부기기가 최대로 공급할 수 있는 전류의 크기(이하, '최대가용전류'라고도 함)를 고려하여, 처음에는 충분히 낮은 크기로 설정되었다가, 점차적으로 증가되어 FET(FET1 등)에 흐르는 전류가 최대가용전류에 대응하는 크기에 이를 때까지 증가될 수 있다. USB입력판단부(180)는 제1외부기기로부터 공급되는 전류가 증가되도록 제어신호를 출력하여 FET(FET1 등)의 게이트전압을 점차적으로 증가시키면서, 입력전압(Vin1 등)에 변동이 발생하는지 여부를 확인한다(S440). 즉, 연결된 제1외부기기로부터 입력되는 전류가 점차 증가하여 최대가용전류를 초과하게 되면, USB의 포트 보호 동작에 의해, 제1외부기기로부터의 전류 공급이 차단된다. 이에 따라, 입력전압(Vin1 등)이 순간적으로 떨어지게 된다. 만일, 입력전압(Vin1 등)에 변동이 발생하지 않으면(S440의 "아니오"), USB입력판단부(180)는 계속하여 동작 S430을 수행하여 제1외부기기로부터 공급되는 전류가 증가하도록 제어신호를 출력하여 FET(FET1 등)의 게이트전압을 증가시킨다.
만일, 입력전압(Vin1 등)에 변동이 발생하면, 즉, 입력전압(Vin1 등)이 급격하게 하강하면(S440의 "예"), USB입력판단부(180)는 이 때에 FET(FET1 등)에 흐르는 전류를 제1외부기기의 최대가용전류로서 측정한다(S450). USB입력판단부(180)는 제1외부기기의 최대가용전류에 대응하는 값을 저장부(160)에 저장하고, 복수의 제1외부기기가 연결된 경우 각 입력포트(110)에 연결된 제1외부기기마다 순차적으로 최대가용전류의 측정을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 컨버터 및 제어부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 5는 설명의 편의를 위해 입력포트가 2개(입력포트1 및 입력포트2)인 경우를 도시한다. 전자장치(100)의 컨버터(130)는 입력포트1 및 입력포트2에 각각 대응하는 2개의 서브컨버터(DC-DC 컨버터1 및 DC-DC 컨버터2)를 포함한다. DC-DC 컨버터1 및 DC-DC 컨버터2의 입력단은 입력포트1 및 입력포트2에 각각 연결되며, DC-DC 컨버터1 및 DC-DC 컨버터2의 출력단은 하나로 통합되어 출력포트에 연결된다. 즉, 2개의 입력포트로부터 공급되는 전력이 하나로 통합된 전력으로 출력될 수 있다. 제어부(140)는 각 DC-DC 컨버터의 출력단 및 각 입력포트의 입력단에 연결되어, DC-DC 컨버터1 및 DC-DC 컨버터2가 목표로 하는 전압을 출력할 수 있도록 제어하는 동시에, 각 입력포트로부터 최대로 공급될 수 있는 전력(이하, '최대가용전력'이라고도 함)에 이르렀는지 여부를 확인하여 각 DC-DC 컨버터의 동작을 이에 맞게 적응적으로 제어한다.
구체적으로, 제어부(140)는 컨버터의 출력전압(Vout)에 기반한 전압 피드백 듀티 제어를 위하여 제1비교기(510) 및 제1듀티제어블록(PID)을 포함하고, 각 입력포트의 입력전류(Iin1, Iin2)에 기반한 전류 모니터링 듀티 제어를 위하여 제2비교기(520) 및 제2듀티제어블록(PI)을 포함한다. 그리고 제어부(140)는 전압 피드백 듀티 제어 및 전류 모니터링 듀티 제어를 통합하여 정해지는 펄스폭의 제어신호(PWM1, PWM2)를 출력하기 위하여 제3비교기(530), 톱니파생성기(540) 및 제어신호출력부(550)를 포함한다. 제2비교기(520) 및 제2듀티제어블록(PI)과, 제3비교기(530) 및 제어신호출력부(550)는, 각 입력포트/DC-DC 컨버터 별로 복수 개 마련된다. 이 때, 각 듀티제어블록은 PID 제어 혹은 PI 제어가 될 수 있고 어느 하나에 한정되지 않는다.
입력포트1, 2에 제1외부기기가 각각 연결되면 입력전압(Vin1, Vin2)이 걸리게 되고, 입력전압은 각 입력포트에 연결된 DC/DC 컨버터를 통해 출력전압(Vout)으로 변환된다. 제어부(140)는 전압 피드백 듀티 제어를 통하여 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref)에 도달하도록 각 DC-DC 컨버터의 동작을 제어한다. 이 때, 제어부(140)는 출력포트에 연결된 제2외부기기가 요구하는 전압을 식별하여 이를 기준전압(Vref)으로 설정할 수 있다. 출력포트에 연결된 제2외부기기가 요구하는 전압을 식별하는 사항에 대한 구체적인 설명은 후술한다. 다른 실시예로서, 제어부(140)는 미리 정의된 디폴트값을 기준전압(Vref)으로 설정할 수도 있다. 만일, 제1비교기(510)의 판단 결과 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref)보다 낮은 경우, 제어부(140)는 제1듀티제어블록(PID)에서 제1듀티제어값(Ref.Duty1)을 증가시켜 DC-DC 컨버터1, 2에 인가되는 제어신호(PWM1, PWM2)의 펄스 폭이 증가되도록 컨버터(130)를 제어한다. 제어부(140)의 제어신호출력부(550)는 제3비교기(530)를 통해 전달되는 제1듀티제어값(Ref.Duty1)과 톱니파생성기(540)에 의해 생성되는 톱니파에 기초하여, 대응하는 펄스폭을 가지는 제어신호(PWM1, PWM2)를 DC-DC 컨버터1, 2로 출력한다. DC-DC 컨버터1,2는 증가된 펄스 폭을 가진 제어신호(PWM1, PWM2)에 의해 출력전압(Vout)을 증가시키고, 제어부(140)는 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref)에 도달할 때까지 전압 피드백 듀티 제어를 계속적으로 수행한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(140)는 위에서 설명한 전압 피드백 듀티 제어에 더하여, 입력전류(Iin1, Iin2)에 기반한 전류 모니터링 듀티 제어도 함께 수행한다. 제어부(140)는 제2비교기(520)를 이용하여 입력포트1, 2에 각각 흐르는 입력전류(Iin1, Iin2)를 모니터링하고, 입력전류(Iin1, Iin2)를 USB입력판단부(180)에서 측정한 최대가용전류(Imax1, Imax2)와 비교한다. 만일, 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref)보다 낮고 모니터링한 입력전류(Iin1, Iin2)가 최대가용전류(Imax1, Imax2)에 도달하지 않은 경우, 제어부(140)는 해당 제2듀티제어블록(PI)에서 제2듀티제어값(Ref.Duty2)을 증가시켜 출력하도록 제어한다. 즉, 제어부(140)는 제3비교기(530)을 이용하여, 전압 피드백 듀티 제어에서 제1듀티제어값(Ref.Duty1)을 증가시키는 것에 더하여, 전류 모니터링 듀티 제어에서 제2듀티제어값(Ref.Duty2)도 증가되도록 부가 제어한다. 즉, DC-DC 컨버터1, 2에 인가되는 제어신호(PWM1, PWM2)의 펄스 폭 전체 제어는 전압 피드백 듀티 제어와 전류 모니터링 듀티 제어를 합한 것이 된다.
위와 같이, 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref)보다 낮은 동안에는, 제어부(140)는 출력전압(Vout)이 상승하도록 제어신호(PWM1, PWM2)의 펄스 폭을 증가시킨다. 따라서, 각 입력포트1, 2에 연결된 제1외부기기의 허용 한도, 즉, 최대가용전류 범위 내에서는 입력전류(Iin1, Iin2)가 계속 증가될 수 있다. 이 후, 연결된 각 제1외부기기의 최대가용전류의 범위 내에서, 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref)에 도달하게 되는 경우에는, 제어신호(PWM1, PWM2)의 펄스 폭을 더 이상 증가시킬 필요가 없다. 이 경우, 제어부(140)는 전압 피드백 듀티 제어에서의 제1듀티제어값(Ref.Duty1)을 유지하거나, 혹은, 상황에 따라 적응적으로 적절히 증감시킴으로써, 기준전압(Vref)에 맞는 출력전압(Vout)의 인가를 지속시킬 수 있다. 이 경우, 부하의 변동이 없는 한 입력전류(Iin1, Iin2)는 더 이상 증가되지 않고 유지될 수 있다. 이에 따라, 전자장치(100)는 제2외부기기가 필요로 하는 전력을 공급할 수 있다.
만일, 입력전류(Iin1, Iin2)가 증가되다가 입력전류 중 어느 하나가 최대가용전류(Imax1, Imax2)를 초과할 것으로 예상되는 경우, 제어부(140)는 해당 입력전류에 대응하는 제2듀티제어값(Ref.Duty2)을 감소시킨다. 제2듀티제어값(Ref.Duty2)의 감소는 제3비교기(530)에 의해 전압 피드백 듀티 제어에서의 제1듀티제어값(Ref.Duty1)의 증가와 상쇄되며, 그 결과, 해당 DC-DC 컨버터에 인가되는 제어신호(PWM1 또는 PWM2)의 펄스 폭이 유지된다. 이에 따라, 대응하는 제1외부기기로부터 입력되는 전류가 더 이상 증가하지 않게 되어, 제1외부기기의 공급 전류가 최대가용전류를 초과하지 않게 되므로, 전력 공급의 안정성이 향상된다.
입력전류(Iin1, Iin2) 중 어느 하나가 최대가용전류(Imax1, Imax2)를 초과한 상태에서, 만일 출력전압(Vout)이 여전히 기준전압(Vref)에 도달하지 않은 경우, 제어부(140)는 입력전류 중 최대가용전류를 초과하지 않은 입력포트와 연결된 DC-DC 컨버터의 펄스 폭을 증가시켜 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref)에 도달하도록 제어한다.
이 후, 출력전압(Vout)이 상기 기술한 전압 피드백 듀티 제어와 전류 모니터링 듀티 제어를 통해 기준전압(Vref)에 도달하게 되면, 제어부(140)는 제어신호(PWM1, PWM2)의 펄스 폭을 유지하도록 컨버터(130)를 제어한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력부하에 따른 포트 별 입력전류 및 출력전압을 도시한 도면이다.
본 발명 일 실시예에 따른 입력포트에 최대가용전력이 각각 10W, 20W인 제1외부기기를 연결한 경우, 출력부하 별로 소모 전력의 증가에 따른 입력전류 및 출력전압의 변화를 설명한다. 본 실시예의 최대가용전력은 각 제1외부기기의 최대가용전류와 입력전압에 의해 정해질 수 있다.
제1구간에서는 출력포트에는 10W 부하의 제2외부기기가 연결된 것으로 가정한다. 기준전압은 제2외부기기가 요구하는 출력전력 10W를 만족시키는 전압이 된다. 예컨대, 최대가용전력이 각각 10W, 20W인 제1외부기기가 각각 4W, 6W를 공급하여 제2외부기기가 요구하는 전력 10W를 맞추고 있는 상황으로 가정한다. 이 구간에서는, 도 5에서 설명한 바와 같이, 2대의 제1외부기기 중 어느 쪽도 최대가용전력, 즉 최대가용전류를 초과하지 않은 상태이므로, 전압 피드백 듀티 제어와 전류 모니터링 듀티 제어가 상호 보강되어 동작된다.
도 6에서는 출력전압이 일정한데, 이는 듀티 제어 결과 출력전압이 목표치에 이미 도달한 것을 나타낸다. 따라서 전체 컨버터에 인가되는 제어신호의 듀티는 사실상 유지되며, 그 범위 내에서 각 서브 컨버터에서 미세하게 듀티가 증감될 수 있다.
다음 제2구간에서, 출력포트에는 20W 부하의 제2외부기기가 연결된 것으로 가정한다. 이 경우 출력부하가 급격하게 커졌으므로, 출력 캐패시터에 보유된 전하가 급격하게 소모되면서 출력전압이 순간적으로 하강한다. 이에 따라, 전압 피드백 듀티 제어가 다시 실질적으로 동작되어, 출력전압이 목표치가 될 때까지 컨버터에 인가되는 제어신호의 듀티가 증가된다. 이 과정에서, 제1구간에 비하여 급격하게 전류가 증가하게 된다. 이 때, 두 제1외부기기의 입력전류가 모두 증가되나, 상대적으로 최대가용전력이 작은 10W의 제1외부기기의 입력전류(Iin1)가 최대가용전류를 먼저 초과할 것으로 예상된다. 따라서, 도 5에서 설명한 최대가용전류 초과 방지제어가 발동되어, 제어부는 10W의 제1외부기기에 대응하는 서브컨버터의 듀티가 유지되도록 한다. 한편, 출력부하가 요구하는 전력은 아직 충분하게 공급되고 있지 않은 상태이므로, 최대가용전류를 초과하지 않은 20W의 제1외부기기의 입력전류는 계속해서 증가된다. 이 후, 출력전압이 목표치가 되면, 제1구간에서와 마찬가지로 전체 듀티를 유지하는 제어가 동작된다.
마지막 제3구간에서, 출력포트에는 40W 부하의 제2외부기기가 연결된 것으로 가정한다. 제1구간에서 제2구간으로 전환 시와 마찬가지로 출력부하가 급격하게 증가하였으므로, 다시 듀티 제어에 의해 20W의 외부기기에 대응하는 서브컨버터의 듀티를 증가시킨다. 그러나 이 경우 입력전류가 얼마 증가하지 못하고 최대가용전류가 초과될 것으로 예상되어, 최대가용전류 초과 방지제어가 발동되고, 20W의 제1외부기기에 대응하는 서브컨버터의 듀티가 유지된다.
그 결과, 더 이상 전체 입력전류가 증가하지 못하므로 공급전류가 출력부하가 요구하는 전류보다 부족하게 되어, 출력 캐패시터의 보유 전하가 감소된다. 따라서, 자연적으로 과부하 보호 동작이 이루어져 출력전압이 하강하므로 전력공급의 안정성이 더욱 향상된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터가 직렬로 연결된 경우의 전자장치를 도시한 도면이다. 본 실시예에 의한 전자장치(100)에 관하여, 도 1 내지 6을 참조하여 설명한 전자장치(100)와 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)는 두 개의 DC-DC 컨버터(DC-DC 컨버터1, DC-DC 컨버터2)의 출력단(Vout1, Vout2)이 상호 직렬로 연결된다. 이에 따라, 두 개의 DC-DC 컨버터의 출력전압이 중첩되어 커지므로, 보다 높은 출력전압을 제공할 수 있다. 본 실시예의 DC-DC 컨버터는 절연형 컨버터로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 출력전압의 GND(GND1, GND2)를 다르게 할 수 있기 때문에, 도 7과 같이 출력단(GND1, GND2)을 직렬로 쌓아서 구성하기에 효과적이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전송으로 전력을 공급하는 전자장치를 도시한 도면이다. 본 실시예에 의한 전자장치(100)에 관하여, 도 1 내지 7을 참조하여 설명한 전자장치(100)와 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)는 무선으로 전력을 공급할 수 있는 무선전력전송회로(810)를 포함한다. 본 실시예의 무선전력전송회로(810)는, 소정 주파수로 진동하는 자기장을 생성해 제2외부기기로 전력을 전달하는 자기유도방식(inductive coupling method)에 의해 무선 전력 전송을 수행할 수 있다. 본 실시예에서 제2외부기기는 무선전력전송회로(810)에 대응하여 무선으로 전력을 수신할 수 있는 무선전력수신회로를 구비한다. 본 실시예의 무선전력전송회로(810)는 인버터(820)와 공진코일(830)을 포함한다. 인버터(820)의 1차측은 DC-DC 컨버터의 출력단과 연결되고, 2차측은 공진코일(830)에 연결되는 변압기와, 스위칭소자를 포함할 수 있다. 인버터(820)는 변압기에 흐르는 전류를 단속하는 스위칭소자의 동작을 제어함으로써, DC-DC 컨버터로부터 출력되는 직류전압을 미리 설정된 공진주파수를 가지는 교류전압으로 변환하여 공진코일(830)로 출력한다. 공진코일(830)은 변압기로부터 출력되는 교류전압에 따라 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성함으로써, 제2외부기기의 무선전력수신회로에 마련된 수신측 공진코일을 자기 유도시켜, 제2외부기기로 무선 전력이 전송되도록 한다. 본 실시예의 무선전력전송회로(810)는 전자장치(100)와 일체로 구현되거나, 혹은 전자장치(100)와는 독립된 별도의 장치(도 12의 부호 1210 참조)로 구현될 수 있다. 후자의 경우, 전자장치(100)는 장치(1210)에 구비된 무선전력전송회로(810)와 연결할 수 있는 연결부를 포함할 수 있다.
무선으로 전력을 전송하는 경우, 인버터(820)의 입력전압이 높고 전류가 낮을수록 전력 전달 효율이 증가하기 때문에, 본 실시예의 전자장치(100)는 제2외부기기가 큰 출력전압을 필요로 하는 경우, 입력전압을 크게 설계함으로써 높은 효율로 전력을 전달하는데 효과적이다. 특히, 도 8과 같이 DC-DC 컨버터를 직렬로 쌓았을 경우, 보다 큰 입력전압을 얻을 수 있어 유리하다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 실시예에 의한 DC-DC 컨버터가 도 5에 도시된 것처럼 병렬로 연결되어 있는 경우에도 적용 가능하다.
본 실시예에 의하면, 출력포트에 제2외부기기가 유선으로 연결되지 않아도 되므로, 공간상 전자장치와 떨어져 있어도 이용이 가능하게 되어 사용자에게 더욱 편리하다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)의 다른 예를 도시한다. 본 실시예에 의한 전자장치(100)에 관하여, 도 1 내지 8을 참조하여 설명한 전자장치(100)와 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다. 본 실시예의 전자장치(100)는 입력 측의 제1외부기기(910)로부터 인가된 전압을 출력 측의 제2외부기기(920)가 요구하는 크기의 전압에 맞추어 전력을 공급한다. 본 실시예의 제2외부기기(920)는, 예컨대, USB PD 규격의 기기일 수 있다. 한편, 본 실시예의 입력포트에 연결되는 제1외부기기(910)는 USB PD 규격이 아니어도 좋다. 즉, 본 실시예의 전자장치(100)는 USB PD 규격이 아닌 제1외부기기(910)의 전력을 USB PD 규격으로 제2외부기기(920)에 공급한다.
본 발명 일 실시예에 따른 전자장치(100)는 USB PD 블록(930)을 더 포함한다. USB PD 블록(930)은 DC-DC 컨버터(940)의 출력단과 출력포트 사이에 마련된다. USB PD 블록(930)은 출력포트에 연결된 USB PD 규격의 제2외부기기(920)와 통신을 수행하여, 제2외부기기(920)의 요구전압의 크기에 관한 정보를 수신할 수 있다. 이 때, USB PD 블록(930)은 앞서 기술한 입력포트의 USB 커넥터와 마찬가지의 방법으로, 출력포트의 USB 커넥터의 데이터 전송핀을 통해 제2외부기기(920)의 요구전압의 크기에 관한 정보를 수신할 수 있다. 제어부(140)는 USB PD 블록(930)을 통해 수신된 정보에 기초하여 제2외부기기(920)의 요구전압의 크기를 식별할 수 있다. 제어부(140)는 식별된 요구전압의 크기에 기초하여, 앞서 도 5를 참조하여 설명한 바 있는 컨버터의 기준전압(Vref)을 설정한다. 이어, 제어부(140)는 도 5에서 상술한 바와 같이 DC-DC 컨버터(940)의 출력전압(Vout)이 기준전압(Vref), 즉, 제2외부기기(920)의 요구전압의 크기에 도달되도록 DC-DC 컨버터(940)를 제어한다. 제1외부기기(910)가 통상의 USB 규격의 기기인 경우, 예컨대, 5V의 입력전압을 제공한다. USB PD 규격의 제2외부기기(920)의 요구전압은, 예컨대, 5V~20V 정도가 될 수 있다. 본 실시예의 DC-DC 컨버터(940)는 제2외부기기(920)의 요구전압의 크기를 맞추기 위하여, 예컨대, 5V의 입력전압을 승압시키는 승압형 컨버터로 구현될 수 있다.
본 실시예의 전자장치(100)에 의하면, 제2외부기기가 요구하는 크기의 전압에 맞추어 전력을 공급할 수 있다. 또한, 제1외부기기(910)가 USB PD 규격이 아니더라도 USB PD 규격을 가진 제2외부기기(920)에 전력을 공급할 수 있으므로, 전자장치는 USB PD 규격의 제2외부기기와 규격이 다른 제1외부기기 간의 어댑터 역할을 하게 된다. 또한, 제1외부기기의 입력전압보다 높은 출력전압으로 제2외부기기에 전력을 공급할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)의 또 다른 예를 도시한다. 본 실시예에 의한 전자장치(100)에 관하여, 도 1 내지 9를 참조하여 설명한 전자장치(100)와 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다. 본 실시예의 전자장치(100)는 입력 측의 제1외부기기(1010)에 필요로 하는 크기의 입력전압을 요구하여 전력을 공급한다. 본 실시예의 제1외부기기(1010)는, 예컨대, USB PD 규격의 기기일 수 있다. 한편, 본 실시예의 출력포트에 연결되는 제2외부기기는 USB PD 규격이 아니어도 좋다. 즉, 본 실시예의 전자장치(100)는 출력포트에 연결된 제2외부기기에 전력을 공급하기 위하여 요구되는 크기의 입력전압을 입력포트에 연결된 USB PD 규격의 제1외부기기(1010)에 요청하여 전력을 공급한다. 또한, 본 실시예의 전자장치(100)는 USB PD 규격으로 공급되는 제1외부기기(1010)의 전력을 USB PD 규격이 아닌 제2외부기기에 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)는 USB PD 블록(930)을 더 포함한다. USB PD 블록(930)은 입력포트와 컨버터의 입력단 사이에 마련된다. USB PD 블록(930)은 복수의 입력포트 별로 복수 개 마련된다. 각 USB PD 블록(930)은 대응하는 입력포트에 연결된 USB PD 규격의 제1외부기기(1010)와 통신을 수행하여, 제2외부기기에 소정 크기의 입력전압을 제공해 줄 것을 요청할 수 있다. 이 때도, USB PD 블록(930)은 앞서 기술한 바와 같이, 입력포트의 USB 커넥터의 데이터 전송핀을 통해 제1외부기기(1010)와 통신을 수행할 수 있다. 제어부(140)는 컨버터의 동작 제어 중 출력포트에 연결된 제2외부기기에 공급되고 있는 전력이 부족하다고 판단되는 경우, 부족한 전력량에 기초하여 입력전압을 증가시켜야 할 크기를 식별할 수 있다. 예컨대, 제어부(140)는 출력전압이 소정치 이하로 감소되는 경우, 제2외부기기에 공급되고 있는 전력이 부족하다고 판단할 수 있다. 제어부(140)는 식별된 입력전압의 크기 증가량에 관한 정보를 USB PD 블록(930)에 전달한다. USB PD 블록(930)은 전달된 크기 증가량에 관한 정보에 기초하여, 제2외부기기에 증가된 크기의 입력전압을 제공해 줄 것을 요청할 수 있다. 이어, 도 5에서 상술한 바와 같이, 제어부(140)는 입력포트에 입력된 증가된 크기의 입력전압에 기초하여 출력전압이 기준전압에 도달되도록 컨버터(130)를 제어함으로써, 제2외부기기가 필요로 하는 충분한 전력을 공급할 수 있다.
본 실시예의 전자장치(100)에 의하면, 제2외부기기에 전력을 공급하기 위하여 요구되는 크기의 입력전압을 제1외부기기에 요청하여 전력을 공급할 수 있다. 또한, 제2외부기기가 USB PD 규격이 아니더라도 USB PD 규격의 제1외부기기의 전력을 공급할 수 있으므로, 전자장치는 USB PD 규격의 제1외부기기와 규격이 다른 제2외부기기 간의 어댑터 역할을 하게 된다. 또한, 제1외부기기가 USB PD 규격의 제1외부기기로서 한 포트당, 예컨대, 최대 100W까지 공급할 수 있으므로, 제2외부기기에 보다 큰 전력을 공급할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)의 또 다른 예를 도시한다. 본 실시예에 의한 전자장치(100)에 관하여, 도 1 내지 10을 참조하여 설명한 전자장치(100)와 동일 내지 유사한 구성의 설명은 생략한다. 본 실시예의 전자장치(100)는, 제1외부기기로부터 제2외부기기로 전력을 공급하는 동작에 관한 정보를 표시한다.
본 실시예의 전자장치(100)는 정보를 표시할 수 있는 디스플레이(1110)를 더 포함한다. 디스플레이(1110)는 전자장치(100)의 외부로 사용자가 인지할 수 있는 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이(1110)는, 예컨대, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(Organic Light-emitting Diode), 플렉서블 디스플레이(Flexible Display), 3차원 디스플레이(3D Display), 전기 영동 디스플레이(Electrophoretic Display) 등 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이(1110)는, 예컨대, 터치 스크린으로 구성되는 경우, 정보를 표시하는 기능 이외에 사용자입력을 수신하는 입력장치로도 사용될 수 있다. 디스플레이(1110)는, 예컨대, 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface; UI)의 형태로 정보를 표시할 수 있다. 전자장치(100)는 구현 형태에 따라, 디스플레이(1110)를 2이상 포함할 수 있다. 제어부(140)는 제1외부기기로부터 제2외부기기로 전력을 공급하는 동작에 관한 정보(1120)를 표시하도록 디스플레이(1110)를 제어한다. 본 실시예의 전력을 공급하는 동작에 관한 정보는, 도 11에 도시된 예시를 포함하여, 각 입력포트에 연결된 제1외부기기의 입력전압/전류 또는 최대가용전류/전력, 제2외부기기의 요구전압/전력, 전체 출력가능전력, 요구전압/전력의 충족 여부, 각 입력포트의 최대가용전류/전력 초과 여부, 공급 전력의 부족량/여유량, 입력포트에 요구되는 전압/전력의 증가량, 각 입력포트에 제1외부기기의 연결 여부, 전력 공급 여유 시 제거 가능한 제1외부기기/입력포트 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이(1110)에 표시된 정보를 통해, 현재의 전력 공급이 충분한지 아닌지를 확인할 수 있다. 추가로, 상황에 따라 제1외부기기를 입력포트에 더 연결하거나, 혹은 불필요하게 연결된 제1외부기기를 입력포트로부터 제거할 수 있다. 본 실시예에서는 정보를 표시하는 디스플레이부(1110)를 개시하나 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 일 실시예에 의한 전자장치는 정보를 음성으로 출력하는 음성출력부, 정보를 외부장치로 전송하는 통신부를 포함할 수도 있다.
본 실시예의 전자장치(100)에 의하면, 연결하려는 제1외부기기가 얼마만큼의 전력을 제공하는지 혹은 사용하려는 제2외부기기가 얼마만큼의 전력을 필요로 하는지 모르는 사용자들에게 정보를 줌으로써 이용에 편리함을 제공한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 실제 사용하는 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전자장치(100)는 도 8에서 언급된 무선전력전송회로(810)를 구비한 장치(1210)와 연결된다. 본 실시예의 전자장치(100)의 입력포트는 일반 TV(1220)의 USB 포트에 연결된다. 또한, 전자장치(100)와 연결된 장치의 무선전력전송회로(1210)는 무선스피커(1230)에 구비된 무신전력수신회로와 도 8에서 설명된 바와 같이 공진한다. 이에 따라, 전자장치(100)는 일반 TV(1220)로부터 공급되는 전력을 이용하여, 무선스피커(1230)에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 실제 사용하는 또 다른 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전자장치(100)의 입력포트는 대형 TV(1310)의 보조기기(1320)에 마련된 USB 포트에 연결된다. 본 실시예의 보조기기(1320)는 TV(1310)가 다양한 컨텐트의 영상을 표시하도록 하는 신호를 TV(1310)로 출력하는 미디어 박스(media box)일 수 있다. 보조기기(1320)는 투명 케이블과 같은 단일 케이블에 의해 TV(1310)와 연결되는 장치인 점에서, OC 박스(one connect box)라고도 한다. 보조기기(1320)는 상용 AC전원에 연결될 수 있는 전원케이블을 통해 전력을 공급받는 전원부를 구비할 수 있다. 이에 따라, 전자장치(100)는, TV(1310)에 연결된 보조기기(1320)로부터 공급되는 전력을 이용하여 출력포트에 연결된 제2외부기기(1330)에 전력을 공급할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)의 제어부(140)는 복수의 입력포트에 연결된 복수의 제1외부기기의 입력전압에 의한 전력 공급 가능 여부를 식별한다(S1410). 이 때, 전력 공급 가능 여부를 식별하는 단계(S1410)는, 각 제1외부기기의 최대가용전류를 식별하는 단계와 각 제1외부기기로부터 공급되는 전류가 식별된 최대가용전류보다 낮은지 여부에 기초하여, 전력 공급 가능 여부를 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 다음으로, 제어부(140)는 식별된 전력 공급 가능 여부에 기초하여, 출력포트에 연결된 제2외부기기로 복수의 입력전압을 출력전압으로 변환하도록 컨버터를 제어한다(S1420).
단계 S1420과 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터(130)는 도 2의 설명을 참조하여 설명된 바와 같이 동작한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터(130)를 제어하는 단계(S1420)는, 출력전압이 목표치보다 낮은 경우, 서브컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭을 증가시켜 출력전압이 목표치에 도달하도록 서브컨버터를 제어하는 단계; 및 상기 복수의 서브컨버터 중에서 최대가용전력이 초과될 것으로 예상된 상기 제1외부기기에 대응하는 서브컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭이 유지되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그 밖에, 도 14에 도시된 본 실시예에서는 명시적으로 언급되지 아니하였으나, 도 1 내지 13을 참조하여 설명한 전자장치(100)의 동작은 도 14에 도시된 본 실시예에도 적용될 수 있다.
100: 전자장치
110: 입력포트
120: 출력포트
130: 컨버터
140: 제어부
150: 통신부
160: 저장부
170: 입력판단부

Claims (16)

  1. 전자장치에 있어서,
    복수의 제1외부기기가 연결될 수 있는 복수의 입력포트;
    컨버터;
    제2외부기기가 연결될 수 있는 출력포트;
    상기 복수의 입력포트에 연결된 상기 복수의 제1외부기기의 복수의 입력전압을 출력전압으로 변환하도록 상기 컨버터를 제어하고,
    상기 각 입력전압에 의한 전력 공급 가능 여부를 식별하고,
    상기 식별된 전력 공급 가능 여부에 기초하여, 상기 출력포트에 연결된 제2외부기기로 상기 변환된 출력전압이 출력되도록 상기 컨버터를 제어하는 제어부를 포함하는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각 제1외부기기의 최대가용전류를 식별하고,
    상기 각 제1외부기기로부터 공급되는 전류가 상기 최대가용전류보다 낮은지 여부에 기초하여, 상기 전력 공급 가능 여부를 식별하는 전자장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 출력전압이 목표치보다 낮은 경우, 상기 컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭을 증가시켜 상기 출력전압이 상기 목표치에 도달하도록 상기 컨버터를 제어하는 전자장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨버터는,
    상호 병렬 연결되며, 상기 복수의 입력포트에 대응하는 복수의 서브컨버터를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 서브컨버터 중에서 최대가용전력이 초과될 것으로 예상된 상기 제1외부기기에 대응하는 서브컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭이 유지되도록 제어하는 전자장치.
  5. 제1항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 연결된 복수의 제1외부기기의 최대가용전력, 상기 제2외부기기의 요구전력 또는 상기 출력포트의 출력가능전력 중 적어도 하나에 관한 정보가 표시되도록 상기 디스플레이를 제어하는 전자장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 출력포트는, 무선전력전송회로를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제2외부기기에 무선으로 전력을 전송하도록 상기 무선전력전송회로를 제어하는 전자장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 출력포트 측에 마련되어, 상기 제2외부기기의 요구전압을 식별하는 회로를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 출력전압이 상기 식별된 요구전압에 도달되도록 상기 컨버터를 제어하는 전자장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전력 공급이 부족한 경우, 상기 증가시켜야 할 입력전압의 크기를 식별하고,
    상기 식별된 크기로 증가된 입력전압이 입력되도록 상기 제1외부기기에 요청하는 회로를 더 포함하는 전자장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입력포트는 USB 포트로 이루어진 전자장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터는,
    각 입력단이 상기 복수의 입력포트에 대응하여 연결되고, 각 출력단이 상호 직렬 연결되는 복수의 서브컨버터를 포함하는 전자장치.
  11. 전자장치의 제어방법에 있어서,
    복수의 입력포트에 연결된 복수의 제1외부기기의 복수의 입력전압에 의한 전력 공급 가능 여부를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 전력 공급 가능 여부에 기초하여, 출력포트에 연결된 제2외부기기로 상기 복수의 입력전압을 출력전압으로 변환하도록 컨버터를 제어하는 단계를 포함하는 전자장치의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전력 공급 가능 여부를 식별하는 단계는,
    상기 각 제1외부기기의 최대가용전류를 식별하는 단계; 및
    상기 각 제1외부기기로부터 공급되는 전류가 상기 최대가용전류보다 낮은지 여부에 기초하여, 상기 전력 공급 가능 여부를 식별하는 단계를 포함하는 전자장치의 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 컨버터는, 상호 병렬 연결되며, 상기 복수의 입력포트에 대응하는 복수의 서브컨버터를 포함하며, 상기 출력전압이 목표치보다 낮은 경우, 상기 서브컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭을 증가시켜 상기 출력전압이 상기 목표치에 도달하도록 상기 서브컨버터를 제어하는 단계; 및
    상기 복수의 서브컨버터 중에서 최대가용전력이 초과될 것으로 예상된 상기 제1외부기기에 대응하는 서브컨버터에 인가되는 제어신호의 펄스 폭이 유지되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 전자장치의 제어방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 연결된 복수의 제1외부기기의 최대가용전력, 상기 제2외부기기의 요구전력 또는 상기 출력포트의 출력가능전력 중 적어도 하나에 관한 정보를 표시하는 단계를 더 포함하는 전자장치의 제어방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2외부기기의 요구전압을 식별하는 단계; 및
    상기 출력전압이 상기 식별된 요구전압에 도달되도록 상기 컨버터를 제어하는 단계를 더 포함하는 전자장치의 제어방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 전력 공급이 부족한 경우, 증가시켜야 할 상기 입력전압의 크기를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 크기로 증가된 입력전압이 입력되도록 상기 제1외부기기에 요청하는 단계를 더 포함하는 전자장치의 제어방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022244998A1 (ko) * 2021-05-18 2022-11-24 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
WO2023068490A1 (ko) * 2021-10-22 2023-04-27 삼성전자 주식회사 전력 공급을 지원하는 멀티 포트 어댑터 및 이에 연결되는 휴대 가능한 전자 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11768529B2 (en) * 2021-01-12 2023-09-26 Siliconch Systems Pvt Ltd System and method for enabling power sharing in a multiport power sourcing device

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6178514B1 (en) 1998-07-31 2001-01-23 Bradley C. Wood Method and apparatus for connecting a device to a bus carrying power and a signal
US7873844B2 (en) * 2006-06-28 2011-01-18 Broadcom Corporation Physical separation and recognition mechanism for a switch and a power supply for power over Ethernet (PoE) in enterprise environments
FR2913508B1 (fr) 2007-03-09 2009-07-24 Archos Sa Dispositif pour alimenter un appareil electronique portable par combinaison de ports d'entree/sortie d'au moins un autre equipement electronique,systeme,procede et application associes.
JP5456325B2 (ja) * 2009-01-06 2014-03-26 パナソニック株式会社 電力制御システム、電力制御システムの制御方法及びプログラム
US8761950B2 (en) 2009-01-06 2014-06-24 Panasonic Corporation Power control system and method and program for controlling power control system
JP5565603B2 (ja) * 2009-01-23 2014-08-06 ソニー株式会社 電力供給システムおよび電子機器
US8344710B2 (en) * 2010-02-12 2013-01-01 Delphi Technologies, Inc. Voltage and current regulation method for a two-stage DC-DC converter circuit
US9024473B2 (en) * 2011-08-30 2015-05-05 Linear Technology Corporation Power combining in power over ethernet systems
KR101143533B1 (ko) * 2011-11-14 2012-05-14 주식회사 제이케이에이 전동차의 객실 조도조절시스템과 조도조절방법 및 조도조절시스템
US9665148B2 (en) * 2012-11-07 2017-05-30 Dell Products L.P. PoE power distribution system for PoE-powered port extender having multiple data and power inputs
JP5783195B2 (ja) * 2013-02-18 2015-09-24 トヨタ自動車株式会社 電源装置及び制御方法
US9323321B2 (en) 2013-04-12 2016-04-26 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Intelligent over-current prevention
US9584041B2 (en) * 2013-08-26 2017-02-28 Google Technology Holdings LLC Method and apparatus for charging devices using a multiple port power supply
US10033210B2 (en) * 2014-01-30 2018-07-24 Micrsoft Technology Licensing, LLC Power supply for use with a slow-response power source
WO2016030725A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 Pismo Labs Technology Limited Apparatus and method for a mobile router to receive power from a plurality of power supplies
US9307621B1 (en) * 2014-12-08 2016-04-05 Cisco Technology, Inc. Networked lighting management
JP6510834B2 (ja) 2015-02-23 2019-05-08 ローム株式会社 電力供給装置、ａｃアダプタ、ａｃチャージャ、電子機器および電力供給システム
TWI584111B (zh) 2015-12-23 2017-05-21 廣達電腦股份有限公司 電子裝置
JP6838879B2 (ja) 2016-07-13 2021-03-03 ローム株式会社 受電装置およびその制御回路、電子機器、給電システムの動作方法
US10404061B2 (en) 2016-07-20 2019-09-03 Cal Poly Corporation Multiple input single output DC-DC converter with equal load sharing on the multiple inputs
US10367374B2 (en) * 2016-07-27 2019-07-30 Azbil North America Research and Development, Inc. System and method for wireless sharing of electrical power in a wireless mesh network
WO2018035035A1 (en) * 2016-08-13 2018-02-22 Borleske Andrew J Systems, devices, and methods for a wide dynamic range current measurement with consumption event analysis
TWM540306U (zh) 2016-10-05 2017-04-21 Etasis Electronics Corp 電源分配裝置
WO2018118022A1 (en) 2016-12-20 2018-06-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display device with power inputs
US10476394B2 (en) 2016-12-28 2019-11-12 Texas Instruments Incorporated Dynamic learning of voltage source capabilities
KR102677472B1 (ko) * 2017-02-10 2024-06-24 삼성전자주식회사 외부 장치로 전력을 공급하는 장치 및 이를 위한 방법
US10222402B2 (en) 2017-05-18 2019-03-05 Cypress Semiconductor Corporation Current sensing in a USB power control analog subsystem
US10712801B2 (en) 2017-06-30 2020-07-14 Intel Corporation USB type-C power delivery management
JP7230536B2 (ja) * 2018-01-31 2023-03-01 ブラザー工業株式会社 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、及びプログラム
EP3570423B1 (en) * 2018-05-14 2023-04-19 Nxp B.V. Fast transient load response device for switched-mode power supply
US10976791B2 (en) * 2019-02-27 2021-04-13 Juniper Networks, Inc. Methods and apparatus relating to the supply of power to power over ethernet devices
US11334135B1 (en) * 2019-03-28 2022-05-17 Amazon Technologies, Inc. Power supply optimization using backup battery power supplementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022244998A1 (ko) * 2021-05-18 2022-11-24 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
WO2023068490A1 (ko) * 2021-10-22 2023-04-27 삼성전자 주식회사 전력 공급을 지원하는 멀티 포트 어댑터 및 이에 연결되는 휴대 가능한 전자 장치

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