KR20220051796A - 연결된 전자기기의 전력규격 분석에 기초한 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 다른 전원 공급 장치는, 전원에서 공급되는 전력에 기초하여, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드 중 실행 가능한 모드를 판단하는 공급모드 판단부; 전자기기와 전기적으로 연결 가능하도록 구성되는 출력 단자; 상기 전자기기로부터 상기 전자기기의 전력공급 타입 및 전력공급 규격을 수신하는 출력유형 분석부; 및 상기 전원에서 공급된 전력을 판별된 상기 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 기초해 변압하여 상기 전자기기로 송출하는 변압부를 포함한다.

Description

연결된 전자기기의 전력규격 분석에 기초한 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램{POWER SUPPLY DEVICE, METHOD AND PROGRAM BASED ON POWER STANDARD ANALYSIS OF CONNECTED ELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 연결된 전자기기의 전력규격 분석에 기초한 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램에 관한 것으로서, 구체적으로 연결된 전자기기를 인식하여 배터리 충전전력을 공급하거나 구동전력을 공급하며, 연결된 전자기기의 규격 전압을 식별하고, 식별된 규격 전압으로 전력을 공급할 수 있는 전력 공급 시스템에 관한 것이다.
전자제품이 발전됨에 따라 다양한 종류의 전자제품들이 실생활에 사용되고 있다. 이러한 전자제품은 크게 무선방식 및 유선방식의 전자제품으로 구분될 수 있다.
무선방식의 전자제품은 내부에 배터리와 같은 별도의 전원공급장치를 구비하며, 내부의 전원공급장치로부터 전력을 공급받아 구동된다. 이러한 배터리로는 리튬이온(Li-ion) 배터리, 니켈수소(Ni-MH) 배터리 등이 사용된다. 배터리는 종류 및 용량에 따라서 충전에 필요한 규격 전압이 상이하며, 손상이 발생되지 않는 한에서 허용되는 최대 전류량이 상이하다. 따라서, 전자제품 마다 별도의 전용 충전기가 사용되고 있다.
또한, 유선방식의 전자제품은 전원공급케이블을 통해 전원(예를 들어, 콘센트 등)으로부터 구동전력을 공급받는데, 전자제품별로 요구되는 전압 및 전류가 상이하여 전자제품별 전용 전원공급케이블이 사용되고 있다.
무수히 많은 충전기 및 전원공급케이블이 생산됨에 따라 이들을 개별적으로 구매하는 소비자의 부담, 이들을 폐기하는데 소요되는 비용 및 환경 오염이 증가되는 문제가 발생되고 있다.
또한, 공급할 수 있는 전압 및 전류가 혼용될 수 있는 허용범위라고 하더라도, 연결되는 단말 및 단자의 형태가 상이하여 충전기나 전원공급케이블별로 단자의 형태가 달라 서로 혼용되기 어려워, 사용자가 모든 충전기 및 전원공급케이블을 별도로 소지해야하는 불편함이 발생되고 있다.
또한, 공급할 수 있는 전압 및 전류가 다름에도 불구하고, 단말 및 단자의 형태가 동일하여 사용자가 이를 혼용해서 사용하는 경우가 발생될 수 있다. 이런 경우, 전자제품 또는 전자제품의 배터리가 손상되는 문제가 발생될 수 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 전원에서 공급되는 전력에 기초하여 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드 중 실행 가능한 모드를 사용자에게 디스플레이하는 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 전자제품과 연결되는 경우 자동으로 전자제품을 분석하여, 전자제품이 배터리를 기반으로 구동 시 배터리에 적절한 전력을 공급하고, 전자제품이 상시전력을 기반으로 구동 시 전자제품에 규격 전력을 공급할 수 있는 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 종래의 흔히 사용되는 USB 단자, PD(Power Delivery) 방식 또는 QC(Quick Charge) 방식에 사용되는 단자로부터 공급되는 전력을 연결된 전자제품을 충전 또는 구동시킬 수 있는 전력으로 변환하여 공급할 수 있는 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 일반 전원으로부터 공급되는 전력을 연결된 전자제품을 충전 또는 구동시킬 수 있는 전력으로 변환하여 공급할 수 있는 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 연결선의 단자부분이 다양한 형태의 단자와 탈착가능하게 형성되어 종래에 사용되는 서로 다른 형태의 단자들과 혼용되어 사용될 수 있는 전력 공급 장치, 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 공급 장치는, 전원에서 공급되는 전력에 기초하여, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드 중 실행 가능한 모드를 판단하는 공급모드 판단부; 전자기기와 전기적으로 연결 가능하도록 구성되는 출력 단자; 상기 전자기기로부터 상기 전자기기의 전력공급 타입 및 전력공급 규격을 수신하는 출력유형 분석부; 및 상기 전원에서 공급된 전력을 판별된 상기 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 기초해 변압하여 상기 전자기기로 송출하는 변압부를 포함한다.
또한, 상기 공급모드 판단부는, 상기 전원에서 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력보다 큰 경우, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드를 실행 가능한 모드로 판단하고, 상기 전원에서 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력보다 작은 경우, 배터리 충전모드만을 실행 가능한 모드로 판단할 수 있다.
또한, 상기 전자기기가 배터리 타입인 경우, 상기 전자기기의 전력공급 규격에는 규격전압이 포함되고, 상기 변압부는, 상기 규격전압 및 상기 규격전압에 기초하여 산출된 배터리 공급전류를 갖는 배터리 충전전력을 상기 출력 단자를 통해 송출할 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 방법은, 전원과 연결된 전력 공급장치에 의해 수행되는 전원 공급 방법으로서, 상기 전력 공급장치가, 상기 전원에서 공급되는 전력에 기초하여, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드 중 실행 가능한 모드를 판단하는 단계; 상기 전력 공급장치가, 전자기기와 전기적으로 연결되는 단계; 상기 전력 공급장치가, 상기 전자기기로부터 상기 전자기기의 전력공급 타입 및 전력공급 규격을 수신하는 단계; 및 상기 전력 공급장치가, 상기 전원에서 공급된 전력을 상기 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 기초하여 변압하여 상기 전자기기에 송출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 실행 가능한 모드를 판단하는 단계는, 상기 전원에서 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력보다 큰 경우, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드를 실행 가능한 모드로 판단하는 단계; 및 상기 전원에서 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력보다 작은 경우, 배터리 충전모드만을 실행 가능한 모드로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전력 공급장치가 전원으로부터 공급된 전력을 분석하여 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드 중 실행 가능한 모드를 표시하므로, 사용자가 배터리 타입 전자기기 및 상시전력 타입 전자기기 중 적합한 전자기기를 선택하여 전력 공급장치와 연결할 수 있다.
또한, 전자기기와 연결 시 전력 공급장치가 연결된 전자기기에 충전 또는 구동에 적합한 전력을 공급할 수 있다.
또한, 종래의 흔히 사용되는 USB 단자, PD(Power Delivery) 방식 또는 QC(Quick Charge) 방식에 사용되는 단자로부터 공급되는 전력을 연결된 전자기기를 구동하기에 적합한 전력으로 변환하여 공급할 수 있다.
또한, 연결선의 단자부분이 다양한 형태의 단자와 탈착가능하게 형성되어 종래에 사용되는 서로 다른 형태의 단자들과 혼용되어 사용될 수 있다.
나아가, 사용자가 본 발명에 따른 전력 공급 시스템을 이용하여 다양한 전자제품에 적합한 전력을 공급할 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상되고, 전자제품 별로 전용 전원공급장치를 구매해야했던 사용자의 경제적 부담이 경감될 수 있다. 또한, 무수히 많은 전용 전원공급장치를 폐기처리하는데 발생했던 환경오염이 경감될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 장치를 포함하는 시스템의 구성을 도시하는 사시도다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 장치인 프리전압 충전기, 프리전압 어댑터 및 프리전압 배터리를 도시하는 사시도다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 장치가 전자기기와 연결된 상태를 예시적으로 도시하는 개념도다.
도 4는 도 1에 따른 프리전압 충전기의 구성을 도시하는 블록도다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 장치의 동작 과정을 예시적으로 도시하는 개념도다.
도 6은 도 1에 따른 프리전압 단자의 구성을 도시하는 블록도다.
도 7은 도 2에 따른 프리전압 어댑터의 구성을 도시하는 블록도다.
도 8은 도 2에 따른 프리전압 배터리의 구성을 도시하는 블록도다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 방법의 과정을 도시하는 흐름도다.
도 10은 도 9의 S20단계의 일 실시예의 과정을 도시하는 흐름도다.
도 11은 도 9의 S20단계의 다른 실시예의 과정을 도시하는 흐름도다.
도 12는 도 9의 S40의 과정을 도시하는 흐름도다.
도 13은 도 9의 S60 단계의 과정을 도시하는 흐름도다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서 사용되는 "전자기기"라는 용어는 전력을 통해 구동되거나 충전될 수 있는 장치들을 의미한다. 예를 들어, 전자기기에는 디지털카메라, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 무선청소기, 미선미용기구, 전기공구, 전기면도기, 드론 또는 이들의 배터리 등이 포함될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
설명에 앞서 본 명세서에서 사용하는 용어의 의미를 간략히 설명한다. 그렇지만 용어의 설명은 본 명세서의 이해를 돕기 위한 것이므로, 명시적으로 본 발명을 한정하는 사항으로 기재하지 않은 경우에 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 의미로 사용하는 것이 아님을 주의해야 한다.
1. 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 구성에 대한 설명
본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템은 전력 공급 장치, 연장 케이블(510), 연결젠더(520) 및 직결형 연결키트(530)를 포함한다. 전력 공급 장치는 프리전압 충전기(100), 프리전압 어댑터(200) 및 프리전압 배터리(300)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 프리전압 충전기(100), 연장 케이블(510), 연결젠더(520) 및 직결형 연결키트(530)가 도시된다.
도 2를 참조하면, 프리전압 충전기(100), 프리전압 어댑터(200) 및 프리전압 배터리(300)가 도시된다.
다시 도 1을 참조하면, 프리전압 충전기(100)는 전원연결 단자(미도시)와 출력 단자(120)를 구비한다.
전원연결 단자(미도시)는 종래의 어댑터들과 연결되어, 이들로부터 전력을 공급받는다. 종래의 어댑터들은 전원의 교류전력을 직류전력으로 변환하여 프리전압 충전기(100)로 공급한다. 예를 들어, 종래의 PD(Power Delivery) 방식, QC(Quick Charge) 방식 등을 포함하는 DC(Direct Current) 방식을 사용하는 어댑터들의 단자들이 전원연결 단자에 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 종래의 어댑터 단자는 USB-A타입, USB-B타입, USB-C타입 등이 포함될 수 있다.
따라서, 전원연결 단자는 서로 다른 형태를 가진 복수 개로 형성될 수 있다. 도시되지 않은 실시 예에서, 전원연결 단자는 출력 단자(120)의 반대편에 형성될 수 있다.
또한, PD, QC 등의 DC 방식은 공급할 수 있는 전압 및 전류의 값이 서로 다르게 형성되는데, 프리전압 충전기(100)는 종래의 어댑터 단자들로부터 공급된 전력의 전압을 강압 또는 승압을 통해 연결된 전자기기에 맞추어 변경시킬 수 있다.
예를 들어, PD 방식에 의해 입력된 전력이 12V에 3A인 경우, 프리전압 충전기(100)는 출력 단자(120)를 통해 연결된 전자기기에 맞추어 승압(12V 초과)시켜 전자기기에 공급할 수 있다.
출력 단자(120)와 전자기기 사이는 연장 케이블(510)에 의해 통전 가능하게 연결된다.
연장 케이블(510)의 양 단에는 전기적 접속을 위한 접속 단자(511, 512)가 각각 형성된다. 접속 단자 중 프리전압 충전기(100)의 반대편에 배치되는 접속 단자(511)는 서로 다른 형상을 갖는 복수 개의 연결젠더(520)와 탈착 가능하게 결합된다.
도시된 실시 예에서, 복수 개의 연결젠더(520)는 라이트닝 연결젠더(521), C타입 연결젠더(522), DC 충전 연결젠더(523), 노트북 연결젠더(524), 드론 연결젠더(525) 및 전동드릴 연결젠더(526)를 포함한다. 도시되지 않은 실시 예에서, 복수 개의 연결젠더(520)는 다양한 전자기기의 단자와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 각각의 연결젠더(520)는 전자기기에 형성된 단자의 형상과 대응되는 형상으로 형성된다. 예를 들어, 라이트닝 연결젠더(521)를 접속 단자(511)에 결합시키는 경우, 라이트닝 연결젠더(521)는 애플 사에서 생산되는 제품들 중 라이트닝 단자를 구비하는 전자기기에 접속될 수 있다.
연결젠더(520)와 접속 단자(511)가 탈착 가능하게 구성되므로, 연장 케이블(510) 하나와 연결젠더(520) 세트만 구비하고 있다면, 다양한 전자기기에 전기적으로 접속하여 전력을 공급할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 접속 단자(511)와 연결젠더(520)는 일체형으로 형성될 수도 있다.
도시된 실시 예에서, 접속 단자(511)와 연결젠더(520)의 사이, 접속 단자(512)와 출력 단자(120) 사이는 마그네틱에 의해 서로 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
직결형 연결키트(530)는 프리전압 충전기(100)의 출력 단자(120)와 통전 가능하게 결합되는 단자(미도시)를 포함하며, 그 일측 면에는 배터리가 결합될 수 있는 수용홈이 함몰 형성된다.
수용홈은 배터리의 적어도 일부를 수용하며, 수용되는 배터리의 부분과 맞물리는 형태로 형성된다. 또한, 배터리가 결합된 상태에서, 수용홈의 부분 중 배터리의 충전 단자와 마주하는 부분에는 배터리의 충전 단자와 대응되는 형태의 단자가 형성된다. 또한, 배터리가 결합된 상태에서, 두 단자는 서로 접촉된다.
이를 통해, 종래의 어댑터(10), 프리전압 충전기(100), 직결형 연결키트(530)를 통해 전원과 배터리가 서로 통전 가능하게 연결된다.
도시되지 않은 실시 예에서, 직결형 연결키트(530)는 출력 단자(120)와 직접 접촉되어 연결되는 것이 아니라, 연장 케이블(510)을 통해 출력 단자(120)와 연결될 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 연장 케이블(510)의 접속 단자(511, 512), 프리전압 충전기(100)의 출력 단자(120), 프리전압 어댑터(200)의 출력 단자(220, 도 4 참조), 프리전압 배터리(300)의 출력 단자(320, 도 9 참조)에 사용될 수 있는 프리전압 단자(20)가 도시된다.
프리전압 단자(20)는 서로 이격된 적어도 3개의 전극을 포함한다. 3개의 극은 각각 +전극, -전극 및 제품 분석 전극에 해당되며, +전극과 -전극은 전원으로부터 전자기기에 전력이 공급되는 경우, 전류가 흐르는 통로로서 사용된다. 또한, 제품 분석 전극은 프리전압 충전기(100), 프리전압 어댑터(200) 및 프리전압 배터리(300)가 전자기기의 특성(배터리기반 구동여부, 규격 전압 및 규격 전류 등)을 파악하기 위해 전송하는 미세전류의 통로로서 사용된다.
또한, 데이터를 전송하기 위한 데이터 전송 전극이 포함될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 프리전압 단자(20)에는 4개 이상의 전극이 사용될 수 있다.
또한, 프리전압 단자(20)에는 프리전압 충전기(100), 프리전압 어댑터(200) 및 프리전압 배터리(300)를 제어하기 위한 프로세서가 포함될 수 있다.
도 1에는 프리전압 단자(20)가 마그네틱을 포함한 포고핀 형상으로 도시되었지만, 프리전압 단자(20)의 형상은 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 프리전압 단자(20)는 USB-C 타입의 형상일 수도 있다. 프리전압 단자(20)로 기능하는지 여부는 단자의 형상에 의해 결정되는 것이 아니라, 프리전압 단자(20)가 포함된 프리전압 충전기(100), 프리전압 어댑터(200) 및 프리전압 배터리(300)를 제어하는 프로세서에 의해 결정된다.
도 3을 참조하면, 종래의 어댑터(10)를 통해 공급된 특정 전압 및 전류가 프리전압 충전기(100)에서 변형되어 연장 케이블(510)을 통해 각각의 전자기기로 공급된다.
즉, 프리전압 충전기(100)가 각각의 전자기기가 배터리 충전을 통해 구동되는 배터리 타입 및 상시전력 공급을 통해 구동되는 상시전력 타입인지 판단하고, 판단된 타입에 맞춰 변형된 전력을 공급한다.
배터리 타입인 경우, 전자기기는 배터리를 포함할 수 있으며, 내부에 배터리가 저장되어 배터리 기반으로 구동될 수 있다.
배터리 타입인 경우, 프리전압 충전기(100)는 전자기기의 충전 전압을 파악하고, 전원으로부터 공급된 전력을 충전 전압을 구비하는 전력으로 변전하여 전자기기에 공급한다. 예를 들어, 카메라 또는 드론 등이 배터리 타입에 해당될 수 있다.
상시전력 타입인 경우, 프리전압 충전기(100)는 전자기기의 규격 전압 및 규격 전류를 파악하고, 전원으로부터 공급된 전력을 규격 전압 및 규격 전류를 구비하는 전력으로 변전하여 전자기기에 공급한다. 예를 들어, 노트북 등이 상시전력 타입에 해당될 수 있다.
프리전압 충전기(100) 이외에도, 프리전압 어댑터(200) 및 프리전압 배터리(300)를 통해 연결되는 전자기기의 타입에 맞춰 변형된 전력을 공급할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 시스템은 전용 충전기나 전용 전원공급케이블 없이, 각각의 전자기기의 타입에 맞춰 변형된 전력을 공급할 수 있다.
아래에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 상술한 전력 공급 시스템의 구성에 대해 보다 상세하게 설명한다.
프리전압 충전기(100)의 설명
도 4 및 도 5를 참조하면, 프리전압 충전기(100)는 전원연결 단자(110), 출력 단자(120), 디스플레이부(130), 프로세서(140), 공급모드 판단부(141), 출력유형 분석부(142) 및 변압부(143)를 포함한다. 프리전압 충전기(100)의 각 구성은 프로세서(140)에 의해 제어될 수 있다.
도시되지 않은 실시예에서, 프리전압 충전기(100)는 디스플레이부(130) 대신 LED부포함할 수 있다.
프리전압 충전기(100)는 그 외관을 형성하는 하우징을 구비한다. 하우징은 도 2에 도시된 바와 같이 일부 면이 곡면으로 형성된 육면체 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
하우징의 외주면에는 적어도 하나의 전원연결 단자(110)와 적어도 하나의 출력 단자(120)가 형성된다.
전원연결 단자(110)는 종래의 어댑터(10)와 결합될 수 있는 형태로 형성되며, 출력 단자(120)는 프리전압 단자(20)일 수 있다.
일 실시 예에서, 출력 단자(121, 122, 123)는 모두 프리전압 단자(20)일 수 있으며, 일부만 출력 단자 중 일부 단자(121, 122)는 프리전압 단자(20)로, 나머지 단자(123)는 USB-C 타입 단자와 같은 종래의 단자일 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 출력 단자(120)는 4개 이상으로 구비될 수 있다. 또한, 출력 단자(120) 중 적어도 하나가 프리전압 단자(20)로 구현되고, 나머지가 종래의 단자로 구현될 수 있다.
또한, 하우징의 외주면에는 디스플레이부(130)가 형성된다. 디스플레이부(130)는 전원연결 단자(110)에 연결된 단자의 종류(PD, QC등)를 표시할 수 있다. 이 밖에, 디스플레이부(130)는 전원연결 단자(110)에 연결된 장치의 종류(어댑터, 보조배터리 등)를 표시할 수 있다.
또한, 연결된 단자로부터 입력되는 전력에 기초하여 출력 단자(120)에서 실행 가능한 모드를 디스플레이할 수 있다. 프리전압 충전기(100)는 출력 단자(120)를 통해 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드를 제공할 수 있다. 프로세서(140)는 공급모드 판단부(141)가 입력된 전력에 기초하여 실행 가능한 모드를 판단하도록 제어하고, 디스플레이부(130)가 판단된 실행 가능한 모드를 시각적으로 인식 가능한 형태로 표시하도록 제어한다.
또한, 프로세서(140)는 디스플레이부(130)가 출력 단자(120)와 연결된 전자기기의 규격 전압, 연결된 전자기기에 공급되는 전력의 전압/전류, 연결된 배터리가 충전된 정도 중 적어도 하나를 시각적으로 인식 가능한 형태로 표시하도록 제어한다.
또한, 프로세서(140)는 출력유형 분석부(142)가 연결된 전자기기로 미세전류를 송출하여 해당 전자기기의 전력공급 타입 및 전력공급 규격을 판단하도록 제어한다.
전력공급 타입은 배터리 타입 및 상시전력 타입으로 분류된다. 전자기기가 배터리 타입인 경우, 전력공급 규격은 충전 전압에 대한 정보를 포함한다. 상시전력 타입인 경우, 전력공급 규격은 규격 전압 및 규격 전류에 대한 정보를 포함한다.
연결젠더(520), 직결형 연결키트(53) 및 전자기기 중 적어도 하나에는 변압제어 인쇄회로기판이 포함될 수 있으며, 변압제어 인쇄회로기판에는 전자기기의 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 대한 정보가 포함된다.
프로세서(140)는 출력유형 분석부(142)가 변압제어 인쇄회로기판으로 미세전류를 송출하여 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 대한 정보를 식별하도록 제어한다.
프로세서(140)는 변압부(143)가 식별된 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 기초하여 전원에서 공급받은 전력을 변전하고, 이를 전자기기로 송출하도록 제어한다.
또한, 프로세서(140)는 하우징의 내부에 수용되고, 프로세서(140)는 프리전압 충전기(100)의 각 구성과 통전 가능하게 연결된다. 일 실시 예에서, 프로세서(140)는 프리전압 충전기(100)의 기능들을 수행하기 위한 소자들을 포함하는 인쇄회로기판(PCB), 마이크로컴퓨터로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 프리전압 충전기(100)의 출력 단자(120)는 프리전압 단자(20)로 구현될 수 있다.
도 6을 참조하면, 프리전압 단자(20)의 구성이 도시된다. 프리전압 단자(20)는 복수의 전극(21)과 프로세서(22)를 구비할 수 있다. 프리전압 단자(20)의 형상은 도 1에 의해 제한되지 않고, 예컨대, 프리전압 단자(20)는 USB-C 타입의 형상일 수도 있다.
일 실시예에서, 프리전압 충전기(100)의 프로세서(140)는 프리전압 단자(20)의 프로세서(22)로 구현될 수 있다. 이 경우, 프리전압 충전기(100)의 각 구성이 프리전압 단자(20)의 프로세서(22)에 의해 제어될 수 있다. 프로세서(22)는 프로세서(140)의 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다.
프리전압 어댑터(200) 및 프리전압 배터리(300)의 설명
도 7 및 도 8을 참조하면, 프리전압 어댑터(200) 및 프리전압 배터리(300)가 도시된다.
프리전압 충전기(100)와 비교하였을 때, 프리전압 어댑터(200)에는 다음과 같은 차이가 존재한다.
프리전압 어댑터(200)는 종래의 어댑터(10)에서 직류 전력을 공급받지 않고 교류 전원(220V, 110V)에서 직접 교류 전력을 공급받는다.
전자기기는 프리전압 어댑터(200) 및 연장 케이블(510)을 통해 전원과 연결된다.
프리전압 충전기(100)에 전원연결 단자(110)가 형성되는 반면에, 프리전압 어댑터(200)에는 전원연결 단자(110)가 아닌 플러그(210)가 형성된다.
프리전압 어댑터(200)는 플러그(210)를 통해 콘센트에 직접 결합되어 교류 전원(220V, 110V)으로부터 전력을 직접 공급받는다.
즉, 프리전압 어댑터(200)는 교류 전원(220V, 110V)에서 공급받은 전력을 연결된 배터리의 충전 전압 및 전자기기의 규격 전압으로 강압하여 공급한다.
반면에, 프리전압 충전기(100)는 종래의 어댑터(10)를 통해 공급받은 전력을 연결된 배터리의 충전 전압 및 전자기기의 규격 전압으로 승압 또는 강압하여 공급하는 차이점이 존재한다.
또한, 프리전압 충전기(100)는 종래의 어댑터로부터 제한된 전력을 공급받으므로 실행 가능한 모드를 판단하여 디스플레이 하는 반면에, 프리전압 어댑터(200)는 직접 전력을 공급받으므로 공급모드 판단부를 포함하지 않는다.
이러한 차이점을 제외하면, 프리전압 어댑터(200)의 출력유형 분석부(242), 변압부(243) 및 출력 단자(220)는 프리전압 충전기(100)의 출력유형 분석부(142), 변압부(243) 및 출력 단자(120)와 동일하게 구성될 수 있다.
또한, 프리전압 충전기(100)와 비교하였을 때, 프리전압 배터리(300)에는 다음과 같은 차이가 존재한다.
도 12를 참조하면, 프리전압 배터리(300)는 전력저장부(350)를 더 포함한다.
프리전압 배터리(300)는 전원연결 단자(310)를 통해 공급된 전력을 전력저장부(350)의 충전 전압으로 변환하여 전력저장부(350)를 충전할 수 있다.
또한, 프리전압 배터리(300)가 출력 단자(320)를 통해 전자기기와 연결되는 경우, 프리전압 배터리(300)는 외부의 전력이 아니라 전력저장부(350)를 전원으로 하여 전자기기에 전력을 공급한다.
프리전압 충전기(100)의 공급모드 판단부(141), 출력유형 분석부(142), 변압부(143) 및 출력 단자(120)는 외부에서 공급된 전력을 이용하여 전자기기를 분석하고 전력을 공급한다.
반면에, 프리전압 배터리(300)의 공급모드 판단부(341), 출력유형 분석부(342), 변압부(343) 및 출력 단자(320)는 전력저장부(350)를 전원으로 하여 전자기기를 분석하고 전력을 공급한다.
이러한 차이점을 제외하면, 프리전압 배터리(300)의 공급모드 판단부(341), 출력유형 분석부(342), 변압부(343) 및 출력 단자(320)는 프리전압 충전기(100)와 공급모드 판단부(141), 출력유형 분석부(142), 변압부(143) 및 출력 단자(120)와 동일하게 구성될 수 있다.
2. 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 방법에 대한 설명
아래에서는, 도 9 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전력 공급 방법에 대해 설명한다.
도 9를 참조하면, 전력 공급 장치(100, 200, 300)가 전원으로부터 전력을 수신한다(S10). 프리전압 충전기(100)의 경우 직류 전력을 공급받고, 프리전압 어댑터(200)의 경우 교류 전력을 공급받으며, 프리전압 배터리(300)인 경우 내장된 전력저장부(350)로부터 전력을 공급받는다.
전원으로부터 전력이 공급되면, 전력 공급 장치(100, 300)가 수신된 전력에 기초하여 실행 가능한 모드를 판단하고, 판단된 모드를 디스플레이한다(S20).
도 10을 참조하면, S20단계의 일 실시예가 도시된다.
전력 공급 장치(100, 300)의 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)가 전원으로부터 수신된 전력과 기 설정된 기준 전력을 비교하도록 제어한다(S21).
기준 전력이 수신된 전력보다 작은 경우, 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)가 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드를 실행 가능한 모드로 판단하도록 제어한다(S22).
기준 전력이 수신된 전력보다 큰 경우, 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)가 배터리 충전모드만을 실행 가능한 모드로 판단하도록 제어한다(S23).
상시전력 공급은 배터리 충전에 비하여 상대적으로 많은 전력을 요구된다. 전원으로부터 수신된 전력이 상시전력 공급에 충분하지 않은 경우, 상시전력 공급이 제한되므로, 전력 공급 장치(100, 300)에서 이를 미리 판단하여 사용자가 식별 가능하도록 디스플레이한다.
예를 들어, QC방식의 어댑터로부터 15W의 전력이 공급되는데 반하여, 노트북이 가동하는데 요구하는 상시전력이 40W인 경우, 상시전력 공급모드가 제한될 수 있다. 반면에, PD방식의 어댑터로부터 60W의 전력이 공급되는 경우, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드가 모두 실행될 수 있다.
도 11을 참조하면, S20단계의 다른 실시예가 도시된다.
전력 공급 장치(100, 300)의 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)가 전원으로부터 수신된 전력을 출력 단자(120, 320)의 개수로 나눈 값과 기 설정된 기준 전력을 비교하도록 제어한다(S24).
기준 전력이 수신된 전력을 출력 단자의 개수로 나눈 값보다 작은 경우, 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)가 각각의 출력 단자에서 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드가 실행 가능한 것으로 판단하도록 제어한다(S25).
기준 전력이 수신된 전력을 출력 단자의 개수로 나눈 값보다 큰 경우, 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)가 각각의 출력 단자에서 배터리 충전모드만이 실행 가능한 것으로 판단하도록 제어한다(S26).
출력 단자(120, 320)는 복수 개로 구비될 수 있는데, 수신된 전력을 출력 단자(120, 320) 별로 나누어 분배한 후, 각각의 출력 단자(120, 320)별로 실행 가능한 모드를 판단할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 10을 참조하여 설명한 실시예와 같이, 출력 단자(120, 320)의 개수와 무관하게 실행 가능한 모드를 판단할 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 전력 공급 장치(100, 200, 300)가 전자기기와 연결된다(S30). 전력 공급 장치(100, 200, 300)는 연장 케이블(510)을 통해 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전력 공급 장치(100, 200, 300)는 연장 케이블(510)을 통해 연결젠더(520) 또는 직결형 연결키트(530)를 거쳐 전자기기와 전기적으로 연결될 수 있고, 연장 케이블(510)을 통하지 않고 직결형 연결키트(530)를 거쳐 전자기기와 전기적으로 연결될 수도 있다. 여기서, 연장 케이블(510)을 통해 연결되는 전자기기는 배터리일 수도 있다.전자기기와 연결되면, 전력 공급 장치(100, 200, 300)가 연결된 전자기기의 전력공급 타입 및 전력공급 규격을 판별한다(S40).
프로세서(140, 240, 340)는 출력유형 판별부(142, 242, 342)가 연결된 전자기기, 연결젠더(520) 또는 직결형 연결키트(530)로 미세전류를 송출하여 해당 전자기기의 전력공급 타입을 판별하도록 제어한다(S41).
전력공급 타입이 배터리 타입인 경우, 프로세서(140, 240, 340)는 출력유형 판별부(142, 242, 342)를 통해 송출된 미세전류를 통하여 전자기기의 충전 전압을 판별한다(S42). 배터리 타입인 경우, 전력공급 규격에는 충전 전압에 대한 정보가 포함된다.
프로세서(140, 240, 340)는 출력유형 판별부(142, 242, 342)가 전원에서 수신된 전력 및 충전전압에 기초하여 최대 공급전류를 도출하도록 제어한다(S43).
일 실시예에서, 전원에서 수신된 전력을 충전전압으로 나눠 최대 공급전류를 도출할 수 있다.
또한, 다른 실시예에서, 전원에서 수신된 전력을 출력 단자(120, 220, 320)별로 분배하는 경우, 전원에서 수신된 전력을 단자의 개수로 나눈 값을 충전전압으로 나눠 최대 공급전류를 도출할 수 있다.
최대 공급전류가 도출되면, 프로세서(140, 240, 340)는 출력유형 판별부(142, 242, 342)가 최대 공급전류와 기 설정된 기준 공급전류를 비교하도록 제어한다(S44). 기 설정된 기준 공급전류는 배터리를 손상시키지 않는 범위에서 고속 충전을 지원하기 위한 값으로 설정될 수 있다.
도출된 최대 공급전류가 기준 공급전류보다 작은 경우, 프로세서(140, 240, 340)는 출력유형 판별부(142, 242, 342)가 최대 공급전류를 배터리 공급전류로 설정하도록 제어한다(S45).
도출된 최대 공급전류가 기준 공급전류보다 큰 경우, 프로세서(140, 240, 340)는 출력유형 판별부(142, 242, 342)가 기준 공급전류를 배터리 공급전류로 설정하도록 제어한다(S46).
전력공급 타입이 상시전력 타입인 경우, 프로세서(140, 240, 340)는 출력유형 판별부(142, 242, 342)를 통해 송출된 미세전류를 통하여 전자기기의 규격 전압 및 규격 전류를 판별한다(S47). 상시전력 타입인 경우, 전력공급 규격에는 규격 전압 및 규격 전류에 대한 정보가 포함된다.
전력공급 타입 및 전력공급 규격에 대한 정보는 연결젠더(520, 530) 및 전자기기 중 적어도 하나의 내부에 포함된 변압제어 인쇄회로기판을 통과하여 전력 공급 장치(100, 200, 300)로 복귀된 미세전류를 분석하여 획득될 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 전력 공급 장치(100, 200, 300)는 수신된 전력을 판별된 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 기초해 변압하여 전자기기에 송출한다(S50).
배터리 타입인 경우, 충전 전압 및 배터리 공급전류를 구비하는 전력이 전자기기로 공급된다.
상시전력 타입인 경우, 규격 전압 및 규격 전류를 구비하는 전력이 전자기기로 공급된다.
어느 하나의 출력 단자(120, 220, 320)를 통해 전자기기로 전력이 공급되면, 전력 공급 장치(100, 300)는 비가동 상태의 출력 단자(120, 320)에 대하여 실행 가능한 모드를 판단하여 디스플레이한다(S60).
예를 들어, 제1 출력 단자(121, 321)를 통해 30W의 상시 전력이 송출되고 있고, 전원에서 수신된 전력은 50W인 경우, 전력 공급 장치(100, 300)는 나머지 20W에 기초하여 실행 가능한 모드를 판단하여 디스플레이한다.
도 13을 참조하면, S60단계의 과정이 도시된다.
먼저, 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)이 전원에서 수신된 전력에서 가동 상태의 출력 단자의 전력을 뺀 차이값을 도출하도록 제어한다(S61).
차이값이 도출되면, 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)이 차이값과 기 설정된 기준 전력을 비교하도록 제어한다(S62).
기준 전력이 차이값보다 작은 경우, 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)가 비가동 상태의 출력 단자에서 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드가 실행 가능할 것으로 판단하도록 제어한다(S63).
기준 전력이 차이값보다 큰 경우, 프로세서(140, 340)는 공급모드 판단부(141, 341)가 비가동 상태의 출력 단자에서 배터리 충전모드만이 실행 가능할 것으로 판단하도록 제어한다(S64).
비가동 상태의 출력 단자(120, 320)가 남아있는 경우, S30, S40, S50 및 S60단계가 반복되어 수행될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 종래 어댑터
20: 프리전압 단자
100: 프리전압 충전기
110: 전원연결 단자
120: 출력 단자
130: 디스플레이부
140: 프로세서
141: 공급모드 판단부
142: 출력유형 분석부
143: 변압부
200: 프리전압 어댑터
210: 플러그
220: 출력 단자
230: 디스플레이부
240: 프로세서
242: 출력유형 분석부
243: 변압부
300: 프리전압 배터리
310: 전원연결 단자
350: 배터리
320: 출력 단자
330: 디스플레이부
340: 제어부
341: 공급모드 판단부
342: 출력유형 분석부
343: 변압부
510: 연장 케이블
520: 연결젠더
530: 직결형 연결키트

Claims (10)

  1. 전원에서 공급되는 전력에 기초하여, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드 중 실행 가능한 모드를 판단하는 공급모드 판단부;
    전자기기와 전기적으로 연결 가능하도록 구성되는 출력 단자;
    상기 전자기기로부터 상기 전자기기의 전력공급 타입 및 전력공급 규격을 수신하는 출력유형 분석부; 및
    상기 전원에서 공급된 전력을 판별된 상기 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 기초해 변압하여 상기 전자기기로 송출하는 변압부를 포함하는,
    전력 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급모드 판단부는,
    상기 전원에서 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력보다 큰 경우, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드를 실행 가능한 모드로 판단하고,
    상기 전원에서 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력보다 작은 경우, 배터리 충전모드만을 실행 가능한 모드로 판단하는,
    전력 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 출력 단자는 복수 개로 구비되고,
    상기 복수 개의 출력 단자는,
    상기 전자기기에 전력을 공급하고 있는 가동 상태인 제1 출력 단자; 및
    상기 전자기기에 전력을 공급하지 않는 비가동 상태인 제2 출력 단자;로 분류되며,
    상기 공급모드 판단부는,
    상기 전원에서 공급되는 전력에서 상기 제1 출력 단자를 통해 출력되는 전력을 뺀 차이값에 기초하여, 상기 제2 출력 단자에서 실행 가능한 모드를 판단하는,
    전력 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공급모드 판단부는,
    상기 차이값이 기 설정된 기준 전력보다 큰 경우, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드를 실행 가능한 모드로 판단하고,
    상기 차이값이 기 설정된 기준 전력보다 작은 경우, 배터리 충전모드만을 실행 가능한 모드로 판단하는,
    전력 공급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력 단자는 복수 개로 구비되고,
    상기 공급모드 판단부는,
    상기 전원에서 공급되는 전력을 상기 출력 단자의 개수로 나눈 값이 기 설정된 기준 전력보다 큰 경우, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드를 실행 가능한 모드로 판단하고,
    상기 전원에서 공급되는 전력을 상기 출력 단자의 개수로 나눈 값이 기 설정된 기준 전력보다 작은 경우, 배터리 충전모드만을 실행 가능한 모드로 판단하는,
    전력 공급 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자기기가 배터리 타입인 경우, 상기 전자기기의 전력공급 규격에는 규격전압이 포함되고,
    상기 변압부는,
    상기 규격전압 및 상기 규격전압에 기초하여 산출된 배터리 공급전류를 갖는 배터리 충전전력을 상기 출력 단자를 통해 송출하는,
    전력 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출력유형 분석부는,
    상기 전원에서 공급된 전력을 상기 규격전압으로 나누어 최대 공급전류를 도출하고,
    상기 최대 공급전류와 기 설정된 기준 공급전류 중 작은 값을 상기 배터리 공급전류로 설정하는,
    전력 공급 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자기기가 상시전력 타입인 경우, 상기 전자기기의 전력공급 규격에는 규격전압 및 규격전류가 포함되고,
    상기 변압부는,
    상기 규격전압 및 규격전류를 갖는 배터리 충전전력을 상기 출력 단자를 통해 송출하는,
    전력 공급 장치.
  9. 전원과 연결된 전력 공급장치에 의해 수행되는 전원 공급 방법으로서,
    상기 전력 공급장치가, 상기 전원에서 공급되는 전력에 기초하여, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드 중 실행 가능한 모드를 판단하는 단계;
    상기 전력 공급장치가, 전자기기와 전기적으로 연결되는 단계;
    상기 전력 공급장치가, 상기 전자기기로부터 상기 전자기기의 전력공급 타입 및 전력공급 규격을 수신하는 단계; 및
    상기 전력 공급장치가, 상기 전원에서 공급된 전력을 상기 전력공급 타입 및 전력공급 규격에 기초하여 변압하여 상기 전자기기에 송출하는 단계를 포함하고,
    상기 실행 가능한 모드를 판단하는 단계는,
    상기 전원에서 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력보다 큰 경우, 배터리 충전모드 및 상시전력 공급모드를 실행 가능한 모드로 판단하는 단계; 및
    상기 전원에서 공급되는 전력이 기 설정된 기준 전력보다 작은 경우, 배터리 충전모드만을 실행 가능한 모드로 판단하는 단계를 포함하는,
    전원 공급 방법.
  10. 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제9항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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