KR20220053220A

KR20220053220A - 셧다운 방지모듈

Info

Publication number: KR20220053220A
Application number: KR1020200137411A
Authority: KR
Inventors: 최용설
Original assignee: (주)맥스엘리트
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2022-04-29

Abstract

본 발명은 상부커버와 하부커버가 결합되고 일측에 입력부가 형성된 하우징; 및 상기 하우징 내부에 구비되어 상기 하우징이 설치된 컴퓨터 기기의 셧다운을 방지하는 PCB를 포함하고, 상기 PCB는 상기 입력부에 입력된 전압을 감지하여 그 편차를 연산하는 감지부; 및 상기 감지부에서 연산된 전압의 편차를 입력받고, 상기 전압의 편차가 설정값 이상일 때 반도체 스위치를 턴온시키기 위한 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하며, 상기 반도체 스위치에는 설정값 이상의 정격전력을 갖는 저항기가 연결된 셧다운 방지모듈에 관한 것으로, 컴퓨터 내부에 장착된 파워서플라이의 출력케이블에 셧다운 방지모듈을 체결함으로써 컴퓨터의 실사용 환경에서 출력 소비전류 교차상태의 폭이 점점 커지고 컴퓨터 사용 중 일시적인 셧다운 증상이 빈번히 발생하는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

셧다운 방지모듈{SHUTDOWN PREVENTION MODULE}

본 발명은 컴퓨터 파워서플라이의 셧다운을 예방할 목적으로 IDE 또는 SATA 커넥터에 체결하여 사용하는 셧다운 방지모듈에 관한 것이다.

현재 오랜 기간 유통된 대다수의 보급형 컴퓨터용 파워서플라이의 경우 회로 방식이 2-Switch Forward 이다. 이 경우 12V 와 5V가 한 개의 출력 인덕터를 통하여 출력이 완성되고 전압도 안정화된다.

그러나, 메인보드(main board) 및 주변기기의 여건에 따라 5V와 3.3V의 사용 부하전류가 점차 줄어들어 최소화된다. 반대로, 12V는 그래픽 카드(graphic card)의 사양이 높아짐에 따라 소비전력이 커져 교차 부하상태는 더욱 심화되어 5V의 전압이 상승하거나 12V의 전압이 하강하여 IC-supervisor의 보호레벨(protection level)에 도달하여 파워서플라이의 동작이 정지되고 컴퓨터 시스템이 셧다운되는 경우가 발생한다.

공개특허공보 제10-2005-0079858호 (공개일: 2005. 08. 11) 공개특허공보 제10-2014-0103068호 (공개일: 2014. 08. 25)

전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시예들의 목적은 출력전압이 일정전압 이상 상승하면 이를 감지하여 출력에 더미 부하(Dummy load)를 형성시켜 보호 레벨까지 도달하지 않도록 제어하여 컴퓨터 시스템의 셧다운을 방지할 수 있는 셧다운 방지모듈을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 셧다운 방지모듈은 상부커버와 하부커버가 결합되고 일측에 입력부가 형성된 하우징; 및 상기 하우징 내부에 구비되어 상기 하우징이 설치된 컴퓨터 기기의 셧다운을 방지하는 PCB를 포함하고, 상기 PCB는 상기 입력부에 입력된 전압을 감지하여 그 편차를 연산하는 감지부; 및 상기 감지부에서 연산된 전압의 편차를 입력받고, 상기 전압의 편차가 설정값 이상일 때 반도체 스위치를 턴온시키기 위한 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하며, 상기 반도체 스위치에는 설정값 이상의 정격전력을 갖는 저항기가 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 입력부에는 1개의 5V, 1개의 12V, 2개의 GND 선으로 구성된 파워서플라이의 출력케이블이 입력되고, 상기 감지부는 5V와 12V의 전압 변화를 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기 반도체 스위치는 상기 제어부의 출력단에 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PCB는 표시부를 더 포함하고, 상기 상부커버에는 상기 입력부에 입력된 전압이 설정값 이상으로 상승하여 더미부하가 발생할 때 점등되는 발광소자가 실장되고, 상기 표시부는 상기 더미부하가 발생할 때 발광소자를 점등시키는 것을 특징으로 한다.

상기 저항기와 상부커버 사이에는 방열 구조물이 부착되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 저항기와 하부커버 사이에는 방열 구조물이 부착되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

최근 컴퓨터의 그래픽카드의 성능 향상으로 12V의 소비전력이 상승하고 반대로 메인보드 및 CPU소비 전력이 감소함에 따라 실사용 환경에서 출력소비전류의 교차상태의 폭이 점점 커지고 있고 컴퓨터 사용 중 일시적인 셧다운 증상이 빈번하게 발생하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈은 컴퓨터 내부에 장착된 파워서플라이의 출력케이블에 셧다운 방지모듈을 체결함으로써 컴퓨터의 실사용 환경에서 출력 소비전류 교차상태의 폭이 점점 커지고 컴퓨터 사용 중 일시적인 셧다운 증상이 빈번히 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈의 PCB를 나타내는 평면도이다.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈의 PCB를 나타내는 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 셧다운 방지모듈은 컴퓨터 기기에 설치되는 하우징(10)과, 하우징(10) 내부에 실장된 PCB(Printed Circuit Board)(20)를 포함한다.

일반적으로, 포워드 방식으로 多(다) 출력 직류전원을 얻기 위해서 출력측에 멀티 인덕터를 사용하는 파워서플라이를 사용함에 있어 컴퓨터 시스템의 출력 부하가 교차 상태인 경우 각각의 출력 전압이 불안정하게 되어 시스템의 오동작 및 셧다운이 발생할 가능성이 있다.

본 발명에서는, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 교차 부하 상태를 감지할 수 있는 감지부(200)와 제어부(230), 그리고 보조부하부(210)를 결합한 회로를 모듈화하여 기존에 제작되어 유통된 파워서플라이(1)의 IDE 또는 SATA 케이블(2)을 입력부(110)에 체결하여 셧다운 방지를 가능하게 하는 모듈을 제공한다.

상기 하우징(10)은 상부커버(11)와 하부커버(12)가 결합되고 내부에 PCB(20)를 장착하여 밀폐시킬 수 있는 구조로 형성된다.

이러한 하우징(10)은 플라스틱 계열로 제작되거나 금속 또는 혼합물, 이중 사출로 구성될 수 있으나, 상세하게는 플라스틱 계열 재질의 레진 또는 알미늄합금으로 사출 성형되어 제작된다. 사출 성형된 하우징(10)의 모양은 바닥면은 내부를 평평하게 형성하여 PCB 회로 부품이 실장된 보드를 안정되게 고정하고, 보드 하면에 일정한 공간이 생기도록 하부커버(12) 상에 지지대가 형성되어 있으며, 상부커버(11)를 덮어 스크류 또는 락킹 핀(Locking pin) 성형물을 이용하여 체결되어 있다. 일 예로, 상기 하부커버(12)는 PCB(20)를 장착하여 조립할 수 있는 구조물이 형성되어 그 위에 PCB(20)를 놓고 스크류로 체결하고, 상부커버(11)를 덮고 스크류를 이용하여 조립할 수 있는 구조를 갖는다.

상기 하우징(10)이 플라스틱으로 사출성형되는 경우, 아래 [표 1]의 기계적 물성(비중, 인장강도, 인장신율, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충격강도)과 [표 2]의 온도 특성(융점, 연화점, HDT, RTI)을 가지는 HDPE, PP, ABS, PS, PVC로 형성될 수 있다.

[표 1]

[표 2]

이와 같이 형성된 하우징(10)은 컴퓨터 기기 내부에 체결 및 부착 고정될 수 있도록 설계된다. 이를 위하여, 상기 하부커버(12)에는 바닥면과 상부커버(11)의 측면에는 컴퓨터 기기기의 내부에 조립될 수 있는 마운팅 스크류 홀(mounting screw hole)이 형성되어 있다.

또한, 상기 하우징(10)의 일측(예를 들어, 상부 커버의 일면)에는 4회로의 커넥터로 구성된 입력부(110)가 형성되고, 입력부(110)에는 1개의 5V, 1개의 12V, 2개의 GND 선으로 구성된 파워서플라이(1)의 출력케이블(IDE/SATA 케이블(2))이 결합되며, 이를 통하여 입력부(110)는 5V와 12V를 입력으로 갖는다.

상기 입력부(110)는 컴퓨터용 파워서플라이(1)로부터 출력된 IDE/SATA 케이블(2)을 체결할 수 있는 4회로의 커넥터로 구성될 수 있다. 뿐만 아니라 상기 입력부는 IDE 커넥터, SATA 커넥터, PCB에 커넥터 슬롯이 형성된 것이 적용될 수도 있다.

상기 PCB(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, PCB 회로 부품이 실장된 보드가 하우징(10) 내부, 즉 하부커버(12) 상에 구비되어 하우징(10)이 설치된 컴퓨터 기기의 셧다운을 방지하는 역할을 수행하는 장치이다.

상기 PCB(20)는 크게는 상승 전압을 감지하는 감지부(200)와, 보정값을 제어할 수 있고 보조부하부(210)를 온/오프시킬 수 있는 제어부(230)와, 출력부하를 자체 발생시킬 수 있는 보조부하부(210)와, 보조부하 동작 상태를 알려 주는 표시부(120)로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 PCB(20)는 입력부(110)에 입력된 전압을 감지하여 그 편차를 연산하는 감지부(200)와, 감지부(200)에서 연산된 전압의 편차를 입력받고, 전압의 편차가 설정값 이상일 때 반도체 스위치(220)를 턴온시키기 위한 제어신호를 발생시키는 제어부(230)를 포함한다. 이때, 상기 감지부(200)는 5V와 12V의 전압 변화를 감지한다.

또한, 상기 PCB(20)는 제어부(230)에 의한 턴 온/턴 오프 제어신호를 수행하는 반도체 스위치(220)와, 출력부하를 자체적으로 발생시킬 수 있는 보조부하부(210)와, 보조부하부(210)의 동작상태를 알려주는 표시부(120)와, 제어부(230)의 입력단과 출력단 사이에 연결되며, 히스테리시스(hysteresis) 특성을 위해 제어부(230)의 출력단에서 출력된 전압의 일부를 제어부(230)의 입력단으로 귀환시키는 보정부(250)가 실장되어 구비된다.

상기 반도체 스위치(220)에는 대전력 저항기(설정값 이상의 정격전력을 갖는 저항기)가 연결된다. 상기 대전력 저항기는 방열 구조물(270, 280)에 의해 방열되도록 배치된다.

또한, 상기 반도체 스위치(220)는 제어부(230)의 출력단에 연결된다.

한편, 상기 하우징(10)의 상부커버(11)에는 입력부(110)에 입력된 전압이 설정값 이상으로 상승하여 더미부하가 발생할 때 점등되는 발광소자가 실장된다.

상기 표시부(120)는 더미부하가 발생할 때 발광소자를 점등시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 제어부(230)의 출력단에 연결된 반도체 스위치(220)는 하이/로우(High/Low) 신호에 따라 턴 온/턴 오프(Turn-on/Turn-off)된다. 상기 반도체 스위치(220)에는 보조부하부(210)가 연결되는데, 반도체 스위치(220)의 턴 온(Turn-on)시에 보조부하부(210)에 더미부하가 형성되어 5V 및 12V 전압의 급상승과 급하락으로 인한 셧다운 증상이 개선될 수 있다.

또한, 상기 반도체 스위치(220)에 더미부하가 연결되었을 때, 표시부(120)는 엘이디(LED)를 점등시킨다. 즉, 상기 입력부(110)에 입력된 전압이 설정값 이상으로 상승하면, 더미부하가 발생하여 발광소자가 점등되는데, 이때 표시부(120)가 발광소자를 점등시킨다.

또한, 상기 대전력 저항기와 상부커버(11) 사이에는 실리콘 재질의 제1 방열 구조물(270)이 부착되도록 배치된다.

또한, 상기 저항기와 하부커버(12) 사이에는 실리콘 재질의 제2 방열 구조물(280)이 부착되도록 배치될 수도 있다.

최근 컴퓨터의 그래픽 카드의 성능 향상으로 12V의 소비전력이 상승하는 반면, 메인 보드 및 CPU의 소비전력이 감소함에 따라 컴퓨터의 실사용 환경에서 출력 소비전류 교차상태의 폭이 점점 커지고 컴퓨터 사용 중 일시적인 셧다운 증상이 빈번히 발생하고 있다. 이러한 셧다운 방지를 위해 셧다운 방지모듈를 설치하여 개선시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 셧다운 방지모듈의 동작을 설명하자면, 우선 파워서플라이(1)로부터 입력커넥터부(110)에 입력된 5V와 12V의 전압은 정밀 저항으로 브리더하여 센싱하고, 센싱된 전압은 제어부(230)로 입력된다. 제어부(230)에서는 5V의 상승과 12V의 하강을 판단하여 지정된 범위에서 보조부하 동작용 스위치(반도체 스위치(220))로 하이(High) 신호를 출력한다.

상기 반도체 스위치(220)는 하이/로우(High/Low) 신호에 따라 턴온/턴오프(Turn-on/Turn-off)하고, 반도체 스위치(220)에는 보조부하용 고전력 저항기를 연결하여 턴온(Turn-on) 시에 더미부하(Dummy load)가 형성되어 5V 및 12V 의 교차부하로 인한 전압 하강과 상승이 개선될 수 있다.

이때, 상기 표시부(120)는 더미부하(Dummy load) 연결시 발광 소자를 점등하고 보정부(250)는 히스테리시스(Hysteresis)의 특성을 위하여 제어부(230)의 출력 전압 일부를 제어부(230)의 입력단으로 귀환시킨다.

이러한 셧다운 방지모듈은 내부에서 더미 부하(Dummy load)에 의한 전류가 발생하고 일정량의 열이 발생하므로 하우징(10)이 내부에 중대전력 저항기를 적용하거나 저항기를 하우징(10)에 부착하고 필요시 PCB(20)를 포함하는 모듈을 컴퓨터 내부의 방열 가능한 구조물에 부착하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 상부커버(11) 및 하부커버(12)에 제1 방열구조물(270) 및 제2 방열구조물(280)을 부착하여 설치할 때 밀착력을 향상시키기 위해 각각의 사이에는 밀착향상제가 도포될 수 있다.

밀착향상제는 물 60중량부, 아크릴로니트릴 15중량부, N-부톡시-메틸아크릴 아미드 17중량부, N-아실사르코시네이트 5중량부, 과산화암모늄 2중량부, 완충제 1중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.

아크릴로니트릴과 N-부톡시-메틸아크릴 아미드는 접착성, 유연성, 내수성 등을 향상하기 위해 첨가되며, N-아실사르코시네이트는 계면활성제의 역할을 한다.

상기와 같이 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

1: 파워서플라이 2: IDE/SATA 케이블
10: 하우징 11: 상부커버
12: 하부커버 20: PCB
110: 입력부 120: 표시부
200: 감지부 210: 보조부하부
220: 반도체 스위치 230: 제어부
240: 표시부 250: 보정부
270: 제1 방열구조물 280: 제2 방열구조물

Claims

상부커버와 하부커버가 결합되고 일측에 입력부가 형성된 하우징; 및
상기 하우징 내부에 구비되어 상기 하우징이 설치된 컴퓨터 기기의 셧다운을 방지하는 PCB를 포함하고,
상기 PCB는
상기 입력부에 입력된 전압을 감지하여 그 편차를 연산하는 감지부; 및
상기 감지부에서 연산된 전압의 편차를 입력받고, 상기 전압의 편차가 설정값 이상일 때 반도체 스위치를 턴온시키기 위한 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하며,
상기 반도체 스위치에는 설정값 이상의 정격전력을 갖는 저항기가 연결된 것을 특징으로 하는 셧다운 방지모듈.
제1항에 있어서,
상기 입력부에는 1개의 5V, 1개의 12V, 2개의 GND 선으로 구성된 파워서플라이의 출력케이블이 입력되고,
상기 감지부는 5V와 12V의 전압 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지모듈.
제1항에 있어서,
상기 반도체 스위치는 상기 제어부의 출력단에 연결된 것을 특징으로 하는 셧다운 방지모듈.
제1항에 있어서,
상기 PCB는 표시부를 더 포함하고,
상기 상부커버에는 상기 입력부에 입력된 전압이 설정값 이상으로 상승하여 더미부하가 발생할 때 점등되는 발광소자가 실장되고,
상기 표시부는 상기 더미부하가 발생할 때 발광소자를 점등시키는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지모듈.
제1항에 있어서,
상기 저항기와 상부커버 사이에는 방열 구조물이 부착되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지모듈.
제1항에 있어서,
상기 저항기와 하부커버 사이에는 방열 구조물이 부착되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지모듈.