KR20230001228A - 전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법 - Google Patents

전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230001228A
KR20230001228A KR1020210083885A KR20210083885A KR20230001228A KR 20230001228 A KR20230001228 A KR 20230001228A KR 1020210083885 A KR1020210083885 A KR 1020210083885A KR 20210083885 A KR20210083885 A KR 20210083885A KR 20230001228 A KR20230001228 A KR 20230001228A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power supply
power
supply line
unit
voltage
Prior art date
Application number
KR1020210083885A
Other languages
English (en)
Inventor
김문영
강정일
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020210083885A priority Critical patent/KR20230001228A/ko
Priority to PCT/KR2022/005938 priority patent/WO2023277323A1/ko
Publication of KR20230001228A publication Critical patent/KR20230001228A/ko
Priority to US18/497,247 priority patent/US20240061483A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/263—Arrangements for using multiple switchable power supplies, e.g. battery and AC
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/70—Structural association with built-in electrical component with built-in switch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/60—Contacts spaced along planar side wall transverse to longitudinal axis of engagement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/10—Arrangements incorporating converting means for enabling loads to be operated at will from different kinds of power supplies, e.g. from ac or dc
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2107/00—Four or more poles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
    • H01R25/14—Rails or bus-bars constructed so that the counterparts can be connected thereto at any point along their length
    • H01R25/142—Their counterparts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

본 개시의 다양한 실시예는 전원 장치에서의 전력 밸런싱에 관한 것이다. 이를 위한 전원 장치는, 복수의 전압의 전력을 각각 전달하도록 구성된 복수의 전력 공급선, 상기 복수의 전력 공급선 각각에 대해, 사용 전력량을 획득하고, 상기 획득된 사용 전력량 각각에 기초하여, 제어 신호를 생성하도록 구성된 전력 밸런싱 제어부, 및 상기 복수의 전력 공급선 중 제1 전력 공급선으로부터 인입되는 전류의 전압을 변압하여 상기 복수의 전력 공급선 중 제2 전력 공급선으로 제공하도록 구성된 전력 밸런싱부를 포함할 수 있다.

Description

전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법{POWER SUPPLY AND POWER BALANCING METHOD IN POWER SUPPLY}
본 개시는, 전원 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 전원 장치에서의 전력 밸런싱에 관한 것이다.
각종 전자기기에 대한 전력공급은 외부로부터 수신한 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 이를 다시 소정 전압으로 변압하여 제공하는 전원 어댑터를 통하여 이루어지는 것이 통상적이다. 이러한 직류 전원을 제공하는 어댑터로는 하나의 고정된 전압을 제공하는 고정 전압 방식의 어댑터와, 전원을 제공할 전자기기에 맞추어 5V 내지 20V 범위에서 가변전압을 제공할 수 있는 어댑터(예컨대, USB PD 규격의 어댑터)가 많이 사용되고 있다.
전술한 고정 전압 방식의 어댑터와 가변 전압 방식의 어댑터 모두 1대1의 전력 전달 관계를 기본으로 하며, 복수 개의 전자기기를 위해서는 복수 개의 어댑터가 제공되어야 한다. 특히, USB PD 규격의 어댑터는 최대 100W까지의 전력 전달 능력을 갖추도록 설계되어 있음에도, 특정 시점에 해당 어댑터가 특정 전압의 전원을 전자기기에 공급하고 있는 중이라면, 전력을 제공할 수 있는 능력이 남아 있다해도, 해당 전압과 다른 전압의 전원을 수용하는 전자기기를 위한 전원을 공급할 수 없다.
본 개시의 일 측면은, 다양한 전압의 전원을 이용하는 복수의 전자기기들에 대해 동시에 전원을 공급할 수 있는 전원 어댑터 또는 전원 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 다른 측면은, 전원 어댑터에 관하여 정해진 총 전력 공급량의 범위 내에서, 각 전압 별 용량을 고려하지 않고, 자유롭게 많은 수의 전자기기들을 연결하여 이들 각각에 전원을 공급할 수 있도록 하는 전력 밸런싱 기능을 갖춘 전원 장치 및 그러한 전력 밸런싱 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 전원 장치는, 복수의 전압의 전력을 각각 전달하도록 구성된 복수의 전력 공급선, 상기 복수의 전력 공급선 각각에 대해, 사용 전력량을 획득하고, 상기 획득된 사용 전력량 각각에 기초하여, 제어 신호를 생성하도록 구성된 전력 밸런싱 제어부, 및 상기 복수의 전력 공급선 중 제1 전력 공급선으로부터 인입되는 전류의 전압을 변압하여 상기 복수의 전력 공급선 중 제2 전력 공급선으로 제공하도록 구성된 전력 밸런싱부를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 전원 장치에서 전력 밸런싱을 수행하는 방법은, 복수의 전력 공급선 각각으로부터 사용 전력량을 각각 획득하는 동작, 상기 획득된 사용 전력량 각각에 기초하여, 상기 복수의 전력 공급선 중 다른 전력 공급선으로 전류를 제공할 적어도 하나의 제1 전력 공급선과, 다른 전력 공급선으로부터 전류를 제공받을 제2 전력 공급선을 결정하는 동작, 및 상기 적어도 하나의 제1 전력 공급선 각각으로부터의 가용 전력 중 적어도 일부가 상기 제2 전력 공급선으로 제공되도록 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전원 어댑터 또는 전원 장치는 정해진 총 전력 공급량의 범위 내에서, 각 전압 별 용량을 고려하지 않고서, 자유롭게 많은 수의 전자기기들을 연결하여 이들 각각에 전원을 적응적으로 공급할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 공급 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2의 (a) 및 (b)는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 공급 시스템의 일 사용예를 도시한 도면이다.
도 3의 (a) 내지 (c)는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 공급 시스템의 일 사용예를 도시한 도면이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 어댑터의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 전력 밸런싱 제어부에 의해 수행되는 동작 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 6은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전력 밸런싱부의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이다.
도 7은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 어댑터의 개략적 회로 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은, 본 개시의 다른 실시예에 따른, 전원 어댑터의 개략적 회로 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전력 밸런싱부의 예시적 회로 구성의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 강압에 의한 전력 재분배 동작이 수행될 때, 전력 밸런싱부에서 발생할 수 있는 예시적 전류 흐름을 설명하는 도면이다.
도 11은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 승압에 의한 전력 재분배 동작이 수행될 때, 전력 밸런싱부에서 발생할 수 있는 예시적 전류 흐름을 설명하는 도면이다.
도 12는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 강압과 승압을 교번하여 수행함으로써 전력 재분배 동작이 이루어질 때, 전력 밸런싱부의 관련 소자들의 제어 신호 및 인덕터 전류 값 변화를 시간에 따라 보여주는 타이밍도이다.
도 13의 (a)는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 급전부의 예시적 일부 구성을 간략하게 도시한 사시 도면이다.
도 13의 (b)는, 도 13의 (a)의 구성을 갖춘 급전부가 수직 벽면에 설치되어 대응하는 예시적 커넥터와 결합되는 상태를 측면에서 본 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 14의 (a)는, 예시적 커넥터의 개략적 형상을 보여주는 사시 도면이다.
도 14의 (b)는, 도 14의 (a)의 커넥터의 각 돌출부를 측면 상방과 수직 상방에서 각각 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도 14의 (c)는, 도 14의 (b)에 표시된 I-I' 라인을 따르는 돌출부의 단면을 도시한 도면이다.
도 15의 (a) 내지 (c)에는, 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 예시적 커넥터 구조들이 각각 도시되어 있다.
도 16의 (a) 내지 (d)는, 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 다양한 형태의 예시적 커넥터들을 도시한 도면이다.
도 17은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 가변 전압을 지원하는 USB PD 커넥터가 급전부와 전자기기를 연결하는 접속 관계를 보여주는 도면이다.
도 18의 (a)는, 본 개시의 다른 실시예에 따른, 급전부의 예시적 일부 구성을 아래쪽에서 올려다보는 형태로 간략하게 도시한 도면이다.
도 18의 (b)는, 도 18의 (a)의 구성을 갖춘 급전부가 천장면에 설치되어 대응하는 예시적 커넥터와 결합되는 상태를 측면에서 본 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 18의 (c)는, 도 18의 (a)로부터 변형된 구성을 갖춘 급전부가 천장면에 설치되어 대응하는 예시적 커넥터와 결합되는 상태를 측면에서 본 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 19의 (a) 내지 (c) 각각은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 표시부를 구비한 급전부의 구성 및 표시부의 동작 상태를 예시적으로 도시한 도면들이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 후술될 설명에서, 상세한 구성 및 구성 요소와 같은 특정 세부 사항은 단지 본 개시의 실시예들에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해 제공될 것이다. 도면의 설명과 관련하여, 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 또한, 도면 및 관련된 설명에서는, 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명이 명확성과 간결성을 위해 생략될 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 공급 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바에 의하면, 전원 공급 시스템(100)은 전원 공급부(110), 급전부(120), 복수의 커넥터(130), 플러그(140), 및 전력 공급선(150)을 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전원 공급부(110)는, 플러그(140)를 통하여 외부 입력 전원을 수신할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 플러그(140)는, 예컨대 실내 벽면에 설치된 콘센트로부터 상용 교류 전원을 수신할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 플러그(140)는, 다양한 직류/교류 전력 공급원으로부터 직류/교류 전원을 수신할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전원 공급부(110)는, 플러그(140)를 통하여 외부로부터 수신된 입력 전원을 적절하게 변환(예컨대, AC/DC 변환 또는 DC/DC 변환)하여, 둘 이상의 직류 전압의 전력을 전력 공급선(150)을 통해 급전부(120)로 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(120)는, 전원 공급부(110)로부터 둘 이상의 직류 전압의 전류를 수신하고, 수신된 직류 전압의 전류를 급전부(120)에 접속된 각 커넥터(130)를 통해 외부로 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(120)는, 각각 서로 다른 전압의 전류를 전달하는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(120)의 각 전극은, 예컨대 복수의 커넥터(130)가 해당 전극에 나란히 접속할 수 있도록 길게 연장된 형태를 가질 수 있는데, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에 따라, 급전부(120)의 각 전극이 길게 연장된 형태로 구성될 경우, 급전부(120)로 접속하는 커넥터들(130)은, 그 연장되는 방향을 따라 접속 위치에서의 자유도를 가질 수 있다.
본 도면에 도시되지는 않았으나, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 복수의 커넥터(130) 각각은, 급전부(120)의 대응 전극에 접속되도록 구성된 일 측과, 전자 기기로 접속되는 타 측을 구비할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 복수의 커넥터(130) 각각은, 급전부(120)의 대응 전극으로부터 소정 전압의 전류를 수신하고, 수신된 전류를 타 측의 전자 기기로 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 각 커넥터(130)의 일 측과 타 측 모두 탈착식으로 구성될 수도 있고, 그와 달리 커넥터(130)의 타 측(예컨대, 전자 기기에 접속되는 쪽)은 해당 전자 기기에 고정된 형태일 수도 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 복수의 커넥터(130) 각각은, 그 일 측(예컨대, 급전부(120)에 접속되는 쪽)에서 접속하려는 급전부(120)의 대응 전극의 형상에 상응하는 형상을 가질 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따라, 복수의 커넥터(130) 각각은, 서로 같거나 다른 형상 또는 구조를 가질 수 있으며, 본 개시가 특정 형상 또는 구조의 커넥터(130)에 관하여 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전술한 바와 같이, 전원 공급부(110)로부터의 둘 이상의 직류 전압의 전력이 전력 공급선(150)을 통해 급전부(120)로 공급될 수 있다. 따라서, 본 도면에서는, 전력 공급선(150)이 마치 하나의 도선인 것과 같이 도시되어 있으나, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 전력 공급선(150)은, 각각의 직류 전압의 전력을 전달하도록 구성된 복수의 전력 배선들을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전원 공급부(110)와 급전부(120)는 서로 이격되어 배치될 수 있고, 그러한 경우 전력 공급선(150)이 양자를 연결하도록 길게 구성될 수 있다. 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 전원 공급부(110)와 급전부(120)는 서로 인접하여 배치될 수 있고, 그러한 경우 전력 공급선(150)은 외부로 노출되지 않거나 짧게 구성될 수 있다.
도 2의 (a) 및 (b)는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 공급 시스템의 일 사용예를 도시한 도면이다.
도 2의 (a)에 도시된 바에 의하면, 수직 벽면 W1에 부착된 ㄴ자형 선반(200)(ㄴ자형 선반(200)은 수직 벽면 W1에 부착된 수직부와, 수직부에 직교하는 방향으로 돌출 연장된 수평부를 포함함)의 수직부에 급전부(220)가 부착 배치되어 있다. ㄴ자형 선반(200)은 목재, 플라스틱, 기타 각종 재질(특정 소재로 제한되는 것은 아님)로 된 선반일 수 있다. 도시된 바에 의하면, 급전부(220)는, 수평 방향으로 길게 연장된 형태를 갖는 복수의 전극(226)을 포함한다. 본 개시의 일 실시예에 의하면 복수의 전극(226)은 각각 서로 다른 전압의 전력을 공급하는 전극들일 수 있다. 본 도면에 도시된 바에 의하면, 급전부(220)는, 복수의 전극(226)이 ㄴ자형 선반(200)의 수직부 상에서 나란히 외부로 노출되는 형태로 배치되어 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도시된 바와 같이, 급전부(220)는, 표시부(240)를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 표시부(240)는, 전원 공급 시스템이 제공할 수 있는 최대 전력 공급량 대비 현재 급전부(220)를 통해 사용되고 있는 전력의 양을 표시할 수 있다. 이하, 표시부를 구비한 급전부의 구성에 대해서는 도 19를 참조하여 더 설명할 것이다.
도시된 바에 의하면, ㄴ자형 선반(200)으로부터 이격된 위치에서 수직 벽면 W1 상에 전원 공급부(210)가 부착 설치되어 있다. 도시된 바에 의하면, 전원 공급부(210)는 전력 공급선(250)을 통해 ㄴ자형 선반(200)의 급전부(220)로 연결되도록 구성되어 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 공급선(250)은 투명 도선일 수도 있고, 그 외 인테리어 효과를 갖는 임의의 외형을 갖는 도선일 수 있으며, 다만 본 개시가 특정 외형의 전력 공급선과 관련하여 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 전원 공급부(210)가 임의의 다른 위치에 배치될 수 있음도 알아야 할 것이다.
도 2의 (a)에는 두 개의 커넥터(230)가 급전부(220)에 접속하는 것으로 도시되어 있는데, 본 개시의 실시예들에 따라 더 많거나 적은 수의 커넥터가 급전부(220)에 접속할 수 있다. 또한, 본 도면에서는, 두 개의 커넥터(230)가 서로 동일한 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 급전부(220)에 접속될 수 있는 커넥터(230) 각각이 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 본 도면에 구체적으로 도시되지 않았으나, 두 개의 커넥터(230) 각각은 급전부(220)의 복수의 전극(226) 중 같거나 다른 전극에 대해 각각 전기 접속을 이룰 수 있다.
한편, 도 2의 (b)에는, ㄴ자형 선반(200)의 수평부 위에 배치된 두 개의 전자 기기(E1, E2)(예컨대, 조명 또는 전자 액자와 같은 전자 기기)가 동작 중인 것으로 도시되어 있다. 본 도면에서는 가려져 있지만, 두 개의 전자 기기(E1, E2) 각각은, 각 전자 기기 이면의 커넥터를 통해 복수의 전극(226) 중 각 대응하는 전극으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 전원 공급 시스템의 형상이나 배치 구조는, 본 개시가 적용될 수 있는 일 사용예에 대한 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐이며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다.
도 3의 (a) 내지 (c)는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 공급 시스템의 일 사용예를 도시한 도면이다.
도 3의 (a)에 도시된 바에 의하면, 수직 벽면 W2의 상단에 인접하여 급전부(320)가 부착 배치되어 있다. 본 도면에 명시되어 있지는 않지만, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(320)는, 수직 벽면 W2의 최상단에 인접하여 그와 직교하는 천장부에 부착 배치될 수 있다. 본 도면에 명시되어 있지는 않지만, 급전부(320)는, 도 2의 (a)의 급전부(220)와 유사하게, 수직 벽면 W2의 수평 방향을 따라 길게 연장된 형태를 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 또한, 본 도면에 명시되어 있지는 않지만, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(320)의 각 전극은 지면을 향하여 외부로 노출된 형태로 배치될 수 있다. 도 2의 (a)에 도시된 급전부(220)의 각 전극(226)은 수직 벽면 W1의 표면 상에서 정면을 향해 외부로 노출되도록 배치되는데 비해, 도 3의 (a) 내지 (c)에 도시된 급전부(320)의 각 전극은 수직 벽면 W2와 직교하는 천장부의 표면 상에서 수직 하방을 향하여 외부로 노출되도록 배치될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 3의 (a)의 급전부(320)에 포함된 복수의 전극은 각각의 전압의 전력을 공급하는 전극일 수 있다. 도시된 바에 의하면, 전원 공급부(310)는 급전부(320)에 인접하여 배치되어 있다. 따라서, 도 3의 (a)에서는, 별도로 외부로 노출되는 전력 공급선이 표시되어 있지 않고, 전원 공급부(310)와 급전부(320) 간 내부 연결로서 전력 공급선이 배치될 수 있다.
도 3의 (a) 및 (b)에는 또한 두 개의 커넥터(330)가 급전부(320)의 연장 방향 일단으로부터 급전부(320)에 인접 배치되어, 급전부(320)의 연장 방향을 따라 수평 이동하여 원하는 위치에 배치될 수 있음이 표시되어 있다. 그러나, 이러한 구성은, 본 개시의 일 실시예에 관한 것일 뿐, 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 천장부에 부착 배치된 급전부에 대해 커넥터가 접속할 경우, 위 설명한 것과 다른 다양한 방식으로 급전부 상의 원하는 위치에 배치될 수 있다. 또한, 본 도면에서는, 두 개의 커넥터(330)가 도시되어 있으나, 도 2의 (a)의 경우와 마찬가지로, 도 3의 (a) 및 (b)의 경우에도 더 많거나 적은 수의 커넥터가 급전부(320)에 접속할 수 있다. 또한, 본 도면에서는, 두 개의 커넥터(330)가 서로 동일한 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 커넥터(330) 각각은 서로 다른 형상을 가질 수 있다.
한편, 도 3의 (c)에는, 천장부에 배치된 급전부(320)에 대해, 각 커넥터(330)를 통해 접속하는 두 개의 전자 기기(E3, E4)(예컨대, 조명 또는 전자 액자와 같은 전자 기기)가 동작 중인 것으로 도시되어 있다. 본 도면에 구체적으로 도시되지 않았으나, 두 개의 커넥터(330) 각각은 급전부(320)의 하나 이상의 전극 중 같거나 다른 전극에 대해 각각 전기 접속을 이루고 있을 수 있다. 본 도면에 구체적으로 도시되지는 않았으나, 도 3의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 천장부에 배치되는 급전부(320)에 대한 커넥터(330)의 접속을 지지하기 위한 물리적 구조가, 급전부(320)와 커넥터(330)에 각각 마련되어 있을 수 있다. 도 3의 (a) 내지 (c)에 도시된 전원 공급 시스템의 형상이나 배치 구조는, 본 개시가 적용될 수 있는 일 사용예에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 본 개시의 다양한 실시예에 의하면, 전원 공급부 및 급전부를 포함한 전원 공급 시스템의 각 구성요소들은, 도시된 바와 같이, 수직 벽면 또는 천장부에 부착 배치될 수 있을 뿐 아니라, 그와 달리 가구 또는 기타 다른 시설물에 각각 부착 배치되거나 독립적 형태로 배치 구성될 수도 있다.
도 4는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전원 어댑터의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전원 어댑터(400)는, 도 1의 전원 공급부(110), 전력 공급선(150), 및 급전부(120)를 포함하는 구성에 대응할 수 있다. 도 4에 도시된 바에 의하면, 전원 공급부(110)는 전원 수신부(412), 전압 변환부(414), 전력 밸런싱 제어부(416), 전력 밸런싱부(418), 복수의 전력 공급선(150) 각각으로부터의 정보를 전력 밸런싱 제어부(416)로 전달하는 신호 배선부(420), 복수의 전력 공급선(150) 각각을 전력 밸런싱부(418)와 연결하는 전력 배선부(422), 전력 밸런싱 제어부(416)로부터 전력 밸런싱부(418)로 동작 제어 신호를 전달하는 제어 신호선(424), 및 전력 밸런싱 제어부(416)로부터 급전부(120)로 정보 신호를 제공하는 신호선(426)을 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전원 수신부(412)는, 예컨대 도 1의 플러그(140)를 통해(이로써 제한되는 것은 아님), 전원 어댑터(400)로 들어오는 입력 전원을 수신할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 입력 전원은 상용 교류 전원이거나 기타 다양한 형태의 직류/교류 전력 공급원으로부터의 입력 전원일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전원 수신부(412)는, 교류 전원을 수신하고, 적절한 변압, 역률 보상, 및/또는 정류 과정을 거쳐 소정의 직류 전압의 전원을 생성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전압 변환부(414)는, 복수의 DC/DC 컨버터를 포함할 수 있고, 복수의 DC/DC 컨버터 각각을 통해, 전원 수신부(412)로부터 수신된 직류 전압을 복수의 직류 전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전압 변환부(414)로부터 출력되는 복수의 직류 전압은 각각 서로 다른 전압일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전압 변환부(414)는, 예컨대 20V, 15V, 9V, 및 5V의 4가지 직류 전압을 출력할 수 있으며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전압 변환부(414)로부터 출력되는 각 전압의 전류는, 복수의 전력 공급선(150) 중 각 대응하는 전력 공급선(150)을 통해 급전부(120)로 전달될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 의하면, 전원 어댑터(400)가 복수의 전력 공급선(150)을 통해 제공할 수 있는 최대 총 전력 공급량이 정해져 있을 수 있다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 의하면, 전압 변환부(414)의 각 DC/DC 컨버터 별(또는 각 전력 공급선 별)로, 각각 출력 제공할 수 있는 최대 전력 공급량이 미리 정해져 있을 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 1과 관련하여 전술한 바와 같이, 급전부(120)는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(120)에 포함된 전극 각각은, 각 대응하는 전력 공급선(150)과 연결되어, 각 대응하는 전압의 전류를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(120)의 각 전극은, 그에 접속하는 커넥터(본 도면에는 도시되지 않음)를 통해, 각 전극의 대응하는 전압의 전류를 외부로 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(120)의 각 전극은, 도 1 내지 3과 관련하여 전술한 급전부(120, 220, 320)의 각 전극과 마찬가지로, 복수의 커넥터가 해당 전극에 동시에 나란히 접속될 수 있을 만큼 길게 연장되는 선형 부분을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(120)의 전극들은, 이웃하는 다른 전극과의 간격을 유지하면서 직선 또는 곡선 방향을 따라 나란히 연장되는 형태(예컨대, 직선 또는 곡선 모양의 레일 형태)로 배치될 수 있으며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 일부 실시예들에 따른 급전부(120)의 구성에 대해서는, 이하 도 14 내지 19를 참조하여 더 자세히 설명하기로 한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 복수의 전력 공급선(150) 각각에 연결된 신호 배선부(420)를 통해 각 전력 공급선(150)으로부터의 정보를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는 신호 배선부(420)를 통해 획득한 정보에 기초하여, 각 전력 공급선(150) 상에 흐르는 사용 전력량 정보를 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는 신호 배선부(420)를 통해 각 전력 공급선(150) 상에 흐르는 전류 정보를 획득하고, 획득된 전류 정보와 해당 전력 공급선(150)에 대응하는 전압(미리 정해짐)을 이용하여 해당 전력 공급선(150)에 관한 사용 전력량 정보를 획득할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 전력 공급선(150) 각각에 대해 획득된 각 사용 전력량을 합산하여, 현재 전원 공급부(110)가 사용 중인 총 사용 전력량을 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 획득된 총 사용 전력량에 관한 정보(예컨대, 총 사용 전력량 값 또는 전원 어댑터의 최대 총 전력 공급량 대비 총 사용 전력량의 비율 정보)를 신호선(426)을 통해 급전부(120)로 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 후술하는 바와 같이, 급전부(120)는 신호선(426)을 통해 수신한 총 사용 전력량의 정보를, 급전부(120)에 구비된 표시부(도 19를 참조하여 후술함)를 통해 시각적으로 표시할 수 있다. 이러한 경우, 사용자는, 급전부(120)의 표시부의 표시 상태로부터 해당 전원 어댑터(400)의 전력량 소비 상태를 직관적으로 확인할 수 있고, 그에 기초하여 추가적인 커넥터를 연결할 것인지 여부를 결정할 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 복수의 전력 공급선(150) 중에서, 전력 밸런싱(또는 재분배)을 통해 다른 전력 공급선으로부터 전력을 제공받을 전력 공급선(이하, 분배 전력 수신선이라 함)과, 전력 밸런싱을 위해 가용 전력을 제공할 전력 공급선(이하, 분배 전력 공급선이라 함)을 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 분배 전력 수신선과 분배 전력 공급선을 결정한 경우, 그러한 결정에 기초하여, 전력 밸런싱부(418)를 위한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)에 의해 생성되는 동작 제어 신호는, 전력 밸런싱부(418)로 하여금, 분배 전력 공급선으로부터 전류를 인입하고, 그 인입된 전류의 전압을, 분배 전력 수신선에 대응하는 전압으로 변압하여, 변압된 전압의 전류를 분배 전력 수신선으로 제공하도록 동작하게 할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 생성된 동작 제어 신호를, 제어 신호선(424)을 통해 전력 밸런싱부(418)로 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱부(418)는, 제어 신호선(424)을 통해 획득한 동작 제어 신호에 기초하여, 전력 배선부(422)를 통해, 복수의 전력 공급선(150) 중 임의의 전력 공급선(또는 분배 전력 공급선)으로부터 전류를 인입하고, 인입된 전류의 전압을 적절히 승압 또는 강압하여 복수의 전력 공급선(150) 중 다른 하나의 전력 공급선(또는 분배 전력 수신선)으로 제공하도록 동작할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱부(418)는, 둘 이상의 분배 전력 공급선으로부터 전류를 순차 교번하여 인입하고, 인입된 전류의 전압을 승압 또는 강압하여 분배 전력 수신선으로 제공하도록 동작할 수 있다. 본 도면에 구체적으로 도시되지는 않았으나, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱부(418)는, 분배 전력 공급선과 분배 전력 수신선 간의 전류 흐름 경로를 선택적으로 형성하기 위한 스위치부와, 양자간 전압 매칭을 위한 승압 또는 강압을 수행하는 변압부를 포함할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예들에 따른 전력 밸런싱 제어부(416) 및 전력 밸런싱부(418)의 기능 및 동작에 대해서는, 이하 도 5 내지 13을 참조하여 더 설명하기로 한다.
도 5의 (a) 내지 (c)는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 전력 밸런싱 제어부(예컨대, 도 4의 전력 밸런싱 제어부(416))에 의해 수행되는 동작 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 구체적으로, 도 5의 (a)는, 전력 밸런싱 제어부(416)가 각 전력 공급선의 사용 전력량을 획득하는 동작 흐름을 보여주고 있다. 도 5의 (b)는, 전력 밸런싱 제어부(416)가, 각 전력 공급선마다, 분배 전력 공급선이 될 것인지, 분배 전력 수신선이 될 것인지를 결정하는 동작 흐름을 보여주고 있다. 도 5의 (c)는, 전력 밸런싱 제어부(416)가, 분배 전력 공급선과 분배 전력 수신선 간의 전력 재분배가 이루어지도록, 전력 밸런싱부(418)를 위한 동작 제어 신호를 생성하는 동작 흐름을 보여주고 있다. 본 도면 및 이하 관련 설명은, 본 개시의 일 실시예에 따른 전력 밸런싱 제어부(416)의 동작 흐름을 개념적으로 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 개시가 해당 실시예로 제한되는 것은 아님을 알아야 한다.
먼저, 도 5의 (a)에서, 전력 밸런싱 제어부(416)는 각 전력 공급선(150)의 사용 전력량을 획득할 수 있다. 블록(502)에서, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 신호 배선부(420)를 통해 전력 공급선(150) 각각으로부터 해당 전력 공급선 상에 흐르는 전류 정보를 획득할 수 있다. 그런 다음, 블록(504)에서는, 위 획득된 전류 정보를 해당 전력 공급선에 대해 정해진 전압과 승산하여, 그 전력 공급선 상에서의 사용 전력량을 획득할 수 있다. 블록(506)에서는, 블록(504)에서 획득된 각 전력 공급선에 관한 사용 전력량을 합산하여 현재 전원 공급부(110)가 사용 중인 총 사용 전력량을 획득하고, 이를 급전부(120)를 위한 제어 신호로서 제공할 수 있다.
도 5의 (b)에서, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 각 전력 공급선(150)별로, 해당 전력 공급선이 분배 전력 공급선이 될 것인지, 또는 분배 전력 수신선이 될 것인지를 결정할 수 있다. 블록(508)에서, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 각 전력 공급선(150)마다, 앞서 획득된 사용 전력량을 해당 전력 공급선(150)에 대해 정해진 위험 임계치 전력량과 비교하고, 사용 전력량이 위험 임계치 전력량 이상인 경우 해당 전력 공급선을 분배 전력 수신선으로 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 위험 임계치 전력량은 각 전력 공급선마다(또는 각 대응하는 DC/DC 컨버터마다) 정해진 기준 전력량일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 위험 임계치 전력량은, 각 전력 공급선에 대해 정해진 최대 전력 공급량과 같거나 그보다 적은 임의의 설정된 값일 수 있다.
블록(510)에서, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 각 전력 공급선(150)마다, 획득된 사용 전력량과 해당 전력 공급선(150)에 대해 정해진 상한 임계치 전력량의 차이를 해당 전력 공급선(150)의 가용 전력량으로서 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 블록(510)에서 전력 밸런싱 제어부(416)는, 앞서 블록(508)에서 분배 전력 수신선으로 결정된 전력 공급선을 제외한 나머지 전력 공급선(150) 각각에 대해, 가용 전력량을 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 상한 임계치 전력량은 각 전력 공급선마다 정해진 기준 값일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 각 전력 공급선(150)에 대한 상한 임계치 전력량은, 그 전력 공급선(150)에 관한 전술한 위험 임계치 전력량과 같거나 더 높은 값일 수 있고, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다.
블록(512)에서, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 각 전력 공급선(150)에 대해, 블록(510)에서 획득된 가용 전력량에 기초하여, 하나 또는 복수의 전력 공급선을 분배 전력 공급선으로서 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 각 전력 공급선(150)마다 획득된 가용 전력량을 서로 비교하고, 미리 정해진 기준에 따라, 가용 전력량이 높은 하나 또는 복수의 전력 공급선을 분배 전력 공급선으로 결정할 수 있으며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다.
도 5의 (c)에서, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 분배 전력 공급선과 분배 전력 수신선 간의 전력 재분배(밸런싱)가 이루어지도록, 전력 밸런싱부(418)를 위한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다. 블록(514)에서, 전력 밸런싱 제어부(416)는, 분배 전력 공급선의 전압이 분배 전력 수신선의 전압보다 높은 지 여부를 판정할 수 있다. 블록(514)에서 분배 전력 공급선의 전압이 더 높다고 판정된 경우, 블록(516)에서 전력 밸런싱 제어부(416)는, 강압을 위하여, 전력 밸런싱부(418)의 각 스위치/스위칭 소자를 위한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다. 블록(514)에서 분배 전력 공급선의 전압이 더 낮다고 판정된 경우, 블록(518)에서 전력 밸런싱 제어부(416)는, 승압을 위하여, 전력 밸런싱부(418)의 각 스위치/스위칭 소자를 위한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 6은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전력 밸런싱부(예컨대, 도 4의 전력 밸런싱부(418))의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이다. 도시된 바에 의하면, 전력 밸런싱부(418)는, 제1 스위치부(610), 제2 스위치부(620), 및 변압부(630)를 포함한다.
본 개시의 일부 실시예에 의하면, 전력 밸런싱부(418)의 양단 각각이, 복수의 전력 공급선(150) 각각에 연결될 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에 의하면, 본 도면에 도시된 바와 같이, 제1 스위치부(610)의 일 단과, 제2 스위치부(620)의 일 단이, 각각 전력 배선부(422A, 422B)에 연결될 수 있다. 본 도면에서 전력 배선부(422A, 422B)는 마치 하나의 배선인 것처럼 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의를 위한 것이며, 복수의 전력 공급선(150) 각각과 연결된 전력 배선들의 묶음일 수 있음을 알아야 한다. 또한, 전력 배선부(422A)와 전력 배선부(422B)는 제1 스위치부(610) 및 제2 스위치부(620)에 접속된 각각의 전력 배선을 구분하기 위한 것일 뿐, 양자 모두 복수의 전력 공급선(150) 각각으로 연결된 전력 배선들을 나타낼 수 있음을 알아야 한다.
본 개시의 일부 실시예에 의하면, 본 도면에 도시된 바와 같이, 제1 스위치부(610)와 제2 스위치부(620) 사이에 변압부(630)가 연결될 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에 의하면, 제1 스위치부(610) 및 제2 스위치부(620) 각각은 제어 신호선(424)을 통하여 전력 밸런싱 제어부(416)로부터의 동작 제어 신호를 수신할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에 의하면, 제1 스위치부(610) 및 제2 스위치부(620) 각각은, 수신된 동작 제어 신호에 따라, 내부의 스위칭 동작을 각각 제어할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에 의하면, 변압부(630)는 제어 신호선(424)을 통하여 전력 밸런싱 제어부(416)로부터의 동작 제어 신호를 수신할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에 의하면, 변압부(630)는, 수신된 동작 제어 신호에 따라, 내부의 하나 이상의 스위칭 소자를 제어할 수 있고, 이로써 변압부(630) 상에 흐르는 전류의 전압에 적절한 승압 또는 강압을 제공할 수 있다.
도 7 및 도 8 각각은, 본 개시의 일부 실시예에 따른, 전원 어댑터의 개략적 회로 구성의 예를 각각 도시한 도면이다. 도 7 또는 도 8에 도시된 바에 의하면, 전원 어댑터(400a, 400b)는, 전압 변환부(414a, 414b), 복수의 전력 공급선(150), 급전부(120), 전력 밸런싱 제어부(416a, 416b), 및 전력 밸런싱부(418)를 포함한다. 이하, 도 7 또는 도 8에 도시된 회로 구성 및 그에 관한 이하의 설명은, 어디까지나 본 개시의 일부 실시예를 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 본 개시가 이러한 구성으로 제한되는 것은 아님을 알아야 한다.
도 7 또는 8에 도시된 전원 어댑터(400a, 400b)는, 도 4의 전원 어댑터(400)와 비교할 때, 도시 및 설명의 편의를 위하여, 전압 변환부(414a, 414b) 전단의 전원 수신부 구성을 생략한 것이다. 도 7 또는 8에 도시된 전압 변환부(414a, 414b)는, 각각, 본 개시의 일 실시예에 따라, 20V, 15V, 9V, 및 5V의 각 전압을 제공하는 4개의 컨버터(710-740, 810-840)를 포함하는 것으로 간략히 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따라, 전압 변압부(414a)의 DC/DC 컨버터들(710-740)이 절연형으로 구성되어 각각 서로 다른 그라운드를 가질 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 각 DC/DC 컨버터(710-740)별로, 그라운드에 연결된 귀환 경로(return path) 상에 저항(R20, R15, R9, R5)을 각각 배치하고, 각 저항을 통과한 전류 신호가 각각 전력 밸런싱 제어부(416a)로 전달되도록 구성할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 각 DC/DC 컨버터(710-740)별로, 각각의 전압 출력단(예컨대, 20V OUT, 15V OUT, 9V OUT, 5V OUT)과 그라운드 사이에 캐패시터(C20, C15, C9, C5)를 배치하고, 그라운드와 각 캐패시터(C20, C15, C9, C5)의 음극 사이에 저항(R20, R15, R9, R5)을 배치하여, 귀환 경로 상에서 각 저항을 통과한 전류가 전력 밸런싱 제어부(416a)로 전달되도록 구성할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416a)는, 각각의 수신된 전류 신호로부터 각 전력 공급선(150) 상의 소비 전력량을 획득할 수 있다.
도 8을 참조하면, 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따라, 전압 변압부(414b)의 DC/DC 컨버터들(810-840)이 비절연형으로 구성되어 서로 분리되지 않은 공통의 그라운드(GND)를 갖도록 구성될 수 있다. 그러한 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 각 DC/DC 컨버터(810-840)별로, 각각의 전압 출력단(예컨대, 20V OUT, 15V OUT, 9V OUT, 5V OUT)에 저항(R20', R15', R9', R5')을 배치하고, 저항 양단의 전류 각각이 차동 증폭단(850)의 각 대응하는 차동 증폭기의 입력으로 전달되도록 구성할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 차동 증폭단(850)의 각 차동 증폭기로부터의 출력이 전력 밸런싱 제어부(416b)로 전달되도록 구성될 수 있다. 한편, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 각 DC/DC 컨버터(810-840)별로, 각각의 전압 출력단(예컨대, 20V OUT, 15V OUT, 9V OUT, 5V OUT)과 그라운드 사이에 캐패시터(C20', C15', C9', C5')가 배치될 수 있고, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416b)는, 각각의 수신된 신호로부터 각 전력 공급선 상의 소비 전력량을 획득할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 7 또는 도 8에 도시된 전력 밸런싱 제어부(416a, 416b)는 MCU로 구성될 수 있으며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다.
도 7 또는 도 8을 참조하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 전력 밸런싱부(418)가 제1 스위치부(610), 제2 스위치부(620), 및 변압부(630)를 포함한다. 도시된 바에 의하면, 제1 스위치부(610)는, 4개의 스위치(Q20V_A, Q15V_A, Q9V_A, Q5V_A)를 포함할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 제2 스위치부(620)는, 4개의 스위치(Q20V_B, Q15V_B, Q9V_B, Q5V_B)를 포함할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 제1 스위치부(610)의 4개의 스위치(Q20V_A, Q15V_A, Q9V_A, Q5V_A) 각각은, 그 일단에서, 복수의 전력 공급선(150) 각각에 접속되어 각 대응하는 전력 공급선(150)으로/로부터의 신호의 도통/차단을 스위칭 하도록 동작할 수 있다. 마찬가지로, 제2 스위치부(620)의 4개의 스위치(Q20V_B, Q15V_B, Q9V_B, Q5V_B) 각각은, 그 일단에서, 복수의 전력 공급선(150) 각각에 접속되어 각 대응하는 전력 공급선(150)으로/로부터의 신호의 도통/차단을 스위칭 하도록 동작할 수 있다.
도 7 또는 도 8에 도시된 바에 의하면, 변압부(630)는 제1 스위칭 소자(Q1)와, 제1 스위칭 소자(Q1)의 일 단에 그 일 단이 직렬 연결된 인덕터(L)와, 제1 스위칭 소자(Q1)와 인덕터(L) 사이에서 병렬로 배치되어 그라운드와 연결된 제2 스위칭 소자(Q2)를 포함한다. 도 7 또는 도 8에 도시된 바에 의하면, 제1 스위치부(610)의 각 스위치의 타 단(각 전력 공급선(150)에 접속된 측의 반대측)이 제1 스위칭 소자(Q1)의 타 단(인덕터(L)에 접속된 측의 반대측)에 접속될 수 있다. 도 7 또는 도 8에 도시된 바에 의하면, 제2 스위치부(620)의 각 스위치의 타 단(각 전력 공급선(150)에 접속된 측의 반대측)이 인덕터(L)의 타 단(제1 스위칭 소자(Q1)에 접속된 측의 반대측)에 접속될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 의하면, 본 도면에 도시되지는 않았으나, 앞서 설명한 바와 같이, 전력 밸런싱 제어부(416a, 416b)는 전력 밸런싱부(418)를 위한 동작 제어 신호를 생성할 수 있다. 도 7 및 도 8에서는, 도시의 편의를 위하여, 동작 제어 신호가 전력 밸런싱 제어부(416a, 416b)로부터 전력 밸런싱부(418)로 전달되는 신호 흐름을 생략하여 도시하였음을 이해해야 할 것이다. 본 개시의 일부 실시예에 의하면, 전력 밸런싱 제어부(416a, 416b)에 의해 생성된 동작 제어 신호는, 전력 밸런싱부(418)의 제1 스위치부(610)의 각 스위치, 제2 스위치부(620)의 각 스위치, 및 변압부(630)의 각 스위칭 소자를 위한 각각의 온/오프 제어 신호를 포함할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에 의하면, 동작 제어 신호는, 변압부(630)의 각 스위칭 소자를 위한 PWM 제어 신호를 포함할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예에 의하면, 동작 제어 신호에 기초하여, 제1 스위치부(610), 변압부(630), 및 제2 스위치부(620)를 통과하는 전류 흐름 방향이 결정되고, 그 전류 흐름에 대해 적용되는 적절한 전압 승압 또는 강압이 이루어질 수 있다.
도 9는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 전력 밸런싱부(418)(예컨대, 도 4 및 도 6 내지 8의 전력 밸런싱부(418))의 예시적 회로 구성의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다. 본 도면에는, 도 7 또는 도 8에 도시된 전력 밸런싱부(418)의 구성 중 제1 스위치부(610) 및 제2 스위치부(620)의 각 스위치의 예시적 내부 구성이 구체적으로 도시되어 있다. 본 도면에 도시된 바에 의하면, 제1 스위치부(610) 및 제2 스위치부(620) 각각은, 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 각각 20V, 15V, 9V, 및 5V 전압의 전류를 제공하는 전력 공급선 각각에 연결될 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 바에 의하면, 제1 스위치부(610)의 4개의 스위치(Q20V_A, Q15V_A, Q9V_A, Q5V_A) 각각 또는 제2 스위치부(620)의 4개의 스위치(Q20V_B, Q15V_B, Q9V_B, Q5V_B) 각각은, 직렬로 연결된 두 개의 스위칭 소자(예컨대, 스위치(Q20V_A)의 경우 FET(S1) 및 FET(S2) 소자)를 포함하도록 구성되며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 제1 스위치부(610)의 4개의 스위치(Q20V_A, Q15V_A, Q9V_A, Q5V_A) 각각 또는 제2 스위치부(620)의 4개의 스위치(Q20V_B, Q15V_B, Q9V_B, Q5V_B) 각각에 포함된 각 스위칭 소자들은, 전력 밸런싱 제어부(예컨대, 도 4의 전력 밸런싱 제어부(416))로부터의 동작 제어 신호에 기초하여 각각 온/오프 제어될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라, 예컨대 제1 스위치부(610) 또는 제2 스위치부(620)의 각 스위치(Q20V_A, Q15V_A, Q9V_A, Q5V_A, Q20V_B, Q15V_B, Q9V_B, Q5V_B)를 본 도면에 도시된 바와 같이 두 개의 스위칭 소자를 포함하도록 구성할 경우, 각 스위칭 소자의 ON/OFF를 제어함으로써 해당 스위치를 통과하는 전류의 흐름 방향을 제어할 수 있다. 예컨대, 스위치(Q20V_A)의 경우, FET(S1)을 ON시키고 FET(S2)를 ON 또는 OFF시킴으로써 스위치(Q20V_A) 상에서 1방향으로의 전류 흐름을 생성할 수 있다. 반대로, 스위치(Q20V_A)에서, FET(S2)을 ON시키고 FET(S1)를 ON 또는 OFF시킴으로써 스위치(Q20V_A) 상에서 2방향으로의 전류 흐름을 생성할 수 있다. 전술한 전류의 흐름 방향의 제어는 도면 상의 나머지 스위치(Q15V_A, Q9V_A, Q5V_A, Q20V_B, Q15V_B, Q9V_B, Q5V_B)에 대해서도 공통이므로, 각각에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 강압에 의한 전력 재분배 동작이 수행될 때, 전력 밸런싱부(예컨대, 도 9의 전력 밸런싱부(418))에서 발생할 수 있는 예시적 전류 흐름을 설명하는 도면이다. 본 도면은, 예컨대 전력 밸런싱 제어부(416)에 의해서, 20V 전압의 전력 공급선이 분배 전력 공급선으로 선택되고, 9V 전압의 전력 공급선이 분배 전력 수신선으로 선택된 경우의 전류 흐름을 보여줄 수 있다.
도 10에 도시된 바에 의하면, 제1 스위치부(610) 중 스위치(Q20V_A)가 닫히고, 제2 스위치부(620) 중 스위치(Q9V_B)가 닫힌 상태이다. 본 개시의 일 실시예에 따라, 변압부(630)의 스위칭 소자(Q2)가 OFF되고, 스위칭 소자(Q1)이 PWM 제어될 수 있다. 그러한 경우, 변압부(630)에서는, 스위칭 소자(Q1)이 ON 상태일 때 실선 화살표 방향을 따라 전류가 흐르고(즉, 스위치(Q20V_A)로부터의 전류 흐름 발생), 스위칭 소자(Q1)이 OFF 상태일 때 점선 화살표 방향을 따르는 전류 흐름이 발생하게 되는데, 이로써 스위치(Q20V_A)를 통하여 인입된 전류의 전압, 즉 20V 전압이 9V 전압으로 강압되어, 강압된 전압의 전류가 스위치(Q9V_B)를 통해 제공될 수 있다. 본 도면에 도시되지는 않았으나, 예컨대, 전압 밸런싱 제어부(416)는, 분배 전력 공급선의 전압(20V)이 분배 전력 수신선의 전압(9V)보다 높다고 판정하고, 전력 밸런싱부(418)에서 적절한 강압이 이루어질 수 있도록, 제1 스위치부(610) 중에서 분배 전력 공급선을 위한 스위치(Q20V_A)가 도통되고 제2 스위치부(620) 중에서 분배 전력 수신선(Q9V_B)가 도통되도록 하는 적절한 제어 신호를 생성할 수 있다. 전압 밸런싱 제어부(416)는, 또한, 분배 전력 공급선의 전압(20V)이 분배 전력 수신선의 전압(9V)에 매칭되도록 하는 적절한 강압이 수행될 수 있도록 변압부(630)의 스위칭 소자(Q1)를 위한 적절한 PWM 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 11은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 승압에 의한 전력 재분배 동작이 수행될 때, 전력 밸런싱부(예컨대, 도 9의 전력 밸런싱부(418))에서 발생할 수 있는 예시적 전력 흐름을 설명하는 도면이다. 본 도면은, 예컨대 전력 밸런싱 제어부(416)에 의해서, 5V 전압의 전력 공급선이 분배 전력 공급선으로 선택되고, 9V 전압의 전력 공급선이 분배 전력 수신선으로 선택된 경우의 전력 흐름을 보여줄 수 있다.
도 11에 도시된 바에 의하면, 제2 스위치부(620) 중 스위치(Q5V_B)가 닫히고, 제1 스위치부(610) 중 스위치(Q9V_A)가 닫힌 상태이다. 본 개시의 일 실시예에 따라, 변압부(630)의 스위칭 소자(Q1)가 OFF되고, 스위칭 소자(Q2)가 PWM 제어될 수 있다. 그러한 경우, 변압부(630)에서는, 스위칭 소자(Q2)가 OFF 상태일 때 실선 화살표 방향을 따라 전류가 흐르고(즉, 스위치(Q5V_B)로부터의 전류 흐름 발생), 스위칭 소자(Q2)가 ON 상태일 때 점선 화살표 방향을 따르는 전류 흐름이 발생하게 되는데, 이로써 스위치(Q5V_B)를 통하여 인입된 전류의 전압, 즉 5V 전압이 9V 전압으로 승압되어, 승압된 전압의 전류가 스위치(Q9V_A)를 통해 제공될 수 있다. 본 도면에 도시되지는 않았으나, 예컨대, 전압 밸런싱 제어부(416)는, 분배 전력 공급선의 전압(5V)이 분배 전력 수신선의 전압(9V)보다 낮다고 판정하고, 전력 밸런싱부(418)에서 적절한 승압이 이루어질 수 있도록, 제1 스위치부(610) 중에서 분배 전력 수신선을 위한 스위치(Q9V_A)가 도통되고 제2 스위치부(620) 중에서 분배 전력 공급선(Q5V_B)가 도통되도록 하는 적절한 제어 신호를 생성할 수 있다. 전압 밸런싱 제어부(416)는, 또한, 분배 전력 공급선의 전압(5V)이 분배 전력 수신선(9V)의 전압에 매칭되도록 하는 적절한 승압이 수행될 수 있도록 변압부(630)의 스위칭 소자(Q2)를 위한 적절한 PWM 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하여 알 수 있듯이, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 스위치부(610) 및 제2 스위치부(620) 사이에서 양방향 전류 흐름이 선택적으로 생성될 수 있고, 생성된 전류 흐름 상에 적절한 전압의 강압 또는 승압이 제공될 수 있다.
도 12는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 강압과 승압을 교번하여 수행함으로써 전력 재분배 동작이 이루어질 때, 전력 밸런싱부의 관련 소자들의 제어 신호 및 인덕터 전류 값 변화를 시간에 따라 보여주는 타이밍도이다. 본 도면은, 예컨대 전력 밸런싱 제어부(416)에 의해서, 20V 전압의 전력 공급선과 5V 전압의 전력 공급선 모두가 분배 전력 공급선으로 선택되고, 9V 전압의 전력 공급선이 분배 전력 수신선으로 선택된 경우의 제어 흐름을 보여줄 수 있다. 본 도면에는, 전력 밸런싱부(418) 상에서, 20V 전압의 전력 공급선과 5V 전압의 전력 공급선으로부터의 전류가, 시분할로, 각각 전압 강압 또는 승압되어, 9V 전압의 전력 공급선으로 제공되는 경우, 관련된 각 스위치들(즉, Q20V_A, Q9V_B, Q9V_A, Q5V_B) 및 스위칭 소자들(Q1, Q2)의 시간 구간별 제어 신호와, 그에 따른 각 시간별 인덕터(L)에 흐르는 전류 값 변화가 표시되어 있다.
구체적으로, 도 12의 (a)에 도시된 바에 의하면, 시간 구간(T1)에서는, 도 10에 도시된 바와 같이, 스위치(Q20V_A)와 스위치(Q9V_B)에 대해 ON 신호가 주어질 수 있고(스위치(Q9V_A)와 스위치(Q5V_B)를 포함한, 제1 스위치부(610)와 제2 스위치부(620)의 나머지 스위치들에는 OFF 신호가 주어짐), 변압부(630)의 스위칭 소자(Q2)에는 OFF 신호가 주어질 수 있다. 또한, 변압부(630)의 스위칭 소자(Q1)에는 적절한 PWM 제어 신호가 주어지고, 스위칭 소자(Q1)의 ON/OFF에 따라 인덕터(L)를 통해 20V 전압의 전류가 9V 전압의 전류로 적절히 전압 강압되어 흐를 수 있다.
도 12의 (b)에 도시된 바에 의하면, 시간 구간(T2)에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 스위치(Q9V_A)와 스위치(Q5V_B)에 대해 ON 신호가 주어질 수 있고((스위치(Q20V_A)와 스위치(Q9V_B)를 포함한, 제1 스위치부(610)와 제2 스위치부(620)의 나머지 스위치들에는 OFF 신호가 주어짐), 변압부(630)의 스위칭 소자(Q1)에는 OFF 신호가 주어질 수 있다. 또한, 변압부(630)의 스위칭 소자(Q2)에는 적절한 PWM 제어 신호가 주어지고, 스위칭 소자(Q2)의 ON/OFF에 따라 인덕터(L)를 통해 5V 전압의 전류가 9V 전압으로 적절히 전압 승압되어 흐를 수 있다.
도 12의 (c) 및 (d)에 도시된 바에 의하면, 시간 구간(T3, T4)에서는, 각각 도 12의 (a)의 시간 구간(T1)에서의 제어 신호와 도 12의 (b)의 시간 구간(T2)에서의 제어 신호, 그리고 각 상황에 따른 전류 흐름이 반복하여 발생한다. 본 도면에 도시된 제어 신호의 흐름은, 본 개시의 이해를 돕기 위하여 제시된 단지 일 예에 관한 것일 뿐이며, 본 개시의 실시예들에 따라 다양한 제어 신호의 조합 및 신호 흐름이 생성될 수 있음을 알아야 할 것이다.
한편, 본 개시의 도면들과 관련 설명에서는, 각기 다른 전압의 전력을 제공하는 복수의 전력 공급선 모두가 공통의 전력 밸런싱부(예컨대, 도 4 또는 도 6 내지 11의 전력 밸런싱부(418))에 연결되어, 전류를 공급 또는 수신하는 경우를 중심으로 설명되었으나, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 각 전력 공급선별로, 별도의 전력 밸런싱부(또는 전력 밸런싱 모듈)가 마련될 수 있고, 그러한 경우에는 각 전력 밸런싱부(또는 전력 밸런싱 모듈)마다 개별적으로 전류의 흐름이 생성되고 전압의 변압이 이루어질 수 있다. 이와 같이 별도의 개별적 전력 밸런싱부들을 이용할 경우에는, 예컨대 도 12의 예와 같이 20V 전압의 전력 공급선과 5V 전압의 전력 공급선으로부터의 분배 전력이 9V 전압의 전력 공급선으로 제공되어야 할 경우에, 20V 전압의 전력 공급선으로부터의 전류가 (예컨대, 20V 전력 공급선에 연결된 하나의 전력 밸런싱 모듈을 통해서) 9V 전압으로 강압되어 제공되는 것과 동시에(시분할이 아니라) 5V 전압의 전력 공급선으로부터의 전류가 (예컨대, 5V 전압의 전력 공급선에 연결된 다른 전력 밸런싱 모듈을 통해서) 9V 전압으로 승압되어 제공될 수 있을 것이다.
도 13의 (a)는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 급전부의 예시적 일부 구성을 간략하게 도시한 사시 도면이고, 도 13의 (b)는, 도 13의 (a)의 구성을 갖춘 급전부가 수직 벽면에 설치(도 2의 실시예 참조)되어 대응하는 예시적 커넥터와 결합되는 상태를 측면에서 본 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
먼저, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 급전부(1320)는, 절연 부재(1322) 상에 서로 나란히 배치되어 길게 연장된 복수의 홈(1324)을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 각 홈(1324)은 위로 열린 ㄷ자형 구조로 배치될 수 있고, 그 각 홈(1324)의 내부에 전극(1326)이 배치될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 각각의 홈(1324)에 배치된 각각의 전극(1326)은, 예컨대 도 4의 복수의 전력 공급선(150)과 각각 접속하여, 각기 서로 다른 전압(예컨대, 20V, 15V, 9V, 5V, 및 GND)의 전류를 공급하기 위한 전극일 수 있으며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다.
도시된 바와 같이, 각 전극(1326)은 대응하는 홈(1324)의 형상에 맞추어, 홈(1324)의 양 측벽과 바닥에 배치된 ㄷ자형 형상을 가질 수 있으며, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 전극들(1326)은 각 대응하는 홈(1324)의 양 측벽 중 일 측에만 배치되는 l자형 형상이나 대응하는 홈(1324)의 양 측벽 중 일 측과 바닥에 배치되는 ㄴ자형 형상을 비롯한 각종 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 도면에서는, 각 전극(1326)이 서로 동일한 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 전극들(1326)은 각각 같거나 다른 형상을 가질 수도 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 각 전극(1326)은, 안전을 위하여, 절연 부재(1322)에 형성된 각 홈(1324) 안쪽으로 배치되어 절연 부재(1322) 표면 상에서는 접촉되지 않는 형태로 배치될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 절연 부재(1322)는, 외부로부터의 커넥터가 급전부(1320)에 접속하는 것을 가이드하기 위한 가이드 홈(1328)을 더 포함할 수 있다.
본 도면에서는, 복수의 홈이 서로 나란히 평행한 직선으로 배치되어 있으나 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 급전부(1320)는, 서로 일정한 간격을 유지한 채 곡선 방향을 따라 연장되는 홈들을 가질 수도 있고, 그 외 다양한 형태로 배치된 홈들을 가질 수도 있다. 본 도면에서는, 전극들(1326) 각각이 모두 각 대응하는 홈(1324) 내에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니며, 전극들(1326) 중 일부만이 대응하는 홈(1324) 내에 배치되는 형태로 구성될 수도 있을 것이다.
도 13의 (b)를 참조하면, 도 13의 (a)의 구성을 갖춘 급전부(1320)가 ㄴ자형 선반(1300)의 수직 벽면에 부착되고, 그에 대응하는 예시적 커넥터(1330)가 급전부(1320)에 접속하고 있는 상황이 도시되어 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 커넥터(1330)는 절연 부재(1332)와, 그 절연 부재(1332) 상에 형성된, 급전부(1320)의 가이드 홈(1328)에 삽입되도록 구성된 돌출 가이드부(1338)를 구비할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 커넥터(1330)는, 또한, 절연 부재(1332) 상에 배치된 복수의 돌출부(1334)를 가질 수 있고, 각 돌출부(1334)에 배치된 전극부(1336)를 가질 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 예시적 커넥터(1330)의 형상과 관련하여, 도 14의 (a) 내지 (c)를 참조하여 설명하기로 한다. 도 14의 (a)는, 예시적 커넥터(예컨대, 도 13의 (b)의 예시적 커넥터(1330))의 개략적 형상을 보여주는 사시 도면이고, 도 14의 (b)는 커넥터(1330)의 각 돌출부(1334)를 측면 상방과 수직 상방에서 각각 바라본 모습을 도시한 도면이며, 도 14의 (c)는 도 14의 (b)에 표시된 I-I' 라인을 따르는 돌출부(1334)의 단면을 도시한 도면이다.
도 13의 (b)와 도 14의 (a) 내지 (c)에 도시된 바에 의하면, 커넥터(1330)는 절연 부재(1332)의 일 면으로부터 돌출되어 수평으로 서로 이격하여 평행하게 적층된 형태로 배치된 복수의 돌출부(1334)를 가지며, 그 적층 방향을 따라 각 돌출부(1334)의 상면과 하면 각각에 배치된 전극부(1336)를 가질 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이, 커넥터(1330)의 각 전극부(1336)는, 대응 돌출부(1334)의 상면과 하면 각각에 배치되되, 돌출부(1334)의 중간 부분(예컨대, 도 13의 (b)에 의할 경우, 돌출부(1334)가 홈(1324)에 삽입되는 방향을 따라, 삽입이 시작되는 부분과 끝나는 부분의 중간 부분)을 향하여 상면과 하면 각각으로부터 위쪽과 아래쪽으로 약간씩 돌출되도록 경사지게 배치될 수 있다. 도 14의 (c)에 도시된 바에 의하면, 전극부(1336)는, 돌출부(1334)의 중간 부분을 향하여 돌출되도록 배치되어, 도시된 단면 상에서 돌출부의 상면 및 하면 각각과 삼각형을 이루고 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라, 커넥터(1330)의 전극부(1336)를 전술한 바와 같이 구성할 경우, 도 14의 (c)에 표시된 화살표 방향으로 탄성이 발생할 수 있다. 따라서, 커넥터(1330)의 돌출부(1334)가 급전부(1320)의 대응하는 홈(1324)에 삽입될 때, 자연스러운 삽입이 이루어질 수 있으며, 대응하는 전극부(1336) 및 전극(1326) 간의 전기 접속이 원활하게 이루어질 수 있을 것이다. 본 도면에서는, 돌출부(1334)의 상면과 하면 각각에 배치된 전극부(1336) 각각이 모두 경사진 형태를 이루도록 도시되어 있으나, 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 전극부(1336)는 전술한 바와 같은 경사진 구성을 갖지 않을 수도 있고, 돌출부(1334)의 상면과 하면 중 어느 한쪽에서만 경사진 구성을 가질 수도 있다.
도 13의 (b)를 참조하면, 커넥터(1330)가 급전부(1320)에 접속할 때, 커넥터(1330)의 돌출 가이드부(1338)가 급전부(1320)의 가이드 홈(1328)에 삽입되고, 그와 동시에 커넥터(1330)의 각 돌출부(1334)가 급전부(1320)의 각 대응하는 홈(1324)에 삽입되어, 커넥터(1330)의 각 전극부(1336)가 대응하는 급전부(1320)의 각 전극(1326)에 접속되는 것이 도시되어 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(1320)의 절연 부재(1322)는, 소정의강성 재료로 구성될 수 있다. 커넥터(1330)의 돌출부(1334)가 급전부(1320)의 홈(1324)에 삽입될 때, 탄성력을 가지는 절연 부재(1322)는 해당 홈(1324)에 삽입되는 돌출부(1334) 쪽을 향하여 휘어질 수 있는데, 이에 대응하여 해당 홈(1324)에 이웃하는 다른 홈에서는 양 측벽 간 간격이 넓어질 수 있고, 그러한 간격 변화로 인하여 그 이웃하는 다른 홈에서 전기 접속의 불량이 발생할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라, 절연 부재(1322)를 강성 재료로 구성할 경우, 급전부(1320)의 어느 하나의 홈에 대한 커넥터(1330)의 돌출부(1334)의 삽입이, 해당 홈의 이웃하는 다른 홈들에 전기 접속 불량을 가져올 가능성을 없앨 수 있다.
한편, 도 13의 (b)와 도 14의 (a)에 도시된 커넥터(1330)는, 급전부(1320)의 모든 홈(1324)(및 대응 전극(1326))에 대응하는 돌출부들(1334)(및 대응 전극들(1336))을 가지는 것으로 도시되어 있는데, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시예들에 의하면 각 커넥터는 다양한 형태의 변형된 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 본 개시의 일 실시예들에 따르면, 커넥터는, 도 13의 (b) 및 도 14의 (a)에 도시된 바와 달리, 필요한 전압의 전력만을 공급받을 수 있도록 제한된 수의 돌출부 및 대응하는 전극을 갖도록 구성될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 커넥터는, 도 13의 (b) 및 도 14의 (a)에는 도시되지 않은, 커넥터 내부의 전극 선택 스위치를 포함할 수도 있다.
이와 관련하여, 도 15의 (a) 내지 (c)에는, 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 세 가지 예시적 커넥터 구조가 각각 도시되어 있다. 도 15의 (a) 내지 (c)에 각각 도시된 커넥터(1530a, 1530b, 1530c)는, 도 13의 (b) 또는 도 14의 (a)에 도시된 커넥터(1330)와 전체적으로 유사한 구조를 가지되, 각 대응하는 전압의 전력만을 공급받도록 구성된 점에서 전술한 커넥터(1330)와 차이가 있다. 도 15의 (a) 내지 (c) 각각에는, 각 도시된 커넥터(1530a, 1530b, 1530c)의 급전부로의 접속 구조를 쉽게 이해할 수 있도록, 도 13의 (b)에 도시된 ㄴ자형 선반(1300)의 수직 벽면에 부착된 급전부(1320)가 함께 도시되어 있음을 알아야 한다.
먼저, 도 15의 (a)에 도시된 커넥터(1530a)는, 이전의 커넥터(1330)와 달리, 급전부(1320) 중 맨 아래 2개의 홈 위치에 대응하는, 2개의 돌출부(1534a)와 그 각각에 배치된 전극부(1536a)를 갖는다. 이로써, 커넥터(1530a)는, 급전부(1320)에 접속할 경우, 급전부(1320)의 맨 아래 2개의 전극, 즉 5V 전압 전극과 GND 전극에만 접속을 이루고, 그로부터 5V 전압의 전력을 공급받을 수 있다. 요컨대, 도 15의 (a)에 도시된 커넥터(1530a)는, 5V 전압의 전력을 공급받기 위한 커넥터라 할 수 있다.
도 15의 (b)에 도시된 커넥터(1530b)는, 이전의 커넥터(1330)와 달리, 급전부(1320) 중 맨 위와 맨 아래의 홈 위치에 대응하는, 2개의 돌출부(1534b)와 그 각각에 배치된 전극부(1536b)를 갖는다. 이로써, 커넥터(1530b)는, 급전부(1320)에 접속할 경우, 급전부(1320)의 맨 위와 맨 아래 2개의 전극, 즉 20V 전압 전극과 GND 전극에만 접속을 이루고, 그로부터 20V 전압의 전력을 공급받을 수 있다. 요컨대, 도 15의 (b)에 도시된 커넥터(1530b)는, 20V 전압의 전력을 공급받기 위한 커넥터라 할 수 있다.
다음으로, 도 15의 (c)에 도시된 커넥터(1530c)는, 커넥터(1330)와 같이, 급전부(1320)의 각 홈에 대응하는 돌출부들(1534c)과 그 각각에 배치된 전극부(1536c)를 갖는다. 그러나, 도 15의 (c)에 도시된 커넥터(1530c)는, 전압 선택 스위치(S)를 구비하여, 필요로 하는 전압을 선택하도록 구성될 수 있다. 이로써, 커넥터(1530c)를 급전부(1320)에 접속할 때, 급전부(1320)의 전극들 중 원하는 전압을 제공하는 전극이 선택되도록 전압 선택 스위치(S)가 조작될 수 있다. 요컨대, 도 15의 (c)에 도시된 커넥터(1530c)는, 전압 선택형 커넥터라 할 수 있다. 한편, 본 도면 및 이에 관한 설명은, 본 개시의 이해를 돕기 위한 예시적인 것일 뿐, 본 개시의 다양한 실시예에 따라 다른 다양한 형상 및 구조의 커넥터들이 이용될 수 있음을 알아야 한다.
도 16의 (a) 내지 (d)는, 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 다양한 형태의 예시적 커넥터들을 도시한 도면이다. 도 16의 (a) 내지 (c)에 도시된 커넥터들(1330a, 1330b, 1330c)은, 도 14의 (a)에 도시된 커넥터(1330)과 대략 동일한 형상 및 구조를 가지되, 커넥터(1330a, 1330b, 1330c)의 돌출부들의 각 평면과 그에 배치된 전극의 면적이 각각 다른 점에서 차이가 있다. 통상적으로, 전극이 더 많은 양의 전력을 수용할수록 해당 전극 상에 더 많은 전류가 흐르게 되고, 더 많은 전류가 흐를수록 접촉 저항으로 인해 전극에서의 손실 및 발열이 증가하게 된다. 도 16의 (a) 내지 (c)에 도시된 커넥터들(1330a, 1330b, 1330c)은, 각 커넥터가 수용해야 하는 전력량을 고려하여, 전극의 크기를 다양하게 구성할 수 있음을 보여주고자 한 것이다. 한편, 도 16의 (a) 내지 (c)에는, 전술한 바와 같이, 전력 수용량별로 전극의 크기를 달리하여, 일체형으로 구성된 커넥터들(1330a, 1330b, 1330c)이 도시되어 있는데, 그와 달리 도 16의 (d)에는 소정 크기의 돌출부 및 전극을 갖는 기본형 커넥터(1330d)가 복수 개(본 도면에서는 3개)가 서로 병렬로 연결되어 구성된 확장 커넥터(1330E)가 도시되어 있다.
도 17은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 가변 전압을 지원하는 USB PD 커넥터가 급전부와 전자기기를 연결하는 접속 관계를 보여주는 도면이다.
도 17에 도시된 바에 의하면, 도 13의 (b)에 도시된 것과 같은 급전부(1320)가 ㄴ자형 선반(1300)의 수직 벽면에 부착되어 있고, ㄴ자형 선반(1300)에는 전자기기(E5)가 놓여 있다. 도시된 바에 의하면, 전자기기(E5)는 USB 포트(예컨대, USB Type-C 포트)(1740)를 가지고, 그러한 USB 포트(1740)를 통하여 커넥터(1730)와 접속할 수 있다. 전자기기(E5)는 USB 포트(1740)에 결합된 정보 교환 블록(1750)을 포함할 수 있다. 커넥터(1730)는 내부에 전압 판정/전력 전달 블록(1760)과 스위칭부(1770)를 포함할 수 있다. 도 17에 도시된 바에 의하면, 커넥터(1730)는 복수의 돌출부(1734) 및 각 돌출부(1734)에 배치된 전극부(1736)를 포함한다. 도 17에 도시된 바에 의하면, 각 돌출부(1734)에 배치된 각 전극부(1736)는, 커넥터(1730)가 급전부(1320)에 접속할 때, 급전부(1320)의 각 대응하는 홈에 배치된 각 전극(1326)과 접속을 이룰 수 있다. 또한, 도 17에 도시된 바에 의하면, 돌출부들(1734) 각각에 배치된 전극부들(1736) 중, 맨 하단에 배치된 돌출부에 배치된 전극(예컨대, 급전부(1320)의 그라운드 전극(GND)에 접속될 전극)은 전압 판정/전력 전달 블록(1760)으로 접속되고, 그 외 나머지 전극들은, 스위칭부(1770)를 통하여 선택적으로 전압 판정/전력 전달 블록(1760)으로 접속되도록 구성된다.
동작과 관련하여, 도 17에 도시된 커넥터(1730)의 전압 판정/전력 전달 블록(1760)은, 커넥터(1730)가 전자기기(E5)와 접속되는 경우, 전자기기(E5)의 정보 교환 블록(1750)과 소정 프로토콜에 따른 통신을 통해 전자기기(E5)의 요구 전압을 확인할 수 있다. 그런 다음, 전압 판정/전력 전달 블록(1760)은 관련된 제어 신호를 생성하여 스위칭부(1770)로 전달할 수 있다. 스위칭부(1770)는, 상기 제어 신호에 기초하여, 스위칭부(1770)에 접속된 복수의 전극들 중 하나의 전극(즉, 요구 전압을 수용하기 위한 대응 위치의 전극)을 선택하고, 상기 선택된 전극으로부터의 전력이 공급되도록 회로 내부의 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 커넥터(1730)는, 전자기기(E5)로부터 그에 대응하는 전압을 확인하고, 그 확인된 정보에 따라 가변적 전압(예컨대, 20V, 15V, 9V, 또는 5V)을 수용하도록 동작하는 USB PD 커넥터라 할 수 있다.
도 18의 (a)는, 본 개시의 다른 실시예에 따른, 급전부의 예시적 일부 구성을 아래쪽에서 올려다보는 형태로 간략하게 도시한 도면이고, 도 18의 (b)는, 도 18의 (a)의 구성을 갖춘 급전부가 천장면에 설치되어 대응하는 예시적 커넥터와 결합되는 상태를 측면에서 본 모습을 예시적으로 도시한 도면이며, 도 18의 (c)는, 도 18의 (a)로부터 변형된 구성을 갖춘 급전부가 천장면에 설치되어 대응하는 예시적 커넥터와 결합되는 상태를 측면에서 본 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 18의 (a)에 도시된 바에 의하면, 급전부(1820)는, 절연 부재(1822)와, 절연 부재(1822) 상에 형성된 복수의 홈(1824)과, 복수의 홈(1824) 각각에 배치된 전극(1826)과, 커넥터의 접속을 가이드하기 위한 가이드 홈(1828)을 포함한다. 도 18의 (a)에 도시된 급전부(1820)는, 도 13의 (a)에 도시된 급전부(1320)의 상하를 뒤집은 형태와 전반적으로 유사한 구성을 가지되, 가이드 홈(1828) 외측과 그라운드 전극을 위한 홈(1824)의 외측, 즉 양측 최외곽에, 후술하는 커넥터의 접속 지지를 위한, 걸림쇠 형상의 지지 구조체(1820L, 1820R)를 갖는 점에서 차이가 있다. 도 18의 (a)에 도시된 급전부(1820)는, 예컨대 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이, 천장면에 설치하여 이용될 수 있다.
도 18의 (b)에 도시된 바에 의하면, 도 18의 (a)의 구성을 갖춘 급전부(1820)가 천장면(1800)에 부착되고, 그에 대응하는 예시적 커넥터(1830a)가 급전부(1820a)에 접속하고 있는 상황이 도시되어 있다. 도 13의 (b)에서와 유사하게, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 커넥터(1830a)가 급전부(1820a)에 접속할 때, 커넥터(1830a)의 돌출 가이드부(1838a), 돌출부(1834a)가 급전부(1820a)의 가이드 홈 및 각 대응 홈에 삽입될 수 있다. 도 13의 (b)와 달리, 도 18의 (b)에 도시된 바에 의하면, 커넥터(1830a)는 돌출 가이드부(1838a) 및 돌출부(1834a) 양측에 대한 최외곽 위치에 체결 구조체(1830aL, 1830aR)를 가질 수 있다. 도 18의 (b)에 도시된 바에 의하면, 커넥터(1830a)의 체결 구조체(1830aL, 1830aR) 각각은 급전부(1820a)의 지지 구조체(1820L, 1820R)의 걸림쇠 형상에 상응하는 갈고리 형상을 가지며, 커넥터(1830a)가 천장면(1800)에 설치된 급전부(1820a)에 접속할 때, 급전부(1820a)에 구비된 지지 구조체(1820aL, 1820aR)와 각각 체결될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 18의 (b)에 도시된 바와 같은 구조를 갖춘 급전부(1820a)와 커넥터(1830a)를 접속시킬 경우, 급전부(1820a)의 한쪽 가장자리에서 급전부(1820a)의 지지 구조체(1820aL, 1820aR)에 커넥터(1830a)의 체결 구조체(1830aL, 1830aR)를 걸어서, 급전부(1820a)의 원하는 위치로 커넥터(1830a)를 슬라이딩 이동시키는 방식을 따를 수 있다. 이와 같이, 급전부(1820)의 지지 구조체(1820aL, 1820aR)가 커넥터(1830a)의 체결 구조체(1830aL, 1830aR)와 각각 체결됨에 따라, 커넥터(1830a)에 대한 중력 방향의 힘이 지탱될 수 있다.
도 18의 (c)를 참조하면, 전반적으로 도시된 내용은 도 18의 (b)에 도시된 바와 유사하다. 즉, 도 18의 (b)에 도시된 바와 마찬가지로, 도 18의 (c)에서도, 급전부(1820b)가 천장면(1800)에 부착되고, 그에 대응하는 예시적 커넥터(1830b)가 급전부(1820b)에 접속하고 있는 상황이 도시되어 있다. 다만, 도 18의 (c)에 도시된 급전부(1820b)에서는 그 최외곽에 구비된 지지 구조체(1820bL, 1820bR)가, 도 18의 (b)에 도시된 급전부(1820a)의 지지 구조체(1820aL, 1820aR)와 다른 형상(예컨대, 도 18의 (b)에서의 걸림쇠 형상 대신, 측면으로부터 오목한 리세스 형상)을 갖는다. 또한, 도 18의 (c)에 도시된 커넥터(1830b)에 구비된 체결 구조체(1830bL, 1830bR)는, 도 18의 (b)에 도시된 커넥터(1830a)의 체결 구조체(1830aL, 1830aR)와 다른 형상(예컨대, 도 18의 (b)의 갈고리 형상 대신, 급전부(1820b)의 지지 구조체(1820bL, 1820bR)에 대응하는, 탄성이 있는 집게 형상)을 갖는다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 도 18의 (c)에 도시된 바와 같은 구조를 갖춘 급전부(1820b)와 커넥터(1830b)를 접속시킬 경우, 급전부(1820b) 상의 원하는 위치에서, 커넥터(1830b)의 체결 구조체(1830bL, 1830bR)를, 그 탄성을 이용하여, 급전부(1820b)의 지지 구조체(1820bL, 1820bR)에 직접 부착하는 방식을 따를 수 있다. 도 18의 (a) 내지 (c)는, 본 개시의 일부 실시예에 따른 사용 예들을 보여주기 위한 예시적인 도면일 뿐이며, 본 개시가 이로써 한정되는 것은 아님을 알아야 한다.
도 19의 (a) 내지 (c) 각각은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 표시부를 구비한 급전부의 구성 및 표시부의 동작 상태를 예시적으로 도시한 도면들이다. 도 19의 (a) 내지 (c)에 도시된 바에 의하면, 급전부(1920)는 서로 평행하게 배열된 5개의 전극(1926)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 의하면, 본 도면에 명시되지는 않았으나, 급전부(1920)는 복수의 홈을 포함할 수 있고, 각 전극(1926)이 각 대응하는 홈 내에 배치될 수 있을 것이다. 도 19의 (a) 내지 (c)에 도시된 바에 의하면, 급전부(1920)는 전극들(1926)과 이격된 위치에 표시부(1921)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 의하면, 하나 이상의 커넥터들(1930a, 1930b, 1930c, 1930d, 1930e)이 급전부(1920)로/로부터 자유롭게 접속 추가 또는 접속 제거되면서 이용될 수 있는데, 급전부(1920)에 접속되는 커넥터들이 변화할 때마다 급전부(1920)를 통해 제공되는 총 사용 전력량이 변화할 수 있다. 앞서, 도 4와 관련하여 전술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 전원 공급부(110)의 전력 밸런싱 제어부(416)는, 급전부(120)를 통해 제공되고 있는 총 사용 전력량을 획득하여 그에 관한 정보(예컨대, 총 사용 전력량 또는 전원 어댑터의 최대 전력 공급량 대비 총 사용 전력량의 비율 정보)를 급전부(120)로 제공할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 급전부(120)는, 전술한 바와 같이, 전력 밸런싱 제어부(416)로부터 획득한 총 사용 전력량 관련 정보를, 급전부(120)에 구비된 표시부(1921)를 통해 외부로 표시할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 표시부(1921)는, 예컨대 복수 개의 LED 램프들의 어레이로 구성될 수 있다. 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 시각 표시부(1921)는, 기타 총 사용 전력량의 상태를 수치, 텍스트, 그림, 기타 다양한 인지 가능한 수단을 통해 표시할 수 있는 각종 발광 소자 어레이, LCD, LED, OLED 스크린을 포함한 다양한 형태의 표시장치로 구성될 수 있으며, 본 개시가 특정한 형태의 표시부에 관하여 제한되는 것은 결코 아니다.
도 19의 (a) 내지 (c)를 참고하면, 예컨대 표시부(1921)는 6개의 LED 램프들을 포함할 수 있다. 도 19의 (a)에는 접속 중인 커넥터가 없고, 따라서 시각 표시부(1921)의 램프들 중 어느 것도 켜져 있지 않은 상태이다. 도 19의 (b)에는 5V 전자기기를 위한 하나의 커넥터가 접속되어 있고, 이때 시각 표시부(1921)에는 총 6개의 LED 램프들 중 하나의 램프만이 점등되어 있다. 이로써, 사용자는 급전부(1920)를 통해 제공될 수 있는 최대 총 전력 공급량 중 현재 1/6의 전력이 소비되고 있음을 직관적으로 파악할 수 있을 것이다. 한편, 도 19의 (c)에는 5V, 9V, 15V 20V, 20V의 전자기기들을 위한 총 5개의 커넥터가 접속되어 있고, 이때 시각 표시부(1921)에는 총 6개의 LED 램프들 중 다섯 개의 램프가 점등되어 있다. 이로써, 사용자는 급전부(1920)를 통해 제공될 수 있는 최대 총 전력 공급량 중 현재 5/6의 전력이 소비되고 있음을 직관적으로 파악할 수 있을 것이며, 새로운 커넥터를 추가적으로 사용하고자 할 때, 그로부터 파악된 정보를 참조할 수 있을 것이다.
본 개시의 다양한 실시예들이 주로 외부로부터 접속하는 커넥터들을 통해 외부 기기로 전력을 공급하도록 구성된 전원 어댑터를 중심으로 설명되었으나 본 개시가 이로써 제한되는 것은 아니다. 본 개시는, 복수의 전압의 전력을 복수의 기기 또는 컴포넌트로 공급하도록 구성된 각종 내외장형 전원 장치에도 적용될 수 있음을 알아야 한다.
본 개시에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 개시를 한정하려는 의도에서 사용된 것이 아니다. 예를 들면, 단수로 표현된 구성요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 본 개시에서 사용되는 '및/또는'이라는 용어는, 열거되는 항목들 중 하나 이상의 항목에 의한 임의의 가능한 모든 조합들을 포괄하는 것임이 이해되어야 한다. 본 개시에서 사용되는 '포함하다,' '가지다,' '구성되다' 등의 용어는 본 개시 상에 기재된 특징, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하려는 것은 아니다. 본 개시에서 사용된 '제1,' '제2' 등의 표현은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
본 개시에서 사용된 표현 '~하도록 구성된'은 상황에 따라, 예를 들면, '~에 적합한,' '~하는 능력을 가지는,' '~하도록 설계된,' '~하도록 변경된,' "~하도록 만들어진,' 또는 '~를 할 수 있는' 등과 적절히 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 '~하도록 구성된'은 하드웨어적으로 '특별히 설계된' 것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, '~하도록 구성된 장치'라는 표현이, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 '~할 수 있는' 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 'A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 장치'는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 장치일 수도 있고, 해당 동작을 포함한 다양한 동작들을 수행할 수 있는 범용 장치를 의미할 수 있다.
본 개시에서 전술한 설명은 구체적인 실시예들을 중심으로 이루어졌으나, 본 개시가 그러한 특정 실시예들로 한정되는 것은 아니며, 다양한 실시예들의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 모두 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 전원 장치로서,
    복수의 전압의 전력을 각각 전달하도록 구성된 복수의 전력 공급선, 및
    상기 복수의 전력 공급선 각각에 대해, 사용 전력량을 획득하고, 상기 획득된 사용 전력량 각각에 기초하여, 제어 신호를 생성하도록 구성된 전력 밸런싱 제어부, 및
    상기 제어 신호에 기초하여, 상기 복수의 전력 공급선 중 제1 전력 공급선으로부터 인입되는 전류의 전압을 변압하여 상기 복수의 전력 공급선 중 제2 전력 공급선으로 제공하도록 구성된 전력 밸런싱부를 포함하는, 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 공급선 각각은, 대응하는 기준 전력량을 갖고,
    상기 전력 밸런싱 제어부는,
    상기 복수의 전력 공급선 중 임의의 전력 공급선을, 상기 기준 전력량과 상기 획득된 사용 전력량에 기초하여 상기 제2 전력 공급선으로 결정하고,
    상기 복수의 전력 공급선 중 하나 이상의 전력 공급선 각각을, 상기 기준 전력량과 상기 획득된 사용 전력량에 기초하여 상기 제1 전력 공급선으로 결정하도록 구성된, 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 공급선 각각은, 대응하는 위험 임계치 전력량을 갖고,
    상기 전력 밸런싱 제어부는,
    상기 복수의 전력 공급선 중 하나의 전력 공급선을, 해당 전력 공급선에 대한 상기 획득된 사용 전력량과 상기 위험 임계치 전력량에 기초하여, 상기 제2 전력 공급선으로 결정하도록 구성된, 전원 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 공급선 각각은, 대응하는 상한 임계치 전력량을 갖고,
    상기 전력 밸런싱 제어부는,
    상기 복수의 전력 공급선 중 하나 이상의 전력 공급선을, 각각, 해당 전력 공급선에 대한 상기 획득된 사용 전력량과 상기 상한 임계치 전력량에 기초하여 상기 제1 전력 공급선으로 결정하도록 구성된, 전원 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 밸런싱부는,
    상기 복수의 전력 공급선 각각에 연결되어, 상기 제1 전력 공급선과 상기 제2 전력 공급선 중 하나를 선택하도록 구성된 제1 스위치부,
    상기 복수의 전력 공급선 각각에 연결되어, 상기 제1 전력 공급선과 상기 제2 전력 공급선 중 다른 하나를 선택하도록 구성된 제2 스위치부, 및
    상기 제1 스위치부와 제2 스위치부 사이에서, 선택적으로 승압 또는 강압을 수행하도록 구성된 변압부를 포함하는, 전원 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전력 밸런싱 제어부는,
    상기 획득된 사용 전력량에 기초하여, 상기 제1 전력 공급선 및 상기 제2 전력 공급선을 선택하고,
    상기 제1 전력 공급선의 전압이 상기 제2 전력 공급선의 전압보다 높은 경우, 상기 제1 스위치부가 상기 제1 전력 공급선을 선택하고, 상기 제2 스위치부가 상기 제2 전력 공급선을 선택하고, 상기 변압부가 상기 강압을 수행하도록 제어하는 제1 동작 제어 신호를 생성하고,
    상기 제1 전력 공급선의 전압이 상기 제2 전력 공급선의 전압보다 낮은 경우, 상기 제1 스위치부가 상기 제2 전력 공급선을 선택하고, 상기 제2 스위치부가 상기 제1 전력 공급선을 선택하고, 상기 변압부가 상기 승압을 수행하도록 제어하는 제2 동작 제어 신호를 생성하도록 구성된, 전원 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 밸런싱부는,
    상기 제1 전력 공급선이 복수 개인 경우, 순차 교번하여, 상기 복수 개의 제1 전력 공급선 각각으로부터의 전류를 인입하고, 상기 인입된 전류의 전압을 각각 승압 또는 강압하여 상기 제2 전력 공급선으로 제공하도록 더 구성된, 전원 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전력 밸런싱부는 하나 이상의 전력 밸런싱 모듈을 포함하고,
    상기 전력 밸런싱 모듈 각각은,
    상기 복수의 전력 공급선 중 하나의 전력 공급선에 일단이 연결되고, 선택적으로 승압 또는 강압을 수행하도록 구성된 변압부, 및
    일 측에서 상기 변압부의 타단에 연결되고, 타 측에서 상기 하나의 전력 공급선 이외의 다른 전력 공급선들 중 둘 이상의 전력 공급선에 연결되어, 상기 둘 이상의 전력 공급선 중 하나를 선택하도록 구성된 스위치부를 포함하는, 전원 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전력 공급선 각각으로부터 획득한 상기 복수의 전압의 전류를 외부로 전달하는 복수의 전극을 가지는 급전부를 더 포함하고,
    상기 복수의 전극 각각은 둘 이상의 커넥터가 동시에 접속될 수 있게 연장된 부분을 포함하는, 전원 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연장된 부분에서, 상기 복수의 전극 각각은 이웃하는 다른 전극과의 간격을 유지하면서 연장되는, 전원 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    복수의 홈을 갖는 절연 부재, 및 상기 복수의 전력 공급선 각각으로부터 획득한 상기 복수의 전압의 전류를 외부로 전달하는 복수의 전극을 가지는 급전부를 더 포함하고,
    상기 복수의 홈 각각은 이웃하는 다른 홈과의 간격을 유지하면서 나란히 연장되며,
    상기 복수의 전극 각각의 적어도 일부분은 상기 절연 부재의 상기 복수의 홈 중 각각 대응하는 홈 내에 배치되는, 전원 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 절연 부재의 상기 복수의 홈 각각은, 양측벽과 바닥부를 포함하고,
    상기 복수의 홈 중 대응하는 홈 내에 배치된 상기 전극은, l자형 형상, ㄴ자 형상, 및 ㄷ자 형상 중 하나의 형상을 갖는, 전원 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 홈은, 커넥터의 상기 급전부로의 접속을 가이드하기 위한 가이드 홈과, 상기 복수의 전극 각각의 대응하는 부분이 배치되는 복수의 전극 홈을 포함하고,
    상기 절연 부재는, 상기 커넥터의 임의의 하나의 돌출 전극부가 대응하는 상기 전극 홈으로 삽입될 때, 상기 전극 홈의 이웃하는 다른 전극 홈의 양 측벽간 간격을 실질적으로 변화시키지 않을 정도의 강성을 갖는 재료로 구성되는, 전원 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    커넥터에 구비된 복수의 돌출부- 상기 돌출부 각각은, 상면과 하면을 갖는 평면부와, 상기 상면 및 상기 하면 중 적어도 일 측에 배치된 전극부를 가지며, 상기 복수의 돌출부는, 각각의 상기 평면부가 소정 간격으로 나란히 적층된 형태로 배열됨 -가 상기 절연 부재의 상기 복수의 홈 중 각 대응하는 홈으로 삽입되고,
    상기 커넥터로부터의 선택에 따라, 상기 커넥터의 상기 복수의 돌출부 중 하나의 돌출부의 상기 전극부가 상기 대응하는 홈에 배치된 상기 전극과 전기 접속하도록 구성된, 전원 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 절연 부재는, 상기 복수의 홈 중 최외곽에 배치된 양측 홈의 바깥쪽 일측 또는 양측에, 커넥터가 상기 전극부에 접속할 때, 상기 커넥터의 상기 전극부로의 접속을 지지하도록 구성된 지지 구조를 가지는, 전원 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 급전부는 상기 복수의 전극을 통해 공급 중인 전체 전력량 정보를 표시하도록 구성된 표시부를 포함하는, 전원 장치.
  17. 전원 장치에서 전력 밸런싱을 수행하는 방법에 있어서,
    복수의 전력 공급선 각각으로부터 사용 전력량을 각각 획득하는 동작,
    상기 획득된 사용 전력량 각각에 기초하여, 상기 복수의 전력 공급선 중 다른 전력 공급선으로 전류를 제공할 적어도 하나의 제1 전력 공급선과, 다른 전력 공급선으로부터 전류를 제공받을 제2 전력 공급선을 결정하는 동작, 및
    상기 적어도 하나의 제1 전력 공급선 각각으로부터의 가용 전력 중 적어도 일부가 상기 제2 전력 공급선으로 제공되도록 제어하는 동작을 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 전력 공급선 각각은, 대응하는 위험 임계치 전력량 및 상한 임계치 전력량을 갖고,
    상기 결정하는 동작은,
    상기 복수의 전력 공급선 중 임의의 전력 공급선을, 상기 획득된 사용 전력량과 상기 위험 임계치 전력량에 기초하여 상기 제2 전력 공급선을 결정하는 동작, 및
    상기 복수의 전력 공급선 중 적어도 하나의 전력 공급선 각각을, 상기 획득된 사용 전력량과 상기 상한 임계치 전력량에 기초하여 상기 제1 전력 공급선으로 결정하는 동작을 포함하는, 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제어하는 동작은,
    상기 제1 전력 공급선의 전압과 상기 제2 전력 공급선의 전압에 기초하여 선택적으로, 승압 또는 강압을 위한 제어 신호를 생성하는 동작을 포함하는, 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 전력 공급선으로부터, 제1 소정 전압의 전류를 인입하는 동작,
    상기 인입된 전류의 전압을, 제2 소정 전압으로 변압하는 동작, 및
    상기 변압된 전압의 전류를 상기 제2 전력 공급선으로 제공하는 동작을 더 포함하는, 방법.
KR1020210083885A 2021-06-28 2021-06-28 전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법 KR20230001228A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210083885A KR20230001228A (ko) 2021-06-28 2021-06-28 전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법
PCT/KR2022/005938 WO2023277323A1 (ko) 2021-06-28 2022-04-26 전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법
US18/497,247 US20240061483A1 (en) 2021-06-28 2023-10-30 Power supply and method for balancing power in power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210083885A KR20230001228A (ko) 2021-06-28 2021-06-28 전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230001228A true KR20230001228A (ko) 2023-01-04

Family

ID=84692867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210083885A KR20230001228A (ko) 2021-06-28 2021-06-28 전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240061483A1 (ko)
KR (1) KR20230001228A (ko)
WO (1) WO2023277323A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO175078B (no) * 1992-03-20 1994-05-16 Soerensen Elektronikk As Tore Anordning ved strömskinne
JP5086794B2 (ja) * 2007-12-25 2012-11-28 パナソニック株式会社 直流給電装置および照明器具
JP2009159728A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Panasonic Electric Works Co Ltd 直流配電システム
US10491003B2 (en) * 2015-12-23 2019-11-26 Intel Corporation Multiple input single inductor multiple output regulator
US20190103766A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-04 Qualcomm Incorporated Multiple input single inductor multiple output (misimo) power conversion for power management circuits

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023277323A1 (ko) 2023-01-05
US20240061483A1 (en) 2024-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE49872E1 (en) Configurable LED driver/dimmer for solid state lighting applications
US8632198B2 (en) Flexible LED lighting systems, fixtures and method of installation
US10539308B2 (en) Modular overhead lighting system
CN101331356B (zh) 包括可相互连接的照明模块的照明系统
CN102667327A (zh) 支持器组件
US20130147367A1 (en) Lighting control system
US20120294016A1 (en) Loadable cassette for operatively holding a planar light source
EP2709425B1 (en) Lighting apparatus and lighting apparatus assembly using the same
US11906132B2 (en) Lighting arrangement having assembly of lighting module for direct lighting or indirect lighting, and/or assembly of connecting unit and rail that couples or accommodates at least one lighting unit, and a rail profile accommodating an adapter unit that electrically couples the assembly
US9829184B2 (en) Support rail for holding and supplying power to a plurality of lighting modules, and light strip system with such a support rail
US20140103804A1 (en) Power distribution system and method for led lighting
CN106922051B (zh) 信号发送及接收装置、点亮系统、照明器具和照明系统
KR20230001228A (ko) 전원 장치 및 전원 장치에서의 전력 밸런싱 방법
US6830468B2 (en) Wiring of a modular furniture system
KR20100049750A (ko) 다중접속용 커넥터를 갖는 ｌｅｄ 조명등
US11815250B2 (en) Rail lighting arrangement with coupling unit
JP2018045809A (ja) Ｌｅｄ照明器具
CN212108158U (zh) 灯具
WO2013128354A1 (en) Power distribution track system having separate ac and dc conductors, and power supply device converting ac to dc
CN112254112A (zh) 一种互联式导线槽以及空间照明系统
CN219918317U (zh) 一种智能导轨
CN209839804U (zh) 一种照明系统
CN213070472U (zh) 一种显示屏框架及显示屏
JP7466102B2 (ja) 調光装置、照明装置、照明システム、及び調光装置を取付孔を通過させる方法
CN213900860U (zh) 一种便于安装的新型硬灯条

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination