KR101419516B1 - 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메인보드 상의 씨피유에 제공되는 대기전력까지 모두 차단하면서도 사용자의 전원 스위치 조작에 대응한 안정적 전원 공급이 가능한 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 컴퓨터 시스템의 전원 스위치 조작만으로 시스템을 기동시키는 기존 방식을 유지하고, 컴퓨터 시스템의 메인보드(씨피유)가 주전원부를 동작시켜 실질적인 시스템 기동이 이루어지는 표준 방식을 그대로 유지하되, 초절전 제어부를 별도로 구성하여 해당 초절전 제어부가 대기전력만 인가될 경우 주전원부의 대기전력을 차단하고, 상기 전원 스위치의 조작을 인식하여 차단시켰던 대기전력이 메인보드에 공급되도록 한 후 그에 따라 동작하는 메인보드에 전원 스위치 조작에 대응되는 신호를 제공함으로써 기존 컴퓨터 시스템의 표준에 따르는 구성을 그대로 수용하고 전원 스위치에 따른 단일 조작 방식도 그대로 유지하면서도 주전원부에서 생성하는 대기전력을 차단하도록 하여 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치 및 방법{POWER SAVING APPARATUS FOR COMPUTER SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 메인보드 상의 씨피유에 제공되는 대기전력까지 모두 차단하면서도 사용자의 전원 스위치 조작에 대응한 안정적 전원 공급이 가능한 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 컴퓨터 시스템의 다양화에 따라 개인용 컴퓨터는 물론이고 셋톱박스, TV 일체형 컴퓨터 시스템, 산업장비 등과 같이 다양한 용도와 목적으로 컴퓨터 기능을 내장한 컴퓨터 시스템이 사용되고 있다.

현재 일반적인 컴퓨터 시스템은 물리적인 스위치의 동작에 따라 주전원부에 상용 전원을 인가하는 방식이 아니라 논리적 스위치의 동작에 따라 해당 스위치의 신호를 기반으로 주전원이 공급되는 방식이 널리 이용되고 있다. 이렇게 논리적 스위치 동작을 식별하여 시스템이 주전원 인가 여부를 제어하는 방식을 이용함으로써 스위치 고장에 의한 전원 문제가 발생할 여지를 줄이고 컴퓨터 시스템이 주전원 제공 상태를 능동적으로 제어(운영체제가 시스템 전원을 차단하거나 재시작하도록 하는 기능)할 수 있도록 하며, 적외선 리모콘 등을 통한 전원 제어도 가능하도록 하고 있다.

따라서, 현재의 일반적인 컴퓨터 시스템은 전원 차단 후에도 메인보드(특히, 씨피유)에 대기 전력 5V가 제공되는데, 메인보드의 씨피유는 이러한 대기 전력을 이용하여 논리적인 전원 스위치의 동작을 감지하며, 이러한 전원 스위치 동작 시 메인보드의 씨피유가 주전원부(주로 파워 서플라이)에 전기적 제어 신호를 제공하여 주전원을 공급받게 된다. 이러한 방식은 현재 대부분의 컴퓨터 시스템에 표준 전원 구성으로 적용되고 있다.

도 1은 일반적인 컴퓨터 시스템(10)의 전원 관리 방식을 보인 개념도로서, 도시한 바와 같이 컴퓨터 시스템(10)은 씨피유(21)를 포함하는 메인보드(20)와, 상기 메인보드(20)에 전원을 공급하는 주전원부(30)를 포함하며, 전원 스위치(50)는 메인보드(20)에 논리적 신호를 제공하도록 구성된다.

주전원부(30)는 내부적으로 컴퓨터 시스템의 실질적 구동을 위한 다양한 직류 전압의 출력을 제공하는 메인 SMPS부(31)와, 대기 전력 5V를 생성하기 위한 대기전력 발생부(32)를 포함한다. 현재 주전원부(30)는 상용전원과 연결되더라도 별도의 제어 신호가 없을 경우 주전원을 제공하지 않는데, 연결된 메인보드(20)의 제어 신호에 따라 메인 SMPS부(31)와 대기전력 발생부(32)의 동작 상태가 관리됨으로써 적절한 전원 관리가 이루어지게 된다.

즉, 컴퓨터 시스템(10)이 종료된 상태에서는 대기전력 발생부(32)가 제공하는 5V 전원만 메인보드(20)에 제공되며, 해당 5V 전원에 의해 씨피유(21)가 대기모드로 동작하면서 전원 스위치(50)의 논리적 신호 제공을 대기한다. 만일 전원 스위치(50)가 사용자에 의해 조작되어 논리적 신호가 제공되면 상기 메인보드(20)의 씨피유(21)는 상기 주전원부(30)에 메인 SMPS부(31)의 기동을 요청하는 신호를 전달하며, 이러한 신호에 의해 메인 SMPS부(31)가 동작하여 주전원(12V, 5V, 3.3V 등)을 상기 메인보드(20)에 인가하고 상기 대기전력 발생부(32)는 동작이 중단된다.

이후 사용자의 선택이나 컴퓨터 시스템의 조작에 의해 전원 차단이 요구되면 상기 메인 SMPS부(31)의 동작이 중단되며 상기 대기전력 발생부(32)가 동작하여 5V 전원을 메인보드(20)의 씨피유에 대기전력으로 제공한다.

이러한 방식에 따르면 컴퓨터 시스템이 종료된 후 다시 전원 스위치 동작에 의해 기동되기 전까지 대기 전력 외의 주전원 동작이 중단되므로 소비 전력이 감소되는 효과가 있었으나, 최근 주목받고 있는 그린 IT(Information technology) 캠페인에 의해 이러한 대기전력도 줄이기 위한 연구가 진행되고 있다.

현재 일반적으로 하루 동안 셋톱박스 12.3w, 컴퓨터 2.62w, TV 1.3w 정도의 대기 전력을 소모하고 있는 것으로 조사되고 있는데, 대부분의 가정에서는 셋톱박스와 컴퓨터 및 TV를 보유하고 있고 직장에서는 대부분의 인원이 자신의 컴퓨터를 사용하고 있는 실정이므로 이러한 대기전력에 의해 낭비되는 전력이 상당한 상황이다.

이러한 대기전력 감소를 위한 일반적인 연구에 따르면 대기전력 발생을 감지하여 컴퓨터 시스템에 연관된 주변 기기의 전원을 차단하는 대기전력 저감 콘센트를 제공하거나, 컴퓨터 시스템의 전원부에 이러한 기능을 하는 전원 선택부를 구성하여 컴퓨터 시스템의 전원 차단에 따라 컴퓨터의 전원을 차단하면서 연결된 다른 주변 기기들의 전원을 차단하는 구성이 개시된다.

하지만, 이러한 경우에도 컴퓨터 시스템 자체의 전원 인가 기동을 위한 대기전력을 차단하기 어려운데, 만일 컴퓨터 시스템이 종료될 때 상용전원 연결 자체를 차단할 경우 컴퓨터 시스템을 기동시키기 위해서는 컴퓨터 시스템에 상용전원을 연결하고 대기전력이 공급된 이후 다시 전원 스위치를 눌러야 하는 복합적이 전원 인가 동작이 필요하므로 효용성이 낮다.

따라서, 컴퓨터 시스템의 전원 스위치를 누르거나 그에 대응되는 조작(리모콘 제어)에 의해 시스템을 즉시 기동시키는 기존의 제어 방식을 그대로 유지하고, 컴퓨터 시스템의 내부적인 주전원 인가 제어 방식 역시 표준에 따르도록 그대로 유지하면서도 대기 전력을 최소화할 수 있는 초절전 전원 관리가 요구되고 있다.

[문헌1] 한국 공개특허 10-2001-0031875 [절전형 전원공급장치가 설치된 컴퓨터 시스템]

전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시예들의 목적은 컴퓨터 시스템의 전원 스위치 조작만으로 시스템을 기동시키는 기존 방식을 유지하고, 컴퓨터 시스템의 메인보드(씨피유)가 주전원부를 동작시켜 실질적인 시스템 기동이 이루어지는 표준 방식을 그대로 유지하되, 초절전 제어부를 별도로 구성하여 해당 초절전 제어부가 대기전력만 인가될 경우 주전원부의 대기전력을 차단하고, 상기 전원 스위치의 조작을 인식하여 차단시켰던 대기전력이 메인보드에 공급되도록 한 후 그에 따라 동작하는 메인보드에 전원 스위치 조작에 대응되는 신호를 제공함으로써 기존 컴퓨터 시스템의 표준에 따르는 구성을 그대로 수용하고 전원 스위치에 따른 단일 조작 방식도 그대로 유지하면서도 주전원부에서 생성하는 대기전력을 차단하도록 하여 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명 실시예들의 다른 목적은 초절전 제어부가 전원 스위치 조작을 식별하여 주전원부에 대기전력 공급을 요청하고 메인보드에 전원 스위치 조작에 대응되는 신호를 제공하도록 구성하면서도 전원 스위치 조작이 있기까지 초절전 제어부의 전원 제어부가 슬립모드로 동작하도록 함으로써 초절전 제어부 자체의 대기전류를 수㎂~수㎁ 정도로 억제시키는 것은 물론이고, 상기 전원 제어부에 전원을 제공하기 위한 초절전 전원부의 동작을 억제시킴으로써 실질적인 대기전력을 무시할 수 있는 수준으로 줄이는 데 있다.

본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 초절전 제어부가 충전부를 구비하여 주전원부로부터 제공되는 전력을 통해 충전을 실시하여 해당 충전 전원을 이용하여 초절전 제어부가 동작하도록 함으로써 대부분의 대기전력 차단 시간 동안 상용전원 소모가 없도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치는 제어 신호에 따라 상용전원으로부터 대기전력이나 주전원을 생성하여 제공하는 주전원부와 상기 주전원부를 제어하여 대기전력이나 주전원을 제공받는 메인보드를 포함하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치로서, 상기 주전원부의 전원 제공 상태를 감시하여 상기 대기전력만 출력하는 경우 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력하고 슬립모드 상태로 진입하며, 상기 전원 스위치 입력이 있는 경우 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하고 기 설정된 지연 후 상기 메인보드에 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅하는 신호를 제공하는 초절전 제어부를 포함한다.

상기 초절전 제어부는 상기 주전원부에 내장될 수 있다.

상기 초절전 제어부는 상기 주전원부의 전원 제공 상태를 감시하고, 상기 주전원부에 제어신호를 제공하며, 상기 메인보드에 전원 스위치 입력에 대응되는 신호를 제공하고, 슬립모드에 진입했다가 전원 스위치 입력에 의해 웨이크업하는 전원 제어부와; 상기 전원 제어부에 전원을 제공하는 초절전 전원부를 포함할 수 있다.

상기 초절전 전원부는 상기 주전원부를 통해 전달되는 상용 전원이나 상기 주전원부의 출력으로부터 전원을 충전하여 상기 전원 제어부에 제공하며, 상기 대기전력 공급 중단 상태에서는 충전 잔량이 기 설정된 수준 이하가 될 경우에만 충전 동작을 실시할 수 있다.

한편, 상기 초절전 전원부는 상기 주전원부를 통해 제공되는 주전원이나 대기전원을 소스로 충전을 실시하는 충전부와, 상기 충전부의 충전 잔량을 판단하여 충전 잔량이 기준 이하일 경우 상기 전원 제어부에 충전 요청 신호를 제공하는 충전 잔량 판단부를 포함할 수 있고, 상기 전원 제어부는 상기 초절전 전원부의 충전 잔량 판단부로부터 충전 요청 신호를 수신할 경우 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력함으로써 충전이 이루어지도록 하고, 충전이 완료되면 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력한 후 슬립모드 상태로 진입할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치는 제어 신호에 따라 상용전원으로부터 대기전력이나 주전원을 생성하여 메인보드에 제공하는 주전원부와; 상기 주전원부가 상기 대기전력만 출력하는 경우 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력하고 슬립모드 상태로 진입하며, 상기 전원 스위치 입력이 있는 경우 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하고 기 설정된 지연 후 상기 메인보드에 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅하는 신호를 제공하는 전원 제어부와; 상기 주전원부의 출력으로부터 전원을 충전하여 상기 전원 제어부에 제공하는 초절전 전원부를 포함한다.

상기 초절전 전원부는 상기 주전원부를 통해 제공되는 주전원 및 대기전원을 소스로 충전을 실시하는 충전부와, 상기 충전부의 충전 잔량을 판단하여 충전 잔량이 기준 이하일 경우 전원 제어부에 충전 요청 신호를 제공하는 충전 잔량 판단부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 전원 제어부는 상기 초절전 전원부의 충전 잔량 판단부로부터 충전 요청 신호를 수신할 경우 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하여 충전이 이루어지도록 하고, 충전이 완료되면 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력한 후 슬립모드 상태로 진입할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 방법은초절전 제어부가 주전원부의 출력을 감시하여 대기전력만을 출력하는 경우 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력하고 슬립모드 상태로 진입하는 대기전력 차단 단계와; 슬립모드 상태인 상기 초절전 제어부가 전원 스위치의 동작에 의해 웨이크업하여 상기 주전원부에 상기 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하는 대기전력 재개 단계와; 상기 대기전력 재개 단계를 통해 대기전력 공급이 재개되면 상기 초절전 제어부가 기 설정된 지연시간 후 메인보드에 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅하는 신호를 제공하는 시스템 기동 단계를 포함한다.

상기 초절전 제어부가 상기 주전원부를 통해 전달되는 상용 전원이나 상기 주전원부의 출력으로부터 전원을 충전하여 사용하며, 상기 대기전력 공급 중단 상태에서는 상기 충전 잔량이 기 설정된 수준 이하가 될 경우에만 충전 동작을 실시하는 전원 공급 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 초절전 제어부가 상기 주전원부를 통해 제공되는 주전원 및 대기전원을 소스로 충전을 실시하고, 상기 초절전 제어부가 슬립모드 상태에서 상기 충전 잔량이 기준 이하가 되면 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하여 충전을 실시하며, 충전이 완료되면 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력한 후 슬립모드 상태로 진입하는 전원 공급 단계를 더 포함할 수도 있다.

본 발명 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치 및 방법은 컴퓨터 시스템의 전원 스위치 조작만으로 시스템을 기동시키는 기존 방식을 유지하고, 컴퓨터 시스템의 메인보드(씨피유)가 주전원부를 동작시켜 실질적인 시스템 기동이 이루어지는 표준 방식을 그대로 유지하되, 초절전 제어부를 별도로 구성하여 해당 초절전 제어부가 대기전력만 인가될 경우 주전원부의 대기전력을 차단하고, 상기 전원 스위치의 조작을 인식하여 차단시켰던 대기전력이 메인보드에 공급되도록 한 후 그에 따라 동작하는 메인보드에 전원 스위치 조작에 대응되는 신호를 제공함으로써 기존 컴퓨터 시스템의 표준에 따르는 구성을 그대로 수용하고 전원 스위치에 따른 단일 조작 방식도 그대로 유지하면서도 주전원부에서 생성하는 대기전력을 차단하도록 하여 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치 및 방법은 초절전 제어부가 전원 스위치 조작을 식별하여 주전원부에 대기전력 공급을 요청하고 메인보드에 전원 스위치 조작에 대응되는 신호를 제공하도록 구성하면서도 전원 스위치 조작이 있기까지 초절전 제어부의 전원 제어부가 슬립모드로 동작하도록 함으로써 초절전 제어부 자체의 대기전류를 수㎂~수㎁ 정도로 억제시키는 것은 물론이고, 상기 전원 제어부에 전원을 제공하기 위한 초절전 전원부의 동작을 억제시킴으로써 실질적인 대기전력을 무시할 수 있는 수준으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치 및 방법은 초절전 제어부가 충전부를 구비하여 주전원부로부터 제공되는 전력을 통해 충전을 실시하여 해당 충전 전원을 이용하여 초절전 제어부가 동작하도록 함으로써 대부분의 대기전력 차단 시간 동안 상용전원 소모가 없도록 하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 컴퓨터 시스템의 전원 관리 방식을 설명하는 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초절전 제어부의 전원 제어부 구성예.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초절전 제어부의 초절전 전원부의 구성예.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시스템 대기전력 차단 과정을 보인 순서도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시스템 기동 과정을 보인 순서도.

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

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 메인보드를 통해서 씨피유에 전원이 제공되고 씨피유에서 출력되는 신호가 메인보드를 통해서 주전원부에 전달되므로 설명의 편의를 위해서 메인보드에 전원이 제공되고 메인보드를 통해 제어 신호가 출력되는 것으로 설명하지만, 실질적으로 대기 전력은 씨피유에 제공되는 것이며 씨피유가 전원 스위치의 입력을 판단하여 주전원부에 제어 신호를 제공하는 것이라는 점에 주의한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시스템(100)의 초절전 전원 관리 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 제어 신호에 따라 상용전원으로부터 대기전력이나 주전원을 생성하여 제공하는 주전원부(30)와 상기 주전원부(30)를 제어하여 대기전력이나 주전원을 제공받는 메인보드(20)를 포함하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리를 위해서, 도시된 바와 같이 초절전 제어부(200)를 더 구성하는데, 상기 초절전 제어부(200)는 전원 스위치(50)의 입력을 메인보드(20) 대신 수신하며, 메인보드(20)에는 초절전 제어부(200)가 전원 스위치의 입력에 대응되는 에뮬레이팅 신호를 제공한다.

상기 메인보드(20)는 일반적으로 전원 스위치(50)의 입력을 인식하여 주전원부(30)에 주전원 공급을 요청하는 제어 신호를 제공하고, 종료 시 주전원부(30)에 대기 전력 제공을 요청하는 제어 신호를 제공하는 씨피유(21)를 포함하며, 상기 주전원부(30)는 컴퓨터 시스템의 실질적 구동을 위한 다양한 직류 전압의 주전원을 제공하는 메인 SMPS부(31)와, 대기 전력 5V를 생성하기 위한 대기전력 발생부(32)를 포함한다.

이러한 상기 메인보드(20)와 주전원부(30)의 구성은 기존과 같으나 이러한 기존의 구성에 초절전 제어부(200)를 적용함으로써 기존 컴퓨터 시스템의 대기전력을 크게 줄일 수 있게 되므로 대단히 뛰어난 호환성을 유지할 수 있다.

상기 초절전 제어부(200)는 상기 주전원부(30)의 전원 제공 상태(메인보드의 전원 사용 상태)를 감시하여 상기 대기전력만 출력하는 경우 상기 주전원부(30)에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력하고 슬립모드 상태로 진입하며, 상기 전원 스위치(50) 입력이 있는 경우 웨이크업하여 상기 주전원부(30)에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하고 기 설정된 지연 후 상기 메인보드(20)에 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅하는 신호를 제공하는 전원 제어부(210)와, 상기 전원 제어부(210)에 전원을 제공하는 초절전 전원부(220)로 이루어진다.

여기서, 상기 주전원부(30)가 대기전력만 출력하는 경우라는 의미는 컴퓨터 시스템 종료 이후에도 유에스비(USB) 단자와 같은 외부 입출력 단자에 전원을 공급하는 실질적인 구동 전력이 필요한 상황이 아닌 메인보드(20)의 씨피유에만 전력이 공급되는 상황을 의미하는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예를 용이하게 설명하기 위해 상기 초절전 제어부(200)를 별도로 구성된 것처럼 설명하지만, 실질적으로 상기 초절전 제어부(200)는 상기 주전원부(30)에 내장될 수도 있다. 이 경우, 주전원부(30)로 사용되는 기존의 파워 서플라이를 대체하는 초절전 제어부(200)가 내장된 파워 서플라이로 교체하는 것 만으로 대기전력을 크게 줄일 수 있게 된다.

도시된 초절전 전원부(220)는 상기 주전원부(30)를 통해 전달되는 상용 전원이나 상기 주전원부(30)의 출력으로부터 전원을 충전한 후 충전된 전원을 상기 전원 제어부(210)에 공급할 수 있는데, 이러한 충전은 상기 주전원부(30)가 상기 메인보드에 주전원 혹은 대기전력을 제공하는 경우 실시될 수 있다. 상기 전원 제어부(210)는 대부분의 시간을 슬립모드로 동작하는데, 이러한 전원 제어부(210)로 사용될 수 있는 마이크로 콘트롤러의 슬립모드 소비 전류는 수㎂~수㎁ 정도에 불과하므로 상기 초절전 전원부(200)의 충전 수단은 커패시터 정도로도 충분하며 슈퍼 커패시터나 배터리를 이용할 경우 한번 충전으로 수개월 이상 전원 제어부(210)를 운영할 수도 있으므로 충전을 위한 전력 소모와 충전된 전력의 소비 정도는 미비하다.

따라서, 상기 초절전 전원부(220)는 대기전력 공급이 중단된 상황에서는 거의 충전동작을 실시할 필요가 없으므로 컴퓨터 시스템이 종료된 이후 상용전원을 전혀 사용하지 않도록 할 수도 있다. 다만, 종료 기간이 대단히 긴 경우와 같이 부득이하게 충전 잔량이 기 설정된 수준 이하가 될 경우라면 대기전력 공급 중단 상태에서도 주전원부(30)를 통해 상용 전원으로부터 충전을 실시할 수 있으며 이를 위해서 절전형 전용 SMPS를 별도로 구성할 수 있다. 혹은 이러한 전용 SMPS를 별도로 구성하는 대신 주전원부(30)의 대기전력 발생부를 동작시킨 후 그로부터 5V 전원을 제공받아 충전을 실시하도록 구성할 수 있는데, 이 경우 초절전 전원부(220)는 별도의 SMPS 구성이 필요하지 않아 초절전 제어부(200)를 간소하면서 저렴하게 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초절전 제어부의 전원 제어부(210) 구성예를 보인 것으로, 도시한 바와 같이 상기 전원 제어부(210)는 주전원부(30)가 출력하는 주전원이나 대기전력에 대한 전원상태를 감시하여 대기전력만 사용하는 상황을 판단하는 모드 감시부(211)와, 상기 주전원부(30)에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호나 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 제공하는 대기전력 사용 선택부(212)와, 대기전력 공급 차단 후 다시 대기전력 공급을 재개할 경우 메인보드에 다시 공급되는 대기전력이 안정화될 때까지 일정 시간 지연하는 지연부(213)와, 전원 스위치의 동작을 인식하는 구동 인식부(215)와, 메인보드에 전원 스위치 동작을 에뮬레이팅하는 신호를 제공하는 구동 신호부(214)와, 제어부(216)를 포함한다.

상기 제어부(216)는 상기 모드 감시부(211)의 감시 결과에 따라 대기전력 사용 선택부(212)를 통해 주전원부(30)에 대기전력 공급 중단을 위한 제어신호를 제공하고 슬립모드로 진입하며, 구동 인식부(215)를 통한 신호에 의해 웨이크업하여 상기 대기전력 사용 선택부(212)를 통해 주전원부에 대기전력 재개를 위한 제어신호를 제공하고 지연부(213)의 지연 후 구동신호부(214)를 통해 전원 스위치 동작을 에뮬레이팅하는 신호를 제공한다.

상기 제어부(216)에는 슬립 앤 웨이크업 수단이 포함될 수 있는데, 슬립 모드에 진입하기 전에 웨이크업 조건을 설정함으로써 해당 웨이크업 상황이 되면 슬립모드가 해제된다. 본 발명의 실시예에서 상기 웨이크업 조건은 전원 스위치 입력에 의한 구동 인식부(215)의 신호 발생으로, 이러한 신호 발생 전까지 전원 제어부(210)는 전체적으로 전력소모가 거의 없게 된다.

한편, 상기 제어부(216)는 웨이크업하여 대기전력 재개를 위한 제어 신호를 제공하고 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅한 신호를 메인보드에 제공한 후 다시 슬립모드로 진입할 수 있는데, 이번의 슬립모드에서는 두가지 상황에서 웨이크업할 수 있다. 즉, 운영체제의 동작에 의해 컴퓨터 시스템이 종료 상태로 진입하여 주 전원부의 주전원이 차단되고 대기전력만 공급될 경우 모드 감시부(211)가 이를 감지하여 상기 제어부(216)에 소정의 신호를 제공하는 경우와 주전원 공급 상태에서 전원 스위치 조작에 의해 전원을 차단하기 위해 전원 스위치를 조작할 때 구동 인식부(215)가 상기 제어부(216)에 소정의 신호를 제공하는 경우이다. 모드 감시부(211)의 동작에 의한 웨이크업인 경우 기존의 설명과 같이 대기전력을 차단시키고 전원 스위치의 동작을 대기하면서 슬립모드에 진입하게 되고, 주전원 인가 상태에서 전원 스위치 조작에 의한 웨이크업인 경우 별도의 조작 없이 주전원 스위치 조작을 에뮬레이팅하는 신호를 메인보드에 전달하여 주전원 차단이 이루어지도록 한다.

한편, 상기 전원 제어부(210)는 도시된 바와 같이 충전 요청부(217)를 더 구성할 수 있는데, 상기 충전 요청부(217)는 상기 전원 제어부(210)에 전원을 제공하는 초절전 전원부(220)가 충전 기능을 가진 경우 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 초절전 전원부(220)가 도 4에 도시한 바와 같이 주전원부의 대기전력을 소스로 충전하는 충전부(222)와 상기 충전부(222)의 충전 잔량을 판단하여 충전이 필요한 경우 상기 전원 제어부(210)에 충전을 요청하는 신호를 제공하는 충전 잔량 판단부(221)를 포함할 경우, 상기 전원 제어부(210)의 충전 요청부(217)는 상기 초절전 전원부(220)의 충전 잔량 판단부(221)의 충전 요청 신호를 수신하여 상기 제어부(216)에 충전 요청 신호를 제공한다.

상기 제어부(216)는 상기 충전 요청부(217)의 신호에 의해서도 슬립모드에서 웨이크업하며, 대기전력이 차단된 경우라면 상기 대기전력 사용 선택부(212)를 통해 대기전력 재개를 요청하는 제어신호를 주전원부에 제공하여 주전원부가 대기전력을 공급하도록 하며 해당 대기전력을 이용하여 상기 초절전 전원부(220)의 충전부(222)가 충전을 실시할 수 있도록 한다. 이후, 충전이 완료되면(상기 충전 잔량 판단부(221)가 충전 완료 시 신호를 제공하거나, 기 설정된 충분한 충전 시간 동안 대기하거나, 상기 전원 제어부(210)가 상기 충전부(222)의 전원을 내장된 아날로그 디지털 변환부를 통해 측정하여 확인) 다시 대기 전력 사용 선택부(212)를 통해 대기전력 차단을 요청하는 제어신호를 주전원부에 제공하여 대기전력 차단 후 슬립모드로 진입한다.

한편, 상기 초절전 전원부(220)의 충전부에 제공되는 충전 소스는 주전원부의 대기전력 뿐만 아니라 주전원부의 주전원도 이용할 수 있으며 컴퓨터 시스템 동작 중에는 주전원을 이용하여 충전을 실시할 수 있다. 즉, 충전부에 충전된 전력이 소모되는 경우는 주전원부에서 제공되는 모든 전원이 차단된 경우로 한정될 수 있다. 결국 이러한 경우 충전 잔량 판단부(221)가 전원 제어부에 충전을 요청한다는 의미는 주전원부로부터 충전 소스가 제공되지 않으면서 충전 잔량이 기준 이하가 되는 경우이므로 대기전력이 차단된 초절전 모드에서 충전 전원이 방전된 상태를 의미한다. 따라서, 이러한 경우 상기와 같이 전원 제어부(210)가 대기전력을 적절히 공급하도록 하는 것으로 충전 전력이 방전되는 경우를 방지하여 안정적인 초절전 제어부 동작이 가능하게 된다.

이러한 방식을 이용할 경우 상기 충전부(222)는 적절한 용량의 전해콘덴서 정도로도 충분히 구성할 수 있으므로 초절전 제어부(220)를 작고 저렴하게 구성할 수있게 되며, 충전부(222) 구성을 수퍼 콘덴서나 배터리 등으로 고급화 할수록 신뢰성을 높일 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시스템 대기전력 차단 과정을 보인 순서도로서, 도시된 바와 같이 컴퓨터 시스템의 메인보드에 주전원부의 주전원이 공급되고 있는 상황에서 상기 초절전 제어부가 주전원부의 출력을 감시한다. 상기 감시는 폴링 방식을 통해서 주기적으로 출력을 감지하는 방식이나 슬립 앤 웨이크업 방식으로 출력을 감지할 수 있는데, 메인 SMPS가 동작을 중단하고 대기전력 동작 상태가 되어 씨피유에만 대기전력이 공급되는 상태인지 판단한다.

만일 씨피유에만 대기전력이 공급되는 것이 확인되면 상기 초절전 제어부는 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력하고 슬립모드 상태로 진입한다.

즉, 대기전력까지 차단되면 실질적으로 컴퓨터 시스템에서는 상기 초절전 제어부가 슬립모드 상태가 되면서 수㎂~수㎁ 정도의 미비한 전류만 흐르게 되므로 실질적으로 대기전력의 소모는 거의 발생하지 않게 되며 이러한 초절전 제어부의 동작 전원이 충전에 의한 것이라면 실질적인 상용전원 소모는 발생하지 않게 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시스템 기동 과정을 보인 순서도로서, 도시한 바와 같이 대기전력 차단에 의해 초절전 제어부만 슬립모드 상태를 유지하고 있는 초절전 제어모드에서, 전원 스위치 입력이 발생하는 경우 상기 슬립모드 상태인 상기 초절전 제어부가 웨이크업하여 상기 주전원부에 상기 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하여 메인보드에 대기전력이 다시 공급되도록 한다.

상기와 같이 대기전력 공급이 재개되면 씨피유에 안정적인 전원이 공급될 때까지 상기 초절전 제어부가 기 설정된 지연시간 대기한 후 메인보드에 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅하는 신호를 제공한다.

이후 메인보드는 상기 전원 스위치 입력 에뮬레이팅 신호에 의해 주전원부에 주전원 공급을 요청하고, 해당 주전원에 의해 부팅과정이 진행된다. 이 과정에서 상기 초절전 제어부의 초절전 제어모드는 해제되며, 필요한 경우 상기 초절전 전원부의 충전이 이루어질 수 있고 후속되는 상태변화(종료에 의한 전원 상태 변경이나 전원 스위치의 입력)가 있을 때까지 다시 슬립모드로 진입하여 상기 초절전 제어부에 의한 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.

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.

20: 메인보드 21: 씨피유
30: 주전원부 31: 메인 SMPS부
32: 대기전력 발생부 50: 전원 스위치
100: 컴퓨터 시스템 200: 초절전 제어부
210: 전원 제어부 220: 초절전 전원부

Claims (11)

1. 제어 신호에 따라 상용전원으로부터 대기전력이나 주전원을 생성하여 제공하는 주전원부와 상기 주전원부를 제어하여 대기전력이나 주전원을 제공받는 메인보드를 포함하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치로서,
   상기 주전원부의 전원 제공 상태를 감시하여 상기 대기전력만 출력하는 경우 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력하고 슬립모드 상태로 진입하며, 상기 전원 스위치 입력이 있는 경우 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하고 기 설정된 지연 후 상기 메인보드에 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅하는 신호를 제공하는 초절전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 초절전 제어부는 상기 주전원부에 내장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 초절전 제어부는
   상기 주전원부의 전원 제공 상태를 감시하고, 상기 주전원부에 제어신호를 제공하며, 상기 메인보드에 전원 스위치 입력에 대응되는 신호를 제공하고, 슬립모드에 진입했다가 전원 스위치 입력에 의해 웨이크업하는 전원 제어부와;
   상기 전원 제어부에 전원을 제공하는 초절전 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 초절전 전원부는 상기 주전원부를 통해 전달되는 상용 전원이나 상기 주전원부의 출력으로부터 전원을 충전하여 상기 전원 제어부에 제공하며, 상기 대기전력 공급 중단 상태에서는 충전 잔량이 기 설정된 수준 이하가 될 경우에만 충전 동작을 실시하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치.
   
5. 제 3항에 있어서, 상기 초절전 전원부는 상기 주전원부를 통해 제공되는 주전원이나 대기전원을 소스로 충전을 실시하는 충전부와, 상기 충전부의 충전 잔량을 판단하여 충전 잔량이 기준 이하일 경우 상기 전원 제어부에 충전 요청 신호를 제공하는 충전 잔량 판단부를 포함하고,
   상기 전원 제어부는 상기 초절전 전원부의 충전 잔량 판단부로부터 충전 요청 신호를 수신할 경우 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하여 충전이 이루어지도록 하고, 충전이 완료되면 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력한 후 슬립모드 상태로 진입하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치.
   
6. 제어 신호에 따라 상용전원으로부터 대기전력이나 주전원을 생성하여 메인보드에 제공하는 주전원부와;
   상기 주전원부가 상기 대기전력만 출력하는 경우 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력하고 슬립모드 상태로 진입하며, 상기 전원 스위치 입력이 있는 경우 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하고 기 설정된 지연 후 상기 메인보드에 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅하는 신호를 제공하는 전원 제어부와;
   상기 주전원부의 출력으로부터 전원을 충전하여 상기 전원 제어부에 제공하는 초절전 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치.
   
7. 제 6항에 있어서, 상기 초절전 전원부는 상기 주전원부를 통해 제공되는 주전원 및 대기전원을 소스로 충전을 실시하는 충전부와, 상기 충전부의 충전 잔량을 판단하여 충전 잔량이 기준 이하일 경우 전원 제어부에 충전 요청 신호를 제공하는 충전 잔량 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치.
   
8. 제 7항에 있어서, 상기 전원 제어부는 상기 초절전 전원부의 충전 잔량 판단부로부터 충전 요청 신호를 수신할 경우 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하여 충전이 이루어지도록 하고, 충전이 완료되면 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력한 후 슬립모드 상태로 진입하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 장치.
   
9. 초절전 제어부가 주전원부의 출력을 감시하여 대기전력만을 출력하는 경우 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력하고 슬립모드 상태로 진입하는 대기전력 차단 단계와;
   슬립모드 상태인 상기 초절전 제어부가 전원 스위치의 동작에 의해 웨이크업하여 상기 주전원부에 상기 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하는 대기전력 재개 단계와;
   상기 대기전력 재개 단계를 통해 대기전력 공급이 재개되면 상기 초절전 제어부가 기 설정된 지연시간 후 메인보드에 전원 스위치 입력을 에뮬레이팅하는 신호를 제공하는 시스템 기동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 방법.
   
10. 제 9항에 있어서, 상기 초절전 제어부가 상기 주전원부를 통해 전달되는 상용 전원이나 상기 주전원부의 출력으로부터 전원을 충전하여 사용하며, 상기 대기전력 공급 중단 상태에서는 상기 충전 잔량이 기 설정된 수준 이하가 될 경우에만 충전 동작을 실시하는 전원 공급 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 방법.
    
11. 제 9항에 있어서, 상기 초절전 제어부가 상기 주전원부를 통해 제공되는 주전원 및 대기전원을 소스로 충전을 실시하고, 상기 초절전 제어부가 슬립모드 상태에서 상기 충전 잔량이 기준 이하가 되면 웨이크업하여 상기 주전원부에 대기전력 공급을 재개시키는 제어신호를 출력하여 충전을 실시하며, 충전이 완료되면 상기 주전원부에 대기전력 공급을 중단시키는 제어신호를 출력한 후 슬립모드 상태로 진입하는 전원 공급 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 시스템의 초절전 전원 관리 방법.
    

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