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KR20110027520A - Standby power reduction system and electrical and electronic device using energy scavenging - Google Patents

Standby power reduction system and electrical and electronic device using energy scavenging Download PDF

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KR20110027520A
KR20110027520A KR1020090107572A KR20090107572A KR20110027520A KR 20110027520 A KR20110027520 A KR 20110027520A KR 1020090107572 A KR1020090107572 A KR 1020090107572A KR 20090107572 A KR20090107572 A KR 20090107572A KR 20110027520 A KR20110027520 A KR 20110027520A
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South Korea
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power
electrical
electronic device
signal
energy
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김호성
강성묵
박경진
박재우
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 에너지 스캐밴징을 이용한 대기전력 저감 시스템 및 전기전자장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 에너지 스캐밴징(Energy Scavenging)을 이용한 전기전자장치의 대기전력 저감 시스템으로서, 상기 전기전자장치의 동작모드을 위한 전원을 공급하는 교류 파워라인; 에너지 스캐밴징을 통해 전기 에너지를 충전하며, 상기 전기전자장치로 대기모드를 위한 전원을 공급하는 에너지 스캐밴징 파워 서플라이; 및 상기 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이와 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 스위칭부를 포함하되, 상기 전기전자장치는 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 스위칭부에 상기 전기전자장치와 상기 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이 중 하나와의 연결을 위한 제어 신호를 전송하는 대기전력 저감 시스템이 제공된다. 본 발명에 따르면 주전원에 의한 전기전자장치 대기전력 소모를 제거할 수 있는 장점이 있다.The present invention discloses a standby power reduction system and an electronic device using energy scavenging. According to the present invention, a standby power reduction system of an electronic device using energy scavenging (Energy Scavenging), AC power line for supplying power for the operation mode of the electronic device; An energy scavenging power supply that charges electrical energy through energy scavenging and supplies power to the electrical and electronic device for a standby mode; And a switching unit disposed between the alternating current power line and the energy scavenging power supply and the electrical and electronic device, wherein the electrical and electronic device receives the user's operation mode or standby mode switching request from the switching unit. And a standby power reduction system for transmitting a control signal for connection with one of the AC power line and the energy scavenging power supply. According to the present invention has the advantage that can eliminate the standby power consumption of the electrical and electronic device by the main power source.

에너지 스캐밴징, 대기전력, 파워, 태양전지, 압전소자, 열전소자 Energy scavenging, standby power, power, solar cell, piezoelectric element, thermoelectric element

Description

에너지 스캐밴징을 이용한 대기전력 저감 시스템 및 전기전자장치{Standby Power Reduction System and Electrical/Electronic Apparatus using Energy Scavenging}Standby Power Reduction System and Electrical / Electronic Apparatus using Energy Scavenging}

본 발명은 에너지 스캐밴징을 이용한 대기전력 저감 시스템 및 전기전자장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 TV와 같은 가전제품의 대기전력 낭비를 제거할 수 있는 시스템 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a standby power reduction system and an electronic device using energy scavenging, and more particularly, to a system and an apparatus capable of eliminating standby power waste of home appliances such as a TV.

근래에 에너지 소모를 최소화하기 위한 관심이 높아짐에 따라 각 가정 내에 구비된 전기전자장치의 대기전력까지도 최소화하기 위한 연구가 진행되고 있다. Recently, as interest in minimizing energy consumption increases, researches for minimizing standby power of electric and electronic devices provided in each home are being conducted.

특히 TV, 컴퓨터, 셋탑박스와 같은 전기전자장치는 리모트컨트롤러로부터의 입력 신호에 따라 전원이 완전히 차단된 상태가 아니라 대기모드로 전환되며, 이러한 대기모드에서도 전력 소비가 이루어진다. In particular, electric and electronic devices such as TVs, computers, and set-top boxes are switched to standby mode instead of being completely shut off according to input signals from the remote controller, and power consumption is performed even in these standby modes.

이처럼 소정 장치들은 대기모드에 있는 경우에도 전력을 소모하기 때문에 이를 절감하기 위한 방안이 연구되고 있다.As such, since some devices consume power even in the standby mode, a method for reducing the power consumption has been studied.

한편, 근래에는 에너지 활용도를 높이기 위한 에너지 스캐밴징(Energy Scavenging) 기술이 부각되고 있다. Recently, energy scavenging technology for increasing energy utilization is emerging.

에너지 스캐밴징은 주변의 에너지를 전기 에너지로 변환하여 유효 전원을 획득하는 기술로서, 에너지 하베스팅이라고도 하며, 예컨대 사람의 움직임에 의한 진동, 건물이나 교량, 송수관과 같은 구조물의 진동, 자동차 열, 지열, 빛 등 사용되지 않고 버려지는 에너지로부터 수 ㎼에서 수 ㎽급 전력을 추출하는 기술을 의미한다.Energy scavenging is a technology that obtains an effective power source by converting surrounding energy into electrical energy. Also known as energy harvesting, vibrations caused by human movement, vibrations of structures such as buildings, bridges, water pipes, automobile heat, and geothermal energy In other words, it refers to a technique for extracting several to several kilowatts of power from energy that is discarded without being used.

상기와 같이 에너지 스캐밴징을 통해 낮은 전력을 추출할 수 있으며, 이를 전기전자장치에 적용하여 대기전력 소모마저도 줄이기 위한 방안이 절실히 요구되고 있다.As described above, low power can be extracted through energy scavenging, and there is an urgent need for a method for reducing standby power consumption by applying the same to an electrical and electronic device.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 에너지 스캐밴징을 이용하여 전기전자장치의 대기전력 소모를 제거할 수 있는 시스템 및 장치를 제안하고자 한다.The present invention to solve the problems of the prior art as described above, to propose a system and apparatus that can eliminate the standby power consumption of the electrical and electronic device using energy scavenging.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 에너지 스캐밴징(Energy Scavenging)을 이용한 전기전자장치의 대기전력 저감 시스템으로서, 상기 전기전자장치의 동작모드을 위한 전원을 공급하는 교류 파워라인; 에너지 스캐밴징을 통해 전기 에너지를 충전하며, 상기 전기전자장치로 대기모드를 위한 전원을 공급하는 에너지 스캐밴징 파워 서플라이; 및 상기 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이와 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 스위칭부를 포함하되, 상기 전기전자장치는 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 스위칭부에 상기 전기전자장치와 상기 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이 중 하나와의 연결을 위한 제어 신호를 전송하는 대기전력 저감 시스템이 제공된다. According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, a standby power reduction system of an electrical and electronic device using energy scavenging (Energy Scavenging), AC power for supplying power for the operation mode of the electrical and electronic device line; An energy scavenging power supply that charges electrical energy through energy scavenging and supplies power to the electrical and electronic device for a standby mode; And a switching unit disposed between the alternating current power line and the energy scavenging power supply and the electrical and electronic device, wherein the electrical and electronic device receives the user's operation mode or standby mode switching request from the switching unit. And a standby power reduction system for transmitting a control signal for connection with one of the AC power line and the energy scavenging power supply.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 에너지 스캐밴징(Energy Scavenging)을 이용한 전기전자장치의 대기전력 저감 시스템으로서, 상기 전기전자장치의 동작모드을 위한 전원을 공급하는 교류 파워라인; 에너지 스캐밴징을 통해 전기 에너지를 충전하며, 상기 전기전자장치로 대기모드를 위한 전원을 공급하는 에너지 스캐밴징 파 워 서플라이; 및 상기 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이와 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 전원제어부를 포함하되, 상기 전원제어부는 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 전기전자장치와 상기 교류 파워라인의 연결을 제어하는 대기전력 저감 시스템이 제공된다. According to another aspect of the present invention, a standby power reduction system of an electronic device using energy scavenging (Energy Scavenging), AC power line for supplying power for the operation mode of the electronic device; An energy scavenging power supply that charges electrical energy through energy scavenging and supplies power to the electrical and electronic device for a standby mode; And a power control unit disposed between the AC power line and the energy scavenging power supply and the electrical and electronic device, wherein the power control unit receives the user's operation mode or standby mode switching request. There is provided a standby power reduction system for controlling the connection of lines.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 에너지 스캐밴징(Energy Scavenging) 파워 서플라이에 연결되어 대기전력 저감이 가능한 전기전자장치로서, 교류 파워라인으로부터 공급된 교류 전원을 직류 전압으로 변환하는 교류-직류 변환부; 상기 교류-직류 변환부로부터 공급된 전원을 이용하여 메인 기능을 수행하는 메인 제어부; 및 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청을 수신 처리하는 대기상태처리부를 포함하되, 상기 대기상태처리부는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 에너지 스캐밴징 파워 서플라이로부터 대기모드를 위한 전원이 공급되도록 한 후에 상기 교류 파워라인으로부터 상기 교류-직류 변환부로의 전원 공급을 차단하는 전기전자장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, an AC-DC converter connected to an energy scavenging power supply and capable of reducing standby power, and converts AC power supplied from an AC power line into DC voltage. ; A main control unit performing a main function by using the power supplied from the AC-DC converter; And a standby state processing unit configured to receive and process a user's operation mode or standby mode switching request, wherein the standby state processing unit receives power for the standby mode from the energy scavenging power supply upon receiving the standby mode switching request. An electrical and electronic device for interrupting power supply from the AC power line to the AC-DC converter is provided.

본 발명에 따르면, 전기전자장치가 대기모드로 전환되는 경우에는 주전원에 해당하는 AC 파워라인에서 전기전자장치로의 전원을 차단하고 에너지 스캐밴징을 통해 충전된 전원을 전기전자장치로 공급하기 때문에 대기모드에서 주전원을 통한 에너지 소모를 제거할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, when the electronic device is switched to the standby mode, the power is cut off from the AC power line corresponding to the main power source to the electronic device and supplies power to the electronic device through the energy scavenging standby. The mode has the advantage of eliminating energy consumption through the mains.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate a thorough understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same means regardless of the number of the drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에너지 스캐밴징을 이용한 대기전력 저감 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a standby power reduction system using energy scavenging according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대기전력 저감 시스템은 교류 파워라인(100), 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102), 스위칭부(104) 및 전기전자장치(106)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the standby power reduction system according to the present invention may include an AC power line 100, an energy scavenging power supply 102, a switching unit 104, and an electrical and electronic device 106. .

교류(Alternating Current: AC) 파워라인(100)은 전기전자장치(106)의 동작 모드를 위한 전원을 공급한다. Alternating Current (AC) power line 100 supplies power for an operating mode of electrical and electronic device 106.

본 발명에 따른 전기전자장치(106)는 TV, 컴퓨터 또는 셋탑박스와 같이 소정 기능 수행을 위한 동작모드와 리모트컨트롤러(108)의 신호 수신을 위한 대기모드로 전환되는 장치를 포함할 수 있다. The electronic and electronic device 106 according to the present invention may include a device which switches to an operation mode for performing a predetermined function and a standby mode for receiving a signal of the remote controller 108 such as a TV, a computer, or a set-top box.

본 발명에 따른 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)는 전기전자장치(106)의 대기모드를 위한 전원을 공급하며, 바람직하게, 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)는 가정과 같은 소정 공간에서 버려지는 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있으며, 이를 전기전자장치(106)의 대기전력을 위한 전원으로 공급한다. The energy scavenging power supply 102 according to the present invention supplies power for the standby mode of the electrical and electronic device 106. Preferably, the energy scavenging power supply 102 supplies energy to be discarded in a predetermined space such as a home. It can be converted into electrical energy, which is supplied as a power source for the standby power of the electrical and electronic device 106.

여기서, 유휴 에너지는 주변 조명으로부터의 빛 에너지, 주변 진동으로부터의 진동 에너지 및 주변 열원에 의해 열 에너지를 모두 포함할 수 있다. Here, the idle energy may include all of the light energy from the ambient light, the vibration energy from the ambient vibration, and the thermal energy by the ambient heat source.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 스위칭부(104)는 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신 시, 전기전자장치(106)로부터 수신되는 제어 신호에 따른 스위칭 동작을 수행한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the switching unit 104 performs a switching operation according to a control signal received from the electrical and electronic device 106, upon receiving a user's operation mode or standby mode switch request.

동작모드 시, 스위칭부(104)는 전기전자장치(106)가 교류 파워라인(100)으로부터 전원을 공급받도록 하며, 사용자가 동작모드에서 대기모드로의 전환을 요청하는 경우, 전기전자장치(106)는 스위칭부(104)로 이에 상응하는 제어 신호를 전송하며, 전기전자장치(106)가 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)로부터 전원을 공급받도록 한다. In the operation mode, the switching unit 104 causes the electrical and electronic device 106 to receive power from the AC power line 100, and when the user requests the transition from the operation mode to the standby mode, the electrical and electronic device 106. ) Transmits a corresponding control signal to the switching unit 104, which causes the electrical and electronic device 106 to receive power from the energy scavenging power supply 102.

일반적인 전기전자장치(106)는 교류 파워라인(100)으로부터 공급된 교류 전원을 직류로 변환하기 위한 변환기를 구비하고 있는데, 이러한 변환을 위해 많은 전력이 소모되며, 낮은 전력이 요구되는 대기모드에서 교류 파워라인(100)으로부터 전원을 공급받는 경우에는 불필요한 전력 소모가 발생하게 된다. The general electrical and electronic device 106 is provided with a converter for converting the AC power supplied from the AC power line 100 to a direct current, a large amount of power is consumed for this conversion, the AC in the standby mode requiring low power When power is supplied from the power line 100, unnecessary power consumption occurs.

이를 위해, 본 발명에 따른 시스템은 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)와 전기전자장치(106) 사이에 스위칭부(104)를 제공하고, 스위칭부(104)가 대기모드 시에는 전기전자장치(106)가 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)로부터 전원을 공급받도록 하며, 이후 교류 파워라인(100)과 전기전자장치(106)의 연결을 끊는 과정을 수행하게 된다. To this end, the system according to the present invention provides a switching unit 104 between the energy scavenging power supply 102 and the electrical and electronic device 106, the electrical and electronic device 106 when the switching unit 104 is in standby mode. ) Receives power from the energy scavenging power supply 102, and then performs a process of disconnecting the AC power line 100 from the electrical and electronic device 106.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기전력 저감 시스템의 상세 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of a standby power reduction system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기전자장치(106)는 교류-직류 변환부(200), 메인 기능을 수행하기 위한 메인 제어부(202) 및 대기상태처리부(204)를 포함할 수 있으며, 대기상태처리부(204)는 마이크로컨트롤러유닛(Micro Controller Unit: MCU, 210), 신호 수신부(212) 및 직류-직류 변환부(214)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, the electrical and electronic device 106 according to the present invention may include an AC-DC converter 200, a main controller 202 for performing a main function, and a standby state processor 204. The standby state processing unit 204 may include a micro controller unit (MCU) 210, a signal receiving unit 212, and a DC-DC converter 214.

여기서, 신호 수신부(212)는 리모트컨트롤러(108)로부터 무선 신호를 수신하는 것으로서, 하기에서는 리모트컨트롤러(108)는 적외선 신호(InfraRed) 신호를 송신하며, 신호 수신부(212)는 IR 신호 수신부인 것으로 설명한다. Here, the signal receiver 212 receives a wireless signal from the remote controller 108, in the following, the remote controller 108 transmits an infrared signal (InfraRed) signal, the signal receiver 212 is an IR signal receiver Explain.

그러나 이에 한정됨이 없이 RF 신호와 같은 무선 신호가 본 발명의 범주에 포함될 수 있다는 점을 당업자는 이해하여야 할 것이다. However, one of ordinary skill in the art will appreciate that a wireless signal such as an RF signal may be included in the scope of the present invention without being limited thereto.

본 발명에 따른 스위칭부(104)는 교류 파워라인(100)과 교류-직류 변환 부(200) 사이에 배치되는 제1 스위치(220)와 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)와 전기전자장치(106) 사이에 배치되는 제2 스위치(222)를 포함할 수 있다. The switching unit 104 according to the present invention includes a first switch 220, an energy scavenging power supply 102, and an electrical and electronic device 106 disposed between the AC power line 100 and the AC-DC conversion unit 200. It may include a second switch 222 disposed between).

하기에서는 동작모드와 대기모드 사이에서 대기전력 시스템의 동작을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the operation of the standby power system between the operation mode and the standby mode will be described in detail.

우선, 전기전자장치(106)가 동작모드에서 대기모드로 전환되는 경우를 예로 들어 설명한다. First, an example in which the electronic and electronic device 106 is switched from the operation mode to the standby mode will be described.

신호 수신부(212)에 리모트컨트롤러(108)의 대기모드 요청에 상응하는 IR 신호가 수신되는 경우, 마이크로컨트롤러유닛(210)은 우선 제2 스위치(222)로 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)와 직류-직류 변환부(214)를 연결하기 위한 온 신호를 전송하고, 제2 스위치(222)가 온 된 후에 제1 스위치(220)로 교류 파워라인(100)과 교류-직류 변환부(200)의 연결을 차단하기 위한 오프 신호를 전송한다. When the IR signal corresponding to the standby mode request of the remote controller 108 is received by the signal receiving unit 212, the microcontroller unit 210 first transmits the energy scavenging power supply 102 and the direct current to the second switch 222. Transmits an ON signal for connecting the DC converter 214, and the second switch 222 is turned on to the first switch 220 of the AC power line 100 and the AC-DC converter 200. Send off signal to disconnect the connection.

동작모드에서 대기상태처리부(204)는 교류 파워라인(100)으로부터 전원을 공급받지만, 상기와 같이 대기모드 시에는 교류 파워라인(100)과의 연결을 끊고 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)로부터 전원을 공급받게 된다. In the operation mode, the standby state processing unit 204 receives power from the AC power line 100, but disconnects from the AC power line 100 in the standby mode as described above, and supplies power from the energy scavenging power supply 102. Will be supplied.

즉, 대기모드 시에는 대기상태처리부(204)의 마이크로컨트롤러유닛(210) 및 신호 수신부(212)가 대기전력을 소모하게 되며, 이때 낮은 대기전력을 위한 전원을 교류 파워라인(100)이 아닌 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)를 통해 공급받게 되는 것이다. That is, in the standby mode, the microcontroller unit 210 and the signal receiver 212 of the standby state processing unit 204 consume standby power. In this case, the power for the low standby power is not the AC power line 100 but the energy. It is supplied through the scavenging power supply 102.

반면, 신호 수신부(212)에 대기모드에서 동작모드로의 전환을 위한 IR 신호가 수신되는 경우 마이크로컨트롤러유닛(210)은 먼저 제1 스위치(220)에 온 신호를 전송하며, 교류 파워라인(100)과 교류-직류 변환부(200)가 연결된 이후에 제2 스위치(222)로 오프 신호를 전송하게 된다. On the other hand, when the IR signal for switching from the standby mode to the operation mode is received in the signal receiving unit 212, the microcontroller unit 210 first transmits the on signal to the first switch 220, AC power line 100 ) And the AC-DC converter 200 transmits an OFF signal to the second switch 222.

본 발명에 따르면, 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)는 상기와 같이 제2 스위치(222)가 오프되는 경우에 에너지 스캐밴징을 통해 전기 에너지를 충전한다. According to the present invention, the energy scavenging power supply 102 charges electrical energy through energy scavenging when the second switch 222 is turned off as described above.

도 3에 도시된 바와 같이, 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(102)는 에너지 변환부(300) 및 충전부(302)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the energy scavenging power supply 102 may include an energy converter 300 and a charger 302.

여기서, 에너지 변환부(300)는 주변 유휴 에너지를 전기 에너지로 변환하는 소자로서, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전소자, 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전소자 및 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 열전소자를 포함할 수 있다. Here, the energy conversion unit 300 is a device for converting ambient idle energy into electrical energy, an optoelectronic device for converting light energy into electrical energy, a piezoelectric element for converting vibration energy into electrical energy, and thermal energy into electrical energy. It may include a thermoelectric element.

광전소자는 태양전지(솔라셀)이 이용될 수 있으며, 가정 내에 조명 또는 LED TV와 같은 디스플레이 장치를 통해 제공되는 광 에너지를 전기 에너지 변환할 수 있다. As the optoelectronic device, a solar cell (solar cell) may be used, and electrical energy may be converted into light energy provided through a display device such as a lighting or an LED TV in a home.

압전소자는 PVDF(Polyvinylidene Fluoride) 또는 PZT(Lead zirconate titanate) 등을 포함할 수 있으며, 예를 들어, PVDF 소자를 캔틸레버 또는 멤브레인 형태로 구성하여 진동을 전기 에너지로 변환할 수 있다. The piezoelectric element may include polyvinylidene fluoride (PVDF) or lead zirconate titanate (PZT). For example, the PVDF element may be configured as a cantilever or a membrane to convert vibration into electric energy.

에너지 스캐밴징을 이용하여 전기 에너지를 충전하는 경우에 비록 그 양이 작기는 하지만, 이러한 전기 에너지는 전기전자장치의 대기모드시 소모되는 전력을 공급하기는 충분하다. When charging electrical energy using energy scavenging, although the amount is small, this electrical energy is sufficient to supply power consumed in the standby mode of the electrical and electronic device.

상기와 같은 에너지 변환부(300)에서 변환된 전기 에너지는 충전부(302)에 충전되며, 충전된 전기 에너지는 추후 대기모드에서 제2 스위치(222)가 온 되는 경우에 대기모드에서 IR 신호 수신 및 제어 신호 전송을 위해 이용된다.The electrical energy converted by the energy conversion unit 300 as described above is charged in the charging unit 302, and the charged electrical energy is received in the standby mode when the second switch 222 is turned on in the standby mode and Used for control signal transmission.

상기에서는 전기전자장치 내부에서 각 스위치를 위한 제어신호를 전송하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 하기에서와 같이 전기전자장치와 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이의 연결 제어를 위한 구성이 전기전자장치 외부에 구비되는 것도 본 발명의 범주에 포함될 수 있다. In the above description, the control signal for each switch is transmitted within the electronic device. However, the configuration for controlling the connection between the electronic device, the AC power line, and the energy scavenging power supply is as follows. Also provided in the can be included in the scope of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 스캐밴징을 이용한 대기전력 저감 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a configuration of a standby power reduction system using energy scavenging according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기전력 저감 시스템은 교류 파워라인(400), 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(402), 전원제어부(404) 및 전기전자장치(406)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4, a standby power reduction system according to another embodiment of the present invention may include an AC power line 400, an energy scavenging power supply 402, a power control unit 404, and an electrical and electronic device 406. It may include.

도 1에서와 마찬가지로, 교류 파워라인(400)은 전기전자장치(406)의 동작모드을 위한 전원을 공급하며, 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(402)는 에너지 스캐밴징을 통해 전기 에너지를 충전하며, 전기전자장치(406)로 대기모드를 위한 전원을 공급한다. As in FIG. 1, AC power line 400 supplies power for the operating mode of electrical and electronic device 406, and energy scavenging power supply 402 charges electrical energy through energy scavenging, The device 406 supplies power for the standby mode.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전원제어부(404)는 교류 파워라인(400) 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(402) 사이에 배치되며, 이때, 전원제어부(404)는 전기전자장치(406)와는 별개로 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the power control unit 404 is disposed between the AC power line 400 and the energy scavenging power supply 402, wherein the power control unit 404 is different from the electrical and electronic device 406. It may be provided separately.

본 발명에 따른 전원제어부(404)는 리모트컨트롤러(408)로부터 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청을 직접 수신하며, 수신된 신호에 따라 전기전자장 치와 교류 파워라인의 연결을 제어하게 된다. The power control unit 404 according to the present invention directly receives a user's operation mode or standby mode switching request from the remote controller 408, and controls the connection of the electrical equipment and the AC power line according to the received signal.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기전력 저감 시스템의 상세 구성을 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a detailed configuration of a standby power reduction system according to another embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대기전력 저감 시스템에서, 전원제어부(404)는 스위치(500), 직류-직류 변환부(502), 제1 마이크로컨트롤러유닛(504), 제1 신호 수신부(506)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5, in the standby power reduction system according to the present invention, the power controller 404 may include a switch 500, a DC-DC converter 502, a first microcontroller unit 504, and a first signal. It may include a receiver 506.

또한, 전기전자장치(406)는 교류-직류 변환부(510), 주요 기능을 수행하는 메인 제어부(512), 제2 신호 수신부(514) 및 제2 마이크로컨트롤러유닛(516)을 포함할 수 있다. In addition, the electrical and electronic device 406 may include an AC-DC converter 510, a main controller 512 performing a main function, a second signal receiver 514, and a second microcontroller unit 516. .

도 5를 참조하여 동작모드 및 대기모드에서의 과정을 상세하게 설명하며, 우선 전기전자장치(406)가 동작모드에 있는 경우를 예로 들어 설명한다. A process in the operation mode and the standby mode will be described in detail with reference to FIG. 5. First, an example in which the electronic and electronic device 406 is in the operation mode will be described.

리모트컨트롤러(408)가 대기모드 전환을 위한 신호를 전송하는 경우, 전원제어부(404)의 제1 신호 수신부(506)가 리모트컨트롤러(408)의 신호를 수신하며, 제1 마이크로컨트롤러유닛(504)은 스위치(500)로 오프 신호를 전송한다. When the remote controller 408 transmits a signal for changing the standby mode, the first signal receiver 506 of the power controller 404 receives the signal of the remote controller 408, and the first microcontroller unit 504 Transmits an off signal to switch 500.

이에 따라 교류 파워라인(400)에서 전기전자장치(406)로의 전원 공급이 차단된다. Accordingly, the power supply from the AC power line 400 to the electrical and electronic device 406 is cut off.

한편, 전기전자장치(406)의 제2 신호 수신부(514)도 리모트컨트롤러(408)의 신호를 수신하며, 제2 마이크로컨트롤러(516)는 전기전자장치를 오프시킨다. Meanwhile, the second signal receiver 514 of the electrical and electronic device 406 also receives a signal from the remote controller 408, and the second microcontroller 516 turns off the electrical and electronic device.

대기모드 시에는 전원 제어부(404)에만 전원이 공급되며, 전원 제어부(404)에 포함된 직류-직류 변환부(502)는 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(402)에 공급된 직류 전원을 낮은 전압의 직류로 변환하여 제1 마이크로컨트롤러유닛(504) 및 제1 신호 수신부(506)에 공급한다. In the standby mode, power is supplied only to the power control unit 404, and the DC-DC converter 502 included in the power control unit 404 converts the DC power supplied to the energy scavenging power supply 402 into a low voltage DC. Is converted into and supplied to the first microcontroller unit 504 and the first signal receiver 506.

대기모드에서, 리모트컨트롤러(408)가 동작모드로의 전환을 위한 신호가 전송되는 경우, 전원제어부(404)의 제1 마이크로컨트롤러유닛(504)는 스위치(500)로 온 신호를 전송한다. In the standby mode, when a signal for switching the remote controller 408 to the operation mode is transmitted, the first microcontroller unit 504 of the power controller 404 transmits an on signal to the switch 500.

스위치(500)가 온 되는 경우, 교류-직류 변환부(510)는 교류 파워라인(400)으로부터의 교류 전원을 직류로 변환하여 메인 제어부(512), 제2 신호 수신부(514) 및 제2 마이크로컨트롤러유닛(516)으로 공급한다. When the switch 500 is turned on, the AC-DC converter 510 converts AC power from the AC power line 400 into DC, thereby controlling the main controller 512, the second signal receiver 514, and the second microcomputer. Supply to the controller unit 516.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(402) 및 직류-직류 변환부(502) 사이에 별도의 스위치가 제공될 수 있으며, 전기전자장치(406)의 동작모드 시 스위치가 오프된다. According to another embodiment of the present invention, a separate switch may be provided between the energy scavenging power supply 402 and the DC-DC converter 502, and the switch is turned off in the operation mode of the electrical and electronic device 406. do.

상기한 스위치 오프 시, 즉 전기전자장치의 동작모드 시 에너지 스캐밴징 파워 서플라이(402)는 전원제어부(404)로의 전원 공급을 차단하고, 전기 에너지 변환 및 이의 충전 과정을 수행한다. The energy scavenging power supply 402 cuts off the power supply to the power control unit 404 at the time of the switch-off, that is, in the operation mode of the electric and electronic device, and performs the electric energy conversion and charging process thereof.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에너지 스캐밴징을 이용한 대기전력 저감 시스템의 구성을 도시한 도면.1 is a view showing the configuration of a standby power reduction system using energy scavenging according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기전력 저감 시스템의 상세 구성을 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a detailed configuration of a standby power reduction system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 에너지 스캐밴징 파워 서플라이의 상세 구성을 도시한 도면. Figure 3 shows a detailed configuration of the energy scavenging power supply according to the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 에너지 스캐밴징을 이용한 대기전력 저감 시스템의 구성을 도시한 도면.4 is a diagram illustrating a configuration of a standby power reduction system using energy scavenging according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대기전력 저감 시스템의 상세 구성을 도시한 도면.5 is a diagram illustrating a detailed configuration of a standby power reduction system according to another embodiment of the present invention.

Claims (13)

에너지 스캐밴징(Energy Scavenging)을 이용한 전기전자장치의 대기전력 저감 시스템으로서, As a standby power reduction system of electric and electronic devices using energy scavenging, 상기 전기전자장치의 동작모드을 위한 전원을 공급하는 교류 파워라인;An AC power line for supplying power for an operation mode of the electrical and electronic device; 에너지 스캐밴징을 통해 전기 에너지를 충전하며, 상기 전기전자장치로 대기모드를 위한 전원을 공급하는 에너지 스캐밴징 파워 서플라이; 및An energy scavenging power supply that charges electrical energy through energy scavenging and supplies power to the electrical and electronic device for a standby mode; And 상기 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이와 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 스위칭부를 포함하되, A switching unit disposed between the AC power line and the energy scavenging power supply and the electrical and electronic device, 상기 전기전자장치는 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 스위칭부에 상기 전기전자장치와 상기 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이 중 하나와의 연결을 위한 제어 신호를 전송하는 대기전력 저감 시스템.The electrical and electronic device transmits a control signal for connecting the electrical and electronic device with one of the AC power line and the energy scavenging power supply to the switching unit upon receiving a user's operation mode or standby mode switching request. Abatement system. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 스위칭부는, The switching unit, 상기 교류 파워라인 및 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 제1 스위치; 및A first switch disposed between the AC power line and the electrical and electronic device; And 상기 에너지 스캐밴징 파워 서플라이 및 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 제2 스위치를 포함하는 대기전력 저감 시스템.And a second switch disposed between the energy scavenging power supply and the electrical and electronic device. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 전기전자장치는 대기상태처리부를 포함하며, The electrical and electronic device includes a standby state processing unit, 상기 대기상태처리부는, The standby state processing unit, 리모트 컨트롤러로부터 무선 신호를 수신하는 신호 수신부; 및A signal receiver for receiving a radio signal from a remote controller; And 상기 수신된 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스위치에 각각 제어 신호를 전송하는 마이크로컨트롤러유닛을 포함하는 대기전력 저감 시스템.And a microcontroller unit for transmitting a control signal to the first and second switches, respectively, according to the received signal. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 대기상태처리부는 직류-직류 변환부(DC-DC Converter)를 포함하며, The standby state processing unit includes a DC-DC converter, 상기 마이크로컨트롤러유닛은 상기 신호가 대기모드 전환 요청 신호인 경우, 상기 제2 스위치로 온 신호를 전송한 후에 상기 제1 스위치로 오프 신호를 전송하며, When the signal is a standby mode switch request signal, the microcontroller unit transmits an off signal to the first switch after transmitting an on signal to the second switch, 상기 직류-직류 변환부는 상기 제2 스위치가 온 되는 경우, 상기 에너지 스캐밴징 파워 서플라이로부터 상기 신호 수신부 및 상기 마이크로컨트롤러유닛으로 전원을 공급하는 대기전력 저감 시스템.And the DC-DC converter is configured to supply power to the signal receiver and the microcontroller unit from the energy scavenging power supply when the second switch is turned on. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 전기전자장치는 상기 교류 파워라인으로부터 공급된 교류를 직류로 변환하는 교류-직류 변환부 및 메인 제어부를 더 포함하며, The electrical and electronic device further includes an AC-DC converter and a main controller for converting AC supplied from the AC power line into DC. 상기 마이크로컨트롤러유닛은 상기 신호가 동작모드 전환 요청 신호인 경우, 상기 제1 스위치로 온 신호를 전송한 후에 상기 제2 스위치로 오프 신호를 전송하며, When the signal is the operation mode switch request signal, the microcontroller unit transmits an off signal to the second switch after transmitting an on signal to the first switch, 상기 교류-직류 변환부는 상기 제1 스위치가 온 되는 경우, 상기 교류 파워라인로부터 상기 메인 제어부 및 상기 대기상태처리부로 전원을 공급하는 대기전력 저감 시스템.And the AC-DC converter supplies power to the main control unit and the standby state processing unit from the AC power line when the first switch is turned on. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 에너지 스캐밴징 파워 서플라이는,The energy scavenging power supply, 광 에너지, 진동 에너지 및 열 에너지 중 적어도 하나를 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환부; 및 An energy conversion unit converting at least one of light energy, vibration energy, and thermal energy into electrical energy; And 상기 변환된 전기 에너지를 충전하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 저감 시스템.Standby power reduction system comprising a charging unit for charging the converted electrical energy. 에너지 스캐밴징(Energy Scavenging)을 이용한 전기전자장치의 대기전력 저감 시스템으로서, As a standby power reduction system of electric and electronic devices using energy scavenging, 상기 전기전자장치의 동작모드을 위한 전원을 공급하는 교류 파워라인;An AC power line for supplying power for an operation mode of the electrical and electronic device; 에너지 스캐밴징을 통해 전기 에너지를 충전하며, 상기 전기전자장치로 대기모드를 위한 전원을 공급하는 에너지 스캐밴징 파워 서플라이; 및An energy scavenging power supply that charges electrical energy through energy scavenging and supplies power to the electrical and electronic device for a standby mode; And 상기 교류 파워라인 및 에너지 스캐밴징 파워 서플라이와 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 전원제어부를 포함하되, A power control unit disposed between the AC power line and the energy scavenging power supply and the electrical and electronic device, 상기 전원제어부는 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 전기전자장치와 상기 교류 파워라인의 연결을 제어하는 대기전력 저감 시스템.The power control unit is a standby power reduction system for controlling the connection of the electrical and electronic device and the AC power line, upon receiving a user's operation mode or standby mode switch request. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 전원제어부는, The power control unit, 상기 교류 파워라인에 연결되는 스위치-상기 스위치는 상기 전기전자장치의 교류-직류 변환부에 연결됨-;A switch connected to the AC power line, wherein the switch is connected to an AC-DC converter of the electrical and electronic device; 상기 에너지 스캐밴징 파워 서플라이에 연결되는 직류-직류 변환부; 및A DC-DC converter connected to the energy scavenging power supply; And 상기 전기전자장치의 대기모드 시, 상기 스위치를 오프시키며 상기 직류-직류 변환부로부터 전원을 공급받는 제1 마이크로컨트롤러유닛을 포함하는 대기전력 저감 시스템.And a first microcontroller unit which switches off the switch and receives power from the DC-DC converter in the standby mode of the electrical and electronic device. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 전원제어부는 리모트 컨트롤러로부터 무선 신호를 수신하는 제1 신호 수신부를 더 포함하며, The power control unit further includes a first signal receiving unit for receiving a radio signal from a remote controller, 상기 전기전자장치는 상기 리모트 컨트롤러로부터 무선 신호를 수신하는 제2 신호 수신부 및 상기 신호에 따라 전기전자장치의 온 오프를 제어하는 제2 마이크로컨트롤러유닛을 포함하는 대기전력 저감 시스템.The electrical and electronic device includes a second signal receiving unit for receiving a wireless signal from the remote controller and a standby power reduction system including a second microcontroller unit for controlling the on and off of the electrical and electronic device in accordance with the signal. 에너지 스캐밴징(Energy Scavenging) 파워 서플라이에 연결되어 대기전력 저 감이 가능한 전기전자장치로서, Energy Scavenging An electrical and electronic device capable of reducing standby power when connected to a power supply. 교류 파워라인으로부터 공급된 교류 전원을 직류 전압으로 변환하는 교류-직류 변환부;An AC-DC converter that converts AC power supplied from an AC power line into a DC voltage; 상기 교류-직류 변환부로부터 공급된 전원을 이용하여 메인 기능을 수행하는 메인 제어부; 및A main control unit performing a main function by using the power supplied from the AC-DC converter; And 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청을 수신 처리하는 대기상태처리부를 포함하되, Including a standby state processing unit for receiving and processing the user's operation mode or standby mode switch request, 상기 대기상태처리부는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 에너지 스캐밴징 파워 서플라이로부터 대기모드를 위한 전원이 공급되도록 한 후에 상기 교류 파워라인으로부터 상기 교류-직류 변환부로의 전원 공급을 차단하는 전기전자장치.The standby state processing unit, upon receiving a standby mode switch request, the power supply for the standby mode from the energy scavenging power supply after the power supply from the AC power line to the AC-DC converter. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 교류 파워라인 및 상기 전기전자장치 사이에 제1 스위치가 배치되고, 상기 에너지 스캐밴징 파워 서플라이 및 상기 전기전자장치 사이에 배치되는 제2 스위치가 배치되며, A first switch is disposed between the AC power line and the electrical and electronic device, and a second switch is disposed between the energy scavenging power supply and the electrical and electronic device, 상기 대기상태처리부는 사용자의 동작모드 또는 대기모드 전환 요청 수신 시, 상기 제1 스위치 및 제2 스위치 각각에 순차적으로 온/오프를 위한 제어 신호를 전송하는 전기전자장치.The standby state processing unit transmits a control signal for on / off sequentially to each of the first switch and the second switch, upon receiving a user's operation mode or standby mode switch request. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 대기상태처리부는,The standby state processing unit, 리모트 컨트롤러로부터 무선 신호를 수신하는 신호 수신부; A signal receiver for receiving a radio signal from a remote controller; 상기 수신된 신호에 따라 상기 제1 및 제2 스위치 중 하나로 제어 신호를 전송하는 마이크로컨트롤러유닛; 및A microcontroller unit for transmitting a control signal to one of the first and second switches according to the received signal; And 상기 제2 스위치에 연결되는 직류-직류 변환부(DC-DC Converter)를 포함하는 전기전자장치.An electronic device comprising a DC-DC converter connected to the second switch. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 마이크로컨트롤러유닛은 상기 신호가 오프 신호인 경우, 상기 제2 스위치로 온 신호를 전송한 후에 상기 제1 스위치로 오프 신호를, 전송하며, The microcontroller unit transmits an off signal to the first switch after the on signal is transmitted to the second switch when the signal is an off signal, 상기 직류-직류 변환부는 상기 제2 스위치가 온 되는 경우, 상기 에너지 스캐밴징 파워 서플라이로부터 상기 신호 수신부 및 상기 마이크로컨트롤러유닛으로 전원을 공급하는 전기전자장치.And the DC-DC converter supplies power from the energy scavenging power supply to the signal receiver and the microcontroller unit when the second switch is turned on.
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