KR100378936B1

KR100378936B1 - 직류출력을갖는벽콘센트

Info

Publication number: KR100378936B1
Application number: KR1019950040945A
Authority: KR
Inventors: 다오-롱첸; 대니얼엘엘스워스
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체; 하이닉스 세미컨덕터 아메리카 인코포레이티드
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 2003-06-02
Also published as: EP0712200B1; JP3547243B2; US6061261A; EP0712200A3; DE69523410T2; DE69523410D1; US5563782A; KR960019933A; EP0712200A2; JPH08275528A

Abstract

본 발명은 파워 트랜지스터 뿐만 아니라 모든 제어 및 보호 회로를 단일 모듈로 집적화한 AC-DC 전압 변환 집적 회로에 관한 것이다. 스위칭 주파수가 KHz 또는 MHz 범위내가 됨에 따라, 변압기 및 커패시터와 같은 수동 소자는 매우 작다. 벽 콘센트내에 하나 또는 그 이상의 집적화된 스위치 모드 전원 장치 IC를 포함시켜, 이러한 콘센트로부터 다수의 DC 전압을 제공하도록 할 수 있다.

Description

직류 출력을 갖는 벽 콘센트{WALL OUTLET WITH DIRECT CURRENT OUTPUT}

본 발명은 전원 장치에 관한 것으로, 특히, 집적화된 AC-DC 전압 변환기에 관한 것이다,

여러가지 전자 기기 또는 장치(예로, 전자 시계, 라디오, CD 플레이어, 컴퓨터, 비디오 게임기 등)에서, 시스템의 가장 부피가 큰 부분은, 통상적으로 중절연형 변압기(heavy isolation transformer) 및, 때때로 히트싱크 및 냉각팬을 필요로 하는 전원 장치이다. 전원 장치는 벽 콘센트(wall outlet)로부터의 AC 전압을 시스템에 사용될 수 있는 DC 전압으로 전환하는데 필요하다. 내장형 전원 장치를 구비하지 않는 몇몇 시스템(예로, 휴대용 컴퓨터)의 경우에, 벽 콘센트로부터 시스템을 동작시키기 위해 외부 AC-DC 어댑터가 필요하다.

AC 전압을 벽 콘센트와 같은 일반적인 전력 콘센트에 공급하는 이유는, 선형 전원 장치를 사용하기 위해 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 방식이 저렴하기 때문이다. 도1은 선형 전원 장치(20)의 기본적인 블록도를 도시하고 있다. 절연형 변압기(22)는 두 가지 기능, 즉 1) 연방 안전 규격을 충족시키기 위하여 입력으로부터 출력을 절연시키고, 2) 입력 전압을 고전압(예로, 110V)으로부터 저전압(예로, 5V)으로 감소시키는 기능을 수행한다. 감소된 AC 전압은 참조번호 24에서 DC 전압으로정류 및 여과된다. 직렬 패스 소자(26)는 출력부(28)에서의 부하를 피드백 및 제어부(29)로 모니터하여 출력 DC 전압을 조정한다. 선형 전원 장치의 단점은 낮은 AC 입력 주파수(60Hz)에 기인하여 절연형 변압기와 필터 커패시터가 상대적으로 대형이 되어야 한다는 것이다. 또한, 선형 전원 장치의 변압 효율은 단지 약 40 내지 50% 이다. 또한, 선형 전원 장치를 AC 벽 콘센트의 크기에 맞추는 것은 비실용적이다. 따라서, 대형 크기 요건으로 인해, AC-DC 전압의 변환은 통상적으로 DC 전원 전압을 필요로 하는 장치 내부에서 수행된다.

최근 수년간의 전원 반도체 기술의 진보는 경제적으로 타당한 새로운 타입의 전원 장치를 가능하게 하였다. 도2는 소위 "스위치 모드 전원 장치(switch mode power supply: SMPS)" 또는 "클래스 D" 전원 장치(30)의 블록도를 도시하고 있다. SMPS에서, AC 입력(32)은 절연형 변압기를 거치지 않고 참조번호 34에서 DC 전압으로 정류 및 여과된다. 스위칭 소자(36)(일반적으로 파워 트랜지스터)는 DC 전압을 고주파 AC 전압(수백 KHz까지)으로 변환시킬 수 있다. 이러한 고주파 AC 전압은 전원 장치의 출력(42)을 제공하기 위하여 참조번호 40에서 다시 정류 및 여과되기 전에 절연형 변압기(38)에 공급된다. 변압기와 출력 여과기는 고주파 AC 전압으로 처리되어야 하므로, 변압기와 여과기의 크기는 비교적 소형이 될 수 있다. 또한, 스위치 소자가 매우 작은 전력을 소모하기 때문에, SMPS의 효율은 약 70 내지 80%가 된다.

그러나, SMPS의 등장은 단지 DC 공급 전압을 필요로 하는 장치 내부의 전원 장치의 크기, 중량 및 비용의 감소만을 가져왔다.

본 발명의 목적은 개선된 전원 분배 기술 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 개선된 AC-DC 전압 변환을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 DC공급전압을 필요로 하는 장치에 전원을 공급하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기 콘센트 내부에 DC 전압을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 AC-DC 전압 변환을 위한 집적 회로 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 벽 콘센트의 정상적으로 접근이 불가능한 측면에 부착된 장치에 의해 AC-DC 전압을 변환하는 것이다.

본 발명의 AC-DC 전압 변환 집적 회로(IC)는 파워 트랜지스터 뿐만 아니라 모든 제어 및 보호 회로를 단일 모듈로 집적시킨다. 변압기 및 커패시터와 같은 수동 소자는 스위칭 주파수가 KHz 또는 MHz 범위이기 때문에 매우 소형이다. 모든 벽 콘센트내에 하나 또는 그 이상의 집적된 SMPS IC를 포함시키는 것은 이러한 콘센트로부터 다수의 DC 전압을 제공할 수 있게 한다.

도1은 선형 전원 장치의 블록도.

도2는 스위치 모드 전원 장치의 블록도.

도3은 스위치 모드 전원 장치의 개략도.

도4는 부분적으로 집적화된 스위치 모드 전원 집적 회로 장치의 블록도.

도5는 도4의 부분적으로 집적화된 SMPS 집적 회로 장치에 대한 물리적 구조를 도시한 도면.

도6은 완전히 집적화된 스위치 모드 전원 장치에 대한 물리적 구조를 도시한 도면.

도7은 집적화된 SMPS를 턴오프시키기 위한 스위치를 도시한 도면.

도8은 벽 콘센트로 사용하기 위한 집적화된 스위치 모드 전원 장치 및 스위치를 도시한 도면.

도9는 상호접속 전기 잭을 구비한 벽 콘센트를 도시한 도면.

도10은 결합된 상호접속 전기 잭을 구비한 벽 콘센트를 도시한 도면.

도11은 손잡이를 이용한 DC 전압 선택 기술을 도시한 도면.

도12a 및 도12b는 커넥터 및 플러그의 상이한 크기 및 형태를 이용한 DC 전압 선택 기술을 도시한 도면.

도13은 집적화된 SMPS로부터의 다수의 DC 전압의 발생을 도시한 도면.

도14는 공통 리셉터클로부터 DC 전압을 자동으로 선택하는 기술을 도시한 도면.

도15는 결합형 AC및 DC벽 콘센트를 도시한 도면.

도16은 도15의 결합형 콘센트에 AC 및 DC 전압을 모두 공급하기 위한 내부 배선을 도시한 도면.

도17은 결합형 AC/DC 콘센트의 측면도.

도18은 결합형 AC/DC 콘센트의 정면도.

도19는 특정 DC 전압을 리셉터클에 연결시키기 위한 멀티플렉서/선택기를 도시한 도면.

도20은 AC 및 DC 전압을 모두 제공하는 공통 리셉터클을 갖는 벽 콘센트를 도시한 도면.

도21은 AC 및 DC 전압을 모두 제공하는 공통 리셉터클을 갖는 대안의 벽 콘센트를 도시한 도면.

도22는 도21의 리셉터클에 의해 제공된 전압의 타입(AC 또는 DC)을 선택하기 위한 상이한 핀 구성을 갖는 다수의 플러그를 도시한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50: 스위치 모드 전원 장치(SMPS) 52: SMPS 집적 회로 장치

56: 케이스 62, 64, 66: 전도성 포스트

70: 스위치 유닛 72: 엑츄에이터 아암

80: 벽 콘센트 88, 90: 도체

96: 잭

이하, 본원 발명을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도3은 매우 작은 팩터로 만들어질 수 있는 SMPS를 도시하고 있다. SMPS(50)는 SMPS 집적 회로 장치(52)(이하, SMPS IC라 칭함)와 몇 개의 수동 소자를 포함한다. 다음의 설계 소자는 40와트에서 10KHz 동작을 제공한다. 소자(54)는 전파 브릿지 정류기(full wave bridge rectifier)이며, 바람직하게는 Newark Electronics사(콜로라도 80239 덴버 패리스 스트리트 4755 소재)로부터 입수가능한 제품 번호 FBPO4인 페이거 실리콘 브릿지 정류기(Fagor silicon bridge rectifier)이다. 소자(56)는 부온도 계수 써미스터(negative temperature coefficient thermistor), 바람직하게는, Newark Electronics사로부터 입수가능한 제품 번호 81F3390인 키스톤 NTC 써미스터(keystone NTC thermistor)이다. 변압기(T1) 또는 Newark Electronics사로부터 입수가능한 제품번호 46F1942인 마그네텍 트라이어드 PC-장착형 플랫 팻 전원 변압기(Magnetek Triad PC-Mount Flat Pack power transformer)(5V DC 출력용)가 바람직하다. 도3에 대한 나머지 소자값들이 아래의 표1에 기재되어 있다.

표 1

도4는 도5의 SMPS IC 장치(52)에 대한 블록도이다. SMPS IC 장치(52)의 동작은 이 기술분야에서 공지되어 있으며, 또한, 뉴욕의 Plenum Press로부터 입수가능한 Andre A.Jaecklin 저서의 "Power Semiconductor Devices and Circuits"(1992)에 기재되어 있고, 이것은 본원의 배경 기술로서 참조되었다. 이러한 SMPS IC의 물리적 형태가 도5에 도시되어 있다.

본 발명의 주요 특징은, 도3의 수동 소자가 높은 스위칭 주파수(MHz) 애플리케이션을 위한 단일 집적 회로 장치 패키지 내에 포함되는 것이다. 도6에 도시된 바와 같이, 집적화된 SMPS(iSMPS) 장치(54)는 DC 또는 AC/DC 결합 공급 전압을 제공하는 벽 콘센트에 이러한 장치를 포함시킬 수 있게 한다.

이제, 도6을 보다 상세히 참조하면, iSMPS 장치(54)는 도3에 도시된 구조를 포함한다. 도3에 도시된 장치는 직사각형 케이스(56) 내부에 포함된 인쇄 회로 카드상에 장착된다. 이러한 장치는 다중 칩 모듈 기판상에 장착될 수도 있다. 케이스를 스위칭 하우징(도7 및 도8에 도시)에 부착하는데 사용되는 4개의 장착 구멍(58)이 존재한다. 3개의 리셉터클(receptacles)(60)은 12-2 또는 14-2 AWG와 같은 표준형 AC 가정용 배선을 받아들인다. 이러한 리셉터클은 표준 AC 콘센트에서 발견된 기능면에서 유사하며, 여기서, AC 배선(절연체가 단부로부터 약 1/3 내지 1/2 인치 정도 제거된 후)은 내부에 가압-삽입되어 고정된다. 퀵 릴리스(quick release)(미도시)는 유지 또는 다른 의도로 AC 배선의 제거를 가능하게 한다. 인쇄 회로 기판 상의 중심에 위치하며, 케이스(56)의 하부면을 통과하는 3개의 전도성 포스트(62, 64, 66)는 도8에 도시된 스위치에 대한 전기적 상호접속(interconnection)에 사용된다.

상기의 실시예 및 기술에 의하면 DC 단독 또는 AC/DC 결합형 벽 콘센트의 구조 및 기능을 AC 콘센트와 동일하게 할 수 있다. 그러나, AC 콘센트와 상이한 DC 콘센트가 직면하는 몇 가지 문제가 존재한다. 무엇보다도, AC 콘센트는 전력을 소비하지 않는다. 그러나, iSMPS IC는 출력이 로딩되지 않는 경우에도 전력을 소비할 수 있다. 콘센트에 아무것도 삽입되어 있지 않은 경우에는, iSMPS를 턴오프시키는 것이 바람직하다. 가장 손쉬운 방법은 콘센트상에 온/오프 스위치를 제공하는 것이다. 콘센트가 사용되지 않는 경우에 사용자는 iSMPS를 오프시킨다. 그러나, 사용되지 않는 경우에 콘센트가 자동으로 오프될 수 있는 것이 보다 바람직하다. 전력 소비를 감소시키는 좋은 방법은 콘센트 자체의 접속 포트에 온/오프 스위치를 설치하는 것이다. 커넥터를 콘센트에 삽입하면, 플러그는 스위치를 밀고 iSMPS를 턴온시킨다. 플러그가 제거되면, 콘센트에 있는 스프링은 스위치를 원위치시키고 iSMPS를 오프시킨다. 이러한 스위치 타입이 도7에 도시되어 있으며, 이러한 스위치에 대한 전체 시스템 접속 상태가 도8에 도시되어 있다.

이제, 도7을 참조하면, 마이크로스위치(74)와 스프링-로드 엑츄에이터 아암(spring-loaded actuator arm)(72)가 스위치 하우징(76)에 장착되어, 스위치 유닛(70)을 형성한다. 엑츄에이터 아암(72)이 눌려지면, 마이크로스위치(74)가 폐쇄되고, 개방 스위치 출력을 단락시켜 접지시킨다. 엑츄에이터 아암이 해제되면, 마이크로스위치는 개방 위치로 개방된다. 개방 스위치 출력은 iSMPS 핀(64, 66)(도6의 54)에 연결된다. 플레이트(78)는 블록(77)의 외부 둘레에 가압되어 맞추어지거나, (나사 또는 포스트(75)에 의해) 물리적으로 고정되고, iSMPS 장치를 부착하기 위한 장착 지지 구멍(79)을 제공한다.

도8에 도시된 바와 같이, iSMPS 장치(54)는 스위치 유닛(70)의 상부면에 장착된다(도6의 장착 지지 구멍(58) 및 도7의 구멍(79)을 이용함). 중공 스페이서(hollow spacers)(82)는 이를 관통하는 나사를 갖는다. 나사는 패키지(56)를 스위치 유닛(70)에 기계적으로 부착된다. 또한, 나사는 여러가지 안전 규격을 충족시키기 위하여 (AC 접지 배선(86)으로부터 장치(54)를 경유하여) 스위치 유닛(70)으로 접지를 제공한다 iSMPS(56)와 스위치(70) 사이의 다른 전기적 접속은 핀(62, 64, 66)에 의해 제공되는데, 핀은 각각 DC 출력, DC 접지 및 스위치 출력 전압이며, 도7의 커넥터(63, 65, 67)에 삽입된다. 커넥터(63)는 도7의 스위치 연장부(switch extension)(81) 내부의 구리 조각(미도시)을 경유하여 도체(88)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 벽 콘센트(80)는 도체(88, 90)에 DC 전압을 제공한다.

벽 콘센트(80)의 스위치(70)에는 도9에 도시된 바와 같이 페이스 플레이트(face plate)(92)가 부착된다. 도9에 도시된 조립체의 초기 구성을 위한 바람직한 순서는 스위칭 하우징 장착 구멍(도7의 83)을 통해 벽의 스터드에 스위치(70)를 부착시키는데, 이것은 오늘날 전기 박스를 스터드에 장착시킬 때와 유사하게 수행된다. 그리고 나서, iSMPS 장치(54)가 스위치(70)의 상부에 장착된다. 그리고, AC 입력 전압을 제공하는 배선(84, 86)이 iSMPS(54)에 연결된다. 벽체쌓기나 기타 벽에 대한 외벽 마무리가 완료된 후, 페이스 플레이트(72)가 스위치(70)에 부착된다. 선택적으로, 전체 벽 콘센트(80)는 단일 장착 박스에 사전-조립될 수 있으므로, 이 박스는 지지 구조체(스터드와 같은)에 기계적으로 부착되어 AC 공급전압에 전기적으로 연결된다.

동작시에, 페이스 플레이트(92)를 통해 벽 콘센트(80)에 전기 잭(96)이 삽입된다. 잭(96)은 2개의 오목한 영역(98, 100)을 갖는다. 잭이 스위치에 완전히 결합되면, 도체(88, 90)는 잭(96)의 오목한 영역(98, 100)에 각각 고정된다. 이러한 고정에 의해 기계적 지지체를 제공함으로써 잭을 콘센트에 고정하고, 도체(88, 90)와 잭(96) 사이에 전기적 접속을 유지한다. 또한, 삽입되면, 젝(96)의 끝(102)이 스위치 엑츄에이터(72)를 누른다. 도체(99)상의 스위치 출력 신호가 단락 접지되는데, 이것은 DC 공급전압이 연결 포스트(62, 64)를 통해 도체(88, 90)에 공급될 수 있음을 나타낸다. 도10에는 잭이 벽 콘센트에 완전히 결합된 상태를 도시하고 있다.

DC 콘센트에 직면한 또 다른 문제점은 DC 출력 전압 레벨이다. 상이한 장치는 상이한 전압 레벨을 필요로 하며, 잘못된 전압 레벨은 장치를 손상시킬 뿐만 아니라 안전상의 위험은 발생시킬 수도 있다. 이를 해결하기 위한 한 가지 방법은, 도11에 도시된 바와 같이, 조정가능한 출력을 갖는 것이다. 사용자는 손잡이를 회전시켜, 출력 범위내에서 전압 레벨을 선택할 수 있다. iSMPS에서, 출력 전압을 기준 전압과 비교함으로써 출력 전압이 조정된다. 따라서, 기준 전압을 변경시킴으로써(손잡이(110)를 회전시켜), 커넥터(112)에 제공된 출력 전압 레벨을 용이하게 조정할 수 있다.

조정가능한 콘센트가 원하는 전압 레벨을 선택할 수 있는 자유를 사용자에게 부여하지만, 많은 경우에, 사용자는 그들이 사용하고자 하는 장치에 대한 정확한 전압 레벨을 알 수 없거나 콘센트를 조정하는 것을 깜빡 잊을 수 있다. 따라서, 본원은 DC 콘센트에 새로 고정되고 공통적으로 사용되는 표준 전압 레벨을 제공한다.사용자가 정확한 전압 레벨을 사용할 수 있도록, 도12a 및 도12b에 도시된 바와 같이, 콘센트의 크기 또는 형태를 전압 레벨에 따라 제조하였다. 단일 SMPS가 절연형 변압기에 여러가지 상이한 2차 권선을 구비함으로써, 여러가지 상이한 출력 전압을 발생시킬 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 도13은 이것이 iSMPS에서 어떻게 구현되는지를 보여주고 있다. 부가적인 전압을 수용하기 위해, 핀(62/64/66), 커넥터(63, 65, 67) 및 도체(88/90)에 대해 도시된 것과 유사한 방식으로, 스위치(70)(도7 내지 도10)가 부가적인 전기적 상호접속을 제공하도록 변형된다.

대안적으로, 본 발명은 콘센트의 포트에 내장형 스위치를 제공하는 동일한 개념을 적용하였다. 그러나, 온/오프 스위치를 제공하는 대신에, 눌려지는 정도에 따라 저항값을 가변 저항인, 증분식 다중-위치 스위치(incremental multi-position switch) 또는 선형 스위치가 존재한다. 본 발명은 상이한 전압 레벨에 대해 상이한 길이를 갖는 플러그를 사용한다. 도14에 도시된 바와 같이, 6V 플러그는 3V 플러그 보다 스위치를 콘센프 안으로 더 많이 누른다. 그 결과, 스위치의 저항값이 출력 전압을 6V로 설정한다. 이렇게 함으로써, 콘센트의 출력 전압이 수동 조정에 의하지 않고, 장치에 의해 자동적으로 설정될 수 있다. 도8의 벽 콘센트는 온-오프 마이크로스위치(72)가 선형 스위치와 같은 것으로 교체되었다. 스위치 출력 핀(66)상에 존재하는 출력 저항값은 소정의 DC 전압을 제공한다. 이 출력 저항값은 최대 가능 DC 전압을 소정값으로 감소시키거나 분압하기 위해, 이 기술분야에서 공지된 표준 기술을 이용하여 분압기에 사용된다.

종종, 동일한 벽 콘센트 유닛으로부터 AC 및 DC 출력 전압이 모두 얻을 수있는 것이 유리할 수 있다. 이를 수용하기 위해, 본 발명은 AC 콘센트와 DC 콘센트를 결합하였다. 도15는 4개의 DC 콘센트를 갖는 2개의 AC 콘센트를 도시하고 있다. 각각의 DC 콘센트는 전술된 전압 선택 기술을 이용하여 상이한 전압 레벨을 제공한다. 대안적으로, DC 콘센트에 전술된 선형 스위치(도14) 또는 조정 손잡이(도11)를 제공할 수 있다. 조정 손잡이의 경우에, 4개의 콘센트 각각이 독립적으로 조정될 수 있지만, 4개의 iSMPS 장치, 또는 하나의 포트가 사용중일 때에 다른 포트가 디스에이블되는 장치가 필요하다(다시 후술됨). iSMPS 입력 AC 전압은 도16에 논리적으로 도시된 바와 같이, AC 플러그에 직접 제공된다.

도17은 결합형 AC/DC 전압 전원 장치에 대한 기계적인 구조를 도시하고 있다. 콘센트(120)의 상부는 장착 구조체(118)를 갖는 통상의 AC 콘센트(114)이다. 하부(116)는 도15에 도시된 콘센트의 상부에 대한 DC 전압(즉, 3V 및 6V)을 제공한다. 도18은 벽 콘센트의 정면도이다. 하부(116)는 도9 및 도10의 소자(92)와 유사한 커버 플레이트(117)를 구비한다. 도15에 도시된 콘센트의 하부에 대한 AC 및 DC 전압(즉, 9V 및 12V)을 제공하기 위해, 도17 및 도18에 도시된 것과 유사한 장치가 사용된다.

도17을 계속 참조하면, DC 벽 콘센트(116)는 도8의 참조번호 80에 도시된 것으로부터 변형되어, iSMPS 장치(124)의 상부면에 AC 커넥터 핀(122)을 포함한다. 이러한 AC 커넥터 핀은 AC 전압을 이러한 AC 콘센트에 직접 공급하기 위해 AC 콘센트(114)의 하부면위에 리셉터클(126)에 끼워진다. 장치(116)는 하나 또는 그 이상의 나사(128)에 의해 AC 콘센트(114)에 기계적으로 부착된다.

도19는 단일 iSMPS 장치가 다수의 DC 콘센트에 사용되는 경우에 하나의 포트를 제외한 모든 포트를 디스에이블시키는 방법을 도시하고 있다. iSMPS 장치는 도13을 참조하여 전술된 기술을 이용하여 4개의 DC 출력 전압을 제공한다. 이러한 DC 전압은 멀티플렉서 또는 크로스바(cross-bar)(122)에 연결된다. 멀티플렉서는 선택값(SEL0-SEL3)에 기반하여 입력 전압(3, 6, 9 및 12V) 중 하나를 입력 단자(124)에 선택적으로 연결시킨다. 이러한 선택값은 잭이 각각의 입력 단자에 끼워져 있는가의 여부에 따라 +5V 또는 접지된다. 하나 이상의 플러그가 삽입되면(즉, 선택 라인이 접지되면), 멀티플렉서는 요구된 최고 전압을 공급한다. 멀티플렉서(122)에 대한 진리표가 표2에 나타나 있다.

표 2

선택 라인 0(SEL0)은 3V 플러그에 대응하고, 선택라인 1(SEL1)은 6V 플러그에 대응하고, 선택 라인 2(SEL2)는 9V 플러그에 대응하고, 선택라인 3(SEL3)은 12V 플러그에 대응한다. 논리0(0V)은 잭이 각각의 플러그에 삽입되어 있는 것을 의미하고, 논리1(+5V)은 잭이 각각의 플러그에 삽입되어 있지 않음을 의미한다. 출력 칼럼에서의 "예"는 대응하는 멀티플렉서/선택기의 입력 전압이 출력(124)에 연결됨을 의미한다.

사용자는 AC 또는 DC 출력에 대하여 동일한 포트를 사용하기를 원할 수 있다. 간단한 해결책은 도20에 도시된 바와 같이 AC 및 DC 출력 사이에 선택할 수 있는 스위치, 및 DC가 선택되면 전압 레벨을 조정하기 위한 손잡이를 구비하는 것이다. 그러나, 보다 안전하고 정확한 해결책은 DC 애플리케이션에 대해 약간 상이한 플러그를 사용하는 것이다. 도21에 도시된 바와 같이, 각각의 콘센트는 2개 대신에 3개의 슬롯을 갖는다. 이 콘센트의 디폴트는 AC 출력이다. 그러나, 도22에 도시된 바와 같이 여분의 다리를 갖는 DC 플러그가 콘센트에 삽입되면, 이 여분의 다리가 SMPS를 턴온시키고, 콘센트를 DC 모드로 전환시킨다. 다리의 길이는 전술된 바와 같이 DC 출력 전압 레벨을 자동으로 결정한다. 3번째 접지 다리를 갖는 AC 플러그가 적용될 필요가 있는 경우, 도21의 콘센트에 4번째 슬롯이 추가된다. 이러한 4번째 슬롯이 여분의 DC 다리를 받아들일 수 있다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예들이 설명되었지만, 여기에 기재된 구성으로 본 발명이 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이며, 첨부된 청구범위에서 정의된 본 발명의 범위내에서 어떠한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다.

Claims

적어도 하나의 커넥터를 포함하는 전기 벽 콘센트;

AC 전압을 DC 전압으로 변환시키기 위한 수단, 및

상기 적어도 하나의 커넥터에 상기 DC 전압을 제공하기 위한 수단을 포함하는 조립체.
제1항에 있어서,

다수의 DC 전압으로부터 상기 적어도 하나의 커넥터에 제공될 특정 DC 전압을 선택하기 위한 수단

을 더 포함하는 조립체.
제2항에 있어서,

상기 선택 수단은 상기 적어도 하나의 커넥터에 삽입가능한 다수의 객체를 포함하는 - 상기 객체는 상이한 삽입가능한 길이를 가짐 -

조립체.
제3항에 있어서,

상기 다수의 객체중 적어도 하나는, 상기 벽 콘센트에 삽입될 때에, 가변 저항을 작동시키는

조립체.
제2항에 있어서,

상기 선택 수단은 증분식 다중-위치 스위치(incremental multi-position switch)를 포함하는

조립체.
제2항에 있어서,

상기 선택 수단은 선형 스위치를 포함하는

조립체.
제1항에 있어서,

상기 변환 수단을 인에이블시키기 위한 수단

을 더 포함하는 조립체.
제7항에 있어서,

상기 엔에이블 수단은, 상기 적어도 하나의 커넥터로의 객체의 삽입에 의해 인에이블되는 스위치를 포함하는

조립체.
제1항에 있어서,

상기 벽 콘센트는 AC 전압을 공급하는 적어도 하나의 AC 커넥터를 더 포함하는

조립체.
제1항에 있어서,

상기 벽 콘센트에 AC 전압을 공급하기 위한 수단

을 더 포함하는 조립체.
제10항에 있어서,

상기 적어도 하나의 커넥터에 상기 AC 전압 또는 상기 DC 전압 중 하나를 연결시키기 위한 수단

을 더 포함하는 조립체.
제11항에 있어서,

상기 연결 수단은 상이한 특성을 갖는 다수의 플러그 중 적어도 하나에 의해 선택적으로 인에이블되는

조립체.
제12항에 있어서,

상기 다수의 플러그는 2개의 AC 핀을 갖는 AC 플러그를 포함하는

조립체.
제12항에 있어서,

상기 다수의 플러그는 2개의 AC 핀 및 1개의 DC 핀을 갖는 DC 플러그를 포함하는

조립체.
제14항에 있어서,

상기 DC 핀은, 상기 적어도 하나의 커넥터에 공급되는 DC 전압에 따라 다수의 상이한 길이 중 하나를 갖는

조립체.
제1항에 있어서,

상기 변환 수단은 단일 모듈을 포함하는

조립체.
제16항에 있어서,

상기 단일 모듈은 적어도 하나의 집적 회로 장치를 포함하는

조립체.
제16항에 있어서,

상기 단일 모듈은 AC 배선을 받아들이기 위한 다수의 퀵 릴리스 리셉터클(quick release receptacles)을 포함하는

조립체.
제16항에 있어서,

상기 단일 모듈은 벽에 장착하기 위한 하우징(housing)에 부착되는

조립체.
적어도 하나의 리셉터클을 갖는 전기 콘센트 - 여기서, 상기 리셉터클은 공급전압을 필요로 하는 장치에 의한 액세스를 위한 제1 부분 및 공급전압을 공급하기 위한 제2 부분을 가지며, 여기서, 상기 제1 및 제2 부분은 함께 연결됨 - ; 및

상기 제2 부분에 연결되는 AC-DC 전압 변환 회로

를 포함하는 조립체.
벽 콘센트에 전원을 공급하기 위한 시스템에 있어서,

하나의 출력부를 갖는 단일 모듈 - 상기 단일 모듈은 AC 전압을 DC 전압으로 변환시키기 위한 수단을 포함함 - ; 및

상기 출력부를 상기 벽 콘센트에 연결시키기 위한 수단

을 포함하는 시스템.
장치에 전원을 공급하기 위한 시스템에 있어서,

하나의 출력부를 갖는 단일 모듈 - 상기 단일 모듈은 AC 전압을 DC 전압으로 변환시키기 위한 수단을 포함함 - ;

상기 출력부를 벽 콘센트에 연결시키기 위한 수단, 및

상기 벽 콘센트를 상기 장치에 연결시키기 위한 수단

을 포함하는 시스템.
적어도 하나의 DC 전압을 벽 콘센트에 공급하는 방법에 있어서,

집적 회로 장치를 포함하는 단일 모듈에 의해 AC 전압을 DC 전압으로 변환시키는 단계; 및

상기 DC 전압을 상기 벽 콘센트에 공급하는 단계

를 포함하는 방법.
적어도 하나의 DC 전압을 장치에 공급하는 방법에 있어서,

집적 회로 장치를 포함하는 단일 모듈에 의해 AC 전압을 DC 전압으로 변환시키는 단계;

상기 DC 전압을 벽 콘센트에 공급하는 단계; 및

상기 벽 콘센트를 상기 장치에 연결시키는 단계

를 포함하는 방법.
적어도 하나의 커넥터, 및 상기 적어도 하나의 커넥터에 연결되는 AC/DC 변환기를 포함하는 전기적 벽 콘센트; 및

다수의 DC 전압으로부터, 상기 적어도 하나의 커넥터에 연결시키기 위한 특정 DC 전압을 선택하기 위한 수단

을 포함하고,

여기서, 상기 선택 수단은 상기 적어도 하나의 커넥터에 삽입가능한 다수의 객체 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 객체들은 상이한 삽입가능 길이를 갖는

조립체.
제25항에 있어서,

상기 선택 수단은 선형 스위치를 포함하는

조립체.
적어도 하나의 커넥터, 및 상기 적어도 하나의 커넥터에 연결되는 AC/DC 변환기를 포함하는 전기적 벽 콘센트; 및

다수의 DC 전압으로부터, 상기 적어도 하나의 커넥터에 연결시키기 위한 특정 DC 전압을 선택하기 위한 수단

을 포함하고,

여기서, 상기 선택 수단은 상기 적어도 하나의 커넥터에 삽입가능한 하나의 객체를 포함하고, 상기 객체가 상기 벽 콘센트에 삽입되면 가변 저항을 작동시키는

조립체.
적어도 하나의 커넥터, 및 상기 적어도 하나의 커넥터에 연결되는 AC-DC 변환기를 포함하는 전기적 벽 콘센트; 및

상기 변환기에 대한 전원을 선택적으로 인에이블시키기 위한 수단

을 포함하는 조립체.
제28항에 있어서,

상기 선택적인 인에이블 수단은 상기 적어도 하나의 커넥터로의 객체의 삽입에 의해 스위칭되는 스위치를 포함하는

조림체.
적어도 하나의 커넥터, 및 상기 적어도 하나의 커넥터에 연결되는 AC/DC 변환기를 포함하는 전기 벽 콘센트; 및

상기 커넥터에 상기 AC 전압 또는 상기 DC 전압 중 하나를 선택적으로 연결시키기 위한 수단

을 포함하고,

여기서, 상기 선택적인 연결 수단은 DC 핀을 포함한 DC 플러그에 의해 선택되고, 상기 DC 핀은 상기 적어도 하나의 커넥터에 제공되는 DC 전압에 따라 다수의 상이한 길이 중 하나를 갖는

조립체.
제30항에 있어서,

상기 DC 플러그는 2개의 AC 핀을 더 포함하는

조립체.
벽 콘센트 리셉터클에 적어도 하나의 전압을 공급하는 방법에 있어서,

AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 단계; 및

상기 리셉터클내의 플러그에 의해 결정되는, 상기 DC 전압 또는 상기 AC 전압 중 하나를 상기 벽 콘센트 리셉터클에 공급하는 단계

를 포함하고,

여기서, 상기 플러그가 상기 리셉터클내에 없는 경우, 상기 변환 단계는 디스에이블되는

방법.
벽 콘센트 리셉터클에 적어도 하나의 전압을 공급하는 방법에 있어서,

AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 단계; 및

상기 리셉터클내의 플러그에 의해 결정되는, 상기 DC 전압 또는 상기 AC 전압 중 하나를 상기 벽 콘센트 리셉터클에 공급하는 단계

를 포함하고,

여기서, 상기 플러그가 상기 리셉터클내에 있는 경우, 상기 벽 콘센트 리셉터클에 DC 전압이 공급되고, 상기 플러그가 상기 리셉터클내에 없는 경우, 상기 벽 콘센트 리셉터클에 AC 전압이 공급되는 방법.
벽 콘센트에 적어도 하나의 DC 전압을 공급하는 방법에 있어서,

전원을 필요로 하는 장치의 적어도 일부분을 상기 벽 콘센트에 연결시키고, 상기 벽 콘센트에 적어도 하나의 DC 전압을 공급하기 위해 AC-DC 전압 변환기에 대한 전원을 인에이블시키는 단계; 및

장치의 상기 적어도 일부분을 상기 벽 콘센트로부터 분리시키고, 상기 AC-DC 전압 변환기에 대한 전원을 디스에이블시키는 단계

를 포함하는 방법.
AC-DC 전압 변환기; 및

상기 AC-DC 전압 변환기에 대한 전원을 선택적으로 활성화시키기 위한 스위치

를 포함하는 벽 콘센트.
제35항에 있어서,

플러그를 받아들이기 위한 리셉터클 - 여기서, 상기 스위치는 상기 플러그에 의해 스위칭됨 -

을 더 포함하는 벽 콘센트.
플러그가 벽 콘센트내에 삽입될 때에, 상기 벽 콘센트내에 위치한 AC-DC 전압 변환기에 대한 전원을 선택적으로 활성화시키는 단계

를 포함하는 방법.
제37항에 있어서,

상기 플러그의 길이에 따라 상기 벽 콘센트에 의해 공급되는 다수의 DC 전압중 적어도 하나가 선택되는

방법.
DC 전압을 공급하기 위한 적어도 하나의 DC출력 리셉터클을 갖는 DC부,

AC 전압을 공급하기 위한 적어도 하나의 AC 출력 리셉터클을 갖는 AC부;

상기 DC부와 AC부 사이에 배치되는 AC-DC 전압 변환기 모듈; 및

상기 전압 변환기에 선택적으로 전원을 공급하기 위한 스위치

를 포함하는 벽 콘센트.
제39항에 있어서,

상기 전압 변환기에 AC 공급전압이 연결되고,

상기 전압 변환기는 상기 AC 전압을 상기 AC부에 연결시키고, 상기 DC 전압을 상기 DC부에 연결시키는

벽 콘센트.