JP2004312737A - 移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置及びその方法 - Google Patents

移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置及びその方法 Download PDF

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Abstract

【課題】バッテリーの電圧レベルが所定電圧以上である場合に、バックライトを駆動するための定電圧ダウンコンバータの動作を停止させることで、バッテリーの電力消費を減らし得る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置及びその方法を提供する。
【解決手段】バッテリーの電圧レベルによって、バックライトを駆動するためのバッテリー電圧のバイパス及びアップコンバーティングを制御する制御部100と、制御部100の制御によって、バッテリー電圧をアップコンバーティングして定電圧を出力するチャージポンプ10と、制御部100の制御によって、バッテリー電圧をバイパスするスイッチング部200と、制御部100の制御によって、チャージポンプ10の出力電圧又はスイッチング部200の出力電圧の何れか一つの印加を受けて駆動するバックライト部20とを含んで移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置を構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、バッテリー及びLCD(Liquid Crystal Display)を使用する移動通信端末機に関するもので、詳しくは、移動通信端末機のバックライト(backlight)駆動電源制御装置及びその方法に関するものである。
一般に、移動通信端末機は、歩行者中心の装置であって、携帯及び移動の便宜を図るためそのサイズに制限を受けるが、消費者は小型端末機をより選好する傾向である。また、移動通信端末機は、携帯すべきであるという特性上、無制限に電源の供給を受けることができないという制約があるため、その使用時間はバッテリー電源が供給される時間に限定されている。
よって、使用電源の容量(Capacity)が制限されているバッテリーを使用して端末機の使用時間を延長するためには、容量の大きいバッテリーを装着するか、またはバッテリーの消費を最小化しなければならない。しかし、端末機の使用時間を延長するためにサイズの大きいバッテリーを装着する場合は、小型化を好む使用者の要求には符合しないため、開発者の立場ではバッテリーの消費を最小化し得る方向に多くの努力を傾注している状況である。
最近、大部分の移動通信端末機にLCDの適用が一般化してきているが、LCDパネルの後面には、LCDにディスプレイされる画面を見得るように、光を発光するバックライトが具備されるが、このバックライトもバッテリーから電源の供給を受けて駆動される。
図3は、一般の移動通信端末機におけるバックライト駆動電源制御装置の構成を示したブロック図で、図に示すように、一般の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置においては、バックライトイネーブル信号LCD_BACK_ENによって、バッテリー(図示せず)の電圧VBATTを、バックライトを駆動するための定電圧V_BACKに変換するチャージポンプ10と、チャージポンプ10から出力された電源により駆動してLCDを照明するバックライト部20と、バックライトイネーブル信号LCD_BACK_ENによって、バックライト部20に流れる電流をON/OFFするためのトランジスタQ1と、を含んで構成されている。
また、チャージポンプ10の代わりに、DC/DCコンバータを使用することができる。
また、バックライト部20は、並列に連結され、光を発光するための複数のLED(LED1〜LED3)と、各LEDに直列に連結され、電流を調節するための複数の抵抗R1〜R3とから構成されている。
以下、このように構成された一般の移動通信端末機におけるバックライト駆動電源制御装置の動作に対して説明する。
CPU(図示せず)からLCD(図示せず)を照明するためのバックライトイネーブル信号LCD_BACK_ENが出力されると、チャージポンプ10及びトランジスタQ1はターンオン(turn on)する。チャージポンプ10は、バッテリーの電圧VBATTの入力を受けて、バックライトを駆動するための定電圧V_BACKに変換し、該変換された定電圧V_BACKは、バックライト部20に印加され、バックライト部20のLED(LED1〜LED3)及び抵抗R1〜R3を通して一定に分配された電流がトランジスタQ1を通して流れるようになり、LED(LED1〜LED3)が発光しながらLCDを照明するようになる。使用されるLCDにはカラーLCDも含まれる。
また、一般に、バッテリーの電圧VBATTは、消費されながら4.2Vから3.0VまでのDC(Direct Current)電圧レベルを有するが、このようなバッテリーの電圧VBATTをそのままバックライト用駆動電源として使用すると、バックライト部20のLEDの明るさが変化する。従って、このようなバッテリーの電圧レベルの変化によりバックライト用LEDの明るさが変化することを防止するため、チャージポンプ10により、バッテリーの電圧VBATTを定電圧V_BACKに変換する。
即ち、チャージポンプ10は、バッテリーの電圧VBATTレベルが基準電圧(例えば、4V)以上の場合は、ダウンコンバータとして動作し、基準電圧未満の場合は、アップコンバータとして動作する。よって、チャージポンプ10は、バッテリー電圧VBATTが4.2Vから3.0Vまで変動されても、4.0Vの定電圧V_BACKを出力する。
このように、チャージポンプ10は、バッテリーの電圧VBATTレベルの変動に関係なく、常に一定の電圧をバックライト部20に出力する。
LCDバックライトに関する電力削減手法としては、例えば特許文献1の「携帯電話装置」に、キーバックライト部との合計で消費電流が同じになるようにしたものが開示されている。
特開2002−77330号公報
しかしながら、このような定電圧方式による一般の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置においては、4.0V程度の低電圧用チャージポンプ10、或いはDC/DCコンバータの効率が90%以下で低いため、バックライトを駆動するための実際電圧より10%程度のバッテリー電圧が不必要に消費されることで、移動通信端末機のバッテリーの使用時間が短縮されるという不都合な点があった。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、バッテリーの電圧レベルが所定電圧以上であると、バックライトを駆動するための定電圧ダウンコンバータの動作を停止させることで、バッテリーの電力消費を減らし得る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置及びその方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置においては、バッテリーの電圧レベルによって、バックライトを駆動するためのバッテリー電圧のバイパス(bypass)及びアップコンバーティングを制御する制御部と、前記制御部の制御によって、バッテリー電圧をアップコンバーティングして定電圧を出力するチャージポンプと、前記制御部の制御によって、バッテリー電圧をバイパスするスイッチング部と、前記制御部の制御によって、前記チャージポンプの出力電圧又は前記スイッチング部の出力電圧の何れか一つの印加を受けて駆動されるバックライト部とを含んで構成されることを特徴とする。
また、前記制御部は、前記バッテリーの電圧レベルが基準電圧以上である場合、前記バッテリー電圧が前記バックライト部にバイパスされるように、前記スイッチング部をターンオンさせ、前記バッテリーの電圧レベルが基準電圧未満である場合、前記バッテリー電圧がアップコンバーティングされるように、前記チャージポンプをターンオンさせることを特徴とする。
また、前記制御部は、前記バッテリー電圧が所定レベルに分圧された電圧の入力を受け、該入力された分圧電圧をデジタルデータに変換し、該変換されたデジタルデータの値と前記基準電圧とを比較することを特徴とする。
また、前記所定レベルは、前記バッテリー電圧の1/2レベルであることを特徴とする。
また、前記チャージポンプに代わり、DC/DCコンバータを用いることを特徴とする。
また、前記バックライト部と接地電源間に連結され、前記バックライト部に流れる電流をON/OFFするためのトランジスタを更に含むことを特徴とする。
また、前記トランジスタは、前記制御部により前記スイッチング部の動作を制御するためのバイパスイネーブル信号と、前記制御部により前記チャージポンプの動作を制御するためのアップコンバーティングイネーブル信号とを論理和する論理ゲートにより制御されることを特徴とする。
また、前記トランジスタは、前記制御部から出力される前記バックライト部をターンオンするためのバックライトイネーブル信号により直接制御されることを特徴とする。
そして、本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法においては、移動通信端末機のバッテリーの電圧レベルを測定する過程と、前記測定された電圧レベルが基準電圧レベル以上である場合、前記バッテリー電圧をバックライト部にバイパスする第1経路をターンオンする過程と、前記測定された電圧レベルが基準電圧レベル未満である場合、前記バッテリー電圧を所定レベルの定電圧に変換する第2経路をターンオンする過程とを有することを特徴とする。
また、前記第1経路をターンオンする過程は、前記第1経路上に具備されたFET(Field Effect Transistor)をターンオンすることを特徴とする。
また、前記第2経路をターンオンする過程は、前記第2経路上に具備されたアップコンバーティング機能を行うチャージポンプをターンオンすることを特徴とする。
また、前記チャージポンプに代わり、DC/DCコンバータを用いることを特徴とする。
また、前記所定レベルは、基準電圧レベル以上であることを特徴とする。
そして、本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法においては、移動通信端末機のバッテリーの電圧レベルを検出する過程と、前記検出された電圧レベルが基準電圧以上であるかを判断する過程と、前記検出された電圧レベルが基準電圧以上である場合、前記バッテリー電圧をバックライト部に直接印加する過程と、前記検出された電圧レベルが基準電圧未満である場合、前記バッテリー電圧をアップコンバーティングした定電圧を前記バックライト部に印加する過程とを有することを特徴とする。
また、前記バッテリーの電圧レベルを検出する過程は、前記バッテリー電圧を1/2に分圧する過程と、前記分圧された電圧をデジタルデータに変換する過程とからなることを特徴とする。
本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置及びその方法においては、移動通信端末機のLCDのバックライトを動作させるとき、バッテリーの電圧をチェックして、所定電圧以上ではバックライトの定電圧駆動のためのダウンコンバータの動作を停止させることで、バッテリーの電力消費を減らし得ると共に、バッテリーの使用時間を延長し得るという効果がある。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置の構成を示したブロック図で、図に示すように、本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置においては、バッテリーの電圧レベルを検出し、検出されたレベルによって、バッテリー電圧のバイパス及びアップコンバーティングを制御する制御部100と、制御部100の制御によって、バッテリー電圧のアップコンバーティングを行うチャージポンプ10と、制御部100の制御によって、バッテリー電圧をバイパスするスイッチング部200と、制御部100から出力されるバイパスイネーブル信号及びアップコンバーティングイネーブル信号を検出する論理ゲートOR1と、チャージポンプ10の出力電圧又はスイッチング部200の出力電圧の何れか一つの印加を受けてLCDを照明するバックライト部20と、論理ゲートOR1の出力信号によって、バックライト部20に流れる電流をON/OFFするトランジスタQ1と、を含んで構成されている。
また、第1及び第2分圧抵抗R10、R20は、バッテリー電圧を1/2に分圧し、制御部100は、第1及び第2分圧抵抗R10、R20により1/2に分圧された電圧レベルを測定する。
また、制御部100は、第1及び第2分圧抵抗R10、R20により分圧されたアナログ電圧をデジタルデータに変換するアナログ−デジタル変換器(Analog to Digital Converter:以下、ADCと略称する)110と、バイパスイネーブル信号及びアップコンバーティングイネーブル信号を出力するためのGPIO(General Purpose Input Output)部120とから構成されている。
また、スイッチング部200は、バイパスイネーブル信号によってバッテリー電圧をスイッチングするFET(Field Effect Transistor)により構成される。
また、チャージポンプ10は、DC/DCコンバータに代替することができる。
また、バックライト部20は、並列に連結され、光を発光するための複数のLED(LED1〜LED3)と、各LEDに直列に連結され、電流を調節するための複数の抵抗R1〜R3とから構成されている。
また、制御部100は、バイパスイネーブル信号及びアップコンバーティングイネーブル信号とは別途のバックライトイネーブル信号を追加して出力し、このバックライトイネーブル信号が論理ゲートOR1の代わりにトランジスタQ1のON/OFFを制御するように構成することもできる。
以下、このように構成された本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置の動作について説明する。
図2は、本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法を示したフローチャートで、図に示すように、図1に示した制御部100は、バッテリーの電圧VBATTレベルを検出し(ステップS10)、検出された電圧VBATTレベルが基準電圧以上であると(ステップS12)、バイパスイネーブル信号BATT_H_BACK_ENを出力して、スイッチング部200をターンオンさせる。よって、バッテリー電圧VBATTは、そのままバックライト部20に印加される(ステップS14)。
一方、検出されたレベルが基準電圧未満であると(ステップS12)、制御部100は、アップコンバーティングイネーブル信号BATT_L_BACK_ENを出力して、チャージポンプ10をターンオンさせる。チャージポンプ10は、バッテリー電圧VBATTを基準電圧レベルにアップコンバーティングし(ステップS16)、アップコンバーティングされた電圧は、バックライト部20に印加される(ステップS18)。
また、論理ゲートOR1は、二つのイネーブル信号BATT_H_BACK_EN、BATT_L_BACK_ENを論理和するため、何れか一つがイネーブルになると、論理ゲートOR1はトランジスタQ1をターンオンさせる。よって、バイパスされたバッテリー電圧VBATTまたはアップコンバーティングされた定電圧V_BACKがバックライト部20に印加され、バックライト部20は発光する。
表1に、バッテリー電圧VBATTレベルによって、制御部100から出力されるバックライト制御信号の状態を示す。
Figure 2004312737
バッテリーの電圧VBATTは、第1及び第2分圧抵抗R10、R20により1/2に分圧された後、制御部100に入力される。制御部100のADC110は、電圧レベルが検出されると、検出された電圧レベルをデジタルデータに変換する(ステップS10)。
変換されたデジタルデータが2.0V以上の場合、制御部100は、バッテリー電圧VBATTが4.0V以上であると判断し、GPIO部120を通してバイパスイネーブル信号BATT_H_BACK_ENを「ハイ」に、アップコンバーティングイネーブル信号BATT_L_BACK_ENを「ロー」に出力する。よって、4.0V以上のレベルを有するバッテリー電圧がスイッチング部200を通してバイパスされてバックライト部20に印加される(ステップS12、ステップS14)。
また、「ハイ」状態のバイパスイネーブル信号BATT_H_BACK_EN及び「ロー」状態のアップコンバーティングイネーブル信号BATT_L_BACK_ENが入力された論理ゲートOR1は、「ハイ」状態の信号を出力してトランジスタQ1をターンオンさせる。よって、バックライト部20は、ターンオンされたLED(LED1〜LED3)に電流が流れて発光する。
このとき、アップコンバーティングイネーブル信号BATT_L_BACK_ENは「ロー」状態であるため、チャージポンプ10はターンオフ状態となって動作しない。このようにバッテリー電圧VBATTが基準電圧以上のときは、チャージポンプ10の動作を停止させることで、本発明はバッテリーの電力消費を減らすことができる。
一方、ADC110により変換されたデジタルデータが2.0V未満であると、制御部100は、バッテリー電圧VBATTが4.0V未満であると判断し、GPIO部120を通してバイパスイネーブル信号BATT_H_BACK_ENを「ロー」に、アップコンバーティングイネーブル信号BATT_L_BACK_ENを「ハイ」に出力する。「ハイ」状態のアップコンバーティングイネーブル信号BATT_L_BACK_ENによりターンオンされたチャージポンプ10は、4.0V未満のバッテリー電圧VBATTをアップコンバーティングして、4.0Vの定電圧V_BACKを出力する(ステップS16、ステップS18)。
また、「ロー」状態のバイパスイネーブル信号BATT_H_BACK_EN及び「ハイ」状態のアップコンバーティングイネーブル信号BATT_L_BACK_ENが入力された論理ゲートOR1は、「ハイ」状態の信号を出力してトランジスタQ1をターンオンさせる。よって、バックライト部20は、ターンオンされたLED(LED1〜LED3)に電流が流れて発光する。
このとき、バイパスイネーブル信号BATT_H_BACK_ENは「ロー」状態であるため、スイッチング部200はターンオフ状態となって動作しない。
そして、バイパスイネーブル信号BATT_H_BACK_EN及びアップコンバーティングイネーブル信号BATT_L_BACK_ENを全て「ロー」状態にすることで、チャージポンプ10及びスイッチング部200が全てターンオフ状態となり、バックライト部20の動作が停止し、LEDが消灯する。
このように、本発明は、移動通信端末機のバッテリーの電圧が4.0V以上の場合、チャージポンプを経由することなくバックライト部に直接印加することで、チャージポンプによる電力消費を減らすことができる。また抵抗R1〜R3を定電流回路に置換えることで、バッテリー電圧が高い場合の電流増加に伴う電力消費を抑えるように構成することも可能である。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置の構成を示したブロック図である。 本発明に係る移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法を示したフローチャートである。 一般の移動通信端末機におけるバックライト駆動電源制御装置の構成を示したブロック図である。
符号の説明
10 チャージポンプ(DC/DCコンバータ)
20 バックライト部
100 制御部
110 ADC(Analog to Digital Converter:アナログ−デジタル変換器)
120 GPIO(General Purpose Input Output)部
200 スイッチング部

Claims (15)

  1. バッテリーの電圧レベルによって、バックライトを駆動するためのバッテリー電圧のバイパス及びアップコンバーティングを制御する制御部と、
    前記制御部の制御によって、バッテリー電圧をアップコンバーティングして定電圧を出力するチャージポンプと、
    前記制御部の制御によって、バッテリー電圧をバイパスするスイッチング部と、
    前記制御部の制御によって、前記チャージポンプの出力電圧又は前記スイッチング部の出力電圧の何れか一つの印加を受けて駆動されるバックライト部とを含んで構成されることを特徴とする移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置。
  2. 前記制御部は、前記バッテリーの電圧レベルが基準電圧以上である場合、前記バッテリー電圧が前記バックライト部にバイパスされるように、前記スイッチング部をターンオンさせ、前記バッテリーの電圧レベルが基準電圧未満である場合、前記バッテリー電圧がアップコンバーティングされるように、前記チャージポンプをターンオンさせることを特徴とする請求項1記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置。
  3. 前記制御部は、前記バッテリー電圧が所定レベルに分圧された電圧の入力を受け、該入力された分圧電圧をデジタルデータに変換し、該変換されたデジタルデータの値と前記基準電圧とを比較することを特徴とする請求項2記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置。
  4. 前記所定レベルは、前記バッテリー電圧の1/2レベルであることを特徴とする請求項3記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置。
  5. 前記チャージポンプに代わり、DC/DCコンバータを用いることを特徴とする請求項1記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置。
  6. 前記バックライト部と接地電源間に連結され、前記バックライト部に流れる電流をON/OFFするためのトランジスタを更に含むことを特徴とする請求項1記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置。
  7. 前記トランジスタは、前記制御部により前記スイッチング部の動作を制御するためのバイパスイネーブル信号と、前記制御部により前記チャージポンプの動作を制御するためのアップコンバーティングイネーブル信号とを論理和する論理ゲートにより制御されることを特徴とする請求項6記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置。
  8. 前記トランジスタは、前記制御部から出力される前記バックライト部をターンオンするためのバックライトイネーブル信号により直接制御されることを特徴とする請求項6記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御装置。
  9. 移動通信端末機のバッテリーの電圧レベルを測定する過程と、
    前記測定された電圧レベルが基準電圧レベル以上である場合、前記バッテリー電圧をバックライト部にバイパスする第1経路をターンオンする過程と、
    前記測定された電圧レベルが基準電圧レベル未満である場合、前記バッテリー電圧を所定レベルの定電圧に変換する第2経路をターンオンする過程とを有することを特徴とする移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法。
  10. 前記第1経路をターンオンする過程は、前記第1経路上に具備されたFET(Field Effect Transistor)をターンオンすることを特徴とする請求項9記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法。
  11. 前記第2経路をターンオンする過程は、前記第2経路上に具備されたアップコンバーティング機能を行うチャージポンプをターンオンすることを特徴とする請求項9記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法。
  12. 前記チャージポンプに代わり、DC/DCコンバータを用いることを特徴とする請求項11記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法。
  13. 前記所定レベルは、基準電圧レベル以上であることを特徴とする請求項9記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法。
  14. 移動通信端末機のバッテリーの電圧レベルを検出する過程と、
    前記検出された電圧レベルが基準電圧以上であるかを判断する過程と、
    前記検出された電圧レベルが基準電圧以上である場合、前記バッテリー電圧をバックライト部に直接印加する過程と、
    前記検出された電圧レベルが基準電圧未満である場合、前記バッテリー電圧をアップコンバーティングした定電圧を前記バックライト部に印加する過程とを有することを特徴とする移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法。
  15. 前記バッテリーの電圧レベルを検出する過程は、前記バッテリー電圧を1/2に分圧する過程と、前記分圧された電圧をデジタルデータに変換する過程とからなることを特徴とする請求項14記載の移動通信端末機のバックライト駆動電源制御方法。
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