KR100294264B1 - 두개의 배터리를 사용하는 전자 시스템의 전원 제어 회로 - Google Patents

두개의 배터리를 사용하는 전자 시스템의 전원 제어 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두 개의 배터리를 사용하는 전자 시스템의 전원 제어 회로에 관한것으로, 충전 상태가 양호한 두 개의 배터리가 연결되어 있는지를 검출하는 배터리검출 회로와, 배터리의 충전을 제어하는 마이크로컴퓨터와, 두 개의 배터리들을 충전 또는 방전하기 위하여 상보적(complementary)인 선택 신호들을 발생하는 배터리선택 회로 그리고 선택 신호에 응답해서 두 개의 배터리들을 충전 또는 방전하도록 전원 경로(power path)를 형성하는 스위칭 회로를 구비한다. 따라서 전원 제어 회로는 두 개의 배터리가 모두 연결되어 있으면, 이들을 순차적으로 방전하도록 제어한다. 그리고 두 개의 배터리 중에 어느 하나로부터 시스템 전원을 공급받는 중에 FDD 또는 CD 롬 드라이브 등의 외장형 확장 장치들을 장착하기 위하여 사용 중인 배터리가 제거되면, 다른 배터리로부터 시스템 전원을 공급받도록 자동 전환한다.
그러므로 본 발명은 배터리 사용 시간을 연장할 뿐만 아니라 스위칭 회로를 BFS(Bilateral FET Switch)들로 구비함으로서 충전 및 방전에 따른 전원 효율을 향상시킨다.

Description

두개의 배터리를 사용하는 전자 시스템의 전원 제어 회로{Power Control Circuit Of Electronic System Including Dual Battery Packs}
본 발명은 배터리를 사용하는 전자 시스템 및 그의 전원 제어 방법에 관한것으로, 좀 더 구체적으로 두 개의 배터리 사용에 따른 충전 및 방전을 제어하는 전자 시스템의 전원 제어 회로 및 그의 배터리 충전 및 방전에 따른 전원 제어 방법에 관한 것이다.
오늘날 휴대용 컴퓨터, 비디오 캠코더. 모형 기기 또는 휴대용 전화기 등과 같이 배터리를 사용하는 전자 시스템들은 휴대하여 이동 중에도 사용하는 장점으로 다양하게 보급되고 있다.
특히 컴퓨터 기술의 발달로 인하여 최근에는 휴대용 컴퓨터의 보급이 매우 높아지고 있다. 이는 휴대용 컴퓨터가 이동 중에 또는 이동하여 AC 전원을 사용하지 않고도 어느 장소에서나 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있기 때문이다. 따라서 휴대용 컴퓨터는 필수적으로 배터리를 이용하여 컴퓨터 시스템의 전원을 공급한다.
그러나, 배터리에 대한 기술 발전이 더딘 관계로 한 개의 배터리로 오랜 시간 동안 휴대용 컴퓨터에 전원을 공급할 수 없는 것이 현실이다. 그러므로 휴대용 컴퓨터에 두 개의 배터리를 장착할 수 있도록 설계하는 것이 보편화되고 있다.
도 1은 일반적인 두 개의 배터리를 사용하는 휴대용 컴퓨터의 외형을 도시한것으로서, 두 개의 배터리(8,10)를 장착할 수 있는 하우징(2)을 갖는다. 그리고 이 하우징(2)은 하나의 배터리(8)를 제거하고 그 자리에 외장형 FDD(6) 또는 CD-R0M 드라이브(미도시됨)를 연결할 수 있다.
AC 어댑터(12) 또는 다른 DC 전원을 사용하지 않고, 두 개의 배터리(8,10)를 사용하여 휴대용 컴퓨터의 전원을 공급하는 경우에는, 두 개의 배터리(8,10)의 전원 전압은 같은 양으로 방전하게 된다. 따라서 두 개의 배터리(8,10)는 각각 일정 시간이 경과되면, 모두 완전 충전 상태가 아닌 즉, 어느 정도의 전원 전압이 방전된 상태로 남는다.
이 경우에 외장형 FDD(6) 또는 CD-ROM 드라이브(미도시됨)를 장착하기 위하여 사용 중인 하나의 배터리(8)를 제거하게 되면, 두 개의 배터리(8,10) 모두가 완전 충전 상태가 아니므로, 시스템을 사용하기에 부적합하거나 재충전해야 사용가능하다.
그러므로 종래의 두 개의 배터리를 갖는 휴대용 컴퓨터는 두 개의 배터리를 사용함에도 불구하고, 이동 중에 또는 AC 전원을 사용하지 않고서 배터리를 사용하는 시간은 여전히 부족하다.
그리고 두 개의 배터리로부터 동시에 시스템 유닛(예를 들어, CPU, 메모리, 마더보드, HDD, LCD 및 CD-ROM 드라이브 등)으로 전원을 공급하므로서 전원 사용에 있어서 비효율적이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술의 일 실시예에 따른 두 개의 배터리를 사용하는 휴대용 컴퓨터의 전원 제어 회로는 입력 전원(Vin)으로부터 과전류의 유입을 방지하는 휴즈(14)와 상기 두 개의 제 1 및 제 2 배터리(66,68)를 충전/방전하도록 전원 경로를 제어하는 충전/방전 회로(20) 및 선택 회로(36)를 포함하고 있다. 그리고 마이크로컴퓨터(34)와 마이크로컴퓨터(34)의 전원 전압(Vcc)을 일정하게 공급하는 레귤레이터(32)를 포함한다.
상기 선택 회로(36)는 상기 마이크로컴퓨터(34)의 제어를 받아서 제 1(66)및/또는 제 2 배터리(68)를 충전 및/또는 방전하도록 하기 위한 제 1/제 2 충전 스위치(38,40/56,58), 제 1/제 2 방전 스위치(46/52), 블록킹(blocking) 다이오드(44,50) 및 제 1 내지 제 4 구동 회로(42,48,54,60)를 포함하고 있다.
충전 시에는 상기 제 1 또는 제 4 구동 회로(42,60)에 의해서 충건 경로를 한다. 그리고 방전 시에는 제 2 또는 제 3 구동 회로(48,54)에 의해서 방전 경로를 형성하게 된다.
제 1 배터리(66) 충전 시에는 제 1 구동 회로(42)에 의해 제 1 스위칭회로(38,40)가 온(ON)이 뒨다. 제 1 배터리(66) 방전 시에는 제 2 구동 회로(48)에 의해 제 2 스위치 회로(44,46)가 온이 된다.
제 2 배터리(68) 충전 시에는 제 4 구동 회로(60)에 의해 제 4 스위칭회로(56,58)가 온이 된다. 그리고 제 2 배터리(68) 방전 시에는 제 3 구동회로(54)에 의해 제 3 스위칭 회로(52)가 온이 된다.
또한 두 개의 배터리(66,68)가 동시에 연결되어 방전되는 경우에는, 상기 제 2 및 제 3 구동 회로(48,54)에 의해 제 2 및 제 3 스위치(46,52)가 동시에 온이 된다. 그리고 제 1 및 제 2 블록킹 다이오드(44,50)도 온이 된다.
이때, 상기 제 1/제 2 블록킹 다이오드(44,50)는 제 2(68)/제 1 배터리(66)의 출력 전압이 제 1(66)/제 2 배터리(68)의 출력 전압보다 높은 경우에 역류되는 전압을 차단하기 위하여 필요하다.
따라서 방전 시 상기 제 1 또는 제 2 블록킹 다이오드(44,50)에 의해 전원전압이 방전되므로 방전 효율이 떨어진다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배터리 사용 시간을 늘리기 위한 두 개의 배터리를 사용하는 전자 시스템의 전원 제어 회로를 구현하는데 있다.
또한, 배터리 충전 및 방전에 따른 전원 효율을 높이기 위한 스위칭 회로를 갖는 전원 제어 회로를 구현하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 두 개의 배터리가 동시에 연결되어 있으면, 배터리들을 순차적으로 방전시키는 전원 제어 회로를 구현하는데 있다.
도 1은 일반적인 두 개의 배터리를 구비한 휴대용 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도;
도 2는 종래 기술의 일 실시예에 따른 두 개의 배터리를 구비한 휴대용 컴퓨터의 전원 제어 회로의 구성을 나타내는 회로도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터의 전원 제어 회로의 구성을 나타내는 회로도;
도 4는 도 3에 도시한 배터리 검출 회로의 상세한 구성을 나타내는 회로도;
도 5는 도 3에 도시한 충전 및 방전에 따른 배터리 선택 회로의 상세한 구성을 나타내는 회로도; 그리고
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 배터리를 구비한 휴대용 컴퓨터의 배터리 충전 및 방전 동작에 따른 제어 수순을 나타내는 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명
102 : AC 어댑터 커넥터 104 : 과전류 차단 회로
110 : 충전 및 방전 회로 124 : 마이크로컴퓨터
126 : 배터리 검출 회로 128 : 배터리 선택 회로
130 : 스위칭 회로 136,142,148,154 : 구동 회로
156 : 제 1 배터리 연결부 158 : 제 2 배터리 연결부
160 : 제 1 배터리 162 : 제 2 배터리
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 제 1 및 제 2 배터리를 갖는 전자 시스템의 전원 제어 회로에 있어서; 상기 제 1 및/또는 제 2 배터리의 충전 상대들을 검출하고 각각의 검출 결과에 대응하는 제 1 및/또는 제 2 검출 신호를 발생하는 배터리 검출 수단과;상기 검출 신호들을 받아들여서 상기 제 1 및 제 2 배터리 중에 적어도 어느 하나가 완전 충전 상태가 아니면 상기 하나의 배터리를 충전하도록 제 1 충전 제어 신호를 발생하는 제어 수단과; 상기 검출신호 및 상기 제어 신호에 응답해서 상기 제 1 및/또는 제 2 배터리를 충전 및/또는 방전하도록 상보적인(complementary) 선택 신호를 발생하는 배터리 선댁 수단 및; 상기 선택 신호에 응답해서 상기 제 1 또는 제 2 배터리의 충전 및 방전에 따른 전원 경로를 스위칭하는 스위칭 수단을 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어 수단은; 상기 검출 신호를 받아들여서 상기 제 1 및 제 2 배터리 모두가 완전 충전 상태이면, 상기 배터리들을 충전하지 않도록 제어하는 제 2 충전 제어 신호를 발생한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 배터리 검출 수단은: 상기 제 1 배터리의 연결 및 충전 상태를 동시에 검출하고, 그 검출 결과에 대응하는 제 1 검출 신호를 상기 제어 수단 및 상기 배터리 선택 수단으로 출력하는 제 1 배터리 검출 회로와; 상기 제 2 배터리의 연결 및 충전 상태를 동시에 검출하고, 그 검출 결과에 대응하는 제 2 검출 신호를 상기 제어 수단 및 상기 배터리 선택 수단으로 출력하는 제 2 배터리 검출 회로를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 배터리 검출 회로는: 제 1 기준 전압과 상기 제 1 배터리의 전원 단자의 출력 전압을 비교하여 상기 제 1 배터리의 충전 상태를 검출하는 제 1 비교기와; 제 2 기준 전압과 상기 제 1 배터리의 온도 단자로부터 검출된 배터리 온도 검출 신호의 전압 레벨을 비교하여 상기 제 1 배터리의 연결여부를 검출하는 제 2 비교기 및; 상기 제 1 및 제 2 비교기의 출력 신호에 응답해서 상기 제 1 배터리 검출 신호를 발생하는 제 1 논리 게이트를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 배터리 검출 회로는: 제 3 기준 전압과 상기 제 2 배터리의 전원 단자의 출력 전압을 비교하여 상기 제 2 배터리의 충전 상태를 검출하는 제 3 비교기와; 제 4 기준 전압과 상기 제 2 배터리의 온도 단자로부터 검출된 배터리 온도 검출 신호의 전압 레벨을 비교하여 상기 제 2 배터리의 연결여부를 검출하는 제 4 비교기 및; 상기 제 3 및 제 4 비교기의 출력 신호에 응답해서 로우 로직 레벨에서 활성화하는 상기 제 2 배터리 검출 신호를 발생하는 제 2 논리 게이트를 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 배터리 선택 수단은: 상기 검출신호에 응답해서 상기 제 1 및 제 2 배터리가 연결되어 있는 중에 어느 하나가 제거되면, 상기 제거된 배터리의 나머지 배터리를 방전하도록 배터리를 전환하는 선택 신호를 발생한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 배터리 선택 수단은: 상기 제어수단으로부터 상기 제 1 또는 제 2 충전 제어 신호를 받아들여서 상기 제 1 또는 제 2 배터리를 충전하도록 상보적인 제 1 및 제 2 선택 신호를 상기 스위칭 수단으로 출력하는 제 1 선택 회로와; 상기 배터리 검출 수단으로부터 상기 제 1 또는 제 2 검출 신호를 받아들여서 상기 제 1 또는 제 2 배터리를 방전하도록 상보적인 제 3 및 제 4 선택 신호를 상기 스위칭 수단으로 출력하는 제 2 선택 회로를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 선택 회로는: 상기 제 2 충전 제어 신호가 비활성화되고, 상기 제 1 충전 제어 신호가 활성화/비활성화될 때, 상기 제 1 /제 2배터리를 충전하도록 상기 제 1 /제 2 선택 신호를 출력하고, 상기 제 2 충전 제어신호가 활성화될 때, 상기 제 1 충전 제어 신호와 상관없이 상기 제 1 및 제 2 배터리의 충전을 중지한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 선택 회로는: 상기 배터리 검출 회로로부터 상기 검출 신호를 받아들여서 상기 제 1 배터리를 방전시키면 상기 제 2 배터리의 방전을 중지시키고, 상기 제 2 배터리를 방전시키면 상기 제 1 배터리의 방전을 중지시기는 상보적인(complementary) 선택 신호를 출력한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스위칭 수단은: 상기 선택 신호를 받아들여서 상기 제 1 배터리를 충전/방전하도록 구동하는 제 1/제 2 구동 회로와; 상기 선택 신호를 받아들여서 상기 제 2 배터리를 방전/충전하도록 구동하는 제 3/제 4 구동 회로 및; 상기 제 1 내지 제 4 구동 회로의 출력 신호에 응답해서 상기 제 1 또는 제 2 배터리를 충전 또는 방전하도록 스위칭하는 제 1 내지 제 4 스위칭 회로를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 내지 제 4 스위칭 회로는 각각 BFS(Bilateral FET Switch)로 구비한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 두개의 배터리를 사용하는 전자 시스템의 전원 제어 회로에 의한 전원 제어 방법에 있어서: 제 1 및 제 2 배터리가 각각 적정의 전원 전압을 갖고 동시에 연결되어 있는지를 판별하는 단계와; 동시에 연결되어 있으면, 상기 제 1 및 제 2 배터리로부터 순차적으로 방전하도록 제어하는 단계와; 상기 제 1 또는 제 2 배터리 중에 적어도 하나의 배터리가 연결되어 있으면, 해당 배터리로부터 방전하도록 제어하는 단계를 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 동시에 연결된 제 1 및 제 2 배터리 중에 어느 하나를 방전 중인 경우에 상기 하나의 배터리가 제거되면, 나머지 다른 하나의 배터리를 방전하도록 전환하는 단계를 더 포함한다.
따라서 본 발명에 의하면, 전원 제어 회로는 충전 상태가 양호한 두 개의 배터리가 동시에 시스템에 연결되어 있으면, 두 개의 배터리들을 순차적으로 방전시킨다. 그리고 사용 중인 배터리가 제거되면, 다른 배터리를 통해 시스템 유닛으로 전원을 공급하도록 배터리를 자동 전환한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터의 신규한 전원 제어 회로의 구성을 도시한 도면으로서, 상기 휴대용 컴퓨터는 적어도 두 개의 배터리(160, 162)로부터 시스템 전원을 공급받는다.
즉, 두개의 배터리(160,162)를 통해 시스템을 구성하는 시스템 유닛(108)(예를 들어, CPU, 메모리, 마더보드, HDD, LCD 및 CD-ROM 드라이브 등)이 필요로 하는 전원을 공급한다.
도면을 참조하면, 상기 전원 제어 회로는 배터리 검출 회로(126)와 배터리 선택 회로(128)를 포함한다. 그리고 마이크로컴퓨터(또는 마이크로프로세서)(124)와 스위칭 회로(130)를 포함한다.
상기 배터리 검출 회로(126)는 상기 제 1(160) 및/또는 제 2 배터리(162)와 연결되는 제 1(156) 및 제 2 배터리 연결부(158)로부터 배터리 연결 및 충전 상태를 검출한다.
그리고 상기 제 1(160) 및 제 2 배터리(162)의 연결 및 층건 상태에 대응해서 제 1 배터리(160) 방전을 위한 제 1 검출 신호(Dischg_A)와 제 2 배터리(162)방전을 위한 제 2 검출 신호(#Dischg_B)를 상기 마이크로컴퓨터(124)와 상기 배터리 선택 회로(128)로 출력한다.
구체적으로 도 4를 참조하면, 상기 배터리 검출 회로(126)는 제 1 및 제 2 배터리 검출 회로를 포함한다.
상기 제 1 배터리 검출 회로는 상기 제 1 배터리 연곁부(156)의 전원단자(+)로부터 입력되는 제 1 배터리(160) 입력 전압과 제 1 기준 전압(Vref1)을 비교하는 제 1 비교기(166)와, 상기 제 1 배터리 연결부(156)의 온도 단자(T)로부터 입력되는 검출 전압과 제 2 기준 전압(Vref2)을 비교하는 제 2 비교기(168)를 포함한다. 그리고 상기 제 1(166) 및 제 2 비교기(168)의 출력 신호를 받아서 상기 출력 신호가 동시에 활성화될 때, 활성화되는 제 1 검출 신호(Dischg_A)를 출력하는 앤드 게이트(164)를 포함한다.
즉, 삽입된 제 1 배터리(160)의 입력 전압은 제 1 비교기(166)로 입력되어 상기 제 1 기준 전압(Vrefl)과 비교한다. 여기서 상기 제 1 기준 전압(Vrefl)은 배터리의 사용 가능한 최저 전압을 의미한다. 따라서 상기 제 1 기준 전압(Vrefl)보다 높은 입력 전압이 상기 제 1 비교기(166)로 입력되면, 상기 제 1 비교기(166)의 출력 신호는 하이(HIGH) 로직 레벨이 된다. 그리고 그 이하인 경우에는 로우(LOW)로직 레벨의 신호가 출력된다.
제 1 배터리(160)가 장착되면 제 1 배터리 연결부(156)의 온도 단자(T)에 의 해서 게 2 비교기(168)의 출력 신호는 하이(HIGH) 로직 레벨이 된다. 그리고 상기 제 1 배터리(160)가 제거되면, 출력 신호는 로우(LOW) 로직 레벨이 된다.
그리고 상기 제 1(166) 및 제 2 비교기(168)의 출력 신호가 모두 하이(HIGH)로직 레벨인 경우에만, 제 1 앤드 게이트(164)의 출력 신호 즉, 제 1 검출신호(Dischg_A)는 하이(LOW) 로직 레벨이 된다.
그러므로 사용 가능한 전원 전압 레벨을 갖는 제 1 배터리(160)가 장착되어 있음을 감기하고, 제 1 검출 신호(Dischg-A)를 상기 마이크로컴퓨터(124) 및 상기 배터리 선택 회로(128)로 출력한다.
또한 상기 제 2 배터리 검출 회로는 상기 제 2 배터리 연결부(158)의 전원단자(+)로부터 입력되는 제 2 배터리 입력 전압과 제 3 기준 전압(Vref3)을 비교하는 제 3 비교기(174)와, 상기 제 2 배터리 연결부(158)의 온도 단자(T)로부터 입력되는 검출 전압과 제 4 기준 전압(Vref4)을 비교하는 제 4 비교기(176)를 포함한다. 그리고 상기 제 3(174) 및 제 4 비교기(176)의 출력 신호를 받아서 상기 출력신호가 동시에 활성화될 때만, 비활성화되는 제 2 검출 신호(#Dischg_B)를 출력하는 낸드 게이트(172)를 포함한다.
이는 상기 제 2 배터리(162)가 장착되고, 동시에 그의 충전 상태가 사용하기에 적합한 전압을 출력하는 경우에만 비활성화되는 제 2 검출 신호(#Disch_B)를 상기 마이크로컴퓨터(124) 및 상기 배터리 선택 회로(128)로 출력한다.
즉, 제 2 배터리(162)가 장착되면 제 2 배터리 연결부(158)의 온도 단자(T)로부터 제 4 비교기(176)의 출력 신호는 하이 로직 레벨이 된다. 그리고 장착된 제 2 배터리(162)의 입력 전압은 제 3 비교기(174)에 입력되어 배터리의 사용 최저 전압인 제 3 기준 전압(Vref3)과 비교한다. 그 결과, 상기 제 3 기준 전압(Vref3)보다 높은 전원 전압 레벨이 입력되면, 상기 제 3 비교기(174)의 출력 신호는 하이 로직 레벨이 된다.
이어서 상기 제 3(174) 및 제 4 비교기(176)의 출력 신호가 모두 하이 로직 레벨의 신호일 때만, 낸드 게이트(172)는 로우 로직 레벨의 제 2 검출신호(#Dischg_B)를 상기 마이크로컴퓨터(124) 및 상기 배터리 선택 회로(128)로 출력한다.
따라서 상기 배터리 검출 회로(126)는 장착된 두개의 배터리들의 전원 전압을 감지하여 배터리 사용 가능한 최저 전압과 비교하고, 적어도 하나의 배터리가 그 이하의 전원 전압으로 입력되면, 다른 배터리로 전원 경로를 전환하도록 검출신호를 출력한다.
상기 마이크로컴퓨터(124)는 상기 배터리 검출 회로(126)로부터 상기 제 1(Dischg_A)및 제 2 검출 신호(#Dischg_B)를 받아서 적어도 하나의 배터리가 완전 충전 상태가 아니면, 해당 배터리를 충전하도록 제어하는 충전 제어 신호(chg)를 상기 배터리 선택 회로(128)로 출력한다. 그리고 두 개의 배터리가 장착되고, 이들 이 모두가 완전 충전 상태이면 충전을 중지하도록 제어하는 충전 중지 제어는 신호(nonchg)를 상기 배터리 선택 회로(128)로 출력한다.
그리고 상기 배터리 선택 회로(128)는 상기 마이크로컴퓨터(124) 및 상기 배터리 검출 회로(126)로부터 입력되는 제어 신호(chg, nonchg) 및 검출신호(Dischg_A, #Dischg_B)를 받아들여서 상기 제 1 배터리(160) 또는 제 2 배터리(l62)를 충전 또는 방전하기 위하여 상기 스위칭 회로(130)로 선택 신호들을 출력한다.
계속해서 상기 배터리 선택 회로(128)는 도 5에 상세히 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 상기 배터리 선택 회로(128)는 배터리 충전을 위한 제 1 선택 회로와 배터리 방전을 위한 제 2 선택 회로를 포함한다.
상기 제 1 선택 회로는 상기 마이크로컴퓨터(124)로부터 제어 신호(chg, nonchg)를 받아들여서 상기 제 1(160)/제 2 배터리(162)를 충전하도록 상기 스위칭회로(130)로 제 1(chg-A)/제 2 선택 신호(chg_B)를 출력한다.
상기 제 2 선택 회로는 상기 배터리 검출 회로(126)로부터 검출신호(Dischg_A, #Dischg_B)를 받아서 상기 제 1(160)/제 2 배터리(162)를 방전하도록 상기 스위칭 회로(130)로 제 3(Dischg_A')/제 4 선택 신호(Dischg_B')를 출력한다.
그리고 상기 제 1 및 제 2(chg_A, chg_B)/제 3 및 제 4 선택 신호(Dischg_A, Dischg_B)들은 각각 상보적(complementary)이다.
구체적으로, 상기 제 1 선택 회로는 다수의 저항(180,182,186)과 상기 제어 신호(chg, nonchg)의 전압 로직 레벨에 대응하여 상기 제 1 (160)또는 제 2 배터리(162)를 충전하도록 온/오프하는 제 1(184) 및 제 2 FET 스위치(188)를 포함한다.
상기 제 1 선택 회로의 상세한 동작에 따른 입출력 신호의 전압 로직 레벨을 아래의 [표 1]에 나타내고 있다.
[표 1]
따라서 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 제 1(160) 및 제 2 배터리(162)를 교대로 충전하므로서 충전 효율을 향상시킨다. 그리고 상기 충전 방지 제어신호(nonchg)는 상기 제 1(160) 및 제 2 배터리(162)가 완전 충전 상태인 경우 상기 충전 제어 신호(chg)가 비활성화化0W)되면, 상기 제 2 배터리(162)를 충전하지 않도록 제어하기 위하여 활성화(HIGH)된다.
상기 제 2 선택 회로는 다수의 저항(190,196,194,200)과 제 3(192) 및 제 4 FET 스위치(198) 및 제 2 앤드 게이트(202)를 포함한다. 이들의 동작은 아래의 [표 2]에 나타내고 있다.
[표 2]
상기 [표 2]에서 상기 제어 신호(#Dischg_B)는 로우(LOW) 로직 레벨에서 활성화된다. 극리고 상기 제 3 및 제 4 선택 신호는 상기 제 1 배터리를 방전하면 상기 제 2 배터리를 방전하지 않도록 하고, 상기 제 2 배터리를 방전하면 상기 제 1배터리를 방전하지 않도록 상보적인(complementary) 신호로 출력된다.
다시 도 3은 참조하면, 상기 스위칭 회로(130)는 상기 제 1 배터리(160)를 충전/방전시기는 제 1(l32,134)/제 2 스위칭 회로(138,140)와 상기 제 2 배터리(162)를 충전/방전시키는 제 4(150,152)/제 3 스위칭 회로(144,146)를 포함한다. 그리고 상기 각각의 스위칭 회로들을 구동하는 제 1 및 제 4 구동회로(138,142,148,154)를 포함한다.
상기 제 1 내지 제 4 스위칭 회로들은 각각 BFS(Bilateral FET Switch)로 구비되며 방전 효율을 높여준다.
각각의 동작을 살펴보면, 상기 제 1 배터리(160) 충전 시에는 제 1 구동 회로(136)에 의해 상기 제 1 스위칭 회로(132,134)가 온(ON) 상태가 된다. 상기 제 1 배터리(160) 방전시에는 제 2 구동 회로(142)에 의해 제 2 스위칭 회로(138, 140)가 온(ON) 상태가 된다.
상기 제 2 배터리(162) 충전 시에는 제 4 구동 회로(154)에 의해서 제 4 스위칭 회로(150,152)가 온 상태가 된다. 그리고 상기 제 2 배터리(162)의 방전 시에는 제 3 구동 회로(148)에 의해 제 3 스위칭 회로(144,146)가 온 상태가 된다.
그리고 상기 제 1 및 제 2 배터리(160,162)가 동시에 연결되어 있으면, 충전 동작은 상기 제 1 및 제 4 구동 회로(136,l54)에 의해서 상기 제 1(132,134) 및 제 4 스위칭 회로(150,152)가 온 상태가 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 두개의 배터리를 사용하는 전자 시스템의 전원 제어 회로에 의한 배터리 충전 및 방전을 제어하는 수순을 도시한 흐름도이다.
도면을 참조하면, 단계 S300에서 제 1 및 제 2 배터리(160,162)가 동시에 연결되어 있는지를 판별한다. 그리고 상기 두 개의 배터리가 동시에 연결되어 있으면, 단계 S302로 진행하여 각각의 배터리(160,162)가 적정의 전원 전압을 갖는 완선 충전 상태인지를 판별한다.
동시에 완전 충전 상태이면, 단계 S304으로 진행하여 상기 제 1 배터리(160)를 사용하여 시스템 유닛(108)으로 전원을 공급한다. 이어서 단계 S304에서 외장형 FDD 또는 CD-ROM 드라이브 등을 장착하기 위하여 사용 중인 상기 제 1 배터리(160)가 제거되면, 이를 감지하여 단계 S308으로 진행한다. 즉, 제 2 배터리(162)를 사용하기 위하여 제 2 배터리(162)로 전환한다. 이어서 단계 S310에서 상기 제 2 배터리(162)를 방전시킨다.
또한 단계 S306에서 상기 제 1 배터리(160)가 제거되지 않으면, 단계 S316으로 진행하여 상기 제 1 배터리(160)의 충전 상태를 판별한다. 상기 제 1 배터리(160)의 충전 상태가 양호하면, 단계 S304로 진행하여 상기 제 1 배터리(160)를 계속 사용한다. 그리고 충전 상태가 양호하지 않으면, 단계 S318으로 진행하여 상기 제 1 배터리(160)를 충전시킨다.
계속해서 단계 S312에서는 상기 제 2 배터리(162)의 충전 상태가 양호한지를 판별한다. 이어서 충전 상태가 양호하면, 상기 제 2 배터리(162)를 계속 사용하기 위하여 단계 S310으로 진행한다. 그리고 충전 상태가 양호하지 않으면, 단계 S314으로 진행하여 상기 제 2 배터리(162)를 충전시킨다.
또한, 단계 S320에서 상기 제 1 (160)또는 제 2 배터리(162) 중에 적어도 하나의 배터리가 연결되어 있으면, 단계 S322으로 진행하여 해당 배터리의 충전 상태를 판별하고, 이어서 단계 S324에서는 해당 배터리가 충전 상태가 양호하면, 해당배터리로부터 방전하도록 제어한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 두 개의 배터리를 사용하는 전자 시스템의 전원공급을 제어하는 전원 제어 회로를 구비하고, 이를 통해 두 개의 배터리가 동시에 연결되면, 순차적으로 배터리를 사용함으로서 배터리 사용 시간을 연장할 뿐만 아니라 BFS를 이용하여 스위칭 회로를 개선함으로서 충전 및 방전 효율을 향상시킨다.
또한, 두 개의 배터리가 장착되어 사용되고 있는 중에, 어느 하나를 제거하는 경우에도 제거된 배터리를 통하여 시스템 전원을 공급받고 있는 상태라면, 시스템 전원을 다른 배터리로부터 공급을 받도록 자동 전환한다.

Claims (3)

  1. 제 1 및 제 2 배터리에 의해 선택적으로 구동될 수 있는 전자 시스템의 전원제어 회로에 있어서: 상기 제 1 및/또는 제 2 배터리의 충전 상태들을 검출하고 각각의 검출 결과에 대응하는 제 1 및/또는 제 2 검출 신호를 발생하는 배터리 검출 수단과; 상기 검출 신호들을 받아들여서 상기 제 1 및 제 2 배터리 중에 적어도 어느 하나가 완전 충전 상태가 아니면 상기 하나의 배터리를 충전하도록 충전 제어 신호를 발생하는 제어 수단과; 상기 검출 신호 및 상기 제어 신호에 응답해서 상기 제 1 및/또는 제 2 배터리를 충전 및/또는 방전하도록 상보적인 선택 신호를 발생하는 배터리 선택 수단 및; 상기 선택 신호에 응답해서 상기 제 1 또는 제 2 배터리의 충전 및 방전에 따른 전원 경로를 스위칭하는 스위칭 수단을 포함하되; 상기 배터리 검출 수단은, 제 1 기준 전압과 상기 제 1 배터리의 전원 단자의 출력 전압을 비교하여 상기 제 1 배터리의 충전 상태를 검출하는 제 1 비교기와, 제 2 기준 전압과 상기 제 1 배터리의 온도 단자로부터 검출된 배터리 온도 검출 신호의 전압 레벨을 비교하여 상기 제 1 배터리의 연결 여부를 검출하는 제 2 비교기와, 상기 제 1 및 제 2 비교기의 출력 신호에 응답해서 상기 제 1 배터리 검출 신호를 발생하는 제 1 논리 게이트와, 제 3 기준 전압과 상기 제 2 배터리의 전원 단자의 출력 전압을 비교하여 상기 제 2 배터리의 충전 상태를 검출하는 제 3 비교기와, 제 4 기준 전압과 상기 제 2 배터리의 온도 단자로부터 검출된 배터리 온도 검출 신호의 전압 레벨을 비교하여 상기 제 2 배터리의 연결 여부를 검출하는 제 4 비교기 및, 상기 제 3 및 제 4 비교기의 출력 신호에 응답해서 로우 로직 레벨에서 활성화하는 상기 제 2 배터리 검출 신호를 발생하는 제 2 논리 게이트를 포함하는 전자 시스템의 전원 제어 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 선택 수단은: 상기 제어 수단으로부터 상기 충전 제어 신호를 받아들여서 상기 제 1 또는 제 2 배터리를 충전하도록 상보적인 제 1 및 제 2 선택 신호를 상기 스위칭 수단으로 출력하는 제 1 선택 회로와; 상기 배터리 검출 수단으로부터 상기 제 1 또는 제 2 검출 신호를 받아들여서 상기 제 1 또는 제 2 배터리를 방전하도록 상보적인 제 3 및 제 4 선택 신호를 상기 스위칭 수단으로 출력하는 제 2 선택 회로를 포함하는 전자 시스템의 전원 제어 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 수단은: 상기 선택 신호를 받아들여서 상기 제 1 배터리를 충전/방전하도록 구동하는 제 1/제 2 구동 회로와; 상기 선택 신호를 받아들여서 상기 제 2 배터리를 방전/충전하도록 구동하는 제 3/제 4 구동 회로 및; 상기 제 1 내지 제 4 구동 회로의 출력 신호에 응답해서 상기 제 1 또는 제 2 배터리를 충전 또는 방전하도록 스위칭하는 제 1 내지 제 4 스위칭 회로를 포함하는 전자 시스템의 전원 제어 회로.
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