KR100523142B1 - 피디엠신호를 이용한 부하제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동모터, LED와 같은 부하에 인가되는 전류의 양을 제어하기 위한 이동 통신 단말기의 부하제어장치에 관한 것으로, 진동모터와 LED중 하나 이상을 부하로 가지는 이동 통신 단말기에 있어서,

서로 다른 펄스 지속시간을 가지는 PDM신호를 출력하는 제어부와; 상기 PDM신호를 DC 전압레벨로 변환하기 위한 제1필터링 수단과; 상기 필터링 수단으로부터 인가되는 DC 전압레벨에 따라 상기 LED의 일측을 접지시키되, 인가되는 상기 DC 전압레벨에 따라 상기 LED로 흐르는 전류의 양을 조절하기 위한 전류제한용 저항이 일측에 접속되어 있는 제1스위칭부;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

피디엠신호를 이용한 부하제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING A LOAD BY USE OF PDM SIGNAL}

본 발명은 이동 통신 단말기에 관한 것으로, 특히 진동모터, LED와 같은 부하에 인가되는 전류의 양을 제어하기 위한 부하제어장치에 관한 것이다.

휴대폰, PDA와 같은 이동 통신 단말기는 표시부를 밝게 유지시켜 주기 위한 수단으로서 LED를 구비하고 있다. 이러한 LED는 일반적으로 LED 점등제어신호의 논리레벨에 따라 온/오프 제어된다. 상기 LED 점등제어신호는 단말기 제어부(MSM칩)의 범용인터페이스(GPIO)단자를 통해 출력된다. 이를 첨부도면 도 1을 참조하여 보충 설명하면,

일반적인 이동 통신 단말기에서는 제어부의 범용인터페이스 단자(GPIO)를 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 다양한 형태로 구현 가능한 스위칭 수단에 접속하고, 범용인터페이스 단자(GPIO)를 통해 단순히 도 1의 (b)에 도시한 바와 같은 논리레벨을 가지는 LED 점등제어신호(GPIO파형)를 출력하여 LED에 인가되는 전류를 제어하였다.

따라서 종래의 휴대폰과 같은 일반적인 이동 통신 단말기에서는 폴더 등의 개폐에 따라 획일적으로 LED가 온/오프되기 때문에, 주변 조도가 밝은 경우에도 LED가 일정시간 동안 점등되어 불필요하게 전원이 소비되는 문제점이 있다.

한편 휴대폰과 같은 이동 통신 단말기에서는 진동모터를 부하로 구비하고 있다. 이러한 진동모터의 구동에 따라 사용자는 호 착신 여부를 알 수 있다. 이러한 진동모터 역시 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 제어부(10)의 범용인터페이스 단자(GPIO)에 연결되어 있는 스위칭 소자의 온/오프에 의해서 진동하는데, 상기 스위칭 소자에는 도 1의 (b)에 도시한 바와 같은 논리레벨을 가지는 모터구동신호만이 인가되기 때문에 진동모터의 진동세기를 조절할 수 없는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 LED를 부하로 가지는 이동 통신 단말기에 있어서 LED로 흐르는 전류의 양을 조절하여 그 밝기를 제어할 수 있는 부하제어장치를 제공함에 있다.

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 진동모터를 부하로 가지는 이동 통신 단말기에 있어서 진동모터로 흐르는 전류의 양을 조절하여 진동의 세기를 사용자가 조정할 수 있는 부하제어장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 단말기는 LED와 진동모터중 하나 이상을 부하로 포함하되,

서로 다른 펄스 지속시간을 가지는 PDM신호를 출력하는 제어부와;

상기 PDM신호를 DC 전압레벨로 변환하기 위한 제1필터링 수단과;

상기 필터링 수단으로부터 인가되는 DC 전압레벨에 따라 상기 LED의 일측을 접지시키되, 인가되는 상기 DC 전압레벨에 따라 상기 LED로 흐르는 전류의 양을 조절하기 위한 저항이 일측에 접속되어 있는 제1스위칭부;를 더 포함함을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가지는 부하제어장치에 따르면, 서로 다른 펄스 지속시간을 가지는 PDM신호가 상기 스위칭 수단에 인가됨으로서, 결과적으로는 PDM신호의 펄스지속시간에 비례하는 전류가 LED에 인가되어 그 밝기가 조절될 수 있게 되는 것이다.

더 나아가 본 발명의 실시예에 따른 부하제어장치는,

상기 PDM신호를 DC 전압레벨로 변환하기 위한 제2필터링 수단과;

상기 제2필터링 수단으로부터 인가되는 DC 전압레벨에 따라 상기 진동모터의 일측을 접지시키되, 인가되는 상기 DC 전압레벨에 따라 상기 진동모터로 흐르는 전류의 양을 조절하기 위한 저항이 일측에 접속되어 있는 제2스위칭부;를 더 포함함을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 서로 다른 펄스 지속시간을 가지는 PDM신호가 상기 제2스위칭 수단에 인가됨으로서, 결과적으로는 PDM신호의 펄스지속시간에 비례하는 전류가 진동모터에 인가되어 그 진동세기가 조절될 수 있게 되는 것이다.

아울러 상기 PDM신호의 펄스 지속시간을 변경하기 위한 키 입력수단을 더 포함함으로서, 사용자는 자신의 의사에 따라 진동모터의 세기 혹은 LED의 밝기를 수동 조절할 수도 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 부하제어장치 구성도를 도시한 것으로, 보다 구체적으로는 LED를 부하로 채용한 경우의 부하제어장치 구성도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PDM(Pulse Duration Modulation)신호의 타이밍도를, 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부하제어장치의 구성에 따라 부하에 인가되는 전류 특성 곡선을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 우선 제어부(20)는 서로 다른 펄스 지속시간을 가지는 PDM(Pulse Duration Modulation)신호를 출력한다. 이러한 제어부(20)는 이동 통신 단말기의 동작을 전반적으로 제어하는 제어부로서, 일명 MSM칩으로 불리우기도 한다. 상기 제어부(20)는 GPIO(General Purpose Input Output)가 아닌 GPDM핀으로 상기 PDM신호를 출력하며, 후술하는 키입력부(40)에서 발생하는 키데이터에 따라 상기 펄스 지속시간을 변동하여 주는 역할도 수행할 수 있다. 또한 상기 제어부(20)는 현재 시간에 맞춰 펄스 지속시간을 변동하여 줄 수도 있다. 이러한 경우에는 별도의 조도센서를 이용하지 않고서 LED의 밝기를 조절할 수 있게 되는 것이다. 도 3에 도시하지는 않았지만 제어부(20)는 조도센서를 통해 주위 밝기를 감지하고 그에 응답하여 LED의 밝기를 제어할 수도 있다.

상기 제어부(20)의 GPDM핀에는 필터링 수단으로서 LPF(30)가 접속되어 있다. 상기 LPF(30)는 제어부(20)에서 출력되는 PDM신호를 필터링하여 일정한 DC 전압레벨로 변환하여 주는 역할을 수행한다. 도 4에는 제어부(20)에서 출력되는 서로 다른 펄스 지속 시간을 가지는 PDM신호의 펄스 타이밍도(a)가 도시되어 있고, 그 PDM신호를 필터링한 경우의 DC전압레벨(b)이 함께 도시되어 있다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 펄스 지속시간이 길어질수록 필터링된 DC전압레벨이 점진적으로 증가하고 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 펄스 지속시간을 가변시킴으로서 스위칭 수단에 인가되는 전압레벨을 가변시킬 수 있게 되는 것이다.

한편 상기 LPF(30)의 출력단은 일예로서 스위칭 소자인 트랜지스터(Q1)의 베이스와 접속되어 있다. 그리고 상기 트랜지스터의 에미터는 저항 R1을 통해 접지되어 있으며 콜렉터단은 LED의 일측과 접속되어 있다.

따라서 LPF(30)로부터 출력되는 DC 전압레벨에 의해 트랜지스터(Q1)는 스위칭 온/오프되고, 그에 따라 LED도 점등 및 소등될 수 있는 것이다. 일반적으로 트랜지스터는 도 5에 도시한 바와 같이 임계전압 이상에서 전류가 급격히 변하는 특성(①)을 가지고 있다. 따라서 트랜지스터의 에미터단이나 소스단에 전류제한용 저항(R1,R2)을 삽입하면 도 5에 도시한 바와 같이 트랜지스터의 베이스 인가 전압에 따라 완만하게 변화되는 전류커브(②)를 얻을 수 있다. 따라서 제어부(20)는 서로 다른 펄스 지속시간을 가지는 PDM신호를 출력하여 서로 다른 DC전압레벨이 트랜지스터에 인가되도록 함으로서 LED에 흐르는 전류의 양을 제어할 수 있게 되는 것이다.

한편 키입력부(40)는 펄스 지속시간을 변경하기 위한 업/다운키를 포함하며, 업/다운키 조작에 따른 키데이터를 발생하여 상기 제어부(20)로 출력한다. 이러한 키입력부(40)는 다수의 번호키와 기능키를 더 포함할 수도 있다.

이하 상술한 구성을 가지는 부하제어장치의 동작을 설명하면, 우선 호 착신에 응답하여 사용자가 폴더를 열면 그에 응답하여 제어부(20)는 펄스 지속시간이 b(디폴트값에 해당)인 PDM신호를 출력한다. 이러한 PDM신호는 LPF(30)를 통해 소정 레벨의 DC전압으로 변환되어 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다. 만약 인가된 DC전압이 트랜지스터의 임계전압이상이라면 LED에는 소정의 전류가 흐르게 되어 소정의 밝기로 점등된다. 이러한 LED점등 상태에서 키 입력부(40)를 통해 밝기 조절을 위한 업/다운 키 입력이 있으면 제어부(20)는 그에 응답하여 펄스 지속시간이 b보다 작거나 큰 PDM신호를 출력한다. 이에 따라 LED에 흐르는 전류의 양은 감소하거나 증가하게 됨으로서, 사용자는 주변 상황에 맞게 LED의 밝기를 제어할 수 있게 되는 것이다. 참고적으로 상기 업/다운 키 입력에 응답하여 펄스 지속시간이 가변되는 과정을 부연 설명하면,우선 제어부(20)는 밝기 조절을 위해 설정된 업/다운 키 입력이 있으면 현재 출력중인 펄스 지속시간 보다 큰(작은) 값을 가지는 펄스신호를 발생하여 출력한다. 이러한 제어부(20)는 내부에 PDM 신호 발생기를 포함하고 있는데, 이러한 PDM 신호 발생기는 키 입력부(40)의 조절에 따라 내부 클럭펄스의 지속시간 조절이 가능하기 때문에 결국 제어부(20)는 업/다운 키 입력에 따라 펄스 지속시간이 가변되는 PDM신호를 출력할 수 있다.

물론 현재 시간에 맞게 서로 다른 펄스 주기, 예를 들면 일몰 이후에는 일몰 이전 보다 큰 펄스 지속시간을 가지는 PDM신호가 출력되도록 함으로서 낮 보다 밤에 LED의 밝기를 자동으로 밝게 유지할 수도 있다.

참고적으로 도 2에서는 LED와 트랜지스터(Q1,Q2) 및 저항(R1,R2)이 순차적으로 직렬 접속되어 있는 회로에 대해서만 도시하였지만, 이들 소자들의 배열을 도 1에서와 같이 변경하여 회로 구성할 수도 있으며, 트랜지스터의 타입을 달리하여 회로 구성할 수도 있다.

한편 이상에서는 LED를 이동 통신 단말기의 부하로 가정하여 그 부하에 인가되는 전류의 양을 제어하는 것을 설명하였으나, 별 다른 변형없이 진동모터를 이동 통신 단말기의 부하로 가정하여 본 발명의 실시예를 설명할 수도 있다. 이를 도 6을 참조하여 설명하면,

우선 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부하제어장치에 진동모터가 접속되어 있는 회로 구성도를 도시한 것이다. 도 3과 도 6을 대비해 보면 LED 대신에 진동모터(M)가 사용되고 있음을 알 수 있다.

즉, 제어부(20)로부터 출력되는 PDM신호는 LPF(30)를 통해 DC 전압레벨로 변환 출력되고, 이와 같이 변환된 DC전압레벨은 스위칭 소자인 트랜지스터 Q1의 베이스에 인가된다. 이때 트랜지스터 Q1의 에미터에는 도 3에서와 같이 전류 제한용 저항 R1이 접속되어 있으며, 상기 트랜지스터 Q1의 콜렉터단에는 진동모터의 일측이 접속되어 있다.

진동모터가 접속된 상술한 구성의 부하제어장치의 동작을 설명하면, 우선 진동모터 세기조정모드에서 제어부(20)는 펄스 지속시간이 b(디폴트값에 해당)인 PDM신호를 출력한다. 이러한 PDM신호는 LPF(30)를 통해 소정 레벨의 DC전압으로 변환되어 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다. 만약 인가된 DC전압이 트랜지스터의 임계전압이상이라면 진동모터(M)에는 소정의 전류가 흐르게 되어 소정의 세기로 진동한다. 이러한 진동이 너무 세다고 혹은 약하다고 판단되면 사용자는 키입력부(40)를 통해 진동세기를 조절한다. 이러한 진동세기 조절명령에 응답하여 제어부(20)는 펄스 지속시간이 b보다 작거나 큰 PDM신호를 출력한다. 이에 따라 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 인가되는 전압은 가변되고, 그 인가전압에 따라 진동모터(M)에 인가되는 전류 역시 가변되어 진동세기는 감소하거나 증가하게 되는 것이다.

따라서 사용자는 자신에게 맞는 진동세기를 설정하여 이동 통신 단말기를 사용할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 LED로 흐르는 전류의 양을 PDM신호를 이용하여 제어함으로서 LED의 밝기를 주변상황에 맞게 제어할 수 있는 편리함이 있으며, LED 구동을 위해 불필요하게 소모되는 전원의 낭비를 막을 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 진동모터의 진동세기를 사용자가 직접 설정할 수 있는 편리함이 있다.

더 나아가 본 발명은 일반적인 PDM신호를 이용하여 진동모터의 구동과 LED 구동을 제어함으로서 MSM칩에 구비된 GPIO핀을 다른 용도로 활용할 수 있는 이점도 있다.

한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 이동 통신 단말기의 부하인 LED를 점등 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 2는 이동 통신 단말기의 부하인 진동모터를 구동 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 부하제어장치 구성도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PDM(Pulse Duration Modulation)신호의 타이밍도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부하제어장치의 구성에 따라 부하에 인가되는 전류 특성 곡선을 보인 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 부하제어장치에 진동모터가 접속되어 있는 회로 구성도.

Claims (5)

1. 삭제
2. 진동모터와 LED를 부하로 가지는 이동통신 단말기의 부하제어장치에 있어서,

   PDM신호의 펄스 지속시간을 변경하기 위한 키 입력수단과;

   PDM신호의 펄스 지속시간 변경을 위한 키 입력에 응답하여 서로 다른 펄스 지속시간을 가지는 PDM신호를 출력하는 제어부와;

   상기 PDM신호를 DC 전압레벨로 변환하기 위한 제1 및 제2필터링 수단과;

   상기 제1필터링 수단으로부터 인가되는 DC 전압레벨에 따라 상기 LED의 일측을 접지시키되, 인가되는 상기 DC 전압레벨에 따라 상기 LED로 흐르는 전류의 양을 조절하기 위한 전류제한용 저항이 일측에 접속되어 있는 제1스위칭부와;

   상기 제2필터링 수단으로부터 인가되는 DC 전압레벨에 따라 상기 진동모터의 일측을 접지시키되, 인가되는 상기 DC 전압레벨에 따라 상기 진동모터로 흐르는 전류의 양을 조절하기 위한 전류제한용 저항이 일측에 접속되어 있는 제2스위칭부;를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 부하제어장치.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서, 상기 필터링 수단들과 스위칭부들 각각은 로우패스필터와 트랜지스터임을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 부하제어장치.
5. 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는 현재 시간에 따라 서로 다른 펄스 지속시간을 가지는 PDM신호를 출력하여 LED밝기를 제어함을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 부하제어장치.