KR100607926B1 - 휴대용단말기의 전력제어장치 - Google Patents

휴대용단말기의 전력제어장치 Download PDF

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Abstract

알칼라인 건전지를 사용하는 휴대용단말기의 전력제어장치가 개시되어 있다. 본 발명은 충전용인 2차전지 및 비충전용인 1차 전지를 주전원으로 공용하는 휴대정보단말기의 전원장치에 있어서, 휴대정보단말기에서 장착된 1차전지의 전압이 미리 설정된 전압이하이면 저전압으로 검출하는 저전압검출부, 입력 전압을 다운/엎시켜 소정의 전압으로 변환시키며, 저전압검출부로 부터 저전압이 검출되면 다운되어 출력되는 전압을 소정의 전압으로 엎시켜 출력하는 직류-직류변환부를 포함한다.

Description

휴대용단말기의 전력제어장치{Power controller of personal terminal}
도 1은 종래의 휴대정보단말기의 전원장치를 보이는 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 전원장치를 보이는 블럭도이다.
본 발명은 휴대용단말기의 전력제어장치에 관한 것으로서, 특히 알칼라인 건전지를 사용하는 휴대용단말기의 전력제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 PDA(Personal Digital Asistant), 핸드헬드PC(handheld Personal Computer), 팜 PC(Palm Personal Computer)같은 휴대정보단말기는 주전원으로써 시스템전원외에 알칼라인전지인 1차전지와 니켈수소 또는 리튬이온전지인 2차전지를 공용으로 사용하고 있다.
도 1은 종래의 휴대정보단말기의 전원장치를 보이는 블럭도이다.
도 1의 장치는 주전원으로 사용되는 알칼라인전지 또는 2차전지를 포함하는 전지전원부(130), 전지전원부(130)에서 2차전지를 사용할 경우 충전하도록 제어하는 충전부(120), 충전부(120)에 충전전력을 공급하는 직류전원부(110), 직류전원부(110)와 전지전원부(130)의 출력을 스위칭하는 스위칭 로직부(140), 스 위칭로직부(140)에서 출력되는 전압을 시스템의 전원인 3.3V로 변환시켜주는 제1직류/직류변환부(150) 및 5V로 변환시켜주는 제2직류/직류변환부(160)로 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이 직류전원부(110)는 일종의 어댑터로서 교류 100V나 220V에서 직류로 변환시키며, 2차전지를 충전할 경우 충전부(120)에 충전 전력을 공급함과 함께 주전원인 건전지를 대신하여 시스템에 전력을 공급한다.
스위칭로직(140)은 직류전원부(110)가 없을 경우 전지전원부(130)에서 시스템에 전력을 공급하도록하며, 직류전원부(110)부 연결되었을 경우 그로 부터 시스템에 전력을 공급하도록 전환시킨다. 제1직류/직류변환부(150)나 제2직류/직류변환부(160)는 시스템에 필요한 전압으로 변환시키는 일종의 정전압장치이다. 제1직류/직류변환부(150)나 제2직류/직류변환부(160)는 스텝-다운(step-down) 방식이나 스텝-엎(step-up)방식으로 구성된다. 스텝-엎 방식은 전지전원부(130)나 직류전원부(110)의 전압이 생성하고자하는 전압보다 낮을 때 사용하며, 스텝-다운 방식은 반대로 높을 때 사용한다.
또한 휴대용 정보 단말기는 항상 일정 전류를 소비하지 않고 거의 모든 시간에 아이들(idle) 모드에 있으며, 종종 액티브(active) 모드로 동작한다. 아이들 모드는 프로세서의 코아(core)가 거의 동작하지 않고 LCD의 화면만 일정하게 나타내주기만하며 그 소비전류가 매우 적은 상태이다. 노말(normal) 모드는 사용자의 입력이나 시스템의 인터럽트처리를 위해 정상적으로 동작하며, 많은 전류를 소비한다. 알칼라인 전지는 소모전류에 따라 그 출력 전압이 변하며, 소모 전류가 많을 수록 출력전압이 더작아진다. 더욱이 알칼라인 건전지는 내부임피던스가 2차 전지에 비해 훨씬 크므로 출력 전력이 2차전지에 비해 훨씬 감소되어 출력될 수있다. 이 때 알칼라인 전지의 전압이 시스템에 필요한 전압보다 낮을 경우 스텝-다운 직류/직류변환기는 제대로 동작하지 않고, 시스템에 필요한 전압보다 낮게 전압이 출력될 수있다. 이 경우 시스템은 알칼라인 건전지의 용량이 많이 남아 있으면서도 이를 충분하게 사용하지 못하고 결국 전원에 의한 오동작을 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 저전압을 검출하여 스텝-다운된 전압을 스텝-엎된 전압으로 변환함으로써 시스템에 안정적인 전원을 공급하는 휴대용단말기의 전력제어장치를 제공하는 데있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 충전용인 2차전지 및 비충전용인 1차 전지를 주전원으로 공용하는 휴대정보단말기의 전원장치에 있어서,
상기 휴대정보단말기에서 장착된 1차전지의 전압이 미리 설정된 전압이하이면 저전압으로 검출하는 저전압검출부;
입력 전압을 다운/엎시켜 소정의 전압으로 변환시키며, 상기 저전압검출부로 부터 저전압이 검출되면 다운되어 출력되는 전압을 소정의 전압으로 엎시켜 출력하는 직류-직류변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용단말기의 전력제어장치이다.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한 다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 전원장치를 보이는 블럭도이다.
도 2의 장치는 알칼라인 전지(1차전지) 또는 충전용인 2차전지를 주전원으로 하는 전지전원부(240), 2차전지를 사용할 경우 충전할수 있도록 제어하는 충전부(220), 충전 전력을 공급하는 직류전원부(210), 직류전원부(210)의 전압과 전지전원부(240)의 전압을 스위칭하는 제1스위칭로직부(230), 제1스위칭로직부 (230)에서 입력되는 전원을 시스템 전원인 5V와 3.3V로 스텝-다운 변환시키는 제1직류/직류변환부(250) 및 제2직류/직류변환부(260), 전지전원부 (240)로 부터 저전압을 검출하는 저전압 검출부(270), 제2직류/직류변환부(260)에서 3.3V를 입력하여 5V로 엎시키는 스텝-엎방식의 제3직류/직류변환부(280), 제1직류/직류변환부(250)와 제3직류/직류변환부(280)의 전압이 서로 영향받지 않도록 스위칭하는 제2스위칭로직부(296) 및 제3스위칭로직부(290)로 구성된다.
5V전원을 사용하는 휴대용단말기의 전원시스템을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
충전부(220)는 2차전치를 충전시키기 위해 정전류나 정전압을 생성하여 전지전원부(240)의 2차전지로 입력한다. 제1스위칭로직부(230)는 직류전원부(210)의 전원과 전지전원부(240)의 전원을 선택하기 위해 스위칭로직을 구성하며, 직류전원부(210)가 없을 경우 전지전원부(240)에서 전력을 공급하도록하고 직류전원부(210)가 연결되었을 경우 직류전원을 공급하도록 전환시킨다.
전지전원부(240)는 1차전지(알칼라인전지)와 2차전지(니켈 수소 또는 리튬이 온전지)를 주전원으로 사용한다. 5V의 전원에 대해 1차전지인 알칼리건전지 6개(직렬) 및 2차전지인 리튬이온전지 2개(직렬)의 예를 들어 설명하면, 알칼리 건전지 6개의 출력전압은 6.4V∼7.2V이며, 리튬이온 전지는 5.5V∼8.4V이다. 리튬 이온 전지는 내부 임피던스가 크기 때문에 출력 로드에 거의 변함없이 일정한 전압을 출력하지만 알칼라인 전지는 전압 강하 폭이 매우 크다. 예를 들면 알칼라인 전지는 무부하 상태에서 6.5V이지만 아이들 모드에서는 5.5V, 노말 모드에서는 5V이하가 된다.
저전압검출부(270)는 미리설정된 전압과 전지전원부(240)에서 출력되는 알칼라인 전압을 비교하여 저전압 신호를 검출한다. 예를 들어 알칼라인의 전압이 5V이상이면 하이(H)를 출력하고, 5V이하이면 로우(L)를 출력한다. 따라서 저전압검출부(270)는 제1직류/직류변환부(250)에 로우신호를 인가하여 5V출력을 차단하고, 제3직류/직류변환부(280)에 하이신호를 인가하여 3.3V전압을 5V전압으로 엎시키며, 제2,제3스위칭로직부(296,290)에 각각 로우 또는 하이신호를 인가하여 제1직류/직류변환부(250)와 제3직류/직류변환부(280)가 서로 영향이 미치지 않도록 온/오프 제어한다. 즉, 알칼라인전지를 사용할 경우 저전압검출부(270)로 부터 5V이하인 저전압검출신호가 검출되면 그 검출신호가 제1직류/직류변환부(250)의 파워 온/오프 단자에 인가되어 5V출력동작을 오프시킨다. 그에 따라 제1스위칭로직부 (230)로 부터 출력되는 알칼라인전지 전압은 제2직류/직류변환부 (260)을 통해 스텝-다운되어 3.3V 전압으로 변환된다. 3.3V전압은 저전압검출신호에 의해 온되는 제3직류/직류변환부(280)를 통해 5V로 스텝-엎된다. 따라서 알칼라인전지의 전압이 저전압으로 출력되어도 제3직류/직류변환부(280)가 스텝-엎시켜 건전지 사용 시간이 연장된다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정하지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 즉, 1차전지와 2차전지를 공히 사용하는 스마트폰(smartphone), PDA(personal digital asistant)등의 개인정보단말기의 전원제어장치에 적용가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 알칼라인 전지를 사용할 경우에도 스텝-다운된 전압을 스텝-엎된 전압으로 변환하여 안정된 전압을 공급함으로써 휴대용단말기의 전원에 의한 오동작 방지와 건전지의 사용시간을 늘리는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 충전용인 2차전지 및 비충전용인 1차 전지를 주전원으로 공용하는 휴대정보단말기의 전원장치에 있어서,
    상기 휴대정보단말기에서 장착된 1차전지의 전압을 시스템 전압으로 출력하는 제1직류/직류변환기;
    상기 휴대정보단말기에서 장착된 1차전지의 전압이 미리 설정된 전압이하이면 저전압으로 검출하여 로우 신호를 출력하고 설정 전압이상이면 하이 신호를 출력하는 저전압검출부;
    상기 저전압검출부에서 저전압이 검출되면 스텝-다운에 의해 입력전압 대비 소정의 다운된 전압을 출력하는 제2직류/직류변환기;
    상기 스텝-다운직류/직류변환기에 다운되어 출력되는 전압을 소정의 요구 전압으로 엎시켜 출력하는 제3직류/직류변환기;
    상기 저전압검출부에서 출력되는 로우 또는 하이 신호에 따라 상기 제1직류/직류변환기와 제3직류/직류변환기를 서로 온/오프 제어하는 스위칭로직기를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용단말기의 전력제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 1차전지는 알칼라인 건전지임을 특징으로 하는 휴대용단말기의 전력제어장치.
  3. 삭제
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