KR100611871B1 - Apparatus and method for power management for battery powered appliances - Google Patents

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오투 마이크로, 인코포레이티드
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Abstract

휴대용 전자 기기의 충전 제어기로부터 피드백 데이터를 수신하는 AC/DC 어댑터(adapter)를 포함하는 휴대용 전자 기기용 전력 관리 장치 및 방법에 관한 것이다. 피드백 데이터는 휴대용 기기의 배터리 충전 전류, 배터리 전압 또는 전력 조건을 포함한다. 피드백 데이터를 사용하여 외부 AC/DC 어댑터는 배터리의 충전 조건 및/또는 휴대용 전자 기기의 전력 조건을 충족하도록 DC 출력을 조정할 수 있다.A power management device and method for a portable electronic device including an AC / DC adapter for receiving feedback data from a charging controller of the portable electronic device. The feedback data includes battery charge current, battery voltage or power condition of the portable device. Using the feedback data, an external AC / DC adapter can adjust the DC output to meet the charging conditions of the battery and / or the power requirements of the portable electronic device.

전력 관리 장치, 배터리 전력, 휴대용 전자 기기, 피드백 데이터Power Management Device, Battery Power, Portable Electronic Devices, Feedback Data

Description

배터리 전력 응용 기기를 위한 전력 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER MANAGEMENT FOR BATTERY POWERED APPLIANCES}Apparatus and method for power management for battery powered applications {APPARATUS AND METHOD FOR POWER MANAGEMENT FOR BATTERY POWERED APPLIANCES}

도 1은 종래의 전력 관리 회로의 블록 구성도. 1 is a block diagram of a conventional power management circuit.

도 1A는 종래의 배터리 충전기 회로의 블록 구성도.1A is a block diagram of a conventional battery charger circuit.

도 2는 본 발명에 따른 전력 관리 장치의 한 예를 나타내는 블록 구성도.2 is a block diagram illustrating an example of a power management device according to the present invention;

도 3A, 3B, 3C는 본 발명에 따른 예시적인 AC/DC 어댑터(adapter) 구성 블록도.3A, 3B, 3C are exemplary block diagrams of an AC / DC adapter configuration in accordance with the present invention.

본 발명은 배터리 전력 기기용 전력 관리 장치 및 방법에 관한 것이며, 특히 휴대용 기기의 배터리 충전 제어기에 의해 제어되는 외부 AC/DC 어댑터(adapter)를 포함하는 전력 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power management apparatus and method for a battery powered device, and more particularly, to a power management apparatus and method including an external AC / DC adapter controlled by a battery charge controller of a portable device.

현재의 배터리 충전 장치는 두 개의 별개의 디자인과 구현 부분으로 나누어지는 데, 이는 AC/DC 어댑터(adapter) 부분과 배터리 충전 부분이다.Current battery chargers are divided into two separate designs and implementations: the AC / DC adapter section and the battery charging section.

AC/DC 어댑터는 두 개의 디자인 타입을 가진다:AC / DC adapters have two design types:

(1) 60 Hz 타입 -- 완전 파동 정류기와 필터 커패시터를 가지는 저 비용 변압기. 변압기 감기(windings)는 대개 유사(quasi) 정전류 소스(constant current source)를 가져오는 고 저항을 가진다. (1) 60 Hz type-low cost transformer with full wave rectifier and filter capacitor. Transformer windings usually have a high resistance that results in a quasi constant current source.

(2) 고 주파수 타입 -- 대개 100 K Hz를 넘는 고주파를 갖는 AC 어댑터는 여행용으로 사용된다. 반응 임피던스는 주파수의 직접 함수이므로(Xl = 2 пfL and Xc = 1/2 пfC), 동일한 임피던스에 대해서는 L과 C는 주파수가 커지면 작아지는 관계에 있다. 예를 들어, 600,000 Hz 대 60 Hz 용 인덕터 크기는 60/600,000 또는 1/10,000 = 0.0001의 비이다. 이러한 여행용 AC/DC 어댑터는 고주파 스위치 모드 전력 공급장치(SMPS: Switch Mode Power Supplies)로 디자인된다. 따라서, 작은 크기, 가벼운 무게, 여행자들이 부여하는 높은 가치가 장점이나, 다른 형태의 어댑터들보다 비싼 것이 단점이다. (2) High frequency type-AC adapters with high frequencies, usually above 100 K Hz, are used for travel. Since the response impedance is a direct function of frequency (X l = 2 пfL and X c = 1/2 пfC), for the same impedance, L and C have a decreasing relationship with increasing frequency. For example, the inductor size for 600,000 Hz to 60 Hz is a ratio of 60 / 600,000 or 1 / 10,000 = 0.0001. These travel AC / DC adapters are designed as high frequency Switch Mode Power Supplies (SMPS). Thus, the small size, light weight, and high value given by travelers are advantages, but the disadvantage is that they are more expensive than other types of adapters.

오늘날 사용되는 대부분의 어댑터는 조절된(regulated) 출력을 발생하기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation; 펄스 폭 변조) 회로와 제어기(전력 스위치와 벅(Buck), 플라이백(flyback), 부스트(boost), 브리지(bridge) 또는 다른 형태의 컨버터 장치를 포함하는)를 포함한다. Most of today's adapters use PWM (Pulse Width Modulation) circuits and controllers (power switches and bucks, flybacks, boosts, boosts) to generate regulated outputs. A bridge or other type of converter device).

노트북 컴퓨터, 무선 전화기, PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 시스템에서 배터리 충전기는 일반적으로 시스템에 배터리 충전 및/또는 전력 배분을 제어하기 위하여 사용된다. 배터리 충전기는 일반적으로 3가지 대중적인 디자인타입을 가진다:In systems such as notebook computers, cordless phones, personal digital assistants (PDAs), and the like, battery chargers are generally used to control battery charging and / or power distribution to the system. Battery chargers generally have three popular design types:

(1) 단순 스위치 어댑터 충전기는 어댑터를 배터리에 직접 연결하기 위하여 하나의 전자 스위치를 사용한다. 다음에 최종의 충전 전압에 도달하면 스위치를 오프(off) 상태로 한다. 상대적으로 값이 비싸지는 않지만, 이러한 형태의 충전기 회로는 통상 무거운 60 Hz 타입의 정전류 AC/DC 어댑터를 사용하여여만 한다. 이러한 경우의 배터리 충전 알고리즘은 충전 시간이 길게 걸리며, 완전 충전에는 이르지 못한다. 또한, Lilon, NiMH 및 NiCd 같은 다수의 배터리 화학재료를 적용하는데 제한적이다. (1) Simple Switch Adapter The charger uses a single electronic switch to connect the adapter directly to the battery. Next, when the final charging voltage is reached, the switch is turned off. While relatively inexpensive, this type of charger circuit typically requires the use of a heavy 60 Hz type constant current AC / DC adapter. The battery charging algorithm in this case takes a long time to charge and does not reach full charge. It is also limited to the application of many battery chemistries such as Lilon, NiMH and NiCd.

(2) 선형 레귤레이터(regulator) -- 고정 출력 전압의 생성은 제어장치에서 초과 입력 전압을 제거하여 얻는다. 이는 통상 50 % 이하의 효율을 얻게 된다. 버려지는 초과 전력은 레귤레이터에서 소실되어, 작고 단단히 봉해진 장치의 온도를 상승시키게 된다. 또한, 버려지는 전력은 이러한 제품을 가지고 다니는 모든 사람에게 매우 중요한 배터리 수명을 상당히 단축한다. 동작하지 않는 배터리를 가지는 소비자 제품의 유일한 이득은 운동 장치의 고가의 부품으로서 뿐이다. 선형 레귤레이터의 잇점은 단순함과 저비용이다. 단점은 배터리 수명이 짧고 내부온도가 높다는 점이다.(2) Linear regulator-The generation of a fixed output voltage is obtained by removing excess input voltage from the control. This usually results in an efficiency of up to 50%. Discarded excess power is lost in the regulator, causing the temperature of the small, tightly sealed device to rise. In addition, the power dissipated significantly reduces battery life, which is very important for everyone carrying these products. The only benefit of a consumer product having a battery that is not working is only as an expensive part of the exercise device. The advantages of a linear regulator are simplicity and low cost. The disadvantage is short battery life and high internal temperature.

(3) 스위치모드 레귤레이터 -- 위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 입력 전압을 배터리 충전 전압으로 효율적으로(90 에서 95 %) 전환시키는 스위치모드 전력 공급을 사용한다. 정전류 모드를 정전압 모드로 스위칭하는 것과 같이 최적의 충전 알고리즘이 적용될 수 있다. 이러한 디자인의 잇점은 신속한 충전, 고 효율, 다양한 어댑터 및 배터리 화학재료의 적용성이다. 다만, 선형 레귤레이터보다 비싸다. (3) Switchmode Regulator-As described above, the method of the present invention uses a switchmode power supply that efficiently converts the input voltage to the battery charge voltage (90 to 95%). An optimal charging algorithm can be applied, such as switching the constant current mode to the constant voltage mode. The advantages of this design are fast charging, high efficiency, and the applicability of various adapter and battery chemistries. However, it is more expensive than a linear regulator.

도 1은 휴대용 전자 기기에 사용되는 종래의 전력 관리 장치를 나타낸다. 시스템은 하나 또는 그 이상의 배터리(30)와 AC/DC 어댑터(adapter)(12)에 연결되는 하나 또는 그 이상의 능동 시스템(active system)(18, 20 및/또는 22)를 포함하는 휴대용 기기(10)를 포함한다. 어댑터(12)는 배터리를 충전하고 이에 연결된 시스템에 전력을 공급하기 위하여 제어된 전력을 운반하는 작용을 한다. 배터리 충전기 회로(14)는, 예를 들어 어댑터(12)로부터의 배터리 충전 전류, 배터리 전압 및/또는 이용가능한 전력에 기반하여 배터리(30)에 조절된 전력(전압 및/또는 전류)을 공급하기 위해 제공된다. 도 1A를 보면, 종래의 배터리 충전기 회로(14)의 블록도가 나타나 있다. 관련 기술분야에서 잘 알려져 있듯이, 충전기는 배터리 전압 및/또는 전류를 모니터하고, 만약 배터리 전압 및/또는 전류가 미리 정해진 문턱값(threshold value)을 초과하면 에러 신호를 발생하는 다수의 에러 증폭기(error amplifiers)(34)를 포함한다. 이외에도, 입력 전력의 이용가능성(availability)을 모니터하고 어댑터(12)로부터의 이용가능한(available) 전력이 초과하면 에러 신호를 발생하기 위하여, 에러 증폭기가 포함될 수도 있다. 충전기(14)는 또한 PWM(Pulse Width Modulation) 발생기와 제어기(36)를 포함한다. 에러 증폭기가 발생한 에러 신호를 제어기(36)가 수신하며, PWM 발생기의 듀티(duty) 사이클을 조정하도록 작동한다. PWM 신호는 배터리를 충전하기 위한 조절된 DC 소스를 발생하기 위하여 전력 스위치 및 DC/DC 컨버터(38)에 공급된다. 종래의 기술에서 사용하는 PWM 발생기와 제어기, 전력 스위치 및 DC/DC 컨버터의 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려져 있는 공지의 기술이다.1 shows a conventional power management device used in a portable electronic device. The system includes a portable device 10 including one or more active systems 18, 20 and / or 22 connected to one or more batteries 30 and an AC / DC adapter 12. ). The adapter 12 serves to carry the controlled power to charge the battery and to power the system connected thereto. The battery charger circuit 14 may, for example, supply regulated power (voltage and / or current) to the battery 30 based on battery charge current, battery voltage and / or power available from the adapter 12. Is provided for. 1A, a block diagram of a conventional battery charger circuit 14 is shown. As is well known in the art, a charger monitors battery voltage and / or current and generates a number of error amplifiers that generate an error signal if the battery voltage and / or current exceeds a predetermined threshold value. amplifiers 34. In addition, an error amplifier may be included to monitor the availability of input power and to generate an error signal when the available power from adapter 12 is exceeded. The charger 14 also includes a pulse width modulation (PWM) generator and a controller 36. The controller 36 receives the error signal generated by the error amplifier and operates to adjust the duty cycle of the PWM generator. The PWM signal is supplied to the power switch and DC / DC converter 38 to generate a regulated DC source for charging the battery. The configuration of the PWM generator, the controller, the power switch, and the DC / DC converter used in the prior art are well known techniques well known in the art.

충전기와 유사하게, AC/DC 어댑터(12)는 PWM 발생기와 제어기를 포함하며, 추가로 조절된 출력 전력 소스를 제공하기 위하여 전력 스위치와 DC/DC 컨버터를 포함한다. 따라서, 어댑터(12)와 충전기(14)는 모두 PWM 발생기와 제어기, 전력 스위치와 DC/DC 컨버터를 포함하므로, PWM 발생기와 제어기, 전력 스위치 및 DC/DC 컨버터는 리던던시(redundancy)가 존재한다.  Similar to the charger, AC / DC adapter 12 includes a PWM generator and a controller, and further includes a power switch and a DC / DC converter to provide a regulated output power source. Thus, since adapter 12 and charger 14 both include a PWM generator and controller, a power switch and a DC / DC converter, there is redundancy in the PWM generator, controller, power switch and DC / DC converter.

본 발명은 배터리 충전 제어기에 의해 제어되는 외부 AC/DC 어댑터(adapter)를 포함하는 전력 관리 장치 및 방법을 제공한다. 실시 예에서, 충전 제어기는 피드백 제어 신호를 발생하는 에러 증폭기를 포함하는 반면, AC/DC 어댑터는 어댑터 내의 PWM 발생기의 듀티(duty) 사이클을 조절하기 위한 제어 피드백 신호를 수신하도록 변경된다. 따라서, 실시 예에서, 충전기 회로에서 전력 스위치와 DC/DC 컨버터뿐만 아니라 PWM 발생기와 제어기에 대한 필요가 제거되어 이들을 포함할 필요가 없게 된다. 그로 인해 종래의 배터리 충전기 회로 중 열-발생 부분을 외부 AC/DC 어댑터로 옮길 뿐만 아니라 전력 장치를 소규모로 하여 경제면에서도 장점이 있다.The present invention provides a power management apparatus and method comprising an external AC / DC adapter controlled by a battery charge controller. In an embodiment, the charge controller includes an error amplifier that generates a feedback control signal, while the AC / DC adapter is modified to receive a control feedback signal for adjusting the duty cycle of the PWM generator in the adapter. Thus, in embodiments, the need for power generators and DC / DC converters as well as PWM generators and controllers in the charger circuit is eliminated and does not have to include them. This not only moves the heat-generating portion of the conventional battery charger circuit to an external AC / DC adapter, but also has an advantage in terms of economy due to the small power device.

시스템의 예시적 실시 예는 휴대용 전자기기용 전력관리 장치에 관한 것으로 재충전가능한 배터리 및 배터리 전압 및/또는 배터리 충전 전류를 표시하는 피드백 신호를 발생하는 회로를 포함하는 충전 제어기를 포함하는 휴대용 전자 기기를 포함한다. 또한, 장치는 AC 소스(source)로부터 DC 소스(source) 신호를 발생하는 외부 AC/DC 어댑터를 포함하며, 여기서 상기 어댑터는 PWM 신호를 발생하는 PWM 발생기와 제어기를 포함한다. 제어기는 피드백 신호를 수신하며, PWM 신호의 듀티 사이클을 조정함으로써, DC 소스 신호의 전압 및/또는 전류 값을 조정한다.Exemplary embodiments of the system relate to a power management device for a portable electronic device, the portable electronic device including a charge controller including a rechargeable battery and a circuit for generating a feedback signal indicative of the battery voltage and / or battery charge current. do. The apparatus also includes an external AC / DC adapter for generating a DC source signal from an AC source, where the adapter includes a PWM generator and a controller for generating a PWM signal. The controller receives the feedback signal and adjusts the voltage and / or current values of the DC source signal by adjusting the duty cycle of the PWM signal.

다른 실시 예에서는, 본 발명은 PWM 신호를 발생하는 PWM 발생기, 외부 휴대용 전자 기기에 의해 발생되는 피드백 신호를 수신하는 제어기, 및 DC 소스 신호를 발생하는 DC/DC 컨버터 회로를 포함하는 AC/DC 어댑터를 제공한다. 제어기는 피드백 신호에 근거하여 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정함으로써, DC 소스 신호의 전압 및/또는 전류 값을 조정한다. In another embodiment, the present invention provides an AC / DC adapter including a PWM generator for generating a PWM signal, a controller for receiving a feedback signal generated by an external portable electronic device, and a DC / DC converter circuit for generating a DC source signal. To provide. The controller adjusts the voltage and / or current values of the DC source signal by adjusting the duty cycle of the PWM signal based on the feedback signal.

이하의 상세한 설명에서 바람직한 실시예와 그 사용방법에 대해서 설명할 것이나 본 발명은 이러한 바람직한 실시예나 그 사용방법에 한정되지 않음은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 본 발명은 오히려 넓은 범위를 가지며 후에 기술하는 청구범위에 의해서만 제한될 것이다.
In the following detailed description, preferred embodiments and methods of use will be described, but it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to these preferred embodiments or methods of use thereof. The invention has a rather broad scope and will be limited only by the claims set forth below.

본 발명의 다른 형태나 장점들은 이하의 첨부 도면들을 참조하여 상세한 설명에 따라 확실해 질 것이다. 첨부도면에서 같은 번호는 같은 구성요소를 나타낸다.Other aspects or advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements in the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 예시적인 전력 관리 장치의 블록도를 나타낸다. 도 1의 종래의 전력 관리 장치와 마찬가지로, 도 2의 장치는 AC/DC 어댑터(32)에 의해 제공되는 DC 전력 신호에 의해 전력이 공급되는 시스템(10)을 포함한다. 그러나, 이 실시 예에서, 어댑터(32)는 충전기 내의 에러 증폭기가 발생하는 하나 또는 그 이상의 피드백 제어 신호를 수신하는 것이 가능하다. 따라서, 이 실시 예에서, 충전기는 에러 증폭기를 포함하는 것이 필요할 뿐이며, 충전 제어기(24)로 일반화한다. 충전 제어기(24)는 배터리 전압 및/또는 전류를 모니터하고, 만약 배터리 전압 및/또는 전류가 어떤 미리 정한(predetermined) 문턱값(threshold value)을 초과하면 에러 신호를 발생하는 다수의 에러 증폭기를 포함한다. 부가하여, 입력 전력 이용가능성(availability)을 모니터하고, 능동 시스템의 전력 조건과 균형되는 배터리의 충전 조건에 근거하여 에러 신호를 발생하기 위하여, 에러 증폭기를 포함할 수 있다. 이러한 에러 신호는 여기에서는 일반적으로 피드백 제어 신호(26)로 정의되며, PWM 발생기의 듀티 사이클을 조정하는데 사용된다. 그러한 배터리 충전기 장치가 미국 특허 출원번호 제09/948,828호로 출원되어 특허 허여된 미국특허 제6,498,461호(발명의 명칭: 전압 모드, 고 정확도 배터리 충전기: Voltage Mode, High Accuracy Battery Charger)에 기재되어 있으며, 그 전체를 여기에서 참고로 한다. 미국 특허 제6,498,461특허에서, 피드백 제어 신호는 PWM 발생기의 듀티 사이클을 조정하기 위하여 배터리 전압, 배터리 충전 전류, 및/또는 DC 소스로부터의 이용가능한 전력에 대하여 발생되며, 그럼으로써 배터리에 전달되는 전력을 조정한다. 다른 충전 장치가 이 기술분야에서 잘 알려져 있으며, 모든 그러한 배터리 충전 회로는 본 발명의 충전 제어기(24)를 위한 대체가능한 균등한 회로이다.2 shows a block diagram of an exemplary power management apparatus in accordance with the present invention. Like the conventional power management device of FIG. 1, the device of FIG. 2 includes a system 10 powered by a DC power signal provided by an AC / DC adapter 32. However, in this embodiment, the adapter 32 is capable of receiving one or more feedback control signals generated by an error amplifier in the charger. Thus, in this embodiment, the charger only needs to include an error amplifier and generalizes to the charge controller 24. Charge controller 24 monitors the battery voltage and / or current and includes a plurality of error amplifiers that generate an error signal if the battery voltage and / or current exceeds some predetermined threshold value. do. In addition, an error amplifier may be included to monitor input power availability and generate an error signal based on a charging condition of the battery that is balanced with the power condition of the active system. This error signal is generally defined herein as a feedback control signal 26 and is used to adjust the duty cycle of the PWM generator. Such battery charger devices are described in US Pat. No. 6,498,461 (patent name: Voltage Mode, High Accuracy Battery Charger), filed and issued under US Patent Application No. 09 / 948,828, Reference is made here in its entirety. In US Pat. No. 6,498,461, a feedback control signal is generated for battery voltage, battery charge current, and / or power available from a DC source to adjust the duty cycle of the PWM generator, thereby reducing the power delivered to the battery. Adjust Other charging devices are well known in the art, and all such battery charging circuits are replaceable equivalent circuits for the charge controller 24 of the present invention.

위에서 언급한 바와 같이, 종래의 스위치 모드 전력 공급(SMPS; Switched Mode Power Supply) AC/DC 어댑터는 PWM 회로(발생기와 제어기), 전력 스위치 및 일정한(constant) DC 소스(source)를 발생하는 DC/DC 컨버터 회로를 포함한다. 실시 예에서, AC/DC 어댑터의 PWM 제어기는, DC 출력을 조정하기 위해 충전 제어기(24)가 발생하는 피드백 정보를 수신한다. As mentioned above, a conventional Switched Mode Power Supply (SMPS) AC / DC adapter is a DC / generator that generates a PWM circuit (generator and controller), a power switch and a constant DC source. A DC converter circuit. In an embodiment, the PWM controller of the AC / DC adapter receives feedback information generated by the charge controller 24 to adjust the DC output.

도 3A, 3B, 3C 는 휴대용 시스템(10)과 연관된 충전 제어기(24)와 본 발명의 어댑터(32)사이의 통신을 촉진하는 예시적인 통신 구조를 나타낸다. 도 3A에서, 어댑터(32')는 충전 제어기가 발생하는 직렬(serial) 제어 신호(26')를 수신하기 위한 직렬(serial) 통신 인터페이스 35(예를 들어, RS232, RS434, Firewire, USB 등)를 포함할 수 있다. 이 실시 예에서, 충전 제어기가 발생한 피드백 제어 신호는 직렬 통신 데이터로 변환되어 직렬(serial) 인터페이스(interface)를 통하여 어댑터로 보내어진다. 도 3B에서, 제어 신호(26'')는 에러 증폭기가 발생한 아날로그 신호이며, 어댑터(32'')는 이 아날로그 신호 전달에 적절한 아날로그 인터페이스(예를 들어, 버퍼)를 포함할 수 있다. 도 3C는 별도의 제어 신호 선을 사용하지 않으며, 그보다는 피드백 신호(26''')를 전력선 상에서 변조한다. 이 실시 예에서, 어댑터(32''')와 시스템(10')은, 전력선 상에서 교차되는(transposed) 피드백 신호(26''')를 발생하기 위하여 변조/복조 회로(각각, 42와 44)를 포함한다.
이상에서 본 발명을 상세히 기술하였으나, 이러한 설명은 단지 예시 및 보기로서 기술된 것으로서, 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 특징 및 범위는 첨부되는 청구범위의 기재에 의해 해석될 것이다. 3A, 3B, 3C show an exemplary communication structure that facilitates communication between the charge controller 24 associated with the portable system 10 and the adapter 32 of the present invention. In FIG. 3A, adapter 32 'is a serial communication interface 35 (e.g., RS232, RS434, Firewire, USB, etc.) for receiving a serial control signal 26' from which the charge controller is generated. It may include. In this embodiment, the feedback control signal generated by the charge controller is converted into serial communication data and sent to the adapter via a serial interface. In FIG. 3B, the control signal 26 " is an analog signal from which an error amplifier has occurred and the adapter 32 " may include an analog interface (e.g., a buffer) suitable for this analog signal transfer. 3C does not use a separate control signal line, but rather modulates the feedback signal 26 '''on the power line. In this embodiment, the adapter 32 '''and the system 10' are modulated / demodulated circuits (42 and 44, respectively) to generate a feedback signal 26 '''transposed on the powerline. It includes.
While the invention has been described in detail above, these descriptions have been described by way of example and example only, and are not intended to limit the invention. The features and scope of the invention will be construed by the description of the appended claims.

따라서, 본 발명은 종래의 배터리 충전기 회로와 연관된 전력 회로를 필요로 하지 않으며, 대신 배터리를 충전하고/하거나 휴대용 기기에 전력을 공급하기 위해 조절된 제어가능한 전력을 발생하는 AC/DC 어댑터에 이미 존재하는 전력 회로를 사용하는 전력 관리 장치 및 방법을 제공한다. 이렇게 함으로써 전력 스위치 비용이 감소되고, 전력 소실(dissipation)이 제거된다. 추가의 제어기가 필요하지 않아 그 비용도 제거된다. 부피가 큰 전력 스위치가 필요 없기 때문에, 인쇄 회로기판의 공간이 절약된다. 또한, 최적의 충전 알고리즘이 실현될 수 있으며, 따라서 완전 충전에 필요한 배터리 충전 시간이 줄어든다. Thus, the present invention does not require power circuits associated with conventional battery charger circuits, but instead is already present in AC / DC adapters that produce regulated controllable power to charge the battery and / or to power portable devices. Provided are a power management apparatus and method using a power circuit. This reduces power switch costs and eliminates power dissipation. No additional controller is needed, which eliminates the cost. Since no bulky power switch is required, space on the printed circuit board is saved. In addition, an optimal charging algorithm can be realized, thus reducing the battery charging time required for full charging.

Claims (29)

재충전가능한 배터리 및 배터리 충전 전력을 표시하는 피드백 신호를 발생하는 회로를 포함하는 충전 제어기를 포함하는 휴대용 전자 기기; 및A portable electronic device including a charge controller including a rechargeable battery and a circuit for generating a feedback signal indicative of battery charge power; And AC 소스로부터 DC 소스 신호를 발생하는 외부 AC/DC 어댑터를 포함하여 구성되며, 상기 어댑터는 PWM 신호를 발생하는 PWM 발생기 및 상기 피드백 신호를 수신하고 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하여 상기 DC 소스 신호의 전력을 조정하는 제어기를 포함하고, 상기 AC/DC 어댑터와 상기 충전 제어기 중에서 상기 외부 AC/DC 어댑터만이 상기 PWM 발생기를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 전자 기기용 전력 관리 장치.And an external AC / DC adapter for generating a DC source signal from an AC source, the adapter receiving the PWM generator for generating a PWM signal and the feedback signal and adjusting the duty cycle of the PWM signal to generate the DC source signal. And a controller for adjusting the power of the controller, wherein only the external AC / DC adapter among the AC / DC adapter and the charging controller includes the PWM generator. 제1항에 있어서, 상기 휴대용 전자 기기는 직렬 데이터 인터페이스를 더 포함하며, 상기 피드백 신호는 직렬 데이터이고, 상기 AC/DC 어댑터는 상기 직렬 데이터를 수신하기 위한 직렬 통신 인터페이스를 더 포함하는 휴대용 전자 기기용 전력 관리 장치.The portable electronic device of claim 1, wherein the portable electronic device further comprises a serial data interface, the feedback signal is serial data, and the AC / DC adapter further comprises a serial communication interface for receiving the serial data. Power management device. 제1항에 있어서, 상기 피드백 신호는 아날로그 신호를 포함하는 휴대용 전자 기용 전력 관리 장치.The power management device of claim 1, wherein the feedback signal comprises an analog signal. 제1항에 있어서, 상기 휴대용 전자 기기는 상기 DC 소스 신호의 위에서 상기 피드백 신호를 변조하는 변조 회로를 더 포함하며, 상기 AC/DC 어댑터는 상기 피드백 신호를 복조하기 위해 상기 DC 소스 신호에 연결되는 복조 회로를 더 포함하는 휴대용 전자 기기용 전력 관리 장치.2. The portable electronic device of claim 1, further comprising a modulation circuit for modulating the feedback signal over the DC source signal, wherein the AC / DC adapter is coupled to the DC source signal to demodulate the feedback signal. A power management device for a portable electronic device further comprising a demodulation circuit. 제1항에 있어서, 충전 제어기는, 상기 휴대용 전자 기기와 배터리 충전 전류의 전력 조건을 표시하는 피드백 신호를 발생하는 회로를 더 포함하는 휴대용 전자기기용 전력 관리 장치.The power management device of claim 1, further comprising a circuit configured to generate a feedback signal indicating a power condition of the portable electronic device and a battery charging current. PWM 발생기와 DC 대 DC 컨버터를 포함하며, 상기 PWM 발생기는 외부 기기로부터 상기 외부 기기의 전력 상태를 나타내는 피드백 신호에 응답하여 PWM 신호를 발생하고, 상기 DC 대 DC 컨버터는 상기 PWM 신호를 수신하고 상기 PWM 신호에 응답하여 상기 출력 DC 신호를 조정하도록 구성되어 있는 출력 DC 신호를 제공하기 위한 어댑터.A PWM generator and a DC to DC converter, the PWM generator generating a PWM signal in response to a feedback signal indicative of the power state of the external device from an external device, the DC to DC converter receiving the PWM signal and An adapter for providing an output DC signal configured to adjust the output DC signal in response to a PWM signal. 제6항에 있어서, 상기 PWM 발생기는 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정하는 것을 특징으로 하는 어댑터.7. The adapter of claim 6 wherein the PWM generator adjusts the duty cycle of the PWM signal in response to the feedback signal. 제6항에 있어서, 상기 외부 기기의 전력 상태는 상기 외부 기기의 배터리의 전력 상태인 것을 특징으로 하는 어댑터.The adapter of claim 6, wherein the power state of the external device is the power state of a battery of the external device. 제8항에 있어서, 상기 배터리의 전력 상태는 배터리 전압 레벨인 것을 특징으로 하는 어댑터.9. The adapter of claim 8 wherein the power state of the battery is a battery voltage level. 제8항에 있어서, 상기 배터리의 전력 상태는 배터리 충전 전류 레벨인 것을 특징으로 하는 어댑터.9. The adapter of claim 8 wherein the power state of the battery is a battery charge current level. 제6항에 있어서, 상기 외부 기기의 전력 상태는 상기 외부 기기의 적어도 하나의 능동 시스템의 전력 요건인 것을 특징으로 하는 어댑터.7. The adapter of claim 6 wherein the power state of the external device is a power requirement of at least one active system of the external device. 전자 기기의 전력 상태를 나타내는 피드백 신호를 발생하도록 구성되어 있는 제어기를 포함하며, 어댑터는 상기 제어기가 발생한 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 어댑터의 출력 DC 신호를 조정함을 특징으로 하는 전자 기기.And a controller configured to generate a feedback signal indicative of the power state of the electronic device, the adapter adjusting the output DC signal of the adapter in response to the feedback signal generated by the controller. 제12항에 있어서, 재충전가능한 배터리를 더 포함하고, 상기 제어기는 배터리 충전 공급 모드에서 상기 어댑터로부터 상기 재충전가능한 배터리로 상기 출력 DC 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.13. The electronic device of claim 12, further comprising a rechargeable battery, wherein the controller provides the output DC signal from the adapter to the rechargeable battery in a battery charge supply mode. 제12항에 있어서, 상기 제어기는 상기 전자 기기의 상기 전력 상태를 나타내는 신호를 연관된 문턱 레벨(threshold level)과 비교하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 에러 증폭기를 포함하며, 상기 제어기는 상기 전력 상태와 상기 연관된 문턱 레벨 사이의 차이에 응답하여 상기 피드백 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.13. The apparatus of claim 12, wherein the controller comprises at least one error amplifier configured to compare a signal indicative of the power state of the electronic device to an associated threshold level, wherein the controller comprises the power state and the And provide the feedback signal in response to a difference between associated threshold levels. 제12항에 있어서, 상기 제어기는 직렬 데이터 인터페이스를 포함하며, 상기 피드백 신호는 직렬 데이터 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.13. The electronic device of claim 12, wherein the controller comprises a serial data interface and the feedback signal comprises a serial data signal. 제12항에 있어서, 상기 제어기는 아날로그 인터페이스를 포함하며, 상기 피드백 신호는 아날로그 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.13. The electronic device of claim 12, wherein the controller comprises an analog interface and the feedback signal comprises an analog signal. 제12항에 있어서, 상기 제어기는 상기 DC 신호상에 상기 피드백 신호를 변조하는 변조 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.13. The electronic device of claim 12, wherein the controller comprises a modulation circuit for modulating the feedback signal on the DC signal. 제12항에 있어서, 상기 외부 기기의 전력 상태는 상기 외부 기기의 재충전가능한 배터리의 전력 상태인 것을 특징으로 하는 전자 기기.The electronic device of claim 12, wherein the power state of the external device is a power state of a rechargeable battery of the external device. 제18항에 있어서, 상기 재충전가능한 배터리의 전력 상태는 배터리 전압 레벨인 것을 특징으로 하는 전자 기기.19. The electronic device of claim 18 wherein the power state of the rechargeable battery is a battery voltage level. 제18항에 있어서, 상기 재충전가능한 배터리의 전력 상태는 배터리 충전 전류 레벨인 것을 특징으로 하는 전자 기기.19. The electronic device of claim 18, wherein the power state of the rechargeable battery is a battery charge current level. 제12항에 있어서, 상기 외부 기기의 전력 상태는 상기 전자 기기의 적어도 하나의 능동 시스템의 전력 요건인 것을 특징으로 하는 전자 기기.The electronic device of claim 12, wherein the power state of the external device is a power requirement of at least one active system of the electronic device. 어댑터에 연결되는 외부 기기의 전력 상태를 모니터하는 단계; Monitoring a power state of an external device connected to the adapter; 상기 외부 기기의 전력 상태를 나타내는 피드백 신호를 상기 어댑터에 제공하는 단계;Providing a feedback signal to the adapter indicating a power state of the external device; 상기 피드백 신호에 응답하여 상기 어댑터가 발생하는 PWM 신호를 조정하는 단계;및Adjusting a PWM signal generated by the adapter in response to the feedback signal; and 상기 PWM 신호에 응답하여 상기 어댑터에 의해 제공된 상기 DC 전력 신호를 조정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 어댑터로부터의 DC 전력 신호를 조정하는 방법.Adjusting the DC power signal provided by the adapter in response to the PWM signal. 제22항에 있어서, 상기 외부 기기의 전력 상태는 상기 외부 기기의 재충전가능한 배터리의 전력 상태인 것을 특징으로 하는 어댑터로부터의 DC 전력 신호를 조정하는 방법.23. The method of claim 22, wherein the power state of the external device is the power state of a rechargeable battery of the external device. 제23항에 있어서, 상기 재충전가능한 배터리의 전력 상태는 배터리 전압 레벨인 것을 특징으로 하는 어댑터로부터의 DC 전력 신호를 조정하는 방법.24. The method of claim 23, wherein the power state of the rechargeable battery is a battery voltage level. 제23항에 있어서, 상기 재충전가능한 배터리의 상기 전력 상태는 배터리 충전 전류 레벨인 것을 특징으로 하는 어댑터로부터의 DC 전력 신호를 조정하는 방법.24. The method of claim 23, wherein said power state of said rechargeable battery is a battery charge current level. 제22항에 있어서, 상기 외부 기기의 전력 상태는 상기 외부 기기의 적어도 하나의 능동 시스템의 전력 조건인 것을 특징으로 하는 어댑터로부터의 DC 전력 신호를 조정하는 방법.23. The method of claim 22, wherein the power state of the external device is a power condition of at least one active system of the external device. 제22항에 있어서, 상기 피드백 신호는 아날로그 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 어댑터로부터의 DC 전력 신호를 조정하는 방법.23. The method of claim 22, wherein the feedback signal comprises an analog signal. 제22항에 있어서, 상기 피드백 신호는 직렬 데이터 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 어댑터로부터의 DC 전력 신호를 조정하는 방법.23. The method of claim 22, wherein the feedback signal comprises a serial data signal. PWM 신호를 발생하는 PWM 발생기;A PWM generator generating a PWM signal; 외부 휴대용 전자 기기가 발생하는 피드백 신호를 수신하는 제어기; 및 A controller for receiving a feedback signal generated by an external portable electronic device; And DC 소스 신호를 발생하는 DC/DC 컨버터 회로를 포함하며, A DC / DC converter circuit for generating a DC source signal, 상기 제어기는 상기 피드백 신호에 근거하여 상기 PWM 신호의 듀티 사이클을 조정함으로써 상기 DC 소스 신호의 전력 수준을 조정함을 특징으로 하는 AC/DC 어댑터.And the controller adjusts the power level of the DC source signal by adjusting the duty cycle of the PWM signal based on the feedback signal.
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