KR100690612B1

KR100690612B1 - 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치

Info

Publication number: KR100690612B1
Application number: KR1020050037274A
Authority: KR
Inventors: 여인국
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2007-03-09
Also published as: KR20060115012A

Abstract

본 발명은 개인 휴대 단말기의 메인 배터리 탈착 시 시스템의 전원 관리를 단순화시켜 시스템을 안정적으로 동작시키고, 백업 배터리에서 각 소자에 필요한 전원을 직접 공급하지 않아도 되므로 전원 변환 장치가 불필요하게 되어 단말기의 제작 단가를 절감할 수 있도록 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치에 관한 것이다.

본 발명은 단말기에서 메인 배터리가 부착 또는 탈착되는지 검출하여, 메인 배터리 검출신호를 출력하는 메인 배터리 검출부와; 상기 메인 배터리 검출부에서 출력되는 메인 배터리 검출신호에 의해 스위칭되는 배터리 전환 스위치와; 상기 배터리 전환 스위치를 통해 메인 배터리 탈착 시, 백업 전원을 전원 관리부(PMU)에 인가하는 백업 배터리를 포함하여 구성함으로써 달성할 수 있다.

Description

개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치{BATTERY SWAPPING APPARATUS FOR PERSONAL DIGITAL ASSISTANTS}

도 1은 종래 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치를 보인 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치를 보인 블록도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

101 : 메모리(SDRAM) 102 : 씨피유

103 : 전원 관리부(PMU) 104 : 메인 배터리 검출부

105 : 메인 배터리 106 : 컨버터

107 : 백업 배터리 108 : 챠지 펌프

109 : 전압 변환기(LDO)

본 발명은 개인 휴대 단말기의 메인 배터리 교환 장치에 관한 것으로, 특히 개인 휴대 단말기의 메인 배터리 탈착 시 시스템의 전원 관리를 단순화시켜 시스템을 안정적으로 동작시키고, 백업 배터리에서 각 소자에 필요한 전원을 직접 공급하지 않아도 되므로 전원 변환 장치가 불필요하게 되어 단말기의 제작 단가를 절감할 수 있도록 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 배터리 구동 방식의 개인 휴대용 단말기는 배터리를 내장하는 경우도 있지만, 통상적으로는 배터리 착탈식으로 구성하여 배터리 전원이 모두 소모될 경우 쉽게 배터리를 교환할 수 있도록 하고 있으며, 또한, 배터리 교환 시 단말기의 내부 메모리에 저장된 각종 데이터가 사라지지 않게 하기 위해서 백업 전원을 인가하도록 구성되어 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 메인 배터리(외장 배터리)와 백업 배터리(내장 배터리)로 구분하여 설명하기로 한다.

도1은 종래 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치를 보인 블록도로서, 사용자의 프로그램과 데이터를 저장하고 있는 메모리(101)와 씨피유(102)의 타이머(RTC : Real Time Clock)에 항상 전원이 공급되는 가운데 메인 배터리의 교환이 이루어지도록 한다.

도1을 참조하면, 메인 배터리 검출부(104)는 단말기에 메인 배터리가 착탈되는지 검출하여 메인 배터리 검출신호를 출력하고, 그 신호에 의해 배터리 전환 스위치(SW1, SW2)를 제어하도록 구성되어 있다.

즉, 상기 메인 배터리 검출부(104)는 배터리가 부착되어 있을 경우, '로우'레벨의 메인 배터리 검출신호를 출력하고, 상기 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 그 메인 배터리 검출신호에 의해 '온(ON)'되어 전원 관리부(103)에 메인 배터리(105) 전원을 공급한다.

그러면, 상기 전원 관리부(103)는 상기 메인 배터리 전원을 단말기의 내부 구성요소에 따라 필요한 전원(예 : 3.3V, 1.8V 등)으로 변환하여 공급하게 된다.

이때, 상기 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 컨버터(106)를 통해 '하이'레벨로 반전된 메인 배터리 검출신호를 입력받아 '오프(OFF)' 상태가 된다.

한편, 교환을 위해 메인 배터리(105)를 단말기에서 탈착시킬 경우, 상기 메인 배터리 검출부(104)는 '하이'레벨의 메인 배터리 검출신호를 출력하고, 상기 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 그 메인 배터리 검출신호에 의해 '오프' 된다.

반대로, 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 컨버터(106)를 통해 '로우'레벨로 반전된 메인 배터리 검출신호를 입력받아 '온'상태가 되고, 백업 배터리(107) 전원을 씨피유(102)와 메모리(101) 등 데이터 유지를 위한 최소의 장치에 공급하게 된다.

그런데, 상기 백업 배터리(107)의 전원은 '2.8 ~ 3.3V'로 메인 배터리(105)에 비해서 낮고, 전원 관리부(103)를 통하지 않고 배터리 전원을 해당 구성요소에 직접 공급하기 때문에, 챠지 펌프(108)를 통해 안정적인 정격 전압(3.3V)으로 만들어 공급하게 된다.

그러나, 상술한 바와 같이 단말기 내부에는 메모리(101) 등, 상기 정격 전압(3.3V)보다 낮은 전압(1.8V)을 인가해 줘야 하는 구성요소가 있으며, 이를 위해 높은 전원을 낮은 전원으로 변환하기 위한 전압 변환기(LDO : Low Drop Output, Regulator)(109)를 포함하고 있다.

다음 표1은 메인 배터리의 부착 유무에 따른 로직 동작을 도식화한 것으로, 메인 배터리가 부착되어 있으면 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 온 상태가 되고, 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 오프 상태가 되므로, 메인 배터리에 의해 전원이 공급되고, 메인 배터리가 탈착되어 있으면 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 오프 상태가 되고, 제2 배터리 전환 스위치는 온 상태가 되므로, 백업 배터리에 의해 메모리와 씨피유 등 일부 구성요소에 전원이 공급된다.

메인배터리유무	메인배터리 감지부	SW1	SW2	전원공급
유(부착된 상태)	Low	On	Off	메인 배터리
무(탈착된 상태)	High	Off	On	백업 배터리

다음 표2는 메인 배터리의 탈부착 동작에 따른 로직 동작을 도식화한 것으로, 메인 배터리 탈착시(유 → 무) 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 (On → Off)으로 동작하고, 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 (Off → On)로 동작하여, 메모리와 씨피유 등 일부 구성요소에 공급되는 전원이 메인 배터리에서 백업 배터리로 스위칭 된다.

또한, 메인 배터리 부착시(무 → 유) 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 (Off → On)로 동작하고, 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 (On → Off)으로 동작하여 백업 배터리에서 메인 배터리로 공급 전원이 전환된다.

메인배터리상태	메인배터리 감지부	SW1	SW2
탈착시(유 → 무)	Low → High	On → Off	Off → On
부착시(무 → 유)	High → Low	Off → On	On → Off

상기와 같이 메인 배터리 탈착시에는 백업 배터리가 메모리와 씨피유 등 일부 구성요소에 전원을 공급하고, 메인 배터리 부착시에는 다시 메인 배터리에 의해 전원이 공급됨으로써, 사용자의 프로그램과 데이터를 유지할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 배터리 교환 장치는 단말기의 각 구성요소에 맞는 전원을 백업 배터리에서 직접 인가해야 하기 때문에, 이를 위해 전압 변환기를 더 포함해야 하며, 메인 배터리 탈착 시 진입하는 전원 관리 모드(Deep Sleep Mode)의 구현을 위한 소프트웨어 코드가 복잡해 짐으로써, 단말기의 제작 단가가 상승하고 안정성이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 메인 배터리 탈착 시 단말기의 전원 관리 모드를 슬립 모드(전원 오프 상태)로 진입할 수 있게 단순화시키며, 이를 구현하기 위한 소프트웨어 코드 또한 보다 단순하게 구현할 수 있도록 함으로써, 시스템이 보다 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 백업 배터리에서 단말기의 각 구성요소에 필요한 전원을 직접 공급하지 않으므로, 백업 배터리 전원을 변환하기 위한 전원 변환 장치를 구비하지 않아도 되도록 함으로써, 단말기의 제작 단가를 절감할 수 있도록 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 단말기에 메인 배터리가 착탈되는지 검출하여, 메인 배터리 검출신호를 출력하는 메인 배터리 검출부와; 상기 메인 배터리 검출부에서 출력되는 메인 배터리 검출신호에 의해 스위칭되는 배터리 전환 스위치와; 상기 배터리 전환 스위치를 통해 메인 배터리 탈착 시, 백업 전원 을 전원 관리부(PMU)에 인가하는 백업 배터리를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 메인 배터리 탈착시 백업 배터리 전원을 메모리와 씨피유 등, 일부 구성요소에 공급하던 종래의 배터리 교환 장치와 달리, 백업 배터리 전원을 전원 관리부(PMU)에 공급하도록 구성되어 있다.

따라서, 종래 장치에서 전압 변환 장치(LDO : Low Drop Output, 높은 전원을 낮은 전원으로 변환하는 장치)가 필요없게 되어 단말기의 부피와 단가를 절감할 수 있도록 하며, 종래의 전원 관리 모드는 'Run','IDLE','SLEEP','DEEP SLEEP'의 4가지 모드를 구비해야 하므로 소프트웨어 구현이 복잡했으나, 본 발명의 전원 관리 모드는 'Deep Sleep'모드를 제외한 3가지 모드만 구현하면 되므로, 소프트웨어 구현이 단순화되어 안정적으로 시스템을 구현할 수 있도록 한다.

여기서, 'Deep Sleep Mode'는 전원이 완전히 차단되는 상태로서 일종의 '리셋' 상태와 비슷하며, 'Sleep Mode'는 단순히 LCD 화면만 오프시키는 상태로서 실제로는 전원이 차단되지 않는 차이점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도2는 본 발명에 따른 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치를 보인 블록도로서, 기본적으로 도1에 도시된 종래 배터리 교환 장치의 구성요소 중, 전압 변환 장치(LDO)를 구비하지 않는다는 가장 큰 차이점이 있으며, 백업 배터리에서 메모리 (101)와 씨피유(102)의 타이머(RTC : Real Time Clock)에 직접 전원을 공급하는 것이 아니고, 메인 배터리와 마찬가지로 전원 관리부(103)를 통해 각 구성요소에 전원이 공급되는 가운데 메인 배터리의 교환이 이루어지도록 하는 차이점이 있다.

도2를 참조하면, 메인 배터리 검출부(104)는 단말기에 메인 배터리가 착탈되는지 검출하여 메인 배터리 검출신호를 출력하고, 그 신호에 의해 배터리 전환 스위치(SW1, SW2)를 제어하도록 구성되어 있다.

그러면, 상기 전원 관리부(103)는 상기 메인 배터리 전원을 단말기의 내부 구성요소에서 필요로 하는 전원(예 : 3.3V, 1.8V 등)으로 변환하여 공급하게 된다.

반대로, 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 컨버터(106)를 통해 '로우'레벨로 반전된 메인 배터리 검출신호를 입력받아 '온'상태가 되고, 백업 배터리(107) 전원을 전원 관리부(103)에 공급하게 된다.

그런데, 상기 백업 배터리(107)의 전원은 '2.8 ~ 3.3V'로 메인 배터리(105)에 비해서 낮기 때문에, 챠지 펌프(108)를 통해 안정적인 정격 전압(3.3V)으로 만들어 공급하며, 전원 관리부(103)에서 각 구성요소에서 필요로 하는 전압으로 변환하기 때문에, 별도의 전압 변환기(LDO)를 구비하지 않는 특징이 있다.

다음 표3은 메인 배터리의 부착 유무에 따른 로직 동작을 도식화한 것으로, 메인 배터리가 부착되어 있으면 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 온 상태가 되고, 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 오프 상태가 되므로 메인 배터리에 의해 전원 관리부(103)에 전원이 공급되고, 메인 배터리가 탈착되어 있으면 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 오프 상태가 되고, 제2 배터리 전환 스위치가 온 상태가 되므로 백업 배터리에 의해 전원 관리부(103)에 전원이 공급된다.

다음 표4는 메인 배터리의 탈부착 동작에 따른 로직 동작을 도식화한 것으로, 메인 배터리 탈착시(유 → 무) 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 (On → Off)으로 동작하고, 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 (Off → On)로 동작하여 전원 관리부(103)에 공급되는 전원이 메인 배터리에서 백업 배터리로 스위칭 된다.

또한, 메인 배터리 부착시(무 → 유) 제1 배터리 전환 스위치(SW1)는 (Off → On)로 동작하고, 제2 배터리 전환 스위치(SW2)는 (On → Off)으로 동작하여 백업 배터리에서 메인 배터리로 공급 전원이 전환되어 전원 관리부(103)에 전원을 공급한다.

상기와 같이 메인 배터리 탈착시에는 백업 배터리가 전원 관리부에 전원을 공급하고, 메인 배터리 부착시에는 다시 메인 배터리에 의해 전원이 공급됨으로써, 별도의 전원 관리 모드(Deep Sleep Mode)를 구비하지 않아도 되므로, 소프트웨어의 복잡도를 줄일 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치는 메인 배터리 탈착 시 단말기의 전원 관리 모드를 슬립 모드(Sleep Mode)로 진입할 수 있게 단순화시키며, 딥 슬립 모드(Deep Sleep Mode)를 구비하지 않아도 되므로 전원 관리를 위한 소프트웨어 코드 또한 보다 단순하게 구현함으로써, 시스템이 보다 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 백업 배터리에서 단말기의 각 구성요소에 필요한 전원을 직접 공급하지 않으므로, 백업 배터리 전원을 변환하기 위한 전원 변환 장치를 구비하지 않아도 되도록 함으로써, 단말기의 제작 단가를 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

단말기에서 메인 배터리가 부착 또는 탈착되는지 검출하여, 메인 배터리 검출신호를 출력하는 메인 배터리 검출부와;

상기 메인 배터리 검출부에서 출력되는 메인 배터리 검출신호에 의해 스위칭되는 배터리 전환 스위치와;

상기 배터리 전환 스위치를 통해 메인 배터리 탈착 시, 백업 전원을 전원 관리부(PMU)에 인가하는 백업 배터리를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 전원 관리부는 백업 배터리를 통해 전원을 인가받을 경우, 전원 관리 모드를 '슬립 모드'로 전환하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전원 관리부는 백업 배터리에 의한 슬립 모드로 전환 시, 단말기의 구성요소 중 메모리와 씨피유의 타이머(RTC) 등, 일부 구성요소에만 선택적으로 전원을 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 배터리 전환 스위치는 메인 배터리의 전원을 전원 관 리부에 인가하는 제1 배터리 전환 스위치와; 백업 배터리의 전원을 전원 관리부에 인가하는 제2 배터리 전환 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치.
제4항에 있어서, 상기 메인 배터리 탈착시 제1 배터리 전환 스위치는 (On → Off)로 동작하고, 제2 배터리 전환 스위치는 (Off → On)로 동작하여, 전원 관리부에 공급되는 전원을 메인 배터리에서 백업 배터리로 스위칭 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치.
제4항에 있어서, 상기 메인 배터리 부착시 제1 배터리 전환 스위치는 (Off → On)로 동작하고, 제2 배터리 전환 스위치는 (On → Off)로 동작하여, 전원 관리부에 공급되는 전원을 백업 배터리에서 메인 배터리로 스위칭 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 개인 휴대 단말기의 배터리 교환 장치.