KR101028245B1 - 이동통신 단말기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 범용 직렬버스(Universal Serial Bus:USB) 통신 방식을 지원하며, 내부 충전 회로를 구비한 이동통신 단말기를 외부 USB 포트가 제공하는 전원으로 충전하는 경우 충전 전류를 제한하여 충전 환경을 안정화하도록 한 이동통신 단말기에 관한 것이다. 종래 이동통신 단말기 충전 방법 중에서 개인용 컴퓨터(PC)의 범용 직렬 통신 버스(USB)용 포트로부터 제공되는 전원을 충전 전원으로 사용하는 경우, 단순히 전압 레벨만을 충전 전압에 맞추어 충전 회로에 직접 제공하고 있기 때문에 충전 중에 이동통신 단말기가 동작하는 경우 이동통신 단말기는 PC의 USB의 한계 전류치를 초과한 전류를 연결된 USB 포트에 요구할 수 있어 충전 전압의 급격한 감소로 인한 이동통신 단말기의 손상이나, 허용치 이상의 전류가 요구되는 PC측 USB 포트의 손상이 발생할 수 있는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 이동통신 단말기의 충전회로 입력단에 외부 충전 전원의 종류를 구별하며, 외부 범용 직렬 통신 버스로부터 충전 전원이 제공되는 경우 충전회로에 제공하는 전원의 전류를 한계치 이하로 제한하는 전력 관리부를 구비하도록 함으로써 외부 전원 제공부와 이동통신 단말기의 손상을 방지하고 충전 환경을 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기{MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}
도 1은 본 발명 일 실시예의 구성을 보이는 개념도.
도 2는 본 발명 일실시예의 동작 절차를 보인 순서도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 컴퓨터 USB 포트 20: 이동통신 단말기
21: 단말기 USB 포트 22: 전력 관리부
본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 범용 직렬버스(Universal Serial Bus:USB) 통신 방식을 지원하며, 내부 충전 회로를 구비한 이동통신 단말기를 외부 USB 포트가 제공하는 전원으로 충전하는 경우 충전 전류를 제한하여 충전 환경을 안정화하도록 한 이동통신 단말기에 관한 것이다.
이동통신 단말기의 사용이 일반화 됨에 따라 이동통신 단말기의 시장이 확대 되었으며, 그에 따라 더 많은 기능들을 내장한 이동통신 단말기의 개발이 급속히 이루어지게 되었다.
특히 높은 성능의 제어기, 많은 용량의 메모리, 화려한 표시부등은 이미 일반적인 이동통신 단말기의 기본 조건이 되었다. 이들을 이용하여 많은 양의 개인 정보를 보다 편리하게 사용할 수 있게 되었고, 다양한 멀티미디어 데이터를 생성 및 재생할 수 있게 되었다. 따라서, 이러한 수 많은 정보들을 이동통신 단말기에 저장 및 관리하기 위해서 이동통신 단말기를 개인용 컴퓨터 등에 연결하여 데이터 통신을 실시하는 경우도 점차 늘어나게 되었다.
최근에 출시되는 이동통신 단말기는 많은 데이터를 보다 빠르게 송수신할 수 있는 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus:USB)를 지원하도록 하고 있다.
또한, 최근의 이동통신 단말기는 범용화와 휴대 편의성을 위해 충전을 위한 회로가 내부적으로 구현되어 있으므로 단순히 외부 전원을 연결하는 것으로 베터리를 충전할 수 있다. 즉, 적당한 외부 전원을 이동통신 단말기의 전원부에 인가하게 되면 자동적으로 충전이 실시되게 되므로 부피가 큰 충전기를 휴대할 필요가 없게 되었다.
이러한 충전을 위해 일반적으로 사용되는 방법은 여행용 어뎁터(Travel Adaptor:TA)를 이용하는 방법인데, 상기 TA는 이동통신 단말기의 통신 포트(범용 24핀 리셉터클 등)에 연결할 수 있는 인터페이스와 상용 전원을 충전 전원으로 변환하는 수단을 구비한다. 상기 TA를 상용 전원과 이동통신 단말기의 통신 포트에 연결하면 충전이 실시된다. 일반적으로 TA는 충전을 위해 4.2V 950mA 정도의 전원을 제공해 줄 수 있다. 이는 충전은 물론이고, 충전 중 이동통신 단말기가 동작하 는 경우라도 필요한 전력을 모두 제공해 줄 수 있는 크기이다.
하지만, TA를 항상 휴대하지는 않으며, 개인용 컴퓨터(Personal Computer: PC)와 통신하기 위해 USB 통신 연결을 실시하고 있는 시간이 증가한다는 점에 착안하여 PC용 USB 포트로부터 제공되는 전원을 이동통신 단말기의 충전 전원으로 사용하고자 하는 시도가 있었다.
일반적으로 PC의 USB 포트로부터 제공될 수 있는 전원은 5V 500mA로서, 종래에는 상기 5V USB 전원을 단순히 4.2V 충전 전압으로 만들어 이동통신 단말기의 충전 회로에 공급하였다. 하지만, 충전 중에 이동통신 단말기를 사용하거나, 충전 중에 착신이 이루어져 진동 모터 등이 구동되는 경우 500mA 이상의 전류가 필요할 수 있다. 즉, 현재 충전 전원으로 제공되는 USB 포트의 한계 전류인 500mA 이상이 요구되므로 제공되는 전압이 감소하게 된다. 이러한 전압 감소는 충전 동작을 불안정하게 하며 이동통신 단말기에 손상을 줄 수 있다. 특히 이동통신 단말기의 제어부에 제공되는 전압이 순간적으로 감소하면 제어부가 이상 동작할 수 있으며, 이 경우 입출력 포트에 인가되는 전압을 제어할 수 없으므로 제어부 입출력부가 손상되거나 입출력부에 연결된 소자들이 손상될 수 있다. 또한, 허용전류 이상의 전류가 요구되는 PC측 USB 포트(특히 USB 통신칩)에 무리를 줄 수 있게 된다.
즉, 종래의 USB 전원을 이용한 이동통신 단말기 충전은 대단히 불안한 환경에서 실시되고 있는 것이다.
상기한 바와 같이 종래 이동통신 단말기 충전 방법 중에서 개인용 컴퓨터(PC)의 범용 직렬 통신 버스(USB)용 포트로부터 제공되는 전원을 충전 전원으로 사용하는 경우, 단순히 전압 레벨만을 충전 전압에 맞추어 충전 회로에 직접 제공하고 있기 때문에 충전 중에 이동통신 단말기가 동작하는 경우 이동통신 단말기는 PC의 USB의 한계 전류치를 초과한 전류를 연결된 USB 포트에 요구할 수 있어 충전 전압의 급격한 감소로 인한 이동통신 단말기의 손상이나, 허용치 이상의 전류가 요구되는 PC측 USB 포트의 손상이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 이동통신 단말기의 충전회로 입력단에 외부 범용 직렬 통신 버스로부터 제공되는 전원의 전류를 한계치 이하로 제한하는 전력 관리부를 더 부가하는 것으로 충전회로에 인가되는 외부 충전 전원의 안정성을 높일 수 있도록 한 이동통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은, 범용 직렬 통신 버스(USB)용 포트와 베터리에 대한 충전 회로를 구비한 이동통신 단말기에 있어서, 전용 충전 전원 및 외부 USB 포트와 연결되는 통신 포트와; 상기 통신 포트를 통해 인가되는 전원이 USB 포트 연결에 따른 외부 USB 전원인 것을 식별하며, 해당 외부 USB 전원을 충전 전압으로 변환하여 상기 충전 회로에 제공하면서 제공되는 전류의 양을 소정의 한계 전류값 이내로 제한하는 전력 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명을 첨부한 실시예들의 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 구성을 보인 개념도로서, 도시한 바와 같이 이동통신 단말기(20)에 외부(PC) USB 포트(10)가 연결되어 상기 외부 USB 포트(10)로부터 제공되는 전원을 충전 전원으로 사용하는 경우를 보이는 것이다. 본 실시예에서는 연결 방식으로 이동통신 단말기에서 표준적으로 제공하는 24핀 통신포트를 통해 연결한 것을 기준으로 설명한다.
도시된 바와 같이, 전원을 제공할 수 있는 USB 마스터 칩을 가지는 외부 USB 포트(10)가 이동통신 단말기의 통신 포트에 연결되면, 상기 외부 USB 포트(10)로부터 제공되는 전원은 #4, #5, #16번 핀으로 제공된다. 이 중에서 #4, #5번 핀은 5V 전원이고 #16은 USB 전원을 연결하기 위한 것이다.
도시되지는 않았지만, 전용 충전기를 통한 충전은 4.2V를 이용하며, 이를 위한 핀으로 #21, #22가 있다.
이러한 전원핀들은 종류별(#4, #5, #16 : #21, #22)로 구별되어 상기 전력 관리부(22)에 제공되는데, 상기 전력 관리부(22)는 인가되는 전원의 경로에 따라 상기 전원의 종류를 구별할 수 있게 된다. 만일 상기 전원핀들이 하나로 통합되어 상기 전력 관리부(22)에 제공되는 경우라면 인가되는 전압에 의해서도 외부에서 제공되는 전원의 종류를 구별할 수 있다는데 주의한다.
상기 전력 관리부(22)는 인가되는 전원들을 구별한 후, 이들을 선택적으로 처리하여 충전 회로에 연결해 주는데, 일반 충전 수단을 통해 인가되는 충전 전압의 경우 충전 회로가 수용할 수 있는 규격에 맞는 전압을 충분한 전류로 제공하기 때문에 별도의 관리 없이 충전 회로에 연결하며, USB 전원과 같이 전압이 상이하고 제공 가능한 전류의 양이 제한적인 경우 전압을 5V에서 4.2V로 변환하여 상기 충전 회로에 제공하며, 소정의 전류값(500mA 이하)을 초과하는 전류가 흐르지 않도록 관리한다. 만일 해당 전류를 초과하는 전류가 흐르면, 상기 USB 전원으로부터의 전류값을 500mA 로 제한하거나 차단하면서 충전 중인 베터리를 통해 부족한 전류를 공급 받도록 한다. 상기 전류를 감시하는 기법으로는 다양한 기법들이 사용될 수 있으며, 가장 간단한 방법으로는 소정의 부하저항을 연결하여 부하저항에 걸리는 전압을 간접 확인하는 것으로 흐르는 전류값을 측정할 수 있다.
또한, 이러한 전력 관리부는 전력을 소정의 기준 전류값과 비교하여 해당하는 전류값 이내로 출력 전류를 조절하는 전용 전원 관리칩을 이용할 수 있다.
정리하자면, 본 발명의 전력 관리부는 인가되는 전압의 크기나 제공 경로를 통해 연결된 외부 전원의 종류를 구별하며, 외부 전원의 종류가 USB 전원이라면 5V 입력 전압을 4.2V 충전 전압으로 변환하면서 소비되는 전류의 값을 측정하여 소정치 이내가 유지되도록 하는 전력 관리 수단(전용칩을 이용한 회로)이다.
도 2는 상기 설명한 본 발명 일 실시예의 구성을 통해 충전 전원을 제어하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도시한 바와 같이, 이동통신 단말기의 연결부에 소정의 충전 수단을 연결하면, 인가되는 전압이나 전압의 경로(전원 핀 중 전원이 입력되는 핀을 구별)를 파악하여 해당하는 전원이 외부 USB 포트 연결에 의한 5V USB 전원인지 전용 충전기를 통한 4.2V 충전 전원인지를 판단한다.
만일 전용 충전기를 통한 4.2V 충전 전원이라면 이동통신 단말기의 베터리를 충전하는 중에 이동통신 단말기가 동작하더라도 이를 감당할 수 있을 정도의 충분한 전류(950mA)를 흘려줄 수 있고, 충전에 필요한 전압도 일치하므로 일반 충전 모드로 전환하여 별도의 처리 없이 충전 회로에 상기 전원을 인가한다.
그러나, 인가되는 전원이 외부 USB 포트 연결에 의한 5V USB 전원이라면, 인가되는 5V 전압을 전압 레귤레이터 등을 이용하여 4.2V로 변환 후 충전 회로에 제공한다. 이 경우를 USB 충전 모드라 칭하며, 이때 외부 USB 전원의 전류 제한값인 500mA 이상의 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 상기 충전 회로에 제공되는 전류의 값을 지속적으로 확인한다. 만일 상기 충전 회로로 한계 전류 이상의 전원이 공급되는 것이 확인되면 USB 전원으로부터 제공되는 전류를 한계 전류 이내로 제한하는 동작이 이루어진다. 이 경우 이동통신 단말기를 구동하는데 필요한 나머지 전류를 베터리로부터 획득하도록 할 수 있으며, 경우에 따라서는 한계 전류 이상의 전류가 요구되는 경우 충전 회로에 제공되는 USB 전원을 차단시키고, 이동통신 단말기를 구동시키는데 필요한 전원을 모두 베터리가 제공하도록 할 수도 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 인가되는 충전 전원의 종류를 구별한 후, 인가되는 전원이 작은 크기의 전류제한 값을 가지는 경우라면 충전 회로로 제공하는 전류의 크기를 제한하도록 하는 것으로 외부 전원 제공 수단과 이동통신 단말기 모두를 보호할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명 이동통신 단말기는 이동통신 단말기의 충전회로 입력단에 외부 충전 전원의 종류를 구별하며, 외부 범용 직렬 통신 버스로부터 충전 전원이 제공되는 경우 충전회로에 제공하는 전원의 전류를 한계치 이하로 제한하는 전력 관리부를 구비하도록 함으로써 외부 전원 제공부와 이동통신 단말기의 손상을 방지하고 충전 환경을 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 범용 직렬 통신 버스(USB)용 포트와 베터리에 대한 충전 회로를 구비한 이동통신 단말기에 있어서,
    전용 충전 수단 및 외부 USB 포트와 연결되는 통신 포트와;
    상기 통신 포트를 통해 인가되는 전원이 USB 포트 연결에 따른 외부 USB 전원인 것을 식별하며, 해당 외부 USB 전원을 충전 전압으로 변환하여 상기 충전 회로에 제공하면서, 제공되는 전류의 양을 소정의 한계 전류값 이내로 제한하는 전력 관리부를 포함하고,
    상기 전력 관리부는,
    상기 이동통신 단말기를 구동하는데 상기 한계 전류값 이상의 전류가 요구되는 경우 충전 중인 베터리를 통해 부족한 전류를 공급받는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전력 관리부는,
    인가되는 외부 충전 전원의 전압 차이나 인가되는 전압의 경로를 파악하는 것으로, 외부 충전 전원이 전용 충전 수단에 의해 제공되는 전원인지, USB 포트 연결을 통해 외부 USB 포트로 부터 제공되는 전원인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전력 관리부는,
    외부 USB 포트 전원을 통한 충전시 충전 회로에 제공되는 전류의 값을 감시하여 소정 값 이상인 경우 제공되는 전류를 제한하거나 이동통신 단말기 전원이 베터리 전원으로 전환되도록 충전 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
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