KR101154241B1 - 휴대용 단말기의 배터리 관리 장치 - Google Patents

휴대용 단말기의 배터리 관리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 단말기의 배터리 관리 기술에 관한 것이다. 본 발명은, 휴대용 단말기에 내장된 배터리의 ADC 값을 측정하는 배터리 ADC값 측정부; 배터리의 전압값이 사전에 설정된 컷오프 조건을 만족하는 경우 컷오프 인터럽트 신호를 생성하는 컷오프 전압 확인부; 배터리의 전압값이 사전에 설정된 저전압 조건을 만족하는 경우 저전압 인터럽트 신호를 생성하는 저전압 확인부; 전압 확인부와 저전압 확인부에서 인터럽트 신호 발생 여부를 확인하는 인터럽트 제어부; 인터럽트 제어부의 인터럽트 신호 발생 여부에 대한 확인 결과에 따라서 휴대용 단말기의 전원을 관리하거나 배터리 상태를 출력하는 제어부;를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의하면 모뎀부에 대한 의존없이 애플리케이션 프로세서에서 단독으로 휴대용 단말기의 배터리를 관리함으로써 휴대용 단말기의 내부 구성을 단순화하고 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

휴대용 단말기의 배터리 관리 장치{Battery State Managing Device for a Mobile Terminal}
본 발명은 휴대용 단말기의 배터리 관리 기술에 관한 것으로, 애플리케이션 프로세서를 통해 배터리를 관리하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 휴대용 단말기는 배터리의 전압값을 측정하여 측정된 전압값에 해당하는 배터리의 상태를 사용자에게 알리는 배터리 모니터링 기능, 초기에 애플리케이션 프로세서(AP: Application Processer)가 부팅될 때 시스템 안정화와 배터리의 완전방지를 막기 위한 컷오프 전압 감지 기능, 애플리케이션 프로세서가 슬립(Sleep) 상태에서 배터리가 저전압 상태가 되면 애플리케이션 프로세서를 웨이크업(Wake-Up) 상태로 전환시켜 휴대용 단말기의 전원을 오프하는 저전압 감지 기능을 수행한다.
[도 1]은 종래에 휴대용 단말기의 배터리를 관리하는 휴대용 단말기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
[도 1]을 참조하면, 휴대용 단말기의 배터리를 관리하는 휴대용 단말기는 배터리(110), 모뎀부(130), 애플리케이션 프로세서(150). 전력 관리 IC(PMIC: Power Management IC)(160)를 포함한다.
종래에는 애플리케이션 프로세서(150)에서 배터리의 ADC(Analog to Digital-Conveter)값을 측정하는 ADC(133)가 구비된 모뎀부(130)로부터 ADC값이 포함된 ADC 데이터를 제공받아 배터리의 상태를 모니터링하고 모니터링 결과를 표시부(미도시)를 통해 출력한다. 여기서, 애플리케이션 프로세서(150)는 모뎀부(130)로부터 배터리의 ADC값을 제공받는 구조이기 때문에 애플리케이션 프로세서(150)에서 HDMI 디코딩, HD 인코딩과 같은 작업이 진행중일 때는 모뎀부(130)에서는 전압이 강하된 ADC값을 읽게 된다. 따라서, 이러한 전압 강하를 보정하기 위한 추가 구성이 요구되기 때문에 배터리 모니티링을 위한 장치의 구성이 복잡해지는 문제가 발생한다.
또한, 종래에는 전력 관리 IC(160)에서 UVLO(Under Voltage Lock Out)를 통해 컷오프 전압 감지 기능을 수행한다. 여기서, UVLO가 2.3V의 낮은 전압값으로 세팅되면 2.4V 내지 3.0V 까지의 애매한 전압으로 인하여 애플리케이션 프로세서(150)가 부팅될때 전류 소모에 따라 락업(Lockup) 현상이 발생할 수 있기 때문에 배터리(110)의 완전 방전, 시스템이 불안정해지는 문제가 발생한다. 또한, UVLO가 3V로 세팅되면 3.3V 정도의 저전압 상태에서 사용자가 전화를 하는 경우 RF 파워 앰프(Power Amp)에서 소모되는 전류에 의한 전압 드롭(Drop)으로 인해 휴대용 단말기가 락업되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 종래에는 애플리케이션 프로세서(150)가 슬립 상태에서 배터리(110)가 저전압 상태가 되면 모뎀부(130)에서 애플리케이션 프로세서(150)를 웨이크업하기 위한 별도의 웨이크업 핀이 구비되어야 하기 때문에 애플리케이션 프로세서(150)의 구조 모뎀부(130)에 의존적으로 설계해야하는 문제가 발생한다.
따라서, 휴대용 단말기의 배터리를 효율적으로 관리하기 위한 새로운 기술이 필요하게 된다.
본 발명의 목적은 특히 애플리케이션 프로세서를 통해 휴대용 단말기의 배터리를 효율적으로 관리하는 기술을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 휴대용 단말기에 내장된 배터리의 ADC 값을 측정하는 배터리 ADC값 측정부; 배터리의 전압값이 사전에 설정된 컷오프(Cut-Off) 조건을 만족하는 경우 컷오프 인터럽트 신호를 생성하는 컷오프 전압 확인부; 배터리의 전압값이 사전에 설정된 저전압 조건을 만족하는 경우 저전압 인터럽트 신호를 생성하는 저전압 확인부; 전압 확인부, 저전압 확인부에서 인터럽트 신호 발생 여부를 확인하는 인터럽트 제어부; 및 인터럽트 제어부의 인터럽트 신호 발생 여부에 대한 확인 결과에 따라서 휴대용 단말기의 전원을 관리하거나 배터리 상태를 출력하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명은, 애플리케이션 프로세서(AP)에서 휴대용 단말기에 포함된 배터리를 관리하는 방법에 있어서, (a) 배터리의 상태를 모니터링하는 단계; (b) 인터럽트 제어부에서 모뎀부로부터 입력되는 TX Enable 신호를 통해 인터럽트 발생 여부를 판단하는 단계; (c) (b) 단계에서 인터럽트가 발생한다고 판단되면, 인터럽트가 발생하는 네거티브 엣지(Negative Edge) 지점을 기준으로 배터리의 회복 시간이 경과한 시점의 배터리의 ADC값을 ADC를 통해 측정하는 단계; 및 (d) 측정된 ADC값에 매칭하여 사전에 정의된 배터리의 상태를 외부로 표시하는 단계;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명은, 애플리케이션 프로세서(AP)에서 휴대용 단말기에 포함된 배터리를 관리하는 방법에 있어서, (a) 휴대용 단말기의 전원이 오프된 상태에서 사용자로부터 전원 인가 명령이 입력되는 단계; (b) 배터리의 전압값이 사전에 설정된 컷오프 조건을 만족하는지 판단하는 단계; (c) 단계 (b)에서 배터리의 전압값이 사전에 설정된 컷오프 조건을 만족한다고 판단되면 휴대용 단말기에 전원을 오프하는 단계;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명은, 애플리케이션 프로세서(AP)에서 휴대용 단말기에 포함된 배터리를 관리하는 방법에 있어서, (a) 애플리케이션 프로세서가 슬립 상태에서 배터리의 전압값이 사전에 설정된 저전압 조건을 만족하는 판단하는 단계; (b) 단계 (a)에서 배터리의 전압값이 사전에 설정된 저전압조건을 만족한다고 판단되면 애플리케이션 프로세서를 웨이크업하는 단계; (c) 배터리가 없음을 외부로 표시하는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면 모뎀부에 대한 의존없이 애플리케이션 프로세서에서 단독으로 휴대용 단말기의 배터리를 관리함으로써 휴대용 단말기의 내부 구성을 단순화하고 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
[도 1]은 종래에 휴대용 단말기의 배터리를 관리하는 휴대용 단말기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
[도 2]는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기의 배터리를 관리하는 휴대용 단말기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
[도 3]은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기에서 배터리를 모니터링하는 과정을 나타낸 순서도이다.
[도 4]는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기에서 배터리의 전압값에 따라 컷오프 전압 감지 기능을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.
[도 5]는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기에서 배터리의 전압값에 따라 저전압 감지 기능을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[도 2]는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기의 배터리를 관리하는 휴대용 단말기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해서 이동통신 서비스를 이용할 수 있는 휴대용 전화기로 가정하여 설명하기로 한다.
[도 2]를 참조하면, 휴대용 단말기의 배터리를 관리하는 휴대용 단말기는 배터리(210), 모뎀부(230), 애플리케이션 프로세서(250)를 포함한다.
배터리(210)는 휴대용 단말기에 전원을 공급하는 전원이다.
모뎀부(230)는 RF(Radio Frequency) 모듈, GPS(Global Positioning System) 모듈 등의 통신 모듈(미도시)을 제어하는 장치이다. 모뎀부(230)에서 RF 파워 앰프(240)로 전송하는 TX Enable 신호가 애플리케이션 프로세서(250)에 구비된 인터럽트 포트를 통해 인터럽트 제어부(257)로 전송한다.
애플리케이션 프로세서부(250)는 배터리(210) 및 모뎀부(230)와 전기적으로 연결되며, 카메라 모듈과 연결성(Connectivity) 모듈 등을 포함하는 애플리케이션 모듈(미도시)을 제어하는 장치이다. 또한, 애플리케이션 프로세서부(250)는 배터리 ADC값 측정부(251), 컷오프 전압 확인부(253), 저전압 확인부(255), 인터럽트 제어부(257), 제어부(259)를 포함한다.
배터리 ADC값 측정부(251)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC이며, 배터리의 전압을 ADC값으로 변환하여 제어부(259)로 전송한다. 이때, 배터리 ADC값 측정부(251)는 APB(APB: Advanced Peripheral Bus) 통신 방식을 통해 제어부(259)로 전송한다.
컷오프 전압 확인부(253)는 배터리(210)의 전압값과 미리 설정된 컷오프 전압값을 비교하여 컷오프 조건(배터리 전압값 < 컷오프 전압값)이 만족되면 인터럽트 제어부(257)로 컷오프 인터럽트 신호를 생성하여 전송한다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해서 컷오프 전압값을 3.2V로 가정한다.
저전압 확인부(255)는 배터리(210)의 전압값과 미리 설정된 저전압값을 비교하여 저전압 조건(배터리 전압값 < 저전압값)이 만족되면 인터럽트 제어부(257)로 저전압 인터럽트 신호를 생성하여 전송한다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해서 저전압값을 3.4V로 가정한다.
인터럽트 제어부(Interrupt Controller)(257)는 인터럽트 신호를 처리하는 장치로서, 컷오프 전압 확인부(253)의 컷오프 인터럽트 신호와 저전압 확인부(255)의 저전압 인터럽트 신호와 모뎀부(230)의 TX Enable 신호를 수신하고 이들 인터럽트 신호의 처리 결과를 제어부(259)로 전송한다.
제어부(259)는 애플리케이션 프로세서(250)의 구성 요소를 제어하는 장치로, 인터럽트 제어부(257)로부터 수신되는 각각의 인터럽트 신호 처리 결과에 따라 배터리(210)를 관리한다. 여기서, 제어부(259)는 인터럽트 제어부(257)로부터 모뎀부(230)로부터 수신되는 TX Enable 신호에 의해서 인터럽트가 발생한다고 판단된 경우 인터럽트가 발생하는 네거티브 엣지 지점을 기준으로 배터리(210)의 전압 회복시간이 경과한 시점의 배터리(210)의 ADC값을 ADC값 측정부(251)를 통해 측정하고 측정된 ADC값에 해당하는 배터리(210)의 상태를 표시부(270)를 통해 외부로 출력한다. 또한, 제어부(259)는 인터럽트 제어부(257)로부터 컷오프 인터럽트 신호 처리 결과가 수신되면 휴대용 단말기의 전원을 오프한다. 또한, 제어부(259)는 인터럽트 제어부(257)로부터 저전압 인터럽트 신호 처리 결과가 수신되면 배터리(210)가 저전압 상태임을 표시부(270)를 통해 외부로 출력한다. 여기서, 표시부(270)는 그림 형상의 UI를 통해 배터리(210)의 상태를 출력할 수 있는 디스플레이 장치, 소리를 통해 배터리(210)의 상태를 출력할 수 있는 사운드 출력장치를 의미한다.
[도 3]은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기에서 배터리를 모니터링하는 과정을 나타낸 순서도이다.
[도 3]을 참조하면, 제어부(259)는 배터리 ADC값 측정부(251)를 통해 배터리의 상태를 모니터링한다(S310).
이어서, 제어부(259)는 인터럽트 제어부(257)를 통해 모뎀부(230)로부터 수신되는 TX Enable 신호에 의해 인터럽트가 발생하는지 판단한다(S330).
만일, 단계 S330에서 인터럽트가 발생했다고 판단되면 인터럽트가 발생하는 네거티브 엣지 지점을 기준으로 배터리(210)가 정상적인 상태로 돌아오는 회복 시간이 경과한 시점의 배터리 ADC값을 측정하고(S370), 측정된 ADC값에 해당하는 배터리(210)의 상태를 표시부(270)를 통해 출력한다(S370).
[도 4]는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기에서 배터리의 전압값에 따라 컷오프 전압 감지 기능을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.
[도 4]를 참조하면, 제어부(259)는 사용자로부터 휴대용 단말기에 대한 전원 인가 명령을 입력받는다(S410). 이때, 제어부(259)는 휴대용 단말기의 부팅을 수행하기 위한 프로그램을 부트로더를 로드(Load)하며 제어부(259)는 부트로더를 통해 부팅에 필요한 과정을 수행한다.
이어서, 제어부(259)는 인터럽트 제어부(257)를 통해 컷오프 전압 확인부(253)에서 컷오프 인터럽트가 발생하는지 판단한다(S430). 이때, 컷오프 전압 확인부(253)는 배터리(210)의 전압값과 사전에 설정된 컷오프 전압값을 비교하여 배터리(210)의 전압값이 컷오프 전압값 미만인 컷오프 조건을 만족한 경우 컷오프 인터럽트 신호를 생성하여 인터럽트 제어부(257)로 전송하고, 인터럽트 제어부(257)는 컷오프 인터럽트 신호 처리 결과를 제어부(259)로 전송한다.
만일, 단계 S430에서 컷오프 인터럽트가 발생한다고 판단되면 제어부(259)는 수신된 인터럽트 신호 처리 결과를 통해 배터리(210)의 전압값이 컷오프 전압값 미만임을 인지하고 휴대용 단말기의 전원을 오프한다(S450).
만일, 단계 S430에서 컷오프 인터럽트가 발생하지 않는다고 판단되면 제어부(259)는 휴대용 단말기에 대한 일반적인 부팅(Normal Booting) 과정을 수행한다(S470).
따라서, 애플리케이션 프로세서(250)에서 컷오프 전압 감지 기능을 수행함으로써 배터리(210)의 완전 방전, 시스템의 불안정을 방지할 수 있게 된다.
[도 5]는 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 단말기에서 배터리의 전압값에 따라 저전압 감지 기능을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.
[도 5]를 참조하면, 애플리케이션 프로세서(250)가 사용자 또는 사전에 설정된 조건에 의하여 슬립 상태가 된다(S510)
이어서, 제어부(259)는 인터럽트 제어부(257)를 통해 저전압 확인부(255)에서 저전압 인터럽트가 발생하는지 판단한다(S530). 이때, 저전압 확인부(255)는 배터리(210)의 전압값과 사전에 설정된 저전압값을 비교하여 배터리(210)의 전압값이 저전압값 미만인 저전압 조건을 만족하는 경우 저전압 인터럽트 신호를 생성하여 인터럽트 제어부(257)로 전송하고 인터럽트 제어부(257)는 저전압 인터럽트 신호 처리 결과를 제어부(259)로 전송한다.
만일, 단계 S530에서 저전압 인터럽트가 발생한다고 판단되면 제어부(259)는 수신된 인터럽트 신호 처리 결과를 통해 배터리(210)의 전압값이 저전압값 미만임을 인지하고 배터리(210)가 저전압 상태임을 표시부(270)를 통해 외부로 출력한다(S570).
따라서, 애플리케이션 프로세서(250)에서 모뎀부(130)에 의존하지 않고 저전압 감지 기능을 수행함으로써 저전압 감지를 위한 내부 설계를 단순화할 수 있게 된다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 배터리 130 : 모뎀부
133 : ADC 150 : 애플리케이션 프로세서
160 : 전력 관리 IC 210 : 배터리
230 :모뎀부 240 : RF 파워 앰프
250 : 애플리케이션 프로세서 251 : 배터리 ADC값 측정부
253 : 컷오프 전압 확인부 255 : 저전압 확인부
257 : 인터럽트 제어부 259 : 제어부
270 : 표시부

Claims (10)

  1. 휴대용 단말기의 배터리를 관리하기 위한 장치로서,
    상기 배터리의 전압값에 대한 ADC 값을 측정하는 배터리 ADC값 측정부(251);
    상기 배터리 ADC값 측정부(251)를 통해 측정된 상기 배터리의 전압값이 미리 설정된 컷오프 전압값 미만인 경우 컷오프 인터럽트 신호를 생성하는 컷오프 전압 확인부(253);
    상기 배터리 ADC값 측정부(251)를 통해 측정된 상기 배터리의 전압값이 미리 설정된 저전압 임계값 미만인 경우 저전압 인터럽트 신호를 생성하는 저전압 확인부(255) --상기 저전압 임계값은 상기 컷오프 전압값 이하로 설정됨--;
    상기 저전압 확인부(255)로부터 상기 컷오프 인터럽트 신호와 상기 저전압 인터럽트 신호의 제공받아 각각 컷오프 인터럽트와 저전압 인터럽트를 판단하여 처리하고, 상기 휴대용 단말기의 통신 모듈을 제어하는 모뎀부(230)로부터 RF 파워 앰프(240)로 전달되는 TX Enable 신호를 제공받아 상기 TX Enable 신호에 의해 TX 인터럽트를 발생시키는 인터럽트 제어부(257);
    상기 인터럽트 제어부(257)를 통해 상기 TX 인터럽트와 상기 컷오프 인터럽트와 상기 저전압 인터럽트가 발생했음을 인지하되, 상기 TX 인터럽트를 인지하는 경우 상기 TX 인터럽트 발생 시점으로부터 미리 설정된 배터리 전압 회복 시간이 경과한 이후에 상기 배터리 ADC값 측정부(251)를 제어하여 상기 배터리의 전압값에 대한 ADC값을 획득하고, 상기 컷오프 인터럽트를 인지하는 경우 상기 휴대용 단말기의 전원을 오프하고, 상기 저전압 인터럽트를 인지하는 경우 상기 배터리의 저전압 상태를 외부로 알리는 제어부(259);
    를 포함하는 휴대용 단말기의 배터리 관리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 컷오프 전압값은 3.2V이고 상기 저전압 임계값은 3.4V인 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 관리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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