KR101175242B1 - 이동통신 단말기에서 내부 충전 장치 - Google Patents

이동통신 단말기에서 내부 충전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서 내부 충전 장치에 관한 것으로서, 외부의 전원을 공급하기 위한 전원 공급부와, 배터리에서 출력되는 전압을 감지하여 상기 전원 공급부에서 제공되는 외부 전압을 전압 디텍터에 제공하기 위한 스위치와, 상기 스위치에서 제공된 전압을 미리 설정된 적정 전압과 비교하여 하이(high) 또는 로우(low)신호를 출력하기 위한 전압 디텍터와, 상기 전압 디텍터에서 출력된 신호에 따라 전원의 온/오프(ON/OFF) 신호를 출력하기 위한 전력 관리 집적회로를 포함하여, 상기 이동통신 단말기에서 배터리 또는 전원 공급부가 탈착될 경우, 전원을 정상적으로 오프시킬 수 있으며, 외부 전원 공급 장치와 배터리의 장착 순서 및 시간에 관계없이 저전력 모드(Low Power Mode)로 충전할 수 있다.
충전, 내부 충전 장치, 배터리, 전원 제어, 저전력 모드(Low Power Mode)

Description

이동통신 단말기에서 내부 충전 장치{APPARATUS FOR INNER CHARGING IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}
도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 단말기의 내부 충전 회로를 도시하는 도면, 및
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 내부 충전 회로를 도시하는 도면.
본 발명은 이동통신 단말기에서 내부 충전 장치에 관한 것으로서, 특히 상기 이동통신 단말기에서 배터리의 장착 유무를 하드웨어적으로 판단하기 위한 내부 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 충전 집적회로가 내장된 이동통신 단말기는 외부 전원 공급 장치(Travel Adapter: TA)를 이용하여 외부에서 전원을 인가받아 상기 이동통신 단말기에 내장된 내부 충전 회로를 통해 배터리를 충전한다.
상기 이동통신 단말기에서 내부 충전 회로를 이용하여 배터리를 충전하는 방법 중 하나로 낮은 전력을 이용하여 상기 이동통신 단말기의 전원을 온(ON) 상태로 유지시킨 후 배터리를 충전하는 저전력 모드(Low Power Mode: 이하 'LPM' 이라고 함.)가 있다. 여기서, 상기 이동통신 단말기가 저전력 모드로 동작할 경우, 상기 이동통신 단말기는 호 연결과 같은 서비스를 사용자에게 제공할 수 없는 상태가 된다.
상기 저전력 모드는 상기 이동통신 단말기의 전원이 오프(OFF)된 상태에서 외부 전원 공급 장치와 배터리가 장착될 경우, 상기 전원이 온되면서 자동으로 수행된다. 또한, 상기 이동통신 단말기에서 상기 저전력 모드 수행 중에 상기 외부 전원 공급 장치 또는 상기 배터리가 탈착될 경우, 상기 이동통신 단말기의 전원은 오프된다.
도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 단말기의 내부 충전 회로를 도시하고 있다.
상기 도 1에서 도시된 바와 같이, 외부 전원 공급 장치(101)는 외부로부터 전원을 공급받아 상기 이동통신 단말기에 장착된 배터리(109)를 충전하기 위한 장치로서, 전력 관리 집적회로(Power Management IC: PMIC)(103)와 충전 집적회로(charging IC)(107)에 전압을 제공한다.
상기 전력 관리 집적회로(Power Management IC: PMIC )(103)는, 상기 이동통신 단말기의 전원을 온/오프(ON/OFF)시키기 위한 신호를 출력한다. 상기 전력 관리 집적회로(103)는 상기 이동통신 단말기의 전원이 오프된 상태에서 외부 전원 인식 핀(예: 퀄컴의 'VCHG', 'USB_VBUS')을 통해 전압이 공급되면, 상기 배터리(109)의 장착 유무를 판단하여 상기 이동통신 단말기의 전원을 온 시키기 위한 신호를 출력한다. 즉, 상기 전력 관리 집적회로(103)에 상기 외부 전압이 공급된 후, 일정 시간 내에 상기 배터리(109)가 장착되어 전압이 감지되면, 상기 전력 관리 집적회로(103)는 상기 이동통신 단말기의 전원을 온 시키기 위한 신호를 상기 모뎀(105)에 제공한다. 반면에, 상기 전력 관리 집적회로(103)에 상기 외부 전압이 공급된 후, 상기 배터리(109)가 비장착되어 일정 시간 내에 상기 배터리(109)의 전압이 감지되지 않으면, 상기 전력 관리 집적회로(103)는 상기 이동통신 단말기의 전원을 온 시키기 위한 신호를 출력하지 않는다.
상기 모뎀(105)은 상기 전력 관리 집적회로(103)로부터 제공된 신호에 따라 상기 이동통신 단말기의 전원을 온/오프 시켜 상기 LPM 충전을 수행한다. 또한, 상기 모뎀(105)은 상기 LPM 충전이 시작되면, 상기 배터리(109)의 CF(Current Feedback) 또는 VF(Voltage Feedback) 값을 지속적으로 확인하여 상기 배터리(109)의 장착 유무를 판단하고, 상기 배터리(109)가 탈착되었다고 판단되면, 상기 이동통신 단말기의 전원을 오프시킨다.
상기 충전 집적회로(107)는 상기 외부 전원 공급 장치(101)로부터 제공받은 전압을 상기 배터리(109)를 충전하기 위한 적정 전압(또는 완충 전압)으로 변환시켜 상기 배터리(109)를 충전시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 상기 충전 집적회로(107)에 외부 전원 공급 장치(101)로부터 5V의 전압이 입력되면, 상기 충전 집적회로(107)는 상기 5V를 적정 전압(또는 완충 전압)인 4.2V로 변환시켜 상기 배터리 (109)를 충전시킨다.
상술한 바와 같이 종래의 내부 충전 회로를 갖는 이동통신 단말기는 전원이 오프된 상태에서 외부 전원이 공급되고 일정 시간이 지난 후에 배터리가 장착되면, 전원이 온 되지 않아 상기 LPM 충전을 수행할 수 없게 되는 문제점 있다.
또한, 상기 LPM 충전이 시작되면 상기 모뎀이 상기 CF 값을 지속적으로 확인하여 상기 배터리의 장착 유무를 판단함으로써, 상기 이동통신 단말기의 부하가 높아지게 되고, 상기 CF 값이 정확하게 읽혀지지 않아 개발에 장애가 발생할 수 있다.
그리고, 상기 LPM 충전 중에 상기 외부 전원 공급 장치가 탈착된 경우, 상기 외부 전원 공급 장치 내부에 존재하는 캐패시턴스(Capacitance)가 상기 전력 관리 집적회로의 외부 전원 입력단에 영향을 미쳐 전압이 빠른시간 내에 0V로 떨어지지 않아 전원이 정상적으로 오프되지 않는 경우가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이동통신 단말기에서 배터리의 장착 유무를 하드웨어적으로 판단하기 위한 내부 충전 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 단말기에서 저전력 모드 충전 중 외부 전원 공급 장치 또는 배터리의 탈착시 전원을 안정적으로 오프 시키기 위한 내부 충전 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 단말기에서 외부 전원 공급 장치와 배터리의 장착 순서 및 시간에 관계없이 저전력 모드 충전을 수행하기 위한 내부 충전 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 단말기에서 내부 충전 장치는, 외부의 전원을 공급하기 위한 전원 공급부와, 배터리에서 출력되는 전압을 감지하여 상기 전원 공급부에서 제공되는 외부 전압을 전압 디텍터에 제공하기 위한 스위치와, 상기 스위치에서 제공된 전압을 미리 설정된 적정 전압과 비교하여 하이(high) 또는 로우(low)신호를 출력하기 위한 전압 디텍터와, 상기 전압 디텍터에서 출력된 신호에 따라 전원의 온/오프(ON/OFF) 신호를 출력하기 위한 전력 관리 집적회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은, 이동통신 단말기에서 배터리의 장착 유무를 하드웨어적으로 판단하기 위한 내부 충전 장치에 관해 설명할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 내부 충전 회로를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 외부 전원 공급 장치(Travel Adapter: TA)(201)는 외부에서 전원을 공급받아 상기 이동통신 단말기에 장착된 배터리(211)를 충전하기 위한 장치로서, 상기 외부에서 공급되는 전압을 스위치(203)와 충전 집적회로(Charging IC)(209)에 제공한다.
상기 충전 집적회로(209)는 상기 외부 전원 공급 장치(201)에서 제공받은 전압을 상기 배터리(211)를 충전하기 위한 적정 전압(또는 완충 전압)으로 변환시켜 상기 배터리(211)를 충전시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 상기 충전 IC(209)에 외부 전원 공급 장치(201)로부터 5V의 전압이 입력되면, 상기 충전 IC(209)는 상기 5V를 적정 전압(또는 완충 전압)인 4.2V로 변환시켜 상기 배터리(211)를 충전시킨다.
제 2저항(R2)은 어떤 일정한 지점이 평상시 플로팅 상태에 있을 경우, 상기 지점을 평상시 로우(low) 신호로 만들어 주기 위해서 사용되는 풀다운저항(Pull-Down Register)이다. 특히, 상기 제 2저항(R2)는 본 발명에 따라 상기 충전 집적회로(209)와 그라운드(GND)(221)를 연결하여 상기 배터리(211)가 탈착될 경우, 상기 충전 집적회로(209)에서 출력되는 적정 전압을 상기 그라운드(221)로 떨어트리는 역할을 수행한다.
제 1저항(R1)은 어떤 일정한 지점이 평상시 플로팅 상태에 있을 경우, 상기 지점을 평상시 하이(high) 신호로 만들어 주기 위해서 사용되는 풀업저항(Pull-Up Register)이다. 여기서, 상기 플로팅 상태는 디지털 논리 회로에서 하이 신호도 로우 신호도 아닌 상태를 나타낸다. 상기 제 1저항(R1)은 본 발명에 따라 상기 배터 리(211)가 탈착될 경우, 상기 외부 전원 공급 장치(201)에서 제공되는 전압을 상기 스위치(203)에 인가하는 역할을 수행한다.
상기 스위치(203)는 상기 배터리(211)의 장착 유무를 감지하여 인에이블(enable) 또는 디스에이블(disable)되어 상기 외부 전원 공급 장치(201)에서 제공되는 전압을 전압 디텍터(205)에 제공하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 이동통신 단말기에 상기 배터리(211)가 장착되어 CF_IN(217)으로부터 전압이 감지되면, 상기 스위치(203)는 인에이블되어 상기 외부 전원 공급 장치(201)로부터 입력되는 전원을 전압 디텍터(205)에 제공한다. 반면에, 상기 배터리(211)가 탈착되면, 상기 스위치(203)는 상기 풀업저항 제 1저항(R1)에 걸린 전압을 감지하여 디스에이블되어 상기 외부 전원 공급 장치(201)로부터 입력되는 전압을 상기 전압 디텍터(205)에 제공하지 않는다.
예를 들어, 상기 외부 전원 공급 장치(201)로부터 5V의 전압이 입력되는 것을 가정할 경우, 상기 배터리(211)가 장착되면, 상기 스위치(203)는 0V의 전압을 입력받아 인에이블되어 상기 외부 전원 공급 장치(201)에서 입력되는 5V 전압을 상기 전압 디텍터(205)에 제공한다. 반면에, 상기 배터리(211)가 탈착되면, 상기 스위치(203)는 상기 풀업저항인 제 1저항(R1)에 걸리는 5V의 전압을 입력받아 디스에이블되어 상기 외부 전원 공급 장치(201)에서 입력되는 5V 전압을 상기 전압 디텍터(205)에 제공하지 않는다.
상기 전압 디텍터(205)는 상기 스위치(203)로부터 입력되는 전압이 미리 설정된 적정 전압보다 크면, 하이 신호를 출력하고, 상기 전압이 상기 적정 전압보다 작거나 같으면, 로우 신호를 출력한다. 예를 들어, 적정 전압이 4.2V로 설정된 것을 가정할 경우, 상기 전압 디텍터(205)에 5V의 전압이 입력되면, 상기 전압 디텍터(205)는 하이 신호를 출력하고, 4.2V의 전압이 입력되면, 상기 스위치는 로우 신호를 출력한다. 특히, 상기 전압 디텍터(205)는 상기 외부 전원 공급 장치(201)가 탈착될 경우, 상기 입력되는 전압이 상기 적정전압으로 떨어지는 순간에 로우 신호를 전력 관리 집적회로(207)에 인가하여 상기 이동통신 단말기의 전원을 오프시킬 수 있다.
전력 관리 집적회로(Power Management IC: PMIC)(207)는, 상기 이동통신 단말기의 전원을 온/오프(ON/OFF)시키기 위한 신호를 출력하여 모뎀(219)에 제공한다. 즉, 상기 전력 관리 집적회로(207)는 상기 전압 디텍터(205)에서 하이 신호가 인가되면, 상기 이동통신 단말기의 전원을 온 시키기 위한 신호를 출력하고, 상기 전압 디텍터(205)에서 로우 신호가 인가되면, 상기 배터리(211) 또는 외부 전원 공급 장치(201)가 탈착되었다고 판단하고 상기 이동통신 단말기의 전원을 오프시키기 위한 신호를 출력한다.
상기 모뎀(219)은 상기 전력 관리 집적회로(207)로부터 제공된 신호에 따라 상기 이동통신 단말기의 전원을 온 시켜 상기 LPM 충전을 수행하거나 상기 이동통신 단말기의 전원을 오프시킨다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 이동통신 단말기에서 스위치(switch)와 전압 디텍터(voltage detector)를 이용하여 내부 충전 회로를 구성함으로써, 배터리의 장착 및 탈착 여부를 하드웨어적으로 판단하여 상기 이동통신 단말기의 부하를 줄일 수 있고, 저전력 모드 충전 중에 상기 배터리 또는 외부 전원 공급 장치가 탈착될 경우, 상기 이동통신 단말기의 전원을 정상적으로 오프시킬 수 있다. 또한, 외부 전원 공급 장치와 배터리의 장착 순서 및 시간에 관계없이 저전력 모드(Low Power Mode)로 충전할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 이동통신 단말기에서 내부 충전 장치에 있어서,
    외부의 전원을 공급하기 위한 전원 공급부와,
    배터리에서 출력되는 전압을 감지하여 상기 전원 공급부에서 제공되는 외부 전압을 전압 디텍터에 제공하기 위한 스위치와,
    상기 스위치에서 제공된 전압을 미리 설정된 적정 전압과 비교하여 하이(high) 또는 로우(low)신호를 출력하기 위한 전압 디텍터와,
    상기 전압 디텍터에서 출력된 신호에 따라 전원의 온/오프(ON/OFF) 신호를 출력하기 위한 전력 관리 집적회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 배터리에서 출력되는 신호에 의해 인에이블(enable) 또는 디스에이블(disable) 되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전원 공급부와 상기 스위치 사이에 연결되며, 상기 배터리가 탈착된 경 우 상기 스위치를 디스에이블 시키기 위한 신호를 제공하는 풀업저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전압 디텍터는,
    상기 스위치에서 제공된 전압이 상기 적정 전압보다 크면 하이 신호를 출력하고, 상기 적정 전압보다 작거나 같으면 로우 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전력 관리 집적회로에서 출력된 온/오프 신호에 따라 상기 단말의 전원을 온시켜 저전력 모드를 수행하거나 상기 전원을 오프시키기 위한 모뎀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 외부 전원을 제공받아 미리 설정된 적정 전압으로 변경시켜 상기 배터리를 충전시키기 위한 충전 집적회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 충전 집적회로와 그라운드(GND)사이에 연결되며, 상기 배터리가 탈착된 경우 상기 충전 집적회로에서 출력되는 전압을 떨어트리기 위한 풀다운저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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