KR101175369B1 - Apparatus and Methode of measuring charges in a battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리의 온도(溫度)에 근거하여 배터리 잔량을 측정하는 배터리 잔량 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery remaining amount measuring device and a measuring method for measuring the remaining battery level based on the temperature of the battery.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔량 표시장치는 다음과 같이 구성된다. 온도 센서부(33)는 배터리(31)의 온도에 상응하는 전기신호를 발생한다. 메모리부(34)는 배터리 온도 및 배터리 용도에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 저장한다. CPU(35)는, ADC(32)에 의해 디지털 데이터로 변환된 배터리 전압(Vbat)이 유효전압인지를 검증하고, 상기 온도 센서부(33)에 의해 발생된 전기신호에 근거하여 해당 배터리의 온도를 판단한다. CPU(35)는, 현재 배터리의 용도를 판단하고, 상기 판단된 배터리온도 및 배터리용도에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 상기 메모리부(34)로부터 추출한다. CPU(35)는, 상기 추출된 배터리 잔량 기준치와 상기 유효전압으로 검증된 배터리 전압(Vbat)에 근거하여, 배터리 잔량 실효치를 판단한다. 표시부(36)는, 상기 CPU(35)에 의해 판단된 배터리 잔량 실효치를 표시한다. 이에 따라, 본 발명은 정확한 배터리 잔량 측정이 이루어지도록 한 효과가 있다.A battery level display device according to an embodiment of the present invention is configured as follows. The temperature sensor unit 33 generates an electric signal corresponding to the temperature of the battery 31. The memory unit 34 stores a battery remaining reference value corresponding to the battery temperature and the battery use. The CPU 35 verifies whether the battery voltage V bat converted into digital data by the ADC 32 is a valid voltage, and based on the electrical signal generated by the temperature sensor unit 33, Determine the temperature. The CPU 35 determines the current battery usage, and extracts a battery remaining reference value corresponding to the determined battery temperature and battery usage from the memory unit 34. The CPU 35 determines the remaining battery effective value based on the extracted battery remaining reference value and the battery voltage V bat verified as the valid voltage. The display unit 36 displays the battery remaining amount effective value determined by the CPU 35. Accordingly, the present invention has the effect of making accurate battery level measurement.
배터리, ADC, 배터리 게이지 IC 칩, 전압 딥(dip) Battery, ADC, Battery Gauge IC Chip, Voltage Dip
Description
도 1 은 종래의 배터리 잔량 측정장치의 블럭도이다.1 is a block diagram of a conventional battery level measuring device.
도 2 는 배터리의 방전시 전압 변동을 나타내는 방전 전압 특성도이다.2 is a discharge voltage characteristic diagram illustrating a voltage variation during discharge of a battery.
도 3 은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 적용되는 배터리 잔량 측정장치의 블럭도이다.3 is a block diagram of a battery level measuring device applied to a preferred embodiment according to the present invention.
도 4는 배터리온도와 배터리용도에 따라 지정되는 배터리 모드를 예시한 것이다.4 illustrates a battery mode designated according to battery temperature and battery usage.
도 5a 내지 도 5e는 배터리 모드별 배터리 잔량 기준치를 그래프로 예시한 것이다.5A through 5E are graphs illustrating a battery remaining reference value for each battery mode.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 배터리 전압(Vbat)이 유효전압인지 검증하는 과정을 나타내는 그래프이다.6 is a graph illustrating a process of verifying whether a battery voltage V bat is an effective voltage according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 적용되는 배터리 잔량 측정방법의 흐름도이다.7A and 7B are flowcharts illustrating a method of measuring remaining battery capacity applied to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11,31 : 배터리 12,32 : ADC(Analog-Digital Converter)11,31:
13,35 : CPU(Central Processing Unit)13,35: CPU (Central Processing Unit)
14,36 : 표시부 33 : 온도 센서부14,36: display unit 33: temperature sensor unit
34 : 메모리부34: memory
본 발명은 배터리에 남아 있는 전하량("배터리 잔류 전하량 또는 배터리 잔량"이라고도 함)을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 배터리의 온도(溫度)에 근거하여 배터리 잔류 전하량을 측정하는 배터리 잔량 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and a method for measuring the amount of charge remaining in the battery (also referred to as "battery remaining charge or battery remaining"), in particular a battery remaining charge measuring device for measuring the battery residual charge based on the temperature of the battery And to a measuring method.
통상적으로, 배터리는 이동 중에 이용될 수 있는 전자기기, 예를 들면 휴대 전화기, PDA(Portable Data Apparatus), 노트북 컴퓨터(Notebook Computer), 휴대용 게임기, 디지틀 카메라, MP3 플레이어, 휴대용 멀티미디어 재생기(PMP: Portable Multimedea Player) 등의 각종 휴대용 전자기기에 필요한 전력을 공급하는 전원으로 사용된다. 이러한 배터리는 한정된 용량의 전하들을 축적하기 때문에 시간적으로 제한된 기간 동안에만 휴대용 전자기기에 전력을 공급할 수밖에 없다.Typically, batteries are electronic devices that can be used on the go, such as mobile phones, PDAs (Portable Data Apparatus), notebook computers, handheld game machines, digital cameras, MP3 players, portable multimedia players (PMPs). It is used as a power supply to supply power for various portable electronic devices such as Multimedea Player). Because these batteries accumulate a limited amount of charges, they are forced to power portable electronics only for a limited time period.
따라서, 휴대용 전자기기의 사용자는 배터리의 방전 완료로 인하여 작업 중인 중요한 정보를 소실하거나 원하는 시점에서 중요한 작업을 수행할 수 없게 된다. 또한, 2차 전지에 해당하는 충전식 배터리의 경우에는, 전하의 과도한 충전 및 과도한 방전으로 인하여 배터리가 손상되거나 배터리의 수명이 줄어들어 휴대용 전 자기기의 사용자에게 비용부담이 가중되기도 한다. 이와 같은 배터리로 인한 폐해를 방지하기 위하여, 배터리의 잔류 전하량을 사용자에게 지시할 수 있는 배터리 잔량 측정 기술이 필요하게 되었다.Therefore, the user of the portable electronic device loses important information in operation due to the completion of discharge of the battery or cannot perform important work at a desired time. In addition, in the case of the rechargeable battery corresponding to the secondary battery, the battery may be damaged or the life of the battery may be reduced due to excessive charging and discharging of the charge, thereby increasing the cost of the user of the portable electronic device. In order to prevent such a damage caused by the battery, there is a need for a battery level measurement technology that can instruct the user of the remaining charge of the battery.
배터리 잔량을 측정하는 기술에는, 배터리 게이지 직접회로(Integrated Cirucit; 이하 "IC"라 함) 칩을 이용하는 방법과, 배터리의 전압을 이용하는 방법이 있다.Techniques for measuring the remaining battery capacity include a method using a battery gauge integrated circuit (hereinafter referred to as an "IC") chip, and a method using a battery voltage.
배터리 게이지 IC 칩을 이용하는 방법은 배터리 내부의 화학적 특성의 변화, 부피, 전류 및 전압 등의 제반조건을 감안하여 배터리의 잔류 전하량을 측정한다. 이 배터리 게이지 IC 칩을 이용하는 방법에서는, 잔류 전하량 측정의 정확도 및 신뢰성이 보장되기는 하나, 측정 및 표시와 같은 단순한 기능을 위하여 고가의 게이징 IC 칩이 사용되어야만 한다. 따라서, 게이지 IC 칩을 이용하는 방법은 지나친 비용이 소모된다.The method using the battery gauge IC chip measures the remaining charge of the battery in consideration of various conditions such as changes in chemical characteristics, volume, current, and voltage inside the battery. In the method using this battery gauge IC chip, although the accuracy and reliability of the residual charge measurement is guaranteed, an expensive gauging IC chip must be used for simple functions such as measurement and display. Therefore, the method using the gauge IC chip is excessively expensive.
이와는 달리, 배터리의 전압을 이용하여 배터리 잔량을 측정하는 방법은 측정 방식의 구조적 특징과 배터리의 방전시 전압특성으로 인하여 잔량 측정의 정확도 및 신뢰도는 보장할 수는 없지만 휴대용 전자기기 제조자의 비용부담을 최소화할 수 있다.On the other hand, the method of measuring the remaining battery capacity using the voltage of the battery cannot guarantee the accuracy and reliability of the remaining battery measurement due to the structural characteristics of the measurement method and the voltage characteristic of the battery discharge, but it does not cover the cost burden of the portable electronic device manufacturer. It can be minimized.
즉, 배터리의 전압에 근거한 종래의 배터리 잔량 측정장치는 도 1의 블럭도에 도시된 바와 같이, 저항분압기(R1,R2), 아날로그-디지탈 변환기(Analog-Digital Converter, 이하 "ADC"라 함)(12), 중앙처리장치(Central Processing Unit, 이하 "CPU"라 함)(13) 및 표시부(14)를 포함하여 구성된다. 따라서, 저항분압기(R1,R2) 로부터 분압된 배터리의 방전 전압이 ADC(12)를 통해 디지탈 데이터로 변환되어 CPU(13)로 입력되면, CPU(13)는 상기 입력된 전압데이터에 대응되는 배터리 잔량이 표시부(14)를 통해 표시되도록 제어하였다.That is, the conventional battery level measuring device based on the voltage of the battery, as shown in the block diagram of Figure 1, the voltage divider (R1, R2), analog-to-digital converter (Analog-Digital Converter, hereinafter referred to as "ADC") (12), a central processing unit (hereinafter referred to as "CPU") 13 and a
전술한 바와 같이, 종래에는 CPU(13)가 단순히 배터리 전압만 가지고 배터리의 잔량을 판단하였기 때문에, 전자부품의 특성상 배터리 전압특성이 온도에 안정적이지 못하여 측정된 전압이 동일하다고 하더라도 온도에 따라 배터리 잔량이 상이하게 판단됨으로써 정확한 배터리 잔량 측정이 불가능하였었다.As described above, since the
특히 배터리의 전압은, 도 2에 도시된 바와 같이, 4.2V에서부터 3.6V까지 사이에서 미세하게 낮아지는데 통상적으로 이 범위내에서 배터리 잔량 측정동작이 수행되기 때문에 온도와 같이 배터리 전압에 영향을 줄 수 있는 변수가 작용하면 배터리 잔량을 정확하게 측정하는 것이 더욱 어렵게 된다.In particular, the voltage of the battery, as shown in Fig. 2, is slightly lowered from 4.2V to 3.6V, because the battery remaining measurement operation is usually performed within this range may affect the battery voltage, such as temperature With these variables in place, it becomes more difficult to accurately measure the battery level.
더구나, 시스템 부하의 변화에 의해서 전압 딥(dip)이 발생되는 경우 일시적으로 배터리 전압이 떨어지게 되고 이로써 배터리 잔량이 충분히 남아있음에도 불구하고 CPU(13)는 배터리 잔량이 얼마남지 않은 것으로 판단하여 시스템의 동작모드를 슬립모드(sleep mode) 또는 딥 슬립모드(deep sleep mode)로 지정함으로써 사용자의 사용을 불필요하게 제한하거나, 배터리(11)의 방전 종기를 감지하지 못하여 사용자의 중요한 정보가 소실되는 문제점이 발생되었다.In addition, when a voltage dip occurs due to a change in the system load, the battery voltage temporarily drops, whereby the
따라서, 본 발명의 목적은 배터리의 전압을 이용하여 배터리의 잔량을 측정할 때, 보다 정확한 배터리 잔량을 측정하도록 한 배터리 잔량 측정장치 및 측정방 법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery remaining amount measuring device and a measuring method for measuring the remaining amount of battery more accurate when measuring the remaining amount of the battery using the voltage of the battery.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔량 측정장치는, 배터리 전압을 측정하는 전압 측정부; 배터리 온도를 측정하는 온도 측정부; 적어도 하나 이상의 배터리 온도(溫度)에 각각 대응되는 배터리 잔량 기준치를 저장하는 저장부; 상기 측정된 배터리 온도에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 추출하는 추출부; 및 상기 추출된 배터리 잔량 기준치와 상기 측정된 배터리 전압에 근거하여, 배터리 잔량 실효치를 판단하는 판단부를 포함한다.Battery remaining amount measuring apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the voltage measuring unit for measuring the battery voltage; A temperature measuring unit measuring a battery temperature; A storage unit for storing a battery remaining reference value corresponding to each of at least one battery temperature; An extraction unit configured to extract a battery remaining reference value corresponding to the measured battery temperature; And a determination unit determining a battery residual value effective value based on the extracted battery residual reference value and the measured battery voltage.
상기 배터리 온도(溫度)는, 상온모드, 고온모드, 저온모드 가운데 어느 하나일 수 있다.The battery temperature may be any one of a normal temperature mode, a high temperature mode, and a low temperature mode.
배터리 용도를 판단하는 용도 판단부를 더 포함하고, 상기 배터리 잔량 기준치는, 적어도 하나 이상의 배터리 온도 및 적어도 하나 이상의 배터리 용도(用度)에 대응되고, 상기 추출부는, 상기 측정된 배터리 온도와 상기 판단된 배터리 용도에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 추출할 수 있다.The apparatus further includes a usage determination unit for determining a battery use, wherein the battery remaining reference value corresponds to at least one or more battery temperatures and at least one or more battery uses, and wherein the extractor is configured to determine the measured battery temperature and the determined battery temperature. The battery remaining reference value corresponding to the battery usage may be extracted.
상기 배터리 용도(用度)는, 위성방송수신모드, 오디오청취모드, 영화감상모드, 문서작업모드, 휴지(休止)모드 가운데 어느 하나일 수 있다.The battery usage may be any one of a satellite broadcasting reception mode, an audio listening mode, a movie watching mode, a document working mode, and a pause mode.
상기 측정된 배터리 전압이 유효전압인지 검증하는 검증부를 더 포함하고, 상기 판단부는, 상기 검증부에 의해 상기 측정된 배터리 전압이 유효전압인 것으로 검증된 경우, 상기 추출된 배터리 잔량 기준치와 상기 검증된 유효전압에 근거하여 배터리 잔량 실효치를 판단할 수 있다.The verification unit may further include a verification unit verifying whether the measured battery voltage is a valid voltage. When the verification unit verifies that the measured battery voltage is a valid voltage, the extracted battery remaining reference value and the verified The effective amount of remaining battery power may be determined based on the effective voltage.
상기 검증부는, 소정 주기(T)마다 측정된 제 2 배터리 전압(Vbat2)과, 상기 제 2 배터리 전압을 측정하기 1주기(1T) 이전에 측정된 제 1 배터리 전압(Vbat1)간의 차(差)(Vbat1-Vbat2)가 임계값을 초과한 경우, 상기 제 2 배터리 전압이 유효전압인지 검증할 수 있다.The verification section, a difference between the predetermined period (T) the second battery voltage (V bat2) measured for each, and the second to measure the battery voltage in one period (1T) prior to the first battery voltage (V bat1) measured in ( I) If (V bat1 -V bat2 ) exceeds the threshold, it may be verified whether the second battery voltage is an effective voltage.
상기 검증부는, 상기 제 2 배터리 전압을 측정한 뒤 상기 1주기(1T)를 초과하는 일정 시간이 경과한 후에 재측정된 제 3 배터리 전압(Vbat3을 상기 제 1 및 제 2 배터리 전압과 비교하고, 비교결과, 제 3 배터리 전압(Vbat3)이 제 1 배터리 전압과 제 2 배터리 전압 사이의 값을 가지면(Vbat1>Vbat3>Vbat2), 제 2 배터리 전압은 유효전압이 아니며 제 1 배터리 전압보다 1% 낮은 전압으로 제 2 배터리 전압을 대체할 수 있다.The verification unit may compare the re-measured third battery voltage V bat3 with the first and second battery voltages after a predetermined time exceeding the one cycle 1T after measuring the second battery voltage. When the third battery voltage V bat3 has a value between the first battery voltage and the second battery voltage (V bat1 > V bat3 > V bat2 ), the second battery voltage is not a valid voltage and the first battery. The second battery voltage may be replaced with a voltage that is 1% lower than the voltage.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 잔량 측정방법은, 배터리 전압을 측정하는 전압 측정단계; 배터리 온도(溫度)를 측정하는 온도 측정단계; 상기 측정된 배터리 온도에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 추출하는 추출단계; 및 상기 추출된 배터리 잔량 기준치와 상기 측정된 배터리 전압에 근거하여, 배터리 잔량 실효치를 판단하는 잔량 판단단계를 포함한다.In addition, the battery remaining amount measuring method according to an embodiment of the present invention, the voltage measuring step of measuring the battery voltage; A temperature measuring step of measuring a battery temperature; An extraction step of extracting a battery remaining reference value corresponding to the measured battery temperature; And determining a remaining battery effective value based on the extracted battery remaining reference value and the measured battery voltage.
상기 배터리 온도(溫度)는, 상온모드, 고온모드, 저온모드 가운데 어느 하나일 수 있다.The battery temperature may be any one of a normal temperature mode, a high temperature mode, and a low temperature mode.
상기 온도 측정단계는, 배터리 용도를 판단하는 용도 판단단계를 더 포함하 고, 상기 추출단계는, 상기 배터리 온도 및 배터리 용도에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 추출할 수 있다.The temperature measuring step may further include a usage determination step of determining a battery use, and the extracting step may extract a battery remaining reference value corresponding to the battery temperature and the battery use.
상기 배터리 용도(用度)는, 위성방송수신모드, 오디오청취모드, 영화감상모드, 문서작업모드, 휴지(休止)모드 가운데 어느 하나일 수 있다.The battery usage may be any one of a satellite broadcasting reception mode, an audio listening mode, a movie watching mode, a document working mode, and a pause mode.
상기 전압 측정단계는, 상기 측정된 배터리 전압이 유효전압인지 검증하는 검증단계를 더 포함하고, 상기 잔량 판단단계는, 상기 검증단계에서 상기 측정된 배터리 전압이 유효전압인 것으로 검증된 경우, 상기 추출된 배터리 잔량 기준치와 상기 검증된 유효전압에 근거하여 배터리 잔량 실효치를 판단할 수도 있다.The voltage measuring step may further include a verifying step of verifying whether the measured battery voltage is an effective voltage, and the remaining amount determining step is performed when the measured battery voltage is verified to be an effective voltage in the verifying step. The remaining battery level effective value may be determined based on the determined battery remaining reference value and the verified valid voltage.
상기 검증단계는, 소정 주기(T)마다 측정된 제 2 배터리 전압(Vbat2)과, 상기 제 2 배터리 전압을 측정하기 1주기(1T) 이전에 측정된 제 1 배터리 전압(Vbat1)의 차(差)(Vbat1-Vbat2)를 산출하는 제 1 단계; 상기 차(差)(Vbat1-Vbat2)를 임계값과 비교하는 제 2 단계; 및 비교결과 상기 차가 임계값을 초과한 경우, 상기 제 2 배터리 전압이 유효전압인지 여부를 검증하는 제 3단계를 포함할 수도 있다.The verification step, the car having a predetermined period the second battery voltage measured each time (T) (V bat2), and the second of the first battery voltage (V bat1) measured prior to measuring the battery voltage in one period (1T) ( Iii ) a first step of calculating (V bat1 -V bat2 ); A second step of comparing the difference (V bat1 -V bat2 ) with a threshold value; And a third step of verifying whether the second battery voltage is a valid voltage when the difference exceeds a threshold.
상기 제 3 단계는, 상기 제 2 배터리 전압을 측정한 뒤 상기 1주기(1T)를 초과하는 일정 시간이 경과한 후에 제 3 배터리 전압(Vbat3)을 측정하는 제 3-1단계; 상기 제 1, 제 2 및 제 3 배터리 전압을 비교하는 제 3-2 단계; 상기 비교결과, 제 3 배터리 전압(Vbat3)이 제 1 배터리 전압과 제 2 배터리 전압 사이의 값을 가지면(Vbat1>Vbat3>Vbat2), 제 2 배터리 전압은 유효전압이 아닌 것으로 판단하는 제 3-3단 계; 및 상기 제 1 배터리 전압보다 1% 낮은 전압으로 제 2 배터리 전압을 대체하는 제 3-4단계를 포함할 수도 있다.The third step may include a third step of measuring a third battery voltage V bat3 after a predetermined period of time exceeding the one cycle 1T after measuring the second battery voltage; Step 3-2 of comparing the first, second and third battery voltages; As a result of the comparison, when the third battery voltage V bat3 has a value between the first battery voltage and the second battery voltage (V bat1 > V bat3 > V bat2 ), it is determined that the second battery voltage is not an effective voltage. Steps 3-3; And replacing the second battery voltage with a
이상과 같은 구성과 흐름에 의해, 본 발명에 따른 배터리 잔량 측정장치 및 측정방법은, 보다 정확한 배터리 잔량이 측정되도록 한다.With the above configuration and flow, the battery remaining amount measuring device and the measuring method according to the present invention allow a more accurate remaining amount of battery to be measured.
이하, 첨부된 도면과 결부되어 본 발명의 바람직한 실시예들이 상세히 설명될 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시예에서는, 배터리 온도(溫度) 못지 않게 배터리 용도(用度)가 배터리 전압에 영향을 미치는 변수 가운데 하나이기 때문에, 배터리 온도 및 배터리 용도에 대응하는 배터리 잔량 기준치를 배터리 잔량 측정에 이용하는 것으로 제안될 것이나, 배터리 전압에 영향을 미치는 다른 변수를 배터리 온도에 더 추가하여 배터리 잔량 측정에 이용하도록 제안될 수 있음은 물론이다.In this embodiment, since battery use is one of the variables affecting battery voltage no less than battery temperature, it is proposed to use a battery remaining reference value corresponding to battery temperature and battery use for measuring battery remaining. Of course, it may be suggested that other variables affecting the battery voltage be added to the battery temperature and used for the remaining battery measurement.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 적용되는 배터리 잔량 측정장치의 블럭도이고, 도 4는 배터리온도와 배터리용도에 따라 지정되는 배터리 모드를 예시한 것이며, 도 5a 내지 도 5e는 배터리 모드별 배터리 잔량 기준치를 그래프로 예시한 것이다.3 is a block diagram of a battery level measuring device applied to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 illustrates a battery mode specified according to the battery temperature and battery usage, Figures 5a to 5e for each battery mode The battery level reference value is illustrated as a graph.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 적용되는 배터리 잔량 측정장치는 다음과 같이 구성된다.Apparatus for measuring a battery remaining amount applied to a preferred embodiment of the present invention is configured as follows.
저항분압기(R1,R2)는 배터리(31)에 직렬 접속된다. ADC(32)는 상기 저항분압기(R1,R2)에 의해 분압된 배터리 전압(Vbat)을 디지털 데이터로 변환한다. The resistor voltage dividers R1 and R2 are connected in series to the
온도 센서부(33)는 배터리(31)의 온도에 상응하는 전기신호를 발생한다. 메모리부(34)는 배터리 온도 및 배터리 용도에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 저장한다.The
CPU(Central Processing Unit)(35)는, 상기 ADC(32)에 의해 디지털 데이터로 변환된 배터리 전압(Vbat)이 유효전압인지를 검증한다.The CPU (Central Processing Unit) 35 verifies whether the battery voltage V bat converted into digital data by the
그리고 CPU(35)는, 상기 온도 센서부(33)에 의해 발생된 전기신호에 근거하여 해당 배터리의 온도(상온모드, 고온모드, 저온모드)를 판단하고, 현재 배터리의 용도(위성방송수신모드, 오디오청취모드, 영화감상모드, 문서작업모드, 휴지모드)를 판단한 뒤, 앞서 판단된 배터리온도 및 배터리용도에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 상기 메모리부(34)로부터 추출한다. The
그리고 CPU(35)는, 상기 추출된 배터리 잔량 기준치와 상기 유효전압으로 검증된 배터리 전압(Vbat)에 근거하여, 배터리 잔량 실효치를 판단한다.The
표시부(36)는, 상기 CPU(35)에 의해 판단된 배터리 잔량 실효치를 표시한다.The
앞서 언급한 배터리온도와 배터리용도는, 도 4에 예시된 바와 같이, 배터리 온도 3개{상온모드(23도), 고온모드(40도), 저온모드(5도)}와 배터리용도 5개(위성방송수신모드, 오디오청취모드, 영화감상모드, 문서작업모드, 휴지모드)이다. As illustrated in FIG. 4, the battery temperature and battery use mentioned above are three battery temperatures (at room temperature mode (23 degrees), high temperature mode (40 degrees), low temperature mode (5 degrees)) and five battery uses ( Satellite broadcasting mode, audio listening mode, movie watching mode, document processing mode, idle mode).
따라서, CPU(35)는 배터리 온도 3개와 배터리 용도 5개 가운데 각각 1개씩을 판단하며, 이에 따라 도 4에 예시된 바와 같이, 총 15가지의 배터리 모드 지정이 가능하게 되는데, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 배터리 온도 및 배 터리 용도를 좀더 세분화하거나 또는 이와 상이하게 지정할 수 있음은 물론이다.Therefore, the
또한, 메모리부(34)에 저장되는 배터리 잔량 기준치는, 상기와 같이 지정되는 15가지 배터리 모드(모드1~모드15)에 따라 각각 상이하게 설정되는데, 이를 그래프로 도시하면 도 5a 내지 도 5e에 예시된 바와 같다.In addition, the battery remaining reference value stored in the
참고로, 도 5a 내지 도 5e의 그래프를 보면, 세로축이 배터리 전압(Vbat)이고 가로축이 충전시간(tc)에 해당한다. 여기서, 배터리 잔량 기준치는 배터리 전체 용량-배터리 방전량이고, 배터리 방전량=충전시간*배터리전류로 산출된다. For reference, in the graphs of FIGS. 5A to 5E, the vertical axis corresponds to the battery voltage V bat and the horizontal axis corresponds to the charging time tc. Here, the battery residual amount reference value is a battery total capacity-battery discharge amount, and is calculated as battery discharge amount = charge time * battery current.
또한, 배터리전류는 배터리가 장착되는 시스템의 하드웨어 환경{예를 들면, 백라이트(back-light), 볼륨 등}에 따라 상수값으로 설정되기 때문에, 배터리 잔량 기준치를 산출하는데 있어서 변수에 해당하는 충전시간만 알면 쉽게 배터리 잔량 기준치를 산출할 수 있다. 따라서, 통상적으로 배터리 잔량 기준치를 나타내는 변수에 충전시간이 대체이용되고 있다.In addition, since the battery current is set to a constant value according to the hardware environment (for example, backlight, volume, etc.) of the system in which the battery is mounted, the charging time corresponding to the variable in calculating the remaining battery reference value Knowing this makes it easy to calculate the battery level threshold. Therefore, the charging time is typically used in a variable representing the battery remaining reference value.
도 6은 CPU(35)가 배터리 전압이 유효전압인지 검증하는 과정을 그래프로 도시한 것이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컴퓨터의 하드웨어 오류 표시방법의 흐름도이다. 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 배터리 잔량 측정장치의 동작에 대해, 도 6을 참고하고 도 7a 및 도 7b의 흐름과 병행하여 상세히 설명하기로 한다.6 is a graph illustrating a process of verifying whether the battery voltage is a valid voltage by the
먼저, 저항분압기(R1,R2)로부터 분압됨으로써 측정된 배터리의 전압은 ADC(32)를 통해 디지탈 데이터로 변환되어 일정 주기(T=1초)마다 CPU(35)로 입력 (S701)된다. First, the voltage of the battery measured by dividing from the resistance voltage dividers R1 and R2 is converted into digital data through the
CPU(35)는, 상기 입력된 배터리 전압이 3.6V 이상으로 배터리 잔량 측정 범위내인지 판단하고 배터리 전압이 3.6V 이상으로 배터리 잔량 측정 범위 이내이면(S702의 예), 배터리 전압(Vbat)이 일시적인 전압 딥(dip)에 의한 것인지 여부 즉, 유효전압인지를 검증한다(S703).The
CPU(35)에 의한 배터리 전압 검증과정은 도 7b에 도시된 바와 같다.The battery voltage verification process by the
먼저, CPU(35)는, 검증하고자 하는 배터리 전압{Vbat, 이하 제 2 배터리 전압(Vbat2)이라 칭함.}과 상기 제 2 배터리 전압(Vbat2)보다 1주기(1T) 이전에 측정입력된 배터리 전압{이하 제 1 배터리 전압(Vbat1)이라 칭함.}간의 차(差)에 해당하는 ΔV(=Vbat1-Vbat2)를 산출한다(S703-1). CPU(35)는 산출된 ΔV가 임계값 0.1V 이상이면(S703-2의 예) 배터리 전압 측정 주기(1T)를 초과하는 일정 시간(본 실시예에서는 15초인 것으로 제안함.) 즉 15초 동안 배터리 전압을 입력받지 않고 대기한다(S703-3).First, the
15초 동안 대기한 후, ADC(32)를 통해 배터리 전압{이하 제 3 배터리 전압(Vbat3)이라 칭함.}이 측정되어(S703-4) CPU(35)로 입력되면, CPU(35)는 상기 제 3 배터리 전압과 상기 제 1 및 제 2 배터리 전압을 비교한다.After waiting for 15 seconds, the battery voltage (hereinafter referred to as the third battery voltage V bat3 ) through the
비교결과, 제 3 배터리 전압이 제 1 배터리 전압과 제 2 배터리 전압 사이의 값을 가지면(Vbat1>Vbat3>Vbat2)(S703-5의 예), CPU(35)는 검증하고자 한 제 2 배터리 전압이 유효전압이 아닌 것으로 판단하고 제 1 배터리 전압보다 1% 낮은 값을 제 2 배터리 전압으로 대체한다(V'bat2=Vbat1보다 1% 낮은 값)(S703-6).As a result of the comparison, when the third battery voltage has a value between the first battery voltage and the second battery voltage (V bat1 > V bat3 > V bat2 ) (example of S703-5), the
이와 같이 CPU(35)에 의해 배터리 전압을 검증하는 과정을 거침으로써, 도 6의 그래프에 도시된 바와 같이, 배터리 전압이 Vbat2와 같이 일시적으로 떨어진 경우에도 배터리 잔량[=배터리 전체 용량-배터리 방전량{=배터리전류(상수값)*tc2}]이 얼마남지 않은 것으로 즉시 판단하지 않고 15초 동안 대기하여 하드웨어가 안정된 후 배터리 전압 Vbat3을 다시 측정하고 제 1 배터리 전압 Vbat1보다 1% 낮은 값을 제 2 배터리 전압 Vbat2의 유효전압으로 대체함으로써, 보다 정확한 배터리 잔량[=배터리 전체 용량-배터리 방전량{=배터리전류(상수값)*tc2}]을 측정할 수 있도록 한 것이다. 이는, tc2>tc2'이므로 tc2에서의 배터리 방전량이 tc2'에서의 배터리 방전량보다 크므로, tc2에서의 배터리 잔량이 tc2'에서의 배터리 잔량보다 작기 때문이다.By going through the process of verifying the battery voltage by the
한편, 온도 센서부(33)를 통해 배터리 온도에 상응하는 전기신호가 입력되면, CPU(35)는, 상기 입력된 전기신호에 근거하여 배터리온도를 판단하고, 현재 사용중인 배터리의 용도를 판단한다(S704).On the other hand, when an electrical signal corresponding to the battery temperature is input through the
CPU(35)는, 상기 판단된 배터리온도와 배터리용도에 근거하여 배터리 모드를 지정하고(S705), 지정된 배터리 모드에 대응되는 배터리 잔량 기준치를 메모리부(34)로부터 추출한다(S706).The
그리고, CPU(35)는 상기 추출된 배터리 잔량 기준치와 상기 검증된 유효전압 에 근거하여 배터리 잔량 실효치를 판단하게 된다(S707). In operation S707, the
즉, CPU(35)는 상기 추출된 배터리 잔량 기준치 그래프(모드1~모드15 중 하나의 모드에 해당하는 그래프)에서 상기 검증된 배터리 전압에 상응하는 충전시간을 이용하여 배터리 방전량을 산출하고 배터리 전체 용량으로부터 산출된 배터리 방전량을 감산하여 배터리 잔량 실효치를 판단하게 되는 것이다.That is, the
한편, 배터리 전압이 3.6V 미만으로 배터리 잔량 측정 범위를 벗어나고(S702의 아니오) 배터리 전압이 3.3V 이상인 경우(S708의 예), CPU(35)는 표시부(36)를 통해 배터리 부족 경고메세지가 표시(S709)되도록 제어하고, 이어 배터리 전원을 오프(off)시킨다(S710). 또한, CPU(35)는 배터리 전압이 3.3V 미만인 경우(S708의 아니오)에는 즉시 배터리 전원을 오프(off)시킨다(S710).On the other hand, when the battery voltage is less than 3.6V out of the battery remaining measurement range (NO in S702) and the battery voltage is 3.3V or more (YES in S708), the
상술한 바와 같이, 본 발명은 배터리의 전압을 이용하여 배터리의 잔량을 측정할 때 배터리 온도 및 배터리 용도에 근거함으로써, 보다 정확한 배터리 잔량 측정이 이루어지도록 한 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of more accurate battery remaining amount measurement based on the battery temperature and the use of the battery when measuring the remaining amount of the battery using the voltage of the battery.
또한 본 발명은, 배터리의 전압을 이용하여 배터리의 잔량을 측정할 때 배터리 온도 및 배터리 용도에 근거함으로써, 배터리 게이지 IC 칩을 사용할 때와 비슷한 효과를 내면서도 생산 단가 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention, based on the battery temperature and the battery usage when measuring the remaining capacity of the battery using the voltage of the battery, while having a similar effect to when using a battery gauge IC chip, while reducing the production cost and cost There is.
또한 본 발명은, 배터리의 전압을 이용하여 배터리의 잔량을 측정할 때 최적의 방전 종지 전압(end of discharge voltage)을 선정함으로써, 사용자의 사용이 불필요하게 제한되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of preventing unnecessary use of the user by selecting an optimum end of discharge voltage when measuring the remaining amount of the battery using the voltage of the battery.
또한, 본 발명은, 배터리의 전압을 이용하여 배터리의 잔량을 측정할 때 최적의 방전 종지 전압(end of discharge voltage)을 선정함으로써, 사용자의 중요한 정보의 소실을 방지하기에 적합한 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect suitable for preventing the loss of important information of the user by selecting an optimal end of discharge voltage when measuring the remaining amount of the battery using the voltage of the battery.
상술한 바와 같이, 본 발명이 도면에 도시된 실시예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains should not depart from the spirit and scope of the present invention. It will be apparent that various modifications, changes and equivalent other embodiments are possible without departing. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
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