KR101965441B1 - 전원 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원 제어 장치 및 전원 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리로부터 전자 기기에 공급되는 전원을 제어할 수 있는 전원 제어 장치 및 전원 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치는, 배터리의 출력 전압을 측정하기 위한 전압 측정부; 외부 온도를 측정하기 위한 온도 측정부; 측정되는 외부 온도에 따라 전자 기기의 차단(cut-off) 전압을 설정하는 차단 전압 설정부; 및 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 상기 전자 기기에 출력 전압을 공급하고, 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 상기 전자 기기에 공급되는 출력 전압을 차단하는 제어부;를 포함한다.

Description

전원 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING POWER}
본 발명은 전원 제어 장치 및 전원 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리로부터 전자 기기에 공급되는 전원을 제어할 수 있는 전원 제어 장치 및 전원 제어 방법에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술과 반도체 기술 등의 발전에 힘입어 각종 전자 기기들의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 휴대 단말은 최근 이용이 급증하고 있는 대표적인 전자 기기로서, 휴대 단말들은 각자의 전통적인 고유 영역에 머무르지 않고 다른 단말들의 영역까지 아우르는 모바일 융/복합(mobile convergence)의 단계에 이르고 있다. 대표적으로 이동 통신 단말의 경우에는 음성 통화나 메시지 송수신과 같은 일반적인 통신 기능 외에도 TV(Television) 시청 기능(예컨대, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)나 DVB(Digital Video Broadcasting)와 같은 이동 방송), 음악 재생 기능(예컨대, MP3(MPEG Audio Layer-3)), 사진촬영 기능, 인터넷 접속 기능, 사전 검색 기능 등 각종 멀티미디어 기능들이 부가되고 있다.
한편, 휴대 단말은 일반적으로 배터리(battery)로부터 전원이 인가되며, 배터리는 전압을 출력하여 휴대 단말의 동작에 필요한 전압을 공급한다. 여기서, 배터리는 휴대 단말에 전압을 공급함에 따라 잔존 용량이 감소하게 되고, 배터리 또는 휴대 단말을 보호하기 위하여 배터리로부터 출력되는 전압이 일정 전압에 이르게 되면 더이상의 전압 공급을 중단시키게 된다. 이와 같이 휴대 단말로의 전압 공급을 중단시키기 위한 기준 전압을 차단(cut-off) 전압이라 한다.
휴대 단말에 전압을 공급하기 위하여 사용되고 있는 배터리는 일반적으로 리튬 이온 배터리 또는 리튬 폴리머 배터리 등을 사용한다. 그러나, 이와 같은 배터리는 온도에 민감하게 반응하는 특성상 외부 환경의 온도가 낮을수록 그 효율이 급격하게 저하되는 현상을 나타낸다. 예를 들어, 상온 즉 약 25℃에서 100 퍼센트의 효율을 나타내는 배터리는 0℃에서 약 66.67 퍼센트의 효율, -17℃에서는 약 40 퍼센트의 효율을 나타내게 된다. 이에, 종래의 휴대 단말은 낮은 외부 온도를 가지는 저온의 환경에서 배터리의 출력 전압이 급격히 감소하여 차단 전압에 도달하는 시간이 단축되고, 휴대 단말의 사용 시간이 급격하게 감소하는 문제점이 있었다.
KR 10-2002-0054585 A
본 발명은 외부 온도에 따라 차단 전압을 설정하여 전자 기기의 사용 시간을 연장할 수 있는 전원 제어 장치 및 전원 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치는, 배터리의 출력 전압을 측정하기 위한 전압 측정부; 외부 온도를 측정하기 위한 온도 측정부; 측정되는 외부 온도에 따라 전자 기기의 차단(cut-off) 전압을 설정하는 차단 전압 설정부; 및 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 상기 전자 기기에 출력 전압을 공급하고, 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 상기 전자 기기에 공급되는 출력 전압을 차단하는 제어부;를 포함한다.
상기 차단 전압 설정부는, 측정되는 외부 온도가 낮아질수록 보다 낮은 차단 전압을 설정할 수 있다.
상기 차단 전압 설정부는, 소정 범위의 온도 구간 별로 대응되는 복수 개의 차단 전압이 미리 저장되는 저장부; 및 측정되는 외부 온도에 따라 미리 저장된 복수 개의 차단 전압 중 하나를 선택하는 선택부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부로부터 공급되는 출력 전압을 분배하여 상기 전자 기기의 각 모듈에 공급하기 위한 전압 관리부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부로부터 상기 전압 관리부로 전달되는 출력 전압의 공급 경로는 제1 경로 및 상기 제1 경로와 상이한 제2 경로를 포함하고, 상기 제2 경로에는 상기 제어부로부터 공급되는 출력 전압을 승압하기 위한 승압부;가 구비되고, 상기 제어부로부터 공급되는 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하고, 상기 전압 관리부의 최소 동작 전압 미만인 경우 출력 전압의 공급 경로를 상기 제1 경로로부터 상기 제2 경로로 전환하는 스위칭부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 경로 및 제2 경로 중 적어도 하나에는, 상기 스위칭부의 공급 경로 전환시 출력 전압의 강하를 지연하는 지연부;가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 방법은, 배터리의 출력 전압을 측정하는 과정; 외부 온도를 측정하는 과정; 측정된 외부 온도에 따라 전자 기기의 차단 전압을 설정하는 과정; 상기 출력 전압과 설정된 차단 전압을 비교하는 과정; 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 상기 전자 기기에 출력 전압을 공급하는 과정; 및 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 상기 전자 기기에 공급되는 출력 전압을 차단하는 과정;을 포함한다.
상기 전자 기기에 출력 전압을 공급하는 과정은, 상기 출력 전압과 상기 전자 기기의 각 모듈에 전압을 분배하기 위한 최소 동작 전압을 비교하는 과정; 상기 출력 전압이 상기 최소 동작 전압 이상인 경우 상기 출력 전압을 유지하여 전달하는 과정; 및 상기 출력 전압이 상기 최소 동작 전압 미만인 경우 상기 출력 전압을 승압하여 전달하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 출력 전압을 유지하여 전달하는 과정 및 상기 출력 전압을 승압하여 전달하는 과정은 상기 출력 전압이 공급되는 경로를 전환하여 선택적으로 이루어지며, 상기 출력 전압이 공급되는 경로의 전환시 상기 전자 기기에 공급되는 전압은 유지될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치 및 전원 제어 방법에 의하면, 외부 온도의 변화에 따라 전자 기기의 차단 전압을 유기적으로 설정하여 낮은 외부 온도를 가지는 저온의 환경에서도 전자 기기의 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
또한, 배터리의 출력 전압이 공급되는 경로를 복수 개로 형성하여, 출력 전압이 전자 기기의 각 모듈에 전압을 분배하기 위한 최소 동작 전압보다 낮은 경우에도 안정적으로 전원을 공급할 수 있으며, 전자 기기의 사용 중에 전원의 공백이 발생하는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 외부 온도에 따른 배터리의 출력 전압을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 온도 구간 별로 대응되는 차단 전압이 저장되는 모습을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 방법을 개략적으로 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 외부 온도에 따른 배터리의 출력 전압을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 통신 기능 및 이외의 각종 멀티미디어 기능이 부가되는 전자 기기, 예를 들어 휴대 단말은 이에 장착된 배터리로부터 전원이 인가되며, 배터리는 전압을 출력하여 휴대 단말의 동작에 필요한 전압을 공급한다. 여기서, 배터리는 휴대 단말에 전압을 공급함에 따라 잔존 용량이 감소하게 되고, 배터리 또는 휴대 단말을 보호하기 위하여 배터리로부터 출력되는 전압이 일정 전압에 이르게 되면 더이상의 전압 공급을 중단시키게 된다. 이와 같이 휴대 단말로의 전압 공급을 중단시키기 위한 기준 전압을 차단(cut-off) 전압(Vc)이라 한다.
휴대 단말에 전압을 공급하는 배터리는 외부 환경의 온도가 낮을수록 그 효율이 급격하게 저하된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 배터리로부터 출력되는 출력 전압은 T1에서 100 퍼센트의 효율로 출력되는 것으로 가정했을 때, 상기 T1 보다 낮은 T2에서는 이보다 낮은 효율로 출력되며, 상기 T2 보다 낮은 T3에서는 이보다 더 낮은 효율로 출력되어, 외부 환경의 온도가 낮아질수록(T1→T2→T3)로 그 출력 전압이 낮아지게 된다.
이 경우, 외부 환경의 온도와 관계 없이 일정한 차단 전압(Vc)이 설정되면 배터리의 출력 전압이 차단 전압에 도달하는 시간이 t1에서 t2로, 또한 t2에서 t3로 급격하게 감소하게 된다. 따라서, 낮은 외부 온도를 가지는 저온의 환경에서 배터리의 출력 전압은 빠르게 차단되어 휴대 단말의 사용 시간이 급격하게 감소하는 문제점이 있었다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치(10)는 배터리(20)의 출력 전압을 측정하기 위한 전압 측정부(110); 외부 온도를 측정하기 위한 온도 측정부(120); 측정되는 외부 온도에 따라 전자 기기의 차단(cut-off) 전압을 설정하는 차단 전압 설정부(130); 및 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 상기 전자 기기에 출력 전압을 공급하고, 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 상기 전자 기기에 공급되는 출력 전압을 차단하는 제어부(140);를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치(10)는 출력 전압을 제공하는 배터리(20)와 상기 배터리(20)로부터 제공되는 출력 전압이 공급되어 구동되는 전자 기기 사이에서 전원을 제어한다.
전자 기기는 배터리(20)로부터 전원이 인가되어 구동되는 각종 장치를 포함할 수 있다. 이하에서는 전자 기기로서 최근 이용이 급증하고 있는 휴대 단말을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
휴대 단말(30)은 사용자에 의하여 휴대되어 무선 통신 및 다양한 부가 서비스를 운용할 수 있는 단말 기기를 의미한다. 이러한 휴대 단말(30)은 다양한 통신 시스템에 대응되는 각 통신 프로토콜들(communication protocols)에 의거하여 동작하는 이동통신 단말(mobile communication terminal)을 비롯하여, 태블릿 PC(Personal Computer), 스마트 폰(Smart Phone), PMP(Portable Multimedia Player), 디지털 방송 플레이어(Digital Media Player), PDA(Personal Digital Assistant), 뮤직 플레이어(예컨대, MP3 플레이어), 휴대 게임 단말, 노트북(Notebook), 넷북(Net-book) 등의 디바이스를 포함할 수 있다.
이와 같은 휴대 단말(30)은 이동하면서 무선 통신 및 다양한 부가 서비스를 운용하므로 구동 전원으로 고정 상태의 상용 전원(AC)을 사용할 수 없고, 방전(discharging)에 의하여 구동 전원을 공급하고, 충전(charging)에 의하여 반복 재사용이 가능한 충방전용 배터리(20)를 사용하는 것이 일반적이며, 이와 같은 충방전용 배터리(20)로는 리튬 이온 배터리 또는 리튬 폴리머 배터리 등이 사용될 수 있다.
전압 측정부(110)는 배터리(20)의 출력 전압을 측정한다. 상기 전압 측정부(110)는 배터리(20)의 출력 전압을 실시간으로 검출할 수 있으며, 전압 측정부(110)로부터 측정된 출력 전압에 관한 정보는 후술할 제어부(140)로 전달된다.
온도 측정부(120)는 외부 온도를 측정한다. 여기서, 외부 온도는 휴대 단말(30)이 사용되는 외부 환경의 온도를 의미하며, 온도 측정부(120)는 이와 같은 외부 온도를 측정하기 위하여 휴대 단말(30)의 내부 또는 외부에 설치되는 적어도 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다.
차단 전압 설정부(130)는 상기 온도 측정부(120)로부터 측정되는 외부 온도에 따라 휴대 단말(30)의 차단(cut-off) 전압을 설정한다. 차단 전압은 배터리(20)로부터 출력되는 전압이 일정 전압에 이르게 되면 더이상의 전압 공급을 중단시키는 기준이 되는 전압을 의미하며, 일반적인 휴대 단말(30)의 경우 배터리(20) 및 휴대 단말(30)을 보호하기 위한 차단 전압은 예를 들어, 3.5V 등으로 고정 설정된다.
이에 반해, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치(10)에서는 차단 전압 설정부(130)에 의하여 외부 온도에 따라 차단 전압을 유기적으로 설정한다. 여기서, 전술한 바와 같이 외부 환경의 온도가 낮아질수록 배터리(20)의 성능은 저하되어 그 출력 전압이 낮아지게 된다. 따라서, 낮은 외부 온도를 가지는 저온의 환경에서 배터리(20)의 출력 전압은 빠르게 차단 전압에 도달하게 되는바, 본 발명의 실시 예에 따른 차단 전압 설정부(130)는 상기 온도 측정부(120)로부터 측정되는 외부 온도가 낮아질수록 보다 낮은 차단 전압을 설정하여 휴대 단말(30)의 사용 시간을 연장할 수 있다.
또한, 차단 전압 설정부(130)는 온도 측정부(120)로부터 측정되는 외부 온도의 변화를 실시간으로 반영하여 차단 전압을 설정할 수도 있으나, 소정의 온도 구간별로 온도 변화를 반영하여 차단 전압을 설정할 수도 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 차단 전압 설정부(130)는, 소정 범위의 온도 구간 별로 대응되는 복수 개의 차단 전압이 미리 저장되는 저장부; 및 측정되는 외부 온도에 따라 미리 저장된 복수 개의 차단 전압 중 하나를 선택하는 선택부;를 포함할 수 있다.
저장부에는 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이, 온도 구간 별로 대응되는 차단 전압이 저장될 수 있다. 즉, 저장부에는 예를 들어, 10℃ 이상의 온도 구간에서는 3.5V의 차단 전압이, -5℃ 이상 10℃ 미만의 온도 구간에서는 3.1V의 차단 전압이 미리 설정되어 저장되며, -20℃ 이상 -5℃ 미만의 온도 구간에서는 2.9V의 차단 전압이, -20℃ 미만의 온도 구간에서는 2.7V의 차단 전압이 미리 설정되어 저장될 수 있다.
또한, 선택부는 온도 측정부(120)로부터 측정되는 외부 온도에 따라 미리 저장된 복수 개의 차단 전압 중 하나를 선택할 수 있다. 즉, 온도 측정부(120)로부터 측정되는 외부 온도가 3.6℃인 경우 저장부에서 상기 외부 온도를 포함하는 -5℃ 이상 10℃ 미만의 온도 구간에 설정된 3.1V 차단 전압을 선택하여 이를 휴대 단말(30)의 차단 전압으로 설정할 수 있다.
제어부(140)는 상기 배터리(20)로부터 출력되는 출력 전압이 상기 차단 전압 설정부(130)에 의하여 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 휴대 단말(30)에 출력 전압을 공급하고, 상기 배터리(20)로부터 출력되는 출력 전압이 상기 차단 전압 설정부(130)에 의하여 설정된 차단 전압 이하인 경우 휴대 단말(30)에 공급되는 출력 전압을 차단한다. 즉, 제어부(140)는 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 휴대 단말(30)에 출력 전압을 공급하여 구동시키고, 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 휴대 단말(30)에 공급되는 출력 전압을 차단하여 휴대 단말(30)의 구동을 종료한다.
여기서, 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압은 휴대 단말(30)로 직접 공급될 수도 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치(10)는 상기 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압을 분배하여 휴대 단말(30)의 각 모듈에 공급하기 위한 전압 관리부(160);를 더 포함하여 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압을 전압 관리부(160)를 통하여 분배하여 휴대 단말(30)의 각 모듈로 공급할 수 있다. 여기서, 전압 관리부(160)는 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압의 적어도 일부를 조절하여 휴대 단말(30)의 각 모듈로 공급하는 전력 관리 집적 회로(PMIC: Power Management Intergated Circuit)를 포함할 수 있다.
휴대 단말(30)은 휴대 단말(30)의 전체적인 작동을 제어하는 CPU(310) 및 통신 모듈, 표시 모듈, 내장 메모리 모듈, 카메라 모듈, 무선랜/블루투스 모듈, 오디오 모듈, 센서 모듈 등 다양한 주변기기(320)를 포함한다. 휴대 단말(30)의 각 모듈은 그 구동에 있어서 요구하는 전압이 서로 상이한 바, 전력 관리 집적 회로는 출력 전압의 적어도 일부를 승압 또는 강하하여 휴대 단말(30)의 각 모듈로 공급할 수 있다.
이와 같은, 전력 관리 집적 회로는 휴대 단말(30)의 각 모듈로 전압을 분배하기 위하여 전력 관리 집적 회로가 정상적으로 동작할 수 있는 동작 전압 범위를 가진다. 즉, 전력 관리 집적 회로는 출력 전압이 최대 동작 전압 이하, 최소 동작 전압 이상인 경우 출력 전압을 휴대 단말(30)의 각 모듈로 분배하여 공급할 수 있다.
일반적으로 차단 전압이 고정 설정되는 경우, 차단 전압은 전력 관리 집적 회로의 최소 동작 전압 이상으로 설정된다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치(10)에서는 측정되는 외부 온도에 따라 차단 전압이 유기적으로 설정되는 바, 저온의 환경에서는 전력 관리 집적 회로의 최소 동작 전압 이하로 차단 전압이 설정될 수 있으며, 이 경우 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하고 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 미만의 값을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치(10)에서는, 제어부(140)로부터 상기 전압 관리부(160)로 전달되는 출력 전압의 공급 경로는 제1 경로(170) 및 상기 제1 경로(170)와 상이한 제2 경로(180)를 포함하고, 상기 제2 경로(180)에는 상기 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압을 승압하기 위한 승압부;가 구비되고, 상기 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하고, 상기 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 미만인 경우 출력 전압의 공급 경로를 상기 제1 경로(170)로부터 상기 제2 경로(180)로 전환하는 스위칭부(150);를 더 포함할 수 있다.
제1 경로(170)는 제어부(140)로부터 출력되는 출력 전압이 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 이상인 경우, 제어부(140)로부터 출력되는 출력 전압을 유지하여 전압 관리부(160)로 전달하는 출력 전압의 공급 경로를 의미하고, 제2 경로(180)는 제어부(140)로부터 출력되는 출력 전압이 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 미만인 경우, 제어부(140)로부터 출력되는 출력 전압을 승압하여 전압 관리부(160)로 전달하는 출력 전압의 공급 경로를 의미한다. 상기 제1 경로(170)와 제2 경로(180)는 스위칭부(150)에 의하여 전환되고, 스위칭부(150)는 FET(Field Effect Transistor)를 포함할 수 있으며, 제어부(140)로부터 공급되는 전압이 설정된 차단 전압을 초과하고, 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 미만인 경우 출력 전압의 공급 경로를 상기 제1 경로(170)로부터 상기 제2 경로(180)로 전환하게 된다. 여기서, 승압부는 입력되는 직류 전압을 다른 값을 가지는 직류 전압으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터(converter)를 포함할 수 있으며, DC-DC 컨버터에 의하여 전압을 승압하는 세부 구성과 관련하여는 다양한 기술이 공지되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 전술한 제1 경로(170) 및 제2 경로(180) 중 적어도 하나에는, 상기 스위칭부(150)의 공급 경로 전환시 출력 전압의 강하를 지연하는 지연부;가 구비될 수 있다. 휴대 단말(30)의 사용 중에 잔존 용량이 감소하거나, 외부 온도의 급격한 저하에 의하여 배터리(20)의 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하고, 전원 관리부의 최소 동작 전압 미만인 경우 전술한 바와 같이 배터리(20)의 출력 전압의 공급 경로는 제1 경로(170)로부터 제2 경로(180)로 전환된다. 그러나, 스위칭부(150)에 의한 출력 전압의 공급 경로 전환이 이루어지는 시점에서는 제1 경로(170) 및 제2 경로(180) 모두에서 출력 전압이 공급되지 않게 된다. 이 경우, 배터리(20)의 출력 전압은 어느 경로에 의해서도 휴대 단말(30)로 공급되지 않게 되며, 휴대 단말(30)은 구동이 중지되어 파워-오프(power-off) 된다.
따라서, 스위칭부(150)에 의한 경로 전환시 휴대 단말(30)이 파워-오프되는 것을 방지하기 위하여 제1 경로(170)에는 제1 경로(170)로부터 제2 경로(180)로 공급 경로가 전환되는 경우 제1 경로(170)를 통하여 공급되는 출력 전압의 강하를 일정 시간 지연하는 제1 지연부(172)가 구비될 수 있다. 또한, 제2 경로(180)에는 제2 경로(180)로부터 제1 경로(170)로 공급 경로가 전환되는 경우 제2 경로(180)를 통하여 공급되는 출력 전압의 강하를 일정 시간 지연하는 제2 지연부(184)가 구비될 수 있다. 이러한 지연부는 저항(R)과 커패시터(C)를 이용한 RC 지연 회로를 포함할 수 있으며, 제1 경로(170) 및 제2 경로(180)에 각각 RC 지연 회로를 구비함으로써 스위칭부(150)에 의한 전환 시점에의 전원 공백을 최소화할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 이와 관련하여 전술한 전원 제어 장치(10)와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 방법은, 배터리(20)의 출력 전압을 측정하는 과정(S100); 외부 온도를 측정하는 과정(S200); 측정된 외부 온도에 따라 휴대 단말(30)의 차단 전압을 설정하는 과정(S300); 상기 출력 전압과 설정된 차단 전압을 비교하는 과정(S400); 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 상기 휴대 단말(30)에 출력 전압을 공급하는 과정(S500); 및 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 상기 휴대 단말(30)에 공급되는 출력 전압을 차단하는 과정(S600);을 포함한다.
배터리(20)의 출력 전압을 측정하는 과정(S100)은 전압 측정부(110)에 의하여 배터리(20)의 출력 전압을 측정한다. 또한, 외부 온도를 측정하는 과정(S200)은 온도 측정부(120)에 의하여 휴대 단말(30)이 사용되는 외부 환경의 온도를 측정한다. 배터리(20)의 출력 전압 및 외부 온도는 각각 실시간으로 측정될 수 있음은 전술한 바와 같다.
휴대 단말(30)의 차단 전압을 설정하는 과정(S300)은 차단 전압 설정부(130)에 의하여 배터리(20) 및 휴대 단말(30)을 보호하기 위한 차단 전압을 설정한다. 차단 전압은 온도 측정부(120)로부터 측정 되는 외부 온도가 낮아질수록 보다 낮은 차단 전압이 설정될 수 있으며, 차단 전압 설정부(130)는 소정 범위의 온도 구간 별로 대응되는 복수 개의 차단 전압이 미리 저장되는 저장부; 및 측정되는 외부 온도에 따라 미리 저장된 복수 개의 차단 전압 중 하나를 선택하는 선택부;를 포함하여 소정의 온도 구간별로 온도 변화를 반영하여 차단 전압을 설정할 수도 있다.
배터리(20)의 출력 전압을 측정하는 과정(S100)과, 외부 온도를 측정하는 과정(S200) 및 휴대 단말(30)의 차단 전압을 설정하는 과정(S300)은 순차적으로 또는 동시에 이루어질 수 있다. 즉, 배터리(20)의 출력 전압을 측정한 후 외부 온도의 측정 및 차단 전압의 설정이 이루어질 수 있으며, 외부 온도의 측정 및 차단 전압의 설정이 이루어진 후 배터리(20)의 출력 전압의 측정이 이루어질 수도 있다. 또한, 배터리(20)의 출력 전압을 측정하는 과정 중에 외부 온도의 측정 및 차단 전압의 설정이 이루어질 수도 있음은 물론이다.
출력 전압과 설정된 차단 전압을 비교하는 과정(S400)은 전압 측정부(110)로부터 측정된 배터리(20)의 출력 전압과 차단 전압 설정부(130)로부터 설정된 차단 전압의 크기를 비교한다. 여기서, 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 휴대 단말(30)에 출력 전압을 공급하는 과정(S500)이 수행되며, 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 휴대 단말(30)에 공급되는 출력 전압을 차단하는 과정(S600)이 수행된다.
여기서, 출력 전압과 차단 전압을 비교하여 출력 전압을 공급하거나 출력 전압을 차단하는 과정은 제어부(140)에 의하여 수행되며, 제어부(140)는 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 휴대 단말(30)에 출력 전압을 공급하여 구동시키고, 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 휴대 단말(30)에 공급되는 출력 전압을 차단하여 휴대 단말(30)의 구동을 종료한다.
또한, 전술한 바와 같이 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압은 휴대 단말(30)로 직접 공급될 수도 있으나, 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압을 분배하여 휴대 단말(30)의 각 모듈에 공급하기 위한 전압 관리부(160)를 더 포함하여 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압을 전압 관리부(160)를 통하여 분배하여 휴대 단말(30)의 각 모듈로 공급할 수 있다.
이 경우, 휴대 단말(30)에 출력 전압을 공급하는 과정(S500)은, 상기 출력 전압과 상기 휴대 단말(30)의 각 모듈에 전압을 분배하기 위한 최소 동작 전압을 비교하는 과정; 상기 출력 전압이 상기 최소 동작 전압 이상인 경우 상기 출력 전압을 유지하여 전달하는 과정; 및 상기 출력 전압이 상기 최소 동작 전압 미만인 경우 상기 출력 전압을 승압하여 전달하는 과정;을 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 방법에서는 전력 관리 집적 회로로 이루어지는 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 이하로 차단 전압이 설정될 수 있으며, 이 경우 제어부(140)로부터 공급되는 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하고 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 미만의 값을 가질 수 있다. 따라서, 출력 전압이 전압 관리부(160)가 휴대 단말(30)의 각 모듈에 전압을 분배하기 위한 최소 동작 전압 이상인 경우 제1 경로(170)를 통하여 제어부(140)로부터 출력되는 출력 전압을 전압 관리부(160)에 전달하고, 출력 전압이 전압 관리부(160)가 휴대 단말(30)의 각 모듈에 전압을 분배하기 위한 최소 동작 전압 미만인 경우 제2 경로(180)를 통하여 제어부(140)로부터 출력되는 출력 전압을 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 이상으로 승압하여 전압 관리부(160)로 전달한다.
이와 같이, 출력 전압을 유지하여 전달하는 과정 및 출력 전압을 승압하여 전달하는 과정은 스위칭부(150)에 의하여 출력 전압이 공급되는 경로를 전환하여 선택적으로 이루어지며, 스위칭부(150)는 제어부(140)로부터 공급되는 전압이 설정된 차단 전압을 초과하고, 전압 관리부(160)의 최소 동작 전압 미만인 경우 출력 전압의 공급 경로를 상기 제1 경로(170)로부터 상기 제2 경로(180)로 전환하게 된다.
또한, 전술한 바와 같이 제1 경로(170) 및 제2 경로(180) 중 적어도 하나에는, 상기 스위칭부(150)의 공급 경로 전환시 출력 전압의 강하를 지연하는 지연부가 구비되어, 스위칭부(150)에 의하여 출력 전압이 공급되는 경로의 전환시 휴대 단말(30)이 파워-오프되는 것을 방지하고, 휴대 단말(30)에 공급되는 전압을 유지시켜 스위칭부(150)에 의한 전환 시점에의 전원 공백을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전원 제어 장치 및 전원 제어 방법에 의하면, 외부 온도의 변화에 따라 휴대 단말(30)의 차단 전압을 유기적으로 설정하여 낮은 외부 온도를 가지는 저온의 환경에서도 휴대 단말(30)의 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
또한, 배터리(20)의 출력 전압이 공급되는 경로를 복수 개로 형성하여, 출력 전압이 휴대 단말(30)의 각 모듈에 전압을 분배하기 위한 최소 동작 전압보다 낮은 경우에도 안정적으로 전원을 공급할 수 있으며, 휴대 단말(30)의 사용 중에 전원의 공백이 발생하는 것을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 배터리의 출력 전압을 측정하기 위한 전압 측정부;
    외부 온도를 측정하기 위한 온도 측정부;
    측정되는 외부 온도에 따라 전자 기기의 차단(cut-off) 전압을 설정하는 차단 전압 설정부;
    상기 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하는 경우 상기 전자 기기에 출력 전압을 공급하고, 상기 출력 전압이 설정된 차단 전압 이하인 경우 상기 전자 기기에 공급되는 출력 전압을 차단하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 공급되는 출력 전압을 분배하여 상기 전자 기기의 각 모듈에 공급하기 위한 전압 관리부;를 포함하고,
    상기 제어부로부터 상기 전압 관리부로 전달되는 출력 전압의 공급 경로는 제1 경로 및 상기 제1 경로와 상이한 제2 경로를 포함하고,
    상기 제2 경로에는 상기 제어부로부터 공급되는 출력 전압을 승압하기 위한 승압부;가 구비되고,
    상기 제어부로부터 공급되는 출력 전압이 설정된 차단 전압을 초과하고, 상기 전압 관리부의 최소 동작 전압 미만인 경우 출력 전압의 공급 경로를 상기 제1 경로로부터 상기 제2 경로로 전환하는 스위칭부;를 더 포함하는 전원 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단 전압 설정부는,
    측정되는 외부 온도가 낮아질수록 보다 낮은 차단 전압을 설정하는 전원 제어 장치.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1에 있어서,
    상기 차단 전압 설정부는,
    소정 범위의 온도 구간 별로 대응되는 복수 개의 차단 전압이 미리 저장되는 저장부; 및
    측정되는 외부 온도에 따라 미리 저장된 복수 개의 차단 전압 중 하나를 선택하는 선택부;를 포함하는 전원 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 1에 있어서,
    상기 제1 경로 및 제2 경로 중 적어도 하나에는,
    상기 스위칭부의 공급 경로 전환시 출력 전압의 강하를 지연하는 지연부;가 구비되는 전원 제어 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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