KR102082422B1

KR102082422B1 - 배터리, 전원 공급 장치, 및 전자 장치

Info

Publication number: KR102082422B1
Application number: KR1020130005393A
Authority: KR
Inventors: 구자군
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2020-02-27
Also published as: US20140197690A1; JP2014137823A; TW201430544A; EP2757441B1; KR20140093063A; US9401626B2; EP2757441A2; CN103944206A; CN103944206B; EP2757441A3; JP6230425B2

Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 전자 장치는 실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부 및 전자 장치에서 사용되는 메인 전원을 공급하기 위한 전원 단자 및 전자 장치와 데이터 통신을 위한 신호 단자를 구비하며, 메인 전원이 오프(off)되면, 신호 단자를 통해서 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하여 RT/CMOS DATA 로직부의 동작을 유지시키는 배터리를 포함한다.

Description

배터리, 전원 공급 장치, 및 전자 장치{BATTERY, POWER SUPPLYING APPARATUS AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 배터리, 전원 공급 장치, 및 전자 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하는 배터리, 전원 공급 장치, 및 전자 장치에 관한 것이다.

전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 종류의 전자장치가 개발 및 보급되고 있다. 특히, 우수한 IT 기술을 바탕으로 한 최첨단 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등과 같은 전자 장치도 보급되고 있다.

이러한 전자 장치는 RT/CMOS DATA 로직부 및 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리를 구비하고 있다. 여기서 RT/CMOS DATA 로직부는 현재의 날짜와 시간에 관한 정보인 실시간 클럭(Real Time Clock) 정보, CMOS 정보(HW 설정, SW 설정, Password등의 사용자 정보, 기타 정보 등)를 저장한다.

또한, RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리는, 저 용량의 소형 배터리(예를 들어, Coin type의 CR2032 cell)의 형태로 구현되고, 전자 장치의 메인 전원이 오프된 상태에서, 실시간 클럭 정보 및 CMOS 정보를 유지하도록 하기 위하여 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급한다.

이와 같이, 종래의 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰과 같은 휴대가능한 전자 장치는, 메인 전원을 공급하는 메인 배터리뿐만 아니라, RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리를 추가로 구비하였다. 또한, 데스크탑 컴퓨터도, RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리를 추가로 구비하였다.

따라서, RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리의 추가 및 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리의 커넥터의 추가에 따른 추가 비용 발생의 문제점이 있었다.

또한, RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리의 추가 및 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리의 커넥터의 추가를 위한 추가 공간이 필요하게 되어 Thin & Light 설계에 부정적인 결과를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 배터리를 이용하여 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하는 배터리, 전원 공급 장치, 및 전자 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부,상기 전자 장치에서 사용되는 메인 전원을 공급하기 위한 전원 단자 및 상기 전자 장치와 데이터 통신을 위한 신호 단자를 구비하며, 상기 메인 전원이 오프(off)되면, 상기 신호 단자를 통해서 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하여 상기 RT/CMOS DATA 로직부의 동작을 유지시키는 배터리를 포함한다.

또한, 상기 메인 전원의 온(on)/오프(off)에 따라, 상기 전원 단자 또는 상기 신호 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하도록 하는 전원 공급 제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 전원 공급 제어부는, 상기 메인 전원이 오프(off)되면, 상기 신호 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하고, 상기 메인 전원이 온(on)되면, 상기 전원 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공할 수 있다.

또한, 상기 전원 공급 제어부는, 상기 신호 단자에 연결된 라인에 애노드 단이 연결되고, 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 캐소드 단이 연결된 제1 다이오드 및 상기 전원 단자에 연결된 라인에 애노드 단이 연결되고, 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 캐소드 단이 연결된 제2 다이오드를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 배터리는, 적어도 하나의 배터리 셀, 상기 적어도 하나의 배터리 셀로부터 공급되는 전원을 상기 신호 단자에 제공하는 풀업 저항, 상기 적어도 하나의 배터리 셀에 연결된 스위칭 소자, 및 상기 스위칭 소자를 제어하여 상기 전원 단자를 통한 메인 전원의 공급을 제어하고, 상기 신호 단자를 통해 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하거나 또는 상기 데이터 통신을 수행하도록 제어하는 배터리 관리부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 저항은, 상기 배터리 관리부 내에 구비될 수 있다.

그리고, 상기 배터리는, 내장 팩 배터리일 수 있다.

또한, 상기 배터리와 상기 전자 장치 간의 데이터 통신은, I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 이용하여 수행될 수 있다.

한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 사용되는 배터리는, 적어도 하나의 배터리 셀, 상기 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 전원 단자, 상기 배터리와 상기 전자 장치간의 데이터 통신을 수행하거나 또는 실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원 공급을 위해 사용되는 신호 단자, 상기 적어도 하나의 배터리 셀에서 공급되는 전원을 상기 신호 단자로 제공하는 풀업 저항, 상기 메인 전원이 오프(off)되면, 상기 신호 단자를 통해 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원을 공급하며, 상기 메인 전원이 온(on)되면, 상기 신호 단자를 통해 상기 배터리와 상기 전자 장치 간에 데이터 통신을 수행하도록 제어하는 배터리 관리부를 포함한다.

그리고, 상기 저항은, 상기 배터리 관리부 내에 구비될 수 있다.

한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 사용되는 배터리는, 적어도 하나의 배터리 셀, 상기 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 제1 전원 단자, 및 실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하는 제2 전원 단자를 포함하고, 상기 제2 전원 단자는, 상기 메인 전원의 온(on)/오프(off)에 상관없이, 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하여 상기 RT/CMOS DATA 로직부의 동작을 유지시키는 단자일 수 있다.

한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하는 전원 공급 장치는, 전원을 저장하는 배터리 및 상기 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여, 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어부를 포함하고, 상기 배터리는, 상기 배터리와 상기 전자 장치 간의 데이터 통신을 수행하거나 또는 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원 공급을 위해 사용되는 신호 단자 및 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 전원 단자를 포함하며, 상기 전원 공급 제어부는, 상기 전자 장치에 대한 메인 전원의 온(on)/오프(off) 에 따라, 상기 전원 단자 또는 상기 신호 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 전원 공급 제어부는, 상기 전자 장치에 대한 메인 전원의 오프(off)상태에서, 상기 배터리의 신호 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하고, 상기 전자 장치에 대한 메인 전원의 온(on)상태에서, 전원 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 배터리를 이용하여 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급함으로써, RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리 및 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리에 대한 커넥터를 제거할 수 있다. 이에 따라, 재료비 절감 효과 및 공간적인 절감 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리를 나타내는 블록도,
도 2는 도 1에 따른 배터리가 접속하는 배터리 커넥터를 나타내는 도면,
도 3은 도 1에 따른 배터리를 구비하는 전자 장치를 나타내는 블록도,
도 4는 도 3에 따른 전자 장치를 구체적으로 나타내는 회로도,
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리를 나타내는 블록도,
도 6은 도 5에 따른 배터리가 접속하는 배터리 커넥터를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리를 나타내는 블록도, 및
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치를 구체적으로 나타내는 블록도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리를 나타내는 블록도 이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리(110)는 적어도 하나의 배터리 셀(111), 전원 단자(112), 신호 단자(113), 풀업 저항(114), 스위칭 소자(115), 배터리 관리부(116)의 전부 또는 일부를 포함한다. 여기서 배터리(110)는 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰과 같은 휴대가능한 전자 장치에 전원 공급을 위하여 사용될 수 있다. 또한, 배터리(110)는 탈부착이 용이하도록 설계된 외장 팩 배터리 또는 탈부착이 불가능하도록 설계된 내장 팩 배터리일 수 있다. 다만, 바람직하게는, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리(110)는 내장 팩 배터리일 수 있다.

도 2는 도 1에 따른 배터리가 접속하는 배터리 커넥터를 나타내는 도면이다. 여기서 배터리 커넥터는 배터리의 접속을 위하여 전자 장치에 구비된 장치이고, 배터리의 접속을 위하여 배터리의 단자 개수에 일치하는 개수의 단자(1, 1-1 ~ MINT1, MINT2)를 갖을 수 있다.

이하, 도 1 내지 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리(110)를 구체적으로 설명하기로 한다.

배터리 셀(111)은 화학에너지가 전기에너지로 변환되는 방전과 전기 에너지가 화학에너지로 변환되는 충전 과정을 통하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지이다. 이에 따라, 배터리 셀(111)은 충전된 DC 전원을 공급할 수 있다.

전원 단자(112)는 전자 장치에 메인 전원(Vdc_battery)을 공급하는 단자이다. 여기서 전원 단자(112)는 적어도 한 개의 단자로 구성될 수 있다. 만약 전원 단자(112)가 복수 개의 단자로 구성되는 경우, 복수 개의 단자 각각은 배터리 커넥터(117)의 1, 1-1, 2, 2-1, 3, 3-1 단자에 접속될 수 있다.

신호 단자(113)는 배터리(110)와 전자 장치 간의 데이터 통신(BAT_SMCLK, BAT_SMDATA, BAT_DETECT)을 수행하거나, 또는 실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원 공급을 위해 사용되는 단자이다. 여기서 배터리(110)와 전자 장치 간의 데이터 통신은, 배터리 탈부착 여부에 대한 신호(BAT_DETECT), 배터리 충전 상태에 대한 신호(BAT_SMDATA), 클럭 신호(BAT_SMCLK)를 송수신함으로써 수행될 수 있다. 이러한 배터리(110)와 전자 장치간의 데이터 통신은, I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 이용하여 수행될 수 있다. 한편, 신호 단자(113)는 적어도 한 개의 단자로 구성될 수 있다. 만약 신호 단자(113)가 복수 개의 단자로 구성되는 경우, 복수 개의 단자 각각은 배터리 커넥터(117)의 4, 4-1, 5, 5-1, 6, 6-1 단자에 접속될 수 있다.

한편, 다양한 제조사 별 모델에 따라 RT/CMOS DATA 로직부(156)에서 필요로 하는 전압 및 전류는 다를 수 있으나, 일반적으로 RT/CMOS DATA 로직부의 경우 필요로 하는 전력이 매우 낮은 바, 기존의 신호 단자를 통해 전원을 공급하더라도 문제는 없다.

접지 단자(미도시)는 배터리(110)의 접지를 위한 단자이다. 여기서 접지 단자(미도시)는 적어도 한 개의 단자로 구성될 수 있다. 만약 접지 단자(미도시)가 복수 개의 단자로 구성되는 경우, 복수 개의 단자 각각은 배터리 커넥터(117)의 7, 7-1, 8, 8-1, 9, 9-1, MNT1, MNT2 단자에 접속될 수 있다.

풀업 저항(114)은 적어도 하나의 배터리 셀(111)에서 공급되는 전원을 신호 단자(113)에 제공하는 기능을 수행한다. 구체적으로 저항(114)는 일 단이 적어도 하나의 배터리 셀(111)에 연결되고, 타 단이 신호 단자(113)에 연결되어, 풀 업(PULL-UP) 저항의 기능을 수행할 수 있다.

스위칭 소자(115)는 후술할 배터리 관리부(116)의 제어에 따라, 스위칭 동작을 수행한다. 여기서 스위칭 소자(115)는 스위칭 동작을 수행하는 MOSFET으로 구현될 수 있다.

배터리 관리부(116)는 스위칭 소자(115)를 제어하여 전원 단자(112)를 통한 메인 전원의 공급을 제어할 수 있다. 구체적으로 메인 전원이 공급되어야 하는 경우, 배터리 관리부(116)는 전원 단자(112)를 통하여 메인 전원을 공급하도록 스위칭 소자(115)를 제어할 수 있다.

여기서 메인 전원이 공급되어야 하는 경우는, 전자 장치의 동작 모드가 컴퓨터 분야의 일반적인 용어인 S0 상태에 대응하는 파워-온 모드인 경우와 같이, 전원 단자(112)를 통하여 메인 전원(Vdc_battery)이 공급되어야 하는 모든 경우를 포함할 수 있다.

또한, 메인 전원이 공급되지 않아도 되는 경우, 배터리 관리부(116)는 전원 단자(112)를 통하여 메인 전원이 공급되지 않도록 스위칭 소자(115)를 제어할 수 있다.

여기서 메인 전원이 공급되지 않아도 되는 경우는, 컴퓨터 분야의 일반적인 용어인 S5 상태에 대응하는 파워-오프 모드, 파워-온 상태에서 배터리의 잔량이 기 설정된 잔량 이하(3~5%)인 경우에 진입하는 shut down 상태 또는 S4 절전 모드와 같이, 전원 단자(112)를 통하여 메인 전원(Vdc_battery)이 공급되지 않아도 되는 모든 경우를 포함할 수 있다.

한편, 배터리 관리부(116)는 신호 단자(113)를 통해 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하거나 또는 데이터 통신을 수행하도록 제어할 수 있다. 구체적으로 메인 전원이 온(ON)되면, 배터리 관리부(116)는 신호 단자(113)를 통하여 데이터 통신을 수행하도록 제어할 수 있다. 또한 메인 전원이 오프(OFF)되면, 배터리 관리부(116)는 신호 단자(113)를 통하여 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하도록 제어할 수 있다. 여기서 신호 단자(113)를 통한 전원 공급 또는 데이터 통신은, 풀업 저항(114)을 통해 적어도 하나의 배터리 셀(111)로부터 공급된 전압을 이용하여 수행될 수 있다.

한편, 도 1에서는 생략되었으나, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리(110)는 외부 AC 어댑터를 통하여 인가된 외부 전원을 충전하기 위한 충전 회로(미도시)를 포함할 수 있다.

도 3은 도 1에 따른 배터리를 구비하는 전자 장치를 나타내는 블록도 이다. 도 4는 도 3에 따른 전자 장치를 구체적으로 나타내는 회로도이다. 도 3 내지 4를 참조하면, 전자 장치(400)는 전원 공급 장치(100), RT/CMOS DATA 로직부(156)의 전부 또는 일부를 포함한다. 여기서 전원 공급 장치(100)는 배터리(110), 전원 공급 제어부(120)를 포함할 수 있다.

이하, 도 3 내지 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 전원 공급 장치 및 전자 장치에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 배터리(110)에 대해서는 도 1 내지 2에서 구체적으로 설명하였는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

배터리(110)는 충전된 전원을 전자 장치(400)에 공급한다.

RT/CMOS DATA 로직부(156)는 현재의 날짜와 시간에 관한 정보인 실시간 클럭(Real Time Clock) 정보, CMOS 정보 (HW 설정, SW 설정, Password등의 사용자 정보, 기타 정보 등)를 저장한다. 여기서 RT/CMOS DATA 로직부(156)는 ASIC(Application Specific Intergrated Circuit) 내부의 기능 Block 중 하나로 구현될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, RT/CMOS DATA 로직부(156)는 별도의 단일 칩으로 구현될 수 있다.

전원 공급 제어부(120)는, CPU(Central Processing Unit), 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 메인보드 칩 셋 등과 같이 전자 장치(400)를 구성하는 모든 부품들에 대한 전원 공급을 제어한다.

이러한 전원 공급 제어부(120)는 종래에 기 공지된 Embedded controller에 도 4에 도시된 회로도(120)를 포함하여 구현될 수 있다. 즉 도 4에 도시된 전원 공급 제어부(120)는 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 대한 전원 공급의 제어를 위하여 추가된 구성으로, 전자 장치(400)에 대한 전원 공급을 제어하는 Embedded controller의 일 부분을 나타낸 도면이다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, RT/CMOS DATA 로직부(156)에 대한 전원 공급의 제어하는 전원 공급 제어부(120)를 위주로 설명하기로 한다.

전원 공급 제어부(120)는 배터리(110)에서 공급되는 전원을 이용하여, RT/CMOS DATA 로직부(156)에 대한 전원 공급을 제어할 수 있다. 구체적으로 전자 장치(400)에 대한 메인 전원(Vdc_battery)의 온(on)/오프(off)에 따라, 전원 단자(112) 또는 신호 단자(113)에서 공급되는 전원을 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 제공하도록 제어할 수 있다.

여기서 전원 공급 제어부(120)는 도 4와 같은 회로로 구성될 수 있다. 즉 전원 공급 제어부(120)는 신호 단자(113)에 연결된 라인에 애노드 단이 연결되고, RT/CMOS DATA 로직부(156)에 캐소드 단이 연결된 제1 다이오드(121) 및 전원 단자(112)에 연결된 라인에 애노드 단이 연결되고, RT/CMOS DATA 로직부(156)에 캐소드 단이 연결된 제2 다이오드(122)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 전원 공급 제어부(120)는 하기 표와 같이 동작할 수 있다.

	Vdc_battery	P3.3V_MICOM	P3.3V_BAT	P3V_RTC
메인 전원 on (case1)	on	on	off	P3.3V_MICOM (I2C working)
메인 전원 off (case2)	off	off	on	P3.3V_BAT (I2C not working)
메인 전원 off (배터리 잔량이 기 설정된 잔량 이하의 상태, 배터리 셀 전압이 일정 전압 이상)(case3)	off	off	on	P3.3V_BAT (예 : V_BAT : 3.0V 이상)(배터리 셀 전압 기준)
메인 전원 off(배터리 잔량이 기 설정된 잔량 이하의 상태, 배터리 셀 전압이 일정 전압 이하)(case4)	off	off	off	RTC fail (예 : V_BAT : 3.0V 이하)(배터리 셀 전압 기준)

즉, 전자 장치(400)에 대한 메인 전원이 온(ON)되어야 하는 경우(CASE1), 배터리(110)의 전원 단자(112)를 통해 메인 전원이 공급(Vdc_battery : ON)되고, 배터리(110)의 신호 단자(113)를 통해 배터리(110)와 전자 장치(400)간의 데이터 통신이 수행(BAT3_SMDATA# : I2C working)된다. 이 경우, 전원 단자(112)에서 공급되는 메인 전원(Vdc_battery )이, 전원 공급 제어부(120)의 제2 다이오드(122)에 인가되면, 제2 다이오드는(122)는 인가된 전원을 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 제공(P3.3V_MICOM : ON)할 수 있다.

한편, 이 경우, 제1 다이오드(121)에는 역방향 바이어스가 생성되어, 신호 단자(113)를 통한 배터리(110)와 전자 장치(400)간의 데이터 통신(BAT3_SMDATA# : I2C working) 을 방해하지 않는다. 즉, 신호 단자(113)를 통해 송수신되는 배터리(110)와 전자 장치(400)간의 데이터 신호(BAT3_SMDATA#)는 제1 다이오드(121)로 인가되지 않고(P3.3V_BAT : OFF), 전원 공급 제어부(120)를 통하여 Embedded controller와 통신이 수행된다.

또한, 전자 장치(400)에 대한 메인 전원이 오프(OFF)되어야 하는 경우(CASE2), 배터리(110)의 전원 단자(112)를 통한 메인 전원 공급은 차단(Vdc_battery : OFF) 되고, 배터리(110)의 신호 단자(113)를 통해 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 대한 전원이 공급된다. 이 경우, 신호 단자(113)에서 공급되는 전원이, 전원 공급 제어부(120)의 제1 다이오드(121)에 인가되면, 제1 다이오드(121)는 인가된 전원을 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 제공(P3.3V_BAT : ON)할 수 있다.

한편, 메인 전원 (Vdc_battery)의 OFF에 따라, 제2 다이오드(122)는, 역방향 바이어스가 생성되어 차단(P3.3V_MICOM : OFF)된다.

또한, 배터리(110)의 잔량이 기 설정된 잔량 이하인 상태(예를 들어, 배터리의 잔량이 3~5%인 경우)이고, 배터리 셀(111) 전압(V_BAT)이 기 설정된 전압 이상인 경우(예를 들어, 3V 이상인 경우), 전자 장치(400)는 시스템의 정상 동작 상태 보호를 위해, Shut down 시키거나 또는 S4 절전 모드로 진입시킨다. 이 경우(CASE3), 배터리(110)의 전원 단자(112)를 통한 메인 전원 공급은 차단(Vdc_battery : OFF) 되고, 배터리(110)의 신호 단자(113)를 통해 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 대한 전원이 공급된다.

즉, 다양한 제조사 별 모델에 따라 RT/CMOS DATA 로직부(156)에서 필요로 하는 전류는 다를 수 있으나, 일반적으로 RT/CMOS DATA 로직부(156)에서 사용되는 전류는 수 uA 수준의 낮은 값인 바, 배터리(110)의 잔량이 기 설정된 잔량 이하의 상태이더라도, 배터리 셀(111) 전압이 기 설정된 전압 이상인 경우에는, RT/CMOS DATA 로직부(156)를 위한 전원 공급이 가능하다.

이 경우, 신호 단자(113)에서 공급되는 전원이, 전원 공급 제어부(120)의 제1 다이오드(121)에 인가되면, 제1 다이오드(121)는 인가된 전원을 RT/CMOS DATA 로직부(156) 에 제공(P3.3V_BAT : ON)할 수 있다.

또한, 배터리(110)의 잔량이 기 설정된 잔량 이하인 상태(예를 들어, 배터리의 잔량이 3~5%인 경우)이고, 배터리 셀(111) 전압(V_BAT)이 기 설정된 전압 이하인 경우(예를 들어, 3V 이하인 경우), 전자 장치(400)는 시스템의 정상 동작 상태 보호를 위해, Shut down 시키거나 또는 S4 절전 모드로 진입시킨다. 이 경우(case4), 배터리(110)의 전원 단자(112)를 통한 메인 전원 공급은 차단(Vdc_battery : OFF) 되고, RT/CMOS DATA 로직부(156)에 대한 전원 공급도 조건을 만족하지 못한다(상기 표 2와 같이, 배터리 셀(111) 전압(V_BAT)이 기 설정된 전압 이상이 되어야 하나, 배터리 셀(111) 전압(V_BAT)이 이를 만족 시키지 못하는 경우). 이에 따라 RT/CMOS DATA 로직부(156) 의 동작을 유지할 수 없게 된다.

이 경우, 전자 장치(400)는 AC 인가 또는 배터리 충전 등을 통하여 시스템이 온(ON) 될 경우, 온라인을 통하여 자동적으로 실시간 클럭 정보를 동기화시킬 수 있다.

한편, 도 4의 회로도를 참조하면, BAT_SMDATA신호 단자를 이용하여 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 전원을 공급하는 것으로 도시되어 있으나, 이제 한정되는 것은 아니다. 따라서 구현형태에 따라서는 BAT_DETECT 신호 단자 또는 BAT_SMCLK 신호 단자를 이용하여 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 전원을 공급하도록 구현될 수 있다. 또는 BAT_SMDATA신호 단자, BAT_DETECT 신호 단자 및 BAT_SMCLK 신호 단자 중 적어도 하나의 신호 단자를 이용하여 RT/CMOS DATA 로직부(156)에 전원을 공급하는 것으로 구현될 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 배터리를 이용하여 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급함으로써, RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리 및 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리의 커넥터를 제거할 수 있다. 이에 따라, 재료비 절감 효과 및 공간적인 절감 효과를 달성할 수 있다.

이하, 도 5 내지 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리(210)를 구체적으로 설명하기로 한다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리(210)는 적어도 하나의 배터리 셀(211), 제1 전원 단자(212), 제2 전원 단자(213), 신호 단자(214), 저항(215), 스위칭 소자(216), 배터리 관리부(217)의 전부 또는 일부를 포함한다. 여기서 배터리(110)는 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰과 같은 휴대가능한 전자 장치에 전원 공급을 위하여 사용될 수 있다. 또한, 배터리(110)는 탈부착이 용이하도록 설계된 외장 팩 배터리 또는 탈부착이 불가능하도록 설계된 내장 팩 배터리일 수 있다. 다만, 바람직하게는, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리(210)는 내장 팩 배터리일 수 있다.

도 6는 도 5에 따른 배터리가 접속하는 배터리 커넥터를 나타내는 도면이다. 여기서 배터리 커넥터는 배터리의 접속을 위하여 전자 장치에 구비된 장치이고, 배터리의 접속을 위하여 배터리의 단자 개수에 일치하는 개수의 단자(1, 1-1 ~ MINT1, MINT2)를 가질 수 있다.

이하, 도 5 내지 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리(210)를 구체적으로 설명하기로 한다.

배터리 셀(211)은 화학에너지가 전기에너지로 변환되는 방전과 전기 에너지가 화학에너지로 변환되는 충전 과정을 통하여 반복적으로 사용할 수 있는 전지이다. 이에 따라, 배터리 셀(211)은 충전된 DC 전원을 공급할 수 있다.

제1 전원 단자(212)는 전자 장치에 메인 전원(Vdc_battery)을 공급하는 단자이다. 여기서 제1 전원 단자(212)는 적어도 한 개의 단자로 구성될 수 있다. 만약 제1 전원 단자(212)가 복수 개의 단자로 구성되는 경우, 복수 개의 단자 각각은 배터리 커넥터(218)의 1, 1-1, 2, 2-1, 3 단자에 접속될 수 있다.

제2 전원 단자(213)는 실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부(156)용 전원(P3.3V_BAT)을 공급하는 단자이다. 여기서 제2 전원 단자(212)는 적어도 하나의 배터리 셀(211)에 연결되어, 적어도 하나의 배터리 셀(211)로부터 RT/CMOS DATA 로직부(156) 용 전원(P3.3V_BAT)을 제공받을 수 있다.

즉, 제2 전원 단자(213)는 전자 장치에 대한 메인 전원(Vdc_battery)의 온(on)/오프(off)에 상관없이, RT/CMOS DATA 로직부(156) 용 전원(P3.3V_BAT)을 제공받을 수 있다.

이러한 제2 전원 단자(212)는 적어도 한 개의 단자로 구성될 수 있다. 만약 제2 전원 단자(213)가 한 개의 단자로 구성되는 경우, 한 개의 단자는 배터리 커넥터(218)의 3-1 단자에 접속될 수 있다.

신호 단자(214)는 배터리(110)와 전자 장치간의 데이터 통신(BAT_SMCLK, BAT_SMDATA, BAT_DETECT)을 수행하기 위해 사용되는 단자이다. 여기서 신호 단자(214)는 적어도 한 개의 단자로 구성될 수 있다. 만약 신호 단자(214)가 복수 개의 단자로 구성되는 경우, 복수 개의 단자 각각은 배터리 커넥터(218)의 4, 4-1, 5, 5-1, 6, 6-1 단자에 접속될 수 있다.

접지 단자(미도시)는 배터리의 접지를 위한 단자이다. 여기서 접지 단자(미도시)는 적어도 한 개의 단자로 구성될 수 있다. 만약 접지 단자(미도시)가 복수 개의 단자로 구성되는 경우, 복수 개의 단자 각각은 배터리 커넥터(218)의 7, 7-1, 8, 8-1, 9, 9-1, MNT1, MNT2 단자에 접속될 수 있다.

스위칭 소자(216)는 후술할 배터리 관리부(217)의 제어에 따라, 스위칭 동작을 수행한다. 여기서 스위칭 소자(115)는 스위칭 동작을 수행하는 MOSFET으로 구현될 수 있다.

배터리 관리부(217)는 스위칭 소자(215)를 제어하여 제1 전원 단자(212)를 통한 메인 전원의 공급을 제어할 수 있다. 구체적으로 메인 전원이 공급되어야 하는 경우, 배터리 관리부(217)는 제1 전원 단자(212)를 통하여 메인 전원을 공급하도록 스위칭 소자(215)를 제어할 수 있다.

또한, 메인 전원이 공급되지 않아도 되는 경우, 배터리 관리부(217)는 제1 전원 단자(212)를 통하여 메인 전원이 공급되지 않도록 스위칭 소자(215)를 제어할 수 있다.

또한, 배터리 관리부(217)는 신호 단자(214)를 통해 전자 장치와 데이터 통신을 수행하도록 제어할 수 있다. 이러한 배터리(110)와 전자 장치간의 데이터 통신은, I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 이용하여 수행될 수 있다.

상술한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리를 사용하는 경우, 전원 공급 제어부(120)를 구성하는 도 4와 같은 회로 구성(2개의 다이오드 및 이에 따른 신호 라인)을 별도로 구비할 필요는 없고, 제2 전원 단자(213)를 RT/CMOS DATA 로직부(156) 과 연결하는 별도의 라인만 구비하여 전자 장치(400)를 구현할 수 있다.

또한, 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 배터리를 이용하여 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급함으로써, RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리 및 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하기 위한 배터리의 커넥터를 제거할 수 있다. 이에 따라, 재료비 절감 효과 및 공간적인 절감 효과를 달성할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리를 나타내는 블록도 이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리(310)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리(310)는 적어도 하나의 배터리 셀(311), 전원 단자(312), 신호 단자(313), 풀업 저항(314), 스위칭 소자(315), 배터리 관리부(316)의 전부 또는 일부를 포함한다. 여기서 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리(310)는 풀업 저항(314)이 배터리 관리부(316) 내에 구비된다는 구현상의 차이점이 있다. 여기서, 저항(314)은 배터리 관리부(316)의 내부로 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)화하여 설계될 수 있다.

다만, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리(310)는 구현상의 차이점 외에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리(310)의 동작과 동일하다. 따라서 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치를 구체적으로 나타내는 블록도 이다. 도 8을 참조하면, 전자 장치(400)는 전지부(110), 전원 공급 제어부(120), 입력부(130), 디스플레이부(140), 제어부(150), 주변 장치(160), 외부 포트(170), LED(180), 팬(190)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.

여기서 입력부(130)는 제1 입력부(131), 외부 전원 입력부(132)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 또한 제어부(150)는 CPU(151), 그래픽 처리부(152), 휘발성 메모리(153), 메인보드 칩 셋(154), 비휘발성 메모리(155), RT/CMOS DATA 로직부(156) 의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.

한편, 전자 장치(400)는, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰과 같은 휴대가능한 전자 장치일 수 있다.

배터리(110)는 상술한 제1 또는 제3 실시 예에 따른 배터리로 구현될 수 있다.

입력부(130)는 전자 장치(400)에 대한 사용자 입력을 수신한다. 여기서 입력부(130)는, 제1 입력부(131), 외부 전원 입력부(132)를 포함할 수 있다.

제1 입력부(131)는, 전자 장치(100)의 일 영역에 배치되어, 전자 장치(400)를 파워-온 시키는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 여기서 제1 입력부(131)는 버튼 방식 또는 터치 방식 등 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

외부 전원 입력부(132)는, 외부 전원에서 공급되는 전원을 제공받을 수 있다. 또한, 외부 전원 입력부(132)는, 외부 전원으로부터 전원의 제공 여부에 따라서, 전자 장치(400)에 외부 전원을 접속하는 사용자 입력의 수신 여부를 판단할 수 있다. 여기서 외부 전원은 전자 장치(400)에 전원을 공급하는 외부 AC 어댑터일 수 있다. 한편, 외부 전원이 제공되면, 전자 장치(400)는 제공된 외부 전원을 이용하여 동작할 수 있다.

디스플레이부(140)는 화면을 표시하는 기능을 수행한다.

여기서, 디스플레이부(140)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 투명 디스플레이 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.

주변 장치(160)는 메인보드 칩 셋(154)과 커넥터를 통하여 접속하는, HDD(Hard Disk Drive), 사운드 카드, 랜(LAN) 카드 등과 같은 다양한 장치를 포함할 수 있다.

외부 포트(170)는, 메인보드 칩 셋(154)에 구비된 USB(Universal Serial Bus)포트, HDMI(High-Definition Multimedia Interface), 1394 포트 등과 같은 다양한 포트를 포함할 수 있다.

LED(180)는, 전자 장치(400)의 상태를 표시하는 기능을 수행하며, 사용자의 눈에 보이도록 전자 장치(400)의 일 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, LED(180)는 파워-온 상태, HDD의 동작 상태를 다양한 색깔로 구별하여 표시할 수 있다. 여기서 LED는 적어도 한 개 이상으로 구현될 수 있다.

팬(190)은, 전자 장치(400)의 쿨링을 위하여 사용되는 열 팬(thermal fan)일 수 있다.

전원 공급 제어부(120)는, CPU(Central Processing Unit)(151), 휘발성 메모리(152), 비휘발성 메모리(155), 메인보드 칩 셋(154), RT/CMOS DATA 로직부(156) 등과 같이 전자 장치(400)를 구성하는 모든 부품들에 대한 전원 공급을 제어한다. 특히 전원 공급 제어부(120)는 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여, RT/CMOS DATA 로직부(156) 에 대한 전원 공급을 제어할 수 있다.

이러한 전원 공급 제어부(120)는 종래에 기 공지된 Embedded controller에 도 4에 도시된 회로도(120)를 포함하여 구현될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 상술하였는 바, 생략하기로 한다.

제어부(150)는 전자 장치(400)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 제어부(150)는, 전자 장치(400)가 파워-온 되면, 부팅 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로 CPU(151)는, 비휘발성 메모리(155)에 저장된 바이오스(BIOS)를 휘발성 메모리(153)에 로딩하고, 로딩된 바이오스를 실행하여, 부팅 동작을 수행할 수 있다.

이 경우, 부팅 동작은, CPU(151)가 휘발성 메모리(153)의 전체 저장 공간을 초기화하고, 전자 장치(100)가 파워-온 되어 동작하는데 필요한 모든 구성 요소를 초기화하도록 제어함으로써 수행될 수 있다.

한편, 부팅 동작이 완료되면, 제어부(150)는 운영 체제를 실행하여, 운영 체제 실행 화면을 표시하도록 디스플레이부(110)를 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리(210)가 도 8과 같은 전자 장치에 구현되는 경우, 전원 공급 제어부(120)를 구성하는 도 4와 같은 회로 구성(2개의 다이오드 및 이에 따른 신호 라인)을 별도로 구비할 필요는 없고, 제2 전원 단자(213)를 RT/CMOS DATA 로직부 과 연결하는 별도의 라인만 구비하여 전자 장치(400)를 구현될 수 있다.

또한, 도 8을 설명함에 있어서, RT/CMOS DATA 로직부(156)는 별도의 단일 칩으로 구현된 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, RT/CMOS DATA 로직부(156)는 ASIC(Application Specific Intergrated Circuit) 내부의 기능 Block 중 하나로 구현될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100 : 전원 공급 장치 110 : 배터리
111 : 배터리 셀 112 : 전원 단자
113 : 신호 단자 114 : 풀업 저항
115 : 스위칭 소자 116 : 배터리 관리부
117 : 배터리 커넥터 120 : 전원 공급 제어부
156 : RT/CMOS DATA 로직부

Claims

전자 장치에 있어서,
실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부; 및
상기 전자 장치에서 사용되는 메인 전원을 공급하기 위한 전원 단자 및 상기 전자 장치와 데이터 통신을 위한 신호 단자를 구비하며, 상기 메인 전원이 오프(off)되면, 상기 신호 단자를 통해서 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하여 상기 RT/CMOS DATA 로직부의 동작을 유지시키는 배터리;를 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 메인 전원의 온(on)/오프(off) 에 따라, 상기 전원 단자 또는 상기 신호 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하도록 하는 전원 공급 제어부;를 더 포함하는 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 전원 공급 제어부는,
상기 메인 전원이 오프(off)되면, 상기 신호 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하고, 상기 메인 전원이 온(on)되면, 상기 전원 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 장치
제3항에 있어서,
상기 전원 공급 제어부는,
상기 신호 단자에 연결된 라인에 애노드 단이 연결되고, 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 캐소드 단이 연결된 제1 다이오드; 및
상기 전원 단자에 연결된 라인에 애노드 단이 연결되고, 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 캐소드 단이 연결된 제2 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 배터리는,
적어도 하나의 배터리 셀;
상기 적어도 하나의 배터리 셀로부터 공급되는 전원을 상기 신호 단자에 제공하는 풀업 저항;
상기 적어도 하나의 배터리 셀에 연결된 스위칭 소자; 및
상기 스위칭 소자를 제어하여 상기 전원 단자를 통한 메인 전원의 공급을 제어하고, 상기 신호 단자를 통해 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하거나 또는 상기 데이터 통신을 수행하도록 제어하는 배터리 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제5항에 있어서,
상기 저항은,
상기 배터리 관리부 내에 구비된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 배터리는,
내장 팩 배터리인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 배터리와 상기 전자 장치간의 데이터 통신은,
I2C(Inter Integrated Circuit) 통신 방식을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
전자 장치에 사용되는 배터리에 있어서,
적어도 하나의 배터리 셀;
상기 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 전원 단자;
상기 배터리와 상기 전자 장치간의 데이터 통신을 수행하거나 또는 ‘실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원 공급을 위해 사용되는 신호 단자;
상기 적어도 하나의 배터리 셀에서 공급되는 전원을 상기 신호 단자로 제공하는 풀업 저항; 및
상기 메인 전원이 오프(off)되면, 상기 신호 단자를 통해 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원을 공급하며, 상기 메인 전원이 온(on)되면,상기 신호 단자를 통해 상기 배터리와 상기 전자 장치간에 데이터 통신을 수행하도록 제어하는 배터리 관리부;를 포함하는 배터리.
제9항에 있어서,
상기 저항은,
상기 배터리 관리부 내에 구비된 것을 특징으로 하는 배터리.
전자 장치에 사용되는 배터리에 있어서,
적어도 하나의 배터리 셀;
상기 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 제1 전원 단자; 및
실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하는 제2 전원 단자;를 포함하고,
상기 제2 전원 단자는, 상기 메인 전원의 온(on)/오프(off)에 상관없이, 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하여 상기 RT/CMOS DATA 로직부의 동작을 유지시키는 단자인 것을 특징으로 하는 배터리.
실시간 클럭(Real-Time Clock) 정보 및 CMOS 정보를 저장하는 RT/CMOS DATA 로직부에 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서,
전원을 저장하는 배터리; 및
상기 배터리에서 공급되는 전원을 이용하여, 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원 공급을 제어하는 전원 공급 제어부;를 포함하고,
상기 배터리는,
상기 배터리와 전자 장치간의 데이터 통신을 수행하거나 또는 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 대한 전원 공급을 위해 사용되는 신호 단자; 및
상기 전자 장치에 메인 전원을 공급하는 전원 단자;
를 포함하며,
상기 전원 공급 제어부는,
상기 전자 장치에 대한 메인 전원의 온(on)/오프(off) 에 따라, 상기 전원 단자 또는 상기 신호 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
제12항에 있어서,
상기 전원 공급 제어부는,
상기 전자 장치에 대한 메인 전원의 오프(off)상태에서, 상기 배터리의 신호 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하고, 상기 전자 장치에 대한 메인 전원의 온(on)상태에서, 전원 단자에서 공급되는 전원을 상기 RT/CMOS DATA 로직부에 제공하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.