KR102588883B1 - 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조 - Google Patents

휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 전자기기에서 대기 전류를 저감할 수 있는 기술에 관한 것으로 특히 배터리를 장착한 휴대용 전자기기에서 전원전압을 유지 또는 오프(off)시켜서 대기 전류를 저감할 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조는 전력을 공급하는 배터리와; 배터리와 연결되는 인터럽트 이벤트 발생원과; 인터럽트 이벤트 발생원과 연결되는 LDO와; 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 받는 인터럽트 핀을 구비하고 LDO 및 복수의 주변장치와 연결되는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, LDO는 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치와 각각 연결되어 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 인터럽트 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 전원전압을 인가하고 마이크로컨트롤로부터의 신호에 따라 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 인가되는 전원전압을 유지 또는 오프(off)한다.

Description

휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조{STANDBY CURRENT REDUCTION STRUCTURE FOR PORTABLE ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 휴대용 전자기기에서 대기 전류를 저감할 수 있는 기술에 관한 것으로 특히 배터리를 장착한 휴대용 전자기기에서 전원전압을 유지 또는 오프(off)시켜서 대기 전류를 저감할 수 있는 기술에 관한 것이다.
배터리를 장착하고, 배터리의 방전에 의해 동작하는 휴대용 전자기기는 파지하여 사용하기 용이하도록 소형으로 제작되는 경우가 일반적이어서, 대용량의 배터리를 적용하기 어려우며, 배터리의 용량의 한계 때문에 배터리로부터 소모되는 전류를 저감할 수 있는 기술이 필요하다. 도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 휴대용 전자기기의 일예로서 휴대용 에어로졸 발생기의 개략적인 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 휴대용 에어로졸 발생기의 종래 기술에 따른 전원공급 관련 회로 블럭도이다. 도 1을 참조하면 휴대용 에어로졸 발생기(10)는 예열하기 위해 누를 수 있는 버튼(17)과 전류를 인가하면 저항에 의해 발열을 하는 히터(14)와 히터(14)에 순간적으로 높은 전력을 공급할 수 있는 배터리(16)와 히터(14)를 제어하기 위한 마이크로컨트롤러(15)를 포함하고, 히터(14)는 공동(13)에 삽입된 일정 온도 이상 가열시 기화하는 물질(기화 물질)이 포함된 에어로졸 형성기재를 가열하여 에어로졸을 발생시킨다. 예를 들어, 흡입 물질이 함침되거나 표면에 묻혀진 종이로 채워진 궐련형태 에어로졸 형성기재(11)를 개구(12)를 통해 공동(13)에 삽입하면 히터(14)가 가열되어 궐련 형태 에어로졸 형성기재(11) 내부의 흡입 물질을 기화시키면 사용자가 필터부를 통해 기화되는 흡입 물질을 흡입할 수 있게 된다. 도 2를 참조하면 도 1에 도시된 휴대용 에어로졸 발생기(10)에서는 마이크로컨트롤러(15) 및 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 LDO(18)로부터 항상 전원전압(VDD)이 인가되며, 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 인터럽트 신호가 인터럽트 핀(15-1)을 통해 마이크로컨트롤러(15)로 입력되면 마이크로컨트롤러(15)는 인터럽트 신호를 판단해서 대기 전류를 줄이기 위해 액티브 모드(Active Mode)에서 슬립 모드(Sleep Mode)로 전환이 필요하면 마이크로컨트롤러(15)로부터 복수의 주변장치에 인가되는 신호를 오프(off)시켜서 슬립 모드로 진행하게 된다. 상술한 종래 기술에서는 필요할 경우 슬립 모드로 전환됨에 따라 대기 전류를 어느 정도 줄일 수는 있지만 여전히 마이크로컨트롤러(15) 및 복수의 주변장치에는 전원전압(VDD)이 인가되어 전류가 소모되고 있는 상태이다.
본 발명은 배터리를 장착한 휴대용 전자기기에서 대기 전류를 저감할 수 있는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조는 전력을 공급하는 배터리와; 배터리와 연결되는 인터럽트 이벤트 발생원과; 인터럽트 이벤트 발생원과 연결되는 LDO와; 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 받는 인터럽트 핀을 구비하고 LDO 및 복수의 주변장치와 연결되는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, LDO는 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치와 각각 연결되어 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 인터럽트 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 전원전압을 인가하고 마이크로컨트롤로부터의 신호에 따라 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 인가되는 전원전압을 유지 또는 오프(off)한다.
또한 LDO는 인에이블 핀을 구비하고 마이크로컨트롤러는 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 판단하여 LDO의 인에이블 핀으로 하이(High) 신호를 입력하고, LDO는 마이크로컨트롤러로부터 인에이블 핀으로 하이(High) 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 인가되는 전원전압을 유지한다.
또한 LDO는 인에이블 핀을 구비하고 마이크로컨트롤러는 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 판단하여 LDO의 인에이블 핀으로 로우(Low) 신호를 입력하고, LDO는 마이크로컨트롤러로부터 인에이블 핀으로 로우(Low) 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 인가되는 전원전압을 오프(off)한다.
또한 LDO는 인에이블 핀을 구비하고 LDO와 마이크로컨트롤러 사이에는 스위칭 수단을 추가로 구비하고 LDO는 마이크로컨트롤러로부터 인에이블 핀으로 입력되는 신호에 따라 스위칭 수단을 온(on) 또는 오프(off)한다.
또한 LDO는 인에이블 핀을 구비하고 LDO와 복수의 주변장치 사이에는 각각 복수의 스위칭 수단을 추가로 구비하고 LDO는 마이크로컨트롤러로부터의 인에이블 핀으로 입력되는 신호에 따라 복수의 스위칭 수단을 온(on) 또는 오프(off)한다.
또한 인터럽트 이벤트 발생원은 휴대용 전자기기에 구비된 버튼이다.
또한 인터럽트 이벤트 발생원은 휴대용 전자기기에 구비된 인덕티브 센서이다.
또한 인터럽트 이벤트 발생원은 휴대용 전자기기에 구비된 압력 센서이다.
또한 마이크로컨트롤러는 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 판단하여 배터리의 잔량을 확인하고 표시해 준다.
본 발명에 따르면 배터리를 장착한 휴대용 전자기기에서 인터럽트 이벤트 발생원과 LDO를 연결하고 마이크로컨트롤러의 신호에 따라 LDO가 전원전압을 유지 또는 오프(off)시켜서 대기 전류를 저감할 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 휴대용 전자기기의 일예로서 휴대용 에어로졸 발생기의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 에어로졸 발생기의 종래 기술에 따른 전원공급 관련 회로 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조를 설명하기 위한 회로 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조를 설명하기 위한 회로 블럭도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조를 설명하기 위한 회로 블럭도이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조는 전력을 공급하는 배터리(16)와 배터리(16)와 연결되는 인터럽트 이벤트 발생원(19)과 인터럽트 이벤트 발생원(19)과 연결되는 LDO(18)와 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 받는 인터럽트 핀(15-1)을 구비하고 LDO(18) 및 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)와 연결되는 마이크로컨트롤러(15)를 포함한다. 인터럽트 이벤트 발생원(19)은 휴대용 전자기기의 일예로 휴대용 에어로졸 발생기에 구비되는 버튼, 사용자의 흡입을 감지하는 압력 센서, 에어로졸 형성기재의 삽입을 감지하는 인턱티브 센서가 될 수 있으며 배터리(16)와 연결되어 배터리(16)로부터 배터리전압(VBAT)이 인터럽트 이벤트 발생원(19)에 입력된다. 인터럽트 이벤트 발생원(19)은 LDO(18)와 인터럽트 핀(15-1)을 통해 마이크로컨트롤러(15)에 연결된다. LDO(18)는 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)와도 각각 연결된다. 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)는 휴대용 전자기기에 구비되는 각종 부품, 소자, 센서 등이 될 수 있다. 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 특정 이벤트가 발생하여 LDO(18)에 인터럽트 신호가 입력되면 LDO(18)에서는 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 전원전압(VDD)을 인가하며 마이크로컨트롤로(15)부터의 신호 여부에 따라 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 인가되는 전원전압(VDD)을 유지 또는 오프(off)시키는데, 마이크로컨트롤러(15)는 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 인터럽트 핀(15-1)를 통해 인터럽트 신호가 입력되면 인터럽트 신호를 판단하여 LDO(18)로부터 인가되는 전원전압(VDD)을 유지할지 여부를 결정하고 전원전압(VDD)을 유지하고자 할 때는 LDO(18)에 구비된 인에이블 핀(18-1)으로 하이(High) 신호를 입력한다. 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(15)는 GPIO 포트를 구비하고, 전원전압(VDD)을 유지하고자 할 때는 GPIO 포트로부터 LDO(18)에 구비된 인에이블 핀(18-1)로 하이(High) 신호를 입력한다. LDO(18)는 마이크로컨트롤러(15)로부터 인에이블 핀(18-1)으로 하이(High) 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 인가되는 전원전압(VDD)을 유지한다. 또한 마이크로컨트롤러(15)는 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 인터럽트 핀(15-1)를 통해 인터럽트 신호가 입력되면 인터럽트 신호를 판단하여 LDO(18)로부터 전원전압(VDD)을 인가하지 않고자 할 때는 LDO(18)에 구비된 인에이블 핀(18-1)으로 로우(Low) 신호를 입력한다. 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(15)는 GPIO 포트를 구비하고, 전원전압(VDD)을 인가하지 않고자 할 때는 GPIO 포트로부터 LDO(18)에 구비된 인에이블 핀(18-1)로 로우(Low) 신호를 입력한다. LDO(18)는 마이크로컨트롤러(15)로부터 인에이블 핀(18-1)으로 로우(Low) 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 인가되는 전원전압(VDD)을 오프(off)한다. 아울러 마이크로컨트롤러(15)는 마이크로컨트롤러(15)로부터 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 인가되는 신호를 오프(off)시켜서 슬립 모드로 전환한다. 실험치에 따르면 이러한 동작에 의해 전원전압(VDD)을 차단함으로써 대기 전류는 종래 기술에 비해 약 1mA에서 80uA 로 이하(주변장치 설계 방식에 따라 약간 차이가 있음)로 떨어짐으로써 10배 이상 대기 전류를 감소하는 효과를 보인다. 따라서 휴대용 전자기기에서 배터리를 충전하는 횟수를 줄일 수 있다. 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(15)는 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 인터럽트 신호가 입력되는 동안은 LDO(18)의 인에이블 핀(18-1)으로 하이(High) 신호를 입력하여 LDO(18)에서 인가되는 전원전압(VDD)이 유지되며, 마이크로컨트롤러(15)는 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 인터럽트 신호가 입력되지 않으면 LDO(18)의 인에이블 핀(18-1)으로 로우(Low) 신호를 입력하여 LDO(18)에서 인가되는 전원전압(VDD)이 오프(off)된다. 또한 실시예에 따라 버튼 조작에 의해 예를 들어 1초 동안만 마이크로컨트롤러(15)에 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 인터럽트 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러(15)는 배터리(16)의 잔량을 체크하여 표시부(22)를 통해 배터리(16)의 잔량을 표시해 주고 LDO(18)의 인에이블 핀(18-1)으로 로우(Low) 신호를 입력해서 LDO(18)에서 인가되는 전원전압(VDD)이 오프(off)된다. 실시예에 따라 마이크로컨트롤러(15)가 LDO(18)로부터 인가되는 전원전압(VDD)을 유지할지 여부를 결정하는 기준은 휴대용 전자기기에서 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조를 설명하기 위한 회로 블럭도이다. 도 4를 참조하면 도 3을 참조하여 설명한 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조에서 LDO(18)와 마이크로컨트롤러(15) 사이에 스위칭 수단(18-2)을 추가로 구비한다. LDO(18)는 마이크로컨트롤러(15)로부터 인에이블 핀(18-1)으로 입력되는 신호에 따라 스위칭 수단(18-3)을 온(on) 또는 오프(off)한다. 또한 LDO(18)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3) 사이에는 각각 복수의 스위칭 수단(18-3, 18-4, 18-5)을 추가로 구비한다. LDO(18)는 마이크로컨트롤러로(15)부터 인에이블 핀(18-1)으로 입력되는 신호에 따라 복수의 스위칭 수단(18-3, 18-4, 18-5)을 온(on) 또는 오프(off)한다. 예를 들어 인터럽트 이벤트 발생원(19)으로부터 특정 이벤트가 발생하여 LDO(18)에 인터럽트 신호가 입력되면 LDO(18)에서는 LDO(18)와 마이크로컨트롤러(15) 사이에 구비된 스위칭 수단(18-3)을 온(on)시키고 LDO(18)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3) 사이에 구비된 복수의 스위칭 수단(18-3, 18-4, 18-5)을 온(on)시켜서 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 전원전압(VDD)을 인가하며 마이크로컨트롤러(15)는 LDO(18)로부터 인가되는 전원전압(VDD)을 유지하고자 할 때는 LDO(18)에 구비된 인에이블 핀(18-1)으로 하이(High) 신호를 입력한다. LDO(18)는 마이크로컨트롤러(15)로부터 인에이블 핀(18-1)으로 하이(High) 신호가 입력되면 LDO(18)와 마이크로컨트롤러(15) 사이에 구비된 스위칭 수단(18-2)을 온(on)으로 유지시키고 LDO(18)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3) 사이에 구비된 복수의 스위칭 수단(18-3, 18-4, 18-5)을 온(on)으로 유지시켜서 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 전원전압(VDD)을 인가한다. 또한 마이크로컨트롤러(15)는 LDO(18)로부터 전원전압(VDD)을 인가하지 않고자 할 때는 LDO(18)에 구비된 인에이블 핀(18-1)으로 로우(Low) 신호를 입력한다. LDO(18)는 마이크로컨트롤러(15)로부터 인에이블 핀(18-1)으로 로우(Low) 신호가 입력되면 LDO(18)와 마이크로컨트롤러(15) 사이에 구비된 스위칭 수단(18-2)을 오프(off)시키고 LDO(18)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3) 사이에 구비된 복수의 스위칭 수단(18-3, 18-4, 18-5)을 오프(off)시켜서 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 전원전압(VDD)이 인가되지 않는다. 또한 마이크로컨트롤러(15)는 LDO(18)로부터 전원전압(VDD)을 다시 인가하고자 할 때는 LDO(18)에 구비된 인에이블 핀(18-1)으로 하이(High) 신호를 입력한다. LDO(18)는 마이크로컨트롤러(15)로부터 인에이블 핀(18-1)으로 하이(High) 신호가 입력되면 LDO(18)와 마이크로컨트롤러(15) 사이에 구비된 스위칭 수단(18-2)을 온(on)시키고 LDO(18)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3) 사이에 구비된 복수의 스위칭 수단(18-3, 18-4, 18-5)을 온(on)시켜서 마이크로컨트롤러(15)와 복수의 주변장치(21-1, 21-2, 21-3)에 전원전압(VDD)을 인가한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (9)

  1. 전력을 공급하는 배터리와;
    배터리와 연결되는 인터럽트 이벤트 발생원과;
    인터럽트 이벤트 발생원과 연결되는 LDO와;
    인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 받는 인터럽트 핀을 구비하고 LDO 및 복수의 주변장치와 연결되는 마이크로컨트롤러;를 포함하고, LDO는 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치와 각각 연결되어 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 인터럽트 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 전원전압을 인가하고,
    마이크로컨트롤러는 인터럽트 핀을 통하여 인터럽트 신호를 입력 받아 LDO로부터의 전원전압의 유지 또는 오프를 위한 신호를 LD0에 구비된 인에이블 핀으로 입력하고,
    LDO는 마이크로컨트롤로부터의 신호에 따라 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 인가되는 전원전압을 유지 또는 오프(off)하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 판단하여 LDO의 인에이블 핀으로 하이(High) 신호를 입력하고, LDO는 마이크로컨트롤러로부터 인에이블 핀으로 하이(High) 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 인가되는 전원전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 판단하여 LDO의 인에이블 핀으로 로우(Low) 신호를 입력하고, LDO는 마이크로컨트롤러로부터 인에이블 핀으로 로우(Low) 신호가 입력되면 마이크로컨트롤러와 복수의 주변장치에 인가되는 전원전압을 오프(off)하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    LDO와 마이크로컨트롤러 사이에는 스위칭 수단을 추가로 구비하고 LDO는 마이크로컨트롤러로부터 인에이블 핀으로 입력되는 신호에 따라 스위칭 수단을 온(on) 또는 오프(off) 하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    LDO와 복수의 주변장치 사이에는 각각 복수의 스위칭 수단을 추가로 구비하고 LDO는 마이크로컨트롤러로부터 인에이블 핀으로 입력되는 신호에에 따라 복수의 스위칭 수단을 온(on) 또는 오프(off)하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    인터럽트 이벤트 발생원은 휴대용 전자기기에 구비되는 버튼인 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    인터럽트 이벤트 발생원은 휴대용 전자기기에 구비되는 압력 센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    인터럽트 이벤트 발생원은 휴대용 전자기기에 구비되는 인덕티브 센서인 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    마이크로컨트롤러는 인터럽트 이벤트 발생원으로부터 입력되는 인터럽트 신호를 판단하여 배터리의 잔량을 확인하고 표시해 주는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자기기의 대기 전류 저감 구조.
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