KR20010003076A

KR20010003076A - 배터리 충전상태정보 표시장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010003076A
Application number: KR1019990023228A
Authority: KR
Inventors: 김종부
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2001-01-15

Abstract

본 발명은 휴대용 전자기기의 배터리 충전에 관한 것으로, 특히 현재까지 충전된 배터리의 충전량과 완충까지의 충전잔여시간 등의 충전상태정보를 표시하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 전자기기는 배터리와, 전원공급장치의 전원 출력단과 상기 배터리 사이의 전원공급경로에 접속되어 입력되는 충전제어신호의 레벨에 따라 상기 전원공급경로를 개폐시키는 스위칭 수단과, 상기 배터리의 일측과 접지단에 접속되어 충전전류를 검출하여 출력하는 충전전류 검출수단과, 상기 충전전류 검출수단으로부터 출력되는 충전전류를 증폭시키는 증폭기와, 상기 증폭기를 통해 입력되는 충전전류의 변화량을 검출하여 충전잔여시간을 계산하여 이를 표시장치로 출력하고, 상기 배터리의 충전상태에 따라 충전제어신호를 출력하는 제어부로 구성함을 특징으로 한다.

Description

배터리 충전상태정보 표시장치 및 방법{APPATATUS AND METHOD FOR DISPLAYING CHARGE STATE INFORMATION OF BATTERY}

본 발명은 휴대용 전자기기의 배터리 충전에 관한 것으로, 특히 현재까지 충전된 배터리의 충전량과 완충까지의 충전잔여시간 등의 충전상태정보를 표시하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 기술의 발전과 더불어 많은 전자기기들은 더욱 더 소형화되어 가고 있는 실정이다. 이와 같은 전자기기들의 소형화는 결국 휴대용 전자기기 제품을 계발하게 한 원동력이 되었으며, 소비자들은 휴대 및 사용상의 편의를 들어 점점 더 휴대용 전자기기를 선호하는 경향을 보이고 있다.

한편 소비자들의 욕구를 충족시키기 위해 휴대용 전자기기들에서 해결해야 할 과제중의 하나는 바로 전원공급장치인 배터리의 성능을 향상시키는 것인데, 배터리 성능에 관련된 몇가지 예를 들면 배터리의 수명을 연장한다거나, 배터리의 중량을 소경량화 한다거나, 배터리를 보다 빠르게 완충시킬 수 있는 기능을 들 수 있다. 휴대폰, 디지털 비디오 카메라와 같은 일반적인 휴대용 전자기기에서는 배터리로써 리튬 이온 전지를 일반적으로 사용하고 있는데, 이러한 휴대용 전자기기에서는 배터리 충전시 충전전압을 검출하여 충전완료상태 혹은 충전중을 표시하는 발광 다이오드를 점등시킨다거나, 표시장치에 구비된 전압레벨 표시수단을 가변하여 미충전상태, 완충전상태, 방전상태등을 나타내고 있다. 이러한 경우 모두에 있어서 사용자는 충전완료시 혹은 완전 방전시까지의 정확한 잔여 시간을 인지할 수 없기 때문에 충전종료시간 혹은 사용가능시간을 예측할 수 없는 불편함이 있으며, 이러한 시간 예측의 부정확에 기인하여 미충전상태에서 혹은 미방전상태에서 충방전을 거듭함에 따라 결과적으로 배터리의 수명을 단축시키는 결과를 초래하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 휴대용 전자기기의 전원공급장치인 배터리를 충전함에 있어서 충전잔여시간을 외부로 표시하여 줄 수 있는 배터리 충전상태정보 표시장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 휴대용 전자기기의 전원공급장치인 배터리의 수명을 연장할 수 있는 배터리 충전상태정보 표시장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 휴대용 전자기기의 배터리 사용가능시간을 정확하게 표시하여 줌으로써 휴대용 전자기기 사용의 편의성을 제공할 수 있는 배터리 충전상태정보 표시장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 휴대용 전자기기의 배터리 충전상태정보 표시장치에 있어서,

배터리와,

전원공급장치의 전원 출력단과 상기 배터리 사이의 전원공급경로에 접속되어 입력되는 충전제어신호의 레벨에 따라 상기 전원공급경로를 개폐시키는 스위칭 수단과,

상기 배터리의 일측과 접지단에 접속되어 충전전류를 검출하여 출력하는 충전전류 검출수단과,

상기 충전전류 검출수단으로부터 출력되는 충전전류를 증폭시키는 증폭기와,

상기 증폭기를 통해 입력되는 충전전류의 변화량을 검출하여 충전잔여시간을 계산하여 이를 표시장치로 출력하고, 상기 배터리의 충전상태에 따라 충전제어신호를 출력하는 제어부로 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전상태정보 표시장치의 상세 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전상태정보 표시 제어흐름도.

도 3은 배터리 충전시의 전압/전류 변화 특성도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전상태정보 표시장치 및 방법의 구성 및 동작예를 상세히 설명하기로 한다.

우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전상태정보 표시장치의 상세 구성도를 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전상태정보 표시 제어흐름도를, 도 3은 배터리 충전시의 전압/전류 변화 특성도를 각각 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충전상태정보 표시장치는 크게 리튬 이온 전지인 배터리와, 마이크로 프로세서(10), 표시장치인 LCD(20), 충전전류 검출수단인 저항 R1 및 증폭부(40)와, 스위칭 수단(45)으로 구성된다. 상기 배터리는 충전장치(도시하지 않았음)로부터 일정 레벨의 전원(B+)을 공급받아 충전된다. 마이크로 프로세서(10)는 배터리의 충전 전류의 변화량을 검출하여 충전잔여시간을 계산하여 이를 표시장치로 출력한다. 하기 설명에서 상기 "충전잔여시간"이라함은 현재 상태에서 배터리가 완충되기 까지의 충전시간을 의미하는 것으로 정의하기로 한다. 그리고 상기 마이크로 프로세서(10)는 내부 메모리에 본 발명의 실시를 위한 완충전류값()을 저장한다. 상기 "완충전류값"은 배터리 완충시 검출되는 전류값으로 설정된다. 표시장치인 LCD(20)는 충전장치로부터 동작전원을 공급받으며 상기 마이크로 프로세서(10)의 제어하에 충전잔여시간을 문자데이터로 표시한다. 충전장치의 전원출력단(B+)과 배터리 사이의 전원공급경로 사이에는 상기 마이크로 프로세서(10)에 의해 전원공급경로를 온/오프 제어하기 위한 스위칭 수단 Q1,Q2가 접속되어 있다. 이때 상기 스위칭 소자인 트랜지스터 Q1의 소오스와 게이트는 각각 충전장치의 전원출력단(B+)과 트랜지스터 Q2의 콜렉터와 접속된다. 그리고 상기 트랜지스터 Q2의 에미터와 베이스 각각은 접지단과 상기 마이크로 프로세서(10)의 P2단자에 접속되어 상기 마이크로 프로세서(10)의 P2단자로부터 출력되는 충전제어신호의 논리레벨에 따라 스위칭 온/오프 동작한다. 한편 배터리의 (-)단과 접지사이에 접속된 저항 R1은 충전전류 검출 소자로써 이용되며, 상기 저항 R1의 일측과 마이크로 프로세서(10) 사이에는 상기 저항 R1에 의해 검출된 충전전류를 일정 레벨로 증폭시키기 위한 증폭부(40)가 접속된다.

이하 상술한 구성을 갖는 배터리 충전상태정보 표시장치의 동작을 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면, 우선 휴대용 전자기기 사용자에 의해 배터리가 충전장치에 접속되면 마이크로 프로세서(10)와 LCD(20)는 상기 충전장치로부터 일정 레벨의 동작전원을 공급받는다. 이러한 경우 마이크로 프로세서(10)는 충전장치로부터 공급되는 전원이 배터리로 공급될 수 있도록 P2단자를 통해 충전제어신호를 출력하면, 트랜지스터 Q2,Q1의 순차적인 스위칭 온 동작에 의해 배터리의 충전은 개시된다.

이와 같이 배터리 충전이 개시되면 충전전류 검출소자인 저항 R1 양단에는 전류가 흐르게 되고, 전압 변환된 전류는 증폭기(AMP)에서 소정 레벨로 증폭되어 P1단자로 입력된다. 이에 따라 마이크로 프로세서(10)는 P1단자를 통해 지속적으로 입력되는 충전전류레벨을 검출할 수 있다. 따라서 마이크로 프로세서(10)는 50단계에서 충전전류(로 표기함)를 검출하고, 60단계에서 시간에 따라 변화되는 충전전류의 변화량()을 계산하여 저장한다. 그리고 마이크로 프로세서(10)는 70단계로 진행하여 충전잔여시간(T)을 계산한다. 충전잔여시간 계산은 하기 수학식 1에 의해 이루어진다.

상기 수학식 1에 근거하여 충전잔여시간(T)을 계산한 마이크로 프로세서(10)는 이후 계산된 시간값(T)을 LCD(20)를 통해 80단계에서 사용자에게 표시하여 준다. 이에 따라 사용자는 완충되기까지 필요한 충전잔여시간을 인지할 수 있게 되는 것이다. 그리고 마이크로 프로세서(10)는 90단계에서 P1단자로 입력되는 충전전류()의 값이 완충전류()의 값을 가지는가를 검사한다. 즉, 마이크로 프로세서(10)는 90단계에서 완충전류()가 검출되지 않으면 상술한 50단계 내지 80단계를 반복 수행하여 계속적으로 변화되는 충전전류를 검출하고 그에 따른 충전잔여시간(T)을 사용자에게 표시하여 준다. 시간경과에 따라 변화되는 배터리 충전전압(V)과 검출되는 충전전류()의 값은 도 3에 도시된 바와 같이 반비례 관계에 놓이게 된다.

한편 마이크로 프로세서(10)는 90단계에서 완충전류()가 검출되면 100단계로 진행하여 저장된 전류변화량과 표시시간을 초기화한후 110단계로 진행하여 충전완료상태를 표시하여 준다. 이러한 충전완료상태의 표시방법은 이미 공지된 바와 같이 충전완료상태를 지시하는 발광 다이오드를 점등시킬 수도 있으며, LCD(20)를 통해 문자데이터로 표시하여 줄 수도 있다.

따라서 사용자는 LCD(20)에 표시되는 배터리의 충전상태정보를 시각적으로 확인함으로써, 배터리를 완충상태에서 사용할 수 있는 여건을 제공받을 수 있게 되는 것이다. 또한 본 발명의 실시에에서는 배터리 충전시의 충전잔여시간만을 표시하여 주는 것으로 하였으나, 충전이외의 대기모드상태에서도 마이크로 프로세서(10)는 P1단자를 통해 입력되는 충전전류를 검출하여 현재 배터리의 사용가능시간을 표시하여 줄 수도 있으며, 시각 장애인을 위해 LCD(20)로 충전잔여시간을 표시하여 주는 것이 아니라 지정된 키 입력시에 음성합성 칩과 음성출력수단(스피커)을 통해 충전잔여시간을 음성데이터로 출력할 수도 있다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 휴대용 전자기기의 전원공급장치인 배터리를 충전함에 있어서 충전잔여시간을 외부로 표시하여 줌으로써, 사용자에게 정확한 충전종료시간을 인지시켜 줄 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명은 배터리 사용가능시간을 정확하게 표시하여 줌으로써 미방전상태에서 충전 반복으로 인한 배터리 수명충전상태정보 표시장치 및 방법을 제공함에 있다.

Claims

휴대용 전자기기의 배터리 충전상태정보 표시장치에 있어서,

배터리와,

전원공급장치의 전원 출력단과 상기 배터리 사이의 전원공급경로에 접속되어 입력되는 충전제어신호의 레벨에 따라 상기 전원공급경로를 개폐시키는 스위칭 수단과,

상기 배터리의 일측과 접지단에 접속되어 충전전류를 검출하여 출력하는 충전전류 검출수단과,

상기 충전전류 검출수단으로부터 출력되는 충전전류를 증폭시키는 증폭기와,

상기 증폭기를 통해 입력되는 충전전류의 변화량을 검출하여 충전잔여시간을 계산하여 이를 표시장치로 출력하고, 상기 배터리의 충전상태에 따라 충전제어신호를 출력하는 제어부로 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전상태정보 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 검출된 충전전류가 내부 메모리에 저장된 완충전류와 동일값을 가지면 표시되는 충전잔여시간을 초기화시킴을 특징으로 하는 배터리 충전상태정보 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 충전잔여시간을 음성데이터로 출력하기 위한 음성출력수단을 더 구비함을 특징으로 하는 배터리 충전상태정보 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 검출된 충전전류와 완충전류 차를 상기 전류 변화량으로 나누어 충전잔여시간을 계산함을 특징으로 하는 배터리 충전상태정보 표시장치.
휴대용 전자기기의 배터리 충전상태정보 표시방법에 있어서,

상기 배터리의 충전전류를 검출하는 충전전류 검출과정과,

시간 변화에 따른 상기 충전전류의 변화량을 계산하는 전류 변화량 검출과정과,

상기 검출된 충전전류와 완충시 검출되는 충전전류 차를 상기 전류 변화량으로 나누어 충전잔여시간을 계산하여 외부로 표시하여 주는 충전잔여시간 표시과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 배터리 충전상태정보 표시방법.
제5항에 있어서, 상기 충전잔여시간을 음성데이터로 출력하는 주는 충전잔여시간 음성출력과정을 더 포함함을 특징으로 하는 배터리 충전상태정보 표시방법.
제6항에 있어서, 상기 충전전류와 완충시 검출되는 충전전류의 값이 동일하면 표시되는 충전잔여시간을 초기화시키는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 배터리 충전상태정보 표시방법.