KR20020007910A - 이동 단말기의 전원 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 단말기의 전원 제어회로에 관한 것으로서, 배터리의 출력전압값에 따라서 배터리 출력전원을 DC/DC변환기를 거쳐서 정전압부에 입력하거나 DC/DC변환기를 거치지 않고 직접 정전압부에 입력함으로써, 배터리 사용효율을 높이고, 배터리 사용시간을 연장시킬 수 있도록 한 이동 단말기의 전원 제어회로에 관한 것이다.

본 발명은 배터리(6) 출력전압을 A/D변환기(7)에서 디지탈 신호로 변환하여 마이크로 프로세서(8)에 입력하고, 마이크로 프로세서는 입력된 배터리 출력전압을 스위칭 기준전압(정전압부 입력 최소전압)과 비교하여, 배터리 출력전압이 스위칭 기준전압 보다 큰 경우에는 배터리 출력전원을 DC/DC 변환기(10)를 거치지 않고 정전압부(12)에 직접 인가되도록 스위칭수단(9)(11)을 스위칭제어하고, 배터리 출력전압이 스위칭 기준전압 보다 작은 경우에는 배터리 출력전원을 DC/DC 변환기(10)를 거쳐서 정전압부에 인가되도록 스위칭수단을 제어한다.

Description

이동 단말기의 전원 제어회로{Power Supply Control Circuit For Mobile Station}

본 발명은 이동 단말기의 전원 제어회로에 관한 것으로서, 배터리의 출력 전압값을 검출하여, 배터리의 출력 전압값을 설정된 기준전압과 비교한 결과에 따라서 배터리의 출력전원을 정전압부에 직접 인가하거나, 또는 배터리의 출력전원을DC/DC 변환기(직류/직류 변환기)를 통해서 정전압부에 인가함으로써, 배터리의 ??율적인 사용과, 사용시간을 연장시킬 수 있도록 한 이동 단말기의 전원 제어회로에 관한 것이다.

종래의 이동 단말기의 전원 제어회로는 도1과 같이 배터리 출력전원을 직접 정전압부에 인가하거나, 또는 도2와 같이 배터리 출력전원을 DC/DC 변환기를 통해서 정전압부에 인가하고 있다.

도1에 도시한 종래의 이동 단말기의 전원 제어회로는 전원공급을 위한 배터리(1)와, 상기 배터리(1)의 출력전원을 입력받아 정전압 전원을 회로 각부에 공급하기 위한 정전압부(2)로 구성되며, 상기 정전압부(2)는 단말기 내의 각 회로망에 전원을 공급하기 위한 정전압회로(2a,2b)를 포함하고 있다.

예를 들어, 리튬-이온 1셀(Li-Ion 1 Cell) 배터리(1)를 이동 단말기의 전원으로 사용한 경우에 배터리(1)의 출력전압은 2.8V∼4.2V까지 사용할 수 있다.

그런데, 이동 단말기의 동작전압이 3.0V일 때 정전압부(2)의 출력(Vout1, Vout2,...,VoutN)은 3.0V가 되어야 하고, 정전압부(2)에서 발생하는 전압강하가 0.2V 라고 한다면 정전압부(2)에서의 전압강하를 고려해서 상기 출력 3.0V를 단말기 회로망에 공급하기 위해서는 정전압부(2)의 입력전압(배터리 출력전압)이 3.2V가 되어야 한다.

그러므로 이 경우에 배터리(1)의 전압은 3.2V∼4.2V 까지를 동작전압으로 하게 된다.

즉, 도1과 같이 배터리 출력전원을 직접 정전압부에 인가하는 경우에는 배터리 전압이 2.8V∼4.2V 임에도 불구하고 3.2V∼4.2V 까지를 동작전압으로 사용하게 되어 2.8V∼3.2V 까지는 배터리를 사용할 수 없게 된다. 따라서 이 경우에는 배터리(1)의 효율성이 떨어지는 결과가 된다.

한편, 도2에 도시한 종래의 이동 단말기의 전원 제어회로는 전원공급을 위한 배터리(3)와, 상기 배터리(1)의 출력전원을 입력받아 정전압부(5)에서 요구되는 입력전압값으로 변환하는 DC/DC변환기(4)와, 상기 DC/DC변환기(4)의 출력전원을 입력받아 회로 각부에 공급하기 위한 정전압부(5)로 구성되며, 상기 정전압부(5)는 단말기 내의 각 회로망에 전원을 공급하기 위한 정전압회로(5a,5b)를 포함하고 있다.

이 경우에도 예를 들어, 리튬-이온 1셀(Li-Ion 1 Cell) 배터리(3)를 이동 단말기의 전원으로 사용한 경우에 배터리(3)의 출력전압은 2.8V∼4.2V까지 사용할 수 있다.

그런데, 이동 단말기의 동작전압이 3.0V일 때 정전압부(5)의 출력(Vout1, Vout2,...,VoutN)은 3.0V 가 되어야 하고, 정전압부(5)에서 발생하는 전압강하가 0.2V 라고 한다면 정전압부(5)에서의 전압강하를 고려해서 상기 출력 3.0V를 공급하기 위해서는 정전압부(5)의 입력전압(DC/DC변환기 출력전압)이 3.2V가 되어야 한다.

그러나, DC/DC변환기(4)의 효율이 90%라고 가정한다면 이 경우에 배터리(1)의 100% 용량 중에서 90%를 제외한 10%는 사용할 수 없게 된다.

즉, 도2와 같이 배터리 출력전원을 DC/DC변환기(4)를 통해서 정전압부에 인가하는 경우에는 DC/DC변환기(4)의 효율에 따라서 배터리 용량의 일부를 사용하게되고 그 나머지는 사용할 수 없게 되어 배터리의 효율성이 떨어지게 된다.

상기한 바와같이 종래에는 배터리 출력전원을 정전압부에 직접 인가하는 경우나 DC/DC변환기를 거쳐서 정전압부에 인가하는 경우에 배터리 사용의 효율성이 떨어지게 되고, 이 것은 곧 배터리 사용시간의 단축으로 이어진다.

본 발명은 배터리 출력전압값을 소정의 미리 설정된 기준값과 비교한 결과에 따라서 DC/DC변환기를 거쳐서 정전압부에 인가하거나 또는 직접 정전압부에 인가하도록 배터리 출력으로부터 정전압부 입력 사이의 전원 공급 경로를 스위칭 제어함으로써, 배터리를 효율적으로 사용하고 배터리 사용시간을 연장시킬 수 있도록 한 이동 단말기의 전원 제어회로를 제공한다.

본 발명은 배터리 출력전압값을 소정의 미리 설정된 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과 배터리 출력전압값이 기준값 보다 높은 경우에는 배터리 출력전원을 정전압부에 직접 인가하고, 상기 비교 결과 배터리 출력전압값이 기준값 보다 낮은 경우에는 배터리 출력전원을 DC/DC변환기를 통해서 변환한 DC전원으로 정전압부에 인가함으로써, 배터리를 효율적으로 사용하고 배터리 사용시간을 연장시킬 수 있도록 한 이동 단말기의 전원 제어회로를 제공한다.

도1은 종래에 배터리를 정전압부에 직접 입력하는 이동 단말기 전원 제어회로의 구성을 나타낸 블럭도

도2는 종래에 배터리를 DC/DC변환기를 거쳐서 정전압부에 입력하는 이동 단말기 전원 제어회로의 구성을 나타낸 블럭도

도3은 본 발명의 이동 단말기 전원 제어회로의 제1실시예 회로도

도4는 본 발명의 이동 단말기 전원 제어회로의 제1실시예 동작설명을 위한 플로우차트

도5는 본 발명의 이동 단말기 전원 제어회로의 제2실시예 회로도

도6은 본 발명의 이동 단말기 전원 제어회로의 제3실시예 회로도

본 발명의 이동 단말기의 전원 제어회로는, 이동 단말기의 전원 공급을 위한 배터리 및 정전압수단과, 상기 배터리의 출력전원을 변환하여 정전압수단에 공급하기 위한 DC/DC변환수단과, 상기 배터리의 출력전압값에 따라서 스위칭수단의 제어신호를 출력하는 제어수단과, 상기 제어수단의 스위칭 제어신호를 입력받아 상기 배터리 출력으로부터 정전압수단의 입력으로 연결되는 전원공급경로를 DC/DC변환수단을 경유하거나 또는 직접 공급되도록 전환시키는 스위칭수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 이동 단말기의 전원 제어회로는, 이동 단말기의 전원 공급을 위한 배터리 및 정전압수단과, 상기 배터리의 출력전원을 변환하여 정전압수단에 공급하기 위한 DC/DC변환수단과, 상기 배터리의 출력전압값을 검출하는 전압검출수단과, 상기 전압검출수단에 의해서 검출된 배터리 출력전압을 기준전압값과 비교하고 비교 결과에 따라서 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 제어수단과, 상기 스위칭 제어수단의 스위칭 제어신호를 입력받아 상기 배터리 출력으로부터 정전압수단의 입력으로 연결되는 전원공급경로를 DC/DC변환수단을 경유하거나 또는 직접 공급되도록 전환시키는 스위칭수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 이동 단말기의 전원 제어회로에서, 상기 스위칭수단은 배터리 출력을 DC/DC변환수단의 입력단에 연결 또는 차단하기 위한 제1스위칭수단과, 상기 DC/DC변환수단의 출력단을 정전압수단에 연결 또는 차단하기 위한 제2스위칭수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 이동 단말기의 전원 제어회로에서, 상기 전압검출수단은 상기 배터리 출력전압을 디지털 신호로 변환하는 A/D변환수단인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 이동 단말기의 전원 제어회로에서, 상기 제어수단은 스위칭 제어의 기준전압값을 설정하는 기준값 설정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기준값 설정수단은 상기 A/D변환수단에 의해서 디지털 데이터로 변환된 배터리 출력 전압값을 비교하기 위하여 기준 데이터값이 저장되는 메모리수단인 것을 특징으로 한다.

도3은 본 발명 이동 단말기의 전원 제어회로의 제1실시예 회로도이고, 도4는 본 발명 제1실시예에 따른 스위칭 제어의 동작수순을 나타낸 플로우차트 이다.

도3 및 도4를 참조하여 본 발명 제1실시예를 설명한다.

배터리(6)는 Li-Ion 1셀 배터리이고 그 출력전압은 2.8V∼4.2V이다.

배터리(6)의 출력은 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환하기 위한 A/D변환기(ADC)(7)에 연결되고, A/D변환기(7)의 출력은 스위칭 제어신호를 출력하는 마이크로 프로세서(8)에 연결된다.

마이크로 프로세서(8)는 A/D변환기(7)에서 디지털 신호로 변환된 배터리 출력전압값을 설정된 기준 전압값과 비교하고 그 비교 결과에 따라서 하이(High) 또는 로우(Low)의 스위칭 제어신호(Pc)를 출력하며, 이 스위칭 제어신호(Pc)는 제1스위칭부(9)와 제2스위칭부(11)에 스위칭 제어신호로 입력된다.

마이크로 프로세서(8)는 비교 기준전압값을 설정하기 위하여, 비교 기준전압값이 디지털 신호로 저장된 메모리를 가지고 있다.

또는 이 메모리를 마이크로 프로세서(8)의 외부에 부가할 수도 있다.

제1스위칭부(9)의 제1접점(9a)은 배터리(6)의 출력에 연결되고, 제2접점(9b)은 제2스위칭부(11)의 제2접점(11b)에 연결되며, 제3접점(9c)은 DC/DC변환기(10)의 입력단에 연결된다.

제2스위칭부(11)의 제1접점(11a)은 정전압부(12) 입력에 연결되고, 제2접점 (9b)은 상기 제1스위칭부(9)의 제2접점(9b)에 연결되며, 제3접점(11c)은 DC/DC변환기(10)의 출력에 연결된다.

정전압부(12)의 입력은 제2스위칭부(11)의 제1접점(11a)에 연결되며, 단말기 회로 각부에 전원(Vout1,Vou2,...,VoutN)을 공급하기 위한 정전압회로(12a,12b)를 포함하고 있다.

배터리(6)의 출력전압 범위는 2.8V∼4.2V 인데, 이 전압값은 A/D변환기(7)에 의해서 디지털 신호로 변환되어 마이크로 프로세서(8)에 입력된다.

마이크로 프로세서(8)는 입력된 배터리 출력 전압값을 기준 전압값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라서 스위칭 제어신호(Pc)를 하이 또는 로우신호로 출력하며, 이 제어신호(Pc)에 따라서 스위칭부(9)(11)는 전환된다.

만약, 이동 단말기의 동작 전압이 3.0V라고 하고, 정전압부(12)에 의한 전압강하가 0.2V라고 한다면 정전압부(12)의 입력전압은 3.2V가 되어야 하며, 이 전압값 3.2V을 마이크로 프로세서(8)에 의한 스위칭 제어의 기준 전압값으로 한다.

따라서, 마이크로 프로세서(8)에 A/D변환기(7)를 통해서 입력된 배터리(6)의 출력전압값(Vbat)이, 3.2V < Vbat ≤4.2V 라고 한다면 이때 스위칭 제어신호(Pc)는 하이신호로 출력된다.

스위칭 제어신호(Pc)가 하이신호로 스위칭부(9)(11)에 입력되면, 제1스위칭부(9)의 제1접점(9a)은 제2접점(9b)에 연결되고, 제2스위칭부(11)의 제1접점(11a)은 제2접점(11b)에 연결된다.

그러므로 이 경우(3.2V < Vbat ≤4.2V)에는 배터리(6)의 출력전원이 스위칭부 접점(9a,9b,11b,11a)을 통해서 직접 정전압부(12)에 입력된다.

따라서, 정전압부(12)의 입력전압은 3.2V이고 출력전압(Vout1,Vou2,..., VoutN)은 3.0V가 된다.

한편, 마이크로 프로세서(8)에 A/D변환기(7)를 통해서 입력된 배터리(6)의 출력전압값(Vbat)이, 2.8V ≤ Vbat ≤ 3.2V 라고 한다면 이때 스위칭 제어신호(Pc)는 로우신호로 출력된다.

스위칭 제어신호(Pc)가 로우신호로 스위칭부(9)(11)에 입력되면, 제1스위칭부(9)의 제1접점(9a)은 제3접점(9c)에 연결되고, 제2스위칭부(11)의 제1접점(11a)은 제3접점(11c)에 연결된다.

그러므로 이 경우(2.8V ≤ Vbat ≤ 3.2V)에는 배터리(6)의 출력전원이 제1스위칭부(9)의 접점(9a,9c)을 통해서 DC/DC변환기(10)에 입력되고, DC/DC변환기(10)에 의해서 3.2V로 변환된 DC전원이 제2스위칭부(11)의 접점(11c,11a)을 통해서 정전압부(12)에 입력된다.

따라서, 정전압부(12)의 입력전압은 3.2V이고 출력전압(Vout1,Vou2,..., VoutN)은 3.0V가 된다.

도5는 본 발명 이동 단말기의 전원 제어회로의 제2실시예 회로도이고, 도3과 동일 부분에 대하여 동일 부호로 표기하였고, 중복되는 설명은 생략한다.

도5의 본 발명 제2실시예에서는 스위칭부(13)를 하나로 통합하였고, 4개의 접점(13a,13b,13c,14c)을 가지는 하나의 스위칭부로 구성한 경우이며, 이 스위칭접점에 의해서 DC/DC변환기(10)의 입력단과 출력단이 모두 스위칭 전환된다.

마이크로 프로세서(8)의 스위칭 제어신호(Pc)가 하이신호로 출력되면 각 접점들(13a,13b,13c,13a',13b',13c')은 도면에서 실선으로 표현한 경로로 연결되고, 스위칭 제어신호(Pc)가 로우 신호로 출력되면 점선으로 표현한 경로로 연결된다.

따라서, 배터리(6)의 출력전압값(Vbat)이, 2.8V ≤ Vbat ≤ 3.2V 라고 한다면 스위칭 제어신호(Pc)는 로우신호로 출력될 것이고, 스위칭부(13)의 접점 전환에 따라서 배터리(6)의 출력전원은 정전압부(12)의 입력에 직접 공급된다.

배터리(6)의 출력전압값(Vbat)이, 2.8V ≤ Vbat ≤ 3.2V 라고 한다면 스위칭 제어신호(Pc)는 로우신호로 출력될 것이고, 스위칭부(13)의 접점 전환에 따라서 배터리(6)의 출력전원은 DC/DC변환기(10)를 거쳐서 정전압부(12)에 공급된다.

도6은 본 발명 이동 단말기의 전원 제어회로의 제3실시예 회로도이고, 도3과 동일 부분에 대하여 동일 부호로 표기하였고, 중복되는 설명은 생략한다.

도6의 본 발명 제3실시예에서는 스위칭부(14)를 하나로 통합하였고, 3개의 접점(14a,14b,14c)을 가지는 하나의 스위칭부로 구성한 경우이며, 이 스위칭 접점에 의해서 DC/DC변환기(10)의 입력이 배터리(6)의 출력과 연결되거나 차단되고, 차단될 경우에는 배터리(6)의 출력전원이 정전압부(12)에 직접 공급되며, DC/DC변환기(10)의 출력은 정전압부(12)의 입력에 연결되어 있어서 스위칭되지는 않는다.

마이크로 프로세서(8)의 스위칭 제어신호(Pc)가 하이신호로 출력되면 각 접점들(14a,14b,14c)은 도면에서 실선으로 표현한 경로로 연결되고, 스위칭 제어신호(Pc)가 로우 신호로 출력되면 점선으로 표현한 경로로 연결된다.

따라서, 배터리(6)의 출력전압값(Vbat)이, 2.8V ≤ Vbat ≤ 3.2V 라고 한다면 스위칭 제어신호(Pc)는 로우신호로 출력될 것이고, 스위칭부(14)의 접점 전환에 따라서 배터리(6)의 출력전원은 정전압부(12)의 입력에 직접 공급된다.

배터리(6)의 출력전압값(Vbat)이, 2.8V ≤ Vbat ≤ 3.2V 라고 한다면 스위칭 제어신호(Pc)는 로우신호로 출력될 것이고, 스위칭부(14)의 접점 전환에 따라서 배터리(6)의 출력전원은 DC/DC변환기(10)를 거쳐서 정전압부(12)에 공급된다.

본 발명의 이동 단말기의 전원 제어회로는 배터리의 출력 전압값에 따라서 배터리 출력전원을 직접 정전압부에 공급하거나, 또는 DC/DC변환기를 거쳐서 정전압부에 공급한다.

따라서, 예를 들어 2.8V∼4.2V의 배터리를 사용하고 단말기 동작전압이 3.0V이며, 정전압부의 전압강하가 0.2V인 전원공급회로에서, 배터리 전압이 3.2V 보다 높을 때(3.2V∼4.2V)에는 배터리 전압이 그대로 전원부 회로망에 전달되므로 배터리 전류용량의 효율 손실이 없고, 배터리 전압이 3.2V 보다 낮을 때(2.8V∼3.2V)에는 배터리 전압이 DC/DC변환기를 거쳐서 3.2V로 변환된 후 전원부 회로망에 전달되므로 2.8V∼3.2V의 배터리 전류용량도 사용할 수 있게 된다.

그러므로, 배터리 출력전원을 최적의 전원공급경로를 선택하여 단말기 회로망에 공급할 수 있게 되므로 배터리 사용효율의 증가 및 이에 따른 배터리 사용시간 연장이 가능하게 된다.

Claims (6)

1. 이동 단말기의 전원 공급을 위한 배터리 및 정전압수단과, 상기 배터리의 출력전원을 변환하여 정전압수단에 공급하기 위한 DC/DC변환수단과, 상기 배터리의 출력전압값에 따라서 스위칭수단의 제어신호를 출력하는 제어수단과, 상기 제어수단의 스위칭 제어신호를 입력받아 상기 배터리 출력으로부터 정전압수단의 입력으로 연결되는 전원공급경로를 DC/DC변환수단을 경유하거나 또는 직접 공급되도록 전환시키는 스위칭수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 전원 제어회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 배터리의 출력전압값을 검출하는 전압검출수단과, 상기 전압검출수단에 의해서 검출된 배터리 출력전압을 기준전압값과 비교하고 비교 결과에 따라서 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 제어수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 전원 제어회로.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭수단은 배터리 출력을 DC/DC변환수단의 입력단에 연결 또는 차단하기 위한 제1스위칭수단과, 상기 DC/DC변환수단의 출력단을 정전압수단에 연결 또는 차단하기 위한 제2스위칭수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 전압검출수단은 상기 배터리 출력전압을 디지털 신호로 변환하는 A/D변환수단인 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 전원 제어회로.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어수단은 스위칭 제어의 기준전압값을 설정하는 기준값 설정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 전원 제어회로.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 기준값 설정수단은 기준 전압값이 저장되는 메모리수단인 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 전원 제어회로.