KR20020052511A - 정전류와 펄스를 이용한 이동통신 단말기의 배터리 충전기및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 배터리 충전시 일정 충전량까지 정전류로 충전시키고 일정 충전량 이상부터 만충전까지 펄스를 이용하여 충전하므로써, 충전 시간을 현저하게 단축할 수 있는 충전기 및 그 방법을 제공하는 것으로서, 배터리의 충전 상태에 따라 배터리의 충전을 제어하기 위한 주제어수단; 주제어수단의 제어에 따라, 정전류에 의한 배터리의 충전을 제어하기 위한 정전류 제어수단; 주제어수단의 제어를 받아 배터리의 충전전압을 검출하고, 이 검출 전압에 따라 펄스에 의한 배터리의 충전을 제어하기 위한 펄스충전 제어수단; 및 정전류 제어수단과 펄스충전 제어수단의 제어에 따라, 직류전원을 인가받아 배터리를 정전류로 충전시키거나 펄스 형태의 전압으로 충전시키기 위한 충전수단을 포함한다.

Description

정전류와 펄스를 이용한 이동통신 단말기의 배터리 충전기 및 그 방법{Battery charger of mobile phone using constant current and pulse, and method for the same}

본 발명은 이동통신 단말기의 배터리 충전기 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 정전류와 펄스를 이용하여 배터리를 충전시킬 수 있는 충전기 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기는 충전용 배터리를 전원으로 사용하고 있으며, 이 배터리는 충전기를 통해 충전된다. 이러한, 충전기의 성능은 배터리의 충전 시간을 결정하게 된다.

이와 같은, 종래의 이동통신 단말기의 배터리 충전기의 구성을 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 충전기는, 외부로부터 입력되는 고전압의 교류(AC:Alternating Current)전원을 저전압의 직류(DC:Direct Current)전원으로 변화시키는 전원 입력처리부(11)와, 배터리(12)의 충전을 제어하기 위한 주제어부(13)와, 주제어부(13)의 제어에 따라 정전류에 의한 배터리의 충전을 제어하기 위한 정전류 제어부(14)와, 주제어부(13)의 제어에 따라 정전압에 의한 배터리의 충전을 제어하기 위한 정전압 제어부(15)와, 정전류 제어부(14)나 정전압 제어부(15)의 제어에 따라 전원 입력처리부(11)로부터 입력되는 직류전원을 이용하여 배터리(12)를 충전시키기 위한 충전부(16)와, 주제어부(13)로부터 인가되는 직류전원을 전원 입력처리부(11)로 궤환시키기 위한 궤환부(17)로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 종래의 충전기의 충전 과정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

배터리(12)를 충전시키기 위해 교류전원을 충전기에 인가하면, 전원 입력처리부(11)는 교류전원을 직류전원으로 변환시켜 충전부(16)에 공급한다. 이렇게, 직류전원을 입력받는 충전부(16)는 정전류 제어부(14)의 제어에 따라 배터리(12)을 정전류로 충전시킨 후, 정전압 제어부(15)의 제어에 따라 배터리(12)를 정전압으로 충전시킨다.

여기서, 주제어부(13)는 도 2에서의 정전류 구간(CC)이 유지되는 동안 정전류로 배터리(12)를 충전시키도록 정전류 제어부(14)를 제어한다. 이때, 전압은 정전류에 의해 배터리(12)가 충전되는 동안에 일정 크기(즉, 정전압)까지 상승한다.

이와 같은, 정전류에 의한 충전 구간인 정전류 구간(CC)이 끝나면, 주제어부(13)는 정전류 제어부(14)의 충전 동작을 정지시키고 곧바로 정전압 제어부(15)를 제어하여 정전압 구간(CV) 동안 정전압으로 배터리(12)를 충전시킨다. 이때, 전류는 정전압에 의해 배터리(12)가 충전되는 동안에 감소되며, 이 전류가 일정 크기로 감소되면 배터리(12)의 충전을 중지한다. 여기서, 정전압 구간(CV)은 정전류 구간(CC)이 끝나는 시점부터 배터리(12)의 충전 완료 시점까지 이다.

이렇게, 정전압 구간(CC)에서 배터리(12)를 충전시킬 경우, 도 2에서와 같이 배터리(12)에 인가되는 전류량이 급격이 감소되므로써, 정전압에 의한 배터리(12)의 충전 완료까지 비교적 많은 시간이 소요되었다. 또한, 상기한 바와 같이 배터리(12)를 정전류 구간과 정전압 구간으로 나누어 충전하므로써, 종래의 충전기의 회로 구성이 비교적 복잡해지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이동통신 단말기의 배터리 충전시 일정 충전량까지 정전류로 충전시키고 일정 충전량 이상부터 만충전까지 펄스를 이용하여 충전하므로써, 충전 시간을 현저하게 단축할 수 있는 충전기 및 그 방법을 제공하는데 그 목적 있다.

도 1은 종래의 이동통신 단말기의 배터리 충전기의 구성도.

도 2는 종래의 이동통신 단말기의 배터리 충전기의 충전 특성도.

도 3은 본 발명의 일실시예 따른 정전류와 펄스를 이용한 이동통신 단말기의 배터리 충전기의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 배터리 충전기의 충전 특성도.

도 5는 본 발명의 일실시예 따른 이동통신 단말기의 배터리 충전기의 충전 방법에 대한 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21: 전원 입력처리부 22: 배터리

23: 주제어부 24: 정전류 제어부

25: 펄스충전 제어부 26: 충전부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 단말기의 배터리를 충전시키기 위한 충전기에 있어서, 상기 배터리의 충전 상태에 따라 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 주제어수단; 상기 주제어수단의 제어에 따라, 정전류에 의한 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 정전류 제어수단; 상기 주제어수단의 제어를 받아 상기 배터리의 충전전압을 검출하고, 이 검출 전압에 따라 펄스에 의한 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 펄스충전 제어수단; 및 상기 정전류 제어수단과 상기 펄스충전 제어수단의 제어에 따라, 직류전원을 인가받아 상기 배터리를 정전류로 충전시키거나 펄스 형태의 전압으로 충전시키기 위한 충전수단을 포함한다.

또한, 본 발명은, 이동통신 단말기의 배터리를 충전하는 방법에 있어서, 충전 중인 상기 배터리의 충전전압을 검출하는 제 1 단계; 상기 검출 전압이 일정 전압 이상으로 높아짐에 따라, 상기 배터리의 충전을 일시 중지시키는 제 2 단계; 및상기 배터리의 충전 중지 상태에서, 상기 배터리에 인가되는 펄스의 로우(LOW) 구간이 기준시간 이상 지속됨에 따라 상기 배터리의 충전을 종료하는 제 3 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 이동통신 단말기의 배터리 충전기의 회로 구성을 간단하게 하면서 배터리의 충전 시간을 단축시키기 위하여, 정전류 구간 이상에서 펄스를 이용하여 배터리를 충전시키고자 하는 것으로서, 이와 같은 본 발명에 따른 충전기의 구성은 도 3에 도시된 바와 같다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예 따른 충전기는, 외부로부터 입력되는 고전압(상용전압)의 교류전원을 저전압의 직류전원으로 변화시키는 전원 입력처리부(21)와, 배터리(22)의 충전 상태에 따라 배터리(22)의 충전을 제어하기 위한 주제어부(23)와, 주제어부(13)의 제어에 따라 정전류에 의한 배터리의 충전을 제어하기 위한 정전류 제어부(24)와, 주제어부(23)의 제어에 따라 배터리(22)의 충전전압을 검출하여 펄스에 의한 배터리(22)의 충전을 제어하기 위한 펄스충전 제어부(25)와, 정전류 제어부(24)나 펄스충전 제어부(25)의 제어에 따라 전원 입력처리부(21)로부터 입력되는 직류전원을 이용하여 배터리(22)를 충전시키기 위한 충전부(26)를 구비한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 충전기의 동작을 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

배터리(22)를 충전시키기 위해 교류전원을 충전기에 인가하면, 전원 입력처리부(21)는 인가되는 교류전원을 직류전원으로 변환시켜 충전부(26)로 공급한다.

그리고, 충전부(26)는 이렇게 인가되는 직류전원을 이용하여 배터리(22)를 충전시키게 되는데, 먼저 충전부(26)는 정전류 제어부(24)의 제어에 따라 배터리(22)의 충전전압이 일정 크기로 될 때까지 정전류로 충전한다. 즉, 도 4에서와 같이 정전류 구간(CC)에서, 충전부(26)는 정전류 제어부(24)의 제어를 받아 정전류로 배터리(22)를 충전시킨다. 여기서, 정전류 구간(CC)은 배터리(22)의 충전 초기치부터 배터리(22)의 충전전압이 약 4.23V로 될 때까지의 기간이다.

이와 같은, 정전류 구간(CC)에서의 정전류에 의한 배터리(22)의 충전전압이 약 4.23V에 이르면, 펄스충전 제어부(25)는 이를 검출하여 충전부(26)의 출력을 차단시키기 위한 하이(HIGH)신호를 출력한다. 이렇게, 펄스충전 제어부(25)로부터 하이신호가 충전부(26)로 출력되면, 배터리(22)의 충전이 일시적으로 중지되고, 이어 배터리(22)의 충전전압 4.23V가 3.7V 정도로 낮아지게 된다.

이렇게, 배터리(22)의 충전전압이 3.7V 정도로 낮아지게 되면, 펄스충전 제어부(25)는 이를 검출하여 충전부(26)에 로우(LOW)신호를 출력하므로써, 배터리(22)가 충전부(26)에 의해 다시 충전되도록 한다.

이와 같이, 펄스충전 제어부(25)가 배터리(22)의 충전전압 크기에 따라 하이신호와 로우신호를 일정 기간 반복적으로 출력하여 충전부(26)의 출력을 제어하므로써, 충전부(26)는 도 4에서와 같은 펄스 형태의 전압을 출력하여 배터리(22)를 충전시키게 된다. 이와 같은, 펄스충전 제어부(25)에 의한 충전 과정은주제어부(23)의 중지 명령이 있을 때까지 계속하여 수행된다. 여기서, 주제어부(23)는 충전부(26)로부터 배터리(22)로 출력되는 펄스의 하이 구간이 짧아지면서 로우 구간이 3초 이상(약 5초) 지속되면, 배터리(22)가 만충전된 것으로 판단하여 충전부(26)에 의한 충전을 중지시킨다.

전술한 바와 같은, 본 발명의 충전기의 충전 과정을 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 충전부(26)가 정전류나 펄스 형태의 전압으로 배터리(22)를 충전시키면(501), 펄스충전 제어부(25)는 계속하여 배터리(22)의 충전전압을 검출하고 이 검출 전압이 약 4.23V 이상인지를 판단한다(502). 판단 결과, 검출 전압이 4.23V 이하이면, 펄스충전 제어부(25)는 로우신호를 충전부(26)로 출력하여 배터리(22)가 계속하여 충전되도록 한다. 여기서, 4.23V는 정전류와 펄스에 의한 충전 구간을 구분하기 위해 임의로 설정한 기준전압이다.

하지만, 판단 결과 검출 전압이 4.23V 이상이면, 펄스충전 제어부(25)는 하이신호를 충전부(26)로 출력하여 배터리(22)의 충전을 일시 중지시킨다(503). 이렇게, 배터리(22)의 충전이 중지된 상태에서는 충전부(26)로부터 펄스의 로우구간이 출력되는데, 주제어부(23)는 이 로우구간이 3초 이상(약 5초) 지속되었는지를 판단하여(504), 판단 결과 지속되었으면, 주제어부(23)는 배터리(22)가 만충전된 것으로 판단하고 충전부(26)에 의한 배터리(22)의 충전을 종료시킨다(505).

만일, 판단 과정(504)에서 펄스의 로우구간이 3초 이상 지속되지 않는 것으로 판단되면, 주제어부(23)는 검출전압이 3.7V보다 높은지를 판단하여(506), 높으면, 펄스 구간 판단 과정(504)으로 넘어간다.

여기서, 판단 결과 검출전압이 3.7V보다 높지 않으면, 충전 과정(501)으로 넘어간다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 펄스 구간에서 펄스 형태의 전압을 통해 배터리(22)를 충전시킬 경우, 정전류 구간(CC)에서의 충전시 증가된 전류가 감소되지 않고 그대로 배터리(22)로 인가됨을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 펄스 구간에서의 충전시 전류가 감소되지 않고 그대로 배터리(22)에 인가되도록 하므로써, 도 2에서와 같이 정전압 구간에서의 충전시 전류가 급격히 감소되는 종래의 충전기에 비해 배터리의 충전시간을 대폭 단축시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 일정 충전량 이상에서 펄스를 이용하여 전류의 감소없이 배터리를 충전하므로써, 배터리의 충전시간을 대폭 단축시킬 수 있고, 이로 인해 제품의 상품성을 현저하게 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 이동통신 단말기의 배터리를 충전시키기 위한 충전기에 있어서,

   상기 배터리의 충전 상태에 따라 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 주제어수단;

   상기 주제어수단의 제어에 따라, 정전류에 의한 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 정전류 제어수단;

   상기 주제어수단의 제어를 받아 상기 배터리의 충전전압을 검출하고, 이 검출 전압에 따라 펄스에 의한 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 펄스충전 제어수단; 및

   상기 정전류 제어수단과 상기 펄스충전 제어수단의 제어에 따라, 직류전원을 인가받아 상기 배터리를 정전류로 충전시키거나 펄스 형태의 전압으로 충전시키기 위한 충전수단

   을 포함하는 배터리 충전기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 충전수단은,

   상기 정전류 제어수단의 제어에 따라 일정 충전량까지 상기 배터리를 정전류로 충전시키고,

   상기 배터리의 충전량이 상기 일정 충전량 이상이 되면, 상기 펄스충전 제어수단의 제어에 따라 상기 배터리를 펄스 형태의 전압으로 충전시키는 것을 특징으로 하는 배터리 충전기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 주제어수단은,

   상기 충전수단으로부터 상기 배터리에 인가되는 펄스 간의 시간 주기를 확인하여, 확인한 시간 주기가 일정 시간 이상이되면 상기 배터리의 충전을 중지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 충전기.
4. 이동통신 단말기의 배터리를 충전하는 방법에 있어서,

   충전 중인 상기 배터리의 충전전압을 검출하는 제 1 단계;

   상기 검출 전압이 일정 전압 이상으로 높아짐에 따라, 상기 배터리의 충전을 일시 중지시키는 제 2 단계;

   상기 배터리의 충전 중지 상태에서, 상기 배터리에 인가되는 펄스의 로우(LOW) 구간이 기준시간 이상 지속됨에 따라 상기 배터리의 충전을 종료하는 제 3 단계

   를 포함하는 배터리 충전 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 단계는,

   정전류나 펄스 형태의 전압으로 상기 배터리를 충전하는 제 1-1 단계;

   상기 배터리의 충전 전압을 검출하고 이 검출 전압이 실질적으로 4.23V 이상인지를 판단하는 제 1-2 단계;

   상기 제 1-2 단계의 판단 결과 상기 검출 전압이 4.23V 이하이면, 상기 제 1-1 단계로 넘어가는 제 1-3 단계; 및

   상기 제 1-2 단계의 판단 결과 상기 검출 전압이 4.23V 이상이면, 상기 제 2 단계로 넘어가는 제 1-4 단계

   를 포함하는 배터리 충전 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는,

   상기 검출 전압에 따라 상기 배터리의 충전을 중지시키고, 충전 중지 상태에서 상기 배터리에 인가되는 펄스의 로우(LOW) 구간이 기준시간 이상 지속 되었는지를 판단하는 제 3-1 단계;

   상기 판단 결과, 상기 로우 구간의 지속 시간이 상기 기준시간 이하이면, 상기 검출 전압이 3.7V보다 높은지를 판단하는 제 3-2 단계;

   상기 제 3-2 단계에서의 판단 결과 상기 검출 전압이 높으면, 상기 제 3-1 단계로 넘어가는 제 3-3 단계;

   상기 제 3-2 단계에서의 판단 결과 상기 검출 전압이 3.7V보다 낮으면, 상기 제 1 단계로 넘어가는 제 3-4 단계; 및

   상기 제 3-1 단계에서의 판단 결과 상기 로우 구간이 상기 기준시간 이상 지속되었으면, 상기 배터리의 충전을 종료하는 제 3-5 단계

   를 포함하는 배터리 충전 방법.
7. 제 4 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기준시간은 실질적으로 3초인 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.