KR20050107979A

KR20050107979A - 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치

Info

Publication number: KR20050107979A
Application number: KR1020040032890A
Authority: KR
Inventors: 황범영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-11-16
Also published as: KR101002285B1

Abstract

본 발명은, 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치에 관한 것으로, 예를 들어 노트북 컴퓨터와 같은 전자기기에서, 배터리 충전기를 통해 출력되는 전원을, 시스템 전원과 배터리 충전 전원으로 각각 공급함과 아울러, 배터리 상태와 AC 어댑터의 출력 전류 값을 검출하여, 배터리 충전 전류의 레벨을 제한 조절함으로써, 시스템에 입력되는 전압이 낮아져, 전원 입력 단에 사용되는 부품의 내압을 낮출 수 있게 되어, 장치의 간소화가 가능하게 되며, 시스템 전원을 공급하기 위한 DC/DC 컨버터의 효율이 향상됨은 물론, 배터리 충전시에도, 시스템 동작에 필요한 전원을 정상적으로 공급할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치 {Apparatus for system power supply using a battery charger}

본 발명은, 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 충전과 시스템 전원 공급이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치에 관한 것이다.

도 1은, 일반적인 AC 어댑터의 전원과 배터리 전원이 시스템 전원으로 선택 공급되는 실시예를 도시한 것으로, 예를 들어 노트북 컴퓨터(Notebook Computer) 등과 같은 전자기기 내에, 배터리(16)가 삽입 결착되어 있는 상태에서, AC 어댑터(10)가 연결 접속되는 경우, 상기 AC 어댑터(10)로부터 공급되는 전원은, 제어부(13)에 의해 온/오프되는 제1 스위치(11)를 거쳐, DC/DC 컨버터(12)로 인가되고, 상기 DC/DC 컨버터(12)에서는, 그 전원을 DC/DC 변환하여 시스템 전원으로 공급하게 된다.

또한, 상기 AC 어댑터(10)로부터 공급되는 전원은, 배터리 충전기(15)를 거쳐, 상기 배터리(16)에 충전 전원으로 인가되므로, 상기 AC 어댑터(10)로부터 공급되는 전원은, 시스템 전원과 배터리 충전 전원으로 동시에 공급되는 데, 이때, 상기 AC 어댑터(10)가 연결 해제되는 경우, 상기 제어부(13)에서는, 상기 제1 스위치(11)를 온(On) 상태에서 오프(Off) 상태로 절환시킴과 동시에, 제2 스위치(14)를 오프(Off) 상태에서 온(On) 상태로 절환시키게 된다.

이에 따라, 상기 DC/DC 컨버터(12)에 인가되던 AC 어댑터(10)의 전원이 차단됨과 동시에, 상기 배터리(16)에서 방전되는 전원이 대신 공급되므로, 상기 AC 어댑터가 연결 해제되는 경우, 배터리 전원을 시스템 전원으로 교체 사용할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같이 AC 어댑터(10)의 연결 접속 또는 연결 해제에 따라, 제1 스위치(11)와 제2 스위치(14)를 온/오프시키게 되면, 스위칭 동작에 따른 전력 손실(Power Loss)이 발생하게 되며, 상기 AC 어댑터(10)로부터 공급되는 높은 전압의 전원을, 상기 DC/DC 컨버터(12)에서 수용할 수 있도록 하기 위해서는, 높은 내압을 갖는 고 가격의 부품 소자들을 사용해야만 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 배터리 충전기(15)에서 출력되는 전원을, 배터리(16)와 DC/DC 컨버터(12)에 직접 인가하는 경우, 예를 들어, 배터리 충전시, 전류 제한(Current Limit)을 배터리에 맞추어 설계하면, 시스템에 충분하게 전류를 공급하지 못하게 되는 문제점이 발생하게 되며, 특히 배터리가 과 방전되어 저속 충전(Trickle Charge) 상태인 경우에는, 배터리 충격(Damage)을 방지하기 위해 충전 전류를 상당히 적게 흘려야만 하므로, 전류 부족으로 인해 시스템이 비정상적으로 동작 중지되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 배터리 충전기를 통해 인가되는 전원을 시스템 전원과 배터리 충전 전원으로 공급하여, 장치를 보다 간소화시킴과 아울러, 배터리 상태와 AC 어댑터의 출력 전류 값을 검출하여, 배터리 충전 전류의 레벨을 제한 조절함으로써, 시스템 전원 공급과 배터리 충전 동작이 효율적으로 이루어지도록 하기 위한 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치는, AC 어댑터를 통해 공급되는 전원을, 배터리 전압에 일치하도록 조절하기 위한 전압 제어수단; 상기 전압 제어수단을 거쳐 출력되는 전원을, 시스템 전원으로 변환하여 공급하기 위한 DC/DC 변환수단; 및 상기 전압 제어수단을 거쳐 출력되어, 배터리로 인가되는 충전 전류를 조절하기 위한 전류 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는, 본 발명에 따른 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치에 대한 구성을 도시한 것으로, 예를 들어 본 발명이 적용되는 노트북 컴퓨터(Notebook Computer)에는, 전류 검출부(31), 충전 전압 제어부(32), DC/DC 컨버터(33), 충전 전류 제어부(34), 그리고 배터리 상태 검출부(35)가 포함 구성된다.

한편, 상기 전류 검출부(31)에서는, AC 어댑터(30)를 통해 공급되는 전원의 전류 값을 검출하여, 상기 충전 전류 제어부(34)로 출력하게 되고, 상기 충전 전압 제어부(32)에서는, 상기 AC 어댑터(30)를 통해 공급되는 전원의 전압 레벨을, 상기 배터리(36)의 전압에 일치하도록 가변 조절하게 되는 데, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 충전 전압 제어부(32)는, 다수의 회로 소자들로 이루어진 DC/DC 컨버터(DC/DC Convertor)로 구성된다.

또한, 상기 충전 전류 제어부(34)에서는, 상기 충전 전압 제어부(32)를 거쳐 출력되는 전원을 배터리 충전 전원으로 인가하되, 그 배터리 충전 전원의 전류를 조절하게 되는 데, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 충전 전류 제어부(34)는, 상기 배터리 상태 검출부(35)와 전류 검출부(31)에서 검출 출력되는 신호에 의해, 상기 충전 전원의 전류 레벨을 제한 조절하는 전류 리미터(Current Limiter)로 구성된다.

그리고, 상기 충전 전류 제어부(34)에서는, 상기 DC/DC 컨버터(33)에 인가되는 전류 값과, 상기 배터리로 인가되는 전류 값이, 상기 AC 어댑터(30)의 용량을 초과하는 경우, 상기 배터리에 인가되는 충전 전류의 레벨을 낮게 제한시키게 된다.

또한, 상기 배터리 상태 검출부(35)에서 배터리(36)의 과 방전 상태를 검출하는 경우, 상기 충전 전류 제어부(34)에서는, 충전 전류의 레벨을 낮게 제한시켜, 충전 전류가 배터리에 천천히 공급되도록 하고, 상기 배터리 상태 검출부(35)에서 배터리(36)의 정상 상태를 검출하는 경우에는, 충전 전류의 레벨을 정상적으로 높게 복원시켜, 충전 전류가 정상 공급되도록 한다.

즉, 상기 충전 전류 제어부(34)에서는, 상기 전류 검출부(31)와 배터리 상태 검출부(35)에 의해 각각 검출되는 AC 어댑터의 출력 전류 값과, 배터리의 현재 상태에 따라, 전류 리미터에 포함 구비된 에프이티(FET)를 턴-온/오프(Turn-On/Off)시킴으로써, 배터리 충전 전류의 레벨을 적절하게 가변 조절할 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 DC/DC 컨버터(33)에는, 비교적 높은 전류 레벨의 전원을 인가하여 시스템이 정상적으로 구동되도록 함과 아울러, 상기 배터리(36)에는, 상대적으로 낮은 전류 레벨의 전원을 인가하여 배터리 충전 동작이 서서히 정상 수행되도록 한다,

또한, 상기 DC/DC 컨버터(33)에 인가되는 전원의 전압을 배터리 전압에 일치하도록 조절함으로써, 시스템 전원의 입력 단에 사용되는 부품의 내압을 낮출 수 있게 되어, 장치의 간소화가 가능하게 된다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

상기와 같이 구성 및 이루어지는 본 발명에 따른 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치는, 예를 들어 노트북 컴퓨터와 같은 전자기기에서, 배터리 충전기를 통해 출력되는 전원을, 시스템 전원과 배터리 충전 전원으로 각각 공급함과 아울러, 배터리 상태와 AC 어댑터의 출력 전류 값을 검출하여, 배터리 충전 전류의 레벨을 제한 조절함으로써, 시스템에 입력되는 전압이 낮아져, 전원 입력 단에 사용되는 부품의 내압을 낮출 수 있게 되어, 장치의 간소화가 가능하게 되며, 시스템 전원을 공급하기 위한 DC/DC 컨버터의 효율이 향상됨은 물론, 배터리 충전시에도, 시스템 동작에 필요한 전원을 정상적으로 공급할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 일반적인 AC 어댑터의 전원과 배터리 전원이 시스템 전원으로 선택 공급되는 실시예를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명에 따른 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 3은 본 발명에 따른 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치에 대한 실시예를 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,30 : AC 어댑터 11,14 : 스위치

12,33 : DC/DC 컨버터 13 : 제어부

15 : 배터리 충전기 16 : 배터리

31 : 전류 검출부 32 : 충전 전압 제어부

34 : 충전 전류 제어부 35 : 배터리 상태 검출부

36 : 배터리

Claims

AC 어댑터를 통해 공급되는 전원을, 배터리 전압에 일치하도록 조절하기 위한 전압 제어수단;

상기 전압 제어수단을 거쳐 출력되는 전원을, 시스템 전원으로 변환하여 공급하기 위한 DC/DC 변환수단; 및

상기 전압 제어수단을 거쳐 출력되어, 배터리로 인가되는 충전 전류를 조절하기 위한 전류 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 AC 어댑터를 통해 공급되는 전원의 전류를 검출하기 위한 전류 검출수단과, 상기 배터리의 상태를 검출하기 위한 배터리 상태 검출수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 전압 제어수단은, 상기 AC 어댑터를 통해 공급되는 전원을, 배터리 전압에 맞게 충전 전압으로 변환 조절하는 직류/직류 컨버터(DC/DC Convertor)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 전류 제어수단은, 상기 전압 제어수단을 거쳐 출력되어, 배터리로 인가되는 충전 전류를 조절하기 위한 전류 리미터(Current Limiter)로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치.
제 4항에 있어서,

상기 전류 제어수단은, 상기 DC/DC 변환수단으로 인가되는 전류 값과, 상기 배터리로 인가되는 전류 값이, 상기 AC 어댑터의 용량을 초과하지 않도록, 상기 배터리에 인가되는 충전 전류를 제한시키는 것을 특징으로 하는 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치.
제 4항에 있어서,

상기 전류 제어수단은, 상기 배터리가 과 방전된 경우, 충전 전류의 레벨을 낮게 제한시키고, 상기 배터리가 정상 상태인 경우, 충전 전류의 레벨을 정상적으로 복원시키는 것을 특징으로 하는 배터리 충전기를 이용한 시스템 전원 공급장치.