KR20060096680A - 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기 및 그 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 전력 증폭부가 최저 전류를 소비하도록 전원을 조절하여 공급함으로써 전류 소모를 줄이기 위한 무선통신 단말기 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 무선통신 단말기에 있어서, 상기 무선통신 단말기에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 수단; 제어 수단의 제어에 따라 상기 전원 공급 수단으로부터의 전원을 전원 변환 수단 또는 전력 증폭 수단으로 스위칭하기 위한 스위칭 수단; 상기 전원 공급 수단으로부터 상기 스위칭 수단을 통해 공급되는 전원의 전압을 소정의 레벨로 낮추고, 상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전류를 소정의 레벨로 높여 공급하기 위한 전원 변환 수단; 상기 전원 공급 수단 또는 상기 전원 변환 수단을 통해 공급되는 전원을 이용하여 무선 신호를 전력 증폭시키기 위한 전력 증폭 수단; 및 상기 전원 공급 수단에서 공급하는 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭 수단을 제어하기 위한 상기 제어 수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 무선통신 단말기 등에 이용됨.

전압 변환, 최저 전류, 스텝 다운 컨버터(step down converter), 무선통신 단말기

Description

인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기 및 그 방법{Wireless Communication Terminal changing power and its method}

도 1은 본 발명에 따른 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기의 일실시예 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 무선통신 단말기에서 인가 전원 조절 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 제어부 120 : 전원 공급부

130 : 전원 변환부 140 : 전력 증폭부

150 : 스위칭부

본 발명은 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기 및 그 방법에 관 한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 증폭부가 최저 전류를 소비하도록 전원을 조절하여 공급함으로써 전류 소모를 줄이기 위한 무선통신 단말기 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명에서 무선통신 단말기란 이동통신 단말기, 개인휴대통신 단말기(PCS), 개인용디지털 단말기(PDA), 스마트폰, 차세대이동통신 단말기(IMT-2000), 무선랜 단말기 등과 같이 개인이 휴대하면서 무선통신이 가능한 단말기를 말한다.

한편, 무선통신 단말기의 이점은 여러 가지가 있을 수 있겠지만, 무엇보다도 통화하는 사용자에게 제공되는 이동성에 최대 이점이 있다고 할 수 있다. 이러한 이동성으로 인하여 무선통신 가입자의 수는 기하급수적으로 증가하였고, 근래에는 무선통신 단말기가 일반인에게 대중적으로 사용되고 있다.

하지만, 시간이 지나면서 무선통신 단말기 사용자에게 이동성의 메리트(merit)는 점점 사라지고, 좀 더 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있는 다기능 무선통신 단말기가 요구되고 있다.

이에 따라, 최근 출시되고 있는 무선통신 단말기는 대부분 카메라 기능은 물론, 라디오 방송 수신 기능, 음악(일예로, MP3 : MPEG layer 3) 재생 기능, 지압 기능, 혈당량 감지 기능, 초음파 촬영 기능 등과 같은 다양한 부가 기능을 구비하고 있다. 특히, 음악 재생 기능은 젊은 세대들로부터 각광을 받고 있는 부가 기능들 중 하나다.

한편, 상기와 같이 무선통신 단말기의 부가 기능이 늘어감에 따라 이러한 부가 기능을 구동시키기 위해 무선통신 단말기의 전원이 많이 소요된다.

상기와 같이, 부가적인 기능들을 구동시키기 위해 전원이 많이 소요됨에 따라 정작 무선통신 단말기를 이용해 일차적인 목적인 통화를 하고자 할 때 밧데리가 방전되어 사용할 수 없는 문제가 발생한다.

따라서, 한정되어 있는 무선통신 단말기의 밧데리를 효율적으로 오래도록 사용할 수 있는 방법이 절실히 요구된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전력 증폭부가 최저 전류를 소비하도록 전원을 조절하여 공급함으로써 전류 소모를 줄이기 위한 무선통신 단말기 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 무선통신 단말기에 있어서, 상기 무선통신 단말기에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 수단; 제어 수단의 제어에 따라 상기 전원 공급 수단으로부터의 전원을 전원 변환 수단 또는 전력 증폭 수단으로 스위칭하기 위한 스위칭 수단; 상기 전원 공급 수단으로부터 상기 스위칭 수단을 통해 공급되는 전원의 전압을 소정의 레벨로 낮추고, 상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전류를 소정의 레벨로 높여 공급하기 위한 전원 변환 수단; 상기 전원 공급 수단 또는 상기 전원 변환 수단을 통해 공급되는 전원을 이용하여 무선 신호를 전력 증폭시키기 위한 전력 증폭 수단; 및 상기 전원 공급 수단에서 공급하는 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭 수단을 제어하기 위한 상기 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 방법은, 무선통신 단말기에서 인가 전원 조절 방법에 있어서, 전원 공급 수단으로부터 전원을 공급받는 단계; 상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전압을 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전압이 전력 증폭 수단이 최저 전류를 소비하기 위한 전압보다 높음에 따라 상기 전원 공급 수단으로부터의 전원이 전원 변환 수단을 거쳐 상기 전력 증폭 수단으로 공급되도록 전원 공급 경로를 스위칭시키는 전원 조절 단계; 및 상기 확인 결과, 상기 전원 공급 수단으로부터 인가되는 전원의 전압이 상기 전력 증폭 수단이 최저 전류를 소비하기 위한 전압 이하임에 따라 상기 전원 공급 수단으로부터의 전원이 상기 전력 증폭 수단으로 공급되도록 전원 공급 경로를 스위칭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명 이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기의 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기는, 무선통신 단말기에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(120), 제어 수단의 제어에 따라 상기 전원 공급부(120)로부터의 전원을 전원 변환부(130) 또는 전력 증폭부(140)로 스위칭하기 위한 스위칭부(150), 상기 스위칭부(150)을 통해 공급되는 전원의 전압을 소정의 레벨로 낮추고, 상기 스위칭부(150)를 통해 공급되는 전원의 전류를 소정의 레벨로 높여 공급하기 위한 전원 변환부(130), 상기 전원 공급부(120) 또는 상기 전원 변환부(130)를 통해 공급되는 전원을 이용하여 무선 신호를 전력 증폭시키기 위한 전력 증폭부(140), 및 상기 전원 공급부(120)에서 공급하는 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭부(150)를 제어하기 위한 제어부(110)를 포함한다.

상기 전원 공급부(120)는 일반적인 무선통신 단말기의 밧데리를 포함한다. 밧데리는 무선통신 단말기가 구동되도록 전압과 전류를 공급하는 장치이다. 일반적으로 무선통신 단말기의 전원 공급부(120)는 3.3V ~ 4.2V 범위내의 전압을 무선통신 단말기에 공급한다.

그리고, 상기 전력 증폭부(140)는 비선형 소자이기 때문에 인가되는 전압에 따라 소비하는 전류가 상이하다. 따라서, 상기 전력 증폭부(140)는 같은 전력을 출력하면서도 가장 적은 전류를 소비하도록 하는 즉, 효율이 가장 좋은 최적의 조건을 만족하도록 하는 전압 레벨이 존재한다.

한편, 전력 증폭부(140)마다 효율이 가장 좋은 최적의 전압 레벨은 상이하다. 예를 들어, "CX77105" 전력 증폭부(140)의 경우 전원 공급부(120)에서 4.2V의 전압을 인가하면 28dBm의 전력을 출력하기 위해 475mA의 전류를 소비하지만, 전원 공급부(120)에서 3.6V의 전압을 인가하면 28dBm의 전력을 출력하기 위해 470mA의 전류를 소비하게 된다. 따라서, 상기 "CX77105" 전력 증폭부(140)의 경우 3.6V가 효율이 가장 좋은 최적의 전압 레벨이다.

따라서, 상기 전력 증폭부(140)에 계속하여 3.6V의 전압을 인가하면 다른 크기의 전압을 인가할 때보다 최저의 전류를 소비하게 되어 다른 크기의 전압을 인가할 때보다 전원 공급부(120)의 수명도 오래도록 연장된다.

이하의 일실시예에서는 전력 증폭부(140)가 "CX77105"인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 즉, 이하의 일실시예에서는 28dBm의 전력을 출력할 때, 전력 증폭부(140)가 최저의 전류를 소비하도록 하기 위한 최적의 전압은 3.6V이다.

그리고, 상기 전원 변환부(130)는 인가되는 전압이 높은 경우에 그 전압을 소정의 레벨로 낮추는 스텝 다운 컨버터(step down converter)를 포함한다. 또한, 상기 스텝 다운 컨버터는 에너지 보존 법칙에 근거하여 입력 전압을 일정 레벨 낮추어 출력시키는 대신 입력 전류를 일정 레벨 높여 출력시킨다.

이하의 일실시예에서는 상기 전원 변환부(130)가 스텝 다운 컨버터인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

예를 들어, 90%의 효율을 가지는 스텝 다운 컨버터(130)와 4.2V의 전압을 출력하는 전원 공급부(120)가 있다고 가정한다. 만약, 전력 증폭부(140)가 상기 전원 공급부(120)로부터 4.2V의 전압을 인가받는 경우, 28dBm의 전력을 출력하기 위해 475mA의 전류를 소비한다. 반면, 상기 스텝 다운 컨버터(130)를 통해 4.2V의 전압을 3.6V의 전압으로 전압 레벨을 낮춘 후, 전력 증폭부(140)로 인가하면 상기 전력 증폭부(140)는 470mA의 전류를 소비하게 된다.

한편, 상기 스텝 다운 컨버터(130)는 전원 공급부(120)로부터 공급받은 전류를 일정 레벨 높여 상기 전력 증폭부(140)로 전달한다. 따라서, 상기 전력 증폭부(140)가 소비하는 470mA의 전류는 상기 스텝 다운 컨버터(130)가 상기 전원 공급부(120)로부터 전달되는 447mA의 전류를 470mA의 전류로 일정 레벨 높여 출력하는 것이다.

따라서, 전원 공급부(120)는 447mA의 전류만을 전달함으로써 결과적으로 전력 증폭부(140)에서 28dBm의 전력을 출력하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 전력 증폭부(140)가 상기 전원 공급부(120)로부터 4.2V의 전압을 바로 인가받아 475mA의 전류를 소비하며 28dBm의 전력을 출력했을 때보다 28mA의 전류가 절약되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 스텝 다운 컨버터(130)를 통해 인가받은 전압을 일정 레벨 낮춘 후, 상기 전력 증폭부(140)에 인가함으로써 전류 소모를 최소화할 수 있고, 또한 상기 스텝 다운 컨버터(130)를 통해 공급받은 전류를 일정 레벨 높여 상기 전력 증폭부(140)에 전달함으로써 상기 전원 공급부(120)의 전류를 더욱 절약할 수 있으며, 이로 인해 전원 공급부(120)가 방전되기까지 걸리는 시간을 늘릴 수 있다.

그리고, 상기 제어부(110)는 상기 전원 공급부(120)로부터 인가되는 전압 레벨을 인지하여 상기 전력 증폭부(140)가 최저 전류를 소비할 수 있도록 하는 최적의 전압인지 판단하여, 최적 전압보다 높은 경우 상기 전원 공급부(120)에서 상기 전력 증폭부(140)로의 전원 공급 경로가 상기 스텝 다운 컨버터(130)를 통해 전달되도록 상기 스위칭부(150)를 제어한다.

도 2는 본 발명에 따른 무선통신 단말기에서 가변 전압 인가 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 전원 공급부(120)로부터 전원이 공급된다(210).

상기와 같이 전원이 공급되면 제어부(110)가 상기 공급되는 전원의 전압 레벨을 감지한다(220).

이후, 상기 감지한 전압 레벨이 전력 증폭부(140)가 최저 전류를 소비하기 위한 최적 전압 이하인지를 판단한다(230).

상기 판단 결과(230), 상기 전원 공급부(120)로부터 공급되는 전원의 전압이 최적 전압 이하임에 따라 제어부(110)가 전원 공급부(120)로부터의 전원이 바로 상기 전력 증폭부(140)에 공급되도록 스위칭부(150)를 제어한다(240).

한편, 상기 판단 결과(230), 상기 전원 공급부(120)에서 공급하는 전원의 전압이 최적 전압을 초과함에 따라 제어부(110)가 전원 공급부(120)로부터 공급되는 전원이 상기 스텝 다운 컨버터(130)를 통해 공급되도록 스위칭부(150)를 제어한다 (250).

이후, 상기 스텝 다운 컨버터(130)에서 상기 전원 공급부(120)로부터 공급되는 전원의 전압이 일정 레벨 낮춰지고, 상기 전원 공급부(120)로부터 공급되는 전원의 전류가 일정 레벨 높여진다(260).

이로 인해, 상기 스텝 다운 컨버터(130)는 상기 전력 증폭부(140)가 최소 전류를 소비하도록 하기 위한 전압과 일정 레벨 높여진 전류를 상기 전력 증폭부(140)에 공급한다(270).

상기와 같이, 전력 증폭부(140)는 최소 전류를 소비할 수 있는 최적 전압을 공급받음으로써 상기 전원 공급부(120)가 최소 전류를 소비하도록 한다. 또한, 상기 스텝 다운 컨버터(130)를 통해 일정 레벨 높여진 전류가 상기 전력 증폭부(140)로 공급됨으로써 상기 전원 공급부(120)가 소비하는 전류의 양은 줄어든다. 이로 인해 상기 전원 공급부(120)가 방전되기까지 소요되는 시간이 길어지고 따라서 전원 공급부(120)의 수명이 연장된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 전력 증폭부가 최저 전류를 소비하도록 공급하는 전 원을 조절함으로써 밧데리를 효율적으로 사용할 수 있고 밧데리의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 무선통신 단말기에 있어서,

   상기 무선통신 단말기에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 수단;

   제어 수단의 제어에 따라 상기 전원 공급 수단으로부터의 전원을 전원 변환 수단 또는 전력 증폭 수단으로 스위칭하기 위한 스위칭 수단;

   상기 전원 공급 수단으로부터 상기 스위칭 수단을 통해 공급되는 전원의 전압을 소정의 레벨로 낮추고, 상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전류를 소정의 레벨로 높여 공급하기 위한 전원 변환 수단;

   상기 전원 공급 수단 또는 상기 전원 변환 수단을 통해 공급되는 전원을 이용하여 무선 신호를 전력 증폭시키기 위한 전력 증폭 수단; 및

   상기 전원 공급 수단에서 공급하는 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭 수단을 제어하기 위한 상기 제어 수단

   을 포함하는 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원 변환 수단은,

   상기 전원 공급 수단으로부터 상기 스위칭 수단을 통해 공급되는 전원의 전압을 상기 전력 증폭 수단이 최저의 전류를 소비하기 위한 전압으로 일정 레벨 낮 추고, 상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전류를 일정 레벨 높이는 것을 특징으로 하는 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제어 수단은,

   상기 전원 공급 수단에서 공급하는 전원의 전압이 상기 전력 증폭 수단이 최저 전류를 소비하기 위한 전압보다 높음에 따라 상기 전원이 상기 전원 변환 수단을 통해 상기 전력 증폭 수단으로 공급되도록 상기 스위칭 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어 수단은,

   상기 전원 공급 수단에서 공급하는 전원의 전압이 상기 전력 증폭 수단이 최저 전류를 소비하기 위한 전압 이하임에 따라 상기 전원 공급 수단에서 공급하는 전원이 상기 전력 증폭 수단으로 전달되도록 상기 스위칭 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 인가 전원 조절 기능을 가지는 무선통신 단말기.
5. 무선통신 단말기에서 인가 전원 조절 방법에 있어서,

   전원 공급 수단으로부터 전원을 공급받는 단계;

   상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전압을 확인하는 단계;

   상기 확인 결과, 상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전압이 전력 증폭 수단이 최저 전류를 소비하기 위한 전압보다 높음에 따라 상기 전원 공급 수단으로부터의 전원이 전원 변환 수단을 거쳐 상기 전력 증폭 수단으로 공급되도록 전원 공급 경로를 스위칭시키는 전원 조절 단계; 및

   상기 확인 결과, 상기 전원 공급 수단으로부터 인가되는 전원의 전압이 상기 전력 증폭 수단이 최저 전류를 소비하기 위한 전압 이하임에 따라 상기 전원 공급 수단으로부터의 전원이 상기 전력 증폭 수단으로 공급되도록 전원 공급 경로를 스위칭시키는 단계

   를 포함하는 무선통신 단말기에서 인가 전원 조절.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 전원 조절 단계는,

   상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전압을 상기 전력 증폭 수단이 최저 전류를 소비하기 위한 전압으로 낮추는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기에서 인가 전원 조절 방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 전원 조절 단계는,

   상기 전원 공급 수단으로부터 공급되는 전원의 전압이 일정 레벨 낮아짐에 따라 공급되는 전류를 일정 레벨 높여 공급하는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기에서 인가 전원 조절 방법.

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