KR20070065623A

KR20070065623A - 배터리 충전 장치

Info

Publication number: KR20070065623A
Application number: KR1020050126251A
Authority: KR
Inventors: 이형철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-06-25
Also published as: KR101273685B1

Abstract

사용자의 선택에 의해 정전류-정전압 충전 또는 급속충전 모드로 배터리를 충전할 수 있도록 구성된 배터리의 충전 장치가 제공된다. 상기 배터리의 충전 장치는 다수의 충전 셀을 가지며 상기 충전 셀들에 충전된 전압 레벨을 감지하여 출력하고 입력되는 충전 전압에 의해 충전되는 배터리를 구비하며, 충전제어신호의 레벨에 따라 제1레벨의 충전전압과 제2레벨의 충전전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 전압을 충전시키는 충전전압발생기와, 상기 배터리로부터 출력되는 충전레벨 감지신호가 미리 설정된 만충전 레벨이 아닌 경우 충전요구신호를 발생하는 임베디드 제어기 및 상기 임베디드 제어기로부터 충전요구신호가 발생될 때 사용자가 미리 설정한 충전모드에 대응하는 레벨을 갖는 충전제어신호를 상기 충전전압발생기로 인가하는 시스템 제어기를 포함하여 구성된다.

CC-CV, 급속충전, 핫키, 배터리 충전, 충전기, 임베디드 제어기, 고속충전

Description

배터리 충전 장치{BATTERY CHARGING DEVICE}

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 배터리의 충전 장치의 블록도.

도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 배터리의 충전 장치의 블록도.

《도면의 주요부분에 대한 부호의 설명》

12 : 배터리, 14 : 충전전압발생기,

16 : 임베디드 제어기, 18 : 시스템 제어기,

20 : 사우스 브리지, 22 : 충전모드제어기,

24 : 충전부, 26 : 키보드의 핫키,

본 발명은 배터리의 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 선택에 의해 정전류-정전압 충전(Constants Current-Constants Voltage) 및 급속충전(Pulse Charging) 모드로 배터리를 충전할 수 있도록 구성된 배터리의 충전 장치에 관한 것이다.

통상적인 이동전자기기(Mobile Electric-Electron Device), 예를 들면, 노트북(note book), 이동무선전화기 등은 충전 가능한 배터리(rechargeable battery : 이하 "배터리"라 칭함)에 충전된 전원을 주 동작전압으로 사용하고 있다.

따라서 이와 같은 이동전자기기는 상기 배터리의 전압이 일정한 레벨 이하로 방전되면 외부의 교류전원을 직류전원으로 변환하는 전원 어댑터(power adapter)로부터 출력되는 전압을 인가받아 충전하지 않으면 배터리로 이동전자기기를 작동시킬 수 없기 일정한 주기로 충전하여만 하였다.

노트북의 경우, 파워 어댑터로부터 외부 전압이 공급되는 경우 이를 감지하여 노트북에 결합된 배터리의 전압을 충전하도록 구성되어 있으며, 이동무선전화기와 같은 경우 별도의 충전기에 배터리를 결합하여 충전하는 경우가 일반적인 예이다.

상기 노트북 및 이동무선전화기의 충전기의 경우, 파워 어댑터로부터 제공되는 외부 전원전압이 입력 시에 배터리에 일정한 전류 및 전압을 공급하여 충전하는 정전류-정전압(CC-CV) 충전 방식이 주류를 이루고 있다. 상기와 같은 CC-CV 충전 방식은 배터리에 충전된 전압을 방전하는 시간이 긴 장점이 있지만, 충전시간이 긴 단점이 있었다.

위 CC-CV 충전방식의 단점을 해결하기 위하여 급속충전(Pulse charging) 방법이 개발되어 노트북의 충전기에 적용되고 있다. 그러나 급속충전 방법은 CC-CV 충전방식에 비하여 배터리의 전압 충전을 짧은 시간에 할 수 있는 장점이 있으나, 방전시간(life cycle)이 CC-CV충전에 비하여 매우 짧아 빈번하게 충전하여야 하는 단점이 있었다.

현재 대다수의 노트북 및 이동무선화기 등과 같은 충전기는 상기 CC-CV 충전방식과 급속충전방식 중 하나가 적용되어 배터리를 정상적으로 충전하거나 급속충전 하도록 구성되어 있어 배터리를 효율적으로 충전할 수 없었다.

예를 들면, CC-CV모드로만 충전하는 경우 충방전 시간이 매우 길어 급하게 배터리를 만충전 상태로 하여 휴대할 수 없었고, 급속 충전 모드로만 충전하는 경우 배터리의 방전 시간이 짧아짐으로써 휴대용 전자기기의 이용을 효율적으로 할 수 없는 문제가 있어왔다.

따라서 본 발명의 목적은 사용자의 요구에 응답하여 배터리를 CC-CV 모드 또는 급속 충전 모드 중 하나의 모드로 선택하여 배터리를 충전할 수 있는 배터리의 충전 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동전자기기의 메인전원이 오프 된 상태에서 파워 어댑터로부터 전원전압이 인가 시에도 미리 설정된 핫키(hot key)의 선택에 응답하여 배터리의 충전을 CC-CV모드에서 고속충전모드로 절환 시킬 수 있는 배터리 충전 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동전자기기가 작동되는 상태에서 파워 어댑터로부터 전원전압이 인가 시 미리 설정된 핫키(hot key)의 선택에 응답하여 배터리의 충전을 CC-CV모드에서 고속충전모드로 절환 시킬 수 있는 배터리 충전 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 충전 가능한 배터리의 충전장치에 있어서, 다수의 충전 셀(charge cell)을 가지며 상기 충전 셀들에 충전된 전압 레벨을 감지하여 출력하고 입력되는 충전 전압에 의해 충전되는 배터리와; 충전제어신호의 레벨에 따라 제1레벨의 충전전압과 제2레벨의 충전전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 전압을 충전시키고 충전차단신호의 입력에 의하여 상기 배터리로 제공하는 충전전압을 차단하는 충전전압발생기(charging voltage generator)와; 상기 배터리로부터 출력되는 충전레벨 감지신호가 미리 설정된 만충전(fully charging) 레벨이 아닌 경우 충전요구신호를 발생하고 상기 배터리로부터의 레벨감지신호가 만충전인 경우 상기 충전전압 발생기로 충전차단신호를 제공하는 임베디드 제어기(Embedded controller)와; 상기 임베디드 제어기로부터 충전요구신호가 발생될 때 사용자가 미리 설정한 충전모드에 대응하는 레벨을 갖는 충전제어신호를 상기 충전전압발생기로 인가하는 시스템 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 충전전압 발생기로부터 출력되는 제1레벨의 충전전압은 CC-CV 충전전압이며, 제2레벨의 충전전압은 펄스형태로 출력되는 펄스충전전압(pulse charging voltge)임을 특징으로 한다.

상기 충전 전압 발생기는 충전제어신호가 제1레벨 일 때 미리 설정된 레벨의 충전제어전압을 발생하고 상기 충전제어신호가 제2레벨 일 때 상기 충전제어전압을 상승시키는 충전제어 전압발생기와, 외부전원 어댑터로부터 제공되는 외부전원전압(EVCC: External Voltage)과 상기 배터리의 사이에 접속되어 상기 충전제어전압발생기로부터 출력되는 충전제어전압에 따라 상기 배터리에 CC-CV 충전전압과 고속충전전압(pulse charging voltage)을 선택적으로 공급하는 충전기로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 충전기는 상기 임베디드 제어기로부터 출력되는 충전차단신호에 응답하여 상기 배터리로 공급하는 충전전압의 출력을 차단하도록 설계되는 것이 바람직하다.

상기 시스템 제어기는 그 내부에 사용자의 설정에 의해 CC-CV충전모드와 고속충전모를 설정하고, 상기 임베디드 제어기로부터 충전요구신호가 출력될 때 상기 설정된 충전모드에 대응하는 충전제어신호를 발생하기 위한 전원관리모듈(power management module)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 시스템 제어기의 출력단자에는 그로부터 출력되는 충전모드제어신호를 충전 제어 신호로서 상기 충전 제어 전압발생기로 전송하는 사우스 브리지(South Bridge) 또는 입/출력 제어 허브(Input/Output Control Hub)를 접속하여 신호의 레벨을 안정화시키는 것이 요구된다.

본 발명의 다른 견지(aspect)에 따른 배터리 충전 장치는 다수의 충전 셀을 가지며 상기 충전 셀들에 충전된 전압 레벨을 감지하여 출력하고 입력되는 충전 전압에 의해 충전되는 배터리와; 충전제어신호의 레벨에 따라 제1레벨의 충전전압과 제2레벨의 충전전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 전압을 충전시키고 충전차단신호의 입력에 의하여 상기 배터리로 제공하는 충전전압을 차단하는 충전전압발생기와; 상기 배터리로부터의 충전레벨 감지신호가 미리 설정된 만충전 레벨이 아닌 경우 충전제어신호를 상기 충전전압발생기로 제공하고, 키보드상에 미리 설정된 고속충전모드 키가 선택시에 상기 충전제어신호의 레벨을 변환시키며, 상기 배터리로부터의 레벨감지신호가 만충전인 경우 상기 충전전압 발생기로 충전차단신호를 제공하는 임베디드 제어기를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 임베디드 제어기는 상기 배터리로부터의 출력되는 충전레벨 감지신호가 미리 설정된 만충전 레벨이 아닌 경우 시스템을 주 제어하는 시스템 제어기로 충전요구신호를 발생하며, 상기 시스템 제어기로부터 미리 설정된 충전모드에 대응하는 충전모드제어신호에 대응하는 충전제어신호를 상기 충전전압발생기에 제공하도록 동작하는 것이 바람직하다.

상기 충전 전압 발생기는 충전제어신호가 제1레벨 일 때 미리 설정된 레벨의 충전제어전압을 발생하고 상기 충전제어신호가 제2레벨 일 때 상기 충전제어전압을 상승시키는 충전제어 전압발생기와, 외부전원 어댑터로부터 제공되는 외부전원전압(EVCC)과 상기 배터리의 사이에 접속되어 상기 충전제어전압발생기로부터 출력되는 충전제어전압에 따라 상기 배터리에 CC-CV 충전전압과 고속충전전압을 선택적으로 공급하는 충전기로 구성하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것에 불과하다는 것에 유의하여야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 당 업계의 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명이 생략됨에 유의하여야 한다.

[실시예 1]

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 배터리의 충전 장치의 블록도이다. 도 1에서 참조부호 12는 통상적인 충전 가능한 배터리, 예를 들면, 노트북 등에서 널리 사용되고 있는 리튬이온 배터리(Lithium ion battery)로서 내장된 다수의 충전셀들의 전압레벨을 감지하고 해당 감지된 충전전압 감지데이터(BCSD : battery cell sensing data)를 출력하는 기능을 가진다.

참조부호 14는 충전전압발생기로서 충전제어신호(CCS: Charging control signal)에 따라 외부 어댑터로부터 제공되는 외부전원전압 EVCC를 CC-CV충전전압( 약 12.6 Volt/dc)으로 변환하여 CC-CV충전전압을 상기 배터리(12)에 공급하거나, 상기 외부전원전압(EVCC)을 펄스형태의 고속충전전압(약 13.0 Volt/pulse)으로 변환하여 상기 배터리(12)에 공급한다.

참조번호 16은 임베디드 제어기(Embedded controller)로서 상기 배터리(12)로부터 출력되는 충전전압 감지데이터(BCSD)가 미리 설정된 만충전 레벨이 아닌 경우 충전요구신호를 발생하고, 상기 충전전압 감지데이터(BCSD)가 상기 만충전 레벨인 경우 상기 충전전압발생기(14)로 충전차단신호(CSS: charging stop sinal)를 제공한다. 이때, 상기 충전차단신호(CSS)를 입력받은 충전제어발생기(14)는 상기 배터리(14)로 출력되는 CC-CV충전전압 또는 고속충전전압를 차단하여 배터리(12)의 과충전을 방지한다.

참조번호 18은 시스템 제어기(System controller)로서 상기 배터리(12)에 충전된 전압의 인가에 의해 동작되는 이동전자기기, 예를 들면, 노트북 또는 이동무선전화기의 주동작을 제어하는 프로세서이다.

상기 시스템 제어기(18)는 오퍼레이팅 시스템(operating system)에 의해 동작되는 것으로 내부에 배터리(12)를 모니터링하여 배터리의 전원을 관리하기 위한 전원관리모듈(18a)과 키보드(도시되지 않았음)상에 설정된 핫키(hot key)의 누름상태를 검출하여 상기 임베디드 제어기(16)로 해당 신호를 전달하거나 상기 임베디드 제어기(16)로부터의 신호를 상기 전원관리모듈(18a)로 전송하는 EC 펌웨어(EC Firmware)(18b) 및 시스템의 기본입출력을 제어하기 위한 시스템 바이오스(system BIOS)(18c)를 내장하고 있다. 상기 시스템 제어기(18)에 내장된 전원관리모듈(18a) 과 시스템 바이오스(18b) 및 EC 펌웨어(18c)는 소프트웨어 모듈이라는 것을 인식하여야 하며, 필요에 따라서는 시스템 제어기(18)로만으로 족함에 유의하여야 한다.

참조번호 20은 사우스 브리지로서 입력되는 신호를 충전전압발생기(14)로 인터페이싱한다. 본 발명의 실시 예의 도면에서는 사우스 브리지로 표기되어 있으나 또는 입출력 제어 허브를 사용하여도 무방하며, 필요에 따라서는 구성되지 않을 수 도 있음에 유의하여야 한다.

위 도 1과 같이 구성된 충전 장치는 이동전자기기, 예를 들면, 노트북과 같은 시스템의 오퍼레이팅 시스템이 실행되어 노트북이 정상적인 동작을 하고 있는 상태에 배터리(12)의 충전을 사용자가 설정한 모드에 따라 정상충전(CC-CV)모드 또는 고속충전모드로 하는데 매우 유용하게 적용된다.

도 1과 같이 구성된 충전 장치를 이용하여 배터리(12)를 사용자의 설정에 따라 CC-CV충전모드 또는 고속충전모드로 충전하기 위해서는 시스템 제어기(18)내의 전원관리모듈(18a)내에 사용자가 충전모드를 설정하여야 한다. 이러한 전원관리모듈(18a)은 윈도우 시스템이 동작하고 있는 상태에서 사용자가 시스템 트레이(system tray)에 표시된 메뉴를 선택함으로써 충전모드를 설정할 수 있으며, 상기 전원관리모듈(18a)은 사용자가 설정한 충전모드를 내부의 레지스터에 저장하여 놓는다.

지금 도 1과 같은 충전장치가 동작되면, 배터리(12)는 내부의 충전셀들에 충전된 전압을 채크하여 소정의 주기로 충전전압 레벨감지신호(BCSD)를 임베디드 제어기(16)로 출력한다.

상기 임베디드 제어기(16)는 상기 배터리(12)로부터 전송되는 충전전압 레벨감지신호(BCSD)에 의해 상기 배터리(12)의 충전전압이 미리 설정된 만충전 레벨인지를 검색하여 상기 배터리(12)의 충전전압이 만충전 전압 레벨이 아닌 경우 시스템 제어기(18)의 EC펌웨어(18b)로 충전요구신호를 전송한다.

시스템 제어기(18)내의 EC펌웨어(18b)는 충전요구신호를 전원관리모듈(18a)로 전송하며, 상기 전원관리모듈(18a)은 상기 충전요구신호의 입력에 응답하여 내부 레지스터에 저장된 충전모드를 검색하여 그에 해당하는 충전모드제어신호(CMCS : Charging Mode Control Signal)를 시스템 바이오스(18c)를 통하여 사우스 브리지(20)로 출력한다.

예를 들어, 사용자에 의해 시스템 제어기(18)의 내부 레지스터에 설정된 충전모드가 CC-CV모드인 경우 충전모드신호(CMCS)를 논리 "하이"로 출력하고, 사용자에 의해 설정된 내부 레지스터에 설정된 충전모드가 고속충전모드인 경우 상기 충전모드신호(CMCS)를 논리 "로우"로 출력한다.

상기 시스템 제어부(18)로부터 충전모드제어신호(CMCS)를 입력하는 사우스 브리지(20)는 신호의 레벨을 전원전압의 레벨로 풀업(pull-up) 또는 그라운드의 레벨로 풀다운(pull down)된 충전제어신호(CCS: Charging Control Signal)를 충전전압 발생기(14)내의 충전모드제어기(22)로 제공한다.

이때, 충전모드제어기(22)내 N형 모스-트랜지스터(이하 "트랜지스터"라 칭함)(26)는 게이트로 입력되는 충전제어신호(CCS)의 논리레벨에 따라 스위칭되어 충전제어전압(CCV: Charging Control Voltage)을 제1전압레벨로 출력하거나 또는 상 제1전압레벨보다 높은 제2전압레벨로 하여 충전기(24)로 제공한다. 그리고, 상기 트랜지스터(26)의 드레이과 소오스에 캐소드와 애노드가 연결된 다이오드(28)는 역전압 방지용 다이오드이다.

예들 들어, 충전모드가 정상충전(CC-CV)모드이어서 충전제어신호(CCS)가 "하이"인 경우 이를 게이트로 입력하는 트랜지스터(26)가 "턴온"되어짐으로써 충전제어전압(CCV)의 레벨은 하기 수학식 1과 같이 결정되어 충전기(24)로 입력된다.

[수학식 1]

만약, 사용자가 설정한 충전모드가 고속충전모드이어서 상기 충전제어신호(CCS)가 논리 "로우"로 출력된 경우에는 트랜지스터(26)가 "턴오프"됨으로서 저항(R3)의 전류패스가 차단됨으로서 저항(R1~R3)과 상기 트랜지스터(26)로 구성된 전압 분배기로부터 출력되는 충전제어전압(CCV)는 하기 수학식 2와 같이 출력된다.

[수학식 2]

상기 수학식 1과 2에서 저항(R1~R3)의 저항 값들이 모두 동일하다고 가정하면, 수학식 1의 출력 전압 값이 수학식 2에 의한 출력 전압 값보다 낮음을 알 수 있다.

수학식 1과 같이 결정된 충전제어전압(CCV)을 입력하는 충전기(24)는 약 12.6볼트의 CC-CV의 충전전압을 배터리(12)로 출력하여 그 내부의 충전 셀들의 전압을 충전한다.

상기 배터리(12)는 상기 충전기(24)로부터 출력되는 CC-CV충전전압에 의해 내부 충전 셀들의 전압을 충전하며, 상기 셀들에 충전되는 전압을 채크하여 임베디드 제어기(16)로 출력한다. 이때, 상기 배터리(12)는 계속적으로 내부 충전셀들의 충전전압을 감지하여 해당 감지신호(BCSD)를 임베디드 제어기(16)로 출력함으로서 전술한 동작이 지속적으로 이루어진다.

배터리(12)의 충전이 소정시간동안 지속적으로 계속되어 배터리(12)내의 충전셀들의 전압이 만충전 상태를 나타내는 충전감지신호(BCSD)를 출력하면 임베디드 제어기(16)는 이를 검출하여 충전기(24)로 활성화된 충전차단신호(CSS: Charging Stop Signal)를 출력한다.

만약, 상기한 시스템 제어부(18)내의 전원관리모듈(18a)에 설정된 충전모드가 고속충전모이어서 충전제어신호(CCS)가 논리 "로우"로 출력되면, 충전모드제어기(22)로부터는 상기 수학식 2와 같이 결정되는 충전제어전압(CCV)을 충전기(24)로 출력한다. 이때, 상기 충전기(24)는 CC-CV 충전전압보다 약 0.4볼트 높은 13.0볼트의 고속충전전압(pulse charging voltage)을 배터리(12)로 출력하여 그 내부의 충전 셀들의 전압을 고속으로 충전한다.

상기와 같은 충전모드는 사용자가 전원관리모듈(18a)의 실행하여 수시로 변경이 가능하다.

따라서 본 발명의 제1실시 예에 따라 도 1과 같이 구성된 충전 제어 장치는 이동전자기기에 로딩된 오퍼레이팅 시스템에 실행되어지는 동작상태에서 전원관리모듈(18a)에 설정된 충전모드에 따라 배터리(12)를 정상충전 및 고속 충전 할 수 있어 이동전자기기의 사용상태에 따라 배터리(12)의 충전을 적절하게 할 수 있다.

[실시예 2]

도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 배터리의 충전 장치의 블록도로서, 임베디드 제어기(16)가 충전모드제어기(22)내의 트랜지스터(26)를 직접 구동하도록 구성과 키보드(26)가 임베디드 제어기(16) 또는/ 및 시스템 제어기(18)의 EC 펌웨어(18b)로 연결된 구성만이 도 1과 상이할 뿐 나머지의 기술적 구성은 동일하며 가능한 동일한 기능을 수행하는 구성요소들에는 도 1의 구성 요소와 동일한 참조부호를 병기하였다.

도 2와 같이 구성된 제2실시 예에 따른 충전 제어 장치는 배터리(12)로부터 공급되는 충전전압을 인가받아 동작되는 이동전자기기, 예를 들면, 노트북, 이동무선전화기의 메인전원이 파워-온 되지 않아 시스템 동작이 실행되지 않은 상태에서도 배터리(12)의 충전모드를 변경할 수 있도록 한 것이 특징이다.

도 2에 도시된 임베디드 제어기(16)는 평상 시 논리 "하이"의 충전제어신호(CCS)를 출력하여 충전모드제어기(22)로부터 출력되는 충전제어전압(CCV)가 전술한 수학식 1과 같은 레벨로 출력되게 한다.

따라서 평상 시 도 2와 같은 회로는 정상모드의 충전전압 CC-CV를 배터리 (12)로 공급하여 상기 배터리(12)가 정전류-정전압 충전되게 한다.

이때, 상기 임베디드 제어기(16)는 상기 배터리(12)로부터 출력되는 충전감지신호(BCSD)를 채크하여 만충전 레벨인지를 소정 주기로 체크하여 충전기(24)로 출력하는 충전차단신호(CCS)의 출력을 제어한다. 예를 들면, 배터리(12)의 충전감지신호(BCSD)가 만충전 레벨이 아닌 경우에는 충전차단신호(CCS)를 디스에이블(disable)하여 충전기(24)가 정상충전전압(CC-CV)을 배터리(12)로 출력되도록 하고, 상기 충전감지신호(BCSD)가 만충전 레벨인 경우 충전차단신호(CSS)을 인에이블시켜 충전기(24)의 출력을 차단한다.

상기와 같은 동작 상태에서, 노트북, 이동무선전화기와 같은 이동전자기기의 사용자가 키보드(26) 상에 미리 설정된 핫키(hot key)를 선택하면, 모드선택신호(hot mode)가 시스템 제어기(18)내의 EC 펌웨어(18b)로 입력된다.

상기 시스템 제어기(18)내의 EC 펌웨어(18b)는 상기 모드선택신호(hot mode)에 응답하여 상기 임베디드 제어기(16)로 고속충전모드신호를 출력하며, 이때 임베디드 제어기(16)는 충전제어신호(CCS)의 논리를 "하이"에서 "로우"로 천이한다.

상기 충전제어신호(CCS)가 "로우"로 입력되면, 트랜지스터(26)가 "턴오프"됨으로서 충전기(24)로는 전술한 수학식 2와 같이 결정되는 충전제어전압(CCV)이 공급된다.

따라서 상기 충전기(24)는 상기 수학식 2와 같은 충전제어전압(CCV)의 입력에 의해 약 13.0볼트의 고속충전전압(pulse charging voltage)을 배터리(12)로 출력하여 상기 배터리(12)의 전압을 고속으로 충전한다.

상기 키보드 상에 설정된 핫키가 다시 선택되어 모드선택신호(hot mode)가 EC펌웨어(18b)로 제공되면, 상기 EC 펌웨어(18b)는 다시 정상모드 충전신호를 임베디드 제어기(16)로 출력하여 정상충전전압에 의해 배터리(12)가 정상 충전되게 한다.

상기의 설명에서 핫키라 함은 노트북 등의 키보드에 설치된 키능키(function : Fn키)와 임의로 설정된 Fi(여기서 i는 1,2 등의 정수)키를 동시에 선택하였을 때를 의미한다.

따라서 본 발명의 제2실시 예에 의한 배터리 충전 장치는 시스템이 실행되지 않는 상태에서 외부로부터 전원 어댑터로부터 입력되는 외부 전원전압(EVCC)에 의해 시스템에 결합(또는 탑재)된 배터리(12)를 정상 충전하다가 필요에 의해 사용자가 고속충전모드를 선택하는 것에 의하여 배터리(12)의 전압을 고속으로 충전할 수 있어 노트-북에 적용하였을 경우, 노트북을 부팅(booting)시키지 않은 상태에서도 충전모들 선택할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 제2실시 예에서는 키보드(26)에 설정된 핫키가 선택되었을 때 충전모드신호(hot mode)가 시스템 제어기(18)로 입력되는 경우를 설명하였으나, 도 2의 점선에 표시된 바와 같이 핫키의 선택신호를 임베디드 제어기(16)에 직접 입력되도록 하여 시스템 제어기(18)의 관여 없이 충전모드를 변경시킬 수 있다.

예를 들면, 임베디드 제어기(16)는 키보드(26)상에 설치된 핫키선택신호가 입력되면 트랜지스터(26)의 게이트로 출력하는 충전제어신호(CCS)를 토클하여 이전 의 충전모드와 다른 모드로 배터리가 충전되도록 할 수 있으며, 이러한 동작은 본 발명의 기술적 사상을 이해한 동업자라면 더 이상의 지속적인 실험 없이도 용이하게 구현할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 충전 장치는 사용자의 설정에 의해 배터리에 CC-CV 충전전압과 고속충전전압을 선택적으로 공급하여 정상적인 충전과 고속충전을 할 수 있어 배터리의 이용효율을 높일 수 있다. 또한, 배터리로부터 공급되는 전원전압에 의해 작동되는 주 시스템이 실행되지 않은 상태에서도 충전모드를 변경할 수 있어 노트북과 같은 시스템에서 배터리의 충전모드를 변경하기 위하여 시스템을 부팅하여야 하는 불편이 없어 배터리의 충전을 효율적으로 할 수 있는 이점이 있다.

Claims

충전 가능한 배터리의 충전장치에 있어서,

다수의 충전 셀을 가지며 상기 충전 셀들에 충전된 전압 레벨을 감지하여 출력하고 입력되는 충전 전압에 의해 충전되는 배터리와;

충전제어신호의 레벨에 따라 제1레벨의 충전전압과 제2레벨의 충전전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 전압을 충전시키는 충전전압발생기와;

상기 배터리로부터 출력되는 충전레벨 감지신호가 미리 설정된 만충전 레벨이 아닌 경우 충전요구신호를 발생하는 임베디드 제어기와;

상기 임베디드 제어기로부터 충전요구신호가 발생될 때 사용자가 미리 설정한 충전모드에 대응하는 레벨을 갖는 충전제어신호를 상기 충전전압발생기로 인가하는 시스템 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배터리의 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 충전전압 발생기로부터 출력되는 제1레벨의 충전전압은 CC-CV 충전전압이며, 제2레벨의 충전전압은 펄스형태로 출력되는 펄스충전전압임을 특징으로 배터리의 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 임베디드 제어기는 상기 배터리로부터의 레벨감지신호 가 만충전 충전레벨인 경우 상기 충전전압 발생기의 동작을 디스에이블 시킴을 특징으로 하는 배터리의 충전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 충전 전압 발생기는 충전제어신호가 제1레벨 일 때 미리 설정된 레벨의 충전제어전압을 발생하고 상기 충전제어신호가 제2레벨 일 때 상기 충전제어전압을 상승시키는 충전제어 전압발생기와, 외부전원 어댑터로부터 제공되는 외부전원전압과 상기 배터리의 사이에 접속되어 상기 충전제어전압발생기로부터 출력되는 충전제어전압에 따라 상기 배터리에 CC-CV 충전전압과 고속충전전압을 선택적으로 공급하는 충전기로 구성함을 특징으로 하는 배터리의 충전장치.
제4항에 있어서, 상기 충전기는 상기 임베디드 제어기로부터 출력되는 충전차단신호에 응답하여 상기 배터리로 공급하는 충전전압의 출력을 차단함을 특징으로 하는 배터리의 충전장치.
제1항에 있어서, 상기 시스템 제어기는 그 내부에 사용자의 설정에 의해 CC-CV충전모드와 고속충전모를 설정하고, 상기 임베디드 제어기로부터 충전요구신호가 출력될 때 상기 설정된 충전모드에 대응하는 충전제어신호를 발생하기 위한 전원관리모듈을 내장함을 특징으로 하는 배터리의 충전장치.
제6항에 있어서, 상기 시스템 제어기의 출력단자에는 그로부터 출력되는 충전모드제어신호를 풀업레벨 또는 풀다운레벨로 안정화하여 충전제어신호로서 상기 충전제어 전압발생기로 전송하는 입출력 제어 허브가 접속됨을 특징으로 하는 배터리의 충전장치.
다수의 충전 셀을 가지며 상기 충전 셀들에 충전된 전압 레벨을 감지하여 출력하고 입력되는 충전 전압에 의해 충전되는 배터리를 구비한 배터리의 충전장치에 있어서,

충전제어신호의 레벨에 따라 제1레벨의 충전전압과 제2레벨의 충전전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 전압을 충전시키는 충전전압발생기와;

상기 배터리로부터의 충전레벨 감지신호가 미리 설정된 만충전 레벨이 아닌 경우 충전제어신호를 상기 충전전압발생기로 제공하고, 키보드상에 미리 설정된 고속충전모드 키가 선택 시에 상기 충전제어신호의 레벨을 변환시켜 상기 배터리로 제공되는 충전전압의 레벨을 변환하는 임베디드 제어기를 포함하여 구성함을 특징으로 배터리의 충전장치.
제8항에 있어서, 상기 충전전압 발생기로부터 출력되는 제1레벨의 충전전압은 CC-CV 충전전압이며, 제2레벨의 충전전압은 펄스형태로 출력되는 펄스충전전압임을 특징으로 배터리의 충전장치.
제8항에 있어서, 상기 임베디드 제어기는 상기 배터리로부터의 레벨감지신호가 만충전 충전레벨인 경우 상기 충전전압 발생기의 동작을 디스에이블 시킴을 특징으로 하는 배터리의 충전장치.
제8항 내지 제10항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 충전 전압 발생기는 충전제어신호가 제1레벨 일 때 미리 설정된 레벨의 충전제어전압을 발생하고 상기 충전제어신호가 제2레벨 일 때 상기 충전제어전압을 상승시키는 충전제어 전압발생기와, 외부전원 어댑터로부터 제공되는 외부전원전압과 상기 배터리의 사이에 접속되어 상기 충전제어전압발생기로부터 출력되는 충전제어전압에 따라 상기 배터리에 CC-CV 충전전압 또는 고속충전전압을 선택적으로 공급하는 충전기로 구성함을 특징으로 하는 배터리의 충전장치.