KR20080073029A - Apparatus for providing voltage to portable device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 휴대용 기기의 전압공급 장치의 구성을 일 예를 들어 보여주는 도면.1 is a view showing an example of the configuration of a voltage supply device of a typical portable device.
도 2는 도 1에서 배터리의 전력소모를 일 예를 들어 보여주는 그래프.2 is a graph showing an example of power consumption of a battery in FIG.
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 기기의 전압공급 장치의 구성을 일 예를 들어 보여주는 도면.3 is a view showing an example of the configuration of a voltage supply device of a portable device according to the present invention.
도 4는 도 3에서 배터리의 전력소모를 일 예를 들어 보여주는 그래프.4 is a graph showing an example of power consumption of a battery in FIG.
도 5a는 도 1에서의 전력 효율을 일 예를 들어 보여주는 도면.5A illustrates an example of the power efficiency in FIG. 1.
도 5b는 도 3에서의 전력 효율을 일 예를 들어 보여주는 도면.FIG. 5B illustrates an example of the power efficiency in FIG. 3. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
300 : 전압 공급원 310 : 전압 보상부 300: voltage source 310: voltage compensation unit
320 : 제 1 전압 변환부 330 : 제 2 전압 변환부320: first voltage converter 330: second voltage converter
340 : 제 1 디바이스 350 : 제 2 디바이스 340: first device 350: second device
본 발명은 배터리의 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 휴대용 기기의 전압공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage supply device for a portable device that can efficiently use the power of the battery.
일반적으로 기기는 디바이스(부품)들을 포함하고, 상기 디바이스들은 각각 서로 다른 전압을 공급해야 구동하므로 각각의 디바이스로 구동 전압을 공급하기 위한 전압공급장치가 기기 내에 구비되고 있다. In general, a device includes devices (components), and the devices are driven by supplying different voltages, so that a voltage supply device for supplying a driving voltage to each device is provided in the device.
상기와 같은 전압공급장치에는 여러 종류가 있으나, 일반적으로 직류/직류 변환기와 LDO(Low Drop Output) 레귤레이터를 많이 사용하고 있다. There are many types of voltage supply devices as described above, but DC / DC converters and LDO (Low Drop Output) regulators are commonly used.
상기 직류/직류 변환기는 인덕터, 트랜스 및 커패시터 등으로 구성되어 회로 기판에서 공간을 많이 차지하나 효율이 통상 90% 이상이며, 입력된 전압을 승압 또는 강압하여 출력한다. 그리고 상기 LDO 레귤레이터는 소형의 IC로 공간을 적게 차지하나 효율이 직류/직류 변환기보다 낮으며, 입력된 전압을 강압하여 출력한다. The DC / DC converter is composed of an inductor, a transformer, a capacitor, etc., and takes up a lot of space on a circuit board, but the efficiency is generally 90% or more, and the input voltage is boosted or stepped down and output. The LDO regulator occupies less space with a smaller IC but has lower efficiency than a DC / DC converter, and outputs the input voltage by stepping down.
휴대용 기기의 경우에는 전압공급장치가 직류/직류 변환기와 LDO 레귤레이터를 적절히 혼용하여 이루어지며, 이에 따라 상기 직류/직류 변환기와 LDO 레귤레이터가 배터리로부터 전압을 공급받아 각각 서로 다른 전압으로 변환하고, 변환한 전압을 해당 디바이스로 공급하는데, 전력 효율이 80~90% 정도로 배터리의 전력을 완전히 사용하지 못하고 있는 실정이다.In the case of a portable device, a voltage supply device is a mixture of a DC / DC converter and an LDO regulator, and accordingly, the DC / DC converter and the LDO regulator receive a voltage from a battery and convert the voltage into different voltages. The voltage is supplied to the device, but the power efficiency is 80-90%, and the battery power is not fully used.
한편, 근래에 휴대용 기기의 사용이 급증하고 있으므로 전력 효율을 극대화하여 에너지를 좀더 효율적으로 사용하기 위한 방안이 시급하다. On the other hand, as the use of portable devices is rapidly increasing in recent years, there is an urgent need to maximize energy efficiency to use energy more efficiently.
그러나, 휴대용 기기는 소형으로 제작해야 하므로 전력 효율을 극대화하기에 는 많은 어려움이 따르고 있다.However, portable devices have to be manufactured in small size, so there are many difficulties in maximizing power efficiency.
이에 따라 본 발명의 목적은 배터리의 전력을 효율적으로 사용하여 배터리 사용 시간을 늘릴 수 있는 휴대용 기기의 전압공급 장치를 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a voltage supply device of a portable device that can increase the battery use time by using the power of the battery efficiently.
본 발명의 다른 목적은 LDO 레귤레이터가 배터리의 저전압에서도 각 디바이스의 정격 전압을 출력할 수 있도록 하는 휴대용 기기의 전압공급 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a voltage supply device for a portable device that enables the LDO regulator to output the rated voltage of each device even at the low voltage of the battery.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휴대용 기기의 전압공급 장치는, 전압 공급원으로부터 인가되는 전압을 일정 레벨의 전압으로 변환하여 출력하는 전압 보상부; 및 상기 전압 보상부가 출력하는 일정 레벨의 전압을 변환하여 제 1 디바이스로 정격 전압을 공급하는 제 1 전압 변환부;를 포함하여 이루어진다.The voltage supply device of the portable device of the present invention for achieving this object, the voltage compensation unit for converting the voltage applied from the voltage supply source to a voltage of a predetermined level; And a first voltage converter configured to supply a rated voltage to the first device by converting a voltage of a predetermined level output by the voltage compensator.
상기 전압 공급원으로부터 입력되는 전압을 변환하여 제 2 디바이스로 정격 전압을 공급하는 제 2 전압 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a second voltage converter configured to convert a voltage input from the voltage supply source and supply a rated voltage to the second device.
상기 전압 공급원은 배터리인 것을 특징으로 한다.The voltage supply is characterized in that the battery.
상기 제 2 전압 변환부는 적어도 하나 이상의 직류/직류 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The second voltage converter is characterized in that it comprises at least one DC / DC converter.
상기 전압 보상부는 직류/직류 변환기인 것을 특징으로 한다.The voltage compensator is a DC / DC converter.
상기 제 1 전압 변환부는 적어도 하나 이상의 LDO(Low Drop Output) 레귤레 이터를 포함하는 것을 특징으로 한다. The first voltage converter includes at least one low drop output (LDO) regulator.
또한, 상기 전압 보상부가 출력하는 일정 레벨의 전압은 상기 적어도 하나 이상의 LDO 레귤레이터 중에서 가장 높은 전압을 출력하는 LDO 레귤레이터의 정격 출력 전압과 상기 LDO에서 발생되는 드롭 아웃(Drop Out) 전압을 합산한 전압인 것을 특징으로 한다. In addition, a voltage of a predetermined level output by the voltage compensator is a voltage obtained by adding a rated output voltage of an LDO regulator that outputs the highest voltage among the at least one or more LDO regulators and a drop out voltage generated by the LDO. It is characterized by.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.However, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
도 1은 일반적인 휴대용 기기의 전압공급 장치의 구성을 일 예를 들어 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에서 배터리의 전력소모를 일 예를 들어 보여주는 그래프이다. 1 is a view showing an example of a configuration of a voltage supply device of a general portable device, Figure 2 is a graph showing the power consumption of the battery in Figure 1 as an example.
도 1을 참조하면, 휴대용 기기의 전압공급 장치는제 1 전압 변환부(120)와, 제 2 전압 변환부(130)로 구성되며, 상기 제 1 전압 변환부(120) 및 제 2 전압 변환부(130)는 전압 공급원(100)으로부터 출력되는 직류전력을 전력 레일(105)을 통해 입력받아 제 1 디바이스(140) 및 제 2 디바이스(150)로 구동전력을 공급한다.Referring to FIG. 1, a voltage supply device of a portable device includes a
전압 공급원(100)은 직류전력을 저장하는 배터리로, 일회용으로 사용하거나 또는 충방전을 번갈아 하며 반복 사용할 수 있다.The
상기 배터리를 더욱 상세하게 설명하면, 자동차 또는 휴대용 기기에 구비되 어 자동차 또는 휴대용 기기의 구동에 필요한 전력을 전압 공급장치에 공급하는 역할을 한다. 배터리는 배터리를 구성하는 화학 물질에 따라 니켈카드늄(Ni-cd), 니켈수소(Ni-MH) 및 리튬이온(Li-ion) 등 여러 가지로 분류된다. 또한, 출력전압, 크기 및 모양이 다양하므로 사용자는 사용용도 등에 따라 배터리를 선택하거나 정해진 배터리를 사용하게 된다. 대표적으로 휴대폰을 예를 들어보면, 휴대폰에 구비되는 배터리는 제조사 및 모델에 따라 모양이 다양하지만, 일반적으로 정격전압은 DC 3.6~3.7V이고, DC 4.2V가 완전 충전된 상태이며, DC 3.0V가 방전된 상태이다. 이에 따라 휴대폰은 대략 DC 4.2~3.0V까지의 전압을 배터리로부터 공급받아 구동된다. In more detail, the battery is provided in a vehicle or a portable device, and serves to supply power required for driving the vehicle or portable device to a voltage supply device. Batteries are classified into nickel cadmium (Ni-cd), nickel hydrogen (Ni-MH), and lithium-ion (Li-ion), depending on the chemicals that make up the battery. In addition, since the output voltage, size and shape vary, the user selects a battery or uses a predetermined battery according to the intended use. As a representative mobile phone, for example, the battery provided in the mobile phone may vary in shape depending on the make and model, but in general, the rated voltage is DC 3.6 to 3.7V, DC 4.2V is fully charged, and DC 3.0V Is in a discharged state. Accordingly, the mobile phone is driven by a voltage of approximately 4.2 to 3.0V DC from the battery.
여기서, 앞으로는 휴대폰 기기의 배터리는 여러 종류가 있으나 설명을 위해 휴대폰에 구비되는 배터리를 예를 들어 설명하기로 하겠다. 또한, 상기의 배터리 이외에 외부로부터 직류전력을 입력받을 수도 있음이 바람직하다.Here, in the future, there are various types of batteries of the mobile phone device, but for the purpose of explanation, the battery provided in the mobile phone will be described as an example. In addition, it is preferable that DC power can be received from the outside in addition to the battery.
제 1 전압 변환부(120) 및 제 2 전압 변환부(130)는 전압 공급원(100)으로부터 입력받은 직류전력의 전압을 제 1 디바이스(로직 회로부 포함) 및 제 2 디바이스(140, 150)에서 필요로 하는 전압으로 변환하여 변환한 전압을 해당 디바이스(140, 150)로 공급하는 역할을 한다.The first
제 1 전압 변환부(120)는 상기 전압 공급원(100)으로부터 직류전력이 입력되는 경우에 입력된 직류전력의 전압을 제 1 디바이스(140)에서 필요로 하는 전압으로 변환하고, 변환한 전압을 상기 제 1 디바이스(140)로 공급한다. The
상기 제 1 전압 변환부(120)를 더 상세히 살펴보면, 상기 전압 공급원(100)으로부터 입력된 직류전력의 전압을 미리 설정된 각각의 전압으로 강압하여 출력하 는 복수 개의 LDO 레귤레이터(Low Drop Output regulator)이다. 결국, 복수 개의 LDO 레귤레이터에서 입력된 전압을 변환하여 제 1 디바이스(140)로 정격 전압을 공급한다. 상기 LDO 레귤레이터는 레귤레이터 IC의 여러 종류 중에 포함되는 소형의 칩(Chip)으로 상기에서 설명한 직류/직류 변환기의 문제점인 공간을 차지하는 문제를 해결하나 직류/직류 변환기에 비해 효율이 떨어지는 문제점이 있다. LDO 레귤레이터의 장점은 입력전압과 출력전압의 차이가 0.2~0.3V 정도여도 동작하여 입력된 전압에 따른 기 설정된 전압을 출력하는 것이다. 한편, LDO 레귤레이터의 효율은 입력전압과 출력전압의 비로써 보므로 입력전압과 출력전압의 차이가 클수록 효율이 떨어지게 된다. 일 예로, 배터리의 초기 완충 전압 4.2V에서 LDO 레귤레이터의 효율은 가장 떨어지고, 불필요한 전력 소비가 많아지게 된다.Looking at the
제 2 전압 변환부(130)는 상기 전압 공급원(100)으로부터 직류전력이 입력되는 경우에 입력된 직류전력의 전압을 제 2 디바이스(150)에서 필요로 하는 전압으로 변환하고, 변환한 전압을 상기 제 2 디바이스(150)로 공급한다. The
상기 제 2 전압 변환부(130)를 더 상세히 살펴보면, 상기 전압 공급원(100)으로부터 입력된 직류전력의 전압을 미리 설정된 각각의 전압으로 승압 또는 강압하는 복수 개의 직류/직류 변환기(DC-DC converter)이다. 즉, 제 2 전압 변환부는 입력된 전압을 변환하여 제 2 디바이스(150)의 각 디바이스로 정격 전압을 공급한다. 상기 직류/직류 변환기는 효율이 통상 90% 이상으로 고효율이나 인덕터, 트랜스 및 커패시터 등 크기가 큰 부품이 내장되어 회로기판에서 공간을 많이 차지하는 문제점이 있다. 이에 따라 직류/직류 변환기를 많이 사용하게 되면, 소형의 휴대용 기기 제작에 어려움이 생기게 된다.Looking at the
여기서, 도 2를 참조하여 일반적인 휴대용 기기의 전압공급 장치를 상세히 살펴보기로 하겠다. Here, a voltage supply device of a general portable device will be described in detail with reference to FIG. 2.
도 1에 도시된 제 1 전압 변환부(120)의 복수 개의 LDO 레귤레이터는 전압 공급원(100)인 배터리로부터 직류전압 "4.2~3.0V"이 전력레일(105)을 통해 입력되면, 입력된 직류전압 "4.2~3.0V"을 "3.3V", "2.8V", "2.5V" 등의 미리 설정한 직류전압으로 변환한다. 상기 복수 개의 LDO 레귤레이터는 입력된 직류전압을 미리 설정된 전압으로 강압하여 출력하고, 이때 입력전압은 출력전압보다 최소 0.2~0.3V 정도 높아야 입력된 전압으로 미리 설정된 출력전압을 발생할 수 있다. 상기 입력전압과 출력전압 간에 최소 차이 "0.2~0.3V"를 드롭 아웃(drop out) 전압이라 한다. 여기서, 앞으로 설명을 위해 LDO 레귤레이터의 입력전압과 출력전압 간에 최소 전압 차이를 "0.3V"라 가정하기로 하겠다. 그러므로 제 1 전압 변환부(120)는 최대 "3.3V"의 전압을 출력해야하므로, 최소 입력전압은 "3.6V"가 되어야 한다.When the plurality of LDO regulators of the
또한, 제 2 전압 변환부(130)의 복수 개의 직류/직류 변환기는 전압 공급원(100)인 배터리로부터 직류전압 "4.2~3.0V"이 전력레일(105)을 통해 입력되면, 입력된 직류전압 "4.2~3.0V"을 "1.8V", "1.5V" 등의 미리 설정한 직류전압으로 변환한다. 상기 복수 개의 직류/직류 변환기는 입력된 직류전압을 승압 또는 강압하여 미리 설정된 전압으로 출력한다.In addition, when a plurality of DC / DC converters of the
한편, 배터리는 "4.2~3.0V"까지의 전압을 복수 개의 LDO 레귤레이터로 구성 된 제 1 전압 변환부(120)로 공급하지만, 제 1 전압 변환부(120)의 소정 LDO 레귤레이터는 "4.2~3.6V"까지만 전압을 공급받아 "3.3V"의 전압을 출력하고, 그 이하의 전압에서는 "3.3V"의 전압을 출력하지 못한다. 즉, "3.3V"의 출력전압을 발생하는 LDO 레귤레이터는, 도 2에 도시된 바와 같이, "3.6V"가 컷 오프(cut-off) 시점으로 입력전압이 "3.6V" 이하가 되면 "3.3V"의 출력전압을 발생하지 못하게 되고, 이로 인해 휴대용 기기의 설계에 따라 시스템 전원이 꺼질 수도 있게 된다.On the other hand, the battery supplies a voltage of "4.2 ~ 3.0V" to the
결국, 배터리의 전력이 80% 이상 소모되고 남은 잔여 전력 "3.6~3.0V"에 대해 제 1 전압 변환부(120)가 제대로 이용하지 못하는 문제점이 생긴다. As a result, the
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 기기의 전압공급 장치를 일 예를 들어 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3에서 전력소모를 일 예를 들어 보여주는 그래프이다.3 is a view showing an example of a voltage supply device of a portable device according to the present invention, Figure 4 is a graph showing the power consumption as an example in FIG.
도 3을 참조하면, 휴대용 기기의 전압공급 장치는 전압 보상부(310)와, 제 1 전압 변환부(320) 및 제 2 전압 변환부(330)로 구성되며, 상기 전압 보상부(310)와 제 1 전압 변환부(320)는 전압 공급원(300)으로부터 출력되는 직류전력을 전력 레일(305)을 통해 입력받고, 상기 제 2 전압 변환부(330)는 상기 전압 보상부(310)로부터 출력되는 직류전력을 전력 레일(325)를 통해 입력받는다. Referring to FIG. 3, a voltage supply device of a portable device includes a
전압 공급원(300)는 직류전력을 저장하고 있는 배터리로, 저장하고 있는 직류전력을 출력하며, 일회용으로 사용하거나 또는 충방전을 번갈아 하며 반복 사용할 수 있다.The
여기서, 앞으로는 휴대폰 기기의 배터리는 여러 종류가 있으나 설명을 위해 휴대폰에 구비되는 배터리를 예를 들어 설명하기로 하겠다. 또한, 상기에서는 배터리로부터 직류전력을 입력받으나, 외부로부터 직류전력을 입력받을 수도 있음이 바람직하다.Here, in the future, there are various types of batteries of the mobile phone device, but for the purpose of explanation, the battery provided in the mobile phone will be described as an example. In addition, although the DC power is received from the battery in the above, it is preferable that the DC power may be received from the outside.
전압 보상부(310)는 상기 전압 공급원(300)과 하기 제 1 전압 변환부(320) 사이에 위치하고, 상기 전압 공급원(300)으로부터 직류전력이 입력되는 경우에 입력된 직류전력의 전압을 미리 설정한 일정 레벨의 전압으로 변환하여 안정된 직류전력을 출력한다. The
상기 전압 보상부(310)는 입력된 전압을 미리 설정한 전압으로 승압 또는 강압하여 출력하는 직류/직류 변환기이다. 또한, 전압 보상부(310)가 출력하는 전압은 하기 제 1 전압 변환부(320)의 복수 개의 LDO 레귤레이터 중에서 가장 높은 전압을 출력하는 소정 LDO 레귤레이터의 정격 출력 전압과 상기 소정 LDO의 드롭 아웃(Drop Out) 전압을 합산하여 결정되는 것을 특징으로 한다. The
제 1 전압 변환부(320)는 상기 전압 보상부(310)가 출력하는 직류전력을 입력받아 직류전력의 전압을 강압하여 제 1 디바이스(340)의 각 디바이스로 정격 전압을 공급하는 복수 개의 LDO 레귤레이터이다. The
제 2 전압 변환부(330)는 상기 전압 공급원(300)으로부터 입력된 직류전력의 전압을 승압 또는 강압하여 제 2 디바이스(350)의 각 디바이스로 정격 전압을 공급하는 복수 개의 직류/직류 변환기이다.The
결국, 상기의 전압 보상부(310)를 통해 제 1 전압 변환부(320)를 위한 전력 레일(315)이 형성되어 제 1 전압 변환부(320)는 상기 전압 보상부(310)로부터 전압 을 입력받고, 입력받은 전압을 변환하여 제 2 디바이스(350)로 정격 전압을 공급할 수 있는 것이다.As a result, a
여기서, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 기기의 전압공급 장치를 상세히 살펴보기로 하겠다.Here, the voltage supply device of the portable device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4.
도 3에 도시된 제 2 전압 변환부(310)의 복수 개의 직류/직류 변환기는 전압 공급원(300)인 배터리로부터 직류전압 "4.2~3.0V"이 전력레일(305)을 통해 입력되면, 입력된 직류전압 "4.2~3.0V"을 "1.8V", "1.5V" 등의 미리 설정한 직류전압으로 변환한다. 상기의 복수 개의 직류/직류 변환기는 입력된 직류전압을 승압 또는 강압하여 미리 설정된 전압으로 출력한다.In the plurality of DC / DC converters of the
또한, 전압 보상부(310)의 직류/직류 변환기는 전압 공급원(300)인 배터리로부터 직류전압 "4.2~3.0V"이 전력레일(305)을 통해 입력되면, 입력된 직류전압 "4.2~3.0V"을 승압 또는 강압하여 미리 설정한 직류전압 "3.6V"을 출력한다. 여기서, 미리 설정한 직류전압 "3.6V"는 하기 제 1 전압 변환부(320)의 복수 개 LDO 레귤레이터에서 가장 높은 전압을 출력하는 소정 LDO 레귤레이터의 출력전압 "3.3V"와 상기 소정 LDO 레귤레이터의 드롭 아웃(Drop Out) 전압 "0.3V"를 합산한 값이다. In addition, when the DC / DC converter of the
또한, 제 1 전압 변환부(320)는 상기 전압 보상부(310)가 출력하는 직류전압 "3.6V"을 전력레일(325)을 통해 입력받아 "3.3V", "2.8V", "2.5V" 등의 미리 설정한 직류전압으로 변환한다.In addition, the
결국, 본 발명의 전압공급장치는 상기 전압 보상부(310)를 통해 배터리로부터 출력되는 "3.6~3.0V"까지의 직류전압을 효율적으로 사용할 수 있게 된다. 상기에서 설명했듯이 제 1 전압 변환부(320)의 복수 개의 LDO 레귤레이터는 입력전압이 출력전압보다 최소 "0.3V" 높아야 입력된 전압으로 미리 설정된 출력전압을 발생한다. 상기 "0.3V"를 드롭 아웃(drop out) 전압이라 한다. As a result, the voltage supply device of the present invention can efficiently use a DC voltage up to "3.6 ~ 3.0V" output from the battery through the
이에 따라 "3.3V"의 직류전압을 출력하는 LDO 레귤레이터는 최소 "3.6V"의 직류전압을 입력받아야 하는데, 상기 전압 보상부(310)를 통해 "3.6V"의 직류전압을 입력받는다. 즉, 전압 보상부(310)가 배터리로부터 "4.2~3.0V"까지의 직류전압을 입력받아 항상 "3.6V"의 직류전압을 출력하여 제 1 전압 변환부(320)의 복수 개 LDO 레귤레이터로 공급함으로써 상기 복수 개의 LDO 레귤레이터가 미리 설정된 출력전압을 발생하게 된다. Accordingly, the LDO regulator outputting a DC voltage of "3.3V" should receive a DC voltage of at least "3.6V", and receives a DC voltage of "3.6V" through the
이로 인해, 배터리가 전력을 80% 이상 소모한 상태에서 출력하는 "3.6~3.0V"에서도 복수 개의 LDO 레귤레이터로 구성된 제 1 전압 변환부(320)가 정상적으로 동작하게 된다. As a result, the
도 5a는 도 1에서의 전력 효율을 일 예를 들어 보여주는 도면이고, 도 5b는 도 3에서의 전력 효율을 일 예를 들어 보여주는 도면이다. 5A illustrates an example of the power efficiency in FIG. 1, and FIG. 5B illustrates an example of the power efficiency in FIG. 3.
도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명에 따른 전압공급 장치의 전력 효율을 일반적인 전압공급 장치의 전력 효율과 비교하여 설명하기로 하겠다.5A and 5B, the power efficiency of the voltage supply device according to the present invention will be described in comparison with the power efficiency of a general voltage supply device.
여기서, 도 5a 및 도 5b는 직류/직류 변환기의 효율을 95%라 보고, LDO 레귤 레이터의 효율을 출력전압/입력전압 비로 보고 계산한 값이다. 5A and 5B are calculated by considering the efficiency of the DC / DC converter as 95% and the efficiency of the LDO regulator as an output voltage / input voltage ratio.
도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 LDO 레귤레이터로 구성된 제 1 전압 변환부(130) 및 복수 개의 직류/직류 변환기로 구성된 제 2 전압 변환부(110)로 이루어지는 일반적인 휴대용 기기의 전압공급 장치의 전력 손실은, 도 5a를 참조하여 보면, "402mW"이다. 상세히 살펴보면, 제 2 전압 변환부(130)에서 전압 공급원(100)인 배터리로부터 직류전력을 입력받아 각각의 디바이스(150)로 전력을 공급함에 있어서 전력 손실은 "31mW"이고, 제 1 전압 변환부(120)에서 전압 공급원(100)인 배터리로부터 직류전력을 입력받아 각각의 디바이스(140)로 전력을 공급함에 있어서 전력 손실은 "332mW"이다. As shown in FIG. 1, a power supply of a voltage supply device of a general portable device includes a
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 직류/직류 변환기인 전압 보상부(310), 복수 개의 LDO 레귤레이터로 구성된 제 1 전압 변환부(320) 및 복수 개의 직류/직류 변환기로 구성된 제 2 전압 변환부(330)로 이루어지는 본 발명에 따른 휴대용 기기의 전압공급 장치의 전력 손실은, 도 5b를 참조하여 보면, "394mW"이다. 상세히 살펴보면, 제 2 전압 변환부(330)에서 전압 공급원(300)인 배터리로부터 직류전력을 입력받아 각각의 디바이스(350)로 전력을 공급함에 있어서 전력 손실은 "31mW"이고, 전압 보상부(310)에서 전압 공급원(300)인 배터리로부터 직류전력을 입력받아 제 1 전압 변환부(320)를 구동하기 위한 일정 전력을 상기 제 1 전압 변환부(320)로 공급함에 있어서 전력 손실은 "67mW"이다. 또한, 제 1 전압 변환부(320)에서 전압 보상부(310)로부터 직류전력을 입력받아 각각의 디바이스(140)로 전력을 공급함에 있어서 전력 손실은 "296mW"이다. In addition, as shown in FIG. 3, the
전력 손실을 비교하여 보면, "296mW"로 본 발명에 따른 휴대용 기기의 전압공급 장치의 손실이 적음을 알 수 있다. 이는 전압 보상부(310)를 통해 가능한 것으로, LDO 레귤레이터의 개수가 많을수록 전력 손실이 줄게 되어 전력 효율이 높은 전압공급 장치를 구현할 수 있게 된다. Comparing the power loss, it can be seen that the loss of the voltage supply device of the portable device according to the present invention is "296mW". This is possible through the
결국, 본 발명의 주요특징은 배터리의 잔여 전력(용량)이 20% 정도 남은 경우에도 전압 보상부(310)를 통해 잔여 용량을 효율적으로 사용하여 전력 효율을 증대시킨다는 점이다. 이는 전압 보상부(310)가 직류/직류 변환기로 입력된 직류전력의 직류전압을 승압 또는 강압하여 미리 설정한 직류전압을 출력하고, 이에 따라 제 1 전압 변환부(320)의 복수 개의 LDO 레귤레이터에서 상기 전압 보상부(310)로부터 직류전력을 입력받아 각각의 디바이스(340)로 직류전력을 공급하기 때문이다. After all, the main feature of the present invention is to increase the power efficiency by efficiently using the remaining capacity through the
한편, 휴대용 기기는 상기에서 상술한 특정의 휴대폰뿐만 아니라 휴대 가능한 사진기, 통신 단말기 등에 적용 가능하며, 이에 한정되지 않고 다양한 휴대용 기기에 적용됨은 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. On the other hand, the portable device can be applied to not only the specific mobile phone described above, but also to a portable camera, a communication terminal, and the like, and the present invention is not limited thereto, and it can be easily understood by those skilled in the art.
즉, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.That is, while the present invention has been illustrated and described with reference to certain preferred embodiments, those of ordinary skill in the art may vary within the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention. It can be easily seen that it can be modified and changed. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전압 보상부를 구비하여 안정된 직류전력을 제 1 전압 변환부에 공급함에 따라 제 1 전압 변환부가 전압 보상부로부터 입력받은 직류전력의 전압을 각각의 디바이스에서 필요로 하는 정격 전압으로 변환하여 변환한 정격 전압을 해당 디바이스로 공급한다. As described in detail above, according to the present invention, the first voltage converter needs a voltage of the DC power input from the voltage compensator in each device as a stable voltage is provided to the first voltage converter with a voltage compensator. Convert it to the rated voltage and supply the converted rated voltage to the device concerned.
즉, 직류/직류 변환기인 전압 보상부를 통해 입력된 전압을 강압 또는 승압하여 LDO 레귤레이터인 제 1 전압 변환부가 디바이스의 정격 전압을 출력할 수 있도록 제 1 전압 변환부로 일정 전압을 공급하는 것이다. That is, the voltage input through the voltage compensator, which is a DC / DC converter, is stepped down or stepped up to supply a constant voltage to the first voltage converter so that the first voltage converter, which is an LDO regulator, can output the rated voltage of the device.
그러므로, 입력되는 전압이 일정치 이상 커야 설정된 전압을 출력하는 LDO 레귤레이터가 배터리에 남은 잔여 용량이 얼마 없을 경우에도 동작할 수 있게 되는 효과가 있다. 결국, 저용량의 배터리를 최대한 활용하여 배터리의 사용시간을 늘릴 수 있게 된다. Therefore, the LDO regulator for outputting the set voltage when the input voltage is greater than a predetermined value can be operated even if there is little remaining capacity in the battery. As a result, the battery life can be extended by making the best use of the low capacity battery.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101014998B1 (en) * | 2008-12-03 | 2011-02-16 | 주식회사 케이이씨 | Multi channel step up DCDC converter |
US20130009470A1 (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Htc Corporation | System power integrated circuit and architecture, management circuit, power supply arrangement, and portable apparatus |
-
2007
- 2007-02-05 KR KR1020070011516A patent/KR20080073029A/en not_active Application Discontinuation
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