KR20110090212A

KR20110090212A - 휴대용 장치에서 배터리 충전 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20110090212A
Application number: KR1020100009868A
Authority: KR
Inventors: 김태식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-08-10
Also published as: US20110187314A1

Abstract

본 발명은 충전용 배터리를 통해 전원을 공급받는 휴대용 장치에서 충전 시간 감소를 위한 것으로, 상기 휴대용 장치는 상기 배터리로 충전을 위한 전류를 제공하는 충전 회로와, 상기 배터리의 전압 및 임계 전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 비교 결과에 따라 슬립 모드에서 서스펜드 모드로 전환하고, 상기 서스펜드 모드로 동작 시 상기 충전 회로에서 상기 배터리로 유입되는 전류량을 모니터링하며, 상기 배터리로 유입되는 전류량에 따라 상기 배터리의 충전 만료 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

휴대용 장치에서 배터리 충전 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING TIME TO CHARGE BATTERY IN PORTABLE DEVICE}

본 발명은 휴대용 장치에 관한 것으로, 특히, 내부에 충전 회로를 구비한 휴대용 장치에서 배터리(battery) 충전 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

휴대용 전화기 등과 같이 휴대성이 요구되는 휴대용 장치들은 배터리를 통해 전력을 공급받는다. 이때, 일반적으로 충전식 배터리가 사용되며, 사용자는 배터리 잔량이 모두 소진되기 전에 적절히 충전을 해 주어야 한다. 이때, 상기 배터리의 충전을 위한 전류를 제공하는 충전 회로(charge circiut)은 휴대용 장치 내부에 또는 충전기 내부에 구비된다. 상기 충전 회로가 상기 휴대용 장치 내부에 위치하는 경우, 충전기는 상기 충전 회로를 포함하지 아니한다. 상기 충전 회로를 포함하지 아니하는 충전기를 TA(Travel Adapter)라 한다.

상기 충전 회로를 내부에 구비한 휴대용 장치는 배터리 단자의 오픈(open) 및 충전 만료를 인지하기 위해 TA 전류량을 모니터링한다. 여기서, 상기 TA 전류랑은 상기 배터리로 유입되는 전류를 의미한다. 예를 들어, TA 전류가 190mA이면 충전 만료, 60mA 이하이면 단자 오픈이라 인지된다. 단자 오픈 처리를 60mA로 결정하는 근거는 배터리의 단자가 오픈되면, 휴대용 장치의 소모전류만큼의 전류랑만이 TA 전류로서 유입되기 때문이다. 따라서, 충전 중 휴대용 장치의 소모 전류가 60mA보다 적다면, 상기 단자 오픈의 기준 전류량도 적어진다.

상기 휴대용 장치가 상기 TA 전류량을 모니터링하기 위해, 상기 휴대용 장치는 충전 중 서스펜드(suspend) 모드로 동작한다. 상기 서스펜드 모드로 동작하는 경우, 상기 휴대용 장치의 동작을 위한, 즉, 내부 프로세서(processor)의 동작을 위한 전류가 소모된다. 이때, 상기 휴대용 장치의 동작을 위한 전류 및 상기 배터리를 충전하기 위한 전류는 경쟁적인 관계에 있다. 따라서, 상기 서스펜드 모드의 동작을 위해 배터리 충전에 사용되어야 할 전류의 일부가 소모된다. 이에 따라, 배터리 충전 시간이 연장되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 휴대용 장치에서 배터리 충전 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 휴대용 장치에서 배터리 인가되는 전압의 크기에 따라 TA 전류의 모니터링 여부를 판단하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 충전용 배터리를 통해 전원을 공급받는 휴대용 장치는, 상기 배터리로 충전을 위한 전류를 제공하는 충전 회로와, 상기 배터리의 전압 및 임계 전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 비교 결과에 따라 슬립 모드에서 서스펜드 모드로 전환하고, 상기 서스펜드 모드로 동작 시 상기 충전 회로에서 상기 배터리로 유입되는 전류량을 모니터링하며, 상기 배터리로 유입되는 전류량에 따라 상기 배터리의 충전 만료 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 충전용 배터리를 통해 전원을 공급받는 휴대용 장치의 동작 방법은, 상기 배터리로 충전을 위한 전류를 제공하는 과정과, 상기 배터리의 전압 및 임계 전압을 비교하는 과정과, 상기 비교기의 비교 결과에 따라 슬립 모드에서 서스펜드 모드로 전환하고 상기 서스펜드 모드로 동작 시 상기 충전 회로에서 상기 배터리로 유입되는 전류량을 모니터링하는 과정과, 상기 배터리로 유입되는 전류량에 따라 상기 배터리의 충전 만료 여부를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

충전 회로를 내부에 구비한 휴대용 장치에서 배터리 전압이 임계치 이상인 경우에만 TA 전류를 모니터링 함으로써, 배터리 충전을 위한 전류량을 보다 더 많이 확보할 수 있으며, 이에 따라, 배터리 충전 시간이 감소한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 장치의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 장치의 배터리 충전 절차를 도시하는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 충전 회로를 구비한 휴대용 장치에서 배터리 충전 시간을 감소시키기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명에서 상기 휴대용 장치는 셀룰러 전화기(Celluar Phone), 개인 휴대 통신 전화기(PCS : Personal Communication System), 복합 무선 단말기(PDA : Personal Digital Assistant), IMT2000(International Mobile Telecommunication-2000) 단말기, 랩탑(lap-top) 컴퓨터 등 충전용 배터리를 사용하는 모든 기기들을 포함하는 의미로 사용된다.

본 발명의 기술적 근거를 간략히 설명하면 다음과 같다.

종래 기술의 문제점은 지속적으로 TA 전류를 모니터링함으로 인한 전류 소모에 의해 발생한다. 따라서, 본 발명은 TA 전류의 모니터링을 일정 조건 하에서만 수행한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 장치는 배터리 전압이 임계치를 초과하는 경우에만 상기 TA 전류를 모니터링한다. 상기 임계치는 충전 완료시의 배터리 전압보다는 작은 값인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 임계치는 4.1V일 수 있다. 즉, 배터리 전압이 4.1V 미만인 경우, 상기 휴대용 장치는 슬립(sleep) 모드로 충전하고, 상기 배터리 전압이 4.1V 이상인 경우, 상기 휴대용 장치는 서스펜드(suspend) 모드로 충전한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 장치의 블록 구성을 도시하고 있다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 휴대용 장치는 OVP(Over Voltage Protector)(102), 충전회로(104), 배터리(106), 임계전압분배기(108), 비교기(110), 제어부(112)를 포함하여 구성된다.

상기 OVP(102)는 외부의 충전 전원으로부터 상기 충전회로(104)를 보호하기 위한 블록이다. 즉, 상기 OVP(102)는 일정 크기 이상의 전압이 외부로부터 인가되면 상기 외부 전원으로부터 충전회로(104)로의 전류 흐름을 차단하고, 상기 일정 크기 미만의 전압이 외부로부터 인가되면 상기 충전회로(104)로 전류를 제공한다.

상기 충전회로(104)는 외부 충전 전원과의 연결 여부를 판단하고, 상기 외부 충전 전원과 연결 시, 상기 제어부(112)의 제어에 따라 상기 외부 충전 전원을 이용하여 상기 배터리(106)로 상기 배터리(106)의 충전을 위한 전류를 제공한다. 그리고, 충전이 이루어지는 동안, 상기 충전회로(104)는 TA 전류 값을 상기 제어부(112)로 통지한다. 상기 배터리(106)는 상기 휴대용 장치의 동작을 위한 전원을 제공하며, 상기 충전회로(104)로부터 제공되는 전류에 의해 충전된다.

상기 임계전압분배기(108)는 상기 비교기(110)로 임계 전압을 제공한다. 즉, 상기 임계전압분배기(108)는 상기 충전회로(104)로 인가되는 전압으로부터 저항 등을 이용하여 상기 임계 전압을 분배(divide)함으로써, 상기 임계 전압을 발생시킨다. 예를 들어, 상기 임계 전압은 4.1V일 수 있다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 임계전압분배기(108)는 상기 충전회로(104)로 인가되는 전압을 이용하여 상기 임계 전압을 발생시키지 아니하고, 별도의 전원을 통해 상기 임계 전압을 발생시킬 수 있다.

상기 비교기(110)는 상기 배터리(106) 및 상기 임계전압분배기(108)으로부터의 전압들을 인가받고, 상기 배터리(106)로부터의 전압 및 상기 임계전압분배기(108)로부터의 전압을 비교한다. 비교 결과, 상기 배터리(106)로부터의 전압이 더 크거나 같으면, 상기 비교기(110)는 상기 제어부(112)에 이를 통지한다. 즉, 상기 배터리(106)로부터의 전압이 더 크거나 같으면, 상기 비교기(110)는 상기 제어부(112)에 인터럽트(interrupt)를 주어 상기 제어부(112)를 슬립 모드에서 서스펜드 모드로 전환시킨다.

상기 제어부(112)는 어플리케이션 프로세서(application processor)로서, 상기 충전회로(104)를 제어하여 상기 배터리(106)로 충전을 위한 전류를 제공한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(112)는 최초 충전 시작 시 슬립 모드로 동작한다. 즉, 상기 제어부(112)는 최초 충전 시작 시 상기 TA 전류를 모니터링하지 아니함으로써 전류를 소모하지 아니한다. 그리고, 상기 비교기(110)로부터 상기 배터리(106)의 전압이 상기 임계 전압보다 크거나 같음이 통지되면, 상기 제어부(112)는 상기 슬립 모드르 벗어나 서스팬드 모드로 동작한다. 즉, 상기 제어부(112)는 상기 TA 전류를 모니터링하고, 상기 배터리(106)의 충전 만료 여부를 판단한다. 그리고, 상기 배터리(106)의 충전이 만료되면, 상기 제어부(112)는 상기 충전회로(104)를 제어하여 상기 배터리(106)로의 충전 전류 제공을 중단한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 장치의 배터리 충전 절차를 도시하고 있다.

상기 도 2를 참고하면, 상기 휴대용 장치는 201단계에서 충전 전원이 연결되는지 판단한다. 상기 충전 전원은 외부 장치인 충전기로부터 제공된다. 상기 충전 전원의 연결 여부, 다시 말해, 충전기가 연결되었는지 여부는 상기 휴대용 장치 내부에 구비된 충전 회로에 의해 판단된다.

상기 충전 전원이 연결되면, 상기 휴대용 장치는 203단계로 진행하여 배터리로 충전 전류를 제공한다. 상기 충전 전류는 상기 충전 회로에 의해 생성된다. 이때, 상기 휴대용 단말기는 슬립 모드로 동작한다.

상기 충전 전류를 제공하는 도중, 상기 휴대용 장치는 205단계로 진행하여 상기 배터리의 전압이 임계치 이상인지 판단한다. 상기 임계치는 상기 배터리의 충전 정도를 판단하기 위한 전압의 기준 값으로서, 상기 배터리의 충전 만료 시의 전압보다 작은 값인 것이 바람직하다. 상기 임계치를 나타내는 임계 전압은 적어도 하나의 저항을 이용하여 상기 충전 회로에 인가되는 전압으로부터 상기 임계 전압을 분배(divide)함으로써 발생된다. 예를 들어, 상기 임계치는 4.1V일 수 있다.

상기 배터리 전압이 상기 임계치보다 크거나 같으면, 상기 휴대용 단말기는 207단계로 진행하여 상기 배터리로 충전 전류를 제공함과 동시에 TA 전류를 모니터링한다. 여기서, 상기 TA 전류는 상기 배터리로 유입되는 전류를 의미한다.

상기 충전 전류를 제공하는 도중, 상기 휴대용 장치는 209단계로 진행하여 상기 배터리의 충전이 만료되는지 판단한다. 상기 충전의 만료 여부는 상기 TA 전류를 이용하여 판단된다. 즉, 상기 TA 전류 및 상기 휴대용 장치의 동작에 소모되는 전류 간 차이가 임계치 이하이면, 상기 휴대용 장치는 충전이 만료되었음을 판단한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

충전용 배터리를 통해 전원을 공급받는 휴대용 장치에 있어서,
상기 배터리로 충전을 위한 전류를 제공하는 충전 회로와,
상기 배터리의 전압 및 임계 전압을 비교하는 비교기와,
상기 비교기의 비교 결과에 따라 슬립 모드에서 서스펜드 모드로 전환하고, 상기 서스펜드 모드로 동작 시 상기 충전 회로에서 상기 배터리로 유입되는 전류량을 모니터링하며, 상기 배터리로 유입되는 전류량에 따라 상기 배터리의 충전 만료 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 임계 전압을 발생시키고, 상기 임계 전압을 상기 비교기로 제공하는 임계 전압 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서,
상기 임계 전압 분배기는, 적어도 하나의 저항을 이용하여 상기 충전 회로에 인가되는 전압으로부터 상기 임계 전압을 분배(divide)함으로써 상기 임계 전압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 임계 전압보다 상기 배터리의 전압이 크거나 같은 경우 상기 배터리로 유입되는 전류량을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 장치.
제4항에 있어서,
상기 비교기는, 상기 임계 전압보다 상기 배터리의 전압이 크거나 같은 경우 상기 제어부에 인터럽트(interrupt)를 주어 상기 제어부를 슬립 모드에서 서스펜드 모드로 전환시키는 것을 특징으로 하는 장치.
충전용 배터리를 통해 전원을 공급받는 휴대용 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 배터리로 충전을 위한 전류를 제공하는 과정과,
상기 배터리의 전압 및 임계 전압을 비교하는 과정과,
상기 비교기의 비교 결과에 따라 슬립 모드에서 서스펜드 모드로 전환하고 상기 서스펜드 모드로 동작 시 상기 충전 회로에서 상기 배터리로 유입되는 전류량을 모니터링하는 과정과,
상기 배터리로 유입되는 전류량에 따라 상기 배터리의 충전 만료 여부를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 임계 전압을 발생시키고, 상기 임계 전압을 상기 비교기로 제공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 임계 전압은, 적어도 하나의 저항을 이용하여 상기 충전 회로에 인가되는 전압으로부터 상기 임계 전압을 분배(divide)함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 전류량을 모니터링하는 과정은,
상기 임계 전압보다 상기 배터리의 전압이 크거나 같은 경우 상기 배터리로 유입되는 전류량을 모니터링하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.