KR20110095192A

KR20110095192A - 복수의 탭 쌍을 구비한 파워 팩을 채용한 이동 통신 디바이스

Info

Publication number: KR20110095192A
Application number: KR1020110013787A
Authority: KR
Inventors: 조지 솔리맨 맨커루즈; 리종 주; 마이클 스테픈 코리건
Original assignee: 리서치 인 모션 리미티드
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2011-08-24
Also published as: JP2011172478A; JP2013094053A; EP2360808B1; KR101196910B1; CN102164189A; CA2731891A1; CA2731891C; HK1155282A1; JP5183760B2; JP5463407B2; CN102164189B; EP2360808A1

Abstract

이동 통신 디바이스는 전력 증폭기 및 파워 팩을 갖는다. 파워 팩은 전하 저장 컴포넌트, 이동 통신 디바이스의 컴포넌트에 전력을 공급하기 위해 전하 저장 컴포넌트에 접속된 제1 탭 쌍, 및 전력 증폭기에 전력을 공급하기 위해 전하 저장 컴포넌트에 접속된 제2 탭 쌍을 포함하며, 상기 제2 탭 쌍은 파워 팩이 이동 통신 디바이스에 설치될 때 상기 제1 탭 쌍보다 상기 전력 증폭기에 더 가까이 위치된다. 제2 탭 쌍이 전력 증폭기에 더 가까이 위치됨으로써, 멀티탭 파워 팩을 포함하는 전력 증폭기 전류 루프가 더 작게 형성될 수 있다. 더 작은 전력 증폭기 전류 루프의 하나의 이점은 RF 간섭 신호의 감소된 방출일 수 있다.

Description

복수의 탭 쌍을 구비한 파워 팩을 채용한 이동 통신 디바이스{MOBILE COMMUNICATION DEVICE EMPLOYING POWER PACK WITH MULTIPLE PAIRS OF TAPS}

본 발명은 일반적으로 이동 통신 디바이스용 파워 팩(power pack)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 탭(tap) 쌍을 구비한 파워 팩을 채용한 이동 통신 디바이스에 관한 것이다.

전하 저장 컴포넌트(charge storage component)를 갖는 파워 팩(예를 들어 배터리)을 구비한 전력 분배 네트워크에 있어서, 파워 서플라이 전압의 리플(ripple)은 예를 들어 무선 주파수 전력 증폭기 회로에 의한 펄스 고전류 드로우(draw)로부터 야기될 수 있다. 전력 분배 네트워크에 의존하는 다른 컴포넌트에의 리플 전파는 바람직하지 못한 영향을 일으킬 수 있다. 오디오 회로의 경우, 예를 들어 리플은 오디오 버즈(audible buzz)를 야기할 수 있다. 또한, 전력 증폭기 회로에 대한 파워 팩의 어떤 구성은 상당한 전자기 간섭의 발생을 허용할 수 있다.

본 발명은 복수의 탭 쌍을 구비한 파워 팩을 채용한 이동 통신 디바이스를 제공하고자 한다.

이동 통신 디바이스용 파워 팩은 전하 저장 컴포넌트 및 a) 이동 통신 디바이스의 컴포넌트들에 그리고 b) 전력 증폭기에 전력을 공급하기 위한 복수의 탭 쌍들을 포함한다. 전력 증폭기에 전력을 공급하는 탭 쌍은 다른 탭 쌍보다 전력 증폭기에 더 가까이 위치될 수 있으며, 그리하여 단일 탭 쌍만 구비한 파워 팩에 대하여 존재하는 전력 증폭기 전류 루프보다 더 작은 전력 증폭기 전류 루프를 가능하게 해준다.

본 발명의 양상에 따르면, 이동 통신 디바이스가 제공된다. 이동 통신 디바이스는 전력 증폭기 및 파워 팩을 포함한다. 파워 팩은 전하 저장 컴포넌트, 이동 통신 디바이스의 적어도 오디오 회로에 전력을 공급하기 위해 전하 저장 컴포넌트의 단자에 연결된 제1 탭 쌍, 및 전력 증폭기에 전력을 공급하기 위해 전하 저장 컴포넌트의 단자에 연결된 제2 탭 쌍을 포함하며, 제2 탭 쌍은 이동 통신 디바이스에서 전원이 설치될 때 제1 탭 쌍보다 전력 증폭기에 더 근접하게 위치된다.

본 발명에 따르면, 복수의 탭 쌍을 구비한 파워 팩을 채용한 이동 통신 디바이스를 제공할 수 있다.

첨부 도면과 함께 본 발명의 특정 실시예의 다음의 설명을 검토하면 본 발명의 기타 양상 및 특징이 당해 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백해질 것이다.
이제 본 개시의 실시예를 예로써 도시하고 있는 도면을 참조할 것이다.
도 1은 파워 팩 및 전력 증폭기를 포함하는 프론트 엔드 모듈을 구비한 전력 분배 네트워크를 도시한다.
도 2는 도 1의 전력 분배 네트워크의 프론트 엔드 모듈을 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1의 파워 팩과 도 2로부터의 전력 증폭기를 노출시키도록 배터리 커버가 제거된 이동 통신 디바이스를 도시한다.
도 4는 다수의 배터리를 갖는 멀티탭 파워 팩에 의해 전력이 공급되는, 전력 분배 네트워크에서 사용하기 위한 프론트 엔드 모듈을 개략적으로 도시한다.
도 5는 다양한 탭들에 대하여 제안된 위치들이 식별되는, 도 4의 멀티탭 파워 팩을 사시도로 도시한다.
도 6은 수퍼커패시터 및 배터리를 구비한 하이브리드 파워 팩에 의해 전력이 공급되는, 전력 분배 네트워크에서 사용하기 위한 프론트 엔드 모듈을 개략적으로 도시한다.
도 7은 전력 분배 네트워크에서 사용하기 위한 프론트 엔드 모듈을 개략적으로 도시하며, 전력 분배 네트워크는 추가의 컴포넌트를 포함하고 도 6의 하이브리드 파워 팩의 적응된 버전에 의해 전력이 공급되며, 적응된 파워 팩은 수퍼커패시터가 추가의 컴포넌트에 전력을 공급할 수 있게 해주는 탭을 포함한다.

도 1은 프론트 엔드 모듈(FEM; front end module)(124) 및 단일 파워 팩(120)을 구비한 전력 분배 네트워크(100)를 도시한다. 파워 팩(120)은 전하 저장 컴포넌트를 포함한다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 전하 저장 컴포넌트는 화학 전력 전지 또는 수퍼커패시터(supercapacitor)와 같이 전기 전하를 저장하는 임의의 컴포넌트일 수 있다. 전력 분배 네트워크(100)는 이동 통신 디바이스에서 사용하도록 구성된다. 이동 통신 디바이스는 이동 통신 디바이스의 전반적인 동작을 제어하기 위한, 또는 이동 통신 디바이스의 선택된 동작을 제어하기 위한 프로세서(102)를 포함한다. 이동 통신 디바이스의 컴포넌트는 하우징(도시되지 않음) 및 다수의 사용자 인터페이스 컴포넌트(104)를 포함한다. 사용자 인터페이스 컴포넌트(104)는 입력 디바이스(예를 들어, 복수의 키들을 갖는 키보드, 버튼, 트랙볼 또는 터치 패드) 및 출력 디바이스(예를 들어, 디스플레이)를 포함할 수 있으며, 출력 디바이스는 풀 그래픽, 또는 풀 컬러 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 디스플레이는 터치스크린 디스플레이를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 키보드는 가상 키보드를 포함할 수 있다. 기타 유형의 출력 디바이스가 대안으로서 이용될 수 있다. 프로세서(102)는 이동 통신 디바이스의 사용자에 의해 키보드 상의 키들의 작동에 응답하여, 부분적으로, 디스플레이의 동작을 제어한다.

이동 통신 디바이스의 컴포넌트는 또한 오디오 회로(106)를 포함할 수 있으며, 오디오 회로(106)는 오디오 경보(신호음), 전화 통화로 수신된 오디오, 및 디바이스 메모리(도시되지 않음)에 저장된 디지털 음악 파일에 기초한 오디오의 사용자에게의 제시를 제어할 수 있다.

이동 통신 디바이스의 컴포넌트는 또한 알려진 GPS(Global Positioning System)와 함께 사용하기 위한 수신기(108)를 포함할 수 있다. GPS 수신기(108)는 GPS 수신기 안테나(118A)에 통신 가능하게 접속되는 것으로 도시되어 있다.

이동 통신 디바이스의 컴포넌트는 또한 이동 통신 디바이스와, 반드시 유사한 디바이스일 필요는 없는 기타 부근의 시스템 또는 디바이스 사이의 통신을 가능하게 하는 단거리 통신 서브시스템에 사용하기 위한 트랜시버(110)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단거리 통신 서브시스템은 유사 가능한 시스템 및 디바이스와의 통신을 제공하도록 적외선 디바이스 및 연관된 회로와 컴포넌트 또는 블루투스(Bluetooth^TM) 통신 모듈을 포함할 수 있다. 블루투스 트랜시버(110)는 블루투스 트랜시버 안테나(118B)에 통신 가능하게 접속되는 것으로 도시되어 있다.

이동 통신 디바이스의 컴포넌트는 또한 무선 로컬 영역 네트워킹 통신 서브시스템에서 사용하기 위한 트랜시버(112)를 포함할 수 있다. 표준 세트는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에 의해 확립되었으며, IEEE 802.11 표준으로 알려져 있다. 제품들은 IEEE 802.11 표준을 고수하기 위해 알려진 와이파이(Wi-Fi) Alliance에 의해 보증될 수 있다. 와이파이 트랜시버(112)는 와이파이 트랜시버 안테나(118C)에 통신가능하게 접속되는 것으로 도시되어 있다.

이동 통신 디바이스의 컴포넌트는 또한 제1 무선 통신 서브시스템에서 사용하기 위한 트랜시버(114)를 포함할 수 있다. 제1 무선 통신 서브시스템은 공지된 W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 표준에 기초할 수 있다. W-CDMA 트랜시버(114)는 W-CDMA 트랜시버 안테나(118D)에 통신가능하게 접속되는 것으로 도시되어 있다.

이동 통신 디바이스의 컴포넌트는 또한 제2 무선 통신 서브시스템에서 사용하기 위한 트랜시버(116)를 포함할 수 있다. 제2 무선 통신 서브시스템은 공지된 GSM(Global System for Mobile communications) 및 EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) 표준에 기초할 수 있다. GSM/EDGE 트랜시버(116)는 GSM/EDGE 트랜시버 안테나(118E)에 FEM(124)을 통하여 통신가능하게 접속되는 것으로 도시되어 있다.

프로세서(102), 사용자 인터페이스(104), 오디오 회로(106), GPS 수신기(108), 블루투스 트랜시버(110), 와이파이 트랜시버(112), W-CDMA 트랜시버(114) 및 GSM/EDGE 트랜시버(116)는 전부 파워 관리 집적 회로(PMIC; power management integrated circuit)(122)에의 접속을 유지한다. PMIC(122) 및 FEM(124)은 파워 팩(120)에의 접속을 유지한다. 파워 팩(120)은 제1 탭(132A)을 통하여 배터리 충전 회로(126)에의 접속을 유지하고 제2 탭(134A)을 통하여 FEM(124)의 컴포넌트와 마찬가지로 파워 서플라이 기준 전압에의 접속을 유지한다. 또다른 탭 쌍은 멀티탭 파워 팩(120)을 FEM(124)에 접속시키는 제3 탭(132B) 및 멀티탭 파워 팩(120)을 파워 서플라이 기준 전압에 접속시키는 제4 탭(134B)을 포함한다.

파워 팩(120)은 예를 들어 4.2V 내지 3.2V의 동작 범위를 갖는 Li 이온 배터리를 하우징할 수 있다. 그러나 여기에 기재된 개념은 임의의 특정 형태의 에너지 저장 또는 배터리 화학에 한정되지 않는다.

도 1의 FEM(124)의 컴포넌트들은 도 2에 도시되어 있다. FEM(124)은 GSM/EDGE 트랜시버(116)의 출력에 그리고 저역 통과 필터(204)에의 입력에 접속하는 전력 증폭기(202)를 포함한다(하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아님). 스위치(206)는 한 상태에서 GSM/EDGE 트랜시버 안테나(118E)에 접속하는 안테나 매칭 회로(208)에 저역 통과 필터(204)의 출력을 접속시킨다. 또다른 상태에서, 스위치(206)는 안테나 매칭 회로(208)의 출력을 대역 통과 필터(210)의 입력에 접속시킨다. 대역 통과 필터(210)의 출력은 GSM/EDGE 트랜시버(116)의 입력에 접속한다.

전력 증폭기(202)는 각각의 스테이지가 파워 팩(120)의 제3 탭(132B)으로부터 파워 서플라이 전압을 수신하는 것인 다수의 스테이지(개별적으로 인용되지는 않음)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 마찬가지로, 각각의 스테이지는 파워 팩(120)의 제4 탭(134B)과 파워 서플라이 기준 전압을 공유한다.

동작시, GSM/EDGE 트랜시버(116)는 전력 증폭기(202)를 소위 "펄스 모드(pulse mode)"로 동작시킬 수 있다. 전력 증폭기 동작의 펄스 모드는 파워 팩(120)의 제1 단자(132A)에서 제공된 파워 서플라이 전압의 변동을 야기하는 것으로 알려져 있다. 파워 서플라이 전압의 변동 또는 리플은 고펄스 전류로 인해 400mV 피크대피크(peak-to-peak)만큼 클 수 있다. 그러나, 리플은 파워 팩(120)으로부터 PMIC(122)로 나머지 컴포넌트들에 전파될 수 있다. 오디오 회로(106)의 경우, 리플은 오디오 버즈를 야기할 수 있으며(GSM 기반의 통신 디바이스의 경우, 많은 자들이 217Hz에서의 버즈를 경험함), 이의 제거는 어렵고 비용이 많이 드는 것으로 여겨졌다.

전력 증폭기 전류 루프는 파워 팩(120) 및 전력 증폭기(202)를 통하여 형성되는 것으로 정의될 수 있다. 종래의 전력 증폭기 전류 루프의 상대적으로 큰 면적으로써, 전력 증폭기 동작의 펄스 모드가 측정가능한 자기파(magnetic radiation)를 방출시키는 것으로 나타날 수 있다. 이러한 방출은, 특히 오디오 신호를 픽업하기 위해 T-자기 코일(또는 T-코일)을 이용하는 보청기에서 발견되는 회로 중에, 보청기에서 발견되는 회로와 같은 다른 회로에 간섭하는 것으로 나타날 수 있다. 전력 증폭기 전류 루프로부터의 자기파의 방출은 또한 그 방사선이 전력 분배 네트워크(100)가 전력을 제공하는 이동 통신 디바이스의 인클로져 내부 및/또는 그 외부의 다양한 트랜스듀서 및 기타 컴포넌트로 연결될 때 문제가 될 수 있다.

전송 중에 전력 증폭기(202)에 존재하는 무선 주파수(RF) 간섭 신호(임의의 원치않는 신호)는 파워 서플라이 라인을 통하여 다른 회로(104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 122, 126)에 연결될 수 있는 것으로 나타날 수 있다. 간섭 신호가 파워 팩(120)에 연결되게 될 때, 예를 들어 이들 간섭 신호는 배터리 구조로 인해 파워 팩(120)에 의해 방사될 수 있는 것으로 나타날 수 있다. 배터리 구조는, 예를 들어 이동 통신 디바이스 하우징에 접속되어 있는 파워 팩(120)의 제1 탭(212)(즉, 포지티브 접촉부)을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 이동 통신 디바이스 하우징이 안테나와 같이 거동할 수 있는 것으로 나타날 수 있다.

도 3은 멀티탭 파워 팩(120)(도 1 참조) 및 도 2로부터의 전력 증폭기(202)를 노출시키도록 배터리 커버가 제거된 이동 통신 디바이스(300)를 도시한다. 제3 탭(134B)을 전력 증폭기(202)에 접속시키는 제1 트레이스(312)가 도시되어 있다. 마찬가지로, 제4 탭(132B)을 전력 증폭기(202)에 접속시키는 제2 트레이스(314)가 도시되어 있다.

도 3은 멀티탭 파워 팩(120) 및 도 2로부터의 전력 증폭기(202)를 노출시키도록 배터리 커버가 제거된 예시적인 이동 통신 디바이스(300)를 도시한다. 제3 탭(132B)을 전력 증폭기(202)에 접속시키는 제1 트레이스(312)가 도시되어 있다. 마찬가지로, 제4 탭(134B)을 전력 증폭기(202)에 접속시키는 제2 트레이스 (314)가 도시되어 있다. 반면에, 단일탭 파워 팩은 탭(132A 및 134A)을 갖고 탭(132B 및 134B)을 갖지 않을 수 있으며, 트레이스는 전력 증폭기(202)를 탭(132A 및 134A)에 접속시킬 것이다. 전력 증폭기(202)가 탭(132A 및 134A)에 의해 파워 팩(120)에 접속될 전류 루프는 탭(132B 및 134B)을 통한 접속을 통해 형성될 전류 루프와 상이할 것이다. 특히, 후자의 전류 루프는 더 작을 것인데, 탭(132B 및 134B)은 탭(132A 및 134A)의 경우보다 전력 증폭기(202)에 더 근접하기 때문이다. 아래에서 설명되는 바와 같이, RF 간섭을 감소시키기 위해 더 작은 전류 루프가 유용하다. 또한, 파워 팩(120)과 전력 증폭기(202) 사이의 전류 루프는 다른 컴포넌트에 전력을 공급하는 것일 수 있는 탭(132A 및 134A)에 직접 전기적으로 연결되지 않는다.

도 4는 다수의 탭 쌍들을 구비한 파워 팩(420)의 예시적인 구현을 도시한다. 멀티탭 파워 팩(420)은 제1 재충전가능한 배터리(422A) 및 제2 재충전가능한 배터리(422B)를 하우징한다. 제1 배터리(422A)는 배터리 충전 회로(426)에 접속된 제1 탭(412A) 및 전력 분배 네트워크에 대한 공통 공급 전압에 접속되는 제2 탭(414A)을 갖는다. 제2 배터리(422B)의 제2 탭(414B)은 전력 분배 네트워크에 대한 공통 공급 전압에 접속된다. 제2 배터리(422B)의 제1 탭(412B)은 배터리 충전 회로(426)에 접속된다. 제2 배터리(422B)의 제1 탭(412B)은 또한 프론트 엔드 모듈(FEM)(424)에 접속된다. FEM(424)은 또한 공통 공급 전압에 접속된다. FEM(424)은 FEM(124)에 대하여 도 2에 도시된 구조와 유사한 구조(도시되지 않음)를 갖는다. 대안의 구현에서, 배터리 충전 회로(426)는 도 4에 도시된 접속 전부를 유지하면서 멀티탭 파워 팩(420) 내부에 있다.

멀티탭 파워 팩(420)은 배터리 식별자 및 온도 센서(428)를 포함한다. 배터리 식별자 및 온도 센서(428)는 프로세서(102)(도 1)에 접속된다. 배터리 식별자 부분은 배터리 ID 탭(416)에서 신호를 출력하도록 적응된다. 온도 센서 부분은 온도 탭(418)에서 신호를 출력하도록 적응된다.

선택적으로, 도 4의 회로는 제2 배터리(422B)의 제1 탭(412B)과 FEM(424) 사이에 개재된 필터(436)를 포함할 수 있다. 이러한 필터는, 전력 증폭기가 사용 중일 때, FEM(424)으로부터, 보다 구체적으로는 그 안의 전력 증폭기로부터 무선 주파수 잡음의 전파를 감소시키기 위해, 사용이 고려될 수 있다. 실제로, 잡음은 전력 분배 네트워크(100)의 어디에서든 생길 수 있다.

단지 2개의 전하 저장 컴포넌트 대신에, 멀티탭 파워 팩(420)은 3개 이상의 전하 저장 컴포넌트를 갖도록 설계될 수 있다. 부가의 전하 저장 컴포넌트(도시되지 않음) 각각은 특정 회로와 연관될 수 있다. 예를 들어, 대응하는 탭을 구비한 제3 전하 저장 컴포넌트가 와이파이 트랜시버(112)와 함께 사용하기 위한 전력 증폭기를 포함하는 모듈과 연관될 수 있다.

이 경우에, 제3 전하 저장 컴포넌트는 와이파이 트랜시버(112)와 함께 사용하기 위한 전력 증폭기의 전력 조작 필요에 특유하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 와이파이 트랜시버(112)와 함께 사용하기 위한 전력 증폭기는 단지 2.5W의 피크 전력 드로우를 가질 수 있으며, 이는 GSM/EDGE 트랜시버(116)와 함께 사용하기 위한 전력 증폭기 경우의 12 W의 피크 전력 드로우보다 상당히 더 작은 것이다. 따라서, 제3 전하 저장 컴포넌트는 제2 배터리(422B)와는 별개인 것으로서 선택될 수 있다. 또한, 제3 전하 저장 컴포넌트와 와이파이 트랜시버(112)와 함께 사용하기 위한 전력 증폭기를 포함하는 모듈 사이의 접속에서의 필터는 도 4의 FEM(424)과 제2 배터리(422B) 사이의 접속에서의 필터(436)와는 별개인 것으로 선택될 수 있다.

도 5는 멀티탭 파워 팩(420)을 사시도로 도시하며, 제안된 위치들은 제1 탭(412A), 제2 탭(414A), 제3 탭(412B), 제4 탭(414B), 배터리 ID 탭(416) 및 온도 탭(418)에 대하여 식별된다.

선택적으로, 도 4의 멀티탭 파워 팩(420)에서의 제2 배터리(422B)는 도 6에 도시된 바와 같이 대안의 전하 저장 컴포넌트로 교체될 수 있다. 도 6에서 FEM(424)은 하이브리드(hybrid) 파워 팩(620)으로부터 전력을 수신한다. 하이브리드 파워 팩(620)은 수퍼커패시터(623) 및 재충전가능한 배터리(622)를 포함한다.

일반적으로 수퍼커패시터는 수퍼커패시터가 소형 패키지로 매우 높은 커패시턴스를 제공한다는 것을 제외하고는 보통의 커패시터와 비슷하다. 에너지 저장은 종래의 화학 배터리의 방식과 같은 전자 화학 프로세스에 의해 달성되는 것이 아니라 정전하(static charge)에 의해 달성된다. 보통의 커패시터와 마찬가지로, 수퍼커패시터는 포지티브 플레이트와 네가티브 플레이트를 갖는다. 포지티브 및 네가티브 플레이트에 전압 차이를 가함으로써, 전하가 수퍼커패시터에 저장될 수 있다. 보통의 커패시터가 통상적으로 전도성 포일 및 건식 분리기를 포함하는 반면에, 수퍼커패시터는 통상적으로 특수 전극 및 전해질을 포함한다.

TDK(Nihombashi, Chuo, Tokyo, Japan)에 의한 공지된 부품 번호 EDLC152344-551-2F-30은 수퍼커패시터(623)에 사용될 수 있는 컴포넌트의 예이다. 이 예시적인 컴포넌트의 사양은, 치수 23x44x1.5 mm, 정격 전압 - 4.2V 연속 바이어스, 5.7V 간헐 바이어스, 및 공칭 커패시턴스 550mF를 포함한다. 그러나 여기에 기재된 개념은 임의의 특정 수퍼커패시터 또는 임의의 특정 커패시턴스, 또는 전하 저장 또는 전하 분리를 위한 임의의 특정 구조에 한정되지 않는다.

멀티탭 파워 팩(420)의 제1 배터리(422A)와 마찬가지로, 하이브리드 파워 팩(620)의 배터리(622)는 배터리 충전 회로(126)에 접속된 제1 탭(612A) 및 전력 분배 네트워크에 대한 공통 공급 전압에 접속된 제2 탭(614A)을 갖는다. 수퍼커패시터(623)의 제2 탭(614B)은 또한 전력 분배 네트워크에 대한 공통 공급 전압에 접속된다. 수퍼커패시터(623)의 제1 탭(612B) 및 배터리(622)의 제1 탭(612A)은 수퍼커패시터 충전 회로(621)에 접속되고 이에 의해 개재된다. 스텝다운(step-down) DC-DC 컨버터(628)는 수퍼커패시터(623)의 제1 탭(612B)에 FEM(424)에 접속된다.

수퍼커패시터 충전 회로(621)는 미리 결정된 충전 전류를 갖는 스텝업 컨버터 또는 스텝다운 컨버터일 수 있는 표준 스위칭된 파워 서플라이로서 구현될 수 있다.

하이브리드 파워 팩(620)은 배터리 식별자 및 온도 센서(626)를 포함한다. 배터리 식별자 및 온도 센서(626)는 프로세서(102)(도 1)에 접속된다. 배터리 식별자 부분은 배터리 ID 탭(616)에서 하이브리드 파워 팩(620)의 식별정보를 출력하도록 적응된다. 온도 센서 부분은 하이브리드 파워 팩(620) 내의 온도를 감지하고 온도 탭(618)에서 프로세서(102)에 온도를 표시하는 출력 신호를 제공하도록 적응된다.

도 6의 하이브리드 파워 팩(620)은 이동 통신 디바이스의 추가의 컴포넌트에 전력을 공급하기 위한 추가의 탭 쌍을 갖도록 적응될 수 있다. 적응된 하이브리드 파워 팩(720)은 도 7에 도시되어 있다.

도 6의 하이브리드 파워 팩(620)과 마찬가지로, 적응된 하이브리드 파워 팩(720)의 배터리(622)는 배터리 충전 회로(126)(도 1)에 접속된 제1 탭(612A) 및 전력 분배 네트워크에 대한 공통 공급 전압에 접속된 제2 탭(614A)을 갖는다. 수퍼커패시터(623)의 제2 탭(614B)은 또한 전력 분배 네트워크에 대한 공통 공급 전압에 접속된다. 도 6의 회로에서와 같이, 수퍼커패시터(623)의 제1 탭(612)과 배터리(622)의 제1 탭(612A)은 수퍼커패시터 충전 회로(621)에 접속되고 이에 의해 개재된다. 스텝다운 DC-DC 컨버터(628)는 수퍼커패시터(623)의 제1 탭(612B)에 그리고 FEM(424)에 접속된다.

도 6의 하이브리드 파워 팩(620)과 같이, 적응된 하이브리드 파워 팩(720)은 배터리 식별자 및 온도 센서(626)를 포함한다. 배터리 식별자 및 온도 센서(626)는 프로세서(102)(도 1)에 접속된다. 배터리 식별자 부분은 배터리 ID 탭(616)에서 적응된 하이브리드 파워 팩(720)의 식별정보를 출력하도록 적응된다. 온도 센서 부분은 적응된 하이브리드 파워 팩(720) 내의 온도를 감지하고 온도 탭(618)에서 프로세서(102)에 온도를 표시하는 출력 신호를 제공하도록 적응된다.

도 7의 회로는 이동 통신 디바이스에서 찾아볼 수 있는 추가의 컴포넌트를 포함한다. 추가의 컴포넌트는 발광 다이오드(LED)(732)를 포함한다. 컨트롤러(730)가 LED(732)와 연관되며 LED(732)에 접속되어 있다. 컨트롤러(730)는 적응된 하이브리드 파워 팩(720)의 제5 탭(734)에 접속되며, 제5 탭(734)은 제3 탭(612B)에 접속되어 있는 수퍼커패시터(623)의 동일 단자에 접속된다. 또한, 컨트롤러(730)는 프로세서(102)(도 1)에 접속된다. 제5 탭(734)과 쌍을 이루는 것이 제6 탭(736)이며, 제6 탭(736)은 제4 탭(614B)에 접속되어 있는 수퍼커패시터(623)의 동일 단자에 접속되어 있다.

개요에서, 적어도 제2 탭 세트(132B, 134B, 도 1)는 멀티탭 파워 팩(120)을 형성하도록 파워 팩(120)에 포함될 수 있다. 제2 탭 세트(132B, 134B)가 전력 증폭기(202)에 더 가까이 위치되어 있는 경우에, 도 1의 멀티탭 파워 팩(120)을 포함하는 전력 증폭기 전류 루프는 도 1의 파워 팩(120)을 포함하는 전력 증폭기 전류 루프보다 더 작게 이루어질 수 있다. 더 작은 전력 증폭기 전류 루프의 이점들 중 하나는 RF 간섭 신호들의 감소된 방출일 수 있다.

도 1의 FEM(124)은, 동작시 FEM(124)이 GSM/EDGE 트랜시버 안테나(118E) 상의 전송을 위해 GSM/EDGE 트랜시버(116)로부터의 신호를 수신하도록 구성된다. 또한, 도 1의 FEM(124)은, 동작시 FEM(124)이 GSM/EDGE 트랜시버 안테나(118E)로부터의 신호를 수신하고 GSM/EDGE 트랜시버(116)에 수신 신호를 전송하도록 구성된다. 도 1의 FEM(124)의 동작은 파워 팩(120)으로부터 수신된 전력에 의해 용이해진다.

도 1의 FEM(124)의 동작은 멀티탭 파워 팩(120)으로부터 수신된 전력에 의해 용이해진다. 특히, 멀티탭 파워 팩(120)은 단일 배터리(도시되지 않음)를 포함하거나, 도 4, 도 6 및 도 7의 도면에서 설명되는 바와 같은 다수의 전하 저장 컴포넌트를 포함할 수 있다.

편의상, 트레이스(312, 314), 멀티탭 파워 팩(120) 및 전력 증폭기(202)는 도 3의 전력 증폭기 전류 루프를 형성하며, 이는 전력 증폭기(202)와 파워 팩(120)의 탭(132A 및 132B) 사이의 트레이스에 의해 형성될 전력 증폭기 전류 루프보다 더 작다.

인쇄 회로 보드(PCB) 상의 상대적으로 긴 파워 서플라이 트레이스는 PCB 공간(real estate)을 차지하며 파워 팩에 의해 공급된 전력의 효율성에 해로운 것으로 간주될 수 있는 상대적으로 높은 등가 직렬 저항(ESR; Equivalent Series Resistance)을 유지하는 것으로 알려져 있다. 도 3에서 정의되어진 제안된 감소된 면적의 전력 증폭기 전류 루프의 부가적인 결과로는 파워 서플라이 트레이스의 길이 감소가 있으며, 그리하여 PCB 공간을 보존하고 파워 서플라이 트레이스의 ESR을 감소시키며, 멀티탭 파워 팩(120)으로부터의 전력 사용의 효율성의 증가를 유도한다.

도 4의 FEM(424)은, 도 1의 FEM(124)과 유사한 방식으로, 동작시, FEM(424)이 GSM/EDGE 트랜시버 안테나(118E) 상의 전송을 위해 GSM/EDGE 트랜시버(116)로부터의 신호를 수신하도록 구성된다. 또한, 도 4의 FEM(424)은, 도 1의 FEM(124)과 유사한 방식으로, 동작시, FEM(424)이 GSM/EDGE 트랜시버 안테나(118E)로부터의 신호를 수신하고 GSM/EDGE 트랜시버(116)에 수신된 신호를 전송하도록 구성된다. 도 4의 FEM(424)의 동작은 멀티탭 파워 팩(420)으로부터 수신된 전력에 의해 용이해진다.

동작시, 배터리 식별자의 배터리 식별자 부분 및 온도 센서(428)는 배터리 ID 탭(416)에서 멀티탭 파워 팩(420)의 식별정보를 출력한다. 또한, 배터리 식별자 및 온도 센서(428)의 온도 센서 부분은 멀티탭 파워 팩(420) 내의 온도를 감지하고, 온도 탭(418)에서 프로세서(102)의 온도를 표시하는 출력 신호를 제공한다.

실질적으로, 동작시, 제2 배터리(422B)로부터 전류를 인출(draw)하는 동안, 펄스 모드로 동작하는 FEM(424)에 의해 야기된 전압 리플은 제1 배터리(422A)에 의해 전력 공급되는 회로에서 분리되는 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 높은 파워 서플라이 제거비의 더 낮아진 요건으로 디커플링 컴포넌트의 양을 감소시키고 일부 활성 디바이스의 비용을 절감함으로써 다른 회로(104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 122, 126)에 대한 회로 복잡도가 상당히 단순화될 수 있다.

도 6의 FEM(424)은, 도 1의 FEM(124)과 마찬가지 방식으로, 동작시 FEM(424)이 GSM/EDGE 트랜시버 안테나(118E) 상의 전송을 위해 GSM/EDGE 트랜시버(116)로부터의 신호를 수신하도록 구성된다. 또한, 도 4의 FEM(424)은, 도 1의 FEM(124)과 마찬가지 방식으로, 동작시 FEM(424)이 GSM/EDGE 트랜시버 안테나(118E)로부터의 신호를 수신하고 GSM/EDGE 트랜시버(116)에 수신된 신호를 전송하도록 구성된다. 도 6의 FEM(424)의 동작은 하이브리드 파워 팩(620)으로부터 수신된 전력에 의해 용이해진다.

동작시, 도 6의 회로에서, 스텝다운 DC-DC 컨버터(628)는 수퍼커패시터(623)의 제1 탭(612B)에서 이용 가능한 전압을 더 낮은 전압으로 변환하고, 더 낮은 전압을 FEM(424)이 이용할 수 있게 한다. 수퍼커패시터(623)로부터 전력을 인출하는 동안, 펄스 모드로 동작하는 FEM(424)에 의해 야기된 전압 리플은 배터리(622)에 의해 전력 공급되는 회로에서 분리되는 것으로 간주될 수 있다.

또한, 수퍼커패시터 충전 회로(621)는 도 1의 전력 분배 네트워크(100)의 파워 팩(120) 상에서 유지되도록 가능한 것보다 수퍼커패시터(623) 상의 더 일관적인 전하를 유지하도록 동작할 수 있다.

스텝다운 DC-DC 컨버터(628)와 하이브리드 파워 팩(620)의 조합에 의해 형성된 전력 증폭기 전류 루프의 일부분의 ESR은 파워 팩(120)의 ESR보다 더 낮은 것으로 나타날 수 있다. 실험에서, 파워 팩(120)의 ESR은 150 mΩ정도일 수 있으며, 스텝다운 DC-DC 컨버터(628)와 하이브리드 파워 팩(620)의 조합의 ESR은 단지 30 mΩ 정도일 수 있는 것을 보여주었다.

당해 기술 분야에서의 숙련자에게 분명하듯이, 하이브리드 파워 팩(620)은 하나보다 더 많은 고전류 부하가 있는 경우 하나보다 많은 수의 수퍼커패시터를 갖도록 설계될 수 있다.

도 7의 FEM(424)의 동작은 적응된 하이브리드 파워 팩(720)으로부터 수신된 전력에 의해 용이해진다.

전력 증폭기 동작의 펄스 모드는 배터리에서 제공된 전력 공급 전압의 리플을 야기하는 것으로 알려져 있으며 리플은 다른 회로의 동작에 악영향을 미치는 것으로 나타날 수 있다고 앞서 설명하였다. 또한 통상의 이동 통신 디바이스의 다른 회로가 전력 공급 전압의 리플을 야기할 수 있는 것으로 나타날 수 있다. 이러한 리플 야기 회로의 예는 도 7에서 LED(732)와 컨트롤러(730)의 조합이 있다.

도 7의 회로에서, LED(732)는 정지 사진을 캡쳐하도록 이동 통신 디바이스를 사용할 때 플래시에 사용될 수 있다. LED(732)는 또한 이동 통신 디바이스가 비디오를 캡쳐하고 있을 때 광을 제공하도록 전등으로서 사용될 수 있다. 컨트롤러(730)는 적응된 하이브리드 파워 팩(720)의 제5 탭(734)으로부터 전력을 수신한다. 또한, 컨트롤러(730)는 프로세서(102)(도 1)로부터 명령어를 수신한다.

통상의 이동 통신 디바이스에서, FEM(424) 및 LED(732)는 고 펄스 전력 소모 및 다른 회로에 전파되는 결과적인 전압 리플로 인해, 동시에 동작되지 않을 수 있다. 스텝다운 DC-DC 컨버터(628)와 수퍼커패시터 충전 회로(721)를 구비한 수퍼커패시터(723)를 사용함으로써, 상당한 전력 공급 전압 리플을 다른 회로에 전파시키지 않고서, FEM(424)과 LED(732)의 동시 동작을 가능하게 할 것으로 나타날 수 있다.

상기 기재한 실시예 및 이의 변형은 하나 이상의 이점들을 실현할 수 있으며, 이의 일부는 앞서 언급하였다. 상기 언급한 바와 같이, 전력 증폭기(202)가 탭(132A 및 134A)에 직접 전기적으로 연결되지 않을 때, 전력 증폭기에 의해 야기된 전압 리플은 다른 회로와 부분적으로 또는 실질적으로 완전히 분리됨으로써, 리플의 영향을 감소시킬 수 있다. 그리하여 일부 컴포넌트의 성능이 개선될 수 있다. 오디오 회로로부터의 리플의 분리는 예를 들어 오디오 버즈를 감소시킬 수 있다. T 코일을 이용한 통신과의 간섭과 같은 일부 통신 채널과의 전자기 간섭이 감소될 수 있다.

본 발명의 상기 기재한 실시예는 단지 예인 것으로 의도된다. 여기에 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 당해 기술 분야에서의 숙련자에 의해 특정 실시예에 대해 대안, 수정 및 변형이 실시될 수 있다.

100: 전력 분배 네트워크
102: 프로세서
104: 사용자 인터페이스
106: 오디오 회로
108: GPS 수신기
110: 불루투스 트랜시버
112: 와이파이 트랜시버
114: W-CDMA 트랜시버
116: GSM/EDGE 트랜시버
120: 파워 팩
124: 프론트 엔드 모듈
126: 배터리 충전 회로

Claims

이동 통신 디바이스에 있어서,
전력 증폭기; 및
파워 팩을 포함하고, 상기 파워 팩은,
전하 저장 컴포넌트;
상기 이동 통신 디바이스의 적어도 오디오 회로에 전력을 공급하기 위해 상기 전하 저장 컴포넌트의 단자에 접속된 제1 탭 쌍; 및
상기 전력 증폭기에 전력을 공급하기 위해 상기 전하 저장 컴포넌트의 단자에 접속된 제2 탭 쌍으로서, 상기 파워 팩이 상기 이동 통신 디바이스에 설치될 때 상기 제1 탭 쌍보다 상기 전력 증폭기에 더 가까이 위치되는 것인 제2 탭 쌍
을 포함하는 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 1에 있어서, 상기 전하 저장 컴포넌트는 단일 재충전가능한 배터리를 포함하는 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 2에 있어서, 상기 단일 재충전가능한 배터리는 리튬 이온 배터리인 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 1에 있어서, 상기 전하 저장 컴포넌트는 제1 재충전가능한 배터리 및 제2 재충전가능한 배터리를 포함하는 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 4에 있어서, 상기 제1 재충전가능한 배터리는 리튬 이온 배터리이고 상기 제2 재충전가능한 배터리는 리튬 이온 배터리인 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 1에 있어서, 상기 전하 저장 컴포넌트는 커패시터 및 재충전가능한 배터리를 포함하는 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 6에 있어서, 상기 커패시터는 수퍼커패시터(supercapacitor)인 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 재충전가능한 배터리는 리튬 이온 배터리인 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
전력을 필요로 하는 추가의 컴포넌트를 더 포함하고,
상기 파워 팩은 상기 추가의 컴포넌트에 전력을 공급하기 위해 상기 수퍼커패시터의 단자에 접속된 제3 탭 쌍을 더 포함하는 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 9에 있어서, 상기 추가의 컴포넌트는 발광 다이오드인 것인 이동 통신 디바이스.
청구항 10에 있어서, 상기 발광 다이오드와 연관되며 상기 발광 다이오드에 접속된 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 발광 다이오드와 상기 제3 탭 쌍 중의 하나 사이에 개재되는 것인 이동 통신 디바이스.