KR20120043277A - 전자 기기의 전원 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 기기의 전원 제어 장치에 관한 것으로, 외부 배터리의 연결 상태를 감지하는 외부 배터리 감지부; 상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 판단하는 제어부; 상기 제어부의 판단 결과 외부 배터리에 의한 전원 공급이 결정되면, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 전자 기기에 내장된 내장 배터리로부터의 전원 공급을 중단하고, 상기 외부 배터리로부터 제공되는 전원이 상기 전자 기기로 공급되도록 전원을 선택적으로 출력하는 전원 스위칭부; 및 상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되는 시점까지 단속 구간의 전원을 공급하는 단속 전원 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자 기기의 전원 제어 장치 및 그 제어 방법{Apparatus of controlling a power of a electronic device without power-off and the controlling method thereof}
본 발명은 전자 기기의 전원 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 배터리를 실장하여 충전시키는 보조 배터리 충전팩을 전자 기기에 연결 시 전원 공급의 중단 없이 전원 공급 배터리의 전환이 가능한 전자 기기의 전원 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 스마트폰, 노트북, PDA, 휴대폰 등과 같은 휴대용 전자 기기(또는 휴대용 단말기)에는 외부로부터 전원이 공급되지 않은 상태에서도 상기 전자 기기의 구동에 필요한 전력을 공급하기 위하여, 재사용이 가능한 충전식 배터리(rechargeable battery)를 포함하고 있다. 적어도 1개 이상의 단위전지(cell)들의 집합으로 구성되는 상기 충전식 배터리에는 니켈-카드뮴(Ni-Cd), 납산(Lead Acid), 니켈 수소화 메탈(NiMH), 리튬 이온(Li-ion), 리튬 폴리머(Li polymer) 등이 있다. 상기 충전식 배터리들은 각각의 특성에 따른 충전 방식에 의하여 사용되어야 배터리의 수명을 단축시키지 않고 오래 사용될 수 있다.
상기 충전식 배터리를 충전하기 위한 충전 장치는 가정 등에서 전원단자에 연결시켜놓고 사용하며 흔히 크래들(cradle)이라고도 불리는 고정형 충전 장치와 사용자가 여행 중에 휴대하며 사용할 수 있는 휴대용 충전 장치 등으로 구분된다. 최근에는, 휴대용 단말기 구입시 별도로 제공되는 상기 충전 장치에서 벗어나, 휴대용 단말기 내부나 배터리팩(battery pack) 자체에 소정의 충전 수단을 내장한 형태로 발전하게 되었다.
한편, 최근 스마트폰과 같은 휴대용 단말기의 경우에는 동영상 재생, 무선 인터넷 등 그 기능이 다양해짐에 따라 배터리 소모가 많아 외부 배터리를 추가로 더 사용할 수 있게 해주고 있다. 예컨대, 휴대용 단말기 내부에 내장된 충전용 배터리가 교체 가능한 단말기일 경우, 교체할 수 있는 보조 충전용 배터리를 추가로 제공해준다. 반면, 내장된 충전용 배터리가 고정되어 있어서 교체가 불가할 경우에는 외장 형태의 배터리팩을 더 지급하여 내장 배터리의 전력이 모두 소모될 경우, 외부 배터리로부터 전원을 공급해서 사용하도록 하고 있다.
현재 사용중인 스마트폰 혹은 MP3 플레이어 기기들의 내부 배터리가 거의 소모가 되면, 배터리교체 경고 메시지 혹은 경고 신호를 준다. 그러면 통상의 경우 배터리를 교체하기 위해서는 휴대용 전자 기기의 전원을 끄거나 혹은 내장 배터리를 강제 착탈하여 전원을 단락시키고, 배터리를 새것으로 교체한 후, 다시 전원을 켜야 한다. 그런 다음, 다시 구동프로그램 혹은 사용자 인터페이스(User Interface)용 시작프로그램이 가동되면서, 휴대용 전자 기기의 기능을 시작하게 된다. 이와 같은 절차에는 적어도 수 초 이상의 프로그램 재구동시간이 필요하며, 파워 오프와 온의 개별시간까지 추가하면, 짧게는 5초 이상, 평균 10초 이상의 시간을 소모하게 되며, 사용자가 다시 기능을 셋 업 해야 하는 번거로움이 있다.
한편, 스마트폰과 멀티미디어기능이 첨가된 MP3 플레이어의 경우, 점차 다양해지는 프로그램과 초기 구동프로그램의 용량증가, 사용중인 프로그램의 강제중단후 재부팅 등으로 다시 시작하는데 점점 더 시간이 많이 소요되며, 강제 중단한 프로그램 중 로그인해서 다시 부팅해야 하는 프로그램이 점점 늘어나고 있다. 이에 따라, 이러한 프로그램을 사용중인 사용자의 경우, 사용자는 로그인을 위해 여러 번 ID와 패스워드를 넣거나 클릭해야 하는 반복동작과 다시 사용할 프로그램을 재 부팅해야만 한다.
또한, 단순 반복의 로그인으로 프로그램을 수차례 재부팅 하다 보면, 많은 짜증을 유발하게 되며, 잠시 전에 하던 작업을 잊어버리고 있을 수도 있어서, 많은 문제점을 야기한다. 예컨대, 메신저에 로그인하고 있었다가 배터리 교체로 인하여 메신저 로그 아웃을 잊어버리고 있을 경우, 로그인을 다시 할 때까지는 배터리 교체 전에 연락하고 있는 메신저 상대방과 연락이 안 되는 등의 불편함이 야기되기도 한다.
따라서, 전자 기기의 배터리를 교체하더라도 전력 공급의 중단 없이 기기를 연속적으로 동작시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 보조 배터리를 실장하여 충전시키는 보조 배터리 충전팩을 전자 기기에 연결시킬 때, 전자 기기 전원 공급의 중단 없이 내부에 장착된 내장 배터리에 의한 전원 공급을 끊고 연속적으로 보조 배터리에 의해 전원이 공급되도록 하는 전자 기기의 전원 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 보조 배터리를 실장하여 충전시키는 보조 배터리 충전팩을 전자 기기에 연결시킬 때, 보조 배터리와 내장 배터리의 전력 상태를 비교하여 보조 배터리의 전력이 높을 경우, 전자 기기의 전원 공급 중단 없이 내부에 장착된 내장 배터리에 의한 전원 공급을 끊고 연속적으로 보조 배터리에 의해 전원이 공급되도록 하는 전자 기기의 전원 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 장치는 외부 배터리의 연결 상태를 감지하는 외부 배터리 감지부; 상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 판단하는 제어부; 상기 제어부의 판단 결과 외부 배터리에 의한 전원 공급이 결정되면, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 전자 기기에 내장된 내장 배터리로부터의 전원 공급을 중단하고, 상기 외부 배터리로부터 제공되는 전원이 상기 전자 기기로 공급되도록 전원을 선택적으로 출력하는 전원 스위칭부; 및 상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되는 시점까지 단속 구간의 전원을 공급하는 단속 전원 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제어부는 상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 묻는 표시를 출력하고, 사용자에 의해 입력된 승인 입력 신호에 따라 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 자동으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제어부는 상기 외부 배터리에 의한 전원 공급이 결정되면, 상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되는 시점까지 상기 전자 기기의 기능을 최소화시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 전자 기기의 기능 최소화는 상기 전자 기기의 화면을 오프시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장치는 상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리 및 상기 내장 배터리의 전압 레벨을 측정하는 전압 측정부;를 더 포함하며, 상기 전압 측정부의 측정 결과, 상기 외부 배터리의 전압 레벨이 상기 내장 배터리의 전압 레벨보다 높을 경우, 상기 제어부에서는 상기 외부 배터리에 의한 전원 공급을 결정하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 전자 기기는 휴대폰, 스마트폰, 캠코더, 디지털 카메라, 방송용 카메라, MP3 플레이어, 노트북, 넷북, 타블렛 PC, 전자 사전 및 e-book 단말기 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방법은, 전자 기기의 외부 배터리 감지부에서 외부 배터리의 연결 상태를 감지하는 단계; 상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 제어부에서 상기 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 판단하는 단계; 상기 제어부의 판단 결과 외부 배터리에 의한 전원 공급이 결정되면, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 전자 기기에 내장된 내장 배터리로부터의 전원 공급을 중단하는 단계; 상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되기 전까지 단속 구간의 전원을 공급하는 단계; 및 상기 외부 배터리로부터 상기 전자 기기로 전원을 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 보조 배터리를 실장하여 충전시키는 보조 배터리 충전팩을 전자 기기에 연결시킬 때, 전원 공급의 중단 없이 보조 배터리로 전원을 교체함으로써 배터리 교체에 따른 전원 재부팅 시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 전자 기기 사용시 많은 어플리케이션 실행 중 전원이 교체될 경우, 전원 공급의 중단 없이 보조 배터리로 전원을 교체함으로써 각종 어플리케이션을 재실행 시켜야 하는 불편함을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명이 적용되는 배터리 충전 장치와 휴대폰의 연결 관계를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명이 적용되는 배터리 충전 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명이 적용되는 배터리 충전 제어 절차를 나타내는 흐름도.
도 7은 본 발명이 적용되는 배터리 방전 제어 절차를 나타내는 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기의 전원 제어 장치의 구조를 나타내는 블록도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기의 전원 제어 절차를 나타내는 흐름도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 기기의 전원 제어 절차를 나타내는 흐름도.
본 발명은 외장 배터리(보조 배터리)를 실장하여 충전시키는 보조 배터리 충전팩을 전자 기기에 연결할 때, 상기 전자 기기 내부에 장착된 내장 배터리로부터의 전원 공급을 중단하고, 상기 연결된 외장 배터리로부터 전자 기기로 전원을 공급하는 전자 기기의 전원 제어 방법을 제안한다. 특히, 본 발명에서는 상기와 같이 전원을 공급하는 배터리가 전환될 때, 상기 전환 시점에서 전자 기기로의 전원 공급이 중단되지 않고 연속적으로 공급되도록 하는 방법을 제안한다. 이를 위해, 상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되는 시점까지 짧은 단속 구간에는 콘덴서 등과 같은 극소형 배터리로 전원을 공급한다.
한편, 본 발명이 적용되는 전자 기기는 휴대폰, 스마트폰, 캠코더, 디지털 카메라, 방송용 카메라, MP3 플레이어, 노트북, 넷북, 타블렛 PC, 전자 사전 및 e-book 단말기 등 배터리에 의해 전원이 공급되는 어떠한 전자 기기도 가능하다.
또한, 이하 본 발명의 설명에서는 상기와 같이 보조 배터리를 실장하여 충전시키는 보조 배터리 충전팩을 '배터리 충전 장치'로 칭하며, 교류 전원(AC)을 직류(DC)로 변환시켜 상기 배터리 충전 장치로 전원을 공급하는 장치는 '어댑터(adaptor)'라고 칭한다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라 상기 배터리 충전 장치에는 어댑터의 기능이 포함될 수도 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상세한 설명을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 하기에는 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명을 설명하기에 앞서 먼저 도 1 내지 도 7을 참조하여 보조 배터리를 장착하여 충전시키는 보조 배터리 충전팩에 의한 전자 기기 연결 방법 및 충전 방법에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명이 적용되는 배터리 충전 장치와 휴대폰의 연결 관계를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 어댑터(120)를 통해 입력되는 교류 전력은 직류로 변환되어 배터리 충전 장치(110)를 거쳐 휴대폰(100)으로 공급된다. 상술한 바와 같이 배터리 충전 장치(110)는 보조 배터리가 실장되는 보조 배터리 충전팩으로서 다양한 충전 제어 기능을 수행한다.
또한, 상기 도 1에서 휴대폰(100)은 전자 기기의 한 예이며 본 발명의 적용이 휴대폰에 한정되는 것은 아니다. 휴대폰(100)에는 충전 가능한 내장 배터리(101)가 케이스 내부에 내장되며, 일반적으로 상기 내장 배터리(101)는 휴대폰 케이스를 개봉하여 휴대폰(100)으로부터 착탈 및 교체가 가능하도록 되어 있다. 반면, 일부 휴대폰의 경우 케이스를 개봉하지 못하도록 되어 있어 상기 내장 배터리(101)가 고정되는 경우도 있다. 본 발명은 이러한 두 가지 경우 모두에 적용 가능하다.
상기 어댑터(120)로부터 공급되는 직류 전원은 배터리 충전 장치(110)에서 보조 배터리(111)를 충전시키거나, 휴대폰(100)의 내장 배터리(101)를 충전시키게 된다. 또한, 다른 방법으로 상기 배터리 충전 장치(110)의 출력 전류를 상기 휴대폰(100)의 회로(예컨대, FPCB 등)로 직접 공급함으로써 배터리의 전원을 사용하지 않고 휴대폰의 기능을 동작시킬 수도 있다. 아울러, 상기 휴대폰(100)으로 전원을 공급함과 동시에, 상기 보조 배터리(111) 또는 내장 배터리(101)의 충전을 동시에 수행하도록 구현할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 배터리 충전 장치(110)에서는 상기 내장 배터리(101)와 상기 보조 배터리(111)의 전압 레벨을 측정하여 내장 배터리(101)가 우선적으로 충전되도록 전류를 제어하게 된다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5의 회로 설명에서 후술하기로 한다.
또한, 상기 휴대폰(100)에서의 전력 사용의 경우, 상기 배터리 충전 장치(110)가 연결되면, 상기 휴대폰(100)에서는 상기 배터리 충전 장치(110)의 연결을 감지하고, 상기 배터리 충전 장치(110)에 장착된 보조 배터리(111)의 전원을 우선적으로 사용하도록 제어하게 된다. 이에 따라, 보조 배터리(111)의 전력이 모두 방전되면, 상기 휴대폰(100) 내부의 내장 배터리(101)의 전원을 사용하게 된다.
도 2는 상기 도 1에서 배터리 충전 장치(200) 내에 어댑터(120)의 기능이 포함된 실시예이다. 즉, 배터리 충전 장치(200)에서 충전팩의 기능에 어댑터의 정류 기능을 포함함으로써, 상기 배터리 충전 장치(200)가 별도의 어댑터 장치 없이 직접 상용 콘센트에 연결하여 교류 전력을 공급받을 수 있다.
한편, 상기 본 발명에 따른 배터리 충전 장치(110)는 도 1에서와 같이 휴대폰(100)에 연결될 때 별도의 연결선(130)(즉, 케이블)에 의해 연결될 수 있으며, 도 3에서와 같이 배터리 충전 장치(300)가 별도의 연결선 없이 직접 부착(예컨대, 크래들의 형태로 부착)될 수도 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 배터리 충전 장치(200)와 휴대폰(100)이 하나의 어댑터(400)를 통해 직접 연결되는 예를 나타낸다. 즉, 어댑터(400)에는 입력된 교류 전류를 직류로 변환시킨 후, 2개의 라인을 통해 출력하도록 전류를 분기시킬 수 있다. 이와 같은 경우, 휴대폰(100)과 배터리 충전 장치(200)로 동시에 전원이 공급되기 때문에, 휴대폰(100)의 내장 배터리(101)와 배터리 충전 장치(200)의 보조 배터리(111)에 대해 동시에 충전하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명이 적용되는 배터리 충전 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 배터리 충전 장치(110)는 외부(예컨대, 어댑터)로부터 직류 전원을 공급받아, 보조 배터리(111)를 충전시키거나, 휴대폰(100)의 내장 배터리(101)를 충전시키게 된다. 상기 배터리 충전 장치(110)는 충전 전류 설정부(510), 충전부(520), 제어부(530), 제1 스위치(540), 제2 스위치(550), 전압 감지부(560) 및 전원 경로 제어부(570)로 구성될 수 있다.
상기 전압 감지부(560)는 상기 배터리 충전 장치(110)에 실장된 보조 배터리(111)와 내장 배터리(101)의 전압 레벨을 감지한다. 상기 전압 감지 결과는 제어부(530)로 제공되며, 제어부(530)에서는 상기 보조 배터리(111)와 내장 배터리(101)의 전압 레벨 상태에 따라 각 배터리의 충전 및 사용을 제어하게 된다.
상기 전압 감지부(560)의 감지 결과, 상기 휴대폰(100)의 내장 배터리(101)가 완충 상태가 아닐 경우에는 보조 배터리(111)의 충전 상태와 관계없이, 우선적으로 내장 배터리(101)를 충전하게 된다. 따라서, 이러한 경우 제어부(530)에서는 제1 스위치(540)를 개방(open)하여 충전부(520)에서 보조 배터리(111)로 공급되는 전류을 차단하고, 제2 스위치(550)를 연결(close)시킴으로써 충전부(520)에서 공급되는 전류가 전원 경로 제어부(570)를 통해 휴대폰(100)의 내장 배터리(101)로 공급되도록 제어한다.
한편, 상기 전압 감지부(560)의 감지 결과, 상기 휴대폰(100)의 내장 배터리(101)가 완충되었을 경우, 상기 제1 스위치(540)를 연결시키고, 제2 스위치(550)를 개방함으로써, 충전부(520)의 전류가 보조 배터리(111)로 공급되도록 한다.
이와 같이 함으로써, 배터리 충전 장치(110)는 내장 배터리(101)를 우선적으로 완충시킨 후, 보조 배터리(111)를 충전시키게 된다.
또한, 상기 전압 감지부(560)에서는 상기 내장 배터리(101)의 완충 후 상기 보조 배터리(111)의 충전 중에도 상기 내장 배터리(101)의 전압 레벨을 계속 측정하게 된다. 이때, 상기 보조 배터리(111)의 충전 중에 상기 내장 배터리(101)가 방전되어 일정 전압 레벨(Vt) 이하로 떨어지게 되면, 상기 보조 배터리(111)의 충전을 중단하고, 다시 상기 내장 배터리(101)가 완충될 때까지 충전을 시작하게 된다.
이와 같이 함으로써, 항상 내장 배터리(101)가 우선하여 완충 상태가 될 수 있도록 하며, 배터리 충전 장치(110)를 휴대폰(100)으로부터 분리하더라도 내장 배터리(101)가 완충 상태를 유지할 수 있으므로, 배터리 충전 장치(110) 없이 휴대폰만을 휴대할 때 전력을 오래 사용할 수 있는 장점이 있게 된다.
전원 경로 제어부(570)에서는 휴대폰(100)의 내장 배터리(101)로부터 전압 레벨 정보를 전압 감지부(560)로 전송하거나, 제2 스위치(550)를 통해 공급되는 충전 전류를 휴대폰(100)의 내장 배터리(101)로 공급하도록 제어한다. 또한, 보조 배터리(111)로부터 휴대폰(100)의 회로(예컨대, (FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(580))로 직접 전류를 공급하거나, 상기 배터리 충전 장치(110)로 공급되는 직류 전류를 휴대폰(100)으로 직접 공급되도록 제어할 수도 있다.
충전 전류 설정부(510)는 상기 충전부(510)를 통해 각 배터리로 공급되는 충전 전류를 설정한다. 상기 충전부(520)는 외부로부터 직류 전원을 공급받고(DC In), 상기 보조 배터리(111) 또는 내장 배터리(101)를 충전하는데 필요한 충전 전원을 공급한다. 상기 충전부(520)로부터 공급되는 충전 전원은 상기 제1 및/또는 제2 스위치(540, 550)의 개/폐(open/close) 상태에 따라, 상기 보조 배터리(111) 및/또는 내장 배터리(101)에 공급되어, 상기 배터리들(111, 101)이 선택적으로 충전된다. 또한, 상기 충전부(520)는 상기 충전 전류 설정부(510)로부터 출력되는 충전 전류 제어값에 따라서, 상기 배터리들(111, 101)에 충전 전류를 제공한다.
상기 제어부(530)는 먼저, 상기 보조 배터리(111)의 장착 상태 및 상기 휴대폰(100)의 연결 상태를 확인한 다음, 상술한 바와 같이 각 배터리들(111, 101)의 전압 상태에 따라서 상기 제1 및 제2 스위치(540, 550)의 개/폐 상태를 제어함으로써, 상기 배터리들(111, 101)의 충전 방식을 상술한 바와 같이 결정한다.
한편, 일반적으로 배터리의 충전 장치에는 보호회로가 내장되어 있는데, 이 보호회로는 과충전 보호, 과방전 보호, 온도 보호 등의 보호 작용을 수행한다. 본 발명이 적용되는 상기 배터리 충전 장치(110)는 배터리의 과방전 보호 작용을 상기 제어부(530)가 수행하도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 배터리 충전 제어 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 보조 배터리를 배터리 충전 장치(즉, 충전팩)에 장착하여 어댑터 등을 통해 전원을 연결(S601)시키면, 휴대폰과의 연결(S602) 상태를 확인하게 된다. 상기 확인 결과, 휴대폰이 연결되지 않았을 경우에는, 상기 배터리 충전 장치에 장착된 보조 배터리의 충전 상태를 확인(S606)한다. 이때, 상기 보조 배터리가 완충되지 않았을 경우에는 상기 보조 배터리를 완충될 때까지 충전(S607)한다. 상기 보조 배터리가 완충되면 충전 완료 상태를 LED(Light Emitted Diode) 등을 통해 알린다(S608). 만약, 상기 보조 배터리의 충전 중 휴대폰이 연결될 경우에는 상기 완충된 보조 배터리에서 휴대폰의 PFCB로 직접 전원을 공급(S609)할 수도 있으며, 휴대폰이 연결 안 된 상태일 경우에는 충전을 종료하게 된다.
한편, 상기 S602 단계에서 휴대폰이 연결된 것으로 확인될 경우, 휴대폰에 내장된 내장배터리와 상기 보조 배터리의 전압 레벨을 측정(S603)한다.
그런 다음, 상기 내장 배터리가 완충된 상태가 아닐 경우(S604), 내장 배터리를 우선하여 충전시키게 된다. 그런 다음, 상기 내장 배터리가 완충 상태가 되면, 보조 배터리를 완충 될 때까지 충전시키게 된다.
상기 내장 배터리 또는 보조 배터리가 완충되면 충전 완료 상태를 알리고(S608), 배터리 충전 장치에서 휴대폰의 FPCB로 직접 전원을 공급(S609)하게 된다. 이때, 완충된 보조 배터리를 통해 휴대폰의 FPCB로 전원을 공급할 수도 있으며, 상술한 바와 같이 각 완충된 배터리의 전원을 사용하지 않고, 배터리 충전 장치에서 직접 휴대폰의 FPCB로 직접 전원을 공급(S609)하도록 구현할 수도 있다.
또한, 상기 도 6에는 도시하지 않았으나 상술한 바와 같이 상기 내장 배터리가 완충된 후, 상기 보조 배터리의 충전시 상기 내장 배터리가 방전되어 일정 전압 레벨 이하로 떨어질 경우에는, 상기 보조 배터리의 충전을 중단하고, 다시 상기 내장 배터리의 충전을 우선적으로 완충될 때까지 수행한다.
도 7은 본 발명이 적용되는 배터리 방전 제어 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 휴대폰에 외부 배터리(즉, 배터리 충전 장치에 장착된 보조 배터리)가 연결(S701)되면, 상기 외부 배터리의 전압을 측정하여 일정 전압 레벨(Vt) 이하로 방전될 때까지(S702) 외부 배터리를 통한 전원 공급(S703)한다. 그런 다음, 상기 외부 배터리가 방전되어 일정 전압 레벨 이하로 떨어질 경우에는 내장 배터리에서 휴대폰의 내부 회로로 전원을 공급(S704)한다.
이와 같이, 외부 배터리(즉, 보조 배터리)가 연결될 때, 상기 외부 배터리를 내장 배터리에 우선하여 사용하도록 제어함으로써 내장 배터리의 전력을 더 오랫동안 유지시킬 수가 있게 된다. 이에 따라, 내장 배터리의 교체를 위한 불편함을 덜고, 충전팩이 없이도 휴대폰을 사용할 수 있는 시간을 늘릴 수가 있게 된다.
이상으로 본 발명이 적용되는 보조 배터리를 장착하여 충전시키는 보조 배터리 충전팩에 의한 전자 기기 연결 방법 및 충전 방법에 대해 설명하였다. 이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기의 전원 제어 장치 및 방법을 상세히 설명한다. 이하 설명에서는 보조 배터리 충전팩에 장착되는 보조 배터리를 '외부 배터리' 또는 '외장 배터리'라 칭한다. 한편, 본 발명은 상기 외부 배터리가 보조 배터리 충전팩에 장착되어 전자 기기에 연결되는 방법에 한정되는 것이 아니라, 어떠한 방법으로 외부 배터리가 전자 기기에 연결되든지 동일한 적용이 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기의 전원 제어 장치의 구조를 나타내는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전원 제어 장치는 외부 배터리 감지부(102), 제어부(103), 입력부(104), 표시부(105), 전원 스위칭부(106), 기타 회로부(107), 단속 전원 공급부(108) 및 전압 측정부(109) 등으로 구성될 수 있다. 상기 도 8에서 가늘게 표시된 화살표는 제어 신호 또는 데이터 신호가 전송되는 라인이며, 굵게 표시된 화살표는 전원이 공급되는 라인을 의미한다.
먼저, 외부 배터리(111)가 보조 배터리 충전팩(110) 등에 장착되어 전자 기기(100)에 연결되면, 외부 배터리 감지부(102)에서 상기 외부 배터리(111)가 전자 기기에 연결된 것을 감지하고, 제어부(103)로 연결 감지 정보를 전송한다.
이때, 상기 제어부(103)에서는 본 발명의 실시예에 따라 다양한 방법으로 전원 공급 배터리의 전환 여부를 판단하게 된다.
제1 방법으로서, 상기 제어부(103)는 상기와 같이 외부 배터리(111)의 연결이 감지되면, 전자 기기의 표시부(105)를 통해 화면상에서 '전원을 내장 배터리에서 외부 배터리로 전환할 것인지?'를 묻는 메시지를 출력한다. 이러한 배터리 교체 신호는 특정한 표시로 알리거나, 문자로 알리거나, 소리로 알릴 수 있다.
사용자가 이를 확인하고, 입력부(104)를 통해 전원 공급 배터리의 전환을 승인할 경우, 제어부(103)에서는 본 발명에 따라 전원 공급 배터리를 내장 배터리(101)에서 외부 배터리(111)로 전환시키게 된다.
이때, 본 발명의 실시예에 따라 상기 제어부(103)에서는 전원 스위칭부(106)로 배터리를 전환하기 위한 제어 신호를 전송하고, 상기 전원 스위칭부(106)에서는 상기 제어 신호에 따라 공급되는 전원 신호를 선택적으로 출력시킨다.
즉, 외부 배터리(110)의 연결 감지 전에는 내장 배터리(101)로부터 제공되는 전원을 제어부(103), 표시부(105), 기타 회로부(107) 등에 공급함으로써 전자 기기가 정상적으로 동작하도록 한다. 한편, 상기와 같이 제어부(103)를 통해 배터리 전환 제어 신호가 제공되면, 상기 내장 배터리(101)로부터 공급되는 전원을 끊고, 상기 외부 배터리(111)로부터 공급되는 전원을 상기 제어부(103), 표시부(105) 및 기타 회로부(107) 등에 공급한다.
이때, 본 발명에 따라 상기 내장 배터리(101)에서 외부 배터리(111)로 전환되는 짧은 단속 구간(예컨대, 0.1초 이하)에서는 상기 전원 공급이 일시 중단되는 단속 구간을 견딜 수 있는 내부 전력 보관 장치 또는 극소형 배터리(예컨대, 최소 용량으로 전원 공급 시간을 유지할 수 있는 콘덴서 등)로 전원 공급의 연속성을 유지시키게 된다. 따라서, 상기 전원이 교체되는 단속 구간에서는 단속 전원 공급부(108)로부터 저장된 미세 전력이 상기 전원 스위칭부(106)를 통해 전자 기기에 공급된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따라 상기 전원 교체 구간에서는 전자 기기의 모든 기능을 최소화시켜서 적은 전력으로도 상기 단속 구간을 견딜 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 표시부(105)를 통한 화면의 디스플레이를 중단시키고, 모든 프로그램의 기능을 최소화하여 사용하도록 일시 중지시킬 수 있다. 따라서, 전원 스위칭부(106)에서는 내장 배터리(101)로부터의 전원 공급이 중단될 때, 단속 전원 공급부(108)로부터 공급되는 전력이 제어부(103) 또는 기타 회로부(107)의 일부 전달되도록 함으로써 전자 기기가 최소의 전력만을 사용함으로써 최소 기능만 수행할 수 있도록 한다.
외부 배터리(111)에 의해 전자 기기로 전원 공급이 정상적으로 이루어지게 되면, 상기 단속 전원 공급부(108)로부터의 전원 공급은 불필요하게 되며, 상기 단속 구간 동안 소모한 전력에 대해 다시 재충전시키도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 제2 방법으로서, 상기 제어부(103)는 상기와 같이 외부 배터리(111)의 연결이 감지되면, 사용자에게 알림 없이 자동으로 전원 공급 배터리를 전환시킬 수 있다. 즉, 상기 외부 배터리 감지부(102)의 외부 배터리(111) 연결 감지와 동시에 자동으로 전원 스위칭부(106)로 전원 공급 배터리 전환 제어 신호를 전송한다. 이후, 배터리 전환 절차는 상술한 바와 동일하게 진행된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라 제3 방법으로서, 상기 외부 배터리(111)가 연결되었을 때, 외부 배터리(111)로부터 전원 공급이 되도록 우선적으로 전환시키는 것이 아니라, 내장 배터리(101)와 외부 배터리(111)의 전압 레벨을 측정하여 전환 여부를 판단하게 된다.
따라서, 외부 배터리(111)가 전자 기기에 연결되면 전압 측정부(109)에서는 내장 배터리(101)와 외부 배터리(111)의 전압 레벨을 각각 측정하고, 전압 레벨이 높은 배터리로부터 전원이 공급되도록 제어하게 된다.
즉, 상기 전압 측정부(109)에서 측정된 값이 제어부(103)로 전송되면, 상기 제어부(103)에서는 각 배터리의 전압 레벨을 비교하고, 외부 배터리(111)의 전압 레벨이 내장 배터리(101)의 전압 레벨보다 높을 경우, 상기 외부 배터리(111)에 의해 전원이 공급되도록 전원 스위칭부(106)로 제어 신호를 전송한다.
한편, 상기 전압 측정부(109)는 상기 단속 전원 공급부(108)의 전류 보관 기능 소자에 대한 전압 레벨을 측정하고, 충전된 전류가 모두 방전되었을 경우에는 내장 배터리(101) 또는 외부 배터리(1110)에 의해 재충전을 시키게 된다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전원 제어 절차를 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기의 전원 제어 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 먼저 내장 배터리에서 휴대폰으로 전원을 공급(S901)하는 중에 외부 배터리가 연결되어, 전원 제어 장치에서 연결이 감지(S902)되면, 외부 배터리로 전원 공급을 전환할 것인지를 판단(S903)하게 된다.
상기 판단 결과, 외부 배터리로 전환이 결정되면, 휴대폰의 기능을 최소화로 동작(S904)시키고 내장 배터리의 전원 공급을 중단(S905)시킨다. 이때, 외부 배터리로 전원 공급이 전환되는 동안 전원 공급이 중단되지 않도록 단속 전원 공급부에 전원이 충전(S906)되고, 충전된 단속 전원 공급부의 전원에 의해 임시로 휴대폰으로 전원이 공급(S907)된다. 마지막으로, 외부 배터리에 의해 정상적으로 전원이 공급(S908)되면, 단속 전원 공급부에 의한 전원 공급은 중단된다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 기기의 전원 제어 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 먼저 내장 배터리에서 휴대폰으로 전원을 공급(S1001)하는 중에 외부 배터리가 연결되어, 전원 제어 장치에서 연결이 감지(S1002)되면, 각 배터리의 전압 레벨을 검사(S1003)하여, 외부 배터리로 전원 공급을 전환할 것인지를 판단(S1004)하게 된다.
상기 판단 결과, 외부 배터리의 전압 레벨(P외부)이 내장 배터리의 전압 레벨(P내장)보다 클 경우, 외부 배터리로 전환을 결정한다. 이와 같이 전원 공급 배터리의 전환이 결정되면, 휴대폰의 기능을 최소화로 동작(S1005)시키고 내장 배터리의 전원 공급을 중단(S1006)시킨다. 이때, 외부 배터리로 전원 공급이 전환되는 동안 전원 공급이 중단되지 않도록 단속 전원 공급부에 전원이 충전(S1007)되고, 충전된 단속 전원 공급부의 전원에 의해 임시로 휴대폰으로 전원이 공급(S1008)된다. 마지막으로, 외부 배터리에 의해 정상적으로 전원이 공급(S1009)되면, 단속 전원 공급부에 의한 전원 공급은 중단된다.
이렇게 함으로써, 외부 배터리가 전자 기기에 연결될 때, 전원 공급의 중단 없이 외부 배터리로부터의 전원 공급이 원활하게 이루어지게 된다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 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 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 휴대폰 101 : 내장 배터리
102 : 외부 배터리 감지부 103 : 제어부
104 : 입력부 105 : 표시부
106 : 전원 스위칭부 107 : 기타 회로부
108 : 단속 전원 공급부 109 : 전압 측정부
110, 200, 300 : 충전 장치 111 : 외부 배터리(보조 배터리)
120, 400 : 어댑터 130 : 연결선
510 : 충전 전류 설정부 520 : 충전부
530 : 제어부 540 : 제1 스위치
550 : 제2 스위치 560 : 전압 감지부
570 : 전원 경로 제어부 580 : FPCB

Claims (14)

  1. 외부 배터리의 연결 상태를 감지하는 외부 배터리 감지부;
    상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 판단하는 제어부;
    상기 제어부의 판단 결과 외부 배터리에 의한 전원 공급이 결정되면, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 전자 기기에 내장된 내장 배터리로부터의 전원 공급을 중단하고, 상기 외부 배터리로부터 제공되는 전원이 상기 전자 기기로 공급되도록 전원을 선택적으로 출력하는 전원 스위칭부; 및
    상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되는 시점까지 단속 구간의 전원을 공급하는 단속 전원 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 묻는 표시를 출력하고, 사용자에 의해 입력된 승인 입력 신호에 따라 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 자동으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 외부 배터리에 의한 전원 공급이 결정되면, 상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되는 시점까지 상기 전자 기기의 기능을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전자 기기의 기능 최소화는,
    상기 전자 기기의 화면을 오프시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 장치는,
    상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리 및 상기 내장 배터리의 전압 레벨을 측정하는 전압 측정부;를 더 포함하며,
    상기 전압 측정부의 측정 결과, 상기 외부 배터리의 전압 레벨이 상기 내장 배터리의 전압 레벨보다 높을 경우, 상기 제어부에서는 상기 외부 배터리에 의한 전원 공급을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전자 기기는,
    휴대폰, 스마트폰, 캠코더, 디지털 카메라, 방송용 카메라, MP3 플레이어, 노트북, 넷북, 타블렛 PC, 전자 사전 및 e-book 단말기 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 장치.
  8. 전자 기기의 외부 배터리 감지부에서 외부 배터리의 연결 상태를 감지하는 단계;
    상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 제어부에서 상기 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 판단하는 단계;
    상기 제어부의 판단 결과 외부 배터리에 의한 전원 공급이 결정되면, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 전자 기기에 내장된 내장 배터리로부터의 전원 공급을 중단하는 단계;
    상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되기 전까지 단속 구간의 전원을 공급하는 단계; 및
    상기 외부 배터리로부터 상기 전자 기기로 전원을 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 외부 배터리의 연결 상태를 감지하는 단계 이후에,
    표시부에서 상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 묻는 표시를 출력하는 단계; 및
    상기 제어부에서 사용자에 의해 입력된 승인 입력 신호에 따라 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 외부 배터리의 연결 상태를 감지하는 단계 이후에,
    상기 제어부에서 상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 외부 배터리로부터의 전원 공급 전환 여부를 자동으로 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 외부 배터리에 의한 전원 공급이 결정되면, 상기 내장 배터리로부터의 전원 공급 중단 시점부터 상기 외부 배터리로부터 전원이 공급되는 시점까지 상기 전자 기기의 기능을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전자 기기의 기능 최소화는,
    상기 전자 기기의 화면을 오프시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 외부 배터리의 연결 상태를 감지하는 단계 이후에,
    상기 외부 배터리 감지부의 감지에 따라 상기 외부 배터리 및 상기 내장 배터리의 전압 레벨을 측정하는 단계; 및
    상기 전압 측정부의 측정 결과, 상기 외부 배터리의 전압 레벨이 상기 내장 배터리의 전압 레벨보다 높을 경우, 상기 제어부에서는 상기 외부 배터리에 의한 전원 공급을 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 전자 기기는,
    휴대폰, 스마트폰, 캠코더, 디지털 카메라, 방송용 카메라, MP3 플레이어, 노트북, 넷북, 타블렛 PC, 전자 사전 및 e-book 단말기 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자 기기의 전원 제어 방법.
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