KR20130036691A - 모바일 기기의 배터리의 충전 방법 및 그에 따른 충전 장치 - Google Patents

모바일 기기의 배터리의 충전 방법 및 그에 따른 충전 장치 Download PDF

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KR20130036691A
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Abstract

소정의 전원으로부터 전력을 공급받아 제1전압을 출력하는 어댑터; 제1전압을 제2전압으로 변환하고, 모바일 기기의 배터리 및 시스템단에 전력을 공급하는 NVDC(Narrow Voltage Direct Current) 충전부; 및 시스템단의 상태를 근거로 배터리로 공급되는 충전 전류가 조절되도록 NVDC 충전부를 제어하는 제어부를 포함하며, 제2전압은 제1전압보다 작은 것을 특징으로 하는 본 발명의 일 실시에에 따른 충전 장치가 개시된다.

Description

모바일 기기의 배터리의 충전 방법 및 그에 따른 충전 장치{METHOD FOR CHARGING A BATTERY OF MOBILE DEVICE AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 모바일 기기의 배터리를 충전하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 모바일 기기의 배터리와 시스템단에 전력을 공급하는 NVDC 시스템에서 배터리를 쾌속으로 충전하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 모바일 기기의 발전이 거듭되어 갈수록 '배터리 사용 시간'은 사용자들의 민감한 사용성 항목 중의 하나가 되었다. 또한, '배터리 사용 시간'과 더불어 '배터리 충전 시간'도 사용자가 매우 중요하게 고려하는 항목이다.
종래의 배터리 충전 시스템은 모바일 기기의 배터리로 흔히 사용되는 2P3S(2paralle 3series) 리튬이온 배터리(Lithium-ion battery)를 충전하는 데 2시간 30분 내지 3시간 정도가 소요되도록 설계된다. 모바일 기기의 배터리를 빠르게 충전하기 위해서는 배터리에 전류를 공급하는 충전부의 용량을 증가시켜야 하는데, 충전부의 용량이 증가됨에 따라 그 크기도 증가하게 되어 휴대성이 강조되어야 하는 모바일 기기에 있어서 단점으로 작용할 수 있다.
따라서, 모바일 기기의 휴대성을 유지하면서, '배터리 사용시간'과 '배터리 충전 시간'에 대한 사용자의 요구를 고려하여 모바일 기기의 배터리 충전 시간을 감소시킬 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 모바일 기기의 배터리를 오래 사용할 수 있게 하면서 배터리를 쾌속으로 충전할 수 있는 장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 모바일 기기의 부피 및 무게를 최소화하면서 배터리를 쾌속으로 충전할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치는,
소정의 전원으로부터 전력을 공급받아 제1전압을 출력하는 어댑터; 상기 제1전압을 제2전압으로 변환하고, 모바일 기기의 배터리 및 시스템단에 전력을 공급하는 NVDC(Narrow Voltage Direct Current) 충전부; 및 상기 시스템단의 상태를 근거로 배터리로 공급되는 충전 전류가 조절되도록 상기 NVDC 충전부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2전압은, 9 내지 12V인 것이 바람직하다.
상기 충전 장치는, 상기 모바일 기기에 대한 사용자 입력 조작을 감지하는 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 감지부가 감지한 사용자 입력 조작에 따라 상기 시스템단의 상태를 판단할 수 있다.
상기 시스템단의 상태는, 온(ON) 상태, 대기 상태 및 오프(OFF) 상태 중 어느 하나이며, 상기 제어부는, 상기 시스템단의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 온 상태인 경우보다 상기 충전 전류가 크도록 상기 NVDC 충전부를 제어할 수 있다.
상기 감지부는, 상기 배터리의 용량을 감지하며, 상기 제어부는, 상기 시스템단의 상태가 온 상태인 경우, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량이면 상기 배터리로 제1충전 전류가 공급되도록 하고, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량보다 크면 상기 배터리로 상기 제1충전 전류보다 큰 제2충전 전류가 공급되도록 할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 시스템단의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량이면 상기 배터리로 상기 제1충전 전류보다 큰 제3충전 전류가 공급되도록 하고, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량보다 크면 상기 배터리로 상기 제3충전 전류보다 큰 제4충전 전류가 공급되도록 할 수 있다.
상기 충전 장치는, 상기 시스템단이 소비하는 시스템단 전류를 측정하는 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 시스템단 전류가 감소할수록 상기 충전 전류가 증가하도록 상기 NVDC 충전부를 제어할 수 있다.
상기 충전 장치는, 상기 배터리의 용량을 감지하는 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 배터리의 용량이 클수록 상기 충전 전류가 증가하도록 상기 NVDC 충전부를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 방법은,
소정의 충전 장치를 이용하여 모바일 기기의 배터리를 충전하는 방법에 있어서, (a) 소정의 전원으로부터 전력을 공급받아 제1전압을 출력하는 단계; (b) 상기 제1전압을 제2전압으로 변환하고, 상기 모바일 기기의 시스템단 및 배터리에 전력을 공급하는 단계; (c) 상기 시스템단의 상태를 근거로 배터리로 공급되는 충전 전류를 조절하는 단계; 및 (d) 상기 충전 전류에 의해 상기 배터리가 충전되는 단계를 포함하며, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2전압은, 9 내지 12V인 것이 바람직하다.
상기 충전 방법은, (e) 상기 모바일 기기에 대한 사용자 입력 조작을 감지하여 상기 시스템단의 상태를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 시스템단의 상태는, 온(ON) 상태, 대기 상태 및 오프(OFF) 상태 중 어느 하나이며, 상기 (c) 단계는, 상기 시스템단의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 온 상태인 경우보다 상기 충전 전류가 크도록 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충전 방법은, (f) 상기 배터리의 용량을 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 (c) 단계는, 상기 시스템단의 상태가 온 상태인 경우, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량이면 상기 배터리로 제1충전 전류가 공급되도록 하고, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량보다 크면 상기 배터리로 상기 제1충전 전류보다 큰 제2충전 전류가 공급되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는, 상기 시스템단의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량이면 상기 배터리로 제1충전 전류보다 큰 제3충전 전류가 공급되도록 하고, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량보다 크면 상기 배터리로 상기 제3충전 전류보다 큰 제4충전 전류가 공급되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충전 방법은, (g) 상기 시스템단이 소비하는 시스템단 전류를 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 (c) 단계는, 상기 시스템단 전류가 감소할수록 상기 충전 전류를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충전 방법은, (h) 상기 배터리의 용량을 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 (c) 단계는, 상기 배터리의 용량이 클수록 상기 충전 전류를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 충전 방법은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 구현될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치를 포함하는 모바일 기기의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치를 포함하는 모바일 기기의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치를 포함하는 모바일 기기의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치를 포함하는 모바일 기기의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 방법의 흐름을 도시하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 방법의 흐름을 도시하는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 예시적인 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지의 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치를 포함하는 모바일 기기(100)의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(120)는 NVDC 충전부(122), 제어부(124) 및 어댑터(126)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기(100)는 휴대가 가능한 기기를 의미하며, 모바일 기기(100)는 충전 장치(120), 시스템단(130), 시스템 전원공급부(132) 및 배터리(140)를 포함한다. 도 1에서는 전원(110)이 모바일 기기(100)와 연결되어 있는 경우를 예를 들어 도시하였다.
전원(110)은 AC 전원 또는 DC 전원일 수 있다. 전원(110)은 충전 장치(120)와 물리적으로 분리될 수도 있다. 구체적으로, 전원(110)은 충전 장치(120)와 소정 연결 포트 등을 통하여 연결될 수 있다.
시스템단(130)은 PCH, GPU 및 각종 모듈 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 시스템단(130)은 전원(110)으로부터 전력을 공급받아 전력을 소비하는 모바일 기기의 각종 장치 및 소자들을 포함한다.
시스템단(130)은 시스템 전원공급부(132)를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 시스템 전원공급부(132)는 DC-DC 컨버터를 포함하고, NVDC 충전부(122)로부터 인가되는 전압을 변환하여 시스템단(130)의 각종 모듈에 인가한다.
배터리(140)는 모바일 기기에 상기 전원(110)이 연결되지 않았을 경우, 모바일 기기의 시스템단(130)으로 전력을 공급하는 예비 전원 공급 장치이다. 배터리(140)는 모바일 기기에서 흔히 사용되는 2P3S 리튬이온 배터리일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
충전 장치(120)는 NVDC 충전부(122), 제어부(124) 및 어댑터(126)를 포함하며, 전원(110)으로부터 전력을 공급받아 모바일 기기의 시스템단(130) 및 배터리(140)에 전력을 공급한다.
어댑터(126)는 전원으로부터 전력을 공급받아 제1전압을 출력한다. 제1전압은 19V일 수 있다.
NVDC 충전부(122)는 어댑터(126)로부터 전력을 공급받아 모바일 기기의 배터리(140) 및 시스템단(130)에 전력을 공급한다. 또한 NVDC 충전부(122)는 어댑터(126)가 출력한 제1전압을 제2전압으로 변환한다. 제2전압은 9 내지 12V일 수 있다.
NVDC 충전부(122)는 모바일 기기의 시스템 전원공급부(132)에 인가되는 전압의 편차를 감소시켜 시스템 전원공급부(132)의 DC-DC 컨버터의 효율을 향상시키고, 배터리(140)의 사용 시간을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, NVDC 충전부(122)는 어댑터(126)로부터 전력을 공급받고, 배터리(140)로 충전 전류를 출력하여 배터리(140)를 충전시키고, 시스템단(130)으로 시스템단 전류를 출력한다. NVDC 충전부(122)는 DC-DC 컨버터일 수 있고, 시스템단(130)과 배터리(140)의 전기 용량을 모두 커버할 수 있는 전기 용량을 갖도록 설계된다. 또한, NVDC 충전부(122)는 모바일 기기의 배터리(140)를 CCCV(Constant Current Constant Voltage) 특성으로 충전시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 NVDC 충전부(122)는 배터리(140)로 흐르는 전류, 즉, 충전 전류을 조절할 수 있다. DC-DC 컨버터를 이용하여 출력되는 전류를 조절하는 기술은 당업자에게 공지된 기술로서 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략한다.
제어부(124)는 시스템단(130) 또는 배터리(140)의 상태를 판단하여 충전 전류가 조절되도록 NVDC 충전부(122)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(124)는 배터리(140)로 출력되는 충전 전류을 측정하고, NVDC 충전부(122)로 충전 전류를 크게 또는 작게 조절하라는 제어 신호를 전송한다. NVDC 충전부(122)는 제어부(124)의 제어 신호에 따라 충전 전류을 조절한다. 제어부(124)가 시스템단(130) 또는 배터리(140)의 상태를 판단하고 충전 전류가 조절되도록 NVDC 충전부(122)를 제어하는 구성은 하기에서 자세히 설명될 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치를 포함하는 모바일 기기(200, 300)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2 및 도 3에서 도 1과 대응되는 구성요소는 동일한 도면 부호로서 참조된다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 기기(200)는 배터리 경로 스위치(150), 노이즈 제거부(160), 및 역류 방지 스위치(170) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
또한, 이하에서는 도 1에서와 중복되는 구성의 설명은 생략한다.
배터리 경로 스위치(150)는 전원(110)이 모바일 기기에 연결된 경우, 전원(110)에서 배터리(140)로 전력이 공급되도록 하고, 전원(110)이 모바일 기기와 분리된 경우, 배터리(140)에서 시스템단(130)로 전력이 공급되도록 조절하는 스위치이다. 도 3에서는 배터리 경로 스위치(150)의 일례로서 FET과 다이오드가 결합된 스위치가 도시되어 있다. 전원(110)이 연결되면, 전원(110)을 통해 공급되는 전력이 FET을 지나 배터리(140)에 공급되며, 전원(110)이 분리되면, 배터리(140)에서 공급되는 전력이 다이오드를 지나 시스템단(130)에 공급된다.
노이즈 제거부(160)는 NVDC 충전부(122)에서 출력되는 DC 전력의 노이즈 성분을 제거한다. 즉, DC 전력의 리플을 제거하여 시스템단(130) 및 배터리(140)에 안정적인 DC 전력이 공급되도록 한다. 도 3에서는 노이즈 제거부(160)로서 인덕터와 커패시터가 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않음은 당업자에게 자명할 것이다.
역류 방지 스위치(170)는 전원(110)이 모바일 기기에서 분리된 경우, 배터리(140)에서 출력된 전력이 NVDC 충전부(122)를 지나 외부로 노출되어 사용자가 감전되지 않도록 방지하는 구성이다. 도 3에서는 역류 방지 스위치(170)의 일례로서, FET과 다이오드가 결합된 스위치를 예로 들어 도시하고 있다. 전원(110)이 모바일 기기에서 분리되면, 배터리(140)에서 출력되는 전력은 다이오드 및 FET에 의해 차단되어 외부로 노출되지 않는다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치를 포함하는 모바일 기기(400)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 4에 도시된 구성에 있어서, 도 1에 도시된 구성과 대응되는 구성은 동일 도면 기호로 도시하였으며, 도 1에서와 중복되는 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 도 4에서 도시한 충전 장치(120)는 도 1에서 도시한 충전 장치(120)에 비하여 감지부(128)를 더 포함할 수 있다.
감지부(128)는 모바일 기기에 대한 사용자 입력 조작, 모바일 기기의 시스템단(130)이 소비하는 전류(시스템단 전류), 배터리(140)의 용량 중 적어도 하나를 감지하고, 제어부(124)는 감지부(128)의 감지 결과에 기초하여 충전 전류가 조절되도록 NVDC 충전부(122)를 제어한다.
제어부(124)는 감지부(128)가 감지한 모바일 기기에 대한 사용자 입력 조작을 판단하여 모바일 기기의 시스템단(130)의 상태가 온(ON) 상태, 오프(OFF) 상태 또는 대기 상태 중 어느 것인지를 판단한다.
온 상태는 모바일 기기가 켜져 있는 상태를 의미하고, 오프 상태는 꺼져 있는 상태, 대기 상태는 절전 상태로서 모바일 기기의 시스템단(130) 중 일부만이 켜져 있는 상태를 의미한다.
노트북의 경우, 온 상태는 S0상태, 오프 상태는 S5상태, 대기 상태는 S1, S2, S3, 및 S4 상태 중 어느 하나일 수 있다.
모바일 기기에 대한 사용자 입력 조작은 모바일 기기에 대한 사용자의 전원 버튼의 입력 조작, 키보드 또는 마우스와 같은 사용자 입력 장치에 의한 입력 조작 또는 OS(Operating System)을 통한 사용자의 입력 조작일 수 있다. OS를 통한 사용자의 입력 조작으로는, 절전 모드, 대기모드 또는 전원 오프 모드의 진입을 명령하기 위한 조작일 수 있다. 감지부(128)는 사용자의 전원 버튼의 입력 조작, 사용자 입력 장치에 의한 입력 조작 또는 OS를 통한 입력 조작을 감지하고, 제어부(124)는 시스템단(130)의 상태가 온 상태, 오프 상태 또는 대기 상태인지 여부를 판단한다.
도 4에서는 OS를 통한 사용자의 입력 조작을 제1사용자 입력 조작, 키보드 또는 마우스와 같은 사용자 입력 장치에 의한 입력 조작을 제2사용자 입력 조작, 전원 버튼에 의한 입력 조작은 제3사용자 입력 조작으로 도시하였다. 사용자의 입력 조작이 OS를 통한 사용자의 입력 조작, 사용자 입력 장치에 의한 입력 조작 및 전원 버튼에 의한 입력 조작을 포함하는 것으로 설명하였으나, 모바일기기의 종류에 따라 사용자 입력 조작은 다양할 수 있다.
제어부(124)는 시스템단(130)의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 온 상태인 경우보다 충전 전류가 더 크도록 NVDC 충전부(122)를 제어한다. 시스템단(130)이 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 온 상태인 경우보다 시스템단 전류가 작기 때문에, 충전 전류을 크게 하여 배터리(140)를 더 빨리 충전시킬 수 있는 것이다.
감지부(128)는 배터리(140)의 용량을 감지할 수 있다. 제어부(124)는 배터리(140)의 용량이 클수록 충전 전류가 증가하도록 NVDC 충전부(122)를 제어한다. 제어부(124)에는 사용되는 배터리(140)의 용량이 미리 설정될 수 있다. 그리고, 감지부(128)에 의해 감지된 배터리(140)의 용량이 기설정된 배터리(140)의 용량과 동일하다면, 제어부(124)는 배터리(140)로 제1충전 전류가 공급되도록 한다. 또한, 배터리(140)의 용량이 기설정된 배터리(140)의 용량보다 크다면 제1충전 전류보다 큰 제2충전 전류가 배터리(140)로 공급되도록 NVDC 충전부(122)를 제어한다. 제어부(124)에 배터리(140)의 용량을 복수 개로 설정하여 충전 전류를 더욱 정밀하게 조절할 수도 있다.
또한, 감지부(128)는 시스템단(130)이 소비하는 시스템단 전류를 직접 측정할 수도 있다. 제어부(124)는 감지부(128)가 측정한 시스템단 전류가 작을수록 충전 전류가 증가하도록 NVDC 충전부(122)를 제어하여 배터리(140)의 충전 속도를 세밀하게 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치(120)에서, 제어부(124)는 시스템단(130)의 상태가 온 상태인 경우, 배터리(140)의 용량이 기설정된 용량이면 배터리(140)로 제1충전 전류가 공급되도록 하고, 배터리(140)의 용량이 기설정된 용량보다 크면 배터리(140)로 제1충전 전류보다 큰 제2충전 전류가 공급되도록 할 수 있다. 시스템단(130)의 상태가 오프 상태 또는 대기 상태인 경우에는, 배터리(140)의 용량이 기설정된 용량이면 배터리(140)로 제1충전 전류보다 큰 제3충전 전류가 공급되도록 하고, 배터리(140)의 용량이 기설정된 용량보다 크면 배터리(140)로 제3충전 전류보다 큰 제4충전 전류가 공급되도록 NVDC 충전부(122)를 제어할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 방법(500)의 흐름을 도시하는 순서도이다.
먼저, 소정의 전원(110)으로부터 모바일 기기에 전력이 공급된다(S10). 소정의 전원(110)은 AC 전원 또는 DC 전원일 수 있다. 전원(110)이 AC 전원인 경우, 어댑터(126)를 이용하여 AC 전력을 DC 전력으로 변환하고 모바일 기기에 DC 전력이 공급되도록 한다.
S12 단계에서, 어댑터는 제1전압을 출력한다. 제1전압은 19V일 수 있다.
S14 단계에서, NVDC 충전부(122)가 제1전압을 제2전압으로 변환하여 출력한다.
S16 단계에서, 소정의 충전 장치(120)는 시스템단(130)의 상태를 근거로 배터리(140)로 공급되는 충전 전류를 조절하고,
S18 단계에서, 충전 전류에 의해 배터리(140)가 충전된다.
소정의 충전 장치(120)는 NVDC 충전부(122), 제어부(124) 및 어댑터(126)를 포함할 수 있으며, 전원(110)으로부터 공급된 전력은 어댑터(126) 및 NVDC 충전부(122)를 통해 배터리(140)에 공급되는데, NVDC 충전부(122)는 배터리(140)로 공급되는 충전 전류를 조절할 수 있다.
충전 장치(120)는 감지부(128)를 더 포함할 수 있고, 감지부(128)는 모바일 기기에 대한 사용자 입력 조작을 감지한다. 제어부(124)는 감지부(128)가 감지한 사용자 입력 조작에 따라 시스템단(130)의 상태를 온 상태, 오프 상태 또는 대기 상태 중 어느 하나로 판단한다. 사용자 입력 조작은 모바일 기기의 전원 버튼의 입력 조작, 사용자 입력 장치에 의한 입력 조작 또는 OS를 통한 사용자 입력 조작을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
제어부(124)는 시스템단(130)의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 온 상태인 경우보다 충전 전류가 더 크도록 NVDC 충전부(122)를 제어한다. 시스템단(130)이 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 온 상태인 경우보다 시스템단 전류가 작기 때문에, 충전 전류을 크게 하여 배터리(140)를 더 빨리 충전시킬 수 있는 것이다.
또한, 감지부(128)는 배터리(140)의 용량을 판단하거나, 시스템단(130)이 소비하는 시스템단 전류를 측정할 수도 있다.
제어부(124)는 감지부(128)가 감지한 배터리(140)의 용량이 클수록 충전 전류가 증가하도록 NVDC 충전부(122)를 제어하고, 시스템단 전류가 작을수록 충전 전류가 증가하도록 NVDC 충전부(122)를 제어한다. 즉, 배터리(140)의 용량이 커짐에 따라 배터리(140) 충전 속도가 감소하지 않도록 하고, 시스템단(130)이 소비하는 전류가 작을수록 충전 전류를 증가시켜 배터리(140) 충전 속도를 증가시키는 것이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 방법의 흐름을 도시하는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 전원(110)을 이용하여 모바일 기기에 전력을 공급한다(S20).
S22 단계에서, 어댑터는 제1전압을 출력한다. 제1전압은 19V일 수 있다.
S24 단계에서, NVDC 충전부는 제1전압을 제1전압보다 작은 제2전압으로 변환하여 출력한다. 제2전압은 9 내지 12V일 수 있다.
S26 단계에서, 감지부(128)에 의해 감지된 사용자 입력 조작을 근거로 제어부(124)는 시스템단(130)의 상태가 온 상태인지를 판단한다.
S28 단계에서, 제어부(124)는, 시스템단(130)의 상태가 온 상태인 경우, 감지부(128)에 의해 감지된 배터리(140) 용량이 기설정된 용량인지를 판단하여, 배터리(140) 용량이 기설정된 용량인 경우, 배터리(140)로 제1충전 전류가 공급되도록 NVDC 충전부(122)를 제어한다(S30).
배터리(140) 용량이 기설정된 용량보다 크다면, 배터리(140)로 제1충전 전류보다 큰 제2충전 전류가 공급되도록 한다(S32).
감지부(128)에 의해 감지된 사용자 입력 조작에 의해 시스템단(130)의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태로 판단된 경우, 제어부(124)는 배터리(140) 용량이 기설정된 용량인지를 판단한다(S34).
배터리(140) 용량이 기설정된 용량인 경우, 제어부(124)는 배터리(140)로 제1충전 전류보다 큰 제3충전 전류가 공급되도록 하고(S36), 배터리(140) 용량이 기설정된 용량보다 큰 경우, 제어부(124)는 배터리(140)로 제3충전 전류보다 큰 제4충전 전류가 공급되도록 하여 배터리(140)를 충전한다(S38).
실험예
<표 1>
Figure pat00001
표 1은 시스템단(130)의 상태가 오프 상태 또는 대기 상태인 경우와 온 상태인 경우, 배터리(140)의 용량에 따라 충전 전류를 조절하고, 그에 따른 배터리 충전 시간을 측정한 실험 결과이다.
제어부(124)는 시스템단(130)의 상태가 온 상태인 경우, 감지부(128)에 의해 감지된 배터리(140) 용량이 58Wh인 경우, 배터리(140)로 2.6A의 충전 전류가 공급되도록 한다. 2.6A의 충전 전류가 58Wh 용량의 배터리(140)로 공급되는 경우, 배터리(140)의 충전 시간은 2.5시간 소요된다. 배터리(140)의 용량이 87Wh이면, 제어부(124)는 배터리(140)로 3.9A의 충전 전류가 공급되도록 한다. 이때, 배터리(140)의 충전 시간은 2.5시간 소요된다.
제어부(124)는 시스템단(130)의 상태가 오프 상태 또는 대기 상태인 경우, 감지부(128)에 의해 감지된 배터리(140) 용량이 58Wh인 경우, 배터리(140)로 4.16A의 충전 전류가 공급되도록 한다. 4.16A의 충전 전류가 58Wh 용량의 배터리(140)로 공급되는 경우, 배터리(140)의 충전 시간은 1.2시간 소요된다. 배터리(140)의 용량이 87Wh이면, 제어부(124)는 배터리(140)로 6.24A의 충전 전류가 공급되도록 한다. 이때, 배터리(140)의 충전 시간은 1.2시간 소요되는 것을 확인할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예에 따른 충전 방법은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예에 따른 충전 장치와 동일한 기술적 사상을 갖는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예에 따른 충전 방법의 상세 동작 구성에 있어서, 도 1 내지 도 4에서 설명한 동작 구성과 중복되는 설명은 생략한다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치 및 방법은 하기와 같은 효과를 갖는다.
(1) 배터리 사용 시간을 증가시키면서 모바일 기기의 배터리를 쾌속으로 충전할 수 있다. (2) 모바일 기기의 휴대성을 유지하면서 배터리를 쾌속으로 충전할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100, 200, 300, 400: 모바일 기기
110: 전원
120: 충전 장치
122: NVDC 충전부
124: 제어부
126: 어댑터
128: 감지부
130: 시스템단
132: 시스템 전원공급부
140: 배터리
150: 배터리 경로 스위치
160: 노이즈 제거부
170: 역류 방지 스위치

Claims (17)

  1. 소정의 전원으로부터 전력을 공급받아 제1전압을 출력하는 어댑터;
    상기 제1전압을 제2전압으로 변환하고, 모바일 기기의 배터리 및 시스템단에 전력을 공급하는 NVDC(Narrow Voltage Direct Current) 충전부; 및
    상기 시스템단의 상태를 근거로 상기 배터리로 공급되는 충전 전류가 조절되도록 상기 NVDC 충전부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제2전압은 상기 제1전압보다 작은 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2전압은,
    9 내지 12V인 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전 장치는,
    상기 모바일 기기에 대한 사용자 입력 조작을 감지하는 감지부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 감지부가 감지한 사용자 입력 조작에 따라 상기 시스템단의 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시스템단의 상태는,
    온(ON) 상태, 대기 상태 및 오프(OFF) 상태 중 어느 하나이며,
    상기 제어부는,
    상기 시스템단의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 온 상태인 경우보다 상기 충전 전류가 크도록 상기 NVDC 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 배터리의 용량을 감지하며,
    상기 제어부는,
    상기 시스템단의 상태가 온 상태인 경우, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량이면 상기 배터리로 제1충전 전류가 공급되도록 하고, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량보다 크면 상기 배터리로 상기 제1충전 전류보다 큰 제2충전 전류가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 시스템단의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량이면 상기 배터리로 상기 제1충전 전류보다 큰 제3충전 전류가 공급되도록 하고, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량보다 크면 상기 배터리로 상기 제3충전 전류보다 큰 제4충전 전류가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충전 장치는,
    상기 시스템단이 소비하는 시스템단 전류를 측정하는 감지부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 시스템단 전류가 감소할수록 상기 충전 전류가 증가하도록 상기 NVDC 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 충전 장치는,
    상기 배터리의 용량을 감지하는 감지부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 용량이 클수록 상기 충전 전류가 증가하도록 상기 NVDC 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  9. 소정의 충전 장치를 이용하여 모바일 기기의 배터리를 충전하는 방법에 있어서,
    (a) 소정의 전원으로부터 전력을 공급받아 제1전압을 출력하는 단계;
    (b) 상기 제1전압을 제2전압으로 변환하고, 상기 모바일 기기의 시스템단 및 배터리에 전력을 공급하는 단계;
    (c) 상기 시스템단의 상태를 근거로 배터리로 공급되는 충전 전류를 조절하는 단계; 및
    (d) 상기 충전 전류에 의해 상기 배터리가 충전되는 단계를 포함하며,
    상기 제2전압은 상기 제1전압보다 작은 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2전압은,
    9 내지 12V인 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 충전 방법은,
    (e) 상기 모바일 기기에 대한 사용자 입력 조작을 감지하여 상기 시스템단의 상태를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시스템단의 상태는,
    온(ON) 상태, 대기 상태 및 오프(OFF) 상태 중 어느 하나이며,
    상기 (c) 단계는,
    상기 시스템단의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 온 상태인 경우보다 상기 충전 전류가 크도록 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 충전 방법은,
    (f) 상기 배터리의 용량을 판단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 (c) 단계는,
    상기 시스템단의 상태가 온 상태인 경우, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량이면 상기 배터리로 제1충전 전류가 공급되도록 하고, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량보다 크면 상기 배터리로 상기 제1충전 전류보다 큰 제2충전 전류가 공급되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 시스템단의 상태가 대기 상태 또는 오프 상태인 경우, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량이면 상기 배터리로 제1충전 전류보다 큰 제3충전 전류가 공급되도록 하고, 상기 배터리의 용량이 기설정된 용량보다 크면 상기 배터리로 상기 제3충전 전류보다 큰 제4충전 전류가 공급되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 충전 방법은,
    (g) 상기 시스템단이 소비하는 시스템단 전류를 판단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 (c) 단계는,
    상기 시스템단 전류가 감소할수록 상기 충전 전류를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 충전 방법은,
    (h) 상기 배터리의 용량을 판단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 (c) 단계는,
    상기 배터리의 용량이 클수록 상기 충전 전류를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  17. 제9항의 충전 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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