KR20130105891A - 휴대용 전자 디바이스 및 그것에서 사용되는 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법 - Google Patents

휴대용 전자 디바이스 및 그것에서 사용되는 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

휴대용 전자 디바이스(200)는 그것에서 사용되는 재충전가능한 배터리(201)가 낮은 충전 상태에 있는 경우 그 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법을 사용한다. 휴대용 전자 디바이스는 적어도 전력 관리 서브시스템(PMS), 메인 프로세서 서브시스템(207), 및 배터리를 포함한다. 배터리가 프로세서 서브시스템에 부트-업 전력을 공급할 수 없는 경우, PMS를 파워업하기 위해 배터리 충전기로부터 PMS(203)로 전력이 제공된다. 이후 PMS는 배터리의 타입 및 배터리에 대한 충전 상태(SOC) 파라미터를 결정하고, SOC 파라미터를 적어도 배터리 타입에 기초하는 임계(LV; HV)와 비교한다. SOC 파라미터가 임계 미만인 경우, 배터리의 재충전에 사용하기 위해 배터리 충전기로부터 배터리로 전력이 공급된다. 그렇지 않은 경우, 휴대용 전자 디바이스의 일반적 동작을 용이하게 하기 위해 배터리로부터 프로세서 서브시스템으로 전력이 공급된다.

Description

휴대용 전자 디바이스 및 그것에서 사용되는 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법{PORTABLE ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR RECOVERING POWER TO A RECHARGEABLE BATTERY USED THEREIN}
본 발명은 일반적으로 휴대용 전자 디바이스들에 관한 것이며, 더 구체적으로는 휴대용 전자 디바이스 및 그것에서 사용되는 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 배터리 타입에 무관하게 복원하기 위한 방법에 관한 것이다.
재충전가능한 배터리들을 사용하는 휴대용 전자 디바이스들이 공지되어 있다. 이러한 디바이스들은 스마트폰, 셀룰러 폰, MP3 플레이어, 휴대용 게임 시스템, 휴대용 컴퓨터(예를 들어, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 팜톱 컴퓨터 및 태블릿 컴퓨터), 무선 판독 디바이스(예를 들어, AMAZON KINDLE) 및 배터리-구동 장비를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이러한 디바이스들의 계속적 사용은 이들의 배터리들이 주기적으로 재충전될 것을 요구한다. 특정 배터리들을 재충전하기 위한 절차들은 배터리들의 화학물질들에 의존한다. 예를 들어, 니켈-카드뮴(NiCad) 화학물질을 가지는 배터리들은 리튬-이온 화학물질을 가지는 배터리들과는 상이한 재충전 프로세스를 요구한다.
휴대용 전자 디바이스들은 통상적으로, 디바이스의 주요 기능 특징들뿐만 아니라 배터리 충전을 핸들링하기 위해 단일 프로세서를 사용한다. 따라서, 단일 프로세서는 단지 부트업하기 위해 상당한 전력량을 요구한다(예를 들어, 통상적 스마트 폰에 대해 3.25 볼트에서 20 밀리암페어-시(mAh) 정도). 이러한 시동 전력 요건들은 디바이스 프로세서가 확실히 부팅하기 위해 배터리에서 요구되는 최소 충전 레벨을 지시한다.
배터리가 디바이스 프로세서가 부트업하기 위한 충분한 전력을 더 이상 공급할 수 없는 포인트로 방전된 이후, 배터리는 디바이스 프로세서의 부트 업 전력 요건들을 만족시킬 수 있음을 보장하는 최소 전압 레벨을 달성하기 위해 충분한 길이의 시간 동안 재충전되어야 한다. 이러한 최소 전압 레벨은 통상적으로 "컷오버 전압(cutover voltage)"이라고 불리고, 재충전 프로세스는 통상적으로 "복원(recovery)"이라고 불린다. 배터리가 복원되고 컷오버 전압이 도달되면, 배터리는 부트업하기 위한 충분한 전력을 프로세서에 공급하고 디바이스 동작을 시작할 수 있다. 컷오버 전압은 통상적으로 디바이스에서 원래 사용하도록 의도된 배터리의 타입 또는 화학물질에 기초하여 디바이스 메모리 내에 사전-프로그래밍된다.
그러나, 배터리 기술들이 진보함에 따라, 배터리 화학물질들이 변화한다. 따라서, 휴대용 전자 디바이스가 사용시에 얼마나 오래 유지하는지 그리고 얼마나 빨리 배터리 기술이 변화하느냐에 따라, 더 새로운 기술, 및 아마 사전-프로그래밍된 컷오버 전압보다 더 낮은 전압에서 부트업 전력을 프로세서에 공급하기 위한 능력을 가지는 배터리가 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리들은 적어도 3볼트의 수명 종단(end of life) 전압을 가지는 리튬 코발트 산화물(LCO)과 같은 화학물질로부터 3볼트 미만의 수명 종단 전압을 가지는 더 낮은 전압(LV)의 더 높은 에너지 밀도 화학물질들로 현재 천이하는 중이다. 그 결과, LV 배터리가 LCO 배터리를 가지고 사용하기 위해 원래 설계된 휴대용 전자 디바이스에서 사용되는 경우, LV 배터리는 3볼트 미만에서 완전히 복원되기 때문에 3볼트 이상의 사전-프로그래밍된 컷오버 전압에 도달하기 위해 요구되는 충전 시간은 현저하게 증가할 것이다. 충전 시간에서의 현저한 증가의 예가 도 1에 도시되는데, 도 1은 각각의 배터리에 대한 충전 상태가 2.75 볼트이고 휴대용 디바이스의 프로세서가 3.25 볼트에서 부트업하는 경우, LCO 배터리와 함께 사용하기 위해 설계된 휴대용 전자 디바이스에서 재충전된 예시적인 LV 및 LCO 배터리들에 대한 복원 시간 대 배터리 전압의 그래프(100)를 도시한다. 도시된 바와 같이, LCO 배터리 복원 커브(102)는 LCO 배터리가 약 9분 내에 3.25 볼트로 복원함을 예시하는 반면, LV 배터리 복원 커브(104)는 LV 배터리가 LCO 배터리 복원에 비해 3배 보다 긴 약 30분 내에 3.25볼트로 복원함을 예시한다. 따라서, 휴대용 전자 디바이스들이 상이한 배터리 화학물질들 또는 타입들을 수용하기 위해 배터리 복원 프로세스들을 적응시키도록 현재 설계되어 있지 않으므로, 새롭고 더 효율적인 배터리 타입들이 더 오래되고 덜 효율적인 배터리 타입들에 대해 원래 설계된 디바이스들에서 사용되는 경우 배터리 복원은 바람직하지 않게 길 수 있다.
도 1은 LCO 배터리와 함께 사용되도록 설계된 종래 기술의 휴대용 전자 디바이스에서 재충전되는 예시적인 LV 및 LCO 배터리들에 대한 복원 시간 대 배터리 전압의 그래프이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 무선 통신 디바이스 실시예에 따라, 배터리가 낮은 충전 상태에 있는 경우 배터리 타입에 기초하여 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하도록 적응되는 휴대용 전자 디바이스의 전기적 블록도이다.
도 3은 배터리 충전기가 USB 충전기인 경우 도 2의 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 전력 관리 서브시스템, 배터리 충전기, 재충전가능 배터리, 및 프로세서 서브시스템 사이의 상호 관계를 도시하는 전기적 블록도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 배터리가 낮은 충전 상태에 있는 경우 배터리 타입에 기초하여 재충전 가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위해 휴대용 전자 디바이스에 의해 실행되는 단계들의 논리 흐름도이다.
당업자는 도면들의 엘리먼트들이 단순함 및 명료성을 위해 예시되며, 반드시 축척에 맞게 그려지지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면들에서의 엘리먼트들 중 일부의 치수들은 본 발명의 다양한 실시예들의 이해의 증진을 돕기 위해 단독으로 또는 다른 엘리먼트들에 대해 과장될 수 있다.
일반적으로, 본 발명은 전자 디바이스, 및 배터리 타입과는 무관하게 전자 디바이스에서 사용되는 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 연관된 방법을 포함한다. 휴대용 전자 디바이스는 그의 전원으로서 재충전가능한 배터리를 사용하는 임의의 이동식 전자 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 디바이스는 무선 통신 디바이스(예를 들어, 스마트폰, 셀룰러 폰, 무선 이메일 디바이스, 또는 휴대용 컴퓨터(예를 들어, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 팜톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 또는 임의의 다른 타입의 이동식 컴퓨팅 디바이스)), MP3 플레이어, 휴대용 게임 시스템, 무선 판독 디바이스(예를 들어, AMAZON KINDLE), 플래시등, 휴대용 오디오 레코딩 디바이스, 카메라, 배터리-구동 장비, 또는 임의의 다른 이동식 전자 디바이스일 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스는 재충전가능한 배터리, 전원 리셉터, 프로세서 서브시스템, 및 전력 관리 서브시스템을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 전원 리셉터는 외부 배터리 충전기로부터 전력을 수신하도록 동작가능하다. 프로세서 서브시스템은 배터리에 연결되어 동작하고 배터리로부터 임계 전력 레벨을 수신하면 휴대용 전자 디바이스의 일반적 동작을 제어하도록 동작가능하다. 전원 리셉터 및 배터리에 연결되어 동작하는 전력 관리 서브시스템은 본 발명의 상황에서 다양한 전력 관리 기능들을 수행하도록 동작가능하다. 특히, 전력 관리 시스템은 전원 리셉터를 통해 배터리 충전기로부터 전력을 수신하면 파워업(power-up)하도록 동작가능하다. 전력 관리 시스템은 또한 배터리에 대한 적어도 하나의 충전 상태(SOC) 파라미터(예를 들어, 당시의 전류 전압 또는 에너지 용량) 및 배터리 타입을 결정하도록 동작가능하다. 전력 관리 시스템은 적어도 배터리 타입에 기초하며 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 임계 전력 레벨에 대응하는 하나 이상의 개별 임계들과 SOC 파라미터(들)을 비교하도록 추가로 동작가능하다. 전력 관리 시스템은 추가로, 배터리에 대한 SOC 파라미터(들)가 임계(들) 미만인 경우 배터리의 재충전에 사용하기 위해 배터리 충전기로부터 배터리로 전력이 공급될 수 있게 하도록 동작가능하다. 최종적으로, 전력 관리 시스템은 배터리에 대한 SOC 파라미터(들)가 임계(들)보다 더 크거나 같은 경우 배터리로부터 프로세서 서브시스템으로 전력이 공급될 수 있게 하도록 동작가능하다.
다른 실시예들에서, 전력 관리 시스템은 본 발명의 상황에서 그리고 특정 휴대용 전자 디바이스의 일반적 동작의 상황에서 다양한 다른 기능들을 수행하도록 동작가능할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 디바이스와 함께 사용되는 배터리가 배터리에 대한 식별(ID)을 저장하는 배터리 메모리를 포함하는 경우, 전력 관리 서브시스템은 추가로 배터리 메모리로부터 배터리 ID를 검색하고, 이를 휴대용 전자 디바이스의 메모리에 저장된 배터리 ID들의 리스트와 비교하도록 동작가능할 수 있고, 여기서 리스트는 배터리 ID를 배터리 타입과 상관시킨다. 리스트로부터 배터리 타입을 결정할 시에, 전력 관리 서브시스템은 SOC 파라미터와 비교 대상인 임계를 결정할 수 있다. 임계는 또한 배터리 타입에 관련하여 휴대용 전자 디바이스의 메모리에 저장될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 배터리 메모리는 배터리에 대한 SOC 데이터, 예를 들어, 수명 종단 전압 데이터, 충전율, 방전율, 최대 에너지 용량, 또는 팩 임피던스를 저장할 수 있다. 이러한 경우, 전력 관리 서브시스템은 배터리 메모리로부터 SOC 정보를 검색하고 검색된 SOC 정보에 기초하여 배터리 타입을 (예를 들어, 검색된 SOC 정보를 배터리 타입과 SOC 정보를 관련시키는 표 또는 데이터베이스와 비교함으로써) 결정하도록 추가로 동작가능할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스는 프로세서 서브시스템에 대한 전력 요건 정보를 (예를 들어, 전압, 전류, 전력 및/또는 에너지(예를 들어, 암페어-시 또는 와트-시)의 단위로) 저장하도록 동작가능한 메모리를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 전력 관리 서브시스템은 적어도 배터리 타입 및 프로세서 서브시스템의 전력 요건 정보에 기초하여 배터리 SOC 파라미터와의 비교 대상인 임계를 결정하도록 추가로 동작가능할 수 있다. 예를 들어, 배터리 타입이 적어도 3볼트의 수명 종단 전압을 가지는 고전압 리튬 이온 배터리 타입(예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LCO) 배터리 화학물질을 가지는 배터리)인 것으로 결정되고 프로세서 서브시스템의 부트업 전력 요건들이 3.0 볼트(V)에서 20 밀리암페어시(mAh) 또는 55 밀리와트시(mWh)인 경우, 배터리 SOC 파라미터와의 비교 대상인 임계는 LCO 배터리의 컷오버 전압(즉, 배터리가 프로세서 서브시스템의 전력 요건을 만족시킬 수 있는 배터리의 수명 종단 전압이거나 그 이상인 최소 전압)일 수 있다. LCO 배터리에 대해, 컷오버 전압은 약 3.25V일 수 있는데, 이는 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 전압보다 더 클 것이다. 반면, 배터리 타입이 3볼트 미만의 수명 종단 전압을 가지는 저전압(LV) 리튬 이온 배터리 타입인 것으로 결정되는 경우, 배터리 SOC 파라미터와의 비교 대상인 임계는 LV 배터리에 대한 컷오버 전압(여기서 컷오버 전압은 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 최소 전압보다 더 큼) 또는 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 최소 전압(여기서 배터리의 컷오버 전압은 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 최소 전압보다 더 작음)일 수 있다.
추가적인 실시예에서, 전력 관리 서브시스템은 또한 적어도 배터리 타입에 기초하여 배터리 충전기로부터 배터리로 공급되는 전압 및 전류에 대한 충전 프로파일을 적응시키도록 동작가능할 수 있다. 예를 들어, LV 배터리에 대한 충전 프로파일은 LCO 배터리에 대한 충전 프로파일과 통상적으로 상이하다. 결과적으로, 전력 관리 서브시스템은 바람직하지 않게 낮은 충전 상태로부터 배터리를 안전하고 확실하게 복원하기 위해 배터리 타입을 고려하여, 충전 프로파일을 조정하거나 적응시키거나, 또는 다른 방법으로 배터리 충전기로부터 배터리로 전력을 공급할 수 있다. 추가적으로, 전력 관리 서브시스템은 배터리 충전기에 대한 타입을 결정하고 적어도 배터리 타입 및 배터리 충전기 타입에 기초하여 충전 프로파일을 적응시키거나, 또는 다른 방법으로 배터리 충전기로부터 배터리로 전력을 제공하도록 동작가능할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 서브시스템은 배터리 충전기가 유니버셜 직렬 버스(USB) 충전기, 벽 콘센트 충전기, 무선 충전기(예를 들어, 유도형 충전기), 또는 임의의 다른 타입의 충전기인지를 검출하고 충전기 타입 및 배터리 타입을 고려하여 충전 프로파일을 적응시키거나 다른 방법으로 배터리 충전기로부터 배터리로 전력을 제공할 수 있다. 추가로, 전력 관리 서브시스템은 배터리의 온도를 결정하고 배터리 타입, 배터리 충전기 타입, 및 배터리 온도에 기초하여 충전 프로파일을 적응시키거나 다른 방법으로 배터리 충전기로부터 배터리로 전력을 제공하도록 추가로 동작가능할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 시스템은 배터리 온도가 미리 결정된 범위 내에 있거나 최대 온도 미만인 동안만 배터리 충전기가 배터리로 전력을 공급하도록 허용할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 배터리가 낮은 충전 상태에 있고 결정가능한 배터리 타입인 경우 휴대가능한 전자 디바이스 내의 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 실시예에 따라, 전력 관리 서브시스템을 파워업하기 위해 외부 배터리 충전기로부터 전력 관리 서브시스템으로 전력이 제공된다. 파워업된 이후, 전력 관리 서브시스템은 배터리 타입 및 배터리에 대한 SOC 파라미터를 결정한다. 전력 관리 서브시스템은 이후 배터리에 대한 SOC 파라미터를 적어도 배터리 타입에 기초한 임계와 비교한다. 배터리에 대한 SOC 파라미터가 임계 미만인 경우, 배터리의 재충전에 사용하기 위해 배터리 충전기로부터 배터리로 (예를 들어, 전력 관리 서브시스템의 제어 하에서) 전력이 제공된다. 대안적으로, 배터리에 대한 SOC 파라미터가 임계보다 더 크거나 같은 경우, 배터리로부터 휴대용 전자 디바이스의 일반적 동작을 제어하는 프로세서 서브시스템으로 (예를 들어, 다시 전력 관리 서브시스템의 제어 하에서) 전력이 공급된다. 일 실시예에서, 프로세서 서브시스템은 전력 관리 서브시스템보다 더 큰 전력 요건들을 가지며, 따라서, 전력 관리 기능은 메인 프로세서 서브시스템에 의해 제어되는 일반적 전자 디바이스 동작과는 별개이다. 또 다른 실시예에서, 전력 관리 서브시스템은, 예를 들어, 배터리에 대한 SOC 파라미터가 임계에 도달한 시간을 결정하기 위해, 미리 결정된 시간 기간 동안 배터리가 재충전된 이후 또는 배터리가 재충전 중일 때 배터리에 대한 SOC 파라미터를 반복적으로 재결정한다.
추가적인 실시예에서, 배터리가 낮은 충전 상태에 있고 결정가능한 배터리 타입인 경우 휴대용 전자 디바이스 내의 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 실시예에 따라, 휴대용 전자 디바이스에 연결된 배터리 충전기로부터 전력이 수신된다. 수신된 전력은 전력 관리 서브시스템을 파워업하기 위해 배터리 충전기로부터 전력 관리 서브시스템으로 제공된다. 파워업된 이후, 전력 관리 서브시스템은 배터리 타입 및 배터리에 대한 SOC 파라미터를 결정한다. 배터리 관리 서브시스템은 이후 배터리에 대한 SOC 파라미터를 적어도 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 전력량 및 배터리 타입에 기초하는 임계와 비교한다. 프로세서 서브시스템은 휴대용 전자 디바이스의 일반적 동작을 제어하고, 전력 관리 서브시스템보다 더 높은 전력 요건들을 가진다. 배터리에 대한 SOC 파라미터가 임계 미만인 경우, 배터리의 재충전에 사용하기 위해 배터리 충전기로부터 배터리로 (예를 들어, 전력 관리 서브시스템의 제어 하에서) 전력이 제공된다. 대안적으로, 배터리에 대한 SOC 파라미터가 임계보다 더 크거나 같은 경우, 배터리로부터 프로세서 서브시스템으로 (예를 들어, 다시 전력 관리 서브시스템의 제어 하에서) 전력이 공급된다.
이러한 방식으로 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원시킴으로써, 본 발명은 적어도 배터리 타입 및 선택적으로 충전기 타입 및/또는 배터리 온도에 맞춰 배터리 전력 복원을 적응시킨다. 이러한 방식으로, 본 발명은 휴대용 전자 디바이스가 휴대용 전자 디바이스와 함께 원래 공급되는 배터리와는 상이한 타입의 배터리의 재충전을 용이하게 하기 위해 메인 프로세서 시스템 내의 변경들을 요구하지 않고, 다양한 타입들의 배터리들을 사용할 수 있게 한다. 추가적으로, 본 발명은 배터리 복원을 용이하게 하기 위해 메인 프로세서 서브시스템과는 별개인 전력 관리 서브시스템을 이용하고, 이에 의해, 메인 프로세서 서브시스템이 배터리가 복원될 때까지 전원이 꺼진 채 유지되므로 배터리 복원이 더 많이 발생할 수 있게 한다.
본 발명의 실시예들은 도 2-4를 참조하여 더 용이하게 이해될 수 있는데, 여기서 동일한 참조 번호들은 동일한 항목들을 지시한다. 도 2는 본 발명의 예시적인 무선 통신 디바이스 실시예에 따라, 배터리(201)가 낮은 충전 상태에 있는 경우, 배터리 타입에 기초하여 재충전가능한 배터리(201)에 대한 전력을 복원시키도록 적응되는 휴대용 전자 디바이스(200)의 전기적 블록도이다. 예시적인 휴대용 전자 디바이스(200)(이 실시예에서, 무선 통신 디바이스)는 특히, 전력 관리 서브시스템(203), 전원 리셉터(205), 메인 프로세서 서브시스템(207), 적어도 하나의 저장 디바이스(예를 들어, 메모리(209, 210)), 송신기(212), 수신기(214), 디스플레이(216), 사용자 인터페이스(218), 경보 메커니즘(220), 및 하나 이상의 안테나들(213, 215)(2개가 도시됨)를 포함한다. 전원 리셉터(205)는 배터리(201)가 재충전중인 시간 동안 외부 배터리 충전기(240)에 연결된다. 배터리 충전기(240)는 종래의 인-월(in-wall) 충전기(예를 들어, AC-대-DC 충전기), 무선 충전기, USB 충전기, 자동차 충전기(예를 들어, DC-DC 충전기), 또는 임의의 다른 배터리 충전기(예를 들어, USB 충전기에 대한 USB 호스트로서 역할을 하는 컴퓨터 또는 다른 전자 디바이스를 포함함)일 수 있다. 유사하게, 전원 리셉터(205)는 커넥터(예를 들어, 인-월 또는 자동차 충전기에 대한), 무선 충전 신호 리셉터, 또는 배터리 충전기(240)로부터 전력을 수신하기 위한 임의의 다른 적절하게 구성된 리셉터일 수 있다.
예시된 바와 같이, 전력 관리 서브시스템(203)은 전원 리셉터(205)와 배터리(201) 사이에 연결된다. 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리 충전기(240)로부터 배터리(201)로의, 그리고 배터리(201)로부터 메인 프로세서 서브시스템(207)을 포함하는 휴대용 전자 디바이스(200)의 나머지로의 전력의 흐름을 제어한다. 일 실시예에서, 전력 관리 서브시스템(203)은 마이크로컨트롤러(μC)(230), 및 USB 충전기로부터의 충전을 용이하게 하는 USB 스위치(234)일 수 있는 스위치를 포함한다. 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리 식별(ID)들 및 연관된 배터리 타입들의 표, 충전 상태(SOC) 데이터 및 연관된 배터리 타입들의 표, 충전 프로파일들과 같은 정보, 및 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 배터리(201)에 대한 전력을 복원할 목적으로 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 사용될 수 있는 다른 정보를 저장하는 로컬 메모리(210)를 포함하거나 이에 액세스할 수 있다. 전력 관리 서브시스템(203)은 또한, 마이크로컨트롤러(230)에 의해 선택되는 바와 같이, 배터리(201) 또는 전원 리셉터(205)로부터, 프로세서 서브시스템(207)으로 및 프로세스 서브시스템(207) 및 시스템 부하들에 의해 각각 요구될 수 있는 바와 같이 다른 휴대용 디바이스 컴포넌트들(시스템 부하들)로 다양한 조정된 DC 전압들을 출력하는 레귤레이터들의 세트(미도시)를 포함할 수 있다. USB 배터리 충전기와 함께 사용하기 위한 전력 관리 서브시스템(203)의 예시적인 실시예는 도 3에 관련하여 하기에 더욱 상세하게 기술된다.
배터리(201)는 전력 관리 시스템(203)이 배터리(201)를 휴대용 전자 디바이스(200)의 메인 기능 엘리먼트들에 스위칭 가능하게 연결시키는 경우 이러한 엘리먼트들에 DC 전력을 공급한다. 따라서, 휴대용 전자 디바이스(200)가 도 2에 예시된 바와 같은 무선 통신 디바이스인 경우, 배터리(201)는 직접적으로 또는 간접적으로 (예를 들어, 레귤레이터 회로들을 통해) 메인 프로세서 서브시스템(207), 디바이스 메모리(209), 송신기(212), 수신기(214), 디스플레이(216), 사용자 인터페이스(218), 및 경보 메커니즘(220)에 연결된다. 배터리(201)는 또한 안테나들(213, 215)이 능동 컴포넌트들을 포함하는 경우 안테나들(213, 215) 중 하나 이상에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 배터리(201)는 본 발명에 따라 배터리(201)에 대한 전력을 복원하기 위해 사용될 수 있는 정보를 저장하는 배터리 메모리(222)를 포함한다. 예를 들어, 배터리 메모리(222)는 배터리(201)의 식별(예를 들어, 배터리 화학물질을 표시함) 또는 SOC 정보, 예컨대, 전력 관리 서브시스템(203)이 하기에 더 상세하게 기술되는 바와 같이 배터리 복원 프로세스와 연관된 배터리-관련 파라미터들을 결정하기 위해 이용할 수 있는, 배터리의 수명 종단 전압, 에너지 용량, 방전율, 충전율, 최대 동작 온도, 또는 팩 임피던스를 포함할 수 있다. 배터리(201)는, 고전압 리튬 이온(예를 들어, LCO), 저전압 리튬 이온, 리튬 이온 폴리머, 리튬-인산염, 리튬-금속, 리튬-황화물, 니켈-카드뮴, 니켈-금속 수소화물, 니켈-아연, 칼륨-이온, 재충전가능 알카라인을 포함하는 임의의 재충전가능 배터리 타입, 또는 임의의 향후-개발될 배터리 기술일 수 있다. 그 결과, 배터리(201)는 고전압(HV) 타입 또는 저전압(LV) 타입일 수 있다. 적어도 리튬-이온 배터리들에 관련하여 여기서 사용되는 바와 같이, 고전압은 적어도 3 볼트의 수명 종단 전압을 가지는 배터리를 지칭하고 저전압은 3볼트 미만의 수명 종단 전압을 가지는 배터리를 지칭한다. 따라서, 배터리 타입은 수명 종단 전압, 배터리 화학물질, 및/또는 다른 배터리 파라미터들에 의해 정의될 수 있다. 본 발명의 주요 이점들 중 하나는 개시된 배터리 복원 프로세스가 다양한 타입들의 배터리들을 수용한다는 점이다.
메인 프로세서 서브시스템(207)은 휴대용 전자 디바이스(200)의 일반적인 동작을 제어하고, 도 2의 무선 통신 디바이스 실시예에서, 메모리(209), 송신기(212), 수신기(214), 디스플레이(216), 사용자 인터페이스(218) 및 경보 메커니즘(220)에 연결되어 동작한다. 무선 통신 디바이스 실시예에서, 휴대용 전자 디바이스(200)는 입력/출력 포트들(USB, MP3, Wi-Fi, 및/또는 블루투스 인터페이스들과 같은 유선 또는 무선 인터페이스들일 수 있음) 및 별도의 이동식 외부 메모리 디바이스(예를 들어, USB 플래시 드라이브, 플래시 메모리 카드, 가입자 식별 모듈(SIM) 카드, 또는 임의의 다른 휴대용 저장 디바이스)와 인터페이싱하기 위한 외부 메모리 상호접속을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 다른 엘리먼트들을 선택적으로 포함할 수 있다. 포함되는 경우, 선택적 컴포넌트들은 메인 프로세서 서브시스템(207)에 연결되어 동작하고 메인 프로세서 서브시스템(207)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 제어된다.
휴대용 통신 디바이스(200)가 무선 통신 디바이스인 경우, 휴대용 전자 디바이스(200)는 무선 통신 시스템을 통해 음성, 데이터, 및/또는 비디오를 통신할 수 있는 임의의 디바이스 또는 사용자 장비(UE)일 수 있다. 따라서, 휴대용 전자 디바이스(201)는 스마트폰, 셀룰러 폰, 모바일폰, 양방향 라디오, 무선 메시징 디바이스, 내장된 또는 부착된 무선 모뎀 또는 에어 카드를 가지는 컴퓨터(예를 들어, 네트워크 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 또는 팜톱 컴퓨터), 개인 디지털 정보 단말(PDA), 무선 이메일 디바이스, 내장된 또는 부착된 무선 모뎀을 포함하는 핸드헬드 또는 휴대용 게임 디바이스, 내장된 또는 부착된 무선 모뎀을 포함하는 휴대용 DVD 플레이어, 또는 임의의 다른 모바일 또는 휴대용 통신 디바이스일 수 있다. 위에서 주지된 바와 같이, 도 2에 예시된 무선 통신 디바이스는 본 발명을 유리하게 사용 및/또는 구현할 수 있는 휴대용 전자 디바이스(200)의 단지 일 예이다. 본 발명을 사용 및/또는 구현할 수 있는 다른 휴대용 전자 디바이스들은 MP3 플레이어, 휴대용 게임 시스템, 무선 판독 디바이스, 플래시등, 휴대용 오디오 레코딩 디바이스, 카메라, 배터리-구동 장비, 또는 임의의 다른 이동식 전자 디바이스를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
프로세서 서브시스템(207)은 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(DSP), 상태 머신, 논리 회로, 또는 디바이스 메모리(209)에 저장된 동작 또는 프로그래밍 명령들(221)에 기초하여 정보를 프로세싱하는 임의의 다른 디바이스 또는 디바이스들의 조합을 포함할 수 있다. 당업자는, 휴대용 전자 디바이스(200)의 프로세싱 요건들을 핸들링하기 위해 요구될 수 있는 바와 같이 프로세서 서브시스템(207)이 다수의 프로세서들을 사용하여 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 당업자는, 프로세서 서브시스템(207)이 상태 머신 또는 논리 회로에 의해 수행되는 그의 기능들 중 하나 이상을 가지는 경우, 대응하는 동작 명령들을 포함하는 메모리가, 도 2에 예시된 무선 디바이스의 내부 메모리(209)와 마찬가지로, 프로세서 서브시스템(207)의 외부에 있는 것과는 대조적으로 상태 머신 또는 논리 회로 내에 내장될 수 있다.
도 2의 무선 디바이스 실시예에서, 디바이스 메모리(209)는, 특히, 휴대용 전자 디바이스(200)의 다양한 컴포넌트들의 동작을 제어하기 위해 프로세서 서브시스템(207)에 의해 사용되는 동작 명령들(221)을 저장한다. 유사하게, 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 액세스 가능한 디바이스 메모리(210)는 도 3 및 4에 대해 하기에 더 상세하게 설명되는 바와 같이 배터리(201)에 대한 전력을 복원하기 위해 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 사용되는 동작 명령들을 포함할 수 있다. 메모리(209)는 도 2에 도시된 바와 같이 프로세서 서브시스템(207)과 별개일 수 있거나 또는 위에서 주지된 바와 같이 프로세서 서브시스템(207) 내로 통합될 수 있다. 유사하게, 메모리(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 전력 관리 서브시스템(203)과 별개일 수 있거나 또는 (예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이) 전력 관리 서브시스템(203) 내로 통합될 수 있다. 메모리(210)가 전력 관리 서브시스템(203) 내로 통합되지 않는 경우, 메모리(210)는 메모리(209)와 별개이거나 메모리(209)의 일부분을 형성할 수 있다. 메모리(209, 210)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 전기적 소거가능 프로그램가능 판독-전용 메모리(EEPROM), 및/또는 당해 기술분야에 공지된 바와 같은 다양한 다른 형태들의 메모리를 포함할 수 있다. 다양한 메모리 컴포넌트들(209, 210)이 각각 전체 또는 집합 디바이스 메모리 내에 별도로 위치된 메모리 영역들의 그룹일 수 있으며, 각각의 메모리 컴포넌트(209, 210)가 하나 이상의 개별 메모리 엘리먼트들을 포함할 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해될 것이다.
송신기(212) 및 수신기(214)는 휴대용 전자 디바이스(200)와 휴대용 전자 디바이스(200)에 통신 서비스를 제공하는 기지국들 사이에서 음성 통신, 텍스트, 스틸 이미지, 그래픽 및 비디오를 포함하는 제어 및 사용자 데이터를 통신하기 위한 임의의 종래의 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수 있다. 휴대용 전자 디바이스(200)가 동작할 수 있는 무선 시스템(들)에 대해 선택되는 무선 프로토콜(들)에 따라, 송신기(212) 및 수신기(214)는 하나 이상의 무선 통신 프로토콜들, 예컨대, Wi-Fi(예를 들어, IEEE 802.11 a/b/g/n), WiMax(예를 들어, IEEE 802.16), 울트라 광대역(예를 들어, IEEE 802.15.4a 드래프트 표준), CDMA, 광대역 CDMA(WCDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 글로벌 모바일 통신 시스템(GSM), 인핸스드 데이터 GSM 환경(EDGE), 범용 패킷 라디오 서비스(GPRS), 유니버셜 모바일 통신 서비스(UMTS), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM), 고속 패킷 액세스(HSPA), 롱 텀 에볼루션(LTE), 확산 스펙트럼, 또는 임의의 다른 공지된 또는 향후 개발될 물리적 액세스 또는 링크 프로토콜 또는 방법을 지원할 수 있다. 송신기(212) 및 수신기(214)는 다수의 링크 기술들이 휴대용 전자 디바이스(200)에 의해 사용되는 경우 다수의 수신기들 및 송신기들을 포함할 수 있다. 추가로, 수신기(214)가 HSPA 및 LTE 프로토콜들에 의해 지원되는 바와 같은 단일 입력 다중 출력(SIMO) 및/또는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 기능성을 지원하는 경우, 휴대용 전자 디바이스(200)는 2개 이상의 수신 안테나들(213)(예시를 위해 하나가 도시됨)을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 수신기(305)가 상이한 에어 인터페이스들(예를 들어, WCDMA 및 GSM, 또는 CDMA 및 WCDMA)을 사용하여 전송되는 신호들의 수신을 지원하는 멀티-모드 수신기인 경우, 다수의 수신 안테나들이 포함될 수 있다. 또한, 도시된 휴대용 전자 디바이스(200)가 오직 단일 전송 안테나(215)를 포함하는 반면, 송신기(212)가 MIMO 기능성을 지원하고 그리고/또는 송신기(212)가 상이한 에어 인터페이스들을 사용하여 신호들의 전송을 지원하는 멀티-모드 송신기인 경우, 하나 이상의 추가적인 전송 안테나들이 사용될 수 있다. 추가로, 단일 안테나가 송신기(212) 및 수신기(214) 모두를 지원하기 위해 사용될 수 있으며, 여기서 단일 안테나는 브로드밴드 안테나이고 적절한 회로(예를 들어, 분리기 및/또는 순환기)가 송신기 및 수신기 기능들을 분리하기 위해 휴대용 전자 디바이스(200) 내에 포함된다.
디스플레이(216)는 임의의 종래의 또는 향후 개발될 디스플레이, 예컨대, 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이, 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 LED(OLED) 디스플레이, 또는 임의의 다른 디스플레이 기술일 수 있다. 디스플레이(216)는 적절한 종래의 드라이버들을 포함하며, 선택적으로, 프로세서 서브시스템(207)에 의해 명령되는 바와 같이 디스플레이 스크린의 다양한 부분들(예를 들어, 픽셀들)을 조명하기 위한 그래픽 프로세서들을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(218)는 임의의 종래의 사용자 인터페이스 또는 종래의 사용자 인터페이스 컴포넌트들의 조합, 예를 들어, 락커 키, 버튼, 키패드, 키보드, 스크롤 휠, 썸휠, 하나 이상의 마이크로폰 및 연관된 스피치 변환/프로세싱 소프트웨어, 하나 이상의 스피커, 터치패드, 디스플레이(216)의 디스프레이 스크린 내에 포함된 터치 스크린, 또는 임의의 다른 현재 공지된 또는 향후 개발될 사용자 인터페이스 기술일 수 있다.
경보 메커니즘(220)은 진동 디바이스, 적절한 구동 회로를 가지는 스피커, 및/또는 적절한 구동 회로를 가지는 LED들 또는 다른 시각적 통지 수단을 포함할 수 있거나, 또는 착신 메시지 또는 호출의 도달을 디바이스 사용자에게 경보하기 위해 프로세서 서브시스템(207)의 제어 하에 사용자 인터페이스(218)의 일부 또는 전부를 이용할 수 있다. 이러한 경보 메커니즘(220)은 일반적으로 당해 기술분야에 공지되어 있다.
도 3은 전원 리셉터(205)가 USB 커넥터(307)로서 구현되고 배터리 충전기(240)가 USB 충전기인 경우, 도 2의 휴대용 전자 디바이스(200)의 전력 관리 서브시스템(203), 배터리 충전기(240), 재충전가능한 배터리(201), 및 프로세서 서브시스템(207) 사이의 상호 관계를 도시하는 전기 블록도이다. 추가적으로, 도 3은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 전력 관리 서브시스템(203)의 기능 블록들을 상세히 보여준다.
도 3의 실시예에 따라, 전력 관리 서브시스템(203)은 마이크로컨트롤러(230), 전력 경로 선택 및 제어 블록(303), 배터리 및 온도 모니터 블록(305), 다양한 DC 레귤레이터들(304), 및 USB 스위치(234)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, USB 스위치(234)는 마이크로컨트롤러(230)의 USB 물리적(PHY) 인터페이스(309) 및 프로세서 서브시스템(207)의 USB 물리적 인터페이스(310)에 연결된다. 전력 경로 선택 및 제어 블록(303)은 (도 3에서 "충전기 제어"로서 표시되는 바와 같은) 제어 라인을 통해 마이크로컨트롤러(230)에 의해 제어되는 스위칭 회로(예를 들어, 전계 효과 트랜지스터(FET) 스위치)일 수 있다. 전력 경로 선택 및 제어 블록(303)이 마이크로컨트롤러(230)로부터의 제어 시그널링에 의해 닫힐 때까지, 전력 경로 선택 및 제어 블록(303)은, USB 커넥터(307)의 Vbus 핀(들)을 통해 공급되는 바와 같은, 배터리 충전기(240)로부터의 전력이 배터리(201)로 흐르지 않도록 열린 채 유지한다. 마이크로컨트롤러(230)는 또한 마이크로컨트롤러(230)의 USB 물리적 인터페이스(309) 또는 프로세서 서브시스템(207)의 USB 물리적 인터페이스(310)에 USB 커넥터(307)의 데이터 플러스(DP 또는 D+) 및 데이터 마이너스(DM 또는 D-) 핀들을 선택적으로 연결시키기 위해 (도 3에 "제어"로서 표시되는) 제어 라인을 통해 USB 스위치(234)를 제어하도록 동작가능하다. 따라서, 마이크로컨트롤러(230)는 USB 커넥터(307)로부터 마이크로컨트롤러(230) 또는 프로세서 서브시스템(207)으로 데이터를 라우팅하도록 USB 스위치(234)에 명령하도록 동작가능하다. 전력 관리 시스템(203) 및 프로세서 서브시스템(207)에서 사용되는 클록들의 품질들에 따라, USB 물리적 인터페이스들(309, 310) 각각은 고속 또는 전속력(높은 품질의 클록이 응용가능 서브시스템에서 사용되는 경우) 또는 저속(더 낮은 품질의 클록이 응용가능 서브시스템에서 사용되는 경우)일 수 있다.
도 4에 관련하여 하기에 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 언제 배터리 충전기(240)로부터 배터리(201)로 전력을 흐르게 할지 그리고 언제 USB 커넥터(307)로부터 프로세서 서브시스템(207)으로 USB 데이터가 공급되도록 허용할지에 대한 결정은 배터리(201)에 대한 적어도 하나의 SOC 파라미터 및 배터리 타입을 감지하거나 다른 방법으로 결정하는 것뿐만 아니라, 선택적으로 배터리 서브시스템(207)에 의해 요구되는 임계 전력 레벨, 배터리 온도, 및/또는 배터리 충전기 타입을 결정하는 것에 기초하여 이루어진다. 감지된 SOC 파라미터는 (예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같은 "배터리 전압 감지" 라인을 통해) 배터리 및 온도 모니터 블록(305) 또는 마이크로컨트롤러(230)에 연결된 다른 등가 회로에 의해 측정되거나 감지되는 바와 같은 배터리 전압일 수 있다. 대안적으로, 결정된 SOC 파라미터 또는 파라미터들은 배터리 충전 및 방전 전류를 모니터링하고 시간 경과에 따라 전류들을 적분시킴에 의해 충전 및 방전 에너지를 계산함으로써 결정되는 바와 같은, 배터리(201) 내에 남아 있는 에너지 용량의 추정된 양일 수 있다. 잔여 에너지 용량은 쿨롱 카운트 또는 암페어-시, 와트-시, 또는 다른 응용가능 단위로서 표현될 수 있다. 배터리 및 온도 모니터 블록(305)은 또한 배터리(201)가 배터리 충전기(240)로부터 복원 전력을 수신하기 시작하거나 계속 수신하기에 적합한 조건에 있는지의 여부를 결정하는 것을 돕기 위해 마이크로컨트롤러(230)에 의해 사용될 수 있는 배터리의 온도를 (예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같은 "배터리 온도 감지" 라인을 통해) 감지하도록 제어될 수 있다. 온도 감지를 수용하기 위해, 배터리 및 온도 모니터 블록(305)은 공지된 기술들에 따라 배터리(201)에 근접하게 위치된 온도계 또는 다른 온도 감지 센서를 포함할 수 있다.
마이크로컨트롤러(230)는 (예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같은 "배터리 ID" 제어 라인을 통해) 배터리 메모리(222)로부터 배터리(201)의 식별을 검색하고, 검색된 식별을 마이크로컨트롤러(230) 또는 마이크로컨트롤러(230)에 의해 액세스 가능한 메모리(210)에 저장된 배터리 식별들의 리스트와 비교함으로써 배터리 타입을 결정할 수 있다. 사용되는 경우, 리스트는 배터리 식별들을 배터리 타입들(예를 들어, LV 타입 또는 HV 타입)과 상관시키고, 선택적으로, 배터리(201)의 건강 상태(health) 또는 충전 상태를 결정하기 위해 각각의 배터리 타입을 마이크로컨트롤러(230)에 의해 사용하기 위한 하나 이상의 SOC 파라미터 임계들과 추가로 상관시킬 수 있다. 예를 들어, 메모리(210)는 LV 배터리에 대한 수명 종단 임계가 3볼트 미만이고 HV 타입 배터리에 대한 수명 종단 임계가 3볼트 또는 그 이상임을 표시할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 배터리 메모리(222)는 배터리(201)에 대한 SOC 정보, 예컨대 수명 종단 전압 데이터, 방전율, 최대 에너지 용량, 최대 온도, 또는 팩 임피던스를 저장할 수 있다. 이러한 경우, 마이크로컨트롤러(230)는 (예를 들어, "배터리 ID" 제어 라인을 통해) 배터리 메모리(222)로부터 배터리(201)에 대한 SOC 정보를 검색하고, 검색된 SOC 정보에 기초하여 배터리 타입을 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 메모리(222)가 수명 종단 데이터를 저장하는 경우, 마이크로컨트롤러(230)는 검색된 수명 종단 데이터로부터 직접 배터리 타입을 결정할 수 있다.
배터리(201)가 낮은 충전 상태(예를 들어, 그의 수명 종단 전압에 있거나 그 미만 또는 프로세서 서브시스템(207)에 충분한 전력을 소싱하기 위해 요구되는 전압 레벨에 있거나 그 미만임)에 진입한 경우, 사용자는 배터리(201)를 충전할 목적으로 USB 커넥터(307)에 USB 배터리 충전기(240)를 접속시킬 수 있다. 충전기(240)는 또한 반대 종단에서 벽 소켓(wall socket) 또는 다른 전원, 예컨대, USB 커넥터(307)에 출력 전력을 공급할 수 있는 컴퓨터 또는 다른 전자 디바이스에 접속될 수 있다. USB 배터리 충전기(240)가 USB 커넥터(307)에 접속된 이후, 마이크로컨트롤러(230)를 파워업하기 위해 (예를 들어, 도 3에서 "μC 전력"으로서 표시되는) 전력 경로를 통해 배터리 충전기(240)로부터 마이크로컨트롤러(230)로 전력이 공급된다. 마이크로컨트롤러(230)의 파워업 시, 전력 경로 선택 및 제어 블록(303)은 바람직하게는 배터리 충전기(240)로부터 배터리(201)로 전력이 흐르게 하지 않는 상태에 있다. 추가로, USB 스위치(234)는 바람직하게는 USB 커넥터(307)의 데이터 출력들이 마이크로컨트롤러(230)에 연결되는 상태에 있다. 파워업되면, 마이크로컨트롤러(230)는 (예를 들어, 배터리 메모리(222)에 저장된 정보(예를 들어, ID 또는 SOC 정보)를 검색하고, 이를 메모리(210)에 저장된 데이터와 비교함으로써) 배터리(201)에 대한 배터리 타입을 결정한다. 추가로, 마이크로컨트롤러(230)는 선택적으로 전력 경로 및 선택 및 제어 블록(303)에, 배터리(201)가 복원 중이거나 재충전 중인 동안 배터리 충전기(240)로부터 프로세서 서브시스템(207) 및 휴대용 전자 디바이스(200)의 다른 컴포넌트들 또는 시스템 부하들로 전력이 흐르게 하도록 지시할 수 있다. 마이크로컨트롤러(230)는 추가로, 배터리(201)에 대한 배터리 전압 또는 다른 SOC 파라미터를 감지하고, 선택적으로, 마이크로컨트롤러(230)로 하여금 배터리(201)에 대한 현재 충전 상태 또는 건강 상태를 결정하게 하기 위해 배터리 온도를 감지 또는 측정하기 위해 배터리 및 온도 모니터 블록(305)을 사용할 수 있다. 배터리 타입 및 SOC 파라미터(예를 들어, 전압)를 결정하는 것에 추가하여, 마이크로컨트롤러(230)는 추가로 배터리(201)가 프로세서 서브시스템(207)에 전력을 공급하는 상태에 있는지의 여부를 평가하기 위해 SOC 파라미터와 비교할 SOC 파라미터 임계(예를 들어, 배터리 전압 임계)를 결정한다. SOC 파라미터 임계는 배터리 타입에 기초하며, 프로세서 서브시스템(207)에 의해 요구되는 임계 전력 레벨에 대응한다.
예를 들어, 프로세서 서브시스템(207)이 그의 운영 체제 및 필수 애플리케이션들을 부트업시키기 위해 3.25V의 공급 전압 및 적어도 20 mAh(이는 스마트 폰에 대해 통상적인 값들임)를 요구하고, 배터리(201)가 2.95 V의 컷오버 전압(즉, 배터리(201)가 적어도 20 mAh의 전력 또는 에너지를 공급할 수 있는 전압)을 가지는 LV 리튬-이온 배터리인 경우, 배터리 전압 임계는 3.25 V인 것으로 결정될 수 있는데, 그 이유는 최소 공급 전압이 배터리 컷오버 전압을 초과하며 이 예에서 프로세서 서브시스템(207)이 부트 업할 수 있기 전에 도달할 필요가 있기 때문이다. 대안적으로, 또 다른 예로서, 프로세서 서브시스템(207)이 그의 운영 체제 및 필수 애플리케이션들을 부트업시키기 위해 3.25 V의 공급 전압 및 적어도 20 mAh를 요구하고, 배터리(201)가 3.3 V의 컷오버 전압을 가지는 HV 리튬-이온 배터리(예를 들어, LCO 배터리)인 경우, 배터리 전압 임계는 3.3 V인 것으로 결정될 수 있는데, 그 이유는 이 예에서 배터리(201)가 프로세서 서브시스템(207)에 요구되는 부트업 전력을 공급할 수 있기 전에 배터리 컷오버 전압에 도달할 필요가 있기 때문이다. 일 실시예에서, 프로세서 서브시스템(207)에 대한 전력 요건 정보는 메모리(210) 또는 마이크로컨트롤러(230)에 의해 액세스 가능한 다른 메모리 내에 저장될 수 있다. 이러한 경우, 마이크로컨트롤러(230)는 프로세서 서브시스템의 전력 요건을 검색하고, 배터리 타입 및 프로세서 서브시스템의 전력 요건에 기초하여 배터리 전압 임계 또는 다른 SOC 파라미터 임계를 결정할 수 있다. 대안적으로, 메모리(210) 또는 마이크로컨트롤러(230)에 의해 액세스 가능한 다른 메모리는 직접 배터리 전압 임계 또는 다른 SOC 파라미터 임계를 저장할 수 있고, 이 경우 임계는 특정 휴대용 전자 디바이스(200)에서 사용되는 프로세서 서브시스템(207)의 전력 요건에 대응하기 위해 저장 이전에 결정되었을 것이다.
마이크로컨트롤러(230)가 배터리 타입을 결정하고, 배터리(201)에 대한 SOC 파라미터(예를 들어, 배터리 전압)을 결정하고, SOC 파라미터를 프로세서 서브시스템(207)의 최소 부트업 또는 다른 임계 레벨 전력 요건들에 대응하는 적절한 임계와 비교한 이후에, 마이크로컨트롤러(230)는 제어 신호를 전력 경로 선택 및 제어 블록(303)에 송신하여 SOC 파라미터가 임계 미만인 경우 전력 경로 선택 및 제어 블록(303)으로 하여금 배터리 충전기(240)로부터 배터리(201)로 전력이 공급되는 것을 허용하게 한다. 일 실시예에 따라, 메모리(210)는 휴대용 전자 디바이스(200)와 함께 원래 공급되는 배터리를 충전시키기 위한 충전 프로파일을 저장한다. 현재 배터리(201)가 원래 배터리와 상이한 경우, 마이크로컨트롤러(230)는 현재 배터리(201)가 안전하고 적절하게 충전되도록 결정된 배터리 타입에 기초하여 충전 프로파일을 적응시킬 수 있다. 추가적으로, 마이크로컨트롤러(230)는 또한 배터리(201)에 대한 충전 프로파일을 적응시킬 시에 배터리 충전기의 타입을 고려할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러(230)는 USB 충전기로부터 LV 리튬 이온 배터리를 충전시키기 위한 하나의 충전 프로파일 및 무선 충전기로부터 LCO 배터리를 충전시키기 위한 상이한 충전 프로파일을 사용할 수 있다. 따라서, 마이크로컨트롤러(230)는 배터리 타입 및/또는 충전기 타입에 기초하여 충전 프로파일을 적응시키거나 조정할 수 있다. 다른 배터리 파라미터들, 예컨대, 배터리 온도 및 수명 종단 전압이 현재 배터리(201)에 대한 충전 프로파일을 적응시키거나 조정하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 다양한 충전 프로파일들이 메모리(210) 또는 마이크로컨트롤러(230)에 의해 액세스 가능한 다른 메모리에 저장될 수 있고, 이에 의해 마이크로컨트롤러(230)로 하여금 배터리 타입, 충전기 타입에 기초하여 적절한 프로파일을 선택하고 그리고/또는 배터리 파라미터들을 선택하게 할 수 있다.
배터리의 SOC 파라미터가 프로세서 서브시스템(207)의 최소 부트업에 대응하는 임계 또는 다른 임계 레벨 전력 요건들보다 더 크거나 같은 경우, 마이크로컨트롤러(230)는 USB 스위치(234)에 제어 신호를 송신하여, 스위치(234)로 하여금 USB 커넥터(307)의 데이터 출력들을 프로세서 서브시스템(207)의 USB 물리적 인터페이스(310)로 보내게 한다. 추가적으로, 마이크로컨트롤러(230)는 휴대용 전자 디바이스(200)의 다른 시스템 부하들 및 프로세서 서브시스템(207)에 대한 분배를 위해 배터리(201)로부터 레귤레이터들(304)로 전력이 흐르게 하도록 전력 경로 선택 및 제어 블록(303)에 명령한다. 마이크로컨트롤러(230)는 또한 충전기(240)로부터 배터리(201)로의 전력의 흐름을 디스에이블시키도록 전력 경로 선택 및 제어 블록(303)에 명령할 수 있고, 프로세서 서브시스템(207)의 리셋이 외부적으로 수행되는 공지된 기법들에 따라 프로세서 서브시스템(207)을 작동시키기 위해 (예를 들어, USB 인터페이스(309)를 통해) 프로세서 서브시스템(207)에 리셋 릴리즈 신호를 발행할 수 있다.
도 3과 관련한 상기 개시내용이 전력 관리 서브시스템(203)을 구현하기 위한 일 특정 실시예에 초점을 둔 반면, 배터리가 낮은 충전 상태(예를 들어, 그것의 수명 종단 전압에 있거나 그 미만)에 있는 경우 그의 재충전가능한 배터리(201)에 대한 전력을 복원하기 위한 휴대용 전자 디바이스(200)의 더욱 일반적인 동작이 도 2 및 4를 참조하여 용이하게 이해될 수 있다. 도 4는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따라 배터리 타입에 기초하여 재충전가능한 배터리(201)에 대한 전력을 복원하기 위해 휴대용 전자 디바이스(200)에 의해 실행되는 단계들의 논리 흐름도(400)를 예시한다. 도 4의 논리 흐름 단계들의 대부분은, 전력 관리 서브시스템(203)이 배터리 충전기(240)에 의해 파워업될 때 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 실행될 수 있다. 전력 관리 서브시스템(203)의 논리 흐름 단계들의 실행은 바람직하게는 메모리(210) 또는 전력 관리 시스템(203)에 의해 액세스 가능한 다른 메모리에 그리고/또는 (사용되는 경우) 전력 관리 시스템(203) 또는 그의 연관된 마이크로컨트롤러(230)의 내부 메모리 내에 저장된 동작 명령들에 따른다.
도 4의 논리 흐름에 따라, 휴대용 전자 디바이스(200)는 배터리 충전기(240)가 전원 리셉터(205)에 직접적으로 또는 간접적으로(예를 들어, 무선으로) 부착되어 있는지의 여부를 결정한다(401). 이러한 결정은 배터리 충전기(240)로부터의 무선 신호 또는 DC 전압 입력에 대한 전원 리셉터의 검출에 의해 이루어질 수 있다. 대안적으로, 배터리 충전기(240)의 부착의 결정은 전력 관리 서브시스템(203)에서 DC 전력의 수신을 통해 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 이루어질 수 있다. 충전기(240)가 검출되는 경우, 전원 리셉터(205)는 충전기(240)로부터 전력을 수신하고(403), 전력 관리 서브시스템(203)을 파워업하기 위해 전력 관리 서브시스템(203)에 전력을 제공한다(405).
파워업될 때, 전력 관리 서브시스템(203)은 충전기 타입이 배터리 충전 프로세스에 영향을 미칠 수 있는 경우 충전기 타입을 선택적으로 결정할 수 있다(407). 예를 들어, 전력 관리 서브시스템(203)은 전압(Vbus)이 휴대용 전자 디바이스(200)의 USB 커넥터(307)에 의해 출력되는지의 여부에 기초하여 충전기(240)가 USB 충전기인지의 여부를 결정할 수 있다(409). 충전기(240)가 USB 충전기인 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 전력 관리 서브시스템(203)에 대한 USB 물리적 인터페이스(예를 들어, 서브시스템의 마이크로컨트롤러(230)의 USB 물리적 인터페이스(309))를 활성화시킬 수 있고, 배터리 충전기(240)로서 역할을 하는 부착된 컴퓨터와 같은 USB 호스트 디바이스에 최대 전력(예를 들어, 공칭 5V에서 500mA)을 소싱할 것을 요청할 수 있다(411). 최대 전력에 대한 요청은 USB 커넥터(307)의 데이터 핀들(DP, DM)을 통해 호스트 디바이스에 대해 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 이루어질 수 있다. 충전기(240)가, 통상적으로 공칭 5V 전압에서 100 mA 및 1500 mA 사이에서 공급할 수 있는, 종래의 벽 충전기 또는 무선 충전기인 경우, 최대 전력에 대한 요청이 이루어질 필요가 없다. 따라서, 전력 제어 서브시스템(203)의 제어 하에서 배터리 충전기 타입에 적어도 부분적으로 기초하여 충전기(240)로부터 배터리(201)로 전력이 공급될 수 있다. 추가적으로, 상이한 충전기들이 상이하게 전력을 공급할 수 있으므로 배터리(201)를 충전시키기 위해 사용되는 충전 프로파일은 충전기 타입에 기초하여 적응되거나 수정될 수 있다. 예를 들어, USB 충전기는 종래의 벽 충전기들과는 상이한 레이트 및 레벨들에서 전력을 공급할 수 있다.
충전기 타입의 선택적 결정 이외에, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)에 대한 배터리 타입을 결정하고(413), 배터리(201)에 대한 충전 상태(SOC) 파라미터를 추가로 결정한다(415). 배터리 타입을 결정하기 위해, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)로부터 정보를 검색하고 검색된 정보에 기초하여 배터리 타입을 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리(201)는 배터리 타입이 결정될 수 있는 배터리(201)의 식별(ID)을 포함하는 메모리(222)를 포함할 수 있다. ID는 숫자, 서술, 또는 배터리(201)가 식별될 수 있는 임의의 다른 데이터일 수 있다. 이러한 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리 ID를 검색하고, 이를 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 액세스 가능한 휴대용 전자 디바이스(200)의 메모리(210)에 저장된 배터리 ID들의 세트와 비교할 수 있다. 예를 들어, 휴대용 디바이스 메모리(210)는, 전력 관리 서브시스템(203)이 배터리 타입을 결정하기 위해 검색된 ID를 ID들의 리스트와 비교할 수 있도록, 배터리 ID들의 리스트 및 연관된 배터리 타입들을 포함할 수 있다. 배터리 ID의 저장 이외에, 배터리 메모리(222)는 또한 배터리 제조자의 식별, 배터리(201)가 제조된 위치, 보증 정보, 및/또는 다양한 다른 배터리 관련 데이터를 저장할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 배터리 메모리(222)는 배터리 ID에 추가하여 또는 배터리 ID 대신 배터리(201)에 대한 SOC 정보를 저장할 수 있다. SOC 정보는 수명 종단 전압, 최대 출력 전압, 충전율, 방전율, 및 배터리(201)에 대한 다른 충전 관련 정보를 포함할 수 있다. 전력 관리 서브시스템(203)은 SOC 정보 또는 그것의 일부분을 배터리 메모리(222)로부터 검색하고, 검색된 SOC 정보에 기초하여 배터리 타입을 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 메모리(222)로부터 수명 종단 전압이 검색되면, 전력 관리 서브시스템(203)은 수명 종단 전압을 임계와 비교하여 배터리가 저전압(LV) 타입인지 또는 고전압(HV) 타입인지를 결정할 수 있다. 리튬 이온 배터리들에 대해, 임계는 3볼트일 수 있고, 따라서, 3볼트 미만의 수명 종단 전압을 가지는 배터리들은 LV 타입으로 간주되고, 3볼트보다 크거나 같은 수명 종단 전압을 가지는 배터리들은 HV 타입으로 간주된다.
배터리(201)에 대한 SOC 파라미터를 결정하기 위해, 전력 관리 서브시스템(203)은 공지된 기법들에 따라 선택된 파라미터를 측정, 검출 및/또는 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 관련하여 전술된 바와 같이, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)의 전압을 검출할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리의 정격 에너지 용량의 비율로서 또는 직접적으로 배터리(201) 내에 남아 있는 에너지 용량을(예를 들어, 쿨롱 카운트로서 또는 암페어-시 또는 와트-시로) 추정할 수 있다. 배터리의 잔여 에너지 용량을 추정하기 위한 한 가지 공지된 방법은 배터리 전압을 검출하고 전압, 배터리 온도(이 또한 하기에 논의되는 바와 같이 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 결정될 수 있음), 배터리 방전율(이는 휴대용 전자 디바이스(200)의 동작 동안 측정되었거나 또는 배터리 메모리(222)에 저장된 SOC 정보로부터 결정되었을 수 있음), 및 배터리 연령(이는 배터리 메모리(222)에 저장된 SOC 정보로부터 결정될 수 있고, 여기서 저장된 SOC 정보가 제조 날짜를 포함함)에 기초하여 잔여 에너지 용량을 추정하기 위해 공지된 기능을 사용할 수 있다. 배터리(201)의 잔여 에너지 용량을 추정하기 위한 또 다른 공지된 방법은 (예를 들어, 시간 경과에 따라 충전 전류를 적분함으로써) 배터리(201)를 충전시키기 위해 사용되는 쿨롱을 카운팅하는 것, (예를 들어, 시간 경과에 따라 방전 전류를 적분함으로써) 배터리(201)에 의해 방전되는 쿨롱을 카운팅하는 것, 및 충전 쿨롱 카운트와 방전 쿨롱 카운트 사이의 차이를 결정하는 것을 포함한다. 당업자는 다른 공지된 방법들이 추가적으로 또는 대안적으로 배터리(201)에 대한 하나 이상의 SOC 파라미터들을 결정하기 위해 사용될 수 있음을 용이하게 인지하고 이해할 것이다.
배터리 타입 및 배터리(201)에 대한 적어도 하나의 SOC 파라미터를 결정한 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)가 복원될 필요가 있는지의 여부 또는 배터리(201)가 메인 프로세서 서브시스템(예를 들어, 휴대용 전자 디바이스(200)가 무선 통신 디바이스인 경우 프로세서 서브시스템(207))에 대한 전력을 소싱하기 위해 적절한 에너지 용량을 가지는지의 여부를 결정하도록 진행한다. 예를 들어, 도 4에 예시된 실시예에 따라, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)가 제1 타입(예를 들어, LV 타입)인지의 여부를 결정한다(417). 배터리(201)가 제1 타입인 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리 온도가 제1 타입의 배터리(201)의 동작 또는 충전을 위해 적절한 미리 결정된 범위(예를 들어, LV 리튬 이온 배터리에 대해 섭씨 0도 내지 섭씨 45도) 내에 있는지의 여부를 선택적으로 결정한다(419). 배터리 온도는 배터리(201)에 대한 SOC 파라미터(들) 및/또는 배터리 타입의 결정 이전에, 결정과 동시에, 결정 이후에 결정될 수 있다. 배터리 온도가 결정되고 적절한 범위 내에 있는 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)에 대한 SOC 파라미터가 제1 타입의 배터리(201)(이 경우, LV 타입 배터리)에 대한 SOC 파라미터 임계보다 크거나 같은지의 여부를 결정한다(421). 예를 들어, SOC 파라미터가 배터리 전압인 경우, 임계는 메인 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 최소 전압 또는 배터리(201)에 대한 수명 종단 또는 컷오버 전압일 수 있다. SOC 파라미터가 SOC 파라미터 임계 미만인 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)가 낮은 충전 상태임(예를 들어, 메인 프로세서 서브시스템에 공급하기에 불충분한 에너지 용량을 가짐)을 결정하고, 배터리(201)의 복원을 용이하게 하기 위해 배터리 충전기(240)로부터 배터리(201)로 전력을 공급한다(423). 반면, SOC 파라미터가 SOC 파라미터 임계보다 더 크거나 같은 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)가 메인 프로세서 서브시스템에 공급하기에 충분한 에너지 용량을 가짐을 결정하고 배터리(201)로부터 메인 프로세서 서브시스템으로 전력을 공급한다(425). 재충전이 필요한 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 연속적으로 또는 배터리(201)가 미리 결정된 시간 기간 동안(예를 들어, 매 5분마다) 재충전된 이후, 배터리(201)에 대한 SOC 파라미터(그리고 선택적으로 배터리 온도)를 재결정하고 재결정된 SOC 파라미터를 SOC 파라미터 임계와 비교하여 SOC 파라미터가 SOC 파라미터 임계보다 더 크거나 같은지의 여부를 결정할 수 있다(421).
전력 관리 서브시스템(203)이 배터리가 제2 타입(예를 들어, 도 4에 예시된 예의 목적으로 LCO 배터리 또는 HV 타입의 다른 배터리)이라고 결정하는 경우(417), 전력 관리 서브시스템(203)은 선택적으로 배터리 온도가 제2 타입의 배터리(201)의 충전 또는 동작에 적합한 미리 결정된 범위(예를 들어, LCO 배터리에 대해 섭씨 0도 내지 섭씨 45도) 내에 있는지의 여부를 결정한다(427). 배터리 온도가 결정되고 적절한 범위 내에 있는 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)에 대한 SOC 파라미터가 제2 타입의 배터리(201)(이 경우, LCO 타입 배터리)에 대한 SOC 파라미터 임계보다 더 크거나 같은지의 여부를 결정한다(429). 예를 들어, SOC 파라미터가 배터리 전압인 경우, 임계는 메인 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 최소 전압 또는 배터리(201)에 대한 수명 종단 또는 컷오버 전압일 수 있다. SOC 파라미터가 SOC 파라미터 임계 미만인 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)가 낮은 충전 상태에 있다(예를 들어, 메인 프로세서 서브시스템에 공급하기에 불충분한 에너지 용량을 가짐)고 결정하고 배터리(201)의 복원을 용이하게 하기 위해 배터리 충전기(240)로부터 배터리(201)로 전력을 공급한다(431). 반면, SOC 파라미터가 SOC 파라미터 임계보다 더 크거나 같은 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 배터리(201)가 메인 프로세서 서브시스템에 공급할 충분한 에너지 용량을 가진다고 결정하고, 배터리(201)로부터 메인 프로세서 서브시스템으로 전력을 공급한다(425). 재충전이 필요한 경우, 전력 관리 서브시스템(203)은 연속적으로 또는 배터리(201)가 미리 결정된 시간 기간 동안(예를 들어, 매 5분마다) 재충전된 이후 배터리(201)에 대한 SOC 파라미터(및 선택적으로 배터리 온도)를 재결정하고, 재결정된 SOC 파라미터를 SOC 파라미터 임계와 비교하여 SOC 파라미터가 SOC 파라미터 임계보다 더 크거나 같은지의 여부를 결정할 수 있다(429).
따라서, 요약하면, 휴대용 전자 디바이스(200)의 전력 관리 서브시스템(203)은 적어도 배터리의 타입 및 배터리(201)에 대한 하나 이상의 SOC 파라미터들에 기초하여 배터리 충전기(240)로부터 휴대용 전자 디바이스(200)에 사용되는 재충전가능한 배터리(201)로의 전력의 공급을 제어할 수 있다. 충전기(240)로부터 배터리(201)로의 전력의 제공 역시 충전기 타입 및/또는 배터리의 온도에 기초할 수 있다. 충전기(240)로부터 배터리(201)로 전압 및 전류를 공급하기 위한 원래 또는 당시의 현재 충전 프로파일에 대한 변경들이 배터리 타입, 충전기 타입 및/또는 배터리 온도에 대한 변경으로 인해 필요한 경우, 충전 프로파일은 배터리 타입 및 선택적으로는 배터리 충전기 타입 및/또는 배터리 온도에 기초하여 적응될 수 있다. 새로운 충전 프로파일은 전력 관리 서브시스템(203)에 의해 액세스 가능한 디바이스 메모리(210)에 저장된 기존의 충전 프로파일을 대체할 수 있다. 당업자는 단계(407-415 및 419 또는 427)의 순서(즉, 배터리 타입, 배터리 온도 및 배터리 SOC 파라미터(들)가 결정되는 순서)가 본 발명에 대해 중요하지 않으며, 도 4에 예시된 순서와 상이한 순서로 발생할 수 있는 동시에 여전히 본 발명의 이점들을 달성할 수 있다는 점을 용이하게 인지하고 이해할 것이다.
본 발명은 휴대용 전자 디바이스 및 배터리가 낮은 충전 상태에 있는 경우 휴대용 전자 디바이스에서 사용되는 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 연관된 방법을 포함한다. 이 방법을 이용하여, 배터리 충전 프로파일은 배터리 타입에서의 변경들을 고려하여 적응될 수 있고, 이에 의해 운영 체제 변경들 또는 메인 프로세서 서브시스템에 대한 다른 변경들을 요구하지 않고 기존의 휴대용 전자 디바이스들 및 개발 중인 디바이스들이 더 새로운 배터리 기술들을 사용할 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 배터리 기술의 상위 호환성(forward compatibility)을 휴대용 전자 디바이스들에 포함시키고 따라서, 이러한 디바이스들은, 디바이스들의 메인 프로세서 시스템들에 대해 악영향이 있더라도 무시해도 될 정도로 새로운 배터리 기술들의 효율성 및 다른 이점들을 누릴 수 있다.
위에서 상세 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 주로 배터리가 낮은 충전 상태인 경우 휴대용 전자 디바이스에서 사용되는 재충전가능한 배터리에 대한 전력의 복원과 관련된 방법 단계들 및/또는 장치 컴포넌트들의 조합들에 있다. 따라서, 장치 컴포넌트들 및 방법 단계들은, 적절한 경우, 도면들에서 종래의 심볼들에 의해 표현되었으며, 본 명세서의 기재의 득을 본 당업자에게는 자명할 세부 사항들로 본 개시내용을 모호하게 하지 않기 위해 본 발명의 실시예들의 이해에 관련된 특정 세부 사항들만을 보여준다.
이 문서에서, "제1" 및 "제2", "상부" 및 "하부" 등과 같은 상대적 용어들은 하나의 엔티티 또는 동작을 또 다른 엔티티 또는 동작과 단지 구별하기 위해서만 사용될 수 있을 뿐, 이러한 엔티티들 또는 동작들 사이에 임의의 실제적인 이러한 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하는 것은 아니다. 용어들 "포함하다"(comprises, includes, contains), "포함하는"(comprising, including, containing), 가지다, 가지는, 및 이들의 임의의 다른 변형 용어들은 비-배타적 포함을 커버하도록 의도되고, 따라서, 엘리먼트들의 리스트를 포함하거나 가지는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치는 오직 해당 엘리먼트들만을 포함하는 것이 아니라, 이러한 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 내재되거나 명시적으로 열거되지 않은 다른 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 임의의 대상 또는 동작 수단과 관련하여 사용되는 용어 "복수의"는 둘 이상의 이러한 대상 또는 동작을 의미한다. 부정관사("a" 또는 "an")에 후속하는 청구항 엘리먼트는, 더 많은 제약이 없다면, 그 엘리먼트를 포함하는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치 내의 추가적인 동일한 엘리먼트들의 존재를 배제하지 않는다.
여기서 기술된 휴대용 전자 디바이스(200)의 실시예들이 여기서 기술된 바와 같은 휴대용 전자 디바이스(200)의 기능들 및 그 동작 방법들 중 일부, 대부분, 또는 모두를, 특정 비-프로세서 회로와 함께 구현하도록 프로세서(들)를 제어하는 하나 이상의 종래의 프로세서들 및 고유한 저장된 프로그램 명령들로 구성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 비-프로세서 회로들은 전술된 메모리(209, 210)와 같은 저장 디바이스들, 배터리(201), 및 전원 리셉터(205), 및 필터, 클록 회로, 및 다양한 다른 비-프로세서 회로들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 따라서, 이들 비-프로세서 회로들의 기능들은 배터리가 낮은 충전 상태에 있는 경우 휴대용 전자 디바이스에서 사용되는 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법의 단계들로서 해석될 수 있다. 대안적으로, 일부 또는 모든 기능들이 저장된 프로그램 명령들을 가지지 않는 상태 머신에 의해, 또는 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC)들 내에 구현될 수 있으며, 여기서 각각의 기능 또는 기능들 중 일부의 일부 조합들이 주문형 로직으로서 구현된다. 물론, 다양한 방식들의 조합이 사용될 수 있다. 이렇게, 이들 기능들에 대한 방법들 및 수단이 일반적으로 여기서 기술되었다. 또한, 당업자가, 예를 들어, 이용가능한 시간, 현재 기술 및 경제적 고려사항들에 의해 동기가 부여되는 아마 상당한 노력 및 많은 설계 선택들에도 불구하고, 여기서 개시된 개념들 및 원리들에 의해 가이드되는 경우, 이러한 소프트웨어 명령들 및 프로그램들 및 집적 회로들을 과도한 실험 없이 용이하게 생성할 수 있을 것이라는 점이 예상된다.
이전 명세서에서, 본 발명의 특정 실시예들이 기술되었다. 그러나, 당업자는 다양한 수정들 및 변경들이 하기의 청구항들에서 기재된 바와 같은 본 발명의 범위로부터의 이탈 없이 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 전력 관리 서브시스템(203)은 마이크로컨트롤러(230) 대신 마이크로프로세서, 상태 머신, 또는 제어 로직을 사용하여 구현될 수 있다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적 의미라기보다는 예시적으로 간주되어야 하며, 모든 이러한 수정예들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 이점들, 장점들, 문제점들에 대한 해법들, 및 임의의 이점, 장점 또는 해법이 발생하거나 더욱 명확해지게 할 수 있는 임의의 엘리먼트(들)는 임의의 또는 모든 청구항들의 중요한, 요구되는 또는 필수 특징들 또는 엘리먼트들로서 해석되지 않을 것이다. 본 발명은 오직 이 출원의 계류 동안 이루어진 임의의 보정안들 및 발행된 바와 같은 해당 청구항들의 모든 등가물들을 포함하여 첨부된 청구항들에 의해서만 정의된다.

Claims (22)

  1. 휴대용 전자 디바이스 내의 재충전가능한 배터리가 낮은 충전 상태에 있는 경우 상기 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법으로서 - 상기 배터리는 결정가능한(determinable) 배터리 타입임 - ,
    전력 관리 서브시스템을 파워업(power-up)하기 위해 배터리 충전기로부터 상기 전력 관리 서브시스템으로 전력을 제공하는 단계;
    상기 전력 관리 서브시스템에 의해, 상기 배터리에 대한 배터리 타입을 결정하는 단계;
    상기 전력 관리 서브시스템에 의해, 상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 전력 관리 서브시스템에 의해, 상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터를 임계치와 비교하는 단계 - 상기 임계치는 적어도 상기 배터리 타입에 기초함 - ;
    상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터가 상기 임계치 미만인 경우, 상기 배터리의 재충전에 사용하기 위해 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력을 제공하는 단계; 및
    상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터가 상기 임계치보다 더 크거나 같은 경우, 상기 배터리로부터 상기 휴대용 전자 디바이스의 일반적 동작을 제어하는 프로세서 서브시스템으로 전력을 공급하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리 서브시스템은 상기 프로세서 서브시스템보다 더 낮은 전력 요건들을 가지는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배터리가 미리 결정된 시간 기간 동안 재충전된 이후, 상기 전력 관리 서브시스템에 의해 상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터를 재결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 배터리에 대한 식별을 저장하도록 동작가능한 배터리 메모리를 포함하고, 상기 배터리에 대한 배터리 타입을 결정하는 단계는:
    상기 배터리 메모리로부터 상기 식별을 검색하는 단계; 및
    상기 식별을 상기 휴대용 전자 디바이스의 메모리 내에 저장된 배터리 식별들의 세트와 비교하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 배터리에 대한 충전 상태 정보를 저장하도록 동작가능한 배터리 메모리를 포함하고, 상기 배터리에 대한 배터리 타입을 결정하는 단계는:
    상기 배터리 메모리로부터 상기 충전 상태 정보를 검색하는 단계; 및
    상기 검색된 충전 상태 정보에 기초하여 상기 배터리 타입을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 임계치는 적어도 상기 배터리 타입 및 상기 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 전력량에 기초하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리 서브시스템에 의해, 상기 배터리 충전기에 대한 타입을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배터리의 재충전에 사용하기 위해 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력을 제공하는 단계는,
    적어도 상기 배터리 타입 및 상기 배터리 충전기 타입에 기초하여 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 관리 서브시스템에 의해, 상기 배터리의 온도를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배터리의 재충전에 사용하기 위해 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력을 제공하는 단계는,
    적어도 상기 배터리 타입, 상기 배터리 충전기 타입, 및 상기 배터리 온도에 기초하여 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배터리의 재충전에 사용하기 위해 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력을 제공하는 단계는,
    상기 배터리 타입 및 상기 배터리 충전기 타입 중 적어도 하나에 기초하여 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 공급되는 전압 및 전류에 대한 충전 프로파일을 적응시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 재충전에 사용하기 위해 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력을 제공하는 단계는,
    적어도 상기 배터리 타입에 기초하여 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 공급되는 전압 및 전류에 대한 충전 프로파일을 적응시키는 단계를 포함하는 방법.
  11. 휴대용 전자 디바이스 내의 재충전가능한 배터리가 낮은 충전 상태에 있는 경우 상기 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하기 위한 방법으로서 - 상기 배터리는 결정가능한 배터리 타입임 - ,
    상기 휴대용 전자 디바이스에 연결된 배터리 충전기로부터 전력을 수신하는 단계;
    전력 관리 서브시스템을 파워업하기 위해 상기 배터리 충전기로부터 상기 전력 관리 서브시스템으로 전력을 제공하는 단계;
    상기 전력 관리 서브시스템에 의해, 상기 배터리에 대한 배터리 타입을 결정하는 단계;
    상기 전력 관리 서브시스템에 의해, 상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 전력 관리 서브시스템에 의해, 상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터를 임계치와 비교하는 단계 - 상기 임계치는 적어도 상기 배터리 타입 및 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 전력량에 기초하고, 상기 프로세서 서브시스템은 상기 휴대용 전자 디바이스의 일반적 동작을 제어하고, 상기 전력 관리 서브시스템보다 더 높은 전력 요건들을 가짐 - ;
    상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터가 상기 임계치 미만인 경우, 상기 배터리의 재충전에 사용하기 위해 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력을 제공하는 단계; 및
    상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터가 상기 임계치보다 더 크거나 같은 경우, 상기 배터리로부터 상기 프로세서 서브시스템으로 전력을 공급하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 휴대용 전자 디바이스에서 사용되는 재충전가능한 배터리가 낮은 충전 상태에 있는 경우 상기 재충전가능한 배터리에 대한 전력을 복원하도록 동작가능한 휴대용 전자 디바이스로서 - 상기 배터리는 결정가능한 배터리 타입임 - ,
    외부 배터리 충전기로부터 전력을 수신하도록 동작가능한 전원 리셉터;
    상기 배터리에 연결되어 동작하고 임계 전력 레벨을 수신하면 상기 휴대용 전자 디바이스의 일반적 동작을 제어하도록 동작가능한 프로세서 서브시스템; 및
    상기 전원 리셉터 및 상기 배터리에 연결되어 동작하는 전력 관리 서브시스템
    을 포함하고,
    상기 전력 관리 서브시스템은,
    상기 전원 리셉터를 통해 상기 배터리 충전기로부터 전력을 수신하면 파워업하고;
    상기 배터리에 대한 배터리 타입을 결정하고;
    상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터를 결정하고;
    상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터를 상기 프로세서 서브시스템에 의해 요구되는 임계 전력 레벨에 대응하는 임계치와 비교하고 - 상기 임계치는 적어도 상기 배터리 타입에 기초함 - ;
    상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터가 상기 임계치 미만인 경우 상기 배터리의 재충전에 사용하기 위해 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 전력이 공급될 수 있게 하고;
    상기 배터리에 대한 충전 상태 파라미터가 상기 임계치보다 더 크거나 같은 경우 상기 배터리로부터 상기 프로세서 서브시스템으로 전력이 공급될 수 있게 하도록 동작가능한 휴대용 전자 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 배터리에 대한 충전 상태 정보를 저장하는 배터리 메모리를 포함하고,
    상기 전력 관리 서브시스템은,
    상기 배터리 메모리로부터 상기 충전 상태 정보를 검색하고;
    상기 검색된 충전 상태 정보에 기초하여 배터리 타입을 결정하도록 더 동작가능한 휴대용 전자 디바이스.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전력 관리 서브시스템에 연결되어 동작하고, 상기 프로세서 서브시스템에 대한 전력 요건 정보를 저장하도록 동작가능한 메모리를 더 포함하고,
    상기 전력 관리 서브시스템은,
    적어도 상기 배터리 타입 및 상기 전력 요건 정보에 기초하여 상기 임계치를 결정하도록 더 동작가능한 휴대용 전자 디바이스.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 전력 관리 서브시스템은 마이크로컨트롤러를 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전원 리셉터는 유니버셜 직렬 버스(USB) 커넥터이고, 상기 전력 관리 서브시스템은 상기 마이크로컨트롤러의 제어 하에서 동작가능한 USB 스위치를 더 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 USB 스위치에 상기 USB 커넥터로부터 상기 프로세서 서브시스템으로 데이터를 라우팅할 것을 명령하도록 동작가능한 휴대용 전자 디바이스.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 배터리는 적어도 3볼트의 수명 종단(end of life) 전압을 가지는 타입인 휴대용 전자 디바이스.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 배터리는 3볼트 미만의 수명 종단 전압을 가지는 타입인 휴대용 전자 디바이스.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 휴대용 전자 디바이스는 무선 통신 디바이스인 휴대용 전자 디바이스.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 충전 상태 파라미터는 전압 및 잔여 에너지 용량 중 적어도 하나를 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 전력 관리 서브시스템은 적어도 상기 배터리 타입에 기초하여 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 공급되는 전압 및 전류에 대한 충전 프로파일을 적응시키도록 더 동작가능한 휴대용 전자 디바이스.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 전력 관리 서브시스템은,
    상기 배터리 충전기에 대한 타입을 결정하고;
    적어도 상기 배터리 타입 및 상기 배터리 충전기 타입에 기초하여 상기 배터리 충전기로부터 상기 배터리로 공급되는 전압 및 전류에 대한 충전 파일을 적응시키도록 더 동작가능한 휴대용 전자 디바이스.
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