KR20140028427A - 전자 장치에서 다수 전원들 간 전환 장치 및 방법 - Google Patents

전자 장치에서 다수 전원들 간 전환 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 장치에서 다수의 전원들을 제어하기 위한 것으로, 전원을 제어하는 장치는, 상기 전자 장치 동작 중 지속적으로 발생하는 제1전원 및 불연속적으로 발생하는 제2전원 중 하나를 선택적으로 부하로 공급하는 전환부와, 상기 제2전원 발생 시 미리 정의된 시간만큼 지연 후 상기 제2전원이 공급되도록 상기 전환부의 스위칭(switching)을 제어하는 제어부를 포함한다. 또한, 상기 제어부는, 상기 제2전원 소멸 시 지체 없이 상기 제1전원이 공급되도록 상기 전환부의 스위칭을 제어한다.

Description

전자 장치에서 다수 전원들 간 전환 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SWITCHING BETWEEN MULTIPLE POWER SOURCES IN ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 장치의 전원 공급에 대한 것이다.
현대 사회에서 휴대용 단말기는 편의성과 필요성으로 인해 보급률이 급속히 증가 되어 현대인의 필수품으로 자리매김하고 있다. 따라서, 서비스 제공자 및 단말기 제조자들은 상기 휴대용 단말기의 활용도를 더 높이기 위해 많은 부가 기능을 제공하고 있다.
상기 휴대용 단말기는 휴대성을 위하여 배터리(battery)로부터 전원으로 제공받는다. 또한, 일반적으로, 배터리 외에 외부로부터 TA(Travel Adapter)를 통해 전원이 공급될 수 있다. 즉, 제한된 용량을 가지는 배터리에 더불어, 휴대용 단말기는 TA를 통해 외부 전원을 이용하거나, 상기 배터리를 충전할 수 있다.
상술한 바와 같이, 휴대용 단말기는 배터리 및 TA 등 다수의 수단들로부터 전원을 공급받을 수 있다. 따라서, 다수의 전원들을 효율적으로 운영하기 위한 대안이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예는 전자 장치에서 다수의 전원들을 효율적으로 운영하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는 전자 장치에서 다수의 전원들 간 안정적 전환을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 전자 장치에서 전원 전환 시 전압 값의 드랍(drop)을 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 전자 장치에서 작은 크기(size)의 전원 전환 회로를 구현하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 전자 장치에서 전원을 제어하는 장치는, 상기 전자 장치 동작 중 지속적으로 발생하는 제1전원 및 불연속적으로 발생하는 제2전원 중 하나를 선택적으로 부하로 공급하는 전환부와, 상기 제2전원 발생 시 미리 정의된 시간만큼 지연 후 상기 제2전원이 공급되도록 상기 전환부의 스위칭(switching)을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 전자 장치에서 전원을 제어하는 방법은, 상기 전자 장치 동작 중 지속적으로 발생하는 제1전원을 부하로 공급하는 과정과, 불연속적으로 발생하는 제2전원이 발생 시 미리 정의된 시간만큼 지연 후 상기 제2전원을 상기 부하로 공급하는 과정을 포함한다. 또한, 상기 전원을 제어하는 방법은, 상기 제2전원 소멸 시 지체 없이 상기 제1전원을 상기 부하로 공급하는 과정을 더 포함한다.
전자 장치에서 다수의 전원들이 존재하는 경우, 지연 회로 및 단방향 회로를 포함하는 작은 크기(size)의 간단한 회로를 이용하여 안정적 전원 전환을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전원 공급 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전원 제어 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전환 제어부의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전환 제어부의 구현 예를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전환 제어부의 다른 구현 예를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 성능을 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 전자 장치에서 다수의 전원들을 효율적으로 운영하기 위한 기술에 대해 설명한다. 본 발명에서, 상기 전자 장치는 휴대용 전자 장치(portable electronic device)일 수 있으며, 예를 들어, 스마트폰(smart phone), 휴대용 단말기(portable terminal), 이동 전화(mobile phone), 이동 패드(mobile pad), 미디어 플레이어(media player), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer) 또는 PDA(Personal Digital Assistant) 중 하나일 수 있다. 또는, 상기 전자 장치는 상술한 장치들 중 둘 이상의 기능들을 결합한 장치일 수 있다. 하지만, 본 발명이 상술한 장치들에 제한되는 것은 아니며, 전원 공급이 필요한 전자 장치라면 동일하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전원 공급 구조를 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 전원A(111) 및 전원B(112) 중 적어도 하나가 부하(load)(120)로 공급될 수 있다. 그리고, 전원 전환부(130)는 상기 전원A(110) 및 상기 전원B(112) 중 하나가 상기 부하(120)로 공급되도록 전원 공급 경로들을 스위칭한다.
상기 전원A(111)는 상기 전자 장치가 동작하는 동안 지속적으로 제공되며, 상기 전원B(112)는 상황에 따라 불연속적으로 제공된다. 예를 들어, 상기 전원A(110)는 배터리(battery)로부터 제공되며, 상기 전원B(112)는 TA(Travel Adapter)로부터 제공된다. 이 경우, 상기 전원A(111)는 배터리가 방전되기 전까지 끊김 없이 제공되며, 상기 전원B(112)는 상기 TA가 연결된 경우에만 제공된다. 단, 본 발명이 상기 배터리 및 상기 TA의 경우에 제한되는 것은 아니며, 지속적으로 제공되는 하나의 전원과 불연속적으로 제공되는 다른 하나의 전원이 존재하는 경우라면 동일하게 적용될 수 있다. 상기 부하(120)는 상기 전자 장치에서 전원을 필요로 하는 적어도 하나의 구성 요소를 포함한다. 예를 들어, 상기 부하(120)는 연산 장치, 입력 장치, 표시 장치, 통신 장치 등을 포함할 수 있다.
상기 전원B(112)의 발생 여부에 따라, 상기 전원 전환부(130)는 전원 공급 경로를 스위칭한다. 다시 말해, 상기 전원B(112)가 제공되지 아니하는 경우, 상기 전원 전환부(130)는 상기 전원A(111)가 상기 부하(120)로 제공되도록 상기 전원A(111)와 상기 부하(120)를 연결한다. 그리고, 상기 전원B(112)가 제공되는 경우, 상기 전원 전환부(130)는 상기 전원B(112)가 상기 부하(120)로 제공되도록 상기 전원A(111)와 상기 부하(120)를 연결한다. 이에 따라, 상기 부하(120)는 상기 전원B(112)가 발생 시 상기 전원B(112)를 공급받고, 상기 전원B(112) 미발생 시 상기 전원A(111)를 공급받는다. 즉, 상기 전원B(112)가 상기 전원A(111)가 우선 시 되는 관계가 성립된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전원 제어 구조를 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 전원A(211) 및 전원B(212)가 상기 전원 전환부(220)를 통해 선택적으로 부하(120)로 공급된다. 그리고, 전환 제어부(250)는 상기 전원 전환부(220)의 스위칭 동작을 제어한다. 즉, 상기 전환 제어부(250)는 상기 전원A(211) 및 상기 전원B(212)를 모니터링(monitoring)하며, 상기 전원A(211) 및 상기 전원B(212)의 상태에 따라 상기 전환전원부(220)를 제어한다. 다시 말해, 상기 전환 제어부(250)는 상기 전원B(212)가 발생하는 경우 상기 전원B(212)가 연결되도록 상기 전원 전환부(220)를 제어하고, 상기 전원B(212)가 소멸되는 경우 상기 전원A(211)가 연결되도록 상기 전원 전환부(220)를 제어한다. 구체적으로, 상기 전원 전환부(220)는 스위치(switch)를 포함하며, 상기 전환 제어부(250)는 상기 스위치의 연결 경로를 제어하는 하이/로우(high/low) 신호를 출력한다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전원B(212) 발생 시, 상기 전환 제어부(250)는 일정 시간 지연 후 스위칭되도록 제어한다. 전원이 새로이 공급되는 경우, 전원 값이 필요로 하는 값에 도달하기까지, 다시 말해, 상기 전원 값이 안정화되기까지 일정 시간의 경과가 요구된다. 따라서, 전원 안정화 전에 스위칭이 이루어지면, 부하로 제공되는 전원 값이 일시적으로 하락하는 결과를 야기하며, 결과적으로, 부하로 제공되는 전원 값의 불안정은 전자 장치의 동작에 악영향을 미친다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전원B(212) 소멸 시, 상기 전환 제어부(250)는 지연 없이 즉시 스위칭 되도록 제어한다. 전원 발생 시와 달리 전원 소멸 시는 안정화 시간이 필요하지 아니하고, 지체 없이 소멸된다. 따라서, 스위칭이 지체 없이 이루어지지 아니하는 경우, 부하로 제공되는 전원이 일시적으로 부존재하는 결과를 야기한다. 따라서, 이 또한 전자 장치의 동작에 악영향을 미친다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 상기 전환 제어부(250)의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전환 제어부(250)는 2차(second)전원판단부(302), 지연부(304), 단방향통전부(306)를 포함한다.
상기 2차전원판단부(302)는 전원A 및 전원B를 입력받고, 상기 전원B의 발생 여부를 판단한다. 상기 전원A는 상기 전자 장치가 동작하는 동안 지속적으로 제공되며, 상기 전원B는 상황에 따라 불연속적으로 제공된다. 다시 말해, 상기 2차전원판단부(302)는 상기 전원B의 발생 여부에 따라 스위칭 방향을 결정하는 제어 신호를 출력한다. 구체적으로, 상기 전원B가 발생하는 경우, 상기 2차전원판단부(302)는 상기 전원B를 부하로 공급하도록 스위칭하는 제어 신호를 출력한다. 또한, 상기 전원B가 발생하지 아니하는 경우, 상기 2차전원판단부(302)는 상기 전원A를 부하로 공급하도록 스위칭하는 제어 신호를 출력한다.
상기 지연부(304)는 상기 2차전원판단부(302)로부터 제공되는 제어 신호를 일정 시간 지연시킨 후, 출력한다. 상기 지연부(304)에 의한 지연 시간은 구체적인 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 상기 지연 시간은 상기 전원B의 안정화 시간을 고려하여 결정됨이 바람직하다. 예를 들어, 상기 지연 시간은 안정화 시간 이상의 길이를 가질 수 있다.
상기 단방향통전부(306)는 상기 2차전원판단부(302)로부터 제공되는 상기 제어 신호를 종류에 따라 출력한다. 다시 말해, 상기 단방향통전부(306)는 상기 제어 신호를 종류에 따라 단락(short) 회로로, 또는, 개방(open) 회로로 동작한다. 구체적으로, 상기 제어 신호가 상기 전원B를 부하로 제공하도록 스위칭하는 신호인 경우, 상기 단방향통전부(306)는 개방 회로로 동작한다. 이에 따라, 상기 제어 신호는 상기 지연부(304)를 거쳐야만 출력된다. 그리고, 상기 제어 신호가 상기 전원A를 부하로 제공하도록 스위칭하는 신호인 경우, 상기 단방향통전부(306)는 단락 회로로 동작한다. 이에 따라, 상기 제어 신호는 상기 지연부(304)의 지연 시간 경과 이전에 상기 단방향통전부(306)를 통해 출력된다.
상술한 바와 같은 상기 2차전원판단부(302), 상기 지연부(304), 상기 단방향통전부(306)의 동작 결과, 상술한 본 발명의 실시 예와 같이, 상기 전원A에서 상기 전원B로의 스위칭을 야기하는 제어 신호는 일정 시간 지연 후 출력되고, 상기 전원B에서 상기 전원A로의 스위칭을 야기하는 제어 신호는 지연 없이 출력된다.
이하, 본 발명은 상기 전환 제어부(250)의 구체적인 구현 예들을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전환 제어부의 구현 예를 도시하고 있다. 상기 도 4는 제어 신호가 하이(high)일 때 전원B가 부하로 제공되도록 스위칭되고, 상기 제어 신호가 로우(low)일 때 전원A가 부하로 제공되도록 스위칭되는 실시 예에 대응된다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 2차전원판단부(302)는 다수의 저항들(411 내지 414) 및 비교기(416)을 포함하며, 상기 지연부(304)는 저항(421) 및 캐패시터(capacitor)(422), 상기 단방향통전부(306)는 트랜지스터(431) 및 다이오드(Diode)(432)를 포함한다.
상기 2차전원판단부(302)를 상세히 살펴보면 다음과 같다. 스위칭의 방향을 결정하는 제어 신호는 상기 비교기(416)의 출력 신호로서, 상기 비교기(416)의 1번 단자 및 3번 단자로 입력되는 신호들의 전압 값 비교 결과에 따라 결정된다. 전원A 및 전원B의 전압 값은 동일하므로, 상기 전원A 및 상기 전원B가 그대로 입력되면 비교가 성립되지 아니한다. 따라서, 다수의 저항들(411 내지 414)들은 상기 전원A의 전압 및 상기 전원B의 전압을 분배함으로써, 비교 가능한 전압 차를 발생시킨다. 구체적으로, 상기 전원B가 발생하는 경우, 상기 비교기(416)의 3번 단자에 인가되는 전압이 상기 1번 단자에 인가되는 전압보다 크도록 상기 저항들(411 내지 414)들의 값들이 선택된다. 상기 비교기(416)의 5번 단자는 상기 비교기(416)의 동작을 위한 전원 공급 단자이다. 상술한 구조에 따라, 상기 비교기(416)는 상기 전원B 발생 시 하이(high) 신호를, 상기 전원B 소멸 시 로우(low) 신호를 출력한다.
상기 지연부(304)를 상세히 살펴보면 다음과 같다. 상기 지연부(304)는 RC(Resistance-Capacitance) 회로로 구성될 수 있으며, 이 경우, 상기 도 4와 같이 저항(421) 및 캐패시터(422)로 구성된다. 다시 말해, 상기 지연부(304)는 RC 필터(filter)를 포함한다. 상기 저항(421)의 구체적인 저항 값 및 상기 캐패시터(422)의 구체적인 용량은 구체적 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 지연부(304)는 상기 RC 회로 외 다른 형태로 구현될 수 있다.
상기 단방향통전부(306)를 상세히 살펴보면 다음과 같다. 상기 단방향통전부(306)는 상기 트랜지스터(431) 및 다이오드(432)를 포함한다. 상기 트랜지스터(431)는 P-채널(channel) FET(Field Effective Transistor)로서, 스위치와 같이 동작한다. 구체적으로, 상기 트랜지스터(431)의 게이트(gate) 및 드레인(drain)은 상기 비교기(416)의 출력단과 연결되고, 소스(source)는 상기 다이오드(432)를 거쳐 최종 출력단(440)과 연결된다. 따라서, 상기 비교기(416)에서 하이(high) 신호가 출력되면 VGS가 상기 트랜지스터(431)의 동작 전압을 벗어나고, 상기 트랜지스터(431)는 개방 회로와 같이 동작한다. 반대로, 상기 비교기(416)에서 로우(low) 신호가 출력되면 VGS가 상기 트랜지스터(431)의 동작 전압이 되고, 상기 트랜지스터(431)는 단락 회로와 같이 동작한다. 즉, 상기 트랜지스터(431)는 상기 로우(low) 신호 인가 시 온(on) 되는 스위치로서 기능한다. 이에 더하여, 상기 다이오드(432)는 상기 트랜지스터(431)의 동작을 보완하기 위한 것으로, 상기 트랜지스터(431)로부터 상기 최종 출력단(440) 방향으로의 전류 흐름을 차단하고, 상기 최종 출력단(440)으로부터 상기 트랜지스터(431) 방향으로의 전류 흐름만을 허용한다. 즉, 상기 다이오드(432)의 캐소드(cathode)는 상기 트랜지스터(431)의 소스와 연결되고, 상기 다이오드(432)의 애노드(anode)는 상기 최종 출력단(440)에 연결됨으로써, 상기 다이오드(432)는 상기 트랜지스터(431)의 소스보다 상기 최종 출력단(440)이 고전압인 경우에만 전류를 통과시킨다. 상술한 구조에 의해, 상기 단방향통전부(306)은 상기 비교기(416)에서 로우(low) 신호가 출력되는 경우에만 통전된다. 상기 도 4에서, 상기 단방향통전부(306)는 상기 트랜지스터(431) 및 상기 다이오드(432) 모두를 포함한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단방향통전부(306)는 상기 트랜지스터(431) 및 상기 다이오드(432) 중 어느 하나만을 포함할 수 있다.
상술한 구조에 기초하여 최종 출력의 변화를 살펴보면 다음과 같다. 최초, 상기 전원B가 존재하지 아니하는 상황에서, 상기 비교기(416)의 출력단 및 최종 출력단(440)은 모두 로우(low) 상태이다. 상기 전원B가 발생하면, 상기 비교기(416)의 출력단은 하이(high) 상태로 천이한다. 이로 인해, 상기 비교기(416)의 출력단 및 상기 최종 출력단(440) 간 전압 차가 발생하고, 상기 비교기(416)의 출력단으로부터 상기 최종 출력단(440)으로의 전류가 발생한다. 이때, 상기 트랜지스터(431)은 개방 회로와 같고, 상기 다이오드(432)는 전류를 차단하므로, 상기 전류는 상기 지연부(304)를 향하여만 흐른다. 따라서, 상기 최종 출력단(440)은 상기 지연부(304)에 의한 지연 시간 경과 후에야 비로소 하이(high) 상태로 천이된다. 그 결과, 상기 전원B가 부하로 제공되도록 스위칭하는 제어 신호는 일정 시간 지연 후 출력된다.
상기 최종 출력단(440)이 하이(high) 상태인 상황에서 상기 전원B가 소멸하면, 상기 비교기(416)의 출력은 로우(low) 상태로 천이한다. 이로 인해, 상기 비교기(416)의 출력단 및 상기 최종 출력단(440) 간 전압 차가 발생하고, 상기 최종 출력단(440)으로부터 상기 비교기(416)의 출력단으로의 전류가 발생한다. 이때, 상기 트랜지스터(431)는 단락 회로와 같고, 상기 다이오드(432)는 전류를 허용한다. 따라서, 상기 전류는 상기 지연부(304) 및 상기 단방향통전부(306) 모두를 향해 흐른다. 그 결과, 상기 지연부(304)에 의한 지연 시간이 경과하지 아니하더라도, 상기 단방향통전부(306)를 통해 흐른 전류에 의해, 상기 최종 출력단(440)은 지체 없이 로우(low) 상태로 천이된다. 따라서, 상기 전원A가 부하로 제공되도록 스위칭하는 제어 신호는 상기 전원B 소멸과 함께 지체 없이 출력된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에서 전환 제어부의 다른 구현 예를 도시하고 있다. 상기 도 5는 제어 신호가 하이(high)일 때 전원A가 부하로 제공되도록 스위칭되고, 상기 제어 신호가 로우(low)일 때 전원B가 부하로 제공되도록 스위칭되는 실시 예에 대응된다.
상기 도 5를 참고하면, 상기 2차전원판단부(302)는 다수의 저항들(511 내지 514) 및 비교기(516)을 포함하며, 상기 지연부(304)는 저항(521) 및 캐패시터(522), 상기 단방향통전부(306)는 다이오드(531) 및 트랜지스터(532)를 포함한다.
상기 2차전원판단부(302)를 상세히 살펴보면 다음과 같다. 스위칭의 방향을 결정하는 제어 신호는 상기 비교기(516)의 출력 신호로서, 상기 비교기(516)의 1번 단자 및 3번 단자로 입력되는 신호들의 전압 값 비교 결과에 따라 결정된다. 전원A 및 전원B의 전압 값은 동일하므로, 상기 전원A 및 상기 전원B가 그대로 입력되면 비교가 성립되지 아니한다. 따라서, 다수의 저항들(511 내지 514)들은 상기 전원A의 전압 및 상기 전원B의 전압을 분배함으로써, 비교 가능한 전압 차를 발생시킨다. 구체적으로, 상기 전원B가 발생하는 경우, 상기 비교기(516)의 3번 단자에 인가되는 전압이 상기 1번 단자에 인가되는 전압보다 크도록 상기 저항들(511 내지 514)들의 값들이 선택된다. 상기 비교기(516)의 5번 단자는 상기 비교기(516)의 동작을 위한 전원 공급 단자이다. 상술한 구조에 따라, 상기 비교기(516)는 상기 전원B 발생 시 로우(low) 신호를, 상기 전원B 소멸 시 하이(high) 신호를 출력한다.
상기 지연부(304)를 상세히 살펴보면 다음과 같다. 상기 지연부(304)는 RC 회로로 구성될 수 있으며, 이 경우, 상기 도 5와 같이 저항(521) 및 캐패시터(522)로 구성된다. 다시 말해, 상기 지연부(304)는 RC 필터(filter)를 포함한다. 상기 저항(521)의 구체적인 저항 값 및 상기 캐패시터(522)의 구체적인 용량은 구체적 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 지연부(304)는 상기 RC 회로 외 다른 형태로 구현될 수 있다.
상기 단방향통전부(306)를 상세히 살펴보면 다음과 같다. 상기 단방향통전부(306)는 상기 다이오드(531) 및 상기 트랜지스터(532)를 포함한다. 상기 트랜지스터(532)는 N-채널 FET로서, 스위치와 같이 동작한다. 구체적으로, 상기 트랜지스터(532)의 게이트는 상기 비교기(516)의 출력단과 연결되고, 드레인은 상기 다이오드(531)를 거쳐 상기 비교기(516)의 출력단과 연결되고, 소스는 최종 출력단(540)과 연결된다. 따라서, 상기 비교기(516)에서 로우(low) 신호가 출력되면 VGS가 상기 트랜지스터(532)의 동작 전압을 벗어나고, 상기 트랜지스터(532)는 개방 회로와 같이 동작한다. 반대로, 상기 비교기(516)에서 하이(high) 신호가 출력되면 VGS가 상기 트랜지스터(532)의 동작 전압이 되고, 상기 트랜지스터(532)는 단락 회로와 같이 동작한다. 즉, 상기 트랜지스터(532)는 상기 하이(high) 신호 인가 시 온(on) 되는 스위치로서 기능한다. 이에 더하여, 상기 다이오드(531)는 상기 트랜지스터(532)의 동작을 보완하기 위한 것으로, 상기 최종 출력단(540)으로부터 상기 트랜지스터(532) 방향으로의 전류 흐름을 차단하고, 상기 비교기(516)의 출력단으로부터 상기 최종 출력단(540) 방향으로의 전류 흐름만을 허용한다. 즉, 상기 다이오드(531)의 캐소드(cathode)는 상기 트랜지스터(542)의 드레인과 연결되고, 상기 다이오드(531)의 애노드(anode)는 상기 비교기(516)의 출력단에 연결됨으로써, 상기 다이오드(531)는 상기 트랜지스터(532)의 드레인보다 상기 최종 출력단(540)이 고전압인 경우에만 전류를 통과시킨다. 상술한 구조에 의해, 상기 단방향통전부(306)은 상기 비교기(516)에서 하이(high) 신호가 출력되는 경우에만 통전된다. 상기 도 5에서, 상기 단방향통전부(306)는 상기 다이오드(531) 및 상기 트랜지스터(532) 모두를 포함한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단방향통전부(306)는 상기 다이오드(531) 및 상기 트랜지스터(532) 중 어느 하나만을 포함할 수 있다.
상술한 구조에 기초하여 최종 출력의 변화를 살펴보면 다음과 같다. 최초, 상기 전원B가 존재하지 아니하는 상황에서, 상기 비교기(516)의 출력단 및 최종 출력단(540)은 모두 하이(high) 상태이다. 상기 전원B가 발생하면, 상기 비교기(516)의 출력단은 로우(low) 상태로 천이한다. 이로 인해, 상기 비교기(516)의 출력단 및 상기 최종 출력단(540) 간 전압 차가 발생하고, 상기 비교기(516)의 출력단으로부터 상기 최종 출력단(540)으로의 전류가 발생한다. 이때, 상기 트랜지스터(532)은 개방 회로와 같고, 상기 다이오드(531)는 전류를 차단하므로, 상기 전류는 상기 지연부(304)를 향하여만 흐른다. 그 결과, 상기 최종 출력단(540)은 상기 지연부(304)에 의한 지연 시간 경과 후에야 비로소 로우(low) 상태로 천이된다. 따라서, 상기 전원B가 부하로 제공되도록 스위칭하는 제어 신호는 일정 시간 지연 후 출력된다.
상기 최종 출력단(540)이 로우(low) 상태인 상황에서 상기 전원B가 소멸하면, 상기 비교기(516)의 출력은 하이(high) 상태로 천이한다. 이로 인해, 상기 비교기(516)의 출력단 및 상기 최종 출력단(540) 간 전압 차가 발생하고, 상기 최종 출력단(540)으로부터 상기 비교기(516)의 출력단으로의 전류가 발생한다. 이때, 상기 트랜지스터(532)는 단락 회로와 같고, 상기 다이오드(531)는 전류를 허용한다. 따라서, 상기 전류는 상기 지연부(304) 및 상기 단방향통전부(306) 모두를 향해 흐른다. 그 결과, 상기 지연부(304)에 의한 지연 시간이 경과하지 아니하더라도, 상기 단방향통전부(306)를 통해 흐른 전류에 의해, 상기 최종 출력단(540)은 지체 없이 하이(high) 상태로 천이된다. 따라서, 상기 전원A가 부하로 제공되도록 스위칭하는 제어 신호는 상기 전원B 소멸과 함께 지체 없이 출력된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성을 도시하고 있다. 상기 도 6은 본 발명이 휴대용 통신 장치에 적용된 경우, 상기 휴대용 통신 장치의 블록 구성을 도시한다.
상기 도 6을 참고하면, 상기 전자 장치는 제어부(610), 표시부(620), 입력부(630), 메모리(640), 통신부(650), 전원부(660), 배터리(670), TA연결부(680)를 포함한다.
상기 제어부(610), 상기 표시부(620), 상기 입력부(630), 상기 메모리(640), 상기 통신부(650)는 전원을 소비하는 블록들로서, 상기 도 1 및 상기 도 2의 부하에 해당한다. 상기 제어부(610)는 상기 전자 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 적어도 하나의 프로세서(processor), 예를 들어, AP(Application Processor)를 포함한다. 상기 표시부(620)는 사용자에게 시각적으로 정보를 전달하는 수단으로서, LCD(liquid crystal display), LED(Light Emitting Diode), LPD(light emitting polymer display), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode), FLED(Flexible LED) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 입력부(630)는 사용자의 입력을 처리하는 수단으로서, 키패드, 터치 스크린 등을 포함할 수 있다. 상기 메모리(640)는 운영 프로그램, 어플리케이션, 설정 정보, 사용자 컨텐츠(contents) 등을 저장하는 저장 수단이다. 상기 통신부(650)는 외부와 통신을 위한 인터페이스를 제공하는 수단으로서, 모뎀(modem), RF(Radio Frequency) 처리 블록, 안테나 등을 포함한다.
상기 전원부(660)는 상기 제어부(610), 상기 표시부(620), 상기 입력부(630), 상기 메모리(640), 상기 통신부(650)에 필요한 전원을 공급하는 수단이다. 상기 전원부(660)는 상기 배터리(670) 또는 상기 TA연결부(680)에 연결된 TA로부터 발생하는 전원을 선택적으로 상술한 블록들에 공급한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전원부(660)는 다수의 전원들을 스위칭하는 전원 전환부(662), 상기 전원 전환부(664)의 스위칭 동작을 제어하는 전환 제어부(664)를 포함한다. 상기 전환 제어부(664)는 상기 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 전자 장치는 701단계에서 2차 전원이 발생하는지 판단한다. 여기서, 상기 2차 전원은 불연속적으로 공급되는 전원을 의미한다. 즉, 상기 도 7에 도시된 절차는, 지속적으로 공급되는 기본 전원이 존재함을 전제한다. 예를 들어, 상기 기본 전원은 배터리로부터의 전원, 상기 2차 전원은 TA 연결 시 외부로부터 공급되는 전원을 포함할 수 있다.
상기 2차 전원이 발생하면, 상기 전자 장치는 703단계로 진행하여 일정 시간 지연 후 전원을 스위칭한다. 다시 말해, 상기 전자 장치는 상기 기본 전원을 이용하여 동작 중, 상기 2차 전원을 이용하여 동작하도록 스위칭한다. 단, 상기 전자 장치는 상기 2차 전원이 발생하고 일정 시간이 경과한 후 상기 2차 전원으로 스위칭한다. 이를 위해, 상기 전원 장치는 상기 스위칭을 위한 제어 신호를 지연 회로를 통해 스위치로 제공한다. 예를 들어, 상기 지연 회로는 RC 필터를 포함할 수 있다.
이후, 상기 전자 장치는 705단계로 진행하여 상기 2차 전원이 소멸되는지 판단한다. 상기 2차 전원은 상기 전자 장치의 동작 중에 소멸될 수 있다. 예를 들어, 상기 2차 전원이 TA를 통해 제공되는 경우, 상기 TA가 상기 전자 장치가 분리되는 때 상기 2차 전원이 소멸될 수 있다. 상기 2차 전원이 소멸되면, 상기 기본 전원만이 존재한다.
상기 2차 전원이 소멸되면, 상기 전자 장치는 707단계로 진행하여 시간 지연 없이 전원을 스위칭한다. 다시 말해, 상기 전자 장치는 상기 2차 전원을 이용하여 동작 중, 상기 기본 전원을 이용하여 동작하도록 스위칭한다. 단, 상기 전자 장치는 상기 2차 전원이 소멸하고 지체 없이 상기 기본 전원으로 스위칭한다. 이를 위해, 상기 전원 장치는 상기 스위칭을 위한 제어 신호를 지연 회로와 병렬로 연결된 단방향 경로를 통해 스위치로 제공한다.
도 8은 본 발명의 성능을 도시하고 있다. 상기 도 8은 2차 전원 발생 시 전원 스위칭에 따른 전원의 전압 변화를 도시하고 있다. 상기 도 8에서, (a)는 본 발명이 적용되지 아니한 경우, (b)는 본 발명이 적용된 경우의 그래프이다. 상기 (a)를 살펴보면, 상기 2차 전원 발생 시 일정 시간 지연 없이 전원을 스위칭함으로 인해, 구간A(810)에서 전원의 일시적 드랍(drop)이 발생한다. 그러나, 상기 (b)를 살펴보면, 상기 2차 전원 발생 시 시간 일정 시간 지연 후 전원을 스위칭함으로 인해, 상기 2차 전원이 안정화된 후 스위칭됨으로써, 전원의 불안정이 방지된다.
본 발명의 청구항 및/또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금, 본 발명의 청구항 및/또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM, Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM, Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs, Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
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 (15)

  1. 전자 장치에서 전원을 제어하는 장치에 있어서,
    상기 전자 장치 동작 중 지속적으로 발생하는 제1전원 및 불연속적으로 발생하는 제2전원 중 하나를 선택적으로 부하로 공급하는 전환부와,
    상기 제2전원 발생 시 미리 정의된 시간만큼 지연 후 상기 제2전원이 공급되도록 상기 전환부의 스위칭(switching)을 제어하는 제어부를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정의된 시간은, 상기 제2전원의 안정화 시간 보다 크거나 같은 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2전원 소멸 시 지체 없이 상기 제1전원이 공급되도록 상기 전환부의 스위칭을 제어하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2전원의 발생 여부에 따라 상기 제2전원을 공급하도록 상기 전환부를 스위칭하는 제1제어 신호 및 상기 제1전원을 공급하도록 상기 전환부를 스위칭하는 제2제어 신호를 출력하는 판단부와,
    상기 제1제어 신호를 상기 미리 정의된 시간만큼 지연시키는 지연부와,
    상기 제2제어 신호를 전달하는 단방향 통전부를 포함하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지연부 및 상기 단방향 통전부는, 병렬 연결되며,
    상기 단방향 통전부는, 상기 제1제어 신호 생성 시 개방(open) 회로로 동작하고, 상기 제2제어 신호 생성 시 단락(short) 회로로 동작하는 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제1전원의 전압 및 상기 제2전원의 전압을 분배하는 저항들과,
    분배된 전압들을 비교하여 상기 제2전원의 발생을 판단하는 비교기를 포함하는 것을 포함하는 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 지연부는, RC(Resistance-Capacitance) 필터를 포함하는 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 단방향 통전부는, 상기 제2신호 인가 시 온(on) 되는 스위치를 포함하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스위치는, 게이트(gate)가 상기 판단부의 출력단과 연결된 트랜지스터(transistor)를 포함하는 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 단방향 통전부는, 상기 제1신호의 전류 흐름을 차단하도록 설치된 다이오드(diode)를 포함하는 장치.
  11. 전자 장치에서 전원을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 전자 장치 동작 중 지속적으로 발생하는 제1전원을 부하로 공급하는 과정과,
    불연속적으로 발생하는 제2전원이 발생 시 미리 정의된 시간만큼 지연 후 상기 제2전원을 상기 부하로 공급하는 과정을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미리 정의된 시간은, 상기 제2전원의 안정화 시간 보다 크거나 같은 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2전원 소멸 시 지체 없이 상기 제1전원을 상기 부하로 공급하는 과정을 더 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    불연속적으로 발생하는 제2전원이 발생 시 미리 정의된 시간만큼 지연 후 상기 제2전원을 상기 부하로 공급하는 과정은,
    상기 제2전원 발생에 따라 생성되는 제어 신호를 상기 미리 정의된 시간만큼 지연 후 스위치로 제공하는 과정을 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1전원의 전압 및 상기 제2전원의 전압을 분배하고, 분배된 전압들을 비교함으로써, 상기 제2전원의 발생을 판단하는 과정을 더 포함하는 방법.
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