KR20140111342A - 전원장치 및 이의 전원 관리 방법과 무선통신 단말 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 전원장치 및 이의 전원 관리 방법과 무선통신 단말을 제공하는 바, 상기 무선통신 단말에는 기저 대역 작업 유닛, 무선 주파수 작업 유닛과 상기 기저 대역 작업 유닛 및 무선 주파수 작업 유닛과 모두 연결되는 직류전원 컨버터가 포함되고, 또한 전원장치, CPU 및 포락선 검파 장치가 포함되며; 전원장치는 직류전원 컨버터가 제공하는 전압을 수신하여 무선 주파수 작업 유닛 중의 PA로 출력 전압을 제공하고, 또한 CPU가 송신하는 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 의하여 출력 전압을 조절하여 출력 전압으로 하여금 PA의 출력 신호의 포락선 변화 곡선을 만족시키게 하도록 설정되며; 포락선 검파 장치는 PA 출력 신호의 포락선 신호를 실시간으로 검사하고 CPU로 포락선 신호를 송신하도록 설정되며; CPU는 직류전원 컨버터가 제공하는 전압을 수신하고, 포락선 검파 장치가 송신하는 포락선 신호를 제어 신호로 전환시키며, 전원장치로 전환된 제어 신호를 송신하도록 설정된다. 본 발명의 방안은 PA의 전력 소모 및 방열 문제를 해결할 수 있다.

Description

전원장치 및 이의 전원 관리 방법과 무선통신 단말{POWER SUPPLY DEVICE, METHOD FOR MANAGING POWER SUPPLY THEREOF AND WIRELESS COMMUNICATION TERMINAL}
본 발명은 전원 관리 분야에 관한 것으로서, 특히 전원장치 및 이의 전원 관리 방법과 무선통신 단말에 관한 것이다.
전원 변환 모듈은 데이터 카드 제품의 핵심 부분으로서, 데이터 카드 제품의 성능대가격비에 대하여 결정적인 역할을 한다. 전원 기술에 대한 끊임없는 혁신과 전원 기술의 개성화 수요는 오랫동안 제품 개발 엔지니어들의 관심 및 추구의 대상이다. 종래의 데이터 카드 및 데이터 카드의 전력 공급 방식과 전원 관리 방식은 도1a에 도시된 바와 같으며, 주요하게 하기 몇 가지 특징을 갖는다.
데이터 카드에는 주요하게 기제 대역 작업 유닛과 무선 주파수(RF) 작업 유닛이 포함된다. 상기 두 작업 유닛의 전력 공급은 데이터 카드의 외부 입력 전원이 단일 칩 직류전원 컨버터를 거쳐 적합한 전원을 출력하여 기저 대역 작업 유닛과 무선 주파수 작업 유닛으로 공급한다.
상기 데이터 카드 및 전력 공급 방식은 구조가 간단하고, 원가가 낮은 등 장점을 가지고 있으나, 하기 몇 가지 문제가 존재한다.
1. 종래의 데이터 전원 출력 전력은 다이나믹하게 부하의 변화에 대응하지 못하고 자동 실시간으로 전원장치의 출력 전력을 조절하지 못한다. 특히 RF 회로 중의 전력 증폭기(아래 "PA"로 칭함)에 대하여 전력을 공급할 때, 종래의 데이터 카드 전원장치 및 이의 관리 방법은 증폭기의 출력 부하의 변화에 따라 다이나믹한 조절을 진행하지 못하기 때문에 제품의 전력 소모와 방열 문제를 해결하기 어렵다.
2. 종래의 데이터 카드 제품에 있어서, 전력 공급 전원장치와 메인 중앙처리장치(CPU) 사이의 통신은 주요하게 CPU의 범용 입력/출력(GPIO) 포트를 통하여 구현된다. 즉 CPU는 일부의 입력/출력(I/O)를 전원 모듈의 파라미터 검사에 사용하고, 다른 일부분 I/O를 이용하여 전원 모듈에 대한 제어를 구현하여야 한다. 검사하여야 하는 파라미터 또는 제어량이 증가할 시, CPU가 사용하는 I/O 포트도 급격하게 증가한다. 상기 방식은 또한 시스템의 복잡성을 증가시키고 비교적 많은 CPU 하드웨어 자원을 차지함과 아울러, 회로판의 물리적 공간을 증가시키기 때문에 터미널 제품의 소형화 설계에 불리하다.
3. 종래의 데이터 카드 제품에 있어서, 일반적으로 시스템 핵심 부품, 예를 들면 전원 변환 장치, 충전 관리 장치에 대한 CPU의 실시간 모니터링 및 집중 관리가 부족하기 때문에 시스템의 신뢰성과 시스템의 영활성을 향상시키기 어렵다.
제품 개발 엔지니어들은 시스템 CPU를 통하여 전원 모듈에 대하여 실시간 모니터링과 관리를 진행할 수 있는 장치를 사용하여 상기 문제를 해결함과 동시에, 또한 시스템의 영활성과 신뢰성을 향상시킬 수 있기를 원한다. 하지만 종래의 기술방안은 상기 요구를 만족시키지 못한다.
본 발명의 실시예에서는 전원장치 및 이의 전원 관리 방법과 무선통신 단말을 제공하여 현재 데이터 카드 등 무선 통신 단말 중의 PA 전력 소모와 방열 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에서는 일종의 무선통신 단말을 제공하는 바, 기저 대역 작업 유닛, 무선 주파수 작업 유닛과 상기 기저 대역 작업 유닛 및 상기 무선 주파수 작업 유닛과 모두 연결되는 직류전원 컨버터가 포함되고, 상기 무선통신 단말에는 또한 전원장치, 중앙처리장치(CPU) 및 포락선 검파 장치가 포함되며, 그 중에서,
상기 전원장치는 상기 직류전원 컨버터가 제공하는 전압을 수신하여 상기 무선 주파수 작업 유닛 내의 전력 증폭기(PA)로 출력 전압을 제공하고, 또한 상기 CPU가 송신하는 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 의하여 상기 출력 전압을 조절하여 상기 출력 전압으로 하여금 상기 PA의 출력 신호의 포락선 변화 곡선을 만족시키게 하도록 설정되며;
상기 포락선 검파 장치는 상기 무선 주파수 작업 유닛과 연결되고, 또한 상기 PA의 출력 신호의 포락선 신호를 실시간으로 검사하고 상기 CPU로 상기 포락선 신호를 송신하도록 설정되며;
상기 CPU는 상기 직류전원 컨버터, 상기 전원장치 및 상기 포락선 검파 장치와 각각 연결되고, 또한 상기 직류전원 컨버터가 제공하는 전압을 수신하고, 상기 포락선 검파 장치가 송신하는 상기 포락선 신호를 제어 신호로 전환시키며, 상기 전원장치로 전환된 제어 신호를 송신하도록 설정된다.
바람직하게는, 상기 CPU는 또한 상기 무선통신 단말의 인간-기계 대화 화면을 통하여 입력한 정보를 제어 신호로 전환시키고, 상기 전원장치로 전환된 제어 신호를 송신하도록 설정된다.
바람직하게는, 상기 CPU는 IIC 버스를 통하여 상기 전원장치와 연결된다.
바람직하게는, 상기 전원장치에는 직류전원 변환 유닛, 전원 입력 검사 유닛, 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛과 전원 출력 검사 유닛이 포함되고, 그 중에서,
상기 직류전원 변환 유닛은 상기 직류전원 컨버터가 입력하는 전압을 수신하여 상기 PA로 출력 전압을 제공하며, 또한 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛이 송신하는 논리 제어 신호를 수신하고, 상기 논리 제어 신호에 의하여 상기 출력 전압을 조절하도록 설정되며;
상기 전원 입력 검사 유닛은 상기 직류 전원 변화 유닛의 입력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛으로 입력 검사 결과를 송신하도록 설정되며;
상기 전원 출력 검사 유닛은 상기 직류 전원 변화 유닛의 출력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛으로 출력 검사 결과를 송신하도록 설정되며;
상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛은 상기 CPU가 송신하는 제어 신호를 수신하고, 상기 전원 입력 검사 유닛이 송신하는 상기 입력 검사 결과와 상기 전원 출력 검사 유닛이 송신하는 출력 검사 결과 중의 어느 한 검사 결과와 상기 제어 신호를 비교하여, 양자가 불일치하다면, 상기 직류 전원 변환 유닛으로 논리 제어 신호를 송신하도록 설정된다.
바람직하게는, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛은 상태 기계를 이용하여 구현된다.
본 발명의 실시예에서는 또한 일종의 전원장치를 제공하는 바, 상기 전원장치에는 직류전원 변환 유닛, 전원 입력 검사 유닛, 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛과 전원 출력 검사 유닛이 포함되고, 그 중에서,
상기 직류전원 변환 유닛은 직류전원 컨버터가 입력하는 전압을 수신하여 부하로 출력 전압을 제공하며, 또한 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛이 송신하는 논리 제어 신호를 수신하고, 상기 논리 제어 신호에 의하여 상기 출력 전압을 조절하여 상기 출력 전압으로 하여금 상기 부하의 요구를 만족시키도록 설정되며;
상기 전원 입력 검사 유닛은 상기 직류 전원 변화 유닛의 입력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛으로 입력 검사 결과를 송신하도록 설정되며;
상기 전원 출력 검사 유닛은 상기 직류 전원 변화 유닛의 출력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛으로 출력 검사 결과를 송신하도록 설정되며;
상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛은 중앙처리장치(CPU)가 송신하는 제어 신호를 수신하고, 상기 전원 입력 검사 유닛이 송신하는 상기 입력 검사 결과와 상기 전원 출력 검사 유닛이 송신하는 출력 검사 결과 중의 어느 한 검사 결과와 상기 제어 신호를 비교하여, 양자가 불일치하다면, 상기 직류 전원 변환 유닛으로 논리 제어 신호를 송신하도록 설정된다.
바람직하게는, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛은 상태 기계를 이용하여 구현된다.
바람직하게는, 상기 부하에는 무선 주파수 전력 증폭기가 포함된다.
본 발명의 실시예에서는 또한 일종의 전원장치의 전원 관리 방법을 제공하는 바, 상기 방법에는,
상기 전원 관리 장치가 예정된 작업 파라미터를 취득하며;
상기 전원 관리 장치가 부하로 제공되는 출력 전압을 실시간으로 취득하고, 상기 출력 전압과 상기 예정된 작업 파라미터를 비교하여, 만일 양자가 일치하다면, 상기 부하를 위하여 계속하여 상기 출력 전압을 제공하고, 만일 양자가 불일치하다면, 상기 예정된 작업 파라미터에 의하여 상기 출력 전압을 조절하여 상기 출력 전압으로 하여금 상기 부하의 요구를 만족시키도록 하는; 것이 포함된다.
바람직하게는, 상기 전원 관리 장치가 예정된 작업 파라미터를 취득하는 단계에는,
상기 전원 관리 장치가 중앙처리장치(CPU)가 송신하는, 부하의 신호 또는 취득한 사용자 요구 정보에 의하여 전환한 예정된 작업 파라미터를 수신하는 것이 포함된다.
상기 전원장치 및 이의 전원 관리 방법과 무선통신 단말은 막강한 소프트웨어/하드웨어 자원을 가진 CPU와 영활성있게 통신을 진행하여 전원에 대한 실시간 검사 및 제어를 구현하고, 다양한 전원 관리 요구를 구현할 수 있으며, 무선통신 단말의 전력소모를 낮출 수 있고, 무선통신 단말의 방열 문제를 비교적 훌륭하게 해결할 수 있다.
도1a는 종래의 데이터 카드의 구조 및 전력 공급 방식 도면.
도1b는 본 발명에 의한 IIC 포트가 구비된 전원장치로 전원을 공급하는 데이터 카드 구조도.
도2는 본 발명에 의한 IIC 포트가 구비된 전원장치 구조도.
도3은 본 발명에 의한 IIC 포트가 구비된 전원장치가 전원을 관리하는 흐름도.
도4는 본 발명에 의한 IIC 포트가 구비된 전원장치가 데이터 카드 전원 관리를 진행하는 구체적인 실시예 도면.
도5는 종래의 RF 작업 유닛의 PA 작업 전원 VCC 도면.
도6은 본 발명에 의한 IIC 포트가 구비된 전원장치가 데이터 카드 전원 관리를 진행하는 PA 전력 공급 전원 VCC 도면.
도7은 본 발명의 장치를 사용하는 데이터 카드 PA 전력 공급 전류 곡선과 종래 전력 공급 방식의 비교도.
본 발명의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 잘 이해하도록 하기 위하여, 아래 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세한 설명을 진행하도록 한다. 주목하여야 할 바로는, 상충되지 않는 상황 하에서, 본 출원 중의 실시예 및 실시예 중의 특징은 상호 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 일종의 무선통신 단말을 제공하는 바, 기저 대역 작업 유닛, 무선 주파수 작업 유닛과 상기 기저 대역 작업 유닛 및 무선 주파수 작업 유닛과 모두 연결되는 직류전원 컨버터가 포함되고, 상기 무선통신 단말에는 또한 전원장치, 중앙처리장치(CPU) 및 포락선 검파 장치가 포함되며, 그 중에서,
상기 전원장치는 상기 직류전원 컨버터와 상기 무선 주파수 작업 유닛 사이에 위치하고, 또한 상기 직류전원 컨버터가 제공하는 전압을 수신하여 상기 무선 주파수 작업 유닛 중의 전력 증폭기(PA)로 출력 전압을 제공하고, 또한 상기 CPU가 송신하는 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 의하여 상기 출력 전압을 조절하여 상기 출력 전압으로 하여금 상기 PA의 출력 신호의 포락선 변화 곡선을 만족시키게 하도록 설정되며;
상기 포락선 검파 장치는 상기 무선 주파수 작업 유닛과 연결되고, 또한 상기 PA 출력 신호의 포락선 신호를 실시간으로 검사하고 상기 CPU로 상기 포락선 신호를 송신하도록 설정되며;
상기 CPU는 상기 직류전원 컨버터, 상기 전원장치 및 상기 포락선 검파 장치와 각각 연결되고, 또한 상기 직류전원 컨버터가 제공하는 전압을 수신하고, 상기 포락선 검파 장치가 송신하는 상기 포락선 신호를 제어 신호로 전환시키며, 상기 전원장치로 상기 제어 신호를 송신하도록 설정된다.
그 중에 있어서, 상기 CPU는 또한 상기 데이터 카드의 인간-기계 대화 화면을 통하여 입력한 정보를 상기 제어 신호로 전환시키고, 상기 전원장치로 상기 제어 신호를 송신하도록 설정된다.
바람직하게는, 상기 CPU는 IIC(Inter Integrated Circuit) 버스를 통하여 상기 전원장치와 연결된다.
상기 무선통신 단말은 데이터 카드 또는 기타 제품일 수 있으나, 아래에서는 데이터 카드를 예로 들어 본 발명의 실시예의 기술방안에 대하여 상세한 설명을 진행하도록 한다.
도1b는 본 발명에 의한 IIC 포트가 구비된 전원장치로 전원을 공급하는 데이터 카드 구조도로서, 상기 데이터 카드에는 기저 대역 작업 유닛(11), RF 작업 유닛(12), 직류전원 컨버터(13), CPU(14) 및 IIC 버스가 구비된 전원장치(15)가 포함된다. 그 중에서, 가는 검은 선은 통신 제품의 데이터 전송 경로를 표시하고, 굵은 검은 선은 전력 공급 경로를 표시하며, 가는 점선은 CPU(14)가 각 기능 모듈을 모니터링 및 관리하는 버스를 표시한다. 기저 대역 작업 유닛(11)의 데이터 입력단은 USB선을 통하여 USB 소켓에 연결되고, 기저 대역 작업 유닛(11)의 출력단은 RF 작업 유닛(12)의 입력단과 연결되며, RF 작업 유닛(12)의 출력단은 무선 인터페이스를 통하여 통신 발사 안테나에 연결된다. 데이터 카드 5V 입력 전원은 우선 직류전원 컨버터(13)로 전송되고, 변환된 직류전원은 기저 대역 작업 유닛(11), CPU(14) 와 IIC 버스가 구비된 전원장치(15)로 각각 공급된다. 그 중에서, IIC 버스가 구비된 전원장치(15)는 RF 작업 유닛(12) 내의 전력 증폭기(아래 "PA"로 약칭)로 전력을 공급한다. 메인 CPU는 IIC 버스를 통하여 상기 전원장치(15)와 통신을 구성하고, 모니터링 및 관리 버스를 통하여 RF 작업 유닛(12) 및 기저 대역 작업 유닛(11)과 연결되어, RF 작업 유닛(12)과 기저 대역 작업 유닛(11)으로의 전력 공급 작업 상태를 모니터링 및 관리한다.
도2에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 카드 내의 IIC 버스가 구비된 전원장치(15)에는 구체적으로 직류전원 변환 유닛(151), 전원 입력 검사 유닛(152), 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(153)과 전원 출력 검사 유닛(154)이 포함된다.
상기 직류전원 변환 유닛(151)은 입력단이 전력 공급 전원과 연결되고, 출력단이 전원 부하에 연결되어 입력 전원을 부하 요구에 부합되는 출력 전원으로 변환시키는 것을 구현한다. 상기 직류전원 변환 유닛(151)에는 또한 하나의 제어된 입력 인터페이스가 포함되고, 이는 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(153)이 송신하는 논리 제어 신호를 수신하도록 설정된다. 구체적으로 말하면, 이는 상기 직류전원 컨버터(도 1b의 13)가 입력하는 전압을 수신하여 상기 PA로 출력 전압을 제공하며, 또한 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(153)이 송신하는 논리 제어 신호를 수신하고, 상기 논리 제어 신호에 의하여 상기 출력 전압을 조절하도록 설정된다.
상기 전원 입력 검사 유닛(152)은 입력단이 상기 직류전원 변환 유닛(151)의 입력단과 연결되고, 출력단이 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(153)에 연결되며, 또한 직류 전원 변화 유닛(154)의 입력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(153)으로 입력 검사 결과를 송신하도록 설정된다.
상기 전원 출력 검사 유닛(154)은 입력단이 상기 직류전원 변환 유닛(151)의 출력단과 연결되고, 출력단이 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(153)에 연결되며, 또한 직류전원 변화 유닛(151)의 출력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(153)으로 출력 검사 결과를 송신하도록 설정된다.
상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(153)은 입력단이 상기 전원 입력 검사 유닛(1520, 전원 출력 검사 유닛(154)과 각각 연결되고, 출력단이 직류전원 변환 유닛(151)과 연결되며, 또한 상기 전원 입력 검사 유닛(152)의 검사 결과와 상기 전원 출력 검사 유닛(154)의 검사 결과를 저장하고, 상기 전원 입력 검사 유닛(152)이 송신하는 상기 입력 검사 결과와 상기 전원 출력 검사 유닛(154)이 송신하는 출력 검사 결과 중의 어느 한 검사 결과와 상기 제어 신호를 비교하여, 양자가 불일치하다면, 상기 직류전원 변환 유닛(151)으로 논리 제어 신호를 송신하여 직류전원 변환 유닛(51)에 대한 상태 제어 등 기능을 구현하도록 설정된다.
도 1b와 도 2를 참조하여, 상기 데이터 카드가 전원 관리를 진행하는 과정은 하기와 같다.
전원장치(15)는 RF 작업 유닛(12)의 PA로 전력을 공급하고, CPU(14)는 모니터링 및 관리 버스를 통하여 실시간으로 PA의 출력 신호의 포락선을 검사하며, CPU 소프트웨어 알고리즘을 통하여 포락선 신호를 제어 신호로 전환시키고, IIC 버스를 통하여 상기 제어 신호를 상기 IIC 버스 인터페이스가 구비된 전원장치(15)로 전송하여 IIC 버스 인터페이스가 구비된 전원장치(15)의 출력 전압 폭도로 하여금 PA의 출력 신호의 포락선 곡선에 따라 변하도록 하여, PA의 작업 효율을 향상시키고 데이터 카드 PA의 전력 소모를 절감하고 방열의 작용을 일으킨다.
상기 IIC 버스 인터페이스가 구비된 전원장치(15)는 데이터 카드로 전력을 공급하는 것은 소프트웨어와 하드웨어를 결합시키는 방식을 이용할 수 있는 바, 전원과 부하, 명실상부한 전원과 제품 최종 사용자 지간의 실시간 다이나믹 대화를 구현하여, 제품의 전력 소모 및 방열 등 문제를 해결할 수 있다. 그리고, IIC 버스를 이용하여 CPU(14)와 전원장치(15)의 통신을 구현하면 검사 및 제어 I/O가 멀티플렉싱을 구현할 수 있는 바, 즉 단지 두 개의 I/O 포트를 차지하고 또한 검사 또는 제어량의 증가에 따라 증가되지 않는다. 이는 종래 기술에 존재하던 전원 방식이 대부분 하드웨어 구성을 이용하여 영활성이 없던 결함을 비교적 잘 해결할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서는 또한 일종의 전원장치를 제공하는 바, 해당 전원장치의 구조는 도2에 도시된 상기 데이터 카드 중의 전원장치(15)의 구조와 동일하므로 여기에서는 상세한 설명을 생략하도록 한다. 주목하여야 할 바로는, 도1 중의 RF 작업 유닛 중의 PA는 도2 중의 부하의 한 가지 실시예이며, 당업계의 기술자들에 있어서 상기 부하를 기타 소자 또는 설비로 대체할 수 있음은 자명한 것이다.
본 발명의 실시예에서는 또한 일종의 전원장치(15)의 전원 관리 방법을 제공하는 바, 상기 방법에는,
1 단계: 상기 전원 관리 장치가 예정된 작업 파라미터를 취득하며;
2 단계: 상기 전원 관리 장치가 부하로 제공되는 출력 전압을 실시간으로 취득하고, 상기 출력 전압과 상기 예정된 작업 파라미터를 비교하여, 만일 양자가 일치하다면, 상기 부하를 위하여 계속하여 상기 출력 전압을 제공하고, 만일 양자가 불일치하다면, 상기 예정된 작업 파라미터에 의하여 상기 출력 전압을 조절하여 상기 출력 전압으로 하여금 상기 부하의 요구를 만족시키도록 하는; 것이 포함된다.
도3은 본 발명에 의한 IIC 포트가 구비된 전원장치가 전원을 관리하는 흐름도로서, 특별한 설명이 없다면, 도면 중의 좌측은 CPU의 IIC 인터페이스가 구비된 전원장치에 대한 제어 및 관리 흐름도로 볼 수 있는 바, 주요하게는 CPU의 소프트웨어를 통하여 구현하며(상기 1단계에 대등함), 도면 중의 우측은 IIC 버스가 구비된 전원장치의 작업 과정 및 이와 외부의 정보(사용자의 수동 설정, 부하 파라미터 등 포함) 교환 과정으로 불 수 있는 바, IIC 버스가 구비된 전원장치의 하드웨어 회로를 사용하여 구현된다(상기 2단계에 대등함).
IIC 인터페이스가 구비된 전원장치의 작업 과정은 하기와 같다.
301a 단계: 전원장치가 최초로 온되며;
302a: 하드웨어 회로 설정 방식을 통하여 전원의 순간 디폴트 출력을 3.6V-4.2V로 설정하며;
전원장치가 온된 후 전원은 초기 디폴트 상태로 작업하고, 디폴트 전압, 전류 파라미터를 출력하며; 전원장치 내부 파라미터 레지스터가 리셋 상태로 진입하고 또한 레지스터 중의 값을 비우며; 임베디드 IIC 버스 인터페이스는 IIC 버스를 초기화시키고 또한 전원 관리를 구현하게 될 메인 CPU와 통신을 진행할 준비를 진행한다.
303a 단계: 전원 입력/출력 파라미터 검사 유닛이 실시간으로 채집한 파라미터를 상태 및 파라미터 레지스터로 전송하여 메인 CPU로 하여금 실시간 조회를 진행하도록 하며, 전원 관리를 구현하는 메인 CPU는 IIC 버스를 통하여 상태 및 파라미터 레지스터 중의 파라미터를 읽어 전원의 작업 상태를 취득하며;
304a 단계: IIC 인터페이스가 구비된 전원장치 중의 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛(상태 기계를 통해 구현됨)이 IIC 버스를 통하여 CPU가 전송하는 제어 파라미터를 수신하고, CPU가 전송한 제어 파라미터와 전원장치 자체에 의하여 검사된 DC/DC 직류 변환 유닛의 상태 파라미터가 일치하는지 여부를 비교하여, DC/DC 직류 변환 유닛의 출력 파라미터에 대하여 상응한 조절을 진행하여야 하는지 판단하여 이로 하여금 부하의 다이나믹한 변화와 사용자 파라미터 설정에 적응되도록 하며, 만일 필요하지 않다면 302a 단계로 진행하여 디폴트 방식으로 직류 전원을 부하로 출력하여 전력을 공급하며, 그렇지 않다면 305a 단계로 진행하며, 아울러 계속하여 직류 변환 유닛의 상태 파라미터를 취득하며;
305a 단계: CPU 제어 파라미터의 요구 또는 사용자가 수동 설정한 파라미터에 따라 부하로 직류전원을 출력하여 전력을 공급한다.
상기 전원장치를 포함하는 데이터 카드에 있어서, CPU는 소프트웨어 방식을 통하여 전원 관리 기능을 구현하여야 한다. 그 중에서, CPU와 전원장치는 IIC 버스를 통하여 통신 연결을 구성한다. CPU가 소프트웨어 방식을 통하여 IIC 버스 인터페이스가 구비된 전원장치에 대하여 전원 관리를 구현하는 과정은 하기와 같다.
301b 단계: CPU가 전원 관리 모듈을 가동시키며;
302b 단계: CPU 전원 관리 모듈이 IIC 버스를 초기화시키고, IIC 버스 인터페이스가 구비된 전원장치와 통신을 구성하며, IIC 버스를 통하여 전원 작업 상태 파라미터를 읽으며;
303b 단계: CPU는 전원 사용자의 요구 정보를 수신할 수 있는 바, 예를 들면, 전원이 전지에 충진을 진행하는 상태라면 사용자들은 본 발명의 상기 데이터 카드 중의 인간-기계 대화 화면을 통하여 충전 전류 크기, 충전 시간 등 파라미터에 대하여 설정을 진행하며; 또는 전력 공급 부하의 변화 다이나믹 정보를 수신할 수 있는 바, 이러한 정보에는 주요하게 부하의 전력 소모 곡선, 전류 또는 전압 수요 곡선 등이며;
304b 단계: CPU는 전원 작업 상태 정보, 전원 사용자 요구 정보 및 전원 전력 공급 부하 변화 정보 등에 대하여 종합적인 판단을 진행하여, 전원 출력 파라미터에 대하여 조절을 진행하여야 할지 여부를 판단하며, 만일 조절이 필요없다면, 302b 단계로 리턴하고, 조절을 진행하여야 한다면, 305b 단계로 진행하며;
305b 단계: CPU가 전원 제어 파라미터를 출력하고, IIC 버스를 통하여 IIC 버스 인터페이스가 구비된 전원장치로 전송하여 출력 전원으로 하여금 요구를 만족시키도록 한다.
그 중에 있어서, 출력 전압폭 값의 조절 차와 출력 전압폭 값의 검사 파라미터에 대하여 두 개의 6 bit의 레지스터 R[7:2]을 이용하여 저장을 진행한다. 전원 최소 출력 전압은 3.5V이고, 최대 출력 전압은 4.44V이다. 즉 최대치는 4.44V는 HEX 수 “62”에 대응되고, 3.5V는 HEX 수 “00”에 대응된다. 레지스터의 각 최소 논리 상태에 대응되는 상기 전원 출력 전압의 최소치는 0.02V로서, 즉 출력 전압 조절의 최소 분해능은 0.02V이다. 그러므로, CPU 중에 하나의 대응되는 데이터 테이블(아래 "출력 전압 맵핑표"라 칭함)을 구비하여 한 그룹의 레지스터 값과 출력 전압 값을 맵핑시키는 바, 대응 관계는 상기한 바와 같으며, CPU는 테이블 검색을 통하여 전원 출력 전압에 대응되는 레지스터 설정값을 취득하거나, 또는 전원 컨버터 중의 파라미터 저장값을 읽는 것을 통하여 테이블 검색을 통하여 전원의 실제 출력 전압 값을 찾아낸다.본 발명의 전원장치 및 전원장치를 포함한 데이터 카드 구조를 설명하기 위하여, 아래 구체적인 실시예로 설명을 진행하는 바, 도4에 도시된 바와 같다.
해당 실시예에 있어서, USB 버스 인터페이스가 입력하는 5V 전원(아래 "VBUS"로 칭함)은 IIC 버스가 구비된 전원장치(401)로 공급되고, 전원장치의 변환을 거친 출력 전압(3.5V-4.4V)은 직류전원 변환 유닛의 출력단("SW"로 약칭)을 거쳐 파워 인덕터(L0)의 일단으로 출력되며, L0의 타단은 RSNS의 일단에 연결되고, RSNS의 타단은 스위칭 튜브 Q 드레인 전극에 연결되며, 스위칭 튜브 Q의 소스 전극은 부하 PA 전력 공급의 전력 공급단(아래 "VCC"로 약칭)에 연결되며, 아울러 충전 기능이 구비된 전지에 연결되어 충전을 진행할 수 있다. 스위칭 튜브 Q의 게이트 전극은 시스템 CPU(402)의 GPIO에 연결된다. 상기 CPU는 해당 GPIO를 통하여 PA와 충전 전지에 대한 전력 공급의 온/오프 기능을 구현할 수 있다. 상기 RSNS은 전원 출력 전류 파라미터 검사 소자로서, 출력 전류를 전압으로 전환시켜 상기 전원 컨버터로 전송하여 출력 파라미터 검사를 진행하며; 전원 컨버터의 IIC 인터페이스 클럭 신호(SCL), 양방향 신호선(SDA)은 상기 시스템 CPU의 IIC 버스 인터페이스 또는 일반적인 GPIO 핀에 연결되며; 전원 컨버터의 충전 상태 지시 신호(STAT)는 상기 시스템 CPU의 다른 하나의 GPIO 포트에 연결되어 해당 전원 컨버터가 전지 부하에 대하여 충전을 진행하는 상태를 모니터링하며, 상기 전원 컨버터가 충전 상태라면 해당 신호 출력 논리가 하이 레벨이고, 충전이 종료되면, 해당 신호 출력 논리가 로우 레벨이다. 포락선 검파 장치(403)의 입력단은 RF 전력 증폭기(아래 "PA"로 약칭)(404)의 출력단에 연결되고, 상기 포락선 검파 장치의 출력단은 상기 시스템 CPU의 고속 아날로그-디지털 전환기(ADC)의 입력단에 연결된다.
종래의 전원 관리 설계 방안에 의하면, PA가 작동 과정에 전력 공급 전원으로부터 흡수하는 전류는 기본상 불변하는 바, 즉 VCC전압으로 하여금 변화가 발생하도록 하며; 만일 PA가 더욱 하이 레벨 신호를 출력한다면, PA는 직선성을 유지하기 위해서라도 반드시 더욱 높은 VCC 전압 값을 제공하여야 하며; 만일 PA의 전력 공급 전압이 VCC가 일정하다면, PA는 반드시 충분한 직선성을 가져 PA 출력 최대 전력 레벨로 하여금 시스템 요구를 만족시키고, 신호 전력 증폭에 대하여 뒤틀림을 발생시키지 않는 등이 있다. 그러므로, PA 자체에 대한 요구가 비교적 높다. 하지만, 현재 PA 자체의 성능이 돌파성적인 향상이 없는 전제 하에서 PA의 직선성을 유지하려면 전원은 비교적 높은 VCC 전압 공급을 유지하여야 하는 바, 도5에 도시된 바와 같으며, 하지만 PA의 수요 전류는 기본상 불변한다. 이러한 설계 중의 PA의 효율 곡선은 PA 출력 전력 레벨이 높을 수록 PA의 효율이 높고, PA 출력 전력 레벨이 낮을 수록 PA의 전환 효율이 낮다(VCC의 더욱 높은 전압이 요구됨). 이는 제품의 방열과 전력 소모의 감소에 아주 불리한 것이다.
하지만 도4에 도시된 바와 같이, PA의 VCC를 IIC 버스 인터페이스가 구비된 전원장치 상에 연결하여, PA의 전력 공급 전원과 메인 CPU가 통신을 구성하며, 또한 CPU의 실시간 제어를 받게 하고, 포락선 검파 장치가 RF 작업 유닛 중의 PA 출력 신호에 대하여 샘플링을 진행한 후 샘플링한 신호에 대하여 폭도 검파를 진행한다. 포락선 검파 장치의 검파 출력 포락선 신호는 CPU의 ADC 인터페이스로 전송되고, ADC 인터페이스는 검파 신호에 대하여 고속 샘플링 A/D 전환을 진행하는 바, 즉 포락선 신호에 대하여 디지털화 처리를 진행하며, A/D 디지털화 후의 bite 비트 데이터는 CPU의 저장 구역에 저장되고, CPU는 실시간으로 포락선 신호로부터 전환된 디지털 bite 비트 데이터와 상술한 내용 중의 상기 출력 전압 맵핑표 중의 데이터를 비교하는 바, 즉 자신과 같거나 조금 큰 데이터를 찾아낸다. 이어, CPU는 전압 맵핑표 중의 해당 데이터를 IIC 버스를 통하여 전원장치 중에 써서 전원장치 중의 출력 전압으로 하여금 PA 출력 신호의 폭도에 따라 조절을 진행하도록 하는 바, 도4에 도시된 전력 공급 VCC의 파형은 도6에 도시된 바와 같다. 그러므로, 전원장치의 출력 전압은 실시간으로 PA 출력 신호의 폭도에 따라 자동 조절된다. 이로써 도4에 도시된 PA 전력 공급 전원, 즉 IIC 버스가 구비된 전원장치로부터 RF 작업 유닛 중의 PA 출력 사이의 전환 효율을 향상시켜, PA 자체의 전력 소모를 감소시키고 PA의 발열량을 낮추어 전원장치의 사용 수명을 연장시킬 수 있다.
정리하면, IIC 버스가 구비된 전원장치는 막강한 소프트웨어/하드웨어 자원을 가진 CPU와 영활성있게 통신을 진행하여 전원에 대한 실시간 검사 및 제어를 구현하고, 다양한 전원 관리 요구를 구현할 수 있으며, 데이터 카드의 전력소모를 낮출 수 있고, 예를 들면 데이터 카드 등 무선통신 단말의 방열 문제를 비교적 훌륭하게 해결할 수 있다.
당업계의 기술인원들은 상기 방법 중의 전부 또는 일부 단계는 프로그램 명령을 통하여 관련 하드웨어로 하여금 완성할 수 있으며, 상기 프로그램은 컴퓨터 판독가능한 매체, 예를 들면 롬, 자기 디스크 또는 광 디스크에 저장될 수 있음을 이해여야 할 것이다. 선택적으로, 상기 실시예의 전부 또는 일부 단계는 하나 또는 다수의 직접 회로를 통하여 구현할 수 있다. 상응하게, 상기 실시예 중의 각 모듈/ 유닛은 하드웨어 형식으로 구현될 수도 있고, 소프트웨어 기능 모듈의 형식으로도 구현할 수 있을 것이다. 본 발명은 어떠한 특정된 형식의 하드웨어와 소프트웨어의 결합에 의하여 제한되지 않는다.
이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예만 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
산업상 활용성
상기 전원장치 및 이의 전원 관리 방법과 무선통신 단말은 막강한 소프트웨어/하드웨어 자원을 가진 CPU와 영활성있게 통신을 진행하여 전원에 대한 실시간 검사 및 제어를 구현하고, 다양한 전원 관리 요구를 구현할 수 있으며, 무선통신 단말의 전력소모를 낮출 수 있고, 무선통신 단말의 방열 문제를 비교적 훌륭하게 해결할 수 있다.
11: 기저 대역 유닛
12: 무선 주파수(RF) 작업 유닛
13: 직류전원 컨버터
14: CPU
15: 전원장치
403: 포락선 검파 장치

Claims (10)

  1. 기저 대역 작업 유닛, 무선 주파수 작업 유닛과 상기 기저 대역 작업 유닛 및 상기 무선 주파수 작업 유닛과 모두 연결되는 직류전원 컨버터가 포함되는 무선통신 단말에 있어서, 상기 무선통신 단말에는 또한 전원장치, 중앙처리장치(CPU) 및 포락선 검파 장치가 포함되며,
    상기 전원장치는 상기 직류전원 컨버터가 제공하는 전압을 수신하여 상기 무선 주파수 작업 유닛 내의 전력 증폭기(PA)로 출력 전압을 제공하고, 또한 상기 CPU가 송신하는 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 의하여 상기 출력 전압을 조절하여 상기 출력 전압으로 하여금 상기 PA의 출력 신호의 포락선 변화 곡선을 만족시키게 하도록 설정되며;
    상기 포락선 검파 장치는 상기 무선 주파수 작업 유닛과 연결되고, 또한 상기 PA의 출력 신호의 포락선 신호를 실시간으로 검사하고 상기 CPU로 상기 포락선 신호를 송신하도록 설정되며;
    상기 CPU는 상기 직류전원 컨버터, 상기 전원장치 및 상기 포락선 검파 장치와 각각 연결되고, 또한 상기 직류전원 컨버터가 제공하는 전압을 수신하고, 상기 포락선 검파 장치가 송신하는 상기 포락선 신호를 제어 신호로 전환시키며, 상기 전원장치로 전환된 제어 신호를 송신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말.
  2. 제1항에 있어서, 상기 CPU는 또한 상기 무선통신 단말의 인간-기계 대화 화면을 통하여 입력한 정보를 제어 신호로 전환시키고, 상기 전원장치로 전환된 제어 신호를 송신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 CPU는 IIC 버스를 통하여 상기 전원장치와 연결되는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전원장치에는 직류전원 변환 유닛, 전원 입력 검사 유닛, 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛과 전원 출력 검사 유닛이 포함되고,
    상기 직류전원 변환 유닛은 상기 직류전원 컨버터가 입력하는 전압을 수신하여 상기 PA로 출력 전압을 제공하며, 또한 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛이 송신하는 논리 제어 신호를 수신하고, 상기 논리 제어 신호에 의하여 상기 출력 전압을 조절하도록 설정되며;
    상기 전원 입력 검사 유닛은 상기 직류 전원 변화 유닛의 입력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛으로 입력 검사 결과를 송신하도록 설정되며;
    상기 전원 출력 검사 유닛은 상기 직류 전원 변화 유닛의 출력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛으로 출력 검사 결과를 송신하도록 설정되며;
    상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛은 상기 CPU가 송신하는 제어 신호를 수신하고, 상기 전원 입력 검사 유닛이 송신하는 상기 입력 검사 결과와 상기 전원 출력 검사 유닛이 송신하는 출력 검사 결과 중의 어느 한 검사 결과와 상기 제어 신호를 비교하여, 양자가 불일치하다면, 상기 직류 전원 변환 유닛으로 논리 제어 신호를 송신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛은 상태 기계를 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말.
  6. 직류전원 변환 유닛, 전원 입력 검사 유닛, 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛과 전원 출력 검사 유닛이 포함되는 전원장치에 있어서,
    상기 직류전원 변환 유닛은 직류전원 컨버터가 입력하는 전압을 수신하여 부하로 출력 전압을 제공하며, 또한 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛이 송신하는 논리 제어 신호를 수신하고, 상기 논리 제어 신호에 의하여 상기 출력 전압을 조절하여 상기 출력 전압으로 하여금 상기 부하의 요구를 만족시키도록 설정되며;
    상기 전원 입력 검사 유닛은 상기 직류 전원 변화 유닛의 입력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛으로 입력 검사 결과를 송신하도록 설정되며;
    상기 전원 출력 검사 유닛은 상기 직류 전원 변화 유닛의 출력 신호에 대하여 검사를 진행하고, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛으로 출력 검사 결과를 송신하도록 설정되며;
    상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛은 중앙처리장치(CPU)가 송신하는 제어 신호를 수신하고, 상기 전원 입력 검사 유닛이 송신하는 상기 입력 검사 결과와 상기 전원 출력 검사 유닛이 송신하는 출력 검사 결과 중의 어느 한 검사 결과와 상기 제어 신호를 비교하여, 양자가 불일치하다면, 상기 직류 전원 변환 유닛으로 논리 제어 신호를 송신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 상태 모니터링 및 논리 제어 유닛은 상태 기계를 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 부하에는 무선 주파수 전력 증폭기가 포함되는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  9. 전원장치의 전원 관리 방법에 있어서,
    상기 전원 관리 장치가 예정된 작업 파라미터를 취득하며;
    상기 전원 관리 장치가 부하로 제공되는 출력 전압을 실시간으로 취득하고, 상기 출력 전압과 상기 예정된 작업 파라미터를 비교하여, 만일 양자가 일치하다면, 상기 부하를 위하여 계속하여 상기 출력 전압을 제공하고, 만일 양자가 불일치하다면, 상기 예정된 작업 파라미터에 의하여 상기 출력 전압을 조절하여 상기 출력 전압으로 하여금 상기 부하의 요구를 만족시키도록 하는; 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 전원장치의 전원 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전원 관리 장치가 예정된 작업 파라미터를 취득하는 단계에는, 상기 전원 관리 장치가 중앙처리장치(CPU)가 송신하는, 부하의 신호 또는 취득한 사용자 요구 정보에 의하여 전환한 예정된 작업 파라미터를 수신하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 전원장치의 전원 관리 방법.
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