KR20140123688A - 전자 기기의 충전 제어 방법 및 장치 - Google Patents

전자 기기의 충전 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 기기의 충전 중 노이즈 발생을 방지할 수 있는 전자 기기의 충전 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 전원 경로를 구비하는 전자 기기의 충전을 제어하기 위한 방법에 있어서, 배터리의 전압이 제1기준 전압 미만인 경우 제1기준 전류로 배터리를 정전류 충전하고, 상기 배터리의 전압이 상기 제1기준 전압 이상인 경우 정전압 충전을 수행하는 단계; 상기 정전압 충전을 수행하는 도중 로드 감지 시 상기 배터리의 충전을 중지하는 단계; 및 상기 배터리의 전압이 제2기준 전압 이하로 감소하는 경우 제2기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자 기기의 충전 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING CHARGING IN ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 충전 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 전자 기기의 충전 중 노이즈 발생을 방지할 수 있는 전자 기기의 충전 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 전자 기기는 매우 폭넓은 분야에서 이용되고 있으며, 다양한 기능(예컨대 통화 기능, 문자 메시지 송수신 기능, 카메라 기능, 음악 감상 기능, 디지털 방송 서비스 기능, 이메일(E-mail) 서비스 기능, 위치 기반 서비스 기능 등)을 제공하고 있다. 이와 같은 전자 기기는 휴대성을 위하여 배터리를 이용하고 있다. 이와 같이 배터리를 이용함에 따라, 상기 전자 기기는 외부 충전기를 통해 배터리를 충전하는 충전 기능을 제공하고 있다. 상기 전자 기기는 일반적으로 정전압 충전(Constant Voltage Charge) 및 정전류 충전(Constant Current Charge)을 지원한다. 즉, 배터리의 전압이 기준 값(예컨대 4.2V) 미만인 경우 상기 전자 기기는 정전류 충전을 통해 배터리의 급속 충전을 지원하고, 배터리의 전압이 기준 값 이상이 되면, 정전압 모드로 배터리를 충전할 수 있다. 상기 정전압 충전 시 상기 전자 기기는 충전 전압을 고정한 상태에서 충전 전류를 점차적으로 감소시켜 배터리를 충전할 수 있다.
한편, 최근의 전자 기기는 충전 수행 시 배터리가 아닌 충전 기기로부터 전원을 공급받도록 하는 파워 패스(Power path)를 제공하고 있다. 하지만, 상기 파워 패스를 사용하는 경우 전자 기기에서 비교적 큰 전류를 요구하는 로드(Load) 발생 시 충전기의 전원 그라운드가 순간적으로 흔들리게 된다. 특히, 상기 충전기로부터 공급되는 전류가 작아진 정전압 충전 모드에서 로드가 발생하는 경우 상기 충전기의 전원 그라운드의 흔들림은 더욱 커질 수 있다. 상기 전원 그라운드의 흔들림은 노이즈 발생을 초래할 수 있다. 예를 들어, 정전압 충전 모드에서 음악 재생 기능이 실행되는 경우 전원 그라운드의 흔들림으로 인하여 노이즈가 발생하게 된다. 이와 같은 노이즈의 발생은 전자 기기의 음질을 테스트하는 MOS(Mean Opinion Score) 규격(Specification)을 통과하지 못하는 문제점을 초래할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기에 이어폰이 연결된 경우 상기 노이즈가 사용자에게 들리게 되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 정전압 충전 모드에서 노이즈의 발생을 방지할 수 있는 전자 기기의 충전 제어 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전원 경로를 구비하는 전자 기기의 충전 제어 방법은 전원 경로를 구비하는 전자 기기의 충전을 제어하기 위한 방법에 있어서, 배터리의 전압이 제1기준 전압 미만인 경우 제1기준 전류로 배터리를 정전류 충전하고, 상기 배터리의 전압이 상기 제1기준 전압 이상인 경우 정전압 충전을 수행하는 단계; 상기 정전압 충전을 수행하는 도중 로드 감지 시 상기 배터리의 충전을 중지하는 단계; 및 상기 배터리의 전압이 제2기준 전압 이하로 감소하는 경우 제2기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 제어 장치는 전원 경로를 구비하는 전자 기기의 충전을 제어하기 위한 장치에 있어서, 충전 가능한 배터리; 외부 전원을 이용하여 상기 배터리를 충전하기 위한 충전부; 및 상기 배터리의 전압이 제1기준 전압 미만인 경우 제1기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하고, 상기 배터리의 전압이 제1기준 전압 이상인 경우 정전압 충전하고, 상기 정전압 충전의 수행 중 로드 감지 시 상기 배터리의 충전을 중지하며, 상기 배터리의 전압이 제2기준 전압 이하로 감소하는 경우 제2기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하도록 상기 충전부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 제어 방법 및 장치에 따르면 정전압 충전 시 노이즈 발생을 방지할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은 MOS 규격을 만족할 수 있으며, 상기 노이즈로 인한 사용자의 불쾌함을 해소할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전자 기기는 사용자에게 신뢰감을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전부를 상세히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 전류의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 전압 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
상세한 설명에 앞서, 이하 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기는 이동 통신 단말기, 개인 정보 단말기(PDA), 스마트 폰(Smart Phone), 테블릿(Tablet) PC(Personal Computer), PMP(Portable Multimedia Player) 등을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기(100)는 직사각형의 바-타입(Bar type)으로 형성될 수 있다. 상기 전자 기기(100)는 전면에 표시부(130)가 위치하고, 상기 표시부(130)의 상단에 스피커(164)가 위치하고, 상기 표시부(130)의 하단에 메뉴 키(141), 홈 키(142) 및 취소 키(143)가 위치하며, 측면에는 볼륨 키(144)가 위치할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기(100)는 하측면에 충전기(Travel Adaptor : TA, 200)의 연결을 위한 인터페이스부(150)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 전자 기기(100)는 인터페이스부(150)에 연결된 충전기(200)를 통해 배터리(미도시)를 충전할 수 있다.
한편, 상기 전자 기기(100)는 충전기(200)가 연결된 경우 배터리(미도시)의 전원보다 충전기(200)로부터 공급되는 전원을 우선적으로 사용하도록 전원 경로(Power path)가 구성되어 있다. 상기 전원 구성에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다. 이러한 구성을 가지는 상기 전자 기기(100)는 로드(load)가 발생 시 노이즈가 발생할 수 있다. 상기 로드는 비교적 큰 전류를 필요로 하는 기능(이하 고전력 기능)이 실행되는 경우 발생한다. 상기 고전력 기능은 음악 재생 기능, 동영상 재생 기능, 통화 기능, 사진 촬영, 인터넷 접속 기능 등이 될 수 있다.
상기 로드 발생 시 상기 충전기(200)의 출력 전류가 순간적으로 증가하게 된다. 이와 같은 순간적인 출력 전류의 증가는 충전기(200)의 그라운드가 흔들리는 불안정을 초래할 수 있다. 상기 충전기(200)의 그라운드의 불안정은 노이즈 발생의 원인이 될 수 있다. 이러한 문제는 일반적으로 상기 충전기(200)가 일정한 전류를 출력하는 정전류(Constant Current : CC) 충전 모드에서는 발생하지 않고, 충전기(200)의 출력 전류가 비교적 작아지는 정전압(Constant Voltage : CV) 충전 모드에서 발생한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기(100)는 정전압 충전 모드에서 로드 발생 시 충전을 중지하고, 상기 배터리(미도시)의 전압이 일정 값 이하로 떨어지는 경우 상기 전자 기기(100)는 정전류 충전 모드로 배터리(미도시)를 재충전할 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 전자 기기(100)는 정전압 충전 시 노이즈 발생을 방지할 수 있다. 이러한 전자 기기(100)의 충전 제어 방법에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 이상에서는 충전기(200)를 예로 하여 설명하였다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않고, USB(Universal Serial Bus) 충전 케이블을 통해 배터리를 충전하는 경우에도 적용될 수 있다. 또한, 상기 도 1에 도시한 전자 기기(100)의 형태는 일예일 뿐, 본 발명을 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 전자 기기(100)는 다양한 형태를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전부를 상세히 도시한 도면이다.
상기 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기(100)는 충전부(190), 전원 관리부(180), 배터리(170), 오디오 처리부(160), 인터페이스부(150), 입력부(140), 표시부(130), 저장부(120) 및 제어부(110)의 구성을 포함할 수 있다.
상기 오디오 처리부(160)는 오디오 신호를 입력 또는 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 오디오 처리부(160)는 통화 시 송화음, 녹음 기능 수행 시 주변의 오디오 신호 등을 입력받을 수 있다. 이를 위하여, 상기 오디오 처리부(160)는 사용자의 음성 또는 기타 오디오 신호를 수집하기 위한 마이크(MIC, 163)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 오디오 처리부(160)는 통화 시 수화음, 수신된 메시지에 포함된 오디오 신호, 저장부(120)에 저장된 오디오 파일 또는 동영상 파일의 재생에 따른 오디오 신호 등을 스피커(SPK, 164) 또는 이어폰(미도시)으로 출력할 수 있다. 이를 위하여, 상기 오디오 처리부(160)는 오디오 신호를 스피커(164) 또는 이어잭(162)으로 전달하기 위한 스위치(161)와 연결될 수 있다. 상기 스위치(161)는 제어부(110)의 제어 하에 이어폰의 연결 여부에 따라 스위칭될 수 있다. 상세하게는, 상기 스위치(161)는 제어부(110)의 제어 하에 이어폰 연결 감지 시 오디오 처리부(160)와 이어잭(161)이 연결되도록 스위칭되고, 이어폰 미연결 시 오디오 처리부(160)와 스피커(164)가 연결되도록 스위칭될 수 있다.
상기 입력부(140)는 숫자 또는 문자 정보를 입력받고 각종 기능들을 설정하기 위한 다수의 입력키 및 기능키들을 포함할 수 있다. 상기 기능키들은 특정 기능을 수행하도록 설정된 방향키, 사이드 키 및 단축키 등을 포함할 수 있다. 또한. 상기 입력부(140)는 사용자 설정 및 전자 기기(100)의 기능 제어와 관련한 키 신호를 생성하여 제어부(110)로 전달할 수 있다. 상기 입력부(140)는 쿼티 키패드, 3*4 키패드, 4*3 키패드, 볼 조이스틱(Ball Joystick), 옵티컬 조이스틱(Optical Joystick), 휠 키(Wheel Key), 터치 키(Touch key), 터치 패드(Touch Pad), 터치스크린(Touch-screen) 등과 같은 입력 수단들 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 입력부(140)는 전자 기기(100)가 풀 터치스크린을 지원하는 경우 메뉴 키(141), 홈 키(142), 취소 키(143), 볼륨 키(144), 전원 키 등과 같은 일부 기능키만을 포함할 수도 있다.
상기 표시부(130)는 전자 기기(100)의 각종 메뉴를 비롯하여 사용자가 입력한 정보 또는 사용자에게 제공하는 정보를 표시한다. 즉, 표시부(130)는 전자 기기(100)의 이용에 따른 다양한 화면 예를 들면, 대기 화면, 메뉴 화면, 메시지 작성 화면, 통화 화면 등을 제공할 수 있다. 또한, 상기 표시부(130)는 배터리(170)의 충전 중 상태를 알리는 화면을 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시부(130)는 충전 중임을 알리는 기 설정된 아이콘을 인디케이터(Indicator) 영역에 표시할 수 있다. 또는, 상기 표시부(130)는 정전압 충전 모드에서 노이즈 발생을 방지하기 위하여 배터리(170)의 충전을 일시 중지하였음을 알리는 아이콘을 인디케이터 영역에 표시할 수 있다. 상기 인디케이터 영역은 배터리 잔량, 수신 강도 등의 정보를 아이콘으로 표시하는 영역이다. 이러한 표시부(130)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), OLED(Organic Light Emitted Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitted Diode) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 표시부(130)가 터치스크린으로 형성되는 경우 상기 표시부(130)는 입력부(140) 기능을 함께 수행할 수도 있다.
상기 인터페이스부(150)는 외부 장치가 연결될 수 있다. 상기 외부 장치는 도킹 스테이션(Docking Station), USB(Universal Serial Bus) 데이터 케이블, USB 충전 케이블, 충전기(200) 등이 될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 인터페이스부(150)는 배터리(170)를 충전하기 위한 충전 장치(예컨대 충전기(200), USB 충전 케이블 등)가 연결될 수 있다.
상기 충전부(190)는 인터페이스부(150)에 연결된 충전기(200)로부터 공급되는 전원을 이용하여 배터리(170)를 충전할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 상기 충전부(190)는 전원 경로 제어(Power Path Control) 기능을 지원할 수 있다. 상기 전원 경로 제어 기능은 충전기(200)로부터 입력되는 전원을 통해 배터리(170)를 충전함과 동시에, 충전기(200)로부터 입력되는 전원을 시스템(전자 기기의 각 구성)에 제공하는 기능이다. 즉, 상기 충전부(190)는 배터리(170)의 충전 상태에 관계없이 전자 기기(100)를 바로 동작시킬 수 있는 인스턴트 온(Instant ON) 기능을 제공할 수 있다.
상기 전원 경로 제어 기능을 제공하는 충전부(190)는 상기 도 3과 같은 구성을 가질 수 있다. 상기 충전부(190)는 MOSFET(191) 및 정전류(CC)/정전압(CV) 충전 모듈(192)을 포함할 수 있다.
상기 MOSFET(191)는 제1출력 단자(OUT1)와 제2출력 단자(OUT2) 사이에 위치하여, 충전기(200)의 연결 시 배터리(170)의 전력이 시스템(전자 기기(100)의 각 구성)에 공급되지 않도록 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 MOSFET(191)는 충전기(200) 연결 시 제어부(110)의 제어 하에 오프(OFF)될 수 있다. 이때, 상기 충전부(190)의 입력 단자(IN)를 통해 입력되는 충전기(200)의 전원은 제1출력 단자(OUT1)를 통해 상기 전원 관리부(180)에 제공될 수 있다. 한편, 상기 충전기(200)의 미연결 시 상기 MOSFET(191)는 온(ON)된다. 이때, 상기 배터리(170)의 전력은 상기 MOSFET(191)를 통해 전원 관리부(180)에 공급될 수 있다.
상기 정전류/정전압 충전 모듈(192)은 충전기(200) 연결 시 상기 입력 단자(IN)를 통해 입력되는 전원을 제2출력 단자(OUT2)를 통해 배터리(170)에 제공하여 상기 배터리(170)를 충전할 수 있다.
상기 충전부(190)는 제어부(110)의 제어 하에 배터리(170)의 전압이 기 설정된 제1기준 전압(예컨대 4.2V) 미만인 경우 기 설정된 제1기준 전류(예컨대 충전기의 경우 1A 내지 2A, USB를 통한 충전인 경우 500mA)로 정전류 충전을 수행하고, 상기 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압 이상인 경우 정전압 충전을 수행할 수 있다. 한편, 상기 정전압 충전 상태에서 로드 발생이 감지되는 경우 상기 충전부(190)는 배터리(170)의 충전을 일시 중지할 수 있다. 이는 순간적인 전류의 변화로 인한 노이즈 발생을 방지하기 위함이다. 상기 배터리(170)의 충전이 일시 중지된 상태에서 배터리(170)의 전압이 기 설정된 제2기준 전압(예컨대 4.0V)이하로 떨어지는 경우 상기 충전부(190)는 배터리(170)의 충전을 다시 시작할 수 있다. 이때, 상기 충전부(190)는 기 설정된 제2기준 전류로 정전류 충전을 수행할 수 있다. 상기 제2기준 전류는 제1기준 전류와 같은 값을 가질 수 있다. 또는, 상기 제2기준 전류는 제1기준 전류보다 낮은 값(예컨대 500mA)으로 설정될 수 있다. 이는 상기 배터리(170)의 충전 중지 및 제2기준 전류의 정전류 충전이 빈번하게 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 한편, 이상에서는 전원 경로가 충전부(190)의 내부에 포함되는 것으로 설명하였지만, 상기 전원 경로는 별도의 구성으로 포함될 수도 있다.
상기 전원 관리부(180)는 배터리(170) 또는 충전부(190)로부터 공급되는 전원을 전자 기기(100)의 각 구성에 공급할 수 있다. 이때, 각 구성이 필요로 하는 전압에 맞도록 변환하여 공급할 수 있다. 이러한 전원 관리부(180)는 PMIC(Power Management Integrated Circuit)가 될 수 있다.
상기 배터리(170)는 전자 기기(100) 및 각 구성에 전원을 공급할 수 있다.이러한 상기 배터리(170)는 충전이 가능한 충전용 2차 전지로써, 니켈 전지, 카드뮴 전지, 니켈-카드뮴 전지, 화학 전지, 리튬-이온 전지 등 다양한 형태로 제작될 수 있다. 이러한 배터리(170)는 본 발명의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배터리(170)는 정전류 또는 정전압 방식으로 충전될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 저장부(120)는 전자 기기(100)의 운영체제(OS, Operating System)를 비롯하여, 기타 옵션(options) 기능 예컨대, 소리 재생 기능, 이미지 또는 동영상 재생 기능, 방송 재생 기능 등에 필요한 응용 프로그램을 비롯하여, 사용자 데이터 및 통신 시 송수신되는 데이터 등을 저장할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 저장부(120)는 배터리(170)의 충전을 제어하는 충전 제어 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 충전 제어 프로그램은 후술하는 도 4에 도시된 동작을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 상기 저장부(120)는 제1기준 전압, 제2기준 전압, 제1기준 전류 및 제2기준 전류를 저장할 수 있다. 상기 제1기준 전압, 제2기준 전압, 제1기준 전류 및 제2기준 전류는 실험을 통해 최적화된 값으로 설정될 수 있다.
상기 제어부(110)는 전자 기기(100)의 전반적인 동작 및 전자 기기(100)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(110)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor) 등으로 형성될 수 있다. 상기 제어부(110)는 싱글 코어 프로세서(single core processor) 또는 멀티 코어 프로세서(multi-core processor)로 형성될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(110)는 정전압 충전 모드에서 로드 발생이 감지되는 경우 배터리(170)의 충전을 일시 중지시켜 노이즈 발생을 방지할 수 있다. 이후, 상기 배터리(170)의 방전을 방지하기 위하여, 상기 배터리(170)의 전압이 제2기준 전압 이하가 되는 경우 상기 제어부(110)는 정전류 방식으로 배터리(170)를 충전할 수 있다. 이때, 로드가 발생한 상태이지만, 정전류 방식으로 배터리(170)를 충전하기 때문에 노이즈가 발생하지 않는다. 이러한 상기 제어부(110)에 대한 상세한 설명은 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 상기 도 2에 도시하지 않았지만 상기 전자 기기(100)는 통화 기능을 수행하기 위한 이동 통신 모듈, 무선 통신을 위한 무선 통신 모듈, 방송 수신을 위한 방송 수신 모듈, MP3 모듈과 같은 디지털 음원 재생 모듈 및 인터넷 기능을 수행하는 인터넷 통신 모듈 등의 부가 기능을 갖는 구성 요소들을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이러한 구성 요소들은 디지털 기기의 컨버전스(convergence) 추세에 따라 변형이 매우 다양하여 모두 열거할 수는 없으나, 본 발명에 따른 전자 기기(100)는 상기 언급된 구성 요소들과 동등한 수준의 구성 요소들을 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
상기 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기(100)의 제어부(110)는 401 단계에서 충전기(200)의 연결을 감지할 수 있다. 상기 충전기(200)의 연결이 감지되면, 상기 제어부(110)는 배터리(170)를 정전류 방식으로 충전하도록 충전부(190)를 제어할 수 있다. 상기 제1기준 전류는 배터리를 고속으로 충전하기 위하여 비교적 큰 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1기준 전류는 1A 내지 2A의 값으로 설정될 수 있다. 이때, 상기 충전부(190)는 입력 단자(IN)를 통해 충전기(200)로부터 외부 전원을 공급받고, 제1출력 단자(OUT1)를 통해 전원 관리부(180)에 전원을 공급하며, 제2출력 단자(OUT2)를 통해 배터리(170)에 전원을 공급하여 배터리(170)의 충전을 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(110)는 405 단계에서 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압(예컨대 4.2V) 이상인지 확인할 수 있다. 상기 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압 미만인 경우 상기 제어부(110)는 403 단계로 복귀할 수 있다. 반면에, 상기 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압 이상인 경우 상기 제어부(110)는 407 단계로 진행하여 정전압 충전을 수행하도록 상기 충전부(190)를 제어할 수 있다. 상기 정전압 충전 시 충전부(190)의 충전 전류는 비교적 작은 크기를 가진다. 이는 배터리(170)가 거의 충전이 완료된 상태이기 때문에 과충전을 방지하기 위함이다.
상기 정전압 충전을 수행하는 도중 상기 제어부(110)는 409 단계에서 로드(load)의 발생이 감지되는지 확인할 수 있다. 상기 로드는 비교적 큰 전류를 필요로 하는 고전력 기능의 실행 시 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 고전력 기능은 음악 재생 기능, 통화 기능, 동영상 재생 기능, 사진 촬영 기능, 인터넷 접속 기능(예컨대 와이파이(WiFi)) 등이 될 수 있다.
상기 409 단계에서 로드의 발생이 감지되지 않는 경우 상기 제어부(110)는 상기 407 단계로 복귀하여 정전압 충전을 수행할 수 있다. 반면에, 상기 409 단계에서 로드의 발생이 감지되는 경우 상기 제어부(110)는 411 단계로 진행하여 배터리(170)의 충전을 중지하도록 상기 충전부(190)를 제어할 수 있다.
상기 배터리(170)의 충전을 중지한 후 상기 제어부(110)는 413 단계에서 배터리(170)의 전압이 기 설정된 제2기준 전압(예컨대 4.0V)이하인지 확인할 수 있다. 상기 배터리(170)의 전압이 제2기준 전압을 초과하는 경우 상기 제어부(110)는 상기 411 단계로 복귀할 수 있다. 반면에 상기 배터리(170)의 전압이 제2기준 전압 이하인 경우 상기 제어부(110)는 415 단계로 진행하여 상기 배터리(170)를 기 설정된 제2기준 전류로 정전류 충전하도록 충전부(190)를 제어할 수 있다. 이때, 상기 제2기준 전류는 제1기준 전류와 같은 값으로 설정될 수 있다. 또는, 상기 제2기준 전류는 제1기준 전류보다 낮은 값(예컨대 500mA)으로 설정될 수 있다. 이는 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압으로 상승되어 충전 중지 및 제2기준 전류의 충전이 빈번하게 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
상기 제어부(110)는 417 단계에서 로드가 해제되는지 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(110)는 고전력 기능이 종료되는지 확인할 수 있다. 상기 로드가 해제되는 경우 상기 제어부(110)는 상기 403 단계로 복귀하여 상술한 과정을 반복 수행할 수 있다. 반면에, 상기 로드가 해제되지 않는 경우 상기 제어부(110)는 419단계로 진행하여 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압 이상인지 확인할 수 있다. 상기 419 단계에서 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압이상인 경우 상기 제어부(110)는 411 단계로 복귀할 수 있다. 반면에, 상기 419 단계에서 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압 미만인 경우 415 단계로 복귀할 수 있다. 이와 같은 충전 제어는 충전기(200)와 전자 기기(100)의 연결이 해제될 때까지 지속적으로 수행될 수 있다.
한편, 이상에서는 로드 발생 감지 시 배터리(170)을 충전을 바로 중지하는 것으로 설명하였다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어부(110)는 로드 발생 시 이어폰의 연결 여부를 확인하고, 상기 이어폰이 연결된 경우 배터리(170)의 충전을 중지할 수도 있다. 상기 배터리(170)의 충전을 중지한 후 상기 이어폰의 연결 해제 감지 시 상기 제어부(110)는 정전압 방식으로 배터리(170)의 충전을 수행하도록 충전부(190)를 제어할 수 있다.
또한, 상술한 제1기준 전압, 제2기준 전압, 제1기준 전류 및 제2기준 전류의 값은 일 예일 뿐, 본 발명을 한정하지 않는다. 즉, 상기 제1기준 전압, 제2기준 전압, 제1기준 전류 및 제2기준 전류의 값은 설계자 또는 사용자의 의도에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 전류의 변화를 도시한 그래프이고, 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 배터리의 전압 변화를 도시한 그래프이다.
상기 도 1 내지 도 5b를 참조하면, 상기 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압(V1) 미만인 상태에서 충전기(200)가 연결되는 경우 상기 제어부(110)는 정전류로 배터리(170)를 충전하도록 충전부(190)를 제어할 수 있다. 이때, 상기 배터리(170)의 충전 전류는 상기 도 5a의 시간 0 ~ t1 구간에 도시된 바와 같이 제1기준 전류(I1)로 일정하게 유지된다. 상기 배터리(170)의 전압은 상기 도 5b의 시간 0 ~ t1 구간에 도시된 바와 같이 점차적으로 증가한다.
상기 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압(V1)에 도달하면, 상기 제어부(110)는 정전압으로 배터리(170)를 충전하도록 충전부(190)를 제어할 수도 있다. 이때, 상기 충전 전류는 상기 도 5a의 시간 t1 ~ t2의 구간에 도시된 바와 같이 점차 감소한다. 상기 배터리(170)의 전압은 상기 도 5b의 시간 t1 ~ t2의 구간에 도시된 바와 같이 점차적 증가할 수 있다. 이때, 상기 배터리(170)의 전압은 상기 시간 0 ~ t1의 구간보다 천천히 증가한다.
상기 정전압 충전 상태에서, 로드가 발생하는 경우 상기 제어부(110)는 배터리(170)의 충전을 중지하도록 충전부(190)를 제어할 수 있다. 이때, 상기 충전 전류는 상기 도 5a의 시간 t2 ~ t3의 구간에 도시된 바와 같이 제로(0)의 값을 가진다. 상기 배터리(170)의 전압은 상기 도 5b의 시간 t2 ~ t3의 구간에 도시된 바와 같이 점차적으로 감소할 수 있다. 상기 감소 정도는 부하에 따라 달라진다.
이후, 상기 배터리(170)의 전압이 제2기준 전압(V2)에 도달하면, 상기 제어부(110)는 제2기준 전류(I2)의 정전류로 배터리(170)를 충전하도록 충전부(190)를 제어할 수 있다. 이때, 상기 충전 전류는 상기 도 5a의 시간 t3 ~ t4 구간에 도시된 바와 같이 제2기준 전류(I2)로 일정하게 유지된다. 상기 배터리(170)의 전압은 상기 도 5b의 시간 t3 ~ t4 구간에 도시된 바와 같이 점차적으로 증가하게 된다.
상기 로드가 해제되는 경우 상기 충전 전류는 도 5a의 시간 t4 ~ t5 구간에 도시된 바와 같이 제1기준 전류(I1)로 변경되고, 상기 배터리(170)의 전압은 상기 도 5b의 시간 t4 ~ t5 구간에 도시된 바와 같이 증가하게 된다. 이때, 충전 전류가 증가하였기 때문에 상기 배터리(170)의 전압은 시간 t3 ~ t4 구간보다 빠르게 증가한다.
이후, 상기 배터리(170)의 전압이 제1기준 전압(V1)에 도달하면, 상기 제어부(110)는 정전압으로 배터리(170)를 충전하도록 충전부(190)를 제어할 수 있다. 이때, 상기 충전 전류는 도 5a의 시간 t5 이후의 구간에 도시된 바와 같이 점차 감소하며, 상기 배터리(170)의 전압은 도 5b의 시간 t5 이후의 구간에 도시된 바와 같이 점차적으로 증가할 수 있다. 상기 배터리(170)의 전압이 만충 전압(예컨대 4.5 V)에 도달하는 경우 상기 제어부(110)는 배터리(170)의 충전을 중지시킬 수 있다.
한편, 상기 도 5b에서는 배터리(170)의 전압이 시간에 따라 일정하게 증가하거나 감소하는 것으로 도시하였지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 배터리(170)의 전압은 시간에 따라 일정하게 증가 또는 감소되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 상기 배터리(170)의 전압은 부하의 변화에 따라 증가 또는 감소 정도가 달라질 수 있다.
또한, 이상에서는 제어부가 로드의 발생 여부에 따라 충전부의 충전 방식을 제어하는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 다른 예에서는 상기 충전부가 로드 발생 여부를 확인하고, 로드 발생 여부에 따라 충전 방식을 변경할 수도 있다.
또한, 이상에서는 충전기를 예로 하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 본 발명은 USB 충전 케이블을 통해 배터리를 충전하는 경우에도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기의 충전 제어 방법 및 장치에 대하여 본 명세서 및 도면을 통해 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위해 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명이 전술한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다양한 실시 예가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 전자 기기 110 : 제어부
120 : 저장부 130 : 표시부
140 : 입력부 150 : 인터페이스부
160 : 오디오처리부 170 : 배터리
180 : 전원 관리부 190 : 충전부

Claims (12)

  1. 전원 경로를 구비하는 전자 기기의 충전을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    배터리의 전압이 제1기준 전압 미만인 경우 제1기준 전류로 배터리를 정전류 충전하고, 상기 배터리의 전압이 상기 제1기준 전압 이상인 경우 정전압 충전을 수행하는 단계;
    상기 정전압 충전을 수행하는 도중 로드 감지 시 상기 배터리의 충전을 중지하는 단계; 및
    상기 배터리의 전압이 제2기준 전압 이하로 감소하는 경우 제2기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2기준 전류는
    상기 제1기준 전류와 같거나 작은 값을 가지며,
    상기 제2기준 전압은
    상기 제1기준 전압보다 작은 값을 가지는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2기준 전류로 배터리를 정전류 충전하는 도중 상기 로드의 해제 감지 시 상기 제1기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2기준 전류로 배터리를 정전류 충전하는 도중 상기 배터리의 전압이 상기 제1기준 전압 이상이 되는 경우 상기 배터리의 충전을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 충전을 중지하는 단계는
    이어폰의 연결 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 이어폰이 연결된 경우 상기 배터리의 충전을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이어폰의 연결의 해제 감지 시 상기 배터리를 정전압 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 방법.
  7. 전원 경로를 구비하는 전자 기기의 충전을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    충전 가능한 배터리;
    외부 전원을 이용하여 상기 배터리를 충전하기 위한 충전부; 및
    상기 배터리의 전압이 제1기준 전압 미만인 경우 제1기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하고, 상기 배터리의 전압이 제1기준 전압 이상인 경우 정전압 충전하고, 상기 정전압 충전의 수행 중 로드 감지 시 상기 배터리의 충전을 중지하며, 상기 배터리의 전압이 제2기준 전압 이하로 감소하는 경우 제2기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하도록 상기 충전부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2기준 전류는
    상기 제1기준 전류와 같거나 작은 값을 가지며,
    상기 제2기준 전압은
    상기 제1기준 전압보다 작은 값을 가지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제2기준 전류로 배터리를 정전류 충전하는 도중 상기 로드의 해제 감지 시 상기 제1기준 전류로 상기 배터리를 정전류 충전하도록 상기 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제2기준 전류로 배터리를 정전류 충전하는 도중 상기 배터리의 전압이 상기 제1기준 전압 이상이 되는 경우 상기 배터리의 충전을 중지하도록 상기 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 로드 감지 시 이어폰의 연결 여부를 확인하고, 상기 이어폰이 연결된 경우 상기 배터리의 충전을 중지하도록 상기 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 이어폰의 연결의 해제 감지 시 상기 배터리를 정전압 충전하도록 상기 충전부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 기기의 충전 제어 장치.
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