KR20150052411A

KR20150052411A - 전자장치의 충전 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20150052411A
Application number: KR1020130132973A
Authority: KR
Inventors: 손운상
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2015-05-14
Also published as: EP2882067A2; EP2882067A3; US20150123597A1; US9509161B2; EP2882067B1; KR102147243B1

Abstract

전자장치의 충전 방법이, 충전기의 연결을 감지하는 과정과, 감지된 충전기의 출력에 의해 배터리를 충전하며, 배터리의 충전전원 및 방전전원을 감지하는 과정과, 감지되는 충전전원 및 방전전원의 차이값을 검출하고, 차이값을 분석하여 정상 충전 여부를 판정하는 과정과, 판정과정에서 비정상 충전 상태이면 배터리에서 공급되는 동작전원을 제한하는 과정과, 판정과정에서 정상 충전 상태이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 정상 제어하는 이루어진다.

Description

전자장치의 충전 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHARGING A BATTERY OF ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 배터리를 사용하는 전자장치의 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.

배터리를 사용하는 전자장치는 배터리 소모를 절약하기 위하여 다양한 방법으로 전원 공급을 제어한다. 예를들면 전자장치는 배터리의 잔량이 설정값 이하가 되면 배터리의 방전전류를 줄이기 위해 전원절약모드(Power Saving Mode)를 수행할 수 있다. 그리고 상기 전원절약모드에서 전자장치는 CPU clock / Core 개수 등을 조절하여 전원 소모를 제어(Power consumption control)할 수 있다.

종래의 전자장치는 전자장치의 동작모드에서 전원을 제어하는 방법을 사용하고 있다. 현재의 전자장치는 다양한 기능 및/또는 멀티 기능을 수행하며, 이로인해 CPU 방전 전원이 점점 커지고 Display size도 커져서 방전 전원이 급격히 증가하는 추세이다. 따라서 사용자는 전원 문제를 해결하기 위하여 충전을 하는 상태에서 전자장치를 구동할 수 있다.

이런 경우, 충전 동작이 수행하는 상태에서 전자장치는 충전되는 전원에 상관없이 필요한 전원을 Full로 소모하게 된다. 예를들면 장시간의 Navigation/동영상/게임 등의 큰 전류를 필요로하는 Application을 실행하는 경우, 전자장치에서 방전되는 전원은 배터리에 충전되는 전원과 비슷하거나 더 커질 수 있다.

이런 문제점을 해결하기 위하여, 전자장치는 충전 중인 상태에서의 구간별 충전전원을 측정하고, 충전이 정상적으로 수행되지 않으면 전원 공급을 제어하는 배터리 충전 제어 장치 및 방법을 제안한다.

전자장치의 충전 방법이, 충전기의 연결을 감지하는 과정과, 감지된 상기 충전기의 출력에 의해 배터리를 충전하며, 상기 배터리의 충전전원 및 방전전원을 감지하는 과정과, 감지되는 상기 충전전원 및 방전전원의 차이값을 검출하고, 상기 차이값을 분석하여 정상 충전 여부를 판정하는 과정과, 상기 판정과정에서 비정상 충전 상태이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 제한하는 과정과, 상기 판정과정에서 정상 충전 상태이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 정상 제어하는 이루어진다.

또한 전자장치의 다른 충전 방법이, 충전기의 연결시 상기 충전기의 출력에 의해 배터리를 충전하는 과정과, 연결된 상기 충전기의 타입이 USB, 시거잭 또는 무선 타입의 충전기이면 감지된 상기 배터리의 충전전원 및 방전전원을 감지하는 과정과, 감지되는 상기 충전전원 및 방전전원의 차이값을 검출하고, 상기 차이값을 분석하여 정상 충전 여부를 판정하는 과정과, 상기 판정과정에서 비정상 충전 상태이면 상기 배터리의 잔량을 검사하며, 상기 배터리의 잔량이 설정된 값 이하이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 제한하는 과정과, 상기 판정과정에서 정상 충전 상태이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 정상 제어하는 이루어진다.

그리고 전자장치의 충전장치가, 배터리와, 충전기가 연결되는 커넥터와, 상기 커넥터에 충전기 연결시 충전전원을 생성하여 배터리에 출력하는 충전부와, 상기 배터리의 전원을 동작전원으로 공급하는 전원부와, 상기 커넥터에 충전기 연결시 충전기 연결을 감지하는 연결감지부와, 상기 배터리의 충전전원 및 방전전원을 감지하는 충전감지부와, 상기 연결감지부에서 충전기의 연결을 감지시 상기 충전부 및 전원부를 제어하여 상기 배터리에 충전 및 방전을 제어하며, 상기 충전감지부에서 감지되는 상기 충전전원 및 방전전원의 차이값을 검출하여 상기 배터리의 충전상태를 분석하며, 상기 배터리가 비정상 충전 상태이면 상기 전원부를 제어하여 동작전원을 제한하는 제어부로 구성된다.

배터리를 사용하는 전자장치에서 충전 중에 충전 전원과 방전 전원을 비교 분석한 후, 그 결과에 따라 장치의 전원 공급을 제어하여 배터리의 충전을 안정되게 수행할 수 있다. 또한 배터리 충전시 충전 타입에 따라 장치의 전원 공급을 제어할 수 있어 충전 타입에 관계없이 배터리를 충전할 수 있다.

도 1은 배터리를 구비하는 전자장치의 구성을 도시하는 도면
도 2는 전자장치에서 배터리의 충전을 제어하는 절차를 도시하는 흐름도
도 3은 충전모드를 수행하는 전자장치에서 충전 상태에 따라 전원을 공급을 제어하는 예를 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자장치의 충전 제어 방법을 도시하는 흐름도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 충전 동작을 도시하는 흐름도

이하 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 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. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

배터리를 구비하는 전자장치에서 배터리를 충전할 때, 배터리에 충전되는 전원 및 방전되는 전원을 감지하여 배터리의 충전전류를 일정하게 유지한다. 이를 위하여 전자장치는 충전기(charger)가 연결된 상태에서 배터리의 충전전원이 증가되지 않거나 감소되는 상태가 되면, 장치에 공급되는 동작전원을 제어하여 충전 전원이 감소되지 않도록 제어한다.

도 1은 배터리를 구비하는 전자장치의 구성을 도시하는 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 제어부100은 전자 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 저장부110은 전자장치의 동작 프로그램 및 본 발명의 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 프로그램 메모리와, 처리되는 정보를 저장하는 데이터 메모리를 구비할 수 있다.

통신부120은 기지국 또는 인터넷 서버 등과 무선 통신 기능을 수행한다. 여기서 상기 통신부120은 송신신호의 주파수를 상승변환(frequency up converter) 및 전력 증폭하는 송신부와, 수신신호를 저잡음 증폭 및 주파수를 하강변환(frequency down converter)하는 수신부 등으로 구성될 수 있다. 또한 상기 통신부120은 변조부 및 복조부를 구비할 수 있다. 여기서 변조부는 송신신호를 변조하여 송신부에 전달하며, 복조부는 수신부를 통해 수신되는 신호를 복조한다. 이런 경우, 상기 변복조부는 LTE, WCDMA, GSM 등이 될 수 있으며, 또한 WIFI, WIMAX 등이 될 수 있고, NFC, Bluetooth 등이 될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 통신부170이 LTE, WIFI, Bluetooh, NFC 등의 통신부들을 구비한다고 가정한다.

표시부130은 상기 제어부100의 제어하에 촬영되는 이미지를 표시한다. 상기 표시부130은 LCD 또는 OLED가 될 수 있다. 입력부140은 전자장치의 입력들을 발생한다. 여기서 입력부140은 손가락의 직접터치 및 근접터치를 감지할 수 있는 손가락 터치 감지패널과 펜의 직접 터치 및 근접터치(예를들면 hovering)를 감지할 수 있는 펜 터치 감지패널로 구성될 수 있다. 여기서 상기 손가락 터치 감지패널은 정전용량 방식의 터치패널이 될 수 있으며, 펜 터치 감지패널은 정전용량 방식의 터치패널 또는 EMR(Electromagnetic Resonance) 센서 패드가 될 수 있다. 상기 입력부140은 터치 및/또는 호버링 입력을 감지하여 제어부100에 출력한다. 여기서 상기 표시부130 및 입력부140은 일체형의 터치 스크린으로 구성될 수 있다.

배터리170은 전자장치의 동작 전원을 공급한다. 커넥터155는 외부 전원과 연결된다. 여기서 상기 커넥터155는 다양한 타입의 충전기들과 연결될 수 있다. 여기서 충전기는 장치 전용의 전원 어댑터(power adator or terminal adaptor), USB cable 또는 시거잭(cigar jack) 등의 타입이 될 수 있다. 여기서 상기 전원 어댑터 방식의 충전기는 장치 전용의 충전기이며 상기 배터리에 공급되는 충전전류를 충분하게 공급할 수 있다. 이에 반하여 USB 나 시거잭 타입의 충전기는 상기 배터리에 공급되는 충전전류를 충분하게 공급할 수 없을 수 있으며, 이런 경우 배터치의 충전시간이 길어질 수 있다.

연결감지부150은 상기 커넥터155에 연결되는 충전기 타입을 감지하여 상기 제어부100에 출력한다. 여기서 상기 충전기 타입은 상기한 바와 같이 전용 전원어댑터, USB, 시거잭 또는 무선(wireless) 타입이 될 수 있다. 충전부160은 상기 커넥터155에 충전기가 연결되면 수신되는 외부전원을 충전전원으로 변환하여 상기 배터리170에 공급한다. 여기서 상기 충전전원은 전류가 될 수 있으며, 상기 배터리170의 정격 전류로 변환하여 공급할 수 있다.

전원부190은 상기 배터리170의 충전된 전원을 장치의 각부 동작 전원으로 변환하여 공급한다. 여기서 상기 전원부190은 장치의 각부 동작전원을 생성하기 위한 벅(buck), 부스터(booster), 벅-부스터(buck-booster), LDO(low drop out regulator) 등을 구비할 수 있으며, 상기 구성들에서 생성되는 다양한 레벨의 동작전원을 각각 대응되는 구성에 공급한다. 충전감지부180은 상기 배터리170의 충전되는 전원 및 방전되는 전원을 감지한다. 여기서 상기 충전감지부180에서 감지되는 충전정보는 배터리170에 충전되는 전원(전류 및/또는 전압) 및 배터리170에서 방전되는 전원(전류 및/또는 전압), 배터리170의 충전 상태(%), 및 배터리170의 온도 등이 될 수 있다. 여기서 상기 전원부190 및 충전감지부180은 하나의 집접회로로 구성할 수 있으며, 또는 각각 독립적으로 구성할 수 있다. 여기서 하나의 집적회로로 구성하는 경우, 상기 전원부190 및 충전감지부180은 PMIC(power management integrated circuit)가 될 수 있으며, 이런 경우 상기 충전감지부180은 fuel gauge 회로가 될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 전자장치의 제어부100은 충전 중에 충전감지부180을 통해 배터리170의 충전 속도(charging speed)를 판정할 수 있다. 그리고 상기 제어부100은 상기 충전감지부180의 출력을 분석하여 배터리170의 충전 상태를 판단한 후, 전원부190을 제어하여 장치 각부의 동작전원을 공급할 수 있다. 즉, 상기 제어부100은 상기 배터리170에서 충전되는 전원과 방전되는 전원을 비교 분석하여 방전되는 전원이 충전되는 전원보다 크면 전원부190을 통해 전원의 공급을 설정된 우선순위에 따라 제한하여 공급할 수 있다. 그러면 충전기(Charger)가 연결되었음에도 불구하고 배터리에 충전되는 전원 줄어드는 상태가 되면, 상기 제어부100은 전원을 제어(Auto Power Management)하여 배터리170의 충전전원이 떨어지지 않도록 유지한다.

도 2는 전자장치에서 배터리의 충전을 제어하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 제어부100은 충전중인 상태가 아니면 211단계에서 이를 감지하고 250단계에서 전자장치에서 설정된 기능을 수행한다. 즉, 커넥터155에 충전기가 연결되면, 상기 제어부100은 211단계에서 연결감지부150을 통해 이를 감지하고, 213단계에서 상기 배터리170의 충전 모드를 수행한다. 그리고 충전 모드가 수생되면, 제어부100은 215단계에서 충전감지부180에서 출력되는 충전정보를 분석한다. 상기 충전감지부180에서 출력되는 충전정보는 상기한 바와 충전전원, 배터리의 방전전원, 배터리의 충전 상태 및 배터리170의 온도 정보들을 포함할 수 있다.

그러면 상기 제어부100은 215단계에서 충전전원 및 방전전원을 비교 분석하며, 217단계에서 분석 결과를 토대로 충전이 정상적으로 이루어지는가 검사한다. 즉, 배터리170이 충전 중인 상태에서도 상기 제어부100은 다양한 어플리케이션들을 실행시킬 수 있다. 예를들면 차량 시거잭을 이용하여 충전 중인 상태에서 사용자는 장치의 네비게이션 및/또는 음악 재생 등의 어플리케이션을 실행할 수 있으며, 또는 동영상을 재생시킬 수도 있다. 이런 경우 상기 배터리170에 충전되는 전원보다 장치의 어플리케이션 실행에 의해 방전되는 전원이 더 클 수 있다.

이때 상기 배터리1700의 충전이 비정상적인 상태(예를들면 충전되는 전원보다 방전되는 전원이 더 큰 경우이면)로 판단되면, 상기 제어부 219단계에서 전원부190을 제어하여 전원 공급을 제어한다. 이때 전원공급을 제어하는 방법은 배터리의 충전 상태에 따라 다양한 방법으로 수행할 수 있다. 도 3은 충전모드를 수행하는 전자장치에서 충전 상태에 따라 전원을 공급을 제어하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 3은 충전되는 전원과 방전되는 전원의 차이에 의해 전원 공급을 제어하는 예를 도시하고 있으며, 4단계의 레벨로 전원을 제어하는 방법을 가정하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 배터리170의 충전 속도는 충전전원과 방전전원의 차이에 의해 결정될 수 있다. 즉, 충전전원의 큰 상태에서 방전되는 전원이 없거나 작으면 충전속도는 빨라지게 되며, 충전전원과 방전전원이 유사한 값을 가지면 충전속도는 늦어질 것이고, 충전전원 보다 방전전원이 크면 방전속도가 증가하게 될 수 있다. 따라서 충전 모드에서 충전속도가 현저하게 늦어지거나 방전이 발생되는 경우에는 방전전원을 줄여야 충전속도를 향상시킬 수 있다. 먼저 상기 제어부100은 311단계에서 배터리170의 방전전원과 충전전원의 차이 값을 구한다. 여기서 상기 차이값은 방전전원이 더 큰 경우에서 방전전원과 충전전원의 차이 값이 될 수 있다. 그리고 기준값 Th1 - Th3은 Th3>Th2>Th1이라고 가정한다. 그리고 상기 제어부100은 상기 차이값이 Th1 보다 크면 313단계에서 이를 감지하고, 315단계에서 제1레벨의 전원 제어를 수행하며, 상기 차이값이 Th1과 Th2 사이의 값을 가지면 317단계에서 이를 감지하고, 319단계에서 제1레벨 및 제2레벨의 전원 제어를 수행하며, 상기 차이값이 Th2와 Th3 사이의 값을 가지면 321단계에서 이를 감지하고, 323단계에서 제1레벨 -제3레벨의 전원 제어를 수행하며, 상기 차이값이 Th3 보다 작으면 321단계에서 이를 감지하고, 325단계에서 실행되는 어플리케이션들 중에서 중요도가 낮은 어플리케이션들을 수행하기 위해 공급되는 전원을 제어할 수 있다.

이때 상기 제1전원제어 - 제3전원제어는 단계별로 전원을 제어할 수 있다. 여기서 제1레벨의 전원 제어는 표시부130의 밝기(brightness)를 조정하며, 제2레벨의 전원제어는 제어부100의 클럭을 조정(CPU 클럭 및/또는 멀티코어(multi-core)인 경우 코어수 제어(CPU core number control)을 포함할 수 있음)하며, 제3레벨의 전원 제어는 표시부130의 표시 속도 제어(GPU clock 및/또는 frame per second 조정)하는 것으로 가정한다. 이때 전원 제어를 단계적으로 제어할 때, 실행되는 어플리케이션을 정상적으로 수행하며 전원 소모는 최소화할 수 있는 방법으로 제어한다. 예를들면 표시부는 많은 전원을 소모하지만 표시부의 밝기를 조정하면(LCD의 back light 제어) 소모되는 전원을 많이 절약할 수 있으면서 실행되는 어플리케이션의 동작에는 영향을 미치지 않는다. 이런 경우, 상기 차이값이 Th1 보다 작으면, 315단계에서 상기 제어부100은 표시부130의 전원 공급을 제어하여 표시되는 화면의 밝기를 조정하며, 상기 차이값이 Th1 및 Th2 사이의 값을 가지면 319단계에서 표시부130 및 제어부100의 동작 전원을 제어하여 화면의 밝기 및 클럭 속도(및/또는 CPU core 수)를 조정하고, 상기 차이값이 Th2 및 Th3 사이의 값을 가지면 표시부130 및 제어부100의 동작전원을 제어하여 화면 밝기, 클럭 속도 및 표시 화면의 프레임 수를 조절한다.

상기 도 3에 예시한 방법과 같이 상기 전원부190을 제어하여 각 부 구성들에 공급되는 동작전원을 제어하면, 상기 배터리170에서 방전되는 전원보다 충전되는 전원이 더 크게 된다. 그리고 배터리170은 상기 제어부100의 제어하에 정상적인 충전 동작을 수행할 수 있다. 그리고 상기 배터리170에 정상적인 충전 동작이 수행되면, 상기 제어부100은 217단계에서 이를 감지하고, 221단계에서 전원부190을 제어하여 장치의 각 구성요소들에 동작전원이 정상적으로 공급되도록 제어한다.

상기와 같은 전원 제어 동작은 충전이 종료될 때 까지 반복 수행한다. 이때 상기 커넥터115에서 충전기의 연결이 해제되면, 상기 제어부100은 223단계에서 연결감지부150의 출력에 의해 이를 감지하고 충전 동작을 종료한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자장치의 충전 제어 방법을 도시하는 흐름도이다.

상기 도 4를 참조하면, 충전기가 커넥터115에 연결되면, 연결감지부150은 충전기 연결을 감지하여 이를 제어부100에 출력한다. 그러면 상기 제어부100은 411단계에서 전자장치에 충전기가 연결되었음을 감지하고, 413단계에서 연결감지부150의 출력을 분석하여 연결된 충전기의 타입을 결정한다. 상기 충전기는 전자장치의 전용 전원 어댑터, USB, 시거잭 또는 무선 타입의 충전기 등이 될 수 있다. 이때 상기 전용 전원 어댑터와 같은 충전기는 고속 충전기로써 배터리170에 충분한 충전전류를 공급할 수 있는 충전기이다. 또한 USB 타입 및 시거잭 타입의 충전기들 중에서 고속 충전을 할 수 있도록 충분한 충전전류를 공급할 수 있는 충전기들이 존재할 수 있다. 따라서 상기 제어부100은 413단계에서 연결된 충전기의 충전 타입을 분석하고, 415단계에서 분석된 타입의 충전기가 고속 충전기인가를 검사한다. 이때 상기 고속충전기이면 상기 제어부100은 415단계에서 이를 감지하고, 417단계에서 배터리170에 충전전류가 공급되도록 유지하며, 전원부190이 정상적으로 동작전원을 공급하도록 제어한다. 이는 고속 충전의 경우 충분한 충전전류를 공급할 수 있으며, 이는 상기 배터리170에서 방전되는 전원보다 충전되는 전원이 더 크게 유지할 수 있다. 따라서 고속 충전기가 연결되면, 상기 제어부100은 419단계에서 고속충전기의 연결이 해제되는 것을 감지할 때 까지 417단계에서 정상적인 동작전원을 공급하면서 충전모드를 수행한다.

그러나 상기 커넥터155에 연결된 충전기가 고속 충전기가 아니면, 상기 제어부100은 415단계에서 연결감지부150을 통해 이를 감지하고, 431단계에서 연결된 충전 모드를 수행한다. 상기 충전모드에서 상기 충전부160은 배터리170에 충전전원을 공급하고, 또한 전원부190은 상기 배터리170의 전원을 전자장치의 각부 동작전원으로 변환하여 공급한다. 이때 상기 커넥터155에 연결된 충전기는 상대적으로 저속 충전기가 될 수 있으며, 이런 경우 충전부160에서 생성되는 충전전원은 상대적으로 낮은 레벨의 전원이 될 수 있다. 따라서 저속 충전기가 연결된 경우, 상기 배터리170은 전자장치의 실행 어플리케이션에 따라 충전전원 보다 높은 전원을 방전할 수 있다. 예를들면 차량 운전 중에 USB 또는 시거잭 타입의 충전기가 커넥터155에 연결되고, 제어부100은 전자장치에서 네비게이션 어플리케이션을 포함하는 적어도 하나의 어플리케이션을 실행하는 경우, 상기 배터리170은 충전전원이 방전되는 전원보다 낮거나 또는 방전되는 전원과 비슷한 레벨이 될 수 있다. 그리고 이런 경우 충전기를 커넥터155에서 이격시키면, 장시간 충전 동작을 수행한 경우에도 상기 배터리170은 충분한 충전상태를 유지할 수 없게 된다.

따라서 저속 충전기가 연결된 경우, 상기 제어부100은 충전모드를 수행하는 중에 일정시간이 되면 433단계에서 이를 감지하고, 435단계에서 충전감지부180을 통해 상기 배터리170에 충전전원, 방전전원, 배터리의 충전레벨 및/또는 충전온도 등의 충전정보를 리드한 후, 배터리170의 충전상태를 분석한다. 이때 상기 충전상태를 분석하는 방법은 상기 배터리170에 충전되는 전원 및 방전되는 전원의 차이 값을 구하고, 상기 차이값이 정상적인 충전범위 내의 값을 가지는가 검사한다. 이때 상기 차이값이 비정상적인 범위의 값을 가지면, 상기 제어부100은 437단계에서 이를 감지하고, 439단계에서 충전 상태에서 동작전원의 공급을 제한하기 위한 전원제어 모드를 수행한다. 여기서 상기 비정상적인 범위의 차이값은 충전전원이 방전전원보다 크지만 설정된 크기 보다 작은 값이 될 수 있다. 즉, 배터리170에 충전될 수 있는 크기의 충전전원이 공급되지만, 배터리170이 충분하게 충전될 수 있는 전원은 아닌 경우가 될 수 있다. 예를들면 상기 차이값이 두 전원의 비율로써, 상기 충전전원이 방전되는 전원보다 30% 이상의 더 큰 값을 가지지 못하면 비정상적인 범위의 충전전원이라고 가정할 수 있다. 여기서 충전전원은 전류가 될 수 있으며, 충전전류가 500mA로 공급되는 경우, 방전되는 전류가 350mA 이상이면 비정상적인 충전 상태로 판정할 수 있다.

따라서 상기 비정상적인 충전상태이면 상기 제어부100은 437단계에서 이를 감지하고, 439단계에서 상기 전원부190을 제어하여 동작전원을 제한적으로 공급할 수 있다. 이때 상기 동작전원의 공급을 제어하는 방법은 상기 도 3에 도시된 바와 같이 설정된 하나 이상의 기준값과 비교하면서 충전되는 전원의 크기에 따라 순차적으로 동작전원의 공급을 제어할 수 있다. 이때 동작전원의 공급은 우선 순위에 따라 전원 소모는 크게 줄일 수 있으며 실행되는 어플리케이션의 동작에 영향을 적게 미치는 방법으로 실행할 수 있다. 즉, 먼저 전원 소모가 큰 표시부130의 밝기를 제어하고, 이후 제어부100의 클럭 속도를 제어하며, 표시되는 화면의 FPS를 제어하는 순으로 제어할 수 있다. 그러나 상기 충전전원과 방전전원의 차이값이 정상범위 내의 값을 가지면, 상기 제어부100은 437단계에서 이를 감지하고, 441단계에서 전원부190을 제어하에 실행되는 어플리케이션에 따른 동작 전원을 정상적으로 공급한다.

여기서 상기 도 4에 도시되지는 않았지만 상기 배터리의 충전전원이 설정된 전원 이상으로 충전된 경우에는 충전전원과 방전 전원의 차이값에 상관없이 정상 충전 상태로 판정할 수 있다. 예를들면 상기 배터리170의 충전전원이 설정된 비율(예를들면 배터리170의 잔량이 70% 이상)이면, 정상적인 전원 제어를 할 수 있다. 즉, 상기 배터리170에 충전전원이 설정된 크기 이상으로 충전이 유지되면, 상기 제어부100은 충전중인 상태에서 상기 충전되는 전원이 방전되는 전원과 비슷하거나 작은 값을 가지는 경우에도 정상적인 동작전원 제어를 수행할 수 있다.

상기와 같은 동작은 충전 동작이 진행되는 동안 반복적으로 수행하며, 상기 커넥터155에서 충전기가 이격되면 상기 제어부100은 443단계에서 충전 종료를 감지하고 충전 모드의 실행을 종료한다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 충전 동작을 도시하는 흐름도이다.

상기 도 5를 참조하면, 충전기가 연결되지 않은 경우, 상기 제어부100은 511단계에서 이를 감지하고, 550단계에서 전자장치에서 설정된 기능을 수행한다. 이때 상기 전자장치는 상기 전원부190에서 공급되는 전원에 의해 동작된다. 그러나 상기 커넥터155에 충전기가 연결되면, 상기 제어부100은 511단계에서 연결감지부150을 통해 이를 감지하고, 513단계에서 상기 연결감지부150의 출력을 분석하여 연결된 충전기의 타입을 분석한다. 여기서 상기 충전기 타입은 전용의 장치 충전기(전용의 terminal adaptor), USB, 시거잭 또는 무선 타입의 충전기가 될 수 있다.

이때 상기 전용의 충전기가 연결되는 경우 충분한 충전전원을 배터리에 공급할 수 있다. 따라서 전용 충전기가 연결되면, 상기 제어부100은 515단계에서 이를 감지하고, 517단계에서 이를 충전동작을 수행한다. 이후 519단계에서 충전감지부180을 통해 현재 배터리170에 충전된 전원을 검사한다. 이때 충전 초기에는 배터리170의 잔량이 설정된 크기보다 작을 수 있다. ??라서 상기 배터리 잔량이 설정된 값보다 작으면, 상기 제어부100은 521단계에서 전원부190을 제어하여 장치의 각부에 공급되는 동작전을 제어할 수 있다. 이때 상기 521단계의 동작전원 제어는 도 3과 같은 방법으로 수행할 수 있다. 이때 장치의 전용 충전기가 연결된 경우, 충전부160에서 배터리170에 공급되는 전원은 충분한 값을 가지며, 따라서 배터리170에 충전되는 전원은 시간이 지나면 설정된 비율 이상의 배터리 잔량을 가지게 된다. 이런 경우, 상기 제어부100은 519단계에서 이를 감지하고, 523단계에서 전원부190을 제어하여 정상적인 전원 공급 절차를 수행한다. 이때 상기 전용 충전기가 연결된 경우, 상기 배터리170의 충전량이 일정 크기 이상이 되면, 상기 충전부160에서 충분하게 충전전원이 공급되며, 따라서 상기 제어부100은 519단계에서 충전감지부180을 통해 이를 감지할 수 있으며, 따라서 523단계를 수행하면서 충전 및 동작 전원 공급을 정상적으로 수행할 수 있다. 상기 충전 동작을 수행하는 상태에서 사용자가 충전기를 커넥터155에 이격시키면, 상기 제어부100은 525단계에서 연결감지부150을 통해 이를 감지하고 충전을 종료한다.

그러나 상기 515단계에서 전용 충전기의 연결이 아님을 감지하면, 상기 제어부100은 531단계에서 연결된 충전기의 타입을 분석한다. 이때 상기 충전기는 USB, 시거잭 또는 무선 타입이 될 수 있으며, 각 타입의 충전기들은 저속 또는 고속 충전기 될 수 있다. 예를들면 시거잭 타입의 충전기는 전용 충전기와 비슷한 고속 충전기 기능을 수행할 수 있으며, 또는 이보다는 저속의 충전기 기능을 수행할 수 있다. 상기 연결감지부150은 상기 커넥터155에 충전기 연결시 연결된 충전기 타입의 정보를 감지하여 제어부100에 출력하며, 제어부100은 충전기 타입의 정보를 분석하여 연결된 충전기 타입 및 충전 용량(즉, 고속의 충전기 또는 저속의 충전기)을 확인할 수 있다. 이때 고속 충전용량을 가지는 충전기 타입이면, 상기 제어부100은 533단계에서 이를 감지하고, 상기 517단계로 진행하여 전용의 충전기와 동일한 방법으로 충전 동작을 제어할 수 있다.

그러나 연결된 충전기 타입이 USB, 시거잭 또는 무선 타입이며 저속의 충전 용량을 가지는 충전기이면, 상기 제어부100은 533단계에서 이를 감지하고, 535단계에서 충전 모드를 수행한다. 상기 충전모드에서 배터리170은 충전부160의 출력에 의해 충전 동작을 수행하며, 상기 전원부190에 충전된 전원을 방전한다. 그리고 상기 충전감지부180은 배터리170의 충전 상태를 감지한다. 그리고 상기 제어부100은 537단계에서 상기 충전감지부180을 통해 충전정보를 수신하여 충전되는 전원과 방전되는 전원의 차이값을 분석한다. 여기서 상기 충전정보는 충전전원, 방전전원, 배터리170의 충전 상태 그리고 충전온도 등의 정보들이 될 수 있다. 이때 상기 충전전원과 방전전원을 비교하여 비정상 충전 상태이면, 상기 제어부100은 539단계에서 이를 감지하고, 641단계에서 배터리 잔량이 설정된 비율보다 낮은가 검사한다. 이때 배터리 잔량이 설정된 값 보다 작으면, 상기 제어부100은 541단계에서 이를 감지하고 543단계에서 충전전원과 방전전원의 차이값에 따라 전원부19을 제어하여 동작 전원의 공급을 제한한다. 이때 상기 전력제어 방법은 도 3과 같은 방법으로 수행할 수 있다.

그러나 상기 539단계에서 충전이 정상적으로 이루어지고 있거나 또는 상기 541단계에서 배터리 잔량이 설정된 값 이상으로 판단되면, 상기 제어부100은 545단계에서 실행되는 어플리케이션에 따라 전원부190을 제어하여 동작 전원을 정상적으로 공급한다.

그리고 상기 커넥터155에 연결된 충전기가 이격되면, 상기 제어부100은 547단계에서 이를 감지하고 충전 모드를 종료한다.

상기한 바와 같이 배터리를 사용하는 전자장치에서 충전모드시, 제어부100은 충전감지부180을 통해 충전중인 상태에서의 배터리170의 상태를 확인한 후, 전원부190을 제어하여 배터리170의 충전을 안정되게 수행할 수 있다. 이때 상기 충전전원은 전류가 될 수 있다. 따라서 상기 제어부100은 충전감지부180에서 출력되는 충전정보를 분석하여 충전 상태에서의 구간별(일정 시간 별)로 배터리170에 충전되는 총 전류(Total Amphere)를 측정한다. 그리고 충전기가 연결되었음에도 불구하고, 상기 배터리170에 충전되는 전류가 줄어드는 상태가 되면 전원 제어를 수행하여 충전전류가 일정 레벨 이하로 떨어지지 않도록 유지할 수 있다.

이때 상기 배터리170에 충전되는 전류가 방전되는 전류에 의해 영향을 받는 경우, 즉 비정상적인 충전이 발생되는 경우, 상기 제어부100은 전원부190을 제어하여 공급되는 동작전원을 제한할 수 있다. 이때 상기 동작전원의 공급을 제한하는 방법은현재 구동되는 어플리케이션들에 최대한 영향을 미지치 않는 순서로 Power를 조정할 수 있다. 전자장치가 쿼드코어(quad-core) 프로세서를 구비하며, CPU 최대 클럭이 1.5GHz이며, GPU 최대 클럭이 1GHz인 휴대단말기라고 가정한다. 이런 경우, 전력제어는 하기 <표 1>과 같은 항목들로 이루어질 수 있다. 그리고 전력 제어방법은 하기 <표 2>와 같이 이루어질 수 있다.

항목		전력제어 방법
1	LCD Backlight 밝기 조정	어둡게
2	CPU Max Core갯수 조정	Quad → Dual, Dual → Single
3	CPU Max Clock 조정	1.5 GHz → 800 MHz
4	LCD Frame Rate 조정	60 fps(frame per second) → 30 fps
5	GPU Max Clock 조정	1 GHz → 600 MHz

단계	충전상태 감지	전력제어
1	차이값 >T h1	항목 1 제어
2	Th1 > 차이값 > Th2	항목 1+2 제어
3	Th2 > 차이값 > Th3	항목 1+2+3 제어
4	Th4 > 차이값 > Th4	항목 1+2+3+4 제어
5	차이값 < Th4	항목 1+2+3+4+5 제어

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

전자장치의 충전 방법에 있어서,
충전기의 연결을 감지하는 과정과,
감지된 상기 충전기의 출력에 의해 배터리를 충전하며, 상기 배터리의 충전전원 및 방전전원을 감지하는 과정과,
감지되는 상기 충전전원 및 방전전원의 차이값을 검출하고, 상기 차이값을 분석하여 정상 충전 여부를 판정하는 과정과,
상기 판정과정에서 비정상 충전 상태이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 제한하는 과정과,
상기 판정과정에서 정상 충전 상태이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 정상 제어하는 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 정상 충전여부를 판정하는 과정은
상기 차이값이 분석하여 상기 충전전원이 방전전원보다 설정된 값 보다 작은 경우에 비정상 충전으로 판정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 충전 및 방전 전원은 전류인 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 동작전원을 제한하는 과정은
복수의 기준값들을 구비하고 각 기준값들에 대응되어 동작전원 공급을 제어할 항목들이 설정되며, 상기 비정상 충전 상태에서 상기 차이값을 상기 기준값들과 비교하여 결정되는 항목의 전원 공급을 제한하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 전원공급을 제한하는 항목은 표시화면의 밝기 제어, 시스템 클럭의 감소, 표시화면의 프레임 레이트 제어 등인 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 충전기 연결 감지시 연결되는 충전기의 타입을 분석하는 과정과,
상기 분석과정에서 충전기 타입이 전용 충전기 타입이면 상기 판정과정을 수행하지 않고 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 정상 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 충전기 연결 감지시 연결되는 충전기의 타입을 분석하는 과정과,
상기 분석과정에서 상기 충전기 타입이 USB, 시거잭 또는 무선 타입의 충전기이면 상기 판정과정으로 진행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
전자장치의 충전 방법에 있어서,
충전기의 연결시 상기 충전기의 출력에 의해 배터리를 충전하는 과정과,
연결된 상기 충전기의 타입이 USB, 시거잭 또는 무선 타입의 충전기이면 감지된 상기 배터리의 충전전원 및 방전전원을 감지하는 과정과,
감지되는 상기 충전전원 및 방전전원의 차이값을 검출하고, 상기 차이값을 분석하여 정상 충전 여부를 판정하는 과정과,
상기 판정과정에서 비정상 충전 상태이면 상기 배터리의 잔량을 검사하며, 상기 배터리의 잔량이 설정된 값 이하이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 제한하는 과정과,
상기 판정과정에서 정상 충전 상태이면 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 정상 제어하는 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 연결된 충전기타입이 전용 충전기이면 상기 판정과정을 수행하지 않고 상기 배터리에서 공급되는 동작전원을 정상 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 정상 충전여부를 판정하는 과정은
상기 차이값이 분석하여 상기 충전전원이 방전전원보다 설정된 값 보다 작은 경우에 비정상 충전으로 판정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 동작전원을 제한하는 과정은
복수의 기준값들을 구비하고 각 기준값들에 대응되어 동작전원 공급을 제어할 항목들이 설정되며, 상기 비정상 충전 상태에서 상기 차이값을 상기 기준값들과 비교하여 결정되는 항목의 전원 공급을 제한하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 전원공급을 제한하는 항목은 표시화면의 밝기 제어, 시스템 클럭의 감소, 표시화면의 프레임 레이트 제어 등인 것을 특징으로 하는 방법.
전자장치에 있어서,
배터리와,
충전기가 연결되는 커넥터와,
상기 커넥터에 충전기 연결시 충전전원을 생성하여 배터리에 출력하는 충전부와,
상기 배터리의 전원을 동작전원으로 공급하는 전원부와,
상기 커넥터에 충전기 연결시 충전기 연결을 감지하는 연결감지부와,
상기 배터리의 충전전원 및 방전전원을 감지하는 충전감지부와,
상기 연결감지부에서 충전기의 연결을 감지시 상기 충전부 및 전원부를 제어하여 상기 배터리에 충전 및 방전을 제어하며, 상기 충전감지부에서 감지되는 상기 충전전원 및 방전전원의 차이값을 검출하여 상기 배터리의 충전상태를 분석하며, 상기 배터리가 비정상 충전 상태이면 상기 전원부를 제어하여 동작전원을 제한하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 연결감지부는 연결되는 충전기의 타입을 감지하며,
상기 제어부는 상기 연결감지부에서 USB, 시거잭 또는 무선 타입의 충전기 감지신호를 수신할 때 상기 충전감지부의 출력을 분석하여 배터리의 충전 상태를 분석하는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 연결감지부에서 전용 충전기 타입의 감지신호를 발생하면, 상기 충전감지부의 출력에 상관없이 상기 전원부를 제어하여 배터리에서 공급되는 동작전원을 정상 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 충전전원 및 방전전원의 차이값을 분석하여 상기 충전전원이 방전전원보다 설정된 값 보다 작은 경우에 비정상 충전 상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 충전 및 방전 전원은 전류인 것을 특징으로 하는 장치.
제15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 비정상 충전상태에서 동작전원을 제한하기 위하여 복수의 기준값들을 구비하고 각 기준값들에 대응되어 동작전원 공급을 제어할 항목들이 설정되며, 상기 비정상 충전 상태에서 상기 차이값을 상기 기준값들과 비교하여 결정되는 항목의 전원 공급을 제한하는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,
상기 제어부는 상기 동작전원을 제한할 때 상기 전원부를 제어하여 표시화면의 밝기 제어, 시스템 클럭의 감소, 표시화면의 프레임 레이트를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.