KR20150093148A - 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치 및 그 구현 방법 - Google Patents

초저 대기전력 소모의 블루투스 장치 및 그 구현 방법 Download PDF

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KR20150093148A
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Abstract

초저 대기전력 소모의 블루투스 장치 및 그 구현 방법에 있어서, 블루투스 장치는 몸체와 스위치를 포함하고, 상기 몸체 내에 제어회로가 설치되어 있으며, 상기 제어회로는 블루투스 모듈, 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈을 포함하고, 상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈은 상기 블루투스 모듈의 딥 슬립(deep sleep) 제어핀에 연결되며, 상기 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈은 블루투스의 ON/OFF 단에 연결되고, 스위치는 상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈을 제어한다. 본 발명은 블루투스 헤드셋에서 50MAH의 배터리를 사용할 때, 상기 대기전류는 0.5uA으로 이론상 대기시간은 2500시간에 달하며, 이는 일수로 환산하면 104일이므로 블루투스 헤드셋에서 새로운 기술을 채택한 후의 대기시간은 4일에서 104일로 늘어날 수 있기 때문에 100일의 대기시간이 늘어나는 셈이기 때문에, 충전 빈도를 대폭 줄여 사용 편의성을 높일 수 있다.

Description

초저 대기전력 소모의 블루투스 장치 및 그 구현 방법 {BLUETOOTH APPARATUS WITH ULTRA-LOW STANDBY POWER CONSUMPTION AND IMPLEMENTATION METHOD THEREOF}
본 발명은 블루투스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치 및 그 구현 방법에 관한 것이다.
일상생활에서 휴대폰을 사용하는 범위가 갈수록 광범위해지면서 휴대폰 사용에 따른 안전성에 대한 기준도 날로 높아지고 있다. 전자파는 사람들이 휴대폰을 사용하는 과정에서 영향 받을 수 있는 최대의 위험 요소라고 할 수 있다. 무선 전송 기술이 발달함에 따라 블루투스 기술이 통신 분야에서 광범위하게 사용되고 있는데, 블루투스 헤드셋은 전자파가 사용자에게 미칠 수 있는 영향을 효과적으로 줄여준다. 종래 대부분의 블루투스 헤드셋은 일반적으로 내장 배터리에서 전력을 공급 받는데, 블루투스 헤드셋 자체의 크기 제약으로 인해 내장 배터리의 용량을 늘릴 수 없는 어려움이 있다. 일반적으로 블루투스 헤드셋에는 50mAh 용량의 배터리가 탑재되는데, 종래의 블루투스 헤드셋은 대기 상태에서의 전류가 통상적으로 0.5mA 내지 1mA이기 때문에 블루투스 헤드셋의 이론상 대기시간은 통상적으로 50 내지 100시간이므로, 사용자는 2 내지 3일 만에 한 번씩 헤드셋을 충전해야 하는 번거로움이 있다.
종래 기술에 있어서 블루투스 헤드셋의 짧은 대기시간으로 인한 불편함을 해소하기 위하여, 본 발명에서는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치 및 그 구현 방법을 제안하고자 한다. 상기 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치 및 그 구현 방법에 있어서, 블루투스 헤드셋과 여기에 매칭시켜 사용하는 베이스를 포함하고, 블루투스 헤드셋을 사용하지 않을 때에는 베이스에 놓고, 블루투스 헤드셋 내부 회로를 트리거하여 블루투스 헤드셋이 딥 슬립(deep sleep) 상태에 진입하도록 함으로써, 전력 소모를 크게 줄여 대기시간을 연장할 수 있다.
상기 기술 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 기술 방안을 채택하였다. 즉, 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치에 있어서, 블루투스 장치는 몸체와 스위치를 포함하고, 상기 몸체 내에 제어회로가 설치되어 있으며, 상기 제어회로는 블루투스 모듈, 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈을 포함하고, 상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈은 상기 블루투스 모듈의 딥 슬립(deep sleep) 제어핀에 연결되며, 상기 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈은 블루투스의 ON/OFF 단에 연결되고, 스위치는 상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈을 제어한다.
상기 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치의 구현 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 블루투스 장치 몸체에 트리거 스위치가 설치되어 있고, 상기 블루투스 장치를 사용하지 않을 때에는 상기 트리거 스위치로 상기 딥 슬립 제어핀을 트리거하여 상기 블루투스 장치를 딥 슬립 상태로 만들며, 상기 블루투스 장치를 사용할 때는 상기 트리거 스위치로 딥 슬립 모드를 해제하여 블루투스가 정상 사용 상태가 되도록 한다.
상기 기술 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 기술 방안도 채택하였다.
상기 스위치는 상기 몸체와 매칭되는 베이스이고, 상기 몸체와 베이스 사이는 접점에 의하여 전기 연결된다.
상기 접점은 out_contact, MCU_charger와 GND를 포함하고, 상기 몸체 내 out_contact 접점은 상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈 및 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈과 전기 연결되며, 상기 GND 접점은 접지되고, 상기 MCU_charger 접점이 상기 몸체의 배터리를 충전시키며, 상기 베이스 내 out_contact 접점과 GND 접점이 연통되고, charger_5V 접점은 충전 출력 인터페이스와 전기 연결된다.
상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈은 MOS 트랜지스터 Q7과 콘덴서 C15를 포함하고, 상기 MOS 트랜지스터 Q7과 콘덴서 C15는 직렬 연결되며, 상기 MOS 트랜지스터는 양극 전원단에 연결되고, 상기 콘덴서 C15는 블루투스 모듈의 딥 슬립 제어핀에 연결되며, 상기 MOS 트랜지스트 Q7의 트리거단은 상기 스위치와 연결된다.
상기 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈은 콘덴서 C16, 트랜지스터 Q1과 트랜지스터 Q8을 포함하고, 상기 콘덴서 C16의 일단은 상기 스위치에 연결되며, 상기 콘덴서 C16의 다른 일단은 상기 트랜지스터 Q8의 베이스 전극에 연결되고, 상기 트랜지스터 Q8의 일단은 접지되며, 다른 일단은 상기 트랜지스터 Q1의 베이스 전극에 연결되고, 상기 트랜지스터 Q1의 일단은 양극 전원과 연결되며, 다른 일단은 블루투스 모듈의 ON/OFF 단에 연결된다.
상기 베이스에는 블루투스 헤드셋 몸체를 위치시키는데 사용하는 수용홈이 설치되어 있다.
상기 베이스에는 개폐할 수 있는 덮개체가 안착되어 있다.
상기 블루투스 헤드셋 몸체에 위치고정 고리가 고정 설치되어 있고, 상기 덮개체에서 통공에 대응한다.
상기 베이스 내에 자석이 설치되어 있고, 상기 블루투스 헤드셋 몸체에서 대응하는 위치에 자석이 설치되어 있다.
본 발명은 다음과 같은 장점을 가지고 있다. 본 발명은 블루투스 헤드셋에서 50MAH의 배터리를 사용할 때, 상기 대기전류는 0.5uA으로 이론상 대기시간은 2500시간에 달하며, 이는 일수로 환산하면 104일이므로 블루투스 헤드셋에서 새로운 기술을 채택한 후의 대기시간은 4일에서 104일로 늘어날 수 있기 때문에 100일의 대기시간이 늘어나는 셈이기 때문에, 충전 빈도를 대폭 줄여 사용 편의성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 입체 구조 설명도;
도 2는 본 발명에 있어서 블루투스 헤드셋 몸체의 구조 설명도;
도 3은 본 발명에 있어서 베이스의 구조 설명도;
도 4는 본 발명에 있어서 블루투스 헤드셋 몸체를 베이스에 넣는 과정의 설명도;
도 5는 본 발명에 있어서 블루투스 헤드셋 몸체를 베이스에서 꺼내는 과정의 설명도;
도 6은 본 발명의 회로 블록 다이어그램;
도 7은 본 발명의 회로도.
아래 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 기본 정신에 입각하여 아래 실시예에 대하여 진행한 임의 수정, 추가 등은 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.
본 발명은 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치의 구현 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 블루투스 장치 몸체에 트리거 스위치가 설치되어 있고, 블루투스 장치를 사용하지 않을 때에는 트리거 스위치에 의하여 딥 슬립(deep sleep) 제어핀을 트리거됨으로써 블루투스 장치가 딥 슬립 상태에 놓이게 되며, 블루투스 장치를 사용할 때에는 트리거 스위치에 의하여 딥 슬립 모드를 해제됨으로써 블루투스 장치가 정상 사용 상태에 놓이도록 한다.
도 1 내지 도 3에서 도시하는 바와 같이, 본 발명은 블루투스 몸체(1)와 스위치의 두 부분을 포함하고, 본 실시예에 있어서 스위치는 베이스(2)를 채택한다. 본 실시예에 있어서, 베이스(2)에 하나의 수용홈(8)이 설치되어 있어 블루투스 헤드셋 몸체(1)를 위치시키는 데에 사용하고, 베이스(2)에는 하나의 덮개체(3)가 설치되어 있으며, 덮개체(3)는 회전할 수 있고, 블루투스 헤드셋 몸체(1)이 수용홈(8) 내에 삽입될 때, 덮개체(3)를 열어 회전시키고, 블루투스 헤드셋 몸체(1)를 고정하여 탈락하는 것을 방지하며, 본 실시예에 있어서, 블루투스 헤드셋 몸체(1) 꼭대기부에는 하나의 위치고정 고리(4)가 고정 설치되어 있고, 덮개체(3)에서 위치고정 고리(4)에 대응하는 지점에 통공(9)이 설치되어 있으며, 덮개체(3)를 덮을 때, 위치고정 고리(4)는 통공(9) 내에 설치되어 맞물리도록 고정시킨다. 본 실시예에 있어서, 베이스(2)와 블루투스 헤드셋 몸체(1)에 각각 자석(도면에서 도시하지 않음)이 고정 설치되어 있고, 자석의 흡착력에 의하여 베이스(2)와 블루투스 헤드셋 몸체(1)를 하나로 매칭시킬 수 있으며, 베이스(2)와 블루투스 헤드셋 몸체(1)의 접점을 상호 접촉시킨다. 본 실시예에 있어서, 베이스(2)와 블루투스 헤드셋 몸체(1)는 3개의 접점에 의하여 서로 접촉되고, 여기에서 블루투스 헤드셋 몸체(1)의 접점은 각각 블루투스 헤드셋 out_contact 접점(5), 블루투스 헤드셋 MCU_charger 접점(7)과 블루투스 헤드셋 GND 접점(6)을 포함하며, 베이스(2)의 접점은 각각 베이스 out_contact 접점(12), 베이스 charger_5v 접점(10)과 베이스 GND 접점(11)을 포함한다.
도 6 및 도 7에서 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 있어서 블루투스 헤드셋 몸체(1)와 베이스(2) 내에 각각 제어회로가 설치되어 있고, 블루투스 헤드셋 몸체(1) 내의 제어회로는 주로 블루투스 모듈, 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈을 포함하며, 블루투스 모듈은 주로 블루투스 칩이고, 블루투스 헤드셋 몸체(1) 내에는 블루투스 칩에 전력을 공급하는 내장 리튬 배터리도 설치되어 있으며 여기에서 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈은 블루투스 모듈의 딥 슬립 제어핀에 연결되고, 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈은 블루투스 모듈의 ON/OFF 단에 연결되며, 스위치는 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈 작업을 제어한다. 본 실시예에 있어서 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈은 MOS 트랜지스터 Q7과 콘덴서 C15를 포함하고, MOS 트랜지스터 Q7과 콘덴서 C15는 직렬 연결되며, MOS 트랜지스터는 양극 전원단에 연결되고, 콘덴서 C15는 블루투스 모듈의 딥 슬립 제어핀에 연결되고, MOS 트랜지스터 Q7의 트리거단은 스위치와 연결된다. 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈은 콘덴서 C16, 트랜지스터 Q1과 트랜지스터 Q8을 포함하고, 콘덴서 C16의 일단은 스위치에 연결되며, 콘덴서 C16의 다른 일단은 트랜지스터 Q8의 베이스 전극에 연결되고, 트랜지스터 Q8의 일단은 접지되고, 다른 일단은 트랜지스터 Q1의 베이스 전극에 연결되며, 트랜지스터 Q1의 일단은 양극 전원과 연결되고, 다른 일단은 블루투스 모듈의 ON/OFF 단에 연결된다. 본 실시예에 있어서, 블루투스 헤드셋 몸체(1) 내 out_contact 접점(5)과 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈은 전기 연결되고, 즉 out_contact 접점(5)은 콘덴서 C16과 MOS 트랜지스터 Q7의 트리거단(즉, 그리드 전극)과 연결되며, GND 접점(6)은 접지되고, MCU_charger 접점(7)은 몸체의 내장 리튬 배터리를 충전하며, 베이스(2) 내의 out_contact 접점(12)은 전기저항(R)(5)을 통하여 접점(11)과 연통되고, charger_5v 접점(10)은 충전 출력 인터페이스와 전기 연결된다.
도 4에서 도시하는 바와 같이, 본 발명에 있어서 사용할 때 블루투스 헤드셋 몸체(1)를 베이스(2)에 위치시킨 후 덮개체(3)를 덮으면 되고, 여기에서 블루투스 헤드셋 몸체(1)와 베이스(2)의 접점은 내부의 자석에 의하여 흡착되어 상호 연결되며, 블루투스 헤드셋 몸체(1)의 3개 접점 out_contact, MCU_charger와 GND는 각각 베이스(2)의 3개 접점 out_contact, charger_5v와 GND와 접촉된다. 여기에서 charger_5v는 블루투스 헤드셋 배터리 충전용으로만 사용한다. 블루투스 헤드셋 몸체(1)와 베이스(2)의 2개 out_contact 접점이 서로 통할 때, 블루투스 헤드셋 몸체(1) 내의 out_contact 접점 지점이 저전위로 바뀌고, MOS 트랜지스터 Q7의 G핀도 동시에 저전위가 되며, 여기에서 MOS 트랜지스터 Q7가 브레이크오버 상태가 된다. 콘덴서 C15의 트랜션트(transient) 작용으로 인하여, PIO8 단구에 하나의 3.7v의 순방향 펄스가 발생할 수 있고, PI08 단구는 바로 메인 블루투스 칩의 딥 슬립 제어핀에 연결되며, 블루투스 칩이 PIO8 단구가 보낸 순방향 펄스를 수용한 후, 블루투스 칩은 자동으로 딥 슬립 모드로 진입하고, 여기에서의 대기전류는 0.5uA이므로 초저 전력 소모의 목적에 도달하게 된다.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 본 발명에 있어서 정상 사용할 때, 덮개체(3)를 열고, 베이스(2)에서 블루투스 헤드셋 몸체(1) 접점을 차단하여 열면, 블루투스 헤드셋이 자동으로 정상 사용 모드로 진입한다. 블루투스 헤드셋 몸체(1)를 베이스(2)에서 꺼내기만 하면, 블루투스 헤드셋 몸체(1) 내의 out_contact 접점이 고전위로 바뀌고, 콘덴서 C16의 트랜션트 작용으로 인하여, 트랜지스터 Q8의 B 전극(즉 베이스 전극)에 높은 펄스가 생겨 트랜지스터 Q8을 브레이크오버 되도록 하고, 여기에서 트랜지스터 Q1의 B 전극(즉 베이스 전극)은 저전위이고, 트랜지스터 Q1은 동시에 브레이크오버되고, ON/OFF 단에도 3.7V의 순방향 펄스가 생기며, ON/OFF 단은 바로 블루투스 헤드셋의 턴온(turn on) 핀 전위으로 연결되고, 블루투스 헤드셋은 ON/OFF 단에서 오는 고전위 펄스를 수용한 후, 블루투스 헤드셋은 자동으로 딥 슬립 모드를 해제하고, 정상적인 전화 사용 모드로 진입한다.
본 발명은 블루투스 헤드셋에서 50MAH의 배터리를 사용할 경우, 상기 대기전류는 0.5uA이므로 이론상 대기시간은 2500시간이고, 이것을 일수로 환산하면 104일에 해당하므로 블루투스에서 새로운 기술을 채택한 후 대기시간은 4일에서 104일로 늘어나기 때문에 100일의 대기시간이 늘어나는 셈이다. 따라서 충전빈도를 대폭 줄여 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
상기 도면에 있어서,
1: 블루투스 헤드셋 몸체
2: 베이스
3: 덮개체
4: 위치고정 고리
5: 블루투스 헤드셋 out_contact 접점
6: 블루투스 헤드셋 GND 접점
7: 블루투스 MCU_charger 접점
8: 수용홈
9: 통공
10: 베이스 charger_5v 접점
11: 베이스 GND 접점
12: 베이스 out_contact 접점

Claims (10)

  1. 블루투스 장치는 몸체와 스위치를 포함하고, 상기 몸체 내에 제어회로가 설치되어 있으며, 상기 제어회로는 블루투스 모듈, 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈을 포함하고, 상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈은 상기 블루투스 모듈의 딥 슬립(deep sleep) 제어핀에 연결되며, 상기 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈은 블루투스의 ON/OFF 단에 연결되고, 스위치는 상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈과 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 몸체와 매칭되는 베이스이고, 상기 몸체와 베이스 사이는 접점에 의하여 전기 연결되는 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 접점은 out_contact, MCU_charger와 GND를 포함하고, 상기 몸체 내 out_contact 접점은 상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈 및 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈과 전기 연결되며, 상기 GND 접점은 접지되고, 상기 MCU_charger 접점이 상기 몸체의 배터리를 충전시키며, 상기 베이스 내 out_contact 접점과 GND 접점이 연통되고, charger_5V 접점은 충전 출력 인터페이스와 전기 연결되는 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 저레벨 트리거 초저전력 소모 스위치 모듈은 MOS 트랜지스터 Q7과 콘덴서 C15를 포함하고, 상기 MOS 트랜지스터 Q7과 콘덴서 C15는 직렬 연결되며, 상기 MOS 트랜지스터는 양극 전원단에 연결되고, 상기 콘덴서 C15는 블루투스 모듈의 딥 슬립 제어핀에 연결되며, 상기 MOS 트랜지스트 Q7의 트리거단이 상기 스위치와 연결되는 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 고레벨 트리거 리셋 스위치 모듈은 콘덴서 C16, 트랜지스터 Q1과 트랜지스터 Q8을 포함하고, 상기 콘덴서 C16의 일단은 상기 스위치에 연결되며, 상기 콘덴서 C16의 다른 일단은 상기 트랜지스터 Q8의 베이스 전극에 연결되고, 상기 트랜지스터 Q8의 일단은 접지되며, 다른 일단은 상기 트랜지스터 Q1의 베이스 전극에 연결되고, 상기 트랜지스터 Q1의 일단은 양극 전원과 연결되며, 다른 일단은 블루투스 모듈의 ON/OFF 단에 연결되는 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 베이스에 블루투스 헤드셋 몸체를 위치시키는데 사용하는 수용홈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 베이스에 개폐할 수 있는 덮개체가 안착되어 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 블루투스 헤드셋 몸체에 위치고정 고리가 고정 설치되어 있고, 상기 덮개체에서 통공에 대응하는 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 베이스 내에 자석이 설치되어 있고, 상기 블루투스 헤드셋 몸체에서 대응하는 위치에 자석이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치.
  10. 상기 블루투스 장치 몸체에 트리거 스위치가 설치되어 있고, 상기 블루투스 장치를 사용하지 않을 때에는 상기 트리거 스위치로 상기 딥 슬립 제어핀을 트리거하여 상기 블루투스 장치를 딥 슬립 상태로 만들며, 상기 블루투스 장치를 사용할 때는 상기 트리거 스위치로 딥 슬립 모드를 해제하여 블루투스가 정상 사용 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 청구항 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 초저 대기전력 소모의 블루투스 장치의 구현 방법.
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