KR100253636B1 - 복수의구동원을갖고있는전자기기및그구동제어장치 - Google Patents

복수의구동원을갖고있는전자기기및그구동제어장치 Download PDF

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KR100253636B1
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Abstract

본 발명은 복수의 전지의 사용의 자유도를 높혀 전지의 사용 효율을 향상시킴과 동시에, 소비 전력의 저감화를 도모하고, 충전 직후의 급한 용무에 대응하며, 소용량의 전지의 사용을 가능하게 해서 비용의 저감화 및 장치의 소형화를 도모하고, 오동작 등의 피크 부하의 영향을 배제하는 것이 가능한 전자 기기를 공급한다.
동일 용량의 전지(3 및 4)로부터 전원 전압이 부하 기기(2)로 공급되는 전자기기에 있어서, 전압 모니터(5)에 의해 전지(3 및 4)의 단자 전압이 언제나 검출되고, 그 검출 결과에 따라 CPU에 의해 스위치(7 ~ 12)가 제어되며, 그 접속 계통이 변경된다.

Description

복수의 구동원을 갖고 있는 전자 기기 및 그 구동 제어 장치
제1도는 본 발명에 따른 전자 기기의 제1 실시예의 개략 구성을 도시하는 블럭도.
제2도는 제1도의 전자 단자의 전압과 논리계 부하의 구동 방식과의 관계를 도시하는 도면.
제3도는 제1도의 전지의 단자 전압과 접속ㆍ구동 모드와의 관계를 도시하는 상태 천이도.
제4a도 및 제4b도는 제1도의 전지의 단자 전압과 각 모드와의 추이를 도시하는 도면.
제5도는 모드 2에서의 각 스위치의 접속 상태를 도시하는 도면.
제6도는 모드 4에서의 각 스위치의 접속 상태를 도시하는 도면.
제7도는 모드 5에서의 각 스위치의 접속 상태를 도시하는 도면.
제8도는 모드 1의 처리 순서를 도시하는 서브 루틴의 플로챠트.
제9도는 모드 2 및 모드 4의 처리 순서를 도시하는 서브 루틴의 플로챠트.
제10도는 모드 3의 처리 순서를 도시하는 서브 루틴의 플로챠트.
제11도는 모드 5의 처리 순서를 도시하는 서브 루틴의 플로챠트.
제12도는 제2 실시예에 따른 전자 기기의 모드 천이를 도시하는 도면.
제13도는 제2 실시예의 전자 기기의 슬립 모드(sleep mode) 및 셧다운 모드(shutdown mode)에서의 접속 계통의 추이를 도시하는 도면.
제14도는 제13도의 상태 (b)의 접속 계통의 한 예를 도시하는 도면.
제15도는 본 발명에 따른 전자 기기의 제3 실시예의 개략 구성을 도시하는 블럭도.
제16도는 제3 실시예에 따른 전자 기기의 모드 천이를 도시하는 도면.
제17도는 본 발명에 따른 전자 기기의 제5 실시예의 개략 구성을 도시하는 블럭도.
제18도는 제17도의 클럭 제어기의 상세한 구성을 도시하는 블럭도.
제19도는 제17도의 클럭 제어기의 동작 타이밍을 도시하는 타이밍챠트.
제20도는 본 발명에 따른 전자 기기의 제6 실시예의 개략 구성을 도시하는 블럭도.
제21도는 제20도의 클럭 제어기의 상세한 구성을 도시하는 블럭도.
제22도는 제21도의 클럭 제어기의 동작 타이밍을 도시하는 타이밍챠트.
제23도는 종래의 백업 메모리 부착 전자 기기의 개략 구성을 도시하는 블럭도.
제24도는 종래의 전자 기기의 다른 한 예의 개략 구성을 도시하는 블럭도.
제25도는 종래의 전자 기기의 또 다른 한 예의 개략 구성을 도시하는 블럭도.
제26도는 종래의 전자 기기의 또 다른 한 예의 개략 구성을 도시하는 블럭도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 동적 접속 회로 2 : 기기 본체
3,4 : 전지 5 : 전압 모니터
6 : 충전 제어부 7 ~ 12 : 스위치
13,14 : DC-DC 컨버터 15 : 논리계 부하
16 : 디바이스계 부하 20 : CPU
21 : ROM
본 발명은 전지를 구동원으로 하는 전자 기기에 관한 것으로, 특히 복수의 전지를 갖고 있는 전자 기기에 있어서, 전지를 효율적으로 이용하도록 제어를 행하는 구동 제어 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 전지를 주된 전원으로 이용하는 전자 기기에서는 복수의 전지를 구비하여 부하의 종류나 전자 기기의 동작 모드에 따라 공급하는 전지를 변경하는 경우가 있다.
제23도는 종래의 백업 메모리 부착 전자 기기의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다. 제23도에 있어서, 전원이 도시되지 않은 스위치에 의해 온될 때에, 본체 전자 회로(101)에는 주 전지(102)로부터의 전압이 DC-DC 컨버터(103)을 통해 정전압화되어 공급됨과 동시에, 백업 메모리(104)에도 그 정전압화된 전압이 공급된다. 한편, 전원이 도시되지 않은 스위치에 의해 오프될 때(백업시)에, 주 전지(102)가 존재하고 또 그 전지 용량이 충분히 남아 있는 경우에는 주 전지(102)로부터 간단한 정전압 회로(105)를 통해 정전압화된 전압이 백업 메모리(104)로 공급되고, 주 전지가 존재하지 않는 경우, 또는 그 전지 용량의 저하되어 있는 경우에는 백업용 전지(106)으로부터의 전압이 직접 백업 메모리(104)로 공급된다. 여기에서, 일반적으로 주 전지에는 건전지 또는 니카드(Ni-Cd) 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 이차 전지 등의 이차 전지가 이용되고, 백업용 전지에는 리튬 전지가 사용된다.
제24도는 종래의 전자 기기의 다른 한 예의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 전자 기기는 같은 종류의 전지를 복수개 구비하고, 제23도와 동일한 주 전지(102)와, 이것과 동일한 전압을 발생하는 소형의 보조 전지(107)을 스위치(108)로 전환함으로써, 전자 기기의 본체(109)에 공급하는 전원을 변경한다. 즉, 통상은 주전지(102)를 사용하고, 주 전지(102)의 용량이 저하되거나, 정전될 때만 보조 전지(107)로 전환하도록 구성되어 있다.
또, 제25도는 종래의 전자 기기의 또 다른 한 예의 개략 구성을 도시하는 블럭도로, 전자식 탁상 계산기 등의 소형 휴대용 전자 기기를 도시하고 있다. 일반적으로, 이 종류의 전자 기기는 논리계 부하(110)과 디바이스계 부하(111)을 갖고 있고, 논리계 부하(110)에는 주 전지(102)의 전압이 직접 공급되며, 디바이스계 부하(111)에는 주 전지(102)로부터 승압 회로(112)를 통해 승압된 전압이 공급된다. 여기에서, 논리계 부하(110)에는 CPU, 메인 메모리, 백업되는 메모리 등이 포함되고, 디바이스계 부하(111)에는 액정 표시 장치, 하드 디스크 장치 등이 포함된다. 또, 논리계 부하(110)을 주 전지(102)에 의해 직접 구동하는 것은 이것에 의해 여분의 회로를 설치하지 않기 때문에, 전자 기기가 소형화되고, 전력 효율이 향상된다는 이점이 있기 때문이다.
또, 전원, 라이트, 하드 디스크 등의 피크 부하 특성 기기를 갖고 있는 전자 기기에 있어서, 전자 기기 전체가 시스템 클럭에 의해 동작할 때에, 그 피크 부하 특성 기기의 동작에 의해 전자 기기 전체의 전압이 강하되고, 이것에 의해 해당 논리계 부하 및 마이크로 프로세서의 동작이 영향을 받는 경우가 있다. 특히, 전원으로서 전지를 사용한 전자 기기에서는 이 전압 강하에 의해 놀리계 부하 및 마이크로 프로세스의 동작이 영향을 받아 오동작을 발생하는 경우가 있었다. 이 때문에, AC어댑터를 전원으로 하는 전자 기기에서는 전원 용량을 총 부하 용량보다 상당히 높게 하고, 전지를 전원으로 하는 전자 기기에서는 전지의 용량이 어느 정도 남아 있어도 기기의 사용을 금지하도록 하고 있었다.
그러나, 상기 종래의 복수의 전지를 구비한 전자 기기에서, 각 전지는 각 부하의 기능마다 할당되어 있으므로, 전자 기기의 동작 상태나 전지의 나머지 양에도 관계없이 전지와 부하와의 접속 관계는 항상 일정하게 유지되어 있다. 그 때문에, 전지는 항상 단일의 동작을 행하고 있다. 즉, 부하에 대해 전압을 공급할 때에는 공급만을 행하고, 그 외의 다른 동작 예를 들면, 충전 등을 병행하여 행할 수 있도록 구성되어 있지 않다.
또, 최근의 고도한 전자 기기에서, 논리계 부하는 그 저 전압화의 경향과 에너지 절약에 의해 전지에 의한 직접 구동 즉, 정전압 제어 회로를 통하지 않고 구동을 행하는 요망이 높아지고 있다. 이 요망을 만족시키기 위하여, 논리계 부하와 이들 이외의 디바이스계 부하(액정 표시 장치, 하드 디스크 장치 등)에 각각 별개의 전지를 접속하는 구성을 취할 수 있지만, 쌍방의 소비 전력에 차가 있기 때문에 동일한 시간 동작시키기 위하여 용량이 다른 전지를 접속할 필요가 있다. 이것에 의해, 각 전지는 그 접속된 부하에 한정되어서만 사용되고 있고, 전지를 사용하는 자유도는 제한된다. 예를 들면, 임의의 전지의 나머지 용량이 저하한 경우에, 대신에 다른 전지를 사용하는 것은 가능하지 않았다.
그 때문에, 종래의 전자 기기는 제26도에 도시하는 바와 같이, 용량이 큰 결합 전지(113)을 1개만 이용하여 이 결합 전지(113)에서 출력된 전압을 DC-DC 컨버터(114)에 의해 각 부하에 따른 전압으로 변환하여 공급하도록 구성되어 있다. 따라서, 직접 구동을 행하고 싶은 논리계 부하도, 다른 부하와 마찬가지로 항상 정전압 제어 회로[DC-DC 컨버터(114)]을 통해 구동시켜야만 한다는 문제점이 있었다. 더우기, 결합 전지(113)을 이용하므로, 백업시 즉, 부하에 공급해야할 전압이 낮을 때에는 간단한 정전압 회로를 통해 결합 전지의 전압을 드롭시켜야만 하고, 쓸데 없는 전력이 소비된다는 문제점이 있었다.
또, 충전 개시 후, 곧 종래의 전자 기기를 휴대하여 외출해야만 하는 경우에는 충전을 중지해야만 하고, 외출전에 그 전자 기기를 사용할 때에 전지의 나머지 용량 부족 때문에 기기가 사용될 수 없다는 문제점이 있었다.
또, 피크 부하 특성 기기를 갖는 종래의 전자 기기에서는 전원 용량을 필요이상으로 크게 하기 때문에 비용 증대를 초래하고, 또 이것에 의해 장치의 대형화를 초래한다는 문제점이 있었다. 더우기, 전원 용량을 크게 해도 피크 부하의 영향을 전부 소거하고, 전자 기기의 오 동작을 완전하게 방지하는 것이 곤란했다.
본 발명은 상기 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 복수 전지의 사용이 자유도를 높혀 전지의 사용 효율을 향상시킴과 동시에, 소비 전력의 저감화를 도모하고, 충전 직후의 급한 용무에 대응하는 것이 가능한 전자 기기를 공급하는 것을 제1 목적으로 한다.
또, 본 발명은 소용량 전지의 사용을 가능하게 해서 비용의 저감화 및 장치의 소형화를 도모하고, 오동작 등 피크 부하의 영향을 배제하는 것이 가능한 전자기기를 공급하는 것을 제2 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 복수의 부하가 복수의 전지에 따라 개별적으로 구동되는 전자 기기에 있어서, 각 전지와 각 부하와의 접속 계통을 전자기기의 상태에 따라 자동적으로 전환하는 전환 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전자 기기의 상태는 상기 각 전지의 나머지 용량, 상기 각 부하의 부하 변동 또는 전자 기기의 온도 변화인 것을 특징으로 한다.
더우기, 시스템 클럭을 발생하는 시스템 클럭 발생 수단과, 급경사진 부하 특성(피크 부하 특성)을 갖는 피크 부하 특성 기기를 구비한 전자 기기에 있어서, 상기 피크 부하 특성 기기가 피크 전압을 발생하는 사이, 상기 시스템 클럭 발생 수단으로부터 발생된 시스템 클럭의 공급을 정지하고, 또는 해당 시스템 클럭을 분주하는 시스템 클럭 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 전자 기기의 제1 실시예의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다.
제1도에 있어서, 본 실시예의 전자 기기는 본 발명의 특징을 이루는 전지의 동적 접속 회로(1)과 기기 본체(2)로 구성되어 있다.
전지의 동적 접속 회로(1)은 기기 본체(2)를 구동하기 위한 전원인 동일 타입과 동일 용량의 전지(3 및 4)와, 상기 전지(3 및 4)의 단자 전압을 감시하는 전압 모니터(5)와, 전지(3 및 4)를 충전하기 위한 충전 제어부(6)과, 전지(3 및 4)와 기기 본체(2)와의 접속 계통을 전환하기 위한 스위치(7 ~ 12)와, 정전압 제어 회로인 DC-DC 컨버터(13 및 14)와, 각 부를 제어하는 CPU(20), CPU(20)이 실행하는 순서가 격납된 ROM(21)로 구성되어 있다.
또, 기기 본체(2)는 CPU, 메인 메모리, 백업 메모리, RTC(리얼 타임 클럭)등의 연산ㆍ제어 소자로 이루어지는 논리계 부하(15)와, 표시 장치(액정, 백라이트등), 기억 장치[하드 디스크 드라이브(HDD), 플로피 디스크 드라이브, IC 카드 등], 통신 제어부, 입력 장치(키보드, 디지타이저 등) 등으로 이루어지는 디바이스계 부하(16)으로 구성되어 있다. 여기에서, 논리계 부하(15)는, 최근에는 IC의 저 전압화와 에너지 절약에 의해 3.3V로 구동되어 전원 오프시에도 백업용으로 일부에 전원이 공급되어 온 상태로 되어 있다.
전지의 동적 접속 회로(1)에 있어서, 전지(3 및 4)는 특히 최근 실용되기 시작한 리튬 이온 이차 전지를 사용하고 있다. 여기에서, 리튬 이온 이차 전지를 사용하는 것은 전지 전압이 높고(평균 3.6V), 용량ㆍ체적 에너지 밀도가 높으며(고 용량), 자기 방전이 적고, 나머지 용량을 알기 쉬우며, 용이하게 충전할 수 있는 등의 많은 이점이 있기 때문이다. 나머지 용량을 알기 쉬운 것은 리튬 이온 이차 전지의 단자 전압은 방전에 따라 직선적으로 저하되기(4.2V ~ 2.8V) 때문에, 이 단자 전압을 감시하면, 전지의 나머지 용량을 검지할 수 있기 때문이다.
전압 모니터(5)는 상술한 바와 같이 전지(3 및 4)의 단자 전압을 감시하고, CPU(20)은 이 단자 전압에 의해 전지(3 및 4)의 나머지 용량을 판별하여 후술하는 방법에 의해 전지(3 및 4)의 접속 계통을 스위치(7 ~ 12)를 제어함으로써 변경한다. 또, 전지(3 및 4)의 나머지 용량을 판별한 결과, 충전이 필요할 때, CPU(20)은 충전제어부(6)에 전지(3) 또는 전지(4)의 충전을 도시하지 않은 AC 어댑터에 의해 행하는 것을 지시한다. 또, 리튬 이온 이차 전지의 충전은 정전압 충전(전류 제한 부착)장치로 이루어지는 AC 어댑터(도시하지 않음)에 의해 행해진다.
DC-DC 컨버터(13)은 논리계 부하(15)로 공급되는 전압을 생성하는 정전압 제어 회로로, 전지(3 및 4) 또는 AC 어댑터(도시하지 않음)로부터 공급되는 전압을 3.3 V로 변환한다. 또, 백업시에 DC-DC 컨버터(13)에 공급되는 전압은 DC-DC 컨버터(13)으로부터의 출력이 아니라 시리즈 회로(도시하지 않음)로부터의 출력을 사용하고 있다. 더우기, 논리계 부하(15)에는 스위치(12)에 의해 전지(3 및 4)로부터의 직접 구동에 의한 전압과 DC-DC 컨버터(13)에 의한 전압이 선택되어 인가된다.
DC-DC 컨버터(14)는 디바이스계 부하(16)에 공급되는 전압을 발생하는 정전압 제어 회로로, 전지(3 및 4)로부터 공급되는 전압을 디바이스계 부하(16)에 필요한 전압 예를 들면, 5 V, 12 V, -20 V 등의 전압으로 변환한다. 전원 오프시에, DC-DC 컨버터(14)의 출력은 전부 오프되도록 구성되어 있다.
이하, 이상과 같이 구성된 전자 기기의 전지(3 및 4)의 접속 계통을 설명한다.
제2도는 제1도의 전지(3 및 4)의 단자 전압과 논리계 부하(15)의 구동 방식과의 관계를 도시하는 도면으로, 종축은 전압 V를 나타내고, 횡축은 시간 t를 나타내고 있다.
논리계 부하(15)에 공급되는 전압의 허용 범위는 3.3V ± 10 %이기 때문에, 그 공급 전압은 3.0 V ~ 3.6 V 의 범위인 것이 필요하다. 따라서, 전지(3 및 4)의 단자 전압이 3.6 V보다 높을 때 즉, 시간 t0~ t1의 사이에서는 DC-DC 컨버터(13)을 통해 그 단자 전압을 3.3 V로 강압(강압 정전압 제어)한다.
다음에, 전지(3 및 4)의 단자 전압이 3.0V ~ 3.6V의 범위일 때, 즉 시간 t1~ t2의 사이에서는 전지(3 및 4)의 출력 전압을 직접 논리계 부하(15)에 공급(직접 구동)한다. 이것은 DC-DC 컨버터(13)을 통함으로써, 전력 효율을 저하시키지 않도록 하기 위한 것이다. 따라서, 어느 쪽인가 한쪽의 전지의 단자 전압이 이 전압 범위에 들어 가면, 그 전지를 우선하여 논리계 부하(15)에 접속하여 논리계 부하(15)의 직접 구동으로 할당한다. 또, 전지(3 및 4)의 단자 전압이 함께 이 전압 범위에 들어 있으면, 적절하게 접속을 교체시킴으로써 제어한다.
더우기, 전지(3 및 4)의 단자 전압이 저하되고, 논리계 부하(15)에 공급되는 전압의 허용 범위를 하회할 때, 즉, 시간 t2이후에서는 DC-DC 컨버터(13)을 통해 그 단자 전압을 3.3 V로 승압(승압 정전압 제어)한다.
제3도는 전지(3 및 4)의 단자 전압과 접속ㆍ구동 모드와의 관계를 도시하는 상태 천이도이다. 제3도 중, 횡축은 논리계 부하(15)에 접속되어 있는 전지의 단자 전압 VA를 도시하고, 종축은 디바이스계 부하(16)에 접속되어 있는 전지의 단자 전압 VB를 도시하고 있다. 또, 화살표는 모드 변경을 표시하고 있다.
모드 1은 전지(3 및 4)의 단자 전압이 동시에 3.6 V이상이고, 전지(3 및 4)가 논리게 부하(15) 또는 디바이스계 부하(16) 중 어느 것의 부하에 접속되어도 좋은 모드이다.
모드 2는 전지(3 및 4) 중의 어느 한 쪽의 단자 전압이 상기 놀리계 부하(15)를 직접 구동하는 전압 범위(3.0V ~ 3.6V)에 들어 있고, 그 전지를 논리계 부하(15)에 접속시키는 모드이다.
모드 3은 전지(3 및 4)의 단자 전압이 동시에 저하되고, 한 쪽의 전지의 단자 전압은 3.0 V이하로 되며, 다른 쪽의 전지의 단자 전압은 논리계 부하(15)의 직접 구동의 전압 범위(3.0 V ~ 3.6 V)이고, 후자의 전지는 소비 전력이 큰 디바이스계 부하(16)에 접속되며, 전자의 전지는 승압하기 위해 DC-DC 컨버터를 통해 논리계부하(15)에 접속하는 모드이다.
모드 4는 전지(3 및 4)의 단자 전압이 동시에 3.0 V이하로 되고, 전지(3 및 4)를 직렬로 접속하여 그 전압을 DC-DC 컨버터(13 및 14)에 공급하는 모드이다. 이 때, 리튬 이온 이차 전지는 나머지 용량에 상관없이 내부 임피던드가 일정하기 때문에, 쌍방의 전지(3 및 4)의 나머지 용량이 달라도 직렬 접속에 의한 폐단과 손해가 발생하지 않는다.
모드 5는 전지(3 및 4)중의 한 쪽의 전지가 충전 직후이고, 다른 쪽의 전지가 거의 나머지 용량이 없을 때에, 상기 한쪽의 전지만으로 기기 전체의 구동을 행하도록 하는 모드이다.
더우기, 셧다운 모드는 전지(3 및 4)의 단자 전압이 동시에 2.8V이하로 되고, 전지의 수명에 한계가 보이기 때문에 이들 이상의 기기의 사용을 금지하여 백업만을 확실히 행하는 모드이다.
제4a도 및 제4b도는 전지(3 및 4)의 단자 전압과 각 모드와의 천이를 도시하는 도면으로, 종축은 전압 V를 도시하고, 횡축은 시간 t를 도시하고 있다. 제4a도는 모드 1에서 모드 2를 통해 모드 3으로의 추이를 도시하고, 제4b도는 모드 5에서 모드 4를 통해 셧다운 모드로의 추이를 도시하고 잇다. 또, 전지(3 및 4)는 동시에 충전 직후의 상태를 상정하기 때문에, 전지(3 및 4)의 단자 전압의 초기치는 동시에 4.2V로 된다.
제4a도에 있어서, 먼저, 전지(3)(단자 전압 VA)이 논리계 부하(15)에 접속되고, 전지(4)(단자 전압 VB)가 디바이스게 부하(16)에 접속되어 모드 1의 상태로 된다. 다음에, 소비 전력이 큰 디바이스계 부하(16)에 접속된 전지(4)의 단자 전압 VB가 전지(3)의 단자 전압 VA보다 빨리 전압 강하되고, 시간 t1에서 3.6V로 되면, 전지의 접속을 전환하며, 즉, 전지(3)을 디바이스계 부하(16)에 접속하고, 전지(4)를 논리계 부하(15)에 접속하도록 변경한다(모드 2).
다음에, 이 접속 상태에서 전압이 저하하면, 단자 전압 VA와 단자 전압 VB의 전압 관계가 역전되고, 그 차가 일정 전압(예를 들면 0.2V) 이상으로 될 때(시간 t2), 다시 전지(3 및 4)의 부하(15 및 16)의 접속을 변경한다. 이와 같이, 모드 2에서는 전지(3 및 4)와 부하(15 및 16)과의 접속을 전지(3)과 전지(4)와의 전압 차에 따라 변경한다.
그리고, 전지(3 및 4)의 어느 한 쪽의 단자 전압이 3.0 V이하로 될 때(시간t3), 모드 3으로 이행하고, 더우기 단자 전압 VA, VB가 저하되면(시간 t4), 모드 4로 이행한다.
또, 제4b도에 있어서, 전지(3 및 4) 중의 한 쪽의 전지만이 충분한 나머지 용량을 갖고 있을 때는 그 전지[제4b도에서는 전지(3)]만으로 논리계 부하(15) 및 디바이스계 부하(16)을 구동한다(모드 5). 그리고, 더우기, 전지(3 및 4)의 단자 전압이 저하하면, 시간 t5에서 모드 4로 이행하고, 시간 t6에서 셧다운 모드로 이행한다.
제5도는 모드 2에서의 스위치(7~12)의 접속 상태의 한 예를 도시하는 도면이다. 제5도에 있어서, 논리계 부하(15)로는 스위치(10), 스위치(12)를 통해 스위치(7)에 의해 부하가 어스된 전지(3)의 전압이 직접 공급된다. 디바이스계 부하(16)으로는 스위치(11)을 통해 DC-DC 컨버터(14)에 의해 승압된 전지(4)의 전압이 공급된다.
제6도는 모드 4에서의 스위치(7 ~ 12)의 접속 상태의 한 예를 도시하는 도면이다. 제6도에 있어서, 스위치(7 및 8)에 의해 전지(3 및 4)가 직렬로 접속된다. 논리계 부하(15)로는 직렬로 접속된 전지(3 및 4)의 전압이 스위치(9 및 10)을 통해 DC-DC 컨버터(13)에 의해 승압되어 스위치(12)를 통해 공급된다. 디바이스계 부하(16)으로는 직렬로 접속된 전지(3 및 4)의 전압이 스위치(9 및 11)을 통해 DC-DC컨버터(14)에 의해 승압되어 공급된다.
제7도는 모드 5에서의 스위치(7 ~ 12)의 접속 상태의 한 예를 도시하는 도면이다. 제7도에 있어서, 전지(4)는 스위치(7 및 8)에 의해 부하(15 및 16)로부터 완전히 분리된다. 이 때, 전지(4)는 충전 제어부(6)의 제어에 의해 AC 어댑터(도시하지 않음)에서 충전이 행해진다. 논리계 부하(15)로는 부하가 스위치(7)에 의해 어스된 전지(3)의 전압이 스위치(9 및 10)을 통해 DC-DC 컨버터(13)에 의해 승압되어 스위치(12)를 통해 공급된다. 디바이스계 부하(16)으로는 마찬가지로 전지(3)의 전압이 DC-DC 컨버터(14)에 의해 승압되어 공급된다.
제8도 내지 제11도는 각 모드의 모드 천이를 행하는 서브 루틴의 순서를 도시하는 플로챠트이다. 동적 접속 회로(1) 내의 CPU는 소정의 시간 마다 타이머 인터럽트를 발생시키고, 그 인터럽트 처리에 있어서, 항상 전압 모니터(5)에 의해 전지(3 및 4)의 단자 전압을 감시함과 동시에, 현재의 모드에 따른 서브 루틴 처리를 행한다. 즉, 전지(3 및 4)의 단자 전압과 현재의 모드를 비교하여 현재의 모드를 계속하거나 다른 모드로 천이시키는 것을 결정한다.
제8도는 모드 1의 처리 순서를 도시하는 서브 루틴의 플로챠트이다.
현재의 모드가 모드 1일 때, CPU(20)은 이 서브 루틴을 ROM(21)로부터 불러내고, 우선 단자 전압 VA, VB가 동시에 3.6 V 이상인지 여부를 판별하며(단계 S1), 3.6 V이상일 때는 본 서브 루틴 처리를 종료한다. 한편, 단계 S1에서, 단자 전압 VA, VB의 한쪽이 3.6 V를 하회할 때는 단계 S2에서 스위치(12)의 접속을 단자(1)로 전환하고, 논리계 부하(15)에는 DC-DC 컨버터(13)으로부터의 출력이 공급되도록 하며, 스위치(10 및 11)의 접속을 전환하여 전지(3 및 4)와 논리계 부하(15) 및 디바이스계 부하(16)과의 접속을 역전시킨다. 다음에, 단계 S3에서, 현재의 모드를 모드 2로 변경하여 본 서브 루틴 처리를 종료한다.
제9도는 모드 2 및 모드 4의 처리 순서를 도시하는 서브 루틴의 플로챠트이다.
모드 2에서는 먼저, 단계 S11에서 단자 VA, VB가 동시에 3.0 V 이상인지 여부를 판별하고(단계 S11), 3.0 V이상일 때에는 단계 S12로 진행하며, 단자 전압 VA와 단자 전압 VB와의 차가 0.2 V 이상인지 여부를 판별하고, 그 차가 0.2 V보다 작을 때, 즉 제4도에서 시간 t2로 되기 전일 때에는 본 서브 루틴 처리를 종료한다. 한편, 단계 S12에0서, 차가 0.2 V 이상일 때 즉, 시간 t2로 될 때에는 단계 S13에서 제8도의 단계 S2와 마찬가지로 스위치(10 및 11)의 접속을 전환한 후에 본 서브 루틴 처리를 종료한다.
또, 단계 S11에서, 단자 전압 VA, VB가 동시에 3.0V 이상이 아닐 때 즉, 단자 전압 VB가 3.0 V보다 작을 때에는 단계 S14로 진행하고, 단자 전압 VB가 2.8V 이상인지 여부를 판별하며, 단자 전압 VB가 2.8 V이상일 때에는 단계 S15으로 진행하고, 제8도의 단계 S2와 마찬가지로 해서 스위치(12) 및 스위치(10 및 11)의 접속을 전환한 후, 본 서브 루틴을 종료한다. 한편, 단계 S14에서, 단자 전압 VB가 2.8 V보다 작을 때에는 단계 S17로 진행하고, 상술한 셧다운 모드 처리를 행하며, 단계 S18에서 백업 상태로 들어간 후에 본 서브 루틴 처리를 종료한다.
또, 모드 4에서는 단계 S21에서, 단자 전압 VA, VB가 동시에 2.8 V 이상인지 여부를 판별하고, 동시에 2.8 V 이상일 때는 본 서브 루틴 처리를 종료하며, 한편 동시에 2.8V 미만일 때에는 모드 2의 단계 S17,S18의 처리를 행한 후에, 본 서브 루틴 처리를 종료한다.
제10도는 모드 3의 처리 순서를 도시하는 서브 루틴의 플로챠트이다.
모드 3에서는 먼저, 단계 S31에서 단자 전압 VB가 3.0 V이상이거나, 단자 전압 VA가 2.8 V 이상에서 3.0 V미만인지 여부를 판별하고, 이 범위 이외일 때에는 본 서브 루틴 처리를 종료한다. 한편, 단계 S31의 판별 결과가 그 범위 이내일 때에는 단계 S32로 진행하고, 스위치(9, 10 및 11)의 접속을 각각 단자(1)로 전환하며, 스위치(8)의 접속을 단자(1)에서 단자(2)로 전환하고, 스위치(7)의 접속을 단자(2)로 부터 단자(1)로 전환한다. 즉, 전지(3 및 4)를 직렬로 접속하여 DC-DC 컨버터(14 및 13)에 공급한다. 또, 단계 S32 중, x는 단자 번호가 어떤 번호이어도 좋다는 것을 표시하고 있다.
다음에, 단계 S33에서, 현재의 모드를 모드 4로 변경하고, 단계 S34에서, 충전 요구 플래그를 세트한다. 도시하지 않은 다른 루틴에서는 이 충전 요구 플래그를 항상 감시하고, 이 플래그가 세트되어 있을 때에, 충전 제어부(6)은 충전해야 할 전지를 충전하며, 충전이 종료하면 충전 요구 플래그를 리세트한다.
제11도는 모드 5의 처리 순서를 도시하는 서브 루틴의 플로챠트이다.
모드 5에서는 먼저, 단계 S41에서 단자 전압 VA가 2.8 V이상인지 여부를 판별하고, 단자 전압 VA가 2.8 V이상일 때에는 본 서브 루틴 처리를 종료한다.
한편, 단자 전압 VA가 2.8 V 미만일 때에는 단계 S42로 진행하고, 제10도의 단계 S32와 마찬가지로 해서 스위치(7 ~ 9)를 전환한 후에, 현재의 모드를 모드 4로 변경하고(단계 S43), 충전 요구 플래그를 세트한(단계 S44) 후에, 본 서브 루틴을 종료한다.
이상과 같이 해서, 전지(3 및 4)의 단자 전압에 따라 동작 모드를 변경하므로, 전지의 나머지 용량에 따라 전지를 적절한 부하에 접속할 수 있고, 충전 중에 외출해야만 할때에도 2개의 전지의 나머지 용량을 사용함으로써, 외출 전에 이 전자기기를 사용할 수 있다. 또, 한쪽의 전지 전압이 논리계 부하(15)의 직접 구동에 적당한 전압 범위 내일 때에는 그 전지가 우선하여 논리계 부하(15)에 접속되고, 다른 쪽의 전지가 디바이스계 부하(16)으로 접속되므로, 전지(3 및 4)와 본체(2)와의 최적의 접속이 가능하게 된다. 더우기, 전지(3 및 4)의 용량이 동시에 저하될 때, 쌍방의 전지(3 및 4)를 직렬로 접속하도록 했으므로, 최고 중요한 요소에 집중해서 최후까지 전지를 공급할 수 있다.
또,각 스위치를 전환하는 타이밍에서, 오동작을 일으키지 않도록 그 기간에 있어서, 기기 전체의 동작을 일시 홀드하고, 또 각 회로망에서 충분히 용량의 콘덴서를 접속해 두는 것은 말할 필요도 없다.
또, 본 실시예에서는 스위치(7 ~ 12)로서 전체 릴레이와 같은 기계식 스위치를 사용했지만, 이것에 한정되지 않고, MOS 트랜지스터 등의 반도체 스위치 등도 좋고, 스위칭 가능하다면 어느 수단이라도 좋다는 것은 말할 필요도 없다. 더우기, 전지로서 리튬 이온 전지를 이용했지만, 다른 이차 전지로도 좋고, 충전을 하지 않으면, 일차 전자로도 좋다. 또, 2조의 전지로 한정되는 것이 아니다라는 것을 말할 것도 없다.
다음에, 본 발명에 따른 전자 기기의 제2 실시예를 설명한다.
상기 제1 실시예는 전지의 용량에 따라 그 접속 계통을 변경하는 것에 대해 본 실시예는 기기 본체(2)의 부하 변동에 따라 접속 계통을 변경하는 점만이 다르므로, 본 실시예는 상기 제1 실시예와 동일한 장치를 이용하여 모드 천이만을 변경한다.
제12도는 본 실시예의 모드 천이를 도시하는 도면이다. 제12도에 도시하는 바와 같이 현재의 전자 기기는 에너지 절약의 관점에서 여러가지의 상태 모드를 갖고 있다. 여기에서, 파워 다운 모드는 표시 및 입력 디바이스를 온 상태, HDD를 오프 상태, CPU 클럭을 정지 상태로 하는 모드이고, 슬립 모드는 더우기 표시를 오프 상태로 하는 모드이며, 셧다운 모드(서스펜드 모드)는 백업 부분을 소거하여 전체의 기능을 오프 상태로 하는 모드이다. 이들 모드의 상태 천이의 요인은 제12도에 도시되어 있다. 예를 들면, 동작 모드시에, 어느 것도 입력되지 않고 소정의 시간이 경과하면, 파워 다운 모드로 이행한다. 더우기, 소정의 시간이 경과하면, 슬립모드로 이행하도록 함으로써 모드 천이가 행해진다.
상기 파워 다운 모드에서의 접속 계통은 상기 제1 실시예의 모드 1~5에 따라 변경된다. 또, 슬립 모드 및 셧다운 모드에서의 접속 계통은 제13도에 도시하는 상태에 따라 변경된다. 이 때, 제13도에 도시한 바와 같이 기본적으로는 1개의 전지(단자 전압 VA를 공급하는 전지)에 의해 기기 본체(2)가 구동된다.
먼저, 이 모드에 들어 있을 때, 전지(3 및 4) 중의 단자 전압이 높은 쪽의 전지가 단자 전압 VA로 되도록 접속되고, 이하 제13도에 따라 전지의 접속 계통을 변경한다. 즉, 단자 전압 VA가 상태 (a) (4.2 ＞ VA3.6)일 때에, 논리계 부하(15)에는 제1도의 DC-DC 컨버터(13)을 통해 강압된 전압이 공급되고, 단자 전압 VA가 상태 (b) (3.6 ＞ VA3.0)일 때, 논리계 부하(15)는 DC-DC 컨버터(13)을 통하지 않고 직접 구동된다. 또, 단자 전압 VA가 3.0 V 미만으로 되면, 단자 전압 VA는 또한쪽의 전지로부터 전압이 공급되도록 함으로써, 접속 계통이 전환된다. 또, 접속 계통을 전환할 때에는 일순 CPU(20)이 기동되어 상기 스위치(7~12)를 전환한다. 일반적으로, 이 전환은 유저가 알 수 없도록 행해진다.
제14도는 제13도의 상태 (b)의 접속 계통의 한 예를 도시하는 도면이다. 예를 들면, 동작시의 모드가 모드 2(제5도)인 경우에, 본 기기가 슬립 모드로 들어가면, 제14도에 도시하는 접속 계통으로 된다. 즉, 스위치(8~11)이 제14도와 같이 전환되고, 전지(3)에서만 기기 본체(2)로 전압이 공급된다.
이상과 같이 해서, 본 실시예의 구성에 의해 서스펜드시나 슬립 시에 한쪽의 전지만 백업 공급용 전원으로 하고, 다른 쪽의 전지를 휴양 또는 단독으로 충전시키는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시예에서는 부하 변동에 대해서 간단한 적응 예를 도시한 것이지만, 이것에 한정되지 않고, 파워 매니지먼트에 따른 예상되어야 할 부하 변동과 동시에, 통상 동작 중에 큰 부하 입력에 따라 계(시스템)가 혼란되어 버리는 것이 인지되는 경우에도 안전 사이드로 접속 변경하도록 해도 좋다.
다음에, 본 발명에 따른 전자 기기의 제3 실시예를 설명한다.
상기 제1 및 제2 실시예는 기본적으로 전지만으로 기기 본체(2)를 구동하는 경우의 접속 계통을 도시하는 예인 것에 비해, 본 실시예는 AC 어댑터가 기기 본체(2)에 접속되어 있을 때는 그 AC 어댑터로부터 기기 본체(2)에 전압을 공급하는 점이 다르다.
제15도는 본 실시예의 전자 기기의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다. 제15도는 제1도에 비해 AC 어댑터(24)가 추가되어 이것에 따라 다이오드(22 및 23)이 추가된 점만이 다르므로, 제12도와 제1도와의 대응하는 요소에는 동일한 부호를 첨부하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
AC 어배터(24)는 다이오드(22)를 통해 스위치(10)의 단자(1)에 접속되고, 스위치(9)의 출력측은 다이오드(23)을 통해 스위치(10)의 단자(1)에 접속되어 있다. 더우기, AC 어댑터(24)는 충전 제어부(6)에도 전압을 공급하고 있다.
AC 어댑터(24) 사용시는 동작, 파워 다운, 슬립, 셧다운의 전체의 모드에 있어서, 스위치(10 및 11)은 단자(1)에 접속되고, 스위치(2)는 단자(2)에 접속된다. 다만, AC 어댑터(24)는 순간적으로 단속되거나 잘못하여 이탈되는 등의 위험이 있기 때문에, 반드시 한쪽의 전지가 접속되어 있다. 여기에서는 전지(3)이 접속되어 있다. 또, 전지를 접속함으로써, AC 라인 노이즈를 흡수한다는 큰 효과도 발생한다.
또, 충전 제어부(6)에는 AC 어댑터(24)에 의해 전압이 공급되므로, 전지(3)의 단자 전압이 3.0 V 이하에서 상기 제1 실시예에서 설명한 충전 플래그가 세트되어 있을 때는 이 공급 전압을 이용하여 충전이 행해진다.
또, 리튬 이온 이차 전지의 경우에는 충전 전압이 4.2 V를 초과하면, 문제가 있기 때문에 하나씩 충전하는 쪽이 제어하기 쉽다는 면이 있지만, 이것에 한정되지 않고 접속 계통을 변경하면, 리튬 이온 이차 전지를 직렬 접속하여 충전할 수 있다는 것이 가능한 것을 말할 필요가 없다.
다음에, 본 발명에 따른 전자 기기의 제4 실시예를 설명한다.
본 실시예는 전자 기기의 주위의 환경(예를 들면, 온도)가 변화한 경우에, 그 환경에 적응하도록 구성한 한 예이다.
전지는 일반적으로 전기 화학 반응에 따라 전류를 취출하고 있다. 본 실시예에서 사용하고 있는 리튬 이온 이차 전지는 산화 환원 반응에 의한 이온의 흐름을 취출하므로, 발열이 적다는 이점이 있는 반면, 저온 환경하에서는 전지의 사고 발열이 작아 방전에 불리한 경우도 있다. 물론, 전기 호학 반응을 원리로 하는 전지에서도 저온에 대해서는 불리하다.
그래서, 본 실시예는 전자 기기가 설치되어 있는 환경의 온도를 검지하고, 이것에 따라 전지의 접속 계통을 변경하는 것이다.
제16도는 그 한 예로서 저 온시의 모드 천이도(제3도 상온)을 도시한 것이다. 모드 3을 제거하고, 한 쪽의 전지 전압이 3.0 V이하로 된 시점에 직렬 접속(모드 4)으로 전환하며, 쌍방이 3.0 V 이하로 되었을 때, 셧다운 모드로 들어가게 된다.
본 실시예의 전자 기기에서는 현재 온도를 측정하기 위한 센서를 구비하고(도시하지 않음), 저온의 전환은 5℃~10℃를 기준으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 ~ 제4 실시예에서는 전자 기기의 상태로서 전자 기기의 전지 용량, 부하, 온도 등의 변동에 따라 전지의 접속 계통을 변경함으로써 전지의 사용 효율을 향상시켜 에너지 절약을 도모하고, 전지의 수명을 연장하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명이 해결하는 제2 목적을 달성하는 실시예에 대해 설명한다.
제17도는 본 발명에 따른 전자 기기의 제5 실시예의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다. 제17도에 있어서, 본 실시예의 전자 기기는 기기 본체에 전압을 공급하는 전원(31)과, 피크 부하 특성을 갖는 모터나 전구 등으로 이루어지는 피크 부하 특성 기기(32)와, 상기 부하 특성 기기(32)의 온ㆍ오프 제어를 행하는 제어기(33)과, 이 제어기(33)을 포함하는 전자 기기 전체의 제어를 담당하는 마이크로 프로세서(34)와, 시스템 클럭을 발생하는 클럭 발생기(35)와, 클럭 발생기(35)로부터 발생되는 시스템 클럭을 제어하여 그 시스템 클럭을 마이크로 프로세서(34)에 공급하는 클럭제어기(36)과, 각종 시간을 계시하는 타이머(37)로 구성되어 있다.
클럭 발생기(35)는 클럭 제어기(36)을 통해 마이크로 프로세스(34) 및 제어기(33)에 접속되고, 시스템 클럭은 전자 기기 전체에 공급된다. 또, 마이크로 프로세스(34)는 제어기(33) 및 클럭 제어기(36)에 접속되어 그 제어기(33 및 36)의 제어를 행한다.
제18도는 제17도의 클럭 제어기(36)의 상세한 구성을 도시하는 블럭도이다. 제18도에 있어서, 클럭 제어기(36)은 2개의 D 플립 플롭(41 및 42)와, 타이머를 구성하는 다운 카운터(43)과, 카운트값을 설정하는 레지스터(44)와, JK 플립 플롭(45)와, AND 회로(46 및 47)과, 인버터(48)로 구성되어 있다.
클럭 발생기(35)로부터 출력된 시스템 클럭 CLK는 D 플립 플롭(41) 및 다운 카운터(43)의 각 클럭 입력 단자로 공급됨과 동시에, 인버터(48)을 통해 D 플립 플롭(42)의 클럭 입력 단자에도 공급되고, 더우기 AND 회로(47)의 한 입력 단자에 공급된다. 또, 시스템 리세트 신호 RS는 D 플립 플롭(41 및 42), 다운 카운터(43), 및 JK 플립 플롭(45)의 각 리세트 단자에 반전되어 공급된다. 마이크로 프로세스(34)로부터의 출력 신호 CPU-OUT는 D 플립 플롭(41)의 입력 단자 D에 공급됨과 동시에, AND 회로(46)의 한 입력 단자에 공급되고, AND 회로(46)의 다른 입력 단자에는 D 플립 플롭(41)의 출력 단자 Q의 출력이 공급된다. AND 회로(46)의 출력 A46-OUT는 다운 카운터(43)의 로드 단자에 공급됨과 동시에, JK 플립 플롭(45)의 입력 단자 J에 공급된다.
다운 카운터(43)의 데이타 입력 단자에는 레지스터(44)의 데이타 출력이 공급되고, 다운 카운터(43)은 캐리 신호를 캐리 출력 단자 CO로부터 JK 플립 플롭(45)의 입력 단자 K에 공급한다. 더우기, JK 플립 플롭(45)의 출력 단자 Q로부터의 출력 JK-OUT는 D 플립 플롭(42)의 입력 단자 D에 공급된다. D 플립 플롭의 출력 단자Q의 출력은 AND 회로(47)의 다른 입력 단자에 공급되고, 상기 시스템 클럭 CLK와 논리곱을 취해 마이크로 프로세서(34)에 신호 CPU-CLK로 공급된다.
이하, 이상과 같이 구성된 본 실시예의 전자 기기의 제어 처리를 제19도의 타이밍챠트를 참조하여 설명한다.
제19도는 제17도의 클럭 제어기(36)의 동작 타이밍을 도시하는 타이밍챠트이다. 제19도 중 각 신호는 위에서 순서대로 시스템 클럭 CLK(a), 마이크로 프로세스서(34)로부터의출력 신호인 CPU-OUT(b), AND 회로(46)의 출력 신호 A46-OUT(c), 다운 카운터(43)의 캐리 출력 CO(d), JK 플립 플롭(45)의 출력 JK-OUT(e), D 플립 플롭(42)의 출력 D42-OUT(f), AND 회로(47)의 출력인 CPU-CLK(g)를 표시하고 있다.
통상적으로, 시스템 클럭 CLK은 클럭 발생기(35)에서 발생되면, 그 파형을 유지한 채로 클럭 제어기(36)을 빠져 나가 마이크로 프로세서(34)로 입력된다. 이 상태는 시스템 리세트 신호 RS에 의한 초기화 처리에서도 유지된다.
먼저, 마이크로 프로세서(34)는 피크 부하 특성 기기(32)를 온하기 위하여 제어기(33)에 온 신호를 출력한다. 이 신호는 제19b도의 CPU-OUT로 도시하는 타이밍으로 출력된 것이다. 클럭 제어기(36)은 이 신호 CPU-OUT를 감시하고, 제18도의 D 플립 플롭(41)과 AND 회로(46)에 의해 신호 CPU-OUT는 1 쇼트화되어 AND 회로(46)으로부터 출력된다[재19c도의 A46-OUT]. 이 신호 A46-OUT에 의해 JK 플립 플롭(45)가 세트됨과 동시에, 다운 카운터(43)에 레지스터(44)의 설정치 즉, 시스템 클럭 CLK를 정지하는 시간이 로드된다. 이 레지스터(44)의 설정치는 피크 부하 특성 기기(32)로 큰 전류가 흐르는 시간보다도 긴 시간의 값을 설정해 둔다.
다운 카운터(43)은 이 로드된 설정치를 다운 카운트하고 종료하면, 캐리 신호를 출력 단자 CO로부터 출력하며, JK 플립 플롭(45)를 리세트한다. 따라서, JK 플립 플롭(45)의 출력 JK-OUT는 신호 A46-OUT의 펄스의 하강에서 하이로 되고, 그후 캐리 출력 신호 CO가 상승되며, 시스템 클럭 CLK가 1클럭 출력된 후에 로우로된다.
다음에, 출력 신호 JK-OUT가 하강한 후에, 시스템 클럭 CLK의 하강에 동기하여, D 플립 플롭(42)는 출력 단자 Q로부터 하이를 출력한다. 이 시스템 클럭 CLK의 하강에 동기시킴과 동시에, 해저드의 발생을 방지시킬 수 있다. 이와 같이해서, AND 회로(47)의 출력 CPU-OUT는 D 플립 플롭(42)의 출력 단자 Q로부터 로우가 출력되는 사이 즉, 피크 부하 특성 기기(32)에 큰 전류가 흐르는 사이, 클럭의 출력을 정지한다. 따라서, 피크 부하 특성 기기(32)에 의한 전압 저하에 의해 발생하는 마이크로 프로세스(34)의 오동작을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시예의 다른 제어 처리 예로서는 큰 전류가 흐르고 있는 시간보다 짧은 시간을 레지스터(44)에 설정하고, 다운 카운터(43)의 카운트가 종료한 후에, 또 큰 전류가 흐르므로, 다시 마이크로 프로세스(34)로 하여금 신호 CPU-OUT를 하이로 시키는 것과 같은 제어 처리가 고려된다. 이렇게 함으로써, 다운 카운터(43)의 카운트가 종료할 때마다 CPU-CLK의 출력이 공급되므로, 클럭의 분주와 마찬가지의 제어 처리를 행할 수 있다. 이 때, 1회당 마이크로 프로세스(34)의 동작 시간을 단시간으로 함으로써, 마이크로 프로세스(34)의 전원 라인에 통상 설치되어 있는 전해 콘덴서의 동작에 의해 마이크로 프로세스(34)의 전원 전압의 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 이 제어 처리를 행함으로써, 마이크로 프로세스(34)를 완전히 정지시키지 않기 때문에, 단시간에 인터럽트 처리 등의 다른 처리도 행할 수 있다.
제20도는 본 발명에 따른 전자 기기의 제6 실시예의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다.
본 실시예가 상기 제5 실시예에 대해 다른 점은 전원(31)과 제어부(33)과의 사이에 미소 저항과 디텍터를 병렬 접속한 회로를 삽입하고, 클럭 제어기의 내부 구성을 변경한 점뿐이므로, 제20도에 있어서, 제17도와 대응하는 요소에는 동일 부호를 첨부하며 그 상세한 설명은 생략한다.
제20도에 있어서, 본 실시예의 전자 기기는 전원(31)의 출력 측에 전해 콘덴서(51)이 접속되고, 전해 콘덴서(51)의 출력 측은 피크 부하 특성 기기(32)로 흐르는 전류를 검출하는 검출기인 미소 저항(52) 및 미소 저항(52)의 양단의 전압치를 검출하는 디텍터(53)의 입력 측에 접속되며, 미소 저항(52) 및 디텍터(53)의 출력측은 제어기(33)의 입력 측에 접속되어 있다. 또, 디텍터(53)은 클럭 제어기(54)에 접속되어 있다.
제21도는 제20도의 클럭 제어기(54)의 상세한 구성을 도시하는 블럭도이다. 제21도 중, 클럭 제어기(54)는 제18도의 D 플립 플롭(42), AND 회로(47), 인버터(48)로만 구성되고, 이들 요소의 접속 관계도 제18도의 대응하는 요소의 접속 관계와 동일하다. 미소 저항(52)의 제어기(33)측은 디텍터(53)의 입력 단자 I1에 접속되고, 미소 저항(52)의 전해 콘덴서(51)측은 디텍터(53)의 입력 단자 I2에 접속되어 있다. 디텍터(53)의 출력 단자 O는 D 플립 플롭(42)의 입력 단자 D에 접속되어 있다.
이하, 이상과 같이 구성된 본 실시예의 전자 기기의 제어 처리를 제22도의 타이밍챠트를 참조하여 설명한다.
제22도는 제21도의 클럭 제어기(54)의 동작 타이밍을 도시하는 타이밍챠트이다. 제22 도 중 각 신호는 위에서 순서대로, 시스템 클럭 CLK(a), 미소 저항(52)에 흐르는 전류를 변환한 양단의 전압 VR(b), 디텍터(53)의 출력 DET-OUT(c), D 플립 플롭(42)의 출력 D42-OUT(d), AND 회로(47)의 출력인 CPU-CLK(e)를 도시하고 있다.
상술한 제5 실시예와 마찬가지로, 통상 시스템 클럭 CLK은 클럭 발생기(35)로부터 발생되면, 그 파형을 유지한 채로 클럭 제어기(36)을 빠져 나가, 마이크로 프로세스(34)에 입력된다. 이 상태는 시스템 리세트 신호 RS에 의한 초기화 처리에서도 유지된다.
먼저, 마이크로 프로세스(34)는 피크 부하 특성 기기(32)를 온하기 위하여 제어기(33)에 온 신호를 출력한다.
그러면, 피크 부하 특성 기기(32)에 전해 콘덴서(51)로부터 큰 전류가 흐르기 시작한다. 이 때, 전해 콘덴서(51)에 따라 전원(31)로부터 큰 전류가 흐르기 시작하지만, 어느 정도 시간이 있다. 이 사이에, 시스템 클럭 CLK를 이하의 제어 처리에 의해 정지시킨다.
상술한 바와 같이, 상기 큰 전류를 미소 저항(52)에 의해 전압으로 변환한 신호가 제22도의 신호 VR이다. 순간적으로, 전압이 상승한 후에 정상 전압으로 된다. 이 전압은 디텍터(53)에 의해 디지탈 값으로 변환되고, 신호 DET-OUT로 D 플립 플롭(42)의 입력 단자 D에 공급되다. D 플립 플롭(42)에서는, 신호 DET-OUT는 시스템 클럭 CLK에 동기하여 반전 출력되어 신호 D42-OUT로서 AND 회로(47)의 한 입력 단자에 공급된다. AND 회로(47)은 신호 D42-OUT와 시스템 클럭 CLK과 논리 곱을 취하고, 이 결과를 신호 CPU-CLK[제22e도의 CPU-CLK]로서 마이크로 프로세스(34)에 공급한다. 이 시스템 클럭 CLK의 하강에동기시킴으로서, 해저드의 발생을 방지시킬 수 있다.
이상과 같이 해서, 본 실시예에서도 상기 제5 실시에와 마찬가지로, AND, 회로(47)의 출력 CPU-OUT는 D 플립 플롭(42)의 출력 단자 Q로부터 로우가 출력되는 사이 즉, 피크 부하 특성 기기(32)에 큰 전류가 흐르는 사이 클럭의 출력을 정지한다.
이상 설명한 바와 같이, 제5 및 제6 실시예에서는 피크 부하에 의한 전압 저하가 발생하는 사이, 마이크로 프로세스(34)에 공급되는 시스템 클럭 CPU-CLK을 정지하므로, 마이크로 프로세스(34)의 오동작을 방지하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 복수의 부하가 복수의 전지에 따라 개별적으로 구동되는 전자 기기에 있어서, 각 전지와 각 부하와의 접속 계통을 전자 기기의 상태에 따라 자동적으로 전환하는 전환 수단을 가지므로, 복수의 전지의 사용의 자유도를 높혀 전지의 사용 효율을 향상시킴과 동시에, 소비 전력의 저감화를 도모하는 것이 가능하다는 효과를 얻는다.
또, 시스템 클럭을 발생하는 시스템 클럭 발생 수단과, 급경사진 부하 특성(피크 부하 특성)을 갖는 피크 부하 특성 기기를 구비한 전자 기기에 있어서, 피크 부하 특성 기기가 피크 전압을 발생하는 사이, 상기 시스템 클럭 발생 수단에서 발생된 시스템 클럭의 공급을 정지하고, 또는 해당 시스템 클럭을 분주하는 시스템 클럭 제어 수단을 가지므로 소용량의 전지의 사용을 가능하게 해서 비용의 저감화 및 장치의 소형화를 도모하고, 오동작 등의피크 부하의 영향을 배제하는 것이 가능하다.

Claims (8)

  1. 전자 기기에 있어서, 제1 전지와 제2 전지; 상부 및 하부 공급 전압 한계(upper and lower supply voltage limits)를 갖는 제1 논리계 부하와 상기 논리계 부하보다 더 큰 전력 소모(power consumption)를 갖는 제2 디바이스계 부하; 스위치와 상기논리계 부하용 DC-DC 컨버터를 포함하는 접속 회로(connection circuit); 상기 전지의 단자 전압을 검출하기 위한 검출 수단; 및 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 전지의 전압에 따라 상기 전지와 상기 부하간의 접속 계통(connection system)을 변경하기 위한 스위칭 수단을 포함하며, 각각의 접속 계통은 하나의 동작 모드(operation mode)를 정의하되, 동작 모드 1에서는 상기 제1 및 제2 전지의 전압이 모두 상기 상부 공급 전압한계를 넘고 어느 한쪽의 전지가 강압 모드(step-down mode)로 동작하는 상기 DC-DC 컨버터를 통해 상기 논리계 부하로 전압을 공급하며; 동작 모드 2에서는 상기 전지중 하나의 전지가 상기 상부 및 하부 공급 전압 한계 내에 있으면 상기 하나의 전지가 상기 논리계 부하로 직접 전압을 공급하고, 상기 전지가 모두 상기 상부 및 하부 공급 전압 한계 내에 있으면 상기 전지가 교대로 전압을 공급하며; 동작 모드 3에서는 상기 하부 공급 전압 한계보다 낮은 전압을 갖는 전지가 승압 모드(step-up mode)로 동작하는 상기 DC-DC 컨버터를 통해 상기 논리계 부하로 전압을 공급하며; 동작모드 4에서는 상기 전지가 직렬로 연결되어 상기 논리계 부하 및 상기 디바이스계 부하로 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접속 계통은 또한 상기 전자 기기의 부하 변동에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접속 계통은 또한 상기 전자 기기가 위치하고 있는 주위(environment)의 온도에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  4. 전력 공급 제어 장치에 있어서, 전지(3 또는 4); 상기 전지의 출력 전압을 검출하기 위한 검출 수단(5 또는 6); 상기 전지의 출력 전압에 응답하여 전압(3.3V)을 생성하기 위한 생성 수단(generating means : 13); 상기 전지를 부하에 접속하기 위한 접속 수단(12); 및 상기 전지의 출력 전압이 점차적으로 고전압측에서 저전압측으로 감소하는 과정에서, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 전지의 출력 전압이 제1 값(3.6V)보다 더 높을 때는 상기 전지를 상기 생성 수단을 통해 상기 부하로 접속하고, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 전지의 출력 전압이 상기 제1 값 이하이고 제2 값(3.0V) 이상일 때는 상기 전지를 직접 상기 부하로 접속하고, 상기 검출 수단에 의해 검출된 상기 전지의 출력 전압이 상기 제2 값보다 더 낮을 때는 상기 전지를 상기 생성 수단을 통해 상기 부하로 접속하도록 상기 접속 수단을 제어하기 위한 제어 수단을 포함하는 전력 공급 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 부가 전지(additional battery) 및 상기 부가 전지의 출력 전압에 응답하여 또 다른 전압(5V, 12V 또는 -20V)을 생성하기 위한 부가 생성 수단(additional generating means : 14)을 더 포함하며, 상기 제어 수단은 상기 부가 전지가 상기 부가 생성 수단을 통해 다른 부하로 접속되도록 접속을 제어하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 값은 상기 제2 값보다 더 큰 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 생성 수단은 상기 전압을 생성하기 위하여 그의 입력 전압을 증가시키거나 감소시키고, 상기 부가 생성 수단은 상기 또 다른 전압을 생성하기 위하여 그의 입력 전압을 증가시키는 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 부가 전지의 출력 전압을 검출하기 위한 부가 검출 수단을 더 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 검출 수단과 상기 부가 검출 수단에 의해 검출된 상기 전지 및 상기 부가 전지의 출력 전압이 모두 상기 제2 값보다 더 낮을때 상기 전지와 상기 부가 전지를 상기 부하에 직렬로 접속하도록 제어하는 장치.
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