KR100474437B1

KR100474437B1 - 휴대기기의 전원 공급장치

Info

Publication number: KR100474437B1
Application number: KR10-2002-0060874A
Authority: KR
Inventors: 김수형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2005-03-10
Also published as: KR20040031432A

Abstract

본 발명은 휴대용 기기의 전원공급장치에 관한 것이다. 상세하게는 휴대용 기기의 배터리 충전상태에 따라 공급되는 전원의 공급경로를 달리하는 전원공급장치에 관한 것이다. 본 발명의 휴대용 기기 전원공급장치는 배터리를 충전하기 위한 충전회로, 상기 충전된 충전전압을 정전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터, 상기 충전회로와 DC/DC 컨버터사이에 설치되어 그 연결을 온오프 제어하는 제 1스위치, 상기 제1 스위치를 외부에서 제어하기 위한 온오프 제어스위치, 상기 충전회로의 출력과 DC/DC 컨버터의 출력을 선택하여 휴대기기로 출력하는 제 2스위치, 및 어댑터가 휴대기기에 결합되어 있는 경우 상기 제1스위치가 연결되도록 제어하는 제 1스위치 제어장치로 구성된 어댑터를 구비하고 어댑터와 휴대기기의 연결을 인식하는 연결인식 제어장치, 배터리를 충전하기 위한 충전회로, 상기 충전된 충전전압을 정전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터, 상기 충전회로의 충전상태를 확인하기 위한 전원인식제어장치, 어댑터의 출력전압을 상기 충전회로 입력단자나 상기 DC/DC 컨버터의 입력단자에 연결하도록 제어하는 제 3스위치, 및 상기 배터리의 출력 전압단자와 상기 DC/DC 컨버터의 입력단자 사이에 설치되어 그 연결을 온오프 제어하는 제 4스위치로 구성된 휴대기기로 구성되어 진다.

본 발명에 의하면 휴대기기의 내장 배터리의 충전 상태에 따라 전원 공급 경로를 변경하여 손실을 줄임으로써 사용시간을 증가시킬 수가 있다.

Description

휴대기기의 전원 공급장치 {POWER SUPPLY DEVICE FOR MOBILE PHONE}

본 발명은 휴대용 기기에 전원을 공급하기 위한 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 휴대기기의 충전상태에 따라 전원공급장치를 어댑터로 사용하거나 배터리로 전환하여 사용할 수 있도록 하는 휴대기기의 전원공급장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 휴대 기기용 전원공급장치를 나타내는 블럭도이다.

도면에서와 같이 전원공급장치(100)와 휴대기기(200)로 구성되어 있다.

전원공급장치(100)는 DC 전압 입력 단자인 J1(110)을 통하여 입력된 DC전원을 자체 충전회로(120)를 통하여 배터리(B1)에 충전시킨다. 또한 배터리(B1)의 충전상태를 LED1(140)으로 표시하거나 충전중임을 표시장치인 LED2(150)를 통하여 표시할 수 있다. 배터리(B1)의 출력은 제2 스위치(S2)를 통하여 DC/DC 컨버터(130)와 연결되어 있으며 DC/DC 컨버터(130)를 통하여 일정한 전압을 커넥터 J2(160)를 통하여 휴대기기(200)에 공급하도록 되어 있다. 한편, 제2 스위치(S2)는 제2스위치 제어장치(C2)에 의하여 온오프 제어하도록 되어 있다. 또한 휴대기기(200)는 전원공급장치(100)의 커넥터 J2(160)와 연결되는 커넥터 J3(210)를 통하여 전원을 공급 받아 충전회로(220)를 통하여 배터리(B2)에 충전하고 DC/DC 컨버터(230)를 통하여 시스템에 필요한 각종 DC전압을 공급하는 것이다.

상기와 같은 휴대기기용 전원 공급장치는 리튬이온 전지나 폴리머 전지를 병렬로 또는 직렬로 연결하여 DC/DC 컨버터를 통하여 전압을 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 그러나 이러한 구성은 시스템 입력 손실이 많이 발생하고 정전압 출력을 위해 거쳐야 하는 전원공급장치의 DC/DC컨버터에서 발생하는 손실때문에 배터리 용량대비 사용 시간이 짧아 진다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휴대기기의 충전상태에 따라 전원공급장치를 어댑터로 사용하거나 배터리로 전환하여 사용할 수 있도록 하는 휴대기기의 전원공급장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본발명의 일실시예로서 배터리를 충전하기 위한 충전회로, 상기 충전된 충전전압을 정전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터, 상기 충전회로와 DC/DC 컨버터사이에 설치되어 그 연결을 온오프 제어하는 제 1스위치, 상기 제1 스위치를 외부에서 제어하기 위한 온오프 제어스위치, 상기 충전회로의 출력과 DC/DC 컨버터의 출력을 선택하여 휴대기기로 출력하는 제 2스위치, 및 어댑터가 휴대기기에 결합되어 있는 경우 상기 제1스위치가 연결되도록 제어하는 제 1스위치 제어장치로 구성된 어댑터를 구비하고 어댑터와 휴대기기의 연결을 인식하는 연결인식 제어장치, 배터리를 충전하기 위한 충전회로, 상기 충전된 충전전압을 정전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터, 상기 충전회로의 충전상태를 확인하기 위한 전원인식제어장치, 어댑터의 출력전압을 상기 충전회로 입력단자나 상기 DC/DC 컨버터의 입력단자에 연결하도록 제어하는 제 3스위치, 및 상기 배터리의 출력 전압단자와 상기 DC/DC 컨버터의 입력단자 사이에 설치되어 그 연결을 온오프 제어하는 제 4스위치로 구성된 휴대기기로 구성되어 진다.

또한, 상기 전원인식제어장치는 상기 휴대기기의 배터리가 충전완료되어 있고 상기 연결인식제어장치로부터 연결되어 있음을 감지하면 상기 제 2스위치를 충전회로단자로 연결하도록 제어신호를 출력하고 제 3스위치는 상기 DC/DC 컨버터의 입력단자로 연결하는 제어신호를 출력하도록 한다.

이때, 상기 전원인식제어장치는 상기 제 4스위치를 상기 배터리 출력 전압을 오프하도록 제어신호를 출력하는 것이 바람직하다.

그러나, 상기 전원인식제어장치는 상기 휴대기기의 배터리가 충전이 완료되지 않은 상태에서 상기 연결인식제어장치로 부터 연결되어 있음을 감지하면 상기 제 2스위치를 DC/DC 컨버터 출력단자로 연결하도록 제어신호를 출력하고 제 3스위치는 상기 충전회로 입력단자로 연결하는 제어신호를 출력하는 것이 바람직하다.

이 경우 상기 제 4스위치를 상기 배터리의 출력 전압을 온하도록 제어신호를 출력하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 휴대기기와 어댑터가 상호 연결되지 않은 것으로 연결인식제어장치가 인식을 한 경우는 상기 제 4스위치를 상기 배터리의 출력 전압을 온하도록 제어신호를 출력하도록 구성되어 진다.

이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 휴대용 기기 전원 공급장치에 관한 블럭도이다

종래기술과 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도면에서와 같이 본 발명의 전원공급장치(300)는 종래의 전원공급장치(100) 구성인 DC전원입력단자 J1(310), 충전회로 CB1(320), 배터리(B1), LED1(340), LED2, DC/DC 컨버터 CB2(330), 제1 스위치(S1), 커넥터 J2(360), 그리고 스위치 제어단자(C1)에 온오프제어장치(370)와 제2 스위치(S2), 제어신호(C,D), 그리고 인식신호(A)가 추가로 구성되어 있다. 온오프제어장치(370)는 휴대기기(400)로부터 인식신호 A를 인가 받아 제1 스위치(S1)를 제어하도록 제어신호 C를 출력하도록 구성되어 있다. 제2 스위치(S2)는 제어신호 D를 인가 받아 충전 배터리(B1)의 출력단자와 DC/DC컨버터(CB2)의 출력단자의 출력을 온오프제어하여 휴대기기(400)로 전원을 공급하는 장치이다.

휴대기기(400)는 종래 휴대기기(200)의 구성요소인 커넥터 J3(410), 충전회로(420), 배터리(B2), 그리고 DC/DC컨버터(430)에 연결인식제어장치(440), 전원인식제어장치(450), 제3 스위치(S3), 제4 스위치(S4), 인식신호 A, 그리고 제어신호(D, E, F)를 추가로 구성한다. 연결인식제어장치(440)는 휴대기기(400)와 전원공급장치(300)의 연결을 인식하여 연결 인식신호(A)를 전원인식제어장치(450)와 전원공급장치(300)의 온오프제어장치(370)로 공급하도록 구성된다. 전원인식제어장치(450)는 배터리(B2)의 충전상태를 확인하여 제어신호 D, E, 그리고 F를 출력하도록 구성한다.

한편 제3 스위치(S3)는 전원공급장치(300)에서 공급되는 전원을 전원인식제어장치(450)의 제어신호(E)에 의하여 충전회로(420)의 입력단자와 DC/DC컨버터(430)의 입력단자로 연결하는 스위치이다. 제 4스위치(S4)는 배터리(B2)의 출력전압을 전원인식제어장치(450)의 제어신호(F)에 의하여 DC/DC컨버터(430)의 입력단자를 온오프 제어하는 스위치이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대기기의 전원 공급장치의 동작에 대하여 설명한다.

휴대기기(400)에 전원공급장치(300)가 연결되면 연결인식제어장치(440)는 그 연결을 감지부(도면 미도시)에서 감지하여 인식신호(A)를 출력하고 전원인식제어장치(450)는 내장 배터리(B2)의 충전상태를 확인하게 된다. 이경우 충전상태가 완충된 상태이면 제어신호(D)를 출력하여 제2 스위치(S2)가 배터리(B1)의 출력단자에 연결되게 한다. 또, 제어신호(E)를 출력하여 제3 스위치(S3)가 DC/DC컨버터(430)의 입력단자에 연결하여 전원공급장치(300)의 전원이 DC/DC컨버터(430)로 입력되게 한다. 그리고 제어신호(F)를 출력하여 제4 스위치(S4)가 오프되도록 하여 배터리(B2)의 출력전압이 DC/DC컨버터(430)로 입력되지 않도록 한다.

한편, 전원공급장치(300)의 온오프제어장치(370)는 인식신호(A)가 인가되면 사용자가 제1 스위치 제어장치(C1)를 조작하여도 제1 스위치(S1)의 구동부(도면 미도시)를 통하여 제1 스위치(S1)가 오프되지 않도록 제어신호(C)를 출력하는 것이다.

즉, 휴대기기(400)의 배터리(B2)가 충전완료 상태이면 제2 스위치(S2)는 배터리(B1) 출력단자에 연결된다. 또 제 3스위치(S3)는 DC/DC컨버터(430)의 입력단자에 연결되고 제4 스위치(S4)는 오프된다. 따라서 전원의 공급경로는 터미널 J1, 충전회로(CB1), 제1 스위치, 제2 스위치, 터미널 J2, 터미널 J3, 제3 스위치(S3), DC/DC컨버터(430)로 연결되어 전원공급장치(300)가 외장형 배터리로만 동작이 되는 것이다. 결국 종래 기술과 같이 어댑터로만 사용하는 경우보다 DC/DC컨버터CB2(330)의 효율에 의한 손실을 줄이고 휴대기기(400)의 어댑터 입력에서 발생할 수 있는 손실을 줄일 수가 있는 것이다. 본 출원인은 이러한 손실분을 같은 용량의 배터리를 내장한 어댑터와 비교했을 때 사용시간을 10%이상 향상 시킬수가 있는 것을 확인하였다.

또한, 전원인식제어장치(450)가 내장 배터리(B2)의 충전상태가 완충된 상태가 아니면 제어신호(D)를 출력하여 제2 스위치(S2)가 DC/DC컨버터(330)의 출력단자에 연결되게 한다. 또, 제어신호(E)를 출력하여 제3 스위치(S3)가 충전회로(420)의 입력단자에 연결하여 전원공급장치(300)의 전원이 충전회로(420)로 입력되게 한다. 그리고 제어신호(F)를 출력하여 제4 스위치(S4)가 온되도록 하여 배터리(B2)의 출력전압이 DC/DC컨버터(430)의 입력단자로 입력되게 한다.

즉, 휴대기기(400)의 배터리(B2)가 완충되지 않은 상태이면 전원의 공급경로는 터미널 J1, 충전회로(CB1), 제1 스위치, DC/DC컨버터(330), 제2 스위치, 터미널 J2, 터미널 J3, 제3 스위치(S3), 충전회로(420), 배터리(B2), DC/DC컨버터(430)로 연결되어 전원공급장치(300)가 어댑터로 동작이 되는 것이다.

한편, 휴대기기(300)에 전원공급장치(300)가 연결되지 않은 것으로 연결인식제어장치(440)가 판단한 경우는 미연결 인식신호(A)를 전원인식제어장치(450)로 출력한다. 그리고 전원인식제어장치(450)는 제어신호(F)를 출력하여 제 4스위치(S4)를 온하고 배터리(B2)의 출력전압이 DC/DC컨버터(430)로 공급되도록 연결을 제어하는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

상기에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 휴대기기의 전원 공급장치에 의하면, 휴대기기의 내장 배터리의 충전 상태에 따라 전원 공급 경로를 변경하여 손실을 줄임으로써 사용시간을 증가시킬 수가 있는 것이다.

도 1은 종래기술의 휴대용 기기 전원 공급장치 블럭도, 그리고

도 2는 본 발명의 휴대용 기기 전원 공급장치 블럭도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

300 : 전원공급장치 310, 360, 410 : 터미널

320, 420 : 충전회로 330 : DC/DC컨버터

370 : 온오프제어장치 400 : 휴대기기

440 : 연결인식제어장치 450 : 전원인식제어장치

C1 : 제1 스위치 제어장치

S1,S2,S3,S4 : 제 1,2,3,4 스위치

Claims

배터리를 충전하기 위한 충전회로(CB1);

상기 충전된 충전전압을 정전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터(CB2);

상기 충전회로와 DC/DC 컨버터사이에 설치되어 그 연결을 온오프 제어하는 제 1스위치;

상기 제1 스위치를 외부에서 제어하기 위한 온오프 제어스위치;

상기 충전회로의 출력과 DC/DC 컨버터의 출력을 선택하여 휴대기기로 출력하는 제 2스위치; 및

어댑터가 휴대기기에 결합되어 있는 경우 상기 제1스위치가 연결되도록 제어하는 제 1스위치 제어장치로 구성된 어댑터와

어댑터와 휴대기기의 연결을 인식하는 연결인식 제어장치;

배터리를 충전하기 위한 충전회로;

상기 충전된 충전전압을 정전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터;

상기 휴대기기의 배터리가 충전완료되어 있고 상기 연결인식제어장치로 부터 연결되어 있음을 감지하면 상기 제 2스위치를 충전회로단자로 연결하도록 제어신호를 출력하고 제 3스위치는 상기 DC/DC 컨버터의 입력단자로 연결하는 제어신호를 출력하는 전원인식제어장치;

어댑터의 출력전압을 상기 충전회로 입력단자나 상기 DC/DC 컨버터의 입력단자에 연결하도록 제어하는 제 3스위치; 및

상기 배터리의 출력 전압단자와 상기 DC/DC 컨버터의 입력단자 사이에 설치되어 그 연결을 온오프 제어하는 제 4스위치로 구성된 휴대기기로 구성된 휴대기기의 전원 공급장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 전원인식제어장치는 상기 제 4스위치를 상기 배터리 출력 전압을 오프하도록 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대기기의 전원 공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 전원인식제어장치는 상기 휴대기기의 배터리가 충전이 완료되지 않은 상태에서 상기 연결인식제어장치로부터 연결되어 있음을 감지하면 상기 제 2스위치를 DC/DC 컨버터 출력단자로 연결하도록 제어신호를 출력하고 제 3스위치는 상기 충전회로 입력단자로 연결하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대기기의 전원 공급장치.
제 4항에 있어서,

상기 전원인식제어장치는 상기 제 4스위치를 상기 배터리의 출력 전압을 온하도록 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대기기의 전원 공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 휴대기기와 어댑터가 상호 연결되지 않은 것으로 연결인식제어장치가 인식을 한 경우는 상기 제 4스위치를 상기 배터리의 출력 전압을 온하도록 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대기기의 전원 공급장치.