KR100503060B1

KR100503060B1 - 이동 단말기의 전원 제어장치

Info

Publication number: KR100503060B1
Application number: KR10-1998-0050937A
Authority: KR
Inventors: 유상우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2005-09-26
Also published as: KR20000033882A

Abstract

이동 단말기의 전원 제어 장치가 개시되어 있다. 본 발명은 상기 입력되는 공급 전압을 가변 펄스폭에 의해 스위칭하여 일정한 직류 전압으로 변환하는 직류-직류 변환부, 직류-직류 변환부에서 출력되는 전압을 가변적으로 분배하여 상기 가변 펄스폭을 제어하는 피드백부, 피드백부의 전압을 가변적으로 제어하는 마이콤부를 포함하여 최대 전류 소모예측시 마이콤부가 상기 피드백부의 전압을 조절하여 직류-직류 변환부의 출력 전압을 일정분만큼 상승시키고 전압이 안정되면 원래의 전압으로 복귀시키는 것을 특징으로 하며, 본 발명은 휴대 단말기의 전원 효율을 높여 밧데리의 무게를 감소시킨다.

Description

이동 단말기의 전원 제어 장치{Power control apparatus of mobile terminal}

본 발명은 이동 단말기의 전원 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 전류 사용량을 예측하여 전원을 가변적으로 제어하는 이동 단말기의 전원 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 노트북, 무선전화, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant)등의 휴대용 이동 단말장치는 DC 전원의 효율을 높이기 위해 DC-DC 변환기를 이용하여 전원을 공급한다.

도 1은 일반적인 휴대용 이동 단말기에서 전원부분을 도시한 것이다.

소스부(101)는 밧데리나 건전지를 포함한다. DC-DC 변환부(102)는 피드백으로부터 입력되는 전압이 일정하게 유지되도록 PWM(Pulse Width Modulation:펄스폭 변조)방식으로 소스부(101)의 전원을 스위칭한다. 에너지 저장부(103)는 DC-DC 변환부(102)에서 스위칭된 에너지를 축적하며, 일반적으로 큰 용량의 커패시터로 구성된다. 피드백부(106)는 에너지 저장부(103)에서 출력되는 전압을 일정한 비율로 디바이딩하여 DC-DC 변환부(102)의 펄스폭을 제어한다. 레귤레이터(104)는 에너지 저장부(103)에서 출력되는 전압을 일정하게 유지하여 전원을 이용하는 모든 회로를 포함하는 로드(load)(105)에 인가한다.

도 2는 도 1의 장치에서 급격한 전류 사용량(Abrupt Increase in Current Consumption)에 따른 DC-DC 변환부(102)의 출력 전압을 도시한 타이밍도이다.

휴대폰등이 갑자기 송신을 시작할 경우, DC-DC 변환부(102), 에너지 저장부(103), 피드백부(106)로 구성된 피드백 루프에 의해 다시원래의 출력 전압으로 보귀시키려고 하지만 에너지 저장의 한계 때문에 순간적으로 전압 강하가 발생한다. 이 출력전압의 강하가 기기의 동작한계 전압이하로 떨어지게 되면 기기가 이상 동작하거나 동작을 멈추게 된다. 이를 방지하기 위하여 종래에는 큰 용량의 에너지 저장 소자를 사용하여 전압 강하를 줄이거나, DC-DC 변환부(102)의 출력 전압을 높여 전압 강하를 보상한다.

그러나 첫 번째 방법은 공간적인 제약 때문에 휴대 단말기에서는 사용되기 어려우며, 두번째 방법은 레귤레이터(104)에서 전압강하 만큼의 에너지 손실이 발생하는 단점이 있다. 즉, 도 2에서 도시된 바와 같이 DC-DC 변환부(102)의 출력 전압(Vo)은 최대 강하 전압(Maximum Drop Voltage)과 기기의 안전성을 확보하기 위한 여유 전압(Margin Voltage)을 동작 한계 전압(Operation Bound Voltage)에 더한 만큼의 전압이 된다. 따라서 레귤레이터(104)를 거쳐 동작 전압으로 강하되는 과정에서 그 강하 전압과 소모된 전류를 곱한 만큼의 에너지 손실이 발생하게 되며, 결과적으로 전원부의 효율이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적과제는 DC-DC 변환부의 출력 전압을 최대한 낮게 유지하고 전류 사용량이 증가할 때만 출력을 전압을 높이는 이동 단말기의 전원 제어 장치를 제공하는 데있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 공급 직류 전압을 제어하는 장치에 있어서,

상기 입력되는 공급 전압을 가변 펄스폭에 의해 스위칭하여 일정한 직류 전압으로 변환하는 직류-직류 변환부;

상기 직류-직류변환부에서 스위칭된 직류 전압의 에너지를 축적하는 에너지 저장부;

상기 에너지 저장부에서 축적된 전압을 소정의 분배 비에 따라 분배하여 상기 직류-직류 변환부의 가변 펄스폭을 제어하는 피드백부;

통화 프로그램이 저장되어 있는 메모리부;

상기 메모리부에서 저장된 통화 프로그램에 근거한 통화 시점에 따라 상기 피드백부의 피드백 전압 분배 비를 조절하는 마이콤부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 이동 단말기의 전원 제어 장치의 구성도이며, 소스부(301), DC-DC 변환부(302), 에너지 저장부(303), 레귤레이터(304), 피드백부(306), 마이콤(307), 메모리(308), 로드부(305)로 구성된다.

먼저, 소스부(301)는 밧데리나 건전지를 사용하여 전원을 공급한다. DC-DC 변환부(302)는 피드백으로부터 입력되는 전압이 일정하게 유지되도록 PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 소스부(301)의 전원을 스위칭한다. 예를 들면 출력 전압이 저하하게 되면 펄스폭을 넓히고, 출력 전압이 상승하면 펄스폭을 좁게하여 스위칭을 조절한다. 에너지 저장부(303)는 큰 용량의 커패시터를 사용하여 DC-DC 변환부(302)에서 스위칭된 에너지를 축적한다.

피드백부(306)는 에너지 저장부(303)에서 출력되는 전압을 마이콤(307)에서 발생하는 최대 전류 소모 예측 시점에서 발생하는 제어 신호에 따라 가변적으로 분배하여 DC-DC 변환부(302)의 펄스폭을 제어한다. 마이콤(307)은 마이크로 프로세서, 혹은 그와 동등한 장치로서 통화 프로그램등의 각종 프로그램이 저장되어 있는 메모리(308)와 함께 피드백부(306)의 피드백 전압 분배비를 조절한다. 예를 들면 마이콤(307)는 사용자가 전화를 걸기 시작하는 시점이나 통화하는 시점에 해당하는 최대 전류 소모 예측 시점이되면 피드백부(306)에 하이 펄스 신호를 인가시켜 DC-DC 변환부(302)의 펄스폭을 제어하여 출력 전압을 일정분 만큼 상승시키도록하며, DC-DC 변환부(302)의 출력 전압이 강하하고 나서 전압이 안정되면 펄스 신호를 제거한다. 레귤레이터(304)는 에너지 저장부(303)에서의 전압을 일정하게 유지하여 로드(load)(305)에 인가한다.

도 4는 도 3의 DC-DC 변환부(302)의 출력 전압(Vo)에 대한 타이밍도이다.

401은 마이콤(307)이 급격한 전류 증가를 미리 예측하여 DC-DC 변환부(302)의 전압을 일정 전압 이상 상승시키기 시작하는 시간이다. 이때 어느 정도의 시간이 지나면 DC-DC 변환부(302)의 전압이 안정된다. 402는 급격한 전류 사용(Abrupt Increase in Current Consumption)에 따라 DC-DC 변환부(102)의 전압이 급강하되는 시간이다. 403은 DC-DC 변환부(102)의 출력 전압이 다시 원래대로 복귀되어 원래의 동작 전압으로 되는 시간이다.

다시 말하면 전압 강하에 대한 예측이 가능하다면 평상시 DC-DC 변환부(102)의 출력 전압(Vo)을 동작 한계 전압(Operation Bound Voltge)에 여유 전압(Margin Voltge)만을 더한 만큼의 출력 전압을 내보내고(401), 전류 소모가 급격히 증가하기 전에 출력 전압을 강하 전압(Maximum Drop Voltage)만큼 증가시켜 전압이 강하되더라도 평상시 전압 이하로 강하되지 않게 하고, 전압이 안정되면 다시 원래 전압으로 강하시킨다(404).

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 즉, 모든 휴대용 정보 단말기에 적용 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 휴대 단말기의 전원 효율을 높여 밧데리의 무게를 감소시킨다. 실제로 휴대 단말기에 7.2V 밧데리에서 3.3V 전원을 생성시 기존의 DC-DC변환기는 3.9V를 출력시켜야만 안정적이있으나 본 발명의 전원 제어 장치를 적용시 3.6V에서도 안정적으로 동작할 수있다.

도 2는 도 1의 장치에서 급격한 전류 사용량에 따른 DC-DC 변환부의 출력 전압을 도시한 타이밍도이다.

도 3은 본 발명에 따른 이동 단말기에 적용된 전원 제어 장치의 전체 구성도이다.

도 4는 도 3의 DC-DC 변환부의 출력 전압에 대한 타이밍도이다.

Claims

공급 직류 전압을 제어하는 장치에 있어서,

상기 입력되는 공급 전압을 가변 펄스폭에 의해 스위칭하여 일정한 직류 전압으로 변환하는 직류-직류 변환부;

상기 직류-직류변환부에서 스위칭된 직류 전압의 에너지를 축적하는 에너지 저장부;

상기 에너지 저장부에서 축적된 전압을 소정의 분배 비에 따라 분배하여 상기 직류-직류 변환부의 가변 펄스폭을 제어하는 피드백부;

통화 프로그램이 저장되어 있는 메모리부;

상기 메모리부에서 저장된 통화 프로그램에 근거한 통화 시점에 따라 상기 피드백부의 피드백 전압 분배 비를 조절하는 마이콤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 마이콤부는 통화 시점이면 상기 피드백부에 펄스 신호를 인가하여 일정분의 전압을 높이고, 일정 시간이 경과하면 상기 펄스 신호를 제거하는 것을 특징으로 전원 제어 장치.