KR100782271B1

KR100782271B1 - 휴대 단말기의 충전 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100782271B1
Application number: KR1020050113957A
Authority: KR
Inventors: 허세환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-12-04
Also published as: US7688037B2; US20070120531A1; KR20070055694A

Abstract

본 발명은 휴대 단말기에 있어서, 특히 입력 전원의 충전모드에 따라 서로 다른 충전 레이트로 충전할 수 있도록 한 휴대 단말기의 충전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 장치는, 외부 포트 전원 또는 아답터 전원을 단일 소스파워 레일로 입력받는 외부 포트 연결부; 배터리; 상기 외부 포트 연결부로 입력되는 전압 및 배터리 전압을 감지하는 전압 감지부; 상기 전압 감지부로부터 감지된 전압 및 배터리 전압을 이용하여 충전 전류 레이트를 제어하는 마이컴; 상기 충전 전류 레이트에 따라 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

충전, 제어, 전류 레이트, 배터리

Description

휴대 단말기의 충전 제어 장치 및 방법{Charging apparatus and method of mobile terminal}

도 1은 종래 휴대 단말기의 충전 제어 장치를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 장치를 나타낸 블록 구성도.

도 3은 본 발명 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 방법을 나타낸 플로우 챠트.

도 4는 본 발명 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 방법을 나타낸 플로우 챠트.

도 5는 본 발명 실시 예에 따른 USB 충전 모드 또는 아답터 충전 모드의 예를 나타낸 플로우 챠트.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 장치를 나타낸 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

210...외부 포트 연결부 220,320...전원부

230,330...전압 감지부 240,340...마이컴

250,350...충전부 260,360...배터리

270,370...표시부 311...USB포트단자

312...AD/DC 아답터 313...선택부

최근 들어서는 단순하게 음악만을 재생하는 기능 이외에, 재생하고자 하는 음악 데이터를 전송케이블 등의 매체를 통해 PC(Personal Computer)나 인터넷 사이트로부터 다운로드(download) 받고 이를 메모리에 저장할 수 있도록 하는 MP3(MPEG Layer -3) 플레이어의 개발이 활발하다.

상기 MP3 플레이어는 기존의 재생 수단인 CD(Compact Disk) 플레이어에 비해 제품 크기 등을 소형화 할 수 있고, 메모리에 저장된 데이터를 수시로 소거, 기록할 수 있으며 메모리 용량의 향상도 가능한 잇점이 있다. 또한 단순한 미디어 플레이어가 아닌 방송 수신 및 시청 등의 기능이 복합적으로 구성된다.

그러한 MP3 플레이어는 일정 규격의 배터리(AA 사이즈, AAA 사이즈 등)로부터 전원을 공급받거나, 또는 충전 아답터를 통해 인가되는 충전전류에 의해 MP3 플레이어 내부에 장착된 내장 배터리를 충전시켜 사용전원으로 사용한다.

한편, 최근의 MP3 플레이어는 기 저장된 음원 데이터를 재생하거나 또는 다른 매체로부터 음원 데이터를 전송받을 수 있도록 USB(Universal Serial Bus) 포트(Port)가 구비된다. 상기 USB 포트는 MP3 플레이어의 본체에 내장된 형태 또는 USB 포트에 USB 케이블을 연결하여 사용하는 형태로 구분되고, 근래에는 USB 케이블의 휴대에 따른 불편함을 해소하고 분실을 방지하기 위하여 본체에 USB 포트가 내장된 형태로 많이 출시되고 있다. 그러한 USB 포트를 통해서도 충전전류가 공급되어 전술한 바와 같이 내장 배터리가 구비된 MP3 플레이어인 경우에 상기 내장 배터리를 충전하도록 한다.

한편, 디지털화된 음원 데이터를 재생하는데 있어 중저음과 깨끗한 원음을 재생함으로써 보다 현장감 있는 음악을 감상할 수 있도록 본체에 스테레오 스피커를 제공하고 있으며, 상기 스테레오 스피커와 더불어 상기 USB 포트가 내장된 형태의 MP3 플레이어가 소비자로부터 각광받고 있는 추세이다.

도 1은 종래 휴대용 오디오 재생기기에서의 충전 제어 장치를 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 컴퓨터의 통신포트와 연결되어 충전전류를 인가받거나 음원 데이터를 다운로드받는데 사용되는 USB 포트단자(102) 및 일반 가정용 교류(AC) 전원을 충전에 필요한 소정 레벨의 직류(DC)전원으로 변환시키는 AC/DC 아답터(101)를 매개하여 충전전류를 공급받기 위한 외부입력단자(104), 상기 USB 포트단자(102) 또는 외부입력단자(104) 중 어느 하나의 단자를 선택하여 충전전원의 공급경로를 설정함과 아울러 상기 USB 포트단자(102) 또는 외부입력단자(104)가 모두 연결된 상태에서 어느 하나의 단자를 통해 충전전류를 공급받을 때 상기 충전전류가 부족한 경우 다른 단자로부터 공급되는 충전전류를 사용할 수 있도록 2개의 충전전원 공급경로를 설정하는 믹서(Mixer)로서의 기능을 갖는 선택부(110), 상기 선택부(110)에 의해 선택된 충전전원 공급경로를 통해 인가되는 충전전류와 상기 믹서(Mixer) 기능에 의해 인가되는 충전전류를 내장 배터리(130)에 충전하는 것을 관리하는 충전제어부(120), 상기 내장 배터리(130)의 충전상태에 대한 충전 정보를 상기 충전제어부(120)로부터 전달받고 이를 표시부(150)에 표시하는 일련의 과정을 전반적으로 제어하는 제어부(140)가 포함되어 구성된다.

상기 표시부(150)는 상기 내장 배터리(130)의 충전 정보를 '충전중', '충전완료'와 같이 표시할 수 있으며, 충전상태를 %로 표시하거나, 막대그래프 형식으로 표시하는 것과 같이 다양한 표시방법을 적용할 수 있게 됨은 물론이다.

이러한 충전 제어 장치에서의 충전과정은 다음과 같다. MP3 플레이어의 본체 내부에 장착된 내장 배터리(130)의 충전은 USB 포트단자(102)와 외부 입력단자(104) 중 어느 하나의 단자가 이용되어 수행된다.

첫 번째로, 상기 USB 포트단자(102)가 컴퓨터의 통신포트와 연결되는 경우에는, 상기 충전 제어부(120)는 선택부(110)의 선택 기능에 의하여 USB 포트단자(102)를 통한 충전전류가 공급되도록 상응하는 충전경로를 활성화시킨다. 즉, USB 포트단자(102)가 통신포트와 연결되면 선택부(110)내에 제공되는 전압검출소자, 예컨대 다이오드(D)(도면 미도시)의 전압검출에 따라 상기 외부입력단자(104)보다 상대적으로 높은 전압이 발생됨을 검지함으로써, 자동적으로 USB 포트단자(102)를 통 한 충전경로가 선택되도록 한다.

그러면, 상기 컴퓨터로부터 소정 레벨의 충전전류가 USB 포트단자(102)를 통해 인가되고, 상기 인가된 충전전류는 상기 충전제어부(120)에 의해 내장 배터리(130)에게로 전달되어 충전을 행하게 된다.

상기 충전이 진행되는 도중에 상기 제어부(140)는 충전제어부(130)로부터 내장 배터리(130)를 충전하고 있는 상태 정보를 전달받고 표시부(150)에 표시하는 바, 예컨대 충전이 진행중이면 '충전중', 충전이 완료되었으면 '충전완료'와 같이 텍스트를 표시하거나, 또는 그래프로서 충전 정보를 표시한다.

두 번째로, 상기 USB 포트단자(102) 대신 외부입력단자(104)에 AC/DC 아답터(101)가 연결되면, 마찬가지로 상기 충전제어부(120)는 상기 선택부(110)의 선택 기능에 의하여 외부입력단자(104)를 통한 충전전류가 공급되도록 상응하는 충전경로를 활성화시킨다. 그러면, 상기 AC/DC아답터(101)는 접속 플러그를 통해 인가된 일반 교류 전 원을 상기 MP3 플레이어에 필요한 전원으로 변환시킨 후, 상기 충전제어부(120)에 의해 내장 배터리(130)에게로 전달되어 충전을 행하게 된다. 역시, 이 경우에도 제어부(140)에 의해 내장 배터리(130)의 충전정보가 표시부(150)에 표시된다.

즉 다시 말해, 상기와 같이 USB포트단자(102) 또는 외부입력단자(104)에 각각 컴퓨터 통신포트와 AC/DC 아답터(101)가 각각 연결되면, 선택부(110)의 전압 검출기능에 의해 전압이 높은 충전경로가 선택되고, 그 선택된 충전경로를 통해 공급되는 충전전류에 의하여 상기 MP3 플레이어내에 장착된 내장 배터리(130)를 충전할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 휴대용 오디오 기기의 충전 제어 장치에서는 아답터 전원이 인가되거나 USB 포트를 통해 전원이 인가되더라도 항상 일정한 충전 전류 레이트(charging curren rate)를 충전하게 된다. 또한 배터리의 전압에 상관없이 동일한 충전 전류로 충전을 수행하게 됨으로써, 전체적인 충전 시간이 늘어나는 문제가 발생된다.

본 발명의 제1목적은 입력 파워 소스를 판단한 후 서로 다른 충전 전류 레이트로 충전될 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 제2목적은 단일의 입력 파워 소스에 따라 아답터 또는 외부 포트 연결수단의 충전 모드를 자동으로 선택될 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 제3목적은 복수개의 입력 파워 소스에 따라 충전 모드를 자동으로 선택할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 제4목적은 충전 전류 레이트를 입력 파워 소스에 따라 증가시켜 줌으로써, 배터리 충전 시간을 줄여 줄 수 있도록 함에 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 장치는,

배터리; 외부 포트 또는 아답터 전원을 단일 소스파워 레일로 입력받는 외부 포트 연결부; 상기 외부 포트 연결부로 입력되는 전압 및 배터리 전압을 감지하는 전압 감지부; 상기 전압 감지부로부터 감지된 입력전압 및 배터리의 전압을 이용하여 충전 전류 레이트를 가변하는 마이컴; 상기 충전 전류 레이트에 따라 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 외부 포트 연결부는 USB 포트 연결부인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 배터리는 내장 배터리인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 마이컴은 외부 포트 연결부로 입력되는 입력 USB 전원을 기준으로 적어도 두 단계 크기의 충전 전류 레이트로 배터리 충전을 가변하는 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 두 단계의 충전 전류 레이트은 서로 적어도 1.5배의 차이가 나는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 마이컴은 외부 포트 연결부로 입력되는 입력 아답터 전원을 기준으로 적어도 두 단계의 충전 전류 레이트로 배터리 충전을 가변하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 두 단계의 충전 전류 레이트는 적어도 서로 4배의 차이가 나는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 마이컴은 외부 포트 연결부로 전원이 입력된 후 데이터가 입력되면 USB 충전모드로 인식하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대 단말기의 배터리 충전 제어장치는,

배터리; 외부 포트에 입력되는 전원전압 및 배터리 전압을 감지하는 전압 감 지부; 상기 전압 감지부에 의해 감지된 외부 포트의 입력 전압을 기준으로 상기 배터리의 전압에 따라 서로 다른 충전 전류 레이트로 세팅하는 마이컴; 상기 입력 전원전압을 이용하여 배터리를 상기 세팅된 충전 전류 레이트로 충전시키는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 외부 포트에는 USB 전원 또는 아답터 전원을 입력되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 상기 외부 포트는 USB 전원 또는 아답터 전원을 단일 소스 파워 레일로 구성된 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 상기 외부 포트는 USB 전원 소스 레일 및 아답터 전원 소스 레일인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 방법은,

외부 포트로 입력되는 신호에 의해 배터리 충전 모드를 결정하는 단계; 상기 배터리 충전 모드가 결정되면, 배터리의 전압을 체크하는 단계; 상기 배터리 충전 모드 및 배터리 전압에 따라 서로 다른 충전 전류 레이트로 배터리를 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 충전 단계는, 상기 배터리 전압이 제 1기준전압 이하이면 제 1충전전류로 충전시키는 단계; 상기 배터리 전압이 제 1기준 전압을 초과하면 상기 배터리 충전 모드에 따라 제 2충전전류 또는 제 3충전전류로 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 배터리 충전 모드 결정단계는, 외부 포트의 충전 파워 소스에 전압이 감지되면 USB모드로 전환하는 단계; 상기 USB 모드 전환 후 USB 통신이 발생되면 USB 충전 모드로 전환하고, USB 통신이 발생되지 않으면 아답터 충전 모드로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제 1기준전압은 배터리의 로우 전압인 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 상기 충전 전류의 레이트 크기는 제 1충전전류 < 제 2충전 전류 < 제 3충전 전류인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 USB 충전모드는 제 1 및 제 2충전 전류로 충전되며, 상기 제 2충전전류는 제 1충전전류의 적어도 1.5배의 충전 전류 레이트로 충전시키고, 상기 아답터 충전모드는 제 1 및 제 3충전 전류로 충전되며, 제 3충전전류는 제 1충전전류의 적어도 4배의 충전 전류 레이트로 충전되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 장치를 나타낸 구성도이다.

도 2를 참조하면, 복수개의 전원 소스를 선택적으로 입력받기 위한 외부 포트 연결부(210); 상기 외부 포트 연결부(210)를 통해 입력되는 전원 또는 배터리 전원에 의해 시스템 각 부에 전원을 공급하는 전원부(220); 외부 포트 연결부를 통해 인가되는 전압을 감지하는 전압 감지부(230); 상기 전압 감지부(230)에 의해 감지된 전압 및 배터리 전압에 따라 충전 전류 레이트를 제어하는 마이컴(240); 상기 마이컴의 충전 레이트에 따라 배터리(260)에 충전시키는 충전부(250); 상기 배터리(260)의 충전 상태를 표시해 주는 표시부(270)를 포함하는 구성이다.

이러한 휴대 단말기의 충전 제어 장치의 동작은 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외부 포트 연결부(210)는 범용 포트 단자로 서 데이터 및 파워 소스 단자로 이용된다. 상기 외부 포트 연결부(210)는 예를 들면, USB(Universal Serial Bus) 포트 단자이다. 상기 외부 포트 연결부(210)는 USB 케이블의 경우 개인용 컴퓨터(PC)와 연결되는 USB A 타입 커넥터와, 세트와 연결되는 USB mini B 타입 커넥터 또는 24핀 I/O 커넥터로 구성되며, 아답터(Adaptor)는 상기 USB A 타입의 커넥터를 지원하게 된다. 이에 따라 단일 파워 소스인 외부 포트 연결부(210)에는 USB A 타입 컨넥터를 지원할 경우 USB 포트 또는 아답터 전원을 모두 사용할 수 있게 된다.

여기서, 외부 포트 연결부(210)는 USB 연결부로 기능하며, USB 연결부는 기본적으로 4가지 핀을 포함하게 된다. 상기 USB의 4가지의 핀은 하나의 전원 핀 및 두 개의 데이터 핀, 그리고 접지 핀을 포함한다. USB 연결부에서의 전원 핀은 VBUS이며, 데이터 핀은 D+, D-이며, 접지 핀은 Ground pin로 정의된다. 상기 전원 핀(VBUS)은 개인용 컴퓨터(PC) 또는 호스트 장치에서 제공되는 전원(예: 5V, 500mA)을 공급받는 핀으로서, 본 발명에서는 개인용 컴퓨터 또는 호스트 장치 또는 아답터 전원을 공급받기 위한 핀이다. 그리고, 데이터 핀(D+,D-)은 개인용 컴퓨터 또는 호스트 장치와의 데이터 수신 및 전송을 위한 데이터 경로이다.

이러한 외부 포트 연결부(210)를 통해 외부 포트 전원 또는 아답터 전원이 공급되면 전압 감지부(230)는 외부의 입력 전압을 감지하여 마이컴(240)에 전달하게 된다. 또한 전압 감지부(230)는 배터리(260)의 현 전압(Vb)을 체크하여 마이컴(240)에 통보하게 된다. 이러한 전압 감지부(230)는 아날로그 디지털 변환기(ADC)로 기능하며, 입력되는 전압을 디지털 신호로 변환하여 마이컴(240)에 전달하게 된 다.

상기 마이컴(240)은 상기 입력 전압이 감지되면 충전부(250)를 통해 배터리의 충전 전류 레이트를 적어도 두 단계 크기로 가변 제어하게 된다. 이러한 마이컴(250)은 전원부(220)에 의해 동작되는데, 상기 전원부(220)는 외부 전원의 공급이 없을 경우 배터리 전원을 이용하여 마이컴 및 시스템 각 부에 전원을 공급하고, 외부 전원이 공급될 경우 외부 포트 연결부(210)로부터 입력되는 전원을 받아 마이컴 및 시스템 각 부에 공급하게 된다.

상기 마이컴(240)은 전압 감지부(230)를 통해 인가되는 외부 전압이 일정 전압 이상일 경우 외부 포트 연결 모드로 전환하게 되며, 외부 포트 연결 모드로 전환한 후 외부 연결 포트로 데이터가 입력되는지를 확인하게 된다. 이때, 데이터 입력이 있을 경우 외부 연결 포트로 인식하여 파일 전송 모드로 전환 및 외부 포트 충전 모드로 전환하게 된다. 그러나 데이터 입력이 없을 경우 아답터 충전 모드로 절환하게 된다.

만약, 마이컴(240)은 컴퓨터 또는 호스트 장치로부터 데이터가 전송되는지를 일정시간(예: max 1sec) 체크하여, 외부 포트에 USB 전원이 입력되는 지를 판단하게 된다. 상기 체크결과 데이터가 수신되면 USB 포트 연결로 인식하고, 데이터 수신되지 않으면 아답터 전원으로 인식하게 된다. 그리고, 아답터 모드로 절환될 경우 충전과 함께 휴대 단말기의 재생 동작을 지원하게 된다.

다시 말하면, USB 전원이 입력되면 마이컴에서는 개인용 컴퓨터에서 전달하는 데이터 신호(D+,D-)의 수신이 있는지를 일정시간 기다린 후, 데이터 신호가 있 으면 USB전원으로 인식하고, 데이터 신호가 없으면 인터럽트를 발생하게 되며, 이를 이용하여 아답터 충전모드로 진입하게 된다.

이후, 하나의 충전 모드로 절환되면 배터리 전압을 체크하게 된다. 즉, 전압 감지부(230)로부터 입력되는 배터리(260)의 현재 전압을 체크하게 된다. 배터리 전압(Vb)이 제 1기준전압 이하이면 기본적인 제1 충전전류로 충전부(250)를 세팅하고, 배터리 전압(Vb)이 제 1기준전압의 초과이면 상기 충전 모드에 따라 제 2충전전류 또는 제3충전전류로 충전부(250)를 세팅하게 된다. 여기서, 제 1 내지 3 충전 전류는 각기 다른 충전 전류 레이트를 갖으며, 충전 전류 레이트의 크기는 제 1충전 전류 < 제 2충전 전류 < 제 3충전 전류이다. 여기서, 제 1기준전압은 로(Low) 배터리 전압으로 3.3V 이하로 설정된다.

충전부(250)는 세팅된 충전 전류의 레이트에 따라 외부 전원을 이용하여 배터리(260)의 충전을 수행하게 된다. 여기서, 배터리는 내장 배터리이며, 내장 배터리는 예를 들면 리듐 이온 배터리를 사용하게 된다.

또한, 마이컴(240)은 배터리의 충전 전압(Vb)이 제 1기준전압을 초과하면 제 2 충전 또는 제 3충전 전류로 충전부(250)를 세팅시킨 후, 충전을 제어하게 된다.

다시 말하면, 아답터 전원(예: 5V/1A)이 USB 전원(예 : 5V/500mA) 보다 높은 전류를 공급하게 되므로, 두 전원 소스를 구분하여 충전 전류 레이트를 다르게 할 수도 있는데, 아답터 전원이 공급될 때 더 높은 충전 전류 레이트로 충전될 수 있도록 세팅할 수 있다.

만약, 제 1충전 전류를 배터리 보호 차원에서 동일하게 100mA로 세팅하더라 도, 배터리 전압이 제 1전압을 초과할 경우 USB 전원이면 제 2충전전류를 150mA로 상승시키고, 아답터 전원이면 400mA로 상승시켜 충전시켜 줄 수 있다. 여기서, 제 2충전전류는 최소 150mA부터 최대 300mA 사이에서 충전 전류 레이트를 세팅할 수 있으며, 제 3충전전류는 최소 400mA부터 최대 600mA 사이에서 세팅할 수도 있다.

또한 배터리 전압이 제1기준전압 보다 높은 전압 즉, 제 2기준전압(예: 1.7V 이상)일 경우 다시 한 번 검출하여, 배터리의 충전 전류 레이트를 더 높게 조정할 수도 있다. 예를 들면, 제 2기준전압 이상일 때 USB 전원은 400mA, 아답터 전원은 600mA로 세팅할 수 있다.

이후, 만충전이 되면 마이컴(240)은 배터리 충전을 중단하게 된다.

한편, 배터리의 충전 중 배터리의 전원을 기기로 공급할 수도 있지만, 배터리를 이용하지 않고 USB 전원 또는 아답터 전원을 이용하여 공급하게 된다. 이에 따라 외부 전원을 이용하여 충전 및 기기 동작에 사용하게 되므로, 배터리 충전을 보다 빠르게 수행할 수 있다. 또한 충전 및 기기 전원 공급을 통해 기기 내의 배터리가 로우(low) 배터리(기기 구동이 불가능한 지점)에서도 정상적인 기기 구동이 가능하게 된다. 여기서, 기기는 휴대 단말기로서 기본적으로 디지털 미디어 파일의 재생 또는 디지털 방송의 재생이 가능한 기기를 포함한다.

도 3은 본 발명 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 3을 참조하면, 외부 포트 전원 또는 아답터 전원를 통해 충전 소스파워(charging source power)를 입력받는다(S201). 이때, 외부 포트로 전압이 감지되는 지를 확인하고(S202), 외부 전압이 감지되면 USB 모드로 전환하고(S203), 외부 전압이 감지안 될 경우 다른 기능을 수행하게 된다(S213). 여기서, 외부 포트의 전압 감지는 USB 포트를 단일 파워 소스 레일(Power source rail)로 구성하여 사용하기 때문에 USB 포트로부터 전압이 검출되는지를 감지하게 된다.

상기 USB 모드로 전환된 후 USB 전원인가를 판단한 후(S204), USB 전원이면 파일 전송 모드로 전환하고(S205), USB 충전 모드로 전환하게 된다(S206). 그러나, USB 전원이 아니면 아답터 충전 모드로 전환하게 된다(S207). 이때 외부 포트 연결부로 입력되는 전원에 대해 USB 전원으로 판단하는 기준은 외부 포트 연결부로부터 데이터 입력 여부에 따라 판단하게 되는 것으로, 소정 시간(예: 최대 1초) 이내에 데이터가 입력되면 USB 전원으로 인식하고, 그렇치 않으면 아답터 전원으로 인식하게 된다.

상기 USB 전원 또는 아답터 전원 중 하나의 충전 모드로 판단되면 배터리 전압을 체크하게 된다(S208). 상기 배터리 전압(Vb)이 제 1기준전압(V1) 이상인지를 판단하고(S209), 그 판단결과 제 1기준전압 이하이면 배터리의 충전전류를 제1충전전류로 세팅하여 충전을 시작하게 된다(S210,S211). 그리고, 판단결과 배터리 전압이 제 1기준전압 초과이거나 상기 충전을 통해 제 1기준 전압을 초과하여 충전되었을 경우, USB 충전 전류는 제 2충전전류로 세팅(S212)하여 충전(S211)시키고, 아답터 충전 전류는 제 3충전전류로 세팅(S212)하여 충전(S211)시켜 주게 된다.

여기서, 상기 제 1충전전류는 USB 전원 또는 아답터 전원에 상관없이 같은 충전 전류 레이트로 충전하게 된다. 여기서, 충전 전류 레이트의 크기는 제 1충전전류 < 제 2충전전류 < 제 3충전전류 순이다. 제 3충전 전류는 제 1충전전류에 비해 적어도 4배로 세팅되며, 제 2충전전류는 제 1충전전류에 비해 적어도 1.5배로 세팅되며, 제 3충전전류는 제 2충전전류에 비해 적어도 2배로 세팅하게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 4를 참조하면, 일정 충전 전류로 충전이 시작되면(S221) 배터리 전압의 상승 여부를 확인한 후(S222), 배터리 전압이 상승되지 않으면 충전 모드를 정지시키고(S228), 충전 실패를 표시부에 표시해 준다(S229).

그리고, 배터리 전압이 상승되고 제 1기준전압을 초과하는지를 확인하고(S223), 초과하면 충전 전류의 모드를 변경하여 세팅시키고(S224), 충전을 계속 수행하게 된다(S225). 이후, 만 충전 여부를 확인한 후(S226), 만 충전이 되면 충전모드를 종료하게 된다(S227). 여기서, 충전 전류의 모드 변경은 입력 전원의 소스의 전류 량에 비례하여 충전 전류 레이트를 세팅하게 된다. 예컨대, USB 전원의 충전전류 보다 아답터 전원의 충전 전류가 적어도 2배 높으므로 아답터 전원일 경우 충전 전류 레이트를 USB 전원의 충전 전류 레이트 보다 적어도 2배 높게 세팅해 주게 된다.

도 5는 본 발명에 또 다른 실시 예에 휴대 단말기의 충전 제어 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.

도 5를 참조하면, 입력 전압이 감지되면(S231) 충전 모드를 확인하게 된다(S232). USB 포트의 전원이면 배터리 전압이 3.3V 이하이면 100mA로 충전시키고 (S233), 3.3V 초과이면 150mA로 충전시켜 준다(S234). 그리고, 아답터 전원이면 배터리 전압이 3.3V 이하이면 100mA로 충전시키고(S235), 3.3V 초과이면 400mA로 충전시켜 준다(S236). 여기서, 3.3V 이하일 때 모두 100mA로 충전할 수도 있으나, 배터리 특성에 따라 동일하지 않게 세팅할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 충전 제어 장치를 나타낸 구성도이다.

도 6을 참조하면, 충전 제어 장치는 두 개의 입력 파워 소스를 갖는 것으로, 두 개의 소스 파워 입력은 USB 포트단자(311) 및 AC/DC 아답터(312)이며, 두 개의 소스 파워 입력 중 하나를 선택하기 위해 선택부(313)를 더 포함하는 구성이다.

상기 선택부(313)는 서로 독립된 두 개의 소스파워의 입력 전원전압 중 하나의 소스 파워를 선택하여 전압 감지부(330)로 출력하게 된다. 여기서, 선택부(313)는 마이컴(340)의 제어를 받아 하나의 파워 소스를 선택하거나 상대적으로 높은 전원전압을 선택할 수도 있다. 또는 선택부(313)는 전원부의 스위칭 동작과 연동하여 파워 소스를 선택할 수 있다.

전압 감지부(330)는 상기 외부 입력전압 및 배터리 전압을 감지하여 마이컴(340)에 전달하게 되며, 마이컴(340)은 USB 전원 또는 아답터 전원, 배터리 전압을 이용하여 충전부(350)의 충전 전류 레이트를 제어하게 된다. 예를 들면, USB 전원이고, 제1기준전압 이하이면 최소 충전전류인 제 1충전 전류로 세팅하여 충전시키고, 제 1기준전압이 초과되면 제 2충전전류로 세팅시켜 충전하게 제어한다. 또한 아답터 전원일 경우 제 1기준전압 이하이면 최소 충전전류인 제 1충전 전류로 세팅 하여 충전시키고, 제 1기준전압이 초과되면 제3충전전류로 세팅시켜 충전하게 제어한다. 이러한 충전 제어 동작은 도 2의 동작과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 도 6은 복수개의 입력 파워 소스를 이용하더라도, 입력 파워 소스를 판단한 후 입력 파워 소스 및 배터리 전압에 따라 충전 전류 레이트를 세팅하고, 배터리 전압이 일정 기준전압을 초과하면 입력 파워 소스를 기준으로 서로 다른 충전 전류 레이트로 충전되게 제어한다.

이와 같이, 휴대 단말기에서 USB 전원 또는 아답터 전원으로 충전 모드함에 있어서, 배터리 전압에 따라 충전 전류 레이트를 조절하여, 배터리 충전시간 단축시켜 줄 수 있다. 특히 아답터 충전 모드일 경우 충전 전류 레이트를 400mA ~ 600mA 정도로 세팅시켜 줌으로써 대용량 배터리에 대해서도 충전시간을 단축시켜 줄 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 휴대 단말기의 충전 제어 장치 및 방법에 의하면, 배터리의 충전을 서로 다른 충전 전류 레이트로 충전함으로써, 배터리를 보다 빠른 시간에 충전할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 외부 입력 전원에 따라 자동으로 충전 모드를 구분하고 충전 전류 레이트를 가변시켜 줌으로써, 배터리의 충전시간을 감소시켜 줄 수 있다.

Claims

배터리;

외부 포트 또는 아답터의 전원을 단일 소스파워 레일로 입력받는 외부 포트 연결부;

상기 외부 포트 연결부로 입력되는 전압 및 배터리 전압을 감지하는 전압 감지부;

상기 전압 감지부로부터 감지된 입력전압 및 배터리의 전압을 이용하여 충전 전류 레이트를 가변하는 마이컴;

상기 가변되는 충전 전류 레이트에 따라 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 외부 포트 연결부는 USB 포트 연결부인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 배터리는 내장 배터리인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 마이컴은 외부 포트 연결부로 입력되는 입력 USB 전원을 기준으로 적어도 두 단계 크기의 가변된 충전 전류 레이트로 배터리 충전을 제어하는 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어장치.
제 4항에 있어서,

상기 두 단계 크기의 충전 전류 레이트는 서로 적어도 1.5배의 차이가 나는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 마이컴은 외부 포트 연결부로 입력되는 입력 아답터 전원을 기준으로 적어도 두 단계 크기의 가변된 충전 전류 레이트로 배터리 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어장치.
제 6항에 있어서,

상기 두 단계의 충전 전류 레이트는 서로 적어도 4배의 차이가 나는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 마이컴은 외부 포트 연결부로 전원이 입력된 후 데이터가 입력되면 USB 충전모드로 인식하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어 장치.
배터리;

외부 포트에 입력되는 전원전압 및 배터리 전압을 감지하는 전압 감지부;

상기 전압 감지부에 의해 감지된 외부 포트의 입력 전압을 기준으로 상기 배터리의 전압에 따라 서로 다른 충전 전류 레이트로 세팅하는 마이컴;

상기 입력 전원전압을 이용하여 배터리를 상기 세팅된 충전 전류 레이트로 충전시키는 충전부를 포함하는데 있어서, 상기 외부 포트는 USB 전원 또는 아답터 전원을 단일 소스 파워 레일로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어 장치.
제 9항에 있어서,

상기 외부 포트에는 USB 전원 또는 아답터 전원이 입력되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어 장치.
삭제
제 9항에 있어서,

상기 외부 포트는 USB 전원 소스 레일 및 아답터 전원 소스 레일인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 충전 제어 장치.
외부 포트로 입력되는 신호에 의해 배터리 충전 모드를 결정하는 단계;

상기 배터리 충전 모드가 결정되면, 배터리의 전압을 체크하는 단계;

상기 배터리 충전 모드 및 배터리 전압에 따라 서로 다른 충전 전류 레이트로 배터리를 충전시키는 단계를 포함하는 휴대 단말기의 배터리 충전 제어 방법.
제 13항에 있어서,

상기 충전 단계는, 상기 배터리 전압이 제 1기준전압 이하이면 제 1충전전류로 충전시키는 단계; 상기 배터리 전압이 제 1기준 전압을 초과하면 상기 배터리 충전 모드에 따라 제 2충전전류 또는 제 3충전전류로 충전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 배터리 충전 제어 방법.
제 13항에 있어서,

상기 배터리 충전 모드 결정단계는, 외부 포트의 충전 파워 소스에 전압이 감지되면 USB모드로 전환하는 단계; 상기 USB 모드 전환 후 USB 통신이 발생되면 USB 충전 모드로 전환하고, USB 통신이 발생되지 않으면 아답터 충전 모드로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 배터리 충전 제어 방법.
제 13항에 있어서,

상기 배터리는 내장 배터리인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 배터리 충 전 제어 방법.
제 14항에 있어서,

상기 제 1기준전압은 배터리의 로우 전압인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 배터리 충전 제어 방법.
제 14항에 있어서,

상기 충전 전류의 레이트 크기는 제 1충전전류 < 제 2충전 전류 < 제 3충전 전류인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 배터리 충전 제어 방법.
제 15항에 있어서,

상기 USB 충전모드는 제 1 및 제 2충전 전류로 충전되며, 상기 제 2충전전류는 제 1충전전류의 적어도 1.5배의 충전 전류 레이트로 충전시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 배터리 충전 제어 방법.
제 15항에 있어서,

상기 아답터 충전모드는 제 1 및 제 3충전 전류로 충전되며, 상기 제 3충전전류는 제 1충전전류의 적어도 4배의 충전 전류 레이트로 충전되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 배터리 충전 제어 방법.