KR20010026012A - 노트북시스템의 배터리관리장치 - Google Patents

노트북시스템의 배터리관리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노트북시스템의 배터리관리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노트북시스템의 옵션물에 포함된 배터리를 SMBUS를 이용하여 효율적으로 관리할 수 있는 노트북시스템의 배터리관리장치에 관한 것이다. 본 발명의 노트북시스템의 배터리관리장치는, 노트북시스템과 도킹스테이션 각각에 SMBUS와 호환되는 스마트 배터리를 장착한다. 따라서 필요에 의해서 상기 SMBUS를 통해서 배터리의 상태정보를 읽어오고, 읽어온 정보를 사용자에게 제공하거나 또는 최적의 충전을 위한 조건으로 이용하는 것이 가능하다.

Description

노트북시스템의 배터리관리장치{Battery Management Apparatus in Notebook System}
본 발명은 노트북시스템의 배터리관리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노트북시스템의 옵션물에 포함된 배터리를 SMBUS를 이용하여 효율적으로 관리할 수 있는 노트북시스템의 배터리관리장치에 관한 것이다.
노트북시스템이 대중화되고 있다. 데스크톱 컴퓨터에 비해서 가격이 비싸고 보조용으로 사용되어 일부 계층에서 쓰여지던 노트북시스템이 최근 들어 직장인이나 대학생들 사이에 인기제품으로 각광을 받고 있다. 물론 아직도 데스크톱컴퓨터에 비해서 비싼게 흠이지만 휴대가 간편하다는 장점 때문에 찾는 사람이 늘고 있다.
이와 같은 노트북시스템의 생명은 경량화와 슬림화이다. 현재 CD 롬 드라이브와 플로피디스크드라이브가 내장된 이른바 "올 인 원" 제품의 경우에도 두께가 20mm까지 줄었다. 무게도 CD 롬 드라이브 및 FDD 외장형은 1kg대까지, 내장형은 2kg대까지 감소한 제품이 출시되고 있다. 이처럼 노트북시스템의 생명이 경량화와 슬림화인 것은, 노트북시스템이 들고 다니기 위한 휴대용이기 때문이다.
또한, 노트북시스템의 중요한 요소로써 배터리 용량을 들 수 있다. 즉, 아답터를 포함하여 노트북시스템의 모든 장비를 휴대하고 다니기가 불편하기 때문에, 보조전원으로써 배터리가 구비되고 있고, 상기 배터리의 용량, 배터리의 사용효율이 어느 정도인가에 따라서 노트북시스템의 제품성을 평가할 수 있다.
이와 같은 추세에 따라서 최근에는 노트북시스템의 휴대기능을 충분하게 활용할 수 있도록 기본 시스템만을 본체에 구비시키고, 그 외의 부가적인 기능들은 분리형으로 제작하고 있다. 일 실시예로, CD 롬 드라이브 및 FDD의 외장형은 물론이고, 이 외에도 노트북시스템의 본체와 별도로 도킹 스테이션(Docking Station) 또는 포트 리플리케이터(Port Replicator) 내에 마우스, 키보드, 비디오, 프린터, 시리얼 포트 등을 구비시키고 있다.
따라서 실질적인 작업수행은 노트북시스템의 본체에서 충분히 가능하도록 하고, 작업수행이 완료된 후 출력을 하거나 또는 부가적인 작업을 수행하고자 할때,본체와 도킹 스테이션(또는 포트 리플리케이터)를 연결하여 선택적인 사용이 가능하도록 하고 있다.
또한, 상기 도킹 스테이션 또는 포트 레플리케이터에는 추가로 배터리를 포함하고 있다. 즉, 노트북시스템은 본체 측에 하나의 배터리를 구비하고, 상기 도킹 스테이션에 또 하나의 배터리를 구비하고 있다. 따라서 본체만을 이용한 작업수행시에는 본체 내의 배터리 전원을 사용하고 있고, 상기 도킹 스테이션과 본체가 연결된 상태에서 작업을 수행할때에는 상기 본체와 도킹 스테이션 내에 구비된 배터리 전원을 이용할 수 있는 것이다. 이렇게 해서 노트북시스템의 배터리 용량을 확대하고 있다.
다음은 도 1을 참조해서 종래의 노트북 시스템의 배터리관리장치에 대해서 살펴본다.
도 1은 종래 노트북시스템의 본체와 도킹 스테이션의 배터리관리장치를 도시하는 구성도이다.
노트북시스템 본체(1)는 교류전원을 입력하고 시스템에서 필요로 하는 크기의 직류전원으로 변환시켜서 출력하는 AC/DC 아답터(10)와, 상기 AC/DC 아답터(10)를 통해서 공급되는 직류전원을 논-스마트 배터리(25)에 충전시키기 위한 동작을 수행하는 논-스마트 배터리 충전부(15)와, 노트북시스템 본체(1)만을 이용시에 전원을 공급하는 논-스마트 배터리(25)와, 노트북시스템의 제어를 수행하는 컨트롤러(20)를 포함하고 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 컨트롤러(20)는 상기 논-스마트 배터리(25)와 라인(DQ)을 통해서 직접 데이터의 송수신을 수행하고 있다. 따라서 상기 컨트롤러(20)는 상기 논-스마트 배터리(25)로부터 배터리의 상태신호를 입력하고, 그에 따라서 상기 논-스마트 배터리 충전부(15)의 충전동작을 제어하고 있다.
그리고 도킹 스테이션(5)은, 교류전원을 입력하고 직류전원으로 변환시켜서 출력하는 AC/DC 아답터(35)와, 상기 AC/DC 아답터(35)를 통해서 인가되는 직류전원을 논-스마트 배터리(45)에 충전시키는 동작을 수행하는 논-스마트 배터리 충전부(40)와, 상기 도킹 스테이션(5)과 노트북시스템 본체(1)와의 연결시에 필요로 하는 전원을 공급하는 논-스마트 배터리(45)와, 상기 노트북 시스템 본체(1)와의 데이터 입출력을 제어하는 입축력신장기(50)를 포함하고 있다.
상기 구성의 노트북 시스템 본체(1)와 도킹 스테이션(5)은, 도킹 연결부(30)를 통해서 연결된다. 상기 도킹 연결부(30)는 데이터의 입출력 및 클럭신호의 입출력이 가능하도록 단자(30b,30c)를 구비하고 있다. 따라서 상기 노트북 시스템 본체(1)의 컨트롤러(20)와 도킹 스테이션(5)의 입출력신장기(50)는 상기 단자(30b,30c)를 통해서 SMBUS(60,65)를 연결하고, 상기 SMBUS(60,65)를 통해서 데이터의 입출력을 수행한다.
그리고 도킹 스테이션(5) 내의 다이오드(55)는 역전압방지용이다.
그리고 본 발명에서 설명되는 모든 배터리는 단순히, 전압, 전류의 충방전만을 수행하는 배터리가 아니라, 전압, 전류의 충반전 동작외에, 배터리 충방전 전류를 측정하고, 자기 방전을 추정하고, 배터리의 저전압 한계를 위해 배터리를 감시하는 게이징회로를 포함하는 구성이다.
다음은 상기 구성으로 이루어진 종래의 노트북시스템의 배터리관리 동작에 대해서 설명한다.
우선, 본체(1) 측에 장착되고 있는 배터리(25) 및 충전부(15)는 논-스마트 타입이다. 따라서 상기 컨트롤러(20)는 라인(DQ)를 통해서 배터리 (25)과 통신을 수행하고, 배터리(25)의 배터리정보를 입력한다. 이때, 상기 컨트롤러(20)가 입력하는 배터리정보에는 배터리 잔량에 따른 정보가 포함된다.
따라서 상기 컨트롤러(20)는 상기 배터리(25)의 충전동작시에, 입력된 배터리정보에 기초하여, 상기 충전부(15)의 충전동작을 제어한다. 즉, 상기 컨트롤러(20)는 상기 배터리(25)로부터 입력한 배터리 잔량정보에 의해서 배터리의 정확한 잔량을 알 수 있고, 따라서 최적의 충전조건으로 상기 충전부(15)의 동작을 제어하는 것이 가능하게 되는 것이다.
한편, 도킹 스테이션(5) 측에 장착되고 있는 배터리(45) 및 충전부(40) 또한 논-스마트 타입이다. 그러나 상기 충전부(40)는 상기 본체(1) 측의 컨트롤러(20)로부터 제어를 받지 않고, 배터리(45)의 충전을 수행한다. 즉, 도킹 스테이션(5) 내의 충전부(40)는 배터리의 전압과 배터리로 입력되는 전류만을 모니터링하여 배터리(45)의 충전을 수행한다.
또한, 도킹 스테이션(5) 측의 충전부(40) 또한 배터리(45)는 본체(1) 측의 컨트롤러(20)와 신호 송수신을 위한 아무런 구성을 갖지 않고 있다. 따라서 도킹 스테이션(5) 내의 배터리 정보를 본체(1) 측으로 전송할 수 있는 방법이 없었다.
즉, 종래의 노트북시스템의 배터리관리장치는, 도킹 스테이션(5) 내의 배터리(45)로부터 배터리상태정보의 피이드백 없이 수동적으로 배터리(45)의 충전을 수행하였기 때문에, 배터리를 최적으로 충전시킬 수 있는 방법이 없었다. 따라서 배터리의 수명이 단축될 수 밖에 없었다.
또한, 종래의 노트북시스템의 배터리관리장치는, 언제 배터리가 완전히 방전되는지 또는 현재의 전원소모상태로 얼마간 사용이 가능한지에 따른 정확한 정보를 얻을 수가 없었다.
따라서 본 발명의 목적은 노트북시스템 본체는 물론이고, 옵션물에 포함된 배터리를 SM BUS를 이용하여 효율적으로 관리할 수 있는 노트북시스템의 배터리관리장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 노트북시스템과 도킹스테이션과의 연결 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 노트북시스템과 도킹스테이션과의 연결 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 노트북시스템 본체 110,140 :AC/DC 아답터
115,145 : 스마트 충전부 120 : 스마트 배터리 선택부
125,130,170 : 스마트 배터리 135 : SMBUS 호스트
150 : 도킹 스테이션 160 : SMBUS
175 : 입출력신장치
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노트북시스템의 배터리관리장치는, 노트북시스템 본체와; 상기 노트북시스템 본체와 연결되어 부가적인 기능을 수행하는 옵션물과; 상기 본체와 옵션물에 각각에 전원공급을 위하여 구비된 배터리수단과; 상기 본체와 옵션물 사이에서 상기 배터리수단으로부터 읽어낸 배터리상태정보를 양방향으로 교환하기 위한 SMBUS와; 상기 SMBUS 상에서 주고받은 배터리상태정보를 본체측으로 전송하기 위한 SMBUS 호스트를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 배터리수단은, 배터리의 충방전 동작을 감시하기 위한 게이징회로를 내장한 배터리와; 상기 배터리와 SMBUS를 통해서 배터리상태정보를 교환하면서, 배터리의 충전을 제어하는 배터리 충전부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 배터리수단은, 다수개의 배터리와; 상기 다수개의 배터리로부터 충방전을 위한 배터리를 선택하는 배터리선택부를 더 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 노트북시스템의 배터리관리장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 노트북시스템의 배터리관리장치를 도시하는 구성도이다.
우선, 본 발명의 노트북시스템에서는 배터리를 스마트(Smart) 타입을 사용하고 있다.
본 발명의 노트북시스템의 본체(100)는 복수개의 스마트 배터리(125,130)와, 충전/방전을 수행하기 위한 배터리를 선택하는 스마트 배터리 선택부(120)와, 상기 스마트 배터리로부터 이벤트(Event)를 받고 충전전압, 충전전류를 요청받는 스마트 충전부(115)와, 데이터송수신 및 배터리상태정보 송수신을 수행하는 SMBUS(160)와, 상기 스마트 배터리 선택부(120)를 통해서 배터리(125,130)로부터 이벤트(Event) 발생을 받고 배터리로 데이터나 배터리상태정보를 요청하는 SMBUS 호스트(135)를 포함한다. 그리고 전원을 입력하는 AC/DC 아답터(110)를 포함한다.
물론, 상기 스마트 배터리 선택부(120)와 스마트 배터리(125,130) 사이에 SMBUS가 연결되고 있고, 또한 스마트 배터리 선택부(120)와 스마트 충전부(115) 사이에도 SMBUS가 연결되고 있다.
본 발명의 도킹 스테이션(150)은 교류전원을 입력하고 직류전원으로 변환시켜서 출력하는 AC/DC 아답터(140)와, 상기 AC/DC 아답터(140)를 통해서 인가되는 직류전원을 스마트 배터리(170)에 충전시키는 동작을 수행하는 스마트 충전부(145)와, 상기 도킹 스테이션(150)과 노트북시스템 본체(100)와의 연결시에 필요로 하는 전원을 공급하는 스마트 배터리(170)와, 상기 노트북 시스템 본체(100)와의 데이터 입출력을 제어하는 입축력신장기(175)를 포함하고 있다. 그리고 도킹 스테이션(150) 내에도 SMBUS(160)가 포함되며, 상기 SMBUS는 스마트 배터리(170)와 스마트 충전부(145) 사이에도 연결되고 있다.
상기 구성의 노트북 시스템 본체(100)와 도킹 스테이션(150)은, 도킹 연결부(170)를 통해서 연결된다. 상기 도킹 연결부(170)는 데이터의 입출력 및 클럭신호의 입출력이 가능하도록 단자를 구비하고 있다. 따라서 상기 노트북 시스템 본체(100)의 SMBUS 호스트(135)와 도킹 스테이션(150)의 입출력신장기(175)는 상기 단자를 통해서 SM BUS(160)를 연결하고, 상기 SMBUS(160)를 통해서 배터리상태정보에 따른 데이터 송수신을 수행한다.
다음은 상기 구성에 따른 본 발명의 노트북시스템에서 배터리관리 과정에 대해서 설명한다.
본 발명의 노트북시스템에서는 SMBUS를 지원하는 스마트(Smart) 배터리를 사용한다는 것이다. 또한, 노트북시스템 본체(100)와 도킹 스테이션(150)이 SMBUS에 의해서 연결되어 각 장치 내 구비된 배터리의 정보를 알 수 있다는 것이다.
상기 스마트 배터리(125,130,170)는, 배터리 내 게이징회로를 포함하며, 기존의 배터리에 포함된 게이징회로보다 더 다양한 데이터를 배터리로부터 측정한다. 즉, 배터리의 용량 뿐 만 아니라 각종 알람 및 충/방전의 예상시간 등을 사용자에게 제공한다.
따라서 스마트 충전부(115,145)는 배터리 내 게이징회로로부터 배터리의 제조회사, 포트 넘버, 성질 등을 알 수 있어서 배터리를 최적으로 안전하게 충전 가능하다.
또한, 상기 스마트 배터리 선택부(120)는, 다수의 배터리의 관리를 수행한다. 따라서 충전 또는 방전을 수행할 배터리를 중재해주고, 배터리의 충/방전 상태에 따라서 시스템의 파워 소스를 스위칭해 주는 기능을 담당한다.
그리고 상기 SMBUS(160)는 스마트 배터리 시스템(스마트 배터리가 사용되기 위한 모든 구성을 포함하는 시스템)을 위한 새로운 데이터 포맷을 지원하고 있다. 상기 SMBUS는 두 라인(데이터 라인 및 클럭 라인)을 이용하여 양방향 데이터 통신을 수행한다. 일 예로, 세개의 장치가 SMBUS 상에 연결되어 있을때, 하나의 장치(#1)에서 데이터 전송을 시작하고, 데이터 전송 직후에 자신과 통화할 장치의 ID를 방송한 후, 자신이 지정한 장치(#3)로부터의 응답을 기다린다. 이때, 장치(#2)는 SMBUS 상의 ID가 자신의 것이 아니므로 아무것도 안하고, 장치(#3)은 BUS 상의 ID가 자신의 것이므로 응답을 보낸다.
따라서 상기 SMBUS 호스트(135)는 스마트 배터리 시스템의 모든 구성에 배터리상태 정보를 요구할 수 있으며, 또한 스마트 배터리 시스템 측으로부터의 요구사항에 대해서도 응답을 할 수 있다.
따라서 상기 스마트 배터리 시스템은 상기 SMBUS를 통해서 배터리와 충전부 그리고 선택부 사이의 연결이 가능하고, 따라서 여러개의 배터리 팩을 충전/소모할 수도 있고, 배터리의 잔량을 사용자에게 알려줄 수도 있다.
즉, 본 발명의 노트북시스템 본체(100) 측은 배터리 선택부(120)를 이용하여 복수개의 배터리를 장착하는 것이 가능하다. 따라서 상기 배터리 선택부(120)에서 충방전 동작을 수행하기 위한 배터리를 선택 제어하고, 상기 배터리 선택부(120)의 제어에 의해서 임의의 배터리(125)는 방전을 수행하고 임의의 배터리(130)는 AC/DC 아답터(110)를 통해서 입력되는 전원을 충전하는 것이 가능하다.
또한, 상기 본체(100) 측의 배터리(125,130)는 SMBUS를 이용해서 자신의 배터리 상태를 상기 배터리 선택부(120), 상기 스마트 충전부(115), SMBUS 호스트(135)에 전송하는 것이 가능하다.
따라서 상기 SMBUS 호스트(135)는, 필요에 의해서 상기 SMBUS(135)를 통해서 배터리(125,130)의 배터리 상태정보를 요구한다. 상기 배터리(125,130)는 자체 내의 게이징 회로에 계산 저장되어 있는 배터리 잔량에 따른 정보 및 사용가능한 시간 등을 SNBUS를 통해서 전송한다. 이렇게 전송된 배터리 정보가 상기 SMBUS 호스트(135)에 인가되면서 상기 SMBUS 호스트(135)는 배터리의 잔량 및 사용 가능한 시간 등을 인지할 수 있는 것이다. 이렇게 해서 상기 SMBUS 호스트(135)에서 인식된 배터리 정보는 노트북 시스템 컨트롤러(도시하지 않음)에서 요구되었을때 전송 가능하다.
또한, 스마트 충전부(115)는, 상기 SMBUS를 이용해서 배터리(125,130)의 상태정보를 이용하여, 배터리(125,130)를 최적으로 충전시키는 것이 가능하다. 즉, 상기 스마트 충전부(115)는 배터리(125,130)로부터 이벤트를 받고 충전전압, 충전전류를 요청받으며, 요청받은 만큼의 전압과 전류가 상기 배터리(125,130)로의 전송을 제어한다.
또한, 도킹 스테이션(150) 측도 스마트 배터리를 장착하고 있으므로, 상기 설명된 본체(100) 측과 동일하게 동작한다.
상기 도킹 스테이션(150) 내 스마트 배터리(170)는 스마트 충전부(145)와 SMBUS에 의해서 연결되고 있고, 상기 스마트 충전부(145)는 SMBUS(160)를 통해서 본체(100) 측의 SMBUS 호스트(135)와 연결되고 있다. 그리고 상기 스마트 배터리(170)는 자체 내 게이징 회로에 자신의 배터리상태정보를 저장하고 있다.
따라서 상기 도킹 스테이션(150)과 본체(100)의 연결상태와 무관하게 상기 스마트 충전부(145)는 상기 SMBUS를 통해서 스마트 배터리(170)에게 배터리상태정보를 요구할 수 있고, 상기 배터리(170)는 자체 내에 내장된 게이징회로에 의해서 산출된 배터리상태정보를 상기 스마트 충전부(145)에 전송한다. 즉, 상기 스마트 충전부(145)는 상기 SMBUS를 통해서 상기 배터리(170) 측으로부터 배터리상태정보를 피이드백 받으면서, 배터리(170)의 충전을 최적으로 제어하는 것이 가능하다.
또한, 상기 도킹 스테이션(150)과 본체(100)가 연결되었을때, 상기 SMBUS 호스트(135)는 SMBUS(160)를 통해서 도킹 스테이션(150) 내의 스마트 배터리(170)에게 배터리상태정보를 요구하는 것이 가능하다. 즉, 배터리(170)는 자체 내의 게이징회로가 측정한 충전상태, 배터리 용량 및 여러가지 데이터 등을 상기 SMBUS를 통해서 SMBUS 호스트(135)로 전송한다.
따라서 SMBUS 호스트(135)는 본체(100) 내의 스마트 배터리(125,130)의 배터리상태정보 그리고 도킹 스테이션(150) 내의 스마트 배터리(170)의 배터리상태정보를 SMBUS를 이용해서 읽어낼 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 노트북시스템의 배터리관리장치는, 스마트 배터리 선택부에 의해서 다수개의 배터리를 이용한 충방전동작을 제어하는 것이 가능하여, 다수개의 배터리를 선택적으로 사용하여 배터리 사용시간을 늘릴 수 있는 잇점이 있다.
또한, 본 발명은 SMBUS를 이용하여 스마트 충전부와 배터리 사이의 배터리상태정보의 송수신이 가능하므로서, 별도의 제어장치를 구비하지 않고도 배터리의 충전을 최적으로 수행할 수 있는 잇점이 있다.
그리고 본 발명은 노트북시스템 본체 내에 장착된 배터리는 물론이고, 노트북시스템의 옵션물에 제공되는 배터리의 잔량 및 사용 가능한 시간 등을 SMBUS를 통해서 배터리로부터 읽어낼 수 있어서, 사용자에게 배터리 잔량에 따른 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 노트북시스템 본체와;
    상기 노트북시스템 본체와 연결되어 부가적인 기능을 수행하는 옵션물과;
    상기 본체 또는 옵션물에 전원공급을 위하여 구비된 배터리수단과;
    상기 본체와 옵션물 사이에서 상기 배터리수단으로부터 읽어낸 배터리상태정보를 양방향으로 교환하기 위한 SMBUS와;
    상기 SMBUS 상에서 주고받은 배터리상태정보를 본체측으로 전송하기 위한 SMBUS 호스트를 포함하여 구성되는 노트북시스템의 배터리관리장치.
  2. 제 1 항에 있어서:
    상기 배터리수단은,
    배터리의 충방전 동작을 감시하기 위한 게이징회로를 내장한 배터리와;
    상기 배터리와 SMBUS를 통해서 배터리상태정보를 교환하면서, 배터리의 충전을 제어하는 배터리 충전부를 포함하여 구성되는 노트북시스템의 배터리관리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서:
    상기 배터리수단은,
    다수개의 배터리와;
    상기 다수개의 배터리로부터 충방전을 위한 배터리를 선택하는 배터리선택부를 더 포함하여 구성되는 노트북시스템의 배터리관리장치.
  4. 휴대용으로 이용되는 노트북시스템에서,
    양방향통신이 가능한 SMBUS를 이용하여 배터리로부터 읽어낸 배터리상태정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 노트북시스템의 배터리관리장치.
KR1019990037147A 1999-09-02 1999-09-02 노트북시스템의 배터리관리장치 KR20010026012A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100454014B1 (ko) * 2000-02-17 2004-10-26 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 소비 전력 정보의 표시 방법 및 전자 기기

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KR100454014B1 (ko) * 2000-02-17 2004-10-26 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 소비 전력 정보의 표시 방법 및 전자 기기

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