KR101401805B1 - 휴대용 기기의 전원관리 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대용 기기의 배터리 충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 복수 개의 배터리 셀(11)을 포함하는 배터리 팩(13)과, 상기 배터리 셀(11)의 상태정보를 검출하여 상기 배터리 셀(11)의 연결 상태를 제어하는 임베디드 컨트롤러(15), 그리고 상기 임베디드 컨트롤러(15)의 제어신호에 따라 상기 배터리 셀(11)의 연결 상태를 설정하는 셀 컨트롤러(17)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 배터리의 방전 말기 전압 강하 현상을 방지함과 동시에 배터리의 사용 시간을 늘림으로써 보다 장시간 동안 휴대용 기기를 사용할 수 있고, 보다 효율적으로 휴대용 기기의 전원 관리를 할 수 있는 이점이 있다.
배터리 팩, 배터리 셀, 휴대용 기기, 전원관리 제어장치
Description
도 1은 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치를 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치를 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리 팩 및 셀 컨트롤러의 내부 구성을 나타내는 블럭도.
도 4는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어방법을 도시한 상세 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어방법을 도시한 상세 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 배터리 셀 13 : 배터리 팩
19 : 임베디드 컨트롤러 21 : 셀 컨트롤러
23 : 백업 배터리 25 : 스위치
본 발명은 휴대용 기기의 배터리 충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨터(Laptop computer), 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistants:PDA) 등의 휴대용 기기는 일반적으로 배터리의 전압에 의해 구동된다. 이와 같은 휴대용 기기는 이동 중에 사용할 목적으로 제작되기 때문에 상기 배터리의 전원 공급이 보다 장시간 동안 이루어지도록 할 필요가 있다.
휴대용 컴퓨터에 사용되는 배터리의 경우 복수 개의 배터리 셀을 패킷화한 배터리 팩의 형태를 채용하고 있다. 그리고 상기 배터리 셀은 리튬 이온이나 니켈수소합금과 같은 충전 가능한 2차 전지로 구성된다. 예컨대 충전전압이 4.2V인 배터리 셀을 3개씩 직렬로 연결한 2묶음을 병렬 연결하여 하나의 배터리 팩을 구성하는 방식이다.
종래 기술에 따르면 휴대용 컴퓨터에는 복수 개의 배터리 셀을 병렬로 연결한 배터리 팩을 사용할 수 없었다. 이는 배터리 방전 말기의 전압강하 현상과 이에 따른 전류의 증가 문제 때문이었다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 배터리의 사용 시간을 최대로 하기 위해서는 입력 전압과 출력 전압의 차를 최소로 하여야 하는데, 상기 입력 전압과 출력 전압의 차를 최소로 하기 위해서는 복수 개의 배터리 셀을 병렬로 연결할 필요가 있음에도 종래 기술에서는 방전 말기의 전압강하 현상 때문에 복수 개의 배터리 셀을 병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 수 없었다.
또한, 휴대용 기기의 구동 중에 배터리 셀의 충전 전압 등과 같은 상태 정보에 대응하여 상기 배터리 팩을 구성하는 복수 개의 배터리 셀 연결 상태를 변경할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 방전 말기의 전압강하 현상을 방지하면서 배터리의 사용 시간은 최대로 할 수 있는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 휴대용 기기의 구동 중에 배터리 셀의 상태 정보에 대응하여 배터리의 입력 전압을 변경할 수 있는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩과, 상기 배터리 셀의 상태정보를 검출하여 상기 배터리 셀의 연결 상태를 제어하는 임베디드 컨트롤러, 그리고 상기 임베디드 컨트롤러의 제어신호에 따라 상기 배터리 셀의 연결 상태를 설정하는 셀 컨트롤러를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 배터리 셀의 상태정보는 상기 배터리 셀의 수, 충전전압, 충전전류, 배터리 팩 내부온도 또는 불량인 배터리 셀의 수 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고 상기 셀 컨트롤러는 상기 복수 개의 배터리 셀 각각에 연결되어 직렬 또는 병렬 연결의 조합을 제어하는 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 임베디드 컨트롤러는 상기 배터리 셀의 충전전압이 임계값 이상인 경우 상기 배터리 셀이 병렬 연결되도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 임베디드 컨트롤러는 상기 배터리 셀의 충전전압이 임계값 미만인 경우 상기 배터리 셀이 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결되도록 제어할 수 있다.
그리고 상기 휴대용 기기의 전원관리 제어장치는 상기 배터리 셀의 연결 상태가 변경되는 동안에 전원을 공급하기 위한 백업 배터리를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명은 배터리 셀의 상태정보를 검출하는 단계와, 상기 검출된 상태정보에 따라 상기 배터리 셀의 연결 상태를 제어하는 단계, 그리고 상기 제어된 배터리 셀의 연결 상태로 상기 배터리 셀을 충전하거나 상기 배터리 셀에 충전된 전원을 방전하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 배터리 셀의 연결 상태는 상기 배터리 셀의 충전전압이 임계값 이상인 경우 상기 배터리 셀이 병렬 연결되도록 제어될 수 있다.
그리고 상기 배터리 셀의 연결 상태는 상기 배터리 셀의 충전전압이 임계값 미만인 경우 상기 배터리 셀이 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결되도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 배터리 셀의 상태정보는 상기 배터리 셀에 충전된 전원을 방전하는 동안에 일정한 주기로 반복하여 검출될 수 있다.
이때, 상기 배터리 셀의 상태정보는 상기 배터리 셀의 수, 충전전압, 충전전류, 배터리 팩 내부온도 또는 불량인 배터리 셀의 수 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고 상기 휴대용 기기의 전원관리 제어방법은 상기 검출된 상태정보에 따라 상기 배터리 셀의 연결 조합이 변경되는 동안에 백업 배터리에 의해 전원이 공급되는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 휴대용 기기의 구동 중에도 배터리 팩을 구성하는 배터리 셀의 직렬 또는 병렬 연결의 조합을 변경할 수 있고, 방전 말기의 전압 강하 현상을 방지하면서 배터리의 사용 시간을 최대로 할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치를 나타내는 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어장치는 배터리 팩(13)을 포함하여 구성된다. 상기 배터리 팩(13)의 구체적인 구성은 도 3을 참고하여 이하에서 상술하기로 한다.
한편, 상기 배터리 팩(13)은 외부의 전원으로부터 상기 휴대용 기기에 필요한 전원을 공급받는다. 예컨대 휴대용 컴퓨터는 외부의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 전원 어댑터로부터 전압을 인가받는 경우 이를 감지하여 상기 휴대용 컴퓨터에 장착된 배터리를 충전한다. 그리고 상기 배터리 팩(13)에 충전된 전원은 상기 휴대용 기기에 공급된다.
또한, 상기 배터리 팩(13)을 구성하는 상기 배터리 셀(11)의 상태정보는 임베디드 컨트롤러(15)에 의해서 검출된다. 즉, 상기 임베디드 컨트롤러(15)는 상기 배터리 셀(11)의 수와 충전전압, 충전전류, 상기 배터리 팩(13)의 내부 온도 및 불량인 배터리 셀(11)의 수를 포함하는 상기 배터리 셀(11)의 상태정보를 검출한다.
이때, 상기 배터리 셀(11)의 수는 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합을 결정하기 위해 검출된다. 즉, 상기 배터리 셀(11)이 6개인 경우를 가정하면, 상기 직렬 또는 병렬 연결의 조합에는 상기 6개의 배터리 셀(11) 모두를 병렬로 연결하는 방법, 2개의 직렬 연결과 세 묶음의 병렬 연결 방법, 그리고 3개의 직렬 연결과 두 묶음의 병렬 연결 방법이 있다.
또한, 상기 충전전압은 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 임계값 이상인지 아니면 임계값 미만인지에 따라 상기 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결할 것인지 아니면 상기 배터리 셀(11)을 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결할 것인지를 결정하기 위해 검출된다.
그리고 상기 충전전류, 상기 배터리 팩(13)의 내부 온도 및 불량인 배터리 셀(11)의 수는 충전 또는 방전 동작의 이상 유무를 파악하기 위해 검출된다. 즉, 상기 충전전류가 과도하게 상승하거나 상기 배터리 팩(13)의 내부 온도가 과도하게 높아지거나 또는 불량인 배터리 셀(11)이 발생하는 경우에 충전 또는 방전 동작을 중지하고 사용자에게 경고 메시지를 전송할 수 있다.
그리고 상기 임베디드 컨트롤러(15)는 셀 컨트롤러(17)에 상기 상태정보에 따른 상기 배터리 셀(11)의 연결 상태를 결정하여 전달한다. 이때, 상기 배터리 셀(11)의 연결 상태는 상기 배터리 셀(11)의 병렬 연결, 직렬 연결 또는 직렬 및 병렬의 조합으로 구성되는 연결 상태를 포함한다. 즉, 상기 배터리 셀(11)의 상태정보는 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합을 결정하기 위해 검출된다.
예컨대 상기 배터리 셀(11)이 6개이고, 상기 배터리 팩(13)의 내부 온도와 상기 충전전류가 정상 수준이며, 불량인 배터리 셀(11)이 없는 것으로 검출되는 경우 상기 배터리 셀(11)의 충전전압에 따라 상기 6개의 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결할 것인지 아니면 2개의 배터리 셀(11)을 직렬로 연결한 세 묶음을 병렬로 연결할 것인지 또는 3개의 배터리 셀(11)을 직렬로 연결한 두 묶음을 병렬로 연결할 것인지 결정한다. 이때, 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 임계값 이상인 경우에는 상기 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결하도록 결정하여 입력전압과 출력전압의 차를 최소로 할 수 있다. 배터리의 사용시간은 입력전압과 출력전압의 차에 반비례하므로 상기 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결함으로써 입력전압을 낮게 설정할 수 있고, 이에 따라 배터리 사용시간을 연장할 수 있다.
한편, 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합은 실험에 의해 결정된 충전전압의 임계값을 기준으로 결정한다. 즉, 방전 말기의 전압강하 현상을 방지하면서 배터리 사용시간을 최대로 연장하기 위한 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합은 실험에 의해 미리 결정된 충전전압의 임계값을 기준으로 결정한다.
이때, 상기 셀 컨트롤러(17)는 상기 임베디드 컨트롤러(15)가 결정한 상기 직렬 또는 병렬 연결의 조합에 따라 상기 베터리 셀(11)을 연결한다. 상기 배터리 셀(11)의 각 전극에 연결된 도선은 상기 셀 컨트롤러(17)에 구비된 복수 개의 스위치(21)와 연결된다. 그리고 상기 셀 컨트롤러(17)에 구비된 복수 개의 스위치(21)는 상기 도선 간의 연결을 변경함으로써 상기 임베디드 컨트롤러(15)가 결정한 상기 직렬 및 병렬 연결의 조합을 구성한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어장치는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 백업 배터리(19)를 더 포함하여 구성된다.
상기 백업 배터리(19)는 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합 상태가 상기 셀 컨트롤러(17)에 구비된 스위치(21)에 의해 변경되는 동안에 상기 휴대용 기기에 전원을 공급한다. 상기 백업 배터리(19)는 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합 상태가 변경되는 동안 상기 휴대용 기기의 시스템 구성요소 중 데이터 손실이 발생할 수 있는 중앙처리장치와 메모리에 전원을 공급한다. 예컨대 휴대용 컴퓨터의 경우, 상기 백업 배터리(19)의 충전전압은 3.3볼트이다.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 배터리 팩 및 셀 컨트롤러를 나타내는 블럭도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배터리 팩(13)은 복수 개의 배터리 셀(11)에 의해 구성된다. 도 2에는 6개의 배터리 셀(11)로 구성되는 배터리 팩(13)을 도시하였으나, 상기 배터리 팩(13)은 반드시 6개의 배터리 셀(11)로 구성될 필요는 없고 임의의 복수 개라도 상관없다.
상기 배터리 셀(11)의 각 전극에 연결된 도선은 상기 셀 컨트롤러(17)로 전달되고, 상기 셀 컨트롤러(17)에 구비된 복수 개의 스위치(21)는 상기 도선 간의 연결을 구성하여 상기 배터리 셀(11)을 직렬 또는 병렬의 조합으로 연결한다. 예컨대 6개의 배터리 셀(11)로 구성되는 배터리 팩(13)의 경우를 살펴보면, 상기 셀 컨트롤러(17)에 구비된 복수 개의 스위치(21)의 동작에 따라 상기 6개의 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결하거나, 2개의 배터리 셀(11)을 직렬 연결하여 세 묶음의 병렬 연결을 구성하거나 또는 3개의 배터리 셀(11)을 직렬 연결하여 두 묶음의 병렬 연결을 구성할 수 있다. 따라서 상기 배터리 셀(11) 한 개의 충전 전압이 4.2V인 경우, 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결 조합에 따라 입력 전압을 각각 4.2V, 8.4V, 13.2V로 변경할 수 있다.
배터리의 사용 시간은 입력 전압 및 출력 전압의 차에 반비례하므로 배터리의 입력 전압을 최소값으로 설정함으로써 배터리의 사용 시간을 최대로 할 수 있다. 예컨대 6개의 배터리 셀(11)로 구성되는 배터리 팩(13)의 경우를 살펴보면, 배터리의 방전 초기에는 상기 6개의 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결하고, 상기 휴대용 기기의 구동 중에 검출된 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 실험에 의해 미리 결정된 임계값보다 작게 되면 상기 6개의 배터리 셀(11) 연결을 2개의 직렬 연결과 세 묶음의 병렬 연결 또는 3개의 직렬 연결과 두 묶음의 병렬 연결로 변경함으로써 배터리의 사용 시간은 최대로 하면서 동시에 방전 말기의 전압 강하에 따른 전류의 증가 현상을 방지할 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀(11)을 2개의 직렬과 세 묶음의 병렬 연결로 구성할 것인지 또는 3개의 직렬과 두 묶음의 병렬 연결로 구성할 것인지의 여부는 배터리의 특성에 따라 사용 시간을 최대로 연장할 수 있도록 실험에 의해 결정한다.
또한, 실험에 의해 미리 결정된 임계값에 따른 직렬 또는 병렬 연결의 조합은 여러 단계로 구성될 수 있다. 예컨대 6개의 배터리 셀(11)로 구성되는 배터리 팩(13)의 경우를 살펴보면, 방전 초기에는 상기 6개의 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결하고, 상기 휴대용 기기의 구동 중에 검출된 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 실험에 의해 미리 결정된 제1임계값보다 작게 되면 상기 6개의 배터리 셀(11) 연결을 2개의 직렬 연결과 세 묶음의 병렬 연결로 변경하고, 재검출된 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 실험에 의해 미리 결정된 제2임계값보다 작게 되면 3개의 직렬 연결과 두 묶음의 병렬 연결로 변경할 수 있다. 상기 직렬 및 병렬 연결의 조합을 여러 단계로 구성하는 것은 방전 말기의 전압 강하를 방지하고 배터리의 사용 시간을 최대로 연장하기 위함이다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았지만, 상기 휴대용 기기는 벅컨버터(Buck Converter)를 구비하여 상기 배터리 셀(11)이 직렬 및 병렬 연결의 조합으로 연결되는 경우 원하는 출력전압을 형성한다. 즉, 상기 배터리 셀(11)이 미리 설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결된 경우 상기 벅컨버터(Buck Converter)를 이용하 여 요구되는 출력전압을 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어방법을 도시한 상세 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어방법에 따르면 먼저 상기 복수 개의 배터리 셀(11)에 대한 상태정보를 검출한다(S100). 이때 상기 복수 개의 배터리 셀(11)에 대한 상태정보는 상기 배터리 셀(11)의 수, 충전전압, 충전전류, 배터리 팩(13) 내부온도 및 불량인 배터리 셀(11)의 수를 포함한다. 즉, 상기 임베디드 컨트롤러(15)가 상기 배터리 셀(11)의 수와 충전전압, 충전전류, 배터리 팩(13) 내부온도 및 불량인 배터리 셀(11)의 수를 검출한다.
이때, 상기 배터리 셀(11)의 수는 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합을 결정하기 위함이다. 즉, 상기 배터리 셀(11)이 6개인 경우를 가정하면, 상기 직렬 또는 병렬 연결의 조합에는 상기 6개의 배터리 셀(11) 모두를 병렬로 연결하는 방법, 2개의 직렬 연결과 세 묶음의 병렬 연결의 방법, 그리고 3개의 직렬 연결과 두 묶음의 병렬 연결의 방법이 있다.
또한, 상기 충전전압은 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 임계값 이상인지 아니면 임계값 미만인지에 따라 상기 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결할 것인지 아니면 상기 배터리 셀(11)을 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결할 것인지를 결정하기 위해 검출된다.
그리고 상기 충전전류, 상기 배터리 팩(13)의 내부 온도 및 불량인 배터리 셀(11)의 수는 충전 또는 방전 동작의 이상 유무를 파악하기 위해 검출된다. 즉, 상기 충전전류가 과도하게 상승하거나 상기 배터리 팩(13)의 내부 온도가 과도하게 높아지거나 또는 불량인 배터리 셀(11)이 발생하는 경우에 충전 또는 방전 동작을 중지하고 사용자에게 경고 메시지를 전송할 수 있다.
다음으로, 상기 검출된 상태정보에 따라 상기 배터리 셀(11)의 연결 상태를 제어한다(S200). 즉, 상기 임베디드 컨트롤러(15)에 의해 검출된 상기 배터리 셀(11)의 상태정보에 따라 상기 배터리 셀(11)을 미리 설정된 직렬 또는 병렬 연결의 조합으로 구성한다. 상기 직렬 또는 병렬 연결의 조합은 상기 셀 컨트롤러(17)를 구성하는 스위치(21)에 의해 결정된다.
이때, 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합은 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 임계값 이상인 경우 상기 배터리 셀(11)을 병렬로 연결하고, 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 임계값 미만인 경우에는 상기 배터리 셀(11)을 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결한다. 예컨대 배터리 셀(11)이 6개이고 배터리 팩(13) 내부온도가 정상이며 불량인 배터리 셀(11)이 없는 것으로 검출되고 상기 배터리 셀(11)의 만충전 전압이 4.2V, 실험에 의한 충전전압의 임계값이 3.6V인 경우에 상기 임베디드 컨트롤러(15)에 의해 검출된 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 3.6V 이상이면 상기 배터리 셀(11) 6개 모두를 병렬로 연결하고, 상기 배터리 셀(11)의 충전전압이 3.6V 미만이면 상기 배터리 셀(11)을 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결한다. 이때 상기 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태는 방전 말기의 전압 강하로 인한 전류 증가 현상을 방지하기 위해 2개의 배터리 셀(11)을 직렬로 연결한 세 묶음을 병렬로 연결하거나, 3개의 배터리 셀(11)을 직렬로 연결한 두 묶음을 병렬로 연결한 것일 수 있다.
마지막으로 상기 직렬 또는 병렬 연결의 조합 상태로 상기 배터리 셀을 충전하거나 상기 배터리 셀에 충전된 전원을 방전한다(S300). 배터리의 사용 시간은 입력 전압 및 출력 전압의 차에 반비례하므로 전압 강하로 인한 전류 증가의 문제가 없는 방전 초기에는 상기 배터리 셀(11)을 모두 병렬로 연결함으로써 배터리의 사용 시간을 늘릴 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어방법을 도시한 상세 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어방법에 따르면 먼저 배터리 셀(11)의 충전전압을 검출한다(S10). 다음으로 상기 검출한 배터리 셀(11)의 충전전압을 제1임계값과 비교한다(S12). 이어서 상기 충전전압이 상기 제1임계값 미만인 경우, 상기 배터리 셀(11)을 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결하여 상기 휴대용 기기에 전원을 공급한다(S13).
한편, 상기 검출된 제1충전전압이 상기 제1임계값 이상인 경우, 상기 배터리 셀(11)을 병렬로 연결하여 휴대용 기기에 전원을 공급하고(S14), 상기 배터리 셀(11)의 충전전압을 검출한다(S16). 그리고 상기 검출된 충전전압을 제2임계값과 비교한다(S18). 이때, 상기 검출된 충전전압이 상기 제2임계값 이상인 경우, 상기 배터리 셀(11)의 충전전압을 재검출하고(S16): 상기 검출된 충전전압이 상기 제2임 계값 미만인 경우, 백업 배터리(19)를 연결한 후(S20) 상기 배터리 셀(11)을 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결하고(S22), 상기 백업 배터리(19)의 열결을 해제한다(S24).
다음으로 상기 배터리 셀(11)의 충전전압을 검출하고(S26), 상기 검출된 충전전압을 상기 제3임계값과 비교한다(S28). 이때, 상기 충전전압이 상기 제3임계값 이상인 경우, 상기 배터리 셀(11)의 제3충전전압을 재검출하고(S26): 상기 검출된 제3충전전압이 상기 제3임계값 미만인 경우, 상기 휴대용 기기에 전원 공급을 중단한다(S30).
상기 백업 배터리(19)는 상기 배터리 셀(11)의 충전전압에 따른 직렬 또는 병렬 연결의 조합이 변경되는 경우에 상기 휴대용 기기에 전원 공급이 중단되지 않도록 한다. 즉, 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합이 변경되기 전에 상기 백업 배터리(19)가 먼저 연결되고, 상기 배터리 셀(11)의 직렬 또는 병렬 연결의 조합이 변경된 이후에 상기 백업 배터리(19)는 연결이 해제된다. 따라서 상기 휴대용 기기의 구동 중에 상기 배터리 셀의 직렬 또는 병렬 연결의 조합이 변경되는 경우라도 상기 백업 배터리(19)에 의해 상기 휴대용 기기는 연속적으로 전원을 공급받을 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 휴대용 기기의 전원관리 제어장치 및 그 제어방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면, 배터리의 방전 말기 전압 강하 현상을 방지함과 동시에 배터리의 사용 시간을 늘림으로써 보다 장시간 동안 휴대용 기기를 사용할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명에 의하면, 배터리 팩의 내부를 구성하는 배터리 셀의 연결 조합이 하나의 상태로 고정된 것이 아니고 휴대용 기기의 구동 중에도 충전 전압에 대응하여 변경할 수 있으므로 보다 효율적으로 휴대용 기기의 전원을 관리할 수 있는 이점이 있다.
Claims (12)
- 복수 개의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩과;상기 배터리 셀의 상태정보를 검출하여 상기 배터리 셀의 연결 상태를 제어하는 임베디드 컨트롤러;상기 임베디드 컨트롤러의 제어신호에 따라 상기 배터리 셀의 연결 상태를 설정하는 셀 컨트롤러; 그리고상기 셀 컨트롤러에 의하여 배터리 셀의 연결 상태가 변경되는 동안 전원을 공급하기 위한 백업 배터리를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 배터리 셀의 상태정보는,상기 배터리 셀의 수, 충전전압, 충전전류, 배터리 팩 내부온도 또는 불량인 배터리 셀의 수 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 셀 컨트롤러는,상기 복수 개의 배터리 셀 각각에 연결되어 직렬 또는 병렬 연결의 조합을 제어하는 스위치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 임베디드 컨트롤러는,상기 배터리 셀의 충전전압이 임계값 이상인 경우 상기 배터리 셀이 병렬 연결되도록 제어함을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 임베디드 컨트롤러는,상기 배터리 셀의 충전전압이 임계값 미만인 경우 상기 배터리 셀이 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결되도록 제어함을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어장치.
- 삭제
- 배터리 셀의 상태정보를 검출하는 단계와;상기 검출된 상태정보에 따라 상기 배터리 셀의 연결 상태를 제어하는 단계;배터리 셀의 연결 조합이 변경되는 동안, 백업 배터리에 의하여 전원이 공급되는 단계; 그리고제어된 배터리 셀의 연결 상태로 상기 배터리 셀을 충전하거나 상기 배터리 셀에 충전된 전원을 방전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 배터리 셀의 연결 상태는,상기 배터리 셀의 충전전압이 임계값 이상인 경우 상기 배터리 셀이 병렬 연결되도록 제어됨을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 배터리 셀의 연결 상태는,상기 배터리 셀의 충전전압이 임계값 미만인 경우 상기 배터리 셀이 기설정된 직ㆍ병렬 조합의 연결 상태로 연결되도록 제어됨을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 배터리 셀의 상태정보는,상기 배터리 셀에 충전된 전원을 방전하는 동안에 일정한 주기로 반복하여 검출됨을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 배터리 셀의 상태정보는,상기 배터리 셀의 수, 충전전압, 충전전류, 배터리 팩 내부온도 또는 불량인 배터리 셀의 수 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 기기의 전원관리 제어방법.
- 삭제
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