KR20080109497A - 컴퓨터시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보조 전원으로서 배터리부를 이용하는 컴퓨터시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 컴퓨터시스템은, 입력되는 전압의 레벨을 변환하여 배터리부의 충전 전압을 출력하는 컨버터부와; 컨버터부에 의해 출력되는 충전 전압이 소정 목표값이 되도록 컨버터부에 구동신호를 출력하는 컨버터구동부와; 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 컨버터구동부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의하여, 높은 안정성으로 배터리를 충전하고 배터리의 수명 단축을 방지할 수 있으며, 배터리 충전에 있어서의 능동적인 설계를 가능하게 하고, 충전의 효율성을 향상시킨다.

Description

컴퓨터시스템 및 그 제어방법{COMPUTER SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명과 관련한 CCCV 방식에서의 배터리 충전 특성(charging profile)을 도시하며,
도 2는 본 발명과 관련한 펄스 충전 방식에서의 배터리 충전 특성(charging profile)을 도시하며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 컴퓨터시스템의 구성을 도시한 블록도이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 전원부의 구성을 도시한 블록도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 컴퓨터시스템에서의 배터리의 충전 과정을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 컴퓨터시스템 190 : 전원부
191 : 정류/평활부 192 : 싱크로너스 벅
193 : 충전 제어부 194 : 배터리
195 : 마이컴
본 발명은 컴퓨터시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 충전 가능한 배터리를 전원으로서 이용하는 컴퓨터시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
노트북 등과 같은 컴퓨터시스템은 상용 전원을 공급받을 수 없거나 이동의 편의가 필요한 경우, 이를 보조하는 전원으로서 배터리를 이용한다. 이러한 배터리는 충전 가능하며, 컴퓨터시스템은 상용 전원을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
종래, 배터리를 충전하는 방식으로는 CCCV(Constant current constant voltage) 방식이 있다. CCCV 방식에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 충전 과정이 두 개의 모드로 나뉠 수 있는데, 그것은 CC 모드와, CV 모드이다.
CC 모드에서는, 충전 전류(charge current, 1)는 일정한 반면, 충전 전압(charge voltage, 2)은 점점 증가한다. 이에 대하여, CV 모드에서는, 충전 전압(2)은 일정한 반면, 충전 전류(2)는 점점 감소한다.
그런데, 이러한 CCCV 방식은 안정성이 좋긴 하나, 배터리의 용량이 커짐에 따라 충전 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.
이러한 문제를 개선하기 위한 다른 충전 방식으로서, 펄스충전(pulse charging) 방식이 있다. 펄스충전 방식에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 충전전압(4)이 소정의 목표값(VCHG)에 도달하면, 충전전류(3)의 공급을 일시 중단한다. 이 후, 배터리 내부에서 전력의 미세한 소모로 인하여 배터리가 방전되어 충전전압(4)이 소정값(VCE)으로 감소되면, 충전전류(3)의 공급을 재개한다.
이처럼, 펄스충전 방식에서는, 충전전류(3)의 공급 및 중단을 교번적으로 수행하여 충전전류(3)가 펄스 형태가 되도록 충전을 수행함으로써, 충전 시간을 단축한다.
그런데, 여기에서 충전전류(3)의 형태가 펄스 형태로 되는 것은, 부하인 배터리가 충전회로에 대하여 반복적으로 끊어졌다가 연결되는 결과에 의한 것이다. 구체적으로, 펄스충전 방식에서는, 충전전류(3)의 공급 경로 상에 마련되어 있는 CFET와 같은 스위칭소자를 강제적으로 온/오프시킴으로써 이를 수행한다.
이와 같이, 펄스충전 방식에서는, 충전전류(3)의 공급 경로를 강제적으로 끊었다가 연결하기 때문에, 전압 오버슈트(overshoot)의 발생 가능성이 높게 되고, 그 결과, 배터리의 안정성에 좋지 않은 영향을 미쳐 배터리의 수명이 단축되는 문제가 있다.
또한, 이러한 펄스충전 방식에서는 스위칭소자가 배터리 내부에 마련되는 경우가 많다. 이러한 경우의 스위칭소자는 과도한 충전 전압이 인가되는 경우 이로부터 배터리를 보호하기 위한 것으로서, 만일 충전 전압이 소정 한계값 이상이면 강제적으로 턴오프되어 충전이 중단되도록 설계된다.
따라서 펄스충전 방식에서는 이러한 배터리 내부의 보호용 스위칭소자를 의도적으로 턴오프시키기 위하여, 충전 전압을 배터리의 셀전압보다 높게 설정하여야 만 하는 제한이 있다. 또한, 충전 펄스의 듀티비는 배터리 자체의 전압 설정에 의존할 수 밖에 없기 때문에, 펄스의 듀티비에 있어서도 능동적인 설계가 불가능한 문제가 있다.
나아가, 이러한 종래의 충전 방식에서는, 어느 하나의 충전 방식으로 고정된 상황에서는 다른 충전 방식으로 전환하는 것이 불가능하므로, 상황에 따라 적절한 충전 방식을 선택하지 못하는 한계도 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 높은 안정성으로 배터리를 충전하고 배터리의 수명 단축을 방지할 수 있는 컴퓨터시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 배터리의 충전 방식에 있어서 능동적인 설계가 가능한 컴퓨터시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상황에 따라 적절한 배터리 충전 방식을 선택할 수 있는 컴퓨터시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 컴퓨터시스템에 있어서, 입력되는 전압의 레벨을 변환하여 배터리부의 충전 전압을 출력하는 컨버터부와, 상기 컨버터부에 의해 출력되는 충전 전압이 소정 목표값이 되도록 상기 컨버터부에 구동신호를 출력하는 컨버터구동부와, 상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 상기 컨버터구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템을 제공한다.
상기 제어부는, 상기 배터리부의 충전 전압이 상기 목표값에 도달한 후, 상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 제어할 수 있다.
상기 컨버터부는, 입력되는 DC전압의 레벨을 스위치모드 방식으로 변환하며, 상기 컨버터구동부의 구동신호는 PWM신호를 포함할 수 있다.
상기 컨버터구동부 및 상기 제어부는 일체로 형성될 수 있다.
상기 컨버터부에 의해 출력되는 충전 전압의 레벨은 상기 배터리부의 셀전압과 동일할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 하는 제1제어동작과, 상기 구동신호의 출력 동작이 유지되도록 하는 제2제어동작을 선택적으로 수행할 수 있다.
사용자의 지시를 입력 받는 사용자 입력부를 더 포함하며, 상기 제1제어동작 및 상기 제2제어동작 중 어느 하나의 선택은 상기 사용자의 지시에 따라 결정될 수 있다.
상기 배터리부는 상기 컴퓨터시스템에 마련될 수 있다.
본 발명의 상기 목적은, 입력되는 전압의 레벨을 변환하여 배터리부의 충전 전압을 출력하는 컨버터부와, 상기 컨버터부에 의해 출력되는 충전 전압이 소정 목표값이 되도록 상기 컨버터부에 구동신호를 출력하는 컨버터구동부를 구비하는 컴퓨터시스템의 제어방법에 있어서, 상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 상기 컨버터구동부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
상기 컨버터구동부를 제어하는 단계는, 상기 배터리부의 충전 전압이 상기 목표값에 도달한 후 수행될 수 있다.
상기 컨버터구동부를 제어하는 단계는, 상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 하는 제1제어동작과, 상기 구동신호의 출력 동작이 유지되도록 하는 제2제어동작을 선택적으로 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1제어동작 및 상기 제2제어동작을 선택적으로 수행하는 단계는, 사용자의 지시를 입력 받는 단계와, 상기 입력된 사용자의 지시에 따라 상기 제1제어동작 및 상기 제2제어동작 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 관하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 컴퓨터시스템(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 컴퓨터시스템(100)은 CPU(110), 메인메모리(main memory, 120), BIOS(Basic Input/Output System) 메모리(130), 하드디스크드라이브(hard disc drive, 140), 표시부(150), 주변장치(peripherals, 160), MCH(Memory Control Hub, 170), ICH(I/O Control Hub, 180) 및 전원부(190)를 포함한다.
CPU(110)는 컴퓨터시스템(100)의 전반적인 동작을 제어하는 부분으로서, 메인메모리(120)에 로드되어 있는 코드(code)를 실행(execute)하여 그 코드에 대응하는 명령을 수행한다. CPU(110)는 이러한 명령을 수행함에 있어서, 하드디스크드라이브(140), 표시부(150), 주변장치(peripherals, 160), MCH(Memory Control Hub, 170), ICH(I/O Control Hub, 180) 및 전원부(190)와 통신을 수행하고, 이들 각각을 제어할 수 있다.
메인메모리(120)는CPU(110)에 의해 실행되는 코드를 저장할 뿐만 아니라, CPU(110)의 동작 수행에 관한 데이터를 일시적으로 저장한다. 메인메모리(120)는 휘발성메모리로서, 예컨대 DDR SDRAM(Double-data-rate synchronous dynamic random access memory) 등으로 구현될 수 있다.
BIOS메모리(130)에는 BIOS 코드(131)가 저장되는데, BIOS 코드(131)는 컴퓨터시스템(100)의 부팅 시 메인메모리(120)에 로드되어, CPU(110)가 컴퓨터시스템(100)의 초기화를 수행하도록 한다. 또한, BIOS메모리(130)에는 CPU(110) 동작 중 예컨대 SMI(System Management Interrupt)와 같은 인터럽트가 발생하는 경우, 각 상황에 필요한 명령 코드가 미리 저장될 수 있다.
BIOS메모리(130)는 비휘발성메모리로서 예컨대 PROM(Programmable read-only memory), EPROM(Erasable programmable read-only memory), EPROM(Electrically Erasable programmable read-only memory), 플래쉬메모리(flash memory) 등으로 구현될 수 있다.
하드디스크드라이브(140)는 대용량의 저장매체로서 운영체계(operating system, 141), 응용프로그램(application program, 142) 등이 저장된다. 운영체계(141)는 컴퓨터시스템(100)의 전반적인 운영에 필요한 프로그램 및 데이터로 구성되며, 예컨대 마이크로소프트(Microsoft)의 윈도우즈(Windows) 등으로 구현될 수 있다. 응용프로그램(142)은 컴퓨터시스템(100)이 특정 기능을 수행하도록 하는 프 로그램으로서 운영체계(141)와 함께 연동할 수 있다. 운영체계(141)와 응용프로그램(142)은 전부 또는 일부가 메인메모리(120)에 로드되어 CPU(110)에 의해 실행된다.
표시부(150)는 컴퓨터시스템(100)의 동작을 사용자에게 보여주기 위한 기능을 수행하는 것으로서, 그래픽카드(graphics card)와 같은 그래픽처리부와, LCD모니터와 같은 디스플레이모듈을 포함할 수 있다.
주변장치(160)는 컴퓨터시스템(100)이 다양한 기능을 수행 가능하도록 하는 하드웨어로서, 제1주변장치(161), 제2주변장치(162) 등과 같이 복수의 장치를 포함할 수 있다.
제1주변장치(161), 제2주변장치(162) 등 각각은, 예컨대, 사용자 측의 입력장치로서 키보드, 마우스, 타블렛(tablet), 터치스크린, 조이스틱 등과, 이미지 입력장치로서 웹캠, 이미지스캐너, 바코드리더 등과, 음성 출력장치로서 사운드카드, 스피커, 마이크(microphone) 등과, 기록매체에 대한 출력장치로서 프린터 등과, 저장장치로서 CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, USB 드라이브(USB flash drive) 등과, 통신장치로서 모뎀, 네트워크카드 등을 포함하는 장치 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
MCH(170) 및 ICH(180)는, 도 3에 도시된 바와 같이, CPU(110)와 다른 장치 간의 데이터 통신을 인터페이스하며, MCH(170)는 고속 통신을 위한 것이며, ICH(180)는 저속 통신을 위한 것이다. MCH(170) 및 ICH(180)는 일체 혹은 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
전원부(190)는 CPU(110)를 비롯한 다른 장치의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 전원부(190)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3 및 4에서, 도시의 편의상 CPU(110) 등 다른 장치에 대한 전원 공급 경로는 생략한다.
전원부(190)는 정류/평활부(191), 싱크로너스 벅(synchronous buck, 192) 및 충전 제어부(charger controller, 193)를 포함한다. 정류/평활부(191)는 상용전원인 AC전원을 공급 받아 이를 정류 및 평활하여 출력한다(V1 참조).
싱크로너스 벅(192)은 정류/평활부(191)의 출력을 입력 받아 입력 전압(V1)의 레벨을 변환하여 충전 전압(V2)을 출력한다. 충전 제어부(193)는 싱크로너스 벅(192)에 의해 출력되는 충전 전압(V2)이 미리 정해진 목표값에 도달하도록 싱크로너스 벅(192)을 제어한다. 싱크로너스 벅(192) 및 충전 제어부(193)는 각각 본 발명의 컨버터부 및 컨버터구동부의 일례이다.
싱크로너스 벅(192)에 의해 출력되는 충전 전압(V2)은 각 장치의 동작 전원으로서 공급될 수 있다. 또한, 본 실시예서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 싱크로너스 벅(192)에 의해 출력되는 충전 전압(V2)이 배터리(194)를 충전하기 위한 전원으로서 배터리(194)에 공급될 수 있다. 배터리(194)는 본 발명의 배터리부의 일례이다.
배터리(194)는 AC전원이 공급되지 않는 등 싱크로너스 벅(192)에 의해 출력되는 충전 전압(V2)이 정상적이지 못한 경우 이를 보조하기 위한 전원을 공급한다. 배터리(194)는 전하가 충전될 수 있으며 재충전이 가능한(rechargeable) 적어도 하 나의 배터리셀(도시 안됨)을 포함한다.
배터리셀의 종류는 니켈-카드뮴(Nickel-cadmium: Ni-Cd), 리튬이온(Lithium-ion; Li-ion), 니켈 메탈 하이브리드(Nickel metal hybrid; Ni-MH) 등 중 어느 하나일 수 있다. 배터리(194)는 전원부(190)와는 분리 가능하며, 전원부(190)에 탈착 가능하게 구현될 수 있다.
싱크로너스 벅(192)은 DC-DC 컨버터로서 스위치모드 변환(switched-mode conversion)을 수행하여 입력 전압(V1)을 출력 전압(V2)으로 변환할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 싱크로너스 벅(192)의 일례를 도시한 회로도이다.
싱크로너스 벅(192)은, 제1FET(Q1), 제2FET(Q2), 인덕터(L) 및 캐패시터(C)를 포함한다.
제1FET(Q1) 및 제2FET(Q2)는 입력되는 구동신호에 따라 턴온/턴오프된다. 구동신호는 PWM(pulse width modulation)신호일 수 있으며, 충전 제어부(193)에 의해 생성되어 공급된다.
충전 제어부(193)에 의해 출력된 구동신호가 싱크로너스 벅(192)에 입력되는 경우에는, 제1FET(Q1) 및 제2FET(Q2)의 각 게이트에 서로 다른 논리상태의 구동신호가 입력된다. 즉, 제1FET(Q1) 및 제2FET(Q2) 중 어느 하나가 턴온되면, 다른 하나는 턴오프된다.
한편, 충전 제어부(193)에 의해 구동신호가 출력되지 않아 싱크로너스 벅(192)에 구동신호가 입력되지 않는 경우에는, 제1FET(Q1) 및 제2FET(Q2)는 모두 턴오프된다.
만일, 제1FET(Q1)가 턴온되고, 제2FET(Q2)가 턴오프되면, 입력 전압(V1)이 인덕터(L)에 인가되어 전류(Iout)가 흐른다. 이 때, 인덕터(L)에 에너지가 저장(store)되며, 입력 전압(V1)이 공급되는 상태이므로 충전 전압(V2)은 상승한다.
반면, 제1FET(Q1)가 턴오프되고, 제2FET(Q2)가 턴온되면, 인덕터(L)에 저장된 에너지에 의해 전류(Iout)가 흐르게 된다. 이 경우에는, 입력 전압(V1 참조)의 차단된 상태이므로 충전 전압(V2)은 감소한다.
한편, 제1FET(Q1) 및 제2FET(Q2)가 모두 턴오프되는 경우에는, 전류(Iout)는 흐르지 않는다. 다만, 캐패시터(C)에 의해 충전 전압(V2)은 급격하게 변화하지 않으며, 배터리(194)의 내부 방전에 의해 충전 전압(V2)은 서서히 감소한다.
충전 제어부(193)는 충전 전압(V2)을 모니터링하여, 충전 전압(V2)이 정해진 목표값에 이르도록 구동신호인 PWM신호의 듀티비(duty ratio)를 조정한다.
충전 전압(V2)의 목표값은 배터리(194)의 배터리셀의 전압에 대응한다. 예컨대, 배터리(194)에 포함된 배터리셀이 2개이고, 각 배터리셀의 전압이 4.2[V]인 경우, 출력 전압(V2)의 목표값은 8.4[V]가 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 전원부(190)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 마이컴(195)을 더 포함한다. 마이컴(195)은 배터리(194)의 충전 과정을 전반적으로 제어한다. 마이컴(195)은 충전 제어부(193)의 동작을 제어함으로써 이를 수행한다.
구체적으로, 마이컴(195)은 두 가지의 충전 방식 중 선택된 어느 하나의 충전 방식으로 배터리(194)의 충전 과정을 제어할 수 있다. 본 실시예에서의 두 가지 충전 방식은 CCCV 방식 및 유사 펄스충전 방식이다.
먼저, CCCV 방식이 선택되는 경우, 마이컴(195)은 충전 제어부(193)가 구동신호의 출력을 중단하지 않고 구동신호의 출력 동작을 계속적으로 유지하도록 충전 제어부(193)를 제어한다.
이 경우, 충전 제어부(193)는, 도 1의 CC 모드와 마찬가지로, 충전 전압(V2)이 정해진 목표값에 도달하기 전까지는, 충전 전압(V2)이 증가하도록 구동신호를 조정한다.
한편, 출력 전압(V2)이 정해진 목표값에 도달한 후에는, 충전 제어부(193)는, 도 1의 CV 모드와 마찬가지로, 충전 전압(V2)이 일정하게 유지되도록 구동신호를 조정한다.
충전 제어부(193)는 칩으로 구현될 수 있으며, 싱크로너스 벅(192)에 대한 구동신호의 출력 동작을 수행하는 인에이블(ENABLE) 상태와, 구동신호의 출력 동작을 수행하지 않고 구동신호의 출력 동작을 중지하는 디스에이블(DISABLE) 상태를 가진다.
충전 제어부(193)는 외부로부터 입력되는 신호에 의해 충전 제어부(193)가 인에이블(ENABLE) 상태와, 디스에이블(DISABLE) 상태 중 어느 하나의 상태로 동작할 수 있게 하는 신호입력핀(CHGEN)을 가진다.
마이컴(195)은 충전 제어부(193)가 구동신호의 출력 동작을 수행하도록 하는 경우, 충전 제어부(193)의 신호입력핀(CHGEN)에 인에이블신호를 전송한다. 인에이블신호는 예컨대 하이레벨의 신호일 수 있다.
충전 제어부(193)의 신호입력핀(CHGEN)을 통하여 인에이블신호가 입력되면, 충전 제어부(193)는 디스에이블신호가 입력되기 전까지 구동신호의 출력 동작을 계속적으로 수행한다. 충전 제어부(193)의 구동신호가 계속적으로 싱크로너스 벅(192)에 입력되는 동안에는, 배터리(194)의 충전은 CCCV 방식에 따라 이루어진다.
한편, 유사 펄스충전 방식이 선택되는 경우, 마이컴(195)은 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로(alternately) 수행되도록 충전 제어부(193)를 제어한다. 다시 말하면, 마이컴(195)은, 충전 제어부(193)가 소정 시간 구간에서 구동신호의 출력 동작을 수행하도록 하였다가, 다른 소정 시간 구간에서는 충전 제어부(193)가 구동신호의 출력을 중지하도록 하며, 이와 같은 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 반복적으로 수행되도록 한다. 충전 제어부(193)가 구동신호의 출력을 중지하는 구간에서는, 충전 제어부(193)의 구동신호가 싱크로너스 벅(192)에 입력되지 않는다.
마이컴(195)은 유사 펄스충전 방식으로 배터리(194)를 충전하고자 하는 경우, 충전 제어부(193)의 신호입력핀(CHGEN)에 인에이블신호와 디스에이블신호를 교번적으로 전송한다. 디스에이블신호는 예컨대 로우레벨의 신호일 수 있다.
구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 반복적으로 수행되는 구간 중에서, 구동신호가 출력되어 싱크로너스 벅(192)에 입력되는 구간에서는, 싱크로너스 벅(192) 및 충전 제어부(193)는 CCCV 방식과 마찬가지로 동작한다. 즉, 충전 제어부(193)는 싱크로너스 벅(192)에 의해 출력되는 충전 전압(V2)이 미리 정해진 목표값에 이르도록 구동신호를 조정하여 출력한다. 따라서 이 구간에서는, 도 2를 참조 하면, 싱크로너스 벅(192)에 의해 출력되는 충전 전압(V2)은 미리 정해진 목표값까지 증가하게 된다.
반면, 충전 제어부(193)로부터 구동신호가 출력되지 않아 싱크로너스 벅(192)에 구동신호가 입력되지 않는 구간에서는, 상기한 바와 같이 싱크로너스 벅(192)의 제1FET(Q1) 및 제2FET(Q2)가 모두 턴오프된다. 따라서 이 구간에서는, 도 2를 참조하면, 싱크로너스 벅(192)에 의해 출력되는 충전 전압(V2)은 서서히 감소한다.
이와 같이, 충전 제어부(193)의 구동신호가 교번적으로 싱크로너스 벅(192)에 입력되면, 싱크로너스 벅(192)에 의해 출력되는 충전 전압(V2)은, 마치 도 2와 관련하여 설명한 종래의 펄스충전 방식에서의 충전 전압의 파형과 유사하게, 구형파의 형태가 된다. 다만, 종래 기술과는 달리 본 실시예에서는, 배터리(194)에 공급되는 충전 전압(V2)의 목표값을 CCCV 방식에서의 충전 전압(V2)의 목표값과 동일하게 설정하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 의한 유사 펄스충전 방식에 있어서는, 충전 제어부(193)에 의해 구동신호가 출력되는 구간 및 출력이 중단되는 구간의 각 시간 간격과, 그 주기, 다시 말하면, 배터리(194)에 공급되는 충전 전압(V2)의 파형의 듀티비가 자유로이 설계될 수 있다. 예컨대, 이러한 값들은 배터리(194)의 셀전압을 고려하여 미리 정해질 수 있다. 마이컴(195)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입력되는 정보에 의해 펄스 충전 주파수를 설정함으로써 충전 전압(V2) 파형의 듀티비를 설계할 수 있다.
마이컴(195)은 충전 전압(V2)이 정해진 목표값에 도달한 때부터 유사 펄스충전 방식으로 배터리(194)가 충전되도록 충전 제어부(193)를 제어할 수 있다. 즉, 마이컴(195)은 충전 전압(V2)이 정해진 목표값에 도달하기 전까지는, CCCV 방식에 따라, 즉, CC 모드로 배터리(194)가 충전되도록 하고, 충전 전압(V2)이 정해진 목표값에 도달한 때부터, 다시 말하면, 충전 과정이 CV 모드에 진입하는 때부터, 유사 펄스충전 방식으로 배터리(194)가 충전되도록 충전 제어부(193)를 제어할 수 있다.
충전 제어부(193)는 충전 전압(V2)의 모니터링 결과 충전 전압(V2)이 정해진 목표값에 도달한 경우, CV 모드에 진입하였음을 알리는 모드정보를 마이컴(195)에 전달할 수 있다. 마이컴(195)은 충전 제어부(193)로부터 모드정보가 전달된 때부터 유사 펄스충전 방식으로 배터리(194)를 충전한다.
마이컴(195)은 배터리(194)의 배터리용량이 소정치 이상이면, 충전이 종료되도록 충전 제어부(193)를 제어한다. 본 실시예에서는, 배터리(194)의 배터리용량이 99%인 경우 충전이 종료된다. 마이컴(195)은 충전 제어부(193)로부터 배터리용량에 관한 정보를 전달 받아 충전 제어부(193)를 제어할 수 있다. 마이컴(195)은 충전 제어부(193)의 신호입력핀(CHGEN)에 디스에이블신호를 전달함으로써 충전 제어부(193)의 충전 동작을 종료시킬 수 있다.
본 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 싱크로너스 벅(192)의 출력단에는 캐패시터(C)가 구비되어 있기 때문에, 유사 펄스충전 방식 시 충전 제어부(193)의 구동신호의 출력이 중단되거나 출력이 재개되는 때에도, 출력 전압(V2) 이 급격하게 하강하거나 상승하지 않는다.
따라서 본 실시예에 의하면, CFET와 같은 스위칭소자를 온/오프시키는 것이 아니라, 충전 제어부(193)의 동작만을 제어하여 유사 펄스충전 방식을 수행함으로써, 전압 오버슈트가 발생하지 않는다. 따라서 본 발명에 의하면, 회로의 안정성이 향상되고 배터리 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 유사 펄스충전 방식으로 충전을 수행하는 경우에도 충전 전압의 설정이 배터리셀의 전압에 종속되지 않고 충전 전압의 펄스의 듀티비를 자유로이 조정할 수 있기 때문에, 충전 방식에 있어서의 능동적인 설계가 가능하다.
다른 실시예로서, 마이컴(195)은, CV 모드에 진입하였더라도, 사용자의 지시가 있으면 유사 펄스충전 방식이 아닌 CCCV 방식으로 배터리(194)를 충전할 수 있다. 사용자의 지시는 키보드나, 마우스 등과 같은 주변장치(160)로부터 입력 받을 수 있다. 예컨대, 마이컴(195)은, 키보드의 특정키가 눌러지면, CCCV 방식 또는 유사 펄스충전 방식이 선택된 것으로 판단할 수 있다. 마이컴(195)은 외부로부터 입력되는 펄스 충전 인에이블/디스에이블 신호에 의해 CV 모드 진입 후 유사 펄스충전 방식으로 동작하는 인에이블 상태와, CV 모드 진입 후 CCCV 방식으로 동작하는 디스에이블 상태를 가질 수 있다. 마이컴(195)은 본 발명의 제어부의 일례이다.
이와 같이, 본 실시예에서는, CCCV 방식과, 유사 펄스충전 방식에서의 충전 전압의 레벨이 모두 동일하기 때문에, 상황에 따라 두 방식을 자유로이 전환할 수 있다. 따라서 배터리 충전을 효율적으로 수행할 수 있고, 사용자의 편의가 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 컴퓨터시스템(100)에서의 배터리(194)의 충전 과정을 도시한 흐름도이다.
먼저, 단계S101에서, 마이컴(195)은, 배터리(194)의 충전이 필요한 경우, 충전 제어부(193)의 신호입력핀(CHGEN)에 인에이블신호를 전송하여 충전 제어부(193)가 구동신호를 출력하도록 함으로써 충전 동작을 개시하도록 제어한다. 충전 제어부(193)는 마이컴(195)으로부터 인에이블신호를 전송받으면, 싱크로너스 벅(192)의 충전 전압(V2)이 정해진 목표값에 도달하도록 구동신호를 계속적으로 출력하여 싱크로너스 벅(192)을 구동한다. 이 경우, 충전 제어부(193)는 CCCV 방식으로 배터리(194)가 충전되도록 싱크로너스 벅(192)을 구동한다.
다음으로, 단계S102에서, 충전 제어부(193)는 충전 전압(V2)을 모니터링하여 충전 전압(V2)이 정해진 목표값에 도달하였는지, 즉, 충전 과정이 CV 모드에 진입하였는지 여부를 확인한다.
만일, 단계S102에서, 충전 과정이 아직 CV 모드에 진입하지 않은 경우, 충전 제어부(193)는 계속하여 구동신호를 출력하여 충전 동작을 진행한다(단계S101).
한편, 단계S102에서, 충전 과정이 CV 모드에 진입한 경우, 충전 제어부(193)는 이를 알리는 모드정보를 마이컴(195)에 전송한다. 마이컴(195)은, 충전 제어부(193)로부터 CV 모드에 진입하였음을 알리는 모드정보가 전송되면, 충전 제어부(193)의 신호입력핀(CHGEN)에 인에이블신호와, 디스에이블신호를 교번하여 전송한다(S103). 이에 따라, 충전 제어부(193)는 구동신호의 출력 동작과, 구동신호의 출력 중지를 교번한다.
다음으로, 단계S104에서, 마이컴(195)은, 배터리(194)의 충전이 완료되었는지 여부를 확인하고, 아직 완료되지 않았으면, 단계S103이 다시 수행되어 충전 제어부(193)는 구동신호의 출력 동작과, 구동신호의 출력 중지를 계속 교번한다.
만일, 단계S104에서, 배터리(194)의 충전이 완료된 경우, 마이컴(195)은, 충전 제어부(193)의 신호입력핀(CHGEN)에 디스에이블신호를 전송한다. 이에 따라, 충전 제어부(193)는 구동신호의 출력을 정지함으로써 충전 동작을 완전히 정지한다.
추가적인 실시예로서, 단계S105까지의 과정이 종료하기 전에, 사용자의 CCCV 방식의 선택이 있는 경우, 마이컴(195)은 충전 제어부(193)의 신호입력핀(CHGEN)에 인에이블신호를 전송하여 충전 제어부(193)가 구동신호의 출력을 계속적으로 유지하도록 함으로써 CCCV 방식을 지속하도록 할 수 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 전원 공급 경로를 스위칭하지 않고 컨버터구동부의 동작만을 제어하여 유사 펄스충전 방식을 수행함으로써, 전압 오버슈트가 발생하지 않는다. 따라서 회로의 안정성이 향상되고 배터리 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 유사 펄스충전 방식으로 충전을 수행하는 경우에도 충전 전압의 설정이 배터리셀의 전압에 종속되지 않고 충전 전압의 펄스의 듀티비 를 자유로이 조정할 수 있기 때문에, 충전 방식에 있어서의 능동적인 설계가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, CCCV 방식과, 유사 펄스충전 방식에서의 충전 전압의 레벨이 모두 동일하기 때문에, 상황에 따라 두 방식을 자유로이 전환할 수 있다. 이에 따라, 배터리 충전을 효율적으로 수행할 수 있고, 사용자의 편의가 향상될 수 있다.

Claims (14)

  1. 컴퓨터시스템에 있어서,
    입력되는 전압의 레벨을 변환하여 배터리부의 충전 전압을 출력하는 컨버터부와;
    상기 컨버터부에 의해 출력되는 충전 전압이 소정 목표값이 되도록 상기 컨버터부에 구동신호를 출력하는 컨버터구동부와;
    상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 상기 컨버터구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 배터리부의 충전 전압이 상기 목표값에 도달한 후, 상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터부는,
    입력되는 DC전압의 레벨을 스위치모드 방식으로 변환하며, 상기 컨버터구동부의 구동신호는 PWM신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터구동부 및 상기 제어부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터부에 의해 출력되는 충전 전압의 레벨은 상기 배터리부의 셀전압과 동일한 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 하는 제1제어동작과, 상기 구동신호의 출력 동작이 유지되도록 하는 제2제어동작을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    사용자의 지시를 입력 받는 사용자 입력부를 더 포함하며,
    상기 제1제어동작 및 상기 제2제어동작 중 어느 하나의 선택은 상기 사용자의 지시에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배터리부는 상기 컴퓨터시스템에 마련되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템.
  9. 입력되는 전압의 레벨을 변환하여 배터리부의 충전 전압을 출력하는 컨버터부와, 상기 컨버터부에 의해 출력되는 충전 전압이 소정 목표값이 되도록 상기 컨버터부에 구동신호를 출력하는 컨버터구동부를 구비하는 컴퓨터시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 상기 컨버터구동부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 컨버터구동부를 제어하는 단계는, 상기 배터리부의 충전 전압이 상기 목표값에 도달한 후 수행되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템의 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 컨버터부는 입력되는 DC전압의 레벨을 스위치모드 방식으로 변환하며, 상기 컨버터구동부의 구동신호는 PWM신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템의 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 컨버터부에 의해 출력되는 충전 전압의 레벨은 상기 배터리부의 셀전압과 동일한 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템의 제어방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 컨버터구동부를 제어하는 단계는,
    상기 구동신호의 출력 동작 및 출력 중지가 교번적으로 수행되도록 하는 제1제어동작과, 상기 구동신호의 출력 동작이 유지되도록 하는 제2제어동작을 선택적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1제어동작 및 상기 제2제어동작을 선택적으로 수행하는 단계는,
    사용자의 지시를 입력 받는 단계와;
    상기 입력된 사용자의 지시에 따라 상기 제1제어동작 및 상기 제2제어동작 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터시스템의 제어방법.
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