KR100264897B1

KR100264897B1 - 이동통신 단말기의 전원공급방법 및 장치

Info

Publication number: KR100264897B1
Application number: KR1019980007288A
Authority: KR
Inventors: 박재선
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 2000-09-01
Anticipated expiration: 2018-03-05
Also published as: EP0940963A2; US6374127B1; CA2264446A1; CN1236217A; DE69932554T2; CA2264446C; JPH11298342A; KR19990073978A; EP0940963A3; JP3079095B2; CN1096140C; EP0940963B1; DE69932554D1

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 전원공급방법 및 장치를 개시하고 있다. 본 발명에 따른 전원공급장치는 하나의 DC/DC 변환기와 이동통신 단말기의 송신모드시 스위칭온되는 스위치를 적어도 포함하여 이루어진다. 상기 전원공급장치는 수신모드시에는 이 DC/DC 변환기에 의해 변환된 직류전압을 안정화시켜 수신부 및 기저대역신호처리부로 공급한다. 또한 상기 전원공급장치는 송신모드시에는 상기 DC/DC 변환기에 의해 변환된 직류전압을 송출전력에 대응하는 직류전압으로 변환하여 상기 수신부 및 기저대역신호처리부로 공급할 뿐만 아니라 스위치를 거쳐 송신부와, 상기 전력증폭기로도 공급한다. 이러한 본 발명에 따르면, 하나의 DC/DC 변환기를 사용하기 때문에 두 개의 DC/DC 변환기를 사용하는 경우에 비해 이동통신 단말기의 크기를 훨씬 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 송신모드시에 송출전력에 대응하는 직류전압이 공급되도록 함으로써 전력효율을 극대화하는 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기의 전원공급 방법 및 장치

본 발명은 이동통신 단말기의 전원공급 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기의 크기를 줄이고 전력효율을 극대화시킬 수 있는 전원공급방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA(Code Division Multiple Access)방식 단말기, GSM(Global System for Mobile telecommunication)방식 단말기와 같은 다양한 이동통신 단말기에는 충전가능한 배터리가 실장됨으로써 상기 이동통신 단말기의 동작전원을 공급하게 된다. 이때 이동통신 단말기의 내부에는 통상 배터리로부터 공급되는 직류전압을 이동통신 단말기의 각 구성요소들에 요구되는 동작전원으로 변환하여 공급하는 역할을 수행하는 DC(Direct Current)/DC 변환기가 구비된다.

도 1은 종래기술에 따른 이동통신 단말기의 전원공급장치에 대한 구성을 보여주는 도면으로, 이 전원공급장치는 배터리 10으로부터 제공되는 7.2볼트(V)의 직류전압을 하향변환(down conversion)하여 수신부 및 기저대역신호처리부 30으로는 3.9V의 직류전압을 동작전원으로 공급하고, 송신부 및 전력증폭기 40으로는 5.0V의 직류전압을 동작전원으로 공급하는 예에 따른 장치이다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 종래기술에 따른 이동통신 단말기의 전원공급장치는 이동통신 단말기의 각 구성요소들에서 요구되는 동작전원의 수에 대응하는 DC/DC 변환기 20,22를 포함하여 이루어진다. 즉, DC/DC 변환기 20은 배터리 10으로부터 인가되는 7.2V의 직류전압을 수신부 및 기저대역신호처리부 30에서 요구되는 직류전압으로 변환하고 이 변환된 직류전압을 동작전원으로 공급한다. DC/DC 변환기 22는 배터리 10으로부터 인가되는 7.2V의 직류전압을 송신부 및 전력증폭기 40에서 요구되는 직류전압으로 변환하고 이 변환된 직류전압을 동작전원으로 공급한다. 이때 DC/DC 변환기 22로부터 출력되는 직류전압은 스위치 SW를 거쳐 송신부 및 전력증폭기 40으로 공급되는데, 이는 DC/DC 변환기 22에 의해 변환된 직류전압은 송신모드에서만 송신부 및 전력증폭기 40으로 공급되도록 하여 수신모드에서의 전력소모를 줄이기 위한 것이다. 즉, 이동통신 단말기의 전원공급에 있어서 중요하게 고려되어야 할 사항중의 하나인 전력소모를 줄이기 위해 스위치 SW를 구비시킨 것이다.

그러나 종래기술에 따른 전원공급장치는 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 DC/DC 변환기 20,22를 포함하여 이루어지기 때문에 이동통신 단말기에서 중요하게 고려되어야 할 사항중의 다른 하나인 이동통신 단말기 전체의 크기를 매우 크게 한다는 단점이 있다. 그러므로 종래기술에 따른 전원공급장치는 점차적으로 소형화 추세에 있는 이동통신 단말기에 채용하기에는 적합하지 않은 전원공급장치라고 말할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 소형화 추세에 있는 이동통신 단말기에 적합한 전원공급방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신 단말기에 최소화된 면적으로 실장되는 전원공급방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 이동통신 단말기에서 전력효율을 극대화하는 전원공급방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 이동통신 단말기의 통화시간을 향상시키는 전원공급방법 및 장치를 제공함에 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 하나의 DC/DC 변환기와 이동통신 단말기의 송신모드시 스위칭온되는 스위치를 적어도 포함하는 전원공급장치를 제안한다. 상기 전원공급장치는 수신모드시 이 DC/DC 변환기에 의해 변환된 직류전압을 안정화시켜 수신부 및 기저대역신호처리부로 공급한다. 상기 전원공급장치는 송신모드시에는 상기 DC/DC 변환기에 의해 변환된 직류전압을 송출전력에 대응하는 직류전압으로 변환하여 상기 수신부 및 기저대역신호처리부로 공급하고, 또한 스위치를 거쳐 송신부와, 전력증폭기로 공급한다.

본 발명에 따르면, 하나의 DC/DC 변환기를 사용하기 때문에 두 개의 DC/DC 변환기를 사용하는 경우에 비해 이동통신 단말기의 크기를 훨씬 줄이는 효과가 있다. 또한 송신모드시에 송출전력에 대응하는 직류전압을 공급함으로써 전력효율을 극대화시키는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 이동통신 단말기의 전원공급장치에 대한 구성을 보여주는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 전원공급장치에 대한 구성을 보여주는 도면.

도 3은 도 2에 도시된 전원제어 전류원의 구성을 구체적으로 보여주는 도면.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 전원공급의 동작에 의해 전력증폭기의 출력이 변화됨을 보여주는 도면.

도 5는 본 발명이 적용되는 이동통신 단말기의 일반적인 구성을 보여주는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로서 이는 사용자 또는 칩설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 전원공급장치에 대한 구성을 보여주는 도면으로, 일예로서 이 전원공급장치는 배터리 10으로부터 공급되는 직류전압을 하향변환하여 이동통신 단말기의 각종 구성요소들에 공급한다.

본 발명에 따른 전원공급장치는 우선 2개의 DC/DC 변환기를 사용하는 대신에 하나의 DC/DC 변환기 20만을 사용함으로써 이동통신 단말기의 전체 크기가 줄어들 수 있도록 하고 있다.

또한 본 발명에 따른 전원공급장치는 종래에 이동통신 단말기에서의 전력소모 원인을 규명하고, 이 규명된 원인을 제거함으로써 전력효율이 극대화되도록 하고 있다. 즉, 종래에는 송신모드시 수신부&기저대역신호처리부 30과, 송신부 42 및 전력증폭기 44에 모두 고정적인 직류전압인 5.0V가 공급되었다. 이에 따라 3.9V정도의 직류전압이 인가되어도 충분하게 동작할 수 있는 레귤레이터에서 불필요한 전력소모가 발생하였다. 또한 선형성이 요구되는 PSK(Phase Shift Keying)계열의 변조방식을 사용하는 이동통신 단말기의 송신부의 전력증폭기로는 선형증폭을 위해 CLASS A 또는 CLASS AB의 증폭기가 이용되는데, 이러한 전력증폭기는 출력전력이 증폭기의 포화출력전력보다 낮아질수록 전력효율이 급격히 떨어진다는 문제점을 야기시킨다는 사실을 간과한 채 항상 고정적인 직류전압이 공급되도록 함으로써 전력효율을 저하시키고 있다. 예컨대, IS-95규격의 CDMA 통신단말기의 경우 안테나포트에서의 송출전력은 82dB(-50dBm∼32dBm)의 범위에서 제어되는데, 포화출력전력이 32dBm이 되는 전력증폭기가 0dBm이하의 전력을 출력할 경우 전력효율은 10%도 되지 않는다. 다시 말하면, 포화출력전력을 위해서 전력증폭기는 5.0V의 직류전압을 동작전원으로 공급받는 것이 바람직하지만, 0dBm 이하의 전력을 출력할 경우에는 5.0V보다 작은 값의 직류전압을 동작전원으로 공급받아도 충분한다. 이에 따라 본 발명의 전원공급장치는 송신모드시 고정적인 동작전원(5.0V)을 공급하지 않고, 송출전력에 비례하여 동작전원을 가변(약 3.9V∼5.0V)시킴으로써 송출전력이 낮을 경우에는 DC/DC 변환기의 출력전압을 낮추어서 상대적으로 레귤레이터들과의 전위차가 낮아지도록 하고, 또한 전력증폭기로는 낮은 전압이 공급되도록 한다.

도 2에서, 배터리 10은 소정 직류전압(예: 7.2V)을 제공한다. DC/DC 변환기 20은 전압입력단, 전압출력단, 피드백전압단을 가지고 있으며, 전압입력단으로는 배터리 10으로부터의 직류전압이 인가되며, 피드백전압단으로는 일정한 전압값을 가지는 직류전압이 출력되게 된다. 상기 DC/DC 변환기 20의 전압출력단에는 통상 주변회로부 50이 부가되며, 이 주변회로부 50이 부가되는 전압출력단과 피드백전압단의 사이에는 저항 R2가 접속되고, 피드백전압단과 접지단의 사이에는 저항 R1이 접속된다. 이러한 구조를 가지는 DC/DC 변환기 20으로는 LINEAR TECHNOLOGY사에서 제조 및 판매되고 있는 형명 LTC1265의 고효율 스텝다운 DC/DC 변환기(High Efficiency Step-Down DC/DC Converter)가 이용될 수 있다. 여기서 LTC1265가 DC/DC 변환기 20으로 이용되는 경우 DC/DC 변환기 20은 피드백전압단으로 1.25V의 직류전압 V_FB를 출력하게 된다. 그러므로 DC/DC 변환기 20의 전압출력단으로는 하기의 <수학식 1>과 같이 결정되는 직류전압 V_OUT이 출력되게 된다. 하기의 <수학식 1>에서 DC/DC 변환기 20의 직류전압 V_OUT은 요구되는 동작전원의 전압값에 따라 저항 R1,R2의 저항값을 적절하게 설정함으로써 얻어질 수 있을 것이다.

V_OUT= V_FB( 1 + R2/R1 ) = 1.25×( 1 + R2/R1 ) [V]

한편 상기 DC/DC 변환기 20의 피드백전압단과 접지단의 사이에는 본 발명에 따른 전원공급동작을 위한 전압제어전류원 60이 상기 저항 R1에 대해 병렬로 접속된다. 상기 전압제어전류원 60은 송출전력에 대응하는 가변적인 송신 자동이득제어(TX_AGC) 전압을 인가받게 되며, 이 인가된 송신 자동이득제어(TX_AGC) 전압에 따라 전류흐름 Ic가 생성되고 저항 R2를 통해 흐르는 전류 I_T가 가변되므로 결과적으로 DC/DC 변환기 20의 출력전압 V_OUT이 가변되게 된다.

일예로서 본 발명에서는 이동통신 단말기의 수신모드시 상기 출력전압 V_OUT으로 3.9V의 직류전압이 출력되고, 송신모드시 상기 직류전압 V_OUT으로 3.9V∼5.0V의 직류전압이 출력되는 경우에 대해서 설명하기로 한다. 그러나 이러한 수신모드 직류전압 및 송신모드 직류전압은 어떠한 이동통신 단말기를 사용하느냐, 또 그 이동통신 단말기의 환경에 따라서 적절하게 변경될 수도 있다는 사실에 유의하여야 한다.

상기와 같이 전원공급장치가 이동통신 단말기의 수신모드에서는 일정한 직류전압을 동작전원으로 공급하고, 송신모드에서는 송출전력에 대응하여 가변되는 직류전압을 동작전원으로 공급하는 구체적인 설명은 도 3과 관련하여 후술될 것이다.

이동통신 단말기의 수신모드시 3.9V의 직류전압 V_OUT은 레귤레이터 72와 레귤레이터 74로 각각 인가된다. 그리고 이때 스위치 SW는 스위칭오프(switching off)되므로, 레귤레이터 76 및 전력증폭기 44로는 직류전압이 공급되지 않는다. 레귤레이터 72 및 레귤레이터 74는 상기 3.9V의 직류전압 V_OUT을 각각 안정화시켜 3.3V와 3.6V의 직류전압을 생성하고 이 생성된 직류전압을 수신부&기저대역신호처리부 30의 동작전원으로 공급한다.

이동통신 단말기의 송신모드시 3.9V∼5.0V의 직류전압 V_OUT은 레귤레이터 72와 74로 인가될 뿐만 아니라 송신모드 제어신호 TX_MODE에 따라 스위칭온(switching on)되는 스위치 SW를 거쳐 레귤레이터 76으로 인가된다, 상기 레귤레이터 76은 상기 인가된 3.9V∼5.0V의 직류전압 V_OUT을 안정화시켜 3.6V의 직류전압을 생성한 후 이 생성된 직류전압을 송신부 42의 동작전원으로 공급한다. 또한 상기 스위치 SW를 거친 3.9V∼5.0V의 직류전압 V_OUT은 전력증폭기 44의 동작전원으로 공급된다. 이와 같이 송신모드시에는 3.9V∼5.0V의 직류전압 V_OUT이 수신부&기저대역신호처리부 30, 송신부 42 및 전력증폭기 44의 동작전원으로 공급된다.

도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같이 DC/DC 변환기 20의 피드백전압단과 접지단의 사이에 접속되는 전압제어전류원 60은 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압을 입력단으로 인가받는다. 상기 전압제어전류원 60은 인가되는 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압이 일정한 레벨을 가지는 경우 스위칭온되어 이에 상응하는 전류 I_C를 생성하는 스위칭소자인 트랜지스터(Q)를 적어도 포함하여 이루어진다. 상기 트랜지스터(Q)의 베이스단자는 저항 R3을 통해 입력단에 접속되어 상기 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압을 인가받게 되며, 컬렉터단자는 DC/DC 변환기 20의 피드백전압단에 접속되고, 이미터단자는 저항 R5를 통해 접지단에 접속된다. 상기 저항 R3과 트랜지스터(Q)의 베이스단자의 접속점에는 저항 R4의 일측이 접속되고, 상기 저항 R4의 다른 일측은 접지단에 접속된다. 또한 상기 저항 R4에 대해서는 병렬로 캐패시터 C가 접속된다.

상기와 같이 이루어지는 전압제어전류원 60의 입력단에는 수신모드시에는 "0"레벨을 가지는 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압이 인가되고, 송신모드 동작시에는 송출전력에 비례하여 증가하는 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압이 인가된다. IS-95규격 CDMA단말기의 경우 안테나포트에서의 송출전력은 도 4b에 도시된 바와 같이 82dB(-50dBm∼32dBm)범위에서 제어되므로, 이 송출전력에 대응하는 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압은 0.5V∼2.7V범위의 전압값을 갖게 된다.

수신모드시 전압제어전류원 60의 입력단으로는 "0"레벨을 가지는 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압이 인가되므로, 트랜지스터(Q)는 턴오프되고 트랜지스터(Q)의 컬렉터단자를 통해서는 전류가 흐르지 않는다. 즉, 트랜지스터(Q)의 컬렉터단자를 통해서 흐르는 전류 I_C는 0이다. 이에 따라 DC/DC 변환기 20의 출력전압 V_OUT은 전술한 <수학식 1>과 같이 결정된다.

송신모드시 전압제어전류원 60의 입력단으로는 도 4b에 도시된 바와 같이 송출전력에 대응하는 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압이 인가된다. 이때 트랜지스터(Q)의 베이스단자 전압 V_B가 이미터단자 전압 V_E보다 0.7V이상 큰 경우(즉, 턴온전압이상의 전압이 인가되는 경우) 트랜지스터(Q)는 턴온(turn on)되고, 트랜지스터(Q)의 이미터단자에는 하기의 <수학식 2>와 같이 결정되는 전류 I_E가 흐르게 된다.

I_E= V_E/ R5 [A]

상기 <수학식 2>와 같이 결정되는 트랜지스터(Q)의 이미터단자 전류 I_E는 통상 컬렉터단자 전류 I_C와 동일하게 간주할 수 있으므로, 트랜지스터(Q)의 컬렉터단자 전류 I_C는 하기의 <수학식 3>과 같이 결정된다. 그리고 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압을 V_AGC라 할 때 트랜지스터(Q)가 턴온됨에 따른 트랜지스터(Q)의 이미터단자 전압 V_E는 하기의 <수학식 4>와 같이 결정된다.

I_C= V_E/ R5 [A]

V_E= { V_AGC× R4/(R3+R4) } - 0.7 [V]

상기 <수학식 4>를 <수학식 3>에 대입하면 하기의 <수학식 5>가 얻어진다.

I_C= {{ V_AGC× R4/(R3+R4) } - 0.7} / R5 [A]

상기 <수학식 5>를 살펴보면, 트랜지스터(Q)의 컬렉터단자 전류 I_C는 송신 자동이득제어전압 V_AGC의 값에 의해 가변됨을 알 수 있다. 그리고 송신모드시 DC/DC 변환기 20의 출력전압 V_OUT은 하기의 <수학식 6>과 같이 DC/DC 변환기 20의 피드백전압단에 출력되는 전압 V_FB와, 저항 R2를 통해 흐르는 전류 I_T에 의해 생성되는 전압의 합으로 결정된다. 그리고 저항 R2를 통해 흐르는 전류 I_T는 저항 R1을 통해 흐르는 전류 I₀와 전압제어전류원 60에 의해 생성된 전류 I_C의 합이므로, 상기 저항 R2를 통해 흐르는 전류 I_T는 하기의 <수학식 7>과 같이 결정된다.

V_OUT= V_FB+ I_T×R2 [V]

I_T= I_C+ I_O= I_C+ V_FB/R1 [A]

상기 <수학식 7>을 <수학식 6>에 대입하고 V_FB가 전술한 바와 같이 1.25V의 전압값인 것으로 고려하면, 하기의 <수학식 8>이 얻어진다.

V_OUT= V_FB+ (I_C+ V_FB/R1)×R2 = V_FB(1+R2/R1) + I_C×R2

= 1.25×(1+R2/R1) + I_C×R2 [V]

결론적으로 상기 <수학식 8>을 살펴보면, DC/DC 변환기 20의 출력전압 V_OUT은 I_C의 함수임을 알 수 있으며, 이 I_C는 상기 <수학식 5>에서 살펴본 바와 같이 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압인 V_AGC에 의해 결정된다. 그러므로 V_AGC의 전압값이 작은 경우, 즉 송출전력이 낮을 경우에는 DC/DC 변환기 20의 출력전압 V_OUT은 작아지게 된다. 이에 따라 송수신부의 레귤레이터들 72,74,76에 의한 전력손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 이동통신 단말기에서 가장 전력소모의 커다란 부분을 차지하는 전력증폭기 44에 의한 전력소모를 줄일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전원공급장치는 종래기술과 같이 송신모드에서 DC/DC 변환기의 출력전압이 항상 고정되어 공급되던 것을 송출전력에 맞게 가변시켜 공급함으로써 이동통신 단말기의 전력손실을 줄여 배터리의 사용시간을 증가시킬 수 있다.

도 4a는 본 발명에 따른 전원공급장치가 송출전력에 대응하여 DC/DC 변환기 20의 출력전압 V_OUT을 가변시켜 공급하고 있음을 보여주는 도면이다. 그리고 상기 출력전압 V_OUT을 가변시키기 위해 송출전력에 대응하여 가변되는 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압을 전압제어전류원 60의 입력으로 이용하고 있다. 이러한 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압이 가변되는 경우 DC/DC 변환기 20의 출력전압 V_OUT은 도 4c에 도시된 바와 같이 가변되게 된다.

전술한 바와 같이 DC/DC 변환기 20의 출력전압 V_OUT이 송출전력에 대응하여 가변되도록 하기 위해서 본 발명에 따른 전원공급장치는 송출전력에 대응하는 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압을 입력받게 되는데, 이러한 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압은 도 5에 도시된 이동통신 단말기의 B/B칩(Base Band Chip) 90에 의해 결정된다. 상기 도 5에 도시된 이동통신 단말기의 구성은 IS-95규격에 따른 CDMA 단말기의 일반적인 구성을 보여주는 도면으로, 각 구성요소들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 다만 본 발명에 관련하여 B/B칩 90이 어떻게 송신 자동이득제어(TX_AGC)전압을 결정하는지에 대해서만 국한하여 설명할 것이다.

도 5에서 이동통신 단말기의 B/B칩 90은 송출전력을 제어하기 위하여 TX_AGC전압을 결정하고 이 결정된 TX_AGC전압을 TX_AGC회로 92로 인가한다. 이러한 전력제어동작은 2단계로 분류되어 설명될 수 있다. 첫 번째 전력제어동작은 단말기가 처음으로 기지국을 억세스(access)하고자 하는 경우에 해당하는 것으로, 소위 개방루프(open loop) 전력제어동작이라고 불리운다. 상기 개방루프 전력제어 동작시 B/B칩 90은 수신신호의 전계강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator)를 검출하고 이 검출된 RSSI와 일정한 관계를 가지는 송출전력을 결정한다. 이때 수신신호전력과 송출전력간에는 하기의 <수학식 9>와 같은 관계가 있다.

송출전력(TX_POWER) = - {수신신호 전력(Received POWER) + 73} [dBm]

두 번째 전력제어동작은 상기와 같은 첫 번째 전력제어동작이 행해짐에 따라 단말기가 기지국과 접속한 후에 행해지는 것으로, 소위 폐쇄루프(closed loop) 전력제어동작이라 불리운다. 상기 폐쇄루프 전력제어동작시 단말기는 기지국으로부터 전달되는 송출전력정보에 대한 명령을 수신하고, 이 송출전력정보 명령에 대응하는 전력이 송출되도록 TX_AGC전압값을 결정하게 된다.

상기와 같이 B/B칩 90에 의해 결정되는 TX_AGC전압이 본 발명에 따른 전원공급장치의 전압제어전류원 60으로 인가됨에 따라 본 발명의 전원공급장치는 송신모드시 송출전력에 대응하여 가변되는 직류전압을 동작전원으로 공급하게 되는 것이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 본 발명의 전원공급장치는 수신모드에서 3.9V의 동작전원을 공급하고 송신모드에서 3.9V∼5.0V의 동작전원을 공급하는 이동통신 단말기에 대해서 설명하였지만, 이러한 동작전원의 범위는 어떠한 이동통신 단말기에 본 발명이 적용되느냐에 따라 달라질 수 있다. 또한 본 발명의 전원공급장치는 배터리로부터의 직류전압을 하향변환시킨 후 이 변환된 직류전압을 동작전원으로 공급하는 경우에 대해서 설명하였지만, 배터리로부터의 직류전압을 상향변환시킨 후 이 변환된 직류전압을 동작전원으로 공급하는 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다. 또한 본 발명에서는 전압제어전류원의 스위칭소자로서 트랜지스터가 이용되는 경우를 예로 하였으나, 전계효과트랜지스터와 같은 스위칭소자가 이용되는 경우에도 동일한 기능이 수행될 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 따른 전원공급장치는 CDMA방식의 단말기, GSM방식의 단말기, FM방식의 단말기 등 모든 이동통신 단말기에 적용될 수 있다는 사실에 유의하여야 한다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 하나의 DC/DC 변환기를 구비하며 이동통신 단말기의 송신모드시 송출전력에 대응하여 상기 DC/DC 변환기의 출력전압이 가변되고, 이 가변되는 DC/DC 변환기의 출력전압이 각 구성요소들의 동작전원으로 공급되도록 한다. 이러한 본 발명의 전원공급장치는 이동통신 단말기의 전체적인 크기를 줄일 수 있으며, 또한 각종 레귤레이터들 및 전력증폭기에 의한 전력손실을 줄임으로써 전력효율을 극대화하는 이점이 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 전원공급장치는 소형화 추세의 이동통신 단말기에 적합하며, 또한 이동통신 단말기의 통화시간을 향상시키는 이점이 있다.

Claims

수신부 및 기저대역신호처리부와, 송신부와, 전력증폭기를 적어도 포함하는 이동통신 단말기에서 배터리로부터의 직류전압을 DC/DC 변환기를 이용하여 변환한 후 이 변환된 직류전압을 상기 수신부 및 기저대역신호처리부와, 상기 송신부와, 상기 전력증폭기로 공급하는 방법에 있어서:

수신모드시 상기 DC/DC 변환기에 의해 변환된 직류전압을 안정화시켜 상기 수신부 및 기저대역신호처리부로 공급하는 제1전압 공급과정과,

송신모드시 상기 DC/DC 변환기에 의해 변환된 직류전압을 송출전력에 의해 결정되는 송신 자동이득제어전압에 상응하는 직류전압으로 변환한 후 이 직류전압을 상기 수신부 및 기저대역신호처리부와, 상기 송신부와, 상기 전력증폭기로 공급하는 제2전압 공급과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전원공급방법.
제1항에 있어서, 상기 제2전압 공급과정에서 공급되는 직류전압은 상기 제1전압 공급과정에서 공급되는 직류전압 이상의 전압값을 가지는 것을 특징으로 하는 전원공급방법.
수신부 및 기저대역신호처리부와, 송신부와, 전력증폭기를 적어도 포함하는 이동통신 단말기의 전원공급장치에 있어서:

배터리와;

전압입력단, 전압출력단 및 피드백전압단을 구비하고 있으며, 상기 배터리로부터 제공되는 직류전압을 상기 전압입력단을 통해 입력하여 변환한 후 이 변환된 직류전압을 상기 피드백전압단으로 출력하는 DC/DC 변환기와;

상기 DC/DC 변환기의 상기 전압출력단과 상기 피드백전압단의 사이에 접속되는 제1저항과;

상기 피드백전압단과 접지단의 사이에 접속되는 제2저항과;

상기 피드백전압단과 상기 접지단의 사이에 상기 제2저항에 대해 병렬로 접속되며, 송신모드시 인가되는 가변적인 송신 자동이득제어전압에 따라 상기 전압출력단과 상기 피드백전압단의 사이에 흐르는 전류를 가변시킴으로써 상기 전압출력단에 나타나는 직류전압이 가변되도록 하는 전압제어전류원과;

상기 DC/DC 변환기의 출력전압단에 나타나는 직류전압을 안정화시켜 이 안정화된 직류전압을 상기 수신부 및 기저대역 신호처리부로 인가하는 제1레귤레이터와;

상기 DC/DC 변환기의 출력전압단에 나타나는 직류전압을 안정화시켜 이 안정화된 직류전압을 상기 수신부 및 기저대역 신호처리부로 인가하는 제2레귤레이터와;

상기 DC/DC 변환기의 출력전압단과 상기 송신부의 사이 및 상기 DC/DC 변환기의 출력전압단과 상기 전력증폭기의 사이에 접속되며 상기 송신모드시 스위칭온되어 상기 DC/DC 변환기의 출력전압단에 나타나는 직류전압이 상기 송신부 및 상기 전력증폭기에 인가되도록 하는 스위치와;

상기 스위치와 상기 송신부의 사이에 접속되며 상기 DC/DC 변환기의 출력전압단에 나타나는 직류전압을 안정화시켜 이 안정화된 직류전압을 상기 송신부로 인가하는 제3레귤레이터로 이루어짐을 특징으로 하는 전원공급장치.
제3항에 있어서, 상기 전압제어전류원은,

수신모드시에는 상기 제1저항을 통해 제1전류가 흐르도록 하여 상기 전압출력단에 상기 피드백전압단에 나타나는 직류전압과 상기 제1저항과 상기 제2저항의 비에 의해 결정되는 제1직류전압이 출력되도록 하고,

상기 송신모드시에는 상기 송신 자동이득제어전압을 인가받아 상기 제1저항에 상기 제1전류 이상 크기의 전류가 흐르도록 하여 상기 전압출력단에는 적어도 상기 제1직류전압과 같고 이보다 큰 가변적인 전압값을 가지는 제2직류전압이 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제4항에 있어서, 상기 전압제어전류원은,

송출전력에 대응하여 결정되는 상기 송신 자동이득제어전압을 인가받기 위한 입력단과,

상기 입력단에 인가되는 상기 송신 자동이득제어전압이 미리 설정된 전압값을 가지는 경우 스위칭온되어 상기 피드백전압단과 상기 접지단의 사이에 전류가 흐르도록 하고 이에 따라 상기 제1저항을 통해 흐르는 전류가 증가되도록 하는 스위칭소자를 적어도 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
제5항에 있어서, 상기 스위칭소자는, 상기 입력단에 베이스단자가 접속되고, 상기 피드백전압단에 컬렉터단자가 접속되고, 상기 접지단에 이미터단자가 접속되는 트랜지스터임을 특징으로 하는 전원공급장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 입력단과 상기 스위칭소자의 사이에 접속된 저항과, 이 저항과 상기 스위칭소자의 접속점 사이에 일측이 접속되고 다른 일측이 상기 접지단에 접속되는 다른 저항을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전원공급장치.