KR100333771B1

KR100333771B1 - 충전가능한배터리의용량캘리브레이팅방법

Info

Publication number: KR100333771B1
Application number: KR1019980022436A
Authority: KR
Inventors: 유창현
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2002-08-27
Anticipated expiration: 2018-06-15
Also published as: JP2000060020A; CN1239226A; CN1138985C; KR20000001949A; EP0965906A2; US6100666A; EP0965906A3; TW432767B

Abstract

개시되는 충전 가능한 배터리를 사용하는 시스템은 배터리 캘리브레이션 동작에서 배터리 방전이 최대한 빠른 시간 내에 이루어지도록 하기 위해 전원 소비가 최대로 이루어지도록 상기 시스템을 구동시킨다. 그러므로 배터리 캘리브레이션 동작에 소비되는 시간이 종래와 비교하여 상당히 단축되므로, 사용자는 종래와 같이 장시간 동안 배터리 캘리브레이션이 완료되길 기다릴지 않아도 되어 단 시간 내에 다시 시스템을 사용할 수 있다.

Description

충전 가능한 배터리의 용량 캘리브레이팅 방법{A METHOD OF CALIBRATING RECHARGEABLE BATTERY CAPACITY}

본 발명은 충전 가능한 배터리(rechargeable battery)를 사용하는 시스템의배터리 용량 캘리브레이션 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 스마트 배터리(smart battery)(배터리에 대한 각종 정보를 외부로 제공하는 기능을 구비한 배터리)를 전원으로 사용하는 시스템의 배터리 용량 캘리브레이션(calibration) 방법에 관한 것이다.

오늘날 충전 가능한 배터리는 여러 휴대용 시스템, 예컨대 휴대용 컴퓨터 시스템(portable computer), 비디오 카메라(video camera) 또는 셀룰러 전화기(cellular telephone) 등에 사용되고 있다. 일반적으로, 이들 시스템들은 AC(alternating current) 전원과 겸용하여 사용이 가능하다. 이 경우에는 상기 시스템은 적합한 AC 어댑터(AC adapter)로부터 정류된 DC 전원을 입력받아 동작한다.

충전 가능한 배터리는 크게 두 가지로 구분되고 있다. 일명 '더미 배터리(dummy battery)'와 '스마트 배터리(smart battery)'가 그 것이다. 상기 더미 배터리는 충전 가능한 배터리, 배터리 온도를 검출하기 위한 더미스터(thermistor)를 포함하여 구성된다. 이 더미 배터리는 해당되는 충전 회로에 의해 재충전되어 사용되는데, 상기 충전 회로는 배터리 전압 및 상기 더미스터로 검출되어지는 배터리 온도에 기초하여 충전을 제어한다.

상기 스마트 배터리는 상기 더미 배터리보다 진보된 형태의 배터리이다. 상기 스마트 배터리는 여러 가지 배터리 상태를 검출하기 위한 회로들과 이들의 제어를 수행하기 위한 마이크로 컴퓨터(micro computer), 각종 정보를 저장하기 위한 메모리(memory)를 구비한다. 이 마이크로 컴퓨터는 배터리에 관한 정보들, 예컨대 배터리 상태, 배터리 용량, 제조 업체 정보 등의 여러 가지 정보들을 자신이 장착된 시스템으로 제공한다. 특히, 스마트 배터리는 용량 학습을 통해 기준 용량(배터리 전체 용량)을 재 설정하게 된다. 상기 배터리 용량 학습이란, 배터리의 충전 용량이 변화되는 것에 따라 기준 용량(충전 가능한 배터리 용량)을 재 설정하는 것이다. 충전 가능한 배터리는 충/방전의 반복에 따라 충전 가능한 배터리 전체 용량이 감소하게 된다. 그러므로 감소되는 충전 용량에 따라 새롭게 기준 용량을 재 설정한다. 여기서 배터리의 전체 용량이란, 배터리가 완전 충전된 상태에서 방전을 개시하여 배터리 전압이 특정 전압 레벨(용량 학습 레벨)까지 낮아질 때까지의 방전된 전류량과 시간의 곱으로 정의하고 있다.

이러한 스마트 배터리가 장착되는 시스템들은 상술한 바와 같은 여러 가지 정보들을 상기 스마트 배터리로부터 제공받으며, 이 정보들에 기초하여 배터리의 충/방전을 제어하게 된다. 특히, 상기 시스템은 배터리 잔류 용량에 대한 정보를 제공받아 표시하는 기능을 갖는다. 이러한 시스템의 일 예로 휴대용 컴퓨터를 첨부 도면 도 1에 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨터(10)는 스마트 배터리(20)로부터 소정의 DC 전원을 공급받아 동작하거나, AC 어댑터(30)가 접속되어 있는 경우 이로부터 정류된 DC 전원을 공급받아 동작한다. 상기 휴대용 컴퓨터(10)는 상기 스마트 배터리(20)로부터 전원을 공급받게 되는 경우, 상기 스마트 배터리(20)로부터 상술한 바와 같은 각종 배터리 정보를 제공받는다. 특히, 상기 휴대용 컴퓨터(10)는 제공된 배터리 잔류 용량 정보에 기초하여 현 시점에서의 배터리 잔류 용량을 표시 장치에 표시하는 기능을 구비하고 있다. 그리고 배터리 잔류 용량이 감소하여 일정 기준치 이하로 되는 경우에는 사용자에게 이를 경고하는 기능도 구비하고 있다.

그런데, 이때 상기 스마트 배터리(20)로부터 제공되는 배터리 잔류 용량에 대한 정보는 실제 상기 스마트 배터리(20)에 남아 있는 배터리 용량과 오차가 있을 수 있다. 이러한 오차의 발생은 배터리 용량 학습이 정확히 이루어지지 못하였기 때문이다. 배터리 잔류 용량이 실제 보다 적게 표시되는 경우, 사용자는 더 많은 시간을 사용할 수 있음에도 불구하고 상기 휴대용 컴퓨터(10)의 사용을 중지하게 된다. 그리고 배터리 잔류 용량이 실제보다 많게 표시되는 경우, 상기 휴대용 컴퓨터(10)의 사용도중 전원 공급이 중단되므로 작업 중이던 데이터를 잃어버리게 되는 경우가 발생할 수 있다.

이러한 문제점이 발생되지 않기 위해서는 상기 스마트 배터리(20)를 완전 충전후 사용하고, 일단 방전이 개시되면 완전 방전할 때까지 배터리를 사용하여 용량 학습이 정확히 이루어지도록 하여야 한다. 그러나 사용자가 이러한 경우를 고려하며 상기 휴대용 컴퓨터(10)를 사용한다면 매우 불편할 것이다.

이러한 불편한 문제점을 해결하기 위해 자동으로 배터리 기준 용량을 재 설정하는 방법이 제안되어 사용되고 있다. 이 방법은 스마트 배터리가 장착된 시스템에 의해 자동으로 완전 방전 및 완전 충전이 수행되도록 하여, 용량 학습이 정확히 이루어지도록 하는 것이다. 이 기능을 '캘리브레이션(battery calibration)'이라 한다. 첨부 도면 도 2에는 상기 캘리브레이션 동작을 설명하기 위한 플로우챠트가 도시되어 있다.

도 2를 참조하여, 스마트 배터리의 캘리브레이션 동작은 사용자가 시스템 구동시에 시스템 셋업을 선택하여 스마트 배터리 캘리브레이션 메뉴를 선택함으로서 수행이 개시된다. 이때 사용자는 AC 어댑터를 시스템으로부터 분리한다.

단계 S100에서 캘리브레이션 동작이 시작되면, 단계 S110으로 진행하여 전원 관리(power management) 기능을 디세이블시켜 배터리 캘리브레이션 동작 중에는 전원 관리 기능이 수행되는 것을 방지한다. 단계 S120으로 진행하여 스마트 배터리의 방전을 개시한다. 이어 단계 S130으로 진행하여 상기 스마트 배터리가 용량 학습 레벨까지 방전이 이루어졌는 가를 판단한다. 용량 학습 레벨까지 방전이 이루어지면 제어는 단계 S140으로 진행한다. 단계 S140에서 상기 스마트 배터리는 용량 학습을 실시한다.

이상과 같은 방법에 의해 스마트 배터리 캘리브레이션이 이루어지며, 단계 S150에서는 디세이블된 상기 전원 관리 기능을 다시 인에이블시키고 단계 S160으로 종료된다.

이후, 사용자가 AC 어댑터를 시스템에 접속하면, 스마트 배터리의 충전이 개시되고 완전 충전이 검출되면 충전을 종료한다. 상기 완전 충전의 검출은 배터리의 화학적 성분에 따라 각기 해당되는 방법으로 완전 충전 상태를 검출한다. 예를 들어, 널리 알려진 방식으로 Ni-MH, Ni-CD인 경우에는 완전 충전 검출을또는검출 방식에 의하고, Li-Ion의 경우에는 Ico 검출 방식에 의해 완전 충전 상태를 검출한다.

이상과 같은 스마트 배터리 캘리브레이션 동작은 사용자의 선택에 따라 자동으로 수행됨으로 일일이 사용자가 스마트 배터리의 충전 및 방전을 제어하지 않아도 됨으로 편리하기는 하다. 그러나, 캘리브레이션 동작이 완료되는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 현재 이러한 캘리브레이션 방법을 구비한 휴대용 컴퓨터의 경우, 캘리브레이션 동작이 완료되는데 약 2~3 시간 가량이 소비된다. 이 시간 동안 사용자는 해당되는 시스템을 사용할 수 없는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서 스마트 배터리의 기준 용량을 재 설정하기 위한 캘리브레이션 동작을 보다 빠르게 수행할 수 있는 캘리브레이션 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 휴대용 컴퓨터를 보여주는 도면;

도 2는 종래의 스마트 배터리를 구비한 시스템에 의해 수행되는 스마트 배터리 캘리브레이션 동작을 설명하기 위한 플로우챠트;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 회로 구성을 보여주는 도면;

도 4는 도 3에 도시된 LCD 후광 전원 공급부의 상세 회로도; 그리고

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 배터리 캘리브레이션 동작의 플로우챠트이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 휴대용 컴퓨터 20 : 스마트 배터리

30 : AC 어댑터

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 충전 가능한 배터리를 전원으로 사용하는 시스템의 배터리 용량 캘리브레이션 방법은: 상기 배터리의 캘리브레이션 모드를 선택하는 단계와; 전원 소비가 최대가 되도록 상기 시스템을 구동하여 배터리를 방전하는 단계와; 상기 배터리가 용량 학습 레벨까지 방전되었는 지의 여부를 판별하는 단계와; 상기 배터리가 용량 학습레벨까지 방전된 경우, 상기 배터리의 용량을 학습하는 단계와; 전원 소비가 최소가 되도록 상기 시스템을 구동하는 단계를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 시스템이 전원 관리 기능을 구비한 경우, 상기 배터리 캘리브레이션 모드가 선택되면, 상기 전원 관리 기능을 디세이블시키는 단계와, 상기 배터리 캘리브레이션 모드가 종료되면, 상기 전원 관리 기능을 인에이블시키는 단계를 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 전원 소비가 최대가 되도록 상기 시스템을 구동하여 배터리를 방전하는 단계는, LCD 후광 밝기를 최대로 설정하고, 냉각 팬을 동작시키고, 드라이브 구동 모터를 동작시키고, 반복적인 메모리 엑세스 동작을 수행하여 전원 소비를 최대로 한다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 신규한 스마트 배터리 캘리브레이션 방법은 캘리브레이션 동작에서 배터리 방전이 최대한 빠른 시간 내에 이루어지도록 하기 위해 전원 소비가 최대로 이루어지도록 시스템을 구동시킨다. 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 회로 구성을 보여주는 도면이 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨터 시스템은 AC 어댑터(100), 스마트 배터리(110)로부터 전원을 제공받아 시스템으로 각종 전원을 공급하는 전원 공급 회로(120)와, 상기 스마트 배터리(110)의 캘리브레이션 동작에서 시스템으로의 전원 공급을 제어하는 마이크로 컴퓨터(140)를 포함하여 구성된다. 그리고 휴대용 컴퓨터의 일반적인 구성으로 LCD 패널(160), 비디오 컨트롤러(170), LCD 후광 전원 공급 회로(130), 냉각 팬(150), CPU(180), BIOS(190), 메모리 제어부(200), 메모리(210), HDD 제어부(220), HDD(230), FDD 제어부(240), FDD(250), 시스템 버스(260), SM 버스(system management bus)(270) 등을 포함하여 구성된다.

상기 BIOS(190)에는 스마트 배터리(110)의 캘리브레이션을 위한 제어 루틴을포함하고 있으며, 상기 제어 루틴의 수행은 사용자가 시스템 셋업(system setup)에서 선택 할 수 있다. 상기 BIOS(190)에 의한 시스템 셋업에서 사용자가 캘리브레이션 동작을 선택하면 후술하게 되는 스마트 배터리 캘리브레이션 동작을 개시한다. 상기 마이크로 컴퓨터(140)는 캘리브레이션 동작 중에 상기 스마트 배터리의 충전/방전을 제어하고, 특히 시스템의 전원 소비가 최대로 되도록 제어하는 동작을 수행한다. 예를 들어, 상기 냉각 팬(150)을 구동시키고, 상기 LCD 후광 전원 공급 회로(130)를 제어하여 LCD 패널(160)에 구비된 후광 램프(back light lamp)(미도시됨)의 밝기가 최대가 되도록 한다. 그리고 HDD(230), FDD(250)의 모터를 온시킨 후 오프 되지 않도록 하며, 메모리(210) 엑세스 동작이 최대한 이루어지도록 한다. 이와 같이, 시스템의 전원 소비가 최대로 되게 하여 상기 스마트 배터리(110)의 방전이 최대한 빠른 시간 내에 이루어지도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 LCD 후광 전원 공급 회로(130)는 밝기 조절 회로(131), DC/AC 인버터(132), 트랜스포머(133)를 포함하여 구성된다. 상기 밝기 조절 회로(131)는 상기 전원 공급 회로(120)로부터 DC 8~15V의 전원을 공급받아 상기 DC/AC 인버터(132)로 제공하며, 상기 DC/AC 인버터(132)는 입력된 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 상기 트랜스포머(133)로 제공한다. 상기 트랜스포머(133)는 입력된 AC 전원을 AC 450~550 Vrms로 변환하여 상기 LCD 패널(160)의 후광 램프(미도시됨)로 입력한다. 스마트 배터리 캘리브레이션 동작이 개시되면, 상기 마이크로 컴퓨터(140)는 상기 밝기 조절 회로(131)를 제어하여 상기 후광 램프의 밝기가 최대가 되도록 제어한다.

좀더 구체적으로, 첨부 도면 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 배터리 캘리브레이션 동작을 상세히 설명한다.

단계 S200에서는 사용자가 상기 BIOS(190)에 의한 시스템 셋업에서 스마트 배터리 캘리브레이션을 선택하는가를 판단한다. 스마트 배터리 캘리브레이션이 선택되면 단계 S210에서는 AC 어댑터를 제거하라는 메시지를 디스플레이 화면으로 출력한다. 단계 S220에서는 AC 어댑터가 제거되었는가를 판단한다. AC 어댑터가 제거되면 단계 S230에서는 스마트 배터리 캘리브레이션 모드로 진입한다.

계속해서 도 6을 참조하여, 스마트 배터리 캘리브레이션 동작이 설명된다. 단계 S300에서 스마트 배터리 캘리브레이션 동작이 개시되면, 단계 S310에서는 전원 관리 기능을 디세이블시켜 캘리브레이션 동작 중에 전원 관리 기능이 수행되는 것을 방지한다. 단계 S320에서는 시스템의 전원 소비가 최대로 되도록 시스템을 구동시키고, 단계 S330에서 스마트 배터리 방전을 개시한다. 단계 S340에서는 상기 스마트 배터리가 용량 학습 레벨까지 방전이 이루어 졌는가를 판단한다. 용량 학습 레벨까지 방전이 이루어지면 제어는 단계 S350으로 진행하고, 단계 S360에서 상기 스마트 배터리(110)는 용량 학습을 실시한다.

용량 학습이 이루어지면 제어는 S360으로 진행하여 다시 시스템의 전원 소비가 최소가 되도록 시스템을 구동하고, 단계 S370으로 진행하여 디세이블된 상기 전원 관리 기능을 다시 인에이블 시키고, 단계 S480으로 진행하여 배터리 캘리브레이션 동작을 종료한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 충전 가능한 배터리를 사용하는 시스템은 배터리 캘리브레이션 동작을 최대한 빠르게 진행하여 완료하게 된다. 그러므로 배터리 캘리브레이션 동작에 따라 소비되는 시간이 종래에 비해 상당히 단축되므로 단시간 내에 다시 시스템을 사용할 수 있다.

Claims

충전 가능한 배터리를 전원으로 사용하는 시스템의 배터리 용량 캘리브레이션 방법에 있어서:

배터리 캘리브래이션 모드를 선택하는 단계와;

전원 소비가 최대가 되도록 상기 시스템을 구동하여 배터리를 방전하는 단계와;

상기 배터리가 용량 학습 레벨까지 방전되었는 지의 여부를 판별하는 단계와;

상기 배터리가 용량 학습 레벨까지 방전된 경우, 상기 배터리의 용량을 학습 하는 단계; 그리고

전원 소비가 최소가 되도록 상기 시스템을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 용량 캘리브레이션 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템이 전원 관리 기능을 구비한 경우,

상기 배터리 캘리브레이션 모드가 선택되면, 상기 전원 관리 기능을 디세이블시키는 단계와;

상기 배터리 캘리브레이션 모드가 종료되면, 상기 전원 관리 기능을 인에이블시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 용량 캘리브레이션 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 전원 소비가 최대가 되도록 상기 시스템을 구동하여 배터리를 방전하는 단계는, LCD 후광 밝기를 최대로 설정하고, 냉각 팬을 동작시키고, 드라이브 구동 모터를 동작시키고, 반복적인 메모리 엑세스 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 용량 캘리브레이션 방법.