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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 한경호
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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바야흐로 스마트폰의 세상이다. 2014년 말 국내 기준 약 4천 56만 명 정도가 스마트폰을 사용하고 있으며, 가입자 1인당 무려 2000 MB 이상의 데이터를 사용하고 있다. 이러한 추세는 앞으로도 더욱 증가할 전망이며 현대인의 필수품으로 자리매김 할 것으로 예상된다. 여기에 발맞춰 LTE 방식 같은 고속 통신 서비스는 언제 어디서나 가능한 고품질의 서비스를 제공하고 있으며 동시에 어플리케이션의 성능 또한 고도화 되어 현대인의 생활 패턴은 급속도로 스마트폰 중심으로 변화하고 있다. 하루가 다르게 새로운 창의적 서비스가 나타나고 있으며 고성능 게임이나 YouTube 등과 같은 온라인 스트리밍 서비스의 수요 또한 나날이 증가 되고 있다. 그야말로 우리는 진정한 디지털 사회에서 살아가고 있다. 하지만 스마트폰이 더 스마트해지고 서비스 진화 속도가 빨라지고 있음에도 불구하고 배터리수명은 여기에 따라가지 못하고 있어 사용시간부족에 대한 불만은 여전히 심각한 상황이다. 이러한 불편을 조금이나마 해소하기 위하여 대부분의 스마트폰은 배터리 교체가 가능한 착·탈식 커버 구조를 채택함과 동시에 동일용량의 배터리를 하나 더 제공하고 있다. 그러나 배터리를 교체하게 될 경우에는 전원이 제거되므로 어쩔 수 없이 부팅과 단말 초기화 과정을 진행하게 된다. 이로 인해 사용자는 부팅으로 인한 시간적 손실과 함께 모든 어플리케이션을 다시 시작해야 하므로 인해 작업의 연속성이 저하되는 문제가 발생한다. 본 연구는 이를 해결하기 위하여 스마트폰에 실장이 가능한 수준의 EDLC(Electric Double-Layer Capacitor)를 보조전원 장치로 사용하여 잉여 배터리 교체 시 전원 꺼짐 없이 연속적 동작이 가능한 방법을 제안한다. 이를 구성하는 요소는 EDLC로 구성된 소형저장장치와 출력 전압 안정화 기능이 가능한 LDO(Low Drop Out)나 PFM(Pulse Frequency Modulation) Boost로 이루어지며, 이 구조는 사용 용도나 대상 기기의 전원 특성에 따라 각각의 조합을 달리하여 구성할 수도 있다. 초기 배터리 교체 행위가 시작되면 EDLC의 필요 용량을 최소화하기 위하여, 기기의 소모전류를 최소화하는 과정을 거친다. 이후 EDLC를 적용한 레귤레이터로 구성되는 출력안정화 회로를 통해서 배터리가 제거 된 상태에서도 시스템에 안정된 전원을 공급할 수 있도록 하여 전원을 일정하게 유지 한 다음 배터리 교체가 이루어지면 사용자 모드로 돌아간 후 모든 상황을 종료한다. 이러한 과정을 통해서 전원 꺼짐 없이 배터리 수만큼 연속적인 스마트폰 사용 시간을 늘릴 수 있으며 배터리 교체 시 부득이 하게 겪어야 하는 메모리 초기화로 인한 불편한 부분과 부팅과정에서 발생하는 시간손실을 제거함으로써 사용자 편의성을 극대화 할 수가 있다.
본 논문은 배터리 교체 시 필요한 시간을 20 초 이상으로, 그리고 기기의 최소 소모전류를 2~3 mA로 결정하여 접근하였다. 그리고 Linear Technology Corporation 사의 회로시뮬레이션 패키지인 LTSPICE를 이용하여 회로를 시뮬레이션 한 후 Micrel 사의 저 노이즈(Low Noise) LDO 소자인 MIC5219 와 Intersil 사의 Low Input PFM Boost 컨버터 소자인 ISL9110A를 이용하여 회로를 구성하였으며, 실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 내용을 검증하였다.
본 논문은 배터리 교체 시 필요한 시간을 20 초 이상으로, 그리고 기기의 최소 소모전류를 2~3 mA로 결정하여 접근하였다. 그리고 Linear Technology Corporation 사의 회로시뮬레이션 패키지인 LTSPICE를 이용하여 회로를 시뮬레이션 한 후 Micrel 사의 저 노이즈(Low Noise) LDO 소자인 MIC5219 와 Intersil 사의 Low Input PFM Boost 컨버터 소자인 ISL9110A를 이용하여 회로를 구성하였으며, 실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 내용을 검증하였다.
목차
Ⅰ. 서론 1Ⅱ. 연속적 배터리 전원 공급 방안 42.1 전압 안정화 기술 42.1.1 리니어 레귤레이터 42.1.2 스위칭 레귤레이터 92.1.3 LDO 방식과 PFM 방식 비교 132.2 EDLC를 이용한 연속적 전원 공급 제안 142.2.1 LDO 방식 전원에 EDLC를 적용한 전원 공급 142.2.2 PFM Boost 전원에 EDLC를 적용한 전원 공급 182.2.3 연구 결정 요소 추출 192.3. EDLC를 이용한 연속적 전원 공급방식 시뮬레이션 212.3.1 LDO 방식 연속적 전원 공급 시뮬레이션 212.3.2 PFM Boost 방식 연속적 전원 공급 시뮬레이션 23Ⅲ. 실험 결과 263.1 LDO 방식 연속적 전원 유지 실험 결과 263.1.1 EDLC 필요 용량 283.1.2 LDO 방식 실험 결과 293.2 PFM Boost 방식 연속적 유지 전원 실험 결과 293.2.1 EDLC 필요 용량 303.2.2 PFM Boost 방식 실험 결과 32Ⅳ. 결론 344.1 실험 결과의 비교 분석 344.2 추후 연구 사항 34참고문헌 36Abstract 38
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