专利名称：减少移动通信终端背后照亮控制单元功耗的设备和方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及一种移动通信终端，更具体的，涉及用于控制移动通信终端背后照亮控制单元功耗的设备和方法。
背景技术：
通常，移动通信终端是其尺寸受限以便于携带和使用的装备。移动通信终端的多数用户喜欢紧凑的终端。
移动通信终端一般由例如用不随终端携带的充电单元充电的电池提供能源。也就是说，用户携带没有充电单元的移动通信终端。因此，终端的使用时间受电池充电限制。
在移动终端必须返回到充电单元之前有两种方法扩展使用时间。可在终端中装配一个较大容量电池。另一种情况是，可以减少电池功耗。
提高电池容量通常需要一个较大电池。在终端内的较大电池不符合用户对更紧凑终端的需求。因此，制造商努力将电池功耗降到最小。
由于具有液晶显示器(LCD)的移动通信终端的使用日益增加，在LCD面板后侧使用背后照亮来照亮LCD也增加了。背后照亮通常由电池驱动。
图1显示移动通信终端的常规背后照亮控制单元1。如图1所示，背后照亮控制单元1包括诸如电池(未显示)的电压源，转换器10，由来自转换器10的电源驱动的背后照亮照明单元20，以及背后照亮电源开关30。
转换器10，例如充电泵或DC-DC转换器，将电池电压(VBATT)转换为恒定DC电压(V_BACK)。背后照亮启动信号(LCD_BACK_EN)控制施加恒定DC电压到背后照亮照明单元20。
背后照亮照明单元20包括并联连接以发光来照明LCD的LED(LED1，LED2和LED3)，以及串联到每个LED用于控制电流的电阻(R1，R2和R3)。背后照亮电源开关30，例如一个晶体管(Q1)，其根据背后照亮启动信号(LCD_BACK_EN)来开启或关闭流向背后照亮照明单元20的电流。
当电池功率被消耗时，电池电压(VBATT)通常在4.2VDC和3.0VDC之间变化。如果使用这样的电压给背后照亮照明单元20供电，则LED的亮度也将变化，从而使得LCD的照明度也变化。为防止此类变化的照明度，使用转换器10提供恒定DC电压(V_BACK)，并因此提供了一致的LCD照明度。
当CPU(未显示)产生背后照亮启动信号(LCD_BACK_EN)时，转换器10以及背后照亮电源开关30被打开。来自转换器10的恒定DC电压(V_BACK)被施加到背后照亮照明单元20，且电流经LED(LED1，LED2和LED3)和电阻(R1，R2和R3)而流经背后照亮电源开关30。LED发光且LCD被照明。
为提供恒定DC电平，当电池电压(VBATT)等于或高于参考电压，例如4V时，转换器10操作用于降压转换器(down-converter)，而当电池电压低于参考电压时，其操作用于升压转换器(up-converter)。这样，不管电池电压(V_BATT)电平的变化，转换器10输出恒定4.0VDC(V_BACK)。然而，典型的转换器10的效率低于90％。因此，不必要地浪费了10％或更多电池电压，并减少了终端1的可用使用时间。
因此，需要一种设备和方法，其可以控制施加到用于移动通信终端LCD显示器的背后照亮照明单元的供电，从而减少背后照亮控制单元的功耗。本发明满足这些和其他需要。
发明内容
本发明涉及一种用于控制施加到移动通信装备背后照亮照明单元的供电的设备和方法。更具体的，本发明涉及一种设备和方法，其用于通过当电源的输出电压足够驱动背后照亮照明单元时限制转换器不必要的功耗来减少移动通信装备背后照亮控制单元的功耗。
本发明的一个目的是提供一种设备和方法，其用于通过减少在背后照亮控制单元内恒定电压转换器不必要的降压转换操作来减少移动终端的功耗。通过检测电源电压电平何时等于或高于预定值，当要执行降压转换时从恒定电压转换器移除供电，从而减少背后照亮控制单元的功耗，并保存电池能源。
本发明的其它优点、目的和特征将在随后的说明中部分地描述，经过以下检验或从本发明的实践中学习，上述优点、目的和特征对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本发明的目的和其他优点可以如在书面说明和它的权利要求以及附随附图中特别指出的结构来实现和获得。
为获得这些目的和其他优点并根据本发明目的，如在此具体和广泛描述的，在具有背后照亮控制单元和允许语音功能的移动通信装备中，本发明包括一种设备和方法，其用于确定电源电压电平何时等于或高于预定值，从而当要执行降压转换时，辅助进行从恒定电压转换器移除供电。
在本发明的一方面，提供了用于将电源输出电压转换为恒定电压电平的装置，用于使转换装置关闭和开启的装置，以及施加恒定电压电平或电源输出给背后照亮照明单元的装置。当电源电压处于或高于预定值时，从转换装置移除供电，且将电源输出施加到背后照亮照明单元。当电源电压低于预定值时，施加供电给转换装置，并施加恒定电压电平到背后照亮照明单元。
期望电源输出由一个诸如优选的是接近50％的因子来调节。进一步期望电源的输出能由例如模数转换器的转换器转换为数字数据，结合有对应于电源输出的数字数据和对应于预定值的数据进行比较，从而确定是否从转换装置移除供电。
期望转换装置可以是充电泵或DC-DC转换器。进一步期望可以提供用于独立于转换装置来从背后照亮照明单元移除供电的装置，优选的是晶体管。此外，期望该施加装置是场效应晶体管(FET)。
在本发明的另一方面，提供了一种设备，其具有背后照亮照明单元，转换单元，开关单元以及控制器。转换单元适于将电源输出电压转换为恒定电压电平。开关单元适于旁路转换单元和施加电源输出到背后照亮照明单元。控制器适于确定电源输出电压，关闭或开启转换单元，并启动或禁止开关单元。
如果电源电压电平等于或大于预定值，则控制器启动开关单元，并从转换单元移除供电，从而施加电源电压到背后照亮照明单元。如果电源电压电平小于预定值，则控制器施加供电给转换单元，并禁止开关单元，从而把电源电压升压转换到恒定电压电平，优选的是预定值，并施加到背后照亮照明单元。
期望电源输出由一个诸如优选的是接近50％的因子来调节。进一步期望电源的输出能由例如模数转换器的转换器转换为数字数据，结合有由控制器进行把对应于电源输出的数字数据和对应于预定值的数据进行比较，从而确定是开关单元或转换单元是否开启供电。
期望转换单元可以是充电泵或DC-DC转换器。进一步期望控制器是适于独立于转换单元来使背后照亮照明单元供电关闭的CPU，优选的经过晶体管。此外，期望开关单元可以是场效应晶体管(FET)。
在本发明的另一个方面，提供一种移动通信装备，其具有由电压源，转换器和开关以及控制器供电的背后照亮照明单元。如果电压源的输出等于或大于预定值，则控制器启动开关，并从转换器移除供电，从而直接施加电压源到背后照亮照明单元。如果电压源的输出小于预定值，则控制器施加供电给转换器并禁止开关，从而把电源电压升压转换到恒定电压电平，并将其施加到背后照亮照明单元。
期望预定值是一个在此电平上背后照亮照明单元被完全照明的电压电平，例如接近4伏特DC的电平。进一步期望转换器是充电泵或DC-DC转换器。此外，期望背后照亮照明单元可以包括两个或多个LED。
在本发明另一方面，提供一种用于减少移动通信装备背后照亮控制单元功耗的方法，该方法使用本发明的设备。该方法包括测量电压源输出，以及或者给转换装置施加供电以施加恒定电压电平到背后照亮照明单元或者从转换装置移除供电，以及施加电压源输出到背后照亮照明单元。如果电压源输出低于预定值，则施加恒定电压电平到背后照亮照明单元。如果它处于或高于预定值，则施加电压源输出到背后照亮照明单元。恒定电压电平优选的等于或大于预定值。
期望该方法包括由优选接近50％地调节电压源输出。进一步期望该方法包括将电压源输出转换为数字数据，并比较该数字数据和对应于预定值的数据。此外，期望该方法包括独立于转换装置来关闭背后照亮照明单元。
本发明的优点、目的和特征将在随后的说明中部分地描述，经过以下检验或从本发明的实践中学习，上述优点、目的和特征对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本发明的目的和优点可以如所附权利要求书中所特别指出的来实现和获得。
应当懂得，本发明的以上概括说明以及下面的详细说明是示范性和解释性的，且意图是如所说的提供对于本发明的进一步解释。
在此结合为提供对本发明的进一步理解而包括的附随附图，它还构成本说明书一部分，附随附图显示了本发明的实施例并连同说明一起用于解释本发明的原理。在不同附图中用相同数字标引的本发明的特点、元件和方面代表根据一个或多个实施例的相同、等同或相似的特点、元件或方面。
图1显示用于控制施加到移动通信终端背后照亮照明单元的供电的常规设备。
图2显示根据本发明用于控制施加到移动通信装备背后照亮照明单元的供电的设备。
图3显示根据本发明用于控制施加到移动通信装备背后照亮照明单元的供电的方法。
图4显示根据本发明由控制器产生的控制信号的状态。
具体实施例方式
本发明涉及一种用于减少移动通信装备背后照亮控制单元内的功耗的设备和方法，其通过控制施加到背后照亮照明单元的供电，从而当电压源输出等于或高于预定值时关闭转换器，且把电压源输出直接施加到背后照亮照明单元。
虽然本发明参考移动通信装备进行说明，希望在具有背后照亮照明单元的装备中或在任何使用电压源为显示器供电的设备中减小功耗的任何时候，期望能够使用本发明。
参考图2，显示了一种用于控制施加到移动通信装备背后照亮照明单元的供电的设备。设备100包括转换单元110，背后照亮照明单元120，开关单元122，以及控制器124。
转换器110将电源(未显示)的电压(V_SOURCE)转换为恒定电压(V_CONST)。转换器启动信号(CONVERT_EN)控制施加恒定电压到背后照亮照明单元120。优选的，转换器110是充电泵或DC-DC转换器。
为了提供恒定电压，当电源电压(V_SOURCE)处于或高于预定值时转换器110操作用于降压转换器，而当电源电压低于预定值时，其操作用于升压转换器。这样，不管电源电压电平(V_SOURCE)的变化，转换器110输出恒定电压(V_CONST)。优选的，预定值是背后照亮照明单元120能完全照明显示器(未显示)的电压电平，例如接近4伏特DC。
背后照亮照明单元120包括并联连接用于发光照明显示器的LED(LED1，LED2和LED3)。电阻(R1，R2和R3)被串联连接到每个LED，以控制电流。背后照亮电源开关130开启和关闭流向背后照亮照明单元120的电流。优选的，背后照亮电源开关130是晶体管(Q1)。期望背后照亮照明单元120可以包括任意数目的LED和电阻。
开关单元122辅助对转换电源110的旁路，以施加电源的输出电压(V_SOURCE)到背后照亮照明单元120。旁路启动信号(BYPASS_EN)控制电源电压(V_SOURCE)到背后照亮照明单元120的施加。优选的，开关单元122是场效应晶体管(FET)。
控制器124测量电源的输出电压(V_SOURCE)，并比较测量的电压和预定值。如果电源输出(V_SOURCE)处于或高于预定值，则控制器124产生旁路启动信号(BYPASS_EN)，以激活开关单元122。如果电源输出低于预定值，则控制器124产生转换器启动信号(CONVERT_EN)，以激活转换器单元110。
旁路启动(BYPASS_EN)和转换器启动(CONVERT_EN)信号被进行逻辑或运算135，以控制背后照亮电源开关130。这样，当施加电源电压(V_SOURCE)或来自转换器单元110的升压转换恒定电压电平(V_CONST)到背后照亮照明单元120时，LED(LED1，LED2和LED3)被照明(be illuminated)。控制器124还可以产生和旁路启动信号(BYPASS_EN)和转换器启动信号(CONVERT_EN)分开的背后照亮启动信号，有背后照亮启动信号独立于转换器单元110和开关单元122的开/关状态来控制背后照亮电源开关130。
可以提供诸如第一和第二分压电阻R10和R20的调节(scale)功能137，以划分电源电压(V_SOURCE)，优选的分成两半。如果调节了电源电压，和分压电压相比较的预定值也被调节。例如，如果电源电压(V_SOURCE)等于或大于近似4伏特DC，则想要旁路转换器单元110，就把二等分的电压和近似2伏特DC的预定值比较。
控制器124优选的包括模数转换器(ADC)110，其用于将电源电压(V_SOURCE)转换为数字数据，结合有该数字数据和对应预定值的数据相比较。控制器124优选的还包括通用输出/输入(GPIO)单元139，其用于输出旁路启动信号(BYPASS_EN)和转换器启动信号(CONVERT_EN)。
参考图3，显示了根据本发明设备的一种用于控制施加到移动通信装备背后照亮照明单元的供电的方法。该方法包括测量电源输出电压(V_SOURCE)，比较该电压和预定值，并施加电源输出或恒定电压电平(V_CONST)给背后照亮照明单元120。
在步骤S10，控制器124测量电源的电压电平(V_SOURCE)。该测量可能包括用调节功能137来分压电源输出(V_SOURCE)，以及使用ADC126将测量的电压转换为数字数据。
在步骤S12，将测量的电压电平和预定值比较。该比较可以包括比较来自ADC126的数字数据和对应于预定值的数据。
如果测量电压电平等于或大于预定值，则控制器124在步骤S13禁止转换器启动信号(CONVERT_EN)，并在步骤S14产生旁路启动信号(BYPASS_EN)，从而从转换器110移除供电，并启动开关单元122。这样，当电源的输出(V_SOURCE)等于或大于预定值时，转换单元110不消耗能源，且直接将电源的输出施加给背后照亮照明单元120，从而降低了电源的功耗。
如果测量的电压电平小于预定值，则控制器124在步骤S16禁止旁路启动信号(BYPASS_EN)，并在步骤S18产生转换器启动信号(CONVERT_EN)，以禁止开关单元122并开启转换器单元110。这样，当电源输出(V_SOURCE)小于预定值时，转换单元110升压转换电源输出(V_SOURCE)，并施加恒定电压电平(V_CONST)给背后照亮照明单元120，从而防止当电源耗尽时LED变暗。
参考图4，显示了由控制器124根据电源电压(V_SOURCE)电平产生的控制信号的高(H)和低(L)状态。除非旁路启动(BYPASS_EN)和转换器启动(CONVERT_EN)信号都为低，背后照亮照明单元120就被供电。如果转换器启动(CONVERT_EN)信号为高，则转换器单元110被供电，并且如果旁路启动(BYPASS_EN)信号为高，则开关单元122被启动。
本发明的设备和方法有若干优点。因为当电压电平足够高从而能适当照明LED时，直接施加电源的输出给背后照亮照明单元，避免了由转换器产生的不必要功耗，并可以减少背后照亮控制单元的功耗，从而在需要电源充电电源之前增加了使用时间。因为当电压电平不是足够高以适当照明LED时，电源的输出被转换器升压转换到恒定电压电平，所以当电源放电时不会发生背后照亮照明单元变暗。
上述实施例和优点仅是示范性的，且不应当解释为限制本发明。本发明的教导可以容易地应用于其他类型的设备。本发明的说明是说明性的，且不限制权利要求的范围。本领域技术人员清楚还有许多替换、修改和变化。在权利要求中，装置+功能条款是想要覆盖在此描述的执行所述功能的结构，以及不仅是结构上的等同物而且还有等同的结构。
权利要求
1.一种用于减少在具有由电压源供电的背后照亮照明单元的移动通信装备功耗的设备，包括转换装置，其适于提供恒定电压输出；启动装置，其适于开启和关闭转换装置；以及开关装置，其适于施加电压源输出和恒定电压的其中之一到背后照亮照明单元。
2.根据权利要求1的设备，进一步包括比较装置，其适于确定电压源的输出是否至少是预定值，以及其中当电压源输出是至少该预定值时，使转换装置关闭并把电压源输出施加到背后照亮照明单元，以及当电压源输出低于预定值时，使转换装置开启，并施加恒定电压到背后照亮照明单元。
3.根据权利要求2的设备，进一步包括调节装置，其适于用指定因子来对电压源的输出分压。
4.根据权利要求3的设备，其中指定因子近似是50％。
5.根据权利要求2的设备，其中比较装置将电压源输出转换为数字数据，并确定该数字数据是否对应于预定值。
6.根据权利要求5的设备，其中比较装置包括模数转换器。
7.根据权利要求1的设备，其中转换装置是充电泵和DC-DC转换器之一。
8.根据权利要求1的设备，进一步包括第二启动装置，其适于独立于转换装置来关闭背后照亮照明单元。
9.根据权利要求8的设备，其中第二启动装置包括晶体管。
10.根据权利要求1的设备，其中开关装置包括FET。
11.一种用于减少在具有显示器的移动通信装备内的功耗的设备，包括电压源；背后照亮照明单元，其适于照明显示器；转换单元，其适于提供恒定电压给背后照亮照明单元；开关单元，其适于旁路转换单元，并施加电压源的输出给背后照亮照明单元；以及控制器，其适于确定电压源的输出电压，关闭和开启转换装置，以及启动和禁止开关单元。
12.根据权利要求11的设备，其中当电压源的输出至少是一个预定值时，控制器关闭转换单元并启动开关单元。
13.根据权利要求11的设备，进一步包括调节单元，其适于用指定因子来使电压源的输出分压。
14.根据权利要求13的设备，其中调节装置包括至少一个电阻。
15.根据权利要求13的设备，其中指定因子近似是50％。
16.根据权利要求11的设备，其中控制器适于将电压源输出转换为数字数据。
17.根据权利要求16的设备，其中控制器包括模数转换器。
18.根据权利要求11的设备，其中转换器是充电泵和DC-DC转换器之一。
19.根据权利要求11的设备，其中控制器适于独立地关闭背后照亮照明单元和转换单元。
20.根据权利要求11的设备，其中开关单元包括FET。
21.一种移动通信装备，包括显示器；背后照亮照明单元，其适于照明显示器；电压源，其适于提供供电给背后照亮照明单元；转换器，其输出是恒定电压；开关，其适于施加电压源和恒定电压的其中之一给背后照亮照明单元；以及控制器，其适于在当电压源输出至少是预定值时关闭转换装置并施加电压源输出到背后照亮照明单元，以及适于在当电压源输出低于预定值时开启转换器并施加恒定电压到背后照亮照明单元。
22.根据权利要求21的装备，其中预定值是近似4伏特DC。
23.根据权利要求21的装备，其中转换器是充电泵和DC-DC转换器之一。
24.根据权利要求21的装备，其中背后照亮照明单元包括两个或更多个LED。
25.根据权利要求21的装备，其中控制器包括CPU。
26.根据权利要求21的装备，其中控制器包括GPIO。
27.根据权利要求21的装备，其中显示器是LCD。
28.一种用于减少在具有由电压源供电的背后照亮照明单元的移动通信装备内功耗的方法，包括提供转换装置，其输出是恒定电压，以及开关装置，其适于施加电压源输出和恒定电压的其中之一给背后照亮照明单元；测量电压源的输出电压；以及如果电压源的输出至少是预定值，则关闭转换装置，并施加电压源输出到背后照亮照明单元，以及如果电压源的输出低于预定值，则开启转换装置，并施加转换装置的输出到背后照亮照明单元。
29.根据权利要求28的方法，进一步包括用一个指定因子来调节电压源的输出。
30.根据权利要求29的方法，其中指定因子近似是50％。
31.根据权利要求28的方法，进一步包括将电压源电压转换为数字数据；以及将该数字数据和对应于预定值的数据比较。
32.根据权利要求28的方法，其中转换装置的恒定电压输出至少是预定值。
33.根据权利要求28的方法，进一步包括独立于转换装置来关闭背后照亮照明单元。
全文摘要
公开了一种用于减少移动通信终端背后照亮控制单元的功耗的方法和设备。电压源的输出电压被测量。如果输出电压至少是预定值，则使用电压源的输出来驱动背后照亮照明单元。如果输出电压低于预定值，使用升压转换恒定电压驱动背后照亮照明单元。
文档编号H04W52/02GK1535060SQ200410032170
公开日2004年10月6日 申请日期2004年4月1日 优先权日2003年4月1日
发明者朴祐奭, v] 申请人:Lg电子株式会社