KR0147199B1

KR0147199B1 - Ic 메모리 카드의 메모리 ic 전원공급 방법 및 회로

Info

Publication number: KR0147199B1
Application number: KR1019950010039A
Authority: KR
Inventors: 김명기
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1998-09-15
Anticipated expiration: 2015-04-27
Also published as: JP2880104B2; US5687129A; KR960038561A; JPH08308099A

Abstract

본 발명에 의한 IC 메모리 카드의 메모리 IC 전원공급 방법 및 회로에서 1차전지 및 2차전지와, 2차전지를 충전하는 2차전지충전회로와, 외부전원이 차단될 때 1차전지와 2차전지를 메모리IC에 연결하는 1차전지 및 2차전지 방전회로를 구비하여, 1차전지와 2차전지를 메모리 IC의 데이타보존용 전원으로 사용하는 IC메모리카드의 메모리IC 전원 공급회로는 1차전지와 2차전지를 병렬로 연결하거나 직렬로 연결하는 직병렬전환스위칭수단과, 메모리 IC에 공급되는 전원의 전압을 기준전압과 비교하여 기준전압이하로 하강하면 전압검출신호를 발생하는 전압검출수단과, 전압검출수단의 전압검출신호를 받아서 직병렬전환스위칭수단을 제어하여 1차전지와 2차전지를 직렬연결 또는 병렬연결되도록 제어하는 수위칭제어수단을 포함하여 구성되며, 이를 이용하는 IC 메모리 카드의 전원 공급 방법에 있어서는 외부전원이 입력 되지 아니할 경우에 1차전지와 2차전지를 병렬로 연결되게 하여 메모리IC에 전력을 공급하다가, 1차전지 및 2차전지의 전압이 기준전압이하로 하강하면 1차전지와 2차전지를 직렬로 연결하여 메모리 IC에 전력을 공급하게하는 것이 특징이다.

Description

IC 메모리 카드의 메모리 IC 전원공급 방법 및 회로

제1도는 종래의 IC 메모리 카드의 메모리 IC 전원공급 회로도

제2도는 종래의 IC 메모리 카드의 메모리 IC 전원공급 회로도

제3도는 본 발명의 IC 메모리 카드의 메모리 IC 전원공급 회로도

본 발명은 전지의 백업을 필요로하는 IC메모리 카드에서 메모리 IC 전원공급 방법 및 회로에 관한 것으로, 특히 전지의 사용법을 변경하여 데이타 백업 시간을 연장하여 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.

크레디트 카드처럼 작은 카드에 메모리 IC를 설치하여 다량의 정보를 보존시켜서 여러 종류의 서비스에 사용되고 있는 종래의 IC메모리 카드에는 메모리 IC의 데이타를 보존 하기 위하여 항상 전원이 공급되고 있어서만 데이타를 보존할 수 있다.

메모리IC에 전원을 공급하는 회로로서 1차전지만을 이용하는 회로의 구성은 제1도에 도시한 바와 같다.

이 회로는 전원단자(1)에 외부전원이 연결되어 외부전원라인(2)을 통하여 전압조정기능을 하는 전원IC(3)에 입력되고 전원 IC의 다른 한 단자는 그라운드(GND)(10)에 연결되고, 전원 IC(3)의 또 다른 한 단자(즉 출력단자)는 내부 전원라인(4)에 연결되어 다이오드(5)의 캐소드에 연결되며, 메모리 IC(8)의 전원에 연결된다. 다이오드(5)의 애노드는 저항(6)의 한 단자로 연결되고 저항(6)의 또 다른 단자는 1차 전지(7)의 +단자에 연결되며, 1차 전지(7)의 -단자는 그라운드에 연결되고, 그라운드 단자(9)는 내부의 그라운드 라인(10)에 연결되어 구성된다.

이러한 회로의 동작은 메모리 IC(8)에서 데이타(내용)를 보존되게 하기 위하여 항상 전원이 공급되고 있어야 하는데, 만약 +-단자(1)(9)에 연결된 외부전원이 절단(OFF)되는 경우에도, 1차 전지(7)와 저항(6), 다이오드(5)로 연결되는 내부전원공급수단에 의하여 전원이 계속 공급되어 메모리 IC(8)의 전원을 공급할 수 있게 되어 데이타가 보존된다.

전원IC(3)의 출력전압이 V_ICO라하고, 1차 전지(7)의 전압을 V_BT7이라 하고, 다이오드(5)의 순방향 전압강하를 V_D5라 하고, 전원 IC를 통하여 흐르는 전류를 Iico 라하고, 다이오드(5)에 흐르는 전류를 I_D5라 정의한다면,

정상적인 외부전원이 공급되고 있을 때 즉 V_ICO＞ V_BT7- V_D5이 되는 때는, I_D5≒ Ø 가 되어, 1차 전지(7)의 전류소비가 없게 되고 내부전원라인(4)에는 V_ICO가 나타나게 된다.

그러나 어떤 원인으로 외부 공급전압이 낮아지거나 차단되어 V_ICO＜ V_BT7- V_D5로 되면, Iico ≒ Ø가 되고, 1차 전지(7)를 통한 V_BT7-V_D5가 내부전원라인(4)에 나타나게 되어 메모리 IC에 공급된다.

이와 같이 동작하여 내부전원라인(4)에는 전원공급이 계속되어 메모리 IC(8)에 전원공급이 차단되는 일이 없게 되고, 메모리 IC의 데아타가 유지되도록 동작된다. 그러나 1차전지의 용량에는 한계가 있으므로 일정한 시간이 경과한 후에는 메모리IC의 데이타 보존 한계전압이하로 강하하여 데이타를 보존하지 못하게 된다.

제1도의 회로에서는 1차전지의 수명이 한정되어 있어서 데이타의 보존기간이 길지 아니하므로 데이타를 좀더 오래도록 보존하기 위하여 제안된 것이 1차전지와 2차전지를 사용하는 제2도에 도시한 바와 같은 회로이다.

이 회로는 전원단자(1)에 외부전원이 연결되어 외부전원 라인(2)을 통하여 전원 IC(3)과 저항(11)의 한 단자에 연결되고 전원 IC(3)의 다른 한 단자 즉 출력단자)은 내부전원라인(4)과 다이오드(5)(14)의 캐소드에 연결되며, 메모리 IC(8)의 전원단자에 연결된다. 저항(11)의 다른 한 단자는 제너다이오드(12)의 캐소드와 다이오드(13)의 애노드에 연결되며, 제너다이오드 애노드는 그라운드에 연결된다. 다이오드(13)의 캐소드는 저항(15)에 연결되고 다른 한 단자는 2차 전지(16)의 +단자와 다이오드(14)의 애노드에 연결한다. 다이오드(5)의 애노드는 저항(6)에 연결되고, 다른 한 단자는 1차 전지(7)의 +단자에 연결되고, 2차 전지(16)의 -단자와 1차 전지(7)의 -단자, 메모리 IC(8)의 -단자 측은 접지선(10)에 연결되고, 외부전원 -단자(9)는 내부의 그라운드라인(10)에 연결된다.

제 2도에서 보인 회로의 동작은 제1도에서 보인 1차전지와 관련된 회로의 동작은 유사하다. 즉, 내부전원라인(4)의 전압이 낮아지면 1차전지(7)의 전압이 저항(6)과 다이오드(5)를 통하여 메모리IC(8)에 공급된다.

외부에서 정상적인 전압이 공급되고 있으면, 2차전지(16)가 저항(11)과 다이오드(13)를 통하여 충전된다. 제너다이오드(12)의 전압을 V_ZD라하고, 다이오드(13)의 순방향 전압강하를 V_D13이라 하고, 2차전지(16)의 전압을 V_BT16이라 하고 또 V_BT16＞ V_BT7이라 하면, 전원단자(1)에 공급되는 외부전원이 저항(11)을 통하여 제너다이오드에 인가되고 2차전지(16)에는 V_ZD- V_D13의 전압이 걸리게 되어 2차전지(16)가 충전이 된다.

또 이 외부전원이 전원 IC(3)을 통하여 내부전원라인(4)에 출력전압 V_ICO공급하므로 V_ICO가 V_BT16- V_D14그리고 V_BT7- V_D5보다 커서 메모리IC(8)에는 전원IC를 통하여 흐르는 전류 I_ICO가 전력을 공급하고, 1차전지와 2차전지는 소비되지 아니한다.

전원단자에 외부전원이 입력되지 않으면, 1차전지(7)와 2차전지(16)에 의해서 내부전원라인에 전원이 공급되게 되는데, V_BT16＞ V_BT7이므로 2차전지(16)가 다이오드(14)를 통해서 메모리 IC(8)에 전원을 공급하고, 계속적인 전류소모가 발생하여 V_BT16≒ V_BT7이 되면 1차전지와 2차전지가 함께 전원을 공급하게 되어 1차전지만을 사용한 제 1도의 회로도보다도 오랜 시간동안 데이타를 보존할 수 있게 된다.

이 경우에도 1차전지와 2차전지의 용량에는 한계가 있으므로 일정한 시간이 경과한 후에는 메모리IC의 데이타 보존 한계전압이하로 강하하여 데이타를 보존하지 못하고 만다.

본 발명은 위에서 설명한 1차전지와 2차전지를 사용하여 데이타보존기간을 연장하는 종래의 방법을 개량하여 종래 기술에서는 데이타가 없어질 마지막 순간에도 전원공급이 계속되게 하여 데이타 보존기간을 연장시키기 위한 것이다.

본 발명은 제2도의 종래 회로에서 1차전지와 2차전지가 소모되어 데이타보존 한계전압이하로 하강하는 경우에도 이 1차전지와 2차전지를 직렬로 연결하면 데이타보존 한계전압이상으로 상당한 시간을 유지시킬 수 있다는데 착안한 것이다.

본 발명의 회로는 1차전지 및 2차전지와, 2차전지를 충전하는 2차전지충전회로와, 외부전원이 차단될 때 1차전지와 2차전지를 메모리IC에 연결하는 1차전지 및 2차전지 방전회로를 구비하여, 1차전지와 2차전지를 메모리 IC의 데이타보존용 전원으로 사용하는 IC메모리카드의 메모리IC 전원 공급회로로서,

1차전지와 2차전지를 병렬로 연결하거나 직렬로 연결하는 직병렬전환스위칭수단과,

메모리 IC에 공급되는 전원의 전압을 기준전압과 비교하여 기준전압이하로 하강하면 전압 검출신호를 발생하는 전압검출수단과,

상기 전압검출수단의 전압검출신호를 받아서 상기 직병렬전환스위칭수단을 제어하여 1차전지와 2차전지를 직렬연결 또는 병렬연결되도록 제어하는 스위칭제어수단을 포함하여 구성된다.

여기서 전압검출수단은 기준전압과 메모리 IC에 공급되는 전원의 전압을 비교하는 비교기를 사용하면 되고, 스위칭제어수단은 전압검출수단의 전압검출신호를 컬럭입력단자에서 받고 외부 전원전압을 리세트 단자에서 받아서 출력단자 Q의 전압을 하이 또는 로우로 제어하는 JK 플립플롭을 사용하면 편리하다.

본 발명의 방법은 IC 메모리 카드의 전원 공급 방법에 있어서, 외부전원이 입력되지 아니할 경우에 1차전지와 2차전지를 병렬로 연결되게 하여 메모리 IC에 전력을 공급하다가, 1차전지 및 2차전지의 전압이 기준전압이하로 하강하면 1차전지와 2차전지를 직렬로 연결하여 메모리 IC에 전력을 공급하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구체적인 실시예가 제3도에 도시되어 있는데 제1도 및 제2도와 동일한 기능을 하는 회로부품에는 동일한 부호를 부여 하였다.

본 회로는 1차전지(7) 및 2차전지(16)를 충전하는 2차전지충전회로와, 외부전원이 차단될 때 1차전지와 2차전지를 메모리 IC에 연결하는 1차전지 및 2차전지 방전회로와, 1차전지와 2차전지를 병렬로 연결하거나 직렬로 연결하는 직병렬전환스위칭수단과, 메모리 IC에 공급되는 전원의 전압을 기준전압과 비교하여 기준전압이하로 하강하면 전압검출신호를 발생하는 전압검출수단(40)과, 상기 전압검출수단의 전압검출신호를 받아서 상기 직병렬전환스위칭수단을 제어하여 1차전지와 2차전지를 직렬연결 또는 병렬연결되도록 제어하는 스위칭제어수단(50)으로 구성된다.

전원단자(1)에 외부전원이 연결되면 외부전원 라인(2)을 통하여 전원 IC(3)가 연결되고 전원 IC의 출력이 메모리IC에 인가되도록 연결되어 있다.

1차전지(7)의 방전회로는 저항(6), 다이오드(5), 메모리 IC, 및 접지선으로 이루어지는 직렬회로이다.

2차전지(16)의 방전회로는 다이오드(14), 메모리IC, 접지선, 및 제1스위치(19)로 이루어지는 직렬회로로 된 제1방전통로 되거나, 제2스위치(20), 메모리IC, 접지선, 1차전지, 및 제3스위치(18)로 이루어지는 직렬회로로 된다.

2차전지(16)를 충전하는 2차전지충전회로는 전원단자(1)를 통하여 접속되는 외부전원이 라인(2)과 저항(11)을 통하여 제너다이오드(12)의 캐소드와 다이오드(13)의 애노드에 연결되고, 제너다이오드(13)의 애노드는 그라운드라인에 연결되고, 다이오드(13)의 캐소드는 저항(15)을 통하여 2차전지의 양극에 연결되고, 2차전지의 음극은 제1스위치를 통하여 접지 된다.

1차전지와 2차전지를 병렬 또는 직렬로 연결하는 직병렬전환스위칭수단은 2차전지의 음극과 접지사이에 연결된 제1스위치(19)와, 1차전지의 양극과 2차전지의 음극 사이에 연결된 제2스위치(18) 및 2차전지의 양극과 메모리IC의 전원단자 사이에 연결된 다이오드(14)와 병렬로 연결된 제3스위치(20)로 되어 있다.

전압검출신호를 발생하는 전압검출수단(40)은 기준전압(25)을 하나의 입력에서 받고 다른 하나의 입력에는 메모리 IC의 전원공급 전압이 연결된 비교기(24)로 구성된다. 메로리 IC의 전원 공급 전압이 기준전압(25) 보다 작아 질 경우에는 비교기(24)가 출력라인의 전압상태를 바꾼다. 즉, 하이 또는 로우가 되게 한다.

1차전지와 2차전지를 직렬연결 또는 병렬연결되도록 제어하는 스위칭제어수단(50)은, JK플립플롭(22)을 사용하는데, J 단자는 전원(메모리IC의 전원과 동일)에 연결하고, K 단자는 접지 시키고, CK 단자는 전압검출신호에 연결하며, 리세트 RESET 단자는 외부전원단자에 연결하고, 출력 Q단자는 제2 및 제3 스위치에 연결함과 동시에 인버터(21)를 통하여 제1스위치에 연결하여 구성한 것이다.

전체적으로 다시 설명하면 외부전원은 라인(2)에 접속되고, 저항(11)의 한 단자, 전원 IC의 입력단자, JK플립플롭(22)의 리셋(RESET)단자에 연결된다. 저항(11)의 다른 한 단자는 제너다이오드(12)의 캐소드와 다이오드(13)의 애노드에 연결되며, 제너다이오드(12)의 애노드는 그라운드라인(10)에 연결된다. 다이오드(13)의 캐소드는 저항(15)을 통하여 다이오드(14)의 애노드, 제2스위치(20)의 한 단자, 2차전지(16)의 +단자에 연결된다. 2차전지(16)의 -단자는 제1스위치(19)의 한 단자에 각각 연결되고, 제1스위치(19)의 다른 한 단자는 그라운드에 연결된다. 저항(6)의 다른 한 단자는 다이오드(5)의 애노드에 연결된다. 전원 IC(3)의 한 단자는 그라운드에 연결되고, 또 다른 한 단자(즉 출력단자)는 내부전원라인(4)와 다이오드(14),(15)의 캐소드, 제2스위치(20)의 다른 한 단자, 콘덴서(23)의 한 단자, JK플립플롭(22)의 VCC 단자와 J입력단자, 비교기(24)의 VCC 단자와 - 입력단자, 메모리 IC(8)의 전원에 각각 연결된다. 콘덴서(23)의 다른 한 단자는 그라운드에 연결되고, 메모리 IC(8)의 다른 한 단자 또한 그라운드에 연결된다. 비교기(24)의 + 단자는 기준전압(25)의 +단자에 연결되고 -단자는 그라운드에 연결된다.

비교기(24)의 GND단자는 그라운드에 연결되고, 비교기(24)의 출력단자는 JK플립플롭(22)의 CK에 연결되고 K단자는 그라운드에 연결된다. JK플립플롭(22)의 출력단자 Q는 제2스위치(20) 및 제3스위치(18)의 컨트롤 단자와 인버터(21)의 연결되고 인버터(21)의 출력단자는 스위치(19)의 컨트롤 단자에 연결된다. JK플립플롭(22)의 GND 단자는 그라운드에 연결된다.

이렇게 구성된 본 회로의 동작을 설명하면,

① 외부전원이 입력될 경우 :

외부전원이 전원단자(1)를 통하여 전원 IC에 입력되면, 저항(11)을 통하여 제너다이오드(12)에는 V_ZD만한 전압이 나타나고, 전원 IC의 출력이 내부전원라인 4에 V_ICO가 나타난다.

여기서 V_ZD는 다이오드(13)과 저항(15)를 통하여 2차전지(16)의 +단자에 공급되어 2차전지를 전압 V_BT16이 되도록 충전한다.

② 외부전원이 입력 않될 경우 :

외부전원이 끊어지게 되면 V_ZD≒0이 되고, JK플립플롭(22)의 리셋이 풀리게 되어 정상동작을 행하는 모드로 되고, 아직은 제2 및 제3스위치(18)(20)은 계속 오프상태이고, 제1스위치(19)는 온 상태로 있게 된다.

그래서 1차전지(7)과 2차전지(16) 둘중의 전압이 높은 것 하나가 내부전원라인(4)에 전압을 발생시키는데, 그 전압은 2차전지 전압이 높게 설계되므로 V_BT16-V_D5의 전압이다. 2차전지가 사용되어 전압이 하강하면 1차전지와 2차전지가 동시에 전력을 공급하게 동작된다.

그런데 내부 전원 전압이 비교기(24)의 -단자에 연결되고 +단자는 기준전압(25)의 +가 걸려있어서, (기준전압 V_r은 어떠한 일정 값으로서, 메모리 IC가 데이타 보존을 유지할 수 있는 전압 값을 가진다.) 비교기(24)의 출력은 입력단자 +,-에 의해서 결정되는데 - 단자의 전압이 + 단자 전압보다 높으면 로우 출력을 내고 그 반대면 하이를 출력한다. JK플립플롭의 C_K는 하이 에지(HIGH EDGE)에서 트리거를 행하게 되어있다.

이제 전지의 소모가 계속해서 발생되어 V_ICO〈 V_r게 되면 비교기(24)의 출력이 하이로 바뀌게 되고, JK플립플롭(22)의 출력(Q)이 하이로 되며 제2 및 제3스위치가 온 되고 제1스위치(19)는 오프 되어, 두 개의 전지가 직렬연결되고, 다이오드(14)가 없는 결과가 되어 V_ICO=V_BT16+V_BT7의 전압이 되고, 다이오드 순방향 전압강하분을 다시 되찾게 되어 메모리 IC에 전압공급을 계속할 수가 있게 된다.

본 발명에 의하면 1차전지와 2차전지는 병행해서 사용하고, 1차전지와 2차전지의 전력이 모두 소모가 되려고 할 때, 1차전지와 2차전지를 직렬로 만들어서 남아 있는 전력을 최대한으로 사용하여 메모리 IC의 데이타 보존을 계속 유지하는 효과가 있다. 그리고 전지를 직렬로 할 경우 다이오드를 삭제하여 순방향전압강하 분만큼 더 오래 사용하게 하는 것도 하나의 큰 효과로 된다.

Claims

1차전지 및 2차전지와, 2차전지를 충전하는 2차전지충전회로와, 외부전원이 차단될 때 1차전지와 2차전지를 메모리IC에 연결하는 1차전지 및 2차전지 방전회로를 구비하여, 1차전지와 2차전지를 메모리 IC의 데이타보존용 전원으로 사용하는 IC메모리카드의 메모리IC 전원 공급회로에 있어서, 1차전지와 2차전지를 병렬로 연결하거나 직렬로 연결하는 직병렬전환스위칭수단과, 메모리 IC에 공급되는 전원의 전압을 기준전압과 비교하여 기준전압이하로 하강하면 전압검출신호를 발생하는 전압검출수단과, 상기 전압검출수단의 전압검출신호를 받아서 상기 직병렬전환스위칭수단을 제어하여 1차전지와 2차전지를 직렬연결 또는 병렬연결되도록 제어하는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되는 것이 특징인 메모리IC 전원 공급회로.

제1항에 있어서, 상기 전압검출수단은 기준전압과 메모리 IC에 공급되는 전원의 전압을 비교하는 비교기인 것이 특징인 메모리 IC 전원 공급회로.

제1항에 있어서, 상기 직병렬스위칭수단은, 2차전지의 음극과 접지사이에 연결된 제1스위치(19)와, 1차전지의 양극과 2차전지의 음극 사이에 연결된 제2스위치(18), 그리고 2차전지의 양극과 메모리IC의 전원단자 사이에 연결된 다이오드(14)와 병렬로 연결된 제3스위치(20)로 구성되는 것이 특징인 메모리IC 전원 공급회로.

제1항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전압검출수단의 전압검출신호를 컬럭입력단자에서 받고, 외부 전원전압을 리세트 단자에서 받아서 출력단자 Q의 전압을 하이 또는 로우로 제어하는 JK플립플롭을 포함하는 것이 특징인 메모리IC 전원 공급회로.

제3항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전압검출수단의 전압검출신호를 컬럭입력단자에서 받고, 외부 전원전압을 리세트 단자에서 받아서 출력단자 Q의 전압을 하이 또는 로우로 제어하는 JK플립플롭과, 상기 플립플롭의 출력 Q 단자에서 상기 제2 및 제3스위치의 제어입력이 연결되고, 상기 플립플롭의 출력 Q 단자에서 인버터를 거쳐서 제1스위치의 제어입력이 연결되는 것이 특징인 메모리 IC전원 공급회로.

1차전지 및 2차전지와, 2차전지를 충전하는 2차전지충전회로와, 외부전원이 차단될 때 1차전지와 2차전지를 메모리 IC에 연결하는 1차전지 및 2차전지 방전회로, 1차전지와 2차전지를 병렬로 연결하거나 직렬로 연결하는 직병렬전환스위칭수단과, 메모리 IC에 공급되는 전원의 전압을 기준전압과 비교하여 기준전압이하로 하강하면 전압검출신호를 발생하는 전압검출수단과, 상기 전압검출수단의 전압검출신호를 받아서 상기 직병렬전환스위칭수단을 제어하여 1차전지와 2차전지를 직렬연결 또는 병렬연결되도록 제어하는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되는 IC메모리 카드의 전원 공급 방법에 있어서, 외부전원이 입력 되지 아니할 경우에 1차전지와 2차전지를 병렬로 연결되게 하여 메모리 IC에 전력을 공급하다가, 1차전지 및 2차전지의 전압이 기준전압이하로 하강하면 1차전지와 2차전지를 직렬로 연결하여 메모리 IC에 전력을 공급하게 하는 것이 특징인 IC 메모리 카드의 메모리 IC의 전원 공급방법.