KR100278400B1 - 배터리 종류 식별장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

충전기를 가지며, 보조 전원을 사용하는 전자기기에 있어서 1차 배터리와 2차 배터리를 식별하여 충전하는 기술에 관한 것이다.

단말기에 내장된 충전기에서 1차 배터리와 2차 배터리를 그 내부 저항을 측정함으로써 식별하고, 그 식별 결과에 따라 해당 배터리의 특성에 맞는 동작 제어가 가능하게 하며, 1차 배터리는 충전을 막고 2차 배터리만 선별하여 충전이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

Description

배터리 종류 식별장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISCRIMINATING THE SORT OF BATTERY}

본 발명은 보조 전원을 사용하는 전자기기에 있어서, 1차 배터리와 2차 배터리를 식별하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 무선호출기와 같은 단말기는 보조 전원을 사용한다. 상기 보조 전원의 공급은 주로 2차 배터리의 충전에 의존하게 되는데, 상기 2차 배터리로는 예를 들어 니켈-카드늄(Ni-Cd) 배터리가 있다.

일반적으로 충전기는 2차 배터리만을 충전하도록 되어 있다. 그러므로 동일한 크기의 1차 배터리와 2차 배터리를 혼용하는 경우 1차 배터리에 충전을 하게 될 우려가 있다. 이렇게 되면 배터리와 회로에 손상을 줄 가능성이 있으며, 사용자가 필요로 할 때 적시에 충전이 되지 않는 경우가 있다. 또한 로우(low) 배터리 검출과 같은 동작 제어 측면을 보더라도, 두 가지 배터리를 혼용하여 쓰기 때문에 각각의 배터리 특성에 맞는 제어를 제대로 할 수 없다는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 충전기에서 1차 배터리와 2차 배터리를 자동으로 식별하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 단말기에 내장된 충전기에서 1차 배터리와 2차 배터리를 그 내부 저항을 측정함으로써 식별하고, 그 식별 결과에 따라 해당 배터리의 특성에 맞는 동작 제어가 가능하게 하며, 1차 배터리는 충전을 막고 2차 배터리만 선별하여 충전이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선호출기의 구성을 나타낸 블록도

도 2는 1차 배터리와 2차 배터리를 식별하는 장치 및 그 주변 회로를 구체적으로 나타낸 도면

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 1차 배터리와 2차 배터리를 식별하는 방법을 나타낸 흐름도

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동시의 전압 곡선을 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선호출기의 구성을 나타낸 블록도이다. 수신부 11은 무선 호출 정보를 수신하여, 주파수변환, 복조 및 파형 정형의 기능을 수행한다. 그러므로 상기 수신부 11의 출력은 디지털 데이터로 변환된 무선호출 정보가 된다. 상기 수신부 11의 출력은 디코더 12로 인가된다. 상기 디코더 12는 수신되는 데이터를 디코딩하여 무선호출수신기의 동작모드를 설정한다. 즉, 아이들모드(idle mode)에서는 프리앰블데이터를 검출하기 위해 일정 주기로 동작전원의 공급을 제어하며, 배치모드(batch mode)에서는 워드싱크데이터 및 설정된 프레임데이터를 검출한다. 그리고 검출한 프레임데이터를 디코딩하여 원래의 데이터 형태로 변환한다. 제어부 13는 상기 디코더 12로부터 출력되는 디코딩된 데이터를 수신한다. 상기 제어부 13는 수신되는 데이터를 처리하여 경보기능을 제어하는 동작을 수행한다. 경보부 17은 상기 제어부 13으로부터 출력되는 경보제어신호에 의해 호출되었음을 알리기 위한 톤신호 또는 진동신호등과 같은 경보신호를 발생한다. 표시부 16은 상기 제어부 13으로부터 출력되는 표시제어신호에 의해 호출측의 메세지 및 무선호출수신기의 상태 정보를 정보의 종류별로 세분하여 문자 혹은 아이콘으로 표시한다. 메모리 15는 무선호출수신기에 할당된 고유 어드레스 정보 및 프레임 정보 그리고 정보분류표를 저장하고 있으며, E²PROM을 사용하고 있다. 충전부 20은 소정의 제어를 받아 2차 배터리에 충전을 행한다. 접속장치 24는 교류 어댑터(AC adaptor)를 통해 공급되는 전원을 상기 충전부 20으로 전달하며 상기 제어부 13의 동작 전원을 공급한다.

도 2는 1차 배터리와 2차 배터리를 식별하는 장치 및 그 주변 회로를 구체적으로 나타낸 도면이다. 접속부 50은 스위치 SW를 갖는 2극 형태인데, 외부의 전원 공급장치, 예를 들어 교류 어댑터에 연결된 폰 잭(phone jack)이 삽입되면 상기 스위치가 오프(off)되어 단말기로 소정의 전원이 전달될 수 있다. 제어부 13은 아날로그/디지털변환부 13b를 내장(외장형을 쓸 수도 있다.)하는데, 포트 P2는 아날로그/디지털변환(이하 A/D라 함.) 포트(port)이다. 상기 A/D포트 P2는 배터리 전압 검출신호를 입력하기 위한 것이다. 상기 제어부 13은 상기 배터리 전압 검출신호로써 배터리 BT의 충전 여부를 결정하여 충전제어신호 CH를 발생한다. 직류/직류변환부 70은 소정의 로직(logic) 전압(예: 3V)을 발생하여 상기 제어부 13에 제공한다. 충전부 21은 저항 R3와 트랜지스터 Q로 이루어지며, 제어부 13에서 발생되는 충전제어신호 CH에 응답하여 배터리 BT에 소정의 전압(예: 2.5V)을 충전한다. 충전을 할 때와 달리 정상상태에서는 배터리 BT의 전원이 상기 트랜지스터 Q를 통하지 않고 접속부 50의 스위치를 통해서 DC/DC변환부 70으로 직접 전달된다.

상기 폰 잭을 통해 공급되는 전원은 최소한 내부의 1.2V 2차 배터리 BT를 충전시킬 수 있을 정도라야 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 1차 배터리와 2차 배터리를 식별하는 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동시의 전압 곡선을 나타낸 도면이다.

예를 들어 무선호출수신기와 같은 단말기는 대기 상태에는 내부의 1.2V의 2차 배터리 혹은 1.5V 1차 배터리로서 구동된다. 본 실시 예에서 배터리의 종류를 판단하는 기준은 내부 저항을 측정하는 것이다. 즉 부하에 걸리는 전압의 변화량을 전류의 변화량으로 나누어 내부 저항을 검출한다. 같은 전압에서 부하, 즉 경보부 17의 발진용 모터에 흐르는 전류는 크게 차이가 없으므로 전류의 변화량이 일정하다고 가정하면, 전압의 변화량에 의해서 내부 저항의 비교치를 알 수 있다. 도 4를 참조하면, 실제로 상기 모터를 구동한후 전압을 측정하면 내부저항에 따라 전압의 강하(drop) 정도에 확연한 차이가 남을 알 수 있고, 이 전압 강하의 정도에 의거 배터리의 종류를 구분할 수 있다. 상기 도 4에는 1.5V와 1.2V에서의 알카라인 배터리와 전압강하와 니켈_카드늄 배터리의 전압강하를 비교하여 측정한 값을 나타내고 있다.

단말기에 최초로 배터리를 넣으면 초기화 동작이 실행되는데, 이는 표시부 16, 경보부 17의 부저(buzzer) 및 모터 등을 구동하여 정상적인 동작 상태를 확인하는 것이다. 이렇게 정상상태의 전압에서 초기화 혹은 모터의 구동이 이루어지면 모터를 통해서 30~80mA정도의 전류가 흐른다. 그러므로 배터리의 전압도 도시된 바와 같이 떨어지게 된다. 그러므로 마이크로컴퓨터와 같은 제어부는 상기 모터 구동 전·후의 전압 차이를 비교하여 일정한 값 이상 차이가 나는 경우 이를 알카라인 배터리라고 판단한다. 실제로 알카라인 배터리의 경우 1.2AV 초기전압에서 250mV 정도의 전압강하가 생기는데 비해 니켈_카드늄 배터리는 20mV 정도의 전압강하가 일어난다. 이와 같이 배터리의 종류를 판단하는 것은 초기 하드웨어 리셋(reset)상태일 경우에만 측정하여 그 측정된 상태를 저장하고 있으면 된다.

도 3을 참조하면, 제어부 13은 a단계에서 초기화 작업을 실행한 다음, b단계에서 배터리 플래그 FLG를 0로 설정한다. 상기 배터리 플래그 FLG는 배터리의 종류를 표시하는 것으로, 상기 제어부 13의 메모리 맵(map)상에 존재한다. c단계에서 상기 제어부 13은 A/D포트(P2)에 걸린 전압을 1차로 체크하여 내부의 제1버퍼에 저장한다. 이어서 d단계에서 상기 제어부 13은 경보부 17로 무터구동신호 MC를 발생하여 발진용 모터(도시하지 않음.)의 구동을 시작하게 한다. e단계에서 상기 제어부 13은 미리 설정된 소정 시간의 경과 여부를 체크하고, 해당 시간이 경과되었으면 f단계에서 A/D포트(P2)에 걸린 전압을 2차로 체크하여 내부의 제2버퍼에 저장한다. 이어서 g단계에서 상기 제어부 13은 상기 모터의 구동을 중지시킨다. 도 4를 참조하면, 상기 e단계에서 그 경과 여부가 체크되어지는 '시간'은 모터 구동후 상기 전압 곡선에서 전압 차이를 구분 가능한 지점(56msec~730msec)까지의 시간이면 되는데, 본 실시 예에서는 56msec의 지연시간(delay time)후인 V2로 표시된 시점으로 한다. 도시된 V1은 제1차 배터리전압 검출 시점이다.

다시 도 3을 참조하면, h단계에서 상기 제어부 13은 상기 제1 및 제2버퍼에 저장된 전압 검출값의 차이 DIF를 계산한다. i단계에서 상기 제어부 13은 상기 전압 검출값의 차이 DIF가 소정의 기준값 Vt 이상인지 여부를 체크한다. 이때 상기 전압 검출값의 차이 DIF가 기준값 Vt 이상이면 j단계에서 배터리 플래그 FLG를 1로 설정(set)하고, 미만이면 그대로 작업을 종료한다. 상기 기준값 Vt는 상기 제어부 13에서 내부에 미리 설정해놓은 값으로, 배터리의 종류를 구분할 수 있는 최소한의 전압 차이를 정하는 값이다. 도 4를 참조하면, 상기 i단계에서의 기준값 Vt는 상기 전압 곡선에서 볼 때 0.05V~0.1V 정도이다.

본 실시 예에서는 상기 배터리 플래그 FLG가 "1"이면 2차 배터리, 예를 들어 알카라인(alkaline) 배터리를 나타내는 것으로 한다. 반대로 "0"인 경우에는 1차 배터리, 예를 들어 니켈_카드늄(ni_cd) 배터리를 나타내는 것으로 한다.

이렇게 되면 상기 배터리 플래그 FLG의 상태를 체크함으로써 판단된 배터리의 종류에 따라 전압을 유지하는 방법이 차이를 갖게 된다. 즉 일정 부하상에서 방전하는 곡선이 다르기 때문에 로우 배터리 검출 전압을 다르게 둘 수 있다. 실제로, 알카라인 배터리는 0.9V까지는 어느 정도 유지가 가능하지만 니켈_카드늄 배터리는 1.1V 이하에서는 전압이 급격히 떨어진다. 도시하지 않았으나, 알카라인 배터리 상태에서 충전을 할 경우 이에 대한 경보(warning)를 할 수 있다. 충전 동작 자체는 본 발명의 요지가 아닌 바, 그 구체적인 설명을 생략한다.

또한 본 실시 예에서는 경보부 17의 발진용 모터를 방전회로로 사용하고 있다. 다시 말해서, 내부 저항을 측정 가능한 수준의 방전을 시킬 수 있는 경보부 17의 발진용 모터를 즉 이는 다른 용도로 이미 구비되어 있던 것을 사용함으로써 효율성을 높이기 위한 것일 뿐이며, 별도의 부하를 마련할 수도 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 기존의 충전회로에 특별한 부품을 추가하지 않고도 간단하게 1차 배터리와 2차 배터리를 자동으로 식별할 수 있어서, 각각의 배터리 특성에 맞는 로우 배터리 검출 등과 같은 동작의 제어가 가능하고, 2차 배터리만을 선별하여 충전을 실시하므로 1차 배터리의 오충전을 막아 파열을 방지하는 장점이 있다. 또한 이러한 상황들을 청각적으로 경보하거나 시각적으로 표시하여 사용자의 사용상 오류를 즉각 알려 줄 수 있어 적절한 때에 적절한 처리가 이루어지게 하므로 단말기 전체 회로를 보호할 수 있는 장점도 있다.

Claims (12)

1차 배터리 혹은 2차 배터리를 혼용 가능하며, 충전부를 구비한 단말기에서 배터리 종류를 식별하는 장치에 있어서, 외부의 전원공급장치로부터 소정의 전원을 전달받아 상기 충전부에 전달하는 접속부와, 소정의 모터를 구동하는 모터구동부와, 초기화를 위해 상기 모터구동부를 동작시키고, 그 구동 전 그리고 후에 검출한 배터리 전압의 차이를 계산하며, 그 차이로써 해당 배터리의 종류를 식별하고 충전 여부를 결정하여 상기 충전부를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 장치.

제1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 2차 배터리 전압 검출신호를 아날로그/디지털 변환하기 위한 아날로그/디지털변환부를 내장함을 특징으로 하는 장치.

제1항에 있어서, 소정의 로직 전압을 발생하여 상기 제어부에 제공하는 직류/직류변환부를 더 구비함을 특징으로 하는 장치.

제3항에 있어서, 정상 상태에서 상기 2차 배터리의 전원이 상기 접속부의 스위치를 통해서 상기 직류/직류변환부에 직접 전달되도록 구성함을 특징으로 하는 장치.

제1항에 있어서, 상기 접속부는 스위치를 갖는 2극 형태로서 소정의 제어를 받아 상기 스위치가 오프되면 외부의 전원공급장치로부터 소정의 전원을 전달받음을 특징으로 하는 장치.

제1항에 있어서, 배터리 종류 식별정보를 표시하는 표시부를 더 구비함을 특징으로 하는 장치.

제1항에 있어서, 1차 배터리 장착을 경보하는 경보부를 더 구비함을 특징으로 하는 장치.

1차 배터리 혹은 2차 배터리를 혼용 가능하며, 충전부를 구비한 단말기에서 배터리 종류를 식별하는 장치에 있어서, 외부의 전원공급장치로부터 소정의 전원을 전달받아 상기 충전부에 전달하는 접속부와, 소정의 부저를 구동하는 부저구동부와, 초기화를 위해 상기 부저구동부를 동작시킬 때, 그 구동 전 그리고 후에 검출한 배터리 전압의 차이를 계산하며, 그 차이로써 해당 배터리의 종류를 식별하고 충전 여부를 결정하여 상기 충전부를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 장치.

1차 배터리 혹은 2차 배터리를 혼용 가능하며, 충전부를 구비한 무선호출수신기에서 배터리 종류를 식별하는 장치에 있어서, 외부의 전원공급장치로부터 소정의 전원을 전달받아 상기 충전부에 전달하는 접속부와, 1차 배터리 장착을 경보하는 경보부와, 소정 시간동안 상기 경보부의 모터를 구동시키고, 그 구동전 그리고 도중에 검출한 배터리 전압의 차이를 계산하며, 그 차이로써 해당 배터리의 종류를 식별하고 충전 여부를 결정하는 제어부와, 배터리 종류 식별정보를 표시하는 표시부로 구성됨을 특징으로 하는 장치.

제9항에 있어서, 상기 제어부는 마이크로컴퓨터임을 특징으로 하는 장치.

제9항에 있어서, 상기 배터리 종류 식별정보를 저장하는 메모리를 더 구비함을 특징으로 하는 장치.

1차 배터리 혹은 2차 배터리를 혼용 가능하며, 외부의 전원공급장치로부터 소정의 전원을 전달받아 배터리를 충전시키는 충전부와 소정의 모터를 구동하는 모터구동부 및 메모리를 구비한 단말기에서 배터리 종류를 식별하는 방법에 있어서, 소정 배터리의 장착을 감지하면 1차적으로 배터리 전압을 검출하여 상기 메모리의 제1영역에 저장하는 제1과정과, 상기 1차 배터리 전압 저장후 소정 시간동안 상기 모터구동부를 구동하는 제2과정과, 상기 모터구동부를 구동하는 도중에 2차적으로 배터리 전압을 검출하여 상기 메모리의 제2영역에 저장하는 제3과정과, 상기 저장된 1차 및 2차 배터리 전압의 차이를 계산하는 제4과정과, 상기 계산된 배터리 전압의 차이를 미리 정한 소정의 기준값과 비교하여 해당 배터리의 종류를 식별하고, 그 식별정보를 상기 메모리의 제3영역에 저장하는 제5과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.

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