KR100512399B1 - 배터리 팩 - Google Patents

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KR100512399B1
KR100512399B1 KR10-2003-0017071A KR20030017071A KR100512399B1 KR 100512399 B1 KR100512399 B1 KR 100512399B1 KR 20030017071 A KR20030017071 A KR 20030017071A KR 100512399 B1 KR100512399 B1 KR 100512399B1
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사사키히로시
이노이타카유키
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엔이씨 도낀 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 휴대 단말 장치에서 전용 2차 배터리를 충전하기 어려운 경우에 사용되기 적합한 배터리 팩을 제공한다. 배터리 팩은 휴대폰(휴대 단말 장치) 본체의 배터리 장착부에 장착된다. 배터리 팩에서, 알칼리 건전지가 직렬로 접속된다. 알칼리 건전지는 전용 2차 배터리보다 낮은 전압(3V)을 갖는 기전력을 생성한다. 전원 회로는 전용 2차 배터리의 전압(예를 들어, 4.5V)과 동일한 레벨에서 직렬로 접속된 알칼리 건전지의 전압을 승압하고 승압된 전압을 출력하는 승압형 DC/DC 컨버터를 갖는다. 전기 이중층 커패시터는 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소하는 내부 회로에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 용량을 갖고 전원 회로의 출력을 인가함으로써 충전되며, 전력을 저장한다.

Description

배터리 팩{BATTERY PACK}
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은 배터리 팩, 특히 보행자 등의 사용자가 휴대하는 휴대폰과 같은 휴대용 단말 장치에 사용될 수 있는 배터리에 관한 것이다.
본 명세서는 2002년 3월 20일 출원된 일본 특허 출원 제 2002-079802호에 의거한 우선권 주장 출원이다.
종래의 기술
일반적으로, 휴대폰(1)과 같은 휴대용 단말 장치는 전용 2차 배터리(20)를 사용하여 동작하도록 구성된다. 예를 들어, 도 12의 A 및 B에 도시된 바와 같이, 휴대폰(1)은 휴대폰 본체(10)와 전용 2차 배터리(20)로 구성된다. 도 12의 A 및 B에 도시된 바와 같이, 휴대폰 본체(10)는 배터리 장착부(11), 다기능 커넥터(12), 단자(13a 및 13b) 및 안테나(14)를 갖는다. 전용 2차 배터리(20)는 배터리 장착부(11)에 장착된다. 다기능 커넥터(12)로 전용 2차 배터리(20)를 충전하기 위해 사용되는 충전 어댑터, 퍼스널 컴퓨터 등이 접속된다. 단자(13a 및 13b)는 전용 2차 배터리(20)의 기전력을 취하기 위해 사용되는 전용 2차 배터리의 단자(21a 및 21b; 도시되지 않음)에 결합된다. 안테나(14)는 무선 기지국(radio base station; 도시되지 않음)으로/으로부터 전파(radio wave)를 송수신하기 위해 사용된다.
전용 2차 배터리(20)가 방전될 때, 사용자가 실내에 있고 상용 전원을 사용할 수 있으면, 충전 어댑터를 다기능 커넥터(12)에 연결하여 전용 2차 배터리(20)를 충전시킨다. 또한, 사용자가 실외에 있는 경우와 같이 상용 전원을 사용할 수 없을 때는, 종래에는, 도 13의 A에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(30)을 다기능 커넥터(12)에 연결하여 전용 2차 배터리(20)를 충전한다. 배터리 팩(30)은 비상 전원 또는 간이 충전기로서 기능한다. 휴대폰 본체(10)는 도 13의 B에 도시된 바와 같이, 충전 제어 회로(40) 및 내부 회로(50)를 포함한다. 충전 제어 회로(40)는 단자(13a 및 13b)와 단자(21a 및 21b)를 통해 전용 2차 배터리(20)로 배터리 팩(30)의 기전력을 일정한 전류 및 전압으로 공급한다. 전용 2차 배터리(20)의 전력은 내부 회로(50)로 공급되어 TDMA(Time Division Multiple Access)형 휴대폰의 주동작을 수행한다.
도 14의 A, B, C, 및 D는 도 13의 A 및 B의 배터리 팩(30)의 전기적 구성을 나타내는 회로도이다. 도 14의 A, B, C, 및 D에 도시된 단일 배터리 각각은 배터리의 셀 유닛을 나타내고 하나의 셀은 1.5V의 기전력을 갖는다.
도 14의 A에 도시된 배터리 팩(30)은 1.5V의 전압을 갖는 3개의 직렬 접속된 배터리 셀(예를 들어, 3개의 알칼리 건전지)로 구성된다. 도 14의 B에 도시된 배터리 팩(30)은 각각 1.5V의 전압을 갖는 4개의 배터리 셀(31, 32, 33 및 34; 예를 들어, 4개의 알칼리 건전지, 각각 3.0V의 전압을 갖는 두개 직렬 접속된 이산화망간 리튬 배터리), 전류 역류 방지용 다이오드(35), 및 전류를 제한하기 위한 저항기(36)가 직렬로 접속되어 이루어진다. 도 14의 C에 도시된 배터리 팩(30)은 각각 1.5V의 전압을 갖는 6개의 직렬 접속된 배터리 셀(31, 32, 33, 34, 37 및 38; 6개의 알칼리 전지, 각각 3.0V의 전압을 갖는 이산화망간 리튬 배터리 3개, 9V의 전압을 갖는 사각형 적층 알칼리 건전지 1개), 및 배터리 셀의 전압을 9V에서 5V로 강하시키는 전압 강하 회로(39)가 직렬로 연결되도록 구성된다. 도 14의 D에 도시된 배터리 팩(30)은 최종 레벨에 더 가까운 전압을 갖는 세 개의 배터리 셀 및 5V의 레벨로 배터리 셀의 전압을 승압하는 전압 승압 회로(3A)가 직렬로 연결되도록 구성된다.
도 15는 도 13의 A 및 B에 도시된 충전 제어 회로(40)의 전기적 구성을 나타내는 회로도이다. 충전 제어 회로(40)는 전류 제한 회로(41), 전압 제한 회로(42), 제한형 선택 스위치(43), 및 전압 검출기(44)를 포함한다. 전류 제한 회로(41)는 상용 전원의 전압(AC 100V)을 DC 6V로 변환하기 위해 사용되는 AC 어댑터(충전용 어댑터; 60)로부터 공급되는 전원의 전류 흐름을 전용 2차 배터리(20)를 충전하기 위해 사용될 수 있는 레벨로 제한하고 이를 출력한다. 전압 제한 회로(42)는 AC 어댑터(60) 또는 배터리 팩(30)으로부터 공급되는 전력의 전압을 전용 2차 배터리(20)를 충전하기 위해 사용될 수 있는 레벨(예를 들어, 4.5V)로 제한하여 이를 출력한다.
제한형 선택 스위치(43)는 전압 검출기(44)로부터 출력되는 선택 신호(SL)에 의거하여 전류 제한 회로(41)의 전력(M) 및 전압 제한 회로(42)의 전력(N)을 선택하는데 사용되고 선택된 전력을 출력한다. 전압 제한 회로(42)는 제한형 선택 스위치(43)로부터 출력된 전력(Q)의 전압을 출력하고 이를 검출하며, 선택된 결과에 의거하여 선택 신호(SL)를 출력한다. 이러한 경우에, 전력(Q)의 전압이 전용 2차 배터리(20)를 충전하기 위해 사용되는 전압보다 높으면, 전압 제한 회로(42)의 전력(N)이 선택 신호(SL)에 의해 선택되고, 전력(Q)의 전압이 전용 2차 배터리(20)를 충전하기 위해 사용되는 전압보다 낮으면, 전류 제한 회로(41)의 전력(M)이 선택 신호(SL)에 의해 선택된다.
종래의 휴대폰(1)에서, 배터리 팩(30)이 다기능 커넥터(12)에 접속될 때, 전용 2차 배터리(20)는 배터리 팩(30)으로부터 충전 제어 회로(40), 단자(13a 및 13b), 및 단자(21a 및 21b)를 통해 공급된 정전압 및 정전류로 충전되고 전용 2차 배터리(20)의 기전력은 내부 회로(50)로 공급된다. 또한, 배터리 셀(30) 대신 AC 어댑터(60)가 다기능 커넥터(12)와 접속되면, 전용 2차 배터리(20)는 AC 어댑터(60)로부터 충전 제어 회로(40), 단자(13a 및 13b), 및 단자(21a 및 21b)를 통해 공급되는 정전압 및 정전류로 충전된다.
그러나, 상기 종래의 배터리 팩(30)은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 즉, 사용자가 휴대폰(1)을 가지고 외부로 나갈 때 전용 2차 배터리(20)가 이미 방전되어 있고 외부에 있으므로 상용 전력을 사용할 수 없을 때, 사용자는 배터리 팩(30)을 사용하여 휴대폰(1)을 충전해야하지만, 이러한 경우에, 전용 2차 배터리(20)의 상태에 따라 휴대폰(1)의 전압이 소정 레벨에 도달하기 전이므로, 배터리 팩(30)을 장착한 후에도 휴대폰(1)이 바로동작하지 않는다. 또 다른 문제는, 전용 2차 배터리(20)가 휴대폰(1)의 전원부의 부품 중 일부이므로, 전용 2차 배터리(20)에 고장이 발생하면, 배터리 팩(30)을 접속하더라도 휴대폰(1)을 사용할 수 없게 된다.
또한, 또 다른 문제는 충전 제어 회로(40)는 전용 2차 배터리(20)가 충전되었다고 가정하여 구성되어 있으므로, 전용 2차 배터리(20)를 분실하면, 충전 제어 회로(40)가 정상적으로 작동하지 않게 되고, 그 결과, 배터리 팩(30)을 접속시키더라도 휴대폰(1)을 정상적으로 작동시키기 위해 필요한 전압을 얻을 수 없게 될 수 있다. 또한, 또 다른 문제는, 충전 제어 회로(40)를 동작시키는데 필요한 전압이 4V라면, 패터리 팩(30)은 적어도 (각각 1.5V의 전압을 갖는) 직렬접속된 세 개의 배터리 셀을 가져야 하므로, 사용자는 휴대폰을 휴대하기가 무겁다고 느끼게 된다. 또한, 종래의 휴대폰은 배터리 팩(30)이 다기능 커넥터(12)에 접속될 때, 퍼스널 컴퓨터 등의 다른 장치를 다기능 커넥터(12)에 접속시킬 수 없다는 문제점을 갖는다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 전용 2차 배터리(20)와 동일한 기능을 갖고 완전히 충전된 상태인 또 다른 전용 2차 배터리가 백업용 전지로서 휴대되는 방법이 고려되었다. 그러나 상기 방법은 전용 2차 배터리를 휴대하는 것이 단락의 발생 위험성을 수반할 뿐만 아니라 백업용 전용 2차 배터리를 구입하는데 비용이 든다는 문제점을 갖는다. 또한, 이러한 경우에는, 사용자가 이러한 전용 백업용 2차 배터리 등을 충전하기 위해 필요한 AC 어댑터를 휴대해야 한다. 또한, 휴대폰(1)이 TDMA 통신 방식에 따라 작동되므로, 전용 2차 배터리(20)가 최종 전압에 도달하는지 여부의 판정은 버스트법으로 전력 소모가 증가하거나 감소할 때 하강하는 전압에 의해 이루어진다. 그 결과, 어떠한 경우에는, 전용 2차 배터리(20)의 방전 정도가 얕은 경우에(즉, 배터리 용량이 아직 조금 남아있을 때), 전압이 최종 레벨에 도달했다는 메시지가 휴대폰(1)의 디스플레이부에 표시되고, 배터리 용량을 완전히 사용할 수 없다는 또 다른 문제가 나타난다.
상기 견지에서, 본 발명의 목적은 전용 2차 배터리가 방전되더라도 즉시 휴대폰을 동작시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 1의 양상에 따르면, 소정의 기전력을 발생시키는 1차 배터리 및 1차 배터리를 끼우기 위한 패키지를 포함하고, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되기 위해 전용 2차 배터리와 교체 가능한 배터리 팩이 제공된다.
상기 제 1의 양상에서, 전용 2차 배터리 대신, 패키지가 휴대용 단말 장치에 배치되도록 구성되고, 1차 배터리 또는 연료 전지의 소정의 기전력이 휴대 단말 장치로 공급하기 위한 단말을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 1차 배터리 또는 연료 전지로부터 출력된 전압을 인가함으로써 충전되는 전력 저장 유닛을 더 포함하므로, 공급된 전력이 저장되며, 저장된 전력은 휴대용 단말 장치로 공급된다.
패키지는 1차 배터리 또는 연료 전지 및 전력 공급 유닛을 하우징한다.
또한, 전력 저장 유닛은 전기 이중층 커패시터로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 1차 배터리 또는 연료 전지의 소정의 입력 기전력의 전류를 소정값의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로를 더 포함하고, 패키지는 1차 배터리 또는 연료 전지, 전력 저장 유닛 및 전류 제한 회로를 하우징한다.
또한, 1차 배터리 또는 연료 전지로부터 공급된 소정의 기전력의 전압 레벨을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압시키기 위한 전압 승압 유닛을 더 포함하고, 전력 저장 유닛은 전압 승압 유닛으로부터 출력된 전압을 인가함으로써 충전되고, 공급된 전력을 저장하며, 휴대용 단말 장치로 저장된 전력을 공급하고, 패키지는 1차 배터리 또는 연료 전지, 전력 저장 유닛 및 전압 승압 유닛을 하우징한다.
또한, 전압 승압 유닛은 DC/DC(Direct Current/Direct Current) 컨버터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 전기 이중층 커패시터는 1차 배터리 또는 연료 전지보다 낮은 등가 직렬 저항을 갖는다.
또한, 전기 이중층 커패시터는 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 휴대용 단말 장치에 안정적인 전력을 공급할 수 있는 용량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되며 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은,
기전력을 발생시키는 1차 배터리;
1차 배터리의 입력 기전력의 전류를 소정의 값 이하의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로; 및
전류 제한 회로로부터 공급된 1차 배터리의 기전력의 전압을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압시키고, 휴대용 단말 장치에 승압된 전압을 공급하는 전압 승압 유닛을 포함한다.
본 발명의 제 3의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되는 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은,
기전력을 발생시키는 1차 배터리;
1차 배터리의 입력 기전력의 전류를 소정 값의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로;
전류 제한 회로로부터 공급된 1차 배터리의 기전력의 전압을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압시키고, 승압된 전압을 휴대용 단말 장치로 공급하기 위한 DC/DC 컨버터;
1차 배터리, 전류 제한 유닛, 및 DC/DC 컨버터를 하우징하는 패키지를 포함하고,
상기 패키지는, 전용 2차 배터리 대신, 휴대용 단말 장치에 배치되고 DC/DC 컨버터로부터 출력된 전력을 휴대용 단말 장치로 공급하는 단자와 함께 제공된다.
본 발명의 제 4의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되는 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은,
기전력을 발생시키는 1차 배터리;
1차 배터리의 입력 기전력의 전류를 소정 값의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로;
전류 제한 회로로부터 공급된 1차 배터리의 기전력의 전압을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압하는 전압 승압 유닛; 및
전압 승압 유닛으로부터 출력된 전압을 인가함으로써 충전되고, 공급된 전력을 저장하며, 휴대용 단말 장치로 저장된 전력을 공급하는 전력 저장 유닛을 포함한다.
본 발명의 제 5의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되는 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은,
기전력을 발생시키는 1차 배터리;
1차 배터리의 입력 기전력의 전류를 소정 값의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로;
전류 제한 회로로부터 공급된 1차 배터리의 기전력의 전압을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압시키기 위한 DC/DC 컨버터;
DC/DC 컨버터로부터 출력된 전압을 인가함으로써 충전되고, 공급된 전력을 저장하며 휴대용 단말 장치에 저장된 전력을 공급하는 전력 저장 유닛;
1차 배터리, 전류 제한 회로, DC/DC 컨버터, 및 전력 저장 유닛을 하는 패키지를 포함하고,
패키지는, 전용 2차 배터리 대신, 휴대용 단말 장치에 배치되고, 전력 저장 유닛에 축적된 전력을 휴대용 단말 장치에 공급하기 위한 단말을 제공한다.
본 발명의 제 6의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되는 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은, 소정의 기전력을 발생시키는 연료 전지; 및 연료 전지를 하우징하는 패키지를 포함한다.
본 발명의 제 7의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되는 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은,
기전력을 발생시키는 연료 전지;
1차 배터리의 입력 기전력의 전류를 소정 값의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로; 및
전류 제한 회로로부터 공급된 연료 전지의 기전력의 전압을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압시키고, 휴대용 단말 장치에 승압된 전압을 공급하는 전압 승압 유닛을 포함한다.
본 발명의 제 8의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되는 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은,
기전력을 발생시키는 연료 전지;
1차 배터리의 입력 기전력의 전류를 소정 값의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로; 및
전류 제한 회로로부터 공급된 연료 전지의 기전력의 전압을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압시키고 승압된 전압을 휴대용 단말 장치로 공급하기 위한 DC/DC 컨버터;
연료 전지, 전류 제한 유닛, 및 DC/DC 컨버터를 하우징하는 패키지를 포함하고,
패키지는, 전용 2차 배터리 대신, 휴대용 단말 장치에 배치되도록 구성되고, DC/DC 컨버터로부터 출력된 전력을 휴대용 단말 장치로 공급하기 위한 단자를 제공한다.
본 발명의 제 9의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되는 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은,
기전력을 발생시키는 연료 전지;
1차 배터리의 입력 기전력의 전류를 소정 값의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로;
전류 제한 회로로부터 공급된 연료 전지의 기전력의 전압을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압시키는 전압 승압 유닛; 및
전압 승압 유닛으로부터 출력된 전압을 인가함으로써 충전되고, 공급된 전력을 저장하며, 저장된 전력을 휴대용 단말 장치로 공급하는 전력 저장 유닛을 포함한다.
본 발명의 제 10의 양상에 따르면, 휴대용 단말 장치의 전원으로서 사용되는 전용 2차 배터리와 교체 가능한 휴대 단말 장치의 배터리 팩이 제공되고, 상기 배터리 팩은,
기전력을 발생시키는 연료 전지;
1차 배터리의 입력 기전력의 전류를 소정 값의 레벨로 제한하는 전류 제한 회로;
전류 제한 회로로부터 공급된 연료 전지의 기전력의 전압을 전용 2차 배터리의 전압 레벨로 승압시키는 DC/DC 컨버터;
DC/DC 컨버터로부터 출력된 전압을 인가함으로써 충전되고, 공급된 전력을 저장하며, 저장된 전력을 휴대용 단말 장치로 공급하는 전력 저장 유닛;
연료 전지, 전류 제한 유닛, 및 DC/DC 컨버터를 하우징하는 패키지를 포함하고,
패키지는, 전용 2차 배터리 대신, 휴대용 단말 장치에 배치되고, 전력 저장 유닛에 축적된 전력을 휴대용 단말 장치로 공급하는 단자를 제공한다.
상기 구성에서, 배터리 팩이 전용 2차 배터리 대신 휴대용 단말 장치에 배치되므로, 배터리 팩이 배치된 직후, 전기 이중층 커패시터(전력 저장부)에 저장된 전력이 휴대용 단말 장치로 공급되고, 따라서, 휴대용 단말 장치가 즉시 동작 가능하게 된다. 또한, 전용 2차 배터리가 고장나거나 분실되더라도, 전용 2차 배터리가 전원부 본체에 구성되지 않고 배터리 팩이 휴대용 단말 장치에 배치되도록 구성되므로, 휴대폰이 즉시 동작할 수 있다.
배터리 팩이 전압 승압 유닛(DC/DC 컨버터)와 함께 제공되므로, 휴대용 단말 장치는 전용 2차 배터리보다 낮은 전압을 갖는 1차 배터리를 사용하여 동작할 수 있다. 또한, 배터리 팩이 다기능 커넥터에 접속되지 않으므로, 퍼스널 컴퓨터 등의 다른 장치를 다기능 커넥터에 접속시킬 수 있다. 또한, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되더라도 전기 이중층 커패시터(전력 저장부)의 전압이 거의 강하하지 않으므로, 1차 배터리의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
또한, 1차 배터리가 전용 2차 배터리와 동일한 전압을 갖는 기전력을 생성하고 전력 저장부가 1차 배터리보다 낮은 등가 직렬 저항을 갖는 전기 이중층 커패시터로 구성되므로, 전류 제한 회로 및 DC/DC 컨버터가 필요하지 않아 더욱 단순하게 구성될 수 있다. 또한, 배터리 팩이 연료 전지를 장착하므로, 연료 소모 시에는, 연료를 보충함으로써, 배터리 팩의 동작이 즉시 정상 상태로 복구될 수 있다. 연료 전지가 전용 2차 배터리와 동일한 기전력을 생성하고 전력 저장부가 연료 전지보다 낮은 등가 직렬 저항을 가지므로, 전류 제한 회로 및 DC/DC 컨버터가 필요하지 않고, 따라서 더욱 단순하게 구성될 수 있다. 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되더라도 전기 이중층 커패시터(전력 저장부)의 전압이 거의 강하하지 않으므로, 연료 전지의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
제 1의 실시예
도 1의 A는 배터리 팩(70)을 도시하는 사시도이고, 도 1의 B는 본 발명의 제 1의 실시예에 따른 휴대폰 본체(10)의 배터리 장착부(11)를 도시하는 사시도이다. 도 1의 A에 도시된 제 1의 실시예의 배터리 팩(70)은 알칼리 건전지(71 및 72), 전원 회로(73), 전기 이중층 커패시터(74), 및 이들을 하우징하는 패키지(75)로 구성되고, 도 12의 A에 도시된 바와 같이 종래의 분리형 전용 2차 배터리(20) 대신 휴대폰 본체(10)에 배치된다. 도 2의 A, B 및 C는 본 발명의 제 1의 실시예의 휴대폰 본체(10)에 배치되고, 도 1의 A에 도시된 배터리 팩(70)과 휴대폰을 도시하는 도면이다. 도 2의 A는 도 1의 A의 휴대폰 본체(10)의 전면도이다. 도 2의 B는 도 1의 A 및 B의 배터리 팩(70)과 휴대폰 본체(10)의 측면도이다. 도 2의 C는 도 1의 A 및 B의 휴대폰의 전기적 구성을 도시하는 회로도이다. 도 2의 A 내지 C에서, 도 15와 동일한 기능을 갖는 구성요소에는 동일한 참조 부호가 주어진다. 본 실시예의 휴대폰에서, 도 2의 A에 도시된 바와 같이, 종래의 배터리 팩(30)이 다기능 커넥터(12)에 접속되지 않으므로, 퍼스널 컴퓨터와 같은 다른 장치들이 다기능 커넥터(12)에 접속될 수 있다. 도 2의 B에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(70)은 배터리 장착부(11)에 장착된다.
도 2의 C에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(70)은, 알칼리 건전지(71 및 72)가 직렬로 연결되어 있다. 직렬로 접속된 알칼리 건전지(71 및 72)는 종래의 전용 2차 배터리(20)보다 낮은 전압(3V)을 갖는 기전력을 발생한다. 알칼리 건전지(71)의 플러스(+)측 단자에 전원 회로(73)의 입력 단자가 접속된다. 전기 이중층 커패시터(74)는 전원 회로(73)의 출력 단자와 알칼리 건전지(72)의 마이너스(-)측 단자 사이에 접속된다. 전원 회로(73)는 직렬로 접속된 알칼리 건전지(71 및 72)의 전압을 종래의 전용 2차 배터리(20)(예를 들어, 4.5V)만큼 높이 승압시키고 승압된 전압을 출력하는 승압형 DC/DC 컨버터를 갖는다. 전기 이중층 커패시터(74)는 얇고 평면상으로 형성되어 패키지(75)에 하우징되고, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 휴대폰의 내부 회로(50)에 안정적으로 전력을 공급하기 위한 용량(예를 들어, 10mF 이상)을 가지며 전원 회로(73)로부터 출력된 전압을 인가함에 의해 충전되고 충전된 전력이 저장된다. 또한, 전기 이중층 커패시터(74)에 축적된 전력을 휴대폰 본체(10)에 공급하기 위해 사용되는 단자(76a 및 76b)가 전기 이중층 커패시터(74)에 접속된다.
도 3은 본 발명의 제 1의 실시예에 따른, 도 2의 C에 도시된 전원 회로(73)와 충전 제어 회로(40)의 전기적 구성을 도시하는 개략적 블록도이다. 도 3에서, 도 15에 도시된 것과 동일한 기능을 갖는 구성요소에는 동일 참조 부호가 주어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전원 회로(73)는 전류 제한 회로(73a), 승압형 DC/DC 컨버터(73b) 및 전압 검출기(73c)를 포함한다. 전류 제한 회로(73a)는 알칼리 건전지(71 및 72)의 입력 기전력의 전류 흐름을 소정치 이하의 레벨로 제한하고 제한된 전류를 출력한다. 상기 제한된 전류값은, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안 알칼리 건전지(71 및 72)보다는 전기 이중층 커패시터(74)의 방전에 의해 알칼리 건전지(71 및 72)의 수명이 가능한한 연장되도록 설정된다. 승압형 DC/DC 컨버터(73b)는 전류 제한 회로(73a)로부터 공급된 알칼리 건전지(71 및 72)의 기전력의 전압을 종래의 전용 2차 배터리(20)와 동일한 출력 전압으로 승압한다. 전압 검출기(73c)는 승압형 DC/DC 컨버터(73b)로부터 출력된 전압(U)을 검출하고, 검출된 전압을 전기 이중층 커패시터(74)로 공급하며, 네거티브 피드백 신호(F)를 생성하고, 출력 전압(U)의 네거티브 피드백 제어를 위해 사용되는 네거티브 피드백 신호(F)를 승압형 DC/DC 컨버터(73b)로 전송한다.
도 4는 도 2의 C에 도시된 내부 회로(50)의 전기적 구성을 도시하는 개략적 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 내부 회로(50)는 전력 증폭기(51), 송수신부(52), 제어부(53), 드라이버(54), 디스플레이(55), 마이크-스피커부(56), 및 조정기(57)를 포함한다. 전력 증폭기(51)는 배터리 팩(70)으로부터 출력된 전압을 수신하고, 안테나(14)를 통해 송수신부(52)로부터 출력된 송신 신호를 TDMA방식에 따라 송신 전파로서 전송한다. TDMA 통신법은, 일본에서는 PDC(Personal Digital Cellular) 시스템이라 불리는 방법을 사용하고 유럽에서는 GSM(global system for mobile communication) 시스템을 사용한다. 송수신부(52)는 안테나(14)를 통해 전파를 송수신한다.
제어부(53)는 CPU등으로 이루어지고, 제어 프로그램에 의거하여 내부 회로(50)의 전체 동작을 제어한다. 드라이버(54)는 마이크-스피커부(56)로부터 공급되는 음성 신호를 디지털 신호로 변환하고, 송수신부(52)로부터 공급되는 디지털 신호를 음성 신호로 변환하며, 마이크-스피커부(56)로 변환된 신호를 내보낸다. 또한, 드라이버(54)는 디스플레이(55)에 표시하기 위한 신호를 내보낸다. 디스플레이(55)는 다양한 메시지 등의 정보를 사용자에게 표시한다. 조정기(57)는 배터리 팩(70)으로부터 출력된 전압을 수신하고, 소정의 값을 갖는 정전압을 생성하며, 송수신부(52), 제어부(53), 드라이버(54), 및 마이크로-스피커부(56)로 생성된 전압을 공급한다.
다음에는, 제 1의 실시예의 배터리 팩(70)의 동작을 설명한다. 도 12의 A 및 B에 도시된 바와 같이, 휴대폰(1)은 전원으로서 전용 2차 배터리(20)를 사용하여 동작한다. 전용 2차 배터리(20)가 방전되면, 전용 2차 배터리(20) 대신, 본 발명에 따른 배터리 팩(70)이 전원으로서 사용된다. 즉, 배터리 팩(70)에서, 알카리 건전지(71 및 72)에 의해 생성된 기전력의 전류는 전류 제한 회로(73a)에 의해 소정 레벨로 제한되고, 종래의 전용 2차 배터리(20)에 사용되는 전압과 동일한 출력 전압(U)으로 기전력의 전압이 승압되는 승압형 DC/DC 컨버터(73b)로 송신된다. 출력 전압(U)은 전압 검출기(73c)에 의해 검출되고, 전압 검출기(73c)로부터 승압형 DC/DC 컨버터(73b)로의 네거티브 피드백 신호(F)의 전송에 의해 소정치로 네거티브-피드백 제어된다. 또한, 승압형 DC/DC 컨버터(73b)의 출력 전압(U)은 전기 이중층 커패시터(74)로 인가된다. 그리고, 전력이 전기 이중층 커패시터(74)에 저장된다. 전력은 단자(13a 및 13b; 도 3)로부터 단자(76a 및 76b)를 통해 휴대폰 본체(10)로 공급된다. 휴대폰 본체(10)에서, 전송 전파는 TDMA 통신법에 따라 전송되고, 이 때, TDMA 통신법에 의해 결정된 주파수를 갖는 펄스와 같은 부하 전류가 배터리 팩(70)으로부터 취해진다. 전기 이중층 커패시터(74)는 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소하는 내부 회로(50)에 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 용량을 가지므로, 버스트 방식으로 전력 증폭기(51)의 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안에도 전기 이중층 커패시터(74)의 전압이 거의 하강하지 않는다. 따라서, 알칼리 건전지(71 및 72)의 방전 정도가 얕은 상태에서도 배터리 팩(70)의 전압이 최종 전압에 도달했다는 메시지가 휴대폰 본체(10)의 디스플레이(55)상에 표시되지 않으므로, 알칼리 건전지(71 및 72)의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
따라서, 제 1의 실시예의 구성에 따르면, 배터리 팩(70)이 전용 2차 배터리(20) 대신 휴대폰 본체(10)에 배치되므로, 배터리 팩(70)이 설치된 직후에 전기 이중층 커패시터(74)에 축적된 전력이 휴대폰으로 공급되고, 따라서, 휴대폰이 즉시 동작할 수 있게 된다. 또한, 전용 2차 배터리(20)가 고장나거나 분실되더라도, 전용 2차 배터리(20)가 전원부 본체에 포함함되지 않고 배터리 팩(70)이 배터리 장착부(11)에 대신에 장착되므로, 휴대폰은 즉시 동작 가능하다. 또한, 배터리 팩(70)이 승압형 DC/DC 컨버터(73b)를 구성하므로, 직렬 접속되고 경량의 2개의 알칼리 건전지(71 및 72) 또는 한개의 알칼리 건전지에 의해 휴대폰을 동작시킬 수 있다. 또한, 배터리 팩(70)이 단자(13a 및 13b)에 접속되고, 다기능 커넥터(12)에 접속되지 않으므로, 다기능 커넥터(12)는 퍼스널 컴퓨터 등의 다른 장치에 접속될 수 있다. 또한, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되더라도 전기 이중층 커패시터(74)의 전압이 강하하지 않으므로, 알칼리 축전기(71 및 72)의 용량을 완전히 사용할 수 있다. 또한, 휴대폰의 사용자가 언제 어느 곳에 있든지 상관없이 이러한 알칼리 건전지를 쉽게 구할 수 있으므로, 알칼리 건전지(71 및 72)가 방전되더라도, 사용자는 방전된 알칼리 건전지(71 및 72)를 새 것으로 대체할 수 있다.
제 2의 실시예
도 5의 A 및 B는 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 휴대폰 본체(10)의 배터리 장착부(11)와 배터리 팩(70A)을 도시하는 사시도이다. 도 5의 A 및 B에서, 도 1의 A 및 B와 동일한 기능을 갖는 구성 요소는 동일한 참조 부호로 나타낸다. 제 2의 실시예의 배터리 팩(70A)에서, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 전원 회로(73)는 배터리 팩(70A)으로부터 제거되고, 알칼리 건전지(77)가 부가적으로 제공된다. 다른 구성요소는 도 1의 A 및 B와 동일하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 6의 A, B 및 C는 도 5의 A에 도시된 배터리 팩(70A)이 본 발명의 제 2의 실시예의 휴대폰 본체(10; 도 5의 B)에 배치되는 휴대폰을 도시하는 도면이다. 도 6의 A, B 및 C에서, 도 2의 A, B 및 C와 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호로 나타낸다. 도 6의 C에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(70A)에서, 알칼리 건전지(71, 72 및 77)는 직렬로 연결된다. 지결로 접속된 알칼리 건전지(71, 72 및 77)는 종래예의 전용 2차 배터리(20)에 의해 생성되는 것과 동일한 4.5V의 전압을 갖는 기전력을 생성한다. 직렬로 접속된 알칼리 건전지(71, 72 및 77)는 전기 이중층 커패시터(74)에 병렬로 접속된다. 제 2의 실시예에서, 직렬로 접속된 알칼리 건전지(71, 72 및 77)보다 등가 직렬 저항이 낮은 전기 이중층 커패시터(74)가 사용된다. 등가 직렬 저항은, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안 알칼리 건전지(71, 72 및 77)보다는 전기 이중층 커패시터(74)의 방전에 의해 알칼리 건전지(71, 72 및 77)의 수명이 가능한한 연장되도록 설정된다.
그리고, 제 2의 실시예의 배터리 팩(70A)의 동작을 설명한다. 종래의 휴대폰(1)은 전원으로서 도 12의 A에 도시된 전용 2차 배터리(20)를 사용하여 동작한다. 그러나, 실시예에서, 휴대폰(1)의 전용 2차 배터리(20)가 방전되면, 전용 2차 배터리(20) 대신 배터리 팩(70A)이 전원으로서 사용된다. 즉, 배터리 팩(70A)에서, 4.5V의 기전력은 직렬 접속된 알칼리 건전지(71 및 72)에 의해 발생된다. 알칼리 건전지(71, 72 및 77)에 의해 생성된 전압은 전기 이중층 커패시터(74)로 인가된다. 그리고, 생성된 전력은 전기 이중층 커패시터(74)에 저장된다. 생성된 전력은 단자(13a 및 13b)로부터 단자(76a 및 76b)를 통해 휴대폰 본체(10)로 공급된다. 휴대폰 본체(10)에서, 제 1의 실시예와 동일한 동작이 수행된다. 이러한 경우에, 전기 이중층 커패시터(74)의 등가 직렬 저항이 직렬 접속된 알칼리 건전지(71, 72 및 77) 보다 낮으므로, 전기 이중층 커패시터(74)는 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안 전기 이중층 커패시터가 먼저 방전된다. 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안에도 전기 이중층 커패시터(74)의 전압이 거의 강하하지 않으므로, 알칼리 건전지(71, 72 및 77)의 방전 정도가 얕은 상태이더라도 배터리 팩(70A)의 전압이 최종 레벨에 도달했다는 메시지가 휴대폰 본체(10)의 디스플레이부에 나타나지 않고, 알칼리 건전지(71, 72 및 77)의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
따라서, 제 2의 실시예의 구성에 따라, 배터리 팩(70A)이 전용 2차 배터리(20) 대신 휴대폰 본체(10)에 배치되므로, 배터리 팩(70A)이 설치되는 즉시 전기 이중층 커패시터(74)에 축적된 전력이 휴대폰 본체로 공급되어, 휴대폰이 즉시 동작 가능하게 된다. 배터리 팩(70A)이 휴대폰 본체(10)에 장착되고 전용 2차 배터리(20)가 전원부에 장착되지 않으므로, 전용 2차 배터리(20)가 고장나거나 분실되더라도 휴대폰은 즉시 동작 가능하게 된다. 또한, 배터리 팩(70A)에서, 알칼리 건전지(71, 72 및 77)가 전용 2차 배터리(20)와 동일한 전압(예를 들어, 4.5V)을 생성하고 전기 이중층 커패시터(74)의 등가 직렬 저항이 알칼리 건전지(71, 72 및 77) 보다 낮으므로, 전원 회로(73; 제 1의 실시예)의 장착이 불필요하고 그 구성이 단순해진다. 또한, 배터리 팩(70A)이 단자(13a 및 13b)에 접속되고 다기능 커넥터(12)에 접속되지 않으므로, 다기능 커넥터(12)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 다른 장치에 접속될 수 있다. 또한, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되더라도 전기 이중층 커패시터(74)의 전압이 강하되지 않으므로, 알칼리 건전지(71, 72 및 77)의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
제 3의 실시예
도 7의 A 및 B는 본 발명의 제 3의 실시예에 따른 휴대폰 본체(10)의 배터리 장착부(11)와 배터리 팩을 나타낸다. 도 7의 A 및 B에서, 도 1의 A 및 B와 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다. 제 3의 실시예의 배터리 팩(70B)에서, 도 7의 A 및 B에 도시된 바와 같이, 도 1의 A 및 B에 도시된 알칼리 건전지(71 및 72) 대신, 연료 전지(78)가 제공된다. 다른 구성은 동일하다.
도 8의 A, B 및 C는 본 발명의 제 1의 실시예의 휴대폰 본체(10)에 도 7의 A에 도시된 배터리 팩(70B)이 배치된 휴대폰을 나타낸다. 도 8의 A, B 및 C에서, 도 2와 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호로 나타낸다. 도 8의 C에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(70B)에서, 연료 전지(78)는 직렬 접속된 알칼리 건전지(71 및 72) 대신 제공된다. 연료 전지(78)는 전용 2차 배터리(20; 종래 기술)보다 낮은 전압(예를 들어, 3V)을 갖는 기전력을 생성한다. 다른 구성은 도 2와 동일하다.
도 9는 도 8의 C의 연료 전지(78)의 일예를 나타내는 구성도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 연료 전지(78)는 양극측 가스 챔버(79), 양극(7A), 음극측 가스 챔버(7B), 음극(7C), 음극(7C)과 양극(7A) 사이에 배치된 전해질층(7D)을 포함한다. 연료 전지(78)에서, 양극 활성 물질(산화제)이 양극측 가스 챔버(79)에서 취해지고, 소정의 음극 활성 물질(수소, 메탄올 등으로 이루어진 연료)이 음극측 가스 챔버(7B)에서 취해지며, 반응 물질이 양극측 활성 물질(79), 음극측 가스 챔버(7B) 및 전해질층(7D)으로부터 산출되고, 동시에, 양극(7A)과 음극(7C) 사이에서 기전력(e)이 생성된다.
그리고, 제 3의 실시예의 배터리 팩의 동작을 설명한다. 도 12의 A 및 B에 도시된 휴대폰(1)은 종래 기술의 전원과 같은 전용 2차 배터리(20)를 사용하여 작동한다. 그러나, 실시예에서, 휴대폰(1)의 전용 2차 배터리(20)가 방전되면, 전용 2차 배터리(20) 대신, 배터리 팩(70B)이 전원으로 사용된다. 즉, 실시예의 배터리 팩(70B)에서, 3V의 전압을 갖는 기전력이 연료 전지(78)에서 생성된다. 기전력의 전류 흐름은 전류 제한 회로(73a)에 의해 소정값의 레벨로 제한되고, 승압형 DC/DC 컨버터(73b)로 출력되고, 승압형 DC/DC 컨버터(73b)에 의해 전용 2차 배터리(20)와 동일한 출력 전압(U; 도 3)으로 승압된다. 출력 전압(U)은 전압 검출기(73c)에 의해 검출되고, 네거티브-피드백 제어되어 전압 검출기(73c)로부터 승압형 DC/DC 컨버터(73b)로의 네거티브 피드백 신호(F)의 전송에 의해 소정의 값이 된다. 승압형 DC/DC 컨버터(73b)로부터의 출력 전압(U)은 전기 이중층 커패시터(74; 도 7의 A)에 인가된다. 전력은 단자(13a 및 13b)를 통해 단자(76a 및 76b)를 통해 휴대폰 본체(10)로 공급된다. 휴대폰 본체(10)에서, 제 1의 실시예에서와 동일한 동작이 수행된다. 이러한 경우에, 전기 이중층 커패시터(74)가 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소하는 내부 회로(50)로 전력을 안정적으로 공급하는 커패시터를 가지므로, 버스트 방식으로 전력 증폭기(51)의 전력 소모가 증가 또는 감소되더라도 전기 이중층 커패시터(74)의 전압이 거의 강하되지 않는다. 따라서, 연료 전지(78)의 방전 정도가 얕더라도 배터리 팩(70B)의 전압이 최종 레벨에 도달한다는 메시지가 휴대폰 본체(10)의 디스플레이부에 나타나지 않으므로, 연료 전지(78)의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
따라서, 제 3의 실시예에서는, 제 1의 실시예와 거의 동일한 장점을 가질수 있다. 또한, 배터리 팩(70B)이 도 1의 A 및 B에 도시된 알칼리 건전지(71 및 72) 대신 연료 전지를 제공하므로, 연료가 다 소모되면, 연료를 공급함으로써, 배터리 팩(70B)의 동작을 즉시 정상으로 되돌릴 수 있다. 또한, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되더라도 전기 이중층 커패시터(74)의 전압이 거의 강하하지 않으므로, 연료 전지(78)의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
제 4의 실시예
도 10의 A 및 B는 본 발명의 제 4의 실시예에 따른 휴대폰 본체의 배터리 장착부(11) 및 배터리 팩(70C)을 도시한 사시도이다. 도 10의 A 및 B에서, 도 7의 A 및 B와 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호로 나타낸다. 배터리 팩(70C)에서, 도 10의 A에 도시된 바와 같이, 도 7의 A에 도시된 배터리 팩(70B)을 구비한 전원 회로(73)가 제거되고, 연료 전지(78) 대신, 연료 전지(78C)가 제공된다. 다른 구성요소는 도 7의 A 및 B와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
도 11의 A, B 및 C는 도 10의 A에 도시된 배터리 팩(70C)이 제 4의 실시예의 휴대폰 본체(10)에 배치된 휴대폰을 나타내는 도면이다. 도 11의 A, B 및 C에서, 도 8의 A, B 및 C와 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호로 나타낸다. 도 11의 C에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(70C)에서, 도 8의 C에 도시된 연료 전지(78) 대신, 연료 전지(78)와 다른 기전력을 생성할 수 있는 연료 전지(78C)를 제공한다. 연료 전지(78C)는 종래의 경우에 사용된 전용 2차 배터리(20)와 동일한 전압(예를 들어, 4.5V)을 갖는 기전력을 생성한다. 연료 전지(78C)는 전기 이중층 커패시터(74)와 병렬로 접속된다. 본 실시예에서, 연료 전지(78C)보다 등가 직렬 저항이 낮은 전기 이중층 커패시터(74)가 사용된다. 등가 직렬 저항은 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안 연료 전지(78C)보다는 전기 이중층 커패시터(74)를 방전함으로써 연료 전지(78C)의 사용 시간이 가능한한 연장되도록 설정된다.
그리고, 본 실시예의 배터리 팩(70C)의 동작을 설명한다. 도 12의 A 및 B에 도시된 휴대폰(1)은 전원으로서 전용 2차 배터리(20)를 사용하여 동작한다. 그러나, 제 4의 실시예에서, 휴대폰(1)의 전용 2차 배터리(20)가 방전되면, 전용 2차 배터리(20) 대신 배터리 팩(70C)이 전원으로서 사용된다. 즉, 배터리 팩(70C)에서, 4.5V의 전압을 갖는 기전력이 연료 전지(78C)에 의해 생성된다. 연료 전지(78C)의 전압은 전기 이중층 커패시터(74)에 인가된다. 그리고, 전력이 전기 이중층 커패시터(74)에 축적된다. 전력은 단자(13a 및 13b)로부터 단자(76a 및 76b)를 통해 휴대폰(10) 본체로 공급된다. 휴대폰 본체(10)에서, 제 1의 실시예에서와 동일한 동작이 수행된다. 이러한 경우에, 전기 이중층 커패시터(74)의 등가 직렬 저항이 연료 전지(78C)보다 낮으므로, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안, 전기 이중층 커패시터(74)가 먼저 방전된다. 또한, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안에도 전기 이중층 커패시터(74)의 전압이 거의 강하하지 않으므로, 연료 전지(78C)의 방전 정도가 얕은 상태에서도 연료 전지(78C)의 전압이 최종 전압에 도달했다는 메시지가 휴대폰 본체(10)의 디스플레이부에 나타나지 않으므로, 연료 전지(78C)의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
따라서, 제 4의 실시예에서는, 제 2의 실시예에서와 거의 동일한 장점을 얻을 수 있다. 또한, 배터리 팩(70C)이 도 6의 C에 도시된 종래예에서 사용된 알칼리 건전지(71, 72 및 77) 대신 연료 전지(78C)를 사용하므로, 연료가 소진되더라도, 연료를 공급함으로써, 휴대폰의 동작을 즉시 정상 상태로 되돌릴 수 있다. 또한, 버스트 방식으로 전력 소모가 증가 또는 감소되는 동안에도 전기 이중층 커패시터(74)의 전압이 거의 강하하지 않으므로, 연료 전지(78)의 용량을 완전히 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 발명의 본질 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 개선이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시예 각각에서, 전용 2차 배터리(20)가 방전되면, 배터리 팩(70, 70A, 70B 및 70C)이 전용 2차 배터리(20)대신 배치되지만, 배터리 팩(70, 70A, 70B 및 70C)은 처음부터 전용 2차 배터리(20)를 사용하지 않고 장착될 수 있다. 또한, 두개의 알칼리 건전지(71 및 72)가 하나의 건전지로 될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 승압형 DC/DC 컨버터(73b)는 하나의 알칼리 건전지의 기전력의 전압이 전용 2차 배터리(20)의 전압과 동일한 출력 전압(U)으로 승압되도록 구성되어야 한다. 또한, 각각의 알칼리 건전지는, 예를 들어, 망간 이산화 리튬 전지, 니켈 수소 전지 등 일 수 있다. 또한, 전기 이중층 커패시터(74)는, 예를 들어, 알루미늄 전해질 커패시터 등 일 수 있다. 또한, 상기 각 실시예에서, 배터리 셀(70, 70A, 70B 및 70C)은 휴대폰 본체(10)에 배치되지만, 휴대폰뿐만 아니라 휴대폰의 기능을 갖는 PDA(Personal Digital Assistance)에도 사용될 수 있다.
도 1의 A 및 B는 본 발명의 제 1의 실시예에 따른 휴대폰의 배터리 장착부와 배터리 팩을 도시하는 투시도.
도 2의 A, B 및 C는 본 발명의 제 1의 양상에 따른 휴대폰 본체에 배치된 도 1의 A에 도시된 배터리 팩과 휴대폰을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의제 1의 실시예에 따른 전원 회로와 충전 제어 회로의 전기적 구성을 도시하는 개략적 블록도.
도 4는 도 2의 C에 도시된 내부 회로의 전기적 구성을 도시하는 개략적 블록도.
도 5의 A 및 B는 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 휴대폰의 배터리 장착부와 배터리 팩을 도시하는 투시도.
도 6의 A, B 및 C는 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 휴대폰 본체에 배치된 도 5의 A에 도시된 배터리 팩과 휴대폰을 도시하는 도면,
도 7의 A 및 B는 본 발명의 제 3의 실시예에 따른 휴대폰의 배터리 장착부와 배터리 팩을 도시하는 투시도.
도 8의 A, B 및 C는 본 발명의 제 3의 실시예에 따라 도 7의 A에 도시된 배터리 팩이 휴대폰 본체에 배치된 휴대폰을 도시하는 도면.
도 9는 도 8의 C의 연료 전지의 일례를 나타내는 구조도.
도 10의 A 및 B는 본 발명의 제 4의 실시예에 따른 휴대폰의 배터리 장착부와 배터리 팩을 도시하는 투시도.
도 11의 A, B 및 C는 본 발명의 제 4의 실시예에 따라 도 10의 A에 도시된 배터리 팩이 휴대폰 본체에 배치된 휴대폰을 도시하는 도면.
도 12의 A 및 B는 종래의 휴대폰의 배터리 장착부와 전용 2차 배터리를 도시하는 투시도.
도 13의 A 및 B는 종래의 배터리 팩이 다기능 커넥터에 접속된 종래의 휴대폰을 도시하는 도면.
도 14의 A, B, C 및 D는 도 13의 A 및 B에 도시된 종래의 배터리 팩의 전기적 구성을 나타내는 회로도.
도 15는 도 13의 A 및 B에 도시된 충전 제어 회로(40)의 종래의 전기적 구성을 도시하는 회로도.
♠도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명♠
10 : 휴대폰 본체 11 : 배터리 장착부
12 : 다기능 커넥터 13a 및 13b : 단자
14 : 안테나 40 : 충전 제어 회로
70 : 배터리 팩 71 및 72 : 알칼리 건전지
73 : 전원 회로 74 : 전기 이중층 커패시터
76a 및 76b : 단자

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  29. 내부 회로와, 1쌍의 단자를 가지며, 전용 2차 배터리를 수용하는 배터리 장착부와, 상기 전용 2차 배터리의 충전을 제어하기 위한 충전 제어 회로를 구비하고, 상기 전용 2차 배터리가 상기 배터리 장착부의 상기 1쌍의 단자를 거치고 또한 상기 충전 제어 회로를 거치지 않으며 상기 내부 회로에 전력을 공급하는 구성의 휴대단말기기의 대체 전원으로서 상기 전용 2차 배터리를 대체하여 상기 배터리 장착부에 장착되어 사용하는 배터리 팩에 있어서,
    상기 배터리 장착부의 상기 1쌍의 단자에 접속되는 1쌍의 접속 단자와,
    상기 접속 단자들 사이에 서로 병렬 접속된 전기 이중층 커패시터 및 1차 배터리를 구비하고,
    상기 전기 이중층 커패시터 및 1차 배터리는 상기 1쌍의 접속 단자를 거치며 또한 상기 충전 제어 회로를 거치지 않고 상기 내부 회로에 접속된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 1차 배터리의 기전력을 소정치 이하의 전류로 제한하여 출력하는 전류 제한 회로와,
    상기 전류 제한 회로로부터 출력된 상기 1차 배터리의 기전력의 전압 레벨을 상기 전용 2차 배터리의 전압 레벨까지 승압하는 DC/DC 컨버터와,
    상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압을 상기 전기 이중층 커패시터에 인가함과 함께 동 출력 전압을 검출하고 상기 검출 결과에 기초하여 부귀환 신호를 생성하여 상기 DC/DC 컨버터로 출력하고 상기 DC/DC 컨버터를 부귀환 제어하는 전압 검출기가 부가된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 휴대 단말 기기는 버스트법으로 소비 전력을 증감하는 동작 모드를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  32. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    박형 평판상의 상기 전기 이중층 커패시터가 패키지의 저면에 수용되며 또한 상기 1차 배터리가 상기 전기 이중층 캐패시터상에 재치된 모양으로 상기 패키지에 수용된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  33. 제 30 항에 있어서,
    박형 평판상의 상기 전기 이중층 커패시터가 패키지의 저면에 수용되며 또한 상기 1차 배터리가 상기 전류 제한 회로, 상기 DC/DC 컨버터 및 상기 전압 검출기가 상기 전기 이중층 커패시터상에 재치된 형상으로 상기 패키지에 수용된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  34. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    상기 1차 배터리가 알칼리 건전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  35. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    상기 1차 배터리가 교환 가능한 알칼리 건전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  36. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    상기 1차 배터리가 연료 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  37. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    상기 1차 배터리가 연료 보충 가능한 연료 전지인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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