KR100536583B1 - 부하를 감지하는 전원 어댑터 및 이와 함께 사용하는데 적합한휴대용 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서를 구비하는 AC/DC 어댑터 및 이와 함께 사용하는데 적합한 휴대용 전자 장치에 관한 것으로, AC/DC 어댑터와 휴대용 전자 장치는 각각 센서 회로들을 구비한다. 그리고 휴대용 전자 장치의 센서 회로로부터 AC/DC 어댑터의 센서 회로로 특정 주파수를 갖는 무선 신호를 출력하여 시스템의 연결 상태 및 연결된 시스템의 부하 유무에 대응하여 AC/DC 어댑터로부터 휴대용 전자 장치로 전원을 공급/차단한다.

Description

부하를 감지하는 전원 어댑터 및 이와 함께 사용하는데 적합한 휴대용 전자 장치{AC/DC ADAPTOR SENSING LOAD AND PORTABLE ELECTRONICS APPARATUS FOR USE WITH THE SAME}
본 발명은 AC/DC 어댑터를 사용하는 전자 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 센서 회로를 구비한 AC/DC 어댑터와 이와 함께 사용하는데 적합한 전자 장치에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 휴대용 컴퓨터(10)는 AC/DC 어댑터(20)와 배터리(12)를 구비하여 시스템의 전원을 공급한다. AC 전원이 입력되고 시스템에 구비된 어댑터 잭(14)에 어댑터 플러그(22)를 연결하면, AC/DC 어댑터(20)는 시스템의 적정 DC 전원 전압을 출력한다. 이 때, 시스템의 사용 여부 즉, 부하(예를 들어, 시스템 동작, 배터리 충전 등)의 유무와 관계없이 계속해서 전원 전압을 출력함으로서 AC/DC 어댑터(20)에 의해서 전력 손실이 발생된다.
또한, AC/DC 어댑터와 시스템간에 정해져 있는 규격이 다른 경우(예를 들어, AC/DC 어댑터와 시스템이 서로 다른 제품 또는 다른 모델의 것인 경우 등), AC/DC 어댑터가 시스템에 연결되면 규격에 관계없이 AC/DC 어댑터가 동작된다. 따라서 AC/DC 어댑터에 적합하지 않는 휴대용 컴퓨터에 연결되는 경우에도 AC/DC 어댑터가 동작되어 시스템으로 전원을 공급하는 문제점이 있다.
도 2를 참조하면, 잘 알려진 바와 같이 AC/DC 어댑터(20)는 AC 전원이 AC 입력 단(AC in)으로 입력되면 이를 EMI(ElectroMagnetic Interference) 필터(24)를 통해서 1차 정류 회로(26)로 공급된다. 이어서 1 차 정류 회로(26)의 높은 출력 전압은 트랜스포머(transformer)(28)로 전달된다. 이 때, 1차 정류 회로(26)의 출력 전압은 구동 회로(32) 및 PWM(Pulse Width Modulation) 컨트롤러(34)로 제공되어 스위칭 회로(38)를 동작시킨다. 그리고 스위칭 동작에 대응하여 변환되는 전원 전압을 낮은 전원 전압으로 2 차 정류 회로(30)로 출력한다. 이 AC 전원 전압을 2 차 정류 회로(30)는 필요로 하는 DC 전원 전압으로 정류하여 출력 회로(미도시됨)로 제공한다. 동시에 이 출력 전압은 보호 회로(40)에서 이상 여부를 판단하여 포토커플러(42)를 통해 PWM 컨트롤러(34)로 피드백(feedback)되는 전원 전압을 공급/차단한다. 따라서 보호 회로(40)는 에러 증폭 회로, 과전류 차단 회로, 과열 방지 회로 및 과전압 차단 회로 등을 구비하고 있으며, 출력 전압으로부터 이상이 발생되면 이들에 의해서 AC/DC 어댑터(20)를 보호하는 동작을 수행한다. 그리고 정상적인 경우에는 출력 전압을 포토커플러(photo coupler)(42)를 통해 계속해서 PWM 컨트롤러(34)로 피드백한다.
상술한 바와 같이, 종래 기술의 AC/DC 어댑터는 부하가 없는 경우에도 AC 전원이 인가되면, 전원 전압을 출력함으로서 전력 손실이 발생되는 문제점이 있다. 또한 서로 다른 시스템과 AC/DC 어댑터를 연결하는 경우에도 AC/DC 어댑터는 전원 전압을 시스템으로 출력함으로서 시스템의 오동작 및 시스템 손상 등의 여러 가지 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, AC/DC 어댑터가 시스템에 연결되면, 부하의 유무에 대응하여 전원을 공급/차단하는 AC/DC 어댑터 및 이와 함께 사용하는데 적합한 컴퓨터 시스템을 구현하는데 있다.
그리고 AC/DC 어댑터와 휴대용 컴퓨터가 서로 사용하는데 적합한 경우에만 AC/DC 어댑터로부터 휴대용 컴퓨터로 전원 전압을 공급하는 AC/DC 어댑터 및 휴대용 컴퓨터를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, AC 입력 단으로부터 전원을 공급받는 AC/DC 어댑터와 상기 어댑터로부터 전원을 공급받아서 컴퓨터 기능을 수행하는 회로들을 구비하는 시스템 유닛을 포함하는 휴대용 컴퓨터 시스템에 있어서: (1)상기 시스템 유닛은: 배터리와; 상기 배터리로부터 전원을 받아서 특정 주파수를 갖는 무선 신호를 출력하도록 제어하는 마이크로컴퓨터 및; 상기 무선 신호를 출력하는 제 1 센서 회로를 포함하고; (2)상기 어댑터는: 상기 무선 신호를 받아서 상기 시스템 유닛에 연결되는지를 감지하고, 상기 감지 결과에 대응하는 감지 신호를 출력하는 제 2 센서 회로와; 상기 감지 신호에 응답해서 상기 어댑터의 전원을 상기 시스템 유닛으로 공급하거나 차단하는 제 1 전원 회로 및; 상기 AC 입력 단으로부터 상기 제 1 전원 회로와 상호 병렬로 구비되어 상기 감지 회로의 전원을 공급하는 제 2 전원 회로를 포함하되; 상기 무선 신호에 응답해서 상기 어댑터가 상기 시스템 유닛에 연결되고 상기 시스템 유닛에 부하(load)가 있으면 상기 시스템 유닛으로 전원을 공급한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2 센서 회로는: 상기 제 1 센서 회로로부터 출력되는 상기 무선 신호가 특정 주파수와 동일하지 않으면, 상기 무선 신호에 응답하지 않는 것을 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 어댑터가 상기 시스템 유닛에 연결되고 상기 시스템 유닛에 부하가 없으면 상기 시스템 유닛으로 전원을 차단하는 것을 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 어댑터는 상기 배터리가 완전 방전된 경우에 상기 제 2 센서 회로의 동작을 중지시키는 수단을 외부에 더 구비한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 센서 회로의 동작이 중지되고, 상기 어댑터가 상기 시스템 유닛에 연결되어 상기 배터리가 충전되면 상기 수단은 상기 제 2 센서 회로의 동작을 재개한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 센서 회로는 상기 어댑터의 풀업 저항으로 구비하고, 이를 통해 상기 시스템 유닛에 연결되는지를 감지하는 것을 더 포함한다.
따라서 본 발명에 의하면, AC/DC 어댑터와 휴대용 컴퓨터가 상호 사용하기에 적합한 규격일 때 AC/DC 어댑터는 휴대용 컴퓨터로 전원 전압을 공급한다. 그리고 AC/DC 어댑터가 휴대용 컴퓨터에 연결되고, 휴대용 컴퓨터의 부하가 있을 때 전원 전압을 공급한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 AC/DC 어댑터와 이와 함께 사용하는데 적합한 휴대용 컴퓨터를 도시하고 있다.
도면을 참조하면, 상기 휴대용 컴퓨터(100)와 상기 AC/DC 어댑터(200)는 신규한 제 1(110)/제 2 센서 회로(228)들을 포함하고 있다.
그리고 상기 휴대용 컴퓨터(100)는 충전 가능한 배터리(120)와 어댑터 잭(102)을 구비하고 있다. 또한 상기 AC/DC 어댑터(200) 또는 상기 배터리(120)로부터 전원 전압을 받아들여서 컴퓨터 기능을 수행하는 시스템 유닛(미도시됨)을 포함한다. 예컨대, 상기 시스템 유닛은 CPU, 메모리, 디스플레이 장치, 하드디스크 드라이브 등의 전형적인 컴퓨터 시스템의 구성 요소들을 포함한다.
상기 AC/DC 어댑터(200)는 상기 휴대용 컴퓨터(100)로 전원 전압을 공급하기 위하여 상기 어댑터 잭(102)에 삽입/제거되는 플러그(202)와 상기 플러그(202)로 전원을 제공하는 전원 케이블(230)을 포함한다.
따라서 상기 제 1 및 제 2 센서 회로(110, 228)들간의 상호 무선 통신을 수행하여 시스템 부하(load)의 유무 및 상호 적합한 AC/DC 어댑터와 휴대용 컴퓨터인지를 판별하고, 판별 결과 부하가 있고 상호 일치하는 경우에 상기 AC/DC 어댑터(200)로부터 상기 휴대용 컴퓨터(100)로 전원 전압을 공급한다.
그리고 상술한 실시예와는 다른 방법으로 상기 전원 케이블(230)에 신호 라인(line)을 추가하고, AC/DC 어댑터의 출력 단에 풀업 저항(pull-up resister)으로 구비함으로서 이를 이용해서 시스템 부하의 유무를 감지할 수도 있다.
계속해서 도 4를 참조하면, 상기 휴대용 컴퓨터(100)는 상기 제 1 센서 회로(110)와 마이크로컴퓨터(104)를 포함한다.
상기 마이크로컴퓨터(104)는 전원 관리(power management)를 제어하는 장치로서, 상기 AC/DC 어댑터(200)가 상기 어댑터 잭(102)에 연결되었는지를 판별하고, 이에 대응하여 상기 제 1 센서 회로(110)가 특정 주파수를 갖는 무선 신호를 출력하도록 제어한다. 그리고 연결되어 있는 경우에도 상기 시스템(100)의 부하가 있는지의 여부에 대응하여 상기 무선 신호를 출력하도록 제어한다. 예를 들어 배터리 충전 상태, 시스템 동작 상태 등에 따른 상기 제 1 센서 회로(110)를 제어한다.
상기 제 1 센서 회로(110)는 상기 마이크로컴퓨터(104)의 제어를 받아서 상기 시스템(100)을 판별할 수 있고, 그리고 부하의 유무를 판별할 수 있는 상기 특정 주파수를 갖는 무선 신호를 출력한다.
그리고 상기 AC/DC 어댑터(200)는 제 1 전원 회로(204~222)와 신규한 제 2 센서 회로(228) 및 상기 제 2 센서 회로(228)의 전원 전압을 공급하는 제 2 전원 회로(224, 226)를 포함한다.
상기 제 2 센서 회로(228)는 상기 제 1 센서 회로(110)로부터 특정 주파수를 갖는 무선 신호를 받아들인다. 그리고 상기 무선 신호에 응답해서 상기 포토커플러(222)로 하이(HIGH)/로우(LOW) 신호를 출력한다.
상기 제 2 전원 회로(224, 226)는 AC 전원 전압을 받아서 적정의 유도 전압을 출력하는 트랜스포머(224)와 상기 유도 전압을 받아서 상기 제 2 센서 회로(228)의 동작을 위한 전원 전압을 출력하는 센서 전원 공급 회로(226)를 포함한다.
또한 상기 제 1 전원 회로(204~222)는 도 2에 도시된 AC/DC 어댑터와 같이, 전형적인 AC/DC 어댑터의 구성 요소들을 포함하며, 이들 구성 요소들에 의하여 시스템으로 전원 전압을 공급하도록 동작된다.
즉, AC 전원이 AC 입력 단(AC in)으로 입력되면 이를 EMI(ElectroMagnetic Interference) 필터(204)를 통해서 1차 정류 회로(206)로 공급된다. 이어서 1 차 정류 회로(206)의 높은 출력 전압은 다른 트랜스포머(transformer)(208)로 전달된다.
이 때, 상기 1차 정류 회로(206)의 출력 전압은 구동 회로(212) 및 PWM(Pulse Width Modulation) 컨트롤러(214)로 제공되어 스위칭 회로(218)를 동작시킨다. 그리고 스위칭 동작에 대응하여 변환되는 전원 전압을 낮은 전원 전압으로 2 차 정류 회로(210)로 출력한다.
상기 2 차 정류 회로(210)는 상기 AC 전원 전압을 필요로 하는 DC 전원 전압으로 정류하여 출력 회로(미도시됨)로 제공한다. 동시에 이 출력 전압은 보호 회로(220)에서 이상 여부를 판단하여 상기 포토커플러(222)를 통해 상기 PWM 컨트롤러(214)로 피드백(feedback)되는 전원 전압을 공급/차단한다.
따라서 상기 보호 회로(220)는 출력 전압으로부터 이상이 발생되면 이들에 의해서 상기 AC/DC 어댑터(200)를 보호하는 동작을 수행한다. 그리고 정상적인 경우에는 출력 전압을 포토커플러(photo coupler)(222)를 통해 계속해서 PWM 컨트롤러(214)로 피드백한다.
이 때, 상기 제 2 센서 회로(228)는 상기 제 1 센서 회로(110)로부터 상호 사용하기에 적합한 시스템인지를 판별할 수 있고, 그리고 판별된 시스템에 부하가 있는지에 대응하는 무선 신호를 받아들여서 상기 포토커플러(222)의 동작을 온(on)/오프(off)시키는 하이(HIGH)/로우(LOW) 신호를 출력한다.
따라서 상기 하이(HIGH)/로우(LOW) 신호에 응답해서 상기 PWM 컨트롤러(214)는 펄스 폭 변조하여 스위칭 동작을 제어하고, 그리고 상기 스위칭 회로(218)는 상기 하이(HIGH)/로우(LOW) 신호에 대응하여 온(on)/오프(off)된다.
또한, 상기 AC/DC 어댑터(200)는 상기 배터리(120)가 완전 방전(full discharge)된 경우에 상기 제 2 센서 회로(228)의 특정 주파수를 갖는 무선 신호에 응답하는 기능을 중지시키는 스위치(미도시됨) 또는 버튼(미도시됨) 등을 구비할 수 있다. 이 때, 상기 제 2 센서 회로(228)의 동작이 중지되는 경우 즉, 상기 배터리(120) 또는 상기 AC/DC 어댑터(200)로부터 상기 시스템(100)으로 전원 공급이 없는 경우에 상기 스위치 또는 버튼 등을 일시적으로 오프(off)시킨다. 이어서 상기 AC/DC 어댑터(200)를 상기 시스템(100)에 연결하여 상기 배터리(120)를 충전 시키며, 적정의 레벨으로 상기 배터리(120)가 충전되면 상기 제 2 센서 회로(110)의 동작을 재개할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 상기 AC/DC 어댑터(200)로부터 상기 시스템(100)의 전원 공급을 제어하는 수순을 도시한 흐름도이다. 그리고 도 5는 상기 AC/DC 어댑터(200)와 상기 시스템(100)과의 연결 상태에 따른 동작을 도시한 것이고, 도 6은 시스템의 연결 상태 및 부하의 유무에 따른 동작을 도시한 것이다. 이들 수순은 상기 AC/DC 어댑터(200)에서 동작되는 과정을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 단계 S300에서 상기 AC/DC 어댑터(200)는 상기 제 1 센서 회로(110)로부터 상기 제 2 센서 회로(228)를 통하여 무선 신호를 받아들여서 시스템(100)에 연결되어 있는지를 판별한다. 이 때, 상기 무선 신호의 특정 주파수에 의해서 상기 시스템(100)과의 연결 상태를 판별한다.
판별 결과, 시스템(100)에 연결되어 있으면 단계 S302로 진행하여 상기 제 2 센서 회로(228)로부터 상기 포토커플러(222)로 하이 레벨의 신호를 출력한다. 이어서 단계 S304에서 상기 포토커플러(222)가 상기 PWM 컨트롤러(214)로 피드백되는 전류를 조정하고, 이를 통해 상기 스위칭 회로(218)의 스위칭 동작이 수행된다. 따라서 단계 S306에서 시스템(100)으로 전원을 공급한다.
상기 판별 결과, 시스템(100)에 연결되어 있지 않으면 단계 S308으로 진행하여 상기 제 2 센서 회로(228)로부터 상기 포토커플러(222)로 로우 레벨의 신호를 출력한다. 이어서 단계 S310에서 상기 스위칭 회로(218)는 동작이 중지되고, 이로 인해서 단계 S312에서 상기 시스템(100)으로의 출력 전압이 차단된다.
따라서 상기 제 2 센서 회로(228) 및 상기 제 2 전원 회로(224, 226)에서만 전력 손실이 일어난다.
그리고 도 6을 참조하면, 상기 AC/DC 어댑터(200)는 단계 S400에서 상기 제 1 센서 회로(110)로부터 상기 제 2 센서 회로(228)로 특정 주파수를 갖는 무선 신호를 받아서 시스템(100)에 연결되어 있는지를 판별한다. 판별 결과 상기 시스템(100)에 상기 AC/DC 어댑터(200)가 연결되어 있으면, 단계 S402로 진행하여 상기 시스템(100)이 오프(off) 상태인지를 판별한다. 이는 상기 시스템(100)에 연결되어 있는 경우에 시스템의 부하(load)가 있지를 판별하기 위한 과정이다. 그리고 연결되어 있지 않으면 단계 S404로 진행하여 도 5에 도시된 수순들(S308~S312)을 통하여 출력 전압을 차단한다.
계속해서 상기 시스템(100)의 전원이 오프 상태이면, 단계 S406으로 진행하여 상기 배터리(도 3의 120)가 완전 충전(full charge) 상태인지를 판별한다. 완전 충전 상태이면, 단계 S412로 진행하여 상기 시스템(100) 및 상기 배터리(120)의 전원 전압을 차단한다. 그리고 완전 충전 상태가 아니면, 단계 S410으로 진행하여 상기 배터리(120)의 충전 전압을 공급한다.
또한 시스템의 전원이 오프 상태가 아니면 단계 S408으로 진행하여 상기 배터리(120)의 충전 상태를 판별한다. 즉, 상기 배터리(120)가 완전 충전 상태이면 단계 S414로 진행하여 시스템(100)의 전원 전압을 공급한다. 그리고 상기 배터리(120)가 완전 충전 상태가 아니면 단계 S416으로 진행하여 시스템(100) 및 배터리(120) 충전 전압을 공급한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 AC/DC 어댑터(200)는 시스템(100)의 연결 상태, 부하의 유무 상태에 따라 전원 전압을 출력한다. 그리고 AC/DC 어댑터(200)와 시스템(100) 간에 상호 적합한 경우에만 전원 전압을 출력한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 AC/DC 어댑터는 부하가 없는 경우 출력 전압을 차단함으로서 전력 손실이 줄어든다.
또한 서로 다른 시스템과 AC/DC 어댑터를 연결하는 경우에도 AC/DC 어댑터는 전원 전압을 차단함으로서 시스템의 오동작 및 시스템 손상 등을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 AC/DC 어댑터를 갖는 휴대용 컴퓨터를 나타내는 사시도;
도 2는 도 1에 도시한 어댑터와 휴대용 컴퓨터의 구성을 도시한 블록도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터와 센서를 갖는 어댑터를 도시한 사시도;
도 4는 도 3에 도시한 휴대용 컴퓨터와 어댑터의 구성을 나타내는 블록도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 AC/DC 어댑터로부터 전원 공급을 제어하는 수순을 도시한 흐름도;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 AC/DC 어댑터로부터 전원 공급을 제어하는 수순을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 휴대용 컴퓨터 102 : 어댑터 잭
104 : 마이크로컴퓨터 110 : 제 1 센서 회로
120 : 배터리 200 : AC/DC 어댑터
202 : 플러그 204 : EMI 필터
206 : 1차 정류 회로 208 : 제 1 트랜스포머
210 : 2차 정류 회로 212 : 구동 회로
214 : PWM 컨트롤러 216 : 스누버 회로
218 : 스위칭 회로 220 : 보호 회로
222 : 포토커플러 224 : 제 2 트랜스포머
226 : 센서 전원 공급 회로 228 : 제 2 센서 회로
230 : 전원 케이블

Claims (6)

  1. AC 입력 단으로부터 전원을 공급받는 AC/DC 어댑터와 상기 어댑터로부터 전원을 공급받아서 컴퓨터 기능을 수행하는 회로들을 구비하는 시스템 유닛을 포함하는 휴대용 컴퓨터 시스템에 있어서:
    (1)상기 시스템 유닛은:
    배터리와;
    상기 배터리로부터 전원을 받아서 특정 주파수를 갖는 무선 신호를 출력하도록 제어하는 마이크로컴퓨터와;
    상기 무선 신호를 출력하는 제 1 센서 회로를 포함하고;
    (2)상기 어댑터는:
    상기 무선 신호를 받아서 상기 시스템 유닛에 연결되는지를 감지하고, 상기 감지 결과에 대응하는 감지 신호를 출력하는 제 2 센서 회로와;
    상기 감지 신호에 응답해서 상기 어댑터의 전원을 상기 시스템 유닛으로 공급하거나 차단하는 제 1 전원 회로 및;
    상기 AC 입력 단으로부터 상기 제 1 전원 회로와 상호 병렬로 구비되어 상기 감지 회로의 전원을 공급하는 제 2 전원 회로를 포함하되;
    상기 무선 신호에 응답해서 상기 어댑터가 상기 시스템 유닛에 연결되고 상기 시스템 유닛에 부하(load)가 있으면 상기 시스템 유닛으로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 회로는:
    상기 제 1 센서 회로로부터 출력되는 상기 무선 신호가 특정 주파수와 동일하지 않으면, 상기 무선 신호에 응답하지 않는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어댑터가 상기 시스템 유닛에 연결되고 상기 시스템 유닛에 부하가 없으면 상기 시스템 유닛으로 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서
    상기 어댑터는 상기 배터리가 완전 방전된 경우에 상기 제 2 센서 회로의 동작을 중지시키는 수단을 외부에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 회로의 동작이 중지되고, 상기 어댑터가 상기 시스템 유닛에 연결되어 상기 배터리가 충전되면 상기 수단은 상기 제 2 센서 회로의 동작을 재개하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 회로는 상기 어댑터의 풀업 저항으로 구비하고, 이를 통해 상기 시스템 유닛에 연결되는지를 감지하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터 시스템.
KR1019980052999A 1998-12-01 1998-12-01 부하를 감지하는 전원 어댑터 및 이와 함께 사용하는데 적합한휴대용 전자 장치 KR100536583B1 (ko)

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