KR100985041B1 - 휴대용 단말의 배터리 보호 장치 및 방법 - Google Patents

휴대용 단말의 배터리 보호 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

배터리 보호 장치가 제공되며, 보다 상세하게는, 휴대용 단말에서 배터리 단자가 단락이 되거나, 과전류 또는 과전압이 인가되는 경우 휴대용 단말의 전원이 켜진 상태를 유지하면서 배터리를 보호하는 배터리 보호 장치가 제공된다.
휴대용 단말의 배터리 셀 보호 장치는 충전 단자로부터 배터리 셀로 인가되는 과전류를 차단하는 제 1 보호 회로 및 단말 회로로부터 상기 배터리 셀로 인가되는 과전류를 차단하는 제 2 보호 회로를 포함할 수 있다.
단락, 과전류, 배터리 보호

Description

휴대용 단말의 배터리 보호 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROTECTING BATTERY OF MOBILE TERMINAL}
본 발명은 배터리 보호 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 휴대용 단말에서 배터리 단자가 단락이 되거나, 과전류 또는 과전압이 인가되는 경우 휴대용 단말의 전원이 켜진 상태를 유지하면서 배터리를 보호하는 배터리 보호 장치에 관한 것이다.
휴대용 단말은 배터리 단자를 포함할 수 있으며, 이러한 배터리 단자는 플러스(+) 단자 및 마이너스(-) 단자로 구성될 수 있다. 이러한 배터리 단자가 휴대용 단말의 외부에 노출된 경우, 배터리 단자가 외부 요인에 의해 단락 되어 배터리에 과도한 전류가 흘러 배터리가 손상될 수 있다. 또한, 단말기 자체에 의해 발생한 과전류 또는 과전압이 배터리에 인가되어 배터리가 손상되거나 휴대용 단말의 전원이 의도하지 않게 꺼질 수 있다.
최근에 다양하게 사용되고 있는 휴대용 단말은 주로 충전 가능한 배터리를 사용하여 구동된다. 예외적으로 일회용 배터리를 사용하는 휴대용 단말이 존재하 기도 하나, 전술한 바와 같이 충전 가능한 배터리를 사용하는 경우가 대부분이다.
충전 가능한 배터리를 사용하는 휴대용 단말은 다양한 형태의 충전 단자를 포함할 수 있으며, 특히 외부로 노출된 형태 충전 단자를 포함할 수 있다.
도 1은 휴대용 단말의 배터리에 포함된 외부로 노출된 배터리 단자를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 휴대용 단말(10)은 표면에 충전 단자(11)를 포함한다. 충전 단자(11)는 플러스(+) 단자와 마이너스(-) 단자를 구성하는 두 개의 금속 판으로 구성되어 있으며, 휴대용 단말(10)의 표면에 위치하여 외부에 노출된다.
이처럼 충전 단자(11)는 외부에 노출되어 있기 때문에, 다양한 전도성 물질, 예를 들어 물 등에 노출될 수 있다. 충전 단자(11)가 물 등의 전도성 물질에 접촉되는 경우, 충전 단자(11)가 단락(short)되어 충전 단자(11)와 연결된 휴대용 단말(10)의 배터리 셀이 손상되거나 휴대용 단말(10)의 전원이 꺼질 수 있다.
또한, 충전 단자(11)의 단락에 의해서뿐만 아니라 휴대용 단말(10)에 포함된 회로에서 단락, 과전류 또는 과전압이 발생하여 배터리 셀이 손상될 수도 있다.
따라서, 충전 단자(11)의 단락 등에 의해 배터리 셀이 손상되거나 휴대용 단말의 전원이 꺼지는 것을 방지하기 위해, 종래 기술에 따른 휴대용 단말(10)은 배터리 보호 장치를 포함하였다.
도 2는 종래의 기술에 따른 휴대용 단말의 배터리 보호 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
종래의 기술에 따른 배터리 보호 장치(20)는 보호 회로(22)를 포함한다.
종래의 기술에 따른 배터리 보호 장치에서, 보호 회로(22)는 충전 단자(21) 및 단말 회로(24)와 배터리 셀(23) 사이에 위치한다. 충전 단자(21) 또는 단말 회로(24)에서 단락이 발생하는 경우, 보호 회로(22)는 배터리 셀(24)을 보호할 수 있다. 또한, 배터리 셀(23)은 충전 단자(21) 또는 단말 회로(24)에서 발생한 과전류 또는 과전압으로부터 배터리 셀(24)을 보호할 수 있다.
이러한 종래 기술의 배터리 보호 장치에서, 보호 회로(22)는 충전 단자(21) 및 단말 회로(24)와 배터리 셀(23) 사이에서 충전 단자(21) 또는 단말 회로(24)에서 발생한 이상 전류를 차단하여 배터리 셀(23)을 보호한다.
그러나, 이러한 전류의 차단으로 인하여 충전 단자(21)뿐만 아니라 단말 회로(24)에도 전류가 차단되어 단말 회로(24)에 전류가 공급되지 않기 때문에 단말 회로(24)의 전원이 꺼지는 문제점이 있었다.
다시 말해, 종래의 배터리 보호 장치는 외부 환경에 따른 배터리 보호를 수행하는 경우, 즉 충전 단자(21)에 대하여 배터리를 보호하는 경우에도 단말 회로로의 전류의 유입을 차단하여 휴대용 단말의 전원을 오프(off)시키는 문제점이 있었다.
이러한 종래 기술은 항상 전원이 켜져 주기적 통신을 필요로 하는 단말, 예를 들어 성범죄 전과자의 위치 추적 휴대 단말, 아동이나 치매 노인의 위치 추적 휴대 단말 등에 적합하지 않다.
즉, 휴대용 단말의 소지자의 신변에 비상 상황이 발생한 것이 아니라, 침수 등의 상황에 의해 휴대용 단말 기기 자체에 문제가 발생한 경우에도 해당 서비스를 제공하는 업체의 인력이 불필요하게 출동해야 하는 상황이 발생하는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 휴대용 단말의 외부에 위치한 충전 단자가 단락 되는 경우, 휴대용 단말 내부의 배터리 셀을 보호하고, 단말 회로로의 전원이 차단되지 않아 안정된 동작을 수행할 수 있는 배터리 단자 단락 방지 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 충전 단자로부터 배터리 셀로 인가되는 과전류를 차단하는 제 1 보호 회로 및 단말 회로로부터 상기 배터리 셀로 인가되는 과전류를 차단하는 제 2 보호 회로를 포함하는 휴대용 단말의 배터리 셀 보호 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면은 (a) 충전 단자로부터 배터리 셀로 과전류가 인가되는 경우, 상기 과전류를 차단하는 단계 및 (b) 단말 회로로부터 상기 배터리 셀로 과전류가 인가되는 경우, 상기 과전류를 차단하는 단계를 포함하고, 상기 배터리 셀로부터 상기 단말 회로로부터 인가되는 전원의 공급은 상기 (a) 단계에서의 상기 과전류의 차단에 대하여 독립적으로 수행되는 휴대용 단말의 배터리 셀 보호 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 충전 단자로부터 배터리 셀로 과전류가 인가되는 경우, 제 1 보호 회로는 이러한 과전류를 차단할 수 있다. 또한, 이처럼 충전 단자와 배터리 셀이 차단된 경우에도, 배터리 셀로부터 단말 회로로부터 전원이 공급되어 휴대용 단말은 정상적으로 작동될 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 단말 회로로부터 배터리 셀로 과전류가 인가되는 경우, 제 2 보호 회로는 이러한 과전류를 차단할 수 있으며, 이 경우에도 충전 단자에 의한 배터리 셀의 충전은 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 구성을 채택한 단말은 침수와 같은 외부 요소에 의해 기기 고장의 문제가 발생하여도 통신 두절을 최소화할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 단말의 배터리 보호 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 장치는 제 1 보호 회로(120) 및 제 2 보호 회로(140)를 포함할 수 있다.
제 1 보호 회로(120)는 충전 단자(110)와 배터리 셀(130) 사이에 위치한다. 따라서, 제 1 보호 회로(120)는, 충전 단자(110)가 단락 되거나 충전 단자(110)로부터 과전류 또는 과전압 등이 인가되는 경우, 이를 배터리 셀(130)로부터 차단하여 배터리 셀(130)을 보호한다.
이처럼 제 1 보호 회로(120)가 배터리 셀(130)을 보호하는 경우, 제 1 보호 회로(120)는 배터리 셀(130)과 충전 단자(110) 사이의 전류의 흐름만을 차단한다. 따라서, 제 1 보호 회로(120)가 전류를 차단하는 경우에도, 배터리 셀(130)과 단말 회로(150) 사이의 전류의 흐름은 차단되지 않는다.
이로 인해 충전 단자(110)에 의해 단락 등의 문제가 발생하는 경우, 배터리 셀(130)은 제1 보호 회로(120)에 의해 발생한 문제로부터 보호되며, 단말 회로(150)는 충전 단자(110)에서의 문제의 발생에 영향을 받지 않고 정상적으로 작동할 수 있다.
제 2 보호 회로(140)는 단말 회로(150)와 배터리 셀(130) 사이에 위치한다. 따라서, 제 2 보호 회로(140)는, 단말 회로(150)에서 단락, 과전류 또는 과전압이 발생하는 경우, 이를 배터리 셀(130)로부터 차단하여 배터리 셀(130)을 보호한다.
제 2 보호 회로(140)가 배터리 셀(130)을 보호하는 경우, 제 1 보호 회로(120)와 마찬가지로 제 2 보호 회로(140)는 배터리 셀(130)과 단말 회로(150) 사이의 전류의 흐름만을 차단한다. 따라서, 제 2 보호 회로(140)가 전류를 차단하는 경우에도, 배터리 셀(130)과 충전 단자(110) 사이의 전류의 흐름은 차단되지 않는다.
그러므로 단말 회로(150)에서 단락, 과전류 또는 과전압 등의 문제가 발생한 경우에도, 충전 단자(110)에 의한 배터리 셀(130)의 충전은 아무런 영향을 받지 않고 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제 1 보호 회로(120) 및 제 2 보호 회로(140)는 과충전, 과방전, 단락, 과전류 등에 의한 배터리 셀(130)의 손상을 막고, 이에 의한 셀의 폭발 및 연소 등을 방지하는 역할을 한다.
그렇기 때문에 제 1 보호 회로(120) 및 제 2 보호 회로(140)는 평상시 배터리 셀(130)로부터 전원을 공급받아 동작한다. 즉, 제 1 보호 회로(120)는 배터리 셀(130) 전압을 감시하여 충전 단자(110)로부터 인가되는 과충전과 과방전을 검출한다. 과충전인 경우, 제 1 보호 회로(120)는 충전을 차단하고 방전만 가능하도록 제어를 한다. 과방전인 경우, 제 1 보호 회로(120)는 방전을 차단하고, 충전만 가능하도록 한다.
또한, 제 2 보호 회로(140)도 배터리 셀(130) 전압을 감시하여 단말 회로(150)로부터 인가되는 과전류 등을 검출하고, 검출된 과전류 등을 차단한다.
이러한 과충전 및 과방전 그리고 단락 방지 등은 배터리 셀(130)로부터 전원을 공급받아 동작한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 단말의 배터리 보호 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
단계(S110)에서, 휴대용 단말의 충전 단자에서 단락 등의 문제가 발생하였는지 여부를 판단한다. 외부로 노출된 휴대용 단말의 충전 단자는 전도성 물질에 의해 단락이 되어 과전류 등이 인가될 수 있다. 또한, 충전 또는 방전 과정에서 과충전 또는 과방전 현상이 충전 단자에서 발생할 수 있다.
따라서, 전술한 과충전, 과방전 또는 과전류 등의 문제가 휴대용 단말의 충전 단자에서 발생하였는지 여부가 판단된다.
단계(S120)에서는, 단계(S110)에서 충전 단자에서 문제가 발생한 것으로 판단되는 경우, 제 1 보호 회로를 이용하여 충전 단자로부터 배터리 셀을 차단한다.
즉, 충전 단자로부터 인가되는 과충전과 과방전이 검출되는 경우, 과충전시에는 충전을 차단하고 방전만 가능하도록 제어를 하며, 과방전시에는 방전을 차단하고, 충전만 가능하도록 한다. 또한, 충전 단자에서의 단락 등에 의해 과전류 또는 과전압 등이 인가되는 경우, 제 1 보호 회로를 이용하여 충전 단자로부터 배터리 셀로 인가되는 과전류 또는 과전압 등을 차단한다.
다시 말해, 휴대용 단말의 충전 단자가 외부 요인에 의해 단락 되는 경우, 배터리 셀로부터 제 1 보호 회로를 거쳐 과도한 전류가 흘러가게 되며, 제 1 보호 회로는 이러한 과전류를 감지하여 회로를 차단하게 된다. 이 경우 배터리 셀 측에 서는 충전 단자로의 회로만 차단될 뿐이며 단말 회로로의 전원이 차단된 것이 아니므로 단말 회로의 전원 차단 없이 외부 단락에 대한 배터리 셀에 대한 보호를 수행할 수 있다.
단계(S130)에서, 휴대용 단말의 단말 회로에서 단락 등의 문제가 발생하였는지 여부를 판단한다. 단말 회로는 휴대용 단말의 기능에 따라 다양한 기능을 수행하며, 이러한 과정에서 과전류 또는 과전압 등이 발생할 수 있다. 단말 회로는 배터리 셀과 연결되어 있으므로, 단말 회로에서 발생한 과전류 또는 과전압 등은 배터리 셀로 인가될 수 있다.
따라서, 이처럼 배터리 셀로 인가되어 배터리 셀의 장애를 발생시킬 염려가 있는 과전류 또는 과전압 등의 문제가 단말 회로에서 발생하였는지 여부를 판단한다.
단계(S140)에서는, 단계(S130)에서 단말 회로에서 문제가 발생한 것으로 판단되는 경우, 제 2 보호 회로를 통해 단말 회로로부터 배터리 셀을 차단한다.
즉, 단말 회로에서 발생된 과전류 또는 과전압이 검출되는 경우, 발생된 과전류 또는 과전압이 단말 회로로부터 배터리 셀로 인가되는 것을 방지하기 위하여, 제 2 보호 회로를 이용하여 단말 회로로부터 배터리 셀을 차단한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 휴대용 단말의 배터리에 포함된 외부로 노출된 배터리 단자를 도시한 도면,
도 2는 종래의 기술에 따른 휴대용 단말의 배터리 보호 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 단말의 배터리 보호 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 단말의 배터리 보호 방법의 흐름을 도시한 순서도.

Claims (9)

  1. 휴대용 단말의 배터리 셀 보호 장치에 있어서,
    충전 단자로부터 배터리 셀로 인가되는 과전류를 차단하는 제 1 보호 회로 및
    단말 회로로부터 상기 배터리 셀로 인가되는 과전류를 차단하는 제 2 보호 회로
    를 포함하고,
    상기 배터리 셀로부터 상기 단말 회로로의 전류의 인가는 상기 제 1 보호 회로에 의한 과전류의 차단에 대하여 독립적으로 수행되고,
    상기 제 1 보호 회로는 상기 충전 단자와 상기 배터리 셀 사이에 위치하고,
    상기 제 2 보호 회로는 상기 단말 회로와 상기 배터리 셀 사이에 위치하는 것인 배터리 셀 보호 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 보호 회로는 상기 충전 단자로부터 인가되는 과충전을 검출하여 배터리 셀로의 충전을 차단하는 것인 배터리 셀 보호 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 보호 회로는 상기 충전 단자로부터 인가되는 과방전을 검출하여 배터리 셀로부터의 방전을 차단하는 것인 배터리 셀 보호 장치.
  6. 휴대용 단말의 배터리 셀 보호 방법에 있어서,
    (a) 충전 단자로부터 배터리 셀로 과전류가 인가되는 경우, 상기 과전류를 차단하는 단계 및
    (b) 단말 회로로부터 상기 배터리 셀로 과전류가 인가되는 경우, 상기 과전류를 차단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 배터리 셀로부터 상기 단말 회로로부터 인가되는 전원의 공급은 상기 (a) 단계에서의 상기 과전류의 차단에 대하여 독립적으로 수행되고,
    상기 (a) 단계에서, 상기 과전류는 제 1 보호 회로에 의해 차단되고,
    상기 (b) 단계에서, 상기 과전류는 제 2 보호 회로에 의해 차단되며,
    상기 제 1 보호 회로는 상기 충전 단자와 상기 배터리 셀 사이에 연결되고, 상기 제 2 보호 회로는 상기 단말 회로와 상기 배터리 셀 사이에 연결되는 것인 배터리 셀 보호 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    (c) 상기 배터리 셀에 대한 과충전이 검출되는 경우, 상기 배터리 셀로의 충전을 차단하는 단계
    를 더 포함하는 배터리 셀 보호 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    (d) 상기 배터리 셀에 대한 과방전이 검출되는 경우, 상기 배터리 셀로부터의 방전을 차단하는 단계
    를 더 포함하는 배터리 셀 보호 방법.
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JP2007236033A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Sony Corp バッテリパックおよびバッテリ保護方法

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