KR101066618B1 - 배터리 충전 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

배터리를 충전하는 방법 및 장치가 제공된다. 배터리를 충전하는 방법은 (a) 상기 배터리가 장착되면, 상기 배터리의 아이디 유무를 체크하는 단계, (b) 상기 체크 결과, 상기 배터리의 아이디가 존재하지 않는 경우, 상기 배터리의 잔류 전압을 이용하여 가상의 배터리 아이디를 갖는 회로를 활성화하는 단계 및 (c) 상기 활성화된 가상의 배터리 아이디 회로를 통하여, 상기 가상의 배터리 아이디의 저항에 대응하는 충전 전류가 상기 배터리로 공급되도록 하는 단계를 포함한다.

배터리, 배터리 아이디, 충전

Description

배터리 충전 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHARGING A BATTERY}

본 발명은 배터리 충전 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리 아이디 확인 유무에 관계없는 충전기로 배터리 아이디 여부에 관계없는 배터리를 충전하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 사용하고 있는 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA, MP3 및 PMP와 같은 휴대용 전자 기기들은 사용에 필요한 전기 에너지를 주로 배터리를 통해 공급받고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기들의 보급이 기하 급수적으로 증가함에 따라, 이동 전원으로서의 배터리의 중요성이 크게 부각되고 있으며, 각 휴대용 전자 기기들의 특성에 맞는 다양한 배터리와 그에 따른 충전 장치들의 개발 또한 활발히 이루어지고 있다.

그러나, 상기한 휴대용 전자 기기들은 별도의 충전기를 기지고 있어, 휴대용 전자 기기와 충전기를 연결하기 위한 전원 커넥터 부분, 즉, 휴대용 전자 기기와 외부 전원이 접속하도록 하는 I/O 커넥터가 표준화되어 있지 않았다.

따라서, 휴대용 전자 기기 제조사에 따라 I/O 커넥터의 핀수가 다르고, 동일 한 핀수에서도 전원 단자의 위치가 각 기종마다 다르기 때문에, 다양한 휴대용 전자 기기들을 보유한 사용자는 그 만큼의 배터리 충전기를 각각 구비해야 하는 문제점이 있었다.

이에, I/O 커넥터의 핀수를 24핀으로 통일한 TTA(Telecommunications Technology Association) 표준형 충전 장치(이하, 표준형 충전기라 칭함)가 개발되었으나, 이 역시 배터리 아이디 체크 유무에 따른 충전 장치의 종류가 혼재되어 있어, 배터리 아이디 단자가 노출되지 않은 단말기의 경우에는 항상 배터리 아이디를 체크하지 않는 표준형 충전기만을 사용할 수 있었다.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술의 표준형 충전기를 이용한 배터리 충전 방법을 도시한 도면이다.

도 1a는 배터리 아이디를 체크하지 않는 표준형 충전기, 배터리 아이디 단자가 노출되지 않은 배터리 및 표준형 충전기와 배터리를 연결하는 크래들(cradle)이 도시되어 있다.

이 경우, 표준형 충전기가 배터리 아이디를 체크하지 않으므로, 배터리에 배터리 아이디 단자가 노출되지 않아도 문제없이 충전이 가능하다.

도 1b는 배터리 아이디를 체크하지 않는 표준형 충전기, 배터리 아이디 단자가 노출된 배터리 및 표준형 충전기와 배터리를 연결하는 크래들이 도시되어 있다.

이 경우, 표준형 충전기가 배터리 아이디를 체크하지 않으므로, 배터리에 배터리 아이디 단자가 노출되었는지 여부에 관계없이 충전이 가능하다.

도 1c는 배터리 아이디를 체크하는 표준형 충전기, 배터리 아이디 단자가 노 출된 배터리 및 표준형 충전기와 배터리를 연결하는 크래들이 도시되어 있다.

이 경우, 표준형 충전기가 배터리 아이디를 체크하므로, 배터리에 배터리 아이디 단자가 노출된 경우에만 충전이 가능하며, 배터리에 배터리 아이디 단자가 노출되어 있기 때문에 문제없이 충전이 가능하다.

도 1d는 배터리 아이디를 체크하는 표준형 충전기, 배터리 아이디 단자가 노출되지 않은 배터리 및 표준형 충전기와 배터리를 연결하는 크래들이 도시되어 있다.

이 경우, 표준형 충전기가 배터리 아이디를 체크하므로, 배터리에 배터리 아이디 단자가 노출되지 않으면, 배터리 충전이 불가능하다.

따라서, 상기한 바와 같이, 배터리 아이디 단자가 노출되지 않은 휴대용 전자 기기의 경우, 표준형 충전기라 하여도 배터리 아이디를 체크하는 표준형 충전기는 사용하지 못하고, 배터리 아이디를 체크하지 않는 표준형 충전기만을 사용해야 하는 문제점이 있었다.

이에, 한국 실용 특허 제 20-0372446호(티티에이(Telecommunications Technology Association;TTA) 표준 배터리 충전 시스템)에서는, TTA 표준 충전 장치를 소유한 사용자가 가상의 아이디 저항을 포함하는 니켈 배터리 거치대를 구매하는 것만으로, 니튬 배터리와 아이디 저항이 없는 니켈 배터리를 공용으로 충전할 수 있는 기술을 제시하였다.

그러나, 상기한 한국 실용 특허 제 20-0372446호는 니켈 배터리가 거치대에 장착되었는지 여부에 상관없이, TTA 표준 충전 장치에서 항상 가상의 아이디 저항 을 인식하는 문제점이 있었다.

즉, TTA 표준 충전 장치는 니켈 배터리가 거치대에 장착되지 않는 경우에도 가상의 아이디 저항으로 인하여 배터리가 장착된 것으로 인식하기 때문에, TTA 표준 충전 장치의 충전 램프 점등과 같이 충전 오류를 표시하는 문제점을 가지고 있었다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 휴대용 전자 기기의 배터리 아이디 유무에 관계없이 배터리 충전이 가능하도록 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 배터리를 충전하는 방법은 (a) 상기 배터리가 장착되면, 상기 배터리의 아이디 유무를 체크하는 단계, (b) 상기 체크 결과, 상기 배터리의 아이디가 존재하지 않는 경우, 상기 배터리의 잔류 전압을 이용하여 가상의 배터리 아이디를 갖는 회로를 활성화하는 단계 및 (c) 상기 활성화된 가상의 배터리 아이디 회로를 통하여, 상기 가상의 배터리 아이디의 저항에 대응하는 충전 전류가 상기 배터리로 공급되도록 하는 단계를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따른 배터리를 충전하는 장치는 충전기의 배터리 아이디 단자와 연결되는 소스 단자, 배터리의 제 1 전극과 연결되는 게이트 단자 및 접지와 드레인 단자 사이에 연결되어 가상의 배터리 아이디에 대응하는 저항 값을 갖는 저항을 포함하는 가상 배터리 아이디부를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

전술한 본 발명의 배터리 아이디 유무에 관계 없이 배터리 충전이 가능한 방법 및 장치의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 휴대용 전자 기기의 배터리 아이디 유무에 관계없이 표준형 충전기를 사용하여 배터리를 충전할 수 있는 장점이 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

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.

참고로, 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.

이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(220)는 충전기(210) 및 휴대용 전자 기기의 배터리(230)와 연결될 수 있다. 여기에서 충전기(210)는 배터리의 아이디를 체크하는 충전기 또는 배터리의 아이디를 체크하지 않는 충전기 모두를 포함하며, 충전기(210)는 I/O 커넥터의 핀수가 24핀인 표준형 충전기일 수 있다.

여기에서, 표준형 충전기의 I/O 커넥터의 핀수는 24핀이 아닌, 20핀 또는 소정의 핀수로 변경될 수 있다.

이하에서는, 충전기(210)를 표준형 충전기(210)라 칭하도록 한다.

또한, 휴대용 전자 기기의 배터리(230)는 휴대용 전자 기기로부터 분리된 배터리 또는 휴대용 전자 기기와 결합된 상태의 배터리일 수 있다. 여기에서 휴대용 전자 기기로부터 분리된 배터리인 경우, 배터리는 충전 장치(220)에 장착되어 충전될 수 있으며, 휴대용 전자 기기와 결합된 상태의 배터리인 경우, 휴대용 전자 기 기가 충전 장치(220)에 장착되어 배터리가 충전되거나, 휴대용 전자 기기의 I/O 커넥터와 충전 장치(220)의 I/O 커넥터가 서로 연결되어 배터리가 충전될 수도 있다.

이하에서는, I/O 커넥터의 핀수가 24핀이며, 배터리의 아이디를 체크하는 표준형 충전기(210)가 충전 장치(220)에 연결되고, 휴대용 전자 기기로부터 분리된 배터리(이하, 배터리라 칭함)(230)가 충전 장치(220)에 장착된 경우를 실시예로 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(220)는 소스 단자(221a), 게이트 단자(221b), 드레인 단자(221c), 접지(221d) 및 저항(221e)을 포함하는 가상 배터리 아이디부(221)를 포함한다.

참고로, 가상 배터리 아이디부(221)는 배터리 아이디를 체크하는 표준형 충전기를 이용하여 배터리 아이디가 존재하지 않는 배터리를 충전하기 위한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같은 트랜지스터를 포함하는 회로의 형태로 충전 장치(220)에 포함될 수 있다.

이하, 가상 배터리 아이디부(221)에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 소스 단자(221a)는 표준형 충전기(210)의 배터리 아이디 단자와 연결되며, 게이트 단자(221b)는 배터리(230)의 제 1 전극과 연결된다. 여기에서 제 1 전극은 배터리(230)의 '+' 단자일 수 있다.

또한, 저항(221e)은 접지(221d)와 드레인 단자(221c) 사이에 연결되어 가상의 배터리 아이디에 대응하는 저항 값을 갖는다.

배터리(230)가 충전 장치(220)에 장착되면, 게이트 단자(221b)로 공급된 배 터리(230)의 잔류 전압은 가상 배터리 아이디부(221)의 트랜지스터를 턴-온(turn-on)시켜 소스와 드레인을 도통시킨다. 따라서, 배터리(230)의 잔류 전압에 의해 배터리 아이디 단자와 저항(221e)이 연결됨으로써 표준형 충전기(210)는 저항(221e)을 배터리(230)의 아이디로 인식하고, 이에 대응하는 충전 전류를 배터리(230)로 공급한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리(230)(또는 배터리가 결합된 단말기)가 충전 장치(220)에 장착된 경우에만 표준형 충전기(210)가 가상 배터리 아이디를 인식하게 되므로, 기존의 가상 배터리 아이디와 같이 충전 오류 신호를 발생시키지 않는다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치는, 도 2에 도시된 가상 배터리 아이디부(221) 외에도, 배터리 아이디 체크부(222) 및 스위칭부(223)를 더 포함한다.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 3에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성 요소를 의미하며, 소정의 역할들을 수행한다.

그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.

따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.

구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.

이하, 도 3에 도시된 충전 장치(220)의 각 구성 요소를 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 배터리 아이디 체크부(222)는, 배터리(230)가 충전 장치(220)에 장착되면, 배터리(230)의 아이디 유무를 체크한다.

참고로, 배터리 아이디 체크부(222)는 배터리(230)의 배터리 아이디 단자를 물리적 또는 전기적으로 인지할 수 있는 모든 장치가 이용 가능하다.

여기에서 배터리의 아이디, 즉, 배터리 아이디는, 충전되는 배터리의 용량을 구분하기 위한 것으로서, 배터리 아이디의 저항 값에 따라 충전되는 배터리가 대용량 배터리인지 소용량 배터리인지를 구분할 수 있으며, 배터리 아이디의 저항 값에 대응하는 충전 전류를 충전기로부터 공급받게 된다.

예를 들어, 배터리 아이디의 저항 값이 1.5K인 경우, 충전기는 해당 배터리를 대용량 배터리로 인식하여 900mA 또는 750mA의 충전 전류를 공급하며, 배터리 아이디의 저항 값이 27K인 경우, 충전기는 해당 배터리를 소용량 배터리로 인식하 여 450mA의 충전 전류를 공급한다.

한편, 스위칭부(223)는 배터리 아이디 체크부(222)의 체크 결과, 충전 장치(220)에 장착된 배터리(230)에 배터리 아이디가 존재하지 않는 경우, 가상 배터리 아이디부(221)를 제어하여 활성화시킨다.

가상 배터리 아이디부(221)의 활성화 동작은 이미 충분히 설명하였으므로, 반복되는 설명은 생략하도록 한다.

또한, 스위칭부(223)는 충전 장치(220)에 장착된 배터리(230)에 배터리 아이디가 존재하는 경우, 가상 배터리 아이디부(221)에 배터리(230)의 잔류 전압이 제공되는 것을 차단하여 가상 배터리 아이디부(221)를 비활성화시킨다.

따라서, 표준형 충전기(210)는 배터리(230)의 아이디를 직접 인식하여, 해당 배터리 아이디의 저항 값에 대응하는 충전 전류를 공급하도록 한다.

상기한 바와 같이, 스위칭부(223)에서 배터리 아이디의 유무에 따라 가상 배터리 아이디부(221)를 활성화 또는 비활성화시킴으로써, 배터리 아이디를 인식하는 표준형 충전기에 배터리 아이디를 가진 배터리와 배터리 아이디를 가지지 않는 배터리 모두를 범용적으로 사용할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 아이디 유무에 관계 없이 배터리를 충전하는 과정을 도시한 흐름도이다.

설명의 편의상, 도 3에 도시된 충전 장치(220)의 구성 요소들을 참조하도록 하며, I/O 커넥터의 핀수가 24핀이며, 배터리의 아이디를 체크하는 표준형 충전기(210)가 충전 장치(220)에 연결되고, 휴대용 전자 기기로부터 분리된 배터 리(230)가 충전 장치(220)에 장착된 경우를 설명하도록 한다.

먼저, 배터리(230)가 충전 장치(220)에 장착되면, 배터리 아이디 체크부(222)는 장착된 배터리(230)의 아이디 유무를 체크한다(S401).

단계 S401 결과, 배터리 아이디가 존재하지 않는 경우, 스위칭부(223)는 배터리(230)의 잔류 전압을 이용하여 가상 배터리 아이디부(221)를 활성화한다(S402).

만일, 단계 S401 결과, 배터리의 아이디가 존재하는 경우, 스위칭부(223)는 배터리(230)의 잔류 전압을 차단하여 가상 배터리 아이디부(221)를 비활성화한다(S403).

이 경우, 충전 전류는 가상 배터리 아이디부(221)가 아닌, 배터리 아이디에 대응하는 충전 전류가 충전기로부터 공급된다.

단계 S402 후, 표준형 충전기(210)는 가상 배터리 아이디부(221)를 통하여, 저항 값을 인식하고, 가상의 배터리 아이디인 저항 값에 대응하는 충전 전류가 표준형 충전기(210)로부터 충전 장치(220)에 장착된 배터리(230)로 공급된다(S404).

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 1a 내지 도 1d는 종래 기술의 표준형 충전기를 이용한 배터리 충전 방법을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 아이디 유무에 관계 없이 배터리를 충전하는 과정을 도시한 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 >

221 : 가상 배터리 아이디부

222 : 배터리 아이디 체크부

223 : 스위칭부

Claims (5)

1. 배터리 아이디 유무에 관계 없이 배터리 충전이 가능한 충전 장치에 있어서,

   충전기의 배터리 아이디 단자와 연결되는 소스 단자,

   배터리의 제 1 전극과 연결되는 게이트 단자 및

   접지와 드레인 단자 사이에 연결되어 가상의 배터리 아이디에 대응하는 저항 값을 갖는 저항을 포함하는 가상 배터리 아이디부,

   상기 배터리가 장착되면, 상기 배터리의 아이디 유무를 체크하는 배터리 아이디 체크부 및

   상기 체크 결과, 상기 배터리의 아이디가 존재하지 않는 경우 상기 배터리의 잔류 전압을 이용하여 상기 가상 배터리 아이디부를 활성화하고, 상기 배터리의 아이디가 존재하는 경우, 상기 가상의 배터리 아이디부를 비활성화하는 스위칭부

   를 포함하고,

   상기 가상 배터리 아이디부의 활성화에 의해 상기 충전기는 상기 저항 값을 상기 배터리의 아이디로 인식하여 상기 저항 값에 대응하는 충전 전류를 상기 배터리로 공급하고, 상기 가상 배터리 아이디부의 비활성화에 의해 상기 충전기는 상기 배터리의 아이디에 대응하는 충전 전류를 상기 배터리로 공급하는 것인 배터리 충전 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 배터리 아이디 유무에 관계 없이 배터리를 충전하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 배터리가 장착되면, 상기 배터리의 아이디 유무를 체크하는 단계,

   (b) 상기 체크 결과, 상기 배터리의 아이디가 존재하지 않는 경우, 상기 배터리의 잔류 전압을 이용하여 가상의 배터리 아이디를 갖는 회로를 활성화하는 단계,

   (c) 상기 회로가 활성화된 경우, 상기 활성화된 가상의 배터리 아이디 회로를 통하여, 충전기는 상기 가상의 배터리 아이디에 포함된 저항 값을 상기 배터리의 아이디로 인식하고, 상기 가상의 배터리 아이디에 포함된 저항 값에 대응하는 충전 전류가 상기 충전기로부터 상기 배터리로 공급되도록 하는 단계,

   (d) 상기 체크 결과, 상기 배터리의 아이디가 존재하는 경우, 상기 가상의 배터리 아이디를 갖는 회로를 비활성화하는 단계 및

   (e) 상기 회로가 비활성화된 경우, 상기 배터리의 아이디에 대응하는 충전 전류가 상기 충전기로부터 상기 배터리로 공급되도록 하는 단계

   를 포함하는, 배터리 충전 방법.
5. 삭제

Images