KR101613099B1 - 내장형 전지팩과 분리형 전지팩을 구비한 무선 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 단말기의 본체, 상기 본체 내부에 소프트웨어 프로그램을 저장하는 메모리부, 상기 메모리부에 데이터를 입력하는 데이터 입력부, 상기 데이터를 시각적으로 출력하는 LCD 표시부, 상기 무선 단말기에 전원을 공급하는 전원 공급부로서, 본체로부터 분리하지 못하도록 내장되어 있는 제 1 전지팩, 및 본체로부터 분리 가능하게 장착되어 있는 제 2 전지팩을 포함하는 전원 공급부, 및 상기 무선 단말기의 동작을 제어하며, 상기 전원 공급부로부터 전원 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기를 제공한다.

Description

내장형 전지팩과 분리형 전지팩을 구비한 무선 단말기 {Wireless Terminal with Embedded Type Secondary Battery Pack and Separated Type Secondary Battery Pack}

본 발명은 내장형 전지와 분리형 전지팩을 구비한 무선 단말기에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.

이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 장착과 분리가 자유로운 분리형 구조로 사용되기도 하고, 또는 외부기기의 내부에 매립되는 형태의 내장형 구조로 사용되기도 한다. 예를 들어, 노트북과 같은 디바이스는 사용자의 필요에 따라 전지의 삽입과 이탈이 가능한 반면에, 일부 휴대폰, MP3(MPEG Audio Layer-3)와 같은 디바이스는 그 구조 및 용량의 문제로 내장형 전지팩의 사용이 요구되기도 한다.

이와 같이 이차전지의 적용 분야와 제품들이 다양화됨에 따라, 전지의 종류 또한 그에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 당해 분야 및 제품들에 적용되는 전지들은 소형 경량화에 중점을 두고 개발되고 있다.

최근에는 와이파이를 통한 무선 인터넷이 급속히 보급되어 무선 단말기의 사용 시간이 증가함에 따라 전지팩을 충방전하는 횟수도 증가하고 있다. 이동하면서 무선 단말기를 사용하는 경우 외장형 충전기를 사용하여 무선 단말기에 전원을 공급하기에는 공간적, 시간적 제약이 따른다. 또한, 외장형 충전기를 휴대하지 않을 때에 충전된 외장형 전지팩을 교체하여 사용하는 사용자가 많다. 그러나, 전지팩 교체 동안에는 단말기의 전원을 종료하여 전지팩을 교체해야 하므로 전지팩 교체 동안에는 단말기를 사용할 수 없고, 전원을 온오프하는 시간이 오래 걸리게 되어 문제점이 발생하고 있다.

따라서, 상기의 문제점들을 해결하는 전지팩에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 분리형 전지팩과 내장형 전지팩들을 사용하는 다양한 구조의 디바이스에서 전원 관리의 효율을 높일 수 있고, 필요에 따라서 전원 유지를 지속하면서 용이하게 탈착 가능한 구조의 전원 관리가 우수한 전지팩을 구비한 무선 단말기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내장형 전지팩과 분리형 전지팩을 구비한 무선 단말기는,

무선 단말기의 본체;

상기 본체 내부에 소프트웨어 프로그램을 저장하는 메모리부;

상기 메모리부에 데이터를 입력하는 데이터 입력부;

상기 데이터를 시각적으로 출력하는 LCD 표시부;

상기 무선 단말기에 전원을 공급하는 전원 공급부로서, 본체로부터 분리하지 못하도록 내장되어 있는 제 1 전지팩, 및 본체로부터 분리 가능하게 장착되어 있는 제 2 전지팩을 포함하는 전원 공급부; 및

상기 무선 단말기의 동작을 제어하며, 상기 전원 공급부로부터 전원 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 무선 단말기에서는 전지팩을 교체하는 과정에서 단말기에 전원 공급을 유지하면서 전지팩을 본체로부터 분리 가능할 수 있다. 따라서, 필요에 따라서 전원 유지를 지속하면서 용이하게 탈착 가능한 구조로 형성되어 전원 관리의 효율을 높일 수 있다.

구체적으로, 제 1 전지팩은 본체로부터 분리하지 못하도록 내장되어 있고, 제 2 전지팩은 본체로부터 분리 가능하게 장착되어 서로 병렬 연결되어 있는 상태에서 본체에 전원을 공급할 수 있다. 상기 전원 공급부는 제 2 전지팩 분리시에 상기 제 1 전지팩으로부터 전원 공급을 유지할 수 있다. 상기 제 2 전지팩으로부터 전원을 공급하여 제 2 전지팩의 용량이 표시되는 LCD 표시부를 통해 확인할 수 있다. 예를 들어, 제 2 전지팩의 용량이 20% 이하면 제 2 전지팩의 용량 부족을 나타내는 정보가 LCD 표시부에 표시되어 제 2 전지팩의 용량을 확인할 수 있다. 그 후, 제 2 전지팩이 방전되어 제 2 전지팩을 충전하기 위해 본체로부터 분리시키는 동안 제 1 전지팩으로부터 전력을 지속적으로 공급하여 단말기의 전원이 꺼지는 것을 방지할 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제 2 전지팩의 충전이 완료되어 본체에 장착된 후, 제 1 전지팩의 용량이 50% 이하면 제 2 전지팩으로부터 제 1 전지팩을 충전할 수 있다. 따라서, 제 1 전지팩은 전원을 공급한 후 제 2 전지팩이 장착되면 다음 회에도 충전된 상태로 전원을 공급할 수 있다.

또한, 상기 제 1 전지팩은 커패시터일 수 있다. 커패시터는 충전 및 방전 시간이 길지 않아 단시간에 전류를 저장할 수 있지만, 수명은 거의 무한대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 본체에 내장되는 제한된 공간으로 인하여 커패시터의 물질로는 전극판의 유효 면적을 증가시킬 수 있는 활성탄이나 탄소 나노 튜브가 바람직하다. 따라서, 제 2 전지팩을 분리해서 다른 예비 전지팩으로 교체하는 시간 동안 본체에 내장된 커패시터로부터 전류가 공급될 수 있다.

위와 같이, 상기 제 2 전지팩의 분리시에 제 1 전지팩 또는 커패시터로부터 전원 공급이 개시되면, 제 1 전지팩 또는 커패시터의 용량이 LCD 표시부에 표시될 수 있다. 제 2 전지팩이 분리되기 전에는 제 2 전지팩 또는 제 1 전지팩과 제 2 전지팩의 잔여 용량의 각각 또는 합산한 용량이 LCD 표시부에 표시되어 전원 용량을 확인할 수 있다.

상기 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩 중의 하나는 전원 공급 전지팩을 스위칭하는 스위치부를 포함할 수 있다. 따라서, 보다 효율적으로 전원 관리를 위하여 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩의 잔여 용량에 따라 전원 공급 전지팩이 선택될 수 있다. 이러한 선택은 프로그램에 의해 자동으로 수행되거나 사용자에 의해 수행될 수 있다.

상기 제 1 전지팩의 용량은 제 2 전지팩의 용량에 비해 1% 내지 50%로 형성될 수 있다.

또한, 단말기에 장착된 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩은 충전시 동시에 충전될 수 있다.

한편, 종래의 본체로부터 분리된 전지팩을 충전하여 본체에 장착을 위해 본체 후면의 일부에 형성된 후크 결합을 이용하여 커버로 덮는 형태로 장착이 되어 사용자에게 불편함을 초래했다. 본 발명에 따른 전지팩은 본체의 일면으로부터 슬라이드 방식으로 삽입될 수 있다. 전지팩이 슬라이드 삽입되는 본체 내부에는 안내 홈이 형성되어 전지팩이 이탈하지 않고 슬라이드 삽입될 수 있다. 또한, 전지팩을 보다 용이하게 본체에 삽입할 수 있는 트레이를 구비할 수 있으며, 이러한 결합 형태는 특별히 한정되지는 않는다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 제어부는 커패시터를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 2 전지팩이 분리된 상태에서 제 1 전지팩을 강제로 분리할 때, 상기 제어부는 제어부를 구성하고 있는 커패시터로부터 전원 공급을 지속할 수 있다.

또한, 상기 전지팩은 리튬 이차전지를 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 리튬 이차전지는 각형 또는 파우치형 전지일 수 있다.

또한, 하나의 구체적인 예에서, 상기 무선 단말기는 예를 들어 휴대폰일 수 있으나 이차전지가 장착되는 무선 디바이스라면 한정되지 않고 다양하게 적용될 수 있다.

이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 내장형 전지팩과 분리형 전지팩을 구비한 무선 단말기는, 본체로부터 분리하지 못하도록 내장되어 있는 제 1 전지팩, 및 본체로부터 분리 가능하게 장착되어 있는 제 2 전지팩을 포함하는 전원 공급부를 구비하여 전지팩을 교체하는 과정에서 전지팩을 본체로부터 분리한 상태에서 단말기에 전원 공급을 유지할 수 있다. 즉, 필요에 따라서 전원 유지를 지속하면서 용이하게 탈착 가능한 구조로 형성되어 전원 관리의 효율을 높일 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 전지팩을 구비한 무선 단말기에 전지팩의 결합 방식을 도시한 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 팩을 구비한 무선 단말기에 전지팩의 결합 방식을 도시한 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩의 결합 방식을 도시한 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전원 제어 방법의 흐름도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1에는 종래의 전지팩을 구비한 실시예가 모식적으로 도시되어 있다.

도 1의 (a)를 참조하면, 무선 단말기(10)의 분리형 전지팩(12)을 본체 내부에 수용하고 있는 실시예가 모식적으로 도시되어 있다. 또한, 도 1의 (b)에는 무선 단말기(10)의 내장형 전지팩(22)을 본체 내부에 수용하고 있는 실시예가 모식적으로 도시되어 있다.

따라서, 도 1의 (a)에 따른 종래의 무선 단말기는 단말기의 전원을 종료하여 전지팩을 교체해야 하므로 전지팩 교체 동안에는 단말기를 사용할 수 없고, 도 1의 (b)에 따른 종래의 무선 단말기는 전지를 분리할 수 없는 구조로 인한 구조 및 용량의 문제점이 발생하고 있다.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 무선 단말기에 전지팩의 결합 방식을 도시한 모식도가 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 무선 단말기(100)는 본체(111)에 내장형 전지팩(112)과 분리형 전지팩(114)을 동시에 구비하고 있다. 도시된 바와 같이, 본체(111)의 중앙부측 내부에는 전지팩들(112, 114)을 수용하는 공간이 형성되어 있다. 내장형 전지팩(112)과 분리형 전지팩(114)은 전원 공급 단자가 병렬 연결되어 전원을 공급하는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 내장형 전지팩 또는 분리형 전지팩 구조를 가지는 무선 단말기의 문제점을 해결하여, 필요에 따라 전원 유지를 지속하면서 용이하게 탈착 가능한 구조를 포함하고 있으므로, 전원 관리의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지팩의 무선 단말기에 전지팩의 결합 방식을 도시한 모식도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 무선 단말기(110)의 일면에는 분리형 전지팩(114)을 본체(111)로부터 분리하여 충전을 완료한 후에 A방향으로 슬라이드 삽입할 수 있는 구조로 이루어져 있다. 분리형 전지팩(114)을 본체로부터 분리하면 내장형 전지팩(112)으로부터 전원을 공급하여 무선 단말기(110)의 전원을 종료하지 않고 이용할 수 있는 구조로 되어 있다.

제 2 전지팩을 충전한 후 본체에 삽입할 때, 제 2 전지팩은 본체의 일면으로부터 슬라이드 방식으로 삽입될 수 있다. 슬라이드 방식으로 삽입되어 탈착을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 전지팩을 장착하여 본체(111)에 장착할 수 있는 트레이(도시 생략)를 구비할 수도 있다.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 흐름도가 모식적으로 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩은 병렬 연결된 상태로 단말기 본체에 전원을 공급한다. 단말기(100)에 전원을 공급하면(S110), 본체 내부에 소프트웨어 프로그램을 저장하는 메모리부(도시 생략)를 제어하는 제어부(도시 생략)는 제 2 전지팩으로부터 전원 공급이 이루어지고 있는지를 검사한다(S120). 제 2 전지팩으로부터 전원 공급 중이면 제 2 전지팩으로부터 계속해서 전원 공급이 이루어진다(S130). 제 2 전지팩으로부터 전원 공급이 이루어지고 있지 않으면, 제 1 전지팩으로부터 전원 공급을 유지한다(S170).

제어부는 제 2 전지팩의 용량을 지속적으로 검사하여(S140) 제 2 전지팩의 용량이 20% 이하면 데이터를 시각적으로 출력하는 LCD 표시부에 경고 표시를 나타내게 한다(S150). 제 2 전지팩의 용량을 지속적으로 검사하여 제 2 전지팩이 방전되었으면 제 1 전지팩으로부터 전원 공급을 개시한다(S170). 제 2 전지팩을 충전한 후 본체에 삽입했을 때에 상기 제 1 전지팩의 용량이 50% 이하면 제 2 전지팩으로부터 제 1 전지팩을 충전할 수 있다.

또한, 제어부에는 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩 중 전원 공급 전지팩을 스위칭하는 스위치부를 포함하고 있다. 사용자는 전지팩의 용량을 확인하여 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩을 선택하여 전원 공급을 유지할 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (17)

1. 무선 단말기로서,
   무선 단말기의 본체;
   상기 본체 내부에 소프트웨어 프로그램을 저장하는 메모리부;
   상기 메모리부에 데이터를 입력하는 데이터 입력부;
   상기 데이터를 시각적으로 출력하는 LCD 표시부;
   상기 무선 단말기에 전원을 공급하는 전원 공급부로서, 본체로부터 분리하지 못하도록 내장되어 있는 제 1 전지팩, 및 본체로부터 분리 가능하게 장착되어 있는 제 2 전지팩을 포함하는 전원 공급부; 및
   상기 무선 단말기의 동작을 제어하며, 상기 전원 공급부로부터 전원 공급을 제어하는 제어부;
   를 포함하고 있으며,
   상기 제 2 전지팩이 분리된 상태에서 제 1 전지팩을 강제로 분리할 때, 상기 제어부는 전원을 공급받는 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩은 병렬 연결된 상태로 본체에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전지팩의 용량이 50% 이하면 제 2 전지팩으로부터 제 1 전지팩을 충전하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전지팩은 커패시터인 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전원 공급부는 제 2 전지팩 분리시에 상기 제 1 전지팩으로부터 전원 공급을 유지하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전지팩의 분리시에 제 1 전지팩의 용량이 LCD 표시부에 표시되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전지팩의 용량이 20% 이하면 제 2 전지팩의 용량 부족을 나타내는 정보가 LCD 표시부에 표시되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩 중의 하나는 전원 공급 전지팩을 스위칭하는 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전지팩의 용량은 제 2 전지팩의 용량에 비해 1% 내지 50%인 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전지팩 및 제 2 전지팩은 동시에 충전되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전지팩은 본체의 일면으로부터 슬라이드 방식으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
13. 삭제
14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 전지팩이 분리된 상태에서 제 1 전지팩을 강제로 분리할 때, 상기 제어부는 커패시터로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
15. 삭제
16. 제 1 항에 있어서, 상기 전지팩은 리튬 이차전지를 하나 이상 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
17. 제 1 항에 있어서, 상기 무선 단말기는 휴대폰인 것을 특징으로 하는 무선 단말기.

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