KR102285353B1 - 본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 시스템 및 방법을 개시한다. 하우징을 구비하는 본질적으로 안전한 IS 모바일 디바이스는, PCB; PCB 상의 복수개의 퓨즈 회로 구성요소들(fuse circuit components); PCB 상의 복수개의 동작 구성요소 회로들(operational component circuits); 및 복수개의 퓨즈 회로 구성요소들과 직접적으로 연결되는 배터리 팩(battery pack); 을 포함하고, 복수개의 퓨즈 회로 구성요소는 모든 동작 구성요소가 과도한 전류를 흐르게 하지 않도록 보장하기 위해 상기 본질적으로 안전한 디바이스의 복수개의 동작 구성요소 회로에 연결된다.

Description

본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR I-SAFE MOBILE DEVICES}

관련 출원들에 대한 상호-참조

본 출원은 2012년 11월 9일에 제출된 미국가특허 출원 61/724,696 "본질적으로 안전 모바일 디바이스"의 출원일에 대한 우선권 및 2013년 3월 15일에 제출된 미국 가특허 출원 61/792,222 "본질적으로 안전 모바일 디바이스 배터리"에 출원일에 대한 우선권을 주장하고 위의 출원들의 개시는 참조로써 본 출원에 통합된다.

본 발명은 잠재적인 폭발 환경에서의 모바일 디바이스의 사용에 관한 것으로 특히, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

잠재적인 폭발 환경에서의 통신 디바이스의 디자인, 인증 , 제조 및 사용은 여러 문제를 발생 시킬 수 있다. 현대의 통신 장비 예컨대, 스마트폰은 30통신(30 communications), 와이파이(Wi-Fi),위치 시스템(GPS), 카메라(camera) , 터치 스크린(touch screen)및 시스템 자체의 동작과 같은 전력 소모 구성요소의 방대한 배열을 동작시키기 위한 상당한 전력과 저장된 정전용량(capacitance)을 요구한다. 작은, 경량 제한된 휴대용 폼 팩터(handheld form factor)에 대한 이러한 특징 모두를 동작시키는 전력은 모바일 디바이스의 설계를 더욱 복잡하게 한다.

본질적인 안전은 가연성 물질의 발화 원인인 열 또는 전기적인 수단 전기적 부품 중 어느 하나에 의한 충분한 에너지 방출을 할 수 없도록 전기적인 장치가 디자인 되는 것에 의존한다. 다양한 폭발적인 그룹을 점화하는 데 필요한 에너지는 실험에 의해 입증되었다. 데이터가 생성되고, 데이터는 발생할 수 있는 다양한 종류의 에너지의 안전한 수준을 나타 내기 위해 사용될 수 있다.

그러므로, 잠재적인 폭발 환경에서의 모바일 디바이스 사용을 제공하는 방법 및 장치의 존재가 필요하다. 다른 한계점들과 종래의 시스템의 단점은 다음 도면 및 상세한 설명을 참조하여 본 출원의 나머지 부분을 검토 한 후에 당업자에게 명백해질 것이다.

본 발명은 본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 시스템 및 방법을 제공한다. 구조적으로, 본 발명은 하우징을 구비하는 본질적으로 안전한 모바일 디바이스로 개념화 될 수 있고, PCB, PCB의 복수개의 퓨즈 회로 구성요소, 및 PCB의 복수개의 동작 구성요소 회로를 포함한다.

시스템은 복수개의 퓨즈 회로 구성요소와 직접적으로 연결되는 배터리 팩을 더 포함한다. 상기 복수개의 퓨즈 회로 구성요소는 모든 동작 구성요소에 전류가 초과하여 흐르지 않게 하는 것을 보장하기 위해 본질적으로 안전한 디바이스의 복수개의 동작 구성요소 회로와 연결된다.

본 발명의 또 다른 실시예는 견고한 핸드 셋 디바이스에 대한 방법을 제공한다. 이 방법은 PCB로 복수개의 퓨즈 회로 구성요소를 부착하는(attaching)단계; 복수개의 퓨즈 회로 구성요소를 부착하는(attaching)단계를 포함한다. 상기 방법은 PCB로 복수개의 동작 구성요소 회로를 부착하는 단계; 복수개의 퓨즈 회로 구성요소로 직접적으로 연결되는 배터리 팩을 부착하는 단계; 및 하우징에 PCB 를 부착하는 단계; 를 포함한다.

이들 및 측면, 발명의 특징 및 이점은 본 명세서의 다른 도면과 상세한 설명을 도면을 참조하여 이해 될 것이며, 첨부 된 청구항에서 특히 지적 된 다양한 요소 및 조합에 의해 실현 될 것이다. 이있어서, 전술 한 일반적인 설명과 본 발명의 상세한 설명과 도면의 간단한 설명 다음은 예시이며, 본 발명의 바람직한 실시 예의 설명 및 본 발명을 제한하지 않은 것으로 이해되어야한다.

본 발명의 일면에 따른 하우징을 구비하는 본질적으로 안전한 모바일 디바이스는, PCB; PCB 상의 복수개의 퓨즈 회로 구성요소들(fuse circuit components); PCB 상의 복수개의 동작 구성요소 회로들(operational component circuits); 및 복수개의 퓨즈 회로 구성요소들과 직접적으로 연결되는 배터리 팩(battery pack); 을 포함하고, 복수개의 퓨즈 회로 구성요소는 모든 동작 구성요소가 과도한 전류를 흐르게 하지 않도록 보장하기 위해 상기 본질적으로 안전한 디바이스의 복수개의 동작 구성요소 회로에 연결된다.

본 발명의 다른 일면에 따른 하우징을 구비하는 본질적으로 안전한 모바일 디바이스를 생성하는 방법은 PCB로 복수개의 퓨즈 회로 구성요소를 부착하는(attaching)단계; PCB로 복수개의 동작 구성요소 회로를 부착하는 단계; 복수개의 퓨즈 회로 구성요소로 직접적으로 연결되는 배터리 팩을 부착하는 단계;및 하우징에 PCB 를 부착하는 단계; 를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면 여러 환경에서 안전하게 모바일 디바이스를 사용할 수 있다.

청구 범위에 기재된 본 발명은 후술되는 도면을 참조하여 더 잘 이해 될 수 있다. 도면 내의 구성 요소는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 명확하기 도시되고 서로에 대해 강조를 확장 할 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 환경과 실시예에 따른 본질적으로 안전한 모바일 디바이스를 활용하는 원격 디바이스를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 본질적으로 안전한 모바일 디바이스의 단면(cross section view)을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스를 방수 가능하게 하는 플러그와 멤브레인(membranes)을 구비하는 본질적으로 안전한 모바일 디바이스의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2및 도 3에 도시된 것과 같이, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스의 전력 연결 예를 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 5는 도 2와 도 3에 나타난 것과 같이 본질적으로 안전한 모바일 디바이스 에서 본질적으로 안전한 배터리의 예를 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 6은 도 2, 4 내지 5에 나타난 바와 같이, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 본질적으로 안전한 배터리 연결 실시예를 나타낸 블록 다이어 그램이다.
도 7은 도 2, 4, 5 내지 6에 나타난 것 과 같이, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 본질적으로 안전한 배터리에서의 이상/이하 전압 보호 회로의 실시예를 나타낸 블록 다이어 그램이다.
도 8은 도 2,4,5 및 6에 나타난 것과 같이 본질적으로 안전한 모바일 디바이스 에서의 본질적으로 안전한 배터리에서의 DC-DC컨버터 회로의 실시예를 나타낸 블록다이어 그램이다.
도 9는 도 2,4,5 및 6에 나타난 바와 같이, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 본질적으로 안전한 배터리에서의 연결 회로의 실시예를 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 10은 도 2,4,5 및 6에 나타난 바와 같이, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스에 대한 본질적으로 안전한 배터리에서의 열 퓨즈 회로의 실시예를 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 11은 도2,4,5 및 6에 도시된 바와 같이, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스에서 PCB 연결을 봉인하기 위한 구조의 실시예를 나타낸 블록 다이어그램이다.

본 발명은 이하 설명하는 본 발명에서 본질적으로 안전한 이동 장치 시스템을 사용하여 원격 장치들 모두에 적용 할 수 있다. 스마트 폰에 대하여 설명하지만, 본 발명의 본질 안전 이동 장치 시스템은, 예를 들어 같은 임의의 모바일 장치에 이용되지만 이에 한정하지 않고, 임의의 모바일 장치는 스마트 폰, 모바일 PC, 노트북, PDA와 포켓 PC에 한정되지 않을 수 있으며, 호출기, 셀룰러 폰, 팜 디바이스, 태블릿 PC, 전자 책의 표시 장치, 헤드셋과 관련 액세서리, 또는 다른 센서 데이터 획득 장치 및 휴대용 컴퓨팅 장치를 포함한다.

잠재적인 폭발 환경에서 전기 장치를 안전하게 사용하기 위해, 설계(design)는 "처음부터."다루어 져야만 한다. 안전한 동작 주위의 디자인은 통신 및 디바이스 성능과 평행하게 다루어 져야 한다. 사용자들은 스마트 폰의 가치와 그것의 어플리케이션, 이메일 관리 및 일과의 필수적인 구성요소가 되는 다른 일상작업의 무수한 수행 능력을 이해하게 되었다. 일상 업무의 필수 요소가 한 스마트 폰의 가치와 이메일, 응용 프로그램의 무수를 실행 관리 할 수 있는 능력 및 기타 일상적인 작업을 이해하게 되었다. 스마트 폰에 대한 이러한 친숙함은 디바이스로 변환되어야 한다. 이상적으로, 한 작업 현장에서 사용되는 디바이스는 유사한 사이즈, 무게 및 성능을 구비해야 한다.

일단 휴대 전화 성능 및 본질적인 안전함에 대한 기준이 확립된 이후에 디자인 단계가 시작 될 수 있다. 이러한 두 측면은 다양한 규제 기관들에 의해 국제적으로 규정된다. 본 발명은 안전의 관점에서 디자인의 측면을 다룰 것이다.

특히, 스마트 폰 성능 및 인증에 대한 측면에서, 성능, 네트워크 적합성 및 사용성을 유지하기 위해 설립된 광범위한 인증 및 기준이 있다. 여기에는, IC, PTCRB, GCF(현장 시험 포함)이 포함되고, R&TTE, CE, FCC, 및 다수가 포함되고, 이에 한정하지 않는다.

안전성 인증 측면에 있어서, 가장 일반적으로 사용되는 저 전력 요구(모바일 디바이스 와 같은)에 대한 개념은 ‘본질적인 안전성’이다. 본 발명은 특히 다양한 국제적인 규제 기구들에 의해 정의된 바와 같은 본질적인 안전성의 적정 레벨을 획득하는 것에 대한 설계 컨셉을 다룰 것이다.

본질적인 안전 인증은 폭발 환경(explosive atmospheres)에서 전자 기기의 안전한 동작에 대한 제공을 위해 디자인 된다. 이러한 본질적인 안전함 이면의 이론은 시스템의 위험한 환경에서 점화가 발생할 수 없도록 충분히 낮은 이용 가능한 전기적 그리고 열 에너지를 보장하기 위한 것이다.

매우 작은 양의 에너지는 점화를 야기하는데 요구된다. 예컨대, 공기 중에서 수소의 결합에 필요한 에너지는 겨우 20μJ이다. 이러한 점화 에너지의 방출에 대한 전자 회로 메커니즘은 후술되는 하나 또는 그 이상이다.

저항 회로에서의 개방 회로 또는 쇼트 회로 구성요소 또는 상호연결

정전용량 회로에서의 쇼트 회로 구성요소 또는 상호연결

인덕티브 회로에서의 개방회로 구성요소 또는 상호연결

뜨거운 표면에 의한 점화

2003년 7월 이래로, EU에 포함된 조직은 폭발 환경과 영역 에서의 폭발 위험으로부터 근로자를 보호하기 위해 지시를 따라야 한다. 국제적으로, 대부분의 나라들과 다 국적 회사들은 본질적인 안전함을 정의하는 EU 기준을 채택하고 있다 US, UL,913 에서의 주요기준, 그리고 EU 기준은 그들의 테스트 방법론과 유사한 측면으로서의 ATEX를 참조한다.

ATEX 는 폭발가능한 환경-영어로 폭발가능한 환경을 의미한다. ATEX - (ATmosphere EXplosibles - English, Explosive Atmospheres)

두 ATEX 지시사항이 있다(하나는 제조에 대한 것이고, 하나는 장비의 이용자에 대한 것이다 ).

ATEX 95 장비 지침 94 / 9 / EC, 폭발 가능성이 있는 환경에서 사용하기 위한 장비 및 보호 시스템;

ATEX 137 일하는 공간의 지침 92/ 99 / EC, 폭발 위험으로 인한 위험에 노출 근로자의 안전과 건강 보호를 개선하기 위한 최소 요구 사항.

고용주는 위험한 폭발이 발생할 수 있는 영역을 분류해야 한다. 특정 영역에 대한 분류, 및 그것의 크기와 발생하는 위치는 폭발 환경의 폭발 가능성과 폭발이 발생할 경우 그것의 지속성에 의존한다.

영역(가스-증기-안개에 대한 0,1,2와 먼지에 대한 20,21,22)으로 구분된 지역은 발화의 유효한 원인으로부터 보호되어야만 한다. 영역화된 지역에서 사용되도록 의도된 장비 및 보호 시스템은 지시사항의 요구를 충족해야만 한다. 영역 0과 20은 카테고리 1로 표시된 요구사항을 필요로 하고, 영역 1과 21은 카테고리 2로 표시된 요구사항을 필요로 하고, 영역 2와 22는 카테고리 3으로 표시된 요구사항을 필요로 한다. 영역0과 20은 존재하는 지역 중 폭발 위험이 가장 높은 위험 영역이다. 표 1을 참조한다.

94/9/EC지시사상의 목적은 각 구성원의 상태에 대한 테스트와 문서화 분리에 대한 요구를 제거함으로써 EU 내의 'ATEX' 장비와 보호 시스템의 자유로운 무역(trade)을 허용하기 위한 것이다.

이러한 규정은 폭발 환경에서의 사용에 대해 의도되는 보호 시스템을 포함하는 전기적 또는 기계적인 모든 장비에 대해 적용된다. 장비에는 채굴에 대한 I 과 표면 산업에 대한 II의 두 카테고리가 있다. 그것의 조항을 적용하여 CE 표시와 Ex마크를 첨부하는 제조업자들은 유럽 연합 내의 어디에서나 다루어지는 위험에 대한 더 이상의 요구사항 없이 그들의 장비를 팔 수 있다. 지시사항은 장비의 큰 범위를 다루고, 잠재적으로 고정된 해양 플랫폼, 석유 화학 공장, 광산, 밀가루 공장과 잠재적으로 폭발 위험이 있는 다른 지역과 같은 곳에서 사용되는 장비에 대한 지시사항을 포함한다.

매우 넓은 의미로, 지침이 적용되는 세 가지 전제 조건이 있다 : a) 장비는 그것의 효율적인 점화 소스를 구비할 것; b) 잠재적인 폭발 환경(공기 혼합)에서의 사용을 의도할 것; 및 c) 일반적인 대기 조건 하 일 것; 이다.

제조업자/공급자(또는 수입자, 만일 제조업자가 EU 외부에 있는 경우)는 그들의 제품이 본질적인 건강 과 안전 요구사항을 충족하고, ATEX인증에 대한 적절한 적합성을 거친 것을 보장 해야 한다. 이는 일반적으로 ‘제 3자’인증기관에 의한 테스트와 보증에 관계된다. 하지만, 제조자/공급자는 카테고리 3 장비(도면, 위험 분석 및 현지 언어 사용자 설명서를 포함한 기술 서류) 및 카테고리 2 비-전기적인 장비는 ‘자체 인증’할 수 있고, 하지만 카테고리 2에 대한 기술 서류는 인증 기관에 제출해야 한다. 인증이 되면, 장비는 'CE'(ATEX와 모든 다른 관련 조건을 준수한다는 의미)에 의해 표시된다. 그리고, 오른쪽 그림과 같은 'Ex' 상징은 ATEX 지침에 따른 승인을 식별하기 위해 표시된다. 기술적인 문서는 10년동안 보관되어야 한다.

인증은 장비 또는 보호 시스템이 그것의 의도된 목적에 적합하고, 그에 적합한 정보가 안전하게 사용할 수 있도록 함께 공급된다. 특정 장비 또는 보호 시스템의 적합성과 특정 어플리케이션에서 안전하게 사용될 수 있도록 보장하는 것은 ATEX에서 4가지로 분류되어 있다:

1. 산업 또는 채광 어플리케이션 (Industrial or Mining Application; )

2. 장비 카테고리;(Equipment Category)

3. 주변환경 (Atmosphere)및

4. 온도(Temperature)

EN 60079-11은 영역 1 폭발 환경에 대한 ATEX 평가 기준에 대한 초안이고, 이 보호 기준은 본질적인 안전기준으로 알려져 있다.

ib 평가된 ATEX 에 대한 마킹 ATEX 카테고리 2 표시(The markings for an ib rated ATEX ATEX Category 2 Marking):

ATEX II 20 Ex IB IIC T4 (IECEx GB) 에 대한 표시를 다음과 같이 정의한다:

폭발성 가스 환경과 장소에서 사용하기 위한 II - 전기 장비(폭발성 매탄가스에 민감한 광산 제외 )

2G - 영역 1 (가스)에 대해 적합한 장비. 영역1-폭발 환경에 대한 위치에서 표준 동작 이 발생하거나 또는 자주((10 - 1000 시간/년) 발생할 것으로 예상될 수 있는 위치

Ex-폭발 보호를 나타내는 표시

Ib- 보호 유형, EN 60079-11에 따라 본질적인 안전(Intrinsic Safety)은 아래의 표 1을 참조

IIC-폭발 가스 그룹, 표면 산업, 전형적인 가스는 아세틸렌 / 수소,< 20μj 점화 에너지(20μj 미만의 점화 에너지)

T4- 온도 분류(클래스), 최대 표면 온도 135 °C 주변온도 40°C 기반

추가적인 정의는 아래 표 참조

상징 (Symbol)	분류 (Classification)	영역 기준 (Criteria for Zone)
Ex ia	Zone 0	가연성 물질 항상 존재 또는 긴 시간 동안(예컨대 >1000시간/년)
Ex ia	Zone 20	가연성 물질 항상 존재 또는 긴 시간 동안(예컨대 >1000시간/년)
Ex ib	Zone 1	정상 동작에서 가연성 물질 존재(예컨대, 10에서1000 시간/년)
Ex ib	Zone 21	정상 동작에서 가연성 물질 존재(예컨대, 10에서1000 시간/년)
Ex ib	Zone 2	짧은 시간동안 가연성 물질 존재(예컨대, <10시간/년)
Ex ib	Zone 22	짧은 시간동안 가연성 물질 존재(예컨대, <10시간/년)

본질적인 안전에 대한 ATEX 기준을 다루는데 있어서, 테이블 1에서 정의된 바와 같이, 보호의 레벨은 사용자 케이스에 구체적으로 정의되어야 한다. 인증의 적절한 레벨을 결정하는데 있어서, 타겟 사용자가 어디에서 일을 하는가와 같은 중요한 질문에 대해 무선 커버리지 영역에 존재(wireless coverage present) 와 같은 답을 필요로 한다. 영역 0에서는 모든 근로자에게 도달 할 수 있고, 무선 서비스는 이러한 환경에 존재하지 않을 가능성이 있다. 영역 1 "Ex ib"는 노동력의 대부분에 도달하는 반면, 무선 범위를 유지할 가능성이 분야에서 운영한다.

ATEX 규정에서 요구하는 보호의 ib레벨을 획득하기 위해, 스파크 점화에 대한 회로를 테스팅 또는 평가하는데 있어서, 1.5 의 안전 요소는 10.1.4.2에 따라 적용 되어야 한다. 표면 온도의 분류를 결정하기 위한 전압 또는 전류인가 안전 계수는 모든 경우에 1.0으로한다.

추가적으로, ib 보호는 시스템 내부의 모든 회로에 대한 오류 평가를 요구한다. 상기 시스템은 배터리 또는 ib평가 환경에서 동작하는 부속품(accessories)을 포함하는 전체 전기 장치로서 정의된다.

구성요소는 항상 안전하고 예측 가능한 조건에서 항상 오류는 다음과 같이 정의된다.

셀 수 있는 오류- 셀 수 있는 오류는 안전에 실패하지 않고, 예측 가능한 조건에서 실패 할 수 있는 안전 설계 요소(safety design element)이다.

셀 수 없는 오류-셀 수 없는 오류는 언제든지 실패로 간주될 수 있고, 본질적인 안전 보호에 대해 의존하지 않는 안전 설계 요소이다.

오류가 없는 절연- 오류가 없는 구성요소 또는 절연은 셀 수 있는 오류에 적용 되지 않거나, 또는 셀 수 있는 오류가 적용 된 후 남아 있는 오류이다.

셀 수 있는 오류를 결정하기 위해, 오류가 없는 절연으로 다음의 시험 기준을 적용 할 수 있다. 셀 수 없는 오류 적용은 아래 환경에서 각각 다를 수 있다.

Um = 보호 타입을 무효화하지 않고 연관된 장치의 비 본질적으로 안전한 연결 설비에 적용 될 수 있는 최대 전압.

Ui = 보호의 타입을 무효화하지 않고 장치의 연결 설비에 적용 될 수 있는 최대 전압 (피크 AC 또는 DC).

Um 및 Ui를 적용하여, 전기 장치 에서의 본질적으로 안전한 회로와 "ib" 보호 레밸은 아래 상황 각각에서 점화를 야기시키지 않는다.

정상 동작에서와 셀 수 없는 오류의 적용에서 이는 대한 가장 부담스러운 조건을 제공한다.

정상 동작에서와 하나의 셀 수 있는 오류의 어플리케이션으로 가장 부담스러운 조건을 제공하는 셀 수 없는 오류의 적용을 더한다.

정상적인 사용에서, 전기 장비는 스위치, 모터 브러쉬, 커넥터 및 다른 장소에서 종종 매우 소량의 내부 스파크를 생성한다. 이러한 스파크는 공기에 존재하는 가연성 물질을 점화 할 수 있다. 예컨대, 해양 변환 동작 동안 가연성 물질이 해양 단말과 탱커 선박 또는 부선간에 전송되는 동안, 비 - 본질적으로 안전한 양 방향 (two-way) 무선통신(radio communication)은 안전 목적을 위해 최호로 유지된다.

본질적인 안전은 저 전압과 전류가 입력되도록 함으로써 달성 될 수 있다. 위험 지역의 그 모든 I 전압 및 전류는, 예를 들어 제너 다이오드(zener diodes)와 같은 다른 수단을 이용하여 보호되지만, 이에 한정되지 않는다. 때때로, 갈바닉 절연 장벽(galvanic isolation barrier)으로 알려진 장벽의 다른 유형이 사용될 수 있다. 본질적인 안전의 다른 측면은 비정상적인 작은 부품의 온도를 제어하는 것이다. 특정 오류 조건 하에서(반도체 소자 내부의 내부 단락과 같은), 부품의 온도 조건은 정상 이용에서보다 매우 높게 상승할 수 있다.

본 발명은 제너 다이오드(zener diodes), 저항기(resistors)를 와 퓨즈(fuses)를 사용하여 과잉 전기 에너지를 그라운드로 안전하게 접지함으로써 위험 지역에서의 스파크 발생이나 장치의 과열을 방지하는 수동 네트워크 디바이스(passive network device)다. 본 발명의 주요한 효과는 저 비용 및 아날로그 DC에서 데이터 또는 고속 디지털 형태(high-speed digital forms)로 동작하는 기능(ability)이다.

갈바닉 절연의 원리는 전류 흐름을 막기 위해 금속의 전도성 경로를 모두 허용하지 않도록; 전기적인 시스템의 기능적인 부분을 절연하는 것이다. 에너지 또는 정보는 또 다른 수단에 의해 부분 사이에 교환 될 수 있다, 예컨대, 정전용량(capacitance), 인덕션(induction) 또는 전자기파(electromagnetic waves) 또는 광학 , 음향(acoustic) 또는 기계적인 수단에 의해 교환될 수 있다.

두 개 이상의 전기 회로가 통신해야 하는 경우 갈바닉 절연이 사용되지만, 그러나 그 이유는 다른 전위들(different potentials)에있을 수 있다. 이는 접지 도체를 공유하는 두 개의 유닛들 사이에 흐르는 불필요한 전류를 방지하여 접지 루프를 차단하는 효과적인 방법이다. 갈바닉 절연은 또한 사람의 몸을 통해 지상에 도달하는 사고 전류를 방지하여 안전을 위해 사용된다.

갈바닉 절연을 구비하는 방법:

포토 트랜지스터는 HVDC 네트워크를 구동하기 위해 종종 사용된다.

변압기(Transformers)는 자속(magnetic flux)에 의해 커플 된다. 변압기는 일반적으로 전압을 변경하는 데 사용되는 반면 , 절연 변압기와 1 : 1 비율은 안전 어플리케이션에서 사용된다.

광 커플러(Optocouplers)는 빛의 파장에 의해 정보를 전송한다. 송신기(광원)와 수신기 (감광 장치)를 전기적으로 연결되어 있지 않는다; 전형적으로 그것들은 불투명, 절연 플라스틱의 매트릭스 내에서 장소에서 연결된다.

캐패시터(Capacitors)는 교류 (AC)가 흐르는 교류 허용하지만, 직류 전류는 차단한다. 그들은 다른 직접 전압에서 회로 사이의 ac 신호로 커플링된다.

캐패시터는 절연되어야 하는 회로와 함께 연결되는 쇼트 회로에 의해 실패 할 수 있기 때문에 "클래스 Y"와 같이 안전 격리에 사용되는 캐패시터에는 특별한 등급이 있다.

모바일 디바이스에 대해 결정된 보호 수준으로 제품의 평가가 필요하다. 안전 "IB"레벨이 청구된 장치에서 본질적인 안전 회로는 세 가지 기본 조건을 충족해야 한다:

회로가 테스트될 때 스파크 점화가 없어야 하고 또는 보호의 지정된 레벨 10 절에서 요구하는 평가 (5 절 참조) 및 그룹화 전기 장치 (제 4 항 참조)에 의한 조건으로 평가된다.

뜨거운 표면에 의해 점화가 발생되지 않도록 보장하기 위해 본질적인 안전 장치의 온도 분류는 IEC 60079-0의 5.6 및 온도 요구 사항에 따라 수행되어야 한다. 온도 분류는 관련 장치에 적용되지 않는다.

회로는 충분히 다른 회로에서 분리된다.

모바일 디바이스 보다 구체적으로, 스마트 폰은 복잡한 장치이지만 , ATEX 평가는 다음과 같은 8 개의 영역으로 요약 될 수 있다 :

배터리-배터리는 EN 60079-11 섹션 7.4 (기본 및 보조 전지 및 배터리) 10.5 (전지 및 배터리 테스트)를 준수 해야 한다. 배터리는 스파크 점화에 대해, 최대 표면 온도 (130 ° C), 와 전해질 누출 및 보호의 적어도 2 레벨에 대해 테스트 되어야 한다.

단락(short circuited) 또는 충전 반전(reverse charging )을 실시하는 경우, 셀의 일부 유형, 특히 리튬 종류(lithium types)가 폭발 할 수 있다. 이러한 셀의 사용은 본질적으로 안전하고 규격화된 장비에 사용뿐만 아니라 EN 60079-11 과 같은 그들의 제조 자에 의해 확인 되어야 한다.

셀을 포함하는 경우, 장치는 폭발 위험이 있는 장소에서 변경 될 수 없다.단일 셀의 터미널에서 스파크 점화 방전은 테스트되는 것이 요구되지 않고, 단일 셀 (EN 60079-11 기준) 미만 4.5 V의 최대 개방 전압을 제공 한다.

단락 회로 조건에서보다 33W 이하를 공급하는 배터리는 스파크 점화 테스트에 제외 될 수 있다.배터리가 단락 조건 하에서 잠재적으로 33W 이상을 공급할 수 있는 경우, 이는 단락 테스트를 반드시 통과하고, 130 ° C (T4)의 표면 온도를 초과하지 않아야만, 전해질 누출이 허용되지 않는다. 테스트는 10 샘플들에 수행되어야 하며, 보호 장치의 사용 없이 상기 디바이스는 배터리 셀과 캡슐화된다.

정전용량(Capacitance)은 - 전체 시스템 용량은 EN 60079-11 표 A.2에 설명 된 제한을 초과 할 수 없다. 회로 정전용량은 가능한 전기적 및 열 에너지가 되도록 제한되어야 시스템에서 위험 지역에서 점화가 발생하는 것보다 항상 에너지가 충분히 낮도록 보장할 수 있다.

표 A.2 - 허용 용량 = 370μF (그룹 IIC, 4.25V, l.5x의 안전 계수). FCC, RT & TE, GCF, PTCRB 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 통신 규정 처리회(communication governing bodies)에 의해 설정된 성능 기준을 유지하기 위해, 전원 요구 사항은 370μF를 초과하고, 절연된 PCB 디자인과 구조는 표준이 아닌 휴대 전화 아키텍처를 구성해야 한다.

이 목표를 달성하기 위한 방법을 아래 방법들을 포함하지만 이에 한정되지 않는다 :

충전회로는 위험한 환경에서 사용될 수 없기 때문에, 비활성 상태로서 무시되고 회로의 나머지로부터 분리 될 수 있다.

불필요한 전전용량(capacitance) 제거

더 높은 정전용량을 허용하기 위한 동작 전압 제한

주요 시스템 블록의 완전한 절연

로컬 동작 전압 평가

오류 내성(fault tolerant.)

충전 회로 절연

오류 면역을 위한 제너 장벽 구비

2 레벨의 중복

높은 용량의 전기 노드의 로컬 캡슐화

완전한 절연(infallibly isolated)

전지를 가정하면 본질적인 안전(또는 IS로 수정)은 , 시스템 용량을 관리하는 것이 본질적인 안전과 ATEX 인증에 대하여 높은 장애물이 된다. 용량 / 전력 관점에서 시스템의 매우 강도 높은 자세한 분석이 필요하다. 이 분석의 결과는 커패시턴스 (있는 경우)이 감소되거나 제거되고, 효과적인 시스템 용량이 실제로 보이는 될 수 있는 것을 드러낸다. 정전용량 효율에 기초하여, 절충(trade-off)연구는 절연되어 설계에 적절한 영역을 확인하기 위해 캡슐화 되거나, 또는 더 양호한 동작 전압에 클램프 될 수 있다.

인덕턴스-(EN60079-11참조) 다이어그램 1

Sm.face 온도 - 정상에서 최대 허용 표면 온도 및 오류 조건은 130 ° C의 (T4)이다.

배터리, PCB 트레이스를 포함하는 각 구성 요소에 필요한 상세한 스트레스 분석과 배선.

최대 전력 소비와 표면 온도 측정

가장 부담스러운 오류 조건에서의 평가

주변온도 40°C에서의 평가

펠폼(Pelform( 스트레스 분석 및 개별 사례에 부적합한 요소 처리

외장(Enclosure)- 외장은 IEC 60079-0에 설명 된 환경 요구 사항뿐만 아니라, 열 조절 및 충격 시험을 준수해야 한다.

하우징은 자연적인 정전기를 방지 해야 한다.

IAW EN60079- l l에 의한 정확한 표시

드롭 테스트 IEC 60079-0에 의해 삭제 가능

배터리 구획(Battery compartment)은 EN60079-11에 의해 고정해야함.

충전에 대한 외부 접촉이 밀폐되어야 함

외장(Enclosure) 2: IP30.

접촉은 EN 60079-11 clause 6.3 당 분리 되어야 함

유리 구슬(Glass beads) (또는 동급) 휘발성 가스를 대체가능

스파크 점화 또는 sm측면 온도를 관련된 요구 사항으로 명확화함

외장(Enclosure)은 환경 테스트 계획의 사양에 설계되어야 함.

이러한 플랜의 구성요소는 아래 요소들을 포함함:

높은 내구성, 내열성 및 내 화학성 물질.

충격과 드롭은 밀 표준 810 G와 같은 표준을 테스트

IP67 또는 먼지와 방수 테스트 위

RF - RF 방사선으로부터의 점화 위험 - 그룹 ITC에 대한 일반적인 임계 전력은 2W CW 가 최대이다. 시스템은 생명 안전 어플리케이션에 이용 및 인증의 안전성과의 통신 품질의 트레이드 오프를 관리에 대해 이용될 수 있다. 다른 무선 전파 인증 성능에 영향을 지침 중 PTCRB, GCF, FCC, CE, RT & TE는 ATEX 또는 UL 안전 기준에 독립적으로 설정된다.

시스템의 통신 품질에 부정적인 영향 없이 호환을 확실히 유지하기 위한 RF 출력 전력을 제한을 확립한다.

압전 장치(Piezo-electric Devices) -

측정된 최대 전압에서의 결정에 의해 저장된 용량은 최대 에너지 그룹 ITC 장치 50 μJ을 초과하지 않아야 한다.

충격 시험에 의거한 IEC 60079-0 필요

사례별로 호환되지 않는 구성 요소를 처리하고, 에너지 제한 방법이 적욜 될 수 있다.

간격/정리(Creepage/clearance) - 간격 길이(Creepage distance) -

거리는 절연체를 따라 측정된 두 도전 부 사이의 최단 경로(또는 도전 파트와 장비의 경계 표면 사이) 이다. 적절하고 충분한 간격 거리는 트래킹(tracking)을 방지한다. 그 과정은 특히 전기 방전 결과 또는 절연 표면에 가까운 절연 재료로서의 표면상의 지역적인 열화(deterioration)로 인한 도전 경로를 생성한다. 요구되는 트래킹의 정도는 두 가지 주요 요인에 의존한다. 물질의 비교 트래킹 지수 (CTI comparative tracking index)와 환경에서의 오염 정도(degree of pollution) 이다. 전기적인 절연 물질을 사용하면, CTI는 표준 테스트 동안 추적하여 오류의 원인 되는 전압 수치를 제공한다.

정리 거리 - 정리 거리는 공기를 통해 측정 된 두 개의 도전 부 (또는 도전 부 및 기기의 경계 표면 사이) 사이의 최단 거리이다. 정리 거리는 공기의 이온화에 의한 전극 사이에 절연 파괴를 방지 할 수 있다. 절연 파괴 레벨은 상대 습도, 온도 및 환경오염 정도에 의해 더 영향을 받는다.

외부 간격 거리(External Creepage Distance)

내부 간격 거리(Internal Creepage Distance)

절연 두께(Insulation Thickness)

정리 거리(Clearance Distance)

어떤 설계에 대한 간격 / 정리 요구 사항을 분석 할 때 몇 가지 고려해야 할 사항은 아래와 같다 :

솔더 마스크(Soldermask)는 간격에 효과적인 장벽을 제공하지 않는다.

기판코팅(Conformal Coating)은 양호한 보호를 제공하며, 고장의 경로를 제거 할 수 있다.

구성 요소에서 실행 추적을 피해야한다.

여러 도면에 걸쳐 동일한 요소를 도시하는 부호는 동일한 도면을 참조하면 도 1은 컴퓨터 서버 (11, 21) 및 본 발명의 실시예에 따른 본질적으로 안전한 모바일 디바이스를 이용하는 원격 장치들 (15-19)을 포함하는 실시예에 따른 모바일 디바이스의 본질적인 안전 시스템 (10) 환경의 예를 나타내는 블록도이다.

각 원격 디바이스 15-19는 어플리케이션을 구비하며 로컬 데이터 저장소 (16)를 가질 수 있다. 컴퓨터 서버 (11) 및 (21)는 응용 프로그램과 서버 (11)는 상기 네트워크 (13)를 통해 각각 간헐적 인 연결 14 (AF)를 통해 원격 장치 15-19 액세스하는 서버 데이터베이스 (12)가 포함되어 있다. 서버 (11)는 컴퓨터 네트워크에 대한 관리 소프트웨어를 실행 및 제어는 네트워크 및 장치의 일부 또는 전부에 대한 접근을 제어한다. 원격 장치들 15-19은 데이터베이스 (12)에 저장된 데이터 서버 (13)를 공유하고 같은 그러나 이에 한정되지는 네트워크를 통해 서버 (11)에 액세스 할 수 있다; 네트워크는 인터넷과 같은 네트워크 또는 다른 모뎀을 사용하여 전화선을 통해 근거리 통신망 (LAN), 광역 네트워크 (WAN)를 포함한다. 서버 (11)는 조직 내에서 근거리 통신망 (LAN)에 접속 될 수 있다.

원격 장치들 15-19 각각은 원격 사이트에 위치 될 수 있다. 원격 장치들15-19는 스마트 폰, 모바일 PC, 노트북, PDA, 포켓 PC, 호출기, 셀룰러 폰, 팜 디바이스, 태블릿 PC, 전자 책의 표시 장치, 헤드 셋과 관련 액세서리, 센서 또는 다른 데이터 캡쳐 장치, 포터블 컴퓨팅 장치 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 모바일 장치는 설명 원격 장치 및 배터리에서 실행되는 모든 전기 장치 중 하나를 포함한다. 15-19 원격 장치들 중 하나에서, 사용자가 서버 (11)로 데이터를 전달하고자 하는 경우 이와 같이, 원격 장치 15-19 같은, 네트워크 (13)를 통해 통신하지만, 서버 11에 접근하는 WAN, 인터넷, 또는 전화선 등에 제한 되지 않는다. 이하, 모든 원격 디바이스는 간결함을 위해 원격 장치 (15)로 지칭 될 것이다.

제 3 서버 (21)와 데이터베이스 (22)는 서버 (11) 또는 원격 장치 15-19 액세스 할 수 있다. 제 3 서버 (21)로부터의 획득 및 데이터베이스 (22) 데이터는 추후에 상기 원격 장치 15-19 액세스를 제공하기 위해 서버 (11)에 저장 될 수 있다. 또한, 원격 장치 15-19는 직접 네트워크 (13)를 사용하여 타사 벤더의 데이터에 액세스 할 수 있는 데이터의 특정 유형의 것이 고려된다. 도. 2-3 본 발명에 따라 구성된 본질 안전 이동 장치 (15)의 예시적인 실시 예를 도시한다. 본질적으로 안전한 이동 장치 (15)는 액체, 충격, 진동, 충격 등에 침지 수준 상승 등을 견딜 정도로 충분히 견고하고, 결과적으로, 거칠고 까다로운 환경에서 발견 된 변형, 파손 등 진동에서 분해, 분쇄에 의한 손상을 방지한다. 어느 정도의, 내구성은 실시예 로서 구현된다. 충격과 진동이 다른 수준이 발견될 것이다 예를 들어, 탄화수소 탐사 및 생산에 드릴링 장비 갑판에 이상이 기계 공장의 바닥에서 발견될 수 있다. 그러나, 다양한 군사 조직에서의 일상적 조건의 "군 표준,"또는 "MIL-STD"로 지칭되는 이러한 종류에 대한 기준을 지정할 수 있고, MIL 스펙 준수는 본 발명의 실시에 필요한 것은 아니지만, 심지어 민간 맥락에서, 해당되는 경우 라 할 수 있다.예를 들어, 표준은 또한 보험자 연구소에 의해 설정되며, 특히 UL (913)에서, 클래스 I, II와 일리노이 주, 부 (1) 위험 장소에서 사용하기에 본질적인 안전 장치의 안전 관련 장치에 대한 표준이 설정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 있어서, 본질적으로 안전한 이동 장치 (15)의 실시 예의 단면도를 도시한다. 견고한 단말기 장치의 기능의 수는 본질적인 안전 장치의 안전을 위해 표준을 준수 할 수 있도록 하는 경향이 있다. 기능 중 일부는 이하에서 설명 될 것이다.

일 실시 예에서 고 이득 패치 안테나 (41)는 서브 - 최적의 환경에서 증가 된 위성 기반 위치 도출 성능을 포함한다. GPS, GLONAS, 갈릴레오 등에 의해 제공되는 증가 된 위성 기반 파생 위치는 방법을 포함한다.

다른 실시 예에서, 스프링 플레이트(42)는 PTT (푸시 투 토크 Push-To-Talk) 장갑 동작에 필요한 기능뿐만 아니라, 지속적인 사용에 필요한 더 큰 내구성 가지는 터치 감응(tactile) 기능을 추가 포함한다. 본질적으로 안전한 환경에서의 도전 접속을 만들 수 없는 것처럼 다른 실시 예에서, PTT 스프링 플레이트 아이템 (42)은 절연 특성을 포함 할 수 있다.

다른 실시 예에서, 전자기 간섭 (즉 EMI) 개스킷 (43)는 견고한 충격이나 충격 환경에 그대로 유지하도록 설계된다. 다른 실시 예에서, EMI MMCX 높은 접착 테이프 (44)는 본질적으로 안전한 지역에 지정된 동작에 필요한 접지 개선 포함을 포함하는, 반면 다른 방법을 반복 충격이나 충격의 결과로서 고장을 거치게 된다.

다른 실시 예에서, 보안 레이블 (48)은 조작을 방지하기 위해 제조 후 단말기에 인증되지 않은 액세스를 검출하기 위해 추가함으로써 디바이스의 고유의 안전성을 손상하지 않는다.

특정한 입자 크기의 먼지 입자들이 환경을 생성 할 수 있도록 한 실시 예에서 메인 인쇄 회로 기판 PCB (54)의 구성 요소의 충분한 공간을 제공하도록 설계된다 (즉, PCB) (54)이고, 여기서 본질적으로 안전한 환경에서의 보호를 위한 스파크가 발생 할 수 있다. 다른 실시 예에서, PCB (54)는 본질적으로 안전한 환경에 대한 추가 보호 레벨과 같은 구성 요소에 보호막(등각 코팅, conformal coatings) 을 가질 수 있다. 견고한 어플리케이션의 경우, 등각 코팅은 높은 진동 상태에서 고온 환경에서의 열 이동을 관리하기 위한 성능을 향상시키기 위해 적용된다.

또한 키 매트 (75) 및 관련 스냅 돔 (55)이 도시된다. 스냅 돔 (55)의 접점은 먼지 또는 미립자 오염을 방지하기 위해 견고하고 본질적으로 안전한 어플리케이션에 밀봉된다. 전면 커버 (57) 및 후면 커버 (58)는 기능적으로 높은 충격 상황에 따라 변형될 수 있기 때문에 본질적으로 안전한 모바일 장치 (15)에 치명적인 오류를 발생시키지 않고 정적 형태로 돌아가려면 전체 장치의 제공뿐만 아니라 먼지 및 / 또는 미립자 오염을 예방해야 한다.

배터리 도어 (59)는 패인 가스켓 (72)으로 설계되고 견고하고 본질적인 안전 어플리케이션에서 방수 밀봉을 제공하는 플러시 마운트(flush mounted) 설계를 사용하지만, 전체 장치가 기능적으로 높은 충격 상황에 따라 변형되지 않고 본질적으로 안전한 모바일 장치 (15)에 치명적인 오류가 발생 없이 정적 형태로 돌아갈 수 있다. 전해지는 전통적인 방법과 부품이 이동 또는 드롭 충격 이벤트에 의한 이동이나 하락을 허용하지 않을 수 있다. 일 실시 예에서, 리브 개스킷(ribbed gasket) (72)은 이중 리브 개스킷 또는 복수개의 리브 개스킷 이다. 그러나, 리브 개스킷 (72)는 적어도 하나의 리브에 방수 밀봉되는 것으로 이해된다.

일 실시 예에서, 스틸 패스너 (65)는 심지어 장치에 대한 충격으로 인한 구조적인 압박이 있는 동안, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스(15)의 구조적 완전성을 유지하게 한다. 바람직한 실시 예에서, 비 부식성 스테인레스 패스너 (65)는 견고하고 본질적으로 안전 어플리케이션을 제공하기 위해 이용된다.

플러시 배터리 도어 59는 위에서 설명한 바와 같이 장착되고, 이동하는 부분을 활성화하기 위한 리브 가스켓 (72)이 결합되지만, 하지만 본질적으로 안전한 모바일 디바이스 (15)의 전체 디자인의 무결성에 영향을 부정적인 영향을 주지 않는다.

스타일러스 (61)는 스타일러스 캐비티 (미도시) 내부에 삽입 가능하고, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스(15)의 내부로부터 완전히 분리하면서 스타일러스 (61)를 저장하기 위한 독립적인 채널이다.

또한 디스플레이 프레임 (62)이 도시된다. 이 프레임 (62)은 견고하고 본질으로 안전한 어플리케이션에서 여러 용도로 사용된다. 바람직한 실시 예에서, 프레임 (62)은 마그네슘으로 구성하고, 그러나 그것은 다른 경량 비철 금속들이 이용 될 수 있는 것으로 이해된다. 디스플레이 프레임 (42)은 균열 또는 디스플레이 (56)로부터의 주위에 떨어져 스트레스를 분리하여 디스플레이 (56)를 파괴 할 수 있다. 디스플레이 프레임 (42)은 트위스트와 토크 부하에서 디스플레이 (56)를 보호한다. 또한, 표시 프레임 (62)은 터치 스크린 디스플레이 (56)의 성능을 변경하는 등의 압력을 가하지 않고 방수 밀봉을 보장하기 위해 전방 커버 (57) 및 디스플레이 개스킷 (71) 사이에 적절하고 필요한 압력을 인가한다.

또한 도 3에는 영구적으로 밀봉하고 견고하고 본질 안전 어플리케이션을 위한 캐스트 공동으로 접착하는 해양 평가 마이크 (92)가 도시된다. 소수성 막(hydrophobic membrane) (도시 생략)가 견고한 및 본질 안전 애플리케이션을 제공하기 위해 수신기 및 본질적으로 안전한 모바일 디바이스 (15)의 외부로 개구 사이의 액체 장벽을 제공한다. 다른 실시 예에서, 상기 소수성 막은 또한 소유성(oleophobic)이다. 상기 소수성 막은 바람직한 방진 (모든 입자 크기의 먼지)와 수밀(water tight)(물에 30 분 이상 1 미터의 깊이)의 무결성을 획득 및 마이크의 오디오 품질을 유지하기 위해 접착되거나 또는 독립적으로 마이크로폰 (92)으로부터 제자리 등에 부착된다. 마이크의 대안적인 실시 예에서와 같은 다른 형태에서 그것들은 물, 먼지, 및 잔디로부터 보호막(shielded)으로서 이용 될 수 있다.

리튬 이온 전지 (64)는 본질적으로 안전한 어플리케이션과 관련된 전력 화학 한계를 충족하는 특정일 가진다. 그러나, 충분한 힘이 임의의 배터리에 이용 될 수 있는 것으로 이해된다.

또한,도 2에 도시된 바와 같이, 비 부식성 스테인레스 스틸 패스너 65, 66, 67는 첨부된 너트 93 삽입으로 (도. 3) 견고하고 본질적인 안전한 독립적인 메인 PCB (54) (도. 2) 어플리케이션과 도 3에 전방 커버 (57)의 내부 에지로부터 적어도 1mm의 최소 간격인 도 2에 도시된 키 매트 (75)를 위한 것이다. 바람직하게 너트 93 (도. 3)는 열을 견딜 또는 갈바닉 부식의 대상이 될 수 없는 물질을 삽입한다. 바람직한 실시 예에서, 메인 PCB (54)와 키 매트 (75)는 장소에 고정되어 더 부싱이 충격 에너지, 토크, 비틀거나 손상 또는 중요한 구성 요소의 성능에 지장을 줄 수 있는 다른 파괴적인 힘의 전달에서 중요한 구성 요소를 분리 절연에 의해 안전하게 보호한다. 너트 (92) (도 3) 상기 장치의 에지로부터 오프셋 및 이중 보강되어 주조 구멍 (91)에 삽입 배치된다. 메인 PCB (54) 및 키 매트 (75)에 적용되는 GPS 패치 안테나 부 (41) (도. 2)의 간격 둘레는 적어도 1mm의 최소 캐스트 슬롯의 위치에 고정된다.

다른 실시예에 있어서, 가청 통지에 도움이 되는 환경에서 사용자 알림에 대한 충분한 강도의 진동 모터 (73)는 비 전도성이다. 스파크를 생성하도록, 또는 본질적으로 안전한 환경에서 필요한 인증을 준수하지 않는 진동 모터 (73)는 브러시리스 설계이다.

전면 커버 (57)함으로써 재료 표면에 전하 발생을 방지 정전기 방지하는 재료로 캐스팅되고 , 이에 2mm 이하 이하의 두께로, 정전기 방전 이벤트 나 재료 등을 방지 미립자 인력을 제어한다. 일 실시 예에서 전면 커버 (57)는 커버의 구조적 무결성을 개선하기 위해 둥근 모서리, 내부 지원 늑골 및 개구부 주위의 모든 향상된 강화를 포함한다.

도 3에는 영구적으로 견고하고 본질적으로 안전한 어플리케이션을 위한 주조 캐비티 (86)에 밀봉 접착하는 해양 평가 수신기 (76)가 도시 된다. 소수성 멤브레인 (77)은 해양 평가 수신기 (76)와 본질적으로 안전한 모바일 장치 (15)의 외부로 개방 사이에 액체 장벽이 견고하고 본질 으로 안전한 어플리케이션을 제공한다. 다른 실시 예에서, 상기 소수성 막 (77)은 또한 소유성(oleophobic )이다. 이 멤브레인 (77)은 바람직하게 접착하거나 먼지 (dust proof) (모든 입자 크기의 먼지), 수밀(water tight)(30 분 이상 흐르는 물에 1m의 깊이) 무결성을 획득하는 독립적인 수신기 (76) 등에 부착되어 수신기의 오디오 품질을 보존 할 수 있다.

또한 플러그 (69)는 각각, 미니 SD (68) 및 USB, 오디오, 시스템 리셋 포트를 예시한다. 바람직한 실시 예에서, 이 플러그는 V의 L 또는 VO는 견고한 또는 본질 안전 애플리케이션에 필요한 내열성 화재 지연 제를 유지하는 고무 부품을 평가한다. 일 실시 예에서, 플러그 (68), (69) 및 (81-85)은 제 위치에 고정 될 때 물과 먼지 침입 방지에 대해 적어도 하나의 미세 립(micro rib)을 가지고 있다. 바람직한 실시 예에서, 플러그 (68), (69) 및 (81-85)과 물과 먼지 유입을 방지하기 위해 다수의 미세 립을 가지고 있다.

도 3에는 그들이 있을 수 있는 위치에서 본질적으로 안전한 이동 장치 (15)의 손상되거나 손상된 표면으로부터 거리를 두고 장치의 LED 소자를 유지하면서 (미도시)의 표면 상에 사용자에게 표시 시스템 상태 정보를 전달하는 도광판(light pipe) (78)의 대안 실시 예가 도시된다.

도 3에는 상기 도 1에 도시 된 사용자와 비전 도성 인터페이스를 유지하도록 바람직하게는, V의 L 또는 VO 등급 실리콘 물질로 지정된 키패드 (75)가 도시된다이다. 그러나, 다른 비전도성 재료가 키패드 (75)에 이용 될 수 있다고 발명자에 의해 고려된다.

또한, 도 3은 사용자와 비전 도성 인터페이스를 유지하도록 바람직하게는 V의 L 또는 VO 등급 고무 재료로 지정된 전원 버튼(81)이 도시된다. 그러나, 그와 다른 비전 도성 재료가 전원 버튼 (81)을 위해 이용 될 수 있다는 것이 발명에 의해 고려된다.

도 3에 도시된 비상 기능 버튼(82), PTT 버튼 (85)과 볼륨 버튼(84)은 바람직하게는, 모든 이들 구성 요소의 대부분은 견고한 또는 본질적으로 안전한 어플리케이션에서 내열성 화재 지연에 의해 남은 V의 L 또는 VO의 평가 구성 요소이다. 바람직하게는, 이러한 모든 구성 요소는 구멍이 먼지 (모든 입자 크기의 먼지)와, 슈밀 (30 분 이상 흐르는 물에 1m의 깊이)에 남아 있는지 확인하기 위해 여러 립 기능이 제공된다. 그러나, 다른 실시 예에서, 이러한 구성 요소는 적어도 하나의 립 기능(rib feature)을 제공한다.

도 3에는 뒷면 덮개 19/1,주심의 후면 커버 (58)가 도시된다. (2)는, 소재 표면에 흡착하여, 입자 형상의 제어 및 2mm 이하 이하의 두께로, 정전기 방전 이벤트 등을 방지하는 물질에 전하 발생을 방지 정전 분 산성 물질로부터 주조된다. 일 실시 예에서 후면 커버 (58)는 커버의 구조적 무결성을 개선하기 위해 둥근 모서리, 내부 지원 리브 및 개구부 주위의 모든 강화를 포함한다.

리어 커버(58)는 이 메인 개스킷 (72)(65)(도 2)이 먼지와 물을 생성하는 주 스크류에 의해 전방 커버(57)의 플러시 마운트 평탄면과 함께 사용되고 고정되는 메인 가스켓 (72)을 지원하는 슬롯을 갖는다. 변화 플렉스 이동 토크 또는 왜곡 영향 동안 견고한 또는 본질적으로 안전한 어플리케이션의 무결성을 유지 장치에 치명적인 또는 파괴적인 효과를 나타내지 않고, 본질적으로 안전한 모바일 장치 (15)를 허용한다.

도 4는 본질적으로 안전한 모바일 디바이스(15)의 전원 접속의 예를 도시하는 블록도이다. 이 예에서 도 2 및 도 3의 퓨즈(200)는 그 본질적으로 안전한 기능을 잃도록 본질적으로 안전한 모바일 디바이스(15)에 배터리 팩 (300)로부터 너무 많은 전류 또는 전압이 야기하게되는 것을 방지하기 위해 도면에서 어떤 연산 구성요소로 사용되지 않도록 한다.

커넥터(102)는 AC 벽 어댑터 또는 USB 호스트 커넥터 중 하나에서 벽 어댑터 또는 USB 호스트 커넥터(101)의 전원을 사용하여 배터리 (300)를 충전하기 위해 사용자로 하여금 퓨즈(104)를 충전 퓨즈(104)의 충전에 라인(103)을 통해 수행하도록 한다. 충전기는 그것의 본질적인 안전한 기능을 잃고 본질적으로 안전한 모바일 장치(15)를 커넥터 (102)은 AC 벽 어댑터 또는 USB 호스트 커넥터 중 하나에서 벽 어댑터 또는 USB 호스트 커넥터 (101)의 전원을 사용하여 배터리 (300)를 충전하기 위해 사용자로 하여금 퓨즈(104)를 충전 퓨즈 (104)의 충전에 라인 (103)을 통해 수행하게 한다. 충전기는 그것의 본질적인 안전한 기능을 잃고 본질적으로 안전한 모바일 장치(15)가 회로(106)에 너무 많은 전류 또는 전압을 야기하도록 한다.

커넥터 (102)은 AC 벽 어댑터 또는 USB 호스트 커넥터 중 하나에서 벽 어댑터 또는 USB 호스트 커넥터 (101)의 전원을 사용하여 배터리 (300)를 충전하기 위해 사용자로 하여금 퓨즈 (104)를 충전 퓨즈 (104)의 충전에 라인 (103)을 통해 수행된다. 충전기는 그것의 본질적인 안전 기능을 잃고 본질적으로 안전한 모바일 장치(15)의 회로(106)에 너무 많은 전류 또는 전압이 야기 되는 것을 방지한다.

퓨즈(104)를 충전 한 후 충전 회로(106)는 라인(107)을 통해 LED 스트링 (108)를 사용하여 배터리 (300)에 저장된 에너지의 양을 나타내는 라인(105)을 통해 충전 회로 (106)에 전력을 제공한다. 충전기 회로(106)는 직접 본질적으로 안전한 배터리(300)를 연결하여 전원 선(109)이외 방법으로 충전 회로(106)가 작동 구성 요소에서 입력 전원을 분리하여 본질적으로 안전한 배터리 팩(300)에 직접 연결을 제공한다.

본질적으로 안전한 배터리 팩(300)은 퓨즈 회로 (200)를 통해 운영 구성 요소에 연결한다. 각 운영 구성 요소는 하나 이상의 퓨즈(200) AF를 통해 본질적으로 안전한 배터리 팩 (300)를 통해 전원을 공급받는다. 이 특정 예에서, 본질적으로 안전한 배터리 팩(300)는 보조 배터리(161)를 통해 GSM / GPRS 무선 송수신기 (162)에 접속된다. 이에 다른 트랜스 커버(transcvers) 등에 관해서는, GSM, EDGE, HSDPA, HSPA +, CDMA를 사용할 수 있다. 도 4에 도시 된 바와 같이. 도 4는, WLAN 모듈(121) 및 블루투스 모듈(122)에 대한 전력은 전력 링크(111)를 통해 퓨즈 (200A)를 통해 수신된다.

도시된 예에서, 카메라 모듈(127)은 전력이 두 개의 퓨즈 회로(200B)에서 수신하고 있을 전원(200C)을 각각 112과 113에 연결한다. 파워 링크(112)는 전력 링크를 통해 DC 조정기(124) 및 상기 힘으로 카메라 모듈을 DC 벅 부스트(126)에 접속되게 한다. 카메라 모듈(127)은 또한, 상기 카메라 모듈(127)에 동작 전원을 공급하는 LDO 카메라(125)에 연결된 전원(113) 링크를 통해 전력을 수신한다. 카메라 LDO(125) 및 오디오 LDO(135)는 각각의 동작 구성 요소에 깨끗한 전원을 보장하기 위해 낮은 드롭 아웃 레귤레이터이다. 파워 링크(113)는 오디오 코덱(138) LDO(135)에 접속된다. 오디오 LDO는 링크(136,137)를 통해 코덱(138)의 청정 전력을 제공하는 낮은 드롭 아웃 레귤레이터이다. 도시된 예에서, 퓨즈 회로(200D)는 전력 링크(114)를 통해 GPS의 LD01(41) 및 GPS 모듈(143)에 전원을 제공한다. 파워 링크(114)를 통해 퓨즈 회로(200D)로부터 전력이 상기 LED 패널(145)의 LED 패널 용 백색 백라이트를 제공하는 LED 드라이버(144)에 전원을 제공한다. (145)를 더 수신하여 IC(171)는 전력 관리로부터 전력선(126) 및 파워 링크(151)를 통해 주 전원 상기 저항(152) 및 회로(153) 및 파워 링크(154)를 통해 LED 패널(145)에 제공함으로써 조절한다. 퓨즈 회로(200E)는 전력 링크(115) 파워 링크(115), 상기 키패드 LDO(156) 및 키패드(158)에 전원을 공급 통해 전력 관리 IC(171)에 전력을 제공한다. 키패드(158)는 주전원 스위치(157)를 통해 링크 전력 링크(126)를 통해 제공된다. 이 키패드(158)에 동작 전원을 공급 전원 링크(126)를 통해이 주 전원이다.

퓨즈 회로 (200F)는 전력 관리 IC(171)는 프로세서(172) 및 메모리(173)에 전원을 공급하는 전력 관리 IC를 통해되는 전력 링크 (116)를 통해 전력을 제공한다. 블루투스 모듈(122) 및 SD 카드 모듈(132)은 각각 전원 스위치(128) 및 (131)을 통해 전력 링크(126)에 의해 제공된다.

도 5에 도시 된 바와 같이, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스(15)에 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 본질적으로 안전한 배터리 (300)의 예를 도시하는 블록도이다. 완전 충전 된 리튬 이온 배터리는 회로에 4.25 볼트를 제공 할 수 있다. 이 전압에서, 같은 전압에서 발생 될 수 있는 잠재적인 열이나 스파크가 폭발 할 위험이있는 환경에서 위험을 만들 수 있다. 폭발성 환경에서 안전하게 유지하기 위해서 전지를 3.75V로 제한되어야한다 - 이에 이 공칭 값을 초과 할 수 없다. 휴대 전화에 대하여, 반드시 GSM, EDGE, HSDPA, HSPA +, CDMA와 같은 다른 기술 또는 이러한 동작에 이동 통신 전파 등을 조작하기 위해 3.3V의 최소값을 이용한다. 통상적인 수단에 의해, 하나의 전지 셀과 PCB 사이의 회로 저항을 배치 할 수 있지만, 배터리 용량의 절반이 이용에 상응할 것이다. 휴대 전화를위한 적절한 크기 및 중량을 유지하기 위해서, 종래의 수단은 무효로 간주 될 수있다.

DC의 구현에서 - 본질적으로 스텝 다운 또는 최대 전압 회로의 출력 전력을 조절하는 DC 컨버터, 배터리로부터 나오는 파워를 관리하기 위한 표준 방법이 될 것이다. 이러한 컨버터는 특히 배터리 전원 장치에 대한 일반의 예에 지나지 않는다. 유일하고 새로운 접근 방법은 배터리의 DC-DC 컨버터 장치의 메인 PCB 자체로부터 분리되어 떨어져 배치하는 팩이다.

이 방법에 대한 몇 가지 주요 이유는 보드의 다른 구성 요소에 대한 호의로 셀의 심각한 방전 셀 또는 배터리 팩에 이관되지 않을 것이다. 어떠한 방식으로든 휘발성 반응을 생성하는 메인 PCB에 도달 할 수 있도록; 동일한 목표를 달성하기 위해 PCB의 장치와 서로 다른 배터리의 구조를 변경하여 1) 장치의 안전성;을 추구하고 2) 제어 리엔지니어링 비용; 경감하고 3) 전지 엔지니어는 주 회로의 통합에 앞서 전력 출력을 조절하여 터미널에서 근본적으로 안전한 것으로 한다; 4) 상기 배터리 전원 장치로부터의 위험을 분리하는 IP68 표준에 따라 방수 및 방진 완전히 화분 하우징 내부에 전지 셀을 가진 DC-DC 컨버터를 통합한다.

본질적으로 안전한 배터리를 구성 배터리 셀(300)을 생성하는 단계를 포함하는 도시 된 바와 같이(301)에 양방향으로 연결된 이상/이하 전압 보호 회로 (305) 보호 회로(305)가 충전 다이오드(306)를 통해 전력을 수신하고 통해 전력 출력을 조절하기 위해 접속된다. 전압 하에서 전술 한 바와 같이 DC DC 컨버터(307)는, 본질적으로 스텝 다운 또는 최대 전압 회로의 출력 전력을 조절한다. DC-DC 컨버터 (307)는 퓨즈 및 전류 리미터 회로 (308)는 퓨즈 및 전류 리미터 회로(308)가 안전을 제공하는 전지 셀이 퓨즈 및 전류 리미터 (308)을 통해 너무 많은 전류를 추진해야 것과 접속되어 퓨즈 전류 퓨즈함으로써 치명적인 오류를 방지하고, 트립을 활성화 할 리미터(308) 또는 퓨즈 및 전류 리미터(308)는 상기 모듈(309)에 전지 접속 중 하나에 접속된다.

열 보호 모듈(302)은 ) 다른 성분에 전지 셀로부터 전력을 비활성화 것으로, 전지 셀(301) 및 연결부(309) 사이의 모든 구성 요소들이 열 한계를 초과해야 추가 보호를 제공한다. 용량 조정 모듈(303)의 역할과 게이지는 본질 안전 배터리 팩 (300) 내에서 유효 전력 관리 기능을 제공한다. 서미스터 모듈(304)은 퓨즈(302)함으로써 온도 제한을 초과를 방지하여 본질적으로 안전한 배터리 패키지 연결 모듈(309) 연결에 추가로적인 열 보호 기능을 제공한다.

도 6은 본질적으로 안전한 모바일 디바이스(15)에 대한 본질적으로 안전한 배터리 연결의 일례를 도시하는 블록도이다. 도시 된 바와 같이 도 2, 4 및 5에는, DC DC 컨버터(307) 및 연결 모듈(309), 이상/이하 전압 보호부(305), 셀(301) 사이의 접속이 도시되어있다.

도시 된 바와 같이, 전지 셀 (301)은 이상/이하 전압 보호 회로 (305)에 아래의 양극 및 음극 단자에 접속되는 양극 및 음극 단자를 가지고 있다. 이 입력으로부터, 이상/이하 전압 보호 회로(305)는 DC 컨버터(307)에 양의 DC 전압 셀뿐만 아니라 그라운드를 통과한다. 이상/이하 전압 보호 회로 (305)는 아래에서 더욱 배터리 셀 (301) 양의 전압뿐만 아니라 HDQ 성분으로 이루어진 연결 모듈 (309)을 제공한다. 전압이 디바이스(15)에 진입 규제되기 때문에, HDQ 실제 배터리 셀 전압을 결정하기 위해 모바일 장치의 운영 체제에 대한 셀에서 데이터 연결을 제공한다. DC-DC 변환 모듈 (307)은 이상/이하 전압 보호 회로(305)에서 양의 셀 전압뿐만 아니라 접지 전압을 수신하고, 컨버터 출력 신호뿐만 아니라, 연결 모듈 (309)에 접지 전압을 출력한다. DC-DC 컨버터(307)는 또한 접속 모듈(309)로부터 오프 제어 신호를 수신한다.

연결 모듈(309)은 접지 전압에 대해서 DC 컨버터 (307)뿐만 아니라 DC DC 컨버터와 상호 작용을 DC 성분으로부터 컨버터를 수신한다. 연결 모듈(309)은 상기 DC-DC컨버터(307) 제어 및 전원 신호를 제공한다. 또한, 연결 모듈 HDQ 신호에 대해서는 이상/이하 전압 보호 회로(305)와 (309)와 상호 작용하고 상기 전압 보호 서비스 이상/이하 전압 회로(305)까지 셀 플러스 전압을 제공한다.

도 7에 도시 된 바와 같이,도 2, 4, 5 및 6에 도시된 바와 같이 본질적으로 안전한 이동 장치(15)에 대해 본질적으로 안전한 배터리(300) 이상/이하 전압 보호 회로(305)의 예를 도시하는 블록도이다. 이상/이하 전압 보호 회로(305)에서는 전압 보호 아래 및 과전류 보호, 과전압 보호 기능을 제공한다. 이상/이하 전압 보호 회로(305)의 도시된 바와 같이 양극 및 음극(-) 접속 단자에, 전지 셀(301)은 포지티브 (즉, 셀 +)과 음극(셀)을 갖는다.

전지 셀 (301)로부터 양 (즉, 셀 +) 전압은 324 VCC 핀 저항 (321)을 통해 곧장 셀 + 전압 단자(358)에 연결되고 (301)은 IC 칩에 접속되어 전지 셀의 양 (즉, 셀 +) 전압을 통해 연결된다. 일 실시 예에서, IC 칩 (324)은 BQ27000 집적 회로이다. 셀 + 배터리 셀에서 전원 커패시터 (323)를 통해 301을 더 진행하여 - 베터리 셀(301)과 연결한다. 이것은 낮은 전압 설정을 제공한다. 전지 셀(322)을 통해 커패시터(301) 및 입력 전압 역할 - 집적 회로 (324) RBI 단말은 셀에 추가로 접속된다. IC (324)의 HDQ 단자 고위 다이오드 (326) 및 이들 두 레지스터 사이 (327)에 병렬로 접속되는 HDQ 신호 (329)에 저항기 (325) 및 (328)을 통해 직렬로 접속되어 전지의 출력으로 작동하고, 그것은 회로 인 전지 -셀 (301)로부터의HDQ 신호 (329)를 생성한다.

집적 회로 (324)는 전지의 출력에 연결된 두 개의 VSS 단자 보유 - 병렬로 연결된 커패시터 (332) 및 저항 (333)을 통해 배터리 셀 (301)로부터 - 전지 셀 (301)에서를 더하여, 집적 회로 (324)는 셀의 출력에 접속된다. 또한 셀의 출력에 접속하고 - 전지 셀 (301)로부터 레지스터 (331)와 직렬 캐패시터 (334)를 통해 + 전지 셀 (301)의 단자로부터의 전원으로 동작한다.

커패시터(335) SRN 단자를 통해 전지 셀 (301)로부터 - 저항 (331)의 출력과 콘덴서 (334)의 입력이 집적 회로(324), 집적 회로(324)의 배터리 단자에 접속되어 SRN 단자 셀의 출력에 접속을 갖는다. 전지 셀(301)로부터 - 집적 회로 (324)는 전지의 출력에 연결된 저항(337)와 병렬로 연결된다. (336)를 저항기에 더 연결한다.

전지 셀 (301)로부터 양 (즉, 셀 +) 전압은 또한 레지스터 (341)를 통해 집적 회로 (343)의 VCC 단자에 접속되고, 집적 회로 (343)의 VCC 단자는 접지에 접속되어 그리고 지상에서 저항 (337)의 출력 집적 회로 (343), 및 트랜지스터 (344) 및 게이트 입력 저항기 접속된다. 트랜지스터(345) 저항 (344) 출력은 집적 회로 (343)의 VM 단자이고 트랜지스터(345)는 IC(343)의 DO 단자(346)가 IC(343)의 CO 단자에 접속되어 트랜지스터에 접속된다. 또한 트랜지스터(346)의 게이트 입력에 접속된다 .

전지 셀(301)로부터 양 (즉, 셀 +) 전압은 또한 레지스터 (351)를 통해 집적 회로(353)의 VCC 단자에 접속되고, 집적 회로(353)의 VCC 단자는 접지에 접속되어 트랜지스터(346)의 입력, 및 상기 저항(354) 접속 트랜지스터(355) 저항(354)의 출력과 게이트 입력이 집적 회로(353)의 VM 단자 및 트랜지스터(355) IC (353) 및 트랜지스터의 DO 단자에 접속되도록 한다. 트랜지스터(356)의 게이트 입력에 접속 트랜지스터(356)는 IC (353)의 CO 단자에 더 연결된다.

도 8은, 본질적으로 안전한 도 2, 4, 5, 6에 도시된 모바일 디바이스에 본질적으로 안전한 배터리의 DC-DC 컨버터 회로의 일례를 나타내는 블록도이다.

제어(컨트롤)(361)에 접속되어 제어 신호 접지(364)에 커패시터(363)에 제로 전압 단자(359)가 접속되어 OV의 출력을 저항(365) 셀(358) 출력은 제로 전압 단자(359)에 연결되어 이를 통해 접지에 접속되고 이는 신호집적 회로(369)의 SS 단자이다. OV 단자(359)와 그라운드(364)의 출력은 집적 회로(369)의 368의 다른 접지 단자가 OV 단자(359)와 그라운드의 출력에 접속되는 캐패시터와 병렬로 저항 (366) 및 커패시터 (367)를 통해 집적 회로 (369)의 VC에 접속되어 셀 (364) +358의 출력은 집적 회로 (369)의 VIN 단자뿐만 아니라, 인덕터(371)를 통해 PSW 단자에 접속된다. 인덕터(371)의 출력은 상기 저항(376)을 통해 오프 단말기(362)에 제공되고, 제너 다이오드(372)에 입력되고, 저항(373)을 통해 및 IC의 접지(372)는 집적 회로(369)의 FB 단자에 접속되고, 제너 다이오드의 출력 저항(373)을 통해 369 및 374 에 직렬 연결된다. 제너 다이오드(372)의 출력은 집적 회로(379)의 EN 단자에 접속되어 커패시터(375)를 통해 집적 회로(369)의 그라운드에 추가로 연결된다. 오프 단말기(362)의 출력은 집적 회로(379)의 출력 단자는 커패시터(383)를 통해 (388)를 접지에 접속되는 저항(378)을 통해 트랜지스터(377)의 출력이 상기 접지에 제공되는 트랜지스터(377)를 통해 집적 회로 (379)의 EN 단자에 입력된다. 집적 회로(379)의 출력 단자가 트랜지스터(379)의 IN 단자에 접속되어 저항을 통해 집적 회로(382)의 출력 단자 (381)와 접지 저항을 통하여 집적 회로 (379)의 FB 단자에 접속되어 트랜지스터 (377)의 출력 (384)은 또한 집적 회로 (384)의 EN 단자에 입력된다.

집적 회로(384)의 접지 단자는 접지(388) 저항 (385)을 통해 집적 회로(384)의 FB 단자에 접속되어 커패시터를 통해 집적 회로(384)의 387에 연결된다. 출력 단자(388)를 접지에 접속되는, 집적 회로(384)의 출력 단자에 접속되고 및 접지 저항(386), 집적 회로(379)의 출력 단자를 통해 단말기(389)는 아웃 변환기에 더 연결된다.

도 9는 도시 된 바와 같이, 본질적으로 안전한 모바일 디바이스(15)에 대해 본질적으로 안전한 배터리(300)에 접속 된 회로(309)의 예를 도시하는 블록도이다. 도 2, 4, 5 및 6에 도시되는 연결 회로(309)는 셀 +358 및 제로 전압(359) 또한 연결 회로(309)는 양방향 신호 HDQ를 제공하고, 제어 신호(361) 및 신호(362) 오프의 입력을 허용하는 대화식 전압을 제공한다. 충전 신호(401)는 셀에 의해 제공된다 .감지 신호는 저항(395)을 통해 셀 +358로부터 생성된다. (391) 및 (392)의 다이오드와 제너 다이오드(391) 쌍과 직렬로 연결되는 직렬 392과 393과 394 만, 병렬 내지 +358는 제어 신호(403)를 통해 입력되고, 본질적으로 안전한 배터리 팩 회로 (300)는 컨버터 출력 신호 (389)에 연결 회로 (309)에서 전지 단자(404)에 제공된다. 대화식(interactive) HDQ 신호 329 HDQ 405 오프 신호 (406)를 사용하여 커넥터를 출력 단자 (362)가 제로 전압 단자에 본질적으로 안전한 배터리 팩 (300)에 입력된다. 359 396 397 퓨즈 모두 충 방전 작동 하는 여러개의 퓨즈를 통해 제공되며, 또한 퓨즈 (397)는 온도 퓨즈이며, 퓨즈 (396)는 전류 퓨즈 가변 저항기(398)를 통해 써미스터 커넥터 (408)를 통해 연결된다.

도 10은 도시 된 바와 같이, 본질적으로 안전한 모바일디바이스(l5)에서 본질적으로 안전한 배터리(300)에 온도 퓨즈 회로 (397)의 예를 도시하는 블록도이다. 도 2, 4, 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 표시 회로 (309)의 연결 커넥터(401-408)는 PCB(11)에 대한 회로에 접속된다. 온도 퓨즈 회로(397)는 PCB 회로(11)에 접속되고, 전지 셀(301) 온도 퓨즈는 전지 셀(301)로부터 발생 된 열은 최대 온도를 초과하면 해당 인스턴스를 트립하고 치명적인 오류를 위협한다.

도 11은 PCB를 밀봉 구조의 예를 도시하는 블록도이다. 도2, 4, 5,및 6에 도시 된 바와 같이 본질적으로 안전한 모바일 디바이스(15)에 연결된다. 도시 된 바와 같이, 인쇄 회로 기판(602)은 인쇄 회로 기판(602)의 0 링 (604)에 달려있다. 외형(인클로저)(601) 내에 그 홈(603)의 인클로저에 더 남는다.용융 스터드 후 봉지 재와 인클로저의 개구부를 밀봉하여 상기 밀봉을 허용 인클로저 PCB(미도시)를 첨부한다.

모든 프로세스 설명 또는 블록 m 차트가 프로세스에서 특정한 논리적 기능들 또는 단계들을 구현하기위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함 나타내는 모듈, 세그먼트, 또는 코드의 일부로서 이해되어야한다. 다른 구현 예는, 그 도시 또는 논의에서 기능들이 순서가 실행될 수있는 본 발명의 바람직한 실시 예의 범위 내에 포함된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 합리적으로 이해할 수있는 바와 같이, 관련된 기능에 따라 실질적으로 동시에 또는 역순을 포함한다.

본 발명의 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않고, 상술 한 바와 같이, 많은 수정 및 변형은 본 발명의 실시 예들에 행해질 수 있다는 것이 당업자에게 명백 할 것이다. 이러한 모든 변형 및 변경은 다음의 청구항에 정의 된 바와 같이 본 명세서는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (18)

1. 하우징을 구비하는 본질안전화(intrinsically safe) 모바일 디바이스는,
   PCB;
   PCB 상의 복수개의 퓨즈 회로 구성요소들(fuse circuit components);
   PCB 상의 복수개의 동작 구성요소 회로들(operational component circuits);
   복수개의 퓨즈 회로 구성요소들과 직접적으로 연결되는 본질안전화 배터리 팩(battery pack) - 상기 본질안전화 배터리 팩은 DC -DC 컨버터 유닛 및 이상/이하 전압 보호 회로 차단기(over/under voltage protection circuit breaker)를 포함함 -;
   충전회로(charger circuit) - 상기 복수의 퓨즈 회로 구성요소들은 본질안전화 모바일 디바이스의 복수의 동작 구성요소 회로들에 연결되고, 상기 복수의 퓨즈 회로 구성요소들 각각은 연결된 동작 구성요소 회로에 대한 전류가 미리 결정된 임계치를 초과할 때 트립(trip)하도록 구성됨 -; 및
   상기 충전회로에 연결된 USB 입력부(input);를 포함하며,
   상기 디바이스는 USB 입력부에서 USB 충전기의 삽입 및 이후 제거가 이상/이하 전압 보호 회로 차단기의 리셋(reset)을 야기하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 본질안전화 모바일 디바이스.
   
2. 제 1항에 있어서, 본질안전화 모바일 디바이스의 상기 본질안전화 배터리 팩은 온도 제한 퓨즈 회로(thermal limiting fuse circuit)를 더 포함하는 것인 본질안전화 모바일 디바이스.
   
3. 제 1항에 있어서, 본질안전화 모바일 디바이스가 휘발성 위치에 있는 경우, 스파크를 방지하기 위해 PCB의 복수개의 퓨즈 회로 구성요소의 보호막(conformal coatings)을 더 포함하는 것인 본질안전화 모바일 디바이스.
   
4. 제 1항에 있어서, 본질안전화 모바일 디바이스가 휘발성 위치에 있는 경우 스파크를 방지하기 위해, 복수개의 동작 구성요소 회로의 보호막을 더 포함하는 것인 본질안전화 모바일 디바이스.
   
5. 하우징을 구비하는 본질안전화 모바일 디바이스를 생성하는 방법에 있어, 상기 방법은:
   PCB로 복수개의 퓨즈 회로 구성요소를 부착하는(attaching)단계;
   PCB로 복수개의 동작 구성요소 회로를 부착하는 단계;
   복수개의 퓨즈 회로 구성요소로 직접적으로 연결되는 본질안전화 배터리 팩을 부착하는 단계 - 상기 본질안전화 배터리 팩은 DC -DC 컨버터 유닛 및 이상/이하 전압 보호 회로 차단기(over/under voltage protection circuit breaker)를 포함함 -;
   상기 본질안전화 배터리 팩에 직접적으로 연결되는 충전회로(charger circuit)를 부착하는 단계 - 상기 복수의 퓨즈 회로 구성요소들은 본질안전화 모바일 디바이스의 복수의 동작 구성요소 회로들에 연결되고, 상기 복수의 퓨즈 회로 구성요소들 각각은 연결된 동작 구성요소 회로에 대한 전류가 미리 결정된 임계치를 초과할 때 트립(trip)하도록 구성됨 -;
   상기 충전회로에 연결된 USB 입력부(input)를 제공하는 단계;
   USB 입력부에 USB 충전기가 입력되고 이후 제거될 때 이상/이하 전압 보호 회로 차단기를 리셋(reset)하는 단계; 및
   PCB를 하우징에 부착하는 단계;를 포함하는 본질안전화 모바일 디바이스 생성방법.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 본질안전화 배터리 팩은 전류 제한 퓨즈 회로(current limiting fuse circuit);를 더 포함하는 것인 본질안전화 모바일 디바이스 생성 방법.
   
7. 제 5항에 있어서, 상기 본질안전화 모바일 디바이스가 휘발성 위치에 있는 경우, 스파크를 방지하기 위해 PCB에 복수개의 퓨즈 회로 구성요소의 보호막(conformal coatings)을 더 포함하는 것인 본질안전화 모바일 디바이스 생성 방법.
   
8. 제 5항에 있어서, 상기 본질안전화 모바일 디바이스가 휘발성 위치에 있는 경우, 스파크를 방지하기 위해 복수개의 동작 구성요소 회로의 보호막을 더 포함하는 것인 본질안전화 모바일 디바이스 생성 방법.
   
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