KR102640582B1 - 스마트 배터리 디바이스 및 전자 디바이스 - Google Patents

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Abstract

배터리 디바이스는 배터리 셀과 배터리 보호 회로를 포함한다. 배터리 보호 회로는 마이크로컨트롤러 및 전력 공급 스위치를 포함한다. 마이크로컨트롤러는 배터리 디바이스 외부로부터 시작 신호, 복구 신호, 및 외부 전력 표시 신호를 포함한다. 전력 공급 스위치는 배터리 셀에 전기적으로 접속된다. 마이크로컨트롤러는 시작 신호 및 복구 신호에 따라 대응하여 전력 공급 스위치에 인에이블 신호를 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 분리시키게 한다. 마이크로컨트롤러는 시작 신호, 복구 신호, 및 외부 전력 표시 신호에 따라 대응하여 전력 공급 스위치에 디스에이블 신호를 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 복원하게 한다.

Description

스마트 배터리 디바이스 및 전자 디바이스{SMART BATTERY DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
[관련 출원과의 상호 참조]
본원은 2021년 7월 19일에 출원한 대만 특허출원 제110126359호에 대해 우선권 및 이익을 주장하며, 이 우선권의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
[개시내용의 분야]
본 발명은 전자 디바이스에 관한 것으로, 구체적으로는 배터리 디바이스 및 배터리 디바이스를 포함한 전자 디바이스에 관한 것이다.
리튬 배터리가 사용되는 장소와 관계 없이, 즉 그것이 3C, 전기차(EV, electric vehicle), 에너지 저장 시스템(ESS, energy storage system), 또는 어떤 정보 기술(IT) 애플리케이션에서 사용되든, 리튬 배터리는 반드시 메인터넌스를 필요로 하는 상황에 직면할 것이다. 메인터넌스 동안에는 완전히 전원이 차단되어야 한다. 현재의 전원차단(power-off) 메커니즘은 시스템에 전력이 없는 것처럼 보이지만 통신 정보가 있는 한 전기는 여전히 존재한다는 것이다.
배터리 팩에는 항상 충전되는 전기 코어가 있으며, 배터리 팩은 마더보드 단부에 접속되고, 항상 마더보드에 출력할 전기가 있다. 따라서, 배터리 자체가 전기 코어를 분리하지 않는 한, 배터리 팩이 보호 모드(예컨대 온도 보호, 과전압 보호 등)에 진입하더라도 배터리 팩의 전원이 다시 켜질 수 있으며 이로 인해 단락이 발생할 수도 있다.
전술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 배터리 디바이스를 제공한다. 배터리 디바이스는 배터리 셀과 배터리 보호 회로를 포함한다. 배터리 보호 회로는 마이크로컨트롤러 및 전력 공급 스위치를 포함한다. 마이크로컨트롤러는 배터리 디바이스 외부로부터 시작 신호, 복구 신호, 및 외부 전력 표시 신호를 포함한다. 전력 공급 스위치는 배터리 셀에 전기적으로 접속된다. 마이크로컨트롤러는 시작 신호 및 복구 신호에 따라 대응하여 전력 공급 스위치에 인에이블 신호를 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 분리시키게 한다. 마이크로컨트롤러는 시작 신호, 복구 신호, 및 외부 전력 표시 신호에 따라 대응하여 전력 공급 스위치에 디스에이블 신호를 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 복원하게 한다.
전술한 배터리 디바이스에 따르면, 시작 신호는 배터리 디바이스를 포함한 전자 디바이스의 전원 버튼이 눌려진 것을 표시한다. 복구 신호(repair signal)는 배터리 디바이스를 포함한 전자 디바이스의 복구 버튼이 눌려진 것을 표시한다. 외부 전력 표시 신호는 배터리 디바이스를 포함한 전자 디바이스가 외부 전원에 전기적으로 접속된 것을 표시한다.
전술한 배터리 디바이스에 따르면, 마이크로컨트롤러가 특정 지속기간 이하의 기간 동안 시작 신호 및 복구 신호를 동시에 수신할 경우, 마이크로컨트롤러는 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기 접속이 분리되도록, 전력 공급 스위치에 인에이블 신호를 출력하고, 배터리 디바이스는 복구 모드(repair mode)에 진입한다.
전술한 배터리 디바이스에 따르면, 배터리 디바이스가 복구 모드에 진입하고 외부 전원이 배터리 디바이스에 전기적으로 접속될 경우, 외부 전원은 마이크로컨트롤러에 직접 전력을 공급하여, 마이크로컨트롤러가 외부 전력 표시 신호를 수신하도록 어웨이크 상태가 되게 한다.
전술한 배터리 디바이스에 따르면, 마이크로컨트롤러가 특정 지속기간 이하의 기간 동안 시작 신호 및 복구 신호를 동시에 수신하고, 또 마이크로컨트롤러가 외부 전력 표시 신호를 수신할 경우, 마이크로컨트롤러는 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기 접속이 복원되도록, 전력 공급 스위치에 디스에이블 신호를 출력하고, 배터리 디바이스는 정상 모드에 진입한다.
본 발명은 또한 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 충전 회로, 전력 관리 회로, 프로세서, 및 배터리 디바이스를 포함한다. 충전 회로는 시작 신호를 수신하고 대응하여 시작 신호를 출력한다. 외부 전원이 충전 회로에 전기적으로 결합될 경우, 충전 회로는 대응하여 외부 전력 표시 신호를 출력한다. 전력 관리 회로는 복구 표시 신호를 수신하고 대응하여 복구 표시 신호를 출력한다. 프로세서는 복구 표시 신호에 따라 복구 신호를 출력한다. 배터리 디바이스는 배터리 셀과 배터리 보호 회로를 포함한다. 배터리 보호 회로는 시작 신호, 복구 신호, 및 외부 전력 표시 신호를 수신하고, 배터리 셀에 전기적으로 접속된다. 배터리 보호 회로는 시작 신호 및 복구 신호에 따라 대응하여 배터리 보호 회로 자신과 배터리 셀 사이의 전기적 접속을 분리시킨다. 배터리 보호 회로는 시작 신호, 복구 신호, 및 외부 전력 표시 신호에 따라 대응하여 배터리 보호 회로 자신과 배터리 셀 사이의 전기적 접속을 복원한다.
전술한 전자 디바이스에 따르면, 배터리 보호 회로는 마이크로컨트롤러 및 전력 공급 스위치를 포함한다. 마이크로컨트롤러는 시작 신호, 복구 신호, 및 외부 전력 표시 신호를 수신한다. 전력 공급 스위치는 배터리 셀에 전기적으로 접속된다. 마이크로컨트롤러는 시작 신호 및 복구 신호에 따라 대응하여 전력 공급 스위치에 인에이블 신호를 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 분리시키게 한다. 마이크로컨트롤러는 시작 신호, 복구 신호, 및 외부 전력 표시 신호에 따라 대응하여 전력 공급 스위치에 디스에이블 신호를 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 복원하게 한다.
전술한 전자 디바이스에 따르면, 시작 신호는 배터리 디바이스를 포함한 전자 디바이스의 전원 버튼이 눌려진 것을 표시하고; 복구 신호(repair signal)는 배터리 디바이스를 포함한 전자 디바이스의 복구 버튼이 눌려진 것을 표시한다.
전술한 전자 디바이스에 따르면, 마이크로컨트롤러가 특정 지속기간 이하의 기간 동안 시작 신호 및 복구 신호를 동시에 수신할 경우, 마이크로컨트롤러는 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기 접속이 분리되도록, 전력 공급 스위치에 인에이블 신호를 출력하고, 배터리 디바이스는 복구 모드에 진입한다.
전술한 전자 디바이스에 따르면, 배터리 디바이스가 복구 모드에 진입하고 외부 전원이 충전 회로에 전기적으로 결합될 경우, 충전 회로는 마이크로컨트롤러에 전력을 공급하고 외부 전력 표시 신호를 출력하여, 마이크로컨트롤러가 외부 전력 표시 신호를 수신하도록 어웨이크 상태가 되게 한다.
본 발명은 또한 배터리 셀 및 배터리 보호 회로를 구비한 배터리 디바이스에 적합한 배터리 디바이스 복구 방법을 제공한다. 배터리 디바이스는 마이크로컨트롤러 및 전력 공급 스위치를 포함한다. 복구 방법은 특정 지속기간 이하의 기간 동안 시작 신호와 복구 신호를 동시에 수신하는 단계; 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 분리시키는 인에이블 신호를 출력하는 단계; 및 복구 모드에 진입하는 단계를 포함한다.
전술한 복구 방법에 따르면, 복구 방법은 외부 전원이 전기적으로 접속된 것을 검출하고, 대응하여 복구 모드에서 외부 전력 표시 신호를 출력하는 단계; 외부 전원으로부터 전력을 수신하는 단계; 특정 지속기간 이하의 기간 동안 시작 신호와 복구 신호를 동시에 수신하는 단계; 외부 전력 표시 신호를 수신하는 단계; 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 복원하는 디스에이블 신호를 출력하는 단계; 및 정상 모드에 진입하는 단계를 포함한다.
전술한 복구 방법에 따르면, 시작 신호는 배터리 디바이스를 포함한 전자 디바이스의 전원 버튼이 눌려진 것을 표시한다. 복구 신호는 배터리 디바이스를 포함한 전자 디바이스의 복구 버튼이 눌려진 것을 표시한다.
본 개시내용은 첨부하는 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 살펴봄으로써 더욱 충분하게 이해될 수 있다. 도면은 당업계의 표준 실무에 따라 실측으로 작성되지 않았음을 이해할 것이다. 사실상, 명확한 도시를 위해 구성요소의 크기를 임의로 확대하거나 축소하였다. 이는 본 개시내용에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특별한 세부사항, 관계 및 방법이 개시되는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 배터리 디바이스(100)의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 도 1의 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스(200)의 개략도이다.
도 3a는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 도 1의 배터리 디바이스(100)에 의해 복구 모드에 진입하는 로직 판정의 개략도이다.
도 3b는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 도 1의 배터리 디바이스(100)에 의해 정상 모드로 복귀하는 로직 판정의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 배터리 디바이스에 대한 복구 모드에 진입하는 복구 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 배터리 디바이스에 대한 정상 모드로 복귀하는 복구 방법의 흐름도이다.
명세서 및 청구범위의 특정 요소를 나타내는 데에 특정 단어들이 사용된다. 당업자라면 하드웨어 제조업체들이 동일한 구성요소를 언급하는 데에 상이한 용어들을 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 명세서 및 청구범위는 명칭의 차이를 요소들의 구별 방식으로 사용하지 않고, 요소들의 기능의 차이를 구별의 기준으로 사용한다. 명세서 전체 및 청구범위에서 언급하는 "포함하다(comprise, include)"는 제한 없는 개방 용어이므로 "포함하지만 이에 국한되지 않음"으로 해석되어야 한다. "일반적으로(generally)"는 허용 가능한 오차 범위 안에서, 당업자가 특정 오차 범위 내로 기술적 문제를 해결할 수 있고 기본적으로 기술적 효과를 달성할 수 있음을 의미한다. 또한, 여기에서 사용하는 용어인 "결합되다(coupled)"는 임의의 직접 및 간접적 전기 접속 수단을 포함한다. 따라서 본문에서 제1 디바이스가 제2 디바이스에 결합된다고 기재되어 있다면, 제1 디바이스가 제2 디바이스에 직접 전기적으로 접속될 수도 또는 다른 디바이스나 접속 수단을 통해 제2 디바이스에 간접적으로 전기 접속될 수도 있음을 의미한다. 다음의 설명은 본 발명을 구현하는 데 있어서 바람직한 방법이다. 그 목적은 본 발명의 사상을 설명하고자 함이며 본 발명의 보호 범위를 제한하려는 것이 아니다.
다음의 설명은 본 발명에서 기대되는 최선의 실시형태이다. 이들 설명은 본 발명의 일반적인 원리를 예시하기 위해 사용되며 본 발명을 제한하기 위해 사용되어서는 안 된다. 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 전자 디바이스(100)의 개략도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 배터리 디바이스(100)는 배터리 셀(102)과 배터리 보호 회로(104)를 포함한다. 배터리 셀(102)은 수신된 전기 에너지를 저장을 위한 화학적 에너지로 변환하거나 저장된 화학적 에너지를 출력을 위한 전기적 에너지로 변환하고, 전기 에너지를 배터리 보호 회로(104)에 출력할 수 있다. 배터리 보호 회로(104)는, 배터리 디바이스(100)의 정극(P+)을 통해 배터리 셀(102)로부터 출력되고 배터리 디바이스(100)의 부극(P-)으로부터 배터리 셀(102)로 역류하는 전기 에너지를 제어할 수 있다. 한편, 배터리 보호 회로(104)는 배터리 셀(102)을 충전하기 위해 배터리 디바이스(100) 외부의 외부 전원(도시 생략)을 제어할 수 있다.
일부 실시형태에서, 배터리 보호 회로(104)는 마이크로컨트롤러(106), 전력 공급 스위치(108), 부(vice)마이크로컨트롤러(110), 보호 유닛(112), 충전 스위치(114), 방전 스위치(116), 온도 센서(118), 및 감지 저항기(sensing resistor)(120)를 포함한다. 마이크로컨트롤러(106)는 통신 버스(SMBUS_DATA 및 SMBUS_CLOCK)를 통해 배터리 디바이스(100) 외부로부터 시작 신호(150), 복구 신호(152), 및 외부 전력 표시 신호(154)를 수신한다. 다시 말해, 배터리 디바이스(100)는 통신 버스(SMBUS_DATA 및 SMBUS_CLOCK)를 통해, 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스의 프로세서와 통신할 수 있다.
전력 공급 스위치(108)는 배터리 셀(102)에 전기적으로 접속된다. 일부 실시형태에서, 마이크로컨트롤러(106)는 시작 신호(150) 및 복구 신호(152)에 따라 대응하여 인에이블 신호(130)를 전력 공급 스위치(108)에 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀(102)과 배터리 보호 회로(104) 사이의 전기적 접속을 분리시키게 한다. 상세하게는, 마이크로컨트롤러(106)가 특정 지속기간(예컨대, 5초) 이하의 기간 동안 시작 신호(150) 및 복구 신호(152)를 동시에 수신할 경우, 마이크로컨트롤러(106)는 배터리 셀(102)과 배터리 보호 회로(104) 사이의 전기 접속이 분리되도록, 전력 공급 스위치(108)에 인에이블 신호(130)를 출력하고, 배터리 디바이스(100)는 복구 모드에 진입한다.
일부 실시형태에서, 마이크로컨트롤러(106)는 시작 신호(150), 복구 신호(152), 및 외부 전력 표시 신호(154)에 따라 대응하여 전력 공급 스위치(108)에 디스에이블 신호(132)를 출력하여, 전력 공급 스위치(108)가 배터리 셀(102)과 배터리 보호 회로(104) 사이의 전기적 접속을 복원하게 한다. 상세하게는, 배터리 디바이스(100)가 복구 모드에 진입하였고 외부 전원이 배터리 디바이스(100)에 전기적으로 접속할 경우, 외부 전원은 (정극(P+)을 통해) 마이크로컨트롤러(106)에 직접 전력을 공급하여, 마이크로컨트롤러(106)가 외부 전력 표시 신호를 수신하도록 어웨이크 상태가 되게 한다.
마이크로컨트롤러(106)가 특정 지속기간(예컨대, 5초) 이하의 기간 동안 시작 신호(150) 및 복구 신호(152)를 동시에 수신하고, 또 마이크로컨트롤러(106)가 외부 전력 표시 신호(154)를 수신할 경우, 마이크로컨트롤러(106)는 배터리 셀(102)과 배터리 보호 회로(104) 사이의 전기 접속이 복원되도록, 전력 공급 스위치(108)에 디스에이블 신호(132)를 출력하고, 배터리 디바이스(100)는 정상 모드에 진입한다.
일부 실시형태에서, 시작 신호(150)는 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스의 전원 버튼이 눌려진 것을 표시한다. 복구 신호(152)는 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스의 복구 버튼이 눌려진 것을 표시한다. 외부 전력 표시 신호(154)는 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스가 외부 전원에 전기적으로 접속된 것을 표시한다. 일부 실시형태에서, 보호 유닛(112)은 노드 A와 B 사이에 대량의 전류가 발생할 경우 배터리 셀(102)을 보호하기 위해 노드 A와 B 사이의 결합을 자동으로 차단하는 데 사용된다.
충전 스위치(114)는 제어 라인(134)을 통해 마이크로컨트롤러(106)가 전송한 제어 신호에 따라 자신의 상태를 변경한다. 예를 들어, 제어 라인(134)의 제어 신호가 "0"와 같은 로직 로우 레벨이면, 충전 스위치(114)는 노드 B에서 노드 A로만 전류를 흐르게 하지만, 노드 A에서 노드 B로 전류가 흐르는 것은 막는다. 제어 라인(134)의 제어 신호가 "1"과 같은 로직 하이 레벨이면, 충전 스위치(114)는 완전 도통 상태(fully conductive status)가 된다.
일부 실시형태에서, 방전 스위치(116)는 제어 라인(136)을 통해 마이크로컨트롤러(106)가 전송한 제어 신호에 따라 자신의 상태를 변경한다. 예를 들어, 제어 라인(136)의 제어 신호가 "0"와 같은 로직 로우 레벨이면, 방전 스위치(116)는 노드 A에서 노드 B로만 전류를 흐르게 하지만, 노드 B에서 노드 A로 전류가 흐르는 것은 막는다. 제어 라인(136)의 제어 신호가 로직 하이 레벨이면, 방전 스위치(116)는 완전 도통 상태가 된다.
온도 센서(118)는 배터리 디바이스(100)의 온도를 검출하는 데 사용된다. 일부 실시형태에서, 온도 센서(118)는 온도 센서 칩이다. 일부 실시형태에서, 온도 센서(118)는 저항이 온도에 따라 변하는 서미스터(thermistor)를 포함한다. 온도 센서(118)는 서미스터에 전력을 제공하고, 서미스터 양단의 교차 전압을 측정함으로써 교차 전압의 변화(저항 변화에 대응)를 온도 변화로 변환한다.
일부 실시형태에서, 마이크로컨트롤러(106)는 충전 모드의 충전 전류의 크기를 계산하기 위하여 감지 저항기(120)의 2개의 단부에서 교차 전압(예컨대, 노드 D와 E의 양단 전압)을 측정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스의 프로세서는 배터리 디바이스(100)의 배터리 식별 표시자(BATTERT_ID 및 SYSTEM_ID)를 통해 배터리 디바이스(100)가 전자 배터리에 설치된 것을 검출할 수 있다. 일부 실시형태에서, 부마이크로컨트롤러(110)는 마이크로컨트롤러(106)의 백업 마이크로컨트롤러이다. 마이크로컨트로러(106)가 동작할 수 없는 경우에, 부마이크로컨트로러(110)는 마이크로컨트롤러(106)의 역할을 수행한다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 도 1의 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스(200)의 개략도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 전자 디바이스(200)는 도 1의 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스(200), 충전 회로(202), 전력 관리 회로(204), 프로세서(206), 전력 선택기(208), 및 메인 전원(210)을 포함한다. 외부 전원(212)이 전자 디바이스(200)에 전기적으로 접속될 경우, 외부 전원(212)은 배터리 디바이스(100)를 충전한다. 일부 실시형태에서, 충전 회로(202)는 시작 신호(150)를 수신하고 대응하여 시작 신호(150)를 배터리 디바이스(100)에 출력한다. 외부 전원(212)이 (예컨대, 전력 선택기(208)를 통해) 충전 회로(202)에 전기적으로 결합될 경우, 충전 회로(202)는 대응하여 외부 전력 표시 신호(154)를 배터리 디바이스(100)에 출력한다.
일부 실시형태에서, 시작 신호(150)는 전자 디바이스(200)의 전원 버튼(도시 생략)이 눌려진 것을 표시한다. 전력 관리 회로(204)는 복구 표시 신호(152')를 수신하고 대응하여 복구 표시 신호(152')를 프로세서(206)에 출력한다. 이에, 프로세서(206)는 복구 표시 신호(152')에 따라 대응하여 복구 신호(152)를 배터리 디바이스(100)에 출력한다. 일부 실시형태에서, 복구 신호(152) 및 복구 표시 신호(152')는 디바이스(200)의 복구 버튼(도시 생략)이 눌려진 것을 표시하는 데 사용된다.
일부 실시형태에서, 외부 전원(212)이 전자 디바이스(200)에 전기적으로 접속될 경우, 전력 선택기(208)는 외부 전원(212)이 접속된 것을 검출하고, 대응하여 외부 전력 표시 신호(154')를 충전 회로(202)에 전송한다. 충전 회로(202)가 전력 선택기(208)로부터 외부 전력 표시 신호(154')를 수신한 뒤에, 충전 회로(202)는 대응하여 외부 전력 표시 신호(154)를 배터리 디바이스(100)에 전송한다. 또한, 전력 선택기(208)가 외부 전원(212)이 전기 접속된 것을 검출할 경우, 전력 선택기(208)는 외부 전원(212)으로부터의 전력을 메인 전원(210)으로 전송한다. 그런 다음, 메인 전원(210)은 전력 관리 회로(204)에 전력을 전송하여 전력 관리 회로(204)가 프로세서(206)에 전력을 공급할 수 있게 한다.
외부 전원(212)이 전자 디바이스(200)에 전기 접속되지 않은 경우, 전력 선택기(208)는 외부 전원(212)을 검출하지 못하고, 전력 선택기(208)는 배터리 디바이스(100)로부터의 전력을 메인 전원(210)에 전송한다. 그런 다음, 메인 전원(210)은 전력 관리 회로(204)에 전력을 전송하여 전력 관리 회로(204)가 프로세서(206)에 전력을 공급할 수 있게 한다. 일부 실시형태에서, 배터리 디바이스(100)는 배터리 셀(예컨대, 도 1의 배터리 셀(102))과 배터리 보호 회로(예컨대, 도 1의 배터리 보호 회로(104))를 포함한다. 배터리 셀은 배터리 보호 회로에 전기적으로 접속된다.
배터리 디바이스(100)의 배터리 보호 회로는 시작 신호(150), 복구 신호(152), 및 외부 전력 표시 신호(154)를 수신한다. 배터리 디바이스(100)의 배터리 보호 회로는 시작 신호(150) 및 복구 신호(152)에 따라 대응하여 배터리 보호 회로 자신과 배터리 셀 사이의 전기적 접속을 분리시킨다. 배터리 디바이스(100)의 배터리 보호 회로는 시작 신호(150), 복구 신호(152), 및 외부 전력 표시 신호(154)에 따라 대응하여 배터리 보호 회로 자신과 배터리 셀 사이의 전기적 접속을 복원한다.
일부 실시형태에서, 배터리 디바이스(100)의 배터리 보호 회로(예컨대, 배터리 보호 회로(104))는 마이크로컨트롤러(예컨대, 도 1의 마이크로컨트롤러(106)) 및 전력 공급 스위치(예컨대, 도 1의 전력 공급 스위치(108))를 포함한다. 배터리 보호 회로의 마이크로컨트롤러는 시작 신호(150), 복구 신호(152), 및 외부 전력 표시 신호(154)를 수신한다. 배터리 보호 회로의 전력 공급 스위치는 배터리 디바이스(100)의 배터리 셀에 전기적으로 접속된다.
상세하게는, 배터리 보호 회로의 마이크로컨트롤러는 시작 신호(150) 및 복구 신호(152)에 따라 대응하여 인에이블 신호(예컨대, 도 1의 인에이블 신호(130))를 전력 공급 스위치에 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 분리시키게 한다. 배터리 보호 회로의 마이크로컨트롤러는 시작 신호(150), 복구 신호(152), 및 외부 전력 표시 신호(154)에 따라 대응하여 디스에이블 신호(예컨대, 도 1의 디스에이블 신호(132))를 전력 공급 스위치에 출력해서, 전력 공급 스위치가 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 복원하게 한다.
일부 실시형태에서, 마이크로컨트롤러(도 1의 마이크로컨트롤러(106))가 특정 지속기간(예컨대, 5초) 이하의 기간 동안 시작 신호(150) 및 복구 신호(152)를 동시에 수신할 경우, 마이크로컨트롤러는 배터리 셀(예컨대, 배터리 셀(102))과 배터리 보호 회로(예컨대, 배터리 보호 회로(104)) 사이의 전기 접속이 분리되도록, 전력 공급 스위치(예컨대, 전력 공급 스위치(108))에 인에이블 신호(예컨대, 인에이블 신호(130))를 출력하고, 배터리 디바이스(100)는 복구 모드에 진입한다.
일부 실시형태에서, 도 1의 배터리 디바이스(100)와 도 2의 전자 디바이스(200)의 배터리 디바이스(100)가 복구 모드에 진입한 후에, 소정의 시간(예컨대, 5분)이 경과하여야만 이들 배터리 디바이스는 시작 신호(150), 복구 신호(152), 및 외부 전력 표시 신호(154)에 따라 정상 모드(normal mode)에 진입할 수 있는데, 이것은 배터리 디바이스(100)가 복구 모드와 정상 모드 사이에서 빈번하게 스위칭되는 것을 막기 위함이다.
일부 실시형태에서, 배터리 디바이스(100)가 복구 모드에 진입하고 외부 전원(212)이 충전 회로(202)에 전기적으로 결합될 경우, 충전 회로(202)는 전력을 공급하고 외부 전력 표시 신호(154)를 배터리 디바이스(100)의 마이크로컨트롤러에 출력하여, 마이크로컨트롤러가 외부 전력 표시 신호(154)를 수신하도록 어웨이크 상태가 되게 한다. 배터리 디바이스(100)의 마이크로컨트롤러가 특정 지속기간(예컨대, 5초) 이하의 기간 동안 시작 신호(150)와 복구 신호(152)를 동시에 수신하고, 또 배터리 디바이스(100)의 마이크로컨트롤러가 외부 전력 표시 신호(154)를 수신할 경우, 배터리 디바이스(100)의 마이크로컨트롤러는 배터리 셀(102)과 배터리 보호 회로(104) 사이의 전기 접속이 복원되도록, 배터리 디바이스(100)의 전력 공급 스위치에 디스에이블 신호(예컨대, 디스에이블 신호(132))를 출력하고, 배터리 디바이스(100)는 정상 모드에 진입한다.
도 3a는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 도 1의 배터리 디바이스(100)에 의해 복구 모드에 진입하는 로직 판정의 개략도이다. 도 3a에 도시하는 바와 같이, 도 1의 마이크로컨트롤러(106)가 도 2의 충전 회로(202)로부터 시작 신호(150) 및 도 2의 프로세서(206)로부터 복구 신호(152)를 수신할 경우, 마이크로컨트롤러(106)는 시작 신호(150)와 복구 신호(152)에 대해 AND 연산을 수행하고 AND 연산의 결과를 인에이블 신호(130)로서 출력한다. 표 1은 시작 신호(150), 복구 신호(152), 및 인에이블 신호(130)의 진리표이다.
시작 신호(150) 복구 신호(152) 인에이블 신호(130)
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
다시 말해, 마이크로컨트롤러(106)가 특정 지속기간(예컨대, 5초) 이하의 기간 동안 시작 신호(150)와 복구 신호(152)를 동시에 수신할 경우에만, 마이크로컨트롤러(106)는 대응하여 인에이블 신호(130)를 전력 공급 스위치(108)에 출력한다. 일부 실시형태에서, 마이크로컨트롤러(106)에 의해 시작 신호(150)와 복구 신호(152)를 동시에 수신한다는 것은 마이크로컨트롤러(06)가 로직 로우 레벨의 시작 신호(150)와 로직 로우 레벨의 복구 신호(152)를 동시에 수신하는 것을 의미하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 3b는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 도 1의 배터리 디바이스(100)에 의해 정상 모드로 복귀하는 로직 판정의 개략도이다. 도 3b에 도시하는 바와 같이, 배터리 디바이스(100)가 복구 모드에 있고 마이크로컨트롤러(106)가 시작 신호(150). 복구 신호(152), 및 외부 전력 표시 신호(154)를 동시에 수신할 경우, 마이크로컨트롤러(106)는 시작 신호(150)와 복구 신호(152)에 대해 OR 연산을 수행하여 출력 단자(D)의 연산 결과를 취득한 다음 출력 단자(D)의 연산 결과와 외부 전력 표시 신호(154)에 대해 NAND 연산을 수행하고, 최종 연산 결과를 디스에이블 신호(132)로서 출력한다. 표 2와 표 3은 시작 신호(150), 복구 신호(152), 외부 전력 표시 신호(154), 및 디스에이블 신호(132)의 진리표이다.
시작 신호(150) 복구 신호(152) 단자(D)
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
단자(D) 외부 전력 표시 신호(154) 디스에이블 신호(132)
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
표 2와 표 3에 따르면, 마이크로컨트롤러(106)가 특정 지속기간(예컨대, 5초) 이하의 기간 동안 시작 신호(150) 및 복구 신호(152)를 동시에 수신하고, 또 마이크로컨트롤러(106)가 외부 전력 표시 신호(154)를 수신할 경우에만, 마이크로컨트롤러(106)는 배터리 셀(102)과 배터리 보호 회로(104) 사이의 전기 접속이 복원되도록, 전력 공급 스위치(108)에 디스에이블 신호(132)를 출력하고, 배터리 디바이스(100)는 정상 모드에 진입한다. 일부 실시형태에서, 인에이블 신호(130)와 디스에이블 신호(132)는 상호 반전 신호이다.
일부 실시형태에서, 마이크로컨트롤러(106)에 의해 시작 신호(150)와 복구 신호(152)를 동시에 수신한다는 것은 마이크로컨트롤러(106)가 로직 로우 레벨의 시작 신호(150)와 로직 로우 레벨의 복구 신호(152)를 동시에 수신하는 것을 의미한다. 마이크로컨트롤러(106)에 의해 외부 전력 표시 신호(154)를 수신한다는 것은 마이크로컨트롤러(106)가 로직 하이 레벨의 외부 전력 표시 신호(154)를 수신하는 것을 의미하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 4는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 배터리 디바이스에 대한 복구 모드에 진입하는 복구 방법의 흐름도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 복구 방법은 배터리 셀(예컨대, 배터리 셀(102)) 및 배터리 보호 회로(예컨대, 배터리 보호 회로(104))를 구비한 배터리 디바이스(예컨대, 배터리 디바이스(100))에 적합한다. 배터리 디바이스는 마이크로컨트롤러(예컨대, 마이크로컨트롤러(106))와 전력 공급 스위치(예컨대, 전력 공급 스위치(108))를 포함한다. 복구 방법은 특정 지속기간 이하의 기간 동안 시작 신호와 복구 신호를 동시에 수신하는 단계(단계 S400); 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 분리시키는 인에이블 신호를 출력하는 단계(단계 S402); 및 복구 모드에 진입하는 단계(단계 S404)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 도 1의 마이크로컨트롤러(106)는 도 1 및 도 2의 배터리 디바이스가 단계 S404를 수행할 수 있도록 단계 S400 및 S402를 수행한다.
도 5는 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른 배터리 디바이스에 대한 정상 모드로 복귀하는 복구 방법의 흐름도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 복구 방법은: 외부 전원이 전기적으로 접속된 것을 검출하고, 대응하여 복구 모드에서 외부 전력 표시 신호를 출력하는 단계(단계 S500); 외부 전원으로부터 전력을 수신하는 단계(단계 S502); 특정 지속기간 이하의 기간 동안 시작 신호와 복구 신호를 동시에 수신하는 단계(단계 S504); 외부 전력 표시 신호를 수신하는 단계(단계 S506); 배터리 셀과 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 복원하는 디스에이블 신호를 출력하는 단계(단계 S508); 및 정상 모드에 진입하는 단계(단계 S510)를 포함한다.
일부 실시형태에서, 도 2의 충전 회로(202)가 단계 S500을 실행한다. 도 1의 마이크로컨트롤러(106)가 단계 S502, S504, S506 및 S508을 실행하여, 배터리 디바이스(100)는 단계 S510을 실행할 수 있다. 일부 실시형태에서, 단계 S504의 시작 신호(150)는 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스(200)의 전원 버튼이 눌려진 것을 표시한다. 단계 S504의 복구 신호는 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스(200)의 복구 버튼이 눌려진 것을 표시한다. 단계 S506의 외부 전력 표시 신호(154)는 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스(200)가 외부 전원(212)에 전기적으로 접속된 것을 표시한다.
본 발명의 배터리 디바이스(100), 배터리 디바이스(100)를 포함한 전자 디바이스(200), 및 그 복구 방법은 전원 차단 메인터넌스를 달성하고 메인터넌스 효율을 높일뿐만 아니라 메인터넌스 동안 단락 가능성을 줄이고 라이브 작업(live working)을 피할 수 있다.
본 발명이 제공하는 여러 실시형태에 있어서, 개시한 시스템, 디바이스, 및 방법이 다른 방법을 사용하여 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 전술한 디바이스 실시형태는 예시에 불과하고, 예를 들어, 유닛의 분할은 논리적 기능 분할일 뿐이며 실제 구현예에서는 다른 분할이 있을 수 있다. 예를 들어, 여러 유닛 또는 엘리먼트들이 다른 시스템으로 조합 또는 통합될 수도 있고 일부 피처가 생략되거나 구현되지 않을 수도 있다. 또한, 표시되거나 논의된 상호 결합 또는 직접 결합 또는 통신 접속은 일부 인터페이스, 디바이스 또는 유닛을 통한 간접 결합 또는 통신 접속일 수도 있고 전기적, 기계적 또는 기타 형태일 수도 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시형태에서의 기능 유닛들은 하나의 프로세싱 유닛으로 통합될 수도 있고, 각각의 유닛이 물리적으로 단독으로 존재할 수도 있고, 또는 둘 이상의 유닛이 하나의 유닛으로 통합될 수도 있다. 전술한 통합된 유닛은 하드웨어의 형태로 또는 소프트웨어 기능 유닛의 형태로 구현될 수 있다.
이상 바람직한 실시형태로 본 발명을 개시하였지만, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 변경 및 수정을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (10)

  1. 배터리 디바이스에 있어서,
    전기 에너지를 저장하도록 구성되는 배터리 셀; 및
    상기 배터리 셀에 전기적으로 접속되는 배터리 보호 회로를 포함하고,
    상기 배터리 보호 회로는:
    상기 배터리 디바이스의 외부로부터 시작 신호, 복구 신호(repair signal), 및 외부 전력 표시 신호를 수신하도록 구성되는 마이크로컨트롤러; 및
    상기 배터리 셀에 전기적으로 접속되는 전력 공급 스위치를 포함하며;
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 시작 신호 및 상기 복구 신호에 따라 대응하여 상기 전력 공급 스위치에 인에이블 신호를 출력하도록 구성되어, 상기 전력 공급 스위치가 상기 배터리 셀과 상기 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 분리하도록 구성되게 하고;
    상기 마이크로컨트롤러는 상기 시작 신호, 상기 복구 신호, 및 상기 외부 전력 표시 신호에 따라 대응하여 상기 전력 공급 스위치에 디스에이블 신호를 출력하도록 구성되어, 상기 전력 공급 스위치가 상기 배터리 셀과 상기 배터리 보호 회로 사이의 전기적 접속을 복원하도록 구성되게 하고;
    상기 시작 신호는 상기 배터리 디바이스를 포함하는 전자 디바이스의 전원 버튼이, 상기 전자 디바이스를 턴 온(turn on)시키도록 눌려진 것을 표시하고; 상기 복구 신호는 상기 배터리 디바이스를 포함하는 상기 전자 디바이스의 복구 버튼이, 복구 모드(repair mode)에 진입하도록 눌려진 것을 표시하고; 상기 외부 전력 표시 신호는 상기 배터리 디바이스를 포함하는 상기 전자 디바이스가 외부 전원에 전기적으로 접속되고, 상기 배터리 디바이스가 상기 전자 디바이스의 복구를 위해 상기 복구 모드에 진입하도록 구성된 것을 표시하고,
    상기 마이크로컨트롤러가 특정 지속기간 이하의 기간 동안 상기 시작 신호 및 상기 복구 신호를 동시에 수신할 경우, 상기 배터리 셀과 상기 배터리 보호 회로 사이의 전기 접속이 분리될 수 있게, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 전력 공급 스위치에 상기 인에이블 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 배터리 디바이스는 상기 복구 모드에 진입하고,
    상기 배터리 디바이스가 상기 복구 모드에 진입하고 외부 전원이 상기 배터리 디바이스에 전기적으로 접속될 경우, 상기 마이크로컨트롤러가 상기 외부 전력 표시 신호를 수신하도록 어웨이크(awake) 될 수 있게, 상기 외부 전원은 상기 마이크로컨트롤러에 직접 전력을 공급하는 것인, 배터리 디바이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러가 상기 특정 지속기간 이하의 기간 동안 상기 시작 신호 및 상기 복구 신호를 동시에 수신하고, 또 상기 마이크로컨트롤러가 상기 외부 전력 표시 신호를 수신할 경우, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 배터리 셀과 상기 배터리 보호 회로 사이의 전기 접속이 복원될 수 있게, 상기 전력 공급 스위치에 디스에이블 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 배터리 디바이스는 정상 모드(normal mode)에 진입하도록 구성되는, 배터리 디바이스.
  6. 전자 디바이스에 있어서,
    제1항에 따른 배터리 디바이스;
    시작 신호를 수신하고 대응하여 상기 시작 신호를 출력하도록 구성되는 충전 회로 - 상기 외부 전원이 상기 충전 회로에 전기적으로 결합될 경우, 상기 충전 회로는 대응하여 외부 전력 표시 신호를 출력하도록 구성됨 -;
    복구 표시 신호를 수신하고 대응하여 상기 복구 표시 신호를 출력하도록 구성되는 전력 관리 회로; 및
    상기 복구 표시 신호에 따라 상기 복구 신호를 출력하도록 구성되는 프로세서
    를 포함하는, 전자 디바이스.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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