KR20000008583A - Power supply of portable electronic system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휴대용 컴퓨터, 모형 기기, 헤드폰 스테레오(워크맨), 휴대용 전화기 등과 같이 2차 배터리에 의해 동작되는 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 휴대용 전자 시스템의 내부 및 외부에 장착되는 배터리에 의해 동작되는 휴대용 전자 시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a system operated by a secondary battery such as a portable computer, a model device, a headphone stereo (walkman), a portable telephone, and more particularly, by a battery mounted inside and outside a portable electronic system. The present invention relates to a portable electronic system.
오늘날 휴대용 컴퓨터, 비디오 캠코더, 모형 기기 또는 휴대용 전화기 등과 같이 배터리를 사용하는 전자 시스템들은 휴대하여 이동 중에도 사용하는 장점으로 다양하게 보급되고 있다.Today, battery-powered electronic systems, such as portable computers, video camcorders, model devices, or portable telephones, are becoming popular due to the advantages of being portable and on the go.
특히 컴퓨터 기술의 발달로 인하여 최근에는 휴대용 컴퓨터의 보급이 매우 높아지고 있다. 이는 휴대용 컴퓨터가 이동 중에 또는 이동하여 AC 전원을 사용하지 않고도 어느 장소에서나 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있기 때문이다. 따라서 휴대용 컴퓨터는 필수적으로 배터리를 이용하여 컴퓨터 시스템의 전원을 공급한다.In particular, due to the development of computer technology, the spread of portable computers has been very high in recent years. This is because a portable computer has the advantage of being able to be used anywhere or on the go without using AC power. Thus, portable computers essentially use a battery to power the computer system.
도 1에는, 배터리에 의해 동작되는 장치의 일 예인 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관도를 보여주고 있다. 도 1을 참조하면, 휴대용 컴퓨터 시스템(100)은 데스크 탑 컴퓨터(desk top computer)에 비해 부가적인 장치를 줄여 소형화, 경량화하여 휴대가 간편하다. 상기 컴퓨터 시스템은 AC 어댑터(110)로부터 제공되는 전원에 의해 동작한다. AC 전원을 공급받을 수 없는 경우에는 휴대용 컴퓨터 시스템(100)의 내부에 장착된 배터리(120)로부터 전원을 공급받는다.1 shows an external view of a portable computer system, which is an example of a battery operated device. Referring to FIG. 1, the portable computer system 100 is simple to carry by miniaturizing and reducing the weight of additional devices compared to a desktop top computer. The computer system is powered by a power source provided from AC adapter 110. When AC power cannot be supplied, power is supplied from a battery 120 mounted inside the portable computer system 100.
도 2는 종래 기술의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 구비한 휴대용 컴퓨터 시스템의 전형적인 전원 공급 체계를 보여주고 있다.2 shows a typical power supply scheme of a portable computer system with a battery pack according to one embodiment of the prior art.
도 2를 참조하면, AC 100∼240V의 전압을 안정된 DC 전압으로 변환시키는 AC 어댑터(adapter)(110)에는 전원 제어부(124)의 제어에 따라 상기 DC 전압이 컴퓨터 시스템(100) 내부로 공급되는 것을 스위칭 하는 스위치(122)가 연결된다. 노드(123)의 DC 전압은 레귤레이터(126)와, 충전 회로(132)와, DC/DC 컨버터(134) 및 LCD 패널(150)의 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터(152)로 입력된다. 상기 레귤레이터(126)는 마이크로 컨트롤러(130)의 전원 전압을 일정하게 공급한다.Referring to FIG. 2, an AC adapter 110 for converting a voltage of AC 100 to 240V into a stable DC voltage is supplied to the computer system 100 under the control of a power control unit 124. The switch 122 for switching things is connected. The DC voltage of the node 123 is input to the regulator 126, the charging circuit 132, the DC / DC converter 134, the DC / DC converter of the LCD panel 150, and the DC / AC inverter 152. . The regulator 126 supplies the power supply voltage of the microcontroller 130 constantly.
상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 레귤레이터(126)로부터 제공되는 전원에 의해 동작하며 상기 전원 제어부(124)와, 충전 회로(128) 및 DC/DC 컨버터(134)를 제어한다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 배터리 검출 회로(132)로부터 제공되는 배터리 팩(120)의 화학적 특성, 충/방전 상태, 데드 셀(dead cell)여부 등에 관한 정보에 따라 배터리 팩(120)의 충전을 제어하기 위한 신호를 충전 회로(132)로 출력한다.The microcontroller 130 operates by a power source provided from the regulator 126 and controls the power control unit 124, the charging circuit 128, and the DC / DC converter 134. The microcontroller 130 charges the battery pack 120 according to the information on the chemical characteristics of the battery pack 120, the charge / discharge state, a dead cell, etc. provided from the battery detection circuit 132. A signal for controlling is output to the charging circuit 132.
상기 배터리 팩(120)은 통상 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 니켈 메탈 하이드라이드(Ni_MH), 또는 리튬 이온(Li-Ion) 배터리 셀 등을 구비하고 있으며, 배터리 충전 회로(132)에 의해 충전된다.The battery pack 120 typically includes nickel cadmium (Ni-Cd), nickel metal hydride (Ni_MH), or lithium ion (Li-Ion) battery cells, and is charged by the battery charging circuit 132. .
DC/DC 컨버터(134)는 AC 어댑터(110) 또는 배터리 팩(120)으로부터 휴대용 컴퓨터 시스템에서 필요로 하는 각종 직류 전원들(예컨대, 3.3V, 5V, 12V등)을 얻고, 얻어진 상기 직류 전원들은 중앙 처리 장치(Central Processing unit; CPU), 비디오 회로, 오디오 회로, 각종 디스크 드라이브들(HDD, FDD, CD-ROM drive), 각종 기억 장치 등이 장착되어 있는 시스템 유닛(136)으로 공급한다.The DC / DC converter 134 obtains various DC power supplies (eg, 3.3V, 5V, 12V, etc.) required by the portable computer system from the AC adapter 110 or the battery pack 120. A central processing unit (CPU), video circuits, audio circuits, various disk drives (HDD, FDD, CD-ROM drive), various storage devices, and the like are supplied to the system unit 136 mounted thereon.
LCD 패널(250)의 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터(140)는 AC 어댑터(110)나 배터리 팩(120)으로부터 입력된 DC 전압을 고전압(예컨대, 약 500V)의 AC 전압으로 변환하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; LCD)(142)의 냉 음극 형광등(cold cathode fluorescent lamp)으로 제공한다.The DC / DC converter 140 and the DC / AC inverter 140 of the LCD panel 250 convert the DC voltage input from the AC adapter 110 or the battery pack 120 into an AC voltage having a high voltage (for example, about 500 V). A cold cathode fluorescent lamp of a liquid crystal display (LCD) 142 is provided.
블록킹 다이오드 D1은 배터리(120)에 충전된 전류가 충전회로(128)로 유입되어 방전되는 것을 방지한다. 블록킹 다이오드 D2는 AC 어댑터(110)로부터 입력되는 전원이 배터리(120)로 직접적으로 입력되지 않도록 한다.The blocking diode D1 prevents the current charged in the battery 120 from flowing into the charging circuit 128 and being discharged. The blocking diode D2 prevents power input from the AC adapter 110 from being directly input to the battery 120.
휴대용 컴퓨터 시스템으로 전원을 공급하는 배터리는 소형이어야 하고, 그 무게 또한 가벼워야 한다. 그러나 배터리에 대한 기술 발전이 더딘 관계로 한 개의 배터리로 오랜 시간 동안 휴대용 컴퓨터에 전원을 공급할 수 없는 것이 현실이다. 대부분의 휴대용 컴퓨터 시스템은 하나의 배터리 팩만을 삽입하여 할 수 있도록 설계되어 있다. 그러므로, 배터리로 장시간 휴대용 컴퓨터 시스템을 사용하고자 하는 경우에는 여분의 충전된 배터리 팩을 휴대하여야 하는 불편함이 있었다. 여분의 배터리 팩을 휴대하여 사용하기 위해서는 미리 충전되어 있어야 하는데 각각의 배터리 팩을 충전하는데 많은 시간이 걸리는 단점이 있었다.Batteries powering portable computer systems should be compact and light in weight. However, due to the slow development of battery technology, a single battery cannot power a portable computer for a long time. Most portable computer systems are designed so that only one battery pack can be inserted. Therefore, when using a portable computer system for a long time as a battery, there was an inconvenience of carrying an extra charged battery pack. In order to carry a spare battery pack to be used in advance, it has to be charged in advance, but each battery pack takes a long time to charge.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 휴대용 전자 시스템의 배터리 사용 시간을 늘이기 위한 외부 배터리 팩을 갖는 휴대용 전자 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a portable electronic system having an external battery pack for prolonging the battery usage time of the portable electronic system.
도 1은 배터리에 의해 동작되는 장치의 일 예인 휴대용 컴퓨터 시스템의 구성을 나타내는 사시도;1 is a perspective view showing the configuration of a portable computer system which is an example of a battery operated device;
도 2는 종래 기술의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 구비한 휴대용 컴퓨터 시스템의 전형적인 전원 공급 체계를 보여주는 블록도;2 is a block diagram showing an exemplary power supply scheme of a portable computer system with a battery pack according to one embodiment of the prior art;
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관을 보여주는 도면;3A and 3B show an appearance of a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관을 보여주고 있는 도면;4A and 4B show an appearance of a portable computer system according to another preferred embodiment of the present invention;
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 블록적으로 보여주고 있는 블록도;5A-5B are block diagrams showing block diagrams of an internal circuit configuration of a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 6은 휴대용 컴퓨터 시스템에 외부 배터리 팩이 장착되었을 때 내부 회로구성을 블록적으로 도시한 블록도;FIG. 6 is a block diagram illustrating the internal circuit configuration when an external battery pack is mounted in the portable computer system; FIG.
도 7은 본 발명의 외부 배터리 팩에 AC 어댑터가 내장된 것을 예시하고 있는 도면;7 is a diagram illustrating an AC adapter embedded in an external battery pack of the present invention;
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부에 장착되는 배터리 팩을 도시하고 있는 도면;8 illustrates a battery pack mounted inside a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외부에 장착되는 배터리 팩을 도시하고 있는 도면;9 illustrates a battery pack mounted external to a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템에 접속되는 AC 어댑터를 예시하고 있는 도면; 그리고10 illustrates an AC adapter connected to a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention. And
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템에 장착되는 외부 배터리 팩에 접속되는 AC 어댑터를 예시하고 있는 도면이다.11 is a diagram illustrating an AC adapter connected to an external battery pack mounted in a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 휴대용 컴퓨터 시스템 110 : AC 어댑터100: portable computer system 110: AC adapter
120, 220 : 배터리 팩 124, 224 : 전원 제어부120, 220: battery pack 124, 224: power control unit
126, 226 : 레귤레이터 130, 230 : 마이크로 컨트롤러126, 226 regulator 130, 230 microcontroller
134, 234 : DC/DC 컨버터 128, 228 : 충전 회로134, 234: DC / DC converter 128, 228: charging circuit
136, 236 : 시스템 유닛 132, 232 : 배터리 검출 회로136, 236: system unit 132, 232: battery detection circuit
152, 252 : DC/DC 컨버터 및 DC/AC 인버터152, 252: DC / DC converters and DC / AC inverters
156, 256 : LCD 패널 300a, 300b : 외부 배터리 팩156, 256: LCD panel 300a, 300b: External battery pack
302a, 302b : 배터리 커넥터 310, 410 : AC 어댑터302a, 302b: Battery connector 310, 410: AC adapter
320, 420 : 외부 배터리 충전 회로 330, 430 : 외부 배터리320, 420: external battery charging circuit 330, 430: external battery
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 휴대용 전자 시스템은: 내부에 전자 회로가 배치되는 하우징과; AC 입력 전압을 안정된 DC 전압으로 변환하여 상기 시스템으로 제공하는 제 1 어댑터와; 상기 하우징의 내부에 장착되고, 상기 전자 회로와 연결되어 상기 시스템에 전원을 공급하기 위한 제 1 배터리와; 상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 전자 회로와 연결되고, 상기 하우징의 외부로 노출되는 제 1 커넥터 및; 상기 제 1 커넥터와 연결되는 제 2 커넥터를 갖고, 상기 하우징의 외부면에 결합되며, 상기 컴퓨터 시스템에 전원을 공급하기 위한 수단을 포함하되, 상기 전원 공급 수단은, AC 입력 전압을 안정된 DC 전압으로 변환하여 상기 시스템 및 상기 전원 공급 수단으로 제공하는 제 2 어댑터와; 상기 시스템에 전원을 공급하기 위한 제 2 배터리 및; 상기 제 2 어댑터로부터 전원을 공급받아 상기 제 2 배터리로 충전 전원을 공급하는 충전 수단을 포함하여, 상기 전원 공급 수단이 상기 시스템에 장착되고, 상기 제 1 어댑터로부터 전원이 공급되지 않을 때, 상기 시스템은 상기 전원 공급 수단으로부터 전원을 공급받는다.According to a feature of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, the portable electronic system comprises: a housing in which an electronic circuit is disposed; A first adapter converting an AC input voltage into a stable DC voltage and providing the system to the system; A first battery mounted inside the housing and connected to the electronic circuit to supply power to the system; A first connector disposed inside the housing and connected to the electronic circuit and exposed to the outside of the housing; Means for supplying power to the computer system having a second connector coupled to the first connector, the second connector being coupled to an outer surface of the housing, wherein the power supply means converts an AC input voltage into a stable DC voltage. A second adapter to convert and provide to the system and the power supply means; A second battery for powering the system; A charging means for receiving power from the second adapter and supplying charging power to the second battery, when the power supply means is mounted to the system and no power is supplied from the first adapter. Receives power from the power supply means.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 시스템은, 상기 제 1 및 제 2 어댑터로부터 전원을 공급받아 상기 제 1 배터리를 충전하기 위한 충전 수단을 포함한다.In a preferred embodiment, the system comprises charging means for charging the first battery with power supplied from the first and second adapters.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 어댑터는 일체형의 저용량 어댑터이고, 상기 제 2 어댑터는 분리형의 고용량 어댑터이다.In a preferred embodiment, the first adapter is an integrated low capacity adapter and the second adapter is a detachable high capacity adapter.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 커넥터는 상기 하우징의 뒷면으로 노출되도록 배치되고, 상기 전원 공급 장치는 상기 하우징의 저면에 위치되는 크레들과; 상기 크레들의 후단부로부터 일체로 형성되고, 상기 제 2 커넥터가 배치되며, 상기 하우징 뒷면의 외부에 위치되는 턱부와; 상기 크레들의 양측면으로부터 일체로 각각 형성되고, 상기 하우징 양측면의 외부에 각각 위치되는 서포트들을 포함하여, 상기 전원 공급 장치는 상기 하우징의 뒷방향으로부터 상기 하우징에 결합되고, 상기 제 1 커넥터에 상기 제 2 커넥터가 결합되었을 때, 상기 하우징을 지지한다.In a preferred embodiment, the first connector is arranged to be exposed to the rear side of the housing, the power supply comprising a cradle located at the bottom of the housing; A jaw portion integrally formed from the rear end of the cradle, the second connector disposed, and positioned outside the rear surface of the housing; The power supply is coupled to the housing from a rearward direction of the housing, the supports being formed integrally from both sides of the cradle, respectively, and located on the exterior of both sides of the housing. When the connector is engaged, it supports the housing.
(실시예)(Example)
본 발명은 휴대용 컴퓨터, 모형 기기, 헤드폰 스테레오(워크맨), 휴대용 전화기 등과 같이 2차 배터리에 의해 동작하는 휴대용 전자 시스템에 관한 것이다. 휴대용 전자 시스템의 외부에 큰 용량의 배터리 팩을 장착하여 외부 전원을 공급받을 수 없는 상태에서 휴대용 전자 시스템의 사용 시간을 연장시킨다. 상기 외부 배터리 팩은 2차 배터리와 충전 전류를 공급하는 충전 회로로 구성된다. 상기 외부 배터리 팩은 휴대용 전자 시스템에 커넥터로 접속되어 사용자가 용이하게 장착/제거할 수 있는 구조를 갖는다.The present invention relates to a portable electronic system operated by a secondary battery such as a portable computer, a model device, a headphone stereo (walkman), a portable telephone, and the like. A large capacity battery pack is mounted outside the portable electronic system to extend the use time of the portable electronic system in the absence of external power. The external battery pack includes a secondary battery and a charging circuit for supplying a charging current. The external battery pack is connected to a portable electronic system by a connector and has a structure that can be easily installed / removed by a user.
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 11.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관을 보여주고 있다.3A and 3B show the appearance of a portable computer system according to one preferred embodiment of the present invention.
도 3a는 배터리 팩(220)을 장착한 휴대용 컴퓨터(200)와, 외부 배터리 팩(300a)을 도시하고 있다. 도 3a를 참조하면, 상기 외부 배터리 팩(300a)은 커넥터(302a)를 구비하여 휴대용 컴퓨터(200)의 후면에 구비된 커넥터(미 도시됨)와 결합된다. 상기 배터리 팩(300a)은 후면에 전원 잭(미 도시됨)을 구비하여 AC 어댑터(310)로부터 DC 전원을 공급받는다. 상기 배터리 팩(300a)은 상기 어댑터(310)로부터 공급되는 전류에 의해 충전된다.3A shows a portable computer 200 equipped with a battery pack 220 and an external battery pack 300a. Referring to FIG. 3A, the external battery pack 300a includes a connector 302a and is coupled with a connector (not shown) provided at the rear of the portable computer 200. The battery pack 300a is provided with a power jack (not shown) at the rear to receive DC power from the AC adapter 310. The battery pack 300a is charged by a current supplied from the adapter 310.
도 3b는 휴대용 컴퓨터와 외부 배터리 팩이 결합되었을 때의 외관을 도시하고 있다. 도 3b를 참조하면, 휴대용 컴퓨터(200)는 외부 배터리 팩(300a)의 상부 편평한 면에 얹혀지는 형태로 결합된다. 상기 외부 배터리 팩(300a)의 양측면의 외부에 각각 위치되는 서포트들은 상기 휴대용 컴퓨터(200)가 상기 외부 배터리 팩(300a)에 고정되도록 한다. 상기 휴대용 컴퓨터(200)와 상기 외부 배터리 팩(300a)이 결합되면, 상기 휴대용 컴퓨터(200)는 본체에 장착된 배터리(220) 뿐만 아니라 외부 배터리 팩(300a)으로부터 전원을 공급받을 수 있다.3B shows the appearance when the portable computer and the external battery pack are combined. Referring to FIG. 3B, the portable computer 200 is coupled to be mounted on the upper flat surface of the external battery pack 300a. Supports respectively positioned outside both sides of the external battery pack 300a allow the portable computer 200 to be fixed to the external battery pack 300a. When the portable computer 200 and the external battery pack 300a are combined, the portable computer 200 may receive power from the external battery pack 300a as well as the battery 220 mounted on the main body.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관을 보여주고 있다.4A and 4B show the appearance of a portable computer system according to another preferred embodiment of the present invention.
도 4a는 배터리 팩(220)을 장착한 휴대용 컴퓨터(200)와, 외부 배터리 팩(300b)을 도시하고 있다. 상기 휴대용 컴퓨터(200)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 휴대용 컴퓨터와 동일한 구성 요소와 동일한 기능을 수행한다. 상기 외부 배터리 팩(300b)은 윗면과 양측면을 갖고, 상기 외부 배터리 팩(300b)의 윗면 상에 커넥터(302b)가 구비된다. 상기 외부 배터리 팩(300b)의 양측면에는 상기 휴대용 컴퓨터(200)와 결합/분리되는 방향으로 상기 컴퓨터(200)의 본체 높이와 동일한 길이를 갖는 두 개의 록커(locker)가 구비되어 있다. 상기 외부 배터리 팩(300b)의 윗면은 일정 기울기를 갖도록 형성되어 있다. 상기 배터리 팩(300b)은 후면에 전원 잭(미 도시됨)을 구비하여 AC 어댑터(310)로부터 DC 전원을 공급받는다. 상기 배터리 팩(300b)은 상기 어댑터(310)로부터 공급되는 전류에 의해 충전된다. 상기 휴대용 컴퓨터(200)의 저면에는 상기 외부 배터리 팩(300b)의 커넥터(302a)와 결합할 수 있는 커넥터(미 도시됨)가 구비된다.4A shows a portable computer 200 equipped with a battery pack 220 and an external battery pack 300b. The portable computer 200 performs the same functions as the components of the portable computer shown in FIGS. 3A and 3B. The external battery pack 300b has a top surface and both side surfaces, and a connector 302b is provided on the top surface of the external battery pack 300b. Two lockers are provided on both side surfaces of the external battery pack 300b having the same length as the height of the main body of the computer 200 in a direction of being coupled / detached with the portable computer 200. The top surface of the external battery pack 300b is formed to have a predetermined slope. The battery pack 300b is provided with a power jack (not shown) at the rear to receive DC power from the AC adapter 310. The battery pack 300b is charged by the current supplied from the adapter 310. The bottom of the portable computer 200 is provided with a connector (not shown) that can be coupled to the connector 302a of the external battery pack 300b.
도 4b는 휴대용 컴퓨터와 외부 배터리 팩이 결합되었을 때의 외관을 도시하고 있다. 도 4b를 참조하면, 휴대용 컴퓨터(200)는 외부 배터리 팩(300b)의 상부 기울어진 면에 얹혀지는 형태로 결합된다. 따라서, 휴대용 컴퓨터(200) 후면의 커넥터들(미 도시됨)이 외부 배터리 팩(300b)에 의해 가려지는 것을 방지할 수 있다. 상기 외부 배터리 팩(300b)의 양측면의 외부에 각각 위치되는 록커들(306a, 306b)은 상기 휴대용 컴퓨터(200)가 상기 외부 배터리 팩(300a)에 고정되도록 한다. 상기 휴대용 컴퓨터(200)와 상기 외부 배터리 팩(300b)이 결합되면, 상기 휴대용 컴퓨터(200)는 본체에 장착된 배터리(220) 뿐만 아니라 외부 배터리 팩(300b)으로부터 전원을 공급받을 수 있다.4B shows an appearance when a portable computer and an external battery pack are combined. Referring to FIG. 4B, the portable computer 200 is coupled to be mounted on the top inclined surface of the external battery pack 300b. Therefore, it is possible to prevent the connectors (not shown) behind the portable computer 200 from being blocked by the external battery pack 300b. The lockers 306a and 306b respectively positioned on both sides of the external battery pack 300b allow the portable computer 200 to be fixed to the external battery pack 300a. When the portable computer 200 and the external battery pack 300b are combined, the portable computer 200 may receive power from the external battery pack 300b as well as the battery 220 mounted on the main body.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 블록적으로 보여주고 있다.5A through 5B show block diagrams of an internal circuit configuration of a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5a는 AC 어댑터로부터 전원을 공급받아 동작하는 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 블록적으로 보여주고 있다. 도 5a를 참조하면, AC 200∼240V의 전압을 안정된 DC 전압으로 변환시키는 AC 어댑터(adapter)(110)에는 전원 제어부(220)의 제어에 따라 상기 DC 전압이 컴퓨터 시스템(200) 내부로 공급되는 것을 스위칭 하는 스위치(222)가 연결된다. 노드(223)의 DC 전압은 레귤레이터(226)와, 충전 회로(228)와, DC/DC 컨버터(234) 및 LCD 패널부(250)의 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터(252)로 입력된다. 상기 레귤레이터(226)는 마이크로 컨트롤러(230)의 전원 전압을 일정하게 공급한다.Fig. 5a shows in block form the internal circuitry of a portable computer system operating from a power source supplied from an AC adapter. Referring to FIG. 5A, an AC adapter 110 for converting a voltage of AC 200 to 240 V into a stable DC voltage may be supplied into the computer system 200 under the control of a power control unit 220. The switch 222 for switching things is connected. The DC voltage of the node 223 is input to the regulator 226, the charging circuit 228, the DC / DC converter of the DC / DC converter 234 and the LCD panel 250, and the DC / AC inverter 252. do. The regulator 226 supplies the power supply voltage of the microcontroller 230 constantly.
상기 마이크로 컨트롤러(230)는 상기 레귤레이터(226)로부터 제공되는 전원에 의해 동작하며 상기 전원 제어부(224)와, 충전 회로(228) 및 DC/DC 컨버터(234)를 제어한다. 상기 마이크로 컨트롤러(230)는 배터리 검출 회로(232)로부터 제공되는 배터리(220)의 화학적 특성, 충/방전 상태, 데드 셀(dead cell)여부 등에 관한 정보에 따라 배터리(220)의 충전을 제어하기 위한 신호를 충전 회로(232)로 출력한다.The microcontroller 230 operates by a power source provided from the regulator 226 and controls the power control unit 224, the charging circuit 228, and the DC / DC converter 234. The microcontroller 230 controls the charging of the battery 220 according to the information on the chemical characteristics of the battery 220, the charge / discharge state, the dead cell (dead cell), etc. provided from the battery detection circuit 232. Outputs a signal for the charging circuit 232.
상기 배터리(220)는 통상 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 니켈 메탈 하이드라이드(Ni_MH), 또는 리튬 이온(Li-Ion) 배터리 셀 등을 구비하고 있으며, 배터리 충전 회로(228)에 의해 충전된다.The battery 220 typically includes nickel cadmium (Ni-Cd), nickel metal hydride (Ni_MH), lithium ion (Li-Ion) battery cells, and the like, and is charged by the battery charging circuit 228.
휴대용 컴퓨터 시스템의 사용 조건의 관점에서 볼 때, 배터리 충전 방식으로 런 앤드 차징(run & charging) 방식과 런 오어 차칭(run or charging) 방식이 있다. 전자는 시스템의 사용 여부와 관계없이 배터리를 충전하는 방식이다. 반면, 후자는 시스템의 사용 여부에 따라서 선택적으로 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 방식으로, 시스템이 사용되고 있으면 배터리의 충전은 이루어지지 않도록 하고 시스템이 사용되지 않을 때에만 배터리의 충전이 이루어지도록 한다.In view of the conditions of use of a portable computer system, there are two types of battery charging methods, a run and charging method and a run or charging method. The former charges the battery with or without the system. On the other hand, the latter allows the battery to be selectively charged according to whether or not the system is used. If the system is in use, the battery is not charged and only when the system is not used.
다시 도 5a를 참조하여, DC/DC 컨버터(234)는 AC 어댑터(110) 또는 배터리 팩(220)으로부터 휴대용 컴퓨터 시스템에서 필요로 하는 각종 직류 전원들(예컨대, 3.3V, 5V, 12V등)을 얻고, 얻어진 상기 직류 전원들은 중앙 처리 장치(Central Processing unit; CPU), 비디오 회로, 오디오 회로, 각종 디스크 드라이브들(HDD, FDD, CD-ROM drive), 각종 기억 장치 등이 장착되어 있는 시스템 유닛(236)으로 공급한다.Referring again to FIG. 5A, the DC / DC converter 234 receives various DC power supplies (eg, 3.3V, 5V, 12V, etc.) required by the portable computer system from the AC adapter 110 or the battery pack 220. The DC power supplies obtained and obtained are system units equipped with a central processing unit (CPU), video circuits, audio circuits, various disk drives (HDD, FDD, CD-ROM drive), various storage devices, and the like. 236).
LCD 패널부(250)의 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터(252)는 AC 어댑터(110)나 배터리 팩(220)으로부터 입력된 DC 전압을 고전압(예컨대, 약 500V)의 AC 전압으로 변환하여 LCD(Liquid Crystal Display ; LCD) 패널(256)의 냉음극 형광등(cold cathode fluorescent lamp)으로 제공한다.The DC / DC converter and the DC / AC inverter 252 of the LCD panel 250 convert the DC voltage input from the AC adapter 110 or the battery pack 220 into an AC voltage having a high voltage (for example, about 500V). It is provided as a cold cathode fluorescent lamp of the liquid crystal display (LCD) panel 256.
AC 어댑터(110)로부터 휴대용 컴퓨터 시스템(200)으로 전원이 공급되는 경우, 시스템은 상기 AC 어댑터(110) 전원에 의해 동작한다. 또 마이크로 컨트롤러(130)의 제어에 의해 상기 배터리(220)가 충전된다. 블록킹 다이오드 D11은 배터리(220)에 충전된 전류가 충전회로(228)로 유입되어 방전되는 것을 방지한다. 블록킹 다이오드 D12는 AC 어댑터(110)로부터 입력되는 전원이 배터리(220)로 직접적으로 입력되지 않도록 한다.When power is supplied from the AC adapter 110 to the portable computer system 200, the system is powered by the AC adapter 110 power. In addition, the battery 220 is charged by the control of the microcontroller 130. The blocking diode D11 prevents a current charged in the battery 220 from flowing into the charging circuit 228 and being discharged. The blocking diode D12 prevents power input from the AC adapter 110 to be directly input to the battery 220.
휴대용 컴퓨터 시스템은 휴대가 용이하도록 경량화, 소형화되도록 설계되어 데스크 탑(desk top)컴퓨터처럼 CD-ROM 드라이브, 스테레오 오디오의 지원등 완벽한 멀티미디어 기능을 수행하기 위한 장치의 구성이 어렵다. 이러한 휴대용 컴퓨터 시스템에 완벽한 멀티미디어 기능을 수행하게 하고, 주변 장치와의 연결 단자를 제공하는 것이 기능 확장용 도킹 스테이션(docking station)(미 도시됨)이다.Portable computer systems are designed to be lightweight and compact for easy portability, making it difficult to configure devices to perform full multimedia functions such as CD-ROM drives and stereo audio support, such as desktop top computers. It is a docking station (not shown) for extending functionality that provides a complete multimedia function for such a portable computer system and provides a connection terminal with a peripheral device.
케이블 매니저 또는 포트 리플리케이터(port replicator)(미 도시됨)는 휴대용 컴퓨터들과 같이 위치 이동이 빈번한 컴퓨터들에 연결되는 주변 장치들의 모든 커넥터들을 통합함으로써 상기 컴퓨터들에/로부터 주변 장치들을 장착/제거할 때 상기 주변 장치들의 커넥터들을 상기 컴퓨터들에 연결/비연결해야 하는 불편을 해소할 수 있도록 한다. 상기 케이블 매니저는 한 번의 동작으로 컴퓨터에/로부터 주변 장치를 연결/비연결할 수 있도록 하는 편리성을 제공한다.A cable manager or port replicator (not shown) can mount / remove peripherals to and from the computers by integrating all connectors of peripherals that connect to computers that are frequently moved, such as portable computers. This eliminates the inconvenience of having to connect / disconnect the connectors of the peripheral devices to the computers. The cable manager provides the convenience of connecting / disconnecting peripheral devices to / from a computer in one operation.
휴대용 컴퓨터(200)에 상기 도킹 스테이션 또는 포트 리플리케이터가 장착되는 경우, 어댑터(110)는 상기 도킹 스테이션 또는 포트 리플리케이터에 접속된다. 휴대용 컴퓨터(200)는 상기 두 장치를 통해 전원을 공급받는다.When the docking station or port replicator is mounted on the portable computer 200, the adapter 110 is connected to the docking station or port replicator. The portable computer 200 is powered through the two devices.
상기 휴대용 컴퓨터 시스템(200)은 도 5b에 도시된 바와 같이 도킹 스테이션이 장착된 경우 상기 도킹 스테이션의 전원 공급부(112)로부터 전원을 공급받아 동작한다. 컴퓨터 시스템(100)의 내부 회로 구성은 도 5a에 도시된 바와 동일하다.When the docking station is mounted as shown in FIG. 5B, the portable computer system 200 receives power from the power supply 112 of the docking station. The internal circuit configuration of the computer system 100 is the same as that shown in FIG. 5A.
도 5c에서는 휴대용 컴퓨터 시스템(200)에 포트 리플리케이터가 장착된 경우를 예시하고 있다. 이 경우, 컴퓨터 시스템(200)은 포트 리플리케이터의 전원 공급부(114)로부터 전원을 공급받아 동작한다. 컴퓨터 시스템(100)의 내부 회로 구성은 도 5a에 도시된 바와 동일하다.5C illustrates a case where the port replicator is mounted on the portable computer system 200. In this case, the computer system 200 operates by receiving power from the power supply unit 114 of the port replicator. The internal circuit configuration of the computer system 100 is the same as that shown in FIG. 5A.
도 6은 휴대용 컴퓨터 시스템에 외부 배터리 팩이 장착되었을 때 내부 회로구성을 블록적으로 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨터 시스템(200)의 회로 구성은 도 5a 내지 도 5b에 도시된 것과 동일하다.6 is a block diagram illustrating an internal circuit configuration when an external battery pack is mounted in the portable computer system. As shown in FIG. 6, the circuit configuration of the portable computer system 200 is the same as that shown in FIGS. 5A-5B.
외부 배터리 팩(300)은 배터리(330)와, 상기 배터리(330)에 충전 전류를 제공하는 충전 회로(320) 및 다이오드들(D3, D4, D5)로 구성되고, 휴대용 컴퓨터(200)의 커넥터(260)와 접속하기 위한 커넥터(302)를 포함한다. 다이오드 D4는 외부 배터리(330)에 충전된 전류가 충전회로(320)로 유입되어 방전되는 것을 방지한다. 다이오드 D3 및 D5는 메인 배터리(220)로부터 외부 배터리 팩(300)으로 방전되는 것을 방지한다.The external battery pack 300 is composed of a battery 330, a charging circuit 320 for providing a charging current to the battery 330 and diodes (D3, D4, D5), the connector of the portable computer 200 Connector 302 for connecting with 260. The diode D4 prevents a current charged in the external battery 330 from flowing into the charging circuit 320 and being discharged. Diodes D3 and D5 prevent discharge from the main battery 220 to the external battery pack 300.
도 7은 본 발명의 외부 배터리 팩에 AC 어댑터가 내장된 것을 예시하고 있는 도면이다.7 is a diagram illustrating that the AC adapter is built in the external battery pack of the present invention.
도 7을 참조하면, AC 어댑터(410)가 외부 배터리 팩(400) 내부에 내장(built-in)되어 있다. AC 어댑터(410)를 내장한 외부 배터리 팩(400)은 도 6에 도시된 외부 배터리와 동일한 구성 요소를 갖는다.Referring to FIG. 7, the AC adapter 410 is built-in inside the external battery pack 400. The external battery pack 400 having the AC adapter 410 has the same components as the external battery shown in FIG. 6.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부에 장착되는 배터리 팩을 도시하고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨터(200) 내부에 장착되는 배터리(220)는 예를 들어, 리튬 이온(Li-ion) 배터리 4 개가 직렬(series)로 구성되어 있다. 배터리 전압은 14.4V이다.8 illustrates a battery pack mounted inside a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 8, the battery 220 mounted in the portable computer 200 includes, for example, four lithium ion (Li-ion) batteries in series. The battery voltage is 14.4V.
14.4V * 1.65Ah = 23.76Wh ≒ 24Wh14.4V * 1.65Ah = 23.76Wh ≒ 24Wh
상기 배터리(220)는 배터리 커넥터(221)를 통해 충방전이 이루어진다.The battery 220 is charged and discharged through the battery connector 221.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외부에 장착되는 배터리 팩을 도시하고 있다.9 illustrates a battery pack mounted external to a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 외부 배터리 팩(300)의 배터리(330)는 예를 들어, 4 *4 즉 16개의 리튬 이온 배터리로 구성되어 있다. 배터리 전압은 14.4V이다.Referring to FIG. 9, the battery 330 of the external battery pack 300 is configured of, for example, 4 * 4 or 16 lithium ion batteries. The battery voltage is 14.4V.
14.4V * 1.65Ah * 4 = 95.04Wh ≒ 96Wh14.4V * 1.65Ah * 4 = 95.04Wh ≒ 96Wh
즉, 외부 배터리의 사용 시간은 내부 배터리의 사용 시간(1시간 40분)보다 긴 6시간 20분이다. 그러므로, 내부 배터리(220)와 외부 배터리(330)를 모두 장착하여 사용하는 경우에 휴대용 컴퓨터를 사용할 수 있는 시간은 총 8 시간이다.That is, the use time of the external battery is 6 hours 20 minutes longer than the use time of the internal battery (1 hour 40 minutes). Therefore, when the internal battery 220 and the external battery 330 are both mounted and used, the total time that the portable computer can be used is eight hours.
상기 외부 배터리 팩(300)은 충전 회로(320)를 내장하고 있다. 참조 번호 308은 DC 잭(jack)을 나타낸 것으로 외부 배터리 팩에 접속되는 AC 어댑터와 접속된다. 상기 배터리 팩(300)은 커넥터(302)와 접속된 배터리 커넥터(301)를 통해 충/방전 동작이 수행된다.The external battery pack 300 includes a charging circuit 320. Reference numeral 308 denotes a DC jack and is connected to an AC adapter connected to an external battery pack. The battery pack 300 is charged / discharged through the battery connector 301 connected to the connector 302.
컴퓨터 시스템(200)에 장착되는 배터리(220)는 휴대가 용이하고 그 무게가 가볍도록 작은 용량의 배터리를 사용한다. 상기 배터리(220)의 충전은 런 오어 차징 방식으로 컴퓨터(200)의 전원이 오프된 상태에서만 충전이 가능하다. 컴퓨터(200)의 전원이 오프된 상태에서는 빠르게 충전시킬 수 있다. 한편, 외부 배터리 팩(300)의 충전을 빠르게 수행하기 위하여 서브 AC 어댑터(310)의 용량을 충분히 크게 설계할 수 있다. 더욱이 컴퓨터(200)의 전원 공급 상태와 무관하게 상기 외부 배터리 팩(300)의 충전이 가능하여 사용의 편리함을 더한다.The battery 220 mounted in the computer system 200 uses a battery having a small capacity so as to be portable and light in weight. The battery 220 may be charged only when the power of the computer 200 is turned off by a run-or-charging method. The computer 200 may be charged quickly when the power is turned off. On the other hand, in order to quickly charge the external battery pack 300, the capacity of the sub AC adapter 310 may be sufficiently large. In addition, the external battery pack 300 can be charged regardless of the power supply state of the computer 200, thereby adding convenience of use.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템에 접속되는 AC 어댑터를 예시하고 있는 도면이다. 도면에 도시된 AC 어댑터(110)는 AC 케이블과 어댑터, DC 케이블이 일체형으로 구성된 저용량(20~30W, 19V, 1~1.5A) 어댑터이다.10 is a diagram illustrating an AC adapter connected to a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention. AC adapter 110 shown in the figure is a low-capacity (20 ~ 30W, 19V, 1 ~ 1.5A) adapter consisting of an AC cable and adapter, DC cable integrally.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템에 장착되는 외부 배터리 팩에 접속되는 AC 어댑터를 예시하고 있는 도면이다.11 is a diagram illustrating an AC adapter connected to an external battery pack mounted in a portable computer system according to a preferred embodiment of the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, AC 어댑터(310)는 AC 케이블(310a)과 연계된 AC 커넥터(310b)가 어댑터(310c)와 분리 가능한 형태를 갖는다. 상기 AC 어댑터(310c)는 DC 케이블(310b)의 끝에 연결된 DC 플러그(310e)를 통해 외부 배터리 팩(300)과 접속된다.As shown in the figure, the AC adapter 310 has a form in which the AC connector 310b associated with the AC cable 310a is detachable from the adapter 310c. The AC adapter 310c is connected to the external battery pack 300 through a DC plug 310e connected to the end of the DC cable 310b.
상기 AC 어댑터(310)는 일체형인 AC 어댑터(110)보다 고용량(50~60W, 19V, 2.5~3.2A)이다.The AC adapter 310 has a higher capacity (50 to 60 W, 19 V, 2.5 to 3.2 A) than the integrated AC adapter 110.
외부 배터리 팩(300)은 상기한 바와 같은 고용량의 어댑터(310)로부터 전원을 공급받아 시스템 내부로 전원을 공급하고, 메인 배터리(220)와 외부 배터리(330)를 충전할 수 있다. 상기 두 배터리의 충전은 우선 AC 어댑터(310)로부터 입력되는 전원이 커넥터들(302, 260)을 통해 메인 배터리(220)로 더 많은 전류가 공급된다. 상기 메인 배터리(220)의 충전 동작이 완료된 후, 외부 배터리(330)로 많은 전류가 공급되어 상기 외부 배터리(330)의 충전 동작이 수행된다. 상기 충전 전류 제어는 휴대용 컴퓨터(200)의 마이크로 컨트롤러(130)와 배터리 팩의 충전 회로(330)에 내장된 마이크로 컨트롤러(미 도시됨)에 의해 수행된다.The external battery pack 300 may receive power from the high capacity adapter 310 as described above, supply power to the system, and charge the main battery 220 and the external battery 330. In the charging of the two batteries, first, power input from the AC adapter 310 is supplied with more current to the main battery 220 through the connectors 302 and 260. After the charging operation of the main battery 220 is completed, a large amount of current is supplied to the external battery 330 to perform the charging operation of the external battery 330. The charging current control is performed by a microcontroller (not shown) embedded in the microcontroller 130 of the portable computer 200 and the charging circuit 330 of the battery pack.
다음 표는 메인 어댑터(110) 또는 도킹 스테이션, 포트 리플리케이터의 전원 공급부로부터 휴대용 컴퓨터(200)로 전원이 공급되고, 메인 배터리(220)가 장착되었을 때와, 어댑터(310)로부터 전원이 공급되고 메인 배터리(220) 및 외부 배터리(330)가 장착되었을 때의 배터리 충전 방식, 충전 시간 그리고 배터리로 상기 휴대용 컴퓨터를 사용 가능한 시간을 보여주고 있다.The following table shows the power supply to the portable computer 200 from the power supply of the main adapter 110 or the docking station, the port replicator, when the main battery 220 is mounted, and from the adapter 310 and the main The battery charging method, the charging time, and the time when the portable computer can be used as the battery when the battery 220 and the external battery 330 are mounted are shown.
상기 표에서 MB는 메인 배터리(220)를, OB는 외부 배터리(330)를 나타낸다. 휴대용 컴퓨터(200)에 외부 배터리 팩(300)이 장착되고, 서브 어댑터(310)로부터 전원 공급시 상기 휴대용 컴퓨터(200)의 동작 상태와 무관하게 메인 배터리(220)가 충전된다. 상기 메인 배터리(220)가 충전되고 있는 경우, 외부 배터리(330)로 공급되는 전류의 양이 적어 천천히(slow) 충전된다. 상기 메인 배터리(220)의 충전 동작이 완료되면 외부 배터리(330)로 공급되는 전류의 양이 증가하여 빠르게(fast) 충전된다. 상기 외부 배터리 팩(300)이 장착되고, 서브 AC 어댑터(310)로부터 전원이 공급되면 메인 어댑터(110), 도킹 스테이션(112) 또는 포트 리플리케이터(114)로부터의 전원 공급은 무의미하다.In the table, MB denotes the main battery 220 and OB denotes the external battery 330. The external battery pack 300 is mounted on the portable computer 200, and the main battery 220 is charged regardless of the operating state of the portable computer 200 when power is supplied from the sub-adapter 310. When the main battery 220 is being charged, the amount of current supplied to the external battery 330 is small and thus charged slowly. When the charging operation of the main battery 220 is completed, the amount of current supplied to the external battery 330 is increased to be charged quickly. When the external battery pack 300 is mounted and power is supplied from the sub AC adapter 310, power supply from the main adapter 110, the docking station 112, or the port replicator 114 is meaningless.
본 발명에서는 휴대용 전자 시스템으로서 휴대용 컴퓨터 시스템에 관하여 상세하게 설명하였으나, 비디오 캠코더, 모형 기기 또는 휴대용 전화기 등과 같은 휴대가 가능한 시스템에서도 동일한 효과가 발생한다. 따라서, 본 발명의 권리 범위도 휴대용 컴퓨터 시스템에 관해 한정되는 것이 아니라, 청구 범위에 기재된 사항에 의하여 설정되어야 한다.Although the present invention has been described in detail with respect to a portable computer system as a portable electronic system, the same effect occurs in a portable system such as a video camcorder, a model apparatus or a portable telephone. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the portable computer system, but should be set by the matter described in the claims.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 휴대용 전자 시스템의 내부에 장착되는 배터리뿐만 아니라 외부 배터리 팩으로부터 전원을 공급받음으로서 외부 전원을 공급받을 수 없는 상태에서 휴대용 전자 시스템의 사용 시간이 연장된다.According to the present invention as described above, the use time of the portable electronic system is extended in the state that the external power can not be supplied by receiving power from the external battery pack as well as the battery mounted inside the portable electronic system.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980028461A KR20000008583A (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Power supply of portable electronic system |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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KR20000008583A true KR20000008583A (en) | 2000-02-07 |
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ID=19544189
Family Applications (1)
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KR1019980028461A KR20000008583A (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Power supply of portable electronic system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1998
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