KR20000042698A - 단말기의 배터리 교체장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신용 휴대용 단말기의 배터리에 관한 것으로, 특히, 이동통신용 단말기 내부에 예비 충방전 배터리 및 전원 절체 회로를 장착하여 사용자가 중요한 내용을 통화하는 음성 통화중이거나, DATA 통신 등을 진행하는 상태에서 배터리의 잔존 용량이 부족하여 통신이 두절되는 등의 어려움을 방지함으로서, 단말기 사용자가 필요로 하는 통신을 지속하도록 하는데 적당하도록 하는 이동통신용 단말기의 통화중 배터리 교체 회로 및 그 방법에 관한 것이며, 이동통신용 단말기가 통신을 잠시 동안 할 수 있는 작은 용량의 예비 배터리와, 충전용 배터리의 용량이 다 소모되거나 또는 교체의 경우에 예비 배터리로 전원을 절체하는 기능의 전환부가 부가되는 구성을 특징으로 하고, 또한, 충방전 배터리의 전압이 저 전압인지를 판단하는 기능의 제1 판단 단계와, 상기 제1 판단 단계에서 저 전압인 경우, 상기 충방전 배터리가 교체되었는지 판단하는 제2 판단 단계와, 상기 제2 판단 단계에서 상기 충방전 배터리가 교체되지 않았을 경우, 예비 배터리를 동작시키는 보조 배터리 동작 단계와, 단말기의 송신 출력을 일정 레벨로 낮춘 후, 상기 제2 판단 단계로 궤환 하는 출력 조정 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 단말기 배터리의 잔존 용량이 부족하여 통화를 지속하지 못하는 경우에도, 예비 충방전 배터리 및 전환부 회로에 의하여, 소용량의 예비 배터리에 의하여 통신을 지속 할 수 있는 효과가 있고, 또한, 보조 배터리로 교체 할 수 있는 시간을 확보 할 수 있음으로서, 통신을 중단 없이 계속 할 수 있는 효과가 있다.

Description

단말기의 배터리 교체 장치 및 그 방법

본 발명은 이동통신용 휴대용 단말기의 배터리에 관한 것으로, 특히, 이동통신용 단말기 내부에 예비 충방전 배터리 및 전원 절체 회로를 장착하여 사용자가 중요한 내용을 통화하는 음성 통화중이거나, DATA 통신 등을 진행하는 상태에서 배터리의 잔존 용량이 부족하여 통신이 두절되는 등의 어려움을 방지함으로서, 단말기 사용자가 필요로 하는 통신을 지속하도록 하는데 적당하도록 하는 이동통신용 단말기의 통화중 배터리 교체 회로 및 그 방법에 관한 것이다.

이동통신용 단말기의 충방전 배터리는 방전되면서 전류를 공급하는 장치로서, 한정된 용량이 있으므로, 무한정 방전시키면서 사용할 수 없으며, 방전에 의한 배터리의 사용 가능 용량을 모두 사용하는 경우, 필요에 의하여 재충전함으로서, 재사용이 가능한 것이다. 또한 이동통신용 단말기는 실제 사용자가 통신 목적으로 사용하지 않는 상태에서도, 켜져 있는 상태에서는, 지속적으로 기지국과 위치 정보, 채널 정보, 데이터 정보 등을 주고받으므로, 자체적으로 전력을 소비하고 있다. 즉, 대기 상태에서도 일정 시간이 경과하게 되면 배터리를 교체하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 기술에 의한 단말기의 배터리 교체 방법을 설명한다.

도1 은 종래의 기술에 의한 단말기의 전원 공급 기능 블록도 이다.

종래의 기술에 의한 이동통신용 단말기의 전원 공급 및 배터리 교체 방법에 필요한 구성은 방전을 하면서 전류를 공급하고, 충전을 통하여 재사용이 가능한 충방전 배터리(10)와, 단말기의 고유 기능을 하는 회로부(20)로 이루어진 단말기(40) 및 이동통신 시스템의 기지국(30)으로 이루어진다.

이하, 상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 배터리 교체 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

충방전 배터리(10)는 방전을 하면서, 상기 회로부(20)가 동작할 수 있는 전류를 공급한다. 상기 회로부(20)는 사용자에 의한 음성 통화의 경우, 상기 기지국(30)과 음성 채널(Voice Channel)을 통하여 통신을 한다. 그러나, 상기의 단말기(40)는 이동하면서 상기 기지국(30)과 통신을 하기 위하여, 제어 채널(Control Channel)을 통한 데이터 통신을 하면서, 현재의 단말기 위치, 음성 통화 가능한 채널 번호, 상기 기지국(30) 및 상기 단말기(40)의 송신 전력 세기, 인접 기지국의 정보, 시간 정보 등을 통신한다.

단말기(40)의 사용자에 의한 통화 도중 상기 충방전용 배터리(10)의 용량을 거의 다 소모한 경우, 상기 단말기(40)의 회로부(20)는 충방전 배터리(10)의 현재 상태를 인지하고, 배터리(10)의 용량이 거의 다 소모되어 교체하여야 함을 소리 등을 통하여 경고하게 된다.

따라서, 사용자는 단말기의 배터리(10)를 충전된 것으로 교체하여야 통화를 계속 할 수 있으며, 이 과정에서, 배터리(10)의 용량을 다 소모하였고, 상기 단말기(40)로부터 분리하여 충전된 새것으로 교체하여야 함으로, 상기 단말기(40)는 동작 전원을 전혀 인가 받을 수 없는 상태가 되어, 현재 진행 중인 통화는 중단 될 수밖에 없다.

그러므로, 새로운 배터리(10)로 교체 한 후, 다이얼링(Dialing)을 다시 하여, 상대편 통화자와 접속을 시도하여야 하고, 중요한 통화의 경우 통화 중단으로 인한 내용 전달에 문제가 발생되거나, 데이터 통신의 경우 데이터에 오류가 발생되어 재 전송을 하여야 하는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 종래 기술과 같이, 중요한 음성 통화 또는 데이터 통신 중의 배터리 잔존 용량 부족으로 통화가 단절되는 일이 발생하지 않도록 하는 것으로서, 중요한 통화 및 데이터 통신을 계속하게 하거나, 통신 시간을 연장 시켜 주는 회로 및 그 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

도1 은 종래의 기술에 의한 단말기의 전원 공급 기능 블록도 이고,

도2 는 본 발명에 의한 배터리 교체 장치 및 그 방법을 수행하는 단말기의 기능 블록도 이고,

도3 은 본 발명에 의하여 예비 배터리로 전환하는 기능을 하는 전환부의 세부 회로도 이고,

도4 는 본 발명에 의한 단말기의 배터리 교체 방법에 대한 동작 흐름도 이고,

도5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 단말기의 예비 배터리 장착 구조도 이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 충방전 배터리 20 : 회로부

30 : 기지국 40 : 단말기

50 : 예비 충방전 배터리 60 : 전환부

상기한 목적을 달성하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명은 단말기의 내부에 작은 용량의 에비 충방전 배터리를 구비하고, 본래의 충방전 배터리의 용량을 다 소모하였을 경우, 예비 충방전 배터리로서, 통화시간을 연장하거나, 또는, 만 충전된 새로운 배터리로 교체할 수 있는 시간을 제공하는 것으로서, 이동통신용 단말기가 통신을 잠시 동안 할 수 있는 작은 용량의 예비 배터리와, 충전용 배터리의 용량이 다 소모되거나 또는 교체의 경우에 예비 배터리로 전원을 절체하는 기능의 전환부가 부가되는 구성을 특징으로 하고,

또한, 충방전 배터리의 전압이 저 전압인지를 판단하는 기능의 제1 판단 단계와, 상기 제1 판단 단계에서 저 전압인 경우, 상기 충방전 배터리가 교체되었는지 판단하는 제2 판단 단계와, 상기 제2 판단 단계에서 상기 충방전 배터리가 교체되지 않았을 경우, 예비 배터리를 동작시키는 보조 배터리 동작 단계와, 단말기의 송신 출력을 일정 레벨로 낮춘 후, 상기 제2 판단 단계로 궤환 하는 출력 조정 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 단말기의 배터리 교체 장치 및 그 방법을 설명한다.

도2 는 본 발명에 의한 배터리 교체 장치 및 그 방법을 수행하는 단말기의 기능 블록도 이고, 도3 은 본 발명에 의하여 예비 배터리로 전환하는 기능을 하는 전환부의 세부 회로도 이고, 도4 는 본 발명에 의한 단말기의 배터리 교체 방법에 대한 동작 흐름도 이고, 도5 는 본 발명의 일 실시예에의한 단말기의 예비 배터리 장착 구조도 이다.

상기 도면의 부재 번호 중, 종래의 기능 블록과 동일한 기능을 하는 블록은 동일한 부재 번호를 사용하였다.

이동통신용 단말기(40)에 있어서, 상기 단말기(40)에 동작 전원을 공급하는 기능의 배터리(10)는 방전을 하면서, 상기 단말기(40)의 고유 통신 기능을 하는 회로부(20)에 동작 전류를 공급하고, 적정량 이상 방전되면, 충전기를 이용하여 상기 충방전용 배터리(10)를 충전시킨다.

그러나, 상기 단말기(40)는 휴대용이고, 이동 중에 사용할 수 있는 장치로서, 휴대 및 이동 중에는 충전을 할 수 없게 된다.

본 발명에 의한 장치는 상기 충방전 배터리(10)에서, 충전 전류를 적정량 이상 소모하여 방전하였을 경우, 상기 단말기(40)에 부가되어 상기 회로부(20)에 소정의 전류를 공급할 수 있는 기능으로 납작한 원형 건전지 형상이고, 100mAH 소용 량의 리튬 이온(Li-ion)형의 예비 배터리(50)와, 상기 충방전 배터리(10)의 충전 용량이 적정 수준 이상 소모되거나 또는 상기 단말기(40)로부터 이탈되는 경우, 상기 예비 충방전 배터리(50)로 전원을 절체하는 기능으로서, 상기 충방전 배터리(10)의 전류를 예비 충방전 배터리(50)에 공급하는 기능의 다이오드(D1)와, 상기 예비 배터리(50)의 전류를 단말기의 회로부에 공급하는 기능의 트랜지스터(Tr1)와, 상기 트랜지스터(Tr1)를 언/오프 하는 기능의 저항(R1)으로 이루어진 전환부(60)가 부가되는 구성을 특징으로 하고,

또한, 상기 충방전 배터리(10)의 전압이 적정 수준 이하의 저 전압인지를 판단하는 기능의 제1 판단 단계(S11)와,

상기 제1 판단 단계(S11)에서 상기 충방전 배터리(10)의 전압이 정상이면, 단말기의 출력을 정상적으로 유지하고, 상기 제1 판단 단계(S11)로 궤환 하는 출력 유지 단계(S55)와,

상기 제1 판단 단계(S11)에서 상기 충방전 배터리(10)가 적정 수준 이하의 저 전압인 경우, 상기 충방전 배터리(10)가 만 충전되어 있는 새로운 배터리(10)로 교체되었는지 판단하는 제2 판단 단계(S22)와,

상기 제2 판단 단계(S22)에서 상기 충방전 배터리(10)가 정상적인 레벨의 전원을 공급 할 수 있는 것으로 교체되면, 상기 출력 유지 단계(S55)로 진행시키고, 상기 충방전 배터리(10)가 상기 단말기(40)로부터 분리되어 없거나 또는 적정 레벨의 전압을 공급 할 수 있는 것으로 교체되지 않았을 경우, 100mAH의 소용량 예비 충방전 배터리(50)의 전원을 상기 회로부(20)에 공급하는 기능의 보조 배터리 동작 단계(S33)와,

상기의 보조 배터리 동작 단계(S33)를 수행한 이후, 단말기(40)의 송신 출력을 일정 레벨로 낮추고, 상기 제2 판단 단계(S22)로 궤환 하는 출력 조정 단계(S44)로 구성된다.

상기와 같은 구성의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

단말기(40)를 이용하여 음성 또는 데이터 통신을 진행하는 중, 충방전용 배터리(10)에서, 충전된 전류를 적정량 이상 소모하여, 상기 회로부(20)에서 상기 배터리(10)의 저전압을 감지하고, 단말기(40)의 사용자에게 단말기(40)에 내장된 스피커 또는 램프 등을 이용하여 소리 또는 빛 등으로 상기 배터리(10)가 저전압임을 경고한다.

이때, 사용자는 상기 배터리(10)를 충전된 다른 배터리(10)로 교환을 하여야 하고, 교환 방법은 상기 전류가 모두 방전된 배터리(10)를 단말기(40)로부터 이탈시키고, 전류가 충분히 충전된 새로운 배터리(10)로 교체를 한다.

상기의 경우, 전류가 모두 소모된 배터리(10)는 단말기(40)에 계속 부착해 두어도, 방전할 전류가 없으므로, 계속 사용 할 수 없고, 진행 중인 통신은 두절된다. 또한, 상기 소모된 배터리(10)를 단말기(40)로부터 이탈시키는 경우에도, 통화를 계속 할 수 없게 된다.

그러므로, 상기와 같이 진행 중인 통신이 중요한 통화 또는 데이터 통신 의 경우, 통신 두절로 이어지고, 배터리(10)를 만 충전된 새로운 것으로 교체 한 후에만 통신 재개가 가능할 뿐 아니라, 다이얼링(Dialing)을 새로 시도하여야 하는 등의 통신 선로 재 연결 과정을 거쳐야 하였다.

이때, 본 발명에 의한, 제1 판단 단계(S11)에서, 상기 배터리(10)의 전압이 저전압인지를 판단한다.

상기 배터리(10)가 저전압이 아닌 경우는 단말기(40)의 현재 송신 출력을 그대로 유지 한 후, 다시, 상기 제1 판단 단계(S11)로 궤환하고, 상기 배터리(10)가 저전압 일 경우, 제2 판단 단계(S22)에서, 상기 배터리(10)가 충분히 충전된 새로운 배터리(10)로 교체되었는지를 판단한다.

그러나, 새로운 배터리(10)로 교체되지 않았고, 교체하는 경우에도 소모된 배터리(10)를 상기 단말기(40)에서 분리시켜야 하며, 또한, 이동 중일 경우는 별도의 배터리(10)를 갖고 다니지 않는 경우도 있다.

따라서, 다음의 보조 배터리 동작 단계(S33)에 의하여, 100mAH의 소형의 예비 충방전 배터리(50)의 전원이 상기 회로부(20)에 공급되고, 이러한 기능은 상기 전환부(60)에서 한다.

상기 전환부(60)의 동작은, 충방전 배터리(10)에 의하여 전류가 상기 회로부에 정상적으로 공급되는 경우에는 상기 다이오드(D1)를 통하여, 상기 예비 충방전 배터리(50)를 충전시키고, 또한, 상기 저항(R1)에 전압을 인가함으로서, 상기 트랜지스터(Tr1)의 베이스(Base)에 하이레벨(High Level)의 신호를 인가함으로서, 상기 트랜지스터(Tr1)는 오프(Off) 상태가 된다.

그러나, 충방전 배터리(10)의 전류가 적정 레벨 이상 소모되거나, 또는, 소모된 충방전 배터리(10)를 단말기로부터 이탈시키는 경우, 상기 전환부(60)의 저항(R1)에 인가된 전압은 로우레벨(Low Level)이 되고, 따라서, 상기 트랜지스터(Tr1)는 언(On) 상태가 된다. 상기 다이오드(D2)는 충방전 배터리(10)로 역전류가 흐르는 것을 막아 준다.

따라서, 상기 100mAH의 소용량의 예비 충방전 배터리(50)의 전류는 상기 트랜지스터(Tr1)를 통하여 상기 단말기(40)의 회로부(20)에 인가되고, 회로부는 소정의 시간, 일 실시예로서 약 1분 내지 약 5분 정도, 동안 통신을 지속 시킬 수 있으며, 또한, 충분히 충전된 새로운 배터리(10)로 교체 할 수 있는 시간 적인 여유가 있게 된다.

그러나, 단말기(40)의 공급 전원으로서, 상기 예비 충방전 배터리(50)를 사용하는 경우, 전류의 용량이 100mAH로 매우 작으므로, 상기 출력 조정 단계(S44)에 의하여, 상기 회로부(20)는 단말기(40) 송신단의 송신 출력을 현재의 송신 출력 대비 약 2∼5dB 정도 낮추어 최대한 낮은 출력으로 송신되게 한다.

이동통신 시스템은 단말기(40)의 출력이 낮아지면, 기지국(30)의 송신기에서 출력을 높이는 구조로 되어 있으므로, 상기와 같이 일시적으로 단말기(40)의 출력이 낮아져도 상기 기지국(30)과의 통신이 끊어지지 않게 된다.

또한, 단말기(40)는 출력이 낮으므로, 100mAH의 소용량의 예비 충방전 배터리(50)로서, 최대한의 시간 동안 통신을 유지 할 수 있게 된다.

따라서, 단말기(40) 사용자는 통신 중에 배터리(10)의 저전압 경고 음을 확인한 후에도 약 1 내지 5분 정도 통신을 지속할 수 있으므로, 중요한 통화의 경우, 용건을 마무리하거나, 다시 통화할 것을 약속 할 수 있고, 또한 보조 배터리(10)를 소지한 경우에는 보조 배터리(10)로 교체함으로서, 통신을 중단 없이 계속 할 수 있는 것이다.

도5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 예비 배터리를 장착한 구조도로서, 단말기(40)의 전면을 형성하는 전면판(130)과, 상기 전면판(130)에 돌출 되어 키 버튼 역할을 하는 키 러버(Key Rubber)(120)과, 입력된 키 버튼의 번호 및 현재 단말기(40)의 상태, 배터리의 상태, 문자 정보 등을 표시하는 기능의 LCD부(140)와, 단말기(40)의 기능을 동작시키는 회로부(20)와, 상기 회로부(20)를 제어하는 기능의 CPU(100)와, 상기 CPU(100)위에 절연 테이프(150)로 고정되는 예비 충방전 배터리(50)와, 상기 예비 충방전 배터리(50)를 고정시키면서, 전원을 공급 및 인출하는 기능의 판 스프링(160)과, 상기 판 스프링(160)과 상기 회로부(20)는 와이어(Wire)로 전기적인 연결이 된다.

또한, 상기 전면판(130)과 일체가 되어 상기 단말기(40)의 외관을 형성하는 하부판(170)과, 상기 하부판(170)과 상기 회로부(20) 사이에 위치하며, 전기적으로 차폐시키는 쉴드 캔(Shield Can)(180)과, 충방전 배터리(10)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 단말기 배터리의 잔존 용량이 부족하여 통화를 지속하지 못하는 경우에도, 예비 충방전 배터리 및 전환부 회로에 의하여, 소용량의 예비 배터리에 의하여 통신을 지속 할 수 있는 효과가 있고, 또한, 보조 배터리로 교체 할 수 있는 시간을 확보 할 수 있음으로서, 통신을 중단 없이 계속 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 이동통신용 단말기에 있어서,

   상기 단말기에 잠시동안 전력을 공급 할 수 있는 작은 용량의 예비배터리와,

   충전용 배터리의 용량이 다 소모되거나 또는 교체의 경우에 예비 배터리로 전원을 절체하는 기능의 전환부가 부가되는 구성을 특징으로 하는 단말기의 배터리 교체 장치.
2. 제1 항에 있어서 상기 전환부는,

   충방전 배터리의 전류를 예비 충방전 배터리에 공급하는 기능의 다이오드와,

   예비 배터리의 전류를 단말기의 회로부에 공급하는 기능의 트랜지스터와,

   상기 트랜지스터를 언/오프 하는 기능의 저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 단말기의 배터리 교체 장치.
3. 이동통신용 단말기에 있어서,

   충방전 배터리의 전압이 저 전압인지를 판단하는 기능의 제1 판단 단계와,

   상기 제1 판단 단계에서 저 전압인 경우, 상기 충방전 배터리가 교체되었는지 판단하는 제2 판단 단계와,

   상기 제2 판단 단계에서 상기 충방전 배터리가 교체되지 않았을 경우, 예비 배터리를 동작시키는 보조 배터리 동작 단계와,

   단말기의 송신 출력을 일정 레벨로 낮춘 후, 상기 제2 판단 단계로 궤환 하는 출력 조정 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 단말기의 배터리 교체 방법.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 제1 판단 단계에서 상기 충방전 배터리의 전압이 정상이면, 단말기의 출력을 정상적으로 유지하고, 상기 제1 판단 단계로 궤환 하는 출력 유지 단계와,

   상기 제2 판단 단계에서 상기 충방전 배터리가 정상적인 전원을 공급 할 수 있는 것으로 교체되면, 상기 출력 유지 단계로 진행시키는 것을 특징으로 하는 단말기의 배터리 교체 방법.