KR20010032510A - 전원 장치, 전원 방법 및 전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 재충전 용량이 감소되는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등의 2차 전지를 사용하여 전자 회로에 전력을 공급할 때에도 사용될 수 있는 전원 장치를 제공하는 것으로, 이들 2차 전지의 본래의 기능은 유지될 수 있다. 본 발명에 따른 전원 회로(1)는 축전 수단이 되는 2차 전지(3)에 전기적으로 접속되어 있는 커넥터(connector: 2); 상기 2차 전지(3)로부터 출력 전압을 승압시키는 전압 승압 회로(4); 및 상기 승압된 출력 전압을 전자 회로(7)에 공급하는 전원 선로(5)를 포함하고 있다.

Description

전원 장치, 전원 방법 및 전자 기기{Power Supply Device, Power Supply Method and Electronic Equipment}

일반적으로, 전자 기기는 전지 또는 전원 수단에 의해 구동되는 전자 회로로 구성되어 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 기기, 즉 휴대용 단말기는 1차 전지 또는 재충전가능한 2차 전지에 의해 구동된다.

2차 전지는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등을 포함하고 있고, 이 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지는 실용적인 용도, 높은 안정성, 저가의 이점들을 가지고 있다. 이러한 이점때문에, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등의 2차 전지가 종래부터 전자 기기의 구동용으로 사용되고 있다.

그러나, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지는 사용 방법에 따라서 전압 강하가 발생하는, 소위 말하는 "기억 효과(memory effect)"의 단점을 가지고 있다. 기억 효과는 재충전 용량이 강하하여, 얕은 충전 및 방전 사이클의 반복 후에 깊은 방전이 실행될 때에, 상기 2 단계의 방전 강하 후의 전압에서 발생하는 현상을 말한다.

이를 보다 상세하게 설명하기 위해서, 기억 효과는 특히 밀폐된 니켈-카드뮴 전지 등에서 발생하는 것으로, 얕은 충전 및 방전(용량이 완벽하게 채워지기 전에 끝나는 방전)의 사이클이 반복되는 경우에, 용량이 손실되어서 가역 악화에 이르게 되는 것이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전지에서 부분적인 충전 및 방전의 사이클이 반복적으로 실행되면, 얻을 수 있는 전압 및 용량이 다수의 사이클(곡선 2는 반복되는 사이클을 나타냄)로 점진적으로 강하한다. 그 후에 전지가 완벽하게 방전되면(곡선 3), 이 방전 전압은 전지가 적당하게 방전될 때에 얻은 초기 특성과 비교하여 강하한다(곡선 1). 방전 윤곽은 2단계의 변화를 보이고, 원단말 전압(original end voltage)에서 방전될 때에 얻게 되는 원용량(original capacity)을 복원할 수 없게 된다.

이런 현상은 "전압 저하"로 알려져 있다. 때때로, 전지는 얕은 방전과 동시에 저용량을 재현하도록 나타날 수 있으며, 또한 이것을 "기억 효과"라고도 한다. 이 손실의 형태는 온도가 높아짐에 따라서 가속화된다.

이러한 기억 효과에 의한 용량의 강하는 서너 개의 방전/재충전의 재조건 사이클을 완벽하게 실행함으로써 원상태로 복원될 수 있는 실질적인 악화와는 다르다.

그러므로, 기억 효과에 대한 대책으로서, 얕은 충전 및 방전을 반복시켜서는 안된다는 사용 경고를 제작품에 부착하거나, 종종 깊은 방전(완벽한 방전 상태)을 실행하는 메카니즘을 설치하며, 또는 전지를 초기 상태로 복귀시키는 것이 있다. 그러나, 이러한 각 대책들은 사용자에게는 불편하다.

부가하여, 신규한 원료로 구성된 2차 전지, 즉 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등의 외형에서는, 니켈-카드뮴 전지와 니켈-수소 전지 등에서 나타났던 기억 효과의 단점이 보이지 않는다. 그 이유는, 이들 전지들은 기억 효과의 주 원인이 되는 니켈 애노드(anode)를 사용하지 않기 때문이다. 그러나, 신규한 원료로 구성된 이들 2차 전지는 실용적인 용도가 없으며, 안정성도 양호하지 않고, 실용적인 용도와 안정성을 위해서 보조 회로가 필요하다는 단점이 있다. 따라서, 포장 및 비용 등의 관점에서 많은 문제점을 가지고 있다. 부가하여, 전지 자체의 비용이 종래의 니켈-카드뮴 전지와 니켈-수소 전지에 비해서 고가라는 또 다른 문제점이 있다.

본 발명은 전원 장치, 전자 회로에 전지에 의해 전력을 공급하는 전원 방법, 및 각종의 전자 회로와 이 전자 회로에 전력을 공급하는 전지를 구비하고 있는 전자 기기에 관한 것으로, 특히 재충전 용량이 감소되는 전지로부터 전자 회로에까지 전력을 공급하는 전원 장치, 전원 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.

도 1은 니켈계 전지의 기억 효과를 설명하는데 사용하는 그래프이다.

도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 전원 회로의 구성을 도시하는 블록 선도이다.

도 3은 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 전형적인 전원 회로의 구성을 도시하는 블록 선도이다.

도 4는 상술한 전형적인 전원 회로의 방전 특성을 도시하는 특성 그래프이다.

도 5는 본 발명의 상술한 구현예가 되는 전원 회로의 방전 특성을 도시하는 특성 그래프이다.

발명의 목적은 상술한 문제점들을 해결하고, 재충전 용량이 작동되는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등의 2차 전지를 사용하여 전자 회로에 전력을 공급할 때에도 사용될 수 있는 전원 장치, 전원 방법 및 전자 기기를 제공하는 것으로, 이들 2차 전지의 본래의 기능은 유지될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하고 상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 전원 장치는 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키는 전압 승압 수단(voltage step-up means); 및 상기 승압된 출력 전압을 전자 회로에 공급하는 공급 수단을 포함하고 있다.

이러한 구성을 가지고 있는 전원 장치에서는, 축전 수단으로부터의 출력 전압을 전압 승압 수단에 의해 승압시켜 공급 수단에 의해 전자 회로에 공급한다.

이에 의해, 본 발명에 따른 전원 장치에서는, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 작동에 필요한 일정 전압을 가지고 있는 전자 회로의 방전 시간을 정상 방전 시간에 근접하게 얻을 수 있다.

또한, 상술한 문제점들을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 전원 방법에서는, 재충전 용량이 감소되는 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키고, 상기 승압된 출력 전압을 전자 회로에 출력으로서 공급한다.

이에 의해, 본 발명에 따른 전원 방법에서, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 작동에 필요한 일정 전압을 가지고 있는 전자 회로의 방전 시간을 정상 방전 시간에 근접하게 얻을 수 있다.

부가하여, 상술한 문제점들을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 전자 기기는 재충전 용량이 감소되는 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키는 전압 승압 수단; 및 상기 승압된 출력 전압에 의해 작동되는 전자 회로를 포함하고 있다.

이러한 구성을 가지고 있는 전자 기기에서는, 전압 승압 수단에 의해 승압된 축전 수단으로부터의 출력 전압에 의해 전자 회로를 작동시킨다.

이에 의해, 본 발명에 따른 전자 기기에서, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 작동에 필요한 일정 전압을 가지고 있는 전자 회로의 방전 시간을 정상 방전 시간에 근접하게 얻을 수 있다.

부가하여, 본 발명에 따른 전원 회로는 기억 효과를 가지고 있는 적어도 1개의 축전지; 및 상기 축전지로부터 출력된 전압을 승압시키고 전자 회로에 전력을 공급하는 전압 승압 회로를 포함하고 있으며, 상기 전압 승압 회로에서는 입력 사양(specifications)의 공차가 출력 사양의 공차에 비해서 비교적 광범위하다는 특징이 있다.

이에 의해, 전압 승압 회로의 입력 사양의 공차가 출력 사양의 공차에 비해서 비교적 광범위하므로, 기억 효과에 의한 전압 강하가 축전지에서 발생하더라도, 전자 회로의 최소 작동 전압은 축전지의 출력 전압이 입력 사양의 하한치로 저하될 때까지 유지될 수 있다. 그 결과, 전지 수명이 대폭 연장되고, 기억 효과가 실질적으로 제거될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 한 구현예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구현예는 전자 기기 등을 구성하는 전자 회로를 구동시키는데에 사용하는 전원 회로에 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 또한, 본 구현예의 전원 회로에서는, 소위 말하는 "기억 효과"에 의해 재충전 용량이 감소되는 축전 수단이 되는 2차 전지로부터 전자 회로에까지 전력을 공급한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전원 회로 1은 전원 회로에 전기적으로 접속되고 축전 수단이 되는 2차 전지 3이 삽입되어 있는 접속 수단이 되는 커넥터(connector) 2; 2차 전지 3으로부터 출력된 전압을 승압시키는 전압 승압 회로 4; 및 이 승압된 출력 전압을 전자 회로 7에 공급하는 공급 수단이 되는 전원 선로 5를 포함하고 있다.

부가하여, 전원 회로 1에서, 전원 선로 6은 2차 전지 3이 삽입되어 있는 커넥터 2와 전압 승압 회로 4를 전원 선로 5, 6에 접속되어 있는 커패시터 8, 9, 10을 따라서 전기적으로 접속시킨다.

여기에서, 2차 전지 3은 기억 효과에 의해 충전 용량이 감소되는 전지이다. 2차 전지 3은, 예를 들어 니켈-카드뮴 전지가 되어도 된다. 부가하여, 2차 전지 3은, 니켈-수소 전지가 되어도 된다. 이 2차 전지 3의 표준 전압은, 본 실시예에서는 1.2V이다. 이하에서는, 전자 회로 7에 전력을 공급하는 전원 회로 1의 구성성분, 예를 들어 이러한 2차 전지 3이 삽입되어 있는 구성성분에 대해서 설명할 것이다.

커넥터 2에는 2차 전지 3이 탈착가능하게 구성되어 있다. 커넥터 2에 2차 전지 3을 설치함으로써, 전원 회로 1의 전자 접속이 이루어진다.

전압 승압 회로(또는, 승압 조정기라고도 한다) 4는 입력 전압을 규정 전압으로 승압시키는 승압 회로를 구성한다. 즉, 2차 전지 3의 전압이 입력 사양의 범위 내에 있기만 하면, 전압 승압 회로 4는 이 전압을 출력 사양의 규정에 따른 전압으로 승압시켜서 전자 회로 7에 공급한다. 상세히하면, 전자 회로 7의 사양에 따라서, 전압 승압 회로 4는 2차 전지 3으로부터 출력된 전압을 2.4V로 승압시키고, 이 전압을 전자 회로 7에 공급한다. 본 실시예에서는, 표준 전압 1.2V를 가지고 있는 2차 전지 3에 대응하여 입력 사양이 0.7∼1.4V로 설정된다. 이 전압 승압 회로 4는 2.4V±10%의 승압 정밀도를 가지고 있다는 것을 인지한다.

전압 승압 회로 4는 필요에 따라서 집적 회로로서 사용될 수 있고, 상업적으로 용이하게 얻을 수 있는, 예를 들어 일본 지바에 소재한 Seiko Instruments Inc.사 제품의 모델명 S-8321/322, 일본 오카야마에 소재한 TOREX Semiconductor Ltd.사 제품의 모델명 XC6361/6362, 미국에 소재한 National Semiconductor Corporation사 제품의 모델명 LM2577, Mitsumi Electric Co., Ltd.사의 제품, Fujitsu Electric Information Service사 등의 제품들 중의 하나가 된다. 또한, 각종의 입출력 사양이 실제적으로 제공된 이러한 전압 승압 회로 4는 시장에서 이용하므로, 회로 사양에 따라서 회로를 바람직하게 선택함으로써, 설계상의 자유도를 광범위하게 확보할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전압 승압 회로 4는 커넥터 2에 전원 선로 6에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 여기에서, 무선 주파수의 노이즈를 제거하기 위해서 전원 선로 6에 커패시터 8이 접속되어 있다.

아울러, 전압 승압 회로 4는 전자 회로 7에 전압(전자 회로 7의 V_dd와 V_SS사이의 인가 전압)을 공급한다.

전자 회로 7은 주로 집적 회로로 구성되어 있고, 예를 들어 메모리, CPU 코어(core), 주변 회로 등으로 구성되어 있는 마이크로컴퓨터가 될 수 있다. 이 마이크로컴퓨터는 예를 들어 전자 기기용 제어기(controller)를 구성하는 전자 회로가 될 수 있다.

전자 회로 7은 작동 전압, 본 실시예에서는 예를 들어 2.0∼2.7V의 규정 사양을 가지고 있다. 전자 회로 7에 2.0V의 전압이 공급되지 않으면, 정상 작동이 확보되지 않는다. 이것은, 전자 회로 7의 작동에 필요한 최소의 작동 전압(이하에서는, "최소 작동 전압"이라 한다)이 2.0V 이상이라는 것을 말한다.

전자 회로 7은 전원 선로 5에 의해 커넥터 2에 전기적으로 접속되어 있다. 여기에서, 무선 주파수의 노이즈를 제거하기 위해서, 전원 선로 5에 커패시터 9, 10이 접속되어 있다. 커패시터 9는 전압 승압 회로 4를 위한 것이고, 커패시터 10은 전자 회로 7를 위한 것이다.

전원 회로 1이 상술한 구성성분들을 구비하고 있음으로써, 전자 회로 7은 2차 전지 3의 기억 효과에 의한 어떠한 영향도 받지 않고 작동될 수 있다. 이에 의해, 2차 전지 3에서 기억 효과가 발생하더라도, 전원 회로 1에서는 정상 방전과 대략 동일한 시간 동안 전자 회로 7를 작동시킬 수 있다.

이하에서는, 전원 회로 1의 작동을 상세하게 설명할 것이며, 먼저, 본 구현예를 용이하게 이해하기 위해서, 도 3 및 도 4를 사용하여 기억 효과가 발생하는 경우의 작동 특성을 간략하게 설명할 것이다.

도 3은 전압 승압 회로를 구비하고 있지 않은 전형적인 전원 회로 101의 일례를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전원 회로 101은 전원 수단이 되는 2개의 2차 전지 102, 전자 회로 103, 2차 전지 102로부터 전원 회로 103에까지 전력을 공급하는 전원 선로 104, 및 전원 선로 104에 접속되어 있는 커패시터 105를 포함하고 있다.

여기에서, 전자 회로 103은 상술한 전자 회로 7과 유사한 접적 회로가 될 수 있다. 부가하여, 전자 회로 103은 상술한 전자 회로 7과 유사한 2.0∼2.7V의 작동 전압을 가지고 있다.

2차 전지 102는 상술한 바와 같은 기억 효과가 발생하는 니켈-카드뮴 전지이다. 여기에서, 각 2차 전지 102의 표준 전압은 1.2V 이고, 2개의 2차 전지 102를 직렬로 접속시킴으로서, 표준 조건하에서 출력 전압은 2.4V 이다.

또한, 전원 회로 101에서, 전자 회로 103과 2개의 2차 전지 102는 전원 선로 104에 의해 접속되어 있다. 여기에서, 무선 주파수의 노이즈를 제거하기 위해서 전원 선로 104에 커패시터 105가 접속되어 있다.

상술한 구성을 가지고 있는 전형적인 전원 회로 101에서, 2.0∼2.7V의 확보된 범위에 있는 작동 전압을 가지고 있는 전자 회로 103에 2.4V의 표준 전압을 인가한다. 이러한 전원 회로 101에서는, 전자 회로 103에 의한 전류 소비를 통해서 방전이 자연스럽게 진행됨에 따라서, 전자 회로가 2.0V, 즉 전자 회로 103의 최소 작동 전압에 도달할 때의 점을, 시스템의 방전 정지점으로 설정한다.

도 4는 전형적인 전자 회로 103의 전류 소비를 통한 전원 회로 101의 방전 특성의 특정예를 도시한다. 도 4에서, 수직축은 전지로부터의 출력 전압치를 나타내고(이하에서는, "공급 전압"이라 한다), 수평축은 방전 시간을 나타낸다. 또한, 도 4에서, 실선에 의해 나타낸 곡선은 정상적으로 방전될 때에 2개의 2차 전지 102, 102로부터의 공급 전압의 변화를 나타내고, 점선에 나타낸 곡선 b는 기억 효과가 발생하는 상태에서 방전할 때에 공급 전압의 변화를 나타낸다. 기억 효과에 대한 이해를 돕기 위해서, 곡선 b는 얕은 방전 및 충전의 다수의 사이클이 반복되는 상태를 설명하도록 약간 과장하여 그려져 있다.

도 4의 곡선 a로 나타난 바와 같이, 정상적으로 방전될 때의 공급 전압은 방전 개시에서는 일시적인 강하를 보이고, 그 후에는 점진적인 감소를 보이다가, 갑작스런 강하를 보이는 경향을 나타낸다. 또한, 공급 전압이 급격하게 강하되는 구간에서, 방전 정지점의 전압이 되는 전압 V1의 방전 시간은 T3이다.

전자 회로 103의 작동 하한치, 즉 최소 작동 전압을 낮춤으로써, 방전 시간을 연장하는 것이 가능하며, 방전 시간 T3 후에 방전 곡선이 급격하게 떨어지므로, 2차 전지 102, 102의 수명이 실질적으로 연장되었다고는 말할 수 없다.

다음으로, 곡선 b에 나타난 바와 같이, 기억 효과가 발생하는 경우에 방전 시간을 설명할 것이다. 기억 효과는 얕은 충전과 방전이 반복되고 그 다음에 깊은 방전이 실행된 후에 발생하는 현상으로, 방전시의 전압이 2단계의 강하를 보이는 현상을 말한다. 도 4에 도시된 바와 같이 전압 승압 회로를 구비하고 있지 않은 경우의 기억 효과를 설명하면, 기억 효과는 예를 들어 방전 시간 T1에서 방전 및 재충전이 반복적으로 실행될 때에 전압 강하가 발생하는 현상을 말한다. 기억 효과가 발생한 상태에서 2차 전지의 방전이 연속적으로 실행되는 경우의 방전은, 도 4에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 방전 시간 T1 부근에서 공급 전압이 급격하게 강하하고(예를 들어, 대략 수십㎷), 그 후에는 정상 방전의 경우와 동일한 양태로 공급 전압이 감소하며, 그 다음에는 최종의 배터리 로우점(battery low point) (완벽 방전시의 시간)에서 정상 방전의 경우와 거의 동일한 특성을 보여준다. 이러한 양태에서, 기억 효과가 발생하는 전지의 방전 특성은, 기억 효과에 의해 급격한 전압 강하를 보이더라도, 그 후에는 정상 방전의 경우의 방전 특성과 질적으로 거의 동일하다.

본 실시예에서, 기억 효과에 의해 공급 전압이 급격하게 강하되므로, 그 후에 공급 전압은 즉시 전자 회로의 방전 정지점이 되는 전압 V1에 이르게 되고, 따라서 방전 시간 T2는 상술한 방전 시간 T3 보다 짧다. 이것은, 공급 전압이 정상 방전에 의해 감소되는 경우에 비해서 전지의 수명이 대폭 단축된다는 것을 의미한다.

여기에서, 전지의 수명은 전자 회로 103을 작동시키는 전압 하한치를 낮춤으로써 향상될 수 있으며, 전형적인 전자 회로의 전압 하한치는 반도체 공정, 작동 속도, 회로 특성 등을 포함하고 있는 각종 인자에 의해 구해지는 최적치로 설정되므로, 전압치를 쉽게 대폭 낮출 수 없다. 상기에서는 전원 회로가 전압 승압 회로를 구비하고 있지 않은 경우의 방전 특성데 대해서 설명하고 있다.

이하에서는, 본 발명이 적용되는 전원 회로 1의 방전 특성을 도 5를 사용하여 설명할 것이다. 도 5에서, 수직축은 전압치를 나타내고, 수평축은 방전 시간을 나타낸다. 부가하여, 도 5에서, 실선에 의해 나타낸 곡선 c는 정상적으로 방전될 때에 2차 전지 3으로부터의 공급 전압의 변화를 보여주며, 점선에 의해 나타낸 곡선 d는 기억 효과가 발생한 상태에서 방전될 때에 2차 전지 3으로부터의 공급 전압의 변화를 보여준다. 또한, 전압 범위 V2∼V3은 전압 승압 회로 4의 입력 사양에 대응한다. 즉, 2차 전지 3으로부터의 공급 전압이 전압 범위 V2∼V3의 입력 사양 내에 있기만 하면, 이 공급 전압은 전압 V4로 승압되고(도 5에서 이중 점선으로 나타냄), 전자 회로 7은 정상적으로 작동될 것이다. 상세히하면, 전원 회로 1에서, 전압 승압 회로 4의 입력 사양의 최소 전압이 0.7V 이므로, 전지의 전압이 전압 하한치 0.7V로 강하될 때까지 실질적으로 전자 회로 7은 정상적으로 작동될 수 있다.

그 결과, 기억 효과가 여전히 발생하고 있는 방전 중에도 전지의 전압이 전압 하한치 0.7V에 이르는 방전 시간 T4는, 전형적인 전원 회로 101에서 전자 회로 103의 최소 작동 전압이 되는 2.0V에 전지의 전압이 이를 때의 시간이 되는 도 3에 도시된 시간 T2 보다 대폭 길다는 것을 알 수 있다.

아울러, 정상 방전이 실행될 때의 전압 하한치가 되는 0.7V에 전지 전압이 이를 때의 방전 시간 T5와, 기억 효과가 여전히 발생하고 있는 방전 중에 방전이 실행될 때에 전압 하한치가 되는 0.7V에 전지 전압이 이를 때의 방전 시간 T4를 비교하면, 기억 효과가 발생하는 경우의 방전 시간 T4는 정상 방전의 경우의 방전 시간 T5에 근접해 있다.

전원 회로 1이 전압 승압 회로 4를 구비하고 있음으로써, 전자 회로 7 자체의 전압 하한치가 2.0V로 불변 상태에 있다면, 기억 효과가 발생하는 2차 전지 3의 방전 시간을 연장하는 것이 가능하고, 아울러, 정상 방전시의 방전 시간과 거의 동일하게 방전 시간을 연장시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 적용함으로써, 기억 효과에 대한 불안감없이 전원 회로 1를 사용할 수 있다. 이에 의해, 전원 회로 1은 저가의 안정한 니켈계 2차 전지의 유용성을 향상시킬 수 있다. 부가하여, 기억 효과가 발생하면, 기기 그 자체에서 "배터리 로우(battery low)"의 판정을 할 수 있으므로, 그 이상의 전류를 소비하지 않는다. 기억 효과가 발생하는 경우에, 전지를 완벽하게 방전시킴으로써 전지를 정상 상태로 복원시킬 수 있지만, 기기 자체가 작동하지 않으므로, 전지를 완벽하게 방전시킬 수 없다. 따라서, 전지의 방전 특성을 정상으로 복귀시키는 수단이 필요하게 된다. 이러한 전지의 방전 특성의 정상 복귀 수단은 전지 충전기 또는 기기의 다른 부품에서 필요한 대응 메카니즘을 포함하여도 된다.

그러나, 도 5를 사용하여 설명하면, 본 발명이 적용되는 전원 회로 1은 배터리 로우점 부근에서 방전될 수 있고, 또는 거의 완벽하게 방전될 수 있으므로, 사용자의 편리성을 높일 수 있다. 즉, 기억 효과가 발생하더라도 전지가 정상 작동의 초기 상태로 복귀될 수 있음으로써, 전원 회로 1의 편리성이 향상될 수 있다.

본 발명을 다른 관점에서 이해하기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 2차 전지 3의 표준 전압 1.2V는 전압 승압 회로 4에 의해 승압되어, 전자 회로 7에 인가된다. 이 때에, 전압 승압 회로 4는 1.2V의 공칭 전압과 -0.5 및 +0.2V의 공차의 입력 사양, 및 2.4V의 공칭 전압과 ±10%의 공차의 출력 사양을 가지고 있을 수 있다. 보다 상세히하면, 전압 승압 회로 4로서, 1.2V의 공칭 전압과 +17% 및 -42%의 공차의 광범위한 범위를 가지고 있는 입력 사양, 및 2.4V의 공칭 전압과 ±10%의 공차의 좁은 범위를 가지고 있는 출력 사양을 이룰 수 있는 승압 회로를 채택함으로써, 승압 회로의 특성을 유용하게 사용할 수 있다. 그 결과, 2차 전지 3의 출력 전압이 -0.7V로 떨어지더라도, 전압 승압 회로 4의 출력 전압은 2.4V-10%가 되는 적어도 2.16V로 유지되며, 이 출력 전압은 2.0V가 되는 전자 회로 103의 최소 작동 전압을 만족시킬 수 있다.

상술한 양태에서, 본 발명은 기억 효과를 발생시킬 수 있는 적어도 1개의 2차 전지; 및 상기 2차 전지의 출력 전압을 승압시켜 이 출력 전압을 전자 회로에 공급하는 전압 승압 회로를 구비하고 있다. 이 전압 승압 회로는 입력 사양의 공차가 출력 사양의 공차에 비해서 비교적 광범위하다는 특징이 있다.

이 경우에, 원한다면, 복수개의 전압 승압 회로를 직렬로 또는 병렬로 접속시킬 수 있으며, 또는 직렬-병렬로 접속시켜 다단 구성으로 구성하여도 된다.

부가하여, 집적 회로로서 사용되며 각종의 입력 및 출력 전압 사양을 가지고 있는 사용가능한 저가의 전압 승압 회로가 다수개 제공되며, 이들 전압 승압 회로를 적당하게 선택함으로써, 다수의 2차 전지들이 직렬로 또는 병렬로 접속되던간에, 이들 2차 전지에 대한 전지 구성을 광범위한 자유도를 가지고 설계할 수 있다. 즉, 전원 회로 1은 전압 승압 회로의 선택에 따라서 2차 전지의 선택 및 구성의 자유도가 향상될 수 있다.

부가하여, 전원 회로 1에서는 2차 전지의 존재에 의해, 전자 기기의 개발 기간을 단축시킬 수 있으며, 또한 개발 위험을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 전원 회로 1은 표준 전압 1.2V의 단지 1개의 2차 전지만을 구비하고 있지만, 2개의 전지들이 직렬로 접속되어도 되고, 또는 2개 이상의 전지들이 병렬로 접속될 수도 있다는 것을 인지한다.

본 발명의 한 구현예에서는 탈착가능한 2차 전지 3을 구비하고 있는 전원 회로 1에 대해서만 설명하였지만, 제거할 필요가 없는 영구적으로 설치된 2차 전지를 구비하고 있어도 된다. 부가하여, 본 발명의 한 구현예에서는 전자 기기의 전자 회로 7을 작동시키는 전원 회로 1에 대해서 설명하였지만, 본 발명이 이로서만 제한되는 것은 아니다. 전자 회로 7이 형성되어 있는 전자 기기 자체에 전원 회로 1의 구성성분, 즉 전압 승압 회로가 제공되며, 이에 의해 2차 전지 3의 출력 전압이 승압되어 이 전압을 자신의 전자 회로 7에 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 전원 장치에서는, 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키는 전압 승압 수단, 및 상기 승압된 전압을 전자 회로에 공급하는 공급 수단을 설치함으로써, 전압 승압 수단에 의해 승압된 축전 수단으로부터의 출력 전압을 공급 수단에 의해 전자 회로에 공급할 수 있다.

이에 의해, 이 전원 장치에서는, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 작동에 필요한 일정 전압을 가지고 있는 전자 회로의 방전 시간을 정상 방전 시간에 근접하게 얻을 수 있다.

부가하여, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 축전 수단을 초기 상태로 복귀시켜 정상적인 사용이 가능하므로, 전원 장치의 편리성이 증대될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전원 방법에서는, 재충전 용량이 감소되는 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키고, 상기 승압된 출력 전압을 전자 회로에 출력으로서 공급함으로써, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 작동에 필요한 일정 전압을 가지고 있는 전자 회로의 방전 시간을 정상 방전 시간에 근접하게 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 전원 방법에 의해, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 축전 수단을 초기 상태로 복귀시켜 정상적인 사용이 가능하므로, 전원 장치의 편리성이 증대될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전자 기기에서는, 상술한 문제점들을 해결하기 위해서, 재충전 용량이 감소되는 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키는 전압 승압 수단, 및 상기 승압된 출력 전압에 의해 작동되는 전자 회로를 구비하고 있음으로써, 전압 승압 수단에 의해 승압된 축전 수단으로부터의 출력 전압에 의해 전자 회로가 작동될 수 있다.

이에 의해, 본 발명에 따른 전자 기기에서는, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 작동에 필요한 일정 전압을 가지고 있는 전자 회로의 방전 시간을 정상 방전 시간에 근접하게 얻을 수 있다.

부가하여, 축전 수단에서 기억 효과가 발생하는 경우에도, 축전 수단을 초기 상태로 복귀시켜 정상적인 사용이 가능하므로, 전자 기기의 편리성이 증대될 수 있다.

Claims (14)

1. 재충전 용량이 감소되는 축전 수단으로부터 전자 회로에까지 전력을 공급하는 전원 장치는,

   상기 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키는 전압 승압 수단(voltage step-up means); 및

   상기 승압된 출력 전압을 상기 전자 회로에 공급하는 공급 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 축전 수단의 재충전 용량은 기억 효과(memory effect)에 의해 감소되는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 축전 수단은 니켈계 2차 전지가 되는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 전자 회로는 작동에 필요한 일정한 최소 작동 전압을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 전원 장치는 접속 수단을 더 포함하고 있으며, 이에 의해 상기 축전 수단이 탈착가능하며, 상기 전압 승압 수단은 출력으로서 제공된 상기 출력 전압을 상기 접속 수단을 거쳐서 승압시키는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
6. 재충전 용량이 감소되는 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키는 단계; 및

   상기 승압된 출력 전압을 전자 회로에 출력으로서 공급하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전원 방법.
7. 재충전 용량이 감소되는 축전 수단으로부터 출력된 전압을 승압시키는 전압 승압 수단; 및

   상기 승압된 출력 전압에 의해 작동되는 전자 회로를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
8. 제 7항에 있어서, 상기 축전 수단의 재충전 용량은 기억 효과에 의해 감소되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
9. 제 7항에 있어서, 상기 축전 수단은 니켈계 2차 전지가 되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
10. 제 7항에 있어서, 상기 전자 회로는 작동에 필요한 일정한 최소 작동 전압을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
11. 제 7항에 있어서, 상기 전자 기기는 접속 수단을 더 포함하고 있으며, 이에 의해 상기 축전 수단이 탈착가능하며, 상기 전압 승압 수단은 출력으로서 제공된 상기 출력 전압을 상기 접속 수단을 거쳐서 승압시키는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
12. 기억 효과를 가지고 있는 적어도 1개의 축전지; 및

    상기 축전지로부터 출력된 전압을 승압시켜, 상기 출력 전압을 전자 회로에 공급하는 전압 승압 회로를 포함하고 있는 전원 회로로서,

    상기 전압 승압 회로는 입력 사양의 공차가 출력 사양의 공차에 비해서 비교적 광범위하다는 특성을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
13. 제 12항에 있어서, 상기 축전 수단은 니켈계 축전지가 되는 것을 특징으로 하는 전원 회로.
14. 기억 효과를 가지고 있는 적어도 1개의 축전지; 및

    상기 축전지로부터 출력된 전압을 승압시켜, 상기 출력 전압을 전자 회로에 공급하는 복수개의 전압 승압 회로를 포함하고 있는 전원 회로로서,

    상기 복수개의 전압 승압 회로들 중의 적어도 1개는 입력 사양의 공차가 출력 사양의 공차에 비해서 비교적 광범위하다는 특성을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전원 회로.