KR20010039652A - 휴대용 전자 장치용 배터리 충전시스템 - Google Patents

Abstract

셀 방식이나 다른 휴대용 장치를 위한 배터리 충전시스템은 클럭라디오에 편입된다. 사용자는, 만일 재충전이 필요하다면, 충전시스템속으로 재충전할 배터리를 삽입하기 원하는 하루의 어느 시각을 지정 할 수 있다. 만일 배터리가 이미 정해진 시간에 충전시스템내에 존재한다면 어떤 알람도 발생하지 않는다. 낮은 전원 라디오 주파수 신호는, 알람이 발생되어질 어느 시각에서의 현재의 배터리 충전상태를 결정하기 위해 상기 정해진 시간에서 라디오 레인지 (radio range)내에 있다는 가정하에, 휴대용 장치를 인테로게이트하고자 시도한다. 만일 충전 시스템이 충전이 필요하지 않다고 나타내거나 그렇게 결정할 수 있는 휴대용장치로부터 리턴 신호를 받는다면, 알람은 결코 발생하지 않을 것이다. 그렇지 않으면, 알람은 실제로 발생한다.

Description

휴대용전자 장치용 배터리 충전시스템{Battery charging system for portable electronic devices}

발명의 배경

본 발명은 배터리 충전에 관한 것이며, 특히, 셀(cell)방식의 전화와 같은 휴대용 장치에 사용되는 배터리의 충전에 관한 것이다.

집적회로와 배터리 기술의 진보는 셀방식의 전화와 같은 많은 전자 장치의 크기를 지속적으로 줄일 수 있게끔 해 왔다. 이러한 소형화의 장점중의 하나는 제조비용의 감소, 전기사용의 감소, 그리고 사용자를 위하여 더욱 편리해진 점을 들 수 있다. 예컨대, 원래의 셀방식의 전화들은 전통적인 군대의 CB 라디오처럼 크고 무거웠다. 이와 대조적으로, 현재시장에서 판매되고 있는 셀방식의 전화중에는 사용자의 주머니와 지갑에 넣어 다닐 수 있는데 불편함이 없이 소형인 것도 있다.

셀방식의 전화와 같은 휴대용의 재충전 가능 한 전자 장치들은 그들의 배터리를 재충전하기 위한 전원 장치에 연결되어야 한다. 이러한 장치들은 배터리가 재충전되어야 할 때를 나타내주는 삑 하는 (beeping) 소리, 경고등이나, 진동과 같은 일종의 경고신호를 일반적으로 이용한다. 일부 장치들은 배터리가 충전된 수준을 지속적으로 나타내주는 더욱 복잡한 시스템을 가지고 있다. 이러한 시스템들은 휴대용장치의 통합된 부분으로서 또는 배터리 팩(pack)의 일부로서 배치되고 있다.

진술한 경고시스템들은 사용자들이 경고 신호를 듣거나, 보거나, 느껴서 장치가 그 재충전을 위한 써플라이 (supply)에 다시 연결될 수 있어야 비로소 그 효과가 있는 것이다. 그러나, 때때로, 경고신호음이 울릴때에 사용자들이 그러한 장치에 충분히 가까이 있지 않는 경우가 있는바, 예컨대, 셀(cell)방식의 전화가 켜진 채 그 안에 들어 있거나 저녁 늦게 벽장안에 걸려 있는 웃옷의 안주머니에 넣어져 있는 경우, 그 장치는 그 배터리가 완전히 방전되어, 막상 필요로 할 때 사용하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

본 발명은 이러한 문제를 극복하는 배터리 충전 경고 시스템에 관한 것이다. 특히, 종래 기술에서와 마찬가지로, 휴대용 장치에서뿐만 아니라, 배터리 충전 시스템에서도 배터리 충전이 낮은 상태임을 경고하는 성능을 제공하는 것이 편리하다고 널리 알려져 있다. 특히, 본 발명은 배터리 충전경고 시스템에 관한 것인데, 이 시스템에 의하면, 만약 a) 배터리가 충전기내에 있지 않고, 그리고 b) 최소한 다른 시각기준 (time criteria)이 충족되거나 (예컨대, 여기에서 상술하는 방법으로), 충전시스템에 연결된 배터리가 재충전을 필요로 한다고 결정되었을 경우, 알람신호가 발생된다.

특히 본 발명의 실시예는, 재충전이 필요할 경우 충전 시스템속으로 배터리를 삽입시켜, 사용자가 원하는 그날의 시각을 선택하거나 지정할 수 있는 자명종같은 (alarm-clock-like) 회로를 가진 충전 시스템을 가짐으로써 시각기준이 결정된다는 점이다. 이 충전 시스템은 사용자의 익숙한 식사시간에 맞추어져 부엌에 놓여질 수 있다. 또는 사용자의 익숙한 취침시각에 맞추어져서 사용자의 침대곁에 놓여질 수도 있을 것이다. 따라서 사용자는 일반적으로 알람이 꺼질 때 알람 근처에 있게되며, 따라서 알람이 어디에 있던지, 충전 시스템속으로 삽입시켜 휴대용장치를 즉시 회복시킬 수 있다. 다시 말해, 위에서 말한대로, 만일 배터리가 정해진 시각에 이미 충전 시스템속에 내재해 있다면 알람은 발생하지 않을 것이다. 특별한 시각에 알람을 발생시키는 다른 방법은 이미 정해진 간격마다, 예를 들면 매 10시간마다, 알람이 울리도록 하는 것이다.

시각기준의 사용은 배터리가 재충전 되어야 할 필요가 있음을 말해준다. 그러나 실제적으로는 배터리는 재충전이 필요없을 것이다. 본 발명의 특징으로 보아 재충전되어야 할 배터리의 (가능한 필요성과는 대조되는) 실제 필요성은 충전시스템 그 자체에 의해 결정된다. 예를들어, 알람이 발생되게 되어있는 어느 시각에 현재 배터리 충전상태에 관하여, 사용자 집안내의 어디든지 휴대용 장치는 라디오 레인지내에 있을 것이라는 가정하에, 이 시스템은 휴대용 장치를 인테로게이트하는 (interrogate) 낮은 전원 라디오 주파수를 발생시킬 수 있다 (또 다른 배터리 팩 (pack) 자체는 인테로게이션 신호를 감지하거나, 그 신호에 반응할지도 모른다). 만일 충전 시스템이 충전을 필요로 하지 않는 휴대용 장치로부터 신호를 되받는 다면, 알람은 결국 발생하지 않게 된다. 그렇지 않은 경우에는 알람은 실제로 발생된다.

도 1은 본 발명의 원리인 배터리 충전 시스템을 구체화한 클럭라디오 (clock radio)를 도시한 도면.

도 2는 도 1의 클럭라디오내의 회로를 예시하고 있는 조립 분해도.

도 3은 본 발명의 원리를 실행하는데 있어 회로에 의한 작동을 보여주는 플로우차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

201 : 클럭 라디오 회로

202 : 충전 회로

211 : RF 회로

도 1의 클럭라디오 100 는 클럭 디스플레이101, 라디오 스테이션 표시자 스케일102, 확성기103, 음량 및 동조 제어 다이얼들111 및 112 및 시각 알람 기능과 관계되는 다수의 버튼 혹은 스위치를 구비한다.. 특히 후자는 a) 눌렀을 때 시버튼 123 및 분버튼 124와 공동으로 그날의 시각과 기상시각알람을 사용자가 셋 할수있게 하는 셋 클락과 셋클락 알람버튼 121 및 122 과,

b) 사용자로 하여금 클럭라디오, 라디오알람, 그리고 부저알람을 조절하게 하는 슬라이드 (slide) 스위치125 와

c) 스누즈 (snooze) 알람 126 으로 되어 있다.

클럭라디오 100은 재충전가능한 배터리 151 이나, 배터리 151이 부착되어 있는 휴대용 장치 150 (셀 방식의 전화에 설명되는)을 받도록 되어있다. 끝부분에는, 클럭라디오 100은 배터리 151이나, 이 배터리 151과 휴대용 장치 150 이 함께 놓여질 수 있는 충전소켓 (charging receptacle) 131을 더 포함하고 있다. 소켓 (Receptacle) 131은 충전 접촉 (charging contacts) 132를 포함하고 있다. 이 발명에 따르면, 클럭라디오 100은 더 나아가 컸다 껐다 (on/off) 하는 경고알람 스위치 133, 알람 싸일런스 (alarm slience) 버튼 134, 그리고 경고 알람버튼인 135를 포함하고 있다.

도 2는 도 1의 클럭라디오 내의 회로 200의 조립분해도이다. 이 회로는 모든 논리와 제어, 클럭라디오의 시계기능과 라디오 기능을 제공하는 클럭라디오 회로 201을 포함하고 있다. 회로 201은, AM/FM 라디오 조율 (tuning), 음성확대기, 시각과 논리 기능, 그리고 아래에 설명한대로 클럭라디오의 작동을 위해 필요한 다른 기능등을 제공하는 하나 혹은 여러개의 통합된 회로 칩으로 구성되어 있다. 여러 가지 제어버튼과 스위치로부터의 입력은 리드선 209를 통해 회로 201로 제공되어 진다. 클럭라디오는 또한 충전회로 202를 포함하고 있는데, 이 회로는 충전전류를 리드선 205를 따라, 부착된 휴대용 장치의 유무를 떠나, 소켓 131에 삽입되어 있는 재충전가능한 배터리에 전달하며, 또한 "배터리 있음 " 논리신호를 리드선 208을 따라 회로 201에 전달한다. 회로 201 내에 있는 AM/FM 방송 무선주파수 회로에 덧붙여, 클럭라디오는 충전 시스템이 아래에 설명된대로 이 발명의 특징을 실행할수 있도록 무선주파수 회로 211과 안테나 212를 포함하고 있다.

본 발명의 원리에 입각하여, 만일 배터리가 충전소켓 131내에 없고, 배터리가 재충전 되어야할 실제 혹은 가능할 필요가 있다면, 클럭라디오 100은 알람신호를 발생시킨다. 구체적으로, 더 특별히, 배터리가 제 시각에 재충전되도록, 더 특별히, 도 3의 플로우차트에 설명되어 있는 단계적인 실행처럼 그날의 시각에 충전되도록, 클럭라디오는 가능한 필요를 결정한다.

단계 301에 지적된 것처럼, 클럭라디오 회로는 이 발명의 충전알람특징이 용이할 수 있는지 결정하기 위해 처음에는 스위치 133의 위치를 체크한다. 만일 용이하지 않다면, 스위치의 상태를 다시 체크하기 위해 시간상 다음 단계로서 다시 출발점으로 되돌아간다. 버튼 135, 123, 그리고 124를 이용해서, 만일 배터리가 리드선 208을 지나 회로 201에 지적되어 있는 소켓 131에 존재하고 있지 않다면, 사용자는 클럭라디오가 배터리 충전알람을 발생시키도록 미리 시각을 선택한다. 현재 위치에서, 루틴(routine)은 그 시각에 도달되었는지, 또는 알람을 발생시키는 시각인지 단계 302에서 결정한다. 만일 아니라면 처리순서는 단계 302에서의 대답이 "예" 가 될 때까지 302 단계로 계속적으로 되돌아간다. 배터리가 이미 소켓에 들어가 있는지의 여부는 단계 305에서 체크된다. 만일 그렇다면, 어떠한 알람도 발생시킬 필요가 없으며 루틴은 다시 301로 되돌아간다.

그러나 만일 배터리가 소켓내에 없다면, 루틴은 계속 앞으로 진행된다. 계속이어지는 단계 310, 312, 315에 의해 수행되는 기능이 아래에 설명되어 있다. 현시점에서는 콘트롤 흐름이 단계 320을 지난다고 가정해본다. 충전알람 특징이 활성화되었고, 알람을 발생시키는 시각에 도달했으며, 소켓에 배터리가 없으면, 배터리 충전 경고 알람은 단계 302에서 발생된다. 이 알람은 두가지중 한가지가 일어날때까지 매 5분마다 반복적으로 "배터리를 넣어주세요" 라는 말로 리드선 213을 거쳐 확성기 103에 적합한 합성된 인간의 목소리 형태로 나타나진다. 단계 323에서 결정된 것처럼, 만일 배터리가 소켓내에 있게된다면, 리드선 208위에 있는 충전회로 202에 의해 발생되는 신호의 변화가 단계 328에 표시된 바와같이 클럭라디오 회로 201로 하여금 알람을 끄게한다.

위와 양자택일적으로, 배터리가 소켓에 내재되어 있지 않다고 단계 323에서 결정되었다면, 루틴은 단계 325로 계속된다. 이 단계 325에서는 사용자가 알람 싸일런스 버튼 134를 누름으로써 수동적으로 알람 발생을 오버라이드 할 수 있는지 결정한다. 만일 이 일이 일어난다면, 회로순서는 계속해서 단계 328과 싸일런스 알람으로 이어진다. 그렇지 않으면 배터리가 삽입될때까지 혹은 버튼 134가 눌러질때까지 단계 323으로 되돌아 간다. (바람직하자면, 회로순서는 "타임아웃" 단계 324를 포함할지도 모르는데, 이는, 이미 결정된 시각이후, 만일 배터리가 소켓에 내재되어 있지 않거나, 버튼 134가 눌러져 있지 않는다면 자동적으로 단계 301로 되돌아간다). 알람침묵 버튼 134는 현재 계속되는 알람 발생만을 없애며 활동 그 자체는 약화시키지 않는다. 따라서 알람은 배터리가 이미 존재하지 않는다는 가정하에 다음 셋 된 시각에 발생할 것이다. 스위치 133을 꺼짐위치에 놓게되면 위의 특성들이 완전히 불활성화된다.

위에서 기술한 클럭라디오의 작동은 배터리가 충전되어야 하는 잠재적인 필요를 바탕으로 해서 배터리 충전알람을 발생시킨다. 그러나 휴대용 장치는 알람이 발생할 때 실제로 재충전할 필요가 없을지도 모른다. 이 발명품의 특징으로, 충전시스템은 - 휴대용 장치와 연관되든지 또는 충전시스템 그 자체이든지 - 가능한 필요성과는 대조적으로 배터리가 재충전할수 있도록 실제 필요를 결정할 수 있다.

클럭라디오 100은 실제로 그러한 특징을 통합한다. 따라서 배터리가 소켓내에 있지 않는다고 단계 305에서 결정되었으나, 단계 320에서 배터리 충전 알람을 발생시키기전이라면, 도 3의 회로 순서는 단계 310을 수행한다. 이 단계에서 클럭라디오 회로 201은 폴링 라디오 주파수(RF)회로 211로 하여금 휴대용장치 150에 안테나 212를 거쳐 낮은 전원의 RF 신호를 보낸다. 이 신호는, 알람이 발생되어질 어느 시각에 현 배터리충전상태에 관한 신호가 인테로게이트 되며 라디오 레인지 내에 있다는 가정하에, 연결된 휴대용 장치 (혹은 직접적으로 배터리 팩)를 인테로게이트 하려고 시도한다. (1988년 4월 5일 앵글리코스키 등(Anglikowski et al) 에 부여된 미국 특허 번호 4,736,404 에 기술된 형태의 기술이, 클럭라디오가 특별 휴대용 장치 그리고/혹은 배터리 팩과 의사소통할 수 있도록 사용되어질 수 있다). 만일 시스템이 안테나 212와 RF회로 211를 거쳐 충전이 필요하지 않다는, 또는 그렇게 결정될수 있는 리턴 신호를 휴대용장치로부터 받는다면, 배터리 충전경고알람이 발생하지 않은 후에, 그리고 루틴이 301로 되돌아간 후에는 단계 320은 수행되지 않는다. 그렇지 않으면, 이미 위에서 설명한대로 알람은 단계 320에서 실제로 발생한다.

휴대용 장치는 앞에서 언급한 인테로게이션 신호를 감지하기 위해서 일정량의 배터리 파워를 사용한다. 배터리 드레인을 줄이기 위해, 휴대용 장치는 1988. 3. 15. 미국에서 사용된 (1988년 3월 15일, 휴대용 장치가 인테로게이션 신호감지회로를 주기적으로 활성화하거나 불활성화하도록 하는 베커등(Becker et al)에 부여된 미국특허 번호 4,731,814) 것과 비슷한 기술을 사용할 수 있다.

본건 특허청구 범위에 있어서, 구체적인 기능을 수행하기 위한 수단으로써 표현된 어떤 요소도 다음의 예를 포함하여 기능을 수행하는 방법을 포함하도록 계획된 것이다. 즉, a) 기능수행을 위한 회로 요소의 조합, 또는 b) 기능 수행을 위한 소프트웨어를 실행하는데 적합한 회로와 결합된 어떤 형태(훰웨어나 마이크로코드 등을 포함하는)의 소프트웨어 등이 그것이다.

그러한 특허청구항에 의해 정의된 이 발명은 다음과 같은 사실에 입각한다. 즉, 여러가지로 설명된 방법에 의해 제공된 기능들은 특허청구가 요구되는 형태로 결합되고 모여진다. 따라서 출원인은 이러한 기능들을 제공해주는 어떠한 수단도 여기에서 보여지는 것들과 동등한 것으로 간주한다.

앞에서는 단지 본 발명의 원리를 열거하였으며 많은 변수들이 가능하다. 예를 들어, 이 제도는 사용자가 24시간내에 하나 이상의 알람시각을 설정할 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 또는, 배터리가 재충전되어야 하는 잠정적 필요의 기초로서 그날의 미리 결정된 시각을 사용하기보다는, 이 제도는 매 10시간 마다와 같이 시간 간격의 경과에 따라 알람을 발생시킬 수도 있다. 배터리 충전 라이프는 배터리의 라이프에 따라 다양하며, 전형적으로 충전/방전의 사이클의 빈도가 증가됨에 따라 대체로 짧아진다. 그러므로 로직 혹은 소위 퍼지 로직(fuzzy logic)이, 여러번의 충전사이클을 기간에 걸쳐 배터리의 충전상태에 따라 충전들 사이의 평균 시각을 자동적으로 결정하기 위해, 그리하여 알람신호를 발생시키는 적당한 간격을 결정하기 위해, 회로 202-1을 감시하는 배터리 충전회로와 공동으로 사용되어 질 수 있다. (그러한 배터리 충전 감시회로는 리니어 테크놀로지 코오퍼레이션 (Linear Technology Corporation) 의해 제조된 LTC 1325 배터리 매니지먼트 시스템의 소위 가스 게이지 기능에서 사용되어지는 형태의 회로일 수 있다). 이러한 접근방식은 충전기에 예상되는 배터리 충전 라이프를 표시함으로써 향상시킬 수 있다. 더욱이 충전 베이스와 의사소통이 되며, 배터리 충전 사이클의 히스토리를 제공하며, 그리고/또는 언제 새 배터리가 필요한지를 알리는 소프트웨어를 사용함으로써 더욱 향상될 수 있다.

비록 이 발명이 여기에서는 클럭라디오의 부분으로서 개시되었다 하더라도 이것은 다른 장치에 편입되어 질 수 있거나 컴퓨터 인터페이스와 함께 스탠드 알론 충전 베이스로서 또는 시간표시와 필요한 정정한 버튼이나 스위치를 가진 스탠드 알론 충전 베이스로서 제조될 수 있다. 여기에서 배터리 충전알람은 간헐적으로 알람을 반복해 주는 합성화된 목소리로서 나타내어진다. 그러나, 그러한 배터리 충전알람은 시각적, 청각적, 촉각적 혹은 다른 신호로써도 실행되어질 수 있으며, 간헐적이기보다는 연속적으로 될 수도 있다.

이 발명을 실행하는 회로에 의해 수행되는 기능들은 어떠한 바람직한 형태로도 가능하며 그 예로서 특별 목적 논리 (logic)나 콘트롤회로, 적절히 프로그램된 응용주문형 집적회로 (ASIC), 그리고/또는 디지털 신호 프로세서 하드웨어, 또는 프로그램 통제하에 작동되는 일반목적 프로세서를 들 수 있다.

그리하여, 이 분야에서 통상적인 지식을 갖는 사람이 비록 명백히 이 출원에 나타나거나 설명되어지지는 않았어도 본 발명원리를 구현하여 본 발명의 범위에 속하는 더 다양하고 선택적인 장치를 고안할 수 있게 될 것이다.

본 발명은 배터리 충전에 관한 것이며, 특히, 셀방식의 전화와 같은 휴대용 장치에 사용되는 배터리의 충전에 관한 것이다.

Claims (21)

1. 재충전가능한 배터리를 받거나 재충전하기 위한 충전 수단과,

   a) 배터리가 상기 충전 수단에 존재하지 않는지 및 또한 b) 적어도 하나의 소정의 시각 기준이 충족되었는지의 결정에 응답해 알람을 발생하는 수단을 포함한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 기준은 상기 현재 시각이 특별히 선택된 현재시각임을 나타내는 장치.
3. 제2항에 있어서, 사용자가 상기 현재시각을 선택할 수 있는 수단을 더 포함하는 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 소정의 기준은 시간 간격의 경과인 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 시간 간격의 기간이 고정된 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 충전 수단에 삽입한 배터리의 충전특성을 감지하는 수단을 더 포함하고, 상기 시간간격의 기간이 상기 특성의 함수인 장치.
7. 제1항에 있어서, 특별 배터리가 재충전할 필요가 있는 충전 수단에 존재하는지의 여부를 결정하는 수단을 더 포함하고, 만일 배터리가 재충전 될 필요가 없다고 결정되면 알람의 발생이 금지되는 장치.
8. 제7항에 있어서, 무선 주파수가 상기 특별 배터리의 충전 상태의 함수인 정보를 가지는 무선주파수를 수신하는 수단을 포함하는 장치.
9. 재충전가능한 배터리를 받거나 재충전하기 위한 수단과,

   a) 배터리가 상기 충전 수단에 존재하지 않는지 그리고 b) 상기 충전 수단과 결합된 배터리가 재 충전을 필요로 하는 지의 결정에 응답해 알람을 발생하는 수단을 포함한 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 알람 발생 수단을 적어도 제 1 선택된 하루의 시각에서 상기 결정을 행하는 장치.
11. 제10항에 있어서, 사용자가 상기 하루의 시각을 선택할 수 있는 수단을 더 포함하는 장치.
12. 재충전할 수 있는 배터리를 수용하고, 재충전하는 충전 수단을 포함한 장치에 의해 사용되는 방법으로서,

    a) 배터리가 상기 충전 수단에 내재해 있지 않고, b) 적어도 하나의 이미 결정된 시각 기준을 충족하는 자의 결정에 응답해 알람을 발생하는 단계를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 이미 결정된 기준은 현재의 시각이 특별히 선택된 하루의 시각인 방법.
14. 제13항에 있어서, 사용자가 하루의 시각을 선택할 수 있는 수단을 더 포함하는 방법.
15. 제12항에 있어서, 상기 결정된 기준은 시간 간격의 경과인 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 시간경과의 기간이 고정된 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 충전 수단에 되풀이해서 삽입한 배터리의 충전 특성을 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 시간 가격의 기간이 상기 특성의 함수인 방법.
18. 제12항에 있어서, 특별 배터리가 재충전할 필요가 있는 충전 수단에 존재하는 지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하고, 만일 배터리가 재충전될 필요가 없다고 결정되면 알람의 발생이 금지되는 방법.
19. 제18항에 있어서, 무선주파수가 상기 특별 배터리의 충전상태의 함수인 정보를 가지는 무선주파수를 수신하는 단계를 포함하는 단계를 결정하는 방법.
20. 재충전할 수 있는 배터리를 수용하고, 재충전 하는 충전 수단을 포함한 장치에 의해 사용되는 방법으로서,

    a) 배터리가 상기충전 수단에 내재해 있지 않고, b) 상기 충전 수단과 결합된 배터리가 재충전을 필요로 하는지의 결정에 응답해 알람을 발생하는 단계를 포함하는 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 결정을, 적어도 사용자에 의해 선택된 제1 하루의 시각에서 행하는 방법.