KR200164605Y1 - 휴대용전자기기 - Google Patents

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 고안은 충전 가능한 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 동작하는 휴대용 전자 기기에 관한 것으로, 상기 전자 기기는 상기 배터리 팩의 제 1 전극을 갖는 단자와 연결되는 제 1 노드, 상기 배터리 팩의 제 2 전극을 갖는 단자와 연결되는 제 2 노드, 내부에 장착된 배터리 팩의 단자들 각각의 전극을 구별하는 전극 구별 수단, 그리고 상기 구별 결과에 응답하여 상기 배터리 팩의 단자들 가운데 제 1 전극을 갖는 단자를 상기 제 1 노드와 연결하고, 제 2 전극을 갖는 단자를 상기 제 2 노드와 연결하는 스위칭 수단을 포함하여, 휴대용 전자 기기에 배터리 팩이 역으로 삽입되더라도 배터리 팩의 충전/방전 동작을 정상적으로 수행할 수 있다.

Description

휴대용 전자 기기{PORTABLE ELECTRONIC DEVICE}
본 고안은 휴대용 전자 기기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 충전 가능한 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 동작하는 휴대용 전자 기기에 관한 것이다.
오늘날 휴대용 컴퓨터, 비디오 캠코더, 모형 기기 또는 휴대용 전화기 등과 같이 배터리를 사용하는 전자 시스템들은 휴대하여 이동 중에도 사용하는 장점으로 다양하게 보급되고 있다.
특히 컴퓨터 기술의 발달로 인하여 최근에는 휴대용 컴퓨터의 보급이 매우 높아지고 있다. 이는 휴대용 컴퓨터가 배터리를 장착하여 AC 전원이 공급되지 않는 곳에서도 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있기 때문이다.
도 1에는, 배터리에 의해 동작되는 장치의 일 예인 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관도를 보여주고 있다. 도 1을 참조하면, 휴대용 컴퓨터 시스템(10)은 컴퓨터 본체(12)와, 본체에 힌지(hinge) 결합되어 상기 본체(12)로부터 제공되는 디스플레이 데이터를 표시하는 LCD 패널(Liquid Crystal Display panel)(11)과, 상기 본체(12)의 상부에 결합되어 있는 키보드(13), 포인팅 장치인 터치 패드(touch pad)(14), 플로피 디스크 드라이브(15), 그리고 상기 휴대용 컴퓨터를 동작시키기 위한 전원을 공급하는 배터리 팩(20)으로 구성된다. 상기 배터리 팩(20)은 충전 가능하고, 통상 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 니켈 메탈 하이드라이드(Ni_MH), 또는 리튬 이온(Li-Ion) 배터리 셀 등을 구비하고 있으며, 배터리 충전 회로(미 도시됨)에 의해 충전된다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 상기 휴대용 컴퓨터 시스템은), 퓨즈(fuse; 44), 방전 스위치(discharge switch; 46), 배터리 충전 회로(48), DC/DC 컨버터(converter; 50), 그리고 시스템 유닛(60)을 포함한다. 외부 AC 어댑터(30)로부터 공급되는 100 ~ 240V 교류 입력 전원은 상기 다이오드(42)와 퓨즈(44)를 통해 배터리 충전 회로(48)와 DC/DC 컨버터(50)로 제공된다. 상기 배터리 충전 회로(48)는 상기 배터리 팩(20)을 충전하기 위한 충전 전류를 배터리 팩(20)으로 제공한다. 상기 배터리 팩(20)으로부터 전원이 공급될 때 상기 방전 스위치(46)는 온되어 상기 배터리 팩(20)으로부터의 전원이 상기 DC/DC 컨버터(50)로 제공된다.
DC/DC 컨버터(50)는 AC 어댑터(30) 또는 배터리 팩(20)으로부터 휴대용 컴퓨터 시스템에서 필요로 하는 각종 직류 전원들(예컨대, 3.3V, 5V, 12V등)을 얻고, 얻어진 상기 직류 전원들을 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(60)으로 공급한다.
상기 휴대용 컴퓨터 시스템(10)의 제 1 단자(72) 및 제 2 단자(74)에 상기 배터리 팩(20)의 단자들이 각각 연결될 때 상기 제 1 단자(72)에는 배터리 팩(20)의 (+) 전극을 갖는 단자(22)가 연결되어야 하고, 상기 제 2 단자(74)에는 배터리 팩(20)의 (-) 전극을 갖는 단자(24)가 연결되어야 한다.
그러나, 상기 휴대용 컴퓨터 시스템(10)에 배터리 팩(20)이 역으로 삽입되어, 상기 제 1 단자(72)에 배터리 팩(20)의 (-) 전극을 갖는 단자(24)가 연결되고 제 2 단자(74)에 배터리 팩(20)의 (+) 전극을 갖는 단자(22)가 연결된다면, 상기 배터리 충전 회로(48)로부터 배터리 팩(20)으로 충전 전류를 공급할 수 없고 시스템 유닛(60)은 상기 배터리 팩(20)으로부터 전원을 공급받을 수 없게 된다. 더욱이, 상기 휴대용 컴퓨터 시스템(10)에 배터리 팩(20)이 역으로 삽입된 상태에서 AC 어댑터(30)로부터 전원이 공급되어 충전 상태(charge state)가 되면 배터리 팩(20)은 매우 낮은 임피던스 상태가 되므로 AC 어댑터(30)에 과부하(overload)가 유도되어 고장을 일으키거나 배터리 충전 회로(48)의 오동작을 유발할 수 있다.
따라서, 본 고안의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 휴대용 전자 기기에 배터리 팩이 역으로 삽입되더라도 배터리 팩의 충전/방전 동작이 정상적으로 수행될 수 있는 휴대용 전자 기기를 제공하는데 있다.
도 1은 배터리에 의해 동작되는 장치의 일 예인 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관도;
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 보여주는 블럭도; 그리고
도 3a 내지 도 3b는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 보여주는 블럭도이다.
상술한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 충전 가능한 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 동작하는 휴대용 전자 기기는: 내부에 전자 회로가 배치되고 상기 배터리 팩을 장착 가능한 하우징과; 상기 배터리 팩의 제 1 전극을 갖는 단자와 연결되는 제 1 노드와; 상기 배터리 팩의 제 2 전극을 갖는 단자와 연결되는 제 2 노드와; 상기 하우징에 장착된 배터리 팩의 단자들 각각의 전극을 구별하는 전극 구별 수단 및; 상기 구별 결과에 응답하여 상기 배터리 팩의 단자들 가운데 제 1 전극을 갖는 단자를 상기 제 1 노드와 연결하고, 제 2 전극을 갖는 단자를 상기 제 2 노드와 연결하는 스위칭 수단을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전극 구별 수단은, 상기 배터리 팩의 제 1 단자의 전압이 상기 배터리 팩의 제 2 단자의 전압보다 높을 때 제 1 검출 신호를 출력하는 제 1 전압 검출 수단, 및 상기 배터리 팩의 제 2 단자의 전압이 상기 배터리 팩의 제 1 단자의 전압보다 높을 때 제 2 검출 신호를 출력하는 제 2 전압 검출 수단을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위칭 수단은 상기 제 1 검출 신호에 응답하여 상기 배터리 팩의 제 1 단자를 상기 제 1 노드와 연결하는 제 1 스위치와; 상기 제 1 검출 신호에 응답하여 상기 배터리 팩의 제 2 단자를 상기 제 2 노드와 연결하는 제 2 스위치와; 상기 제 2 검출 신호에 응답하여 상기 배터리 팩의 제 2 단자를 상기 제 1 노드와 연결하는 제 3 스위치와; 상기 제 2 검출 신호에 응답하여 상기 배터리 팩의 제 1 단자를 상기 제 2 노드와 연결하는 제 4 스위치를 포함한다.
이와 같은 장치에 의해서, 사용자가 휴대용 전자 기기에 배터리 팩을 삽입할 때 배터리 팩의 전극을 구분하지 않아도 되고, 배터리 팩의 역삽입에 의한 AC 어댑터, 배터리 충전 회로 등의 고장을 방지할 수 있는 휴대용 전자 기기를 구현할 수 있다.
(실시예)
이하 본 고안에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 3a 내지 도 3b를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3b는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 휴대용 컴퓨터 시스템(100)은 다이오드(112), 퓨즈(114), 방전 스위치(116), 배터리 충전 회로(118), DC/DC 컨버터(120), 시스템 유닛(130), 스위치들(142 ~ 148), 제 1 및 제 2 전압 검출 회로들(150, 160), 그리고 다이오드들(D1 ~ D4)을 포함한다.
외부 AC 어댑터(300)로부터 공급되는 100 ~ 240V 교류 입력 전원은 상기 다이오드(112)와 퓨즈(114)를 통해 배터리 충전 회로(118)와 DC/DC 컨버터(120)로 제공된다. 상기 배터리 충전 회로(118)는 상기 배터리 팩(200)을 충전하기 위한 충전 전류를 출력한다. 외부 AC 어댑터(300)로부터 전원이 공급되지 않고, 상기 배터리 팩(200)으로부터 전원이 공급될 때 상기 방전 스위치(116)는 온되어 상기 배터리 팩(200)으로부터의 전원이 상기 DC/DC 컨버터(120)로 제공된다.
상기 DC/DC 컨버터(120)는 AC 어댑터(300) 또는 배터리 팩(200)으로부터 전원을 공급받아 휴대용 컴퓨터 시스템에서 필요로 하는 각종 직류 전원들(예컨대, 3.3V, 5V, 12V등)을 얻고, 얻어진 상기 직류 전원들을 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(130)으로 공급한다.
여기서, 상기 휴대용 컴퓨터 시스템(10)의 제 1 노드(N1)는 배터리 팩(200)의 (+) 전극을 갖는 단자와 연결되어야 하고, 제 2 노드(N2)는 배터리 팩(200)의 (-) 전극을 갖는 단자와 연결되어야 한다.
상기 배터리 팩(200)이 휴대용 컴퓨터 시스템(100)에 정방향 또는 역방향으로 삽입되면 상기 제 1 및 제 2 전압 검출 회로들(150, 160)은 상기 배터리 팩(200)의 제 1 단자(210)와 제 2 단자(220)의 전압 레벨을 검출함으로서 검출 신호들(C1, C2)을 각각 출력한다. 상기 제 1 전압 검출 회로(150)는 배터리 팩(200)의 제 1 단자(210)의 전위가 제 2 단자(220)의 전위보다 높을 때 제 1 검출 신호(C1)를 출력하고, 상기 제 2 전압 검출 회로(150)는 배터리 팩(200)의 제 2 단자(220)의 전위가 제 1 단자(210)의 전위보다 높을 때 제 2 검출 신호(C2)를 출력한다. 다시 말하면, 상기 배터리 팩(200)의 제 1 단자(210)가 (+) 전극이고, 제 2 단자(220)가 (-) 전극일 때 하이 레벨(논리 '1')의 제 1 검출 신호(C1)와 로우 레벨(논리 '0')의 제 2 검출 신호(C2)가 출력되고, 상기 배터리 팩(200)의 제 1 단자(210)가 (-) 전극이고, 제 2 단자(220)가 (+) 전극일 때 하이 레벨의 제 2 검출 신호(C2)와 로우 레벨의 제 1 검출 신호(C1)가 출력된다.
상기 스위치들(142, 144)은 상기 제 1 검출 신호(C1)에 의해 제어되고, 상기 스위치들(146, 148)은 상기 제 2 검출 신호(C2)에 의해 제어된다. 즉, 상기 제 1 전압 검출 회로(150)로부터 제 1 검출 신호(C1)가 출력되면 상기 스위치들(142, 144)이 온되어 상기 휴대용 컴퓨터 시스템(100)의 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2)는 배터리 팩(200)의 (+) 전극을 갖는 제 1 단자(210)와 (-) 전극을 갖는 제 2 단자(220)에 각각 연결된다. 상기 제 2 전압 검출 회로(150)로부터 제 2 검출 신호(C2)가 출력되면 상기 스위치들(146, 148)이 온되어 상기 휴대용 컴퓨터 시스템(100)의 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2)는 배터리 팩(200)의 (+) 전극을 갖는 제 2 단자(220)와 (-) 전극을 갖는 제 1 단자(220)에 각각 연결된다.
이와 같은 휴대용 컴퓨터 시스템(100)은 종래의 휴대용 컴퓨터 시스템에 스위치들(142 ~ 148)과 전압 검출 회로들(150, 160), 그리고 다이오드들(D1 ~ D4)과 같은 간단한 회로를 부가하여, 배터리 팩(200)이 역으로 삽입되더라도 배터리 팩(200)의 단자들이 각각 (+) 전극인지 (-) 전극인 지를 구별하고, (+) 전극을 갖는 배터리 팩 단자를 상기 제 1 노드(N1)와 연결하고 (-) 전극을 갖는 배터리 팩 단자를 상기 제 2 노드와(N2) 연결하여 배터리 팩의 충전/방전 동작이 정상적으로 수행될 수 있도록 한다.
따라서, 사용자가 휴대용 컴퓨터 시스템에 배터리 팩을 삽입할 때 배터리 팩의 전극을 구분하지 않아도 되므로 더욱 편리하게 사용할 수 있으며, 더욱이 배터리 팩의 역삽입에 의한 AC 어댑터, 배터리 충전 회로 등의 고장을 방지할 수 있다.
이상에서, 본 고안에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이상과 같은 본 고안에 의하면, 사용자가 휴대용 컴퓨터에 배터리 팩을 삽입할 때 배터리 팩의 전극을 구분하지 않아도 되므로 더욱 편리하게 사용할 수 있으며, 더욱이 배터리 팩의 역삽입에 의한 AC 어댑터, 배터리 충전 회로 등의 고장을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 충전 가능한 배터리 팩으로부터 전원을 공급받아 동작하는 휴대용 전자 기기에 있어서:
    내부에 전자 회로가 배치되고 상기 배터리 팩을 장착 가능한 하우징과;
    상기 배터리 팩의 제 1 전극을 갖는 단자와 연결되는 제 1 노드와;
    상기 배터리 팩의 제 2 전극을 갖는 단자와 연결되는 제 2 노드와;
    상기 하우징에 장착된 배터리 팩의 단자들 각각의 전극을 구별하는 전극 구별 수단 및;
    상기 구별 결과에 응답하여 상기 배터리 팩의 단자들 가운데 제 1 전극을 갖는 단자를 상기 제 1 노드와 연결하고, 제 2 전극을 갖는 단자를 상기 제 2 노드와 연결하는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 구별 수단은,
    상기 배터리 팩의 제 1 단자의 전압이 상기 배터리 팩의 제 2 단자의 전압보다 높을 때 제 1 검출 신호를 출력하는 제 1 전압 검출 수단 및;
    상기 배터리 팩의 제 2 단자의 전압이 상기 배터리 팩의 제 1 단자의 전압보다 높을 때 제 2 검출 신호를 출력하는 제 2 전압 검출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은,
    상기 제 1 검출 신호에 응답하여 상기 배터리 팩의 제 1 단자를 상기 제 1 노드와 연결하는 제 1 스위치와;
    상기 제 1 검출 신호에 응답하여 상기 배터리 팩의 제 2 단자를 상기 제 2 노드와 연결하는 제 2 스위치와;
    상기 제 2 검출 신호에 응답하여 상기 배터리 팩의 제 2 단자를 상기 제 1 노드와 연결하는 제 3 스위치와;
    상기 제 2 검출 신호에 응답하여 상기 배터리 팩의 제 1 단자를 상기 제 2 노드와 연결하는 제 4 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 기기.
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