KR20190033830A - 배터리 스웰링을 감지하기 위한 방법 및 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 스웰링을 감지하기 위한 방법 또는 전자 장치에 관한 것으로, 전면 플레이트 및 상기 전면 플레이트로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리, 상기 배면 플레이트와 평행한 도전성 패턴을 포함하고, 상기 도전성 패턴의 적어도 일부는 상기 배터리의 상기 제 2 표면과 상기 배면 플레이트 사이에 위치하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴의 제 1 지점 및 제 2 지점과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점으로부터의 신호를 수신하는, 회로를 포함하고, 상기 회로는, 상기 전송한 신호와 상기 수신한 신호의 위상 차를 검출하고, 상기 위상 차에 기반하여 상기 배터리의 스웰링 여부를 결정할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예를 더 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 배터리 스웰링을 감지하기 위한 방법 또는 전자 장치에 관한 것이다.
최근 휴대용 전자 장치의 수요 증가로 인해 배터리의 수요가 증가하고 있으며, 배터리 중에서도 리튬 이온 배터리(lithium ion battery)는 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 또는 출력 안정성(stability)을 갖는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.
배터리 분야에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성(safety)을 향상시키는 것이다. 일반적으로 휴대용 전자 장치에 많이 사용되는 리튬 이온 배터리는 내부 단락(short), 허용된 전류 또는 전압을 초과한 충전 상태, 고온에의 노출, 낙하, 또는 외부 기압의 극심한 변화 등에 의한 충격에 따라 배터리 팩이 부풀어 오르는 현상(이른바, 배터리 스웰링(battery swelling))이 발생할 수 있다. 배터리 스웰링은 배터리 팩의 발화, 폭발 등의 원인이 될 수 있으므로 안전사고를 예방하기 위한 대책이 요구될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 배터리 스웰링을 미리 감지하여 배터리 팩의 발화, 폭발 등으로 인한 안전사고를 예방할 수 있는 방법 또는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 전면 플레이트 및 상기 전면 플레이트로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리, 상기 배면 플레이트와 평행한 도전성 패턴을 포함하고, 상기 도전성 패턴의 적어도 일부는 상기 배터리의 상기 제 2 표면과 상기 배면 플레이트 사이에 위치하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴의 제 1 지점 및 제 2 지점과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점으로부터의 신호를 수신하는, 회로를 포함하고, 상기 회로는, 상기 전송한 신호와 상기 수신한 신호의 위상 차를 검출하고, 상기 위상 차에 기반하여 상기 배터리의 스웰링 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 배터리의 스웰링을 감지하는 방법은, 상기 전자 장치가, 전면 플레이트 및 상기 전면 플레이트로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리, 상기 배면 플레이트와 평행한 도전성 패턴을 포함하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴의 제 1 지점 및 제 2 지점과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점으로부터의 신호를 수신하는 회로를 포함할 수 있고, 상기 방법은, 상기 회로가, 상기 제 1 지점으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 비교하는 동작, 및 상기 위상의 차이점에 기반하여 상기 배터리의 스웰링 여부를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체에 있어서, 상기 전자 장치는, 전면 플레이트 및 상기 전면 플레이트로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리, 상기 배면 플레이트와 평행한 도전성 패턴을 포함하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴의 제 1 지점 및 제 2 지점과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점으로부터의 신호를 수신하는 회로를 포함할 수 있고, 상기 기록 매체는, 상기 회로가, 상기 제 1 지점으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 비교하는 동작을 수행하고, 및 상기 위상의 차이점에 기반하여 상기 배터리의 스웰링 여부를 결정하는 동작을 수행하도록 하는 프로그램이 기록되어 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 배터리 스웰링을 미리 감지하여 배터리 팩의 발화, 폭발 등으로 인한 안전사고를 예방할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 무선 통신 모듈, 전력 관리 모듈, 및 안테나 모듈에 대한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 루프 안테나를 갖는 안테나 모듈을 위에서 바라본 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 전자 장치의 내부에서 구성요소의 배치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예에 따른, 배터리를 기준으로 한 안테나 모듈의 배치를 나타낸 예시이다.
도 7은 일 실시예에 따른 NFC IC 및 NFC 안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 NFC IC의 구조를 보다 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 9는 배터리의 스웰링을 감지하기 위한 NFC IC의 동작을 개략적으로 설명한 블록도이다.
도 10a 및 도 10b는 배터리가 정상일 때의 전자 장치의 구조 및 동작을 설명한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 배터리 스웰링이 발생하였을 때의 전자 장치 의 구조 및 동작을 설명한 도면이다.
도 12는 NFC 안테나가 실장된 FPCB와, FPCB 주변의 구성요소들의 적층 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 13은 NFC 안테나가 실장된 FPCB와, FPCB 주변의 구성요소들의 적층 구조를 도 12와는 다른 각도에서 바라본 분해 사시도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 구성도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 무선 통신 모듈, 전력 관리 모듈, 및 안테나 모듈에 대한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 루프 안테나를 갖는 안테나 모듈을 위에서 바라본 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 전자 장치의 내부에서 구성요소의 배치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예에 따른, 배터리를 기준으로 한 안테나 모듈의 배치를 나타낸 예시이다.
도 7은 일 실시예에 따른 NFC IC 및 NFC 안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 NFC IC의 구조를 보다 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 9는 배터리의 스웰링을 감지하기 위한 NFC IC의 동작을 개략적으로 설명한 블록도이다.
도 10a 및 도 10b는 배터리가 정상일 때의 전자 장치의 구조 및 동작을 설명한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 배터리 스웰링이 발생하였을 때의 전자 장치 의 구조 및 동작을 설명한 도면이다.
도 12는 NFC 안테나가 실장된 FPCB와, FPCB 주변의 구성요소들의 적층 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 13은 NFC 안테나가 실장된 FPCB와, FPCB 주변의 구성요소들의 적층 구조를 도 12와는 다른 각도에서 바라본 분해 사시도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 구성도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 무선 통신 모듈(192), 전력 관리 모듈(188), 및 안테나 모듈(197)에 대한 블럭도(200)이다. 도 2을 참조하면, 무선 통신 모듈(192)은 MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)을 포함하고, 전력 관리 모듈(188)은 무선 충전 모듈(250)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 안테나 모듈(197)은 MST 통신 모듈(210)과 연결된 MST 안테나(297-1), NFC 통신 모듈(230)과 연결된 NFC 안테나(297-3), 및 무선 충전 모듈(250)과 연결된 무선 충전 안테나(297-5)을 포함하는 복수의 안테나들을 별도로 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 1와 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다.
MST 통신 모듈(210)은 프로세서(120)로부터 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 수신하고, MST 안테나(297-1)를 통해 상기 수신된 신호에 대응하는 자기 신호를 생성한 후, 상기 생성된 자기 신호를 외부의 전자 장치(102)(예: POS 장치)에 전달할 수 있다. 일실시예에 따르면, 예를 들어, MST 통신 모듈(210)은 MST 안테나(297-1)에 연결된 하나 이상의 스위치들을 포함하는 스위칭 모듈을 포함하고(미도시), 이 스위칭 모듈을 제어하여 MST 안테나(297-1)에 공급되는 전압 또는 전류의 방향을 변경할 수 있다. 이는 MST 안테나(297-1)를 통해 송출되어, 예를 들면, 무선 근거리 통신(예: 도 1의 제 1 네트워크(198))을 통해 외부의 전자 장치(102)에 전달되는 자기 신호(예: 자기장)의 방향을 변경할 수 있다. 방향이 변경된 상태로 전달된 자기 신호는 마그네틱 카드가 전자 장치(102)의 카드 리더기에 읽히면서(swiped) 발생하는 자기장과 유사한 형태 및 효과를 야기할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(102) 에서 상기 자기 신호의 형태로 수신된 결제 관련 정보 및 제어 신호는, 예를 들면, 원거리 네트워크(예: 도 1의 제 2 네트워크(199))를 통해 결제 서버(예: 서버(108))로 송신될 수 있다.
NFC 통신 모듈(230)은 프로세서(120)로부터 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 획득하고, 상기 획득된 신호를 NFC 안테나(297-3)를 통해 외부의 전자 장치(102)로 송신할 수 있다. 일실시예에 따르면, NFC 통신 모듈(230)은, NFC 안테나(297-3)을 통하여 외부의 전자 장치(102)로부터 송출된 신호(예: 제어 정보 또는 결제 정보를 포함한 신호)를 수신할 수 있다.
무선 충전 모듈(250)은 무선 충전 안테나(297-5)를 통해 외부의 전자 장치(102)(예: 휴대폰 또는 웨어러블 디바이스)로 전력을 무선으로 송신하거나, 또는 외부의 전자 장치(102)(예: 무선 충전 장치)로부터 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 무선 충전 모듈(250)은, 예를 들면, 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식을 포함하는 다양한 무선 충전 방식을 지원할 수 있다.
일실시예에 따르면, MST 안테나(297-1), NFC 안테나(297-3), 또는 무선 충전 안테나(297-5) 중 일부 안테나들은 방사부의 적어도 일부를 서로 공유할 수 있다. 예를 들면, MST 안테나(297-1)의 방사부는 NFC 안테나(297-3) 또는 무선 충전 안테나(297-5)의 방사부로 사용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. MST 안테나(297-1), NFC 안테나(297-3), 또는 무선 충전 안테나(297-5)가 방사부의 적어도 일부 영역을 공유하는 경우, 안테나 모듈(197)은 무선 통신 모듈(192)(예: MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)) 또는 전력 관리 모듈(예: 무선 충전 모듈(250))의 제어에 따라 안테나들(297-1, 297-3, 또는 297-5)의 적어도 일부를 선택적으로 연결 또는 분리(예: open)하기 위한 스위칭 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 무선 충전 기능을 사용하는 경우, NFC 통신 모듈(230) 또는 무선 충전 모듈(250)은 상기 스위칭 회로를 제어함으로써 NFC 안테나(297-3) 및 무선 충전 안테나(297-5)에 의해 공유된 방사부의 적어도 일부 영역을 일시적으로 NFC 안테나(297-3)와 분리하고 무선 충전 안테나(297-5)와만 연결할 수 있다.
일 실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210), NFC 통신 모듈(230), 또는 무선 충전 모듈(250)의 적어도 일부 기능은 외부의 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 제어될 수 있다. 일실시예에 따르면, MST 통신 모듈(210) 또는 NFC 통신 모듈(230)의 지정된 기능(예: 결제 기능)들은 신뢰된 실행 환경(trusted execution environment, TEE)에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 신뢰된 실행 환경(TEE)은, 예를 들면, 상대적으로 높은 수준의 보안이 필요한 기능(예: 금융 거래, 또는 개인 정보 관련 기능)을 수행하기 위해 메모리(130)의 적어도 일부 지정된 영역이 할당되고, 이 지정된 영역에 대한 접근은, 예를 들면, 접근 주체 또는 실행하는 어플리케이션에 따라 구분하여 제한적으로 허용되는 실행 환경일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 500)는, 전면 플레이트(예: 310) 및 상기 전면 플레이트(310)로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트(예: 330)를 포함하는 하우징(예: 320), 상기 전면 플레이트(310)에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트(330)에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리(예: 540), 상기 배면 플레이트(330)와 평행한 도전성 패턴(예: 552)을 포함하고, 상기 도전성 패턴(552)의 적어도 일부는 상기 배터리(540)의 상기 제 2 표면과 상기 배면 플레이트(330) 사이에 위치하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리(540)의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴(552)의 제 1 지점(예: 도 7의 Tx 1) 및 제 2 지점(예: 도 7의 Tx 2)과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점(Tx 1)으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터의 신호를 수신하는, 회로(예: 710)를 포함하고, 상기 회로(710)는, 상기 전송한 신호와 상기 수신한 신호의 위상 차를 검출하고, 상기 위상 차에 기반하여 상기 배터리(540)의 스웰링 여부를 결정할 수 있다. 상기 도전성 패턴(552)은 상기 제 1 레이어에 수직인 축을 둘러싸는 코일을 포함할 수 있다. 상기 회로(710)는 상기 도전성 패턴(552)을 이용하여 자기 신호, NFC 신호, 또는 무선 충전 신호 중에서 적어도 하나를 송신 또는 수신할 수 있다. 상기 제 1 레이어는 FPCB를 포함할 수 있다. 상기 제 2 레이어는 그라파이트(graphite)를 포함할 수 있다. 상기 제 3 레이어는 철(Fe)을 포함한 화합물을 포함할 수 있다. 상기 도전성 패턴(552)은 상기 배터리(540)와 중첩되도록 위치할 수 있다. 상기 회로(710)는, 상기 제 1 지점(Tx 1)으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터 수신한 신호의 위상을 비교한 결과에 기반하여 n 비트의 디지털 값을 생성하고, 상기 n 비트의 디지털 값으로부터 위상자 값을 산출하고, 및 상기 산출된 위상자 값이 미리 저장된 기준 위상자 값과 다른 경우 배터리(540)의 스웰링이 발생한 것으로 판정할 수 있다. 상기 회로(710)는, 상기 전자 장치(500)의 디스플레이가 오프 상태이면, 구동을 종료할 수 있다. 상기 회로(710)는, 상기 전자 장치(500)의 온도를 감지하고, 상기 전자 장치(500)의 온도가 기준 범위를 벗어나면, 상기 전자 장치(500)의 온도에 기반하여 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터 수신한 신호의 위상을 보정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(300)는, 제 1 플레이트(310), 디지타이저 패널(312), 포스 터치 패널(314), 생체 센서(316)(예: 지문 센서), 하우징(320), 배터리(322), PCB(324), FPCB(326), 무선 충전 코일(328) 또는 제 2 플레이트(330)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 플레이트(310), 디지타이저 패널(312), 포스 터치 패널(314) 및 생체 센서(316)(예: 지문 센서)는 하우징(320)의 상부에 위치할 수 있다. 배터리(322), PCB(324), FPCB(326), 무선 충전 코일(328) 및 제 2 플레이트(330)는 하우징(320)의 하부에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 상술한 구성요소들 중 적어도 하나를 생략할 수 있거나, 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 하우징(320)의 외부 노출면을 안테나의 적어도 일부로 이용할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 예를 들면, 도 1의 전자 장치(101, 102 및 104)들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 플레이트(310)는, 예를 들면, 전자 장치(300)의 전면을 구성하는 커버일 수 있다. 제 1 플레이트(310)는 위에서 볼 때 직사각형 모양을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 플레이트(310)는 제 1 길이를 가지고 제 1 방향으로 연장하는 제 1 주변부(311), 제 1 길이보다 길이가 긴 제 2 길이를 가지고 제 1 방향에 실질적으로 수직한 제 2 방향으로 연장하는 제 2 주변부(313), 제 1 길이를 가지고 제 1 주변부에 평행하게 연장하는 제 3 주변부(315), 및 제 2 길이를 가지고 제 2 주변부에 평행하게 연장하는 제 4 주변부(317)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 플레이트(310)는 적어도 일부를 통해 터치스크린 디스플레이(301)를 노출시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 터치스크린 디스플레이(301)는 영상을 표시할 수 있다. 예를 들면, 터치스크린 디스플레이(301)는 입력 기능 및 표시 기능을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치스크린 디스플레이(301)는 터치 패널 및 디스플레이를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 터치스크린 디스플레이(301)는 도 1의 표시 장치(160)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디지타이저 패널(312)은 터치스크린 디스플레이(301)를 통해 입력되는 사용자 터치에 대한 X 좌표 및 Y 좌표를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 포스 터치 패널(314)은 터치스크린 디스플레이(301) 및 디지타이저 패널(312)을 통해 입력되는 터치 압력을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 포스 터치 패널(314)은 전자 장치(300)의 홈 키를 대신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 생체 센서(316)는 사용자의 생체 정보를 기반으로 사용자 인증을 수행할 수 있다. 예를 들면, 생체 센서(316)(예: 지문 센서)는 터치스크린 디스플레이(301)를 통해 사용자의 지문 정보를 수신하고, 수신된 지문 정보를 기반으로 사용자 인증을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 생체 센서(316)는 도 1의 센서 모듈(176) 중의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(320)은 상술한 전자 장치(300) 내의 구성요소들을 수용하는 측면 부재를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 측면 부재의 외부 노출면의 적어도 일부는 도전성 물질(예: 금속)로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(320)의 측면 부재는 전자 장치(300)의 안테나로 사용될 수 있다. 측면 부재는 λ/4 길이의 안테나(예: IFA(inverted-f antenna))를 포함하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(320)은 제 1 플레이트(310) 및 제 2 플레이트(330)의 적층 시, 측면 부재를 통해 제 1 플레이트(310) 및 제 2 플레이트(330) 사이의 공간을 둘러쌀 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(322)는 전자 장치(300)의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 배터리(322)는 도 1의 배터리(189)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, PCB(324, 인쇄회로기판)는 전자 장치(300)의 운용에 필요한 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190)) 및 전력 관리 모듈(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188))을 포함할 수 있다. PCB(324)는 배터리 접점과 같은 각 종 커넥터가 형성된 PBA(printed board assembly) 및 FPCB(flexible printed board assembly) 등을 포함할 수 있다. 통신 모듈은 전자 장치(300)의 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로는 프로세서에 전기적으로 연결될 수 있다. 하우징(320)의 측면 부재의 적어도 일부는 무선 통신 회로의 적어도 일부와 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, FPCB(326)는 배터리(322)를 무선으로 충전시키기 위한 무선 충전용 루프 코일(328), NFC(near field communication) 또는 MST(magnetic secure transmission)와 같은 근거리 통신용 코일 안테나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, FPCB(326)는 도 2의 무선 충전 모듈(50)을 포함할 수 있다.
제 2 플레이트(330)는, 예를 들면, 전자 장치(300)의 후면을 구성하는 커버일 수 있다. 제 2 플레이트(330)는 제 1 플레이트(310)와 반대쪽을 향하여 배치될 수 있다. 제 2 플레이트(330)는 제 1 플레이트(310)로부터 반대쪽에 위치하여, 제 1 플레이트(310)와 서로 마주볼 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본 발명의 전자 장치는, 구성요소의 배치, 또는 구조에 있어서 도 3에 개시된 전자 장치(300)와 다르게 변형 또는 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 FPCB(326)에 탑재된 루프 안테나(또는, 루프 코일 안테나 or 코일 안테나)를 이용하여 배터리 스웰링을 감지한다. 예를 들면, 전자 장치의 사용 중, 다양한 원인에 의하여 배터리 스웰링이 발생되면, 배터리와 루프 안테나 사이의 간극이 줄어들게 되거나, 또는 배터리의 일부가 루프 안테나의 일부를 밀어 올릴 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 상기 간격의 변화 또는 루프 안테나의 변형 정도에 기반하여 루프 안테나의 인덕턴스와 커패시턴스 값이 변하는 것을 감지하고, 감지된 결과를 분석하여 배터리의 스웰링을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치가 배터리 스웰링의 여부를 결정하는 방법은 구체적으로 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 루프 안테나를 갖는 안테나 모듈을 위에서 바라본 도면이다. 일 실시예에 따르면, 도 4는 루프 안테나가 탑재된 FPCB의 레이아웃을 개략적으로 나타낸 도면일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 안테나 모듈(400)은 도 1의 안테나 모듈(197)과 동일 또는 유사한 구성요소를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나 모듈(400)은 FPCB 에 탑재된 제 1 루프 안테나(410), 제 2 루프 안테나(420), 또는 제 3 루프 안테나(430)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 루프 안테나(410)는 MST 통신을 위한 MST 안테나일 수 있다. 예를 들면, 제 1 루프 안테나(410)는, 프로세서가 MST 통신(예: MST 결제)을 활성화하는 경우, NFC 방식에 대응하는 자기장을 생성할 수도 있고, 전자 장치 주변의 MST 방식에 대응하는 자기장을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 루프 안테나(420)는 무선 충전을 위한 무선 충전 코일일 수 있다. 예를 들면, 제 2 루프 안테나(420)는 전자 장치의 배터리를 무선으로 충전하기 위하여 WPC(wireless power consortium) 코일의 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 3 루프 안테나(430)는 NFC 통신을 위한 NFC 안테나일 수 있다. 예를 들면, 제 3 루프 안테나(430)는, 프로세서가 NFC 통신(예: NFC 결제)을 활성화하는 경우, NFC 방식에 대응하는 자기장을 생성할 수도 있고, 전자 장치 주변의 NFC 방식에 대응하는 자기장을 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본 발명의 전자 장치는, 배터리 스웰링을 감지하기 위하여 상기 제 1 내지 제 3 루프 안테나(410, 420, 430) 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 이하 설명에서는, 전자 장치가 제 3 루프 안테나(430), 즉 NFC 안테나를 이용하여 배터리 스웰링을 감지함을 개시하지만, 본 발명의 다양한 실시예는 NFC 안테나 외에 MST 안테나 또는 무선 충전 안테나를 이용하여 배터리 스웰링을 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본 발명의 전자 장치는, 제 1 내지 제 3 루프 안테나(410, 420, 430)의 배치 또는 구조에 있어서 도 4에 개시된 도면과 다르게 변형 또는 변경될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 전자 장치의 내부에서 구성요소의 배치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 일 실시예에 따르면, 도 5b는 도 5a에 도시된 안테나 모듈과 배터리의 배치를 보다 구체적으로 나타낸 도면일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 5a에 도시된 전자 장치(500)는 도 1의 전자 장치(101, 102 또는 104) 또는 도3의 전자 장치(300) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 전자 장치(500)의 내부에는 제 1 PCB(M-PCB), 제 2 PCB(S-PCB), 배터리(540), 스피커(530), 또는 안테나 모듈(550)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 PCB(M-PCB)는, 어플리케이션 프로세서(512), NFC IC(514), NFC 매칭 회로(516), 또는 NFC 커넥터(518) 등이 실장되는 메인 PCB일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 PCB(M-PCB)의 적어도 일부분은 제 2 PCB(S-PCB)와 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 PCB(S-PCB)는 위에서 볼 때 전자 장치(500)의 하단부에 위치할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 PCB(M-PCB, S-PCB)는, 도시하지 않았지만, 무선 통신 회로로서, 프라이머리(primary) 수신 회로, 수신 다이버시티 회로, 트랜시버 또는 통신 프로세서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프라이머리 수신 회로는 제 1 로우 밴드 송/수신 회로 및 제 1 하이 밴드 송/수신 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 수신 다이버시티 회로는 제 2 로우 밴드 송/수신 회로 및 제 2 하이 밴드 송/수신 회로를 포함할 수 있다. 상기에서 하이 밴드는 약 1.5GHz ~ 2.7GHz 대역의 주파수를 의미하고, 로우 밴드는 약 700MHz ~ 1GHz 대역의 주파수를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(540)는 위에서 볼 때 전자 장치(500)의 중심 부분에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 PCB(M-PCB, S-PCB)는, 위에서 볼 때, 배터리(540)의 적어도 일부 주변을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 위에서 볼 때, 배터리(540)의 제 1 측면, 및 상기 제1 측면과 연결된 제 2 측면은 제 1 PCB(M-PCB)와 인접하고, 배터리(540)의 제 2 측면과 연결되면서 제 1측면과는 반대편인 제 3 측면은 제 2 PCB(S-PCB)와 인접할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 스피커(530)는 위에서 볼 때 전자 장치(500)의 하단 부분에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(550)은, 제 1 PCB(M-PCB)와 연결되는 적어도 하나의 루프 안테나를 포함하고, 배터리(540)의 적어도 일부와 중첩되도록 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 루프 안테나는 NFC 안테나(552)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 안테나 모듈(550)의 NFC 안테나(552)는 배터리(540)의 적어도 일부와 중첩되도록 위치할 수 있다. 예를 들면, 위에서 볼 때, 배터리(540)는 제 1 폭(w1)을 갖고, 안테나 모듈(550)의 루프 안테나는 배터리(540)와 중첩되도록 위치하고 상기 제 1 폭(w1)보다 큰 제 2 폭(w2)을 갖도록 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(500)는 자기장 코일로 구성된 루프 안테나(예: NFC 안테나(552))를 배터리(540)의 적어도 일부와 중첩되도록 함으로써 보다 정확하게 배터리(540)의 스웰링을 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본 발명의 전자 장치(500)는, 배터리(540)를 기준으로 한 안테나 모듈(550)의 배치에 있어서 도 5a 및 도 5b에 개시된 도면과 다르게 변형 또는 변경될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예에 따른, 배터리를 기준으로 한 안테나 모듈의 배치를 나타낸 예시이다.
이하에서, 배터리가 실장되는 영역을 '배터리 영역(640)(예:도5b의 540)'이라 정의하고, NFC 안테나(652) (예:도5b의 552)'를 포함하는 안테나 모듈이 실장되는 영역을 '안테나 영역(650) (예:도5b의 550)''이라고 정의한다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 영역(640)과 안테나 영역(650)은 중첩되되, 배터리 영역(640)과 중첩되는 안테나 영역(650)의 면적은 다음과 같이 다양하게 변형이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 안테나 영역(650)의 면적은 배터리 영역(640)의 면적보다 작고, 안테나 영역(650)은 배터리 영역(640)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈에 포함된 NFC 안테나(652)는 배터리 영역(640)의 내부와 중첩되도록 위치할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 안테나 영역(650)의 면적은 배터리 영역(640)의 면적보다 작고, 안테나 모듈에 포함된 NFC 안테나(652)는 제 1 부분만이 배터리 영역(640)의 내부와 중첩되도록 위치할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 도 6c에 도시된 바와 같이, 안테나 영역(650)의 면적은 배터리 영역(640)의 면적보다 작고, 안테나 모듈에 포함된 NFC 안테나(652)는 상기 제 1 부분보다 작은 제 2 부분만이 배터리 영역(640)의 내부와 중첩되도록 위치할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 영역(640)과 중첩되는 안테나 영역(650)의 면적이 증가할 수록 전자 장치가 배터리 스웰링을 감지하는 정확도가 증가할 수 있다. 예를 들면, 배터리 영역(640)과 중첩되는 안테나 영역(650)의 면적은 도 6a의 예시가 가장 크고 도 6c의 예시가 가장 작으므로, 전자 장치가 배터리 스웰링을 감지하는 정확도는 도 6a의 예시가 가장 크고 도 6c의 예시가 가장 작을 수 있다.
도 7 은 일 실시예에 따른 NFC IC 및 NFC 안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 안테나 모듈(700)은 도 4의 안테나 모듈(400) 또는 도5의 안테나 모듈(550) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
도 7 을 참조하면, 전자 장치의 안테나 모듈(700)은 NFC IC(710), 매칭 회로부(720), 또는 NFC 안테나(730)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, NFC IC(710)는 Tx 드라이버(Tx driver), 레귤레이터(Tx LDO), 또는 Rx 드라이버(Rx driver)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, Tx 드라이버는 제 1 송신 단자(Tx 1) 및 제 2 송신 단자(Tx 2)를 포함할 수 있다. 예를 들면, Tx 드라이버는, NFC 송신 동작시, 제 1 송신 단자(Tx 1) 및 제 2 송신 단자(Tx 2)를 통해 송신 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 레귤레이터는 전원 전압(VDD)에 연결되고 Tx 드라이버에 송신용 전원 전압을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 레귤레이터는 로우-드롭아웃(low drop-out) 레귤레이터로 구성되고, 어플리케이션 프로세서(예: 512)로부터의 제어 신호에 응답하여 송신 전원 전압의 레벨을 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, Rx 드라이버는, 적어도 하나의 수신 단자(RXIN, RXIP)를 포함할 수 있다. 예를 들면, Rx 드라이버는, NFC 수신 동작시, NFC 안테나(730)를 통해 제공되는 신호를 복조하여 수신 데이터를 생성하고, 생성된 수신 데이터를 어플리케이션 프로세서(512)에게 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 매칭 회로부(720)는NFC IC(710)와 NFC 안테나(730) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 매칭 회로부(720)는 NFC IC(710)와 NFC 안테나(730) 사이의 주파수 매칭을 위해 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 인덕터를 포함할 수 있다.
도 8은 NFC IC의 구조를 보다 구체적으로 나타낸 블록도이다. 도 9는 배터리의 스웰링을 감지하기 위한 NFC IC의 동작을 개략적으로 설명한 블록도이다. 일 실시예에 따르면, 도 8은 도 7에 도시된 NFC IC의 Tx 드라이버와 NFC 안테나의 구조를 보다 구체적으로 설명한 예시일 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 전자 장치(800)(예: 도 5의 500)에 구성된 NFC IC(810)의 Tx 드라이버는 클럭 생성부(811), 파워 증폭부(812), 송신 인터페이스부(813), 또는 송신 제어부(814)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 클럭 생성부(811)는 클럭 신호를 생성한다. 예를 들면, 클럭 생성부(811)로부터 생성된 클럭 신호는 파워 증폭부(812)를 통해 제 1 송신 단자(예: Tx1)로 출력되고, 또한 송신 제어부(814)의 클럭 샘플링부(816)로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 파워 증폭부(812)는 클럭 생성부(811)로부터의 클럭 신호를 제 1 송신 단자(Tx1)로 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 송신 인터페이스부(813)는 제 1 송신 단자(Tx1)로 출력되어 NFC 안테나(840)를 경유한 클럭 신호를 제 2 송신 단자(예: Tx2)를 통해 수신할 수 있다. 송신 인터페이스부(813)는 제 2 송신 단자(Tx2)를 통해 수신된 클럭 신호를 송신 제어부(814)의 클럭 추출부(815)에게 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 송신 제어부(814)는 클럭 추출부(815), 클럭 샘플링부(816), 또는 신호 생성기(817)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 송신 제어부(814)는 어플리케이션 프로세서(820)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 송신 제어부(814)는 어플리케이션 프로세서(820)의 통신 제어부(821)와 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 클럭 추출부(815)는 NFC 안테나(840)를 경유하여 수신된 클럭 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 예를 들면, 클럭 추출부(815)는 NFC 통신에 해당하는 주파수인 약 13.56MHz 주파수의 클럭 신호를 디지털 클럭 신호로 복원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클럭 추출부(815)는 ADC (analog to digital converter)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클럭 추출부(815)는 변환된 디지털 신호를 클럭 샘플링부(816)로 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 클럭 샘플링부(816)는 클럭 생성부(811)로부터 수신된 클럭 신호와 NFC 안테나(840)를 경유하는 경로(801)에 의해 수신된 클럭 신호(즉, 클럭 추출부(815)로부터 수신된 디지털 신호)를 비교하고, 비교 결과에 기반하여 특정 비트(예컨대, 6 bit)의 디지털 값을 생성할 수 있다. 만약, 클럭 생성부(811)로부터 수신된 클럭 신호의 위상(phase)과 NFC 안테나(840)를 경유하여 수신된 클럭 신호의 위상이 서로 다르면, 위상의 차이가 클수록 클럭 샘플링부(816)로부터 생성되는 디지털 값은 증가할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클럭 샘플링부(816)는 생성된 디지털 값을 어플리케이션 프로세서(820) 에게 제공하고, 어플리케이션 프로세서(820)는 디지털 값을 미리 저정된 테이블을 참조하여 NFC 통신의 성능을 보정하도록 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들면, 어플리케이션 프로세서(820)는 클럭 신호의 위상 변화에 기반한 상기 디지털 값을 이용하여 임피던스 및 위상자(phasor) 값을 산출하고, 위상자 값과 보정 값이 매핑된 보정 테이블을 참조하여 상기 산출된 위상자 값에 대응하는 보상 값을 결정할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(820)는 결정된 보상 값에 기반하여 클럭 신호의 위상을 보상하도록 제어 신호를 생성하여 NFC IC(810)의 신호 생성기(817)로 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 신호 생성기(817)는 어플리케이션 프로세서(820)로부터 제공된 제어 신호에 응답하여 클럭 생성부(811)로부터 출력되는 클럭 신호의 위상을 보정하도록 제어할 수 있으며, 따라서 본 발명의 전자 장치(800)는 NFC 통신의 인식률이 향상될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 클럭 신호의 위상 변화는 NFC 통신시 대략 12.5Mhz~14.5Mhz 사이의 범위에서 이루어 질 수 있다. 상기 범위 내의 변화에 대해서 NFC IC(810)의 클럭 샘플링부(816)는 클럭 추출부(815)가 전달하는 디지털 신호를 6비트의 부호로 수치화 시킬 수 있다. 어플리케이션 프로세서(820)는 클럭 샘플링부(816)로부터 제공된 6 비트의 부호를 0~120 범위의 수로 산출하고, 산출된 값과 기 저장된 기준 값을 비교한 결과에 기반하여 NFC 안테나(840)가 정상 동작을 하고 있는지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클럭 샘플링부(816)의 샘플링 단위는 약 1.5nsec일 수 있고, 샘플링 시간은 조절 가능할 수 있다.
| <5> | <4> | <3> | <2> | <1> | <0> |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
표 1은 클럭 샘플링부(816)로부터 샘플링된 6 비트의 부호 값을 나타낸 예시이다. 표 1을 참조하면, 클럭 샘플링부(816)가 샘플링을 시작하면, 표 1과 같이 Bit 패턴이 출력될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는, 만약, Bit 패턴이 연속적이지 않으면, NFC IC(810)의 회로 동작이 비정상인 것으로 결정하고, NFC IC(810)의 동작을 리셋하도록 제어할 수 있다.
| 6bit 값 | 위상자값 추출 공식 대입 | 위상자값 |
| 000000 | 위상자값=60-(0*10) | 60 |
| 110000 | 위상자값=60-(2*10) | 40 |
표 2를 참조하면, 본 발명의 전자 장치(800)가 상기 6 비트의 부호 값으로부터 위상자 값을 산출하는 방법은 다음과 같을 수 있다. 예를 들면, 공진주파수 13.56Mhz일 때의 기준 값은 60으로 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는, 수학식 1과 같이, 위상이 빠르면(공진주파수가 high) 기준값60에 (bit숫자*10)를 더하여 위상자 값을 산출 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는, 수학식 2과 같이, 위상이 느리면(공진주파수가 low) 기준값60에 (bit숫자*10)를 빼서 위상자 값을 산출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는, 수학식 2과 같이, 위상이 느리면(공진주파수가 low) 기준값60에 (bit숫자*10)를 빼서 위상자 값을 산출할 수 있다.
전자 장치(800)는 구동 중에(사용 중에) 배터리 스웰링이 발생되면, 그의 영향으로 NFC 안테나(840)의 공진 주파수가 낮아질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 배터리 스웰링 등의 이유로 공진 주파수가 낮아지면 상기 위상자 값을 도출하기 위한 수식에서 (bit숫자*10) 값만큼을 빼줄 수 있다. 만약, 클럭 신호의 위상 값이 딜레이되지 않았다면, 상기 표 2에서와 같이 상기 6 비트의 부호 값은 '000000'이 될 것이고, 상기 수식에 의해 위상자 값은 60-(0*10)= 60이 된다. 만약, 상기 6 비트의 부호 값이 '110000'이라면, 상기 수식에 의해 위상자 값은 60-(2*10)=40이 된다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 NFC IC(810)의 동작시 1 회당 클럭 신호를 약 2ms 동안 출력할 수 있으며, 상기 샘플링 과정을 적어도 50회 수행하여 각 샘플링때마다 산출된 위상자 값들의 평균을 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 상기 산출된 평균 값에 기반하여 클럭 신호의 위상을 보상할 수 있고, 또한 배터리 스웰링의 발생 여부를 결정할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 배터리가 정상일 때의 전자 장치(800)의 구조 및 동작을 설명한 도면이다. 일 실시예에 따르면, 도 10a는 배터리가 정상일 때의 전자 장치(800)의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 10b는 배터리가 정상일 때의 전자 장치(800)의 동작을 설명한 구동 파형도일 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 일 실시예에 따른 NFC 안테나(840)를 포함하는 FPCB는 배터리의 상부에 위치할 수 있다. FPCB는, 예를 들면, NFC 안테나(840)가 형성된 코일 층(1010), 코일 층(1010) 하부에 위치한 차폐층(Shielding layer)(1030)을 포함하고, 코일 층(1010)과 차폐층(1030)은 접착제(1020)에 의해 서로 부착되며, 접착제(1020)로 인해 발생되는 갭은 유전층의 역할을 한다. 본 발명의 전자 장치(1000)(예:도8의 800)는, 배터리(1040)가 정상이더라도 배터리(1040)의 충전 및 방전시 부피의 변화가 있으므로, 상기 차폐층(1030)과 배터리(1040) 사이에 에어 갭이 형성되도록 할 수 있다.
일 실시예에 따른 NFC IC(810)는 제 1 송신 단자(Tx1)를 통해 클럭 신호를 NFC 안테나(840)로 출력하고, 제 2 송신 단자(Tx2)를 통해 NFC 안테나(840)를 경유한 클럭 신호를 수신할 수 있다. 만약, 배터리(1040)가 정상이면, NFC IC(810)로부터 제 1 송신 단자(Tx1)를 통해 출력된 클럭 신호의 위상 지연이 발생되지 않게 되고, 따라서, 상기 표 2에서와 같이 상기 6 비트의 부호 값은 '000000'이 될 것이고, 전자 장치(1000)는 배터리(1040)가 정상인 것으로 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(1000)는, 상기 2개의 클럭 신호의 위상을 비교하여 생성된 6 비트의 부호 값을 메모리(예: 130)에 저장된 기준 값과 비교하여 배터리(1040)의 정상 여부를 결정할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 배터리 스웰링이 발생하였을 때의 전자 장치(800) 의 구조 및 동작을 설명한 도면이다. 일 실시예에 따르면, 도 11a는 배터리 스웰링이 발생하였을 때의 전자 장치(800)의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 11b는 배터리 스웰링이 발생하였을 때의 전자 장치(800)의 동작을 설명한 구동 파형도일 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 일 실시예에 따른 NFC 안테나(840)를 포함하는 FPCB는 배터리(1140)의 상부에 위치할 수 있다. FPCB는, 예를 들면, NFC 안테나(840)가 형성된 코일 층(1110), 코일 층(1110) 하부에 위치한 차폐층(Shielding layer)(1130)을 포함하고, 코일 층(1110)과 차폐층(1130)은 접착제(1120)에 의해 서로 부착되며, 접착제(1120)로 인해 발생되는 갭은 유전층의 역할을 한다.
일 실시예에 따른 NFC IC(1101)는 제 1 송신 단자(Tx1)를 통해 클럭 신호를 NFC 안테나(840)로 출력하고, 제 2 송신 단자(Tx2)를 통해 NFC 안테나(840)를 경유한 클럭 신호를 수신할 수 있다. 만약, 배터리(1140) 스웰링이 발생하면, 그의 영향으로 NFC 안테나(840)의 공진 주파수가 낮아지고, NFC IC(1101)로부터 제 1 송신 단자(Tx1)를 통해 출력된 클럭 신호의 위상 지연이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 6 비트의 부호 값은 '000000'과는 다른 값, 예컨대 상기 표 2의 예시에서와 같이 '110000'이 될 수 있다. 전자 장치(1100) (예: 도8의 800)는 상기 6 비트의 부호 값이 '000000'과는 다른 것을 식별함으로써, 배터리(1140)가 비정상인 것을 결정하고, 클럭 신호의 딜레이 정도 및 배터리(1140) 스웰링의 정도를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 도 10 및 도 11에 개시된 바와 같은, 도전성 차폐 부재(예: 1030, 1130)와 관련한 특징은 다음과 같을 수 있다. 예를 들면, NFC 안테나(예: 840)와 같은 자기장 코일 안테나에 부착되고, 차폐 기능을 갖는 도전성 차폐 부재(1030, 1130)는 고유의 인덕턴스와 커패시턴스 값을 가질 수 있다. 도전성 차폐 부재(1030, 1130)는 주로 연자성 재질로 구성되며, 예를 들면, 주된 구성요소는 Fe성분이 포함된 화합물일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 자성체는 페라이트(ferrite), 아몰포스(amorphous), 또는 나노크리스탈(nanocrystal) 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 페라이트는 세라믹 재질이고, 아몰포스 및 나노크리스탈은 금속시트일 수 있다.
NFC(near field communication), MST(magnetic secure transmission), 또는 무선 충전 코일(예: WPC(wireless power charging)등과 같이 자기장을 이용하는 안테나를 이용한 전자 장치(800)는, 성능향상을 위해 차폐 기능을 가지는 도전성 차폐 부재(1030, 1130)를 포함할 수 있다. 각각의 도전성 차폐 부재(1030, 1130)가 차폐 가능한 주파수가 각각 다르기 때문에, 도전성 차폐 부재(1030, 1130)는 자기장 통신에 사용되는 주파수에 따라 종류가 다를 수 있다.
만약, 배터리 스웰링이 발생되면, 배터리(1140)의 적어도 일부분에 의한 압력이 안테나 모듈에 전달될 수 있다. 상기 압력은 의해 자기장을 이용하는 안테나(예컨대, 코일 층(1010))에 부착된 도전성 차폐 부재(1030, 1130)에 균열(Crack)을 발생시키고, 상기 균열에 의해 도전성 차폐 부재(1030, 1130)의 인덕턴스 및 커패시턴스 값이 변하게 된다.
| 배터리 스웰링 (mm) | 자기장코일 인덕턴스(L) (uH) | 자기장코일 캐패시턴스(C) (pF) | 자기장코일 임피던스(Z) |
NFC 안테나 공진 주파수(Mhz) | |
| 0 | 1.916 | 2.24 | 1.36 | 13.56 | |
| 1 | 1.921 | 2.71 | 1.37 | 13.45 | |
| 2 | 1.926 | 2.92 | 1.37 | 13.30 | |
| 3 | 1.933 | 3.26 | 1.38 | 13.15 | |
| 4 | 1.951 | 3.52 | 1.39 | 13.00 | |
| 5 | 1.971 | 4.01 | 1.4 | 13.00 | |
상기 표 3은 배터리 스웰링 정도에 따른 도전성 차폐 부재(1030, 1130)의 인덕턴스 및 커패시턴스 값의 변화의 실험한 결과를 나타낸다. 상기 표 3에 나타난 바와 같이, 배터리 스웰링이 발생하면 도전성 차폐 부재(1030, 1130)의 인덕턴스 및 커패시턴스 값이 변하고, 그에 따라 자기장을 이용하는 안테나(예컨대, NFC 안테나(840))의 인덕턴스 및 커패시턴스 값도 변하게 될 수 있다. 그러면, 실험 결과인 표 4 또는 표 5에서 나타낸 바와 같이, 안테나의 공진 주파수가 달라짐에 따라 NFC IC(1101)로부터 제 1 송신 단자(Tx1)를 통해 출력된 클럭 신호의 위상 지연이 발생됨에 따라 NFC IC(1101)를 통해 산출된 위상자 값이 미리 저장된 배터리의 정상 상태에 대응하는 위상자 값과 달라지게 될 수 있다.
| 배터리스웰링정도(mm) | NFC 안테나 공진 주파수(Mhz) |
NFC 안테나 임피던스 값 (Z) |
Clock Extractor Unit에서의 수치화 값 |
| 0 | 13.90 | 1.360 | 71~73 |
| 1 | 13.80 | 1.370 | 67~69 |
| 2 | 13.70 | 1.375 | 63~65 |
| 3 | 13.60 | 1.380 | 59~61 |
| 배터리스웰링정도(mm) | NFC 안테나 공진 주파수(Mhz) |
NFC 안테나 임피던스 값 (Z) |
Clock Extractor Unit에서의 수치화 값 |
| 0 | 13.50 | 1.385 | 56~58 |
| 1 | 13.40 | 1.390 | 52~54 |
| 2 | 13.20 | 1.400 | 49~51 |
| 3 | 13.00 | 1.420 | 40~41 |
도 12는 NFC 안테나(840)가 실장된 FPCB와, FPCB 주변의 구성요소들의 적층 구조를 나타낸 분해 사시도이다. 도 13은 NFC 안테나(840)가 실장된 FPCB와, FPCB 주변의 구성요소들의 적층 구조를 도 12와는 다른 각도에서 바라본 분해 사시도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 일 실시예에 따르면, 전자 장치(1200, 1300)(예:도8의 800)의 내부에는 NFC 안테나(예: 840)가 실장된 FPCB(1210)를 기준으로 하여, FPCB(1210)의 상부에는 보호 필름(1250), 그라파이트(graphite)(1230), 차폐 시트(1220), 제 1 접착 라이너(adhesive liner)(1264), 카메라 접착제(1263), 측면 접착제(1262), 또는 액츄에이터(1268)가 위치하고, FPCB(1210)의 하부에는 보강재(1267), 접착제(1266), 제 2 접착 라이너(adhesive liner)(1265) , 스펀지 쿠션(1240), 또는 캐리어 필름(1270)이 위치할 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 구성도이다. 일 실시예에 따르면, 도 14는 다른 실시예에 따른 전자 장치(1400)(예: 도8의 800)의 뒷면의 커버를 분리한 모습을 나타낸 예시일 수 있다.
도 14를 참조하면, 다른 실시예에 따른 전자 장치(1400)는 배터리 스웰링을 감지하기 위하여 별도의 안테나 모듈(1431, 1432, 1433, 1434)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 별도의 안테나 모듈(1431, 1432, 1433, 1434)은 NFC 안테나(예: 840)가 실장된 FPCB(1410)와 배터리(1420) 사이서 배터리(1420)의 적어도 일부분과 중첩되도록 위치할 수 있다. 예를 들면, 별도의 안테나 모듈(1431, 1432, 1433, 1434)은 도 14의 A, B로 나타낸 바와 같이 배터리(1420)의 모서리 코너인 제 1 부분(1431) 또는 제 2 부분(1432)에 중첩되도록 위치할 수 있다. 또는, 별도의 안테나 모듈은 도 14의 C, D로 나타낸 바와 같이, 배터리(1420)의 일측 또는 타측 모서리의 일부분인 제 3 부분(1433), 또는 제 4 부분(1434)에 중첩되도록 위치할 수 있다.
| Loop 코일 안테나 | 각 Loop 코일 안테나 별 공진주파수 (Mhz) |
NFC 안테나 공진주파수 의 변화(Mhz) |
| A | 13.00 | 13.56 -> 13.9 |
| B | 13.15 | 13.56 -> 14.1 |
| C | 13.5 | 13.56 -> 14.35 |
| D | 13.8 | 13.56 -> 14.6 |
표 6은 별도의 안테나를 추가적으로 설치하였을 때, 추가 안테나를 이용한 NFC 안테나(840) 주파수 변화의 상태를 실험한 결과이다. 표 6을 참조하면, 전자 장치(1400)는 배터리의 위치마다 서로 다른 임피던스 값을 갖는 적어도 하나의 보조 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 보조 안테나는, 예를 들면, 별도의 FPCB(미도시)에 실장될 수 있고, 상기 별도의 FPCB는 상기 보조 안테나가 형성되는 적어도 하나의 레이어를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(1400)는 제 1 내지 제 4 보조 안테나(1431, 1432, 1433, 1434)를 포함할 수 있고, 상기 제 1 내지 제 4 보조 안테나(1431, 1432, 1433, 1434)들 각각의 길이는 서로 다를 수 있다. 본 발명의 다른 실시예는 서로 다른 길이를 갖는 제 1 내지 제 4 안테나(1431, 1432, 1433, 1434)를 이용하여 배터리 스웰링이 발생하였을 때 NFC 안테나(840)의 주파수 변화를 보다 정확하게 감지하고, 배터리 스웰링이 발생한 위치를 정확히 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(1400)의 보조 안테나(1431, 1432, 1433, 1434)의 개수는 국한되지 않으며, 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나의 주파수의 위상을 변화시키는 외부로부터의 요인 중 외부로부터의 물리적 압력(예: 배터리 커버 눌림 등)이 안테나의 주파수 위상 변화 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 외부로부터 물리적 압력은 자기장 코일 안테나에 대해 부분적으로만 전달되지만, 배터리 스웰링에 기반한 압력은 자기장 코일 안테나에 대해 전체적으로 전달되는 차이점이 있다. 따라서, 외부 압력으로 인한 안테나의 주파수의 위상 변화는 매우 작은 수준이므로, 본 발명과 관련된 사상에서 고려할 필요성이 없다.
| 단말 상태 | Clock Extractor Unit에서의 수치화 값 |
| 디폴트(정상) | 60 |
| 철판 위 | 120 |
| 리더기 위 | 70 |
표 7은 외부 물질 또는 장치에 의한 안테나의 주파수의 위상에 영향을 실험한 것이다. 표 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나의 주파수의 위상을 변화시키는 외부로부터의 요인 중 금속 또는 외부 공진기(예: NFC 리더기)로의 접근이 안테나의 주파수 변화에 많은 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 그러나, 상기 표 7과 같이 금속 또는 외부 공진기는 주파수 위상을 변화시켜, NFC IC(810)에 의해 수치화된 위상자 값을 상승시키므로 배터리 스웰링에 의한 위상자 값의 변화와는 확실하게 구별될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리팩 스웰링 현상은 각각의 배터리팩 마다 스웰링 발생의 시간은 다를 수 있나, 일반적으로 점진적으로 일어난다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(800)는 상대적으로 짧은 시간(예: 기준 시간 이하의 시간) 동안 클럭 추출부(815)를 통해 측정되는 클럭 신호의 위상 값의 변화는 무시하도록 설정될 수 있다.
| 단말기 온도 | 55 | 45 | 35 | 25 | 15 | 5 | -5 | -15 |
| Clock Sampler Unit에서의 수치화 값 | 51 | 55 | 57 | 60 | 62 | 65 | 68 | 70 |
| 기준 온도(25도)에 따른 Clock Sampler Unit에서의 수치화 보상 값 | +9 | +5 | +3 | 0 | -2 | -5 | -8 | -10 |
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나의 주파수의 위상을 변화시키는 외부로부터의 요인 중 전자 장치(800)의 내부 온도는 안테나 주파수 위상 값의 변화에 많은 영향을 미칠 수 있다. 상기 표 8의 실험 결과에서 나타내는 바와 같이 클럭 추출부(815)에서의 주파수 위상으로부터 수치화된 위상자 값은 온도 변화에 많은 영향을 받는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 내부 온도에 따라 위상자 값을 보상하도록 온도 보상 테이블을 저장할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(800)는 온도 보상 테이블을 참조하여, 클럭 추출부(815)에서의 주파수 위상을 조정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 온도 변화에 따른 안테나 주파수 위상 값의 변화를 보상함으로써, 보다 정확하게 배터리 스웰링을 감지할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 500)가 배터리(예: 540)의 스웰링을 감지하는 방법은, 상기 전자 장치(500)가, 전면 플레이트(예: 310) 및 상기 전면 플레이트(310)로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트(예: 330)를 포함하는 하우징(예: 320), 상기 전면 플레이트(310)에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트(330)에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리(540), 상기 배면 플레이트(330)와 평행한 도전성 패턴(예: 552)을 포함하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리(540)의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴(552)의 제 1 지점(예: 도 7의 Tx 1) 및 제 2 지점(Tx 2)과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점(Tx 1)으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점(예: 도 7의 Tx 2)으로부터의 신호를 수신하는 회로(710)를 포함할 수 있고, 상기 방법은, 상기 회로(710)가, 상기 제 1 지점(Tx 1)으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터 수신한 신호의 위상을 비교하는 동작, 및 상기 위상의 차이점에 기반하여 상기 배터리(540)의 스웰링 여부를 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 도전성 패턴(552)은 상기 제 1 레이어에 수직인 축을 둘러싸는 코일을 포함할 수 있다. 상기 회로(710)는 상기 도전성 패턴(552)을 이용하여 자기 신호, NFC 신호, 또는 무선 충전 신호 중에서 적어도 하나를 송신 또는 수신할 수 있다. 상기 방법은, 상기 회로(710)가, 상기 제 1 지점(Tx 1)으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터 수신한 신호의 위상을 비교한 결과에 기반하여 n 비트의 디지털 값을 생성하는 동작, 상기 n 비트의 디지털 값으로부터 위상자 값을 산출하는 동작, 및 상기 산출된 위상자 값이 미리 저장된 기준 위상자 값과 다른 경우 배터리(540)의 스웰링이 발생한 것으로 판정하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 회로(710)가, 배터리(540)의 스웰링이 발생한 것으로 판정하면, 디스플레이가 배터리(540) 스웰링의 확인 요청을 표시하도록 하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 기준 위상자 값은 배터리(540)가 정상일 때, 상기 회로(710)의 구동에 의해 산출된 위상자 값일 수 있다. 상기 방법은, 상기 회로(710)가, 상기 전자 장치(500)의 디스플레이의 온/오프 상태를 확인하는 동작, 및 상기 전자 장치(500)의 디스플레이가 오프 상태이면, 상기 회로(710)의 구동을 종료하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 회로(710)가, 상기 전자 장치(500)의 온도를 감지하는 동작, 및 상기 전자 장치(500)의 온도가 기준 범위를 벗어나면, 상기 전자 장치(500)의 온도에 기반하여 상기 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터 수신한 신호의 위상을 보정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 500)의 동작을 제어하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체에 있어서, 상기 전자 장치(500)는, 전면 플레이트(예: 310) 및 상기 전면 플레이트(310)로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트(예: 330)를 포함하는 하우징(예: 320), 상기 전면 플레이트(310)에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트(330)에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리(예: 540), 상기 배면 플레이트(330)와 평행한 도전성 패턴(예: 552)을 포함하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리(540)의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴(552)의 제 1 지점(예: 도 7의 Tx 1) 및 제 2 지점(예: 도 7의 Tx 2)과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점(Tx 1)으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터의 신호를 수신하는 회로(예: 710)를 포함할 수 있고, 상기 기록 매체는, 상기 회로(710)가, 상기 제 1 지점(Tx 1)으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터 수신한 신호의 위상을 비교하는 동작을 수행하고, 및 상기 위상의 차이점에 기반하여 상기 배터리(540)의 스웰링 여부를 결정하는 동작을 수행하도록 하는 프로그램이 기록되어 있을 수 있다. 상기 기록 매체는, 상기 회로(710)가, 상기 제 1 지점(Tx 1)으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점(Tx 2)으로부터 수신한 신호의 위상을 비교한 결과에 기반하여 n 비트의 디지털 값을 생성하는 동작을 수행하고, 상기 n 비트의 디지털 값으로부터 위상자 값을 산출하는 동작을 수행하고, 및 상기 산출된 위상자 값이 미리 저장된 기준 위상자 값과 다른 경우 배터리(540)의 스웰링이 발생한 것으로 판정하는 동작을 수행하도록 하는 프로그램이 더 기록되어 있을 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
동작 1511에서, 예를 들면, 전자 장치(예: 800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 배터리의 정상 상태에 대응하는 제 1 위상자 값을 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 전자 장치(800)는 제품의 조립이 완료된 이후 출하 전에, 배터리가 정상인 상태에서의 제 1 위상자 값을 저장할 수 있다. 예를 들면, 제 1 위상자 값은 전자 장치(800)의 출하 전에 어플리케이션 프로세서(820)가 NFC IC(예: 810)의 클럭 추출부(예: 815), 및 클럭 샘플링부(예: 816)를 구동하여 산출된 6 비트의 부호 값으로부터 수치화된 것일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(820)는, 제품의 조립이 완료된 이후 출하 전에, 상기 제 1 위상자 값을 기준 값으로서 메모리에 저장할 수 있다.
동작 1512 및 동작 1513 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 사용자 입력에 기반하여 전자 장치(800)의 전원이 온되고, NFC 기능이 온 될 수 있다.
동작 1514 에서 , 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 디스플레이(예: 160)가 온 상태인지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(820)는 디스플레이(160)가 오프 상태인 경우 동작 1515를 수행하고, 디스플레이(160)가 온 상태인 경우 동작 1516을 수행할 수 있다.
동작 1515 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 디스플레이(160)가 오프 상태인 경우 클럭 추출부(815), 및 클럭 샘플링부(816)의 동작을 종료할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 디스플레이(160)가 오프 상태인 경우 NFC 기능을 저전력 모드로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, NFC IC(예: 810)는 상기 저전력 모드로 설정되면 클럭 추출부(815), 및 클럭 샘플링부(816)의 동작이 비활성화 될 수 있다.
동작 1516 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 디스플레이(160)가 온 상태인 경우 클럭 추출부(815), 및 클럭 샘플링부(816)의 동작을 활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 디스플레이(160)가 온 상태인 경우 NFC 기능을 풀 파워 모드(또는, 노말 모드)로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, NFC IC(예: 810)는 상기 풀 파워 모드(또는, 노말 모드)로 설정되면 클럭 추출부(815), 및 클럭 샘플링부(816)의 동작이 활성화되고 클럭 신호의 위상 변화를 확인할 수 있다.
동작 1517 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 클럭 추출부(815), 및 클럭 샘플링부(816)를 통해 변환된 위상 값을 6 bit 값으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 클럭 추출부(815)는 NFC 안테나(840)를 경유하여 수신된 클럭 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 예를 들면, 클럭 추출부(815)는 NFC 통신에 해당하는 주파수인 약 13.56MHz 주파수의 클럭 신호를 디지털 클럭 신호로 복원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클럭 추출부(815)는 변환된 디지털 신호를 클럭 샘플링부(816)로 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클럭 샘플링부(816)는 클럭 생성부로부터 수신된 클럭 신호와 NFC 안테나(840)를 경유하여 수신된 클럭 신호(즉, 클럭 추출부(815)로부터 수신된 디지털 신호)를 비교하고, 비교 결과에 기반하여 특정 비트(예컨대, 6 bit)의 디지털 값을 생성할 수 있다.
동작 1518 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 클럭 샘플링부(816)를 이용해 6 bit 값으로부터 제 2 위상자 값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 어플리케이션 프로세서(820)는 클럭 샘플링부(816)로부터 제공된 6 비트의 부호를 0~120 범위의 수로 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클럭 샘플링부(816)의 샘플링 단위는 약 1.5nsec일 수 있고, 샘플링 시간은 조절 가능할 수 있다. 예를 들면, 공진주파수 13.56Mhz일 때의 기준 값은 60으로 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는, 수학식 1과 같이, 위상이 빠르면(공진주파수가 high) 기준값60에 (bit숫자*10)를 더하여 위상자 값을 산출 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는, 수학식 2과 같이, 위상이 느리면(공진주파수가 low) 기준값60에 (bit숫자*10)를 빼서 위상자 값을 산출할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(820)는, 만약, Bit 패턴이 연속적이지 않으면, NFC IC(810)의 회로 동작이 비정상인 것으로 결정하고, NFC IC(810)의 동작을 리셋하도록 제어할 수 있다.
동작 1519 에서, 예를 들면, NFC IC(810)의 클럭 샘플링부(816)는, 산출된 제 2 위상자 값을 어플리케이션 프로세서(820)에게 전송할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 제 2 위상자 값은 클럭 샘플링부(816)가 아닌 어플리케이션 프로세서(820)에서 직접 산출할 수 있으며, 이 경우 동작 1519는 생략될 수 있다.
동작 1520 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 메모리에 미리 저장된 제 1 위상자 값과 제 2 위상자 값이 같은지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(820)는 제 1 위상자 값과 제 2 위상자 값이 다른 경우 동작 1521을 수행할 수 있다.
동작 1521 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는 제 1 위상자 값과 제 2 위상자 값이 다른 경우 배터리 스웰링 확인을 요청할 수 있다. 예를 들면, 어플리케이션 프로세서(820)는 디스플레이(160)를 통해 배터리 스웰링의 발생을 알리는 사용자 인터페이스를 출력(제공)할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 측정된 제 1 및 제 2 위상자 값의 차이 정도에 따라서 배터리 스웰링의 정도를 결정하고, 배터리 스웰링의 정도에 따라 차등적으로 배터리의 충전과 관련된 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(800)는, 상기 차이값이 상대적으로 작은 경우 배터리 스웰링의 정도가 상대적으로 적은 것으로 결정하여 배터리의 최대 충전량을 약 80% 이하로 제한할 수 있다. 또는, 전자 장치(800)는 상기 차이값이 상대적으로 큰 경우 배터리 스웰링의 정도가 상대적으로 큰 것으로 결정하여 배터리의 최대 충전량을 약 30% 이하로 제한할 수 있다. 상기에서, 최대 충전량을 제한하는 수치인 약 80% 또는 약 30%는 하나의 예시일 뿐 국한되지 않는다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 상기 차이값이 미리 저장된 임계값을 초과하는 경우 배터리의 충전 기능을 제한하거나, 배터리에 충전된 전하를 강제로 방전시키거나, 또는 전자 장치(800)의 전원을 강제로 종료시킬 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 제 1 위상자 값과 제 2 위상자 값이 다른 경우 배터리의 충전과 관련된 기능을 제한할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(800)는, 배터리의 최대 충전량을 제한하거나, 또는 배터리에 충전된 전하를 강제로 방전시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 동작 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 동작 1611 내지 동작 1619는 도 15에 도시된 동작 1511 내지 동작 1519와 동일하거나 유사할 수 있으며, 이하에서는 도 16에서 달라지는 동작만을 설명한다.
동작 1620 에서, 예를 들면, 전자 장치(예: 800)의 프로세서(예: 820)는, 전자 장치(800)의 내부 온도가 기준 온도 범위에 해당하는지 확인할 수 있다. 예를 들면, 기준 온도는 상온인 20도 내지 25도의 범위일 수 있으며, 어플리케이션 프로세서(820)는 전자 장치(800)의 센서부를 통해 내부 온도를 측정하고, 측정된 내부 온도가 상기 범위에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(820)는, 전자 장치(800)의 내부 온도가 기준 범위를 벗어난 경우 동작 1621를 수행하고, 전자 장치(800)의 내부 온도가 기준 범위인 경우 동작 1622를 수행할 수 있다.
동작 1621 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 전자 장치(800)의 온도에 기반하여 제 2 위상자 값을 보상할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(800)는 내부 온도에 따라 위상자 값을 보상하도록 온도 보상 테이블을 저장할 수 있다. 예를 들면, 어플리케이션 프로세서(820)는 온도 보상 테이블을 참조하여, 클럭 추출부(예: 815)에서의 주파수 위상을 조정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 온도 변화에 따른 안테나 주파수 위상 값의 변화를 보상함으로써, 보다 정확하게 배터리 스웰링을 감지할 수 있다.
동작 1622 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는, 메모리에 미리 저장된 제 1 위상자 값과 제 2 위상자 값이 같은지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(820)는 제 1 위상자 값과 제 2 위상자 값이 다른 경우 동작 1521을 수행할 수 있다.
동작 1623 에서, 예를 들면, 전자 장치(800)의 어플리케이션 프로세서(820)는 제 1 위상자 값과 제 2 위상자 값이 다른 경우 배터리 스웰링 확인을 요청할 수 있다. 예를 들면, 어플리케이션 프로세서(820)는 디스플레이(160)를 통해 배터리 스웰링의 발생을 알리는 사용자 인터페이스를 출력(제공)할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 측정된 제 1 및 제 2 위상자 값의 차이 정도에 따라서 배터리 스웰링의 정도를 결정하고, 배터리 스웰링의 정도에 따라 차등적으로 배터리의 충전과 관련된 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(800)는, 상기 차이값이 상대적으로 작은 경우 배터리 스웰링의 정도가 상대적으로 적은 것으로 결정하여 배터리의 최대 충전량을 약 80% 이하로 제한할 수 있다. 또는, 전자 장치(800)는 상기 차이값이 상대적으로 큰 경우 배터리 스웰링의 정도가 상대적으로 큰 것으로 결정하여 배터리의 최대 충전량을 약 30% 이하로 제한할 수 있다. 상기에서, 최대 충전량을 제한하는 수치인 약 80% 또는 약 30%는 하나의 예시일 뿐 국한되지 않는다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 상기 차이값이 미리 저장된 임계값을 초과하는 경우 배터리의 충전 기능을 제한하거나, 배터리에 충전된 전하를 강제로 방전시키거나, 또는 전자 장치(800)의 전원을 강제로 종료시킬 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치(800)는 제 1 위상자 값과 제 2 위상자 값이 다른 경우 배터리의 충전과 관련된 기능을 제한할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(800)는, 배터리의 최대 충전량을 제한하거나, 또는 배터리에 충전된 전하를 강제로 방전시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예는 배터리 스웰링을 미리 감지하여 배터리 팩의 발화, 폭발 등으로 인한 안전사고를 예방할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
100: 전자 장치
120: 프로세서
130: 메모리
160: 표시 장치
120: 프로세서
130: 메모리
160: 표시 장치
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
전면 플레이트 및 상기 전면 플레이트로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트를 포함하는 하우징;
상기 전면 플레이트에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리;
상기 배면 플레이트와 평행한 도전성 패턴을 포함하고, 상기 도전성 패턴의 적어도 일부는 상기 배터리의 상기 제 2 표면과 상기 배면 플레이트 사이에 위치하 는 제 1 레이어;
상기 제 1 레이어 및 상기 배터리의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어;
상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어; 및
상기 도전성 패턴의 제 1 지점 및 제 2 지점과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점으로부터의 신호를 수신하는, 회로를 포함하고;
상기 회로는, 상기 전송한 신호와 상기 수신한 신호의 위상 차를 검출하고, 상기 위상 차에 기반하여 상기 배터리의 스웰링 여부를 결정하는, 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 도전성 패턴은 상기 제 1 레이어에 수직인 축을 둘러싸는 코일을 포함하는, 전자 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 회로는 상기 도전성 패턴을 이용하여 자기 신호, NFC 신호, 또는 무선 충전 신호 중에서 적어도 하나를 송신 또는 수신하는, 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 레이어는 FPCB를 포함하는, 전자 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 레이어는 그라파이트(graphite)를 포함하는, 전자 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 3 레이어는 철(Fe)을 포함한 화합물을 포함하는, 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 도전성 패턴은 상기 배터리와 중첩되도록 위치하는, 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 회로는,
상기 제 1 지점으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 비교한 결과에 기반하여 n 비트의 디지털 값을 생성하고,
상기 n 비트의 디지털 값으로부터 위상자 값을 산출하고, 및
상기 산출된 위상자 값이 미리 저장된 기준 위상자 값과 다른 경우 배터리의 스웰링이 발생한 것으로 판정하는, 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 회로는,
상기 전자 장치의 디스플레이가 오프 상태이면, 구동을 종료하는, 전자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 회로는,
상기 전자 장치의 온도를 감지하고,
상기 전자 장치의 온도가 기준 범위를 벗어나면, 상기 전자 장치의 온도에 기반하여 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 보정하는, 전자 장치. - 전자 장치가 배터리의 스웰링을 감지하는 방법에 있어서,
상기 전자 장치는, 전면 플레이트 및 상기 전면 플레이트로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리, 상기 배면 플레이트와 평행한 도전성 패턴을 포함하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴의 제 1 지점 및 제 2 지점과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점으로부터의 신호를 수신하는 회로를 포함하고;
상기 방법은, 상기 회로가,
상기 제 1 지점으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 비교하는 동작, 및
상기 위상의 차이점에 기반하여 상기 배터리의 스웰링 여부를 결정하는 동작을 포함하는, 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 도전성 패턴은 상기 제 1 레이어에 수직인 축을 둘러싸는 코일을 포함하는, 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 회로는 상기 도전성 패턴을 이용하여 자기 신호, NFC 신호, 또는 무선 충전 신호 중에서 적어도 하나를 송신 또는 수신하는, 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 회로가,
상기 제 1 지점으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 비교한 결과에 기반하여 n 비트의 디지털 값을 생성하는 동작,
상기 n 비트의 디지털 값으로부터 위상자 값을 산출하는 동작, 및
상기 산출된 위상자 값이 미리 저장된 기준 위상자 값과 다른 경우 배터리의 스웰링이 발생한 것으로 판정하는 동작을 포함하는, 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 회로가,
배터리의 스웰링이 발생한 것으로 판정하면, 디스플레이가 배터리 스웰링의 확인 요청을 표시하도록 하는 동작을 포함하는, 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 기준 위상자 값은 배터리가 정상일 때, 상기 회로의 구동에 의해 산출된 위상자 값인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 회로가,
상기 전자 장치의 디스플레이의 온/오프 상태를 확인하는 동작, 및
상기 전자 장치의 디스플레이가 오프 상태이면, 상기 회로의 구동을 종료하는 동작을 포함하는, 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 방법은, 상기 회로가,
상기 전자 장치의 온도를 감지하는 동작, 및
상기 전자 장치의 온도가 기준 범위를 벗어나면, 상기 전자 장치의 온도에 기반하여 상기 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 보정하는 동작을 포함하는, 전자 장치. - 전자 장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체에 있어서,
상기 전자 장치는, 전면 플레이트 및 상기 전면 플레이트로부터 이격된 공간에 배치되는 배면 플레이트를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트에 대향하는 제 1 표면 및 상기 배면 플레이트에 대향하는 제 2 표면을 포함하는 배터리, 상기 배면 플레이트와 평행한 도전성 패턴을 포함하는 제 1 레이어, 상기 제 1 레이어 및 상기 배터리의 상기 제 2 표면 사이에 위치하는 제 2 레이어, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 레이어와 접촉하는 제 3 레이어, 및 상기 도전성 패턴의 제 1 지점 및 제 2 지점과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 지점으로 신호를 전송하고, 상기 제 2 지점으로부터의 신호를 수신하는 회로를 포함하고;
상기 기록 매체는, 상기 회로가,
상기 제 1 지점으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 비교하는 동작을 수행하고, 및
상기 위상의 차이점에 기반하여 상기 배터리의 스웰링 여부를 결정하는 동작을 수행하도록 하는 프로그램이 기록되어 있는, 기록 매체. - 제 19 항에 있어서,
상기 기록 매체는, 상기 회로가,
상기 제 1 지점으로 전송한 신호와 상기 제 2 지점으로부터 수신한 신호의 위상을 비교한 결과에 기반하여 n 비트의 디지털 값을 생성하는 동작을 수행하고,
상기 n 비트의 디지털 값으로부터 위상자 값을 산출하는 동작을 수행하고, 및
상기 산출된 위상자 값이 미리 저장된 기준 위상자 값과 다른 경우 배터리의 스웰링이 발생한 것으로 판정하는 동작을 수행하도록 하는 프로그램이 더 기록되어 있는, 기록 매체.
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