KR20190123807A - 배터리 팩용 단자 구성 - Google Patents

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KR20190123807A
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Abstract

배터리 팩, 전기적 조합 및 배터리 팩을 동작시키는 방법. 배터리 팩은, 하우징; 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀; 포지티브 전력 단자, 네거티브 전력 단자, 및 저전력 단자를 포함하는 복수의 단자; 복수의 배터리 셀을 저전력 단자 및 네거티브 단자에 연결하여 제1 전압을 출력하는 저전력 회로; 및 복수의 배터리 셀을 포지티브 전력 단자 및 네거티브 단자에 연결하여 제2 전압 - 제2 전압은 제1 전압보다 더 큼 - 을 출력하는 전력 회로를 포함할 수도 있다. 배터리 팩 및 전기 디바이스 중 하나에 대한 단자 블록은 단자 블레이드를 갖는 단자, 및 단자 지지부를 포함할 수도 있다.

Description

배터리 팩용 단자 구성
관련 애플리케이션
본 출원은 2017년 3월 24일자로 출원된 공동 계류 중인 미국 특허 가출원 제62/475,951호에 대한 우선권을 주장하는데, 상기 가출원의 전체 내용은 참조에 의해 본원에 통합된다.
분야
본 발명은 배터리 팩 및 배터리 팩에 연결 가능한 전기 디바이스에 관한 것으로, 더 상세하게는, 배터리 팩 및/또는 전기 디바이스에 대한 단자 구성에 관한 것이다.
전동 공구(power tool)(예를 들면, 드릴, 드라이버, 톱, 등등), 아웃도어 공구(outdoor tool)(예를 들면, 블로어(blower), 트리머, 등등), 및 다른 전기 디바이스(예를 들면, 전동 디바이스(motorized device), 비전동 디바이스(non-motorized device), 충전기, 등등)(일반적으로 본원에서 "디바이스들" 또는 "디바이스"로 지칭됨)와 같은 공구(tool)는 재충전 가능 배터리 팩을 사용하여 전력을 전달할 수도 있다(예를 들면, 재충전 가능 배터리 팩에 의해 전력을 공급 받을 수도 있다, 재충전 가능 배터리 팩에 전력을 공급할 수도 있다). 배터리 팩은 충전을 위해 또는 다른 디바이스와 함께 사용하기 위해 디바이스로부터 분리될 수도 있다. 많은 경우에, 배터리 팩은, 동일한 배터리 팩이 많은 종류의 디바이스와 함께 사용될 수도 있도록 설계된다.
배터리 팩은, 직렬 구성, 병렬 구성, 또는 이들의 조합으로 연결되는 다수의 배터리 셀(예를 들면, Li 이온, NiCd, NiMH, 등등)을 포함한다. 전력 단자는 배터리 셀에 연결된다. 배터리 팩이 디바이스에 연결되면, 배터리 팩의 전력 단자는 디바이스의 대응하는 전력 단자에 연결되고, 배터리 팩은 전력 단자를 통해 디바이스에 동작 전력을 제공한다.
많은 전기 디바이스는 디바이스의 동작(예를 들면, 모터 속도, 토크 출력, 등등)을 모니터링 및 제어하기 위해 컨트롤러를 포함한다. 마찬가지로, 많은 배터리 팩은 동작(예를 들면, 충전 및 방전 동작, 충전 상태의 표시, 등등)을 모니터링 및 제어하기 위해 컨트롤러를 포함한다.
디바이스 컨트롤러 및 배터리 팩 컨트롤러가 일반적으로 서로 독립적으로 동작하지만, 컨트롤러 사이의 통신이 유리할 수도 있다. 예를 들면, 컨트롤러는 디바이스 및/또는 배터리 팩의 특성에 기초하여 동작을 조정하기 위해 통신할 수도 있다. 다른 예로서, 디바이스 컨트롤러는 배터리 팩을 인증하기 위해 배터리 팩 컨트롤러와 통신할 수도 있고, 그에 의해 디바이스의 동작 및 보안성을 향상시킬 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 전력 단자는, 디바이스 컨트롤러와 배터리 팩 컨트롤러 사이의 통신을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 그러나, 이것은 컨트롤러 사이의 통신 회선 상에서 노이즈가 생성되는 것으로 귀결될 수도 있다. 또한, 교환될 수도 있는 정보의 양은 단자의 수에 의해 제한될 수도 있다. 따라서, 디바이스 컨트롤러와 배터리 팩 컨트롤러 사이에서 충분한 정보 용량을 갖는 저노이즈 통신 회선을 제공하기 위해서는, 전력 단자로부터 분리되는 별개의 통신 단자가 필요로 될 수도 있다.
또한, 배터리 팩으로부터 수신되는 전력은, 부하(load)(예를 들면, 모터) 및 디바이스 컨트롤러 둘 모두에 전력을 공급하기 위해 사용된다. 전기 디바이스에서 사용되는 컨트롤러가 일반적으로 낮은 전력 요건을 가지지만, 그들은 전력을 소비한다. 그러한 만큼, 디바이스 컨트롤러는, 디바이스 컨트롤러에 지속적으로 전력을 공급하기 위해 배터리 팩을 불필요하게 방전시키는 것을 방지하기 위해 슬립 모드에 놓여질 수도 있다.
전기 디바이스 컨트롤러는 또한 일반적으로 낮은 전력 용량을 갖는다. 예를 들면, 디바이스 부하(예를 들면, 모터)는 25-35 암페어(A) 또는 그 이상의 범위에서 동작할 수도 있다. 대조적으로, 디바이스 컨트롤러는 1A 미만에서 잘 동작할 수도 있다. 전기 디바이스의 동작을 개시할 때, 전기 디바이스에 전력을 제공하기 위해 배터리 팩의 전체 전압이 제공되기 이전에, 디바이스 컨트롤러를 "깨우도록" 낮은 전력을 제공하는 것이 바람직할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 전기 디바이스 또는 배터리 팩의 저전력 기능에 전력을 공급하기 위해 별개의 전용 배터리(예를 들면, 코인 전지(coin cell))가 사용될 수도 있다. 전용 배터리는 배터리 팩과는 별개로 사용되어 디바이스 컨트롤러에 전력을 공급할 수도 있다. 그러나, 그러한 전용 배터리는 별개의 충전 불가능 또는 교체 불가능한 컴포넌트를 전기 디바이스에 추가한다.
다른 실시형태에서, 배터리 팩의 단일의 배터리 양단에 연결되는 저전력 회로(low power circuit)를 통해 저전력이 전기 디바이스에 제공될 수도 있다. 그러나, 이것은, 하나의 배터리 셀("저전력 셀")이 배터리 팩 내의 다른 배터리 셀보다 더 자주 소모되어, 배터리 팩의 서비스 수명을 감소시키기 때문에, 셀 밸런싱 문제로 나타날 수도 있다. 이들 문제를 방지하기 위해, 단일 셀 저전력 애플리케이션은 매우 낮은 전력 및 빈번하지 않은 동작으로 제한될 수도 있다.
따라서, (예를 들면, 셀 불균형에 기인하는) 성능 또는 서비스 수명 문제를 초래하지 않으면서 또는 추가적인 충전 불가능한, 교체 불가능한 컴포넌트를 배터리 팩 또는 전기 디바이스에 추가하지 않으면서, 전기 디바이스의 반복적인 저전력 기능에 전력을 공급하기 위해서는, 상대적으로 저전력 전원이 필요로 될 수도 있다. 저전력 전력 공급부(low-power power supply)는, 표시기/LED, 통신 모듈, 등등과 같은 전기 디바이스의 다른 저전력 컴포넌트에 전력을 공급함에 있어서 유리할 수도 있다.
하나의 독립적인 양태에서, 배터리 팩은 일반적으로, 하우징; 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀; 포지티브 전력 단자(positive power terminal), 네거티브 전력 단자(negative power terminal), 및 저전력 단자를 포함하는 복수의 단자; 복수의 배터리 셀을 저전력 단자 및 네거티브 단자에 연결하여 제1 전압을 출력하는 저전력 회로; 및 복수의 배터리 셀을 포지티브 전력 단자 및 네거티브 단자에 연결하여 제2 전압 - 제2 전압은 제1 전압보다 더 큼(예를 들면, 5 V와 비교하여 80 V) - 을 출력하는 전력 회로(power circuit)를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 저전력 회로는 변압기(예를 들면, 강압 변압기(step down transformer) 또는 저 드롭아웃 레귤레이터(low dropout regulator)(LDO))를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 배터리 팩은 배터리 팩을 제어하여 제1 전압 및 제2 전압을 선택적으로 출력하도록 동작 가능한 컨트롤러를 포함할 수도 있다.
다른 독립적인 양태에서, 배터리 팩을 갖는 배터리 구동 디바이스(battery-powered device)를 동작시키는 방법이 제공될 수도 있다. 디바이스는, 디바이스 하우징, 디바이스 하우징에 의해 지지되는 부하, 및 디바이스 하우징에 의해 지지되는 디바이스 컨트롤러를 포함할 수도 있다. 배터리 팩은, 팩 하우징, 및 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀을 포함할 수도 있다. 방법은 일반적으로, 디바이스 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해 복수의 배터리 셀로부터 디바이스로 제1 전압을 공급하는 것; 및 디바이스에 전력을 공급하기 위해 복수의 배터리 셀로부터 디바이스로 제2 전압을 공급하는 것을 포함할 수도 있다. 제1 전압을 공급하는 것은, 변압기(예를 들면, 강압 변압기 또는 저 드롭아웃 레귤레이터(LDO))를 사용하여, 복수의 배터리 셀의 전압을 제1 전압으로 감소시키는 것을 포함할 수도 있다.
여전히 다른 독립적인 양태에서, 배터리 팩은 일반적으로, 하우징; 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀; 컨트롤러; 및 포지티브 전력 단자, 네거티브 전력 단자 및 통신 단자를 포함하는 복수의 단자를 포함할 수도 있되, 통신 단자는 컨트롤러에 전기적으로 연결되고 컨트롤러와 외부 디바이스 사이에서 통신하도록 동작 가능하며, 통신 단자는 포지티브 전력 단자 및 네거티브 전력 단자로부터 분리된다.
몇몇 실시형태에서, 하우징은 복수의 단자를 지지하는 단자 블록을 포함할 수도 있는데, 포지티브 전력 단자 및 네거티브 단자는 제1 행에 배열되고, 통신 단자는 제1 행으로부터 이격되는 제2 행에 배열된다.
또 다른 독립적인 양태에서, 전기적 조합부(electrical combination)는 일반적으로, 디바이스 하우징, 디바이스 하우징에 의해 지지되는 부하, 디바이스 하우징에 의해 지지되는 디바이스 컨트롤러, 및 디바이스 포지티브 전력 단자, 디바이스 네거티브 단자, 및 디바이스 저전력 단자를 포함하는 복수의 디바이스 단자를 포함하는 전기 디바이스; 및 팩 하우징; 팩 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀, 디바이스 포지티브 전력 단자에 전기적으로 연결 가능한 팩 포지티브 전력 단자(pack positive power terminal), 디바이스 네거티브 단자에 전기적으로 연결 가능한 팩 네거티브 전력 단자(pack negative power terminal), 및 디바이스 저전력 단자에 전기적으로 연결 가능한 팩 저전력 단자(pack low power terminal)를 포함하는 복수의 팩 단자, 복수의 배터리 셀을 저전력 단자 및 팩 네거티브 단자에 연결하여 디바이스 컨트롤러에 전력을 공급하기 위한 제1 전압을 출력하는 저전력 회로, 및 복수의 배터리 셀을 팩 포지티브 전력 단자 및 팩 네거티브 단자에 연결하여 부하에 전력을 공급하기 위한 제2 전압을 출력하는 전력 회로를 포함하는 배터리 팩을 포함할 수도 있는데, 제2 전압은 제1 전압보다 더 크다.
다른 독립적인 양태에서, 배터리 팩 및 축을 따라 배터리 팩에 전기적으로 연결 가능한 전기 디바이스 중 하나에 대한 단자가 제공될 수도 있다. 단자는 일반적으로, 축을 따라 연장되며 축방향으로 연장되는 대향 에지(opposite axially-extending edges)에 의해 연결되는 축방향으로 연장되는 대향 면(opposite axially-extending faces)을 구비하는 단자 블레이드(terminal blade); 및 축을 가로질러 그리고 연관된 면 너머 연장되는 단자 지지부를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 단자 지지부는 하나의 에지에 연결되는 횡방향 날개(transverse wing)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 지지부는 연관된 면 상에 적어도 하나의 리브를 포함한다.
여전히 다른 독립적인 양태에서, 배터리 팩 및 축 을 따라 배터리 팩에 전기적으로 연결 가능한 전기 디바이스 중 하나에 대한 단자 블록이 제공될 수도 있다. 단자 블록은 일반적으로, 하우징; 및 포지티브 전력 단자 및 접지 단자를 포함하는 복수의 단자를 포함할 수도 있는데, 적어도 하나의 단자는 축을 따라 연장되며 축방향으로 연장되는 대향 에지에 의해 연결되는 축방향으로 연장되는 대향 면을 구비하는 단자 블레이드, 및 축을 가로질러 그리고 연관된 면 너머 연장되는 단자 지지부를 포함한다.
또 다른 독립적인 양태에서, 전기적 조합부는 일반적으로, 팩 하우징, 팩 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀, 및 배터리 셀에 전기적으로 연결되는 팩 단자를 포함하는 배터리 팩; 및 디바이스 하우징, 디바이스 하우징에 의해 지지되는 회로, 및 회로에 전기적으로 연결되며 회로를 하나 이상의 배터리 셀에 전기적으로 연결하도록 팩 단자에 전기적으로 연결 가능한 디바이스 단자를 포함하는 전기 디바이스를 포함할 수도 있는데; 팩 단자 및 디바이스 단자 중 하나는 축을 따라 연장되며 축방향으로 연장되는 대향 에지에 의해 연결되는 축방향으로 연장되는 대향 면을 구비하는 단자 블레이드, 및 축을 가로질러 그리고 연관된 면 너머 연장되는 단자 지지부를 포함한다.
본 발명의 다른 독립적인 양태는, 상세한 설명, 청구범위 및 첨부하는 도면의 고려에 의해 명백해질 수도 있다.
도 1은 배터리 팩의 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 팩의 단자 블록의 평면도이다.
도 3은 도 1의 배터리 팩의 블록도이다.
도 4는 도 1의 배터리 팩의 저전력 회로의 저전류 공급 회로(low-current supply circuit)의 회로도이다.
도 5는 도 4의 저전류 공급 회로의 전압 레귤레이터의 블록도이다.
도 6은 도 1의 배터리 팩의 저전력 회로의 저전류 공급 회로의 회로도이다.
도 7은 도 1의 배터리 팩의 저전력 회로의 고전류 공급 회로(high-current supply circuit)의 블록도이다.
도 8은 도 7의 고전류 공급 회로의 기동 회로(startup circuit)의 회로도이다.
도 9는 전기 디바이스의 단자 블록의 평면도이다.
도 10은 전기 디바이스의 블록도이다.
도 11은 충전기의 단자 블록의 평면도이다.
도 12는 충전기의 블록도이다.
도 13은 배터리 팩과 전기 디바이스 사이의 빠른 재인증 프로세스(quick re-authentication process)를 예시하는 플로우차트이다.
도 14는 도 1의 배터리 팩의 배터리 트랜스시버의 송신기 기능을 예시하는 플로우차트이다.
도 15는 도 1의 배터리 팩의 배터리 트랜스시버의 수신기 기능을 예시하는 플로우차트이다.
도 16은 전기 디바이스의 단자 블록의 등각 투영도(isometric view)이다.
도 17은 도 1의 배터리 팩의 단자 블록의 등각 투영도이다.
도 18은 전기 디바이스의 단자 블록의 등각 투영도이다.
도 19는 도 1의 배터리 팩의 단자 블록과의 도 18의 전력의 단자 블록 사이의 연결의 사시도이다.
도 20은 도 1의 배터리 팩의 단자 블록과의 도 18의 전력의 단자 블록 사이의 연결의 사시도이다.
도 21은 전기 디바이스의 단자 블록부의 사시도이다.
도 22는 도 21의 단자 블록부의 다른 사시도이다.
도 23은 전기 디바이스의 단자 블록의 등각 투영도이다.
도 24는 전기 디바이스의 일부의 사시도이다.
도 25는 도 24에서 도시되는 바와 같은 전기 디바이스의 일부의 측면도이다.
도 26은 도 24에서 도시되는 전력 단자의 사시도이다.
본 발명의 임의의 독립적인 실시형태가 상세히 설명되기 이전에, 본 발명은, 그 응용에서, 하기의 설명에서 기술되는 또는 하기의 도면에서 예시되는 컴포넌트의 배열 및 구성의 세부 사항으로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 독립적인 실시형태가 가능하며 다양한 방식으로 실시 또는 수행될 수 있다. 또한, 본원에서 사용되는 문체(phraseology) 및 전문용어(terminology)는 설명의 목적을 위한 것이며 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.
본원에서 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)" 또는 "구비하는(having)" 및 그 변형어의 사용은, 그 이후 열거되는 항목 및 그 등가물뿐만 아니라 추가적인 항목을 포괄하도록 의도된다. 달리 명시되지 않거나 또는 제한되지 않는 한, 용어 "장착되는(mounted)", "연결되는(connected)", "지지되는(supported)" 및 "커플링되는(coupled)" 및 그 변형어는 광범위하게 사용되며 직접적인 및 간접적인 장착, 연결, 지지, 및 커플링 양자를 포괄한다. 또한, "연결되는" 및 "커플링되는"은 물리적 또는 기계적 연결 또는 커플링으로 제한되지는 않는다.
또한, 하나의 컴포넌트에 의해 수행되는 것으로 본원에서 설명되는 기능성(functionality)은 다수의 컴포넌트에 의해 분산 방식으로 수행될 수도 있다. 마찬가지로, 다수의 컴포넌트에 의해 수행되는 기능성은 단일의 컴포넌트에 의해 통합되어 수행될 수도 있다. 유사하게, 특정한 기능성을 수행하는 것으로 설명되는 컴포넌트는, 본원에서 설명되지 않는 추가적인 기능성을 또한 수행할 수도 있다. 예를 들면, 소정의 방식으로 "구성되는" 디바이스 또는 구조체는, 적어도 그러한 방식으로 구성되지만, 그러나, 열거되지 않은 방식으로 또한 구성될 수도 있다.
더구나, 본원에서 설명되는 몇몇 실시형태는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장되는 명령어를 실행하는 것에 의해, 설명된 기능성을 수행하도록 구성되는 하나 이상의 전자 프로세서를 포함할 수도 있다. 유사하게, 본원에서 설명되는 실시형태는, 설명된 기능성을 수행하기 위해 하나 이상의 전자 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 비일시적, 컴퓨터 판독 가능 매체로서 구현될 수도 있다. 본 출원에서 사용될 때, "비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체"는 모든 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하지만, 그러나, 일시적인 전파 신호로 구성되지는 않는다. 따라서, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는, 예를 들면, 하드 디스크, CD-ROM, 광학 스토리지 디바이스, 자기 스토리지 디바이스, ROM(Read Only Memory; 리드 온리 메모리), RAM(Random Access Memory; 랜덤 액세스 메모리), 레지스터 메모리, 프로세서 캐시, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
설명되는 모듈 및 논리 구조체 중 많은 것은, 마이크로프로세서 또는 유사한 디바이스에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현될 수 있거나, 또는 예를 들면, 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit; "ASIC")를 포함하는 다양한 컴포넌트를 사용하여 하드웨어로 구현될 수 있다. "컨트롤러" 및 "모듈"과 같은 용어는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 둘 모두 포함할 수도 있거나 또는 지칭할 수도 있다. 대문자로 된 용어는 일반적인 관행을 따르며 설명을, 코딩 예, 수학식, 및/또는 도면과 관련시키는 것을 돕는다. 그러나, 단지 대문자의 사용에 기인하여 어떠한 특정한 의미도 암시되지 않아야 하거나 또는 추론되지 않아야 한다. 따라서, 청구범위는 특정한 예 또는 전문용어로 또는 임의의 특정한 하드웨어 또는 소프트웨어 구현예 또는 소프트웨어 또는 하드웨어의 조합으로 제한되지 않아야 한다.
도 1에서 도시되는 바와 같이, 배터리 팩(100)은 지지부(110) 및 단자 블록(115)을 갖는 하우징(105)을 포함한다. 하우징(105)은, 배터리 셀, 배터리 컨트롤러, 등등을 포함하는 배터리 팩(100)의 컴포넌트를 둘러싼다. 지지부(110)는, 전기 디바이스(예를 들면, 전동 공구, 아웃도어 공구, 등등) 또는 다른 전기 디바이스(역시, 본원에서 "디바이스들" 또는 "디바이스"로 일반적으로 지칭됨)의 상보적(complementary) 리세스(recess)/돌출부(projection)(도시되지 않음)와 협력하여 배터리 팩(100) 및 디바이스를 전기적으로 연결하는 돌출부/리세스(120)를 슬라이드식 배치(slide-on arrangement)에 제공한다.
도 2를 참조하면, 단자 블록(115)은 배터리 팩(100)과 전기 디바이스를 전기적으로 연결하도록 동작 가능하고, 예시되는 바와 같이, 포지티브 배터리 단자(positive battery terminal; 205), 접지 단자(210), 충전기 단자(215), 저전력 단자(220), 포지티브 송신 단자(positive transmission terminal; 225), 네거티브 송신 단자(negative transmission terminal; 230), 포지티브 수신기 단자(positive receiver terminal; 235) 및 네거티브 수신기 단자(negative receiver terminal; 240)를 포함한다. 포지티브 배터리 단자(205) 및 접지 단자(210)는 전기 디바이스의 전력 단자에 연결 가능하고, 전기 디바이스의 동작을 위한 메인 방전 전류를 제공한다. 충전기 단자(215) 및 접지 단자(210)는 충전기의 충전 단자에 연결되며, 충전 전류를 수신하여 배터리 팩(100)의 배터리 셀을 충전한다.
접지 단자(210)는, 배터리 팩(100)과 연결된 전기 디바이스 사이에 공통 기준을 형성할 수도 있다. 저전력 단자(220)는, 전기 디바이스의 소정의 기능에 전력을 공급하기 위한 저전력 전압 공급부(low-power voltage supply)를 전기 디바이스에 제공한다. 예를 들면, 저전력 전압 공급부는 전기 디바이스의 디바이스 컨트롤러, 표시기(예를 들면, LED), 통신 모듈, 등등에 전력을 공급하기 위해 사용될 수도 있다.
포지티브 송신 단자(225), 네거티브 송신 단자(230), 포지티브 수신기 단자(235), 및 네거티브 수신기 단자(240)는 함께 배터리 팩(100)의 "통신 단자"로 지칭될 수도 있다. 통신 단자는 배터리 팩(100)과 연결된 전기 디바이스 또는 충전기 사이의 차동 통신(differential communication)을 허용한다. 예시된 통신 단자는 데이터를 수신 및 송신하는 것 둘 모두가 아닌 어느 하나를 위해서만 사용된다. 다른 실시형태에서, 통신 단자는 전이중 표준(full-duplex standard)(예를 들면, RS485 표준)을 따른다.
예시된 구성에서, 통신 단자(225, 230, 235, 240)는 저노이즈 통신 회선을 제공하기 위해 전력 단자(205, 210, 215, 220)로부터 분리된다. 통신 단자(225, 230, 235, 240)는 디바이스 컨트롤러와 배터리 팩 컨트롤러 사이에 충분한 정보 용량을 제공한다.
도 3은 배터리 팩(100)의 단순화된 블록도이다. 배터리 팩(100)은, 배터리 셀(305), 배터리 컨트롤러(310), 배터리 메모리(315), 저전력 회로(320), 다른 컴포넌트(325), 및 배터리 트랜스시버(330)를 포함한다. 배터리 셀(305)은, 예를 들면, 니켈 카드뮴(NiCd), 니켈 금속 수소화물(NiMH), 리튬(Li), 리튬 이온(Li-ion), 다른 리튬 기반의 화학 재료, 등등과 같은 임의의 재충전 가능 배터리 셀 화학 재료 타입일 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 배터리 팩(100)은 병렬로 연결되는 두 개 이상의 배터리 셀 스트링을 포함할 수도 있는데, 각각은 소망되는 방전 출력(예를 들면, 공칭 전압(예를 들면, 20 V, 40 V, 60 V, 80 V, 120 V) 및 전류 용량)을 제공하기 위해 직렬로 연결되는 다수의(예를 들면, 다섯 개 또는 그 이상의) 배터리 셀을 구비한다. 다른 실시형태에서, 배터리 셀(305)의 다른 구성도 또한 가능하다.
몇몇 실시형태에서, 배터리 컨트롤러(310)는, 배터리 메모리(315)와 같은 별개의 메모리를 갖는 마이크로프로세서로서 구현될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 배터리 컨트롤러(310)는 (동일 칩 상에 배터리 메모리(315)를 갖는) 마이크로컨트롤러로서 구현될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 배터리 컨트롤러(310)는 다수의 프로세서를 사용하여 구현될 수도 있다. 또한, 배터리 컨트롤러(310)는, 예를 들면, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA), 주문형 집적 회로(ASIC), 등등으로서 부분적으로 또는 전체적으로 구현될 수도 있으며, 배터리 메모리(315)는 필요로 되지 않을 수도 있거나 또는 상응하여 수정될 수도 있다.
예시되는 예에서, 배터리 메모리(315)는, 배터리 팩(100)의 기능성을 수행하기 위해 배터리 컨트롤러(310)에 의해 수신 및 실행되는 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리를 포함한다. 배터리 메모리(315)는, 예를 들면, 프로그램 저장 영역 및 데이터 저장 영역을 포함할 수도 있다. 프로그램 저장 영역 및 데이터 저장 영역은, 리드 온리 메모리 및 랜덤 액세스 메모리와 같은 상이한 타입의 메모리의 조합을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 방전 스위치(335)가 배터리 셀(305)과 포지티브 배터리 단자(205) 사이에 연결된다. 배터리 컨트롤러(310)는, 배터리 셀(305)의 방전을 제어하기 위해 방전 스위치(335)를 제어(예를 들면, 개폐)하도록 동작 가능하다. 몇몇 실시형태에서, 배터리 셀(305)과 충전기 단자(215) 사이에 충전 스위치(340)가 또한 연결될 수도 있다. 배터리 컨트롤러(310)는 충전 스위치(340)를 제어(예를 들면, 개폐)하여 배터리 셀(305)의 충전을 제어하도록 동작 가능하다.
방전 스위치(335) 및 충전 스위치(340)는 바이폴라 접합 트랜지스터(bi-polar junction transistor), 전계 효과 트랜지스터(field-effect-transistor; FET), 등등을 사용하여 구현될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 방전 스위치(335) 및 충전 스위치(340)는 배터리 셀(305)과 접지 단자(210) 사이의 배터리 셀(305)의 접지 측에 연결될 수도 있다. 몇몇 실시형태(도시되지 않음)에서, 접지 단자(210)는 충전 경로 접지 단자 및 방전 경로 접지 단자로 분할될 수도 있다.
저전력 회로(320)는 배터리 셀(305)과 저전력 단자(220) 사이에 연결된다. 저전력 회로(320)는 저전력 단자(220)에서 저전력 전압 공급부를 연결된 전기 디바이스에 제공한다. 몇몇 실시형태에서, 배터리 컨트롤러(310)는 저전력 회로(320)의 동작을 제어하기 위해 저전력 회로(320)에 제어 신호를 제공할 수도 있다. 저전력 회로(320)는 도 4 및 도 5를 참조하여 하기에서 더 상세하게 설명될 것이다.
배터리 팩(100)의 다른 컴포넌트(325)는, 예를 들면, 방전 전압을 모니터링하기 위한 전압 모니터링 회로, 방전 전류를 모니터링하기 위한 전류 모니터링 회로, 온도 센서, 압력 센서, 셀 밸런싱을 위한 아날로그 프론트 엔드(analog front-end), 등등을 포함할 수도 있다. 배터리 컨트롤러(310)는 다른 컴포넌트(325)와 통신하여 다른 컴포넌트(325)의 동작을 모니터링(예를 들면, 센서 데이터를 수신)하거나 또는 제어한다.
예시된 예에서, 배터리 트랜스시버(330)는 차동 통신 트랜스시버(예를 들면, Texas Instruments(텍사스 인스트루먼츠) SN65HVD7 풀 듀플렉스 RS-485 트랜스시버)로서 구현된다. 배터리 트랜스시버(330)는 배터리 컨트롤러(310)로부터 송신 신호(345)를 수신하고 배터리 컨트롤러(310)로 수신기 신호(350)를 전송한다.
배터리 트랜스시버(330)는 통신 단자(225, 230, 235 및 240)에 또한 연결된다. 배터리 팩(100)이 연결된 전기 디바이스 또는 충전기로 통신 신호를 송신하는 경우, 배터리 컨트롤러(310)는, 송신 인에이블 신호(transmission enable signal)(355) 외에 송신 신호(345)를 배터리 트랜스시버(330)로 전송한다. 배터리 트랜스시버(330)가 송신 인에이블 신호(355)를 수신하는 경우, 배터리 트랜스시버(330)는 포지티브 송신 단자(225) 및 네거티브 송신 단자(230)에서 송신 신호(345)를 상보적 송신 신호로 변환한다. 배터리 트랜스시버(330)가 배터리 컨트롤러(310)로부터 수신기 인에이블 신호(receiver enable signal)(360)를 수신하는 경우, 배터리 트랜스시버(330)는 포지티브 수신기 단자(235) 및 네거티브 수신기 단자(240)로부터 상보적 신호를 수신하고, 상보적 신호를 단일의 수신기 신호(350)로 변환하고, 그 수신기 신호(350)를 배터리 컨트롤러(310)로 전송한다.
다른 실시형태에서, 배터리 트랜스시버(330) 대신, 배터리 팩(100)은 별개의 송신 및 수신 컴포넌트, 예를 들면, 송신기 및 수신기를 포함할 수도 있다.
저전력 단자(220)의 목적은, 디바이스 전자장치(device electronic)가 전력 소비를 증가시킬(power up) 수도 있는 독립적인 전류 제한 저전력 경로를 제공하는 것이다. 따라서, 디바이스 전자장치는 제어된 양식으로 전력 소비를 증가시킬 수도 있다. 또한, 예시된 저전력 회로(320)는 저전력 모드 및 고전력 모드로 구성된다. 저전력 모드는, 전기 디바이스 및 배터리 팩(100) 둘 모두가 슬립 상태에 있을 때 최소량의 대기 전류(quiescent current)를 제공한다. 정상 방전 동작 동안, 모든 디바이스 전자장치가 동작할 수도 있도록 고전력 모드가 인에이블된다.
도 4는 저전력 회로(320)의 저전류 공급 회로(400)의 하나의 실시형태의 단순화된 회로도이다. 몇몇 실시형태에서, 저전류 공급 회로(400)는 션트 레귤레이터 아키텍쳐(shunt regulator architecture)를 사용하여 구현될 수도 있다. 저전류 공급 회로(400)는, 전압 루프(404) 및 전압 루프(404) 내의 전류 루프(408)를 포함한다. 저전류 공급 회로(400)는 포지티브 단자(412) 및 네거티브 단자(416)를 통해 배터리 셀(305)로부터 입력 전력을 수신한다. 단자(412 및 416)를 통해 수신되는 입력 전력의 공칭 전압 범위는, 예를 들면, 40 볼트(V) 내지 80 V 사이에 있을 수도 있다.
과전류가 저전류 공급 회로(400)를 통해 흐를 때 회로 차단기로서 작용할 퓨즈(420)가 포지티브 단자(412)에 연결된다. 퓨즈(420)는, 저전류 공급 회로(400)가 방해 트리핑(nuisance tripping) 없이 더 높은 전류를 순간적으로 허용하도록 저전류 공급 회로(400)의 전류 출력보다 더 높은 전류에 대해 정격될(rated) 수도 있다. 하나의 예에서, 퓨즈(420)는 퓨즈(420)의 방해 트리핑 없이 100 mA의 출력 전류를 허용하도록 125 V에서 200 mA에 대해 정격될 수도 있다.
전압 루프(404)는 전계 효과 트랜지스터(FET)(424), 분압기 회로(voltage divider circuit)(428), 전압 레귤레이터(432)를 포함한다. FET(424)는 배터리 셀(305)과 저전력 단자(220) 사이에 연결된다. 예시된 실시형태에서, FET(424)의 드레인은 퓨즈(420)의 출력에 연결되고, FET(424)의 소스는 저전력 단자(220)에 연결된다. 배터리 셀(305)과 저전력 단자(220) 사이에서 FET(424)가 전류를 도통시키는 것을 허용하는 방식으로 FET(424)를 바이어스된 상태로 유지하기 위해 FET(424)의 드레인과 게이트 사이에 풀업 저항기(436, 440)가 연결된다. FET(424)의 게이트는 전압 레귤레이터(432)에 의해 변조된다.
분압기 회로(428)는 저전력 단자(220)와 접지 단자(210) 사이에 연결된다. 분압기 회로(428)는 저항기(444, 448, 452, 456 및 460)를 포함한다. 저항기(444-460)의 저항 값은, 전압 레귤레이터(432)에 제공될 수도 있는 소망되는 기준 전압에 기초하여 선택될 수도 있다. 하나의 예에서, 전압 레귤레이터(432)는 ㎂ 레벨 바이어스 전류에 대해 최적화되는 제너(Zener) 다이오드 기준 및 바이폴라 접합 트랜지스터를 포함하는 마이크로 전력 전압 레귤레이터일 수도 있다. 도 5는 바이폴라 접합 트랜지스터(505) 및 제너 다이오드(510)의 핀 연결을 예시하는 전압 레귤레이터(432)의 단순화된 블록도이다.
도 4로 돌아가서, 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 이미터는 제너 다이오드(510)의 캐소드에 연결된다. 결과적으로, 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 베이스-이미터 접합은 제너 다이오드(510)와 직렬이다. 제너 다이오드(510)의 애노드는 접지에 연결된다. 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 콜렉터는 FET(424)의 게이트에 연결된다. 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 베이스는 분압기 회로(428)로부터 기준 전압을 수신한다.
전압 루프(404)는 저전력 단자(220)에서 전압을 일정하게 유지하도록 동작한다. 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 콜렉터 전류는 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 베이스 단자에서 제시되는 전압에 비례하여 변한다. 저전력 단자(220)에서의 부하가 증가되면, 분압기 회로(428) 양단의 전압은 감소한다. 결과적으로, 전압 레귤레이터(432)에 제공되는 기준 전압은 감소하는데, 이것은, 결국에는, 콜렉터 전류를 감소시킨다. 콜렉터 전류는 또한 풀업 저항기(436, 440)를 통과하는 전류이다. 그러한 만큼, FET(424)의 게이트-소스 전압은 증가하는데, 그 다음, 게이트-소스 전압의 증가는 더 많은 전류를 도통시키고 저전력 단자(220)에서 제공되는 전압을 증가시키고, 이 전압도 또한 분압기 회로(428) 양단의 전압이다. 전압 루프(404)를 안정화시키기 위한 보상 네트워크를 형성하기 위해 안정화기 회로(stabilizer circuit)(464)가 사용될 수도 있다.
전류 루프(408)는 과전류 또는 단락 상태의 경우에 저전류 공급 회로(400)의 동작을 유지한다. 전류 루프(408)는, 전류 출력을 일정한 제2 부하 전류(예를 들면, 50 mA)로 감소시키기 이전에, 미리 정의된 시간이 정해진 기간 동안 제1 부하 전류(예를 들면, 100 mA)를 허용하는 폴드백 피쳐(foldback feature)를 가지도록 설계될 수도 있다. 전류 루프(408)는 전류 레귤레이터 회로(468), 전류 센서(472)(예를 들면, 전류 감지 저항기), 및 타이머 회로(476)를 포함한다.
전류 레귤레이터 회로(468)는 제1 바이폴라 접합 트랜지스터(480) 및 제2 바이폴라 접합 트랜지스터(484)를 포함한다. 제1 바이폴라 접합 트랜지스터(480)는, 저전력 회로(320)가 제1 부하 전류를 출력하고 있다는 것을 전류 센서(472)가 나타낼 때까지, FET(424)의 게이트 전압을 변조한다. 저항기 및 커패시터를 포함하는 타이머 회로(476)는, 제2 바이폴라 접합 트랜지스터(484)의 베이스와 이미터 사이에 연결된다. 타이머 회로(476)의 저항 및 커패시턴스 값은 소망되는 타이밍에 기초하여 선택될 수도 있는데, 그 소망되는 타이밍 이전에 부하 전류는 제1 부하 전류로부터 제2 부하 전류로 강하한다.
제1 바이폴라 접합 트랜지스터(480)가 FET(424)를 변조하고 있는 것과 대략 동시에, 타이머 회로(476)의 커패시터는 충전되고 있다. 예를 들면, 타이머 회로(476)의 커패시터 및 저항기 값은 타이머 회로(476)의 커패시터가 1 초 내에 충전되도록 선택될 수도 있다. 타이머 회로(476)의 커패시터가 충전될 때, 제2 바이폴라 접합 트랜지스터(484)는 전류를 도통시키기 시작하고, 그에 의해, 제2 바이폴라 접합 트랜지스터(484) 양단에 전압 강하를 생성한다. 그 다음, 제1 바이폴라 접합 트랜지스터(480)는, 전류 출력이 제2 부하 전류(예를 들면, 50 mA)에 도달할 때까지, FET(424)를 변조한다.
도 6은 저전력 회로(320)의 저전류 공급 회로(600)의 다른 실시형태의 단순화된 회로도이다. 저전류 공급 회로(600)는 저전류 공급 회로(400)와 유사한 방식으로 기능할 수도 있다. 저전류 공급 회로(600)는 전압 루프(604) 내에 전압 루프(604) 및 전류 루프(608)를 포함한다. 저전류 공급 회로(600)는 포지티브 단자(612) 및 네거티브 단자(616)를 통해 배터리 셀(305)로부터 입력 전력을 수신한다. 단자(612 및 616)를 통해 수신되는 입력 전력의 공칭 전압 범위는, 예를 들면, 40 볼트(V) 내지 80 V 사이에 있을 수도 있다.
과전류가 저전류 공급 회로(600)를 통해 흐를 때 회로 차단기로서 작용할 퓨즈(620)가 포지티브 단자(612)에 연결된다. 퓨즈(620)는, 저전류 공급 회로(600)가 방해 트리핑 없이 더 높은 전류를 순간적으로 허용하는 것을 허용하도록 저전류 공급 회로(600)의 전류 출력보다 더 높은 전류에 대해 정격될 수도 있다. 하나의 예에서, 퓨즈(620)는 퓨즈(620)의 방해 트리핑 없이 100 mA의 출력 전류를 허용하기 위해 125 V에서 200 mA로 정격될 수도 있다.
전압 루프(604)는 전계 효과 트랜지스터(FET)(624), 분압기 회로(628), 및 전압 레귤레이터(632)를 포함한다. FET(624)는 배터리 셀(305)과 저전력 단자(220) 사이에 연결된다. 예시된 실시형태에서, FET(624)의 드레인은 퓨즈(620)의 출력에 연결되고, FET(624)의 소스는 저전력 단자(220)에 연결된다. 풀업 저항기(636 및 640)은, FET(624)가 배터리 셀(305)과 저전력 단자(220) 사이에서 전류를 도통시키는 것을 허용하는 방식으로 FET(624)를 바이어스 상태로 유지하기 위해 FET(624)의 드레인과 게이트 사이에 연결된다. FET(624)의 게이트는 전압 레귤레이터(632)에 의해 변조된다.
분압기 회로(628)는 저전력 단자(220)와 접지 단자(210) 사이에 연결된다. 분압기 회로(628)는 저항기(644, 648, 652, 및 656)를 포함한다. 저항기(644-656)의 저항 값은, 전압 레귤레이터(632)에 제공될 수도 있는 소망되는 기준 전압에 기초하여 선택될 수도 있다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 전압 레귤레이터(632)는 (예를 들면, 도 5에서 도시되는 바와 같이) ㎂ 레벨 바이어스 전류에 대해 최적화되는 제너 다이오드 기준 및 바이폴라 접합 트랜지스터를 포함하는 마이크로 전력 전압 레귤레이터일 수도 있다.
바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 이미터는 제너 다이오드(510)의 캐소드에 연결된다. 결과적으로, 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 베이스-이미터 접합은 제너 다이오드(510)와 직렬이다. 제너 다이오드(510)의 애노드는 접지에 연결된다. 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 콜렉터는 FET(624)의 게이트에 연결된다. 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 베이스는 분압기 회로(628)로부터 기준 전압을 수신한다.
전압 루프(604)는 저전력 단자(220)에서 전압을 일정하게 유지하도록 동작한다. 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 콜렉터 전류는 바이폴라 접합 트랜지스터(505)의 베이스 단자에서 제시되는 전압에 비례하여 변한다. 저전력 단자(220)에서의 부하가 증가되면, 분압기 회로(628) 양단의 전압은 감소한다. 결과적으로, 전압 레귤레이터(632)에 제공되는 기준 전압은 감소하는데, 이것은, 결국에는, 콜렉터 전류를 감소시킨다. 콜렉터 전류는 또한 풀업 저항기(636, 640)를 통과하는 전류이다. 그러한 만큼, FET(624)의 게이트-소스 전압은 증가하는데, 그 다음, 게이트-소스 전압의 증가는 더 많은 전류를 도통시키고 저전력 단자(220)에서 제공되는 전압을 증가시키고, 이 전압도 또한 분압기 회로(628) 양단의 전압이다. 전압 루프(604)를 안정화시키기 위한 보상 네트워크를 형성하기 위해 안정화기 회로(664)가 사용될 수도 있다.
전류 루프(608)는 과전류 또는 단락 상태의 경우에 저전류 공급 회로(600)를 보호한다. 전류 루프(608)는, 전류 출력을 일정한 제2 부하 전류(예를 들면, 60 mA)로 감소시키기 이전에 미리 정의된 시간 기간(예를 들면, 시간) 동안 제1 부하 전류(예를 들면, 180 mA)를 허용하는 폴드백 피쳐를 가지도록 설계될 수도 있다. 전류 루프(608)는 전류 레귤레이터 회로(668), 전류 센서(672)(예를 들면, 전류 감지 저항기), 및 저항기(676) 및 커패시터(680)를 포함하는 타이머 회로를 포함한다.
전류 레귤레이터 회로(668)는 제1 바이폴라 접합 트랜지스터(688) 및 제2 바이폴라 접합 트랜지스터(684)를 포함한다. 제1 바이폴라 접합 트랜지스터(688)는, 저전류 공급 회로(600)가 제1 부하 전류를 출력하고 있다는 것을 전류 센서(672)가 나타낼 때까지 FET(624)의 게이트 전압을 변조한다. 저항기(676) 및 커패시터(680)를 포함하는 타이머 회로는 제2 바이폴라 접합 트랜지스터(684)의 베이스와 이미터 사이에 연결된다. 타이머 회로의 저항 및 커패시턴스 값은 소망되는 타이밍에 기초하여 선택될 수도 있는데, 그 소망되는 타이밍 이전에 부하 전류는 제1 부하 전류로부터 제2 부하 전류로 강하한다.
제1 바이폴라 접합 트랜지스터(688)가 FET(624)를 변조하고 있는 것과 대략 동시에, 타이머 회로(676)의 커패시터(680)는 충전되고 있다. 예를 들면, 타이머 회로의 커패시터(680) 및 저항기(676) 값은 타이머 회로의 커패시터(680)가 700 ms 내에 충전되도록 선택될 수도 있다. 타이머 회로의 커패시터(680)가 충전될 때, 제2 바이폴라 접합 트랜지스터(684)는 전류를 도통시키기 시작하고, 그에 의해, 제1 바이폴라 접합 트랜지스터(687) 양단에 전압 강하를 생성한다. 그 다음, 제2 바이폴라 접합 트랜지스터(684)는, 전류 출력이 제2 부하 전류(예를 들면, 60 mA)에 도달할 때까지, FET(624)를 변조한다.
도 7은 저전력 회로(320)의 고전류 공급 회로(700)의 하나의 실시형태의 단순화된 회로도이다. 예시되는 예에서, 고전류 공급 회로(700)는 퓨즈(704), 입력 스위치(708), 인에이블 스위치(712), 플라이백 컨버터(flyback converter)(716), 기동 회로(720), 클램프 회로(724), 기본 스위치(primary switch)(728), 및 변압기 회로(732)를 포함한다. 퓨즈(704)는 고전류 공급 회로(700)를 단락 고장으로부터 보호한다. 퓨즈(704)는, 예를 들면, 500 mA의 공칭 정격을 가질 수도 있다. 퓨즈(704)는 로우 라인 입력(low line input)에서 완전한 전력 동작을 허용하도록 치수가 설정될 수도 있다.
인에이블 입력(736), 예를 들면, 기상 신호(wake-up signal)가 인에이블 스위치(712)에 인가되는 경우, 인에이블 스위치(712)는 입력 스위치(708)를 닫고, 그에 의해, 배터리 셀(305)로부터의 전류가 고전류 공급 회로(700)로 흐르는 것을 허용한다. 기동 회로(720)는 컨버터(716)를 동작시키기 위한 초기 전력 공급부를 제공한다.
도 8은 기동 회로(720)의 하나의 예시적인 실시형태를 예시한다. 예시되는 예에서, 기동 회로(720)는 제1 저항기(804), 제2 저항기(808), 제3 저항기(812), 스위치(816), 커패시터(820), 및 다이오드(824)를 포함한다. 제1 저항기(804), 스위치(816) 및 커패시터(820)는 포지티브 전력 공급부(828)와 접지(832) 사이에서 직렬로 연결된다. 제2 저항기(808), 제3 저항기(812) 및 다이오드(824)는, 포지티브 전력 공급부(828)와 접지(832) 사이에서 직렬로 연결되고 제1 저항기(804), 스위치(816), 및 커패시터(820)에 병렬로 연결된다.
초기에, 커패시터(820) 양단의 전압은 제로일 수도 있다. 제2 저항기(808), 제3 저항기(812), 및 다이오드는, 예를 들면, 스위치(816)의 게이트 상에서 15 V 기준을 형성한다. 기동 회로에 전력이 인가됨에 따라, 스위치(816)는 턴온된다. 그 다음, 커패시터(820)는 스위치(816)의 드레인 전류에 의해 충전된다. 커패시터(820) 양단의 전압이, 예를 들면, 대략 8 V인 경우, 기동 회로(720)는 컨버터(716)에 전력을 공급한다.
도 7로 돌아가서, 컨버터(716)가 시동 전력을 수신하는 경우, 컨버터(716)는 기본 스위치(728)의 게이트를 스위칭 및 변조하기 시작한다. 결국, 컨버터(716)는 시동되고, 예를 들면, 대략 15 V로 조정된다. 이 시점에서, 기동 회로(720)는 턴오프될 수도 있고 컨버터(716)는 고전류 공급 회로(700)의 출력에 의해 전력을 공급 받을 수도 있다.
클램프 회로(724)는 변압기 회로(732)의 누설 인덕턴스에서 에너지를 관리한다. 변압기 회로(732)는 1차 권선(primary winding)(740), 및 3 개의 2차 권선(secondary winding)(744, 748 및 752)을 포함한다. 기본 스위치(728)가 닫히는 경우, 1차 권선(740) 양단에서 인출되는 전압은 강하되어 2차 권선(744, 748 및 752)에 제공된다. 2차 권선(744)은 저전력 전압 공급 단자(220)에서 저전력 전압 공급부를 제공한다. 2차 권선(748 및 752)은 배터리 팩(100)의 방전 스위치(335) 및 충전 스위치(340)에 전력을 제공한다. 몇몇 실시형태에서, 전압을 강압하기 위해 변압기 회로(732) 대신 저 드롭아웃 레귤레이터(LDO)가 사용될 수도 있다.
저전력 회로(320)의 고전류 공급 회로(700)를 인에이블시키는 활동이 존재하는 경우, 고전류 공급 회로(700)는, 고전류 공급 회로(700)를 디스에이블시키고 저전류 공급 회로(600)를 인에이블시키기 이전에, 예를 들면, 마지막 알려진 활동으로부터 100 ms 동안 인에이블된 상태로 유지될 수도 있다. 이것은, 예를 들면, 배터리 팩(100)에게, 장애시 통신 재시작을 시도하기 위한, 정상적으로 종료하기에 충분한 시간을 제공할 수도 있다.
도 9를 참조하면, 디바이스 단자 블록(900)은 포지티브 전력 단자(905), 접지 단자(910), 저전력 단자(920), 포지티브 송신 단자(925), 네거티브 송신 단자(930), 포지티브 수신기 단자(935), 및 네거티브 수신기 단자(940)를 포함한다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 포지티브 전력 단자(905) 및 접지 단자(910)는 배터리 팩(100)의 전력 단자(즉, 포지티브 배터리 단자(205) 및 접지 단자(210))에 연결되어 전기 디바이스의 동작을 위한 메인 방전 전류를 수신한다. 저전력 단자(920)는 배터리 팩(100)의 저전력 단자(220)로부터 저전력 전압 공급을 수신하여 전기 디바이스의 소정의 기능에 전력을 공급한다.
포지티브 송신 단자(925), 네거티브 송신 단자(930), 포지티브 수신기 단자(935), 네거티브 수신기 단자(940)는 함께 전기 디바이스의 "통신 단자"로 지칭될 수도 있다. 통신 단자는 배터리 팩(100)과 전기 디바이스 사이의 차동 통신을 허용한다. 배터리 팩(100)의 통신 단자에서와 마찬가지로, 예시된 디바이스 통신 단자는 데이터를 수신 및 송신하는 것 둘 모두가 아닌 어느 하나를 위해서만 사용된다. 다른 실시형태에서, 디바이스 통신 단자는 전이중 표준(예를 들면, RS485 표준)을 따른다.
도 10은 전기 디바이스(1000)의 단순화된 블록도이다. 전기 디바이스(1000)는, 디바이스 컨트롤러(1010), 디바이스 메모리(1015), 부하(예를 들면, 모터(1020)), 부하(모터) 컨트롤러(1025), 및 디바이스 트랜스시버(1030)를 포함한다. 모터(1020)는 브러시 모터(brushed motor) 또는 브러시리스 모터(brushless motor)일 수도 있고 모터 컨트롤러(1025)에 의해 제어된다.
모터 컨트롤러(1025)는 모터(1020)의 동작을 제어하는 FET를 포함하는 스위치 브리지일 수도 있다. 모터 컨트롤러(1025)는 또한, 위치 센서 및 다른 모터 센서를 포함할 수도 있다. 모터 컨트롤러(1025)는 모터(1020)의 위치 정보를 디바이스 컨트롤러(1010)로 전송할 수도 있고 디바이스 컨트롤러(1010)로부터 제어 신호를 수신할 수도 있다.
디바이스 컨트롤러(1010)는 배터리 컨트롤러(310)와 관련하여 상기에서 설명되는 것과 유사한 방식을 비롯한 다양한 방식으로 구현될 수도 있다. 마찬가지로, 디바이스 메모리(1015)는 배터리 메모리(315)와 관련하여 설명되는 것과 유사한 방식을 비롯한 다양한 방식으로 구현될 수도 있다. 디바이스 메모리(1015)는 기능성을 수행하기 위해 디바이스 컨트롤러(1010)에 의해 수신 및 실행되는 명령어를 저장할 수도 있다. 디바이스 컨트롤러(1010)는 저전력 단자(920)로부터 동작 전력을 수신한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스 컨트롤러(1010) 및 배터리 팩 컨트롤러(310)는 단일의 컨트롤러 상에서 구현될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 방전 스위치(1035)는 포지티브 전력 단자(1005)와 모터 컨트롤러(1025) 사이에 연결된다. 디바이스 컨트롤러(1010)는 배터리 팩(100)으로부터의 방전을 제어하기 위해 방전 스위치(1035)를 제어(예를 들면, 개폐)하도록 동작한다. 방전 스위치(1035)는 바이폴라 접합 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터(FET), 등등을 사용하여 구현될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 방전 스위치(1035)는 모터 컨트롤러(1025)와 접지 단자(910) 사이에서 모터 컨트롤러(1025)의 접지 측에 연결될 수도 있다.
예시된 예에서, 디바이스 트랜스시버(1030)는 차동 통신 트랜스시버(예를 들면, Texas Instruments SN65HVD7 전이중 RS-485 트랜스시버)로서 구현된다. 디바이스 트랜스시버(1030)는, 디바이스 컨트롤러(1010)로부터 송신 신호(1040)를 수신하고 수신기 신호(1045)를 디바이스 컨트롤러(1010)로 전송한다. 디바이스 트랜스시버(1030)는 또한 통신 단자에 연결된다.
전기 디바이스(1000)가 연결된 배터리 팩(100)에 통신 신호를 송신할 때, 디바이스 컨트롤러(1010)는 송신 인에이블 신호(1050) 외에 송신 신호(1040)를 디바이스 트랜스시버(1030)로 전송한다. 디바이스 트랜스시버(1030)가 송신 인에이블 신호(1050)를 수신하는 경우, 디바이스 트랜스시버(1030)는 포지티브 송신 단자(925) 및 네거티브 송신 단자(930)에서 송신 신호(1040)를 상보적 송신 신호로 변환한다.
디바이스 트랜스시버(1030)가 디바이스 컨트롤러(1010)로부터 수신기 인에이블 신호(1055)를 수신하는 경우, 디바이스 트랜스시버(1030)는 포지티브 수신기 단자(935) 및 네거티브 수신기 단자(940)로부터 상보적 신호를 수신하고, 상보적 신호를 단일의 수신기 신호(1045)로 변환하고, 그 수신기 신호(1045)를 디바이스 컨트롤러(1010)로 전송한다.
다른 실시형태에서, 디바이스 트랜스시버(1030) 대신, 디바이스(1000)는 별개의 송신 및 수신 컴포넌트, 예를 들면, 송신기 및 수신기를 포함할 수도 있다.
슬립 상태 동안, 배터리 팩(100)은 수신기 디스에이블 신호(360)를 전송하는 것에 의해 수신기 단자(235 및 240)을 디스에이블시킬 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스 트랜스시버(1030)는 전기 디바이스(1000)에 대한 동작 전력을 요청하기 위해 기상 펄스(wake-up pulse)를 배터리 팩(100)에 전송할 수도 있다. 배터리 팩(100)은 기상 펄스를 검출하기 위한 기상 회로를 포함할 수도 있는데, 기상 회로는, 이어서, 배터리 컨트롤러(310)에 대한 인터럽트를 구동할 것이다. 배터리 컨트롤러(310)는 인터럽트의 수신시 배터리 트랜스시버(330)의 수신기 기능을 인에이블시킨다.
도 11을 참조하면, 충전기 단자 블록(1100)은 접지 단자(1110), 충전기 단자(1115), 포지티브 송신 단자(1125), 네거티브 송신 단자(1130), 포지티브 수신기 단자(1135) 및 네거티브 수신기 단자(1140)를 포함한다. 충전기 단자(1115) 및 접지 단자(1110)는 배터리 팩(100)의 단자(예를 들면, 충전기 단자(215) 및 접지 단자(210))에 연결되어 배터리 팩(100)의 배터리 셀(305)을 충전한다. 충전기가 외부 전원으로부터 동작 전력을 독립적으로 수신하기 때문에, 저전력 단자가 필요하지 않을 수도 있다.
포지티브 송신 단자(1125), 네거티브 송신 단자(1130), 포지티브 수신기 단자(1135), 네거티브 수신기 단자(1140)는 함께 충전기의 "통신 단자"로 지칭될 수도 있다. 통신 단자는 배터리 팩(100)과 충전기 사이의 차동 통신을 허용한다. 배터리 팩(100) 및 전기 디바이스(1000)의 통신 단자에서와 같이, 예시된 충전기 통신 단자는 데이터를 수신 및 송신하는 것 둘 모두가 아닌 어느 하나를 위해서만 사용된다. 다른 실시형태에서, 충전기 통신 단자는 전이중 표준(예를 들면, RS485 표준)을 따른다.
도 12는 충전기(1200)의 단순화된 블록도이다. 충전기(1200)는, 충전기 컨트롤러(1210), 충전기 메모리(1215), 전력 컨버터(1220), 전원 커넥터(1225), 및 충전기 트랜스시버(1230)를 포함한다. 전원 커넥터(1225)는 외부 전원(예를 들면, 벽 콘센트(wall outlet))에 연결되어 배터리 팩(100)을 충전하기 위한 전력을 수신한다. 전력 컨버터(1220)는 외부 전원으로부터 수신되는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 배터리 팩(100)을 충전한다. 전력 컨버터(1220)는 충전기 컨트롤러(1210)로부터 제어 신호를 수신하여 충전 동작을 제어할 수도 있다.
충전기 컨트롤러(1210)는 배터리 컨트롤러(310)와 관련하여 상기에서 설명되는 것과 유사한 방식을 비롯한 다양한 방식으로 구현될 수도 있다. 마찬가지로, 충전기 메모리(1215)는 배터리 메모리(315)와 관련하여 상기에서 설명되는 것과 유사한 방식을 비롯한 다양한 방식으로 구현될 수도 있다. 충전기 메모리(1215)는 기능성을 수행하기 위해 충전기 컨트롤러(1210)에 의해 수신 및 실행되는 명령어를 저장할 수도 있다. 충전기 컨트롤러(1210)는 전력 컨버터(1220)로부터 동작 전력을 수신한다.
몇몇 실시형태에서, 충전 스위치(1235)는 충전기 단자(1115)와 전력 컨버터(1220) 사이에 연결된다. 충전기 컨트롤러(1210)는 충전 스위치(1235)를 제어(예를 들면, 개폐)하여 배터리 팩(100)의 충전을 제어한다. 충전 스위치(1235)는 바이폴라 접합 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터(FET), 등등을 사용하여 구현될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 충전 스위치(1235)는 전력 컨버터(1220)와 접지 단자(1110) 사이에서 전력 컨버터(1220)의 접지 측에 연결될 수도 있다. 충전기 컨트롤러(1210)는 포지티브 전력 단자(1205)를 모니터링하여 배터리 팩(100)의 충전의 상태를 결정할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 백투백(back-to-back) MOSFET가 충전 스위치(1235)에 대해 사용될 수도 있다. MOSFET는, 심지어 MOSFET가 개방되는(즉, 턴오프되는) 경우에도, 소량의 전류가 흐르는 것을 허용하는 바디 다이오드(body diode)를 포함한다. 바디 다이오드가 반대 방향을 향하도록 제2 MOSFET를 제1 MOSFET와 백투백으로 연결하는 것은, MOSFET가 개방되는(즉, 턴오프되는) 경우 충전 단자(1115)를 통해 어떠한 전류도 흐르지 않는 것을 보장할 수도 있다.
예시된 예에서, 충전기 트랜스시버(1230)는 차동 통신 트랜스시버(예를 들면, Texas Instruments SN65HVD7 전이중 RS-485 트랜스시버)로서 구현된다. 충전기 트랜스시버(1230)는 충전기 컨트롤러(1210)로부터 송신 신호(1240)를 수신하고 수신기 신호(1245)를 충전기 컨트롤러(1210)로 전송한다. 충전기 트랜스시버(1230)는 또한 통신 단자에 연결된다.
충전기(1200)가 통신 신호를 연결된 배터리 팩(100)으로 송신할 때, 충전기 컨트롤러(1210)는 송신 인에이블 신호(1250) 외에 송신 신호(1240)를 충전기 트랜스시버(1230)로 전송한다. 충전기 트랜스시버(1230)가 송신 인에이블 신호(1250)를 수신하는 경우, 충전기 트랜스시버(1230)는 포지티브 송신 단자(1125) 및 네거티브 송신 단자(1130)에서 송신 신호(1240)를 상보적 송신 신호로 변환한다.
충전기 트랜스시버(1230)가 충전기 컨트롤러(1210)로부터 수신기 인에이블 신호(1155)를 수신하는 경우, 충전기 트랜스시버(1230)는 포지티브 수신기 단자(1135) 및 네거티브 수신기 단자(1140)로부터 상보적 신호를 수신하고, 상보적 신호를 단일의 수신기 신호(1145)로 변환하고, 그 수신기 신호(1145)를 충전기 컨트롤러(1210)로 전송한다.
다른 실시형태에서, 충전기 트랜스시버(1230) 대신, 충전기(1200)는 별개의 송신 및 수신 컴포넌트, 예를 들면, 송신기 및 수신기를 포함할 수도 있다.
배터리 팩(100)이 전기 디바이스(1000) 또는 충전기(1200)에 처음으로 연결될 때마다, 전기 디바이스(1000) 또는 충전기(1200)가 배치에 대한 허가를 부여 받을 수도 있기 이전에, 완전한 인증 프로세스(full authentication process)가 행해질 수도 있다. 빠른 재인증 피쳐는, 완전한 인증을 요구하지 않으면서, 슬립 이벤트 이후 디바이스용 고속 수단이 재결합하는 것을 가능하게 한다.
이 빠른 재인증 프로세스는, 성공적인 완전한 인증 이후에 시작되는데, 성공적인 완전한 인증에서, 디바이스 컨트롤러(1010)(또는 충전기 컨트롤러(1210))는 난수(또는 일련의 난수)를 생성하고 그들 숫자를 배터리 팩(100)과 공유한다. 이들 숫자는 슬립 상태로부터의 기상 이후 다시 인증하기 위한 빠른 "키"로 사용된다. 기상 이후, 디바이스 컨트롤러(1010)가 그들 값 중 하나를 빠른 인증 위치로 로딩하면, 배터리 팩(100)은 그 자신을 전기 디바이스(1000)에 대해 인증되는 것으로 간주한다. 무효한 값이 로딩되면, 완전한 인증이 필요로 된다.
이것을 달성하기 위해, 배터리 팩(100)은 "QUICK AUTHENTICATION(빠른 인증)" 메모리 위치뿐만 아니라, "SET QUICK AUTHENTICATION(설정된 빠른 인증)" 위치를 갖는다. SET QUICK AUTHENTICATION은 기록 전용일 수도 있고, 배터리 팩(100)이 그 자신을 전기 디바이스(1000)(또는 충전기(1200))에 대해 인증되는 것으로 간주한 이후에만 기록될 수 있을 수도 있다. 일단 배터리 트랜스시버(330)가 슬립 상태에 놓여지면, 배터리 팩(100)은 더 이상 그 자신을 완전히 인증된 것으로 간주하지 않을 수도 있다; 그러나, 배터리 팩(100)이 인증 세션을 삭제하도록 명시적으로 지시 받지 않은 한, 빠른 인증이 이용 가능하다. 이것은, 예를 들면, 전기 디바이스(1000)가 배터리 팩(100)이 방출될 예정이다는 것을 검출하고, 따라서 배터리 팩(100)에게 세션을 삭제할 것을 요청하는 경우에 발생할 수도 있다.
QUICK AUTHENTICATION은 기록 전용일 수도 있으며 완전한 인증을 요구하기 이전에 한 번만 기록될 수 있을 수도 있다. 이것은, 배터리 팩(100)이 인증 상태에 있지 않을 때 기록 가능한 유일한 메모리 위치 중 하나일 수도 있다. QUICK AUTHENTICATION이 (단지 한 번만) 기록된 이후, QUICK AUTHENTICATION에서의 값은 SET QUICK AUTHENTICATION에서의 값에 비교된다. 그들이 매치하면, 배터리 팩(100)은 그 자신을 인증된 것으로 간주한다. 그들이 매치하지 않으면, 배터리 팩(100)은 임의의 다른 통신 이전에 완전한 인증을 요구한다. 이 프로세스는 도 13에 예시된다.
시스템의 전력 차단 프로세스(power down process)를 용이하게 하기 위해, 래치 결합 시스템(latch engagement system)이 래치 인터페이스에 통합될 수도 있다. 이 결합 시스템은, 배터리 팩(100)이 전기 디바이스(1000)로부터 제거될 예정이다는 것을 디바이스 컨트롤러(1010)에 통지할 스위치로 구성될 수도 있다. 따라서, 전기 디바이스(1000)는 자신의 전력 경로의 셧다운 프로시져를 규정하고 그것을 배터리 팩(100)에게 통지할 수도 있다.
배터리 팩(100)과 전기 디바이스(1000) 사이의 통신 세션이 종료되면, 배터리 팩(100)은 인증된 세션을 삭제하고 배터리 트랜스시버(330)를 디스에이블시키고, 기상 회로를 인에이블시킨다. 배터리 팩(100)은, 배터리 트랜스시버(330)를 통한 기상 신호, 및, 그 다음, 유효한 통신 세션을 또 다시 시작하기 위한 재인증을 필요로 할 수도 있다.
전기 디바이스(1000)의 래치가 배터리 팩(100)과 결합되면, 전기 디바이스(1000)는 디스커버리 모드에 진입한다. 디스커버리 모드에서, 전기 디바이스(1000)는 기상 펄스를 전송하고 인증 프로세스를 시작한다. 래치가 결합되지 않으면, 전기 디바이스(1000)는 슬립 모드로 진입하는데, 슬립 모드에서, 전기 디바이스(1000)는, 래치가 결합되는 경우에, 기상할 수도 있다.
물리적 인터페이스 레벨(즉, 배터리 팩(100)과 충전기(1200) 또는 전기 디바이스(1000) 사이의 물리적 인터페이스)에서, 통신 세션 타임아웃이 강제될 수도 있다. 전이중 통신이 허용되기 때문에, 송신기 및 수신기 둘 모두에 대해 별개의 타임아웃 규칙이 존재한다. 요컨대, 통신은 적어도 10 msec마다의 레이트에서 발생해야 한다. 통신이 10 msec 이내에 발생하지 않으면, 물리적 인터페이스는 그 세션의 타임아웃을 선언할 수도 있다. 10 msec 이내에 다수 회의 재시도를 허용하기 위해, 통신 주기는 4 msec 간격으로 설정될 수도 있다. 따라서, 장애가 발생하면, 물리적 인터페이스가 통신 세션의 타임아웃을 선언하여 통신 세션에 장애를 일으키기 이전에 적어도 한 번의 재시도가 허용된다.
송신기 및 수신기 둘 모두의 타이밍이 도 14 내지 도 15에서 예시된다. 하기의 표는 타임아웃 조건의 추가 설명이다.
Figure pct00001
도 9 및 도 11을 참조하면, 전기 디바이스 또는 배터리 충전기의 하나 이상의 수단자(male terminal)의 두께는, 단자(들)의 중량, 강도 및 내구성 특성을 최적화하도록 선택될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 단자는 0.8 밀리미터(mm)와 1.2 mm 사이의 두께를 갖는다. 하나의 예에서, 단자는 약 1 mm의 두께를 갖는다.
몇몇 구성에서, 수단자(1110-1140)는, 축방향으로 연장되는 대향 에지에 의해 연결되는 축방향으로 연장되는 대향 면을 포함하는 일반적으로 평평한 판이다(도 9 및 11 참조). 각각의 단자(1110-1140)는 하우징으로부터 자유 단부(free end)로 연장된다. 몇몇 구성(도 16 참조)에서, 단자(전력 단자(905, 910)를 포함함)는 가이드 레일(1260)의 구조체 위로 연장된다.
몇몇 실시형태(예를 들면, 도 16 및 도 18 참조)에서, 단자(905, 910)는, 예를 들면, 전기 디바이스의 핸들링 동안 또는 낙하 동안 손상으로부터 보호하기 위해, 강도, 내구성, 등등을 증가시키도록 구성될 수도 있다. 하나의 구성(도 16 참조)에서, 단자(예를 들면, 포지티브 전력 단자(905), 접지 단자(910), 등등)는 날개(예를 들면, 포지티브 단자 날개(1605), 접지 단자 날개(1610), 등등)를 포함한다.
예시된 포지티브 단자 날개(1605)는 포지티브 전력 단자(905)와 일체로 형성되며 연결부(connecting portion)(1615) 및 레지부(ledge portion)(1620)를 포함한다. 예시된 구성에서, 레지부(1620)는 디바이스 단자 블록(900)의 제1 측 에지(side edge)를 향해 포지티브 전력 단자(905)에 대해 횡방향으로(예를 들면, 실질적으로 수직으로) 연장된다. 연결부(1615)는 포지티브 전력 단자(905)와 레지부(1620) 사이에서 전이되고(예를 들면, 만곡되고) 포지티브 전력 단자(905)와 레지부(1620)를 연결한다.
유사하게, 예시된 접지 단자 날개(1610)는 접지 단자(910)와 일체로 형성되며 연결부(1625) 및 레지부(1630)를 포함한다. 예시된 구성에서, 레지부(1630)는 디바이스 단자 블록(900)의 대향하는 제2 측 에지를 향해 접지 단자(910)에 대해 횡방향으로(예를 들면, 실질적으로 수직으로) 연장된다. 연결부(1625)는 접지 단자와 레지부(1630) 사이에서 전이되고(예를 들면, 만곡되고) 접지 단자와 레지부(1630)를 연결한다.
단자 날개(1605, 1610)는, 그들이, 각각, 관련된 단자(905, 910)의 축방향 길이의 일부(예를 들면, 축방향 길이의 약 25 %와 약 50 % 사이)에서만 연장되도록 제공될 수도 있다. 관련된 단자 날개(1605, 1610)를 넘어 연장되는 단자(905, 910)의 부분만이 배터리 팩 단자 블록(115)의 암단자(female terminal)(도 19 및 도 20 참조)에 수용될 수도 있다. 단자 날개(1605, 1610)는 전기 디바이스 및 배터리 팩의 단자 사이의 전기적 연결과 간섭하지 않는다. 다른 실시형태에서, 단자 날개(1605, 1610)는 관련된 단자(905, 910)의 전체 축 길이에서 각각 연장될 수도 있다.
도 17을 참조하면, 배터리 팩 하우징(105)은 단자 날개(들)(1605, 1610)를 수용하도록 구성될 수도 있다. 하우징(105)은, 포지티브 전력 단자(905) 및 접지 단자(910)를 각각 수용하기 위한 포지티브 전력 단자 개구(1705) 및 접지 단자 개구(1710)를 포함한다. 예시된 구성에서, 포지티브 전력 단자 개구(1705)는 포지티브 단자 날개(1605)을 수용하도록 성형되는 날개 수용부(1715)를 포함한다. 유사하게, 예시된 접지 단자 개구(1710)는 접지 단자 날개(1610)를 수용하도록 성형되는 날개 수용부(1720)를 포함한다. 날개(1605, 1610)는, 예를 들면, 전기 디바이스의 핸들링 동안 또는 낙하 동안, 배터리 팩과 전기 디바이스 사이에서 힘을 전달하도록, 상대적 이동을 제한하도록, 등등을 하도록, 관련된 날개 수용부(1715, 1720)의 벽과 결합될 수도 있다.
날개가 있는 단자(winged terminal)(905, 910)를 수용하도록 구성되지 않은 배터리 팩 하우징(도시되지 않음)(예를 들면, 날개 수용부(1710, 1720) 없음)은, 그러한 날개가 있는 단자(905, 910)를 포함하는 전기 디바이스 또는 충전기와 전기적으로 연결되는 것이 방지될 수도 있다. 날개가 있는 단자(905, 910)는, 호환되지 않는 배터리 팩과 전기 디바이스 또는 충전기의 전기적 연결을 방지하기 위한 폐쇄 피쳐(lock-out feature)에 기여할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 단자 날개(들)(1605, 1610) 대신 또는 외에, 전력 단자(들) 상에 추가 구조체(예를 들면, 상이한 형상, 구성을 갖는 지지 리브(support rib), 딤플(dimple), 등등)가 제공될 수도 있다. 도 18을 참조하면, 포지티브 전력 단자(905) 및 접지 단자(910)는 하나의 면 상에 하나 이상의 지지 리브(1805)를 구비한다. 리브(들)(1805)는 각각의 단자(905, 910)에 추가적인 지지를 제공한다.
몇몇 실시형태에서(도 18 참조), 리브(1805)는 단자(들)(910)와는 별개이고 단자(들)(910)에 부착된다. 그러한 구성에서, 리브(1805)는 단자(들)(905, 910)(금속으로 형성됨)와는 상이한 재료(예를 들면, 플라스틱)로 형성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서(도 24 내지 도 26 참조), 리브(1805)는 단자(들)(905, 910)와 일체로 형성되고 동일한 재료(예를 들면, 금속)로 이루어진다.
다수의 지지 리브(1805)에서, 리브(1805)는 단자(905, 910)의 면을 따라 (예를 들면, 실질적으로 등거리로) 이격된다. 리브(1805)는, 그들이 관련된 단자(905, 910)의 축방향 길이의 일부(예를 들면, 축방향 길이의 약 25 %와 약 50 % 사이(예를 들면, 약 33 %))에서만 연장되도록 제공될 수도 있다. 리브(1805)를 넘어 연장되는 단자(905, 910)의 부분만이 배터리 팩 단자 블록(115)의 암단자(도 19 및 도 20 참조)에 수용될 수도 있다. 리브(1805)는 전기 디바이스 및 배터리 팩의 단자 사이의 전기적 연결을 방해하지 않는다. 다른 실시형태에서, 리브(1805)는 관련된 단자(905, 910)의 전체 축 길이에서 연장될 수도 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 배터리 팩 하우징(105)은 리브(들)(1805)를 갖는 단자(들)(905, 910)를 수용하도록 구성된다. 특히, 접지 단자 개구(1710) 및 포지티브 전력 단자 개구(1705)의 폭은 리브(1805)를 수용하도록 증가된다.
리브(들)(1805)를 갖는 단자(들)(905, 910)를 수용하도록 구성되지 않는 배터리 팩 하우징(도시되지 않음)(예를 들면, 증가된 폭 단자 개구(들)(1705, 1710)이 없음)은, 그러한 단자(905, 910)를 포함하는 전기 디바이스 또는 충전기와 전기적으로 연결되는 것이 방지될 수도 있다. 리브(들)(1805)를 갖는 단자(들)(905, 910)는, 호환되지 않는 배터리 팩과 전기 디바이스 또는 충전기의 전기적 연결을 방지하기 위한 폐쇄 피쳐에 기여할 수도 있다.
몇몇 구성(도 24 내지 도 26 참조)에서, 하나 이상의 단자(들)(예를 들면, 단자(905, 910))는, 각각, 날개(1605, 1610) 및 리브(1805)를 포함한다. 단자 날개(1605, 1610)는, 그들이, 각각, 관련된 단자(905, 910)의 축방향 길이의 일부(예를 들면, 축방향 길이의 약 75 %와 약 95 % 사이(예를 들면, 약 91%))에서만 연장되도록 제공될 수도 있다. 마찬가지로, 리브(1805)는, 그들이 관련된 단자(905, 910)의 축방향 길이의 일부(예를 들면, 축방향 길이의 약 25 %와 약 50 % 사이(예를 들면, 약 33 %))에서만 연장되도록 제공될 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 리브 및 날개(1605, 1610)의 길이는 상이할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 단자 날개(1605, 1610) 및 리브(1805)는 관련된 단자(905, 910)의 전체 축 길이에서 각각 연장될 수도 있다.
예시된 구성에서, 각각의 날개(1605, 1610)는 관련된 단자(905, 910)를 가지고 형성된다. 예시된 리브(1805)는 또한, 단자(905, 910)의 대향 면이 대응하는 리세스(1810)를 가지도록, 예를 들면, 스탬핑(stamping)에 의해 관련된 단자(905, 910)와 함께 형성된다.
다른 구성(도시되지 않음)에서, 배터리 팩은 수 단자 및 전기 디바이스를 포함할 수도 있고 충전기는 암단자를 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러한 구성(도시되지 않음)에서, 팩 수단자(들)는 날개(들) 및/또는 지지 리브(들)를 포함할 수도 있고, 디바이스 하우징 또는 충전기 하우징은 날개(들), 리브(들), 등등을 수용하기 위한 단자 개구를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 추가적인 지지 구조체가 디바이스 하우징 및 배터리 팩 하우징(105)에 추가된다. 도 21 및 도 22는 단자 블록부(2110)를 포함하는 디바이스 하우징(2105)을 예시한다. 단자 블록부(2110)는 디바이스 단자 블록(900)의 각각의 측면(side surface) 외부에 위치되는 리브(2115)를 포함한다.
도 17을 참조하면, 팩 하우징(105)은 리브(2115)를 수용하도록 구성된다. 팩 하우징(105)에서의 컷아웃(2120)은 배터리 팩이 전기 디바이스에 부착될 때 리브(2115)를 수용한다.
도 23은 단자 블록부(2310)를 포함하는 디바이스 하우징(2305)의 다른 실시형태를 예시한다. 디바이스 하우징(2305)은 하우징(2305)의 양측(즉, 제1 측 및 제2 측) 상에 측면 리브(side surface rib)(2315)를 포함한다. 지지 리브(2320)는 단자 블록부(2310)의 양측에 위치된다. 예시된 지지 리브(2320)는, 디바이스 하우징(2305) 상의 측면 리브(2315)와 비교하여, 안쪽 부분 상에서 제공된다.
추가 연결 리브(2325)는, 지지 리브(2320)와 측면 리브(2315) 사이에 위치된다. 연결 리브(2325)는 지지 리브(2320)를 측면 리브(2315)에 연결하여 지지 리브(2320)를 지지한다. 측면 리브(2315), 지지 리브(2320), 및 연결 리브(2325)를 포함하는 리브 배열은, 예를 들면, 전기 디바이스의 핸들링 동안 또는 낙하 동안 손상으로부터 보호하기 위해, 단자 블록부(2310)에 추가적인 지지를 제공한다.
따라서, 본 발명은, 다른 것들 중에서도, 배터리 팩 단자 구성을 제공할 수도 있다. 구성은 저전력 단자 및/또는 전력 단자의 한 행으로부터 이격되는 하나 이상의 통신 단자의 행을 포함할 수도 있다. 본 발명은, 배터리 팩의 모든 배터리 셀로부터, 전력을 공급 받는 전기 디바이스로 감소된 전압을 제공하도록 동작 가능한 저전력 회로를 포함하는 배터리 팩을 제공할 수도 있다. 본 발명은, 단자 지지 구조체(예를 들면, 날개, 하나 이상의 리브, 등등)를 갖는 단자(예를 들면, 수 블레이드 단자(male blade terminal))를 제공할 수도 있다.
본 발명의 하나 이상의 독립적인 피쳐 및/또는 독립적인 이점은 청구범위에서 기술될 수도 있다.

Claims (61)

  1. 배터리 팩으로서,
    하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀;
    포지티브 전력 단자(positive power terminal), 네거티브 전력 단자(negative power terminal), 및 저전력 단자(low power terminal)를 포함하는 복수의 단자;
    상기 복수의 배터리 셀을 상기 저전력 단자 및 상기 네거티브 전력 단자에 연결하여 제1 전압을 출력하는 저전력 회로; 및
    상기 복수의 배터리 셀을 상기 포지티브 전력 단자 및 상기 네거티브 전력 단자에 연결하여 제2 전압 - 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 더 큼 - 을 출력하는 전력 회로
    를 포함하는, 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압은 약 5 V인 것인, 배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전압은 약 80 V인 것인, 배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압은 약 80 V인 것인, 배터리 팩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저전력 회로는 변압기를 포함하는 것인, 배터리 팩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 팩을 제어하여 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 선택적으로 출력하도록 동작 가능한 컨트롤러를 더 포함하는, 배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 단자는 통신 단자를 포함하고, 상기 통신 단자는, 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되고 상기 컨트롤러와 외부 디바이스 사이에서 통신하도록 동작 가능하며, 상기 통신 단자는 상기 포지티브 전력 단자 및 상기 네거티브 전력 단자로부터 분리되는(isolate) 것인, 배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 복수의 단자를 지지하는 단자 블록을 포함하고, 상기 포지티브 전력 단자 및 상기 네거티브 전력 단자는 제1 행에 배열되며, 상기 통신 단자는 상기 제1 행으로부터 이격되는 제2 행에 배열되는 것인, 배터리 팩.
  9. 배터리 팩을 사용하여 배터리 구동 디바이스(battery-powered device)를 동작시키는 방법으로서,
    상기 배터리 구동 디바이스는, 디바이스 하우징, 상기 디바이스 하우징에 의해 지지되는 부하, 및 상기 디바이스 하우징에 의해 지지되는 디바이스 컨트롤러를 포함하고, 상기 배터리 팩은 팩 하우징, 및 상기 디바이스 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀을 포함하고, 상기 방법은,
    상기 디바이스 컨트롤러에 전력을 공급하기 위해 상기 복수의 배터리 셀로부터 상기 배터리 구동 디바이스로 제1 전압을 공급하는 단계; 및
    상기 배터리 구동 디바이스에 전력을 공급하기 위해 상기 복수의 배터리 셀로부터 상기 배터리 구동 디바이스로 제2 전압을 공급하는 단계
    를 포함하는, 배터리 구동 디바이스를 동작시키는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제1 전압을 공급하는 단계는, 변압기를 사용하여, 상기 복수의 배터리 셀의 전압을 상기 제1 전압으로 감소시키는 단계를 포함하는 것인, 배터리 구동 디바이스를 동작시키는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    제1 전압을 공급하는 단계는 약 5 V를 공급하는 단계를 포함하는 것인, 배터리 구동 디바이스를 동작시키는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    제2 전압을 공급하는 단계는 약 80 V를 공급하는 단계를 포함하는 것인, 배터리 구동 디바이스를 동작시키는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    컨트롤러를 사용하여, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 선택적으로 공급하도록 상기 배터리 팩을 제어하는 단계를 더 포함하는, 배터리 구동 디바이스를 동작시키는 방법.
  14. 배터리 팩으로서,
    하우징;
    상기 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀;
    컨트롤러; 및
    포지티브 전력 단자, 네거티브 전력 단자 및 통신 단자를 포함하는 복수의 단자
    를 포함하고, 상기 통신 단자는, 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되고 상기 컨트롤러와 외부 디바이스 사이에서 통신하도록 동작 가능하며, 상기 통신 단자는 상기 포지티브 전력 단자 및 상기 네거티브 전력 단자로부터 분리되는 것인, 배터리 팩.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 복수의 단자를 지지하는 단자 블록을 포함하고, 상기 포지티브 전력 단자 및 상기 네거티브 전력 단자는 제1 행에 배열되며, 상기 통신 단자는 상기 제1 행으로부터 이격되는 제2 행에 배열되는 것인, 배터리 팩.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 단자는 저전력 단자를 포함하고, 상기 배터리 팩은,
    상기 복수의 배터리 셀을 상기 저전력 단자 및 상기 네거티브 전력 단자에 연결하여 제1 전압을 출력하는 저전력 회로; 및
    상기 복수의 배터리 셀을 상기 포지티브 전력 단자 및 상기 네거티브 전력 단자에 연결하여 제2 전압 - 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 더 큼 - 을 출력하는 전력 회로
    를 더 포함하는 것인, 배터리 팩.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 저전력 회로는 변압기를 포함하는 것인, 배터리 팩.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 배터리 팩을 제어하여 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 선택적으로 출력하도록 동작 가능한 것인, 배터리 팩.
  19. 전기적 조합부(electrical combination)로서,
    전기 디바이스; 및
    배터리 팩
    을 포함하고,
    상기 전기 디바이스는,
    디바이스 하우징;
    상기 디바이스 하우징에 의해 지지되는 부하;
    상기 디바이스 하우징에 의해 지지되는 디바이스 컨트롤러; 및
    디바이스 포지티브 전력 단자, 디바이스 네거티브 전력 단자, 및 디바이스 저전력 단자를 포함하는 복수의 디바이스 단자
    를 포함하고,
    상기 배터리 팩은,
    팩 하우징;
    상기 팩 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀;
    상기 디바이스 포지티브 전력 단자에 전기적으로 연결 가능한 팩 포지티브 전력 단자(pack positive power terminal), 상기 디바이스 네거티브 전력 단자에 전기적으로 연결 가능한 팩 네거티브 전력 단자(pack negative power terminal), 및 상기 디바이스 저전력 단자에 전기적으로 연결 가능한 팩 저전력 단자(pack low power terminal)를 포함하는 복수의 팩 단자(pack terminal);
    상기 복수의 배터리 셀을 상기 디바이스 저전력 단자 및 상기 팩 네거티브 전력 단자에 연결하여 상기 디바이스 컨트롤러에 전력을 공급하기 위한 제1 전압을 출력하는 저전력 회로; 및
    상기 복수의 배터리 셀을 상기 팩 포지티브 전력 단자 및 상기 팩 네거티브 전력 단자에 연결하여 상기 부하에 전력을 공급하기 위한 제2 전압 - 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 더 큼 - 을 출력하는 전력 회로
    를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 전압은 약 5 V인 것인, 전기적 조합부.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 전압은 약 80 V인 것인, 전기적 조합부.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 제2 전압은 약 80 V인 것인, 전기적 조합부.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 저전력 회로는 변압기를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 상기 배터리 팩을 제어하여 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 선택적으로 출력하도록 동작 가능한 팩 컨트롤러를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 팩 단자는 팩 통신 단자를 포함하고, 상기 팩 통신 단자는 상기 팩 컨트롤러에 전기적으로 연결되고 상기 팩 컨트롤러와 외부 디바이스 사이에서 통신하도록 동작 가능하며, 상기 팩 통신 단자는 상기 팩 포지티브 전력 단자 및 상기 팩 네거티브 전력 단자로부터 분리되는 것인, 전기적 조합부.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 팩 하우징은 상기 복수의 팩 단자를 지지하는 팩 단자 블록을 포함하고, 상기 팩 포지티브 전력 단자 및 상기 팩 네거티브 전력 단자는 제1 행에서 배열되며, 상기 팩 통신 단자는 상기 제1 행으로부터 이격되는 제2 행에서 배열되는 것인, 전기적 조합부.
  27. 배터리 팩, 및 축을 따라 상기 배터리 팩에 전기적으로 연결 가능한 전기 디바이스 중 하나에 대한 단자로서,
    상기 축을 따라 연장되며 축방향으로 연장되는 대향 에지(opposite axially-extending edges)에 의해 연결되는 축방향으로 연장되는 대향 면(opposite axially-extending faces)을 구비하는 단자 블레이드; 및
    상기 축을 가로질러 그리고 연관된 면 너머 연장되는 단자 지지부
    를 포함하는, 단자.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 단자 지지부는 하나의 에지에 연결되는 횡방향 날개(transverse wing)를 포함하는 것인, 단자.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 횡방향 날개는 상기 단자 블레이드로 형성되는 것인, 단자.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 단자 블레이드는 자유 단부와 대향 단부 사이에서 축방향 길이를 가지며, 상기 횡방향 날개는 상기 대향 단부 근처로부터 상기 자유 단부를 향해 상기 축방향 길이의 약 25 %와 약 50 % 사이의 거리로 연장되는 것인, 단자.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 단자 블레이드는 자유 단부와 대향 단부 사이에서 축방향 길이를 가지며, 상기 횡방향 날개는 상기 대향 단부 근처로부터 상기 자유 단부를 향해 상기 축방향 길이의 약 75 %와 약 95 % 사이의 거리로 연장되는 것인, 단자.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 단자 지지부는 또한 상기 연관된 면 상에 적어도 하나의 리브(rib)를 포함하는 것인, 단자.
  33. 제27항에 있어서,
    상기 단자 지지부는 상기 연관된 면 상에 적어도 하나의 리브를 포함하는 것인, 단자.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 단자 블레이드는 자유 단부와 대향 단부 사이에서 축방향 길이를 가지며, 상기 단자 지지부는 상기 대향 단부 근처로부터 상기 자유 단부를 향해 상기 축방향 길이의 약 25 %와 약 50 % 사이의 거리로 연장되는 것인, 단자.
  35. 제27항에 있어서,
    상기 단자 블레이드는 자유 단부와 대향 단부 사이에서 축방향 길이를 가지며, 상기 단자 지지부는 상기 대향 단부 근처로부터 상기 자유 단부를 향해 상기 단자 블레이드의 상기 축방향 길이보다 더 적은 거리로 연장되는 것인, 단자.
  36. 배터리 팩, 및 축을 따라 상기 배터리 팩에 전기적으로 연결 가능한 전기 디바이스 중 하나에 대한 단자 블록으로서,
    하우징; 및
    포지티브 전력 단자 및 접지 단자를 포함하는 복수의 단자
    를 포함하고,
    적어도 하나의 단자는, 상기 축을 따라 연장되며 축방향으로 연장되는 대향 에지에 의해 연결되는 축방향으로 연장되는 대향 면을 구비하는 단자 블레이드, 및 상기 축을 가로질러 그리고 연관된 면 너머 연장되는 단자 지지부를 포함하는 것인, 단자 블록.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 포지티브 전력 단자는 단자 블레이드 및 단자 지지부를 포함하는 것인, 단자 블록.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 접지 단자는 단자 블레이드 및 단자 지지부를 포함하는 것인, 단자 블록.
  39. 제38항에 있어서,
    각각의 단자 지지부는 하나의 에지에 연결되는 횡방향 날개를 포함하는 것인, 단자 블록.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 단자 블록은 제1 측(side) 및 대향하는 제2 측을 구비하고, 상기 포지티브 전력 단자는 상기 제1 측을 향해 위치되고, 상기 포지티브 전력 단자의 단자 지지부는 상기 제1 측을 향해 연장되고, 상기 접지 단자는 상기 제2 측을 향해 위치되며, 상기 접지 단자의 단자 지지부는 상기 제2 측을 향해 연장되는 것인, 단자 블록.
  41. 제39항에 있어서,
    각각의 단자 지지부는 또한 상기 연관된 면 상에 적어도 하나의 리브를 포함하는 것인, 단자 블록.
  42. 제36항에 있어서,
    상기 접지 단자는 단자 블레이드 및 단자 지지부를 포함하는 것인, 단자 블록.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 단자 지지부는 하나의 에지에 연결되는 횡방향 날개를 포함하는 것인, 단자 블록.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 횡방향 날개는 상기 단자 블레이드로 형성되는 것인, 단자 블록.
  45. 제36항에 있어서,
    상기 단자 지지부는 상기 연관된 면 상에 적어도 하나의 리브를 포함하는 것인, 단자 블록.
  46. 제36항에 있어서,
    상기 단자 블레이드는 자유 단부와 대향 단부 사이에서 축방향 길이를 가지며, 상기 단자 지지부는 상기 대향 단부 근처로부터 상기 자유 단부를 향해 상기 단자 블레이드의 상기 축방향 길이보다 더 적은 거리로 연장되는 것인, 단자 블록.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 거리는 상기 축방향 길이의 약 25 %와 약 50 % 사이에 있는 것인, 단자 블록.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 거리는 상기 축방향 길이의 약 75 %와 약 95 % 사이에 있는 것인, 단자 블록.
  49. 전기적 조합부로서,
    배터리 팩; 및
    전기 디바이스
    를 포함하고,
    상기 배터리 팩은,
    팩 하우징;
    상기 팩 하우징에 의해 지지되는 복수의 배터리 셀; 및
    상기 배터리 셀에 전기적으로 연결되는 팩 단자
    를 포함하고,
    상기 전기 디바이스는,
    디바이스 하우징;
    상기 디바이스 하우징에 의해 지지되는 회로; 및
    상기 회로에 전기적으로 연결되고 상기 회로를 하나 이상의 배터리 셀에 전기적으로 연결하기 위해 상기 팩 단자에 전기적으로 연결 가능한 디바이스 단자
    를 포함하며,
    상기 팩 단자 및 상기 디바이스 단자 중 하나는,
    축을 따라 연장되며 축방향으로 연장되는 대향 에지에 의해 연결되는 축방향으로 연장되는 대향 면을 구비하는 단자 블레이드, 및
    상기 축을 가로질러 그리고 연관된 면 너머 연장되는 단자 지지부
    를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 디바이스 단자는 상기 단자 블레이드 및 상기 단자 지지부를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 팩 포지티브 전력 단자 및 팩 접지 단자를 포함하고, 상기 전기 디바이스는, 상기 팩 포지티브 전력 단자에 전기적으로 연결 가능한 디바이스 포지티브 전력 단자 및 상기 팩 접지 단자에 전기적으로 연결 가능한 디바이스 접지 단자를 포함하며, 상기 디바이스 포지티브 전력 단자는 상기 단자 블레이드 및 상기 단자 지지부를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 디바이스 접지 단자는 단자 블레이드 및 단자 지지부를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  53. 제52항에 있어서,
    각각의 단자 지지부는 하나의 에지에 연결되는 횡방향 날개를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 팩 하우징 및 상기 디바이스 하우징의 대향하는 하우징은, 상기 단자 블레이드를 수용하는 제1 부분 및 상기 횡방향 날개를 수용하는 횡방향 제2 부분을 갖는 개구를 규정(define)하는 것인, 전기적 조합부.
  55. 제53항에 있어서,
    상기 전기 디바이스는 제1 측 및 대향하는 제2 측을 갖는 단자 블록을 포함하고, 상기 디바이스 포지티브 전력 단자는 상기 제1 측을 향해 위치되고, 상기 디바이스 포지티브 전력 단자의 상기 횡방향 날개는 상기 제1 측을 향해 연장되며, 상기 디바이스 접지 단자는 상기 제2 측을 향해 위치되며, 상기 디바이스 접지 단자의 횡방향 날개는 상기 제2 측을 향해 연장되는 것인, 전기적 조합부.
  56. 제53항에 있어서,
    각각의 단자 지지부는 상기 연관된 면 상에 적어도 하나의 리브를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  57. 제49항에 있어서,
    상기 접지 단자는 단자 블레이드 및 단자 지지부를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  58. 제49항에 있어서,
    상기 단자 지지부는 상기 연관된 면에 연결되는 적어도 하나의 리브를 포함하는 것인, 전기적 조합부.
  59. 제49항에 있어서,
    상기 단자 블레이드는 자유 단부와 대향 단부 사이에서 축방향 길이를 가지며, 상기 단자 지지부는 상기 대향 단부 근처로부터 상기 자유 단부를 향해 상기 단자 블레이드의 상기 축방향 길이보다 더 적은 거리로 연장되는 것인, 전기적 조합부.
  60. 제59항에 있어서,
    상기 거리는 상기 축방향 길이의 약 25 %와 약 50 % 사이에 있는 것인, 전기적 조합부.
  61. 제59항에 있어서,
    상기 거리는 상기 축방향 길이의 약 75 %와 약 95 % 사이에 있는 것인, 전기적 조합부.
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