WO2020013363A1 - 이동단말기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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WO2020013363A1
WO2020013363A1 PCT/KR2018/007972 KR2018007972W WO2020013363A1 WO 2020013363 A1 WO2020013363 A1 WO 2020013363A1 KR 2018007972 W KR2018007972 W KR 2018007972W WO 2020013363 A1 WO2020013363 A1 WO 2020013363A1
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WO
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battery
charging
charges
voltage
preset
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PCT/KR2018/007972
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English (en)
French (fr)
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하민훈
김형석
김상훈
박찬신
양부영
우준형
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엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/725—Cordless telephones

Definitions

  • the present invention relates to a mobile terminal control method thereof. More specifically, the present invention can be applied to a technical field for preventing aging of a battery included in a mobile terminal.
  • Terminals may be divided into mobile / portable terminals and stationary terminals according to their mobility.
  • the mobile terminal may be further classified into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether a user can directly carry it.
  • the functions of mobile terminals are diversifying. For example, data and voice communication, taking a picture and video with a camera, recording a voice, playing a music file through a speaker system, and outputting an image or video to a display unit.
  • Some terminals have an electronic game play function or a multimedia player function.
  • recent mobile terminals may receive multicast signals that provide visual content such as broadcasting, video, and television programs.
  • such a terminal is a multimedia player having a complex function such as taking a picture or a video, playing a music or video file, playing a game, or receiving a broadcast. Is being implemented.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problem and other problems through the specification of the present invention as well.
  • the present invention proposes a solution for preventing battery aging by assigning a weight to the number of battery charges according to factors affecting battery degradation in changing the charge voltage according to the number of battery charges.
  • the present invention is to propose a solution to prevent battery aging by giving a weight according to the battery charge temperature (high temperature) and the duration of the battery charge number in changing the charge voltage according to the number of battery charges.
  • the present invention is to propose a solution to prevent battery aging by giving a weight according to the battery charge voltage (high voltage) and its duration in the charge voltage changes according to the number of battery charges.
  • the present invention is to propose a solution for preventing battery aging by reducing the current of the constant current charging section in response to the number of battery charges in changing the charge voltage according to the number of charges of the battery.
  • An electronic device for achieving the above object is a battery that is charged by applying a voltage, a monitoring device for monitoring the charging condition of the battery and the number of charges of the battery, the voltage applied to the battery And a controller for controlling a battery charger, the battery, the monitoring device, and the battery charger, wherein the controller is configured to set the number of charges when the battery is charged with a preset charging condition. And control the monitoring device to control the monitoring device and to apply a voltage corresponding to the adjusted number of charges to the battery.
  • the electronic device control method for achieving the above object, the electronic device control method, monitoring the charging condition and the number of charges of the battery included in the electronic device, the charging condition of the battery is preset And adjusting the number of charges in response to the preset condition, and adjusting the charging voltage applied to the battery based on the adjusted number of charges.
  • a solution which prevents battery aging by reflecting factors affecting battery degradation in the number of battery charges is provided.
  • a solution for preventing battery aging by assigning a weight according to the battery charge temperature (high temperature) and its duration To provide.
  • a solution for preventing battery aging by assigning a weight according to the battery charge voltage (high voltage) and its duration To provide.
  • a solution for preventing battery aging by reducing the current of the constant current charging section corresponding to the number of battery charges do.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal related to the present invention.
  • 1B and 1C are conceptual views of one example of a mobile terminal, viewed from different directions.
  • FIG. 2 is a block diagram including the main block of the electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a graph illustrating a one-time charge cycle of a battery included in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an anti-aging algorithm of a battery included in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a table for explaining factors (high temperature and high voltage) influencing battery aging in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating the table of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a graph illustrating a range in which a weight is assigned to factors affecting battery aging in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph illustrating the weight of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a graph illustrating a factor (constant current) influencing battery aging in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a table for explaining a battery anti-aging charging algorithm in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph illustrating a battery anti-aging charging algorithm in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal described herein includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant, a portable multimedia player, a navigation, a slate PC , Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, and the like. have.
  • FIG. 1A is a block diagram illustrating a mobile terminal related to the present invention.
  • 1B and 1C are conceptual views of one example of a mobile terminal, viewed from different directions.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a controller 180, and a power supply unit 190. ) May be included.
  • the components shown in FIG. 1A are not essential to implementing the mobile terminal 100, so the mobile terminal 100 described herein may have more or fewer components than those listed above. have.
  • the wireless communication unit 110 of the components, between the mobile terminal 100 and the wireless communication system, between the mobile terminal 100 and another mobile terminal 100, or the mobile terminal 100 and the external server It may include one or more modules that enable wireless communication therebetween.
  • the wireless communication unit 110 may include one or more modules for connecting the mobile terminal 100 to one or more networks.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of the broadcast receiving module 111, the mobile communication module 112, the wireless internet module 113, the short range communication module 114, and the location information module 115. .
  • the input unit 120 may include a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, an audio input unit, or a user input unit 123 for receiving information from a user. , Touch keys, mechanical keys, and the like.
  • the voice data or the image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a control command of the user.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the mobile terminal 100, surrounding environment information surrounding the mobile terminal 100, and user information.
  • the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • Optical sensors e.g. cameras 121), microphones (see 122), battery gauges, environmental sensors (e.g.
  • the mobile terminal 100 disclosed in the present specification may combine and use information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is used to generate an output related to sight, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a haptic module 153, and an optical output unit 154. can do.
  • the display unit 151 forms a layer structure with or is integrally formed with the touch sensor, thereby implementing a touch screen.
  • the touch screen may function as a user input unit 123 that provides an input interface between the mobile terminal 100 and the user, and may also provide an output interface between the mobile terminal 100 and the user.
  • the interface unit 160 serves as a path to various types of external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 connects a device equipped with a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input / output (I / O) port, a video input / output (I / O) port, and an earphone port.
  • I / O audio input / output
  • I / O video input / output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the mobile terminal 100.
  • the memory 170 may store a plurality of application programs or applications driven in the mobile terminal 100, data for operating the mobile terminal 100, and instructions. At least some of these applications may be downloaded from an external server via wireless communication.
  • at least some of these application programs may exist on the mobile terminal 100 from the time of shipment for basic functions of the mobile terminal 100 (for example, a call forwarding, a calling function, a message receiving, and a calling function).
  • the application program may be stored in the memory 170 and installed on the mobile terminal 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the mobile terminal 100.
  • the controller 180 In addition to the operation related to the application program, the controller 180 typically controls the overall operation of the mobile terminal 100.
  • the controller 180 may provide or process information or a function appropriate to a user by processing signals, data, information, and the like, which are input or output through the above-described components, or by driving an application program stored in the memory 170.
  • controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive an application program stored in the memory 170. Furthermore, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the mobile terminal 100 to drive the application program.
  • the power supply unit 190 receives power from an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power to each component included in the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 includes a battery, which may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other in order to implement an operation, control, or control method of the mobile terminal 100 according to various embodiments described below.
  • the operation, control, or control method of the mobile terminal 100 may be implemented on the mobile terminal 100 by driving at least one application program stored in the memory 170.
  • the input unit 120 is for inputting image information (or signal), audio information (or signal), data, or information input from a user.
  • image information or signal
  • audio information or signal
  • data or information input from a user.
  • the mobile terminal 100 includes one or more images.
  • the camera 121 may be provided.
  • the camera 121 may be part of the mobile terminal 100 of the present invention, or may be configured to include the mobile terminal 100. That is, the camera 121 and the mobile terminal 100 of the present invention may include at least some common features or configurations.
  • the camera 121 processes image frames such as still images or moving images obtained by the image sensor in the video call mode or the photographing mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 or stored in the memory 170.
  • the plurality of cameras 121 provided in the mobile terminal 100 may be arranged to form a matrix structure, and through the camera 121 forming a matrix structure in this way, the mobile terminal 100 may have various angles or focuses.
  • the plurality of pieces of image information may be input.
  • the plurality of cameras 121 may be arranged in a stereo structure to acquire a left image and a right image for implementing a stereoscopic image.
  • the sensing unit 140 senses at least one of information in the mobile terminal 100, surrounding environment information surrounding the mobile terminal 100, and user information, and generates a sensing signal corresponding thereto.
  • the controller 180 may control driving or operation of the mobile terminal 100 or perform data processing, function or operation related to an application program installed in the mobile terminal 100 based on the sensing signal. Representative sensors among various sensors that may be included in the sensing unit 140 will be described in more detail.
  • the proximity sensor 141 refers to a sensor that detects the presence or absence of an object approaching a predetermined detection surface or an object present in the vicinity without using a mechanical contact by using an electromagnetic force or infrared rays.
  • the proximity sensor 141 may be disposed in the inner region of the mobile terminal 100 covered by the touch screen described above or near the touch screen.
  • the proximity sensor 141 examples include a transmission photoelectric sensor, a direct reflection photoelectric sensor, a mirror reflection photoelectric sensor, a high frequency oscillation proximity sensor, a capacitive proximity sensor, a magnetic proximity sensor, and an infrared proximity sensor.
  • the proximity sensor 141 may be configured to detect the proximity of the object by the change of the electric field according to the proximity of the conductive object.
  • the touch screen (or touch sensor) itself may be classified as a proximity sensor.
  • the proximity sensor 141 may detect a proximity touch and a proximity touch pattern (for example, a proximity touch distance, a proximity touch direction, a proximity touch speed, a proximity touch time, a proximity touch position, and a proximity touch movement state). have.
  • the controller 180 processes data (or information) corresponding to the proximity touch operation and the proximity touch pattern detected through the proximity sensor 141 as described above, and further, provides visual information corresponding to the processed data. It can be output on the touch screen. Further, the controller 180 may control the mobile terminal 100 to process different operations or data (or information) according to whether the touch on the same point on the touch screen is a proximity touch or a touch touch. .
  • the touch sensor applies a touch (or touch input) applied to the touch screen (or the display unit 151) using at least one of various touch methods such as a resistive film method, a capacitive method, an infrared method, an ultrasonic method, and a magnetic field method. Detect.
  • the touch sensor may be configured to convert a change in pressure applied to a specific portion of the touch screen or capacitance generated at the specific portion into an electrical input signal.
  • the touch sensor may be configured to detect a position, an area, a pressure at the touch, a capacitance at the touch, and the like, when the touch object applying the touch on the touch screen is touched on the touch sensor.
  • the touch object is an object applying a touch to the touch sensor and may be, for example, a finger, a touch pen or a stylus pen, a pointer, or the like.
  • the touch controller processes the signal (s) and then transmits the corresponding data to the controller 180.
  • the controller 180 can know which area of the display unit 151 is touched.
  • the touch controller may be a separate component from the controller 180 or may be the controller 180 itself.
  • the controller 180 may perform different control or perform the same control according to the type of touch object that touches the touch screen (or a touch key provided in addition to the touch screen). Whether to perform different control or the same control according to the type of touch object may be determined according to the operation state of the mobile terminal 100 or an application program being executed.
  • the touch sensor and the proximity sensor described above may be independently or combined, and may be a short (or tap) touch, a long touch, a multi touch, a drag touch on a touch screen. ), Flick touch, pinch-in touch, pinch-out touch, swipe touch, hovering touch, etc. A touch can be sensed.
  • the ultrasonic sensor may recognize location information of a sensing object using ultrasonic waves.
  • the controller 180 can calculate the position of the wave generation source through the information detected from the optical sensor and the plurality of ultrasonic sensors.
  • the position of the wave source can be calculated using the property that the light is much faster than the ultrasonic wave, that is, the time that the light reaches the optical sensor is much faster than the time when the ultrasonic wave reaches the ultrasonic sensor. More specifically, the position of the wave generation source may be calculated using a time difference from the time when the ultrasonic wave reaches the light as the reference signal.
  • the camera 121 which has been described as the configuration of the input unit 120, includes at least one of a camera sensor (eg, CCD, CMOS, etc.), a photo sensor (or an image sensor), and a laser sensor.
  • a camera sensor eg, CCD, CMOS, etc.
  • a photo sensor or an image sensor
  • a laser sensor e.g., a laser sensor
  • the camera 121 and the laser sensor may be combined with each other to detect a touch of a sensing object with respect to a 3D stereoscopic image.
  • the photo sensor may be stacked on the display element, which is configured to scan the movement of the sensing object in proximity to the touch screen. More specifically, the photo sensor mounts a photo diode and a transistor (TR) in a row / column to scan contents loaded on the photo sensor by using an electrical signal that changes according to the amount of light applied to the photo diode. That is, the photo sensor calculates coordinates of the sensing object according to the amount of light change, and thus, the position information of the sensing object can be obtained.
  • TR transistor
  • the disclosed mobile terminal 100 includes a terminal body in the form of a bar.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type, and two or more bodies which are coupled to be movable relative to each other.
  • a description of a particular type of optical device may generally apply to other types of optical device.
  • the terminal body may be understood as a concept that refers to the mobile terminal 100 as at least one aggregate.
  • the mobile terminal 100 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an external appearance. As shown, the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102. Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102. At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • a case eg, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the mobile terminal 100 may include a front case 101 and a rear case 102.
  • Various electronic components are disposed in the internal space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102.
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102.
  • the display unit 151 may be disposed in front of the terminal body to output information. As shown, the window 151a of the display unit 151 may be mounted to the front case 101 to form a front surface of the terminal body together with the front case 101.
  • an electronic component may be mounted on the rear case 102.
  • Electronic components attachable to the rear case 102 include a removable battery, an identification module, a memory card, and the like.
  • the rear cover 102 may be detachably coupled to the rear case 102 to cover the mounted electronic component. Therefore, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102, the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside.
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a portion of the side surface of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the coupling. On the other hand, the rear cover 103 may be provided with an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • the cases 101, 102, and 103 may be formed by injecting a synthetic resin, or may be formed of a metal, for example, stainless steel (STS), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like.
  • STS stainless steel
  • Al aluminum
  • Ti titanium
  • the mobile terminal 100 may be configured such that one case may provide the internal space, unlike the above example in which a plurality of cases provide an internal space for accommodating various electronic components.
  • the mobile terminal 100 of the unibody that the synthetic resin or metal from the side to the rear may be implemented.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a waterproof portion (not shown) to prevent water from seeping into the terminal body.
  • the waterproof portion is provided between the window 151a and the front case 101, between the front case 101 and the rear case 102 or between the rear case 102 and the rear cover 103, and a combination thereof. It may include a waterproof member for sealing the inner space.
  • the mobile terminal 100 includes a display unit 151, first and second sound output units 152a and 152b, a proximity sensor 141, an illuminance sensor 142, an optical output unit 154, and first and second units.
  • the cameras 121a and 121b, the first and second manipulation units 123a and 123b, the microphone 122, the interface unit 160, and the like may be provided.
  • the display unit 151, the first sound output unit 152a, the proximity sensor 141, the illuminance sensor 142, and the light output unit may be disposed on the front surface of the terminal body.
  • the first camera 121a and the first operation unit 123a are disposed, and the second operation unit 123b, the microphone 122, and the interface unit 160 are disposed on the side of the terminal body.
  • the mobile terminal 100 in which the second sound output unit 152b and the second camera 121b are disposed on the rear surface of the mobile terminal 100 will be described as an example.
  • first manipulation unit 123a may not be provided on the front surface of the terminal body, and the second sound output unit 152b may be provided on the side of the terminal body instead of the rear surface of the terminal body.
  • the display unit 151 displays (outputs) information processed by the mobile terminal 100.
  • the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven in the mobile terminal 100 or user interface (UI) and graphical user interface (GUI) information according to the execution screen information. .
  • UI user interface
  • GUI graphical user interface
  • the display unit 151 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display (flexible display). display, a 3D display, or an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible display
  • display a 3D display, or an e-ink display.
  • two or more display units 151 may exist according to an implementation form of the mobile terminal 100.
  • the plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface of the mobile terminal 100, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 151 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 151 so as to receive a control command by a touch method.
  • the touch sensor may sense the touch, and the controller 180 may generate a control command corresponding to the touch based on the touch sensor.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers or menu items that can be indicated or designated in various modes.
  • the touch sensor is formed of a film having a touch pattern and disposed between the window 151a and the display (not shown) on the rear surface of the window 151a or directly patterned on the rear surface of the window 151a. It can also be Alternatively, the touch sensor may be integrally formed with the display. For example, the touch sensor may be disposed on a substrate of the display or provided in the display.
  • the display unit 151 may form a touch screen together with the touch sensor.
  • the touch screen may function as the user input unit 123 (see FIG. 1A).
  • the touch screen may replace at least some functions of the first manipulation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver for transmitting a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b may be a loud speaker for outputting various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. It can be implemented in the form of).
  • a sound hole for emitting sound generated from the first sound output unit 152a may be formed in the window 151a of the display unit 151.
  • the present invention is not limited thereto, and the sound may be configured to be emitted along an assembly gap between the structures (for example, a gap between the window 151a and the front case 101).
  • an externally formed hole may be invisible or hidden for sound output, thereby simplifying the appearance of the mobile terminal 100.
  • the light output unit 154 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event may include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the controller 180 may control the light output unit 154 to end the light output.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or a moving image obtained by the image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 151 and stored in the memory 170.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be collectively referred to as a manipulating portion as an example of the user input unit 123 operated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100. have.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be adopted in any manner as long as the user is tactile manner such as touch, push, scroll, and the like while the user is tactile.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be employed in such a manner that the first and second manipulation units 123a and 123b are operated without a tactile feeling by the user through proximity touch, hovering touch, or the like.
  • the first operation unit 123a is illustrated as being a touch key, but the present invention is not limited thereto.
  • the first manipulation unit 123a may be a mechanical key or a combination of a touch key and a push key.
  • the contents input by the first and second manipulation units 123a and 123b may be variously set.
  • the first operation unit 123a receives a command such as a menu, a home key, a cancellation, a search, etc.
  • the second operation unit 123b is output from the first or second sound output units 152a and 152b.
  • the user may receive a command such as adjusting the volume of the sound and switching to the touch recognition mode of the display unit 151.
  • a rear input unit (not shown) may be provided on the rear surface of the terminal body.
  • the rear input unit is manipulated to receive a command for controlling the operation of the mobile terminal 100, and the input contents may be variously set. For example, commands such as power on / off, start, end, scroll, etc., control of the volume of sound output from the first and second sound output units 152a and 152b, and the touch recognition mode of the display unit 151. Commands such as switching can be received.
  • the rear input unit may be implemented in a form capable of input by touch input, push input, or a combination thereof.
  • the rear input unit may be disposed to overlap the front display unit 151 in the thickness direction of the terminal body.
  • the rear input unit may be disposed at the rear upper end of the terminal body so that the user can easily manipulate the index body when the user grips the terminal body with one hand.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the position of the rear input unit may be changed.
  • the rear input unit when the rear input unit is provided at the rear of the terminal body, a new type user interface using the same may be implemented.
  • the touch screen or the rear input unit described above replaces at least some functions of the first operation unit 123a provided in the front of the terminal body, the first operation unit 123a is not disposed on the front of the terminal body.
  • the display unit 151 may be configured with a larger screen.
  • the mobile terminal 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the controller 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 151 or the user input unit 123.
  • the microphone 122 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 122 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 160 serves as a path for connecting the mobile terminal 100 to an external device.
  • the interface unit 160 may be connected to another device (for example, an earphone or an external speaker), a port for short-range communication (for example, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port (Bluetooth). Port), a wireless LAN port, or the like, or at least one of a power supply terminal for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 160 may be implemented in the form of a socket for receiving an external card such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), a memory card for storing information.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • the second camera 121b may be disposed on the rear surface of the terminal body. In this case, the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
  • Such a camera may be referred to as an 'array camera'.
  • the second camera 121b is configured as an array camera, images may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and images of better quality may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b.
  • the flash 124 shines light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
  • the second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
  • the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • the terminal body may be provided with at least one antenna for wireless communication.
  • the antenna may be built in the terminal body or formed in the case.
  • an antenna that forms part of the broadcast receiving module 111 (refer to FIG. 1A) may be configured to be pulled out from the terminal body.
  • the antenna may be formed in a film type and attached to the inner side of the rear cover 103, or may be configured such that a case including a conductive material functions as an antenna.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (see FIG. 1A) for supplying power to the mobile terminal 100.
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 embedded in the terminal body or detachably configured from the outside of the terminal body.
  • the battery 191 may be configured to receive power through a power cable connected to the interface unit 160.
  • the battery 191 may be configured to enable wireless charging through a wireless charger.
  • the wireless charging may be implemented by a magnetic induction method or a resonance method (magnetic resonance method).
  • the rear cover 103 is coupled to the rear case 102 to cover the battery 191 to limit the detachment of the battery 191 and to protect the battery 191 from external shock and foreign matter.
  • the rear cover 103 may be detachably coupled to the rear case 102.
  • FIG. 2 is a block diagram including a main block of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • An electronic device may include a battery 210, a battery charger 220, a charger device 230, and an application processor 240.
  • the battery 210 may be a device that converts external electrical energy into chemical energy and stores electricity as a secondary battery to generate electricity when needed.
  • a secondary battery may be used as a name of "rechargeable battery” to mean that it can be charged several times, and a nickel-based battery or a lithium-based battery may be used as the battery.
  • Nickel-based batteries are inexpensive but have memory phenomena and may be difficult to use in the mobile terminal 100 (refer to FIG. 1) described in FIG.
  • lithium-based batteries particularly lithium-ion batteries
  • present invention is not limited thereto because it is characterized in adjusting the voltage applied to the secondary battery.
  • the battery 210 of the present invention which is a secondary battery, can be used semi-permanently through charging.
  • the battery deterioration phenomenon in which the battery charge capacity is lost by repeated charging and discharging may be a problem.
  • the battery 210 may include a temperature sensor 211 for measuring the temperature of the battery 210.
  • the battery charger 220 is a component that charges the battery 210 by applying a voltage to the battery 210.
  • An input current controller 221 for adjusting a current flowing from an adapter 250 connected to a power source is input.
  • the battery charger 220 described in the present specification basically means a configuration for charging the battery 210 and may have more components than those listed above or fewer components than essential components.
  • the monitoring device 230 may measure a voltage of the battery 210 and measure a current through which a voltage is applied to the battery 210. In some cases, the monitoring device 230 may measure the charging capacity and the maximum charging capacity of the battery, and may measure the number of battery charging times.
  • the monitoring device 230 may measure the temperature of the battery through the temperature sensor 211 provided inside the battery 210.
  • the electronic device according to the present invention may include a separate battery temperature detector (not shown), and may transmit the same to the monitoring device 230.
  • the monitoring device 230 may perform a function of counting the number of charges of the battery 210 and adjusting the counted number of charges in response to the battery charging condition. It may be desirable to detect the temperature of the battery through.
  • the monitoring device 230 may be connected to the battery charger 220 such that the charger output controller 222 of the battery charger 220 may control the charging voltage according to the measurement result of the monitoring device 230.
  • the number of charges herein does not mean only the number of times the battery has reached the maximum charging capacity, but may be the sum of the ratios of the increase of the charging capacity of the battery to the maximum charging capacity.
  • the battery reaches the maximum charging capacity in the discharged state as the number of charges.However, only half of the maximum charging capacity is discharged in the discharged state and only half of the maximum charge capacity is discharged in the discharged state. can see.
  • the number of charges may be measured as a relative value of the charge capacity relative to the maximum charge capacity.
  • the application 240 is a program that operates through a voltage applied by the battery 210 and may correspond to all components that require power in the electronic device.
  • a controller (not shown) for controlling the battery 210, the battery charger 220, and the monitoring device 230 may be further included.
  • FIG 3 is a graph illustrating a one-time charge cycle of a battery included in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • One charge cycle of the battery may be a cycle of charging from a fully discharged state to a fully charged (fully charged) state.
  • the battery 210 of the present invention refers to a secondary battery
  • FIG. 3 is a view illustrating a constant current-constant voltage charging method widely used as a secondary battery charging method.
  • FIG. 3 illustrates a constant current-constant voltage charging method of the lithium ion battery, but the present invention also applies to other secondary batteries using the constant current-constant voltage charging method. This can be applied.
  • the battery of FIG. 3 may not be charged because the voltage of the battery of FIG. 3 is lower than Vb1 (about 2.5V) (section A).
  • the section A corresponds to the preparation section, and in section A, the preparation current Ic1 (about 128 mA to 2048 mA) may be constantly introduced to raise the voltage of the battery to Vb1 or more.
  • the period A is omitted and the process may immediately enter the section B because Vb1 is maintained even during discharge.
  • Section B is a constant current charging section that can occupy most of the charging time (5% to 85%).
  • the constant current may be defined as a constant current that can be quickly charged without overwhelming the lithium ion battery. That is, the section B is a section in which the constant current Ic 2 (about 500 mA to 3000 mA) is constantly introduced, and the voltage of the lithium ion battery may be gradually increased as the constant current is constantly introduced.
  • section B the voltage of the lithium ion battery is relatively low, so the voltage difference with the battery charger is high, which prevents the high current from flowing in and damages the cells of the lithium ion battery.
  • section B corresponds to the section that raises the voltage constant.
  • the voltage of the lithium ion battery passes through section B and reaches the voltage of section C, and the battery charger 220 (see FIG. 1) may stop the constant current charging and switch to the constant voltage charging mode.
  • the C section corresponds to the constant voltage charging section
  • the constant voltage charging section corresponds to the section maintaining Vb2 which is the same voltage as the fully charged voltage of the lithium ion battery.
  • Vb2 typically corresponds to 3.5V at 4.4V, and in some cases can have a voltage of 4.45V.
  • Section C corresponds to a section in which the voltage before charging is kept constant and the amount of current flowing into the lithium ion battery is made small to prevent the lithium ion battery from becoming excessively charged even when the lithium ion battery is charged and charged.
  • charging may be stopped when the current applied to the battery reaches the termination current Ic3 which is the current at which the battery is fully charged.
  • the present invention reduces the size of the constant current (Ic2) and the size of the constant voltage (Vb2) corresponding to the number of charges, which may affect the aging of the battery, wherein the number of charges is the weight of the factors affecting the aging of the battery The number of times granted.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an anti-aging algorithm of a battery included in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention provides an electronic device including a rechargeable battery to measure the number of charges to prevent aging of the battery, give a weight corresponding to the charging condition to the measured number of charges, and apply to the battery in response to the weighted charges It is characterized by controlling the voltage.
  • the weighted number of charges may be the sum of weighted charges for each charge of the battery and the sum of the weighted charges.
  • the charging of the battery does not mean that the battery reaches a fully charged state in a discharged state, but may mean a number of times that the battery is charged and terminated after some charging.
  • the battery when the battery is charged from 40% to 60% state, the battery can be regarded as being charged 0.2 times.
  • the electronic device can recognize the number of charges as 0.2 + @. .
  • the electronic device may differently control the voltage applied to the battery when the total number of charged charges is greater than or equal to the reference number.
  • the total number of charges of the battery may be stored in a memory included in the electronic device and used when charging the battery by a processor included in the electronic device.
  • the monitoring device 230 of FIG. 2 may count the number of charges and store the total number of charges.
  • the voltage corresponding to the total number of charges may correspond to the constant voltage Vb2 described with reference to FIG. 3. That is, when the total number of charges of the electronic device according to the present invention is greater than or equal to a predetermined number of times, the electronic device may apply a voltage to reduce the constant voltage of the battery.
  • the electronic device may count the number of times the battery is actually charged in response to the applied voltage (S403).
  • the configuration of counting the number of times the battery is actually charged may be the monitoring device 230 of FIG. 2.
  • the actual number of charges may be a ratio of charge to charge capacity of the battery.
  • the charging capacity may be reduced as the battery ages.
  • the monitoring device 230 may measure and reflect the charging capacity of the battery.
  • the electronic device may monitor a charging condition in which the battery is charged by applying a voltage, and determine whether the monitored charging condition satisfies a preset condition (S404).
  • the monitoring device 230 of FIG. 2 may monitor the current applied to the battery and the voltage of the battery while counting the number of charges, and determine whether the current applied to the battery and the voltage of the battery satisfy the preset condition. can do. This will be described in detail in the following drawings.
  • the battery charging temperature may be considered, and although the battery charger 220 is disclosed as a configuration for measuring the temperature in FIG. 2, this may be a monitoring device 230, and in some cases, measured by another configuration. Can receive the temperature. This will be described in detail in the following drawings.
  • the electronic device may add the weight corresponding to the preset charging condition to the actual number of charges and add it to the total number of charges (S405). .
  • the electronic device has a feature of controlling the corresponding charging voltage in consideration of the condition (environment) in which the pre-charged battery is charged, not controlling only the battery charging voltage in consideration of the total number of actual charges.
  • the electronic device may add the actual number of charges to the total number of charges (S406).
  • whether the battery charging condition is satisfied may vary while charging the battery.
  • the battery may not satisfy the preset charging condition for 0.5 charges in the discharged state, and may satisfy the preset charging conditions for 0.5 charges to 0.7 charges.
  • the electronic device according to the present invention may add a weight (@) to 0.2 times satisfying the preset charging condition and add 0.5, the number of charges not satisfying the preset charging condition, to the total number of charges. That is, the electronic device according to the present invention may add ( 0.2 + @) + 0.5 to the total number of charges.
  • the charging may be terminated (S407).
  • the electronic device according to the present invention may add up the number of charges during charging of the battery, or may add up when charging is completed.
  • the electronic device changes the total number of charges to the memory or the monitoring device 230 to the total number of charges by adding up the number of charges according to the battery charge, and when the battery is charged again, the battery corresponding to the changed total number of charges In step S402, a voltage may be applied.
  • the electronic device of the present invention reflects the condition in which the battery is charged through the flow chart in the total number of charges, and can adjust the voltage applied to the battery based on the bar chart, thereby effectively responding to aging due to battery use.
  • the electronic device of the present invention monitors the charging condition of the battery 210 and the number of charges of the battery 210 and the battery 210 that are charged by applying a voltage 210 (see FIG. 2).
  • the battery device is controlled to control the monitoring device 230 to adjust the number of charges in response to the preset charging condition, and apply a voltage corresponding to the adjusted number of charges to the battery 210. 220 may be controlled.
  • the number of charges is the sum of the charge ratios to the charge capacity of the battery 210, and the controller may adjust the charge counts by assigning a weight to the charge ratio to the charge capacity in response to a preset charging condition.
  • the number of charges may be viewed as the number of charge ratios accumulated in the charge capacity of the battery 210.
  • the charging capacity may decrease as the battery ages, and the monitoring device 230 may monitor the charging capacity of the battery 210 and the charging ratio with respect to the charging capacity of the battery 210.
  • the preset charging conditions described below include the temperature, the high voltage and the temperature high voltage duration, but the present invention is characterized by reflecting the factors affecting aging in the battery charging times in the battery charging, the preset charging conditions May also include other factors that affect aging when the battery charges.
  • FIG. 5 is a table illustrating factors (high temperature and high voltage) influencing battery aging in an electronic device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a graph illustrating the table of FIG. 5.
  • Batteries that are secondary batteries may affect battery aging when charged at high temperatures or when the voltage charged is high.
  • the table of FIG. 5 shows the percentage by which the battery charge capacity decreases in response to the voltage at which the battery is charged and the temperature at which the battery is charged in floating charging the mobile terminal for 15 days and 21 days.
  • the battery charging capacity is greatly reduced when the battery is charged at a high temperature of 45 ° C., and the charging capacity is greatly reduced when the battery is charged at a high voltage (4.40V). .
  • the electronic device may monitor the device to adjust the number of charges in response to the charging temperature when the temperature at which the battery is charged corresponds to a preset temperature. Can be controlled.
  • the electronic device corresponds to the preset time in order to reflect the charging temperature and time factors affecting the battery aging, the battery lasts in a predetermined temperature range including the preset temperature or the preset temperature. If so, the monitoring device can be controlled to adjust the number of charges in response to the charge temperature and time.
  • the electronic device may control the monitoring device to adjust the number of charges in response to the charging voltage when the charging of the battery corresponds to the preset voltage, in order to reflect the charging voltage factors affecting battery aging. have.
  • the electronic device according to the present invention may control the monitoring device to adjust the number of charges in consideration of charge voltage factors and charge temperature that affect battery aging at the same time. That is, the electronic device according to the present invention may control the monitoring device to adjust the number of charges in consideration of weights due to a plurality of factors affecting battery aging.
  • the time factor affecting banner aging may be reflected based on the time to reach a preset ratio of the battery's charge capacity.
  • 5 and 6 disclose data of floating charging, but when the user charges using an electronic device, the time for reaching the preset ratio to the charging capacity may be increased than the floating charging time. Therefore, the number of charges may be adjusted in response to the corresponding charging temperature or pressure by reflecting the increased time.
  • FIG. 7 is a graph illustrating a range in which weights are assigned to factors influencing battery aging in an electronic device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 illustrates weights of FIG. 7. It is a graph.
  • FIG. 7 shows charge voltage (vertical axis) and charge temperature (horizontal axis) as factors influencing battery aging, and shows an area 700 that is weighted by the number of charges due to battery aging. It is displaying.
  • FIG. 7 illustrates an area 700 that is weighted when the battery charging voltage is 4.05V or more and 4.40V or less and when the battery charging temperature is 20 ° C or more and 45 ° C or less, but the weight is given.
  • the area 700 may be changed in an equal range through repeated experiments.
  • the weighted region may be displayed as a three-dimensional region in consideration of a time factor, but FIG. 7 illustrates a two-dimensional region corresponding to the charging voltage and the charging temperature.
  • the number of charges according to the present invention may be defined as the sum of the charge ratios to the battery charge capacity, and the controller may assign the weight illustrated in FIG. 8 to the charge ratio to the charge capacity when the battery is charged in response to a preset charging condition. Can be.
  • the number of charges may be adjusted by adding 0.5 to the weight of 0.050. (Or, the number of 0.5 (1 + 0.05) charges may be adjusted by adding a weight of 0.05 to 0.5, and the weight may vary with repeated experiments.)
  • FIG. 9 is a graph illustrating a factor (constant current) influencing battery aging in an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9C corresponds to the charge / discharge current / charge capacity of the battery with C-rate. That is, C may correspond to the current value Ic2 during the constant current charging described with reference to FIG.
  • the charging capacity can be rapidly reduced according to the number of times by applying a large current to the battery. In this case, however, rapid charging may be advantageous.
  • the magnitude of the current may also affect the charging capacity of the battery. Therefore, the magnitude of the current applied to the battery is also weighted as described with reference to FIGS. 5 and 6, which may be a factor in considering the number of charges.
  • the current applied to the battery may be used as a variable that corresponds to the number of charges adjusted to prevent aging of the battery, which will be described below.
  • FIG. 10 is a table illustrating a battery anti-aging charging algorithm in an electronic device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 11 is a graph for explaining a battery anti-aging charging algorithm in an electronic device according to an embodiment of the present invention. to be.
  • the cycle of FIG. 10 may correspond to the adjusted number of charges described above.
  • Vfloat of FIG. 10 may correspond to the charging voltage (or applied voltage) Vb2 during the constant voltage charging described in FIG. 2, and may vary in response to the adjusted number of charges.
  • the charging current of FIG. 10 may correspond to the charging current during the constant current charging described with reference to FIG. 2, and may vary in response to the adjusted number of charging such as Vfloat.
  • the C-rate concept is described instead of the Ic2 value of FIG. 2.
  • the controller included in the electronic device in a cycle in which the battery is fully charged, controls the battery charger to charge the constant voltage after constant current charging, and when the adjusted number of charges exceeds the preset number of times,
  • the battery charger may be controlled to reduce the voltage applied to the battery during the constant voltage charging.
  • the table of FIG. 10 shows that the adjusted number of charges in An embodiment of reducing the charging voltage as it increases.
  • the electronic device adjusts (decreases) the voltage applied corresponding to the adjusted number of charges instead of the actual number of charges. It can respond more effectively to the aging phenomenon.
  • controller included in the electronic device may control the battery charger such that the current applied to the battery is reduced during the constant current charging when the adjusted number of charges exceeds the preset number.
  • the table of FIG. 10 shows that the adjusted number of charges in It includes an embodiment that decreases the charging C-rate as increases.
  • the electronic device according to the present invention is applied in response to the adjusted number of charges, not the actual number of charges It is possible to more efficiently cope with battery aging by adjusting (reducing) the voltage.
  • the electronic device according to the present invention charges the constant voltage charging voltage and the constant current charging voltage to 4.45V and 3A, respectively, up to 200 cycles or less, and the constant voltage charging voltage and the constant current charging voltage after 200 cycles and 300 cycles or less. Can be charged to 4.40V and 2.9A, respectively. That is, the electronic device according to the present invention may cope with battery aging by gradually decreasing the constant voltage charging voltage and the constant current charging current as the adjusted number of charges increases.

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Abstract

이동 단말기(전자기기)에 포함되는 배터리가 반복되는 충방전을 통해 노화되는 것을 최소화하기 위해, 전압을 인가하여 충전되는 배터리, 상기 배터리의 충전 조건 및 상기 배터리의 충전 횟수를 모니터링 하는 모니터링 디바이스, 상기 배터리에 인가되는 전압을 조절하는 배터리 차저, 상기 배터리, 상기 모니터링 디바이스 및 상기 배터리 차저를 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 배터리가 기 설정된 충전 조건으로 충전되는 경우, 상기 충전 횟수를 상기 기 설정된 충전 조건에 대응하여 조정되도록 상기 모니터링 디바이스를 제어하고, 상기 조정된 충전 횟수에 대응되는 전압을 상기 배터리에 인가하도록 상기 배터리 차저를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동단말기(전자기기)를 제공한다.

Description

이동단말기 및 그 제어 방법
본 발명은 이동단말기 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 이동단말기에 포함되는 배터리의 노화를 방지하는 기술 분야에 적용 가능하다.
단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
최근, 스마트폰 등 다양한 기능을 구비하는 이동 단말기가 널리 보급되고 있는데, 이러한 기능들을 보조해 주기 위해서는 충분한 배터리 용량이 필요하다. 다만, 이와 같이 요구되는 배터리 용량은 충전 및 방전에 따른 사용횟수가 증가할수록 열화에 의하여 감소하게 된다. 이에 따라서, 사용횟수가 증가하더라도 배터리의 열화를 최소화하는, 이른바 배터리 노화방지가 연구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제 및 기타 본 발명의 명세서를 통해 기타 문제들 역시 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 배터리 충전 횟수에 따른 충전 전압을 변화함에 있어, 배터리 충전 횟수에 배터리 열화에 영향은 주는 요소들에 따른 가중치를 부여하여 배터리 노화를 방지하는 솔루션을 제안하고자 한다.
본 발명은 배터리 충전 횟수에 따른 충전 전압을 변화함에 있어, 배터리 충전 횟수에 배터리 충전 온도(고온) 및 그 지속시간에 따른 가중치를 부여하여 배터리 노화를 방지하는 솔루션을 제안하고자 한다.
본 발명은 배터리 충전 횟수에 따른 충전 전압을 변화함에 있어, 배터리 충전 횟수에 배터리 충전 전압(고전압) 및 그 지속시간에 따른 가중치를 부여하여 배터리 노화를 방지하는 솔루션을 제안하고자 한다.
본 발명은 배터리 충전 횟수에 따른 충전 전압을 변화함에 있어, 배터리 충전 횟수에 대응하여 정전류(Constant Current) 충전구간의 전류를 감소하여 배터리 노화를 방지하는 솔루션을 제안하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는, 전압을 인가하여 충전되는 배터리, 상기 배터리의 충전 조건 및 상기 배터리의 충전 횟수를 모니터링하는 모니터링 디바이스, 상기 배터리에 인가되는 전압을 조절하는 배터리 차저(Charger), 상기 배터리, 상기 모니터링 디바이스 및 상기 배터리 차저를 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 배터리가 기설정된 충전 조건으로 충전되는 경우, 상기 충전 횟수를 상기 기설정된 충전 조건에 대응하여 조정되로고 상기 모니터링 디바이스를 제어하고, 상기 조정된 충전 횟수에 대응되는 전압을 상기 배터리에 인가하도록 상기 배터리 차저를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 제어방법 전자기기 제어방법은, 상기 전자기기에 포함되는 배터리의 충전 조건 및 충전 횟수를 모니터링 하는 단계, 상기 배터리의 충전 조건이 기설정 조건에 대응되는 경우, 상기 충전 횟수를 상기 기설정 조건에 대응하여 조정하는 단계, 상기 조정된 충전 횟수를 기초하여 상기 배터리에 인가하는 충전 전압을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이동 단말기 및 그 제어방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 충전횟수에 따라 배터리 충전 전압을 조정함에 있어서, 배터리 충전횟수에 배터리 열화에 영향을 미치는 요인은 반영하여 배터리 노화를 방지하는 솔루션을 제공한다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 충전횟수에 따라 배터리 충전 전압을 조정함에 있어서, 배터리 충전횟수에 배터리 충전 온도(고온) 및 그 지속시간에 따른 가중치를 부여하여 배터리 노화를 방지하는 솔루션을 제공한다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 충전횟수에 따라 배터리 충전 전압을 조정함에 있어서, 배터리 충전 횟수에 배터리 충전 전압(고전압) 및 그 지속시간에 따른 가중치를 부여하여 배터리 노화를 방지하는 솔루션을 제공한다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 충전횟수에 따라 배터리 충전 전압을 조정함에 있어서, 배터리 충전 횟수에 대응하여 정전류(Constant Current) 충전구간의 전류를 감소하여 배터리 노화를 방지하는 솔루션을 제공한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기의 주요 블록을 포함하는 블록도 이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에 포함되는 배터리의 1회 충전 사이클을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4은 본 발명에 일실시예에 의한 전자기기에 포함되는 배터리의 노화방지 알고리즘을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에서 배터리 노화에 영향을 주는 요인(고온 및 고전압)을 설명하기 위한 테이블이다.
도 6은 도 5의 테이블을 도시화한 그래프이다.
도 7는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에서 배터리 노화에 영향을 주는 요인에서 가중치(weight)가 부여되는 범위를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8는 도 7의 가중치(weigth)를 도시화한 그래프이다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에서 배터리 노화에 영향을 주는 요인(정전류)을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에서 배터리 노화방지 충전 알고리즘을 설명하기 위한 테이블이다.
도 11는 본 발명의 일실시에에 의한 전자기기에서 배터리 노화방지 충전 알고리즘을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 해당 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치 정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기(100) 내 정보, 이동 단말기(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅틱 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기(100) 상에서 구현될 수 있다.
입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다.
카메라(121)는 본 발명의 이동 단말기(100)의 일부가 될 수도 있고, 또는 이동 단말기(100)를 포함하는 구성이 될 수 있다. 즉, 카메라(121) 및 본 발명의 이동 단말기(100)는 적어도 일부의 공통된 특징 또는 구성을 포함할 수 있다.
카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 이동 단말기(100) 내 정보, 이동 단말기(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기(100)의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 광학 장치의 특정 유형에 관련될 것이나, 광학 장치의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 광학 장치에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기의 주요 블록을 포함하는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 배터리(210), 배터리 차저 (220, Charger IC), 모니터링 디바이스(230) 및 응용프로그램(240, Application Processor)를 포함할 수 있다.
배터리(210)는 2차 전지로 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때 전기를 만들어 내는 장치일 수 있다. 2차 전지는 여러 번 충전할 수 있다는 뜻으로 "충전식 전지(rechargeable battery)"라는 명칭으로 쓰일 수 있으며, 전지로 니켈계열 전지 또는 리튬계열 전지가 이용될 수 있다.
니켈계열 전지는 값이 싸지만 메모리 현상이 있어 도1에서 설명한 이동단말기(100, 도 1 참조)에는 이용되기 어려울 수 있다.
따라서, 이하에서는 리튬계열 전지(특히 리튬이온전지)로 한정하여 설명한다. 다만, 본 발명은 2차 전지에 인가되는 전압을 조절하는데 특징이 있는바 이에 한정되지 않는다.
2차 전지인 본 발명의 배터리(210)는 충전을 통해 반영구적으로 쓸 수 있지만, 충전 및 방전을 반복함에 따라 그만큼 배터리 충전 용량이 손실되는 배터리 열화현상이 문제될 수 있다.
배터리 열화현상을 야기하는 한 요인으로 배터리의 온도가 있을 수 있으며, 따라서, 배터리(210)는 배터리(210)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(211)를 포함할 수 있다.
배터리 차저(220)는 배터리(210)에 전압을 인가하여 배터리(210)를 충전하는 구성요소로, 전원과 연결되는 어댑터(250, Adapter)에서 유입되는 전류를 조절하는 인풋 전류 제어부(221, Input Current Controller), 충전 전압을 제어하는 차저 아웃풋 제어부(222, Charger Output Controller), 배터리의 충방전을 전환하는 스위치 소자(260, Battery FET)을 제어하는 스위치 제어부(223, Battery FET Controller)를 포함할 수 있다.
다만, 본 명세서 상에서 설명되는 배터리 차저(220)는 기본적으로 배터리(210)를 충전하기 위한 구성을 의미하여 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 필수적인 구성을 제외한 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
모니터링 디바이스(230)은 배터리(210)의 전압을 측정하고, 배터리(210)에 전압이 인가되어 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 모니터링 디바이스(230)는 배터리의 충전 용량 및 최대 충전 용량을 측정할 수 있으며, 배터리 충전 횟수를 측정할 수 있다.
또한, 모니터링 디바이스(230)는 배터리(210) 내부에 구비되는 온도 센서(211)을 통해 배터리의 온도를 측정할 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 전자기기는 별도의 배터리 온도 검출부(미도시)를 포함하고, 이를 모니터링 디바이스(230)에 전송할 수 있다.
다만, 이하에서 설명하는 바와 같이 모니터링 디바이스(230)은 배터리(210) 충전 횟수를 카운팅하고, 배터리 충전 조건에 대응하여 카운팅된 충전 횟수를 조정하는 기능을 수행할 수 있는바, 모니터링 디바이스(230)를 통해 배터리의 온도를 검출함이 바람직할 수 있다.
모니터링 디바이스(230)는 모니터링 디바이스(230)의 측정 결과에 따라 배터리 차저(220)의 차저 아웃풋 제어부 (222)가 충전 전압을 제어할 수 있도록 배터리 차저(220)와 연결될 수 있다.
여기서 말하는 충전 횟수는 배터리가 최대 충전 용량에 도달한 횟수만을 의미하는 것은 아니고, 배터리가 최대 충전 용량 대비 충전 용량이 증가된 비율을 합한 것일 수 있다.
즉, 배터리가 방전상태에서 최대 충전 용량에 도달한 것을 1회 충전 횟수로 볼 수 있지만, 방전상태에서 최대 충전 용량의 반만 충전하고 다시 방전상태에서 최대 충전 용량의 반만 충전한 것을 1회 충전 횟수로 볼 수 있다.
배터리의 최대 충전 용량은 사용에 따라 감소할 수 있으므로 충전 횟수는 최대 충전 용량 대비 충전 용량의 상대 값으로 측정될 수 있다.
응용프로그램(240)은 배터리(210)가 인가하는 전압을 통해 작동하는 프로그램으로 전자기기에서 전력이 필요한 모든 구성요소에 대응될 수 있다.
또한, 도 2에서는 구체적으로 도시하지 않았지만, 배터리(210), 배터리 차저(220) 및 모니터링 디바이스(230)을 제어하는 컨트롤러(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에 포함되는 배터리의 1회 충전 사이클을 설명하기 위한 그래프이다.
배터리의 1회 충전 사이클은 완전 방전 상태에서 완전 충전(완충) 상태까지 충전되는 사이클일 수 있다.
본 발명의 배터리(210)는 2차 전지를 의미하며, 도 3에서는 2차 전지 충전방법으로 널리 이용되는 정전류(Constant Current)-정전압(Constant Voltage) 충전방식을 나타낸 도면이다.
이동단말기의 경우 배터리(210)로 리튬이온 전지를 주로 사용하고 있어, 도 3에서는 리튬이온 전지의 정전류-정전압 충전방식을 설명하고 있으나, 정전류-정전압 충전방식을 사용하는 다른 2차 전지에도 본 발명이 적용될 수 있다.
리튬이온 전지는 장기간 사용하지 않다가 방전상태에서 충전하려고 하면 도 3의 배터리의 전압이 Vb1 (약 2.5V)이하로 낮은 상태(A구간)이기 때문에 충전이 되지 않을 수 있다.
A 구간은 준비구간에 해당하며, A구간에서는 배터리의 전압을 Vb1이상으로 올리기 위해 준비 전류인 Ic1(약 128mA 내지 2048mA)가 일정하게 유입될 수 있다.
다만, 일반적으로 충방전을 반복하며 사용되는 리튬이온 전지의 경우 방전 시에도 Vb1 이상을 유지하기 때문에 A 구간이 생략되고 바로 B 구간으로 진입할 수 있다.
B 구간은 정전류 충전구간으로 충전 시간의 대부분(5%~85%)를 차지할 수 있다. 여기서 정전류란 리튬이온전지에 무리가 가지 않으면서 빠르게 충전할 수 있는 일정한 전류로 정의될 수 있다. 즉, B 구간은 정전류인 Ic2(약 500mA내지 3000mA)가 일정하게 유입되는 구간이며, 정전류가 일정하게 유입됨에 따라 리튬이온 전지의 전압 점진적으로 높아질 수 있다.
B구간은 리튬이온 전지의 전압이 상대적으로 낮기 때문에 배터리 차저와의 전압차가 높아 순간적으로 높은 전류가 유입되어 리튬이온 전지의 셀이 파손되는 것을 방지하는 구간으로, 전류를 일정하게 공급하면서 리튬이온 전지의 전압을 일정하게 높여주는 구간에 해당한다.
리튬이온 전지의 전압은 B구간을 지나 C 구간의 전압에 다다르게 되고, 배터리 차처(220, 도 1참고)는 정전류 충전을 멈추고 정전압 충전 모드로 전환할 수 있다.
C 구간은 정전압 충전 구간에 대응되며, 정전압 충전 구간은 리튬이온 배터리의 완충 전 전압과 동일한 전압인 Vb2를 유지하는 구간에 해당한다.
Vb2는 보통 3.5V에서 4.4 V에 해당하며, 경우에 따라서는 4.45V의 전압을 가질 수 있다.
C 구간에서는 배터리의 전압을 일정하게 유지하면서 충전하기 위해 유입되는 전류가 점진적으로 감소하며, 완충 상태에 도달할 수 있다.
C 구간은 완충 전 전압을 일정하게 유지하고 리튬이온 전지에 유입되는 전류량을 작게 하여 리튬이온 전지가 완충 후 충전상태를 유지하더라도 리튬이온 전지에 무리가 가는 것을 방지하는 구간에 해당한다.
C 구간은 배터리에 인가되는 전류가 배터리가 완충되는 전류인 종지 전류(Ic3)에 도달하는 경우 충전이 중단될 수 있다.
본 발명은 배터리의 노화에 영향을 줄 수 있는 정전류(Ic2)의 크기 및 정전압(Vb2)의 크기를 충전횟수에 대응하여 감소하는데 있으며, 이때 충전 횟수는 배터리의 노화에 영향을 주는 요인의 가중치가 부여된 횟수이다.
도 4은 본 발명에 일실시예에 의한 전자기기에 포함되는 배터리의 노화방지 알고리즘을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
본 발명은 충전식 배터리를 포함하는 전자기기가 배터리의 노화방지를 위해 충전 횟수를 측정하고, 측정된 충전 횟수에 충전 조건에 대응되는 가중치를 부여하고, 가중치가 부여된 충전 횟수에 대응하여 배터리에 인가되는 전압을 제어하는데 특징이 있다.
가중치가 부여된 충전 횟수는 배터리의 충전 마다 충전 횟수에 가중치를 부여하고 가중치가 부여된 충전 횟수의 총합일 수 있다.
배터리의 충전은 배터리가 방전 상태에서 완충상태에 이르는 것을 의미하지 않고, 배터리에 전원을 인가하고 일부 충전 후 충전을 종료한 횟수를 의미할 수 있다.
즉, 배터리의 충전 용량이 40% 상태에서 60%상태까지 충전 시 배터리는 0.2 회 충전된 것으로 볼 수 있으며, 충전 조건에 따라 가중치가 부여된 경우 0.2+@ 충전 횟수로 전자기기는 인식할 수 있다.
이때, 전자기기는 가중치가 부여된 충전 횟수의 총합이 기준 횟수 이상인 경우 배터리에 인가되는 전압을 달리 제어할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 전자기기는 전자기기에 전원을 연결하여 충전을 시작하면(S401), 배터리의 총 충전횟수에 대응하는 전압을 배터리에 인가할 수 있다(S402).
배터리의 총 충전횟수는 전자기기에 포함되는 메모리에 저장되어 전자기기에 포함되는 프로세서에 의해 배터리 충전 시 이용될 수 있다.
경우에 따라서는 도 2의 모니터링 디바이스(230)가 충전 횟수를 카운팅 하며 총 충전 횟수를 저장하고 있을 수 있다.
여기서 총 충전 횟수에 대응하는 전압은 도 3에서 설명한 정전압(Vb2)에 대응될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전자기기는 총 충전 횟수가 기설정 횟수 이상인 경우 배터리의 정전압이 감소되로록 전압을 인가할 수 있다.
배터리에 전압이 인가되는 경우, 본 발명에 따른 전자기기는 인가된 전압에 대응하여 배터리가 실제 충전된 횟수를 카운팅 할 수 있다(S403). 배터리가 실제 충전된 횟수를 카운팅하는 구성으로는 도 2의 모니터링 디바이스(230)일 수 있다.
실제 충전 횟수는 배터리의 충전 용량 대비 충전 비율일 수 있다.
다만, 충전 용량은 배터리의 노화에 따라 감소할 수 있는바 이를 위해 모니터링 디바이스(230)는 배터리의 충전 용량을 측정하여 이를 반영할 수 있다.
본 발명에 따른 전자기기는 배터리가 전압이 인가되어 충전되는 충전 조건을 모니터링하고, 모리터링 된 충전 조건이 기설정 조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S404).
구체적으로, 도 2의 모니터링 디바이스(230)는 충전 횟수를 카운팅하면서, 배터리에 인가되는 전류 및 배터리의 전압을 모니터링 할 수 있으며, 배터리에 인가되는 전류 및 배터리의 전압이 기설정 조건을 만족하는지 판단할 수 있다. 이와 관련하여서는 이하 도면에서 구체적으로 설명한다.
배터리 충전 조건으로 배터리 충전 온도를 고려할 수 있으며, 도 2에서 온도를 측정하는 구성으로 배터리 차저(220)를 개시하고 있지만, 이는 모니터링 디바이스(230)일 수 있으며, 경우에 따라서는 다른 구성에 의해서 측정되어 온도를 수신할 수 있다. 이과 관련하여서는 이하 도면에서 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 전자기기는 배터리 충전 조건이 기설정 조건을 만족하는 경우(S404, Yes), 실제 충전 횟수에 기설정 충전 조건에 대응되는 가중치를 부여하여 총 충전 횟수에 합산할 수 있다(S405).
즉, 본 발명에 따른 전자기기는 실제 충전 횟수의 총합만을 고려하여 배터리 충전 전압을 제어하는 것이 아니라, 기 배터리가 충전된 조건(환경)을 고려하여 대응되는 충전 전압을 제어하는데 특징이 있다.
본 발명에 따른 전자기기는 배터리 충전 조건이 기설정 조건을 만족하지 않는 경우(S404, No), 실제 충전 횟수를 총 충전 횟수에 합산할 수 있다(S406).
이때, 배터리 충전 조건이 만족하는지 여부는 배터리를 충전하면서 가변될 수 있다. 예를 들어, 배터리가 방전상태에서 0.5회 충전 동안에는 기설정 충전 조건을 만족하지 않을 수 있고, 0.5회 충전부터 0.7회 충전 동안 기설정 충전 조건을 만족할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 전자기기는 기설정 충전 조건을 만족하는 0.2회에 가중치(@)를 부여하여 기설정 충전 조건을 만족하지 않는 충전 횟수인 0.5를 총 충전 횟수에 합산할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전자기기는 (0.2+@)+0.5를 총 충전 횟수에 합산할 수 있다.
총 충전 횟수가 충전 횟수가 합산된 경우, 충전이 종료될 수 있다(S407). 또는, 본 발명에 따른 전자기기는 배터리 충전 도중에 충전 횟수를 합산하거나, 충전이 종료된 경우 합산할 수 있다.
본 발명에 따른 전자기기는 메모리 또는 모니터링 디바이스(230)에 총 충전횟수를 배터리 충전에 따른 충전 횟수가 합산된 총 충전 횟수로 변경하여, 다시 배터리를 충전하는 경우, 변경된 총 충전 횟수에 대응하여 배터리에 전압을 인가할 수 있다(S402).
본 발명의 전자기기는 상기 플로우 차트를 통해 배터리가 충전된 조건을 총 충전 횟수에 반영하고, 이를 기초로 배터리에 인가되는 전압을 조절할 수 있는바 배터리 사용에 따른 노화에 효과적으로 대응할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 전자기기는 전압을 인가하여 충전되는 배터리(210, 도 2 참조) 배터리(210)의 충전 조건 및 배터리(210)의 충전 횟수를 모니터링하는 모니터링 디바이스(230), 배터리(210)에 인가되는 전압을 조절하는 배터리 차저(220), 배터리(210), 모니터링 디바이스(230) 및 배터리 차저(220)를 제어하는 컨트롤러(미도시)를 포함하고, 컨트롤러는 배터리(210)가 기설정된 충전 조건으로 충전되는 경우, 상기 충전 횟수를 상기 기설정된 충전 조건에 대응하여 조정되도록 모니터링 디바이스(230)를 제어하고, 상기 조정된 충전 횟수에 대응되는 전압을 배터리(210)에 인가하도록 배터리 차저(220)를 제어할 수 있다.
이때, 상기 충전 횟수는 배터리(210)의 충전 용량 대비 충전 비율의 합으로, 상기 컨트롤러는 기설정된 충전 조건에 대응하여 상기 충전 용량 대비 충전 비율에 가중치를 부여하여 상기 충전 횟수를 조정할 수 있다.
상기 충전 횟수는 배터리(210)의 충전 용량 대비 충전 비율이 누적된 횟수로 볼 수 있다.
이때, 상기 충전 용량은 배터리 노화에 따라 감소할 수 있는바, 모니터링 디바이스(230)는 배터리(210)의 충전 용량 및 배터리(210)의 충전 용량 대비 충전 비율을 모니터링 함이 바람직하다.
이하에서는, 배터리 노화에 영향을 주는 요인으로 기설정 충전 조건 및 이에 대응되는 가중치를 부여하는 특징을 구체적으로 살펴본다.
다만, 이하 설명되는 기설정 충전 조건으로는 온도, 고전압 및 온도 고전압 지속시간이 있지만, 본 발명은 배터리 충전 시 노화에 영향을 주는 요인을 배터리 충전 횟수에 반영하는데 특징이 있는바, 기설정 충전 조건은 배터리 충전 시 노화에 영향을 주는 다른 요인도 포함될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에서 배터리 노화에 영향을 주는 요인(고온 및 고전압)을 설명하기 위한 테이블이며, 도 6은 도 5의 테이블을 도시화한 그래프이다.
2차 전지인 배터리는 고온에서 충전되거나, 충전되는 전압이 높은 경우, 배터리 노화에 영향을 줄 수 있다.
도 5의 테이블은15일 동안 및 21일 동안 이동단말기를 부동 충전함에 있어서, 배터리가 충전되는 전압 및 배터리가 충전되는 온도에 대응하여 배터리 충전 용량이 감소되는 퍼센트를 표시하고 있다.
도 6을 통해서 살펴보면, 배터리를 고온인 45°C로 충전하는 경우 배터리 충전 용량이 크게 감소하는 것을 알 수 있으며, 배터리를 고전압(4.40V)로 충전하는 경우 충전 용량이 크게 감소하는 것을 알 수 있다.
또한, 배터리를 고온으로 충전하는 경우 배터리 충전 전압이 높아 짐에 따라 충전 용량 감소가 커지는 것을 확인 할 수 있다.
또한, 배터리를 배터리를 고온으로 충전하는 경우 배터리 충전 용량이 크게 감소하는 것을 알 수 있으며,
즉, 배터리를 충전하는 온도와 배터리 충전 압력이 충전 용량 감소에 독립적인 요인으로 작용하지 않는 것을 확인 할 수 있다.
또한, 도 5의 부동 충전 일수에 따른 비교를 살펴보면, 4.40V및 25°C로 15일 충전한 경우 1.22% 충전 용량이 감소하지만, 21일 충전하는 경우 2.03% 충전 용량이 감소하는 것을 확인 할 수 있다. 즉, 배터리를 충전 하는 시간에 비례하여 충전 용량이 감소하지 않고, 배터리를 해당 조건으로 오랫동안 충전할수록 충전 용량 감소가 기하급수적으로 증가하는 것을 확인 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전자기기는 배터리 노화에 영향을 주는 충전 온도 요인을 반영하기 위해, 배터리가 충전되는 온도가 기설정 온도에 해당하는 경우, 충전 온도에 대응하여 충전 횟수를 조정하도록 모니터링 디바이스를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자기기는 배터리 노화에 영향을 주는 충전 온도 및 시간 요인을 반영하기 위해, 배터리가 기설정 온도 또는 기설정 온도를 포함하는 일정 온도 범위에서 지속되는 시간이 기설정 시간에 해당하는 경우, 충전 온도 및 시간에 대응하여 충전 횟수를 조정하도록 모니터링 디바이스를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자기기는 배터리 노화에 영향을 주는 충전 전압 요인을 반영하기 위해, 배터리 충전 전입이 기설정 전압에 해당하는 경우 충전 전압에 대응하여 충전 횟수를 조정하도록 모니터링 디바이스를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 따른 전자기기는 배터리 노화에 영향을 주는 충전 전압 요인 및 충전 온도를 동시에 고려하여 충전 횟수를 조정하도록 모니터링 디바이스를 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전자기기는 배터리 노화에 영향을 주는 복수의 요인에 의한 가중치를 고려하여 충전 횟수를 조정하도록 모니터링 디바이스를 제어할 수 있다.
배너리 노화에 영향을 주는 시간 요인은 배터리의 충전 용량 대비 기설정 비율에 도달하는 시간을 기준으로 반영될 수 있다.
도 5 및 6은 부동 충전의 데이터를 개시하고 있지만, 사용자가 전자기기를 사용하여 충전하는 경우 충전 용량 대비 기설정 비율에 도달하는 시간이 부동 충전 시간 보다 증가할 수 있다. 따라서, 상기 증가된 시간을 반영하여 해당 충전 온도 또는 압력에 대응하여 충전 횟수를 조정할 수 있다.
이하에서는, 충전 횟수를 조정하는 방법에 관하여 구체적으로 살펴본다.
도 7는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에서 배터리 노화에 영향을 주는 요인에서 가중치(weight)가 부여되는 범위를 설명하기 위한 그래프이고, 도 8는 도 7의 가중치(weigth)를 도시화한 그래프이다.
도 7은 배터리 노화에 영향을 주는 요인으로 충전 전압(세로 축)과 충전 온도(가로 축)을 표시하고 있으며, 배터리 노화에 영향을 주어 충전 횟수에 가중치가 부여되는 영역(700, Cycle weight)를 표시하고 있다.
구체적으로, 도 7은 배터리 충전 전압이 4.05V 이상 4.40V이하인 경우 및 배터리 충전 온도가 20°C 이상45°C 이하인 경우 충전 횟수에 가중치가 부여되는 영역(700)을 표시하고 있으나, 가중치가 부여되는 영역(700)은 반복적인 실험을 통해 균등 범위에서 변경될 수 있다.
가중치가 부여되는 영역은 시간 요인을 고려하여 3차원 영역으로 표시될 수 있으나, 도 7에서는 충전 전압 및 충전 온도에 대응되는 2차원 영역을 표시하고 있다.
본 발명에 따른 충전 횟수는 배터리 충전 용량 대비 충전 비율의 합으로 정의될 수 있으며, 컨트롤러는 기설정된 충전 조건에 대응하여 배터리가 충전되는 경우 충전 용량 대비 충전 비율에 도 8에서 예시한 가중치를 부여할 수 있다.
예들 들어, 배터리가 충전 용량 대비 충전 비율이 0.5이고, 해당 충전 온도가 30°C에 해당하고, 충전 전압이 4.25V에 대응되는 경우 0.5에 가중치 0.050를 합산하여 충전 횟수가 조정될 수 있다. (또는 0.5에 0.05의 가중치를 합산하여 0.5(1+0.05) 충전 횟수가 조정될 수도 있으며, 가중치 값은 반복적인 실험에 따라 달라질 수 있다.)
도 9은 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에서 배터리 노화에 영향을 주는 요인(정전류)을 설명하기 위한 그래프이다.
배터리에 인가되는 전류 값이 클수록 배터리 완충에 소요되는 시간은 단축될 수 있지만, 이는 배터리 수명을 감소하는 요인이 될 수 있다.
구체적으로, 도 9는 의 C는 C-rate로 충방전 전류/ 전지의 충전 용량에 대응된다. 즉, C는 얼마만큼의 속도로 충전 또는 방전되는 지와 관련된 개념으로 도 3에서 설명한 정전류 충전 시의 전류 값(Ic2)에 대응될 수 있다.
즉, 1.5C로 전류를 인가하는 경우, 배터리에 큰 전류를 인가하여 사용횟수에 따라 충전 용량이 급속히 감소할 수 있다. 다만, 이 경우, 급속충전에 유리할 수 있다.
반대로, 0.5C로 전류를 인가하는 경우, 배터리에 작은 전류를 인가하여 사용횟수에 따라 충전 용량이 감소하는 장시간 방지할 수 있다. 다만, 이 경우, 충전 속도에 불리할 수 있다.
즉, 도 9에서 살펴본 바와 같이 전류의 크기도 배터리의 충전 용량에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 배터리에 인가하는 전류의 크기도 도 5 및 6에서 설명한 바와 같이 가중치가 부여되어 충전 횟수를 고려하는 요인이 될 수 있다.
다만, 배터리에 인가하는 전류(특히, 도 2에서 설명한 정전류)는 배터리의 노화를 방지하기 위해 조정된 충전횟수에 대응하여 가변되는 요인으로 활용될 수 있으며, 이와 관련하여서는 이하에서 설명한다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기기에서 배터리 노화방지 충전 알고리즘을 설명하기 위한 테이블이고, 도 11는 본 발명의 일실시에에 의한 전자기기에서 배터리 노화방지 충전 알고리즘을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10의 싸이클(Cycle)은 상기에서 설명된 조정된 충전 횟수에 대응될 수 있다.
또한, 도 10의 Vfloat은 도 2에서 설명된 정전압 충전시 충전 전압(또는 인가 전압)(Vb2)에 대응될 수 있으며, 조정된 충전 횟수에 대응하여 가변될 수 있다.
또한, 도 10의 Charging Current는 도2 에서 설명된 정전류 충전시 충전 전류에 대응될 수 있으며, Vfloat과 같이 조정된 충전 횟수에 대응하여 가변될 수 있다. 도 10에서는 설명의 편의를 위해 도 2의 Ic2 값이 아닌 C-rate 개념을 이용하여 설명하였다.
즉, 본 발명의 일실시예 따른 전자기기에 포함되는 컨트롤러는, 배터리가 1회 완충되는 사이클로, 정전류 충전 후 정전압 충전토록 배터리 차저를 제어하고, 조정된 충전 횟수가 기설정 횟수를 초과하는 경우, 정전압 충전시 배터리에 인가되는 전압이 감소되도록 배터리 차저를 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 10의 테이블은 조정된 충전 횟수가
Figure PCTKR2018007972-appb-I000001
에서
Figure PCTKR2018007972-appb-I000002
으로 증가할수록 충전 전압을 감소하는 실시예를 포함하고 있다.
이는 배터리의 사용에 따라 고전압이 인가되어 축적되는 배터리 열화 현상을 최소화 하기 위함이며, 본 발명에 따른 전자기기는 실제 충전 횟수가 아니라 조정된 충전 횟수에 대응하여 인가하는 전압을 조정(감소)하여 배터리 노화현상에 보다 효율적으로 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예 따른 전자기기에 포함되는 컨트롤러는, 조정된 충전 횟수가 기설정 횟수를 초과하는 경우, 정전류 충전 시 배터리에 인가되는 전류가 감소되도록 배터리 차저를 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 10의 테이블은 조정된 충전 횟수가
Figure PCTKR2018007972-appb-I000003
에서
Figure PCTKR2018007972-appb-I000004
으로 증가할수록 충전 C-rate를 감소하는 실시예를 포함하고 있다.
이는 전압을 감소하는 실시예와 마찬가지로, 배터리의 사용에 따라 고전류가 인가되어 축적되는 배터리 열화 현상을 최소화 하기 위함이며, 본 발명에 따른 전자기기는 실제 충전 횟수가 아니라 조정된 충전 횟수에 대응하여 인가하는 전압을 조정(감소)하여 배터리 노화현상에 보다 효율적으로 대응할 수 있다.
구체적으로, 도 10의 테이블을 도 11의 그래프 상에서 살펴보면 도 11의 점선과 같다. 즉, 본 발명에 따른 전자기기는 조정된 충전횟수가 200 싸이클 이하까지 정전압 충전 전압 및 정전류 충전 전압을 각각 4.45V 및 3A로 충전하고, 200 싸이클 초과 및 300 싸이클 이하에는 정전압 충전 전압 및 정전류 충전 전압을 각각 4.40V 및 2.9A로 충전할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전자기기는 조정된 충전 횟수가 증가함에 따라 정전압 충전 전압 및 정전류 충전 전류를 단계적으로 감소하여 배터리 노화 현상에 대응할 수 있다.
도 11 상에서 배터리 노화 방지 효과를 살펴보면, 4.45V @ 3A곡선과 점선을 비교하면 조정된 충전 횟수가 약 350 횟수 이전에는 충전 용량에 손해((-) 영역)를 볼 수 있지만 충전횟수가 350횟수 이상에는 충전 용량의 손해를 보상할 수 있을 만큼 충전 용량 감소를 방지((+) 영역)할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 전자기기에 있어서,
    전압을 인가하여 충전되는 배터리;
    상기 배터리의 충전 조건 및 상기 배터리의 충전 횟수를 모니터링 하는 모니터링 디바이스;
    상기 배터리에 인가되는 전압을 조절하는 배터리 차처(Charger);
    상기 배터리, 상기 모니터링 디바이스 및 상기 배터리 차저를 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 배터리가 기설정된 충전 조건으로 충전되는 경우, 상기 충전 횟수를 상기 기설정된 충전 조건에 대응하여 조정되도록 상기 모니터링 디바이스를 제어하고,
    상기 조정된 충전 횟수에 대응되는 전압을 상기 배터리에 인가하도록 상기 배터리 차저를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 횟수는 상기 배터리의 충전 용량 대비 충전 비율의 합으로,
    상기 컨트롤러는
    상기 기설정된 충전 조건에 대응하여 상기 충전 용량 대비 충전 비율에 가중치를 부여하여 상기 충전 횟수를 조정하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 모니터링 디바이스는
    상기 배터리의 충전 용량 및 상기 배터리의 충전 용량 대비 충전 비율을 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기설정된 충전 조건은 상기 배터리가 충전되는 온도가 기설정 온도에 해당하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기설정된 충전 조건은 상기 기설정 온도 또는 기설정 온도를 포함하는 일정 온도 범위에서 상기 배터리를 충전하는 충전 시간이 기설정 시간에 해당하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 기설정된 충전 조건은 상기 배터리에 인가되는 전압이 기설정 전압에 해당하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기설정된 충전 조건은 상기 배터리에 인가되는 전압이 기설정 전압 또는 기설정 전압을 포함하는 일정 전압 범위에서 상기 배터리를 충전하는 충전 시간이 기설정 시간에 해당하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 디바이스는
    상기 배터리가 충전되는 온도, 전류 및 전압 중 적어도 하나를 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 배터리가 1회 완충되는 사이클에서, 정전류(Constant Current) 충전 후 정전압(Constant Voltage) 충전토록 상기 배터리 차저를 제어하고,
    상기 조정된 충전 횟수가 기설정 횟수를 초과하는 경우, 상기 정전압 충전 시 상기 배터리에 인가되는 전압이 감소되도록 상기 배터리 차저를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 조정된 충전 횟수가 기설정 횟수를 초과하는 경우, 상기 정전류 충전 시 상기 배터리에 인가되는 전류가 감소되도록 상기 배터리 차저를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  11. 전자기기 제어방법에 있어서,
    상기 전자기기에 포함되는 배터리의 충전 조건 및 충전 횟수를 모니터링 하는 단계;
    상기 배터리의 충전 조건이 기설정 조건에 대응되는 경우, 상기 충전 횟수를 상기 기설정 조건에 대응하여 조정하는 단계;
    상기 조정된 충전 횟수를 기초하여 상기 배터리에 인가되는 충전 전압을 조정하는 단계;를 포함하는 전자기기 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 충전 횟수는 상기 배터리의 충전 용량 대비 충전 비율의 합으로,
    상기 충전 횟수를 조정하는 단계는
    상기 기설정된 충전 조건에 대응하여 상기 충전 용량 대비 충전 비율에 가중치를 부여하여 상기 충전 횟수를 조정하는 것을 특징으로 하는 전자기기 제어방법.
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