KR20000008583A

KR20000008583A - 휴대용 전자 시스템의 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR20000008583A
Application number: KR1019980028461A
Authority: KR
Inventors: 이경상
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-02-07

Abstract

본 발명은 휴대용 컴퓨터, 모형 기기, 헤드폰 스테레오(워크맨), 휴대용 전화기 등과 같이 2차 배터리에 의해 동작하는 휴대용 전자 시스템에 관한 것이다. 휴대용 전자 시스템의 외부에 큰 용량의 배터리 팩을 장착하여 외부 전원을 공급받을 수 없는 상태에서 휴대용 전자 시스템의 사용 시간을 연장시킨다. 상기 외부 배터리 팩은 2차 배터리와 충전 전류를 공급하는 충전 회로로 구성된다. 상기 외부 배터리 팩은 휴대용 전자 시스템에 커넥터로 접속되어 사용자가 용이하게 장착/제거할 수 있는 구조를 갖는다.

Description

휴대용 전자 시스템의 전원 공급 장치(POWER SUPPLY APPARATUS FOR PORTABLE ELECTRONIC SYSTEM)

본 발명은 휴대용 컴퓨터, 모형 기기, 헤드폰 스테레오(워크맨), 휴대용 전화기 등과 같이 2차 배터리에 의해 동작되는 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 휴대용 전자 시스템의 내부 및 외부에 장착되는 배터리에 의해 동작되는 휴대용 전자 시스템에 관한 것이다.

오늘날 휴대용 컴퓨터, 비디오 캠코더, 모형 기기 또는 휴대용 전화기 등과 같이 배터리를 사용하는 전자 시스템들은 휴대하여 이동 중에도 사용하는 장점으로 다양하게 보급되고 있다.

특히 컴퓨터 기술의 발달로 인하여 최근에는 휴대용 컴퓨터의 보급이 매우 높아지고 있다. 이는 휴대용 컴퓨터가 이동 중에 또는 이동하여 AC 전원을 사용하지 않고도 어느 장소에서나 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있기 때문이다. 따라서 휴대용 컴퓨터는 필수적으로 배터리를 이용하여 컴퓨터 시스템의 전원을 공급한다.

도 1에는, 배터리에 의해 동작되는 장치의 일 예인 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관도를 보여주고 있다. 도 1을 참조하면, 휴대용 컴퓨터 시스템(100)은 데스크 탑 컴퓨터(desk top computer)에 비해 부가적인 장치를 줄여 소형화, 경량화하여 휴대가 간편하다. 상기 컴퓨터 시스템은 AC 어댑터(110)로부터 제공되는 전원에 의해 동작한다. AC 전원을 공급받을 수 없는 경우에는 휴대용 컴퓨터 시스템(100)의 내부에 장착된 배터리(120)로부터 전원을 공급받는다.

도 2는 종래 기술의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 구비한 휴대용 컴퓨터 시스템의 전형적인 전원 공급 체계를 보여주고 있다.

도 2를 참조하면, AC 100∼240V의 전압을 안정된 DC 전압으로 변환시키는 AC 어댑터(adapter)(110)에는 전원 제어부(124)의 제어에 따라 상기 DC 전압이 컴퓨터 시스템(100) 내부로 공급되는 것을 스위칭 하는 스위치(122)가 연결된다. 노드(123)의 DC 전압은 레귤레이터(126)와, 충전 회로(132)와, DC/DC 컨버터(134) 및 LCD 패널(150)의 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터(152)로 입력된다. 상기 레귤레이터(126)는 마이크로 컨트롤러(130)의 전원 전압을 일정하게 공급한다.

상기 마이크로 컨트롤러(130)는 상기 레귤레이터(126)로부터 제공되는 전원에 의해 동작하며 상기 전원 제어부(124)와, 충전 회로(128) 및 DC/DC 컨버터(134)를 제어한다. 상기 마이크로 컨트롤러(130)는 배터리 검출 회로(132)로부터 제공되는 배터리 팩(120)의 화학적 특성, 충/방전 상태, 데드 셀(dead cell)여부 등에 관한 정보에 따라 배터리 팩(120)의 충전을 제어하기 위한 신호를 충전 회로(132)로 출력한다.

상기 배터리 팩(120)은 통상 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 니켈 메탈 하이드라이드(Ni_MH), 또는 리튬 이온(Li-Ion) 배터리 셀 등을 구비하고 있으며, 배터리 충전 회로(132)에 의해 충전된다.

DC/DC 컨버터(134)는 AC 어댑터(110) 또는 배터리 팩(120)으로부터 휴대용 컴퓨터 시스템에서 필요로 하는 각종 직류 전원들(예컨대, 3.3V, 5V, 12V등)을 얻고, 얻어진 상기 직류 전원들은 중앙 처리 장치(Central Processing unit; CPU), 비디오 회로, 오디오 회로, 각종 디스크 드라이브들(HDD, FDD, CD-ROM drive), 각종 기억 장치 등이 장착되어 있는 시스템 유닛(136)으로 공급한다.

LCD 패널(250)의 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터(140)는 AC 어댑터(110)나 배터리 팩(120)으로부터 입력된 DC 전압을 고전압(예컨대, 약 500V)의 AC 전압으로 변환하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; LCD)(142)의 냉 음극 형광등(cold cathode fluorescent lamp)으로 제공한다.

블록킹 다이오드 D1은 배터리(120)에 충전된 전류가 충전회로(128)로 유입되어 방전되는 것을 방지한다. 블록킹 다이오드 D2는 AC 어댑터(110)로부터 입력되는 전원이 배터리(120)로 직접적으로 입력되지 않도록 한다.

휴대용 컴퓨터 시스템으로 전원을 공급하는 배터리는 소형이어야 하고, 그 무게 또한 가벼워야 한다. 그러나 배터리에 대한 기술 발전이 더딘 관계로 한 개의 배터리로 오랜 시간 동안 휴대용 컴퓨터에 전원을 공급할 수 없는 것이 현실이다. 대부분의 휴대용 컴퓨터 시스템은 하나의 배터리 팩만을 삽입하여 할 수 있도록 설계되어 있다. 그러므로, 배터리로 장시간 휴대용 컴퓨터 시스템을 사용하고자 하는 경우에는 여분의 충전된 배터리 팩을 휴대하여야 하는 불편함이 있었다. 여분의 배터리 팩을 휴대하여 사용하기 위해서는 미리 충전되어 있어야 하는데 각각의 배터리 팩을 충전하는데 많은 시간이 걸리는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 휴대용 전자 시스템의 배터리 사용 시간을 늘이기 위한 외부 배터리 팩을 갖는 휴대용 전자 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 배터리에 의해 동작되는 장치의 일 예인 휴대용 컴퓨터 시스템의 구성을 나타내는 사시도;

도 2는 종래 기술의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 구비한 휴대용 컴퓨터 시스템의 전형적인 전원 공급 체계를 보여주는 블록도;

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관을 보여주는 도면;

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관을 보여주고 있는 도면;

도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 블록적으로 보여주고 있는 블록도;

도 6은 휴대용 컴퓨터 시스템에 외부 배터리 팩이 장착되었을 때 내부 회로구성을 블록적으로 도시한 블록도;

도 7은 본 발명의 외부 배터리 팩에 AC 어댑터가 내장된 것을 예시하고 있는 도면;

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부에 장착되는 배터리 팩을 도시하고 있는 도면;

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외부에 장착되는 배터리 팩을 도시하고 있는 도면;

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템에 접속되는 AC 어댑터를 예시하고 있는 도면; 그리고

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템에 장착되는 외부 배터리 팩에 접속되는 AC 어댑터를 예시하고 있는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 휴대용 컴퓨터 시스템 110 : AC 어댑터

120, 220 : 배터리 팩 124, 224 : 전원 제어부

126, 226 : 레귤레이터 130, 230 : 마이크로 컨트롤러

134, 234 : DC/DC 컨버터 128, 228 : 충전 회로

136, 236 : 시스템 유닛 132, 232 : 배터리 검출 회로

152, 252 : DC/DC 컨버터 및 DC/AC 인버터

156, 256 : LCD 패널 300a, 300b : 외부 배터리 팩

302a, 302b : 배터리 커넥터 310, 410 : AC 어댑터

320, 420 : 외부 배터리 충전 회로 330, 430 : 외부 배터리

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 휴대용 전자 시스템은: 내부에 전자 회로가 배치되는 하우징과; AC 입력 전압을 안정된 DC 전압으로 변환하여 상기 시스템으로 제공하는 제 1 어댑터와; 상기 하우징의 내부에 장착되고, 상기 전자 회로와 연결되어 상기 시스템에 전원을 공급하기 위한 제 1 배터리와; 상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 전자 회로와 연결되고, 상기 하우징의 외부로 노출되는 제 1 커넥터 및; 상기 제 1 커넥터와 연결되는 제 2 커넥터를 갖고, 상기 하우징의 외부면에 결합되며, 상기 컴퓨터 시스템에 전원을 공급하기 위한 수단을 포함하되, 상기 전원 공급 수단은, AC 입력 전압을 안정된 DC 전압으로 변환하여 상기 시스템 및 상기 전원 공급 수단으로 제공하는 제 2 어댑터와; 상기 시스템에 전원을 공급하기 위한 제 2 배터리 및; 상기 제 2 어댑터로부터 전원을 공급받아 상기 제 2 배터리로 충전 전원을 공급하는 충전 수단을 포함하여, 상기 전원 공급 수단이 상기 시스템에 장착되고, 상기 제 1 어댑터로부터 전원이 공급되지 않을 때, 상기 시스템은 상기 전원 공급 수단으로부터 전원을 공급받는다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 시스템은, 상기 제 1 및 제 2 어댑터로부터 전원을 공급받아 상기 제 1 배터리를 충전하기 위한 충전 수단을 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 어댑터는 일체형의 저용량 어댑터이고, 상기 제 2 어댑터는 분리형의 고용량 어댑터이다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 커넥터는 상기 하우징의 뒷면으로 노출되도록 배치되고, 상기 전원 공급 장치는 상기 하우징의 저면에 위치되는 크레들과; 상기 크레들의 후단부로부터 일체로 형성되고, 상기 제 2 커넥터가 배치되며, 상기 하우징 뒷면의 외부에 위치되는 턱부와; 상기 크레들의 양측면으로부터 일체로 각각 형성되고, 상기 하우징 양측면의 외부에 각각 위치되는 서포트들을 포함하여, 상기 전원 공급 장치는 상기 하우징의 뒷방향으로부터 상기 하우징에 결합되고, 상기 제 1 커넥터에 상기 제 2 커넥터가 결합되었을 때, 상기 하우징을 지지한다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관을 보여주고 있다.

도 3a는 배터리 팩(220)을 장착한 휴대용 컴퓨터(200)와, 외부 배터리 팩(300a)을 도시하고 있다. 도 3a를 참조하면, 상기 외부 배터리 팩(300a)은 커넥터(302a)를 구비하여 휴대용 컴퓨터(200)의 후면에 구비된 커넥터(미 도시됨)와 결합된다. 상기 배터리 팩(300a)은 후면에 전원 잭(미 도시됨)을 구비하여 AC 어댑터(310)로부터 DC 전원을 공급받는다. 상기 배터리 팩(300a)은 상기 어댑터(310)로부터 공급되는 전류에 의해 충전된다.

도 3b는 휴대용 컴퓨터와 외부 배터리 팩이 결합되었을 때의 외관을 도시하고 있다. 도 3b를 참조하면, 휴대용 컴퓨터(200)는 외부 배터리 팩(300a)의 상부 편평한 면에 얹혀지는 형태로 결합된다. 상기 외부 배터리 팩(300a)의 양측면의 외부에 각각 위치되는 서포트들은 상기 휴대용 컴퓨터(200)가 상기 외부 배터리 팩(300a)에 고정되도록 한다. 상기 휴대용 컴퓨터(200)와 상기 외부 배터리 팩(300a)이 결합되면, 상기 휴대용 컴퓨터(200)는 본체에 장착된 배터리(220) 뿐만 아니라 외부 배터리 팩(300a)으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외관을 보여주고 있다.

도 4a는 배터리 팩(220)을 장착한 휴대용 컴퓨터(200)와, 외부 배터리 팩(300b)을 도시하고 있다. 상기 휴대용 컴퓨터(200)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 휴대용 컴퓨터와 동일한 구성 요소와 동일한 기능을 수행한다. 상기 외부 배터리 팩(300b)은 윗면과 양측면을 갖고, 상기 외부 배터리 팩(300b)의 윗면 상에 커넥터(302b)가 구비된다. 상기 외부 배터리 팩(300b)의 양측면에는 상기 휴대용 컴퓨터(200)와 결합/분리되는 방향으로 상기 컴퓨터(200)의 본체 높이와 동일한 길이를 갖는 두 개의 록커(locker)가 구비되어 있다. 상기 외부 배터리 팩(300b)의 윗면은 일정 기울기를 갖도록 형성되어 있다. 상기 배터리 팩(300b)은 후면에 전원 잭(미 도시됨)을 구비하여 AC 어댑터(310)로부터 DC 전원을 공급받는다. 상기 배터리 팩(300b)은 상기 어댑터(310)로부터 공급되는 전류에 의해 충전된다. 상기 휴대용 컴퓨터(200)의 저면에는 상기 외부 배터리 팩(300b)의 커넥터(302a)와 결합할 수 있는 커넥터(미 도시됨)가 구비된다.

도 4b는 휴대용 컴퓨터와 외부 배터리 팩이 결합되었을 때의 외관을 도시하고 있다. 도 4b를 참조하면, 휴대용 컴퓨터(200)는 외부 배터리 팩(300b)의 상부 기울어진 면에 얹혀지는 형태로 결합된다. 따라서, 휴대용 컴퓨터(200) 후면의 커넥터들(미 도시됨)이 외부 배터리 팩(300b)에 의해 가려지는 것을 방지할 수 있다. 상기 외부 배터리 팩(300b)의 양측면의 외부에 각각 위치되는 록커들(306a, 306b)은 상기 휴대용 컴퓨터(200)가 상기 외부 배터리 팩(300a)에 고정되도록 한다. 상기 휴대용 컴퓨터(200)와 상기 외부 배터리 팩(300b)이 결합되면, 상기 휴대용 컴퓨터(200)는 본체에 장착된 배터리(220) 뿐만 아니라 외부 배터리 팩(300b)으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 블록적으로 보여주고 있다.

도 5a는 AC 어댑터로부터 전원을 공급받아 동작하는 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부 회로 구성을 블록적으로 보여주고 있다. 도 5a를 참조하면, AC 200∼240V의 전압을 안정된 DC 전압으로 변환시키는 AC 어댑터(adapter)(110)에는 전원 제어부(220)의 제어에 따라 상기 DC 전압이 컴퓨터 시스템(200) 내부로 공급되는 것을 스위칭 하는 스위치(222)가 연결된다. 노드(223)의 DC 전압은 레귤레이터(226)와, 충전 회로(228)와, DC/DC 컨버터(234) 및 LCD 패널부(250)의 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터(252)로 입력된다. 상기 레귤레이터(226)는 마이크로 컨트롤러(230)의 전원 전압을 일정하게 공급한다.

상기 마이크로 컨트롤러(230)는 상기 레귤레이터(226)로부터 제공되는 전원에 의해 동작하며 상기 전원 제어부(224)와, 충전 회로(228) 및 DC/DC 컨버터(234)를 제어한다. 상기 마이크로 컨트롤러(230)는 배터리 검출 회로(232)로부터 제공되는 배터리(220)의 화학적 특성, 충/방전 상태, 데드 셀(dead cell)여부 등에 관한 정보에 따라 배터리(220)의 충전을 제어하기 위한 신호를 충전 회로(232)로 출력한다.

상기 배터리(220)는 통상 니켈 카드뮴(Ni-Cd), 니켈 메탈 하이드라이드(Ni_MH), 또는 리튬 이온(Li-Ion) 배터리 셀 등을 구비하고 있으며, 배터리 충전 회로(228)에 의해 충전된다.

휴대용 컴퓨터 시스템의 사용 조건의 관점에서 볼 때, 배터리 충전 방식으로 런 앤드 차징(run & charging) 방식과 런 오어 차칭(run or charging) 방식이 있다. 전자는 시스템의 사용 여부와 관계없이 배터리를 충전하는 방식이다. 반면, 후자는 시스템의 사용 여부에 따라서 선택적으로 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 방식으로, 시스템이 사용되고 있으면 배터리의 충전은 이루어지지 않도록 하고 시스템이 사용되지 않을 때에만 배터리의 충전이 이루어지도록 한다.

다시 도 5a를 참조하여, DC/DC 컨버터(234)는 AC 어댑터(110) 또는 배터리 팩(220)으로부터 휴대용 컴퓨터 시스템에서 필요로 하는 각종 직류 전원들(예컨대, 3.3V, 5V, 12V등)을 얻고, 얻어진 상기 직류 전원들은 중앙 처리 장치(Central Processing unit; CPU), 비디오 회로, 오디오 회로, 각종 디스크 드라이브들(HDD, FDD, CD-ROM drive), 각종 기억 장치 등이 장착되어 있는 시스템 유닛(236)으로 공급한다.

LCD 패널부(250)의 DC/DC 컨버터와 DC/AC 인버터(252)는 AC 어댑터(110)나 배터리 팩(220)으로부터 입력된 DC 전압을 고전압(예컨대, 약 500V)의 AC 전압으로 변환하여 LCD(Liquid Crystal Display ; LCD) 패널(256)의 냉음극 형광등(cold cathode fluorescent lamp)으로 제공한다.

AC 어댑터(110)로부터 휴대용 컴퓨터 시스템(200)으로 전원이 공급되는 경우, 시스템은 상기 AC 어댑터(110) 전원에 의해 동작한다. 또 마이크로 컨트롤러(130)의 제어에 의해 상기 배터리(220)가 충전된다. 블록킹 다이오드 D11은 배터리(220)에 충전된 전류가 충전회로(228)로 유입되어 방전되는 것을 방지한다. 블록킹 다이오드 D12는 AC 어댑터(110)로부터 입력되는 전원이 배터리(220)로 직접적으로 입력되지 않도록 한다.

휴대용 컴퓨터 시스템은 휴대가 용이하도록 경량화, 소형화되도록 설계되어 데스크 탑(desk top)컴퓨터처럼 CD-ROM 드라이브, 스테레오 오디오의 지원등 완벽한 멀티미디어 기능을 수행하기 위한 장치의 구성이 어렵다. 이러한 휴대용 컴퓨터 시스템에 완벽한 멀티미디어 기능을 수행하게 하고, 주변 장치와의 연결 단자를 제공하는 것이 기능 확장용 도킹 스테이션(docking station)(미 도시됨)이다.

케이블 매니저 또는 포트 리플리케이터(port replicator)(미 도시됨)는 휴대용 컴퓨터들과 같이 위치 이동이 빈번한 컴퓨터들에 연결되는 주변 장치들의 모든 커넥터들을 통합함으로써 상기 컴퓨터들에/로부터 주변 장치들을 장착/제거할 때 상기 주변 장치들의 커넥터들을 상기 컴퓨터들에 연결/비연결해야 하는 불편을 해소할 수 있도록 한다. 상기 케이블 매니저는 한 번의 동작으로 컴퓨터에/로부터 주변 장치를 연결/비연결할 수 있도록 하는 편리성을 제공한다.

휴대용 컴퓨터(200)에 상기 도킹 스테이션 또는 포트 리플리케이터가 장착되는 경우, 어댑터(110)는 상기 도킹 스테이션 또는 포트 리플리케이터에 접속된다. 휴대용 컴퓨터(200)는 상기 두 장치를 통해 전원을 공급받는다.

상기 휴대용 컴퓨터 시스템(200)은 도 5b에 도시된 바와 같이 도킹 스테이션이 장착된 경우 상기 도킹 스테이션의 전원 공급부(112)로부터 전원을 공급받아 동작한다. 컴퓨터 시스템(100)의 내부 회로 구성은 도 5a에 도시된 바와 동일하다.

도 5c에서는 휴대용 컴퓨터 시스템(200)에 포트 리플리케이터가 장착된 경우를 예시하고 있다. 이 경우, 컴퓨터 시스템(200)은 포트 리플리케이터의 전원 공급부(114)로부터 전원을 공급받아 동작한다. 컴퓨터 시스템(100)의 내부 회로 구성은 도 5a에 도시된 바와 동일하다.

도 6은 휴대용 컴퓨터 시스템에 외부 배터리 팩이 장착되었을 때 내부 회로구성을 블록적으로 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨터 시스템(200)의 회로 구성은 도 5a 내지 도 5b에 도시된 것과 동일하다.

외부 배터리 팩(300)은 배터리(330)와, 상기 배터리(330)에 충전 전류를 제공하는 충전 회로(320) 및 다이오드들(D3, D4, D5)로 구성되고, 휴대용 컴퓨터(200)의 커넥터(260)와 접속하기 위한 커넥터(302)를 포함한다. 다이오드 D4는 외부 배터리(330)에 충전된 전류가 충전회로(320)로 유입되어 방전되는 것을 방지한다. 다이오드 D3 및 D5는 메인 배터리(220)로부터 외부 배터리 팩(300)으로 방전되는 것을 방지한다.

도 7은 본 발명의 외부 배터리 팩에 AC 어댑터가 내장된 것을 예시하고 있는 도면이다.

도 7을 참조하면, AC 어댑터(410)가 외부 배터리 팩(400) 내부에 내장(built-in)되어 있다. AC 어댑터(410)를 내장한 외부 배터리 팩(400)은 도 6에 도시된 외부 배터리와 동일한 구성 요소를 갖는다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 내부에 장착되는 배터리 팩을 도시하고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨터(200) 내부에 장착되는 배터리(220)는 예를 들어, 리튬 이온(Li-ion) 배터리 4 개가 직렬(series)로 구성되어 있다. 배터리 전압은 14.4V이다.

14.4V * 1.65Ah = 23.76Wh ≒ 24Wh

상기 배터리(220)는 배터리 커넥터(221)를 통해 충방전이 이루어진다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템의 외부에 장착되는 배터리 팩을 도시하고 있다.

도 9를 참조하면, 외부 배터리 팩(300)의 배터리(330)는 예를 들어, 4 *4 즉 16개의 리튬 이온 배터리로 구성되어 있다. 배터리 전압은 14.4V이다.

14.4V * 1.65Ah * 4 = 95.04Wh ≒ 96Wh

즉, 외부 배터리의 사용 시간은 내부 배터리의 사용 시간(1시간 40분)보다 긴 6시간 20분이다. 그러므로, 내부 배터리(220)와 외부 배터리(330)를 모두 장착하여 사용하는 경우에 휴대용 컴퓨터를 사용할 수 있는 시간은 총 8 시간이다.

상기 외부 배터리 팩(300)은 충전 회로(320)를 내장하고 있다. 참조 번호 308은 DC 잭(jack)을 나타낸 것으로 외부 배터리 팩에 접속되는 AC 어댑터와 접속된다. 상기 배터리 팩(300)은 커넥터(302)와 접속된 배터리 커넥터(301)를 통해 충/방전 동작이 수행된다.

컴퓨터 시스템(200)에 장착되는 배터리(220)는 휴대가 용이하고 그 무게가 가볍도록 작은 용량의 배터리를 사용한다. 상기 배터리(220)의 충전은 런 오어 차징 방식으로 컴퓨터(200)의 전원이 오프된 상태에서만 충전이 가능하다. 컴퓨터(200)의 전원이 오프된 상태에서는 빠르게 충전시킬 수 있다. 한편, 외부 배터리 팩(300)의 충전을 빠르게 수행하기 위하여 서브 AC 어댑터(310)의 용량을 충분히 크게 설계할 수 있다. 더욱이 컴퓨터(200)의 전원 공급 상태와 무관하게 상기 외부 배터리 팩(300)의 충전이 가능하여 사용의 편리함을 더한다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터 시스템에 접속되는 AC 어댑터를 예시하고 있는 도면이다. 도면에 도시된 AC 어댑터(110)는 AC 케이블과 어댑터, DC 케이블이 일체형으로 구성된 저용량(20~30W, 19V, 1~1.5A) 어댑터이다.

도면에 도시된 바와 같이, AC 어댑터(310)는 AC 케이블(310a)과 연계된 AC 커넥터(310b)가 어댑터(310c)와 분리 가능한 형태를 갖는다. 상기 AC 어댑터(310c)는 DC 케이블(310b)의 끝에 연결된 DC 플러그(310e)를 통해 외부 배터리 팩(300)과 접속된다.

상기 AC 어댑터(310)는 일체형인 AC 어댑터(110)보다 고용량(50~60W, 19V, 2.5~3.2A)이다.

외부 배터리 팩(300)은 상기한 바와 같은 고용량의 어댑터(310)로부터 전원을 공급받아 시스템 내부로 전원을 공급하고, 메인 배터리(220)와 외부 배터리(330)를 충전할 수 있다. 상기 두 배터리의 충전은 우선 AC 어댑터(310)로부터 입력되는 전원이 커넥터들(302, 260)을 통해 메인 배터리(220)로 더 많은 전류가 공급된다. 상기 메인 배터리(220)의 충전 동작이 완료된 후, 외부 배터리(330)로 많은 전류가 공급되어 상기 외부 배터리(330)의 충전 동작이 수행된다. 상기 충전 전류 제어는 휴대용 컴퓨터(200)의 마이크로 컨트롤러(130)와 배터리 팩의 충전 회로(330)에 내장된 마이크로 컨트롤러(미 도시됨)에 의해 수행된다.

다음 표는 메인 어댑터(110) 또는 도킹 스테이션, 포트 리플리케이터의 전원 공급부로부터 휴대용 컴퓨터(200)로 전원이 공급되고, 메인 배터리(220)가 장착되었을 때와, 어댑터(310)로부터 전원이 공급되고 메인 배터리(220) 및 외부 배터리(330)가 장착되었을 때의 배터리 충전 방식, 충전 시간 그리고 배터리로 상기 휴대용 컴퓨터를 사용 가능한 시간을 보여주고 있다.

	충전 방식	충전 시간	사용 시간	커패시티
메인 어댑터 및메인 배터리	런 오어 차징	2 시간	1 시간 40 분	0.8 ~ 1 C
도킹 스테이션 및메인 배터리	런 앤드 차징	2 시간	1 시간 40 분	0.8 ~ 1 C
포트 리플리케이터 및 메인 배터리	런 앤드 차징	2 시간	1 시간 40 분	0.8 ~ 1 C
서브 어댑터,외부 배터리 및메인 배터리	MB:런 앤드 차징	2 시간	MB : 1시간40분OB : 6시간20분총 8 시간	MB : 0.8~1.0COB : 0.3~0.5C
	MB 충전시,OB 슬로우 차징	10 시간
	MB 충전 종료시, OB 패스트 차징	3~3.5시간

상기 표에서 MB는 메인 배터리(220)를, OB는 외부 배터리(330)를 나타낸다. 휴대용 컴퓨터(200)에 외부 배터리 팩(300)이 장착되고, 서브 어댑터(310)로부터 전원 공급시 상기 휴대용 컴퓨터(200)의 동작 상태와 무관하게 메인 배터리(220)가 충전된다. 상기 메인 배터리(220)가 충전되고 있는 경우, 외부 배터리(330)로 공급되는 전류의 양이 적어 천천히(slow) 충전된다. 상기 메인 배터리(220)의 충전 동작이 완료되면 외부 배터리(330)로 공급되는 전류의 양이 증가하여 빠르게(fast) 충전된다. 상기 외부 배터리 팩(300)이 장착되고, 서브 AC 어댑터(310)로부터 전원이 공급되면 메인 어댑터(110), 도킹 스테이션(112) 또는 포트 리플리케이터(114)로부터의 전원 공급은 무의미하다.

본 발명에서는 휴대용 전자 시스템으로서 휴대용 컴퓨터 시스템에 관하여 상세하게 설명하였으나, 비디오 캠코더, 모형 기기 또는 휴대용 전화기 등과 같은 휴대가 가능한 시스템에서도 동일한 효과가 발생한다. 따라서, 본 발명의 권리 범위도 휴대용 컴퓨터 시스템에 관해 한정되는 것이 아니라, 청구 범위에 기재된 사항에 의하여 설정되어야 한다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 휴대용 전자 시스템의 내부에 장착되는 배터리뿐만 아니라 외부 배터리 팩으로부터 전원을 공급받음으로서 외부 전원을 공급받을 수 없는 상태에서 휴대용 전자 시스템의 사용 시간이 연장된다.

Claims

휴대용 전자 시스템에 있어서,

내부에 전자 회로가 배치되는 하우징과;

AC 입력 전압을 안정된 DC 전압으로 변환하여 상기 시스템으로 제공하는 제 1 어댑터와;

상기 하우징의 내부에 장착되고, 상기 전자 회로와 연결되어 상기 시스템에 전원을 공급하기 위한 제 1 배터리와;

상기 하우징의 내부에 배치되어 상기 전자 회로와 연결되고, 상기 하우징의 외부로 노출되는 제 1 커넥터 및;

상기 제 1 커넥터와 연결되는 제 2 커넥터를 갖고, 상기 하우징의 외부면에 결합되며, 상기 컴퓨터 시스템에 전원을 공급하기 위한 수단을 포함하되,

상기 전원 공급 수단은,

AC 입력 전압을 안정된 DC 전압으로 변환하여 상기 시스템 및 상기 전원 공급 수단으로 제공하는 제 2 어댑터와;

상기 시스템에 전원을 공급하기 위한 제 2 배터리 및;

상기 제 2 어댑터로부터 전원을 공급받아 상기 제 2 배터리로 충전 전원을 공급하는 충전 수단을 포함하여,

상기 전원 공급 수단이 상기 시스템에 장착되고, 상기 제 1 어댑터로부터 전원이 공급되지 않을 때, 상기 시스템은 상기 전원 공급 수단으로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템은,

상기 제 1 및 제 2 어댑터로부터 전원을 공급받아 상기 제 1 배터리를 충전하기 위한 충전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 어댑터는 일체형의 저용량 어댑터이고,

상기 제 2 어댑터는 분리형의 고용량 어댑터인 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 커넥터는 상기 하우징의 뒷면으로 노출되도록 배치되고,

상기 전원 공급 장치는 상기 하우징의 저면에 위치되는 크레들과;

상기 크레들의 후단부로부터 일체로 형성되고, 상기 제 2 커넥터가 배치되며, 상기 하우징 뒷면의 외부에 위치되는 턱부와;

상기 크레들의 양측면으로부터 일체로 각각 형성되고, 상기 하우징 양측면의 외부에 각각 위치되는 서포트들을 포함하여, 상기 전원 공급 장치는 상기 하우징의 뒷방향으로부터 상기 하우징에 결합되고, 상기 제 1 커넥터에 상기 제 2 커넥터가 결합되었을 때, 상기 하우징을 지지하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 시스템.