KR20130074248A - 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치 및 방법 - Google Patents

휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 단말기에 적용되는 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 휴대용 단말기에 접속되며, 이어폰 모드를 위한 이어폰 장치와 충전 모드를 위한 상기 여분의 배터리 팩 중 어느 하나를 선택적으로 수용하기 위한 이어폰 연결 유닛과, 상기 이어폰 연결 유닛에 전기적으로 연결된 장치에 따라 이어폰 모드와 충전 모드 중 어느 하나로 스위칭하는 충전 여부 결정 스위칭부와, 상기 충전 여부 결정 스위칭부의 스위칭에 따라 상기 휴대용 단말기에 인가된 외부 전원으로부터 상기 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 패스를 개방하는 충전 회로 및 상기 충전 여부 결정 스위칭부에 인가된 여분의 배터리 팩의 저항값을 독취하여 모드 전환을 하고, 상기 충전 회로를 개방하는 제어부를 포함하여, 별도의 충전 장치 없이 휴대하여야 하는 이어폰 연결 유닛을 이용하여 여분의 배터리 팩과 접속하고, 이를 감지하여 휴대용 단말기의 충전 회로를 이용하여 여분의 배터리 팩을 충전시킬 수 있기 때문에 휴대성이 향상되고, 제조 원가가 절감되며, 사용이 편리해진다.

Description

휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHARGING BATTERY PACK IN PORTABLE TERMINAL}
본 발명은 휴대용 단말기의 배터리 팩을 충전시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 타블렛 컴퓨터(tablet computer), 포켓용 컴퓨터(handheld computer), PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러 폰(cellular telephone), 네트웍 기기(network appliance), 카메라(camera), 스마트 폰(smart phone), 개선된 일반 패킷 무선 서비스(EGPRS; Enhanced General Packet Radio Service) 이동 단말기 등 다양한 휴대용 단말기에는 전원 공급 수단인 배터리 팩(battery pack)이 장착된다.
이러한 기기들은 배터리 팩이 상술한 기기들의 내부에 분리가 되지 않도록 완전히 실장된 상태(배터리 셀의 상태)에서 출시되어 충전이 필요할 경우 직접 기기의 컨넥터 포트에 충전 장치를 전기적으로 연결하여 충전되는 구성을 갖는다.
그러나, 이러한 내장형 배터리 팩은 교환이 불가능하고, 소모품인 배터리 팩을 일정 사용기간이 경과 한 후 교체하기 위하여 서비스 센터를 방문해야하는 번거로운 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 최근에는 휴대용 단말기의 적소(대체적으로 기기의 후면에 설치된다)에 배터리 팩이 착탈 가능하도록 배치되며, 구매자가 휴대용 단말기를 구입할 경우 여분의 배터리 팩과, 이 여분의 배터리 팩을 기기와 관계 없이 별도로 충전시키기 위한 충전 장치(BTC; Battery Charger)를 함께 제공받게 된다. 따라서, 휴대용 단말기 사용자는 완충된 여분의 배터리 팩을 휴대용 단말기와 함께 휴대할 수 있으며, 현재 휴대용 단말기에 설치된 배터리 팩이 완전히 소모되면 여분의 배터리 팩을 교체하여 이동 중이거나 여행 중에도 오랜 기간 동안 휴대용 기기를 사용할 수 있는 것이다.
한편, 사용자는 여행 중에 이러한 휴대용 기기의 배터리 팩을 충전시키기 위하여 어댑터(TA; Traveler Adapter) 및 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 장치를 함께 휴대하여야 한다. 그러나, 사용자 입장에는 충전 장치를 휴대해야 하는 불편한 문제점이 발생하며, 제조자의 입장에서는 구매자에게 여분 배터리 팩을 충전시키기 위한 별도의 충전 장치를 제공해야 하기 때문에 제조 원가가 상승하는 문제점이 발생하게 되었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 충전 장치 없이 여분의 배터리를 충전시킬 수 있도록 구현되는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 휴대성을 강화하고, 분실의 위험성을 배제시킨 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조 원가를 절감시킬 수 있는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용 편의성을 향상시키도록 구현되는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 휴대용 단말기 내부에 충전 회로를 구비하고, 이어폰 연결 유닛에 배터리 팩 연결 구조를 가미함으로써 별도의 충전 장치 없이 여분의 배터리 팩을 직접 충전시킬 수 있도록 구현되는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 휴대용 단말기에 적용되는 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 장치에 있어서, 상기 휴대용 단말기에 접속되며, 이어폰 모드를 위한 이어폰 장치와 충전 모드를 위한 상기 여분의 배터리 팩 중 어느 하나를 선택적으로 수용하기 위한 이어폰 연결 유닛과, 상기 이어폰 연결 유닛에 전기적으로 연결된 장치에 따라 이어폰 모드와 충전 모드 중 어느 하나로 스위칭하는 충전 여부 결정 스위칭부와, 상기 충전 여부 결정 스위칭부의 스위칭에 따라 상기 휴대용 단말기에 인가된 외부 전원으로부터 상기 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 패스를 개방하는 충전 회로 및 상기 충전 여부 결정 스위칭부에 인가된 여분의 배터리 팩의 저항값을 독취하여 모드 전환을 하고, 상기 충전 회로를 개방하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 이어폰 연결 유닛에 여분의 배터리 팩이 연결되었을 경우, 휴대용 단말기의 내부 배터리 팩과 함께 충전시키기 위하여 충전 전류를 조절하기 위한 충전 전류 결정 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 상기 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 패스 중에는 보호용 FET이 더 개재되어, 충전 단자가 임의로 노출되더라도 전원 패스가 연결되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 이어폰 연결 유닛의 이어폰 장치 및 여분의 배터리 팩 연결 부분은 동일한 구조를 가지거나, 서로 다른 위치에 배치될 수 있을 것이다.
따라서, 상술한 연결 부분이 서로 다른 위치에 배치될 경우 상기 이어폰 연결 유닛은 바디와, 상기 바디의 단자 접촉면에서 상기 여분의 배터리 팩의 단자들과 대응되도록 설치되는 유닛 단자들 및 상기 바디의 측면에서 상기 이어폰 장치의 이어잭을 수용하기 위하여 설치되는 이어잭 홀을 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 단자 접촉면에는 이어폰 연결 유닛의 단자들과 상기 여분의 배터리 팩의 배터리 단자들과의 정확한 접속을 위한 연결 안내 수단을 더 포함하며, 상기 연결 안내 수단으로는 상기 단자 접촉면에 일정 높이로 돌출되도록 적어도 하나의 안착 돌기를 포함하여, 상기 배터리 팩의 단자 설치면에 형성된 안착홈에 안착되는 방식으로 안내될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 충전 동작시, 상기 이어폰 연결 유닛을 상기 여분의 배터리 팩에 고정시키기 위한 고정 수단을 더 포함할 수 있으며, 상기 고정 수단으로는 상기 이어폰 연결 유닛의 단자 접촉면상에 배치되는 적어도 하나의 마그넷(magnet)을 포함하여 상기 여분의 배터리 팩의 단자 설치면에 배치된 마그넷과 자력에 의해 상호 고정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 이어폰 연결 유닛의 단자 접촉면에는 이어폰 모드로 사용할 경우 유닛 단자들을 보호하기 위한 커버가 더 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면 별도의 충전 장치 없이 휴대하여야 하는 이어폰 연결 유닛을 이용하여 여분의 배터리 팩과 접속하고, 이를 감지하여 휴대용 단말기의 충전 회로를 이용하여 여분의 배터리 팩을 충전시킬 수 있기 때문에 휴대성이 향상되고, 제조 원가가 절감되며, 사용이 편리해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 휴대용 단말기의 충전 장치의 사시도;
도 2는 도 1의 충전 장치에 사용되는 이어폰 연결 유닛의 사시도;
도 3는 도 1의 충전 장치에 사용되는 이어폰 연결 유닛에 결합되는 커버의 배면 사시도;
도 4는 도 1의 충전 장치에 사용되는 이어폰 연결 유닛으로 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 상태를 도시한 도면;
도 5는 도 1의 여분 배터리 팩을 충전시키기 위한 휴대용 단말기의 내부 구성도;
도 6은 도 1의 충전 장치에서 이어폰 연결 유닛의 내부 구성도; 및
도 7은 도 1의 휴대용 단말기에서 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 절차를 도시한 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그러나 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 휴대용 단말기는 타블렛 컴퓨터(tablet computer), 포켓용 컴퓨터(handheld computer), PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러 폰(cellular telephone), 네트웍 기기(network appliance), 카메라(camera), 스마트 폰(smart phone), 개선된 일반 패킷 무선 서비스(EGPRS; Enhanced General Packet Radio Service) 이동 단말기 등 다양한 기기를 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따라 휴대용 단말기의 내부에 착탈 가능하도록 배터리 팩이 장착될 수 있으며, 여분의 배터리 팩을 갖는 다양한 기기에 적용될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 휴대용 단말기의 충전 장치(1)의 사시도이며, 도 2는 도 1의 충전 장치에 사용되는 이어폰 연결 유닛(20)의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 여분의 배터리 팩(50)을 충전시키기 위해서 휴대용 단말기(10)와, 휴대용 단말기에 연결되는 이어폰 연결 유닛(20)을 필요로 한다.
휴대용 단말기(10)는 전면에 디스플레이 장치(11)가 설치되어 있으며, 디스플레이 장치(11)의 상부에는 이어 피스(ear-piece)(12)가 설치되고, 디스플레이 장치(11)의 하측에는 마이크 장치(13)가 설치된다. 역시 휴대용 단말기(10)의 저부에는 컨넥터 포트(14)가 설치되어, 데이터 케이블에 의해 PC등과 데이터를 주고 받을 수 있으며, TA(Traveler Adapter)를 통하여 휴대용 단말기(10)의 내부에 설치된 배터리 팩을 충전시킬 수도 있을 것이다.
이어폰 연결 유닛(20)은 사용자가 휴대용 단말기(10)로 음악을 청취하거나, 동영상을 시청하는 등 대체적으로 항상 휴대하여야 하는 기기이다. 따라서, 이러한 이어폰 연결 유닛(20)을 이용하여 여분의 배터리 팩(50)을 충전시킬 수 있을 것이다.
상술한 이어폰 연결 유닛(20)은 바디(21)와, 바디에서 일정 길이로 인출되어 단부에 이어잭 컨넥터(28)가 설치되는 연결 유닛 케이블(27)을 포함한다. 여기서, 이어잭 컨넥터(28)는 3.5Φ 원통형 이어잭을 사용하였으나, 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 10핀, 24 핀등 다양한 형상의 컨넥터가 대용 가능하다. 그러나, 이러한 컨넥터 역시 음악 청취를 위한 A_L, A_R, GND, MIC 단자를 포함하고 있을 것이다.
본 발명에 따르면 이어폰 연결 유닛(20)의 일측면(22)에 배치된 이어잭 홀(221)을 통하여 이어폰 장치(40)의 이어잭(44)을 삽입하여 음악을 청취할 수 있다. 이어폰 장치(40)는 시중에 유통되는 일반 이어폰 장치가 사용가능하다. 즉, 일정 길이의 이어폰 케이블(43)의 각 단부에 스테레오 청취를 위한 SPK_R(41)과 SPK_L(42)를 포함하고 있다. 따라서, 이어폰 연결 유닛(20)을 이용하여 평상시에 사용자는 이어폰 장치(40)를 연결하여 음악을 청취할 수 있는 것이다.
한편, 사용자가 여분의 배터리 팩(50)을 충전하고자 할 경우, 이어폰 연결 유닛(20)에서 이어폰 장치(40)를 분리시킨 후, 직접 여분의 배터리 팩(50)의 상부에 배치된 단자 부분(531, 532, 533)에 이어폰 연결 유닛(20)을 접속시키면 충전 동작이 수행된다. 물론, 이러한 경우 휴대용 단말기(10)의 컨넥터 포트(14)에는 TA에 의해 외부 전원이 인가된 상태가 되어야 한다.
상술한 여분의 배터리 팩(50)은 바디(51)와 바디의 상면, 즉 단자 설치면(52)을 포함한다. 단자 설치면(52)에는 일반적으로 충전을 위한 단자들(531, 532, 533)이 배치된다. 예를 들어, 이러한 단자들(531, 532, 533)은 VBAT 단자, C_F 단자 및 GND 단자일 것이다. 또한, 상술한 단자들(531, 532, 533)의 일측 또는 양측에는 상술한 이어폰 연결 유닛(20)과의 올바른 접속을 안내하기 위한 연결 안내 수단을 포함한다. 따라서, 상술한 연결 안내 수단으로는 상술한 단자 설치면(52)에 두 개의 안착홈(55, 56)이 형성되어 있으며, 후술될 이어폰 연결 유닛(20)의 안착 돌기(25, 26)가 안착홈(55, 56)에 안착되는 방식으로 이어폰 연결 유닛(20)이 여분의 배터리 팩(50)을 충전시키기 위한 접속 상태로 안내될 수 있는 것이다. 또한, 상술한 안착홈(55, 56)은 하나가 설치되어도 무방하며, 좀더 안정적으로 서로 형상이 다른 두 개 이상의 안착홈이 형성되어도 된다. 본 발명에서는 여분의 배터리 팩(50)에 안착홈(55, 56)이 형성되고 이어폰 연결 유닛(20)에 안착 돌기(25, 26)가 형성되었으나, 반대로 배치되어도 무방하다.
그러나, 연결 안내 수단으로는 상술한 안착홈 및 안착 돌기의 요합 구조만 적용되지 않는다. 예를 들어, 별도의 가이드 수단이 적용되어도 무방하다. 예를 들어, 배터리 팩에 가이스 슬릿이 형성되며, 이어폰 연결 유닛에 상술한 가이드 슬릿에 가이드 되는 가이드 리브가 형성되어, 상술한 가이드 슬릿과 가이드 리브의 슬라이딩 결합에 의해서도 연결이 가능할 것이다.
한편, 이어폰 연결 유닛(20)과 여분의 배터리 팩(50)은 접속된 상태에서 그 위치가 고정되는 고정 수단을 더 포함한다. 도시된 바와 같이, 배터리 팩(50)의 단자 설치면(52)에는 한 쌍의 마그넷(54)이 설치되어 있으며, 이어폰 연결 유닛(20)의 대응 위치에 한 쌍의 마그넷(24)을 설치함으로써 자력에 의해 이어폰 연결 유닛(20)이 여분의 배터리 팩(50)의 단자 설치면(52)과 긴밀히 고정된 상태를 유지할 수 있는 것이다. 각각의 마그넷(24, 54)은 자력의 세기에 따라 하나 또는 두 개 이상이 서로 다른 위치에 배치되어도 무방할 것이다.
그러나, 역시 이에 국한되지 않으며, 상술한 연결 안내 수단으로 언급한 가이드 슬릿과 가이드 리브에 의해 연결 안내 뿐만 아니라 고정 기능까지 수행할 수 있다.
상술한 연결 안내 수단 및 고정 수단은 공지의 로킹 구조나 고정 구조를 적용하여도 무방하다. 예컨대, 여분의 배터리 팩(50)을 충전시키기 위하여 이어폰 연결 유닛(20)을 배터리 팩의 상부에서 접속된 상태를 지속적으로 유지시킬 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이어폰 연결 유닛(20)은 음악 청취를 위해 이어폰 장치를 연결하거나, 여분의 배터리 팩(50)을 충전시키기 위해서 사용하기도 하지만, 이어 마이크로폰 장치로 사용 가능하다. 따라서, 바디(21)의 외부에는 마이크로폰 장치(222)가 더 설치될 수 있으며, 기기를 조작하기 위한 다수의 버튼(211)이 더 설치될 수 있다.
도 3는 도 1의 충전 장치에 사용되는 이어폰 연결 유닛에 결합되는 커버(30)의 배면 사시도이다.
도 3을 참고하면, 이어폰 연결 유닛(20)은 커버(30)를 더 포함한다. 상술한 커버(30)는 이어폰 연결 유닛(20)을 충전용으로 사용하지 않을 경우 단자 접촉면(23)을 외부의 오염으로부터 보호하기 위하여 적용된다. 따라서, 상술한 커버(30)의 상면(31)은 이어폰 연결 유닛(20)의 외관으로 사용하기 위하여 평면으로 형성하며, 배면(32)은 이어폰 연결 유닛(20)의 단자들(231, 232, 233)을 수용하기 위한 단자 수용홈(33)이 형성된다. 예를 들어, 이어폰 연결 유닛(20)에 설치된 단자들(231, 232, 233)은 약간 돌출되는 방식으로 설치되어야 여분의 배터리 팩(50)의 단자들(531, 532, 533)과 전기적 연결이 용이하다. 따라서, 커버(30)의 단자 수용홈(33)은 이러한 돌출된 단자들(231, 232, 233)을 수용할 수 있는 깊이로 형성되는 것이 바람직하다.
역시, 단자 수용홈(33)의 양측에는 요홈(35, 36)이 형성되어 이어폰 연결 유닛(20)의 바디(21)에 돌출된 안착 돌기(25, 26)와 요합되도록 한다. 또한, 커버(30)의 배면(32)에도 역시 한 쌍의 마그넷(34)이 설치됨으로써 이어폰 연결 유닛(20)의 단자 접촉면(23)에 배치된 마그넷(24)과 자력에 의해 서로 고정되는 상태가 된다. 이러한 구성은 상술한 커버(30)가 외력 없이 임의로 이어폰 연결 유닛(20)에서 이탈되지 않도록 하는 것이다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 마그넷들(24, 34)의 결합 대신 공지의 스냇핏(snap-fit) 로킹 구조를 적용할 수도 있으며, 러버나 실리콘 재질로 형성하여 이어폰 연결 유닛에 일측이 고정되는 방식으로 커버링할 수도 있다.
도 4는 도 1의 충전 장치에 사용되는 이어폰 연결 유닛으로 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 상태를 도시한 도면이다.
따라서, 사용자는 도 4에 도시한 바와 같이, 이어폰 연결 유닛(20)의 커버(30)를 제거하고 여분의 배터리 팩(50)의 상면(단자 설치면)에 올려 놓으면, 이어폰 연결 유닛(20)의 안착 돌기들(25, 26)이 여분의 배터리 팩(50)의 단자 설치면(52)에 형성된 안착홈(55, 56)에 안착되면서 위치가 정렬된다. 이러한 상태는 이어폰 연결 유닛(20)의 각 단자들(231, 232, 233)이 여분의 배터리 팩(50)의 각 단자들(531, 532, 533)과 상응하여 전기적 연결이 수행된 상태가 되는 것이다. 이와 동시에 배터리 팩(50)의 단자 설치면(52)에 구비된 마그넷(54)과, 이어폰 연결 유닛(20)의 단자 접촉면(23)에 배치된 마그넷(24)의 자력에 의해 그 위치가 긴밀히 고정되며 여분의 배터리 팩(50)으로의 충전 동작이 수행되는 것이다.
예를 들어, 이어잭 컨넥터의 A_L 단자는 배터리 팩의 VBAT 단자와 상응하고, A_R단자는 배터리 팩의 C_F 단자와 상응할 수 있을 것이다.
한편, 상술한 이어폰 연결 유닛은 이어폰 장치와 여분의 배터리 팩을 선택적으로 접속시킬 수 있는 수단으로 사용되나, 휴대용 단말기는 이를 감지하여 충전 동작이 수행되면 내부 충전 회로를 변환시켜야 한다. 즉, 여분의 배터리 책을 충전시키는 상태는 휴대용 단말기의 내부에 설치된 내장 배터리 팩 역시 함께 충전됨을 의미하기 때문에 내부의 충전 회로를 변경시켜주어야 한다.
이하, 휴대용 단말기의 내부 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 도 1의 여분 배터리 팩을 충전시키기 위한 휴대용 단말기(10)의 내부 구성도이고, 도 6은 도 1의 충전 장치에서 이어폰 연결 유닛(20)의 내부 구성도이며, 도 7은 도 1의 휴대용 단말기에서 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 절차를 도시한 흐름도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 휴대용 단말기(10)는 제어부(101)와, 충전 회로(102), 충전 여부 결정 스위칭부(103) 충전 전류 결정 스위칭부(106) 및 보호용 회로(107)를 포함한다.
제어부(101)는 휴대용 단말기(10)의 이어잭 컨넥터 포트(104)에 삽입된 이어폰 연결 유닛(20)의 이어잭 컨넥터에 인가된 신호를 검사하여 이어폰 모드인지 충전 모드인지 결정한다. 만일 충전 모드임이 감지되면 충전 여부 결정 스위칭부(103)를 전환시켜 충전 패스를 개방한다. 또한, TA가 접속되었음이 감지되면 충전 회로(102)를 온 시키며, 충전 전류 결정 스위칭부(106)를 전환시킨다. 역시, 충전 패스상에 개재되어 있는 보호용 회로를 온 시킨다.
이하, 도 7을 참고하여 충전 절차를 설명하면, 우선 701단계에서 제어부는 휴대용 단말기에 TA가 연결되었는지 검사한다. 만일 TA 연결이 감지되면 703단계에서 메인 배터리 팩을 위한 충전 회로를 온 시킨다. 이러한 경우 상술한 충전 회로를 통한 충전 패스에 의해 메인 배터리 팩이 충전되는 상태가 된다. 이때, 707단계에서 이어폰 연결 유닛으로부터 여분의 배터리 팩이 연결되었는지 검사한다. 여기서, 이어폰 연결 유닛으로 여분의 배터리 팩의 충전 동작을 감지하는 동작은 접속된 여분의 배터리 팩의 C_F 단자 저항값을 제어부 내부의 ACD 포트에서 인식하는 동작일 수 있다.
그후, 여분의 배터리 팩의 접속이 감지되면, 제어부는 709단계에서 충전 여부 결정 스위칭부를 전환시켜 충전 패스를 연결하고, 충전 전류 결정 스위칭부를 제어하여 두 개의 배터리 팩을 동시에 충전할 수 있는 저항값을 갖도록 충전 전류를 조절한다. 예를 들어 도 5에서 충전 전류 결정 스위칭부의 A 저항은 휴대용 단말기 내부에 설치된 메인 배터리 팩만을 충전시키기 위한 600mA의 충전을 위한 저항값을 가진다면, B 저항은 메인 배터리 팩과 여분의 배터리 팩을 동시에 충전시키기 위한 1200mA의 충전을 위한 저항값을 가질 수 있다.
한편, 709단계에서 제어부는 역시 보호용 회로(FET)를 온 시킨다. 이러한 보호용 회로는 충전 회로에서 여분의 배터리를 충전시키기 위한 충전 패스상에 개재시켜서 여분의 배터리 팩의 단자가 외부로 돌출되더라도 전원 패스가 연결되지 않도록 하여 사용자의 안정성을 고려하였다.
도 6은 도 1의 충전 장치에서 이어폰 연결 유닛의 내부 구성도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 이어폰 연결 유닛(20) 역시 스위칭부(201)를 구비한다. 여기에서의 스위칭부(201)는 이어폰 연결 유닛(20)의 이어잭 홀과 단자들 중 어느 하나에 해당 기기(여분의 배터리 팩 또는 이어폰 장치)가 연결되었을 경우 자동으로 해당 기능에 맞도록 스위칭시켜주는 역할을 한다.
이러한 스위칭 동작은 이어폰 장치의 이어잭 몸체를 이어폰 연결 유닛의 이어잭 홀에 삽입하였을 경우 인가되는 V_MIC 바이어스 전압(V)을 구동 전원으로 사용하여 구현할 수 있다. 따라서, 도 7에 도시한 바와 같이, 이어폰 장치가 이어폰 연결 유닛에 전기적으로 연결되었을 경우, 오디오 패스(A_L, A_R, V_MIC)로 연결되고 배터리 팩의 C_F단 저항값은 연결되지 않기 때문에 휴대용 단말기의 제어부는 이어폰 모드로 동작하는 것이다.
한편, 본 발명에서는 이어폰 연결 유닛의 서로 다른 위치에서 여분의 배터리 팩과 이어폰 장치의 이어잭이 전기적으로 접속되는 상태를 도시하고 설명하였다. 그러나, 이어폰 장치의 이어잭 부분은 상술한 여분의 배터리 팩의 단자 부분과 같이 구현한다면, 도 6에 도시한 스위칭 동작 없이 직접 휴대용 단말기에서 이어폰 모드와 충전 모드를 구분하여 제어할 수 있을 것이다.
분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 다양한 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있을 것이다.
10: 휴대용 단말기 11: 디스플레이 장치
12: 이어 피스(earpiece) 13: 마이크 장치
14: 컨넥터 포트 20: 이어폰 연결 유닛
21: 바디 22: 일측면
23: 단자 접촉면 24, 34, 54: 마그넷
25, 26: 안착 돌기 27: 연결 유닛 케이블
30: 커버 36: 요홈
40: 이어폰 장치 50: 여분의 배터리 팩
56: 안착홈

Claims (20)

  1. 휴대용 단말기에 적용되는 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 장치에 있어서,
    상기 휴대용 단말기에 접속되며, 이어폰 모드를 위한 이어폰 장치와 충전 모드를 위한 상기 여분의 배터리 팩 중 어느 하나를 선택적으로 수용하기 위한 이어폰 연결 유닛;
    상기 이어폰 연결 유닛에 전기적으로 연결된 장치에 따라 이어폰 모드와 충전 모드 중 어느 하나로 스위칭하는 충전 여부 결정 스위칭부;
    상기 충전 여부 결정 스위칭부의 스위칭에 따라 상기 휴대용 단말기에 인가된 외부 전원으로부터 상기 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 패스를 개방하는 충전 회로; 및
    상기 충전 여부 결정 스위칭부에 인가된 여분의 배터리 팩의 저항값을 독취하여 모드 전환을 하고, 상기 충전 회로를 개방하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰 연결 유닛에 여분의 배터리 팩이 연결되었을 경우, 휴대용 단말기의 내부 배터리 팩과 함께 충전시키기 위하여 충전 전류를 조절하기 위한 충전 전류 결정 스위칭부를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 패스 중에는 보호용 FET이 더 개재되어, 충전 단자가 임의로 노출되더라도 전원 패스가 연결되지 않도록 함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰 연결 유닛의 이어폰 장치 및 여분의 배터리 팩 연결 부분은 동일한 구조를 가짐을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이어폰 연결 유닛의 이어폰 장치 및 여분의 배터리 팩 연결 부분은 서로 다른 위치에 배치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이어폰 연결 유닛은,
    바디;
    상기 바디의 단자 접촉면에서 상기 여분의 배터리 팩의 단자들과 대응되도록 설치되는 유닛 단자들; 및
    상기 바디의 측면에서 상기 이어폰 장치의 이어잭을 수용하기 위하여 설치되는 이어잭 홀을 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단자 접촉면에는 이어폰 연결 유닛의 단자들과 상기 여분의 배터리 팩의 배터리 단자들과의 정확한 접속을 위한 연결 안내 수단을 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결 안내 수단으로는,
    상기 단자 접촉면에 일정 높이로 돌출되도록 적어도 하나의 안착 돌기를 포함하여, 상기 배터리 팩의 단자 설치면에 형성된 안착홈에 안착되는 방식으로 안내됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    충전 동작시, 상기 이어폰 연결 유닛을 상기 여분의 배터리 팩에 고정시키기 위한 고정 수단을 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고정 수단으로는,
    상기 이어폰 연결 유닛의 단자 접촉면상에 배치되는 적어도 하나의 마그넷(magnet)을 포함하여 상기 여분의 배터리 팩의 단자 설치면에 배치된 마그넷과 자력에 의해 상호 고정됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 이어폰 연결 유닛의 단자 접촉면에는 이어폰 모드로 사용할 경우 유닛 단자들을 보호하기 위한 커버가 더 설치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 커버의 단자 접촉면과 접하는 면에는 유닛 단자들을 수용하기 위한 단자 수용홈이 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 이어폰 연결 유닛은 접속되는 이어폰 장치의 V_MIC 바이어스 전압에 의해 이어폰 모드로 스위칭시키기 위한 스위칭부가 더 설치됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 장치.
  14. 이어폰 장치와 여분의 배터리 팩이 선택적으로 접속되는 이어폰 연결 유닛을 이용하여 이어폰 모드 또는 충전 모드를 결정하는 휴대용 단말기에 있어서,
    상기 이어폰 연결 모드에 접속된 장치의 종류에 따라서 모드 변경을 수행하는 충전 여부 결정 스위칭부;
    상기 충전 여부 결정 스위칭부의 스위칭에 따라 상기 휴대용 단말기에 인가된 외부 전원으로부터 상기 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 패스를 개방하는 충전 회로; 및
    상기 충전 여부 결정 스위칭부에 인가된 여분의 배터리 팩의 저항값을 독취하여 모드 전환을 하고, 상기 충전 회로를 개방하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이어폰 연결 유닛에 여분의 배터리 팩이 연결되었을 경우, 휴대용 단말기의 내부 배터리 팩과 함께 충전시키기 위하여 충전 전류를 조절하기 위한 충전 전류 결정 스위칭부를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 패스 중에는 보호용 FET이 더 개재되어, 충전 단자가 임의로 노출되더라도 전원 패스가 연결되지 않도록 함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
  17. 이어폰 장치와 여분의 배터리 팩이 선택적으로 접속되는 이어폰 연결 유닛을 이용한 휴대용 단말기의 배터리 팩 충전 방법에 있어서,
    외부 전원이 인가되었는지 검사하는 과정;
    외부 전원이 인가되었을 경우, 휴대용 단말기 내부의 메인 배터리 팩을 위한 충전 회로를 온 시키는 과정;
    여분의 배터리 팩의 접속이 감지되었는지 검사하는 과정; 및
    여분의 배터리 팩의 접속이 감지되었을 경우 충전 패스를 상기 메인 배터리 팩과 상기 여분의 배터리 팩에 동시에 연결하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 여분의 배터리 팩의 접속이 감지되었을 경우, 충전 전류를 증가시키는 방향으로 전환하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 여분의 배터리 팩을 충전시키기 위한 충전 패스 중에는 보호용 FET에 의한 임의의 전원 누출을 방지하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 여분의 배터리 팩이 접속되었는지 검사하는 과정은,
    상기 여분의 배터리 팩의 단자 중 C_F 단자의 저항값을 독취하여 감지함을 특징으로 하는 방법.
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