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KR20160058561A - 이종의 배터리 셀을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치 - Google Patents

이종의 배터리 셀을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치 Download PDF

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KR20160058561A
KR20160058561A KR1020140160217A KR20140160217A KR20160058561A KR 20160058561 A KR20160058561 A KR 20160058561A KR 1020140160217 A KR1020140160217 A KR 1020140160217A KR 20140160217 A KR20140160217 A KR 20140160217A KR 20160058561 A KR20160058561 A KR 20160058561A
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KR
South Korea
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battery cell
battery
electronic device
cell
threshold value
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신영철
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 제 1 배터리 셀(cell)과, 상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과, 상기 제 1 배터리 셀로부터 입력되거나 상기 제 1 배터리 셀로 출력되는 제 1 전류 값이 제 1 임계값 이상인 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 2 배터리 셀과의 연결을 설정하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 상술한 실시 예와 다른 실시 예들도 포함한다.

Description

이종의 배터리 셀을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치{METHOD FOR CONTROLLING DIFFERENT KIND OF BATTERY CELLS AND ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
본 발명은 다양한 실시 예들은 전자 장치에 관한 것이고, 예를 들어, 이종의 배터리 셀을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
현재 상용되고 있는 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC 등의 모바일(mobile) 전자 장치에 전원을 공급하기 위해 필수적으로 사용되는 것이 바로 배터리(battery)이다. 상기 배터리는 일반적으로 재충전이 가능한 2 차 전지로 구성되는데, 상기 2 차 전지의 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지 등을 들 수 있다.
일반적으로, 배터리 팩(pack)은 하나 또는 그 이상의 셀(cell)로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 배터리 팩 내에 다수의 배터리 셀이 존재한다 하더라도, 상기 배터리 셀은 단일한 종류의 배터리 셀로 구성되는 것이 일반적이다. 예를 들어, 태블릿 PC의 경우, 리튬 이온 배터리 셀 3개가 병렬로 연결되어 하나의 배터리 팩을 구성할 수 있다.
종래 배터리 팩(pack)은 단일한 종류의 배터리 셀(cell)로 구성되는 것이 일반적이다. 그러나, 앞서 살폈듯이 다양한 종류의 배터리가 존재하고, 각각의 배터리 특성이 상이하기 때문에, 이와 같은 다양한 종류의 배터리 특성을 활용하지 않고, 단일한 종류의 배터리 셀로만 배터리 팩을 구성하는 것은 배터리의 운용 측면에서 효율이 떨어진다. 따라서, 다른 종류의 배터리 셀들로 배터리 팩을 구성함으로써 배터리의 성능을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명의 일 실시 예는 이종의 배터리 셀을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예는 방전 시, 이종의 배터리 셀을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 충전 시, 이종의 배터리 셀을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는, 특정 배터리 셀의 방전 시, 상기 배터리 셀의 방전 전류 값에 기초하여, 다른 종류의 배터리 셀로 연결을 설정하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는, 특정 배터리 셀의 충전 시, 상기 배터리 셀의 충전 전류 값에 기초하여, 다른 종류의 배터리 셀로 연결을 설정하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치는 제 1 배터리 셀(cell)과, 상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과, 상기 제 1 배터리 셀로부터 입력되거나 상기 제 1 배터리 셀로 출력되는 제 1 전류 값이 제 1 임계값 이상인 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 2 배터리 셀과의 연결을 설정하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법은 제 1 배터리 셀로부터 입력되거나 상기 제 1 배터리 셀로 출력되는 제 1 전류 값이 제 1 임계값 이상인지 여부를 결정하는 과정과, 상기 제 1 전류 값이 상기 제 1 임계값 이상인 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과의 연결을 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해, 하나의 배터리 팩 안에 존재하는 다른 종류의 배터리 셀들을 이용함으로써, 상이한 배터리 종류의 상이한 배터리 특성을 각각 활용할 수 있고, 이를 통해, 배터리 운용의 효율을 높일 수 있으며, 결과적으로 배터리의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 네트워크 환경을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈의 블록 구성을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 배터리(battery)를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 배터리의 방전율 특성을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 배터리의 방전율 특성을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 배터리의 구성을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법에 관한 순서도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법에 관한 순서도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법에 관한 순서도를 도시한다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서,“가진다,”“가질 수 있다,”“포함한다,” 또는“포함할 수 있다”등의 표현은 해당특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서,“A 또는 B,”“A 또는/및 B 중 적어도 하나,”또는 “A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상”등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, “A 또는 B,”“ A 및 B 중 적어도 하나,”또는 “ A 또는 B 중 적어도 하나”는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는(3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시 예에서 사용된 “제1,”“제2,”“첫째,”또는“둘째,”등의 표현들은 다양한 구성 요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 “~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)”은 상황에 따라, 예를 들면, “~에 적합한(suitable for),” “~하는 능력을 가지는(having the capacity to),” “~하도록 설계된(designed to),” “~하도록 변경된(adapted to),” “~하도록 만들어진(made to),”또는 “~를 할 수 있는(capable of)”과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 “~하도록 구성(또는 설정)된”은 하드웨어적으로 “특별히 설계된(specifically designed to)”것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는,“~하도록 구성된 장치”라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께“~할 수 있는” 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 “A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서”는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써,해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥 상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기,카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예:스마트안경, 머리 착용형 장치 (head-mounted-device(HMD)), 전자의복, 전자팔찌, 전자목걸이, 전자앱세서리(appcessory), 전자문신, 스마트 미러, 또는 스마트와치(smartwatch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 스마트 가전제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기청정기, 셋톱박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널 (home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자사전, 전자키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예:각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기,또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자장비(예:선박용 항법 장치, 자이로콤파스 등), 항공전자기기(avionics), 보안기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융기관의 ATM(automatic teller’s machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronicsignature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(101)를 포함하는 네트워크환경을 도시한다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시 예에서의, 네트워크환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 상기 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자장치(101)는, 상기 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 구비할 수 있다.
상기 버스(110)는, 예를 들면, 상기 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 상기 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
상기 프로세서(120)는, 중앙처리장치(central processing unit (CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor (AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 예를 들면, 상기 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
상기 메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 상기 메모리(130)는, 예를 들면, 상기 전자장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 상기 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface (API), 145) 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 “어플리케이션”, 147) 등을 포함할 수 있다. 상기 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템 (operating system (OS))라 불릴 수 있다.
상기 커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 상기 커널(141)은 상기 미들웨어(143), 상기 API(145), 또는 상기 어플리케이션 프로그램(147)에서 상기 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
상기 미들웨어(143)는, 예를 들면, 상기 API(145) 또는 상기 어플리케이션 프로그램(147)이 상기 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 미들웨어(143)는 상기 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 작업 요청들과 관련하여, 예를 들면, 상기 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나의 어플리케이션에 상기 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스 (110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 배정하는 등의 방법을 이용하여 작업 요청에 대한 제어(예: 스케쥴링 또는 로드 밸런싱)을 수행할 수 있다.
상기 API(145)는, 예를 들면, 상기 어플리케이션(147)이 상기 커널(141) 또는 상기 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 화상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.
상기 입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 상기 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 입출력인터페이스(150)는 상기 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
상기 디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (microelectromechanical systems (MEMS)) 디스플레이, 또는 전자 종이 (electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 상기 디스플레이(160)는, 터치스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
상기 통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 상기 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 상기 외부 장치(예: 제 2 외부 전자장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
상기 무선 통신은, 예를 들면, 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면, LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro, 또는 GSM 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard 232), 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 네트워크(162)는 통신 네트워크(telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 상기 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 서버(106)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 전자장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자장치 (예: 전자장치(102, 104), 또는 서버(106))에서 실행될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 상기 전자 장치(101)는 상기 기능 또는 상기 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 상기 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 상기 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 상기 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 상기 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 상기 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(201)의 블록 구성(200)을 도시한다.
상기 전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(201)는 하나 이상의 어플리케이션 프로세서(AP: application processor, 210), 통신 모듈(220), SIM(subscriber identification module) 카드(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298)를 포함할 수 있다.
상기 AP(210)는, 예를 들면, 운영체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 상기 AP(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 상기 AP(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip)로 구현될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 AP(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 상기 AP(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 상기 AP(210)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.
상기 통신모듈(220)은, 도 1의 상기 통신 인터페이스(160)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 상기 통신모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WIFI 모듈(223), BT 모듈(225), GPS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF(radio frequency) 모듈(229)을 포함할 수 있다.
상기 셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드(224))을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 셀룰러 모듈(221)은 상기 AP(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor)를 포함할 수 있다.
상기 WIFI 모듈(223), 상기 BT 모듈(225), 상기 GPS 모듈(227) 또는 상기 NFC 모듈(228) 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WIFI 모듈(223), BT 모듈(225), GPS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.
상기 RF 모듈(229)은, 예를 들면,통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. 상기 RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WIFI 모듈(223), BT 모듈(225), GPS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.
상기 SIM 카드(224)는, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM (embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
상기 메모리(230)(예: 메모리 (230))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 상기 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive (SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 외장 메모리(234)는 flash drive, 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), 또는 메모리 스틱 (memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 상기 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 상기 전자 장치(201)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
상기 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 상기 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240a), 자이로 센서(240b), 기압 센서(240c), 마그네틱 센서(240d), 가속도 센서(240e), 그립 센서(240f), 근접 센서(240g), color 센서(240h)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(240i), 온/습도 센서(240j), 조도 센서(240k), 또는 UV(ultra violet) 센서(240m) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(201)는 AP(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 상기 AP(210)가 슬립(sleep)상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.
상기 입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(touch panel, 252), (디지털) 펜 센서(pen sensor, 254), 키(key, 256), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 상기 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 상기 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 상기 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.
상기 (디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트(sheet)를 포함할 수 있다. 상기 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 상기 초음파 입력 장치(258)는 초음파 신호를 발생하는 입력 도구를 통해, 전자 장치(201)에서 마이크(예: 마이크(288))로 음파를 감지하여 데이터를 확인할 수 있다.
상기 디스플레이(260) (예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 포함할 수 있다. 상기 패널(262)은, 도 1의 디스플레이(160)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 상기 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 상기 패널(262)은 상기 터치 패널(252)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 상기 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 상기 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 상기 스크린은, 예를 들면, 상기 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이(260)는 상기 패널(262), 상기 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(high-definition multimedia interface, 272), USB(universal serial bus, 274), 광 인터페이스(optical interface, 276), 또는 D-sub(D-subminiature, 278)를 포함할 수 있다. 상기 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(160)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure digital) 카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
상기 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리(sound)와 전기신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 상기 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(140)에 포함될 수 있다. 상기 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
상기 카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시 예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래쉬 (flash)(예: LED 또는 xenon lamp)를 포함할 수 있다.
상기 전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 상기 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. 상기 PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 게이지는, 예를 들면, 상기 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 상기 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.
상기 인디케이터(297)는 상기 전자 장치(201) 혹은 그 일부(예: AP(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 상기 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동 (vibration), 또는 햅틱(haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 전자 장치(201)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 상기 모바일 TV지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어 플로우(media flow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.
상기전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 프로그램 모듈(310)의 블록 구성(300)을 도시한다.
한 실시 예에 따르면, 상기 프로그램 모듈(310) (예: 프로그램(140))은 전자 장치(예: 전자 장치(101))에 관련된 자원을 제어하는 운영체제(operation system (OS)) 및/또는 운영체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 상기 운영체제는, 예를 들면, 안드로이드(android), iOS, 윈도우즈(windows), 심비안(symbian), 타이젠(tizen), 또는 바다(bada) 등이 될 수 있다.
프로그램 모듈(310)은 커널(320), 미들웨어(330), API(application programming interface, 360), 및/또는 어플리케이션(370)을 포함할 수 있다. 상기 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 전자 장치 상에 프리로드(preload) 되거나, 서버(예: 서버(106))로부터 다운로드(download) 가능하다.
상기 커널(320) (예: 도 1의 커널(141))은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(321) 또는 디바이스 드라이버(323)를 포함할 수 있다. 상기 시스템 리소스 매니저(321)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수 등을 수행할 수 있다.한 실시 예에 따르면, 상기 시스템 리소스 매니저(321)는 프로세스관리부, 메모리관리부, 또는 파일시스템관리부 등을 포함할 수 있다. 상기 디바이스 드라이버(323)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WIFI 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC (inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다.
상기 미들웨어(330)는, 예를 들면, 상기 어플리케이션(370)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 상기 어플리케이션(370)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 상기 API(360)를 통해 다양한 기능들을 상기 어플리케이션(370)으로 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 미들웨어(330) (예: 미들웨어(143))는 런타임 라이브러리(335), 어플리케이션 매니저(application manager, 341), 윈도우 매니저(window manager, 342), 멀티미디어 매니저(multimedia manager, 343), 리소스 매니저(resource manager, 344), 파워 매니저(power manager, 345), 데이터베이스 매니저(database manager, 346), 패키지 매니저 (package manager, 347), 연결 매니저(connectivity manager, 348), 통지 매니저(notification manager, 349), 위치 매니저(location manager, 350), 그래픽 매니저(graphic manager, 351), 또는 보안 매니저(security manager, 352) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 런타임 라이브러리(335)는, 예를 들면, 상기 어플리케이션(370)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 상기 런타임 라이브러리(335)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수에 대한 기능 등을 수행할 수 있다.
상기 어플리케이션 매니저(341)는, 예를 들면, 상기 어플리케이션(370) 중 적어도 하나의 어플리케이션의 생명주기(life cycle)를 관리할 수 있다. 상기 윈도우 매니저(342)는 화면에서 사용하는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 상기 멀티미디어 매니저(343)는 다양한 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱(codec)을 이용하여 미디어 파일의 인코딩(encoding) 또는 디코딩(decoding)을 수행할 수 있다. 상기 리소스 매니저(344)는 상기 어플리케이션(370) 중 적어도 어느 하나의 어플리케이션의 소스 코드, 메모리 또는 저장 공간 등의 자원을 관리할 수 있다.
상기 파워 매니저(345)는, 예를 들면, 바이오스(BIOS: basic input/output system) 등과 함께 동작하여 배터리(battery) 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보 등을 제공할 수 있다. 상기 데이터베이스 매니저(346)는 상기 어플리케이션(370) 중 적어도 하나의 어플리케이션에서 사용할 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 상기 패키지 매니저(347)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 업데이트를 관리할 수 있다.
상기 연결 매니저(348)는, 예를 들면, WIFI 또는 블루투스 등의 무선 연결을 관리할 수 있다. 상기 통지 매니저(349)는 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 사건(event)을 사용자에게 방해되지 않는 방식으로 표시 또는 통지할 수 있다. 상기 위치 매니저(350)는 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 상기 그래픽 매니저(351)는 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 상기 보안 매니저(352)는 시스템 보안 또는 사용자 인증 등에 필요한 제반 보안 기능을 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(101))가 전화 기능을 포함한 경우, 상기 미들웨어(330)는 상기 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화 매니저(telephony manager)를 더 포함할 수 있다.
상기 미들웨어(330)는 전술한 구성요소들의 다양한 기능의 조합을 형성하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 미들웨어(330)는 차별화된 기능을 제공하기 위해 운영체제의 종류별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 상기 미들웨어(330)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다.
상기 API(360) (예: API(145))는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠(tizen)의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
상기 어플리케이션(370) (예: 어플리케이션 프로그램 (147))은, 예를 들면, 홈(371), 다이얼러(372), SMS/MMS(373), IM(instant message, 374), 브라우저(375), 카메라(376), 알람(377), 컨택트(378), 음성 다이얼(379), 이메일(380), 달력(381), 미디어 플레이어(382), 앨범(383), 또는 시계(384), 건강 관리(health care)(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보 제공(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보 등을 제공) 등의 기능을 제공할 수 있는 하나 이상의 어플리케이션을 포함할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 어플리케이션(370)은 상기 전자 장치(예: 전자 장치(101))와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104)) 사이의 정보 교환을 지원하는 어플리케이션(이하, 설명의 편의 상, “정보 교환 어플리케이션”)을 포함할 수 있다. 상기 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 상기 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 어플리케이션, 또는 상기 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 어플리케이션을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 알림 전달 어플리케이션은 상기 전자 장치의 다른 어플리케이션(예: SMS/MMS 어플리케이션, 이메일 어플리케이션, 건강 관리 어플리케이션, 또는 환경 정보 어플리케이션 등)에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 알림 전달 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 상기 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104))의 적어도 하나의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 상기 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션 또는 상기 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스(예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스)를 관리(예: 설치, 삭제, 또는 업데이트)할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 어플리케이션(370)은 상기 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))의 속성(예: 전자 장치의 속성으로서, 전자 장치의 종류가 모바일 의료 기기)에 따라 지정된 어플리케이션(예: 건강 관리 어플리케이션)을 포함할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치(예: 서버(106) 또는 전자 장치(102, 104))로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다.한 실시 예에 따르면, 상기 어플리케이션(370)은 프리로드 어플리케이션(preloaded application) 또는 서버로부터 다운로드 가능한 제3자 어플리케이션(third party application)을 포함할 수 있다.도시된 실시 예에 따른 프로그램 모듈(310)의 구성요소들의 명칭은 운영체제의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서(예: AP(210))에 의해 구현(implement)(예: 실행)될 수 있다. 상기 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 (sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 “모듈”은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. “모듈”은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. “모듈”은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. “모듈”은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. “모듈”은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면,“모듈”은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다.상기 명령어는, 프로세서(예:프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리(130)가 될 수 있다.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magneticmedia)(예: 자기테이프), 광기 록매체(opticalmedia) (예:CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광매체(magneto-opticalmedia) (예: 플롭티컬디스크(flopticaldisk)), 하드웨어 장치 (예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시메모리등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 배터리(battery)를 도시한다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 배터리는 스마트 폰(smart phone), 웨어러블 장치(wearable device), 사물 인터넷(Internet of things, IoT), 전기 자동차, AR 드론(drone) 등 다양한 전자 장치 내에 포함될 수 있다.
또한, 상기 배터리는 PCM(Protection Circuit Module) 회로(410) 및 배터리 셀(battery cell, 420)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 PCM 회로(410)는 상기 배터리의 동작에 있어 상기 배터리를 보호하는 역할을 수행하는데, 이를 통해, 상기 배터리를 사용하는데 있어서 안전성이 보장된다. 구체적으로, 상기 PCM 회로(410)는 외부로부터 입력되는 충전 전류로 인해 배터리 전압이 상승하여 상기 배터리 전압이 특정 임계값 이상으로 상승하는 과충전 상태가 되지 않도록 상기 충전 전류를 차단하는 기능을 수행할 수 있다. 반대로, 상기 PCM 회로(410)는 상기 배터리가 방전됨으로 인해 배터리 전압이 감소되어 상기 배터리 전압이 특정 임계값 미만이 되는 과방전 상태가 되지 않도록 방전 전류를 차단하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 PCM 회로(410)는 상기 배터리에 연결된 외부 장치의 이상으로, 충전 또는 방전 전류가 특정 임계값 이상인 경우, 충전 또는 방전 전류를 차단하는 역할을 수행할 수 있고, 배터리 외부 단자에서 단락(short)이 발생한 경우, 과전류가 발생할 수 있으므로, 상기 외부 단자의 단락을 방지하는 단락 보호 기능 또한 수행할 수 있다.
상기 배터리 셀(420)은 상기 배터리의 기본 단위로서, 상기 도 4에서는 배터리 셀(420)이 하나만 도시되었지만, 경우에 따라서 상기 배터리는 수개의 셀들을 포함할 수 있고, 상기 수개의 셀들은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 배터리 셀(420)은 다양한 종류의 2 차 전지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 셀(420)은 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 등을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 2 차 전지들은 각각 상이한 특성을 가지고 있는데, 상기 2 차 전지들의 상이한 특성은 아래의 표와 같다.
구분 니켈-카드뮴 니켈-수소 납축전지 리튬 이온 리튬 폴리머
증량효율(Wh/Kg) 45~80 60~120 30~50 110~160 100~130
수명(Cycle) 1500 300~500 200~300 500~1000 300~500
급속충전시간(hr) 1 2~4 8~16 2~4 2~4
과충전 허용 범위 보통 낮음 높음 매우 낮음 낮음
자기방전율(%) 20 30 5 10 10 이하
기전력(V) 1.25 1.25 2 3.6 3.6
부하
전류		 최대 20C 5C 5C 2C 이상 2C 이상
일반 1C 0.5C 이하 0.2C 1C 이하 1C 이하
상기 표에서, 표시된 수치는 특정한 조건에서 상기 2 차 전지들 간의 비교를 통해 결정된 상대적인 수치를 나타낸 것이다.
먼저, 상기 증량 효율은 배터리의 단위 무게당 배터리의 용량을 나타낸다. 예를 들어, 상기 니켈-카드뮴 전지의 증량 효율이 60Wh/Kg이고, 리튬 이온 전지의 증량 효율이 120WH/Kg이면, 상기 니켈-카드뮴 전지와 상기 리튬 이온 전지가 동일한 용량을 내기 위해서는 상기 니켈-카드뮴 전지의 무게가 상기 리튬 이온 전지의 무게보다 2배 무거워야 한다.
또한, 상기 수명은 상기 배터리가 반복하여 충전 및 방전할 수 있는 횟수를 나타내는데, 예를 들어, 상기 니켈-카드뮴 전지의 경우, 충전 및 방전할 수 있는 횟수가 1500번이므로, 상기 니켈-카드뮴 전지는 수명에 있어서, 다른 전지들에 비해 우수한 특성을 가지고 있다.
다음으로, 상기 급속 충전 시간이란 배터리가 급속 충전되는 경우, 소요되는 시간을 의미하는데, 예를 들어, 배터리 용량을 동일하게 설정하였다는 가정 하에 상기 니켈-카드뮴 전지의 경우, 급속 충전 시간이 한 시간이므로, 상기 니켈-카드뮴 전지는 급속 충전 시간에 있어, 다른 전지들에 비해 우수한 특성을 가지고 있다.
또한, 상기 과충전 허용 범위는 배터리의 충전 결과 배터리의 전압이 특정한 임계값을 초과하는 과충전을 어느 정도 허용할 것인지 여부를 나타낸 것이다. 상기 표에 따르면, 상기 납축전지는 상대적으로 과충전을 허용하는 범위가 높으며, 상기 리튬 이온 전지는 상대적으로 과충전을 허용하는 범위가 낮다.
다음으로, 상기 자기 방전율은 배터리를 사용하지 않고 방치하였을 때, 방전되는 정도를 나타낸 것이다. 예를 들어, 미리 정해진 동일한 시간 동안, 상기 배터리들을 사용하지 않고 방치하였을 때, 상기 니켈-수소 전지의 경우, 전체 용량의 30%가 방전되므로, 상기 니켈-수소 전지는 상대적으로 자기 방전율이 높다고 평가할 수 있고, 상기 리튬 폴리머 전지의 경우, 자기 방전율이 10% 이하이므로, 상대적으로 자기 방전율이 낮다고 평가할 수 있다.
또한, 상기 기전력은 각각의 전지들이 출력할 수 있는 전압 값을 의미하고, 상기 표에 따르면 각 전지들의 기전력 값이 일부 상이함을 알 수 있다.
마지막으로, 최대 부하 전류는 배터리를 사용함에 있어서, 안전하게 방전 또는 충전할 수 있는 최대 전류 값을 의미한다. 예를 들어, 상기 니켈-카드뮴 전지의 경우, 최대 부하 전류가 20C에 이르는데, 이는 상기 니켈-카드뮴 전지 용량의 20배에 달하는 전류가 안전 범위 내에서 충전 또는 방전될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 최대 부하 전류가 높은 배터리는 순간적으로 높은 출력을 요하는 전자 장치, 예를 들면 모터(motor)에 전력을 공급하기에 용이하고, 상대적으로 다른 전지들에 비해 급속 충전이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 일반 부하 전류는 일반적으로 배터리가 사용되는 범위에서 방전 또는 충전되는 전류 값을 의미한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 배터리의 방전율 특성을 도시한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 배터리는 리튬 인산철(Li-FePO4) 배터리를 포함할 수 있다. 상기 방전율 그래프에서 가로축은 방전 용량(mAh)을 나타내고, 세로축은 배터리의 전압(V)을 나타낸다. 상기 방전율 그래프를 참조하면, 대략적으로 전체 배터리 용량의 85%가 방전되는 지점까지 상기 배터리의 전압 값은 비교적 완만하게 감소하고, 대략적으로 전체 배터리 용량의 85%가 방전되는 이후 지점부터 상기 배터리의 전압 값이 급격하게 감소하는 특징을 보인다.
다시 말해, 상기 리튬 인산철 배터리의 경우, 배터리가 방전됨에도 불구하고, 배터리의 전압 값이 비교적 일정하게 유지되는 특성을 가지는데, 이러한 특성을 통해, 상기 배터리의 활용 범위가 늘어날 수 있다는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 배터리의 방전율 특성을 도시한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 배터리는 리튬 폴리머 배터리를 포함할 수 있다. 상기 방전율 그래프에서 가로축은 방전 용량(mAh)을 나타내고, 세로축은 배터리의 셀 전압(V)을 나타낸다. 상기 방전율 그래프를 참조하면, 배터리가 방전될수록 상기 배터리의 셀 전압은 감소하는 특징을 보인다. 특히, 상기 도 5에서 도시된 상기 리튬 인산철 배터리의 방전율 특성과 비교해 볼 때, 상기 리튬 폴리머 배터리의 경우, 감소되는 배터리의 전압 값이 비교적 크다는 사실을 확인할 수 있다.
이와 같이, 상기 리튬 인산철 배터리와 상기 리튬 폴리머 배터리는 방전율 특성에 있어 차이를 보이며, 배터리가 이용되는 상황 내지 조건에 따라 상기 배터리들의 상이한 특성을 다양하게 활용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 블록 구성을 도시한다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 전자 장치는 제어부(711), 스위칭(switching) 회로(713), 제 1 배터리 셀(720), 제 2 배터리 셀(730)을 포함할 수 있다. 상기 도 7은 상기 전자 장치가 상기 제 1 배터리 셀(720) 및 상기 제 2 배터리 셀(730) 만을 포함하는 것과 같이 도시되었지만, 경우에 따라서 상기 전자 장치는 제 3 배터리 셀, 제 4 배터리 셀과 같이 다수의 배터리 셀들을 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위칭 회로(713)는 단순히 회로로 지칭될 수 있으며, 다수의 배터리 셀들과 선택적으로 결합될 수 있다. 또한, 상기 전자 장치는 상기 제어부(711), 상기 스위칭 회로(713) 또는 상기 다수의 배터리 셀들과 결합될 수 있는 센서(도 7에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치는 배터리 팩(pack)에 포함될 수 있으며, 상기 배터리 팩은 외부 전자 장치와 결합되어, 상기 외부 전자 장치가 동작하는 경우 상기 외부 전자 장치로 전력을 공급하거나, 상기 외부 전자 장치로부터 전력을 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치는 제 1 배터리 셀(cell, 720)로부터 입력되거나 상기 제 1 배터리 셀(720)로 출력되는 제 1 전류 값이 제 1 임계값 이상인 경우, 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로(713)로 송신하는 제어부(711)와, 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 제 1 배터리 셀(720)과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀(720)과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀(730)과 연결을 설정하는 스위칭 회로(713)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제 1 배터리 셀(720) 및 상기 제 2 배터리 셀(730)은 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 가운데 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 배터리 셀(720)과 상기 제 2 배터리 셀(730)은 다른 종류의 배터리로 결정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 스위칭 회로(713)는 최초에 제 1 배터리 셀(720)과 결합될 수 있고, 상기 제 1 배터리 셀(720)은, 예를 들어, 리튬 이온 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩과 결합된 외부 전자 장치를 외부 사용자가 사용하는 경우, 상기 제 1 배터리 셀(720)은 방전될 수 있는데, 이때, 상기 센서는 상기 제 1 배터리 셀(720)로부터 방전되는 방전 전류를 측정할 수 있다.
이후, 상기 제어부(711)는 상기 센서로부터 측정된 제 1 배터리 셀(720)의 방전 전류 값과 미리 정해진 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 여기에서, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 1 임계값은 1000mA로 결정될 수 있다. 이때, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 방전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 상기 제어부(711)는 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 이후, 상기 제어부(711)는 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로(713)로 송신할 수 있다.
다음으로, 상기 스위칭 회로(713)가 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 스위칭 회로(713)는 상기 제 1 배터리 셀(720)과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀(720)과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀(730)과 연결을 설정할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 배터리 셀(730)은, 예를 들어, 니켈-카드뮴 전지를 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 방전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정될 수 있다. 그 결과, 배터리 셀 스위칭(switching)을 통해 사용되는 배터리 셀을 제 1 배터리 셀(720)에서 제 2 배터리 셀(730)로 전환함으로써, 앞서 살폈듯이, 높은 최대 부하 전류 값으로 인해 전력 소모가 큰 외부 전자 장치를 동작시키는데 유리한 니켈-카드뮴 전지를 사용할 수 있고, 그 결과, 배터리 사용에 있어 효율성을 높일 수 있게 된다.
이후, 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치의 동작 등으로 인해, 상기 제 2 배터리 셀(730)은 방전될 수 있고, 상기 센서는 상기 제 2 배터리 셀(730)로부터 방전되는 방전 전류를 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(711)는 상기 센서로부터 측정된 제 2 배터리 셀(730)의 방전 전류 값과 미리 정해진 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 여기에서, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 1 임계값은 1000mA로 결정될 수 있다. 이때, 상기 제 2 배터리 셀(730)의 방전 전류 값이 1000mA 미만인 경우, 상기 제어부(711)는 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 적은 전력을 소모하며 동작하거나 실질적인 동작이 아닌 대기 모드로 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 이후, 상기 제어부(711)는 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로(713)로 송신할 수 있다.
다음으로, 상기 스위칭 회로(713)가 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 스위칭 회로(713)는 상기 제 2 배터리 셀(730)과의 연결을 종료하고, 상기 제 2 배터리 셀(730)과는 다른 종류의 제 1 배터리 셀(720)과 연결을 설정할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 배터리 셀(720)은, 예를 들어, 리튬 이온 전지를 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 제 2 배터리 셀(730)의 방전 전류 값이 1000mA 미만인 경우, 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 적은 전력을 소모하며 동작하거나 실질적인 동작이 아닌 대기 모드로 동작하는 것으로 결정될 수 있다. 그 결과, 배터리 셀 스위칭을 통해 사용되는 배터리 셀을 제 2 배터리 셀(730)에서 제 1 배터리 셀(720)로 전환함으로인해, 앞서 살폈듯이, 일반적인 최대 부하 전류 값을 가지고, 증량 효율 및 자기 방전율 등의 특성에 있어 상기 니켈-카드뮴 전지보다 유리한 리튬 이온 전지를 사용함으로써, 배터리 사용에 있어 효율성을 높일 수 있게 된다.
이와 달리, 상기 제 2 배터리 셀(730)의 방전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 상기 제어부(711)는 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 그 결과, 배터리 셀 스위칭 없이, 여전히 제 2 배터리 셀(730), 예를 들면, 니켈-카드뮴 전지를 사용하여 전력 소모가 큰 상기 외부 전자 장치를 사용하는데 있어 배터리 사용의 효율을 높이게 된다.
이후, 상기 센서는 제 2 배터리 셀(730)의 전압을 측정할 수 있고, 상기 제어부(711)는 상기 센서로부터 측정된 제 2 배터리 셀(730)의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 3.35V가 될 수 있고, 상기 제 2 배터리 셀(730)의 전압이 3.35V 이상이라면, 상기 제어부(711)는 상기 제 2 배터리 셀(730)이 완전히 방전되지 않았다고 결정할 수 있고, 여전히 상기 제 2 배터리 셀(730)이 사용될 수 있다. 반면에, 상기 제 2 배터리 셀(730)의 전압이 3.35V 미만이라면, 상기 제어부(711)는 상기 제 2 배터리 셀(730)의 방전이 완료되었다고 결정할 수 있고, 앞서 살핀 바와 유사하게, 상기 제어부(711)는 상기 제 2 배터리 셀(730)에서 상기 제 1 배터리 셀(720)로 전환하기 위한 제어 신호를 상기 스위칭 회로(713)로 송신할 수 있고, 상기 스위칭 회로(713)는 상기 제 2 배터리 셀(730)과의 연결을 종료하고, 상기 제 2 배터리 셀(730)과는 다른 종류의 제 1 배터리 셀(720)과 연결을 설정할 수 있다.
앞서 살핀 과정들에 따라, 재차 제 1 배터리 셀(720)과의 연결이 설정된 경우, 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치의 동작 등으로 인해, 상기 제 1 배터리 셀(720)은 방전될 수 있고, 상기 센서는 상기 제 1 배터리 셀(720)의 전압을 측정할 수 있다. 상기 제어부(711)는 상기 센서로부터 측정된 제 1 배터리 셀(720)의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 3.35V가 될 수 있고, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 전압이 3.35V 이상이라면, 여전히 상기 제 1 배터리 셀(720)이 사용될 수 있다. 반면에, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 전압이 3.35V 미만이라면, 상기 제어부(711)는 상기 제 1 배터리 셀(720)의 방전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
이후, 상기 제어부(711)는 상기 제 1 배터리 셀(720)에서 상기 제 2 배터리 셀(730)로의 전환을 위한 제어 신호를 상기 스위칭 회로(713)로 송신할 수 있고, 상기 스위칭 회로(713)는 상기 제 1 배터리 셀(720)과의 연결을 종료한 후, 상기 제 2 배터리 셀(730)과 연결을 설정할 수 있다. 이후, 상기 제 2 배터리 셀(730)은 방전될 수 있고, 상기 센서가 상기 제 2 배터리 셀(730)의 전압을 측정하고, 상기 제어부(711)가 상기 센서로부터 측정된 제 2 배터리 셀(730)의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 3.35V가 될 수 있고, 상기 제 2 배터리 셀(730)의 전압이 3.35V 이상이라면, 여전히 상기 제 2 배터리 셀(730)이 사용될 수 있으나, 상기 제 2 배터리 셀(730)의 전압이 3.35V 미만이라면, 상기 제어부(711)는 상기 제 2 배터리 셀(730)의 방전이 완료되었다고 결정할 수 있고, 최종적으로 모든 배터리 셀의 방전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 스위칭 회로(713)는 최초에 제 1 배터리 셀(720)과 결합될 수 있고, 상기 제 1 배터리 셀(720)은, 예를 들어, 리튬 이온 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩과 결합된 외부 충전 장치에 의해 상기 제 1 배터리 셀(720)은 충전될 수 있는데, 이때, 상기 센서는 상기 제 1 배터리 셀(720)로 충전되는 충전 전류를 측정할 수 있다.
이후, 상기 제어부(711)는 상기 센서로부터 측정된 제 1 배터리 셀(720)의 충전 전류 값과 미리 정해진 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 여기에서, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 1 임계값은 1000mA로 결정될 수 있다. 이때, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 방전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 상기 제어부(711)는 현재 외부 충전 장치에 의해 급속 충전이 이루어지는 것으로 결정할 수 있고, 이후, 상기 제어부(711)는 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로(713)로 송신할 수 있다.
이 경우, 상기 제어 신호를 송신하기 이전에, 상기 제어부(711)는 상기 제 2 배터리 셀(730)이 충전이 완료되었는지 확인할 수 있는데, 확인 결과 상기 제 2 배터리 셀(730)이 충전 완료되었다면, 상기 배터리 셀 전환은 불필요하므로 상기 셀 전환 없이 여전히 제 1 배터리 셀(720)을 충전하고, 만약 상기 제 2 배터리 셀(730)의 충전이 완료되지 않았다면, 위와 같이 상기 제어 신호를 상기 스위칭 회로(713)로 송신할 수 있다.
다음으로, 상기 스위칭 회로(713)가 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 스위칭 회로(713)는 상기 제 1 배터리 셀(720)과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀(720)과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀(730)과 연결을 설정할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 배터리 셀(730)은, 예를 들어, 니켈-카드뮴 전지를 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 충전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 현재 외부 충전 장치에 의해 급속 충전이 이루어지는 것으로 결정될 수 있다. 그 결과, 배터리 셀 스위칭을 통해 사용되는 배터리 셀을 제 1 배터리 셀(720)에서 제 2 배터리 셀(730)로 전환함으로써, 앞서 살폈듯이, 높은 최대 부하 전류 값으로 인해 급속 충전에 유리한 니켈-카드뮴 전지를 사용할 수 있고, 그 결과, 배터리 사용에 있어 효율성을 높일 수 있게 된다.
이후, 상기 외부 충전 장치에 의해 상기 제 2 배터리 셀(730)은 충전될 수 있고,상기 센서는 제 2 배터리 셀(730)의 전압을 측정할 수 있다. 또한, 상기 제어부(711)는 상기 센서로부터 측정된 제 2 배터리 셀(730)의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 4.3V가 될 수 있다. 상기 제 2 배터리 셀(730)의 전압이 4.3V 미만이라면, 상기 제어부(711)는 상기 제 2 배터리 셀(730)의 충전이 완료되지 않았다고 결정하고, 여전히 제 2 배터리 셀(730)이 충전될 수 있다. 반면에, 상기 제 2 배터리 셀(730)의 전압이 4.3V 이상이라면, 상기 제어부(711)는 상기 제 2 배터리 셀(730)의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
이후, 상기 제어부(711)는 상기 제 1 배터리 셀(720)의 충전이 완료되었는지 추가로 확인할 수 있는데, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 충전이 완료된 경우, 상기 제어부(711)는 전체 배터리 셀의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있고, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 충전이 완료되지 않은 경우, 상기 제어부(711)는 상기 제 2 배터리 셀(730)에서 상기 제 1 배터리 셀(720)로의 전환을 위한 제어 신호를 상기 스위칭 회로(713)로 송신할 수 있고, 상기 스위칭 회로(713)는 상기 제 2 배터리 셀(730)과의 연결을 종료한 후, 상기 제 1 배터리 셀(720)과 연결을 설정할 수 있다.
앞서 살핀 과정에 따라, 재차 제 1 배터리 셀(720)과의 연결이 설정된 경우 및 상기 제 1 배터리 셀(720)의 방전 전류 값이 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 외부 충전 장치에 의해 상기 제 1 배터리 셀(720)은 충전될 수 있다. 이후, 상기 센서는 제 1 배터리 셀(720)의 전압을 측정할 수 있고, 상기 제어부(711)는 상기 센서로부터 측정된 제 1 배터리 셀(720)의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 4.3V가 될 수 있다. 상기 제 1 배터리 셀(720)의 전압이 4.3V 미만이라면, 상기 제어부(711)는 상기 제 1 배터리 셀(720)의 충전이 완료되지 않았다고 결정하고, 여전히 제 1 배터리 셀(720)이 충전될 수 있다. 반면에, 상기 제 1 배터리 셀(720)의 전압이 4.3V 이상이라면, 상기 제어부(711)는 상기 제 1 배터리 셀(720)의 충전이 완료되었다고 결정하고, 결과적으로 전체 배터리 셀의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치를 포함하는 배터리의 구성을 도시한다.
상기 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 팩은 제어부(811) 및 스위칭 회로(813)를 포함하는 PCM 회로(810), 리튬 이온 셀(820), 니켈-카드뮴 셀(830)을 포함할 수 있다. 상기 제어부(811) 및 스위칭 회로(813)는 상기 PCM 회로(810)와 결합된 별도의 장치로 존재할 수 있으며, 상기 스위칭 회로(813)는 상기 리튬 이온 셀(820) 및 상기 니켈-카드뮴 셀(830) 외에 다수개 존재할 수 있는 배터리 셀들과 선택적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 리튬 이온 셀(820) 및 상기 니켈-카드뮴 셀(830)은 예시에 불과하며, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 가운데 적어도 하나로 대체될 수 있다.
또한, 상기 배터리 팩은 상기 제어부(811), 상기 스위칭 회로(813) 또는 상기 다수의 배터리 셀들과 결합될 수 있는 센서(도 8에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 배터리 팩은 외부 전자 장치와 결합되어, 상기 외부 전자 장치가 동작하는 경우 상기 외부 전자 장치로 전력을 공급하거나, 상기 외부 전자 장치로부터 전력을 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 PCM 회로(810)는 리튬 이온 셀(820)로부터 입력된 제 1 전류 값이 제 1 임계값 이상인 경우, 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로(813)로 송신하는 제어부(811)와, 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 리튬 이온 셀(820)과의 연결을 종료하고, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)과 연결을 설정하는 스위칭 회로(813)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 스위칭 회로(813)는 최초에 리튬 이온 셀(820)과 결합될 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩과 결합된 외부 전자 장치를 외부 사용자가 사용하는 경우, 상기 리튬 이온 셀(820)은 방전될 수 있는데, 이때, 상기 센서는 상기 리튬 이온 셀(820)로부터 방전되는 방전 전류를 측정할 수 있다.
이후, 상기 제어부(811)는 상기 센서로부터 측정된 리튬 이온 셀(820)의 방전 전류 값과 미리 정해진 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 여기에서, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 1 임계값은 1000mA로 결정될 수 있다. 이때, 상기 리튬 이온 셀(820)의 방전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 상기 제어부(811)는 상기 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 이후, 상기 제어부(811)는 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로(813)로 송신할 수 있다.
다음으로, 상기 스위칭 회로(813)가 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 스위칭 회로(813)는 상기 리튬 이온 셀(820)과의 연결을 종료하고, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)과 연결을 설정할 수 있다. 다시 말해, 상기 리튬 이온 셀(820)의 방전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 상기 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정될 수 있다. 그 결과, 배터리 셀 스위칭을 통해 사용되는 배터리 셀을 리튬 이온 셀(820)에서 니켈-카드뮴 셀(830)로 전환함으로써, 앞서 살폈듯이, 높은 최대 부하 전류 값으로 인해 전력 소모가 큰 외부 전자 장치를 동작시키는데 유리한 니켈-카드뮴 전지를 사용할 수 있고, 그 결과, 배터리 사용에 있어 효율성을 높일 수 있게 된다.
이후, 상기 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치의 동작 등으로 인해, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)은 방전될 수 있고, 상기 센서는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)로부터 방전되는 방전 전류를 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(811)는 상기 센서로부터 측정된 니켈-카드뮴 셀(830)의 방전 전류 값과 미리 정해진 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 여기에서, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 1 임계값은 1000mA로 결정될 수 있다. 이때, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 방전 전류 값이 1000mA 미만인 경우, 상기 제어부(811)는 상기 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 적은 전력을 소모하며 동작하거나 실질적인 동작이 아닌 대기 모드로 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 이후, 상기 제어부(811)는 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로(813)로 송신할 수 있다.
다음으로, 상기 스위칭 회로(813)가 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 스위칭 회로(813)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)과의 연결을 종료하고, 상기 리튬 이온 셀(820)과 연결을 설정할 수 있다. 다시 말해, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 방전 전류 값이 1000mA 미만인 경우, 상기 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 적은 전력을 소모하며 동작하거나 실질적인 동작이 아닌 대기 모드로 동작하는 것으로 결정될 수 있다. 그 결과, 배터리 셀 스위칭을 통해 사용되는 배터리 셀을 니켈-카드뮴 셀(830)에서 리튬 이온 셀(820)로 전환함으로 인해, 앞서 살폈듯이, 일반적인 최대 부하 전류 값을 가지고, 증량 효율 및 자기 방전율 등의 특성에 있어 상기 니켈-카드뮴 전지보다 유리한 리튬 이온 전지를 사용함으로써, 배터리 사용에 있어 효율성을 높일 수 있게 된다.
이와 달리, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 방전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 상기 제어부(811)는 상기 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 그 결과, 배터리 셀 스위칭 없이, 여전히 니켈-카드뮴 셀(830)을 사용하여 전력 소모가 큰 상기 외부 전자 장치를 사용하는데 있어 배터리 사용의 효율을 높이게 된다.
이후, 상기 센서는 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)을 측정할 수 있고, 상기 제어부(811)는 상기 센서로부터 측정된 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압 값(V_BAT_02)과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 3.35V가 될 수 있고, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)이 3.35V 이상이라면, 여전히 상기 니켈-카드뮴 셀(830)이 사용될 수 있다. 반면에, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)이 3.35V 미만이라면, 상기 제어부(811)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 방전이 완료되었다고 결정할 수 있고, 앞서 살핀 바와 유사하게, 상기 제어부(811)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)에서 상기 리튬 이온 셀(820)로 전환하기 위한 제어 신호를 상기 스위칭 회로(813)로 송신할 수 있고, 상기 스위칭 회로(813)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)과의 연결을 종료하고, 상기 리튬 이온 셀(820)과 연결을 설정할 수 있다.
앞서 살핀 과정들에 따라, 재차 리튬 이온 셀(820)과의 연결이 설정된 경우, 상기 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치의 동작 등으로 인해, 상기 리튬 이온 셀(820)은 방전될 수 있고, 상기 센서는 상기 리튬 이온 셀(820)의 전압(V_BAT_01)을 측정할 수 있다. 상기 제어부(811)는 상기 센서로부터 측정된 리튬 이온 셀(820)의 전압 값(V_BAT_01)과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 3.35V가 될 수 있고, 상기 리튬 이온 셀(820)의 전압(V_BAT_01)이 3.35V 이상이라면, 여전히 상기 리튬 이온 셀(820)이 사용될 수 있다. 반면에, 상기 리튬 이온 셀(820)의 전압(V_BAT_01)이 3.35V 미만이라면, 상기 제어부(811)는 상기 리튬 이온 셀(820)의 방전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
이후, 상기 제어부(811)는 상기 리튬 이온 셀(820)에서 상기 니켈-카드뮴 셀(830)로의 전환을 위한 제어 신호를 상기 스위칭 회로(813)로 송신할 수 있고, 상기 스위칭 회로(813)는 상기 리튬 이온 셀(820)과의 연결을 종료한 후, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)과 연결을 설정할 수 있다. 이후, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)은 방전될 수 있고, 상기 센서가 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)을 측정하고, 상기 제어부(811)가 상기 센서로부터 측정된 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압 값(V_BAT_02)과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 3.35V가 될 수 있고, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)이 3.35V 이상이라면, 여전히 상기 니켈-카드뮴 셀(830)이 사용될 수 있으나, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)이 3.35V 미만이라면, 상기 제어부(811)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 방전이 완료되었다고 결정할 수 있고, 최종적으로 모든 배터리 셀의 방전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 스위칭 회로(813)는 최초에 리튬 이온 셀(820)과 결합될 수 있고, 상기 배터리 팩과 결합된 외부 충전 장치에 의해 상기 리튬 이온 셀(820)이 충전될 수 있는데, 이때, 상기 센서는 상기 리튬 이온 셀(820)로 충전되는 충전 전류를 측정할 수 있다.
이후, 상기 제어부(811)는 상기 센서로부터 측정된 리튬 이온 셀(820)의 충전 전류 값과 미리 정해진 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 여기에서, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 1 임계값은 1000mA로 결정될 수 있다. 이때, 상기 리튬 이온 셀(820)의 방전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 상기 제어부(811)는 현재 외부 충전 장치에 의해 급속 충전이 이루어지는 것으로 결정할 수 있고, 이후, 상기 제어부(811)는 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로(813)로 송신할 수 있다.
이 경우, 상기 제어 신호를 송신하기 이전에, 상기 제어부(811)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)이 충전이 완료되었는지 확인할 수 있는데, 확인 결과 상기 니켈-카드뮴 셀(830)이 충전 완료되었다면, 상기 배터리 셀 전환은 불필요하므로 상기 셀 전환 없이 여전히 리튬 이온 셀(820)을 충전하고, 만약 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 충전이 완료되지 않았다면, 위와 같이 상기 제어 신호를 상기 스위칭 회로(813)로 송신할 수 있다.
다음으로, 상기 스위칭 회로(813)가 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 스위칭 회로(813)는 상기 리튬 이온 셀(820)과의 연결을 종료하고, 니켈-카드뮴 셀(830)과 연결을 설정할 수 있다. 다시 말해, 상기 리튬 이온 셀(820)의 충전 전류 값이 1000mA 이상인 경우, 현재 외부 충전 장치에 의해 급속 충전이 이루어지는 것으로 결정될 수 있다. 그 결과, 배터리 셀 스위칭을 통해 사용되는 배터리 셀을 리튬 이온 셀(820)에서 니켈-카드뮴 셀(830)로 전환함으로써, 앞서 살폈듯이, 높은 최대 부하 전류 값으로 인해 급속 충전에 유리한 니켈-카드뮴 전지를 사용할 수 있고, 그 결과, 배터리 사용에 있어 효율성을 높일 수 있게 된다.
이후, 상기 외부 충전 장치에 의해 상기 니켈-카드뮴 셀(830)은 충전될 수 있고, 상기 센서는 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)을 측정할 수 있다. 또한, 상기 제어부(811)는 상기 센서로부터 측정된 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압 값(V_BAT_02)과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 4.3V가 될 수 있다. 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)이 4.3V 미만이라면, 상기 제어부(811)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 충전이 완료되지 않았다고 결정하고, 여전히 니켈-카드뮴 셀(830)이 충전될 수 있다. 반면에, 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 전압(V_BAT_02)이 4.3V 이상이라면, 상기 제어부(811)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
이후, 상기 제어부(811)는 상기 리튬 이온 셀(820)의 충전이 완료되었는지 추가로 확인할 수 있는데, 상기 리튬 이온 셀(820)의 충전이 완료된 경우, 상기 제어부(811)는 전체 배터리 셀의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있고, 상기 리튬 이온 셀(820)의 충전이 완료되지 않은 경우, 상기 제어부(811)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)에서 상기 리튬 이온 셀(820)로의 전환을 위한 제어 신호를 상기 스위칭 회로(813)로 송신할 수 있고, 상기 스위칭 회로(813)는 상기 니켈-카드뮴 셀(830)과의 연결을 종료한 후, 상기 리튬 이온 셀(820)과 연결을 설정할 수 있다.
앞서 살핀 과정에 따라, 재차 리튬 이온 셀(820)과의 연결이 설정된 경우 및 상기 리튬 이온 셀(820)의 방전 전류 값이 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 외부 충전 장치에 의해 상기 리튬 이온 셀(820)은 충전될 수 있다. 이후, 상기 센서는 리튬 이온 셀(820)의 전압(V_BAT_01)을 측정할 수 있고, 상기 제어부(811)는 상기 센서로부터 측정된 리튬 이온 셀(820)의 전압 값(V_BAT_01)과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 2 임계값은 4.3V가 될 수 있다. 상기 리튬 이온 셀(820)의 전압(V_BAT_01)이 4.3V 미만이라면, 상기 제어부(811)는 상기 리튬 이온 셀(820)의 충전이 완료되지 않았다고 결정하고, 여전히 리튬 이온 셀(820)이 충전될 수 있다. 반면에, 상기 리튬 이온 셀(820)의 전압(V_BAT_01)이 4.3V 이상이라면, 상기 제어부(811)는 상기 리튬 이온 셀(820)의 충전이 완료되었다고 결정하고, 결과적으로 전체 배터리 셀의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법에 관한 순서도를 도시한다.
특히, 상기 도 9에 따르면, 상기 전자 장치의 동작은 상기 전자 장치와 결합된 배터리 셀들이 방전되는 경우를 상정하여 설명된다.
먼저, 911단계에서, 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭 회로는 제 1 배터리 셀과 결합될 수 있고, 그 결과, 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 외부 전자 장치의 동작에 따라 상기 제 1 배터리 셀은 방전될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 배터리 셀은, 예를 들어, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 가운데 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 913단계에서, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부, 상기 스위칭 회로 또는 상기 다수의 배터리 셀들과 결합될 수 있는 센서는 제 1 배터리 셀로부터 방전되는 방전 전류를 측정할 수 있다.
또한, 915단계에서, 상기 제어부는 제 1 배터리 셀의 측정된 방전 전류 값과 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있는데, 상기 측정된 방전 전류 값이 상기 제 1 임계값 미만인 경우, 929단계로 진행하여, 여전히 제 1 배터리 셀이 방전될 수 있다.
반대로, 상기 제 1 배터리 셀의 방전 전류 값이 제 1 임계값 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합되어 동작하는 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정할 수 있고, 이후, 상기 제어부는 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로로 송신할 수 있다.
다음으로, 917단계에서, 상기 스위칭 회로는 상기 제어부로부터 상기 제어 신호를 수신한 후, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과 연결을 설정할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 배터리 셀은, 예를 들어, 니켈-카드뮴 전지를 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 배터리 셀의 방전 전류 값이 제 1 임계값 이상인 경우, 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정될 수 있다. 그 결과, 배터리 셀 스위칭(switching)을 통해 사용되는 배터리 셀을 제 1 배터리 셀에서 제 2 배터리 셀로 전환함으로써, 높은 최대 부하 전류 값으로 인해 전력 소모가 큰 외부 전자 장치를 동작시키는데 유리한 니켈-카드뮴 전지를 사용할 수 있고, 그 결과, 배터리 사용에 있어 효율성을 높일 수 있게 된다.
이후, 919단계에서, 상기 외부 전자 장치의 동작 등으로 인해 상기 제 2 배터리 셀은 방전될 수 있다.
또한, 921단계에서, 상기 센서는 상기 제 2 배터리 셀로부터 방전되는 방전 전류 측정할 수 있고, 923단계에서, 상기 제어부는 상기 센서로부터 측정된 제 2 배터리 셀의 방전 전류 값과 미리 정해진 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 여기에서, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있는데, 이때, 사기 방전 전류 값이 상기 제 1 임계값 이상인 경우, 여전히 상기 외부 전자 장치가 상대적으로 큰 전력을 소모하며 동작하는 것으로 결정될 수 있고, 그 결과, 925단계로 진행하여, 상기 제 2 배터리 셀은 방전될 수 있다.
다음으로, 927단계에서, 상기 센서는 제 2 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있고, 상기 제어부는 상기 센서로부터 측정된 제 2 배터리 셀의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 이때, 상기 제 2 배터리 셀의 전압이 제 2 임계값 이상이라면, 상기 제어부는 제 2 배터리 셀이 완전히 방전되지 않았다고 판단하고, 상기 921단계 이전으로 진행할 수 있다.
반면에, 상기 923단계에서 상기 제 2 배터리 셀의 방전 전류 값이 상기 제 1 임계값 미만인 경우 및 상기 927단계에서, 상기 제 2 배터리 셀의 전압이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 931단계로 진행하여, 상기 제어부는 상기 제 2 배터리 셀에서 상기 제 1 배터리 셀로 전환하기 위한 제어 신호를 상기 스위칭 회로로 송신할 수 있고, 상기 스위칭 회로는 상기 제 2 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 2 배터리 셀과는 다른 종류의 제 1 배터리 셀과 연결을 설정할 수 있다.
이후, 상기 929단계에서, 상기 제 1 배터리 셀은 방전될 수 있고, 다음으로 933단계에서, 상기 센서는 제 1 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있고, 상기 제어부는 상기 센서로부터 측정된 제 1 배터리 셀의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 이때, 상기 제 1 배터리 셀의 전압이 제 2 임계값 이상이라면, 상기 제어부는 제 1 배터리 셀이 완전히 방전되지 않았다고 판단하고, 상기 913단계 이전으로 진행할 수 있다.
반대로, 상기 933단계에서, 상기 제어부가 상기 제 1 배터리 셀의 전압이 제 2 임계값 미만이라고 결정한다면, 935단계로 진행하여, 상기 제어부는 상기 제 1 배터리 셀에서 상기 제 2 배터리 셀로 전환하기 위한 제어 신호를 상기 스위칭 회로로 송신할 수 있고, 상기 스위칭 회로는 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과 연결을 설정할 수 있다.
이후, 937단계에서, 제 2 배터리 셀은 방전될 수 있고, 다음으로, 939단계에서, 상기 센서는 제 2 배터리 셀의 전압을 측정할 수 있고, 상기 제어부는 상기 센서로부터 측정된 제 2 배터리 셀의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있다. 이때, 상기 제 2 배터리 셀의 전압이 제 2 임계값 이상이라면, 상기 제어부는 제 2 배터리 셀이 완전히 방전되지 않았다고 판단하고, 상기 937단계 이전으로 진행할 수 있고, 상기 제 2 배터리 셀의 전압이 제 2 임계값 미만이라면, 상기 제어부는 모든 배터리 셀의 방전이 완료되었다고 결정하고, 모든 절차는 종료될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법에 관한 순서도를 도시한다.
특히, 상기 도 10에 따르면, 상기 전자 장치의 동작은 상기 전자 장치와 결합된 배터리 셀들이 충전되는 경우를 상정하여 설명된다.
먼저, 1011단계에서, 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭 회로는 제 1 배터리 셀과 결합될 수 있고, 그 결과, 상기 전자 장치가 포함된 배터리 팩과 결합된 외부 충전 장치에 의해 상기 제 1 배터리 셀은 충전될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 배터리 셀은, 예를 들어, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 가운데 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 1013단계에서, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부, 상기 스위칭 회로 또는 상기 다수의 배터리 셀들과 결합될 수 있는 센서는 제 1 배터리 셀로 충전되는 충전 전류를 측정할 수 있다.
또한, 1015단계에서, 상기 제어부는 상기 센서로부터 측정된 제 1 배터리 셀의 충전 전류 값과 미리 정해진 제 1 임계값을 비교할 수 있다. 여기에서, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있다.
이때, 상기 제 1 배터리 셀의 충전 전류 값이 상기 제 1 임계값 미만인 경우, 1029단계로 진행하여, 여전히 상기 제 1 배터리 셀은 충전될 수 있다.
반대로, 상기 제 1 배터리 셀의 충전 전류 값이 상기 제 1 임계값 이상인 경우, 1017단계로 진행하여, 상기 제어부는 상기 제 2 배터리 셀이 충전이 완료되었는지 확인할 수 있는데, 확인 결과 상기 제 2 배터리 셀이 충전 완료되었다면, 상기 배터리 셀 전환은 불필요하므로 상기 1029단계로 진행하여, 여전히 상기 제 1 배터리 셀이 충전될 수 있다. 반대로 만약 상기 제 2 배터리 셀의 충전이 완료되지 않았다면, 상기 제 1 배터리 셀의 충전 전류 값이 상기 제 1 임계값 이상이므로 상기 제어부는 현재 외부 충전 장치에 의해 급속 충전이 이루어지는 것으로 결정할 수 있고, 이후, 상기 제어부는 배터리 셀 전환을 위한 제어 신호를 스위칭 회로로 송신하고, 상기 스위칭 회로는 상기 제어 신호를 수신한 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과 연결을 설정할 수 있다.
다음으로, 1021단계에서, 제 2 배터리 셀은 상기 배터리 팩과 결합된 외부 충전 장치에 의해 충전될 수 있다.
이후, 1023단계에서, 상기 제어부는 상기 센서로부터 측정된 제 2 배터리 셀의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있는데, 상기 제 2 배터리 셀의 전압이 제 2 임계값 미만이라면, 상기 제어부는 상기 제 2 배터리 셀의 충전이 완료되지 않았다고 결정하고, 상기 1021단계로 다시 진행하여, 여전히 제 2 배터리 셀이 충전될 수 있다.
반면에, 상기 1023단계에서, 상기 제 2 배터리 셀의 전압이 상기 제 2 임계값 이상이라면, 1025단계로 진행하여, 상기 제어부는 상기 제 2 배터리 셀의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
이후, 1027단계에서, 상기 제어부는 제 1 배터리 셀이 완전 충전되었는지 확인할 수 있는데, 상기 제 1 배터리 셀이 완전 충전되었다면, 상기 제어부는 전체 배터리 셀의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
반대로, 제 1 배터리 셀이 완전히 충전되지 않은 경우, 상기 1029단계로 진행하여, 상기 제 1 배터리 셀이 충전될 수 있다. 이후, 1031단계로 진행하여, 상기 제어부는 상기 센서로부터 측정된 제 1 배터리 셀의 전압 값과 미리 정해진 제 2 임계값을 비교할 수 있는데, 상기 제 1 배터리 셀의 전압이 제 2 임계값 미만이라면, 상기 제어부는 상기 제 1 배터리 셀의 충전이 완료되지 않았다고 결정하고, 상기 1013단계 이전으로 다시 진행하여, 상기 제 2 배터리 셀이 충전될 수 있다.
반대로, 상기 제 1 배터리 셀의 전압이 상기 제 2 임계값 이상이라면, 1033단계로 진행하여, 상기 제어부는 상기 제 1 배터리 셀의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있고, 이후, 1019단계로 진행하여 앞서 설명한 단계와 동일한 절차를 거친 결과, 상기 제어부는 전체 배터리 셀의 충전이 완료되었다고 결정할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법에 관한 순서도를 도시한다.
먼저, 1111단계에서, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 제어부는 제 1 배터리 셀로부터 입력되거나 상기 제 1 배터리 셀로 출력되는 제 1 전류 값이 제 1 임계값 이상인지 여부를 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 배터리 셀은, 예를 들어, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 가운데 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 임계값은 임의의 값으로 결정될 수 있으며, 예를 들어, 상기 제 1 임계값은 1000mA로 결정될 수 있다.
다음으로, 1113단계에서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 전자 장치에 포함된 스위칭 회로는 상기 제 1 전류 값이 상기 제 1 임계값 이상인 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과의 연결을 설정할 수 있다. 마찬가지로, 상기 제 2 배터리 셀은, 예를 들어, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 가운데 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 상기 제 1 배터리 셀의 종류와 상기 제 2 배터리 셀의 종류는 다른 종류로 결정될 수 있다..
이상과 같이, 본 문서에 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제 1 배터리 셀(cell)과,
    상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과,
    상기 제 1 배터리 셀로부터 입력되거나 상기 제 1 배터리 셀로 출력되는 제 1 전류 값이 제 1 임계값 이상인 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 2 배터리 셀과의 연결을 설정하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 제 2 배터리 셀로부터 입력되거나 상기 제 2 배터리 셀로 출력되는 제 2 전류 값이 상기 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 2 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과 연결을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는, 방전되는 상기 제 2 배터리 셀의 전압 값이 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 2 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과 연결을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    방전되는 상기 제 1 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀이 완전히 방전되었다고 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로는, 상기 제 1 배터리 셀로부터 입력되는 상기 제 1 전류 값이 제 1 임계값 미만이고, 방전되는 상기 제 1 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 2 배터리 셀과 연결을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    방전되는 상기 제 2 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀이 완전히 방전되었다고 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    충전되는 상기 제 2 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만이고, 충전되는 상기 제 1 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀이 완전히 충전되었다고 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    충전되는 상기 제 1 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만이고, 충전되는 상기 제 2 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀이 완전히 충전되었다고 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀은, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 가운데 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 배터리 셀은, 상기 제 1 배터리 셀에 비해 최대 부하 전류 값이 높은 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    제 1 배터리 셀로부터 입력되거나 상기 제 1 배터리 셀로 출력되는 제 1 전류 값이 제 1 임계값 이상인지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 제 1 전류 값이 상기 제 1 임계값 이상인 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과는 다른 종류의 제 2 배터리 셀과의 연결을 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 배터리 셀로부터 입력되거나 상기 제 2 배터리 셀로 출력되는 제 2 전류 값이 상기 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 2 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과 연결을 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징을 하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    방전되는 상기 제 2 배터리 셀의 전압 값이 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 2 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 1 배터리 셀과 연결을 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    방전되는 상기 제 1 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀이 완전히 방전되었다고 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 셀로부터 입력되는 상기 제 1 전류 값이 제 1 임계값 미만이고, 방전되는 상기 제 1 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀과의 연결을 종료하고, 상기 제 2 배터리 셀과 연결을 설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    방전되는 상기 제 2 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀이 완전히 방전되었다고 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    충전되는 상기 제 2 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만이고, 충전되는 상기 제 1 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀이 완전히 충전되었다고 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    충전되는 상기 제 1 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만이고, 충전되는 상기 제 2 배터리 셀의 전압 값이 상기 제 2 임계값 미만인 경우, 상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀이 완전히 충전되었다고 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 셀 및 상기 제 2 배터리 셀은, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지(Lead_Acid), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Po) 전지, 리튬 인산철(Li-FePO4) 전지 가운데 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 배터리 셀은, 상기 제 1 배터리 셀에 비해 최대 부하 전류 값이 높은 것을 특징으로 하는 방법.
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