KR102175734B1 - Sensor for detecting the pressure of battery and device having the same - Google Patents
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Abstract
배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값 또는 정전용량을 출력하도록 한 배터리 압력 감지 센서와, 배터리 압력 감지 센서에서 출력되는 저항값 또는 정전용량을 근거로 배터리의 충전을 제어하여 배터리의 발화 및 폭발을 방지하도록 한 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 제시한다. 제시된 배터리 압력 감지 센서는 상부 전극 패턴을 구비한 상부 전극층, 상부 전극층의 하부에 배치되고, 상부 전극 패턴과 중첩 배치된 하부 전극 패턴을 구비한 하부 전극층 및 상부 전극층 및 하부 전극층 사이에 배치된 탄성층을 포함하고, 탄성층은 상부 전극 패턴 및 하부 전극 패턴과 중첩 배치된다.A battery pressure detection sensor that outputs a resistance value or capacitance corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery, and the battery is ignited by controlling the charging of the battery based on the resistance value or capacitance output from the battery pressure detection sensor. And a terminal equipped with a battery pressure sensor to prevent explosion. The presented battery pressure sensing sensor includes an upper electrode layer with an upper electrode pattern, a lower electrode layer disposed under the upper electrode layer and having a lower electrode pattern overlapped with the upper electrode pattern, and an elastic layer disposed between the upper electrode layer and the lower electrode layer. Including, the elastic layer is disposed to overlap the upper electrode pattern and the lower electrode pattern.
Description
본 발명은 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트폰, 태블릿 등의 휴대 단말, 보조배터리, 배터리 파우치 등의 보조 전원 장치에 실장된 배터리의 부풀음(Swelling)에 따른 압력을 감지하는 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pressure detection sensor and a terminal equipped with the same, and more particularly, according to swelling of a battery mounted in an auxiliary power device such as a portable terminal such as a smartphone or a tablet, an auxiliary battery, and a battery pouch. It relates to a battery pressure sensor for sensing pressure and a terminal having the same.
휴대 단말에는 전원 공급을 위한 배터리가 실장된다. 휴대 단말에는 주로 리튬계 전지를 사용하는 배터리가 실장된다.A battery for power supply is mounted in the portable terminal. A battery mainly using a lithium-based battery is mounted in a portable terminal.
배터리는 충전 동작시 내부의 화합물질 반응에 의해 발생하는 가스에 의해 부풀음(Swelling)이 발생한다.When the battery is charged, swelling occurs due to gas generated by an internal compound reaction.
휴대 단말은 배터리의 부풀음이 발생한 상태에서 내부 온도가 증가하면 발화, 폭발 등이 발생할 수 있다.In the portable terminal, if the internal temperature increases while the battery is swollen, ignition or explosion may occur.
최근 휴대 단말에 실장된 배터리의 발화, 폭발 등이 빈번하게 발생함에 따라, 제조사들은 배터리의 발화, 폭발 등을 방지하기 위한 다양한 배터리 제어 기술에 대한 연구를 진행하고 있다.Recently, as ignition and explosion of batteries mounted in portable terminals frequently occur, manufacturers are conducting research on various battery control technologies to prevent ignition and explosion of batteries.
일례로, 배터리 제어 기술 중 대표적인 방식은 배터리 온도에 따른 충전 차단 방식이 있다. 충전 차단 방식은 써미스터를 통해 배터리 온도 또는 휴대 단말의 내부 온도를 측정하고, 측정한 온도가 기준치 이상이면 배터리의 충전을 차단한다.For example, a representative method among battery control technologies is a charging cutoff method depending on the battery temperature. The charging cutoff method measures the battery temperature or the internal temperature of the portable terminal through the thermistor, and blocks charging of the battery when the measured temperature is higher than a reference value.
하지만, 배터리는 정상상태에서도 충전시 기준치 이상으로 온도가 상승하는 경우가 빈번히 발생한다. 충전 차단 방식이 적용된 휴대 단말은 정상인 배터리를 비정상 상태로 판단하기 때문에 충전과 충전 차단이 반복되어 배터리의 충전 시간이 증가하는 문제점이 있다.However, even in a normal state, the temperature of the battery frequently rises above the reference value during charging. Since the mobile terminal to which the charging blocking method is applied determines a normal battery as an abnormal state, charging and charging blocking are repeated, thereby increasing the charging time of the battery.
이에, 제조업계에서는 배터리의 충전시간 증가를 최소화하면서 배터리의 발화, 폭발 등을 방지하기 위한 기술을 지속적으로 연구하고 있다.Accordingly, the manufacturing industry is continuously researching technologies for preventing ignition and explosion of the battery while minimizing the increase in the charging time of the battery.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값 또는 정전용량을 출력하도록 한 배터리 압력 감지 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed in order to solve the above-described conventional problem, and an object of the present invention is to provide a battery pressure detection sensor that outputs a resistance value or capacitance corresponding to a pressure applied by a swelling of a battery.
본 발명은 배터리 압력 감지 센서에서 출력되는 저항값 또는 정전용량을 근거로 배터리의 충전을 제어하여 배터리의 발화 및 폭발을 방지하도록 한 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a terminal including a battery pressure sensor that prevents ignition and explosion of a battery by controlling charging of a battery based on a resistance value or capacitance output from a battery pressure sensor.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 상부 전극 패턴을 구비한 상부 전극층, 상부 전극층의 하부에 배치되고, 상부 전극 패턴과 중첩 배치된 하부 전극 패턴을 구비한 하부 전극층 및 상부 전극층 및 하부 전극층 사이에 배치된 탄성층을 포함하고, 탄성층은 상부 전극 패턴 및 하부 전극 패턴과 중첩 배치된다. 이때, 상부 전극층 및 하부 전극층 사이에 배치되어 상부 전극층 및 하부 전극층을 접착하는 접착층을 더 포함하고, 접착층은 탄성층이 수용되는 수용 홀이 형성될 수 있다.In order to achieve the above object, the battery pressure sensor according to an embodiment of the present invention includes an upper electrode layer having an upper electrode pattern, a lower electrode pattern disposed below the upper electrode layer, and overlapping the upper electrode pattern. It includes an electrode layer and an elastic layer disposed between the upper and lower electrode layers, and the elastic layer is disposed to overlap the upper and lower electrode patterns. In this case, the adhesive layer may further include an adhesive layer disposed between the upper electrode layer and the lower electrode layer to adhere the upper electrode layer and the lower electrode layer, and the adhesive layer may have a receiving hole in which the elastic layer is accommodated.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 하부 전극층, 하부 전극층의 상부에 배치되어 제1 전극 및 제2 전극에 중첩된 압전층 및 압전층의 상부에 배치된 상부 전극층을 포함한다. 이때, 제1 전극 및 제2 전극은 상호 이격된 복수의 선형 패턴을 포함하고, 제1 전극을 구성하는 선형 패턴들 사이에 제2 전극을 구성하는 선형 패턴이 배치되고, 압전층은 저항 가변 물질로 구성되고, 저항 가변 물질은 양자 터널링 합성물(QTC: Quantum Tunneling Composite)일 수 있다.In order to achieve the above object, the battery pressure sensor according to another embodiment of the present invention includes a piezoelectric element disposed on the lower electrode layer and the lower electrode layer on which the first electrode and the second electrode are formed to overlap the first electrode and the second electrode. Layer and an upper electrode layer disposed on the piezoelectric layer. At this time, the first electrode and the second electrode include a plurality of linear patterns spaced apart from each other, a linear pattern constituting the second electrode is disposed between the linear patterns constituting the first electrode, and the piezoelectric layer is a resistance variable material And the resistance variable material may be a quantum tunneling composite (QTC).
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기는 써미스터에 연결된 써미스터 단자, 배터리와 중첩 배치되어 써미스터 단자에 연결되고, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력하는 배터리 압력 감지 센서 및 써미스터 단자와 연결되고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함하고, 써미스터는 안테나, USB 충전 단자, 중앙처리장치 및 전력 관리 회로 중 적어도 하나에 배치된다. 이때, 배터리 압력 감지 센서는 저항값 또는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력하고, 중앙처리장치는 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 저항값이면 배터리의 충전 전류를 가변하여 배터리를 충전하고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 스위칭 이벤트이면 배터리의 충전을 차단할 수 있다.In order to achieve the above object, a terminal equipped with a battery pressure detection sensor according to an embodiment of the present invention is connected to the thermistor terminal connected to the thermistor and overlapped with the battery and connected to the thermistor terminal, and responds to pressure applied by the swelling of the battery. It is connected to a battery pressure detection sensor that outputs an output value and a thermistor terminal, and includes a central processing unit that controls charging of the battery based on the output value of the battery pressure detection sensor.The thermistor includes an antenna, a USB charging terminal, a central processing unit, and It is disposed in at least one of the power management circuits. At this time, the battery pressure detection sensor outputs a resistance value or a switching event as an output value, and the central processing unit charges the battery by varying the charging current of the battery if the output value of the battery pressure detection sensor is a resistance value, and the output value of the battery pressure detection sensor This switching event can cut off charging of the battery.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기는 배터리와 중첩 배치되어 센서 단자에 연결되고, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력하는 배터리 압력 감지 센서, 센서 단자와 연결되고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터 및 AD 컨버터에서 디지털 신호로 변환된 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함한다. 이때, 중앙처리장치는 AD 컨버터의 출력값이 설정값을 초과하면 배터리의 충전을 차단하거나, AD 컨버터의 출력값과 복수의 기준값을 근거로 배터리의 충전 전류를 가변하여 배터리를 충전할 수 있다.In order to achieve the above object, a terminal equipped with a battery pressure sensor according to another embodiment of the present invention is disposed overlapping with a battery and connected to the sensor terminal, and outputs an output value corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery. It includes a battery pressure detection sensor, an AD converter that is connected to the sensor terminal and converts the output value of the battery pressure detection sensor into a digital signal, and a central processing unit that controls charging of the battery based on the output value converted to a digital signal from the AD converter. . In this case, the central processing unit may block charging of the battery when the output value of the AD converter exceeds a set value, or may charge the battery by varying the charging current of the battery based on the output value of the AD converter and a plurality of reference values.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기는 안테나에 연결된 안테나 단자. 배터리와 중첩 배치되어 안테나 단자와 연결되고, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값, 스위칭 이벤트 및 정전용량 중 하나를 출력값으로 출력하는 배터리 압력 감지 센서 및 안테나 단자와 연결되고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함한다.In order to achieve the above object, a terminal having a battery pressure detection sensor according to another embodiment of the present invention is an antenna terminal connected to an antenna. The battery pressure detection sensor and antenna terminal are connected to the antenna terminal by overlapping the battery and outputting one of a resistance value, switching event, and capacitance corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery as an output value, and the battery pressure It includes a central processing unit that controls battery charging based on the output value of the detection sensor.
이때, 안테나 단자는 전자결제용 안테나, 무선 전력 전송용 안테나 및 근거리 통신용 안테나 중 하나이고, 배터리 압력 감지 센서는 안테나 단자에 연결된 안테나가 근거리 통신용 안테나이고, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값이 설정값을 초과하면 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력할 수 있다.At this time, the antenna terminal is one of an antenna for electronic payment, an antenna for wireless power transmission, and an antenna for short-range communication, and in the battery pressure detection sensor, the antenna connected to the antenna terminal is a short-range communication antenna, and corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery When the resistance value exceeds the set value, a switching event can be output as an output value.
한편, 안테나 단자는 복수의 안테나에 연결된 복수의 단자를 구비하고, 배터리 압력 감지 센서는 복수의 단자 중 서로 다른 안테나 연결된 단자들에 연결되고, 중앙처리장치는 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 설정값을 초과하면 배터리의 충전을 차단하고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값과 복수의 기준값을 근거로 배터리의 충전 전류를 가변하여 배터리를 충전할 수 있다.Meanwhile, the antenna terminal includes a plurality of terminals connected to a plurality of antennas, the battery pressure detection sensor is connected to terminals connected to different antennas among the plurality of terminals, and the central processing unit sets the output value of the battery pressure detection sensor to a set value. If it exceeds, charging of the battery may be blocked, and the battery may be charged by varying the charging current of the battery based on the output value of the battery pressure sensor and a plurality of reference values.
본 발명에 의하면, 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기는 배터리의 부풀음에 따른 압력에 대응하는 저항값 또는 정전용량(C)을 감지하여 배터리의 충전을 제어함으로써, 정상 배터리의 충전시 발생하는 부풀음과 비정상 배터리의 충전시 발생하는 부풀음을 구별할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a battery pressure detection sensor and a terminal equipped with the same detect a resistance value or capacitance C corresponding to the pressure according to the swelling of the battery and control the charging of the battery, so that the swelling that occurs during normal battery charging. There is an effect of distinguishing between a swelling sound that occurs when charging an abnormal battery.
또한, 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기는 배터리 압력 감지 센서에서 출력된 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어함으로써, 비정상 상태의 배터리에서 발생하는 부풀음 정보에 따라 배터리의 충전을 제어하여 배터리의 발화 및 폭발을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the battery pressure detection sensor and the terminal equipped with the same control the charging of the battery based on the output value output from the battery pressure detection sensor, thereby controlling the charging of the battery according to the swelling information generated from the battery in an abnormal state to ignite the battery. And there is an effect of preventing an explosion.
또한, 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기는 배터리 압력 감지 센서에서 출력된 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어함으로써, 온도 기준의 충전 차단 방식이 적용된 종래 기술에 비해 정상 배터리의 충전 차단을 방지하여 배터리 충전 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the battery pressure detection sensor and the terminal equipped with the same control the charging of the battery based on the output value output from the battery pressure detection sensor, thereby preventing the normal battery from being blocked from charging compared to the prior art to which the temperature-based charging blocking method is applied. There is an effect that can prevent the battery charging time from increasing.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 7 및 도 8는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.1 and 2 are diagrams for explaining a battery pressure sensor according to a first embodiment of the present invention.
3 and 4 are views for explaining a battery pressure detection sensor according to a second embodiment of the present invention.
5 and 6 are views for explaining a battery pressure sensor according to a third embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams for explaining a battery pressure sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
9 and 10 are views for explaining a battery pressure detection sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
11 is a view for explaining a terminal including a battery pressure sensor according to the first embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a terminal including a battery pressure sensor according to a second embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining a terminal including a battery pressure sensor according to a third embodiment of the present invention.
14 and 15 are diagrams for explaining a terminal including a battery pressure sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, in order to describe in detail enough that a person having ordinary knowledge in the technical field of the present invention can easily implement the technical idea of the present invention, a most preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. . First of all, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements have the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 제1 실시 예 내지 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 배터리가 내장된 기기에 실장되어 배터리의 부풀음(Swelling)에 따른 압력 변화를 감지한다. 압력 감지 센서는 배터리와 중첩 배치되며, 배터리의 부풀음(Swelling)에 따라 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력한다.The battery pressure detection sensor according to the first to third embodiments of the present invention is mounted on a device with a built-in battery to detect a pressure change due to swelling of the battery. The pressure sensor is disposed overlapping with the battery and outputs an output value corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery.
배터리 압력 감지 센서는 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항에 따른 출력값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서는 리니어(linear)한 저항값을 출력값을 출력하는 것을 일례로 한다. 배터리 압력 감지 센서는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭(Switching) 이벤트를 출력값으로 출력하는 것을 다른 일례로 한다.The battery pressure detection sensor outputs an output value according to a resistance corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery. As an example, the battery pressure detection sensor outputs an output value of a linear resistance value. As another example, the battery pressure detection sensor outputs a switching event shorted at a resistance value exceeding a set resistance value as an output value.
배터리 압력 감지 센서는 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 커패시터값에 따른 출력값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서는 리니어(linear)한 커패시터값을 출력값을 출력하는 것을 일례로 한다. 배터리 압력 감지 센서는 설정 커패시터값을 초과하는 커패시터값에서 쇼트되는 스위칭(Switching) 이벤트를 출력값으로 출력하는 것을 다른 일례로 한다.The battery pressure detection sensor outputs an output value according to a capacitor value corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery. As an example, the battery pressure detection sensor outputs an output value of a linear capacitor value. Another example is that the battery pressure detection sensor outputs a switching event shorted at a capacitor value exceeding a set capacitor value as an output value.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100)는 상부 전극층(110), 탄성층(120), 하부 전극층(130) 및 접착층(140)을 포함한다.1 and 2, the battery
상부 전극층(110)은 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)으로 구성된다. 이를 위해, 상부 전극층(110)은 상부 베이스 시트(111), 상부 전극 패턴(113), 상부 연결 패턴(115) 및 상부 단자 패턴(117)을 포함한다.The
상부 베이스 시트(111)는 연성 박막 시트로 구성된다. 상부 베이스 시트(111)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다.The
상부 베이스 시트(111)는 폴리이미드(PI; Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 글라스 에폭시(Glass Epoxy), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 중 하나의 연성 박막 시트인 것을 일례로 한다. 이외에도 박막 시트는 연성인쇄회로기판의 베이스 시트로 사용되는 재질이라면 적용할 수 있다.The
상부 전극 패턴(113)은 상부 베이스 시트(111)의 일면에 형성된다. 상부 전극 패턴(113)은 상부 베이스 시트(111)의 상면 및 하면 중 탄성층(120)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다.The
상부 전극 패턴(113)은 소정 형상의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 상부 전극 패턴(113)은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상부 전극 패턴(113)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 상부 전극 패턴(113)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The
상부 전극 패턴(113)은 구리 재질인 원형 박막으로 형성되고, 탄성층(120)이 배치되는 방향인 상부 베이스 시트(111)의 하면에 형성되는 것을 일례로 한다.As an example, the
상부 연결 패턴(115)은 상부 베이스 시트(111)의 일면에 형성된다. 상부 연결 패턴(115)은 상부 베이스 시트(111)의 상면 및 하면 중 상부 전극 패턴(113)이 형성된 한 면에 형성된다. 상부 연결 패턴(115)은 상부 전극 패턴(113)과 다른 면에 형성될 수도 있다.The
상부 연결 패턴(115)은 선형의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 상부 연결 패턴(115)은 상부 전극 패턴(113)과 동일한 전도성 금속으로 형성되거나, 이종의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 상부 연결 패턴(115)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 상부 연결 패턴(115)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The
상부 연결 패턴(115)의 일단은 상부 전극 패턴(113)과 연결된다. 하부 연결 패턴(135)의 타단은 상부 단자 패턴(117)과 연결된다.One end of the
상부 단자 패턴(117)은 상부 베이스 시트(111)의 일면에 형성된다. 상부 단자 패턴(117)은 상부 베이스 시트(111)의 상면 및 하면 중 상부 전극 패턴(113) 및 상부 연결 패턴(115)이 형성된 한 면에 형성된다. 상부 단자 패턴(117)은 상부 전극 패턴(113) 및 상부 연결 패턴(115)과 다른 한 면에 형성될 수 있다. 상부 단자 패턴(117)은 상부 전극 패턴(113) 및 상부 연결 패턴(115)이 서로 다른 면에 형성된 경우, 상부 전극 패턴(113) 및 상부 연결 패턴(115) 중 하나와 동일한 면에 형성될 수 있다.The upper
상부 단자 패턴(117)은 상부 연결 패턴(115)에서 연장되어 상부 베이스 시트(111)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 상부 단자 패턴(117)의 일면에는 상부 단자 패턴(117)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트(119)가 접착될 수 있다.The upper
상부 전극 패턴(113), 상부 연결 패턴(115) 및 상부 단자 패턴(117)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 도전성 금속인 것을 일례로 한다.As an example, the
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100)를 용이하게 설명하기 위해서 상부 전극 패턴(113), 상부 연결 패턴(115) 및 상부 단자 패턴(117)을 분리하여 설명하였으나, 실제 제품의 구현 시 상부 전극 패턴(113), 상부 연결 패턴(115) 및 상부 단자 패턴(117)은 일체로 형성될 수 있다.Here, the
탄성층(120)은 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130) 사이에 배치된다. 탄성층(120)은 탄성을 갖는 재질로 형성된다. 탄성층(120)은 실리콘(Si), PDMS(Polydimethylsiloxane), 에코플렉스(EcoFlex), 누실(Nusil), 하이드로젤(hydrogel) 및 폴리우레탄(polyurethane) 중 적어도 하나를 포함하는 탄성중합체인 것을 일례로 한다.The
탄성층(120)은 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130) 사이에 기재된다. 탄성층(120)은 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130) 사이에 기재되어 상부 전극층(110)과 하부 전극층(130) 사이에 공간(또는 공극)을 형성한다. 탄성층(120)의 두께는 대략 12㎛ 내지 24㎛ 정도로 형성될 수 있다.The
탄성 재질은 주로 절연성 재질이기 때문에 무기공성 필름 기재로 구성하면, 배터리의 부풀음에 의한 압력이 가해져도 상부 전극층(110)과 하부 전극층(130) 사이에 저항이 형성되지 않는다.Since the elastic material is mainly an insulating material, if it is composed of a non-porous film substrate, resistance is not formed between the
따라서, 탄성층(120)은 공간(또는 공극)을 갖는 구조로 형성된다. 탄성층(120)은 닷 스페이스(Dot Space) 구조, 그물막(Mesh) 구조 및 기공성 필름 구조 중 하나로 형성된 것을 일례로 한다.Therefore, the
탄성층(120)은 인쇄 공정을 통해 상부 전극층(110) 또는 하부 전극층(130)의 일면에 복수의 닷(Dot)을 인쇄하여 닷 스페이스 구조로 형성될 수 있다. 복수의 닷(Dot)은 상호 간 소정 간격 이격되어 형성된다. 닷 스페이스 구조는 감압식(Resistive) 터치 패널이 주로 사용되는 구조이다.The
탄성층(120)은 서로 다른 두께를 갖는 닷(Dot)을 2회에 걸쳐 인쇄하여 배터리 압력 감지 센서(100)의 스위칭 압력을 조정할 수 있다.The
탄성층(120)은 복수의 닷의 패턴을 변경하여 닷 스페이서의 Open Rate를 조정할 수 있다. 탄성층(120)은 Open Rate 조정을 통해 배터리 압력 감지 센서(100)의 스위칭 압력을 조정할 수 있다. 여기서, Open Rate는 닷의 두께, 간격에 따라 닷이 형성되지 않는 영역의 비율을 의미할 수 있다.The
탄성층(120)은 스크린 프린팅 공정을 반복하여 그물막 구조로 형성될 수 있다. 스크린 프린팅 공정시 서로 이격된 복수의 탄성 라인이 형성되며, 스크린 프린팅 공정을 반복하여 복수의 탄성 라인이 적층된 그물막 구조의 탄성층(120)이 형성된다. 탄성층(120)은 상부 전극층(110) 또는 하부 전극층(130)의 일면에 직접 스크린 프린팅을 통해 형성될 수도 있다.The
탄성층(120)은 탄성 재질에 은사(Silver wire)를 혼합되어 복수의 기공을 갖는 기공성 필름 구조로 형성될 수 있다. 탄성층(120)은 실리콘(Si)에 은사를 혼합한 기공성 필름 구조인 것을 일례로 한다.The
탄성층(120)은 탄성 필름에 복수의 홀을 타공하여 타공 구조로 형성될 수 있다. 탄성층(120)은 펀칭 공정을 통해 폴리이미드 박막 필름에 복수의 홀을 타공한 타공 구조인 것을 일례로 한다.The
하부 전극층(130)은 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)으로 구성된다. 이를 위해, 하부 전극층(130)은 하부 베이스 시트(131), 하부 전극 패턴(133), 하부 연결 패턴(135) 및 하부 단자 패턴(137)을 포함한다. 하부 전극층(130)은 하부 전극 패턴(133)과 상부 전극 패턴(113)이 중첩되도록 상부 전극층(110)의 하부에 배치된다.The
하부 베이스 시트(131)는 연성 박막 시트로 구성된다. 하부 베이스 시트(131)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다. 여기서, 하부 베이스 시트(131)는 폴리이미드, 폴리에스테르, 글라스 에폭시(Glass Epoxy), 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 하나의 연성 박막 시트인 것을 일례로 한다. The
하부 전극 패턴(133)은 하부 베이스 시트(131)의 일면에 형성된다. 하부 전극 패턴(133)은 하부 베이스 시트(131)의 상면 및 하면 중 탄성층(120)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다. 하부 전극 패턴(133)은 탄성층(120)을 사이에 두고 상부 전극 패턴(113)과 중첩된다,The
하부 전극 패턴(133)은 소정 형상의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 하부 전극 패턴(133)은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 하부 전극 패턴(133)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 하부 전극 패턴(133)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The
하부 전극 패턴(133)은 구리 재질인 원형 박막으로 형성되고, 탄성층(120)이 배치되는 방향인 하부 베이스 시트(131)의 상면에 형성되는 것을 일례로 한다.The
하부 연결 패턴(135)은 하부 베이스 시트(131)의 일면에 형성된다. 하부 연결 패턴(135)은 하부 베이스 시트(131)의 상면 및 하면 중 하부 전극 패턴(133)이 형성된 한 면에 형성된다. 하부 연결 패턴(135)은 하부 전극 패턴(133)과 다른 면에 형성될 수도 있다.The
하부 연결 패턴(135)은 선형의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 하부 연결 패턴(135)은 하부 전극 패턴(133)과 동일한 전도성 금속으로 형성되거나, 이종의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 하부 연결 패턴(135)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 하부 연결 패턴(135)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The
하부 연결 패턴(135)의 일단은 하부 전극 패턴(133)과 연결된다. 하부 연결 패턴(135)의 타단은 하부 단자 패턴(137)과 연결된다.One end of the
하부 단자 패턴(137)은 하부 베이스 시트(131)의 일면에 형성된다. 하부 단자 패턴(137)은 하부 베이스 시트(131)의 상면 및 하면 중 하부 전극 패턴(133) 및 하부 연결 패턴(135)이 형성된 한 면에 형성된다. 하부 단자 패턴(137)은 하부 전극 패턴(133) 및 하부 연결 패턴(135)과 다른 한 면에 형성될 수 있다. 하부 단자 패턴(137)은 하부 전극 패턴(133) 및 하부 연결 패턴(135)이 서로 다른 면에 형성된 경우, 하부 전극 패턴(133) 및 하부 연결 패턴(135) 중 하나와 동일한 면에 형성될 수 있다.The lower
하부 단자 패턴(137)은 하부 연결 패턴(135)에서 연장되어 하부 베이스 시트(131)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 하부 단자 패턴(137)의 일면에는 하부 단자 패턴(137)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트(139)가 접착될 수 있다.The lower
하부 연결 패턴(135), 하부 단자 패턴(137) 및 하부 단자 패턴(137)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 도전성 금속인 것을 일례로 한다.As an example, the
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100)를 용이하게 설명하기 위해서 하부 연결 패턴(135), 하부 전극 패턴(133) 및 하부 단자 패턴(137)이 분리하여 설명하였으나, 실제 제품의 구현 시 하부 연결 패턴(135), 하부 단자 패턴(137) 및 하부 단자 패턴(137)은 일체로 형성될 수 있다.Here, the
접착층(140)은 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130) 사이에 배치되어 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130)을 접착한다. 접착층(140)은 대략 30㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.The
접착층(140)은 탄성층(120)이 수용되는 수용 홀(142)이 형성된다. 수용 홀(142) 내에 탄성층(120)이 수용 배치되기 때문에, 배터리 압력 감지 센서(100)의 두께가 증가하지 않는다.The
상술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭(Switching) 이벤트를 출력값으로 출력한다.The battery
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(200)는 상부 전극층(210), 탄성층(220), 하부 전극층(230), 상부 접착층(240) 및 하부 접착층(250)을 포함한다. 여기서, 상부 전극층(210) 및 하부 전극층(230)은 상술한 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(200)의 상부 전극층(210) 및 하부 전극층(230)과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.3 and 4, the
상부 전극층(210)은 상부 베이스 시트(211), 상부 전극 패턴(213), 상부 연결 패턴(215) 및 상부 단자 패턴(217)을 포함한다.The
하부 전극층(230)은 상부 전극층(210)의 하부에 배치된다. 하부 전극층(230)은 하부 베이스 시트(231), 하부 전극 패턴(233), 하부 연결 패턴(235) 및 하부 단자 패턴(237)을 포함한다.The
탄성층(220)은 타공 구조로 형성된다. 탄성층(220)은 탄성 필름에 복수의 홀(222)을 타공하여 타공 구조로 형성될 수 있다. 탄성층(220)은 상부 전극 패턴(213) 및 하부 전극 패턴(233)과 중첩되는 영역만 복수의 홀(222)이 형성된 타공 구조로 형성될 수 있다.The
탄성층(220)은 펀칭 공정을 통해 우레탄(Pu) 재질의 박막 필름에 복수의 홀(222)을 타공한 타공 구조인 것을 일례로 한다. 이때, 탄성층(220)의 두께(즉, 박막 필름의 두께)는 대략 20㎛ 정도인 것을 일례로 한다.As an example, the
탄성층(220)은 박막 필름에 타공되는 홀(222)의 직경을 가변하여 배터리 압력 감지 센서(200)의 스위칭 압력을 조정할 수 있다. 탄성층(220)은 홀의 직경과 박막 필름의 두께 비를 조절하여 배터리 압력 감지 센서(200)의 스위칭 압력을 조정할 수 있다.The
상부 접착층(240)은 상부 전극층(210) 및 탄성층(220) 사이에 배치된다. 상부 접착층(240)은 상부 전극층(210) 및 탄성층(220)을 접착한다. 상부 접착층(240)은 탄성층(220)에 형성된 복수의 홀(222)에 대응되는 복수의 홀(242)이 형성될 수 있다.The upper
하부 접착층(250)은 탄성층(220) 및 하부 전극층(230) 사이에 배치된다. 하부 접착층(250)은 탄성층(220) 및 하부 전극층(230)을 접착한다. 하부 접착층(250)은 탄성층(220)에 형성된 복수의 홀(222)에 대응되는 복수의 홀(252)이 형성될 수 있다.The lower
상부 접착층(240) 및 하부 접착층(250)은 대략 5㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.As an example, the upper
상술한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(200)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭(Switching) 이벤트를 출력값으로 출력한다.The battery
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 하부 전극층(310), 압전층(320), 상부 전극층(330), 보호층(340) 및 접착층(350)을 포함한다. 5 and 6, the battery pressure sensor according to the third embodiment of the present invention includes a
상부 전극층(330)은 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)이 형성된 연성인쇄회로기판으로 구성된다. 이를 위해, 상부 전극층(330)은 베이스 시트(311), 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)을 포함한다.The
베이스 시트(311)는 연성 박막 시트로 구성된다. 베이스 시트(311)는 대략 25㎛ 내지 50㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다.The
베이스 시트(311)는 폴리이미드, 폴리에스테르, 글라스 에폭시, 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 하나의 연성 박막 시트인 것을 일례로 한다. 이외에도 박막 시트는 연성인쇄회로기판의 베이스 시트(311)로 사용되는 재질이라면 적용할 수 있다. 베이스 시트(311)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 폴리이미드 박막 시트이거나, 대략 50㎛ 정도의 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 박막 시트인 것을 일례로 한다.As an example, the
제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 베이스 시트(311)의 일면에 형성된다. 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 베이스 시트(311)의 상면 및 하면 중 압전층(320)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다.The
제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 박막 전도성 금속으로 형성된다. 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 전도성 금속으로 형성된다. 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The
제1 전극(312)은 제1 감지 패턴(313), 제1 연결 패턴(314) 및 제1 단자 패턴(315)을 포함한다. 제1 감지 패턴(313)은 상호 이격된 복수의 선형 패턴으로 구성된다. 제1 연결 패턴(314)은 제1 감지 패턴(313)을 구성하는 복수의 선형 패턴들의 일단에 연결된다. 제1 단자 패턴(315)은 제1 감지 패턴(313)과 연결된다. 제1 단자 패턴(315)은 제1 연결 패턴(314)에서 연장되어 베이스 시트(311)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 제1 단자 패턴(315)의 일면에는 제1 단자 패턴(315)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트가 접착될 수 있다.The
제2 전극(316)은 제2 감지 패턴(317), 제2 연결 패턴(318) 및 제2 단자 패턴(319)을 포함한다. 제2 감지 패턴(317)은 상호 이격된 복수의 선형 패턴으로 구성된다. 제2 연결 패턴(318)은 제2 감지 패턴(317)을 구성하는 복수의 선형 패턴들의 일단에 연결된다. 제2 단자 패턴(319)은 제2 감지 패턴(317)과 연결된다. 제2 단자 패턴(319)은 제2 연결 패턴(318)에서 연장되어 베이스 시트(311)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 제2 단자 패턴(319)의 일면에는 제2 단자 패턴(319)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트가 접착될 수 있다.The
이때, 제1 감지 패턴(313) 및 제2 감지 패턴(317)을 구성하는 선형 패턴들은 교대로 배치된다. 제1 감지 패턴(313)을 구성하는 복수의 선형 패턴들 사이에 제2 감지 패턴(317)을 구성하는 복수의 선형 패턴이 배치된다.In this case, the linear patterns constituting the
압전층(320)은 하부 전극층(310)의 상부에 배치된다. 압전층(320)은 하부 전극층(310)에 형성된 제1 전극(312) 및 제2 전극(316) 상부에 배치된다. 압전층(320)은 물체와의 접촉에 따라 가해지는 압력에 의해 저항이 가변하는 저항 가변 물질로 형성된다. 압전층(320)은 물체의 접촉 시 발생하는 압력에 따라 면저항(Sheet Resistance)이 변하는 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 압전층(320)은 금속성 물질 및 비전도성 탄성 중합체의 합성물인 양자 터널링 합성물(QTC: Quantum Tunneling Composite)을 포함하는 것을 일례로 한다. 압전층(320)은 대략 8㎛ 내지 10㎛ 정도의 두께를 갖는 양자 터널링 합성물인 것을 일례로 한다.The
양자 터널링 합성물은 저항 가변 물질로 부전도 탄성 바인더(non-conducting elastomeric binder) 내에 표면 돌기 구조의 금속 입자를 조합한 것이다. 금속 입자들은 압력이 인가되지 않을 때에는 서로 이격된 상태에 있어 전기를 전도할 수 없다. 금속 입자들은 압력이 인가될 때는 서로 인접하여 부전도 탄성 바인더(절연체)를 통해 터널링할 수 있다.The quantum tunneling composite is a resistance variable material that combines metal particles having a surface protrusion structure in a non-conducting elastomeric binder. When no pressure is applied, the metal particles are separated from each other and cannot conduct electricity. When pressure is applied, the metal particles are adjacent to each other and may tunnel through a non-conductive elastic binder (insulator).
배터리 압력 감지 센서는 배터리 부풀음이 발생하여 압력이 가해지면 압전층(320)이 밀착된 부분에서 전류가 흐른다. 상부 전극층(330) 및 하부 전극층(310)은 압전층(320)에 의해 전기적으로 연결된다. 배터리 압력 감지 센서는 압전층(320)에 가해지는 압력의 세기에 따라 상부 전극층(330) 및 하부 전극층(310) 간의 접촉 면적이 달라지므로 가변 저항 값을 가지게 된다.In the battery pressure detection sensor, when pressure is applied due to the occurrence of battery swelling, current flows from the portion where the
상부 전극층(330)은 압전층(320)의 상부에 배치된다. 상부 전극층(330)은 하부 전극층(310)의 제1 전극(312) 및 제2 전극(316) 사이의 이격 공간을 커버하면서 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)과 중첩된다. 상부 전극층(330)은 배터리 부풀음이 발생하여 압력이 가해짐에 따라 압전층(320)에 전류가 흐르면, 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)을 전기적으로 연결한다. 상부 전극층(330)은 전도성 금속으로 형성된다, 상부 전극층(330)은 대략 5㎛ 정도의 두께를 갖는 카본인 것을 일례로 한다.The
보호층(340)은 상부 전극층(330)의 상부에 배치된다. 보호층(340)은 상부 전극층(330)을 절연 및 보호한다. 보호층(340)은 절연 재질의 박막 시트로 형성된다. 보호층(340)은 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 폴리이미드(PI) 재질 또는 대략 30㎛ 정도의 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 재질의 박막 시트인 것을 일례로 한다.The
접착층(350)은 하부 전극층(310) 및 보호층(340) 사이에 배치되어, 하부 전극층(310) 및 보호층(340)을 접착한다. 접착층(350)은 압전층(320) 및 상부 전극층(330)이 수용되는 수용 홀(352)이 형성된다. 접착층(350)의 두께는 압전층(320) 및 상부 전극층(330)의 두께에 따라 다르게 형성될 수 있다. 접착층(350) 두께는 압전층(320) 두께 및 전극층 두께를 합산한 두께보다 두껍게 형성된다. 접착층(350)은 대략 30㎛ 내지 50㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.The
상술한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 리니어(linear)한 저항값을 출력값을 출력한다.The battery pressure detection sensor according to the third embodiment of the present invention outputs an output value of a linear resistance value.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기(이하, 단말기)는 스마트폰, 태블릿 등의 휴대 단말, 보조배터리, 배터리 파우치 등의 보조 전원 장치 등과 같이 배터리를 구비한 모든 전자 기기들을 포함한다.A terminal equipped with a battery pressure sensor according to an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as a terminal) includes all electronic devices equipped with batteries such as portable terminals such as smartphones and tablets, auxiliary batteries, and auxiliary power devices such as battery pouch. Include.
본 발명의 실시 예에 따른 단말기는 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)을 AD 컨버터가 연결된 처리기(processor)에 연결하여 배터리 압력 감지 신호를 처리한다. 이하에서는 써미스터 단자에 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)가 연결된 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않고 AD 컨버터가 연결된 처리기와 연결된 단자라면 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)을 연결할 수 있다.A terminal according to an embodiment of the present invention processes the battery pressure detection signal by connecting the battery
본 발명의 제4 실시 예 및 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 정전용량(즉, 커패시턴스(C))에 따른 출력값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서는 리니어(linear)한 정전용량을 출력값으로 출력하는 것을 일례로 한다.The battery pressure sensor according to the fourth and fifth embodiments of the present invention outputs an output value according to a capacitance (ie, capacitance C) corresponding to a pressure applied by the swelling of the battery. As an example, the battery pressure detection sensor outputs a linear capacitance as an output value.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(400)는 상부 전극층(410), 탄성층(420), 하부 전극층(430) 및 접착층(440)을 포함한다.7 and 8, the battery pressure sensor 400 according to the fourth embodiment of the present invention includes an
상부 전극층(410)은 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)으로 구성된다. 이를 위해, 상부 전극층(410)은 상부 베이스 시트(411), 상부 전극 패턴(413), 상부 연결 패턴(415) 및 상부 단자 패턴(417)을 포함한다.The
상부 베이스 시트(411)는 연성 박막 시트로 구성된다. 상부 베이스 시트(411)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다.The
상부 전극 패턴(413)은 상부 베이스 시트(411)의 일면에 형성된다. 상부 전극 패턴(413)은 상부 베이스 시트(411)의 상면 및 하면 중 탄성층(420)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다.The upper electrode pattern 413 is formed on one surface of the
상부 전극 패턴(413)은 소정 형상의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 상부 전극 패턴(413)은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상부 전극 패턴(413)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 상부 전극 패턴(413)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The upper electrode pattern 413 is formed of a thin conductive metal having a predetermined shape. The upper electrode pattern 413 may be formed in a polygonal shape such as a circle, an oval, a square, or a triangle. As an example, the upper electrode pattern 413 is one of a conductive metal selected from copper (Cu), silver (Ag), nickel (Ni), and platinum (Pt). The upper electrode pattern 413 may be formed of a transparent electrode material such as ITO.
상부 전극 패턴(413)은 구리 재질인 원형 박막으로 형성되고, 탄성층(420)이 배치되는 방향인 상부 베이스 시트(411)의 하면에 형성되는 것을 일례로 한다.The upper electrode pattern 413 is formed of a circular thin film made of copper, and is formed on the lower surface of the
상부 연결 패턴(415)은 상부 베이스 시트(411)의 일면에 형성된다. 상부 연결 패턴(415)은 상부 베이스 시트(411)의 상면 및 하면 중 상부 전극 패턴(413)이 형성된 한 면에 형성된다. 상부 연결 패턴(415)은 상부 전극 패턴(413)과 다른 면에 형성될 수도 있다.The
상부 연결 패턴(415)은 선형의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 상부 연결 패턴(415)은 상부 전극 패턴(413)과 동일한 전도성 금속으로 형성되거나, 이종의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 상부 연결 패턴(415)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 상부 연결 패턴(415)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The
상부 연결 패턴(415)의 일단은 상부 전극 패턴(413)과 연결된다. 하부 연결 패턴(435)의 타단은 상부 단자 패턴(417)과 연결된다.One end of the
상부 단자 패턴(417)은 상부 베이스 시트(411)의 일면에 형성된다. 상부 단자 패턴(417)은 상부 베이스 시트(411)의 상면 및 하면 중 상부 전극 패턴(413) 및 상부 연결 패턴(415)이 형성된 한 면에 형성된다. 상부 단자 패턴(417)은 상부 전극 패턴(413) 및 상부 연결 패턴(415)과 다른 한 면에 형성될 수 있다. 상부 단자 패턴(417)은 상부 전극 패턴(413) 및 상부 연결 패턴(415)이 서로 다른 면에 형성된 경우, 상부 전극 패턴(413) 및 상부 연결 패턴(415) 중 하나와 동일한 면에 형성될 수 있다.The upper
상부 단자 패턴(417)은 상부 연결 패턴(415)에서 연장되어 상부 베이스 시트(411)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 상부 단자 패턴(417)의 일면에는 상부 단자 패턴(417)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트(419)가 접착될 수 있다.The upper
상부 연결 패턴(415), 상부 단자 패턴(417) 및 상부 단자 패턴(417)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 도전성 금속인 것을 일례로 한다.As an example, the
여기서, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(400)를 용이하게 설명하기 위해서 상부 연결 패턴(415), 상부 전극 패턴(413) 및 상부 단자 패턴(417)이 분리하여 설명하였으나, 실제 제품의 구현 시 상부 연결 패턴(415), 상부 단자 패턴(417) 및 상부 단자 패턴(417)은 일체로 형성될 수 있다.Here, in order to easily describe the battery pressure sensor 400 according to the fourth embodiment of the present invention, the
탄성층(420)은 상부 전극층(410) 및 하부 전극층(430) 사이에 배치된다. 탄성층(420)은 탄성을 갖는 재질로 형성된다.The
탄성층(420)은 탄성 재질의 박막 시트로 형성된다. 탄성층(420)은 스크린 프린팅 공정을 통해 탄성 재질을 상부 전극층(410) 또는 하부 전극층(430)의 일면에 직접 인쇄하여 형성될 수도 있다.The
하부 전극층(430)은 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)으로 구성된다. 이를 위해, 하부 전극층(430)은 하부 베이스 시트(431), 하부 전극 패턴(433), 하부 연결 패턴(435) 및 하부 단자 패턴(437)을 포함한다. 하부 전극층(430)은 하부 전극 패턴(433)과 상부 전극 패턴(413)이 중첩되도록 상부 전극층(410)의 하부에 배치된다.The
하부 베이스 시트(431)는 연성 박막 시트로 구성된다. 하부 베이스 시트(431)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다.The
하부 전극 패턴(433)은 하부 베이스 시트(431)의 일면에 형성된다. 하부 전극 패턴(433)은 하부 베이스 시트(431)의 상면 및 하면 중 탄성층(420)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다. 하부 전극 패턴(433)은 탄성층(420)을 사이에 두고 상부 전극 패턴(413)과 중첩된다,The
하부 전극 패턴(433)은 소정 형상의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 하부 전극 패턴(433)은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 하부 전극 패턴(433)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 하부 전극 패턴(433)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The
하부 전극 패턴(433)은 구리 재질인 원형 박막으로 형성되고, 탄성층(420)이 배치되는 방향인 하부 베이스 시트(431)의 상면에 형성되는 것을 일례로 한다.For example, the
하부 연결 패턴(435)은 하부 베이스 시트(431)의 일면에 형성된다. 하부 연결 패턴(435)은 하부 베이스 시트(431)의 상면 및 하면 중 하부 전극 패턴(433)이 형성된 한 면에 형성된다. 하부 연결 패턴(435)은 하부 전극 패턴(433)과 다른 면에 형성될 수도 있다.The
하부 연결 패턴(435)은 선형의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 하부 연결 패턴(435)은 하부 전극 패턴(433)과 동일한 전도성 금속으로 형성되거나, 이종의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 하부 연결 패턴(435)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 하부 연결 패턴(435)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.The
하부 연결 패턴(435)의 일단은 하부 전극 패턴(433)과 연결된다. 하부 연결 패턴(435)의 타단은 하부 단자 패턴(437)과 연결된다.One end of the
하부 단자 패턴(437)은 하부 베이스 시트(431)의 일면에 형성된다. 하부 단자 패턴(437)은 하부 베이스 시트(431)의 상면 및 하면 중 하부 전극 패턴(433) 및 하부 연결 패턴(435)이 형성된 한 면에 형성된다. 하부 단자 패턴(437)은 하부 전극 패턴(433) 및 하부 연결 패턴(435)과 다른 한 면에 형성될 수 있다. 하부 단자 패턴(437)은 하부 전극 패턴(433) 및 하부 연결 패턴(435)이 서로 다른 면에 형성된 경우, 하부 전극 패턴(433) 및 하부 연결 패턴(435) 중 하나와 동일한 면에 형성될 수 있다.The lower
하부 단자 패턴(437)은 하부 연결 패턴(435)에서 연장되어 하부 베이스 시트(431)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 하부 단자 패턴(437)의 일면에는 하부 단자 패턴(437)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트(439)가 접착될 수 있다.The lower
하부 연결 패턴(435), 하부 단자 패턴(437) 및 하부 단자 패턴(437)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 도전성 금속인 것을 일례로 한다.The
여기서, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(400)를 용이하게 설명하기 위해서 하부 연결 패턴(435), 하부 전극 패턴(433) 및 하부 단자 패턴(437)이 분리하여 설명하였으나, 실제 제품의 구현 시 하부 연결 패턴(435), 하부 단자 패턴(437) 및 하부 단자 패턴(437)은 일체로 형성될 수 있다.Here, in order to easily describe the battery pressure detection sensor 400 according to the fourth embodiment of the present invention, the
접착층(440)은 상부 전극층(410) 및 하부 전극층(430) 사이에 배치되어 상부 전극층(410) 및 하부 전극층(430)을 접착한다. 접착층(440)은 대략 30㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.The
접착층(440)은 탄성층(420)이 수용되는 수용 홀(442)이 형성된다. 수용 홀(442) 내에 탄성층(420)이 수용 배치되기 때문에, 배터리 압력 감지 센서(400)의 두께가 증가하지 않는다.The
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(500)는 상부 전극층(510), 탄성층(520), 하부 전극층(530), 상부 접착층(540) 및 하부 접착층(550)을 포함한다. 여기서, 상부 전극층(510) 및 하부 전극층(530)은 상술한 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(500)의 상부 전극층(510) 및 하부 전극층(530)과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.9 and 10, the
상부 전극층(510)은 상부 베이스 시트(511), 상부 전극 패턴(513), 상부 연결 패턴(515) 및 상부 단자 패턴(517)을 포함한다.The
하부 전극층(530)은 상부 전극층(510)의 하부에 배치된다. 하부 전극층(530)은 하부 베이스 시트(531), 하부 전극 패턴(533), 하부 연결 패턴(535) 및 하부 단자 패턴(537)을 포함한다.The
탄성층(520)은 상부 전극층(510) 및 하부 전극층(530) 사이에 배치된다. 탄성층(520)은 탄성을 갖는 재질로 형성된다.The
탄성층(520)은 탄성 재질의 박막 시트로 형성된다. 탄성층(520)은 스크린 프린팅 공정을 통해 탄성 재질을 상부 전극층(510) 또는 하부 전극층(530)의 일면에 직접 인쇄하여 형성될 수도 있다.The
상부 접착층(540)은 상부 전극층(510) 및 탄성층(520) 사이에 배치된다. 상부 접착층(540)은 상부 전극층(510) 및 탄성층(520)을 접착한다. 상부 접착층(540)은 탄성층(520)에 형성된 복수의 홀(522)에 대응되는 복수의 홀(542)이 형성될 수 있다.The upper
하부 접착층(550)은 탄성층(520) 및 하부 전극층(530) 사이에 배치된다. 하부 접착층(550)은 탄성층(520) 및 하부 전극층(530)을 접착한다. 하부 접착층(550)은 탄성층(520)에 형성된 복수의 홀(522)에 대응되는 복수의 홀(552)이 형성될 수 있다.The lower
상부 접착층(540) 및 하부 접착층(550)은 대략 5㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.As an example, the upper
본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기(이하, 단말기)는 스마트폰, 태블릿 등의 휴대 단말, 보조배터리, 배터리 파우치 등의 보조 전원 장치 등과 같이 배터리를 구비한 모든 전자 기기들을 포함한다.The terminal (hereinafter referred to as the terminal) equipped with a battery pressure sensor according to the first embodiment of the present invention includes all electronic devices equipped with a battery, such as portable terminals such as smart phones and tablets, auxiliary batteries, and auxiliary power devices such as battery pouch. Includes devices.
본 발명의 실시 예에 따른 단말기는 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)을 AD 컨버터가 연결된 처리기(processor)에 연결하여 배터리 압력 감지 신호를 처리한다. 이하에서는 써미스터 단자에 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)가 연결된 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않고 AD 컨버터가 연결된 처리기와 연결된 단자라면 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)을 연결할 수 있다.A terminal according to an embodiment of the present invention processes the battery pressure detection signal by connecting the battery
도 11을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말기는 써미스터(610), 써미스터 단자(620), 배터리 압력 감지 센서(630), 중앙처리장치(640, AP; Application Processor) 및 배터리 충전 회로(650)를 포함한다.Referring to FIG. 11, the terminal according to the first embodiment of the present invention includes a
써미스터(610)는 단말기에 실장되어 온도에 따른 저항값을 출력한다. 써미스터(610)는 단말기의 내부 온도가 상승함에 따라 저항값이 급격히 감소하는 성질을 갖는 반도체 소자이다. 써미스터(610)는 단말기에 내장된 안테나, USB 충전 단자, 중앙처리장치(640), 전력 관리 회로(PMIC; Power management integrated circuit) 등의 주요 발열 부품의 주변에 배치된다.The
써미스터 단자(620)는 한 쌍으로 단자(620a, 620b)로 구성된다. 써미스터 단자(620)는 써미스터(610)의 양단과 연결된다. 써미스터 단자(620)는 버스를 통해 중앙처리장치(640)와 연결된다. 써미스터 단자(620)는 안테나, USB 충전 단자, 중앙처리장치(640), 전력 관리 회로 중 하나의 주변에 배치된 써미스터(610)와 연결된 것을 일례로 한다.The
배터리 압력 감지 센서(630)는 단말기에 실장된 배터리(10)와 중첩되어 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(630)는 배터리(10)와 전극 패턴이 중첩되도록 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(630)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값을 출력한다.The battery
배터리 압력 감지 센서(630)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 저항값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(630)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력할 수도 있다.The
배터리 압력 감지 센서(630)는 써미스터 단자(620)와 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(630)의 양단은 써미스터 단자(620)를 구성하는 한 쌍의 단자(620a, 620b)에 각각 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(630)는 출력값을 써미스터 단자(620)로 출력한다. 써미스터 단자(620)는 버스를 통해 출력값을 중앙처리장치(640)로 전송한다.The battery
여기서, 배터리 압력 감지 센서(630)는 상술한 제1 실시 예 내지 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300) 중 하나인 것을 일례로 한다.Here, as an example, the battery
중앙처리장치(640)는 써미스터 단자(620)에 연결된다. 중앙처리장치(640)는 써미스터 단자(620)를 통해 배터리 압력 감지 센서(630)의 출력값을 전송받는다. 중앙처리장치(640)는 배터리 압력 감지 센서(630)로부터 리니어한 저항값 및 스위칭 이벤트 중 하나의 출력값을 전송받는다.The
중앙처리장치(640)는 배터리 압력 감지 센서(630)로부터 전송받은 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(640)는 출력값을 근거로 이벤트 방식 또는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어한다.The
중앙처리장치(640)는 배터리 압력 감지 센서(630)의 출력값이 스위칭 이벤트이면 배터리(10)의 충전을 차단한다. 중앙처리장치(640)는 스위칭 이벤트인 출력값을 수신하면 배터리(10)의 발화, 폭발이 발생할 수 있는 상태로 판단하여 배터리(10)의 충전을 차단한다.The
중앙처리장치(640)는 배터리 압력 감지 센서(630)의 출력값이 리니어한 저항값이면 출력값과 기준값을 비교하여 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(640)는 복수의 기준값과 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 단계적으로 제어한다. 기준값은 배터리(10) 부풀음에 의한 발화, 폭발을 방지하기 위해 설정된 값으로 저항값인 것을 일례로 한다.If the output value of the battery
중앙처리장치(640)는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어하는 경우 배터리(10)의 충전 전류를 가변한다. 중앙처리장치(640)는 리니어한 저항값에 따라 충전 전류를 단계적으로 증감시켜 배터리(10)를 충전하도록 제어한다.The
배터리 충전 회로(650)는 중앙처리장치(640)의 제어에 따라 배터리(10)를 충전한다. 배터리 충전 회로(650)는 중앙처리장치(640)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 온(On)/오프(Off)한다. 배터리 충전 회로(650)는 중앙처리장치(640)의 제어에 따라 충전 전류를 증감시켜 배터리(10)를 충전한다.The
본 발명의 제2 실시 예에 따른 단말기는 배터리 압력 감지 센서(400, 500)를 터치 스크린 패널(TSP; Touch Screen Panel)의 컨트롤러 또는 정전용량을 입력으로 받아 처리할 수 있는 AD 컨버터가 연결된 처리기(processor)에 연결하여 배터리 압력 감지 신호를 처리한다. In the terminal according to the second embodiment of the present invention, a processor connected to an AD converter capable of receiving and processing the
도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단말기는 배터리 압력 감지 센서(710), 센서 단자(720), AD 컨버터(730), 중앙처리장치(740, AP; Application Processor) 및 배터리 충전 회로(750)를 포함한다.Referring to FIG. 12, the terminal according to the second embodiment of the present invention includes a
배터리 압력 감지 센서(710)는 단말기에 실장된 배터리(10)와 중첩되어 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(710)는 배터리(10)와 전극 패턴이 중첩되도록 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(710)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 정전용량을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(710)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 정전용량을 출력한다.The battery
배터리 압력 감지 센서(710)는 센서 단자(720)와 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(710)의 양단은 센서 단자(720)를 구성하는 한 쌍의 단자(720a, 720b)에 각각 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(710)는 출력값(즉, 정전용량)을 센서 단자(720)로 출력한다.The battery
여기서, 배터리 압력 감지 센서(710)는 상술한 제4 실시 예 및 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(400, 500) 중 하나인 것을 일례로 한다.Here, as an example, the battery
센서 단자(720)는 배터리 압력 감지 센서(710) 및 AD 컨버터(730)와 연결된다. 센서 단자(720)는 한 쌍으로 단자(720a, 720b)로 구성된다. 센서 단자(720)는 버스를 통해 AD 컨버터(730)로 전송한다.The
AD 컨버터(730)는 센서 단자(720)를 통해 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 400)의 출력값인 정전용량을 전송받는다. AD 컨버터(730)는 아날로그 데이터인 정전용량을 디지털 데이터로 변환하여 중앙처리장치(740)로 전송한다.The
중앙처리장치(740)는 AD 컨버터(730)에 연결된다. 중앙처리장치(740)는 AD 컨버터(730)를 통해 배터리 압력 감지 센서(710)의 출력값을 전송받는다. 중앙처리장치(740)는 배터리 압력 감지 센서(710)의 출력값인 리니어한 정전용량을 전송받는다. 여기서, 중앙처리장치(740)는 터치스크린패턴(TSP)의 컨트롤러인 것을 일례로 한다.The
중앙처리장치(740)는 배터리 압력 감지 센서(710)로부터 전송받은 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(740)는 출력값을 근거로 이벤트 방식 또는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어한다.The
중앙처리장치(740)는 배터리 압력 감지 센서(710)의 출력값이 리니어한 정전용량이면 출력값과 기준값을 비교하여 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(740)는 출력값인 정전용량이 기준값을 초과하면 배터리(10)의 충전을 차단한다.If the output value of the battery
중앙처리장치(740)는 복수의 기준값과 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 단계적으로 제어할 수도 있다. 기준값은 배터리(10) 부풀음에 의한 발화, 폭발을 방지하기 위해 설정된 값으로 정전용량인 것을 일례로 한다.The
중앙처리장치(740)는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어하는 경우 배터리(10)의 충전 전류를 가변한다. 중앙처리장치(740)는 리니어한 정전용량에 따라 충전 전류를 단계적으로 증감시켜 배터리(10)를 충전하도록 제어한다.The
배터리 충전 회로(750)는 중앙처리장치(740)의 제어에 따라 배터리(10)를 충전한다. 배터리 충전 회로(750)는 중앙처리장치(740)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 온(On)/오프(Off)한다. 배터리 충전 회로(750)는 중앙처리장치(740)의 제어에 따라 충전 전류를 증감시켜 배터리(10)를 충전한다.The
도 13을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 단말기는 안테나(810), 안테나 단자(820), 배터리 압력 감지 센서(830), 중앙처리장치(840) 및 배터리 충전 회로(850)를 포함한다.13, a terminal according to the third embodiment of the present invention includes an
안테나(810)는 하나의 주파수 대역에 공진하는 단일 안테나(810)로 구성된다. 안테나(810)는 근거리 통신용(NFC) 안테나, 전자결제용(MST) 안테나 및 무선 전력 전송용(WPC) 안테나 중 하나인 것을 일례로 한다.The
안테나 단자(820)는 한 쌍으로 단자로 구성된다. 안테나 단자(820)는 안테나(810)의 양단과 연결된다. 안테나 단자(820)는 버스를 통해 중앙처리장치(840)와 연결된다.The
배터리 압력 감지 센서(830)는 단말기에 실장된 배터리(10)와 중첩되어 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(830)는 배터리(10)와 전극 패턴이 중첩되도록 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(830)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값을 출력한다.The
배터리 압력 감지 센서(830)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 저항값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(830)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력할 수도 있다.The
안테나(810)가 근거리 통신용 안테나이면, 배터리 압력 감지 센서(830)는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(830)가 리니어한 저항값을 출력하도록 구성되면(즉, 제3 실시 예의 배터리 압력 감지 센서(300) 구조), 근거리 통신용 안테나의 공지 주파수가 틀어져 통신 수행이 불가능하다. 따라서, 안테나(810)가 근거리 통신용 안테나이면, 배터리 압력 감지 센서(830)는 제1 실시 예 또는 제2 실시 예의 배터리 압력 감지 센서(100, 200)로 구성된다.If the
배터리 압력 감지 센서(830)는 안테나 단자(820)와 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(830)의 양단은 안테나 단자(820)를 구성하는 한 쌍의 단자에 각각 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(830)는 출력값을 안테나 단자(820)로 출력한다. 안테나 단자(820)는 버스를 통해 출력값을 중앙처리장치(840)로 전송한다.The battery
중앙처리장치(840)는 안테나 단자(820)에 연결된다. 중앙처리장치(840)는 안테나 단자(820)를 통해 배터리 압력 감지 센서(830)의 출력값을 전송받는다. 중앙처리장치(840)는 배터리 압력 감지 센서(830)로부터 리니어한 저항값 및 스위칭 이벤트 중 하나의 출력값을 전송받는다.The
중앙처리장치(840)는 배터리 압력 감지 센서(830)로부터 전송받은 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(840)는 출력값을 근거로 이벤트 방식 또는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어한다.The
중앙처리장치(840)는 배터리 압력 감지 센서(830)의 출력값이 스위칭 이벤트이면 배터리(10)의 충전을 차단한다. 중앙처리장치(840)는 스위칭 이벤트인 출력값을 수신하면 배터리(10)의 발화, 폭발이 발생할 수 있는 상태로 판단하여 배터리(10)의 충전을 차단한다.The
중앙처리장치(840)는 배터리 압력 감지 센서(830)의 출력값이 리니어한 저항값이면 출력값과 기준값을 비교하여 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(840)는 복수의 기준값과 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 단계적으로 제어한다. 기준값은 배터리(10) 부풀음에 의한 발화, 폭발을 방지하기 위해 설정된 값으로 저항값인 것을 일례로 한다.If the output value of the battery
중앙처리장치(840)는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어하는 경우 배터리(10)의 충전 전류를 가변한다. 중앙처리장치(840)는 리니어한 저항값에 따라 충전 전류를 단계적으로 증감시켜 배터리(10)를 충전하도록 제어한다.The
배터리 충전 회로(850)는 중앙처리장치(840)의 제어에 따라 배터리(10)를 충전한다. 배터리 충전 회로(850)는 중앙처리장치(840)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 온(On)/오프(Off)한다. 배터리 충전 회로(850)는 중앙처리장치(840)의 제어에 따라 충전 전류를 증감시켜 배터리(10)를 충전한다.The
도 14를 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 단말기는 복합 안테나(910), 안테나 단자(920), 배터리 압력 감지 센서(930), 중앙처리장치(940) 및 배터리 충전 회로(950)를 포함한다.Referring to FIG. 14, the terminal according to the fourth embodiment of the present invention includes a
복합 안테나(910)는 복수의 안테나(910)를 포함한다. 복합 안테나(910)는 근거리 통신용(NFC) 안테나(912), 전자결제용(MST) 안테나(914) 및 무선 전력 전송용(WPC) 안테나(916)를 포함하는 것을 일례로 한다.The
안테나 단자(920)는 복수의 단자(920a 내지 920f)로 구성된다. 각 안테나(910)에는 한 쌍의 단자(920a 및 920b, 920c 및 920d, 920e 및 920f)가 연결된다. The
안테나 단자(920)는 근거리 통신용 안테나(912)에 연결된 한 쌍의 단자(920a, 920b), 전자결제용 안테나(914)에 연결된 한 쌍의 단자(920c, 920d) 및 무선 전력 전송용 안테나(916)에 연결된 한 쌍의 단자(920e, 920f)를 포함하여 총 6개의 단자로 구성되는 것을 일례로 한다.The
배터리 압력 감지 센서(930)는 단말기에 실장된 배터리(10)와 중첩되어 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10)와 전극 패턴이 중첩되도록 배치된다.The battery
배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 저항값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력할 수도 있다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 제1 실시 예 내지 제3 실시 예의 배터리 압력 감지 센서(930) 중 하나인 것을 일례로 한다.The
배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 정전용량을 출력할 수도 있다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 정전용량을 출력한다.The battery
배터리 압력 감지 센서(930)는 안테나 단자(920)와 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(930)의 양단은 안테나 단자(920)를 구성하는 복수의 단자 중에서 서로 다른 안테나(910)에 연결된 단자들에 각각 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(930)의 양단은 전자결제용 안테나(910)의 일단이 연결된 단자 및 무선 전력 전송용 안테나(910)가 연결된 단자에 각각 연결되는 것을 일례로 한다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 출력값을 안테나 단자(920)로 출력한다. 안테나 단자(920)는 버스를 통해 출력값을 중앙처리장치(940)로 전송한다.The battery
중앙처리장치(940)는 안테나 단자(920)에 연결된다. 중앙처리장치(940)는 안테나 단자(920)를 통해 배터리 압력 감지 센서(930)의 출력값을 전송받는다. 중앙처리장치(940)는 배터리 압력 감지 센서(930)로부터 리니어한 저항값, 스위칭 이벤트 및 리니어한 정전용량 중 하나의 출력값을 전송받는다.The
중앙처리장치(940)는 배터리 압력 감지 센서(930)로부터 전송받은 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(940)는 출력값을 근거로 이벤트 방식 또는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어한다.The
중앙처리장치(940)는 배터리 압력 감지 센서(930)의 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 차단한다. 중앙처리장치(940)는 스위칭 이벤트인 출력값을 수신하면 배터리(10)의 발화, 폭발이 발생할 수 있는 상태로 판단하여 배터리(10)의 충전을 차단한다. 이때, 중앙처리장치(940)는 정전용량이 기준 정전용량을 초과하면 배터리(10)의 발화, 폭발이 발생할 수 있는 상태로 판단하여 배터리(10)의 충전을 차단할 수도 있다.The
중앙처리장치(940)는 배터리 압력 감지 센서(930)의 출력값이 리니어한 저항값 또는 정전용량이면 출력값과 기준값을 비교하여 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(940)는 복수의 기준값과 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 단계적으로 제어한다. 기준값은 배터리(10) 부풀음에 의한 발화, 폭발을 방지하기 위해 설정된 값으로 저항값 또는 정전용량인 것을 일례로 한다.If the output value of the battery
중앙처리장치(940)는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어하는 경우 배터리(10)의 충전 전류를 가변한다. 중앙처리장치(940)는 리니어한 저항값 또는 정전용량에 따라 충전 전류를 단계적으로 증감시켜 배터리(10)를 충전하도록 제어한다.The
배터리 충전 회로(950)는 중앙처리장치(940)의 제어에 따라 배터리(10)를 충전한다. 배터리 충전 회로(950)는 중앙처리장치(940)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 온(On)/오프(Off)한다. 배터리 충전 회로(950)는 중앙처리장치(940)의 제어에 따라 충전 전류를 증감시켜 배터리(10)를 충전한다.The
한편, 도 15을 참조하면, 배터리 압력 감지 센서(930)는 복합 안테나(910)와 일체로 형성될 수도 있다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 복수의 안테나들(912, 914, 916)이 형성된 인쇄회로기판상에 형성된다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 하나의 안테나 또는 써미스터가 형성된 안테나(910)와 일체로 형성될 수도 있다.Meanwhile, referring to FIG. 15, the
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.Although the preferred embodiments according to the present invention have been described above, various modifications are possible, and those of ordinary skill in the art can make various modifications and modifications without departing from the scope of the claims of the present invention. It is understood that it can be done.
100, 200, 300, 400, 500: 배터리 압력 감지 센서
110, 210, 330, 410, 510: 상부 전극층
120, 220, 420, 520: 탄성층
130, 230, 310, 430, 530: 하부 전극층
140, 240, 350, 440, 540: 접착층
320: 압전층 340: 보호층
610: 써미스터 620: 써미스터 단자
630, 710, 830, 930: 배터리 압력 감지 센서
640, 740, 840, 940: 중앙처리장치
650, 750, 850, 950: 배터리 충전 회로
720: 센서 단자 730: AD 컨버터
810, 910: 안테나 820, 920: 안테나 단자100, 200, 300, 400, 500: battery pressure sensor
110, 210, 330, 410, 510: upper electrode layer
120, 220, 420, 520: elastic layer
130, 230, 310, 430, 530: lower electrode layer
140, 240, 350, 440, 540: adhesive layer
320: piezoelectric layer 340: protective layer
610: thermistor 620: thermistor terminal
630, 710, 830, 930: battery pressure sensor
640, 740, 840, 940: central processing unit
650, 750, 850, 950: battery charging circuit
720: sensor terminal 730: AD converter
810, 910:
Claims (20)
상기 단말기에 실장된 써미스터에 연결된 써미스터 단자;
상기 배터리와 중첩 배치되어 상기 써미스터 단자에 연결되고, 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력하는 배터리 압력 감지 센서; 및
상기 써미스터 단자와 연결되어 상기 써미스터 단자를 통해 입력된 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 근거로 상기 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함하고,
상기 써미스터는 안테나, USB 충전 단자, 상기 중앙처리장치 및 전력 관리 회로 중 적어도 하나에 배치된 단말기.In a terminal equipped with a battery,
A thermistor terminal connected to the thermistor mounted on the terminal;
A battery pressure sensor that overlaps the battery, is connected to the thermistor terminal, and outputs an output value corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery; And
A central processing unit connected to the thermistor terminal and controlling charging of the battery based on an output value of the battery pressure detection sensor input through the thermistor terminal,
The thermistor is a terminal disposed in at least one of an antenna, a USB charging terminal, the central processing unit, and a power management circuit.
상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값을 출력값으로 출력하고,
상기 중앙처리장치는 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 저항값이면 상기 배터리의 충전 전류를 가변하여 상기 배터리를 충전하는 단말기.The method of claim 8,
The battery pressure detection sensor outputs a resistance value corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery as an output value,
The central processing unit charges the battery by varying the charging current of the battery when the output value of the battery pressure sensor is a resistance value.
상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값이 설정값을 초과하면 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력하고,
상기 중앙처리장치는 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 스위칭 이벤트이면 상기 배터리의 충전을 차단하는 단말기.The method of claim 8,
The battery pressure detection sensor outputs a switching event as an output value when a resistance value corresponding to the pressure applied by the swelling of the battery exceeds a set value,
The central processing unit blocks the charging of the battery when an output value of the battery pressure sensor is a switching event.
상기 단말기에 실장된 안테나에 연결된 안테나 단자;
상기 배터리와 중첩 배치되어 상기 안테나 단자와 연결되고, 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값, 스위칭 이벤트 및 정전용량 중 하나를 출력값으로 출력하는 배터리 압력 감지 센서; 및
상기 안테나 단자와 연결되어 상기 안테나 단자를 통해 입력된 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 근거로 상기 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함하는 단말기.In a terminal equipped with a battery,
An antenna terminal connected to an antenna mounted on the terminal;
A battery pressure detection sensor disposed overlapping the battery, connected to the antenna terminal, and outputting one of a resistance value, a switching event, and a capacitance corresponding to a pressure applied by the swelling of the battery as an output value; And
And a central processing unit connected to the antenna terminal and controlling charging of the battery based on an output value of the battery pressure sensor input through the antenna terminal.
상기 안테나 단자는 전자결제용 안테나, 무선 전력 전송용 안테나 및 근거리 통신용 안테나 중 하나에 연결된 단말기.The method of claim 15,
The antenna terminal is a terminal connected to one of an antenna for electronic payment, an antenna for wireless power transmission, and an antenna for short-range communication.
상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 안테나 단자에 연결된 안테나가 근거리 통신용 안테나이고, 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값이 설정값을 초과하면 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력하는 단말기.The method of claim 16,
The battery pressure detection sensor is a terminal for outputting a switching event as an output value when an antenna connected to the antenna terminal is a short-range communication antenna, and a resistance value corresponding to a pressure applied by the swelling of the battery exceeds a set value.
상기 안테나 단자는 복수의 안테나에 연결된 복수의 단자를 구비하고, 상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 복수의 단자 중 서로 다른 안테나 연결된 단자들에 연결된 단말기.The method of claim 15,
The antenna terminal includes a plurality of terminals connected to a plurality of antennas, and the battery pressure sensor is connected to terminals connected to different antennas among the plurality of terminals.
상기 중앙처리장치는,
상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 설정값을 초과하면 상기 배터리의 충전을 차단하는 단말기.The method of claim 15,
The central processing unit,
Terminal for blocking charging of the battery when the output value of the battery pressure sensor exceeds a set value.
상기 중앙처리장치는,
상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값과 복수의 기준값을 근거로 상기 배터리의 충전 전류를 가변하여 상기 배터리를 충전하는 단말기.The method of claim 15,
The central processing unit,
A terminal configured to charge the battery by varying a charging current of the battery based on an output value of the battery pressure sensor and a plurality of reference values.
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