KR100517127B1 - 휴대폰의 배터리 충전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰의 제조회사 및 모델에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있는 휴대폰의 배터리 충전기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 휴대폰의 배터리 충전기는 상기 충전기의 일측을 통해 충전기의 본체에 출입하며 상기 배터리를 장착하는 배터리 장착부; 상기 충전기의 본체에 진입된 배터리와의 접촉성을 제공하는 다수의 충전핀; 상기 배터리 장착부와 상기 다수의 충전핀의 위치를 제어하는 구동 모터; 상기 배터리에 접촉된 상기 다수의 충전핀을 통해 상기 배터리의 충전정보 검색과 충전 동작을 수행하는 충전회로부; 및 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 휴대폰의 배터리 충전기는 휴대폰 배터리의 크기 및 금속단자의 위치에 관계없이 모든 휴대폰 배터리의 충전단자(양극 및 음극단자)를 자동으로 정확히 검색하여 충전함으로써 충전시간의 감소와 배터리의 손상 및 충전에러를 방지하는 효과가 있다.

Description

휴대폰의 배터리 충전기{CHARGER FOR MOBILE PHONE BATTERY}

본 발명은 휴대폰의 배터리 충전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대폰의 제조회사 및 모델에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있는 휴대폰의 배터리 충전기에 관한 것이다.

기존에 휴대폰과 함께 제공되는 통상적인 휴대폰 충전기는 해당 휴대폰 또는 배터리만을 위한 고유 모델로 제조되기 때문에 범용성이 없어 휴대폰 사용자에게 많은 불편함을 야기하였다.

휴대폰이 점점 개인의 통상적인 통신 수단이 되어감에 따라, 휴대폰 사용자는 휴대폰 배터리의 완전 방전으로 인한 통신의 단절 상황에 대비하여 여행이나 장기간의 출장시 항상 그 충전기까지 지참하여야 하는 등 휴대폰 배터리의 충전 문제는 모든 휴대폰 사용자에게 상당한 심리적 부담이 되고 있는 실정이다.

이러한 문제점에 대한 인식으로 휴대폰의 제조회사나 모델에 관계없이 동일한 충전기로 모든 휴대폰 사용자가 사용할 수 있는 범용 휴대폰 충전기의 개발이 요구되고 있다.

도 1 에서 도시하고 있는 것은 종래의 커넥터형 범용 휴대폰 충전기(10)에 관한 것으로서, 이 충전기(10)는 사용자가 자신의 휴대폰의 제조회사 및 모델명에 해당하는 커넥터(11)를 직접 찾아서 이를 휴대폰의 연결단자(12)에 연결시켜 충전하는 방식이다.

도 1 에 도시된 휴대폰 충전기는 휴대폰의 모델에 맞는 해당 커넥터가 없으면 충전이 불가능하기 때문에 시중에 출시되어 있는 모든 휴대폰의 모델명에 해당하는 커넥터를 보유하고 있어야 하고, 또한 새로운 휴대폰 모델이 출시될 때마다 해당 모델에 맞는 커넥터를 추가로 장착하여야 하는 등 실용적인 면에서 많은 문제점을 안고 있다.

도 2 에서 도시하고 있는 것은 종래의 핀형 범용 휴대폰 충전기(20)에 관한 것으로서, 이 충전기(20)는 도 1 에 도시된 휴대폰 충전기와 달리 휴대폰에서 배터리를 분리하여 상기 충전기(20)의 2개의 고정 및 유동 충전핀(22a, 22b)를 통하여 배터리(23)를 충전하는 방식이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 핀형 범용 휴대폰 충전기(20)는 우선 배터리(23)의 금속단자가 고정 충전핀(22b) 아래에 위치하도록 배터리(23)를 배터리 장착부(25)에 장착한 후, 충전핀 조절부(21)를 통하여 배터리의 양극 및 음극단자와 유동 충전핀(22a)을 접촉시킴으로써 충전을 수행한다.

도 2 에 도시된 핀형 범용 휴대폰 충전기(20)는 도 1 에 도시된 커넥터형 충전기보다는 부피면에서 소형화를 이룰 수 있고 배터리의 금속단자와 충전핀(22a, 22b)의 직접 접촉을 통하여 충전을 수행함으로써 범용성을 확장한 장점이 있다.

하지만, 상기 충전기(20) 또한 상기 배터리(23)의 금속단자와 충전핀(22a, 22b)의 접촉에 의한 충전 동작이 사용자의 세밀한 수동 동작으로 이루어져야 함으로 사용상의 어려움이 있고, 상기 배터리(23)의 금속단자가 배터리(23)의 측면에 있을 경우(도 6b 참조)에는 충전핀(22a, 22b)과의 접촉이 용이하지 않아 충전에 어려움이 있고, 또한 상기 배터리(23)의 충전을 위해 필수적인 절차인 배터리(23)의 양극 및 음극단자의 검색이 사용자에 의하여 배터리(23)의 4개의 금속단자와 상기 충전핀(22a, 22b) 사이의 단순 조합에 의한 직접 접촉으로 판별하여야 하는 등 많은 기술상 문제점을 안고 있다.

또한, 상기 충전기(20)는 배터리 잔류 전압량에 상관없이 동일한 충전전류를 공급하므로 충전 시간의 낭비를 가져오고, 충전단자의 오류 검색으로 배터리에 손상을 자주 발생시키는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 휴대폰의 배터리 충전기는 휴대폰의 모델 및 배터리의 크기에 관계없이 배터리를 자동 인식하여 충전할 수 있는 범용적인 휴대폰 배터리 충전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 휴대폰 배터리의 금속단자의 위치에 관계없이 모든 휴대폰 배터리의 충전단자(양극 및 음극 단자)를 자동으로 정확히 검색하여 충전함으로써 충전시간의 감소 및 배터리의 손상과 충전에러를 방지할 수 있는 휴대폰 배터리 충전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 휴대폰의 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전기에 있어서, 상기 충전기의 일측을 통해 충전기의 본체에 출입하며 상기 배터리를 장착하는 배터리 장착부; 상기 충전기의 본체에 진입된 배터리와의 접촉성을 제공하는 다수의 충전핀; 상기 배터리 장착부와 상기 다수의 충전핀의 위치를 제어하는 구동 모터; 상기 배터리에 접촉된 상기 다수의 충전핀을 통해 상기 배터리의 충전정보 검색과 충전 동작을 수행하는 충전회로부; 및 상기 구동 모터와 상기 충전회로부를 통해 상기 배터리와 충전핀의 접촉을 제어하여 상기 배터리의 금속단자의 위치를 검색한 후, 상기 충전회로부를 통해 상기 충전핀과 접촉된 배터리의 금속단자에서 양극단자 및 음극단자를 순차적으로 검색하여 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 복수의 단자를 포함하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 배터리 장착부는 배터리를 장착하는 공간을 제공하고 장착된 배터리를 본체 내로 이동시키는 메인 트레이; 및 상기 메인 트레이 내에 위치하고 별도로 구동되며 상기 메인 트레이에 장착된 배터리를 레일을 통하여 상기 충전핀과의 접촉점으로 이동시키는 미니 트레이를 포함한다.

또한, 상기 충전회로부는 흡수제어단자와 충전제어단자를 구비하고 상기 충전핀의 각각에 연결되는 다수의 검색회로부; 및 상기 검색회로부의 흡수제어단자와 충전제어단자에 설정값을 제어하여 상기 배터리의 금속단자의 위치 검색과, 상기 검색된 배터리의 금속단자 중에서 양극단자 및 음극단자의 검색과, 상기 검색된 배터리의 양극단자 및 음극단자와 접촉된 충전핀에 대응하는 검색회로부를 통해 충전 동작을 수행하기 위한 어드레스 신호를 처리하는 어드레스 처리부를 포함한다.

또한, 상기 각 검색회로부는 복수의 다이오드와 복수의 트랜지스터를 포함하며, 상기 복수의 다이오드는 상기 각 검색회로부에 대응하는 충전핀과 제 1 노드에서 서로 반대방향으로 병렬 연결되고, 상기 복수의 트랜지스터 중 제 1 및 제 3 트랜지스터의 베이스는 흡수제어단자와 연결되고 에미터는 상기 각 충전핀과 제 1 노드에서 연결되며, 제 2 트랜지스터의 베이스는 충전제어단자에 연결되고 컬렉터는 상기 각 충전핀과 제 1 노드에서 접촉된다.

또한, 상기 복수의 다이오드는 상기 각 검색회로부의 충전제어단자와 회로제어단자에 모두 "High"를 인가한 상태에서 상기 배터리의 금속단자가 충전핀과 접촉시 폐루프를 형성되도록 회로가 구성된다.

또한, 상기 복수의 트랜지스터는 상기 배터리의 금속단자와 충전핀이 접촉된 상태에서 상기 각 검색회로부의 흡수제어단자에 순차적으로 "Low"를 인가하는 경우 충전핀을 통해 상기 배터리의 양극단자와 접촉된 검색회로부의 제 3 트랜지스터가 도통하고, 상기 배터리의 양극단자와 접촉된 충전핀의 검색회로부가 검색된 상태에서 상기 배터리의 양극단자와 접촉된 충전핀의 해당 검색회로부의 충전제어단자만 "Low"로 설정하여 제 2 트랜지스터를 통해 상기 배터리의 양극단자로 충전전류를 인가함과 동시에 다른 검색회로부의 흡수제어단자에 순차적으로 "Low"를 인가하는 경우 상기 배터리의 음극단자와 접촉된 충전핀의 검색회로부의 제 1 트랜지스터가 도통되도록 회로가 구성된다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 배터리 충전기의 일부 투시면을 포함하는 사시도이고, 도 4 는 도 3 에 도시된 휴대폰 배터리 충전기의 평면도이고, 도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 배터리 충전기의 블럭도이다.

도 3 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대폰 배터리 충전기(30)는 배터리 장착부(34, 35), 다수의 충전핀(31, 32), 구동 모터(58; M1, M2, M3, M4), 충전회로부(56), 및 제어부(51)를 포함한다.

상기 배터리 장착부(34, 35)는 상기 충전기(30)의 일측을 통해 충전기(30)의 본체에 출입한다. 바람직하게는, 상기 충전기(30)는 상기 배터리 장착부(34, 35)의 동작을 위한 제어용 스위치(52), 및 배터리의 충전 진행 과정과 충전 완료 표시를 위한 별도의 디스플레이부를 포함한다.

상기 배터리 장착부(34, 35)는 메인 트레이(34)와 미니 트레이(35)를 포함한다. 상기 메인 트레이(34)는 배터리를 장착하는 공간을 제공하고 구동 모터(M2)를 이용해 상기 충전기(30)로 출입하며 장착된 배터리를 본체내로 이동시킨다. 상기 미니 트레이(35)는 상기 메인 트레이(34) 내에 위치하고 별도의 구동 모터(M1)에 의해 구동되며, 상기 메인 트레이(34) 내에 장착된 배터리를 상기 충전핀(31, 32)과의 접촉을 위한 시작점으로 레일(36)을 통하여 이동시킨다.

또한, 본 발명에 따른 충전기(30)는 상기 배터리 장착부(34, 35)의 위치 제어를 위한 리미트스위치(41, 40)를 포함한다. 상기 리미트스위치(41)는 메인 트레이의 충전기의 본체 내 출입을 감지하고, 상기 리미트스위치(40)는 상기 메인 트레이(34)에 장착된 배터리가 수직 충전핀(32)과의 접촉 여부의 검색을 위한 시작 위치지점에 도달하였는지 여부를 감지한다.

상기 다수의 충전핀(31, 32)은 상기 충전기(30)의 본체에 진입된 배터리에 충전 전류를 공급하기 위한 접촉성을 제공한다. 상기 다수의 충전핀(31, 32)은 상기 충전기(30) 본체 내로 이동된 배터리의 상부 및 측면 금속단자(도 6 참조)와 접촉하기 위한 수평 충전핀 그룹(31) 및 수직 충전핀 그룹(32)을 포함한다.

상기 수직 충전핀 그룹(32)이 배터리의 하부에서 상승하여 배터리와 접촉하는 경우 상기 배터리의 움직임을 방지하기 위한 홀더(도면에 미도시)를 포함한다. 상기 수직 충전핀 그룹(32)이 배터리의 상부에서 하강하여 배터리와 접촉할 수도 있고, 이 경우에는 상기 홀더(도면에 미도시)가 필요하지 않다.

상기 수직 충전핀 그룹(32)에 포함되어 있는 다수의 충전핀과 배터리의 접촉은 배터리 금속단자의 위치가 통일하게 규정되어 있지 않고, 또한 배터리의 크기와 디자인도 동일하지 않기 때문에 순차적 스테핑을 필요로 하게 된다.

상기 수직 충전핀 그룹(32)의 스테핑을 위하여 충전기(30) 본체 내로 완전히 진입된 메인 트레이(34)와 근접하여 스테핑 감지부(42)를 포함한다.

상기 스테핑 감지부(42)는 발광부와 수광부로 구성된 복수의 단계의 감지부로 되어 있어 순차적인 배터리의 진입에 대하여 효율적으로 동작한다.

상기 위치 제어용 구동 모터(58; M1, M2, M3, M4)는 상기 배터리 장착부(34, 35)와 상기 다수의 충전핀(31, 32)의 위치를 제어한다. 상기 모터(58; M1, M2, M3, M4)는 메인트레이 제어용 모터(M2), 미니트레이 제어용 모터(M1), 수직 충전핀 제어용 모터(43)를 포함하며, 바람직하게는 홀더 제어용 모터(M4)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 구동 모터(58; M1, M2, M3, M4)에는 각각 모터제어용 센서(도 5의 블럭도에서 참조 번호 57)가 부착되는데, 도 4에서는 도면 부호 43, 44, 45, 46 으로 표시되어 있다.

상기 충전회로부(56)는 상기 배터리(62)에 접촉된 상기 다수의 충전핀(61)을 통해 상기 배터리(62)의 충전정보 검색과 충전 동작을 수행한다. 도 5의 휴대폰 배터리 충전기의 블럭도에서 참조번호 61 로 표현되어 있는 충전핀은 배터리와 접촉되는 각각의 충전핀을 의미하는 것으로서, 실질적으로 도 3 및 도 4 에 도시된 참조번호 31, 및 32 와 동일한 개념이다. 상기 충전회로부(56)에 대한 상세한 설명은 후술하는 도 7 내지 도 10 의 해당 설명 부분에서 살펴보기로 한다.

상기 제어부(51)는 상기 구동 모터(58; M1, M2, M3, M4)와 상기 충전회로부(56)를 통해 상기 배터리(62)와 충전핀(61)의 접촉을 제어하여 상기 배터리(62)의 금속단자(63, 64)의 위치를 검색하고 상기 충전회로부(56)를 통해 상기 충전핀(61)과 접촉된 배터리(62)의 금속단자(63, 64) 중에서 양극단자를 검색한 후, 전원부(55)로부터의 충전전류를 제어하여 음극단자를 검색하고 충전 동작을 수행한다.

또한, 본 발명에 따른 휴대폰의 배터리 충전기(30)는 바람직하게는 배터리를 충전하기에 앞서 잔류 배터리 전압량을 검사하기 위한 전압 계측부(60), 및 상기 검색된 잔류 배터리 전압량에 따라 충전 전압을 조절하기 위한 전압조절부(59)를 포함한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 휴대폰의 배터리 충전기의 실제 동작례를 간단히 살펴본다.

우선 사용자가 제어용 스위치(52)를 클릭하면 본 발명에 따른 휴대폰 배터리 충전기(30)는 초기화된다. 상기 배터리가 현재 충전 중인 휴대폰 배터리 충전기(30)의 초기화의 경우에는 예를 들어, 수직 충전핀이 하부에서 상부로 전진하는 구조를 채택하는 경우 배터리 홀더(도면에는 미도시)가 상승하고, 상기 수직 충전핀(32)은 원위치로 하강한다. 또한, 수평 충전핀(31)의 경우에는 원위치로 후진하여 배터리에서 분리된다. 메인 트레이(34)는 후진한 후 미니 트레이(35)가 후진하여 원위치로 복귀된다.

사용자가 상기 메인 트레이(34) 내에 배터리를 장착하고 제어용 버튼 스위치(52)를 클릭하여 충전 동작을 시작하면 상기 메인 트레이(34)가 포토 센서로 구성된 스테핑 감지기(42)의 초기화 위치까지 전진한다.

그 후 미니 트레이(35)가 전진하여 모터제어용 센서(45)를 통해 배터리의 유무를 확인하고 미니 트레이용 구동 모터(M1)를 정지한다.

배터리가 정상적으로 장착된 경우 배터리 홀더(도면에서는 미도시)를 하강하여 배터리를 상하 고정한다. 상기 배터리의 고정 동작은 예를 들어, 수직 충진핀이 상부에서 하강하여 배터리에 접촉하는 구조인 경우에는 메인 트레이(34)의 바닥면이 홀더 역할을 수행할 것이기 때문에 별도의 동작이 필요하지 않게 된다.

먼저, 수직 충전핀 그룹(32)을 상승 또는 하강시켜 배터리의 금속단자를 검색한다. 이하에서는 설명의 편의상 상기 수직 충전핀 그룹(32)이 하부에서 상승하는 경우를 중심으로 설명한다. 해당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 이하에서 설명되는 일실시예를 통해 상기 수직 충전핀 그룹(32)이 상부에서 하강하는 구조도 충분히 이해할 수 있을 것이다.

배터리의 금속단자가 검색되면 충전을 시작하고 상기 배터리의 금속단자가 검색되지 않을 경우에는 상기 수직 충전핀 그룹(32)을 하강하고 배터리 홀더를 조금 상승하여 배터리와 분리시킨 후 상기 메인 트레이(34)를 스테핑 감지기(46)의 2단계로 전진한다. 상기 배터리 홀더를 하강하여 다시 배터리를 홀딩한 후 상기 수직 충전핀 그룹(32)을 상승시켜 배터리의 금속단자를 다시 검색한다. 상기 수직 충전핀 그룹(32) 및 후술되는 수평 충전핀 그룹(31)에 포함되는 복수의 충전핀은 다수의 열로 정렬되고 충전핀 사이의 간격은 통상의 배터리 금속단자 사이의 간격을 고려하여 하나의 금속단자에 다수의 충전핀이 접촉되는 일이 없도록 적절히 배치된다.

상기의 순차적 스테핑 과정을 진행해도 배터리의 금속단자가 검색되지 않을 경우에는 상기 메인 트레이(34)를 스테핑 감지기(42)의 마지막 단계까지 전진시킨 후, 수평 충전핀 그룹(31)을 통하여 배터리의 금속단자 검색을 진행한다. 상기 수평 충전핀 그룹(31)에 포함되는 복수의 충전핀은 통상적인 배터리의 두께로 배치되게 하여 별도의 스테핑 과정이 불필요하게 구성된다.

만약 수평 충전핀 그룹(31)을 통하여도 배터리의 금속단자를 검색하지 못했을 경우에는 상기 배터리 홀더는 완전히 위로 올라가고 디스플레이부(53)에 재장착 표시를 내면서 메인 트레이가 후진된다.

하지만, 상기의 과정을 통해 배터리의 금속단자가 검색되면 순차적으로 배터리의 양극단자를 검색하고, 그 후 배터리의 음극단자를 검색하여 충전을 시작하게 된다.

도 6a 및 도 6b 는 휴대폰 배터리의 일반적인 구조를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 일반적인 배터리(62)는 금속단자(63, 64)의 위치에 따라 크게 2가지 유형으로 구별된다. 따라서 충전핀은 위에서 살펴본 바와 같이, 상기 배터리의 2가지 유형에 대응하여 수평 충전핀 그룹(31)과 수직 충전핀 그룹(32)으로 구성되는 것이 바람직하다.

도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 배터리의 충전기(30)에서, 특히 도 5 에서 도시하고 있는 충전회로부(56)와 충전핀(61), 그리고 제어부(51)와의 관계를 설명하는 회로도이다.

상기 충전회로부(56)는 다수의 검색회로부(70), 어드레스 처리부(72)를 포함한다.

상기 각각의 검색회로부(70)는 복수의 다이오드 및 복수의 트랜지스터를 포함하며, 상기 흡수제어단자와 충전제어단자를 통해 상기 어드레스 처리부(72)에 접촉된다. 상기 각각의 검색회로부(70)는 대응하는 각 충전핀에 접촉된다.

상기 어드레스 처리부(72) 는 제어부(51)를 통해 상기 검색회로부(70)의 흡수제어단자와 충전제어단자의 설정값을 제어하여 상기 배터리(62)의 금속단자의 위치를 검색하고, 상기 검색된 배터리의 금속단자에서 양극단자 및 음극단자를 검색하고, 상기 검색된 배터리(62)의 양극단자 및 음극단자와 접촉된 충전핀(61)에 대응하는 검색회로부(70)를 통해 배터리 충전을 수행하기 위한 어드레스 신호를 처리한다.

상기 충전회로부(56)는, 바람직하게는 상기 검색회로부(70)가 충전정보 검색을 수행할 동안 충전기(30)의 전류원(55)으로부터 충전 전류을 차단하기 위한 충전전원스위치(75)를 포함한다.

상기 충전전원스위치(75)는 배터리(62)의 양극단자 검색시 배터리(62)의 과전류 방전을 방지하기 위한 제 4 트랜지스터(Q4), 배터리 전압을 계측할 때 충전전원을 차단하기 위한 제 5 및 제 6 트랜지스터(Q5, Q6)를 포함한다.

도 7 에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 각 검색회로부(70)는 복수의 다이오드(D1, D2)와 복수의 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)를 포함하며, 상기 복수의 다이오드(D1, D2)는 상기 각 충전핀(61; 도 7, 및 후술되는 도 8 내지 도 10 에서는 상기 복수의 충전핀이 설명의 편의상 Px, PY 등으로 표시됨)과 제 1 노드에서 서로 반대방향으로 병렬 연결되고, 상기 복수의 트랜지스터 중 제 1 및 제 3 트랜지스터(Q1, Q3)의 베이스는 흡수제어단자와 연결되고 에미터는 상기 각 충전핀과 제 1 노드에서 연결되며, 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스는 충전제어단자에 연결되고 에미터는 상기 각 충전핀과 제 1 노드에서 연결된다.

바람직하게는 상기 각 검색회로부(70)부는 각 흡수제어단자과 연결되는 누전방지용 다이오드(D3)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 충전 전류의 인가는 상기 충전전원스위치(75)를 통하여 제 2 트랜지스터(Q2)에 전달되고, 상기 충전회로부(56)의 충전전원스위치와 외부 전류원 사이에는 전류피드백 제어를 위한 전류신호처리부(71)를 포함한다.

상기 전류신호처리부(71)는 전류가 저항을 흐르면서 생긴 전압강하를 증폭 변환처리하여 전류신호로 피드백하는 기능을 수행한다.

도 7 및 후술하는 도 8 내지 도 10 에 있어서, 참조번호 W1, W2 는 제어부가 수용할 수 있는 5V 이하의 전압으로 레벨 변환을 하기 위한 레벨 변환부이다. 바람직하게는 고정저항을 사용한다.

도 8 은 도 7 에 따른 충전회로부(56)에서 배터리의 금속단자와 충전핀의 연결여부의 판별을 설명하는 회로 동작도이다.

상기 충전회로부(56)는 상기 배터리(62)의 금속단자와 상기 충전핀(61)이 접촉하는 경우 상기 배터리(62)의 잔여 전압을 이용하여 상기 배터리(62)의 금속단자와 상기 충전핀(61; Px, Py) 사이에 폐루프를 형성한다.

상기 폐루프에 의한 전류는 배터리(62)의 양극단자에서 충전핀(61; Py)을 통해 상기 충전핀(Py)에 대응하는 검색회로부(70; 70-y)의 다이오드(D2)를 통해 흐른다. 또한 상기 상기 충전핀(Py)에 대응하는 검색회로부(70; 70-y)의 다이오드(D2)를 통과한 전류는 상기 배터리(62)의 음극단자에 접촉된 충전핀(Px)에 대응하는 검색회로부(70; 70-x)의 다이오드(D1)로 흐른다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 배터리(62)의 양극 및 음극단자가 정확히 충전핀(61)과 접촉되었을 경우 신호흐름 표시선(굵은 실선으로 표시된 선으로 이하에서 동일하게 표시됨)에서 나타낸 바와 같이 배터리 잔여 전압에 의한 폐루프가 형성되면 T2 단자로부터 검출되는 전압을 통해 제어부(51)가 상기 배터리(62)의 금속단자와 충전핀(61)의 연결여부를 판별하게 된다.

이때 각 검색회로부(70)의 충전제어단자와 흡수제어단자는 상기 어드레스 처리부(72)에 의하여 모두 "High" 로 설정되어야 한다. 만약 상기 배터리(62)의 금속단자와 충전핀(61)이 접촉되어 있지 않다면 상기 T2 단자로부터 검출되는 전압은 0V 가 될 것이다.

도 9 는 도 7 에 따른 충전회로부(56)에서 배터리(62)의 금속단자와 접촉된 복수의 충전핀(61) 중에서 상기 배터리(62)의 양극단자와 접촉된 충전핀(61)을 식별하는 회로를 설명하는 회로 동작도이다.

도 9 에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 각 검색회로부(70)의 흡수제어단자를 하나씩 순차적으로 "Low" 가 되도록 제어한다. 신호흐름 표시선에서 나타낸 바와 같이, 배터리(62)의 양극단자와 연결되어 있는 충전핀(61; Py)의 해당 검색회로부(70; 70-y)의 흡수제어단자만 "Low" 인 경우 상기 검색회로부(70; 70-y)의 제 3 트랜지스터(Q3)가 도통되어 T3 단자로부터 전압이 검출된다. 기타의 경우에는 T3 단자로부터 검출되는 전압은 0V 가 될 것이다.

한편, 배터리 금속단자 중 ID 단자나 TH 단자가 양극단자와 저항으로 연결되어 있는 경우 상기 ID 단자나 TH 단자가 양극단자로 오인되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 바람직하게는 상기 배터리의 금속단자 중 양극단자의 검색시 양극단자와 저항으로 연결되어 있는 ID 단자 및 TH 단자의 판별을 위해 풀다운 회로를 포함한다. 보다 바람직하게는 상기 풀다운 회로는 저항으로 구성된다. 즉, 상기에서 살펴본 바와 같이 일단 전압이 검출된 충전핀의 어드레스를 가지고 있다가 상기 상기 풀다운 회로를 통해 풀다운(PULL DOWN)해 주게 되면 내부의 저항으로 인하여 전압이 흔들리게 되고 그 중에서 가장 전압이 높은 단자를 양극단자로 판단하면 된다.

도 10 은 도 7 에 따른 충전회로부(56)에서 배터리(62)의 금속단자와 접촉된 복수의 충전핀(61) 중 배터리 음극단자와 접촉된 충전핀(61)을 식별하고 충전 동작을 수행하는 회로를 설명하는 회로 동작도이다.

도 8 및 도 9 에서 살펴본 바와 같이, 배터리의 양극단자와 연결된 충전핀(61; Py)이 식별된 상태에서 T4 단자를 "ON" 하고 상기 배터리(62)의 양극단자와 연결된 충전핀(61; Py)에 대응하는 검색회로부(70;70-y)의 충전제어단자만 "Low"로 설정하여 상기 검색회로부(70;70-y)의 제 2 트랜지스터(Q2)를 통과하여 배터리(62)의 양극단자로 충전전류를 흘려줌과 동시에 기타 검색회로부의 흡수제어단자를 하나씩 순차적으로 "Low" 가 되게 한다. 신호흐름 표시선에서 나타낸 바와 같이, 충전전류가 흐르게 되면 배터리(62)의 음극단자와 접촉된 충전핀(61; Px)에 대응하는 검색회로부(70; 70-x)의 제 1 트랜지스터(Q1)이 도통되어 T1 단자로부터 전압이 검출된다. 기타의 경우에는 상기 T1 단자로부터 검출되는 전압은 0V가 된다.

이상에 살펴본 바와 같이 상기 각 검색회로부(70)의 동작을 정리하면, 복수의 다이오드(D1, D2)는 상기 각 검색회로부(70)의 충전제어단자와 회로제어단자에 "High" 를 인가한 상태에서 상기 배터리(62)의 금속단자가 충전핀(61)과 접촉시 폐루프를 형성하고, 상기 복수의 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)는 상기 배터리(62)의 금속단자와 충전핀(61)이 접촉된 상태에서 상기 각 검색회로부(70)의 흡수제어단자에 순차적으로 "Low"를 인가하는 경우 상기 배터리(62)의 양극단자와 접촉된 충전핀에 대응하는 검색회로부(70)의 제 3 트랜지스터(Q3)가 도통된다.

또한, 상기 배터리(62)의 양극단자가 검색된 상태에서 상기 양극단자와 연결된 충전핀(61)의 해당 검색회로부(70)의 충전제어단자만 "Low"로 설정하여 제 2 트랜지스터(Q2)를 통해 배터리(62) 양극단자로 충전전류를 인가함과 동시에 다른 검색회로부의 흡수제어단자에 순차적으로 "Low"를 인가하는 경우 상기 배터리(62)의 음극단자와 접촉된 충전핀에 대응하는 검색회로부(70)의 제 1 트랜지스터(Q1)가 도통된다.

배터리(62)에 접촉된 충전핀(61)의 극성 식별이 완료되면 즉시 충전을 시작하게 된다. 상기 T1 단자로부터 검출되는 전압에 근거하여 전류 피드백 제어가 가능하다.

충전방식은 전류가 배터리가 수용할 수 있는 양을 넘지 않도록 제어해주고 단자에 걸리는 전압이 4,2 V를 넘지 않도록 제어해 준다. 상기 제어는 마이컴이 계측부(60)를 이용하여 T1 단자에서 나온 값을 가지고 전류를 체크하고 T2 단자에서 나온 값을 가지고 전압을 체크하여 전압조절부(59)를 통해 상황에 맞는 전압으로 충전한다.

충전 중에 배터리(62)의 프로텍션이 걸리게 되면, 즉 배터리(62)가 수용할 수 있는 충전전류량을 넘어서면 잠시 전류의 공급을 멈춘 후에 바람직하게는 충전 전류를 약 50 내지 100 mA 정도의 전류를 약하게 한 후 충전을 진행한다. 만약, 다시 프로텍션이 걸리게 다시 전류를 상기와 같이 약하게 한 후 충전한다. 이와 같은 방식으로 충전이 될 때까지 상기 과정을 반복한다.

본 발명의 권리범위는 상기에서 개시된 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명의 기본적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 치환 및 변경가능한 다양한 모든 실시예를 포함한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대폰 배터리 충전기는 휴대폰의 모델 및 배터리의 크기에 관계없이 배터리를 자동 인식하여 충전할 수 있는 범용 휴대폰 배터리 충전기를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 휴대폰 배터리 충전기는 휴대폰 배터리의 금속단자의 위치에 관계없이 모든 휴대폰 배터리의 충전단자(양극 및 음극 단자)를 자동으로 인식하여 충전할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 휴대폰 배터리 충전기는 휴대폰 배터리의 충전단자(양극 및 음극 단자)를 자동으로 정확히 검색하여 충전함으로써 충전시간의 감소 및 배터리의 손상과 충전에러를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 휴대폰 배터리 충전기는 이동 통신 단말기의 배터리의 잔류량에 따라 충전 전류량을 자동조절하여 충전함으로써 충전 용량과 충전시간을 향상시키는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 커넥터형 범용 휴대폰 충전기에 관한 예시도.

도 2 은 종래의 핀형 범용 휴대폰 충전기에 관한 예시도.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰의 배터리 충전기의 일부 투시면을 포함하는 사시도.

도 4 는 도 3 에 도시된 휴대폰 배터리 충전기의 평면도.

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 배터리 충전기의 블럭도.

도 6a 및 도 6b 는 휴대폰 배터리의 일반적인 구조를 나타내는 도면.

도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰의 배터리 충전기에서 충전회로부와 충전핀, 제어부와의 관계를 설명하는 회로도.

도 8 은 도 7 에 따른 충전회로부에서 배터리의 금속단자와 충전핀의 연결여부를 판별하는 회로의 동작 구성도.

도 9 는 도 7 에 따른 충전회로부에서 배터리의 금속단자와 접촉된 복수의 충전핀 중 배터리 양극단자와 접촉된 충전핀을 판별하는 회로의 동작 구성도 .

도 10 는 도 7 에 따른 충전회로부에서 배터리의 금속단자와 접촉된 복수의 충전핀 중 배터리 음극단자와 접촉된 충전핀을 판별하고 충전 동작을 수행하는 회로의 동작 구성도.

Claims (16)

1. 충전기의 일측을 통해 충전기의 본체에 출입하며 배터리를 장착하는 배터리 장착부, 상기 충전기의 본체에 진입된 배터리와의 접촉성을 제공하는 다수의 충전핀, 상기 배터리 장착부와 상기 다수의 충전핀의 위치를 제어하는 구동 모터, 상기 배터리에 접촉된 상기 다수의 충전핀을 통해 상기 배터리의 충전정보 검색과 충전 동작을 수행하는 충전회로부, 상기 구동 모터와 상기 충전회로부를 통해 상기 배터리와 충전핀의 접촉을 제어하여 상기 배터리의 금속단자의 위치를 검색한 후, 상기 충전회로부를 통해 상기 충전핀과 접촉된 배터리의 금속단자에서 양극단자 및 음극단자를 순차적으로 검색하여 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 복수의 단자를 포함하는 제어부로 구성된 휴대폰 배터리 충전기에 있어서,

   상기 충전회로부는,

   흡수제어단자와 충전제어단자를 구비하고 상기 충전핀의 각각에 연결되는 다수의 검색회로부;

   상기 검색회로부의 흡수제어단자와 충전제어단자의 설정값을 제어하여 상기 배터리의 금속단자의 위치 검색과, 상기 검색된 배터리의 금속단자에서 양극단자 및 음극단자의 검색과, 상기 검색된 배터리의 양극단자 및 음극단자와 접촉된 충전핀에 대응하는 검색회로부를 통해 배터리 충전을 수행하기 위한 어드레스 신호를 처리하는 어드레스 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 충전회로부는 상기 배터리의 금속단자와 상기 충전핀이 접촉하는 경우 상기 배터리의 잔여 전압을 이용하여 상기 배터리의 금속단자와 상기 충전핀 사이에 폐루프가 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 충전회로부는

   상기 검색회로부가 충전정보 검색을 수행할 동안 충전기의 전류원으로부터의 충전 전원을 차단하기 위한 충전전원스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 검색회로부내의 각 검색회로부는,

   복수의 다이오드와 복수의 트랜지스터를 포함하며,

   상기 복수의 다이오드는 상기 각 검색회로부에 대응하는 충전핀과 제 1 노드에서 서로 반대방향으로 병렬 연결되고,

   상기 복수의 트랜지스터 중 제 1 및 제 3 트랜지스터의 베이스는 흡수제어단자와 연결되고 각각의 에미터는 모두 상기 충전핀과 제 1 노드에서 연결되며, 제 2 트랜지스터의 베이스는 충전제어단자에 연결되고 컬렉터는 상기 충전핀과 제 1 노드에서 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 복수의 다이오드는 상기 각 검색회로부의 충전제어단자와 회로제어단자에 "High"를 인가한 상태에서 상기 배터리의 금속단자가 충전핀과 접촉시 폐루프를 형성하고,

   상기 복수의 트랜지스터는 상기 배터리의 금속단자와 충전핀이 접촉된 상태에서 상기 각 검색회로부의 흡수제어단자에 순차적으로 "Low"를 인가하는 경우 상기 배터리의 양극단자와 접촉된 충전핀에 대응하는 검색회로부의 제 3 트랜지스터가 도통하고, 상기 배터리의 양극단자가 검색된 상태에서 상기 양극단자와 접촉된 충전핀의 해당 검색회로부의 충전제어단자만 "Low"로 설정하여 제 2 트랜지스터를 통해 배터리 양극단자로 충전전류를 인가함과 동시에 다른 검색회로부의 흡수제어단자에는 순차적으로 "Low"를 인가하는 경우 상기 배터리의 음극단자와 접촉된 충전핀에 대응하는 검색회로부의 제 1 트랜지스터가 도통되는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
7. 제 4 항 또는 6 항에 있어서,

   상기 충전전류의 인가는 상기 충전전원스위치를 통하여 배터리의 양극단자와 접촉된 충전핀에 대응하는 검색회로부의 제 2 트랜지스터에 전달되고,

   상기 충전회로부의 충전전원스위치와 외부 전류원 사이에는 전류피드백 제어를 위한 전류신호처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 검색회로부는 흡수제어단자와 연결되는 누전방지용 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 1 항에 있어서, 상기 휴대폰 배터리 충전기는,

    상기 배터리의 금속단자 중 양극단자의 검색시 양극단자와 저항으로 연결되어 있는 ID 단자 및 TH 단자의 판별을 위해 풀다운 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 휴대폰 배터리 충전기는,

    배터리의 잔류 전압을 측정하기 위한 계측부와 상기 측정된 전압에 따라 충전전압을 조절하는 전압조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 전압조절부는 배터리의 충전 중 배터리의 프로텍터 작동으로 인해 배터리 자체내에서 충전 차단이 발생하는 경우 상기 배터리가 수용할 수 있는 최대 전류를 자동조절하여 충전하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리 충전기.