KR100742358B1 - 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디엠비(DMB : Digital Multimedia Broadcasting)방송, 게임, 증권 등의 각종 콘텐츠를 이동통신 단말기를 통해 이용할 시에 전원의 제약을 받지 않고 원활하게 모바일 콘텐츠를 이용할 수 있도록 솔라셀을 이용하여 이동통신 단말기의 전원을 충전하는 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치에 관한 것으로, 일측에 통공이 형성되는 브래킷이 구비되고, 브래킷에는 힌지를 축으로 회전가능하게 지지부재가 설치되며, 병렬연결된 솔라셀이 구비된 다수의 케이스로 이루어진 솔라셀부가 브래킷에 설치되고, 솔라셀부에 설치되어 모바일 배터리에 전원을 인가하는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 모바일을 통해 디엠비(DMB) 방송 등과 같은 다양한 콘텐츠를 서비스받을 시에 전원에 의한 사용제한을 받지 않고, 배터리의 전원이 소모되어도 충전 또는 직접 연결하여 전원을 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수의 솔라셀을 사용 시 이를 펼쳐서 사용하고, 사용하지 않을 시에는 접혀지도록 구성하므로 보관, 휴대, 이동이 용이한 효과가 있다.

디엠비방송, 모바일, 솔라셀, 충전, 콘텐츠, 햇빛

Description

솔라셀을 이용한 모바일 충전장치{Charging equipment for mobile using solar cells}

도 1은 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 구성을 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 솔라셀의 구성을 나타낸 분리 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 구성은 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 컨트롤러부의 구성을 나타낸 블록도.

도 5는 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 솔라셀의 특성을 나타낸 그래프.

도 6은 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 지지대를 펼친 상태를 나타낸 측면도.

도 7은 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치가 모바일에 설치된 상태를 나타낸 사시도.

도 8은 종래의 휴대폰 태양열 충전장치의 구성을 나타낸 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 솔라셀부 11: 케이스

12: 가이드홈 13: 고정단자

14: 접속구 15: 솔라셀

20: 브래킷 21: 통공

22: 고정돌기 23: 설치홈

24: 가이드돌기 25: 가변단자

26: 결합돌기 27: 지지부재

30: 인터페이스부 31: 전원선

32: 접속부재 33: 단자결합부재

40: 컨트롤러부 41: 차저회로

42: 제어부 43: 이온배터리

44: 표시램프 50: 모바일

51: 접속단자

본 고안은 햇빛을 이용하여 휴대폰(셀룰러폰, PCS폰), 피디에이(PDA) 등을 포함한 이동통신 단말기의 전원을 충전하는 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디엠비(DMB : Digital Multimedia Broadcasting)방송, 게임, 증권 등의 각종 콘텐츠를 이동통신 단말기를 통해 이용할 시에 전원의 제약을 받지 않고 원활하게 모바일 콘텐츠를 이용할 수 있도록 솔라셀을 이용하여 이동통신 단말기의 전원을 충전하는 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치에 관한 것이다.

통상적으로 솔라셀은 잘 알려진 바와 같이 2개의 규소 판을 사이에 두고 햇빛이 규소 판을 때려서 전자가 방출되는 원리를 이용하여 전원을 공급받는다.

일반적으로 모바일에 사용되는 충전장치는 60Hz의 상용전원을 인가받아 충전기를 통해 모바일에서 필요로 하는 볼트로 다운시키고, 이를 통해 배터리에 충전하였으며, 배터리에 충전된 전원을 이용하여 모바일에서 필요로 하는 전원을 공급한다.

그리고 배터리의 충전된 전원이 소모되면, 모바일에 전원을 인가하기 위하여 다른 배터리로 갈아 끼우거나 또는 충전기를 통해 충전하여 사용하여 왔으며, 충전기를 통해 충전하는 방식을 여러 가지가 있을 수 있으나, 일반적으로 가정에서는 모바일을 거치한 상태에서 배터리에 형성된 단자을 통해 충전한다.

차량에서는 자동차용 시가 라이터에 결합한 상태에서 차량에서 제공하는 전원을 인버터를 통해 배터리의 전원을 충전하였고, 컴퓨터를 이용하여 충전하는 경우에는 컴퓨터 본체의 전면 또는 배면에 설치된 USB포트를 이용하여 배터리에 충전하였다.

그러나 사용자가 배터리의 전원이 완전 소모된 상태에서 상기와 같은 방법(가정, 차량, 컴퓨터 등)을 이용하여 배터리 전원을 충전하기 위해서는 충전기가 있는 위치까지 이동을 하여 충전을 행하는 등의 불편함이 있다.

상기와 같은 불편함을 해소하기 위하여 대한민국 실용신안등록 제279620호를 통해 그 불편함을 해소하기 위하여 고안된 휴대폰 태양열 충전장치를 제공하고 있다.

실용신안등록 제279620호의 구성은 도 8에 도시된 바와 같이 구성되고, 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이 종래의 휴대폰 태양열 충전장치는 햇빛을 받아들이기 위하여 사각형상의 솔라셀로 이루어진 태양열 수신부(2)가 구비되고, 솔라셀의 크기는 도면에 도시된 바와 같이 휴대폰(1)의 크기와 비슷하게 형성된다.

그리고 솔라셀의 배면에는 휴대폰(1)에 전원을 인가할 수 있도록 슬라이딩 개폐되는 단자 접속부(3)가 설치된다.

그리고 종래 발명의 솔라셀을 이용하여 충전한 상태에서 이를 휴대폰(1)에 연결하면, 바로 방전되어 핸드폰(1)의 사용이 어려운 문제점이 있으며, 이는 배터리(미도시)에 충전이 전혀 안 된 것임을 알 수 있다.

그러나 종래 발명의 경우 휴대폰(1) 크기 정도의 태양열을 충전장치로는 일정한 입사각에서 보통의 맑은 날 조건인 60,000~70,000LUX 정도로 변동이 심하고, 이때 쏠라 모듈의 기 전류는 40mA 이하이며, 5시간 충전 후 전류의 양을 측정한 결과 3.45V이상의 충전전압이 발생하지 않기 때문에 배터리의 충전이 안 되는 문제점이 있다. (종래 발명의 솔라셀을 통해 충전하기 위하여 사용된 빛의 밝기는 60cd / (0.03m*2)= 54,000LUX를 조사하여 발생한 전류의 양을 체크 한 것임)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디엠비(DMB : Digital Multimedia Broadcasting) 방송, 게임, 증권 등의 각종 콘텐츠를 이동통신 단말기를 통해 이용할 시에 전원의 제약을 받지 않고 원활하게 모바일 콘텐츠를 이용할 수 있도록 솔라셀을 이용하여 이동통신 단말기의 전원을 충전하는 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 솔라셀을 이용하여 전원을 발생하고, 발생 된 전원을 솔라셀의 일측에 형성된 접속구와 전원을 인가할 접속부재와 단자결합부재를 통해 배터리에 전원이 충전되도록 하는 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치에 있어서, 일측에 통공이 형성되는 브래킷이 구비되고, 브래킷에는 힌지를 축으로 회전가능하게 지지부재가 설치되며, 병렬연결된 솔라셀이 구비된 다수의 케이스로 이루어진 솔라셀부가 브래킷에 설치되고, 솔라셀부에 설치되어 모바일 배터리에 전원을 인가하는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치를 제공한다.

이하 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치를 첨부된 도면을 통해 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 솔라셀의 구성을 나타낸 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 구성은 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모 바일 충전장치의 컨트롤러부의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 5는 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 솔라셀의 특성을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 지지대를 펼친 상태를 나타낸 측면도이며, 도 7은 본 발명에 의한 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치가 모바일에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 7에 도시된 바와 같이 본 발명은 햇빛을 받아들여 전원을 발생하는 다수의 솔라셀(15)이 구비되어 케이스(11) 내에 설치되고, 케이스(11)는 상부, 중부, 하부로 각각 구성된 솔라셀부(10)로 이루어진다.

상부, 하부케이스의 양측에는 솔라셀(15)을 통해 전원을 공급할 수 있도록 고정단자(13)이 형성된 가이드홈(12)이 형성되고, 가이드홈(12)은 케이스(11)의 양측에 각각 형성된다.

중부케이스의 한 부분에는 솔라셀(15)에 의해 공급되는 전원이 모바일(50) 배터리(미도시)에 인가될 수 있도록 접속구(14)가 케이스(11)에 설치된다.

그리고 상부, 중부, 하부로 구성된 케이스(11)를 고정하기 위하여 그 양측에 브래킷(20)이 설치되고, 중부 케이스(11)에 설치된 접속구(14)쪽에 설치되는 브래킷(20)에는 통공(21)이 형성된다.

브래킷(20)의 한 부분에는 케이스(11)가 슬라이딩될 시에 이를 가이드하기 위하여 고정돌기(22)가 형성되고, 고정돌기(22)의 사이에는 설치홈(23)이 형성된다.

설치홈(23)은 상부, 중부, 하부로 구성된 케이스(11)가 각각 설치될 수 있도 록 브래킷(20)에 상부, 중부, 하부에 각각 형성된다.

상부, 하부 설치홈(23)에는 상부, 하부 케이스(11)에 형성된 가이드홈(12)에 결합하여 케이스(11)가 브래킷(20)의 설치홈(23)을 따라 이동이 용이하도록 가이드돌기(24)가 형성되고, 가이드돌기(24)에는 가이드홈(12)에 형성된 고정단자(13)과 접촉되어 전원을 인가할 수 있도록 가변단자(25)가 형성된다.

또한, 브래킷(20)의 중부 설치홈(23)에 결합되는 중부 케이스(11)는 브래킷(20)에 고정되도록 설치하고, 중부 케이스(11)의 상부와 하부 쪽으로 설치된 케이스(11)는 양측방향으로 각각 이동되도록 설치한다.

브래킷(20)의 저면에는 솔라셀(15)이 태양이 위치한 방향으로 설치될 수 있도록 지지부재(27)가 구비되고, 지지부재(27)의 한 부분에는 힌지를 축으로 회전될 수 있도록 결합돌기(26)가 형성된다.

중부에 설치된 솔라셀(15)의 케이스(11) 내측에는 전자의 이동에 의해 발생하는 전원이 안정적으로 모바일(50)에 인가될 수 있도록 컨트롤러(40)가 설치된다.

컨트롤러(40)는 퍼스트(Fast) 차저(Charger)회로(41)와 제어부(42)로 구성되고, 차저회로(41)는 솔라셀(15)의 낮은 기전력 때문에 충분한 변압을 시킨 상태에서 1차적으로 이온배터리(43)에 충전되도록 형성한다.

제어부(42)는 전류충전회로(전류제한회로포함)와, 팝업(Pump-up)회로와, 전압안정화회로와, 보호회로(Lithium-polymer battery)로 구성되며, 퍼스트 차저회로(41)를 통해 인가되는 전원은 푸시 풀 커렌트(Push pull current)방식을 이용하여 모바일 배터리(50)에 전원을 충전시킨다.

또한 컨트롤러부(40)를 통해 전원이 인가되어 모바일(50) 배터리에 현재 충전되고 있는 유/무를 사용자가 확인할 수 있도록 케이스(11)의 일측에 표시램프(44)가 설치된다.

케이스(11)에 설치된 솔라셀(15)에 의해 발생되는 전원을 모바일(50) 배터리에 인가하기 위하여 인터페이스부(30)가 구비된다.

인터페이스부(30)의 한 부분은 접속구(14)에 다른 한 부분은 모바일(50)의 접속단자(51)에 결합될 수 있도록 전원선(31)을 중심으로 한 부분에는 접속부재(32)가 다른 한 부분에는 단자결합부재(33)가 각각 설치된다.

인터페이스부(30)는 통상적으로 모바일(50)에 설치된 접속단자(24핀형)(51)와 결합할 수 있도록 24핀 형으로 형성되고, 기존에 생산된 모바일(50)에도 충전할 수 있도록 기존에 설치된 접속단자(18핀형)(51)에도 결합할 수 있도록 변환용 어댑터가 구비되며, 변환용 어댑터는 통상적으로 시중에서 판매하는 제품이므로 이에 대한 구성은 생략하기로 한다.

변환용 어댑터는 24형으로 형성된 인터페이스부(30)의 한 부분에 같은 핀수로 결합될 수 있도록 형성하고, 다른 부분에는 기존에 생산된 18핀형 접속단자(51)에 결합할 수 있도록 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

모바일(50)에 충전을 하기 위해서는 먼저, 케이스(11)의 한 부분에 설치된 접속구(14)에 브래킷(20)의 통공(21)을 통해 인터페이스부(30)의 접속부재(32)를 결합시키고, 다른 부분은 모바일(50)의 하부에 설치된 접속단자(51)에 단자결합부재(33)를 결합시켜 전원을 인가받을 수 있도록 설치한다.

브래킷(20)의 상부에 설치된 상부 케이스(11)를 일측방향으로 이동시켜 중부 케이스(11)에 설치된 솔라셀(15)에 햇빛이 비추어 전원을 발생할 수 있도록 하고, 중부 케이스(11)의 하부에 설치된 하부 케이스(11) 또한 어느 한 방향으로 이동시켜 햇빛이 하부 케이스(11)에 설치된 솔라셀(15)에 비추어지도록 한다.

케이스(11)가 브래킷(20)에서 슬라이딩되면서 이동될 시에 가이드돌기(24)가 가이드홈(12)에 결합되어 있기 때문에 케이스(11)는 가이드홈(12)의 길이 정도까지만 이동하여 브래킷(20)에서 이탈되는 것을 방지한다.

또한 케이스(11)는 설치홈(23)을 따라 이동할 시에 고정돌기(22)에 의해 가이드되면서 이동되므로 케이스(11)는 그 이동이 원활하게 이루어지는 장점이 있다.

가이드홈(12)과 가이드돌기(24)에 의해 배터리에 전원이 인가되는데, 이는 가이드홈(12)에 형성된 고정단자(13)과 가이드돌기(24)에 형성된 가변단자(25)가 맞닿아진 상태로 결합되어 있기 때문에 솔라셀(15)의 전자의 이동에 의해 발생된 전원이 컨트롤러부(40)에 인가될 수 있는 것이다.

브래킷(20)의 설치홈(23)을 따라 이동된 솔라셀(15)이 펼친 상태를 유지시킨 상태에서 브래킷(20)의 배면에 설치된 지지부재(27)를 힌지를 축으로 회전시켜 케이스(11)가 햇빛을 받을 수 있도록 소정의 각도를 설정하고, 각도는 지지부재(27)를 통해 조절한다.

햇빛이 솔라셀(15)에 비추어지면, 솔라셀(15)에서는 전자가 이동하여 전원을 발생시키고, 발생한 전원은 컨트롤러부(40)로 인가된다.

컨트롤러부(40)에 인가된 전원은 퍼스트 차저회로(41)를 거쳐 제어부(42)로 인가되고, 제어부(42)로 인가된 전원은 1차적으로 이온배터리(43)에 전원을 충전하고, 이온배터리(43)에 충전된 전원을 다시 제어부(42)로 인가하여 전류충전회로, 팝-업회로, 전압안정화회로, 보호회로를 통해 낮은 기전력을 충분히 변압시킨다.

변압하는 과정에서 전류충전회로를 통해 1차적으로 낮은 전류를 이온배터리(43)에 충전하고, 충전된 전류를 다시 전압 안정화회로로 인가하여 이를 통해 모바일(50) 배터리에 재충전되도록 하는데, 이때 충전방식은 푸시 풀 컬렌트(Push Pull Current) 방식을 이용하여 모바일(50) 배터리에 충전한다.

케이스(11)에 설치된 솔라셀(15)은 약간의 전압변동은 있지만 단위 입사광(

)에 비하여 전류 밀도가 높은 다결정 실리콘 솔라셀(poly-crystalline silicon solar cell)을 적용하여 모바일(50) 배터리에 원활하게 충전되도록 할 수 있는 것이다.

본 발명에 적용되는 솔라셀(15)의 특성을 보면 전압은 낮지만 전류 밀도가 높으며, 전류 밀도가 충분한 상태이기 때문에 팝-업하여 모바일(50) 배터리에 충분한 전원을 공급할 수 있다.

예를 들어 다결정 실리콘 솔라셀(15)이 50(mm)×75(mm)(통상의 휴대폰 크기)의 크기를 갖는 경우, 솔라셀(15) 1개에서 40,000~60,000LUX 빛의 세기에서 기전류가 40mA 이므로 모바일(50) 크기의 솔라셀(15) 1개를 다중으로 구성한다.

다중으로 구성한 솔라셀(15)을 병렬 접속하여 사용하고, 병렬 접속된 솔라셀 (15)을 통해 얻을 수 있는 값은 40mA ×3 = 120mA가 되어 충분한 충전전류로 사용할 수 있다.

다결정 실리콘 태양전지의 특성은 도면에 도시된 그래프에 나타낸 바와 같은 특성을 가지고 있다.

솔라셀(15)을 통해 컨트롤러부(40)의 차저회로(41)와 제어부(42)를 통해 변압된 전류를 인터페이스부(30)의 접속부재(32)와 단자결합부재(33)를 통해 전원을 인가하여 모바일(50) 배터리에 충전한다.

이때 모바일(50) 배터리에 전원이 충전되는 유/무 또는 충전이 완료된 상태를 표시램프(44)를 통해 사용자가 확인할 수 있도록 하므로 배터리의 만충유무를 확인할 수 있다.

또한 모바일(50)에 인가되는 전원이 배터리에 계속적으로 공급되므로 사용자는 모바일(50)을 이용하여 다양한 컨텐츠를 이용할 수 있고, 또한 모바일(50)에서 이용하는 컨텐츠는 본 발명의 솔라셀을 이용한 모바일(50) 충전장치를 연결한 상태에서도 가능하다.

솔라셀(15)을 이용하여 전원을 충전하는 경우에는 브래킷(20)에서 케이스(11)를 펼쳐지도록 하여 최대한 햇빛을 많이 받을 수 있도록 하고, 솔라셀(15)을 이용하지 않는 경우에는 브래킷(20)에 케이스(11)가 모아지도록 하여 보관, 휴대가 용이하도록 한다.

이하 본 발명에 따른 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치의 효과는 모바일을 통해 디엠비(DMB) 방송 등과 같은 다양한 콘텐츠를 서비스받을 시에 전원에 의한 사용제한을 받지 않는 효과가 있다.

또한 배터리의 전원이 소모되어도 충전 또는 직접 연결하여 전원을 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한 다수의 솔라셀의 사용 시 이를 펼쳐서 사용하고, 사용하지 않을 시에는 접혀지도록 구성하므로 보관, 휴대, 이동이 용이한 효과가 있다.

또한 모바일 배터리에 충전 시 만충상태를 확인하기 위하여 모바일을 이용하지 않아도 케이스의 일측에 설치된 표시램프에 의해 확인할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 솔라셀을 이용하여 전원을 발생하고, 발생 된 전원을 솔라셀의 일측에 형성된 접속구와 전원을 인가할 접속부재와 단자결합부재를 통해 배터리에 전원이 충전될 수 있도록 박스에서 슬라이딩 가능하게 설치되는 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치에 있어서,

   케이스(11)에는 가이드홈(12)이 형성되고, 가이드홈(12)에는 고정단자(13)가 형성되어 브래킷(20)에 이동 가능하게 설치되고,

   브래킷(20)에는 다수의 고정돌기(22)가 형성되고, 고정돌기(22)의 사이에는 설치홈(23)이 형성되며, 설치홈(23)에는 가이드돌기(24)가 형성되고, 가이드돌기(24)에는 가변단자(25)이 형성된 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 모바일 충전장치.
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4. 삭제

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