KR100746124B1 - 다양한 휴대 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치 - Google Patents

다양한 휴대 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 현재 널리 사용되고 있는 휴대 전화기, 휴대 단말기(PDA), 디지털 카메라, 캠코더, MP3, iPOD, MD와 같은 휴대 기기의 배터리를 동시에 여러 가지 복합적으로 충전할 수 있는 복합 배터리 충전 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는, 윗 덮개가 외측 상단에 한쪽 끝단이 힌지 결합되고, 중앙부에 투명으로 이루어진 아래 덮개의 하단부가 힌지 결합되며, 상기 윗덮개와 아래 덮개의 내측에 휴대 전화기 안착부가 형성되어 있고, 아래 덮개의 하부에 LED 충전 표시부가 형성되어 있으며, 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자를 고정시킬 수 있는 구멍이 형성된 프레임, 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자를 고정부와 지지캡에 의해 고정하고, 충전 접속 단자를 상기 프레임에 형성된 구멍에 삽입하여 고정될 수 있는 충전 접속 단자 구조물, 상용 전압을 공급받아 5V의 정전압을 발생시키기 위한 SMPS 정전압 발생부, 복수의 충전 접속 단자 각각에 휴대 전화기를 충전할 수 있는 충전 전압을 충전 회로부를 구비하고 있는 회로부, 및 상기 회로부를 내장할 수 있도록 상기 프레임과 결합 구조로 이루어진 베이스 프레임을 포함하고 있다.
배터리 충전기, 휴대 전화기, 휴대전화 충전기

Description

다양한 휴대 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치{Complex Battery Charging Device for charging simultaneously Various Portable Devices}
도 1은 종래의 일반적인 휴대전화기의 배터리 충전기를 도시한 사시도,
도 2는 종래의 표준형 휴대전화기의 배터리 충전기를 도시한 사시도,
도 3은 종래의 과 금형 휴대전화기의 배터리 충전기를 도시한 사시도,
도 4는 종래의 다양한 기종의 휴대전화기의 배터리 단자 접촉용 커넥터를 갖는 충전장치를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치의 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치의 배면 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치의 분해 사시도,
도 8은 복합 배터리 충전 장치의 프레임의 구조도로서 (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 정면도이고,
도 9는 복합 배터리 충전 장치의 내부에 충전 접속 단자를 지지하기 위한 지지 구조물을 도시한 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 정면도, (c)는 접속 단자 캡의 도면이며,
도 10은 복수의 충전 접속 단자 및 USB 접속 단자를 포함하고 있는 복합 충전 장치(200)의 회로부 구성을 개념적으로 도시한 도면,
도 11은 도 10에 도시한 회로 기판부에 형성된 회로의 구성을 블록으로 도시한 블록도,
도 12는 도 10 및 도 11에 도시한 회로 기판에 실장된 회로부를 예시적으로 구현된 실제 회로 구성도를 도시한 도면,
도 13은 휴대 기기의 배터리의 정상 충전모드 및 급속 충전모드로의 충전 방법을 개념적으로 도시한 그래프,
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 복합 배터리 충전 장치의 사용예를 예시적으로 도시한도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 복합 배터리 충전 장치 210 : 윗 덮개
220 : 아래 덮개 230 : LED 반사부
240 : 전면 광고부 245 : 전면 광고부 투명 보호 커버
250 : 사이드 캡 260 : 프레임
270 : 베이스 프레임 280 : 접속 단자 지지부
290 : 회로부 310 : SMPS 정전압 발생부
321, 322, 323, 324, 325 : 충전 회로부
331, 332, 333, 334, 335 : 충전 표시부
350 : 충전 전압 발생 회로 370 : 비교 회로
360 : 과충전 방지 회로
본 발명은 다양한 휴대용 기기의 배터리를 동시에 충전할 수 있는 다기능 복합 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면 현재 널리 사용되고 있는 휴대 전화기, 휴대 단말기(PDA), 디지털 카메라, 캠코더, MP3, iPOD, MD와 같은 휴대 기기의 배터리를 동시에 여러 가지 복합적으로 충전할 수 있는 복합 배터리 충전 장치에 관한 것이다. 특히, 많은 사람이 왕래하는 공공 장소 또는 가정 사무실에서 필요시 즉, 휴대 전화기, PDA, MP3, 디지털 카메라, 캠코더, 게임기와 같은 휴대 기기의 배터리가 방전되어 충전이 필요한 경우, 언제든지 손쉽게 이용할 수 있는 복수의 표준형 배터리 접속 단자 및 USB 단자를 갖는 복합 배터리 충전 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 복합 배터리 충전 장치는 정상 충전모드, 급속 충전모드 또는 이들의 조합된 형태로 구성되어 있으므로, 소비자가 선택적으로 용도에 맞게 선택하여 충전할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 휴대 기기(Portable Device)란 휴대 전화기, 휴대 단말기(PDA), 디지털 카메라, 캠코더, MP3, iPOD, MD, 각종 게임기기 등을 지칭하는 것으로서, 사용자가 휴대하면서 이동할 수 있는 기기를 총칭하는 것이다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 휴대 기기란 용어는 어느 특정 기기에 한정되는 것이 아니라, 발명의 설명을 간단히 하기 위해 단지 휴대 기기라 총칭하여 사용된다. 그러나 본 발명에 대한 설명은 이러한 휴대 기기 중 대표적인 휴대전화기에 대해 설명을 하는데, 본원 발명은 휴대 전화기에만 한정되는 것이 아님을 인식하여야 한다.
현재 개발되어 보급되어 있는 다양한 형태의 휴대 기기는 1차 전지, 또는 충전가능한 2차 전지에 의해 동작된다. 이러한 2차 전지를 사용하는 휴대 기기에는 충전기가 각각 필수적으로 구비되어 있다. 따라서, 현재, 가정 또는 사무실에서, 또는 이동 중에 이러한 휴대 전화기와 같은 휴대 기기는 필수적으로 사용됨에 따라 배터리가 방전되는 경우에는, 가까운 편의점이나, 충전기가 비치되어 있는 장소에서 충전 서비스를 받고 있고, 충전 서비스가 되지 않는 경우에는 충전기가 있는 가정 또는 사무실까지 무용의 장치가 되고 만다.
일반적으로 현재 널리 사용되는 휴대 전화기, 휴대 단말기(PDA)와 같은 휴대 기기의 배터리를 충전시키기 위한 충전 장치 또는 충전기는 도 1에 도시한 바와 같은 휴대전화기 구입시 제공되는 배터리 충전기가 있다. 이러한 충전기의 경우, 휴대전화기의 배터리에 형성된 충전 단자의 위치 숫자 및 크기가 제조사별로 각각 상이하므로 휴대전화기를 구입시, 충전 장치도 함께 구입하지 않으면 안 되게 되어 있다.
이러한 이유로 인해, 정보통신부에서는 도 2에 도시한 바와 같은, 24핀형 접속 단자용 충전기(이하, 단순히 충전 단자라 지칭한다)를 표준으로 정하여 휴대전화기의 하단부에 부착하도록 규정하였다. 표준 포트를 규정하여 채택함으로써, 휴대 전화기 구입시, 휴대 전화기와 충전 장치를 별도 판매하기에 이르렀으며, 이러한 이유로, 사용자 및 국가 경제적으로 상당한 자원을 절감하기에 이르렀다.
그러나 휴대 전화기, 휴대 단말기(PDA)와 같은 휴대 기기의 특성상, 많은 사 람이 각각 휴대하고 다니며, 이용하는 특성을 갖고 있다. 그러나, 많은 사람이 여분의 배터리를 가지고 다니며, 통화중 배터리 방전으로 인해 많은 어려움이 있다.
도 3에 도시한 바와 같은, 편의점 등에서 일정 금액을 받고 충전하는 유료 충전 장치가 한국 실용신안 등록 공보 제20-0181410호에 개시되어 있고, 시중에 보급되어 있다.
또 다른 예의 충전 장치로서, 도 4에 도시한 바와 같은, 한국 실용신안 등록 공보 20-0306377호에 개시되어 있는 바와 같이, 휴대전화용 단말기에 탑재되는 다양한 배터리팩의 상이한 단자 위치에 맞도록 변위될 수 있는 가변형 단자 접촉용 커넥터에 대하여 개시하였다.
상술한 휴대전화기의 배터리 충전 장치는 고가이라는 단점이 있으며, 요금을 징수하는 장치가 있어야 하므로 장치의 크기가 상당히 크고, 장치가 상당히 복잡하며, 따라서 제조 원가도 상당히 비싸다는 단점이 있다.
이러한 종래의 휴대 전화기의 경우, 반드시 1대의 휴대 전화기에 1개의 충전 장치를 장착하여야 하므로, 가정에서는 구성원 수 만큼의 휴대 전화기를 소지하고, 또한, 그에 대응하는 숫자의 충전기가 필요하게 되었다. 한편, 다양한 종류의 휴대 기기를 사용하는 경우 또한, 휴대 기기에 적합한 충전기가 필요하고, 일반 가정에서는 이러한 충전기를 책상, 책상 밑, 책꽂이 등에 충전기를 놓게 됨으로써, 주변 정리가 힘들고, 또한 사용에도 어려움이 있다.
한편, 이러한 휴대 기기의 경우, 컴퓨터의 USB 포트에 접속하여 컴퓨터 전원을 이용하여 휴대 기기의 배터리를 충전하기 위한 USB 케이블이 각각의 휴대 기기 용으로 개발되고 있다. 이러한 컴퓨터의 USB 단자를 이용한 케이블의 이용은 현재 컴퓨터의 USB 단자가 컴퓨터 본체의 뒷면에 장착되도록 되어 있으므로, USB 단자 접속이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
상술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명은 많은 사람이 왕래하는 공공 장소 또는 가정, 사무실에서 필요시 즉, 휴대 기기의 배터리가 방전되어 충전이 필요한 경우, 언제든지 손쉽게 이용할 수 있으며, 복수의 표준형 배터리 접속 단자 및 복수의 USB 단자를 구비하는 다양한 형태의 휴대 기기의 배터리를 복합적으로 충전하기 위한 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 복수의 표준형 충전 단자를 구비함으로써, 복수 대의 휴대전화기를 동시에 충전할 수 있는 휴대 전화기의 배터리 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 복수의 표준형 충전 단자를 구비함으로써, 기종에 관계없이 복수 대의 휴대 전화기를 동시에 충전할 수 있고, 휴대 전화기를 교체하는 경우에도 별도로 충전장치를 구입하지 않음으로써, 경제적으로 유리한 휴대 전화기의 배터리 충전장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 복수의 USB 충전 단자를 더 구비함으로써, 복수 대의 휴대전화기 및 다양한 형태의 휴대 기기를 동시에 충전할 수 있는 휴대 기기의 배터리 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 정상 충전모드, 급속 충전모드 또는 이들의 조합된 형태로 구성되어 있으므로, 소비자가 선택적으로 용도에 맞게 선택하여 충전할 수 있는 복합 배터리 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 휴대 전화기뿐만 아니라, PDA, 디지털 카메라, 캠코더, MP3, iPOD, 게임 기기와 같은 휴대 기기를 동시에 충전할 수 있는 저렴한 휴대 전화기의 배터리 충전장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 휴대 전화기뿐만 아니라, PDA와 같은 이동 단말기를 한 곳에서 동시에 충전할 수 있음으로써, 주변 환경 환경을 정리하기 용이한 휴대 전화기의 배터리 충전장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는,
윗 덮개가 외측 상단에 한쪽 끝단이 힌지 결합되고, 중앙부에 투명으로 이루어진 아래 덮개의 하단부가 힌지 결합되며, 상기 윗덮개와 아래 덮개의 내측에 휴대 전화기 안착부가 형성되어 있고, 아래 덮개의 하부에 LED 충전 표시부가 형성되어 있으며, 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자를 고정시킬 수 있는 구멍이 형성된 프레임, 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자를 고정부와 지지캡에 의해 고정하고, 충전 접속 단자를 상기 프레임에 형성된 구멍에 삽입하여 고정될 수 있는 충전 접속 단자 구조물, 상용 전압을 공급받아 5V의 정전압을 발생시키기 위한 SMPS 정전압 발생부, 복수의 충전 접속 단자 각각에 휴대 전화기를 충전할 수 있는 충전 전 압을 충전 회로부를 구비하고 있는 회로부, 및 상기 회로부를 내장할 수 있도록 상기 프레임과 결합 구조로 이루어진 베이스 프레임을 포함하고 있다.
바람직하게는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는, 상기 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자가 2 내지 20개를 구비하고, 복수의 휴대 기기를 충전하기 위한 USB 단자가 최소한 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는, 전면에 주문자의 카피 문구가 인쇄된 스티커를 부착하거나 삽입할 수 있는 광고부를 더 포함하고, 양 측면에 회사의 로고 등이 인쇄된 스티커를 부착하거나, 인쇄할 수 있는 사이드 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는, 윗 덮개가 외측 상단에 한쪽 끝단이 힌지 결합되고, 중앙부에 투명으로 이루어진 아래 덮개의 하단부가 힌지 결합되며, 상기 윗덮개와 아래 덮개의 내측에 휴대 전화기 안착부가 형성되어 있고, 아래 덮개의 하부에 LED 충전 표시부가 형성되어 있으며, 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자를 고정시킬 수 있는 구멍이 형성된 프레임, 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자를 고정부와 지지캡에 의해 고정하고, 충전 접속 단자를 상기 프레임에 형성된 구멍에 삽입하여 고정될 수 있는 충전 접속 단자 구조물, 복수의 충전 접속 단자 각각에 휴대 전화기를 충전할 수 있는 충전 전압을 충전 회로부를 구비하고 있는 회로부, 및 상기 회로부를 내장할 수 있도록 상기 프레임과 결합 구조로 이루어진 베이스 프레임을 포함하 고 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는, 상기 복합 배터리 충전 장치가 상용 전압을 공급받아 5V의 정전압을 발생시키기 위한 SMPS 정전압 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 실시예 및 다른 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는, 상기 회로부가 정상 충전모드, 급속 충전모드 또는 이들의 조합된 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 도 5 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예인 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시한 복합 배터리 충전 장치의 배면 사시도이며, 도 7은 도 5에 도시한 복합 배터리 충전 장치의 분해 사시도이고, 도 8은 복합 배터리 충전 장치의 프레임의 구조도로서 (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 정면도이고, 도 9는 복합 배터리 충전 장치의 내부에 충전 접속 단자를 지지하기 위한 지지 구조물을 도시한 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 정면도, (c)는 접속 단자 캡의 도면이며, 도 10은 복수의 충전 접속 단자 및 USB 접속 단자를 포함하고 있는 복합 충전 장치(200)의 회로부 구성을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시한 회로 기판 부에 형성된 회로의 구성을 블록으로 도시한 블록도이며, 도 12는 도 10 및 도 11에 도시한 회로 기판에 실장된 회로부를 예시적으로 구현된 실제 회로 구성도를 도시한 도면이고, 도 13은 휴대 기기의 배터리의 정상 충전모드 및 급속 충전모드로의 충전 방법을 개념적으로 도시한 그래프이며, 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 복합 배터리 충전 장치의 사용예를 예시적으로 도시한도면이다.
도 5 내지 도 9에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치(200)는 윗 덮개(210), 아래 덮개(220), LED 반사부(230), 전면 광고부(240), 전면 광고부 투명 보호 커버(245), 사이드 캡(250), 프레임(260), 베이스 프레임(270), 접속 단자 지지부(280), 회로부(290)으로 이루어져 있다.
도 5 내지 도 9에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치(200)는 예시적으로 표준형인 24핀의 휴대 전화기 충전 접속단자가 5개 구비되고, 충전 장치의 배면에 하나 이상의 USB 접속 단자가 형성되어 있으나, 이는 단지 예시적으로 도시한 것이고, 본 발명은 이에 제한되지 않는다는 것을 인식하여야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치(200)는 필요에 따라서, 2 내지 20 개의 표준형 휴대 전화기 충전 접속 단자와 하나 이상의 USB 접속 단자가 구비될 수 있으며, 이러한 접속 단자 및 USB 단자의 변형 및 변경은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 보아야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치(200)는 윗 덮개(210) 및 아래 덮개(220)의 한쪽 끝단을 프레임(260)에 힌지 결합하여 둠으로써, 본 복합 충전 장치(200)를 사용하지 않을 경우, 먼지 등의 이물질이 들어가지 않게 하였다. 여기 서, 윗 덮개(210)에는 각각의 휴대 전화기가 정확히 놓일 수 있도록 분리 칸막이(211) 형성되어 있으며, 아래 덮개(220)는 투명의 재질로 이루어져 있으므로, 프레임(250)에 고정된 충전 접속 단자(283)가 보이고, 따라서, 충전 접속 단자(283)를 보면서, 휴대 전화기를 삽입할 수 있게 된다. 여기서, 윗 덮개 (210) 및 아래 덮개(220)는 필요에 따라서, 제거될 수도 있다는 것을 인지하여야 한다.
LED 반사부(230)는 후술하는 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 충전 접속 단자(283)의 하부에 고정되어 있는 LED의 불빛을, 충전 접속 단자(283)를 고정하기 위한 접속 단자 지지부(280)에 형성된 구멍을 통해, 적색 또는 녹색으로 발광되는 LED의 불빛을 반사시켜, 충전 상태를 표시하기 위한 충전 표시부로서 작용한다.
전면 광고부(240) 및 사이드 캡(250)은 주문자 요구에 따라 주문 회사 상호, 로고, 및 광고 카피 문구 등과 같은 광고물을 부착할 수 있는 장소로 제공된다. 전면 광고부(240)에는 광고 부착물을 지지 또는 보호하기 위한 전면 광고부 투명 보호 커버(245)는 얇은 투명 필름 또는 투명 합성 수지로 이루어질 수 있다. 그러나 광고 스티커 또는 필름이 에폭시 등으로 이루어진 광고물인 경우, 이 보호 커버(245)는 생략될 수 있다. 따라서, 이들은 또한 복합 배터리 충전 장치(200)를 구성하는 필수적인 사항은 아님을 알 수 있다.
도 7 및 도 8에 상세히 도시한 바와 같이. 프레임(260)은 회로부(290)를 내장하고 있는 베이스 프레임(270)과 결합되는 구조로 이루어져 있다. 도 8에 있어서, 프레임(260)의 정면의 상부 부분에는 휴대 전화기가 놓일 수 있도록 약 75도 내지 90 정도 경사 된 휴대 전화기 안착부가 형성되어 있고, 이 휴대 전화기 안착 부에는 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이 충전 접속 단자(283)가 돌출되어 고정될 수 있는 복수의 구멍(263)이 형성되어 있다, 이 경사면과 광고부의 사이에는 LED 반사부(230)이 삽입될 수 있는 장홀(261)이 형성되어 있다.
베이스 프레임(270)에는 회로부(290)가 내장될 수 있고, 충전 장치(200)가 안정되게 안착될 수 있도록 베이스 프레임(270)의 중간부가 직사각형 부를 포함한다. 또한, 베이스 프레임(270)은 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 전원공급 잭(271), USB 단자(273), 방열구(275)가 형성되어 있으며, 외측 바닥에는 고무 바(291)가 부착되어 있다.
전원공급 잭(271)은 AC 상용 전원이 공급될 수 있는 전원 공급부이고, USB 단자(273)는 USB 단자를 통한 데이터 통신 및 휴대 기기의 배터리를 충전시키기 위해 형성되어 있다. 여기서, 방열구(275)는 전원 공급 잭(271)과 가능한 한 멀리 떨어지게 배치되어 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 표준형 24핀 충전 접속 단자(283)를 지지하기 위한 충전 접속 단자 지지 구조물(280)을 도 9를 참조하여 상세히 설명한다. 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 충전 접속 단자 지지 구조물(280)에는 일반적인 충전 접속 단자(도 2의 참조번호 10을 참조)의 외부 케이스를 제거하여 장착하기 위한 복수의 고정부(289)가 형성되어 있다. 즉, PCB 기판 및 LED를 포함하고 있는 접속 단자(283)는 고정부에 고정되고, (c)에 도시된 지지캡(285)에 의해 이탈되지 않도록 안착된다. 여기서, 지지캡(285)은 일반적인 표준형 충전 접속 단자의 외부 케이스와 유사한 형상을 갖는다. 충전 접속 단자 지지 구조물(280)은 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 충전 접속 단자를 고정할 수 있는 구조로 되어 있고, 복수의 접속 단자가 설치되어 있으므로, 약간의 텐션을 주기 위해, 홈(287)을 형성하여 하나의 고정부(289)에 휴대 전화기를 삽입 또는 인출할 때 다른 접속 단자에 영향을 미치지 않게 하기 위한 것이다.
충전 접속 단자 지지 구조물(280)은 고정부(289)가 프레임(260)에 형성된 구멍(263)에 삽입되어 돌출되어 고정되도록 프레임(260)의 내측 하부에 고정되어 있다.
접속 단자 지지 구조물(280)의 전면에는 충전 상태 표시부로서 LED가 전면을 향하도록 형성되어 있으며, 프레임(260)과 지지 구조물(280) 사이의 충전 상태 표시부에는 LED 반사부(230)이 배치되어 접속 단자 지지 구조물(280)과 함께 프레임(260)에 고정된다. 또한, 각각의 충전 접속 단자(283)는 베이스 프레임(270)에 내장된 회로부(290)에 전기적으로 접속되어 있다.
이하, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 복합 배터리 충전 장치에서 구현된 회로부에 대해서 상세히 설명한다.
도 10은 복수의 충전 접속 단자 및 USB 접속 단자를 포함하고 있는 복합 충전 장치(200)의 회로부 구성을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시한 회로 기판부에 형성된 회로의 구성을 블록으로 도시한 블록도이며, 도 12는 도 10 및 도 11에 도시한 회로 기판에 실장된 회로부를 예시적으로 구현된 실제 회로 구성도를 도시한 도면이고, 도 13은 휴대 기기의 배터리의 정상 충전모드 및 급속 충전모드로의 충전 방법을 개념적으로 도시한 그래프이며, 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 복합 배터리 충전 장치의 사용예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10에 있어서, 회로부(290)는 회로 기판부에 복수의 휴대 전화용 표준형 충전 접속 단자(283) 및 복수의 USB 접속단자(271)가 연결되어 있다. 여기서, 표준형 충전 접속 단자(283)는 우리나라의 경우, 2003년 7월 1일자 정보통신부 고시에 의거 24핀형 충전 접속단자를 표준으로 지정하였기 때문에, 복수의 표준형 충전 접속 단자를 채택한 것이나, 표준화되기 이전의 구형 모델을 고려하여, 필요한 경우, 1개 또는 2 개의 접속 단자를 구형 18핀의 모델을 채택하여 3개의 표준형 접속 단자와 18핀형 구형 접속단자를 채택할 수 있다. 또한, 아직 충전 접속 단자가 표준화되지 않은 국가에서는 충전 접속단자(283)를 주로 많이 사용되는 접속 단자로 각각 채택될 수 있다. 예를 들어, 일본국의 경우, 3개의 충전 접속 단자가 휴대 전화기의 90% 이상을 차지하고 있으므로, 3개의 충전 접속 단자를 많이 사용되는 충전 접속 단자 순으로 2개, 2개, 1개, 또는 3개, 1개, 1개씩 채택될 수 있음은 물론이다. 이러한 접속 단자의 변경 및 변형은 본 발명의 범위 내에서 이루어진 것으로 인식된다.
USB 접속 단자(271)의 경우, 전 세계적으로 표준화되어 있으므로, 동일한 USB 접속 단자를 복수로 설치될 수 있음은 물론이다.
도 11에 있어서, 회로 기판(291)에는 크게 나누어 SMPS(Switching Modulation Power Supply) 정전압 발생부(310), 제1 내지 제 5 휴대 전화기 충전회로부(321, 322, 323, 324, 325), 제1 내지 제 3 마이크로프로세서(341, 342, 343), 제 1 내지 제 5 충전상태표시부(331, 332, 333, 334, 335), 및 5개의 휴대전화 충전 접속 단자(283)가 실장되어 있다.
SMPS 정전압 발생부(310)은 일반적으로 전자 기기에 전자 기기에 직류 전원 을 공급하기 위한 장치로서, 일반적으로 아답터라 지칭될 수 있는 장치이며, 100 V 내지 250 V의 교류전압을 직류 전압으로 변환시키기 위한 장치이고, 정격 전압, 및 정격 전류에 따라 여러 가지 형태로 시판되고 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 SMPS 정전압 발생부(310)은 다른 회로와 함께 회로 기판부(291)에 일체로 실장될 수 도 있거나, 휴대 기기의 배터리 충전 장치(200)외부에 설치될 수 있다.
이러한 SMPS 정전압 발생부(310)는 100 ~ 250 V의 교류 전압을 5V의 공급 전압으로 정류시킨다. SMPS 정전압 발생부(310)에서의 5 V 출력 정전압(Vcc)는 USB 접속단자(271) 및 제1 내지 제 5 휴대 전화기 충전회로부(321, 322, 323, 324, 325)에 인가된다. PDA, MP3, 디지털 카메라, 캠코더, iPOD, 게임 기기 등의 휴대 기기들은 상기 USB 접속 단자에 USB 접속 단자에 접속하여 충전시킬 수 있다.
제1 내지 제 5 휴대 전화기 충전회로부(321, 322, 323, 324, 325)에는 상기 SMPS 정전압 발생기(310)의 5V의 정전압이 각각 인가되어, 충전전압 발생회로부(350)에서 4.1 ~ 4. 5 V의 휴대 전화기 충전 전압을 발생시킨다. 도 11에 있어서, 제1 내지 제 5 휴대 전화기 충전회로부(321, 322, 323, 324, 325)는 동일한 구성을 갖고 있으므로, 설명을 간단히 하기 위해, 제 1 휴대 전화기 충전 회로부(321)를 대표적으로 설명한다.
전기용품 안전기준 휴대전화 배터리 충전기(K10001)의 규정에 따르면, 정상 충전모드(Normal Charging Mode) 경우에는 충전전압 발생회로부(350)의 출력 전압은 4.15 ~ 4. 23 V의 직류 전압으로 규정되어 있다. 한편, 충전전압 발생회로부(350)는 급속 충전모드의 경우, 4.25 ~ 4.5 V의 직류 전압을 발생시킨다. 충전전압 발생회로부(350)는 충전 접속 단자(283)를 통해 휴대 전화에 접속되어 배터리를 충전시키고, 충전 전압 발생회로부(350)과 충전 접속 단자(283) 사이에는 배터리의 충전상태를 예를 들어, 충전 중인 경우, 적색으로 표시되고, 만 충전시 녹색으로 표시하는 충전 표시부(331)가 배치된다.
제 1 휴대 전화기 충전 회로부(321)은 내부에 충전전압 발생회로(350), 비교회로(360), 과충전 방지회로(370) 등을 포함한다. 비교 회로(360)는 충전 전압 발생회로(350)의 출력과 배터리의 충전 상태를 비교하여, 배터리의 충전 상태가 도 13에서 도시한 그래프에서, A 점에 도달하면, 충전전압을 감소시켜, 배터리를 서서히 충전시키고, 만 충전시에는 충전전압 발생회로(350)를 오프시킨다. 휴대 전화 배터리의 충전량 즉, 잔류 충전량을 잘못 인식하여 과충전이 발생하는 경우, 등이 발생될 수 있으나. 이러한 과충전은 과충전 방지회로(370)에 의해서 과충전을 방지할 수 있도록 설계되었다.
여기서, 제 1 휴대 전화기 충전 회로부(321) 및 제 2 휴대 전화기 충전 회로부(322)는 제 1 마이크로프로세서(341)에 의해 전압, 전류 및 온도를 제어할 수 있도록 프로그램되어 있다. 제 1 내지 제 3 마이크로프로세서(341, 342, 343)는 각각 2 개의 휴대 전화 충전 회로부 씩을 제어하도록 설계되어있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 복합 충전 장치(200)는 충전 접속 단자를 2개 내지 20개를 용이하게 확장할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 휴대기기의 복합 충전 장치(200)는 상술한 마이크로프로세서의 설계에 따라, 정상 충전모드 또는 급속 충전모드로 각각 변경 될 수 있다. 또한, 1 대의 복합 충전 장치(200)내에서도 정상 충전모드와 급속 충전모드르 동시에 구현할 수 있다.
예시적으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 제 1 내지 제 3 마이크로프로세서(341, 342, 343)을 모두 정상 충전모드 또는 급속 충전모드로 프로그램될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 마이크로프로세서(341, 342)를 정상 충전모드로 프로그램되고, 제 3 마이크로프로세서(343)을 급속 충전모드로 프로그램함으로써, 복수의 정상 충전모드 및 1 대의 급속 충전모드를 1 대의 복합 충전기기 내에서 구현할 수 있게 된다. 다른 한편으로는 제 1 및 제 3 마이크로프로세서(341, 343)를 정상 충전모드로 프로그램되고, 제 2 마이크로프로세서(343)을 급속 충전모드로 프로그램함으로써, 복수의 정상 충전모드 및 복수의 급속 충전모드를 1 대의 복합 충전기기 내에서 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 휴대기기의 복합 충전 장치(200)는 예시적으로 5대의 휴대 전화를 동시에 충전할 수 있고, 또한, 하나 이상의 USB 단자를 이용하여, 1 대 이상의 휴대기기(PDA, MP3, iPOD, 디지털 카메라, 캠코더 등)을 동시에 충전할 수 있도록 설계되어있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 구현된 실제의 회로 부(290)을 도시한 것이다. 도 12에 도시한 본 발명의 회로부(290)는 설명을 간단히 하기 위해, SMPS 정전압 발생부(310)와 제1 및 제 2 충전 회로부(321, 322), 제1 마이크로 프로세서(341) 만을 도시하였으나, 생략된 제 3 내지 제 5 충전 회로부(323, 324, 325), 제2 및 제 3 마이크로 프로세서(342, 342)는 도시된 회로와 동일하다는 것을 알 수 있다.
도 13은 휴대 기기의 배터리의 정상 충전모드 및 급속 충전모드로의 충전 방법을 개념적으로 도시한 그래프이다.
도 13에 있어서, 휴대 전화기의 충전모드는 정상 충전모드와 급속 충전모드가 있을 수 있다. 정상 충전모드란 일반적으로 가정용으로 사용되는 충전기로서, 배터리의 충전량(Q1 + Q3)을 고려하여 약 4.1 ~ 4.25 V의 인가 전압을 배터리의 충전량의 70 ~ 80%까지 충전되는 A점까지 충전시킨 후, 만 충전까지는 전압을 감소시키면서, 서서히 충전시키는 것이다. 따라서, 정상 충전모드의 경우, 배터리에 악영향을 미지치 않고, 안정되게 만 충전이 이루어지기 때문에 충전시간이 비교적 길게 된다.
한편, 편의점 등에서 충전 서비스를 제공하는 급속 충전모드의 경우, 정상 충전모드의 인가 전압보다 높은 4.25 ~ 4.5 V의 충전 전압을 인가함으로써, 충전 시간은 단축될 수 있다. 그러나 급속 충전모드의 경우, 배터리의 충전량(Q1 + Q2)을 비교적 정확하게 계산하여야 하며, 과충전 방지회로가 보다 정확하게 설계되어야 한다. 본 발명에서 구현된 급속 충전모드는 4.25 ~ 4.5 V의 인가 전압이 소정시간(T1)이 경과하여 B 점에 도달하였을 때 인가전압을 오프하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 과충전으로 인한 배터리의 폭파를 방지하기 위해, 배터리의 정상 충전량의 약 90%를 만 충전으로 설정하여, 과충전을 근본적으로 방지할 수 있게 된다. 필요에 따라서는 정상 충전모드에서 전압을 서서히 감소시키면서, 만 충전시까지 충전할 수 있으나, 시간적 측면에서 고려할 때 효과적이지 못하다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 복합 배터리 충전 장치의 사용예를 예시적으로 도시한 도면이다.
예시적으로 본 발명의 실시예에 따라 구현된 복합 배터리 충전 장치(200)는 휴대 전화기(400)를 동시에 충전할 수 있고, 하나 이상의 USB 접속 단자를 이용하여 PDA, MP3, iPOD, 디지털 카메라, 캠코더, MD 와 같은 휴대 기기(500)를 선택적으로 충전할 있다. 본 발명의 실시예에 따라 복합 배터리 충전 장치(200)는 회로의 구성에 따라 급속 충전모드, 정상 충전모드 또는 이들의 조합 형태로 달리 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는, 언제든지 손쉽게 이용할 수 있는 복수의 표준형 배터리 접속 단자를 구비함으로써, 사람들이 왕래하는 공공 장소 또는 가정 사무실에서 배치되어 필요시 즉, 휴대 전화기, 또는 PDA과 같은 휴대 기기의 배터리가 방전되어 충전이 필요한 경우, 충전 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치는, 복수의 표준형 충전 단자 및 복수의 USB 단자를 구비함으로써, 복수 대의 휴대전화기 및 휴대 기기를 동시에 충전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수의 표준형 충전 단자를 구비함으로써, 기종에 관계없이 복수 대의 휴대 전화기를 동시에 충전할 수 있고, 휴대 전화기를 교체하는 경우에도 별도로 충전장치를 구입하지 않음으로써, 경제적으로 유리하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 휴대 전화기뿐만 아니라, PDA와 같은 이동 단말기를 동시에 충전할 수 있는 는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 휴대 전화기뿐만 아니라, PDA와 같은 이동 단말기를 한 곳에서 동시에 충전할 수 있음으로써, 주변 환경 환경을 정리하기 용이한 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 복수의 휴대 기기의 배터리를 동시에 충전하기 위한 충전 장치에 있어서,
    윗 덮개가 외측 상단에 한쪽 끝단이 힌지 결합되고, 중앙부에 투명으로 이루어진 아래 덮개의 하단부가 힌지 결합되며, 상기 윗덮개와 아래 덮개의 내측에 휴대 전화기 안착부가 형성되어 있고, 아래 덮개의 하부에 LED 충전 표시부가 형성되어 있으며, 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자를 고정시킬 수 있는 구멍이 형성된 프레임,
    복수의 휴대 전화기용 충전 접속 단자를 고정부와 지지캡에 의해 고정하고, 충전 접속 단자를 상기 프레임에 형성된 구멍에 삽입하여 고정될 수 있는 충전 접속 단자 지지 구조물,
    상용 전압을 공급받아 5V의 정전압을 발생시키기 위한 SMPS 정전압 발생부,
    PDA, MP3, 디지털 카메라와 같은 휴대 기기를 충전하기 위해 상기 SMPS 정전압 발생부에 전기적으로 접속되어 있는 하나 이상의 USB 접속 단자,
    상기 SMPS 정전압 발생부로 부터 5V의 정전압이 인가되어 복수의 충전 접속 단자 각각에 휴대 전화기를 충전할 수 있는 충전 전압을 발생시키기 위한 충전 전압 발생 회로, 비교회로, 과충전 방지 회로를 구비하고 있는 휴대전화기 배터리 충전 회로부, 및
    상기 휴대전화기 배터리 충전 회로부를 내장할 수 있도록 상기 프레임과 결합 구조로 이루어진 베이스 프레임
    을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 휴대 기기의 복합 배터리 충전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 휴대 전화기 충전 접속 단자가 2 내지 20개를 구비한 것을 특징으로 하는 다양한 휴대용 기기를 충전하기 위한 복합 배터리 충전 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 전면에 주문자의 카피 문구가 인쇄된 스티커를 부착하거나 삽입할 수 있는 광고부 및 양 측면에 회사의 로고 등이 인쇄된 스티커를 부착하거나, 인쇄할 수 있는 사이드 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 배터리 충전 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 회로부가 정상 충전모드, 급속 충전모드 또는 이들의 조합된 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 배터리 충전 장치.
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