KR101005004B1 - 휴대기기 충전용 승압 젠더 - Google Patents

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Abstract

휴대기기 충전용 승압 젠더는 제 1 충전기와 접속되며 제 1 충전기로부터 전원을 공급받는 제 1 입력부, 제 2 충전기와 접속되며 제 2 충전기로부터 전원을 공급받는 제 2 입력부, 제 1 및 제 2 입력부로부터 전원을 공급받아 충전을 수행하는 슈퍼콘덴서, 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 휴대기기에 상응하는 전압으로 승압시키는 DC/DC 컨버터, 휴대기기와 접속되며 승압된 전압을 가진 전원을 휴대기기로 제공하는 출력부, 및 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 감지하고, 충전 전압이 미리 설정된 전압에 도달할 때까지 휴대기기로의 전원 공급을 차단하는 충전개시 지연부를 포함한다.

Description

휴대기기 충전용 승압 젠더{BOOST GENDER FOR CHARGING PORTABLE DEVICE}
본 발명은 휴대기기 충전용 젠더에 관한 것이다.
대표적인 휴대기기의 하나인 휴대전화는 과거, 휴대전화의 외부단자가 제조사 및 모델에 따라 서로 달라서 이용자의 불편, 국가자원의 낭비 및 환경 오염의 문제를 초래해왔다. 이에 따라 정책적으로 휴대전화 모델에 관계없이 누구나 편리하게 휴대전화를 충전할 수 있고 기존 충전기 폐기에 따른 국가 자원의 낭비를 방지하기 위하여, '휴대전화충전구조 표준화 추진정책'이 추진되었으며, 그 결과 휴대전화 외부단자를 24핀으로 하는 TTA(Telecommunication Technology Association) 표준이 제정되어 업계에 보급되었다.
그러나 휴대전화 제조 기술의 비약적인 발전으로 크기가 작고 얇아진 휴대전화들에 적합한 외부단자를 채용한 휴대전화들이 늘어나고 있으며, 외국산 휴대전화의 경우 TTA 표준과는 다른 외부단자 구조를 가지고 있다. 이러한 휴대전화와 TTA 24핀 충전기의 접속을 위해 젠더가 별도로 제공되고 있으나, 스마트폰과 같은 신형 휴대전화는 하나의 구형 충전기가 제공할 수 있는 전력(예를 들어, 4.2V/450mA, 4.2V/750mA, 4.2V/900mA)보다 높은 전력인 5V/400mA 내지 5V/500mA의 입력을 요구할 수 있으며, 이 경우에 구형 충전기를 사용한 충전이 정상적으로 수행되지 않는 문제점이 있다.
개시된 기술이 이루고자 하는 기술적 과제는 1개의 충전기로 휴대기기 충전에 필요한 충전 성능이 보장되지 않는 경우에는, 복수의 충전기들로부터 전원을 공급받아 휴대기기에 충전 전력을 제공함으로써 휴대기기를 충전하는데 요구되는 전력량이 하나의 충전기가 제공할 수 있는 전력량보다 높더라도 안정적으로 휴대기기를 충전할 수 있게 하는 휴대기기 충전용 승압 젠더를 제공하는 데 있다.
일 실시예에 따른 휴대기기 충전용 승압 젠더는 슈퍼콘덴서의 충전 전압이 미리 설정된 전압 이상인 시점부터 휴대기기로 전류가 공급될 수 있도록 함으로써 승압 젠더와 휴대기기가 먼저 연결되고 나중에 승압 젠더와 충전기가 연결되더라도 충전이 정상적으로 수행되도록 하는 휴대기기 충전용 승압 젠더를 제공하는 데 있다.
일 실시예에 따른 휴대기기 충전용 승압 젠더는 충전용 승압 젠더는 사용자가 충전 속도를 조절할 수 있도록 함으로써 충전기의 출력이 높지 않은 경우에도 충전 에러가 발생하는 것이 아니라 저속으로 휴대기기의 충전을 수행할 수 있도록 하는 휴대기기 충전용 승압 젠더를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제 1 측면은 복수의 충전기들과 접속되며, 상기 접속된 충전기들로부터 전원을 공급받는 입력부들, 상기 입력부들로부터 전류를 수신하여 충전을 수행하는 슈퍼콘덴서(supercapacitor), 상기 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 휴대기기에 상응하는 전압으로 승압시키는 DC/DC 컨버터, 및 상기 휴대기기와 접속되며, 상기 승압된 전압에 상응하는 출력을 상기 휴대기기로 제공하는 출력부를 포함하는 승압 젠더를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제 2 측면은 제 1 충전기와 접속되며, 상기 제 1 충전기로부터 전원을 공급받는 제 1 입력부, 제 2 충전기와 접속되며, 상기 제 2 충전기로부터 전원을 공급받는 제 2 입력부, 상기 제 1 및 제 2 입력부로부터 전원을 공급받아 충전을 수행하는 슈퍼콘덴서, 상기 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 휴대기기에 상응하는 전압으로 승압시키는 DC/DC 컨버터, 상기 휴대기기와 접속되며, 상기 승압된 전압을 가진 전원을 상기 휴대기기로 제공하는 출력부, 및 상기 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 감지하고, 상기 충전 전압이 미리 설정된 전압에 도달할 때까지 상기 휴대기기로의 전원 공급을 차단하는 충전개시 지연부를 포함하는 승압 젠더를 제공하는 데 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
일 실시예에 따른 휴대기기 충전용 승압 젠더는 복수의 충전기들로부터 전원을 공급받아 휴대기기에 전력을 제공할 수 있으므로, 휴대기기를 충전하는데 요구하는 전력량이 하나의 충전기가 제공할 수 있는 전력량보다 높더라도 안정적으로 휴대기기를 충전할 수 있게 하는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 휴대기기 충전용 승압 젠더는 슈퍼콘덴서의 충전 전압이 미리 설정된 전압 이상인 시점부터 휴대기기로 전류가 공급될 수 있도록 하므로, 승압 젠더와 휴대기기가 먼저 연결되고 나중에 승압 젠더와 충전기가 연결되더라도 충전이 정상적으로 수행되도록 하는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 휴대기기 충전용 승압 젠더는 사용자가 충전 속도를 조절할 수 있도록 하여 충전기의 출력이 높지 않은 경우에도 충전 에러가 발생하는 것이 아니라 저속으로 휴대기기의 충전을 수행할 수 있도록 한다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 승압 젠더를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 승압 젠더를 나타내는 블록도이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 승압 젠더를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 승압 젠더(110)는 충전기들(120, 130) 및 휴대기기(140)와 접속된다.
승압 젠더(110)는 충전기들(120, 130)과 접속되는 2개의 입력 단자들(112, 114) 및 휴대기기(140)과 접속되는 출력 단자(116)를 가진다. 승압 젠더(110)는 충전기들(120, 130)로부터 전원을 공급받고, 전원의 전압을 휴대기기(140)를 충전하는데 요구되는 전압으로 승압하여 휴대기기(140)로 공급한다. 승압 젠더(110)는 1개나 2개의 TTA 표준 충전기, 또는 1개나 2개의 TTA 표준 충전기가 아닌 다른 타입의 충전기와 접속될 수 있다. 예를 들어, 승압 젠더(110)는 4.2V/750mA의 TTA 표준 충전기 2개로부터 전원을 공급받아, 5V/1200mA의 출력을 휴대기기(140)로 제공할 수 있다. 다른 예를 들어, 승압 젠더(110)는 TTA 표준 충전기가 아닌 다른 타입의 충전기 2개로부터 전원을 공급받아, 충전기 1개가 제공할 수 있는 출력보다 더 높은 출력을 휴대기기(140)로 제공할 수 있다. 승압 젠더(110)는 스위치(118)를 구비하여, 사용자의 조작에 따라 승압 젠더(110)가 고속 충전 모드 또는 저속 충전 모드로 동작할 수 있게 한다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 승압 젠더를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 승압 젠더(110)는 제 1 입력부(210), 제 2 입력부(220), 슈퍼콘덴서(230), DC/DC 컨버터(240), 충전개시 지연부(250), 출력제어 스위치(255), 충전속도 선택 스위치(260), 평활 회로(270) 및 출력부(280)를 포함한다.
제 1 입력부(210)는 제 1 충전기(120)와 접속되고, 제 1 충전기(120)로부터 전원을 공급받아 슈퍼콘덴서(supercapacitor)(230)로 전달한다. 제 2 입력부(220)는 제 2 충전기(130)와 접속되고, 제 2 충전기(130)로부터 전원을 공급받아 슈퍼콘덴서(230)로 전달한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 입력부(210, 220)는 각각 24핀(PIN) 단자로 구현될 수 있으며, 24핀을 가진 TTA 표준형 충전기와 접속될 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1 및 제 2 입력부(210, 220)는 TTA 표준형 충전기가 아닌 다른 타입의 충전기와 접속될 수 있는 인터페이스를 가질 수 있다.
슈퍼콘덴서(230)는 DC/DC 컨버터(240)로 전원을 공급하는 전원 공급원 기능을 수행한다. 슈퍼콘덴서(230)는 제 1 입력부(210) 및 제 2 입력부(220)로부터 전류를 공급받아 충전을 수행하고, 충전된 전류에 따른 전원을 DC/DC 컨버터(240)로 제공한다. 슈퍼콘덴서(230)는 제 1 입력부(210) 또는 제 2 입력부(220)로부터 전류가 공급되면, 충전 전압을 상승시켜서 접속이 성공하였음을 해당 충전기(120, 130)에게 알릴 수 있다. 해당 충전기(120, 130)는 충전 전압을 수신하면, 접속이 성공하였음을 인지하고 승압 젠더(110)에 전원 공급을 개시한다. 슈퍼콘덴서(230)는 전기이중층 콘덴서(EDLC, Electric double layer capacitor), 울트라 콘덴서(Ultra capacitor)라 칭하기도 하는데, 급속 충방전 특성을 가지고 있으며, 사이클 수명이 반영구적이고 폐기물이 거의 없어 환경오염의 염려가 적은 장점이 있다. 슈퍼콘덴서(230)는 복수의 충전기기들(120, 130)로부터 전원을 공급받아 충전을 할 수 있으므로, 하나의 충전기기에 의해 공급되는 전력량이 휴대기기가 요구하는 전력량보다 낮더라도 안정적으로 휴대기기가 요구하는 전력량을 제공할 수 있다.
DC/DC 컨버터(240)는 승압형 DC/DC 컨버터로서, 슈퍼콘덴서(230)의 충전 전압을 휴대기기(140)를 충전하는데 요구되는 전압으로 승압하여 평활 회로(270)로 제공한다. 예를 들어, DC/DC 컨버터(240)는 4.2V의 전압을 5V의 전압으로 승압할 수 있다.
충전개시 지연부(250)는 DC/DC 컨버터(240)를 통해 슈퍼콘덴서(230)의 충전 전압을 감지하고, 슈퍼콘덴서(230)의 충전 전압이 미리 설정된 전압에 도달하지 않으면 출력제어 스위치(255)를 제어하여 DC/DC 컨버터(240)와 평활 회로(270)의 접속을 차단한다. 충전개시 지연부(250)는 슈퍼콘덴서(230)의 충전 전압을 감지하고, 충전 전압이 미리 설정된 전압에 도달하면 출력제어 스위치(255)를 제어하여 DC/DC 컨버터(240)와 평활 회로(270)의 접속을 차단하지 않으며, DC/DC 컨버터(240)로부터 평활 회로(270)를 통해 출력부(280)로 전류가 전달될 수 있게 한다. 따라서 충전개시 지연부(250)는 슈퍼콘덴서(230)의 충전 전압이 일정 전압 이상인 시점부터 휴대기기(140)로 전류가 공급될 수 있도록 할 수 있다. 이를 통하여, 승압 젠더(110)와 휴대기기(140)가 먼저 연결되고 나중에 승압 젠더(110)와 충전기(120, 130)가 연결되더라도 충전이 정상적으로 수행되도록 할 수 있다. 이에 비해, 종래의 승압 젠더는 배터리와 같은 부품에 일정 수준 이상의 전류가 충전될 수 있도록 하기 위하여, 충전기와 승압 젠더를 미리 연결한 후, 10초 내외의 시간이 경과하면 승압 젠더와 휴대기기를 연결하도록 하는 사용 방법을 권고하고 있으며, 승압 젠더와 휴대기기를 먼저 연결하는 경우에는 충전기 램프가 깜빡이며 충전이 정상적으로 수행되지 않을 수 있는 문제가 있다.
충전속도 선택 스위치(260)는 사용자의 조작에 따라 승압 젠더(110)가 고속 충전 모드 또는 저속 충전 모드로 동작할 수 있도록 한다. 충전속도 선택 스위치(260)는 사용자의 조작에 따라 DC/DC 컨버터(240)가 평활 회로(270)로 공급하는 전류량을 미리 설정된 전류 이하로 제한하는 저속 충전 모드를 설정할 수 있다. 이를 통하여, 충전기(120, 130)의 출력이 좋지 않은 경우에도 저속으로 휴대기기(140)의 충전을 수행할 수 있도록 한다. 충전속도 선택 스위치(260)는 사용자의 조작에 따라 DC/DC 컨버터(240)가 평활 회로(270)로 공급하는 전류량을 제한하지 않는 고속 충전 모드를 설정할 수 있다. 여기에서, 고속 충전 모드가 디폴트(default)에 해당할 수 있다.
평활 회로(270)는 DC/DC 컨버터(240)로부터 전압 및 전류를 공급받고, 공급받은 전압 및 전류를 평활하여 출력부(280)로 전달한다. 예를 들어, 평활 회로(270)는 LC 필터로 구현되거나 트랜지스터를 사용하여 구현될 수 있다.
출력부(280)는 휴대기기(140)와 접속되고, 평활 회로(270)로부터 전류를 공급받으며, 공급받은 전류를 휴대기기(140)로 전달한다. 출력부(280)는 표준 micro-USB (5핀) 또는 30핀 Dock 커넥터 등의 다양한 인터페이스를 통하여 휴대기기(140)와 접속될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 제 1 충전기와 접속되며, 상기 제 1 충전기로부터 전원을 공급받는 제 1 입력부;
    제 2 충전기와 접속되며, 상기 제 2 충전기로부터 전원을 공급받는 제 2 입력부;
    상기 제 1 및 제 2 입력부로부터 전원을 공급받아 충전을 수행하는 슈퍼콘덴서;
    상기 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 휴대기기에 상응하는 전압으로 승압시키는 DC/DC 컨버터;
    상기 휴대기기와 접속되며, 상기 승압된 전압을 가진 전원을 상기 휴대기기로 제공하는 출력부;
    상기 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 감지하고, 상기 충전 전압을 미리 설정된 전압과 비교하며, 상기 비교 결과 상기 충전 전압이 상기 미리 설정된 전압에 도달할 때까지 상기 휴대기기로의 전원 공급을 차단하는 충전개시 지연부; 및
    사용자의 조작에 따라 상기 DC/DC 컨버터가 상기 출력부로 제공하는 전류량을 미리 설정된 전류 이하로 제한하는 저속 충전 모드를 설정하는 충전속도 선택 스위치를 포함하는 승압 젠더.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 복수의 충전기들과 접속되며, 상기 접속된 충전기들로부터 전원을 공급받는 입력부들;
    상기 입력부들로부터 전류를 수신하여 충전을 수행하는 슈퍼콘덴서(supercapacitor);
    상기 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 휴대기기에 상응하는 전압으로 승압시키는 DC/DC 컨버터;
    상기 휴대기기와 접속되며, 상기 승압된 전압에 상응하는 출력을 상기 휴대기기로 제공하는 출력부;
    상기 슈퍼콘덴서의 충전 전압을 감지하고, 상기 충전 전압을 미리 설정된 전압과 비교하며, 상기 비교 결과 상기 충전 전압이 상기 미리 설정된 전압에 도달할 때까지 상기 휴대기기로의 전원 공급을 차단하는 충전개시 지연부; 및
    사용자의 조작에 따라 상기 DC/DC 컨버터가 상기 출력부로 제공하는 전류량을 미리 설정된 전류 이하로 제한하는 저속 충전 모드를 설정하는 충전속도 선택 스위치를 포함하는 승압 젠더.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 각 입력부는 상기 충전기로부터 4.2V/750mA에 상응하는 전원을 공급받으며,
    상기 출력부는 최대 5V/1200mA에 상응하는 출력을 상기 휴대기기로 공급하는 승압 젠더.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 입력부들은
    상기 복수의 충전기들 중 제 1 충전기와 접속되며, 상기 제 1 충전기로부터 전원을 공급받는 제 1 입력부; 및
    상기 복수의 충전기들 중 제 2 충전기와 접속되며, 상기 제 2 충전기로부터 전원을 공급받는 제 2 입력부를 포함하는 승압 젠더.
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