KR101008089B1 - 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치로 태양 에너지 전력 및 일반 밧데리 전력을 모두 받을 수 있는 복합식 전원 입력 인터페이스 및 USB 전원 출력 인터페이스를 구비하며, 전력을 비축할 수 있는 충전 밧데리의 멀티 전원 전송 인터페이스를 통한 상용 적용이 가능한 전원 공급시스템으로 휴대용 전자제품에 전원을 제공하는 정류 보호의 효과도 있다.

전원 공급 시스템, USB 출력 포트, 정류 회로, 태양 에너지 유닛

Description

휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치{A multi power supply system for a portable device}

본 발명은 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치로 태양 에너지 모듈을 통한 전원 흡수와 함께 멀티식 전원 전송 인터페이스를 통한 상용 적용이 가능한 전원 공급시스템으로, 휴대용 전자제품 등을 대상으로 모바일 폰, PDA, CD/MP3, GPS 네비게이션, 휴대용 멀티 메디아 플레이어(Portable Multimedia Player；PMP)에 전원을 공급하는 것이다.

전자 과학기술이 날로 발전하게 됨에 따라 휴대용 전자제품이 다양화되어 가고 있는 오늘날 모바일 폰, PDA, CD/MP3, GPS 네비게이션, 휴대용 멀티 메디아 플레이어(Portable Multimedia Player；PMP)등이 점점 보편화되고 있으며 이는 모두 밧데리를 주요 전력 공급원으로 사용되기 때문에 업자들은 전자제품 내부에 충전회로를 설치하여 안에 설치된 전지에 충전을 하거나 해당기기에 사용가능한 전원아답터를 제공하여 일반시중의 교류전력을 휴대용 전자제품에 사용할 수 있게 하거나 충전할 수 있는 정압 직류전력으로 하여 사용하고 있다.

그러나 해당 전원 아답터는 반드시 전력이 있는 곳에서만 사용이 가능하며 제품자체의 충전 밧데리에 충전을 하려면 전원 아답터를 전원 소켓에 끼워야만 하 는 것으로 고정된 장소에 한정되고 이동성이 없는 것과 함께 만약 동시에 여러 전자제품에 충전이 필요한 경우 휴대용 전자제품당 그에 맞는 아답터를 갖추고 있어야 한다는 것도 상당히 편리성에 있어 많이 뒤떨어져 있다는 것이다.

본 발명은 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치를 개발함으로서 특히 태양에너지 모듈의 전력을 흡수할 수 있으며 동시에 멀티 전원 전송 인터페이스의 상용 적용이 가능하여 휴대용 전자제품에 전력을 공급할 수 있는 것으로 언제 어디서나 편리하게 목적에 따라 필요한 충전을 할 수 있다는 것이다.

본 발명의 주요 목적은 복합식 전원 공급 시스템으로 언제 어디서나 휴대용 전자제품에 필요한 전원을 공급할 수 있는 것으로, 또한 태양 에너지 전송 모듈을 갖고 있기 때문에 광선이 있는 곳이면 어디든지 햇빛으로 인한 전력 전환이 가능하며 광선이 부족하여 전원으로 사용하기에 모자란 경우에는 또 보조용 전력을 사용하여 부족한 전력을 공급받을 수 있으므로 어디에서나 휴대용 전자제품이 필요한 전원을 공급할 수 있다는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복합식의 전원 출력 인터페이스를 제공하는 것으로 이는 서로 다른 전원 전송의 인터페이스를 갖는 여러 형태의 휴대용 전자제품에 있어 그에 전원 출력이 가능한 기능인 정보 전송 인터페이스(Universal Serial Bus，USB)를 지니고 있어 직접 정보 전송 인터페이스를 통하여 정보 전송 인터페이스를 갖고 있는 휴대용 전자제품인 모바일폰, PDA, CD/MP3, GPS 네비게이션, 휴대용 멀티 메디아 플레이어(Portable Multimedia Player；PMP)등에 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 밧데리를 통하여 전원을 비축할 수 있는 시스템으로 광원의 밝기가 부족하여 태양에너지로 전원공급이 모자랄 경우에는 본 발명의 보조용 전원 유닛에 설치된 충전 밧데리를 전원 공급장치로 사용할 수 있어 전원공급이 중단되는 일이 없다는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 태양에너지 모듈에서 남는 전력은 보조용 전원 유닛에 보내 축전을 시킬 수 있는 것으로 광선의 밝기가 충분한 곳에서는 전원 공급 장치가 전원 공급상태에 있지 않아도 빛의 강도가 충분하여 전원 공급장치의 태양 에너지 유닛에서 산출되는 에너지가 남는 경우 나머지 에너지를 충전 밧데리에 저장할 수 있으므로 에너지의 포착 및 비축에 있어 아주 편리하며 휴대용 전자제품의 전원 공급에 있어 시간연장되어 에너지 절약, 환경친화의 부가 목적도 첨가된다.

도 1은 본 발명의 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치 사시도이다.

도 2는 본 발명의 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치의 회로 사시도이다.

도 3은 본 발명의 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치의 회로 사시도이다.

도 4는 본 발명의 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치의 조작 사시도이다.

* 도면부호에 대한 설명*

100: 전원 공급 시스템 110: USB 출력 포트

120: 정류 회로 130: 태양 에너지 유닛

140: 전원 전송 유닛 150: 보조용 전원 유닛

200: 휴대용 전자제품

본 발명은 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치로서 본 발명의 기술을 적용한 실시예를 도면과 관련하여 본 발명의 내용과 기술에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

우선, 도 1을 참조하면 본 발명의 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치의 도면으로 본 발명의 복합식 전원공급시스템(100)은: 전원 공급시스템(100)에서 휴대용 전자제품(200)의 전원 출력 포트에 출력하는 것으로 일반 USB(Universal Serial Bus)와 상용되는 전송 인터페이스를 통하여 전력을 출력하는 USB 출력포트(110)；전원 공급시스템(100)에서 입력 및 출력되는 전류를 통합하여 USB의 출력포트(110)로부터 휴대용 전자제품(200)에 출력되는 전류를 특정 출력전압으로 만들어 줌에 따라 특정 출력전압은 설계자 자신이 필요에 의해 설정할 수 있는 정류회로(120)；정류회로(120)에 연결되어 전원 공급 시스템(100)에서 태양에너지를 전력에너지로 전환해줌으로써 태양에너지 밧데리 역활을 하게되는 태양 에너지 유닛(130)；정류회로(120)에 연결되어 전원 공급 시스템(100) 내부의 전류를 전송하는 기능을 갖는 전원 전송 유닛(140)；및 전원 전송 유닛(140)에 연결되어 전원 전송 유닛(140)에 전력을 출력하여 보조용 전력을 공급하는 보조용 전원 유닛(150)을 포함한다.

또한, 상기 정류회로(120)은 동시에 태양에너지 유닛(130) 및 전원 전송 유닛(140)에 연결이 가능하여 전원 공급 시스템(100)의 입력 및 출력되는 전류를 통 합함으로써 전원 공급 시스템(100)의 안정된 출력전압을 유지하여 하기 두 가지와 같은 충/방전의 상황을 이룰 수 있다：

(1) 태양 에너지 유닛(130)이 받는 광선이 너무 약하여 정류회로(120)에서 태양 에너지 유닛(130)으로부터 받은 전압이 USB 출력 포트(110)에 출력해야 할 특정 전압보다 작은 경우에는 보조용 전원 유닛(150)의 전력을 이용하여 특정 출력전압을 보충해주는 것으로 이러한 경우에는 보조용 전원 유닛(150)에 일반적으로 사용되는NI-MH 밧데리, Lithium 밧데리 등 방전용 밧데리를 넣을 수 있다. 이 경우 전원 전송 유닛(140)은 방전 전극이 된다；

(2) 태양 에너지 유닛(130)에서 받는 빛의 강도가 충분하여 정류회로(120)에서 태양 에너지 유닛(130)로부터 받은 전압이 USB 출력 포트(110)에 전송해야 할 특정 출력전압보다 더 클 경우，남는 전력을 전원 전송 유닛(140)을 통하여 보조용 전원 유닛(150)에 일부 보내어 전력을 저장하는 것으로 이 경우에는 보조용 전원 유닛(150)을 축전이 가능한 충전밧데리를 설치하는 것으로 전원 전송 유닛(140)은 이 상황에 있어 충전 전극이 된다.

본 발명에서의 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치의 회로구조에 있어, 본 발명 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치의 회로 사시도인 도 2와 도 3을 참조하여, 태양 에너지 유닛(130)을 통하여 태양에너지를 전력으로 전환 후 정류회로(120)을 지나 전력을 USB 출력 포트(110)에 보내 특정 전압의 전력으로 하여 휴대용 전자제품(200)에 출력하며 정류회로(120)은 동시에，태양 에너지 유닛(130)과 보조용 전원 유닛(150)에 연결이 가능하여 전원 공급 시스템(100)에 입력 및 출력 되는 전력을 통합함으로써 전원 공급 시스템(100)에서 안정된 출력전압으로 나오게 된다. 그리하여 만약 태양 에너지 유닛(130)에서 받은 햇빛강도가 부족하여 정류회로(120)에서 태양 에너지 유닛(130)으로부터의 전압이 USB 출력 포트(110)에 보내는 특정 출력보다 작은 경우에는 보조용 전원 유닛(150)을 이용하여 부족한 전력을 보충하여 특정 출력전압에 보태게 된다. 만약 태양 에너지 유닛(130)이 받은 햇빛이 충분하여 정류회로(120)이 태양 에너지 유닛(130)으로부터의 전압이 USB 출력 포트(110)에 전송되는 특정 출력 전압보다 커진 경우에는 전력을 보조용 전원 유닛(150)에 보내어 보조용 전원 유닛(150)에 저장시킬 수 있다.

본 발명의 정류 회로(120)은 충전 제어용 모듈(charge controller), 과방전 제어용 모듈(over discharge controller), 변압 모듈(DC-DC converter)을 포함하며, 충전 제어용 모듈은 직류 전력 DC를 제어하며 보조용 전원 유닛(150)에 충전을 하며, 과방전 제어용 모듈은 직류 전력 DC가 안전 수치보다 낮을 경우 보조용 전원 유닛(150)의 방전을 멈추게 하여 보조용 전원 유닛(150)을 보호하며, 변압 모듈은 직류전력 DC를 특정수치로 안정되게 한 다음 출력하여 압력을 안정시켜 주는 작용을 갖는다. 정류 회로(120)에는 또한 하나의 전파필터장를 포함할 수 있어, 돌연 전파가 발생시 이를 흡수하여 보조용 전원 유닛(150)이 돌연 전파로 인하여 전원절단 등 손상이 가는 것을 방지할 수 있다.

도 4를 참고하여, 본 발명 휴대용 복합식 전원공급 시스템 장치의 조작 사시도로 본 발명의 복합식 전원 공급 시스템(100)은 복합식 전원입력 인터페이스를 갖고 있어, 태양 에너지 유닛(130) 및 보조용 전원 유닛(150)으로 태양 에너지 유 닛(130)의 태양 에너지판을 이용하여 태양 에너지를 전력으로 전환하여 전원 공급 시스템(100)에 공급 주요 전력원으로 사용할 수 있고 USB 출력 포트(110)을 통하여 특정 전압의 전압으로 출력하여 모바일 폰, PDA, CD/MP3, GPS 네비게이션, 휴대용 멀티 메디아 플레이어(Portable Multimedia Player；PMP)등 휴대용 전자제품(200)에 전원을 공급할 수 있다. 본 발명에서는 더욱이 복합식 전원입력 인터페이스를 제공하여 태양 에너지 유닛(130)에서 받은 햇빛강도가 약하여 USB 출력 포트(110)에서 출력되는 전압이 특정 출력전압보다 낮은 경우에는 보조용 전원 유닛(150)의 밧데리 방전을 통하여 부족한 전압을 보충할 수 있다. 만약 태양 에너지 유닛(130)에서 받은 햇빛강도가 충분하여 USB 출력 포트(110)에서 출력되는 전압이 특정 출력전압보다 높은 경우에는 전력의 일부을 보조용 전원 유닛(150)에 보내 전력을 축전할 수 있는 보조용 전원 유닛(150)의 충전 밧데리에 충전시킬 수 있다.

또한，본 발명의 복합식 전원 공급 시스템(100)에는 집게 혹은 접착기구 같은 고정기구가 구비되어, 복합식 전원 공급 시스템(100)을 각처에 고정시켜(사용자의 의복이나 차량 등 기타 장치) 태양 에너지를 받을 수 있다. 복합식 전원 공급 시스템(100)에 수동식 가열 장치를 설치할 수 있어(손으로 흔들어 마찰을 시키거나 앞뒤로 미루는 마찰의 힘으로 가열시키는 것으로), 날씨가 흐리거나 태양 광원이 부족할 경우에는 수동방식으로도 충전을 할 수 있다.

또한, 태양 에너지 유닛(130)의 표면에는 간격이 일정하게 돌출된 입자가 분포되어 있어, 돌출된 표면이 아치형을 이루게 하면 태양 광원을 집중시킬 수 있어, 충전속도를 빨라지게 할 수 있다(돌출렌즈의 광선 집중 원리).

또한, 본 발명의 복합식 전원 공급 시스템(100)에는 디스플레이 모듈이 배치되어 있으며, 디스플레이 모듈은 복합식 전원 공급 시스템(100)의 작업상태를 표시해준다(예：충전 중, 전력공급 중 혹은 전력부족, 현재 남은 전력 상태 등을 표시하여 식별하기 쉽게 해준다).

본 발명은 복합식 전원 공급 시스템(100)이 태양 에너지를 받아들여 전력으로 전환하는 장치인 것으로, 열 에너지가 상실되면 충전 효율이 떨어지기 때문에 이를 방지하기 위하여 복합식 전원 공급 시스템(100)의 태양 에너지 유닛(130)의 외부에 열을 받아들이기 쉽고 산열되기 어려운 장치를 제공하여 윗부분을 제외한 사방을 스티로폼으로 둘러싸게 하여 쉽게 산열되지 못하도록 방지하며, 복합식 전원 공급 시스템(100)을 이산화탄소로 가득한 밀폐공간에 놓이게 하여 이산화탄소가 지니고 있는 온난화 효과(열을 흡수하고 열을 배출하기 어렵게 하는 특징)을 이용하여 열 에너지를 보유케 할 수 있다.

본 발명의 복합식 전원 공급시스템은 복합식의 전원입력 인터페이스를 구비하고, 전력을 비축할 수 있는 충전 밧데리를 구비하는 것으로 또한 본체의 부피구조가 가벼워 사용자로 하여금 휴대하기 편리하다는 것과 함께, 본 발명의 복합식 전원공급 시스템의 태양 에너지판을 통하여 수시로 에너지 흡수가 가능한 것으로 모듈내의 충전밧데리를 통하여 보조용 전력 및 비축용 전력으로 사용할 수 있다. 또한 태양 에너지가 충분한 경우에는 시스템속의 충전밧데리로 전력을 비축하게 함으로서 휴대용 전자제품에 공급하는 전원이 매우 편리하고 손쉽게 이루어지고 전력의 포착, 비축, 공급 등 여러 인터페이스의 상용성 적용으로 인하여 에너지 절약뿐 아니라 환경친화의 부가적 목적에도 크게 역활을 하고 있다.

Claims (12)

1. 휴대 장치(200)로 전원을 출력하기 위한 전원 출력 포트인 USB 출력 포트(110)와 태양 에너지 유닛(130) 및 보조용 전원 유닛(150)을 포함하는 복합 전원 공급 시스템(100)으로서,

   상기 복합 전원 공급 시스템(100)은 전원 전송 유닛(140)과 정류회로(120)를 더 포함하고, 상기 보조용 전원 유닛(150)은 상기 전원 전송 유닛(140)과 연결되며;

   상기 전원 전송 유닛(140)은 상기 정류회로(120)와 연결되어, 상기 보조용 전원 유닛(150)으로부터 상기 정류회로(120)로 보조용 전원을 공급하고 상기 정류회로(120)로부터 상기 보조용 전원 유닛(150)으로 충전 전원을 공급하며;

   상기 태양 에너지 유닛(130)은 상기 정류회로(120)와 연결되어, 상기 정류회로(120)로 태양 전력을 공급하기 위하여 태양 에너지의 전기 에너지 변환을 제공하며;

   상기 정류회로(120)는 상기 전원 전송 유닛(140)과 상기 태양 에너지 유닛(130) 및 상기 USB 출력 포트(110)와 연결되어, (a)상기 보조용 전원과 상기 태양 전력을 통합하는 기능과 (b)상기 보조용 전원과 상기 태양 전력으로부터 받은 전원을 안정화하는 기능과 (c)USB 출력 포트(110)로 특정 출력 전압에서의 출력 전류를 공급하는 기능 그리고 (d)상기 전원 전송 유닛(140)을 경유하여 상기 태양 전력으로 상기 보조용 전원 유닛(150)을 충전하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대 장치용 복합 전원 공급 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 USB 출력 포트(110)는 USB 호환 전송 인터페이스를 통하여 상기 복합 전원 공급 시스템(100)으로부터 상기 휴대 장치(200)로 전원을 출력하는 휴대 장치용 복합 전원 공급 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 특정 출력 전압은 설계자에 의해 설정되는 휴대 장치용 복합 전원 공급 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 태양 전원 유닛(130)은 태양광 전지(solar cell)인 휴대 장치용 복합 전원 공급 시스템.
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