KR101100131B1 - Low Power Charging Apparatus and Method using Buffer Capacitor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 에너지를 전기로 변환하는 태양 전지(solar cell), 회전 에너지를 전기로 변환하는 발전기 등의 발전 장치에서 발생되는 저전력(또는 저전류/저전압)을 버퍼 커패시터(buffer capacitor)를 이용해 승압하여 필요한 일정 전압으로 배터리에 충전함으로써 충전효율을 극대화한 충전 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 충전 장치는, 발전 장치가 출력하는 전기 에너지를 받아 커패시터에 충전하는 승압 변환기, 상기 승압 변환기에 충전되는 임계 전압 이상에서 동작하여 상기 승압 변환기의 충전 전압을 감지하는 전압 감지부, 상기 임계 전압 이상에서 동작하고, 상기 전압 감지부에서 감지하는 감지 전압에 따라 온 신호 또는 오프 신호를 생성하는 제어부, 및 상기 임계 전압 이상에서 동작하고, 상기 온 신호에 따라 상기 승압 변환기의 충전 전압을 배터리로 출력하고, 상기 오프 신호에 따라 상기 승압 변환기의 충전 전압의 배터리로의 출력을 차단하는 스위치를 포함한다.The present invention boosts low power (or low current / low voltage) generated in a power generation device such as a solar cell that converts solar energy into electricity and a generator that converts rotational energy into electricity using a buffer capacitor. The present invention relates to a charging device that maximizes charging efficiency by charging a battery at a predetermined voltage. According to an aspect of the present invention, a charging device may include a boost converter configured to receive electrical energy output from a power generator and charge a capacitor, and a voltage detector configured to detect a charging voltage of the boost converter by operating above a threshold voltage charged in the boost converter. A control unit operating above the threshold voltage and generating an on signal or an off signal according to a sensing voltage sensed by the voltage sensing unit, and operating above the threshold voltage and charging voltage of the boost converter according to the on signal. And a switch for outputting the battery to the battery and cutting off the output of the charging voltage of the boost converter to the battery according to the off signal.

태양전지, 저전력, 승압 변환, 전압 감지, 배터리 Solar Cell, Low Power, Step Up Conversion, Voltage Sensing, Battery

Description

버퍼 커패시터를 이용한 저전력 충전 장치 및 방법{Low Power Charging Apparatus and Method using Buffer Capacitor}Low power charging device and method using buffer capacitor {Low Power Charging Apparatus and Method using Buffer Capacitor}

본 발명은 충전 장치에 관한 것으로서, 특히, 태양 에너지를 전기로 변환하는 태양 전지(solar cell), 회전 에너지를 전기로 변환하는 발전기 등의 발전 장치에서 발생되는 저전력(또는 저전류/저전압)을 버퍼 커패시터(buffer capacitor)를 이용해 승압하여 필요한 일정 전압으로 배터리에 충전함으로써 충전효율을 극대화한 충전 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device, and more particularly, to buffer low power (or low current / low voltage) generated in a power generation device such as a solar cell that converts solar energy into electricity and a generator that converts rotational energy into electricity. The present invention relates to a charging device that maximizes charging efficiency by boosting the battery using a capacitor and charging the battery at a predetermined voltage.

원유의 매장량이 급속히 한계를 드러내고 있는 요즈음 태양 에너지, 풍력, 조력 등을 이용하여 전력을 생산하려는 각고의 노력 중에 있다. 이외에도, 가정에서는 헬쓰 싸이클 등의 회전력을 이용하여 발전함으로써, 운동 겸 전력을 생산하여 가정에 필요한 전력을 공급하고자 하는 시도가 있어왔다. These days, where oil reserves are rapidly reaching their limits, efforts are underway to generate electricity using solar, wind and tidal power. In addition, there have been attempts at the home to generate power by using rotational powers such as health cycles, thereby producing exercise and electric power to supply power to the home.

예를 들어, 일반적인 DC 모터의 회전축을 돌려주면 내부의 자기장의 변화가 전기 에너지로 변환되어 회전수에 비례한 일정 전압의 전기를 발생할 수 있다. 반도체로 제조되는 태양 전지는 태양 에너지를 받아 접합 반도체의 밴드갭에 해당하는 전압의 전기를 발생할 수 있다.For example, when the rotating shaft of a general DC motor is rotated, a change in an internal magnetic field may be converted into electrical energy to generate electricity having a constant voltage proportional to the rotation speed. A solar cell manufactured from a semiconductor may receive solar energy and generate electricity having a voltage corresponding to a band gap of a junction semiconductor.

그러나, 이와 같은 그린 발전의 경우에, 발전 장치에 충분한 입력이 들어오지 않으면 배터리를 충전하지 못하고 방전되어 없어지는 문제점이 있다. 예를 들어, 모터의 회전축이 일정 이상의 속도로 회전되어야 모터로부터 배터리를 충전시킬 정도의 충분한 전압을 발전할 수 있다. 저속 회전에서는 낮은 전압이 발생되기 때문이다. 또한, 태양 전지의 경우에도 태양의 광강도가 낮은 날씨에는 배터리를 충전시킬 정도의 충분한 전압을 발전하지 못하게 된다.However, in the case of such green power generation, there is a problem in that the battery cannot be charged and discharged without sufficient input to the power generation device. For example, the rotation axis of the motor must be rotated at a certain speed or more to generate sufficient voltage to charge the battery from the motor. This is because a low voltage is generated at low rotation speed. In addition, even in the case of solar cells, it is impossible to generate enough voltage to charge the battery in the low light intensity of the sun.

이와 같이, 수동이나 풍력 또는 조력을 이용하여 모터의 회전축을 돌려서 전력을 발생하는 경우, 또는 태양 에너지를 이용하여 태양 전지로 전력을 발생하는 경우 등에 있어서, 모터 또는 태양 전지에서 발생된 전력이 충분한 전압으로 출력되지 못하면, 배터리를 충전시키지 못하게 된다. 예를 들어, 충전 가능한 배터리의 규격이 4.3V이상의 입력 전압을 요구하는 경우에, 위와 같은 모터나 태양 전지와 같은 발전 장치에서 발생된 저전압, 예를 들어, 1~2볼트 등으로는 배터리를 규격에 맞게 충전할 수 없게 된다. As described above, in the case of generating power by rotating the rotating shaft of the motor by manual, wind, or tidal power, or generating power to the solar cell using solar energy, the power generated from the motor or the solar cell is sufficient voltage. If no output is made, the battery will not be charged. For example, if the specification of the rechargeable battery requires an input voltage of 4.3V or more, the battery may be specified by a low voltage generated by a power generator such as a motor or a solar cell, for example, 1 to 2 volts. You will not be able to charge it for.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 태양 에너지, 회전 에너지 등을 전기로 변환하는 발전 장치에서 저전력이 발생되더라도 버퍼 커패시터(buffer capacitor)를 이용해 배터리에서 요구되는 전압까지 승압하여 충전함으로써 충전효율을 극대화할 수 있는 충전 장치를 제공하는 데 있다. Accordingly, the present invention is to solve the above-described problems, an object of the present invention, even if low power is generated in the power generation device for converting solar energy, rotational energy, etc. into electricity is required in the battery using a buffer capacitor (buffer capacitor) The present invention provides a charging device capable of maximizing charging efficiency by charging up to a voltage.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 충전 장치는, 발전 장치가 출력하는 전기 에너지를 받아 커패시터에 충전하는 승압 변환기; 상기 승압 변환기에 충전되는 임계 전압 이상에서 동작하여 상기 승압 변환기의 충전 전압을 감지하는 전압 감지부; 상기 임계 전압 이상에서 동작하고, 상기 전압 감지부에서 감지하는 감지 전압에 따라 온 신호 또는 오프 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 임계 전압 이상에서 동작하고, 상기 온 신호에 따라 상기 승압 변환기의 충전 전압을 배터리로 출력하고, 상기 오프 신호에 따라 상기 승압 변환기의 충전 전압의 배터리로의 출력을 차단하는 스위치를 포함한다.First, to summarize the features of the present invention, a charging device according to an aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, a boost converter for receiving the electrical energy output from the power generation device to charge the capacitor; A voltage detector configured to detect a charging voltage of the boost converter by operating above a threshold voltage charged in the boost converter; A control unit operating above the threshold voltage and generating an on signal or an off signal according to a sensing voltage detected by the voltage sensing unit; And a switch operating above the threshold voltage, outputting a charging voltage of the boost converter to a battery according to the on signal, and interrupting an output of the charging voltage of the boost converter to a battery according to the off signal.

상기 제어부는, 제1 레벨보다 큰 제2 레벨에서 상기 온 신호를 생성하고, 상기 임계 전압 보다 큰 상기 제1 레벨에서 상기 오프 신호를 생성할 수 있다. The controller may generate the on signal at a second level greater than a first level, and generate the off signal at the first level greater than the threshold voltage.

상기 배터리는 휴대용 전기기기에 장착된 2차 전지일 수 있다.The battery may be a secondary battery mounted in a portable electric device.

상기 발전 장치는 태양 전지 또는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전 수단을 포함한다.The power generation device includes a solar cell or power generation means for converting mechanical energy into electrical energy.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 충전 방법은, 발전 장치가 출력하는 전기 에너지를 받아 버퍼 커패시터에 충전하는 단계; 상기 버퍼 커패시터에 충전되는 임계 전압 이상에서, 전압 감지 수단, 제어 수단, 및 스위칭 수단을 동작시키는 단계; 상기 전압 감지 수단에서 상기 버퍼 커패시터의 충전 전압을 감지하는 단계; 상기 제어 수단에서 상기 전압 감지 수단의 감지 전압에 따라 온 신호 또는 오프 신호를 생성하는 단계; 및 상기 스위칭 수단에서 상기 온 신호에 따라 상기 버퍼 커패시터의 충전 전압을 배터리로 출력하고, 상기 오프 신호에 따라 상기 버퍼 커패시터의 충전 전압의 배터리로의 출력을 차단하는 단계를 포함한다.In addition, the charging method according to another aspect of the present invention, the step of receiving the electrical energy output from the power generation device to charge the buffer capacitor; Operating voltage sensing means, control means and switching means above a threshold voltage charged in the buffer capacitor; Sensing the charging voltage of the buffer capacitor in the voltage sensing means; Generating, by the control means, an on signal or an off signal in accordance with the sensed voltage of the voltage sensing means; And outputting the charging voltage of the buffer capacitor to the battery in accordance with the on signal by the switching means, and blocking the output of the charging voltage of the buffer capacitor to the battery in accordance with the off signal.

본 발명에 따른 그린 발전 시스템용 충전 장치는, 태양 에너지, 회전 에너지 등을 전기로 변환하는 발전 장치에서 저전력이 발생되더라도 버퍼 커패시터(buffer capacitor)를 이용해 배터리에서 요구되는 전압까지 승압하여 충전함으로써 충전효율을 극대화할 수 있다.In the charging device for a green power generation system according to the present invention, even if low power is generated in a power generation device that converts solar energy, rotational energy, etc. into electricity, charging efficiency is boosted by charging to a voltage required by a battery using a buffer capacitor. Can be maximized.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 충전 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a charging device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 충전 장치(100)는, 승압 변환기(step-up converter)(110), 전압 감지부(voltage sensor)(120), 제어부(micro-computer)(130), 및 스위치(switching unit)(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a charging device 100 according to an embodiment of the present invention may include a step-up converter 110, a voltage sensor 120, and a micro-computer. 130, and a switching unit 140.

충전 장치(100)는 태양 전지 등의 발전 장치로부터 적은 양의 전류가 발생되더라도 승압 변환기(110)의 버퍼 커패시터(buffer capacitor)를 이용해 승압한 후 에 배터리로 충전할 수 있도록 설계되었다. 여기서, 발전 장치는 태양 전지에 한정되는 것이 아니라, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전 수단들을 모두 포함한다. 예를 들어, 태양 전지는 복수의 반도체 소자를 2차원으로 배열한 구성을 가질 수 있으며, 태양광을 받으면 PN 접합 또는 금속-반도체 접합 구조의 접점에서 전자-정공쌍을 발생시켜 전류가 흐르도록 함으로써 일정 전압의 전기 에너지를 발생시킬 수 있는 발전 장치이다. 또한, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전 수단들의 예로서는, 풍력, 조력, 싸이클의 기어 등의 힘에 의하여 모터의 회전축을 돌리면 전기 에너지를 발생시킬 수 있는 발전기일 수 있다.The charging device 100 is designed to be charged with a battery after boosting using a buffer capacitor of the boost converter 110 even if a small amount of current is generated from a power generation device such as a solar cell. Here, the power generation device is not limited to the solar cell, but includes all power generation means for converting mechanical energy into electrical energy. For example, a solar cell may have a configuration in which a plurality of semiconductor devices are arranged in two dimensions, and when solar light is generated, an electron-hole pair is generated at a contact point of a PN junction or a metal-semiconductor junction structure to allow current to flow. It is a power generation device capable of generating electric energy of a constant voltage. In addition, as an example of power generation means for converting mechanical energy into electrical energy, it may be a generator capable of generating electrical energy by rotating the rotational axis of the motor by the force of the wind, tidal, cycle gears and the like.

충전 장치(100)가 위와 같은 발전장치로부터 발생하는 미약한 전기 에너지를 승압하여 배터리로 충전할 수 있고, 여기서, 배터리는 휴대폰, 노트북 PC, PDA, PMP, MP 등 휴대용 전기기기에 장착된 재충전 가능한 2차 전지일 수 있다.The charging device 100 may boost the feeble electrical energy generated from the power generation device as described above and charge it with a battery, wherein the battery is a rechargeable battery mounted in a portable electric device such as a mobile phone, a notebook PC, a PDA, a PMP, an MP, and the like. It may be a secondary battery.

승압 변환기(110)는 위와 같은 발전 장치가 출력하는 전기 에너지를 받아 버퍼 커패시터에 충전한다. 승압 변환기(110)의 버퍼 커패시터에 발전 장치로부터 1.0~2.0 볼트 정도의 전압에 해당하는 전기 에너지가 인가되면 승압 변환기(110)의 출력 전압은 서서히 증가되며, 예를 들어, 5.4 볼트까지 충전될 수 있다. 승압 변환기(110)의 충전 전압이 5.4 볼트까지 이르는 시간은 발전 장치로부터의 공급 전류에 따라 달라질 수 있다. Step-up converter 110 receives the electrical energy output from the power generation device as described above charges the buffer capacitor. When electrical energy corresponding to a voltage of about 1.0 to 2.0 volts is applied to the buffer capacitor of the boost converter 110, the output voltage of the boost converter 110 is gradually increased, for example, to be charged up to 5.4 volts. have. The time for which the charging voltage of the boost converter 110 reaches 5.4 volts may vary depending on the supply current from the power generation device.

승압 변환기(110)의 충전 전압이 임계 전압(예를 들어, 3 볼트) 이상이 되면, 전압 감지부(120), 제어부(130), 및 스위치(140)가 승압 변환기(110)로부터의 출력 전압을 인가 받아 동작하기 시작한다. When the charging voltage of the boost converter 110 is greater than or equal to a threshold voltage (eg, 3 volts), the voltage sensing unit 120, the control unit 130, and the switch 140 output the output voltage from the boost converter 110. It starts to operate with permission.

이와 같은 임계 전압 이상에서, 전압 감지부(120)는 승압 변환기(110)의 충전 전압을 계속하여 감지하게 된다. 제어부(130)는 전압 감지부(120)에서 감지하는 감지 전압에 따라 온(on) 신호(예를 들어, 로직 하이(high) 신호), 또는 오프(off) 신호(예를 들어, 로직 로우(low) 신호)를 생성할 수 있다. Above the threshold voltage, the voltage detector 120 continues to sense the charging voltage of the boost converter 110. The controller 130 may be turned on (eg, logic high signal) or off signal (eg, logic low (eg, logic high signal) according to the sensing voltage sensed by the voltage detector 120. low) signal).

예를 들어, 제어부(130)는 승압 변환기(110)의 충전 전압이 5.4 볼트가 되면, 온 신호를 생성하고, 승압 변환기(110)의 충전 전압이 4.3 볼트로 떨어지면 오프 신호를 생성할 수 있다.For example, the controller 130 may generate an on signal when the charging voltage of the boost converter 110 is 5.4 volts and generate an off signal when the charging voltage of the boost converter 110 drops to 4.3 volts.

제어부(130)에서 생성되는 온 신호 또는 오프 신호에 따라, 스위치(140)는 승압 변환기(110)와 배터리 간의 경로를 단락(short) 또는 개방(open)한다. 예를 들어, 스위치(140)는, 제어부(130)로부터의 온 신호에 따라 승압 변환기(110)의 충전 전압을 배터리로 출력하고, 제어부(130)로부터의 오프 신호에 따라 승압 변환기(110)의 충전 전압이 배터리로 출력되는 것을 차단할 수 있다. According to the on signal or the off signal generated by the controller 130, the switch 140 shorts or opens a path between the boost converter 110 and the battery. For example, the switch 140 outputs the charging voltage of the boost converter 110 to the battery according to the on signal from the controller 130, and the switch 140 of the boost converter 110 according to the off signal from the controller 130. The charging voltage can be prevented from being output to the battery.

이와 같이, 승압 변환기(110)의 충전 전압이 5.4 볼트에서 4.3 볼트 사이가 되면, 자동적으로 배터리를 충전하도록 동작하며, 배터리의 내부 저항에 따라 승압 변환기(110)에서 배터리로 흐르는 전류가 통제된다. 예를 들어, 배터리의 충전 전압이 4볼트이고, 그 내부 저항을 47 오옴으로 가정하면, 승압 변환기(110)의 충전 전압 5.4 볼트가 배터리로 인가될 때, 배터리로 흘러 들어가는 전류는 1.4/47=29.8mA 정도가 된다. As such, when the charging voltage of the boost converter 110 is between 5.4 volts and 4.3 volts, the battery operates to charge the battery automatically, and the current flowing from the boost converter 110 to the battery is controlled according to the internal resistance of the battery. For example, assuming that the charging voltage of the battery is 4 volts and its internal resistance is 47 ohms, when 5.4 volts of charging voltage of the boost converter 110 is applied to the battery, the current flowing into the battery is 1.4 / 47 = It is about 29.8mA.

이와 같이, 본 발명에 따른 충전 장치(100)는, 태양 에너지, 회전 에너지 등을 전기로 변환하는 발전 장치에서 저전력이 발생되더라도 승압 변환기(110) 내의 버퍼 커패시터를 이용해 배터리에서 요구되는 전압까지 승압하여 충전함으로써 충전효율을 극대화할 수 있도록 하였다. As such, the charging device 100 according to the present invention boosts the voltage required by the battery using a buffer capacitor in the boost converter 110 even when low power is generated in a power generation device that converts solar energy, rotational energy, or the like into electricity. By charging, it was possible to maximize the charging efficiency.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 장치(100)를 실제 제작한 사례이다. 충전 장치(100)는 필요한 회로를 PCB 기판에 실장하여 68mm*35mm 사이즈 정도로 제작될 수 있으며, 이와 같은 충전 장치(100)는 외부의 발전장치로부터 발생하는 미약한 전기 에너지를 승압하여 휴대폰, 노트북 PC, PDA, PMP, MP 등 휴대용 전기기기에 장착된 재충전 가능한 2차 전지를 재충전하여 반영구적으로 사용할 수 있도록 활용될 수 있다.2 is an example of actually manufacturing the charging device 100 according to an embodiment of the present invention. The charging device 100 may be manufactured in a size of about 68mm * 35mm by mounting a necessary circuit on a PCB board, and the charging device 100 may boost a weak electric energy generated from an external power generation device to boost a mobile phone or a notebook PC. Rechargeable rechargeable batteries installed in portable electronic devices such as PDAs, PMPs, and MPs can be used to be used semi-permanently.

예를 들어, 배터리 용량이 3.7V, 200mAH인 경우에, 배터리 샘플에 따라 약간의 차이가 있지만, 대기(stand-by) 전류 30㎂ 정도인 제1 배터리(도 3참조)와 대기 전류 54㎂ 정도인 제2 배터리(도 4참조)는 전기기기를 동작시킬 때 36mA 정도가 소모된다고 가정하였다. 도 5는 1시간 후의 제2 배터리의 충전 상태를 측정한 예로서, 거의 방전이 이루어져 5mA이하의 전류가 소모되고 있음을 알 수 있다. 도 3,4,5에서 세로축의 단위는 10mA/DIV이고, 가로축은 시간축이다. 도 6은 제2 배터리의 충전 전류가 20mA정도 임을 나타낸다. 도 6에서는 세로축의 단위는 5mA/DIV이고, 가로축은 시간축이다.For example, when the battery capacity is 3.7V, 200mAH, there is a slight difference depending on the battery sample, but the first battery (see FIG. 3) having a standby current of about 30 mA and about 54 mA of standby current. It is assumed that the second battery (see FIG. 4) consumes about 36 mA when the electric device is operated. 5 is an example of measuring the state of charge of the second battery after one hour, and it can be seen that almost discharge is performed and current of 5 mA or less is consumed. 3, 4 and 5, the unit of the vertical axis is 10 mA / DIV, and the horizontal axis is the time axis. 6 shows that the charging current of the second battery is about 20 mA. In FIG. 6, the unit of the vertical axis is 5 mA / DIV, and the horizontal axis is the time axis.

여기서, 배터리의 사용 가능 용량(mC) = 200mA*3600sec=720,000이고, 배터리의 방전 용량(mC) = 36mA*0.013sec*15회(1시간 동안 4분 간격 가정) + 54㎂*3600sec = 7.02 + 194.4 = 201.42로서, 배터리 만충전 시 720,000/201.42=약149일 정도 사용 가능한 것으로 계산된다. Where the available capacity of the battery (mC) = 200 mA * 3600 sec = 720,000, and the discharge capacity of the battery (mC) = 36 mA * 0.013 sec * 15 times (assuming 4 minutes intervals for 1 hour) + 54 ㎂ * 3600 sec = 7.02 + 194.4 = 201.42, which is estimated to be about 720,000 / 201.42 = about 149 days when the battery is fully charged.

따라서, 배터리를 충전할 때, 1회 충전 시 20mA*0.013sec=0.26(mC) 가능하다고 가정할 때, 0.26*120회(1시간 동안 30초 간격으로 충전 가정)=31.2(mC) 정도로 1시간 동안 충전 가능하다. 이때, 효율을 감안한 총 방전 용량(mC)을 201.42*1.1=221.6으로 볼 때, 221.6/31.2 = 1/7.1, 즉, 30초 간격으로 충전 시 배터리 방전량의 1/7 정도만 공급하면 전기기기의 동작에 문제가 없음을 알 수 있다. 따라서, 30/7=약 4.5초 간격으로 배터리를 충전하면 이론상 영구적으로 전기기기를 동작시킬 수 있음을 알 수 있다. Therefore, when charging the battery, assuming that 20mA * 0.013sec = 0.26 (mC) is possible for one charge, 0.26 * 120 cycles (assuming 30 second intervals for one hour) = 31.2 (mC) It can be charged while. At this time, when the total discharge capacity (mC) considering efficiency is 201.42 * 1.1 = 221.6, 221.6 / 31.2 = 1 / 7.1, that is, if only 1/7 of the battery discharge amount is charged at 30 second intervals, It can be seen that there is no problem in operation. Therefore, it can be seen that the electric device can be permanently operated in theory by charging the battery at an interval of 30/7 = about 4.5 seconds.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a charging device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 충전 장치를 실제 제작한 사례이다.2 is an example of actually manufacturing a charging device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 제1 배터리의 소모 전류를 측정한 일례이다.3 illustrates an example of measuring current consumption of a first battery.

도 4는 제2 배터리의 소모 전류를 측정한 다른 예이다.4 is another example of measuring a current consumption of a second battery.

도 5는 제2 배터리의 충전 상태를 측정한 예이다.5 illustrates an example of measuring a state of charge of a second battery.

도 6은 제2 배터리의 충전 전류를 측정한 일례이다.6 illustrates an example of measuring charging current of a second battery.

Claims (5)

발전 장치가 출력하는 전기 에너지를 받아 커패시터에 충전하는 승압 변환기;A boost converter configured to receive electrical energy output from the power generator and charge the capacitor; 상기 승압 변환기에 충전되는 임계 전압 이상에서 동작하여 상기 승압 변환기가 상기 커패시터에 충전하는 충전 전압을 감지하는 전압 감지부;A voltage sensing unit configured to sense a charging voltage charged by the boost converter to the capacitor by operating above a threshold voltage charged in the boost converter; 상기 임계 전압 이상에서 동작하고, 상기 전압 감지부에서 감지하는 감지 전압에 따라 온 신호 또는 오프 신호를 생성하되, 상기 감지 전압이 제1 레벨보다 큰 제2 레벨에서 상기 온 신호를 생성하고, 상기 감지 전압이 상기 임계 전압 보다 큰 상기 제1 레벨에서 상기 오프 신호를 생성하는 제어부; 및An on signal or an off signal according to a sensing voltage sensed by the voltage sensing unit, the on signal is generated at a second level at which the sensing voltage is greater than a first level, and the sensing A controller configured to generate the off signal at the first level where the voltage is greater than the threshold voltage; And 상기 임계 전압 이상에서 동작하고, 상기 온 신호에 따라 상기 커패시터의 충전 전압을 배터리로 출력하고, 상기 오프 신호에 따라 상기 커패시터의 충전 전압의 배터리로의 출력을 차단하는 스위치A switch operating above the threshold voltage, outputting the charging voltage of the capacitor to the battery according to the on signal, and cutting off the output of the charging voltage of the capacitor to the battery according to the off signal 를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.Charging device comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 배터리는 휴대용 전기기기에 장착된 2차 전지인 것을 특징으로 하는 충전 장치.The charging device according to claim 1, wherein the battery is a secondary battery mounted in a portable electric device. 제1항에 있어서, 상기 발전 장치는 태양 전지 또는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.The charging device according to claim 1, wherein the power generation device includes a power generation means for converting solar cells or mechanical energy into electrical energy. 발전 장치가 출력하는 전기 에너지를 받아 버퍼 커패시터에 충전하는 단계;Receiving electrical energy output by the power generation device and charging the buffer capacitor; 상기 버퍼 커패시터에 충전되는 임계 전압 이상에서, 전압 감지 수단, 제어 수단, 및 스위칭 수단을 동작시키는 단계;Operating voltage sensing means, control means and switching means above a threshold voltage charged in the buffer capacitor; 상기 전압 감지 수단에서 상기 버퍼 커패시터의 충전 전압을 감지하는 단계;Sensing the charging voltage of the buffer capacitor in the voltage sensing means; 상기 제어 수단에서 상기 전압 감지 수단의 감지 전압에 따라 온 신호 또는 오프 신호를 생성하되, 상기 감지 전압이 제1 레벨보다 큰 제2 레벨에서 상기 온 신호를 생성하고, 상기 감지 전압이 상기 임계 전압 보다 큰 상기 제1 레벨에서 상기 오프 신호를 생성하는 단계; 및The control means generates an on signal or an off signal according to the sensed voltage of the voltage sensing means, wherein the on-signal generates the on signal at a second level at which the sensed voltage is greater than a first level, and the sensed voltage is greater than the threshold voltage. Generating the off signal at the large first level; And 상기 스위칭 수단에서 상기 온 신호에 따라 상기 버퍼 커패시터의 충전 전압을 배터리로 출력하고, 상기 오프 신호에 따라 상기 버퍼 커패시터의 충전 전압의 배터리로의 출력을 차단하는 단계Outputting the charging voltage of the buffer capacitor to the battery according to the on signal by the switching means, and interrupting the output of the charging voltage of the buffer capacitor to the battery according to the off signal. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.Charging method comprising a.
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