KR101550304B1 - 휴대형 자가 발전 장치 - Google Patents

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KR101550304B1
KR101550304B1 KR1020140190291A KR20140190291A KR101550304B1 KR 101550304 B1 KR101550304 B1 KR 101550304B1 KR 1020140190291 A KR1020140190291 A KR 1020140190291A KR 20140190291 A KR20140190291 A KR 20140190291A KR 101550304 B1 KR101550304 B1 KR 101550304B1
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권우현
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경북대학교 산학협력단
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits

Abstract

본 발명은 휴대형 자가 발전 장치에 관한 것으로서, 전력제어신호에 따라 단일 충방전 또는 동시 충방전 기능을 수행하도록 복수의 배터리를 포함하는 배터리부; 적어도 하나 이상의 직류 전원이 입력되는 적어도 하나 이상의 직류 입력단 또는 적어도 하나 이상의 교류 전원이 입력되는 적어도 하나 이상의 교류 입력단을 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 직류 전원 또는 교류 전원을 충전 에너지로 변환 출력하는 전원 입력부; 상기 충전 에너지의 입력 전압 범위 또는 입력 에너지양에 따라 상기 단일 충방전 또는 동시 충방전 기능을 선택하여 기능 선택 정보를 생성하고, 상기 배터리부의 잔여 용량에 따라 정전류 또는 정전압을 이용하여 충전하도록 충방전 알고리즘을 수행하며, 상기 배터리부의 방전 상태를 감지하여 방전 제한 정보를 생성한 후 상기 기능 선택 정보, 충방전 알고리즘 또는 방전 제어 정보를 반영하여 전력 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 전력 제어 신호에 따라 상기 전원 입력부에서 출력되는 충전 에너지가 적어도 하나 이상의 배터리에 충전되도록 스위칭하는 스위칭부; 및 상기 배터리부에 충전된 에너지를 적어도 하나 이상의 출력 전압 범위를 가지는 직류 또는 교류 형태의 출력 전압으로 부하에 출력하는 전원 출력부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 다양한 직류 전원과 복수의 교류 전원을 통해 통합적인 충전 방식을 구현할 수 있어 복수의 에너지원을 효율적으로 이용하여 짧은 시간에 빠르게 충전과 전력 공급이 가능하고, 다양한 직류 출력 및 교류 출력을 제공하여 효율적인 통합 발전 방식을 제공하여 다양한 전자 제품에 쉽게 전력공급원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 기존에 비해 발전량 및 축전량이 증대되어 야회 활동시 또는 비상 및 재난 발생시 전력공급원으로서의 활용성 및 이동의 편리성이 우수해질 수 있으며, 사용자의 수동 조작이나 태양광, 자동차 엔진, 가정용 전력, 풍력 등의 다양한 에너지우언을 이용하여 장소나 시간에 구애없이 전력을 생산하여 사용할 수 있고, 배터리의 충전이나 방전시에 배터리의 잔여 용량을 확인할 수 있고, 배터리의 수명 연장을 위한 충방전 알고리즘을 수행하기 때문에 최적의 효율로 발전 성능을 구현할 수 있다.

Description

휴대형 자가 발전 장치{APPRATUS FOR PORTABLE SELF-ELECTRIC GENERATION }
본 발명은 휴대형 자가 발전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 입력 전원을 수용하고 다양한 출력 전원으로 부하에 전원을 공급함으로써 장소나 시간에 구애받지 않고 에너지의 충전 또는 방전이 가능한 휴대형 자가 발전 장치에 관한 것이다.
휴대폰, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터의 등의 휴대용 전자기기는 외부에서 휴대하면서 사용하는 것이 일반적인데, 외부에 있으면서 휴대용 전자기기를 사용하는 경우에는 배터리의 전원이 소진되어 사용할 수 없게 된다.
이를 위해서 휴대하면서 즉시 발전에 의해 내장된 배터리에 전원을 충전한 다음 휴대용 전자기기에 보조 전원을 공급할 수 있도록 한 휴대용 발전기에 대한 기술이 많이 개시되어 있다.
최근 기상 이변으로 인한 자연재해(태풍, 홍수, 산불, 해일 및 지진발생) 발생시, 전기 공급이 단절되어 전기를 필요로 하는 제품을 사용할 수 없게 된다. 전등, 미니TV, 라디오, 휴대폰 및 노트북 등 전기를 필요로 하는 제품은 비상 발생시 사용할 수 없으며, 특히 야외활동(등산, 낚시 및 야외캠핑)중에는 제품 자체 전원이 방전되면 이를 사용할 수 없으므로 비상용 충전기가 필요하였다.
자연재해 및 야외활동 뿐만 아니라 군부대, 공장 및 공사현장 등에서 갑자기 정전이 발생되거나, 사무실, 선박, 숙박시설, 다중이용시설, 백화점, 대형 쇼핑센터, 영화관, 지하상가, 지하철역사 및 종교시설 등에서도 정전이 발생될 경우 비상용 충전기를 이용하여 전원을 필요로하는 제품을 이용해야 된다.
이러한 휴대용 자가 발전기에 대한 기술로서, 한국등록특허 제10-1375624호에는 축을 중심으로 하여 회전하는 주 기어에 다수의 발전기가 일체로 형성된 기어들이 이물림되고, 주 기어가 회전함에 따라 다수의 발전기가 전기를 발생하여 배터리에 충전되도록 함으로써 비상용전원장치 또는 야간 등산이나 캠핑, 낚시 등과 같은 레저 활동에 유용하게 사용할 수 있도록 한 구성이 기재되어 있다.
또한, 한국등록특허 제10-1052495호도 사용자의 기구적인 조작을 통해 발전기를 기동시켜 휴대단말기 등에 적용된 이차전지를 충전시킬 수 있는 휴대용 자가발전 충전장치에 관한 것이다.
한편, 휴대용 다기능 충전장치에 대한 기술로서, 한국등록특허 제10-1190089호에는 정전이나 재난 발생 또는 야외활동시 전기를 필요로 하는 제품의 전원이 소모되었을 경우를 대비하여 휴대용 가방에 발전기, 태양전지 및 배터리를 구비한 뒤 가방을 끌고 다니는 동안 바퀴의 회전으로 발전기가 작동되어 배터리가 충전되고, 또한 태양전지에 의해 배터리가 동시에 충전되므로 충전효율이 향상되며, 가방에는 차량용 시거잭, 가정용 전원 및 일반 직류전원으로도 배터리를 충전할 수 있도록 함으로써 평상시 상기 배터리를 미리 충전해 둘 수 있는 구성이 기재되어 있다.
이러한 종래 기술은 발전을 행할 때 사용자가 지속적으로 기구적인 조작을 통해 충전을 행하게 됨으로써 많은 시간과 힘이 드는 문제점이 있고, 충전시 소량의 전원만 충전되어 발전량 및 축전량에 한계가 있어 일시적인 휴대기기의 사용만이 가능하게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술은 배터리에 충전을 위한 입력전원이 가솔린, 태양광, 수동식 발전기 등의 한 가지 종류의 에너지원을 통해 전력을 생산하고 있어 동시에 복수의 에너지원으로부터 충전 에너지를 공급받아 복수의 배터리에 저장할 수 있는 수단이 구비되지 않고 있고, 다양한 출력 전압 범위와 다양한 형태로 출력을 제공할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 종래 기술은 입력 전원과 출력 전원의 한계로 인해 에너지 저장이나 발전시 장소나 시간에 제약이 따를 수 밖에 없고, 다양한 종류의 전자 제품에 사용이 불가능하다는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1375624호 " 휴대용 자가 발전기 " 한국등록특허 제10-1190089호 " 휴대용 다기능 충전장치 " 한국 등록특허 10-1052495호 " 휴대용 자가발전 충전장치 "
본 발명은 다양한 직류 전원과 복수의 교류 전원을 통해 통합적인 충전 방식을 구현할 수 있고, 다양한 직류 출력 및 교류 출력을 제공하여 효율적인 통합 발전 방식을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 충전이나 방전시에 배터리의 잔여 용량을 확인할 수 있고, 배터리의 수명 연장을 위한 최적의 충방전 알고리즘을 수행할 수 있는 휴대형 자가 발전 장치를 제공한다.
실시예들 중에서, 휴대형 자가 발전 장치는, 전력제어신호에 따라 단일 충방전 또는 동시 충방전 기능을 수행하도록 복수의 배터리를 포함하는 배터리부; 적어도 하나 이상의 직류 전원이 입력되는 적어도 하나 이상의 직류 입력단 또는 적어도 하나 이상의 교류 전원이 입력되는 적어도 하나 이상의 교류 입력단을 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 직류 전원 또는 교류 전원을 충전 에너지로 변환 출력하는 전원 입력부; 상기 충전 에너지의 입력 전압 범위 또는 입력 에너지양에 따라 상기 단일 충방전 또는 동시 충방전 기능을 선택하여 기능 선택 정보를 생성하고, 상기 배터리부의 잔여 용량에 따라 정전류 또는 정전압을 이용하여 충전하도록 충방전 알고리즘을 수행하며, 상기 배터리부의 방전 상태를 감지하여 방전 제한 정보를 생성한 후 상기 기능 선택 정보, 충방전 알고리즘 또는 방전 제어 정보를 반영하여 전력 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 전력 제어 신호에 따라 상기 전원 입력부에서 출력되는 충전 에너지가 적어도 하나 이상의 배터리에 충전되도록 스위칭하는 스위칭부; 및 상기 배터리부에 충전된 에너지를 적어도 하나 이상의 출력 전압 범위를 가지는 직류 또는 교류 형태의 출력 전압으로 부하에 출력하는 전원 출력부를 포함하되, 상기 전원 출력부는, 상기 배터리부에서 출력되는 배터리 출력전압을 강압하여 복수의 출력 전압으로 각각 출력하는 복수의 USB 단자; 상기 배터리 출력전압을 출력 전압으로 출력하는 직류 출력 단자; 및 상기 배터리 출력전압을 교류 전압으로 변환하여 출력하고, 상기 배터리 출력전압을 설정 전압 이상의 직류 링크 전압으로 승압한 후 인버터를 통해 부하에서 요구하는 크기와 주파수를 가지는 교류 전압으로 제공하는 푸시-풀 컨버터를 포함하는 교류 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직류 입력단은 역전압 방지를 위한 다이오드를 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 직류 입력단은 태양광 발전, 풍력 발전, 수동식 자가 발전, 자동차 엔진을 포함한 6V~80V의 입력 전압 범위를 가지는 복수의 에너지원에 적어도 하나 이상 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 입력부는 직류 입력단에서 입력되는 직류 전원을 충전 에너지로 강압 또는 승압 변환하여 출력하는 제1 전압변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭부는 상기 직류 입력단에서 입력되는 직류 전원을 감지하는 제1 전압 감지용 저항, 상기 교류 입력단에서 입력되는 교류 전원을 감지하는 제2 전압 감지용 저항 및 상기 배터리부가 충전되도록 직류 전원 또는 교류 전원을 연결하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 교류 입력단은, 상용 교류 전원을 직류 전압으로 출력하는 정류 회로부; 상기 정류 회로부에서 정류된 직류 전압의 역률을 개선하는 역률개선회로부; 상기 역률 개선된 직류 전압을 충전을 위한 전압 및 전류로 강압하여 출력하는 하프-브리지(Half-bridge) 회로부; 및 상기 하프-브리지에서 강압 출력되는 전압 및 전류를 상기 배터리부의 충전을 위한 충전 에너지로 출력하는 배터리 충전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 배터리부는 상기 복수의 USB 단자, 상기 직류 출력 단자 및 상기 교류 출력 단자의 입력측에 상기 배터리 출력전압의 방전 상태를 온/오프 제어하는 방전 제어용 스위치를 사용하여 것을 특징으로 한다.
상기 교류 출력 단자는 과열 보호, 합선 보호, 과전류 보호 및 전원 이상 보호를 포함하는 자기 보호 회로 기능을 수행하는 지능형 전력 모듈(Intelligent Power Module, IPM)을 상기 푸시-풀 컨버터의 출력단에 배치하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리부는 적어도 하나 이상의 내장 배터리 또는 외장 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭부의 스위칭 동작을 통해 전달되는 상기 충전 에너지를 정전압 전원으로 변환하여 상기 제어부로 출력하는 제2 전압 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 복수의 직류 전원이 입력될 경우에 입력 에너지양에 따라 우선 순위를 설정하여 충전하도록 하고, 상기 직류 전원과 교류 전원이 동시에 입력일 경우에 입력 에너지양에 따라 선택적으로 충전하도록 하는 충전 모듈; 상기 전원 출력부에 연결된 부하의 정격 전압에 따라 직류 또는 교류 형태의 출력 전압으로 제공하도록 상기 배터리부의 방전 경로를 설정하고, 상기 배터리부의 방전시 각 배터리가 방전종지전압에 도달하면 방전 제한을 위한 방전 제어 정보를 발생하는 방전 모듈; 상기 배터리부의 각 배터리에 대한 배터리 출력 전류와 배터리 출력전압을 측정하고, 상기 배터리 출력 전류와 배터리 출력전압을 아날로그/디지털 변환하여 관측함으로써 배터리 잔여 용량을 추정하는 배터리 상태 관측모듈; 상기 각 배터리부를 정전류 충전 방식 또는 상기 배터리부의 충전 전압이 기설정된 값이 이상일 경우에 정전압 충전 방식으로 충전하도록 하는 충방전 알고리즘을 수행하는 충방전 알고리즘 수행 모듈; 및 상기 배터리부의 각 배터리에 대한 개로전압(Open Circuit Voltage, OCV)을 측정하여 배터리 수명을 체크하는 배터리 수명 체크 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 상태 관측 모듈은 상기 배터리부의 각 배터리를 선형 모델로 모델링하고, 상기 모델링된 배터리와 실제 배터리를 비교하여 잔여 용량을 추정하는 것을 특징으로 한다.
상기 충방전 알고리즘 수행 모듈은, 상기 배터리부의 용량을 기준으로 제1 설정 전압에 도달할 때까지 제1 전류를 공급하는 펄스 충전 블록; 상기 배터리부의 최대 과충전 전압을 기준으로 제2 설정 전압에 도달할 때까지 정전류를 이용해 충전하는 벌크 충전 블록; 상기 배터리부가 과충전 상태로 진입하면 전류 제어 루프를 동작시켜 제2 전륙 상기 배터리부에 공급되도록 하고, 전압 제어 루프를 동작시켜 상기 배터리부의 충전 전압이 제3 설정 전압을 유지하도록 하는 과충전 블록; 및 상기 배터리부의 충전 전류가 제3 전류 이하일 경우에 부동 충전을 하여 상기 배터리부의 충전 전압이 제3 설정 전압을 유지하도록 하는 부동충전 블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 휴대형 자가 발전 장치는, 다양한 직류 전원과 복수의 교류 전원을 통해 통합적인 충전 방식을 구현할 수 있어 복수의 에너지원을 효율적으로 이용하여 짧은 시간에 빠르게 충전과 전력 공급이 가능하고, 다양한 직류 출력 및 교류 출력을 제공하여 효율적인 통합 발전 방식을 제공하여 다양한 전자 제품에 쉽게 전력공급원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 기존에 비해 발전량 및 축전량이 증대되어 야회 활동시 또는 비상 및 재난 발생시 전력공급원으로서의 활용성 및 이동의 편리성이 우수해질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 수동 조작이나 태양광, 자동차 엔진, 가정용 전력, 풍력 등의 다양한 에너지우언을 이용하여 장소나 시간에 구애없이 전력을 생산하여 사용할 수 있고, 배터리의 충전이나 방전시에 배터리의 잔여 용량을 확인할 수 있고, 배터리의 수명 연장을 위한 충방전 알고리즘을 수행하기 때문에 최적의 효율로 발전 성능을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 자가 발전 장치의 구성을 설명하는 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 자가 발전 장치의 구성을 설명하는 회로도
도 3은 도 1의 제어부에 대한 제어 알고리즘을 설명하기 위한 블록도
도 4는 도 3의 제어부의 구성을 설명하는 블록도
도 5는 도 1의 배터리부를 선형 모델로 모델링한 상태를 설명하는 도면
도 6은 도 3의 충방전 알고리즘 수행 모듈에 의한 충방전 전압 및 전류 상태를 설명하는 도면
도 7은 도 1의 스위칭부의 동작을 설명하는 도면
도 8은 도 1의 내부 배터리의 등가 회로 모델을 설명하는 도면
도 9는 도 8의 내부 배터리의 개방 전압 및 충전시 전압을 설명하는 도면
도 10은 도 8의 내부 배터리의 충전시 전류를 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
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 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 자가 발전 장치의 구성을 설명하는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 자가 발전 장치의 구성을 설명하는 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 휴대형 자가 발전 장치는 배터리부(100), 전원 입력부(200), 제어부(300), 스위칭부(400) 및 전원 출력부(500)를 포함한다.
배터리부(100)는 전력제어신호에 따라 단일 충방전 또는 동시 충방전 기능을 수행하도록 복수의 배터리를 포함한다. 배터리부(100)는 납축 전지를 포함한 내장 배터리(110)와 리튬-이온 배터리를 포함한 외장 배터리(120)로 구성된다. 내장 배터리(110)의 용량은 DC12V-35A의 대용량 배터리를 기본으로 하면서 확장용 배터리를 추가로 장착할 수 있다.
전원 입력부(200)는 적어도 하나 이상의 직류 전원이 입력되는 적어도 하나 이상의 직류 입력단(210) 및 적어도 하나 이상의 교류 전원이 입력되는 적어도 하나 이상의 교류 입력단(230)을 포함한다. 이러한 전원 입력부(200)는 적어도 하나 이상의 직류 전원 또는 교류 전원을 입력받아 충전 에너지로 변환 출력한다.
직류 입력단(210)은 태양광 발전, 풍력 발전, 수동식 자가 발전, 자동차 엔진을 포함한 6V~80V의 입력 전압 범위를 가지는 복수의 에너지원과 연결될 수 있는 통합 충전 방식을 지원한다.
수동식 자가 발전(211)은 사용자가 레베를 조작하여 발전기를 회전시킴으로써 배터리부(100)에 충전이 필요한 에너지를 생성하는 것으로서, 24V 80W DC 전동기를 이용할 수 있다. 특히, 재난 상황시 비상용 배터리인 외장 배터리(120)를 충전하여 LED와 같은 조명을 켜거나 휴대 전화기를 충전하는데 사용이 가능하다.
태양광 발전(212)은 솔라셀을 이용하여 내장 배터리(110)의 충전을 위한 에너지를 제공한다. 솔라 셀은 최대전압 19.5V로 40W의 에너지를 생산할 수 있고, MPPT(Maximum Power Point Tracking, MPPT) 제어를 통해 최적 효율로 발전이 가능하다.
자동차 엔진(213)은 12V 자동차 배터리를 DC 전원의 입력으로 사용하는 것으로서, 시거잭을 이용하여 배터리부(100)를 충전할 수 있다.
직류 입력단(210)은 직류 전원을 충전 에너지로 강압 또는 승압 변환하여 출력하는 제1 전압변환부(220)를 포함하고, 제1 전압변환부(220)의 전단에 역전압 방지를 위한 다이오드(D1, SD2, D3)를 각각 설치한다.
이와 같이, 수동식 자가 발전(211), 태양광 발전(212) 및 자동차 엔진(213)을 이용해 생성된 직류 전원은 제어부(300)에 입력되고, 제어부(300)는 6V~80V의 입력전압범위를 가지는 강압-승압(Buck-Boost) 기능을 구비하고 있어, 다양한 입력 전압 범위를 가지는 직류 전원이 입력되더라도 배터리부(100)의 충전을 위한 15V의 충전용 전압으로 출력할 수 있다.
한편, 교류 입력단(230)은 정류 회로부(231), 역률 개선 회로부(232), 하프-브리지 회로부(233) 및 배터리 충전부(234)를 포함한다.
정류 회로부(231)는 80~265V(AC)상용 교류 전원을 직류 전압으로 출력하고, 역률 개선 회로부(232)는 정류 회로부(231)에서 정류된 직류 전압의 역률을 개선하여 400V/800W의 직류 전원으로 변경하며, 하프-브리지 회로부(233)는 역률 개선된 직류 전압을 충전을 위한 25V/8A의 전압 및 전류인 충전 에너지로 강압하여 출력한다.
그리고, 배터리 충전부(234)는 교류 전원 충전을 위한 프로그램을 제공하여 충전 에너지가 제어부(300)를 거쳐 배터리부(100)의 충전에 필요한 15V의 충전용 전압으로 출력되도록 한다.
제어부(300)는 입력 전원의 종류, 충전 에너지의 입력 전압 범위 또는 입력 에너지양에 따라 단일 충방전 또는 동시 충방전 기능을 선택하여 기능 선택 정보를 생성하고, 배터리부(100)의 잔여 용량에 따라 정전류 또는 정전압을 이용하여 충전하도록 충전 제어 정보를 생성하며, 배터리부(100)의 방전 상태를 감지하여 방전 제한 정보를 생성한 후 기능 선택 정보, 충전 제어 정보 또는 방전 제어 정보를 반영하여 전력 제어 신호를 출력한다.
제어부(300)는 전단에 스위칭부(400)의 스위칭 동작을 통해 전달되는 충전 에너지를 정전압 전원(5V)으로 변환하여 제어부(300)에 전달하는 제2 전압 변환부(310)를 더 포함한다. 제2 전압 변환부(310)에서 제공되는 정전압 전원은 제어부(300)의 구동 전원으로 사용될 수 있다.
스위칭부(400)는 제어부(300)의 전력 제어 신호의 기능 선택 정보 또는 충전 제어 정보에 따라 전원 입력부(200)에서 출력되는 충전 에너지가 적어도 하나 이상의 배터리(110, 120)에 충전되도록 스위칭한다. 이러한 스위칭부(400)는 직류 입력단(210)에서 입력되는 직류 전원을 감지하는 제1 전압 감지용 저항(R1), 교류 입력단(230)에서 입력되는 교류 전원을 감지하는 제2 전압 감지용 저항(R3) 및 배터리부(100)가 충전되도록 직류 전원 또는 교류 전원을 연결하는 스위치(SW1)를 포함한다.
이때, 스위치(SW1)는 배터리부(100)의 충전시 외부 회로로부터의 에너지 소모를 줄이고, IC칩 형태의 제어부(300)를 보호하기 위해 MOSFET을 사용한다.
전원 출력부(500)는 배터리부(100)에서 충전된 에너지를 적어도 적어도 하나 이상의 출력 전압 범위를 가지는 직류 전압 또는 교류 전압의 형태로 출력 전압을 출력한다.
이러한 전원 출력부(500)는 복수의 USB 단자(510), 직류 출력 단자(520), 교류 출력 단자(530)를 포함한다.
복수의 USB 단자(510)는 배터리부(100)에서 출력되는 배터리 출력전압(12V)을 제4 전압변환부(511)를 이용하여 5V로 강압하여 복수의 출력 전압으로 각각 출력한다. 이때, 복수의 USB 단자(510)는 휴대 전화기나 다른 전자제품을 충전하기 위해 5W 출력 및 10W 출력을 각각 제공함으로써 LED를 켜거나 USB 케이블을 통해 휴대 전화기 또는 전자제품에 구동전원을 제공할 수 있다.
직류 출력 단자(520)는 12V에서 최고 20A까지 소비가 가능한 240W의 DC 출력을 제공하고 있어, DC 12V를 사용하는 전자 제품을 충전하기에 적합하다.
교류 출력 단자(530)는 교류 전압용 전자 제품을 구동하기 위해 200W의 AC 출력을 제공한다. 교류 출력 단자(530)는 배터리 출력전압을 설정 전압(380V(DC)) 이상의 직류 링크 전압으로 승압한 후 인버터를 통해 부하에서 요구하는 교류 전압(110V/220V)과 주파수(50㎐/60㎐)를 가지는 AC 출력 전압을 제공하는 푸시-풀 컨버터(531)를 포함한다.
교류 출력 단자(530)는 과열 보호, 합선 보호, 과전류 보호 및 전원 이상 보호를 포함하는 자기 보호 회로 기능을 수행하는 지능형 전력 모듈(Intelligent Power Module, IPM)(532)을 푸시-풀 컨버터(531)의 출력측에 설치할 수 있다.
한편, 배터리부(100)는 복수의 USB 단자(510), 직류 출력 단자(520) 및 교류 출력 단자(530)의 입력측에 배터리 출력전압의 방전 여부를 결정하는 방전 제어용 스위치(SW2, SW3, SW4)를 사용한다.
방전 제어용 스위치(SW2, SW3, SW4)는 제어부(300)의 방전 제한 정보를 근거로 하여 배터리부(100)가 방전종지전압까지 방전되었을 경우에 배터리부(100)가 더이상 방전되지 않도록 배터리부(100)의 방전을 방지하여 배터리부(100)의 수명을 보호할 수 있다.
복수의 USB 단자(510)에 5V 출력을 위한 제4 전압변환부(511)가 설치되어 있으므로 USB 단자(510)에 전자 기기가 연결되지 않은 상태에서는 미리 SW2의 스위치를 연결 해제하여 제4 전압 변환부(511)의 대기 전력을 줄일 수 있다.
한편, 외장 배터리(120)는 제어부(300)의 전력 제어 신호에 따라 제3 전압변환부(541)를 통해 3.7V~4.2V의 배터리 출력전압을 5V의 출력 전압으로 승압하여 DC 출력을 제공한다.
외장 배터리(120)에서 출력되는 DC 출력 전압은 온/오프 스위치(540)에 의해 스위치(SW5)를 통해 USB 단자(510)로 제공될 수 있다.
도 3은 도 1의 제어부에 대한 제어 알고리즘을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 도 3의 제어부의 구성을 설명하는 블록도이며, 도 5는 도 1의 배터리부를 선형 모델로 모델링한 상태를 설명하는 도면이고, 도 6은 도 3의 충방전 알고리즘 수행 모듈에 의한 충방전 전압 및 전류 상태를 설명하는 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참고하면, 제어부(300)는 배터리부(100)의 출력 전류(A)와 출력 전압(V)을 측정하고, 배터리 출력 전류와 출력 전압을 아날로그/디지털 변환을 통해 관측하며, 배터리 잔여 용량을 추정할 수 있다.
이러한 제어부(300)는 충전 모듈(320), 방전 모듈(330), 배터리 상태 관측 모듈(340), 충방전 알고리즘 수행 모듈(350) 및 배터리 수명 체체크 모듈(360)을 포함한다.
충전 모듈(320)은 복수의 직류 전원이 동시에 병렬로 입력될 경우에 입력 에너지양에 따라 우선 순위를 설정하여 충전하도록 하고, 직류 전원과 교류 전원이 동시에 입력될 경우에 입력 에너지양에 따라 내장 배터리(110)와 외장 배터리(120)를 선택적으로 충전시킬 수 있다.
예를 들어, 자동차 엔진(213)과 태양광 발전(212)에서 동시에 직류 전원이 입력되면, 충전 모듈(320)은 입력 에너지양이 큰 태양광 발전(212)의 직류 전원을 제어부(300)에 입력되도록 한다. 이때, 수동식 자가 발전(211)이나 자동차 엔진(213)에 태양광 발전(212)의 에너지가 흘러 들어가게 되면 수동식 자가 발전(211)이나 자동차 엔진(213)의 배터리가 파괴될 가능성이 있다. 따라서, 수동식 자가 발전(211) 및 자동차 엔진(213)은 출력단 역전압 방지용 다이오드(D1)를 통해 다른 에너지원에 의한 역전압으로부터 배터리를 보호할 수 있다.
한편, 전원 입력부(200)에서 직류 전원과 교류 전원이 동시에 입력될 경우에, 교류 전원을 이용해 내장 배터리(110)를 충전하는 중 태양광 발전(212)에 의한 직류 전원이 입력되면, 사용자는 직류 전원과 교류 전원을 선택하여 내장 배터리(110)를 충전할 수 있다. 일반적으로, 상용 교류 전압을 사용하는 교류 전원이 직류 전원보다 입력 에너지양이 크기 때문에 교류 전원을 내장 배터리(110)의 충전용 전압으로 사용한다.
방전 모듈(330)은 전원 출력부(500)에 연결된 부하의 정격 전압에 따라 직류 전압 또는 교류 전압 형태로 배터리부(100)의 배터리 출력전압에 대한 방전 경로를 설정하고, 배터리부(100)의 방전시 각 배터리가 방전종지전압에 도달하면 방전 제한을 위한 방전 제어 정보를 발생한다.
배터리 상태 관측 모듈(340)은 배터리부(100)의 충전 또는 방전시 배터리의 잔여 용량을 확인하여 부하의 전력 공급원에 적합한지를 확인할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 배터리 상태 관측 모듈(340)은 내장 배터리(110)를 선형 모델로 모델링하여 모델링된 내부 배터리와 실제 배터리를 비교하여 잔여 용량을 추정한다.
Csurface는 셀의 표면 효과를 나타내는 표면 캐패시터이고, Cbulk는 충전 에너지를 화학적으로 저장하기 위한 배터리 능력을 나타내는 대용량 캐패시터이며, Rt는 터미널 저항, Rs와 Re는 종단 저항과 캐패시터 저항을 각각 나타낸다.
배터리 상태 관측 모듈(340)은 Cbulk를 추정하여 배터리 잔여 용량(SOC, State of Charge)을 확인할 수 있다. 배터리 상태 관측 모듈(340)은 관측기를 설계하여 현재의 입력값인 전압값, 전류값 및 시스템의 동적 특성에 대한 정보를 이용하여 상태 변수를 추정하는데, 배터리 잔여 용량(SOC) 값은 Vcb를 통해서 알 수 있다.
충방전 알고리즘 수행 모듈(350)은 배터리부(100)를 정전류 충전과 정전압 충전 방식을 이용하여 충전하도록 한다. 이러한 충방전 알고리즘 수행 모듈(350)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 배터리부(100)가 일정 전압 이상일 경우와 과방전 되었을 경우를 고려하여 4단계로 배터리부(100)를 충전하기 위한 충방전 알고리즘을 수행하는데, 펄스 충전 블록(351), 벌크 충전 블록(352), 과충전 블록(353) 및 부동충전 블록(354)을 포함한다.
펄스 충전 블록(351)은 내부 배터리의 용량(C)DML 1/100값으로 제1 설정 전압을 충전 가능 전압으로 설정하고, 아주 작은 전류인 제1 전류(ITC)를 제1 설정 전압에 도달할 때(T0~T1)까지 공급하여 펄스 충전 또는 간헐 충전을 수행한다.
벌크 충전 블록(353)은 내장 배터리(110)의 최대 과충전 전압(VOC)DML 95%의 전압값을 제2 설정 전압(0.95×VOC)으로 설정하고, 정전류를 이용하여 T1~T2동안 벌크 충전을 수행한다.
과충전 블록(353)은 내장 배터리(110)가 과충전 상태로 진입하면 전류 제어 루프를 동작시켜 제2 전류가 내장 배터리(110)에 계속 공급되도록 하고, 전압 제어 루프를 동작시켜 내장 배터리(110)의 전압이 최대 과충전 전압인 제3 설정 전압(VOC)을 유지하도록 T2~T4 동안 충전을 수행한다.
부동 충전 블록(354)은 T4 이후로 내장 배터리(110)의 충전 전류가 제3 전류(IOCT) 이하일 경우에 부동 충전을 하여 내장 배터리(110)의 전압이 제3 설정 전압(VOC)을 유지하도록 충전을 수행한다.
배터리 수명 체체크 모듈(360)은 배터리부(100)의 잔여 용량은 충방전 알고리즘을 통해 예측이 가능하지만, 배터리부(100)의 잔여 용량으로 배터리부(100)의 수명을 체크할 수는 없기 때문에 각 배터리(110, 120)에 대한 개로전압(Open Circuit Voltage, OCV)을 측정하여 배터리 수명을 체크한다.
도 7은 도 1의 스위칭부의 동작을 설명하는 도면이다.
도 7을 참고하면, 스위칭부(400)는 초기 상태에 직류 전원을 이용해 충전할 수 있도록 연결되어 있다.((a) 참고) 제어부(300)는 제2 전압감지용 저항(R2)을 통해 교류 전원이 감지되면 교류 전원을 이용해 내장 배터리(110)가 충전되도록 스위치(SW1) 연결을 직류 입력단(210)에서 교류 입력단(230)으로 변경한다.((b) 참고)
스위칭부(400)는 충전 에너지를 교류 전원 또는 직류 전원으로 변경할 수 있고, 제어부(300)를 보호할 수 있으며, MOSFET을 사용하여 소모 에너지를 줄일 수 있다.
도 8은 도 1의 내부 배터리의 등가 회로 모델을 설명하는 도면이고, 도 9는 도 8의 내부 배터리의 개방 전압 및 충전시 전압을 설명하는 도면이며, 도 10은 도 8의 내부 배터리의 충전시 전류를 설명하는 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참고하면, 내부저항(Ri)와 내장 배터리(110) 내부의 전기 화학적인 반응에 의한 비선형적인 특성을 나타내는 VDiff, 그리고 부하가 연결되지 않은 상태에서의 전압(VOC)으로 구성된다.
내장 배터리(110)의 내부저항으로 인해 외부에서 측정되는 단자 전압은 실제 배터리의 용량과 다르게 나타나는데, 충전 시에는 단자전압이 높아지고 방전 시에는 단자 전압이 낮게 측정된다. 내부 저항은 내장 배터리(110)의 노후 정도에 따라 달라 충전 상태를 정확한 수치로 파악할 때 오차로 나타난다.
따라서, 하기한 수학식 1로부터 내부저항이 커지게 되면 방전 시에 내장 배터리(110)의 단자전압이 낮아지며, 내부저항이 커질수록 내장 배터리(110)의 노후 정도가 심해져 배터리의 기능을 상실하게 된다.
Figure 112014126203047-pat00001
도 9에 도시된 바와 같이, V0는 내장 배터리(110)의 OCV를 측정한 데이터이며, V1-V7 구간은 충전 시에 전압을 측정한 데이터를 나타낸다. 측정된 V0 부분을 비교 하였을 경우에는 T1, T2, T3, T4, T5, T6의 순위로 충전상태가 좋은 것을 알 수 있다. 그러나, 충전 초기 전압으로 측정된 V1-V7 구간을 비교 하였을 경우에는 T5, T1, T2, T4, T6, T3의 순위로 충전 상태가 좋은 것을 알 수 있다.
T3의 경우에는 OCV 측정 시 T4-T6 보다 전압이 높았으나, V1-V7 구간에서는 T4와 T5 보다 낮았고, T6과 비교하였을 때 V1-V3 구간은 높았으며, V4-V7 구간은 낮게 측정이 된 것이 확인되어 T3은 T4-T6 보다 충전상태가 좋지 않은 것으로 분석된다. 또한 T5에서는 급격하게 전압이 상승되었으므로 내장 배터리(110)의 내부저항이 높아짐을 의미한다. 이는 내장 배터리(110)의 SOH(State of Health)가 좋지 않을 경우에 나타나는 현상을 보여 주고 있다. 그로 인해 T1, T2, T4, T6, T3, T5 순위로 충전 상태를 평가한다.
도 10은 충전시 전류를 측정한 데이터를 나타낸다. 내장 배터리(110)의 충전 시 전류를 비교했을 경우에, 도 9의 V1-V7 구간과 같은 T5, T1, T2, T4, T6, T3의 순위로 충전 상태가 양호함을 알 수 있다. 그러나, T5의 전류가 0.0987 이하까지 떨어지는 것으로 나타나 전압 측정시에 분석되었던 내장 배터리(110)의 SOH의 불량 현상이 나타났다. 충전 시 전류를 비교하는 경우에도 도 9와 마찬가지로 T1, T2, T4, T6, T3, T5의 순위로 충전 상태를 평가한다.
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.
100 : 배터리부 200 : 전원 입력부
300 : 제어부 400 : 스위칭부
500 : 전원 출력부

Claims (15)

  1. 전력제어신호에 따라 단일 충방전 또는 동시 충방전 기능을 수행하도록 복수의 배터리를 포함하는 배터리부; 적어도 하나 이상의 직류 전원이 입력되는 적어도 하나 이상의 직류 입력단 또는 적어도 하나 이상의 교류 전원이 입력되는 적어도 하나 이상의 교류 입력단을 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 직류 전원 또는 교류 전원을 충전 에너지로 변환 출력하는 전원 입력부; 상기 충전 에너지의 입력 전압 범위 또는 입력 에너지양에 따라 상기 단일 충방전 또는 동시 충방전 기능을 선택하여 기능 선택 정보를 생성하고, 상기 배터리부의 잔여 용량에 따라 정전류 또는 정전압을 이용하여 충전하도록 충방전 알고리즘을 수행하며, 상기 배터리부의 방전 상태를 감지하여 방전 제한 정보를 생성한 후 상기 기능 선택 정보, 충방전 알고리즘 또는 방전 제어 정보를 반영하여 전력 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 전력 제어 신호에 따라 상기 전원 입력부에서 출력되는 충전 에너지가 적어도 하나 이상의 배터리에 충전되도록 스위칭하는 스위칭부; 및 상기 배터리부에 충전된 에너지를 적어도 하나 이상의 출력 전압 범위를 가지는 직류 또는 교류 형태의 출력 전압으로 부하에 출력하는 전원 출력부를 포함하되,
    상기 전원 출력부는,
    상기 배터리부에서 출력되는 배터리 출력전압을 강압하여 복수의 출력 전압으로 각각 출력하는 복수의 USB 단자;
    상기 배터리 출력전압을 출력 전압으로 출력하는 직류 출력 단자; 및
    상기 배터리 출력전압을 교류 전압으로 변환하여 출력하고, 상기 배터리 출력전압을 설정 전압 이상의 직류 링크 전압으로 승압한 후 인버터를 통해 부하에서 요구하는 크기와 주파수를 가지는 교류 전압으로 제공하는 푸시-풀 컨버터를 포함하는 교류 출력 단자를 포함하는 것는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직류 입력단은 역전압 방지를 위한 다이오드를 사용하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직류 입력단은 태양광 발전, 풍력 발전, 수동식 자가 발전, 자동차 엔진을 포함한 6V~80V의 입력 전압 범위를 가지는 복수의 에너지원에 적어도 하나 이상 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전원 입력부는 직류 입력단에서 입력되는 직류 전원을 충전 에너지로 강압 또는 승압 변환하여 출력하는 제1 전압변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 직류 입력단에서 입력되는 직류 전원을 감지하는 제1 전압 감지용 저항, 상기 교류 입력단에서 입력되는 교류 전원을 감지하는 제2 전압 감지용 저항 및 상기 배터리부가 충전되도록 직류 전원 또는 교류 전원을 연결하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 교류 입력단은,
    상용 교류 전원을 직류 전압으로 출력하는 정류 회로부;
    상기 정류 회로부에서 정류된 직류 전압의 역률을 개선하는 역률개선회로부;
    상기 역률 개선된 직류 전압을 충전을 위한 전압 및 전류로 강압하여 출력하는 하프-브리지(Half-bridge) 회로부; 및
    상기 하프-브리지에서 강압 출력되는 전압 및 전류를 상기 배터리부의 충전을 위한 충전 에너지로 출력하는 배터리 충전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배터리부는 상기 복수의 USB 단자, 상기 직류 출력 단자 및 상기 교류 출력 단자의 입력측에 상기 배터리 출력전압의 방전 상태를 온/오프 제어하는 방전 제어용 스위치를 사용하여 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 교류 출력 단자는 과열 보호, 합선 보호, 과전류 보호 및 전원 이상 보호를 포함하는 자기 보호 회로 기능을 수행하는 지능형 전력 모듈(Intelligent Power Module, IPM)을 상기 푸시-풀 컨버터의 출력단에 배치하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배터리부는 적어도 하나 이상의 내장 배터리 또는 외장 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부의 스위칭 동작을 통해 전달되는 상기 충전 에너지를 정전압 전원으로 변환하여 상기 제어부로 출력하는 제2 전압 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 직류 전원이 입력될 경우에 입력 에너지양에 따라 우선 순위를 설정하여 충전하도록 하고, 상기 직류 전원과 교류 전원이 동시에 입력일 경우에 입력 에너지양에 따라 선택적으로 충전하도록 하는 충전 모듈;
    상기 전원 출력부에 연결된 부하의 정격 전압에 따라 직류 또는 교류 형태의 출력 전압으로 제공하도록 상기 배터리부의 방전 경로를 설정하고, 상기 배터리부의 방전시 각 배터리가 방전종지전압에 도달하면 방전 제한을 위한 방전 제어 정보를 발생하는 방전 모듈;
    상기 배터리부의 각 배터리에 대한 배터리 출력 전류와 배터리 출력전압을 측정하고, 상기 배터리 출력 전류와 배터리 출력전압을 아날로그/디지털 변환하여 관측함으로써 배터리 잔여 용량을 추정하는 배터리 상태 관측모듈;
    상기 각 배터리부를 정전류 충전 방식 또는 상기 배터리부의 충전 전압이 기설정된 값이 이상일 경우에 정전압 충전 방식으로 충전하도록 하는 충방전 알고리즘을 수행하는 충방전 알고리즘 수행 모듈; 및
    상기 배터리부의 각 배터리에 대한 개로전압(Open Circuit Voltage, OCV)을 측정하여 배터리 수명을 체크하는 배터리 수명 체크 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 배터리 상태 관측 모듈은 상기 배터리부의 각 배터리를 선형 모델로 모델링하고, 상기 모델링된 배터리와 실제 배터리를 비교하여 잔여 용량을 추정하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 충방전 알고리즘 수행 모듈은,
    상기 배터리부의 용량을 기준으로 제1 설정 전압에 도달할 때까지 제1 전류를 공급하는 펄스 충전 블록;
    상기 배터리부의 최대 과충전 전압을 기준으로 제2 설정 전압에 도달할 때까지 정전류를 이용해 충전하는 벌크 충전 블록;
    상기 배터리부가 과충전 상태로 진입하면 전류 제어 루프를 동작시켜 제2 전륙 상기 배터리부에 공급되도록 하고, 전압 제어 루프를 동작시켜 상기 배터리부의 충전 전압이 제3 설정 전압을 유지하도록 하는 과충전 블록; 및
    상기 배터리부의 충전 전류가 제3 전류 이하일 경우에 부동 충전을 하여 상기 배터리부의 충전 전압이 제3 설정 전압을 유지하도록 하는 부동충전 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 자가 발전 장치.
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