KR101718664B1

KR101718664B1 - 충전기 및 이의 구동 방법

Info

Publication number: KR101718664B1
Application number: KR1020160085540A
Authority: KR
Inventors: 유대영
Original assignee: 유대영
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2017-03-21
Also published as: WO2018008816A1; CN109196749A

Abstract

본 발명은 충전기 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스마트 폰 등의 외부 단말의 충전에 있어서 건전지와 충전지를 모두 활용할 수 있으며, 복수의 건전지 홀더 사이의 직병렬 연결을 조절하여 건전지 내부에 잔량이 부족한 경우에도 외부 단말의 충전이 가능한 충전기 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

Description

충전기 및 이의 구동 방법 {Charger and the driving method thereof}

본 발명은 충전기 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 충전지를 이용하여 스마트 폰(smart phone) 등의 외부 단말의 충전이 가능할 뿐 아니라, 건전지로도 외부 단말의 충전이 가능한 충전기 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

휴대 전화에 인터넷(internet) 통신과 정보 검색 등의 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 단말기로서의 스마트 폰은 사용자가 원하는 애플리케이션(application)을 설치하여 사용할 수 있는 것이 특징인 단말기이다.

이러한 스마트 폰의 보급율과 사용량은 해마다 늘어나고 있으며, 스마트 폰을 이용한 처리되는 데이터(data)의 종류와 양도 기하급수적으로 늘어나고 있다. 따라서, 이러한 다양한 데이터를 처리하고 연산하기 위하여, 스마트 폰의 중앙 처리 장치 등의 부품 소자들도 성능도 점차 고도화되고 있으며, 이와 동시에 이러한 부품 소자들에 전원을 공급하는 배터리(battery)의 성능도 함께 발달하고 있는 상황이다. 그러나, 아직까지는 스마트 폰의 사용량에 비하여 내장된 배터리가 충분한 배터리 성능을 제공하지 못하고 있다.

이로 인하여, 많은 사람들이 스마트 폰 등의 외부 단말에 추가로 전원을 공급하 수 있는 보조 배터리 장치를 추가로 구매하여 사용하고 있으며, 이러한 보조 배터리 시장은 2011년 500억 원대에 불과하였으나, 2015년에는 2조 원대로 급증하였다.(대한민국 기준) 더욱이, 애플(Apple)사나 삼성전자와 같이 고가의 스마트 폰을 제작하는 단말기 업체들이 시장에 출시하는 제품의 추세가 배터리가 스마트 폰에 일체로 내장된 제품으로 옮겨가면서, 국내 보조 배터리 시장은 앞으로 더 커질 것으로 예상된다.

그러나, 시장에 보급되어 있는 기존 휴대용 보조 배터리 제품들은 미리 사전에 충전을 해 놓아야 하며, 미처 충전이 안 된 상황에서는 긴급히 사용할 수 없다는 문제점이 있었으며, 일부 건전지를 이용한 충전기의 경우에는 항상 건전지만 사용하여 제품을 충전해야 한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 충전지를 이용하여 스마트 폰 등의 외부 단말의 충전이 가능한 동시에, 건전지를 이용하여서도 외부 단말의 충전이 가능한 충전기 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.

또한, 건전지의 사이즈에 제한 없이 다양한 건전지를 이용하여 스마트 폰 등의 외부 단말의 충전이 가능한 충전기 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.

또한, 복수의 건전지 사이의 연결을 직렬 또는 병렬로 변환하여, 건전지에 저장된 에너지를 조금 더 효율적으로 활용할 수 있는 충전기 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 하우징(housing); 상기 하우징에 형성되는 전지 홀더(holder); 상기 전지 홀더의 일측면에 형성되는 제1 전극 단자; 상기 전지 홀더의 하면에 형성되는 개구부; 상기 개구부를 통하여 상기 전지 홀더 내부로 삽입되는 지지부; 상기 지지부 상에 형성되는 제2 전극 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 지지부에 일측이 연결되고, 타측은 하우징에 연결되는 스프링(spring);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 제1 전극 단자가 형성된 상기 전기 홀더의 일측면으로부터 65 밀리미터(mm) 이상 떨어진 부위에 형성되는 충방전 단자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 본 발명은 전원 출력 단자; 상기 제1 전극 단자 및 상기 제2 전극 단자로부터 인가되는 전압을 승압하여 전원 출력 단자에 전달하는 승압 회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 본 발명은 전원 출력 단자; 외부 전원 입력 단자; 상기 외부 전원 입력 단자와 상기 충방전 단자 사이에 구비되는 충전 보호 회로부; 상기 전원 출력 단자와 상기 충방전 단자 사이에 구비되는 방전 보호 회로부; 상기 방전 보호 회로부와 상기 전원 출력 단자 사이에 구비되는 승압 회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 충전 보호 회로부는 상기 제1 전극 단자 및 상기 제2 전극 단자 사이의 전압이 기설정된 일정 전압 이상이면 상기 외부 입력 단자로부터 충방전 단자로의 전원 공급을 차단하고, 상기 방전 보호 회로부는 상기 제1 전극 단자 및 상기 제2 전극 단자 사이의 전압이 기설정된 일정 전압 이하이면 상기 충전 단자로부터 상기 전원 출력 단자로의 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 본 발명은 하우징; 상기 하우징에 형성되는 건전지 홀더; 상기 하우징에 형성되는 충전지 홀더; 상기 건전지 홀더의 일측면에 형성되는 제1 전극 단자; 상기 건전지 홀더의 하면에 형성되는 개구부; 상기 건전지 홀더의 하면에 형성된 개구부를 통하여 상기 건전지 홀더의 내부로 삽입되는 지지부; 상기 지지부 상에 형성되는 제2 전극 단자; 상기 충전지 홀더의 일측면에 형성되는 제3 전극 단자; 상기 충전지 홀더의 타측면에 형성되는 제4 전극 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 건전지 홀더는 제1 건전지 홀더 및 제2 건전지 홀더로 구성되고, 상기 제1 건전지 홀더 및 상기 제2 건전지 홀더는 각각의 제1 전극 단자, 개구부, 지지부 및 제2 전극 단자를 구비하며, 상기 제1 건전지 홀더 및 상기 제2 건전지 홀더 사이의 전기적 연결을 직렬에서 병렬 또는 병렬에서 직렬로 변환하는 직병렬 전환 스위치(switch);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 직병렬 전환 스위치는 제1 및 제2 공통단, 제1 내지 제4 출력단을 포함하는 쌍극 쌍투(DPDT[Double Pole Double Throw]) 스위치로서, 상기 제1 공통단은 상기 제2 건전지 홀더의 제1 전극 단자와 연결되며, 상기 제2 공통단은 상기 제1 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자와 연결되고, 상기 제1 출력단은 상기 제1 건전지 홀더의 제1 전극 단자 및 제1 건전지 출력 단자와 연결되며, 상기 제2 출력단은 상기 제4 출력단과 연결되고, 상기 제3 출력단은 상기 제2 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자 및 제2 건전지 출력 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 직병렬 전환 스위치의 내부 연결은 상기 제1 공통단과 상기 제1 출력단이 연결되는 경우, 상기 제2 공통단과 상기 제3 출력단이 연결되며, 상기 제1 공통단과 상기 제2 출력단이 연결되는 경우, 상기 제2 공통단과 상기 제4 출력단이 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 건전지 홀더는 제1 건전지 홀더, 제2 건전지 홀더 및 제3 건전지 홀더로 구성되고, 상기 제1 건전지 홀더, 상기 제2 건전지 홀더 및 상기 제3 건전지 홀더는 각각의 제1 전극 단자, 개구부, 지지부 및 제2 전극 단자를 구비하며, 상기 제1 건전지 홀더, 상기 제2 건전지 홀더 및 상기 제3 건전지 홀더 사이의 전기적 연결을 직렬에서 병렬 또는 병렬에서 직렬로 변환하는 직병렬 전환 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 직병렬 전환 스위치는 제1 내지 제4 공통단, 제1 내지 제8 출력단을 포함하는 다극 다투(MPMT[Multiple Pole Multiple Throw]) 스위치로서, 상기 제1 공통단은 상기 제1 건전지 홀더의 제1 전극 단자 및 제1 건전지 출력 단자와 연결되며, 상기 제2 공통단은 상기 제2 건전지 홀더의 제1 전극 단자와 연결되고, 상기 제3 공통단은 상기 제1 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자와 연결되며, 상기 제4 공통단은 상기 제2 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자와 연결되고, 상기 제2 출력단은 상기 제4 출력단, 상기 제3 건전지 홀더의 제1 전극 단자 및 제7 출력단과 연결되며, 상기 제3 출력단은 상기 제5 출력단과 연결되고, 상기 제6 출력단은 상기 제8 출력단, 제2 건전지 출력 단자 및 상기 제3 건전지 홀도의 지지부 상의 제2 전극 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 직병렬 전환 스위치의 내부 연결은 상기 제1 공통단과 상기 제1 출력단이 연결되는 경우, 상기 제2 공통단과 상기 제3 출력단, 상기 제3 공통단과 상기 제5 출력단, 상기 제4 공통단과 상기 제7 출력단이 서로 연결되며, 상기 제1 공통단이 상기 제2 출력단과 연결되는 경우, 상기 제2 공통단과 상기 제4 출력단, 상기 제3 공통단과 상기 제6 출력단, 상기 제4 공통단과 상기 제8 출력단이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 제1 전원 출력 단자;를 더 포함하고, 상기 제1 건전지 출력 단자와 상기 제2 건전지 출력 단자로부터 인가되는 전압을 승압하여 제1 전원 출력 단자에 전달하는 승압 회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전지를 제공한다.

또한, 제2 전원 출력 단자; 외부 전원 입력 단자; 상기 외부 전원 입력 단자와 상기 제3 전극 단자 또는 상기 제4 전극 단자 사이에 구비되는 충전 보호 회로부; 상기 제2 전원 출력 단자와 상기 제3 전극 단자 또는 상기 제4 전극 단자 사이에 구비되는 방전 보호 회로부; 상기 방전 보호 회로부터 상기 제2 전원 출력 단자 사이에 구비되는 승압 회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 충전 보호 회로부는 상기 제3 전극 단자 및 상기 제4 전극 단자 사이의 전압이 기설정된 일정 전압 이상이면 상기 외부 입력 단자로부터 상기 제3 전극 단자 또는 상기 제4 전극 단자로의 전원 공급을 차단하고, 상기 방전 보호 회로부는 상기 제3 전극 단자 및 상기 제4 전극 단자 사이의 전압이 기설정된 일정 전압 이하이면 상기 제3 전극 단자 또는 상기 제4 전극 단자로부터 상기 제2 전원 출력 단자로의 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 본 발명은 하우징의 전지 홀더 내로 충전지가 삽입되는 단계; 상기 충전지에 의해 지지부가 충방전 단자까지 후퇴되는 단계; 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 상기 충전지가 접촉되는 단계; 외부 전원 입력 단자로부터 입력 받은 전원이 충전 보호 회로부를 거쳐서 상기 충전지에 충전되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 제1 하우징; 제2 하우징; 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징을 연결하는 스프링; 상기 제1 하우징의 하면에 형성되는 제3 전극 단자; 상기 제2 하우징 내에 구비되는 충전지; 상기 충전지와 전기적으로 연결되며 상기 제2 하우징의 상면에 상기 제3 전극 단자와 대향되는 부위에 형성되는 제4 전극 단자; 상기 제2 하우징의 하면에 형성되는 제2 전원 출력 단자; 상기 제2 전원 출력 단자와 상기 충전지 사이에 구비되는 승압 회로부;를 포함하며, 상기 스프링의 일단은 상기 제3 전극 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 스프링의 타단은 상기 승압 회로부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 제1 하우징의 하면과 상기 제2 하우징의 상면이 접촉될 때, 상기 제3 전극 단자와 상기 제4 전극 단자는 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 제1 하우징의 하면과 상기 제2 하우징의 상면이 이격될 때, 상기 제3 전극 단자와 상기 제4 전극 단자는 전기적으로 분리되는 것을 특징로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 제2 하우징의 하면에 형성되는 외부 전원 입력 단자; 상기 충전지와 상기 승압 회로부 사이에 구비되는 방전 보호 회로부; 상기 충전지와 상기 외부 전원 입력 단자 사이에 구비되는 충전 보호 회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 승압 회로부와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 하우징의 하면에 형성되는 제1 전극 단자; 상기 제2 하우징의 상면에 상기 제1 전극 단자와 대향되는 부위에 형성되는 제2 전극 단자;를 더 포함하며, 상기 스프링의 일단은 상기 제1 전극 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자는 전기적으로 분리되어 있으며, 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자는 건전지를 수용토록 형성된 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 충전지의 전원을 이용하여 구동되는 발광 다이오드 부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 건전지의 전원을 이용하여 구동되는 발광 다이오드 부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 상기 충전지는 코인형 충전지인 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 본 발명은 하우징(housing); 상기 하우징에 형성되는 전지 홀더(holder); 상기 전지 홀더의 일측면에 형성되는 제1 전극 단자; 상기 전지 홀더의 하면에 형성되는 개구부; 상기 개구부를 통하여 상기 전지 홀더 내부로 삽입되는 지지부; 상기 지지부 상에 형성되는 제2 전극 단자; 상기 제1 전극 단자 및 상기 제2 전극 단자로부터 인가되는 전원을 이용하여 구동되는 발광다이오드 부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 본 발명은 하우징; 상기 하우징에 형성되는 건전지 홀더; 상기 하우징에 형성되는 충전지 홀더; 상기 건전지 홀더의 일측면에 형성되는 제1 전극 단자; 상기 건전지 홀더의 하면에 형성되는 개구부; 상기 건전지 홀더의 하면에 형성된 개구부를 통하여 상기 건전지 홀더의 내부로 삽입되는 지지부; 상기 지지부 상에 형성되는 제2 전극 단자; 상기 충전지 홀더의 일측면에 형성되는 제3 전극 단자; 상기 충전지 홀더의 타측면에 형성되는 제4 전극 단자; 상기 하나 이상의 건전지 홀더 또는 상기 하나 이상의 충전지 홀더에 인가되는 전원을 전달받아 구동되는 발광 다이오드 부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.

또한, 본 발명은 하우징의 전지 홀더 내로 건전지가 삽입되는 단계; 상기 건전지에 의해 지지부가 후퇴되는 단계; 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 상기 건전지가 접촉되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 상기 건전지가 접촉되는 단계 이후에, 승압 회로부를 거쳐서 승압된 상기 건전지의 전압이 전원 출력 단자를 통하여 출력되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 상기 건전지가 접촉되는 단계 이후에, 상기 건전지의 전원을 이용하여 발광 다이오드 부에 인가되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 하우징의 전지 홀더 내로 충전지가 삽입되는 단계; 상기 충전지에 의해 지지부가 충방전 단자까지 후퇴되는 단계; 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 상기 충전지가 접촉되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전지의 구동 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 상기 충전지가 접촉되는 단계 이후에, 승압 회로부를 거쳐서 승압된 상기 충전지의 전압이 전원 출력 단자를 통하여 출력되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 상기 충전지가 접촉되는 단계 이후에, 상기 건전지의 전압이 발광 다이오드 부에 인가되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 충전지의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 직병렬 전환 스위치가 병렬 또는 직렬 위치로 이동되는 단계; 제1 건전지 홀더 및 제2 건전지 홀더 사이의 전기적 연결이 병렬 또는 직렬로 변환되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전지의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 직병렬 전환 스위치가 병렬 또는 직렬 위치로 이동되는 단계; 제1 건전지 홀더, 제2 건전지 홀더 및 제3 건전지 홀더 사이의 전기적 연결이 병렬 또는 직렬로 변환되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전지의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 제1 하우징 및 제2 하우징이 접촉되는 단계; 상기 제1 하우징의 제3 전극 단자와 상기 제2 하우징의 제4 전극 단자가 전기적으로 연결되는 단계; 충전지의 전압이 승압 회로부를 거쳐서 승압되어 제2 전원 출력 단자로 전달되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 충전지의 전압이 승압 회로부를 거쳐서 승압되어 전원 출력 단자로 전달되는 단계 이후에, 상기 충전지의 전압이 기설정된 일정 전압 이하이면, 방전 보호 회로부에 의하여 상기 충전지로부터 상기 제2 전원 출력 단자로의 전압 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 제1 하우징 및 제2 하우징이 접촉되는 단계; 상기 제1 하우징의 제3 전극 단자와 상기 제2 하우징의 제4 전극 단자가 전기적으로 연결되는 단계; 외부 전원 입력 단자를 통하여 인가된 전압이 충전 보호 회로부를 거쳐서 상기 충전지에 인가되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 외부 전원 입력 단자를 통하여 인가된 전압이 충전 보호 회로부를 거쳐서 상기 충전지에 인가되는 단계 이후에, 상기 충전지의 전압이 기설정된 일정 전압 이상이면, 상기 충전 보호 회로부에 의하여 상기 외부 전원 입력 단자로부터 상기 충전지로의 전압 공급이 차단되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 제1 하우징과 제2 하우징이 분리되는 단계; 상기 제1 하우징의 제1 전극 단자와 상기 제2 하우징의 제2 전극 단자 사이에 건전지가 삽입되는 단계; 상기 건전지의 전압이 승압 회로부를 거쳐 승압되어 제1 전원 출력 단자로 공급되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 제2 하우징 내의 충전지의 전압이 발광 다이오드 부로 인가되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 제1 하우징과 제2 하우징이 분리되는 단계; 상기 제1 하우징의 제1 전극 단자와 상기 제2 하우징의 제2 전극 단자 사이에 건전지가 삽입되는 단계; 상기 건전지의 전압이 발광 다이오드 부로 인가되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 충전기의 구동 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 충전기 및 이의 구동 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 충전지뿐만 아니라 건전지를 이용하여서도 스마트 폰 등의 외부 단말을 자유롭게 충전할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 다양한 사이즈(size)의 건전지를 활용하여 스마트 폰 등의 외부 단말을 충전할 수 있는 효과가 있다. 즉, 외부 단말의 배터리가 다 방전되어 충전이 필요 시, 소지하고 있는 건전지의 사이즈의 제한 없이 자유롭게 충전할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 건전지 사이의 전기적 연결을 직렬 또는 병렬로 변환하여, 건전지의 잔존 에너지를 보다 더 효율적으로 외부 단말의 충전에 사용할 수 있는 충전기 및 이의 구동 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다

넷째, 삽입되는 충전지나 건전지의 길이에 따라 자동으로 각 충전지나 건전지의 구동 조건에 맞도록 회로가 연결되므로 사용성이 향상되는 효과가 있다.

다섯째, 함께 구비되는 발광 다이오드 부를 통하여 외부 활동시 조명 장치의 역할도 수행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 비상 조명등도 함께 구비하여 위급 상황시 주위의 도움 등을 요청하는데 사용할 수도 있다.

여섯째, 동전형 충전지를 활용한 충전기나 크기가 작거나 얇은 충전지를 활용한 충전지의 경우에는 휴대가 간편하면서도 건전지를 함께 활용하여 외부 단말을 충전할 수 있는 초박형의 충전기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도면 1도는 여러 형태의 리튬 이온 충전지 하나의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 2도는 도면 1도의 '18650' 충전지를 이용하여 제작된 배터리 팩을 보여주는 모습이다.
도면 3도는 기존의 휴대용 보조 배터리의 외부의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 4도는 기존의 휴대용 보조 배터리의 내부의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 5도는 리튬 이온 충전지의 사용 범위를 정리하여 나타낸 도면이다.
도면 6도는 기존의 건전지를 이용한 휴대용 충전기의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 7도는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기 및 이의 구동 방법을 보여주는 도면이다.
도면 8도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 9도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기의 변형된 모습을 보여주는 도면이다.
도면 10도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기를 다른 방향에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.
도면 11도는 두 개의 건전지 홀더를 구비한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)에서 직병렬 전환 스위치의 동작에 따라 건전지 홀더 사이의 연결 방식이 변화되는 모습을 간략하게 보여주는 도면이다.
도면 12도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기에서 건전지 홀더가 세 개인 경우, 그 사이에서 직병렬이 변환되는 모습을 보여주는 도면이다.
도면 13도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 14도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기에서 건전지를 삽입한 모습을 보여주는 도면이다.
도면 15도는 본 발명인 충전기를 사용 입장에서 정리하여 블록도로 정리하여 나타낸 도면이다.
도면 16도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기의 또 다른 변형된 회로의 개념도를 보여주는 도면이다.
도면 17도는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기의 사용 방법 중 건전지가 삽입되었을 때의 사용방법을 보여주는 순서도이다.
도면 18도는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기의 사용 방법 중 충전지가 삽입되었을 때의 사용방법을 보여주는 순서도이다.
도면 19도는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기에서 충전지를 충전하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도면 20도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기에서 건전지 홀더 사이의 직병렬의 변환이 이루어지는 과정을 보여주는 순서도이다.
도면 21도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기에서 건전지를 이용하여 외부 단말을 충전하는 과정을 정리하여 보여주는 도면이다.
도면 22도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기에서 내부에 저장된 충전지를 이용하여 외부 단말을 충전하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도면 23도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기의 충전지에 전원을 충전하는 과정을 보여주는 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면 1도는 여러 형태의 리튬 이온 충전지 중 하나의 모습을 보여주는 도면이다.

도면 1도의 리튬 이온(Li ion) 충전지(20)는 '18650' 규격의 리튬 이온 충전지의 모습을 보여준다. '18650' 규격의 충전지는 파우치(pouch) 형태의 충전지에 비해서는 유연성이 떨어지지만, 크기가 표준화되어 있어 생산성이 높으며, 파우치나 각형 배터리에 비하여 가격이 저렴한 장점이 있어 널리 사용되고 있다.

도면 2도는 도면 1도의 '18650' 충전지를 이용하여 제작된 배터리 팩을 보여주는 모습이다.

'18650' 규격의 리튬 이온 충전지(20)는 그 규격이 통일되어 있으며, 사용자가 요구사항에 맞추어 다양한 전압 값과 전류 값을 가지는 배터리 팩(pack)(40)을 만들 수 있다는 장점이 있다. 일 예로 일본 파나소닉(panasonic)은 '18650' 규격의 배터리 수천 개를 병렬로 연결하여, 전기 자동차에 사용할 수 있도록 대형 전지화 한 바 있다. 이러한 장점 때문에, '18650' 규격의 리튬 이온 충전지(20)는 휴대용 보조 배터리에 사용되는 충전지로도 널리 이용되고 있다.

도면 3도와 도면 4도는 기존의 휴대용 보조 배터리의 내외부의 모습을 보여주는 도면이다.

기존의 휴대용 보조 배터리(10) 내의 충전지는 대부분 리튬 이온 충전지(20)로 구성되고 있다. 이는 니켈 카드늄(Ni-Cd) 충전지나 니켈 수소(Ni-H) 충전지와 같은 다른 이차 전지에 비하여, 리튬 이온 충전지(20)가 2배 내지 3배 더 높은 에너지(energy) 밀도를 가지고 있으면서도 더 작은 부피를 차지하므로 휴대가 간편하다는 장점이 있기 때문이다. 또한, 충전지의 수명이 길고, 메모리(memory) 효과도 없다는 장점도 있는 점에서, 현재 사용되고 있는 대부분의 기존의 휴대용 보조 배터리(10)는 리튬 이온 충전지(20)를 이용하여 제작되고 있다.

그러나, 리튬 이온 충전지(20)는 다음과 같은 위험이 있어서 사용에 있어 세심한 주의가 필요하다.

먼저, 충전시에 과충전이 되면, 리튬 이온 충전지(20)의 온도가 상승하게 되고 이로 인하여 리튬 이온 충전지(20)가 폭발할 위험이 있다. 또한, 리튬 이온 충전지(20)를 완전히 방전될 때까지 사용하게 되면, 충전지로서의 기능이 상실하게 된다. 그리고, 무엇보다, 완전 방전된 리튬 이온 충전지(20)를 다시 충전하면 폭발할 위험이 높아지는 문제점이 있다.

따라서, 기존의 휴대용 보조 배터리(10)는 리튬 이온 충전지(20)의 이러한 위험을 방지하기 위하여 내부에 충방전 보호 회로(30)을 추가로 구비하여, 리튬 이온 충전지(20)가 일정 전압 이상으로 과충전되거나 과방전되는 것을 방지한다.

도면 5도는 휴대용 보조 배터리의 충전지로 리튬 이온 충전지를 사용하였을 때, 안정적으로 휴대용 보조 배터리를 사용하기 위한 전압 범위를 정리하여 나타낸 도면이다.

리튬 이온 충전지(20)는 니켈 카드늄 충전지나 니켈 수소 충전지에 비하여 화학 구조적으로 불안정한 전지이다.

도면을 통하여 알 수 있듯이, 리튬 이온 충전지(20)가 4.2 볼트(V) 이상을 넘어서면 과충전 범위에 이르게 되고, 4.35 볼트를 넘어서 전지가 파손되어 폭발이 일어날 가능성이 있다. 또한, 리튬 이온 충전지(20)를 2.7 볼트 이하까지 방전시키게 되면 과방전이 일어나게 되고, 2.3 볼트 이하까지 떨어지게 되면 전지의 파손이 일어나게 된다.

이를 방지하기 위하여, 대부분의 리튬 이온 충전지(20)를 사용하는 제품은 충방전 보호 회로(30)를 구비하고 있으며, 이는 휴대용 보조 배터리의 경우에도 마찬가지이다. 즉, 도면을 통하여도 알 수 있듯이, 휴대용 보조 배터리로서 리튬 이온 충전지(20)를 사용하는 경우에도, 리튬 이온 충전지(20)의 전압의 범위는 4.2 볼트에서 2.7 볼트 사이를 유지토록 하는 것이 안전하다.

이러한 이유로 인하여, 휴대용 보조 배터리는 내부의 리튬 이온 충전지(20)에 잔여 전력이 존재하는 경우에도 충방전 보호 회로(30)가 더 이상의 전압 출력이 되지 않도록 차단한다.

따라서, 전화 한 통의 사용이 급한 비상 상황하에서도 기존의 휴대용 보조 배터리(10)는 리튬 이온 충전지(20) 내의 잔여 전력을 사용하여 외부 단말을 충전할 수 없는 문제점이 있다.

도면 6도는 기존의 건전지를 이용한 휴대용 충전기의 모습을 보여주는 도면이다.

앞서 살펴본 바와 같이, 리튬 이온 충전지(20)를 이용한 기존의 휴대용 보조 배터리(10)도 미리 리튬 이온 충전지(20)를 충전해 놓은 상태에서만 사용할 수 있으며, 리튬 이온 충전지(20) 내의 전압이 일정 전압 이하로 떨어지는 경우에는 설사 잔여 전력이 있더라도 과방전을 방지하기 위하여 사용할 수 없다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여, 스마트 폰 등의 외부 단말의 긴급한 충전을 위하여 편의점 등에서 손쉽게 구할 수 있는 'AA' 또는 'AAA' 사이즈의 건전지(60)를 이용하여 스마트 폰 등의 외부 단말을 충전할 수 있는 기존의 건전지를 이용한 휴대용 충전기(50)가 개발된 바 있다.

그러나, 이러한 기존의 건전지를 이용한 휴대용 충전기(50)는 항상 건전지(60)만 사용하여만 스마트 폰의 외부 단말을 충전할 수 있기 때문에, 상당한 건전지 구입 비용이 소모되는 단점이 있다. 물론, 휴대용 충전기가 미리 충전되어 있지 않은 경우에는 이러한 기존의 건전지를 이용한 휴대용 충전기가 요긴하게 사용될 수 있겠으나, 사전에 충분히 충전할 수 있는 상황에서는 이러한 건전지만을 이용한 충전기는 오히려 사용이 불편한 점이 있다. 또한, 주변에 편의점 등의 건전지를 구할 수 있는 곳이 없거나 하는 경우에는 사용하는데 더 난감한 문제가 있다. 더 나아가, 이러한 기존의 건전지를 이용한 충전기(50)는 삽입할 수 있는 건전지의 사이즈가 제한이 되어 있는 불편이 있는 단점이 있다.

도면 7도는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기 및 이의 구동 방법을 보여주는 도면이다.

앞서 살펴본 바와 같이, 휴대용 보조 배터리 시장의 대부분은 리튬 이온 충전지를 사용한 보조 배터리가 차지하고 있었으며, 이러한 보조 배터리의 단점을 파악하여 건전지를 활용하여 스마트 폰 등의 외부 단말을 충전하고자 하는 보조 배터리가 존재하였으나, 이러한 충전지와 건전지를 모두 활용하여 스마트 폰 등과 같은 외부 단말을 충전할 수 있는 충전기는 시중에 시판되고 있지 않은 실정이다.

이는 리튬 이온 충전지(20)와 건전지의 특성의 상이함으로 인하여, 혼용해서 사용하기 어려울 뿐 아니라, 잘못하여 건전지에 충전을 하면 건전지가 파손될 염려가 있기 때문이다. 또한, 리튬 이온 충전지(20)를 건전지를 이용한 충전기(50)에 삽입하여 사용시에는 리튬 이온 충전지(20)를 완전히 방전시켜, 리튬 이온 충전지(20)의 셀(cell)을 파손할 염려가 있기 때문이다.

이로 인하여, 충전지와 건전지를 동시에 활용할 수 있는 충전기는 단순히 두 충전기를 결합하는 개념을 넘어, 더 세심한 설계가 필요한 충전기이다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기(1000)는 하우징(100), 하우징(100)에 형성되는 전지 홀더(110), 전지 홀더(110)의 하면에 형성되는 개구부(300), 전지 홀더(110)의 일측면에 형성되는 제1 전극 단자(210), 개구부(300)를 통하여 전지 홀더(110)의 내부로 삽입되는 지지부, 지지부상에 형성되는 제2 전극 단자(220)를 포함하여 형성될 수 있다. 여기서, 제2 전극 단자(220)는 지지부의 앞쪽 부분, 즉 제1 전극 단자(210)를 마주보는 위치에 별도로 형성될 수도 있으나 지지부와 일체로 형성될 수 있으며, 제1 전극 단자(210)는 건전지(60)나 충전지의 양극이 접촉하는 단자일 수 있으며, 제2 전극 단자(220)는 건전지(60)나 충전지의 음극이 접촉하는 단자일 수 있다. 그리고, 개구부가 형성되는 전지 홀더(110)의 하면이란 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 전지가 삽입되는 전지 홀더(100)의 아래 면을 지칭하는 것이다. 다만, 본 발명의 제1 실시 예의 설명에서, 개구부(300)를 통하여 삽입되는 지지부는 아래 방향에서 전지 홀더(110)의 내로 삽입되는 것으로 기술되었으나, 전지 홀더(110)의 좌측이나 우측에서 삽입되는 것을 제한하는 것은 아니다. 이를 위하여, 개구부(300) 역시 전지 홀더(110)의 좌측 또는 우측에 형성될 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기(1000)의 하우징(100) 내에는 추가로 스프링(미도시)이 구비될 수 있다. 그리고, 이러한 스프링의 일측은 지지부에 연결되어 있을 수 있으며, 타측은 하우징(100)에 연결되어 있을 수 있다. 따라서, 건전지(60)나 리튬 이온 충전지(20)가 전지 홀더(110) 내로 삽입되는 경우, 지지부가 건전지(60)나 리튬 이온 충전지(20)의 사이즈(size)에 맞추어 뒤로 후퇴 가능하게 하면서도 단단히 건전지(60)나 리튬 이온 충전지(20)를 지지하여, 건전지(60)나 리튬 이온 충전지(20)가 제1 전극 단자(210) 및 제2 전극 단자(220)와 접촉을 유지토록 할 수 있다. 즉, 건전지나 충전지의 사이즈에 따라 스프링이 늘어나거나 줄어들면서, 제2 전극 단자(220)을 구비한 지지부가 건전지나 충전지에 밀착 접촉토록 할 수 있다.

또한, 전지 홀더(110)의 개구부(300)의 하부에는 충방전 단자(400)가 형성되어 있을 수 있다. 이러한 충방전 단자(400)는 전지 홀더(110)의 일측면으로부터 약 65 밀리미터(mm) 이상 떨어진 부위에 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 일반 건전지(60)인 'AA'나 'AAA' 사이즈의 건전지(60)를 전지 홀더(110)에 삽입한 경우에는 충방전 단자(400)에 제2 전극 단자가 접촉하지 않으나, '18650' 규격의 리튬 이온 충전지(20)를 전지 홀더(110)에 삽입한 경우에는 지지부(220)가 충분히 뒤로 후퇴하여 충방전 단자(400)에 접촉할 수 있다. 그리고, ‘18650’ 규격의 충전지보다 더 긴 길이를 가지는 ‘26650’이나 ‘32650’과 같은 충전지를 삽입한 경우에도 충분히 지지부(220)가 뒤로 후퇴할 수 있으므로, 해당 충전지가 충방전 단자(400)에 접촉할 수 있으므로 다양한 크기의 충전지를 사용할 수 있다. 또한, 충방전 단자(400)와 외부 전원 입력 단자(미도시) 사이에는 충전 보호 회로부(미도시)가 구비될 수 있으며, 충방전 단자(400)와 전원 출력 단자 사이에는 방전 보호 회로부와 승압 회로부가 구비되어 있을 수 있다.

따라서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기에 의하면, 건전지(60)를 전지 홀더(110)에 삽입한 경우에는 건전지(60)는 승압 회로부(미도시) 만을 통하여 승압되어 외부로 출력되므로 건전지(60)의 내부에 저장된 용량을 효율적으로 사용하여 스마트 폰 등의 외부 단말을 충전토록 할 수 있으나, 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전지를 사용하는 경우에는 충전 보호 회로 또는 방전 회로 보호부가 추가로 접촉하게 되어 리튬 이온 충전지(20)의 충전이나 방전시에 과충전이나 과방전이 이루어지지 않도록 한다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기(1000)는 건전지(60) 또는 충전지의 구분 없이 삽입만으로도, 충전이나 방전에서 각 전지의 조건에 맞도록 충전기가 구동될 수 있도록 하는 효과가 있다.

도면 8도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기의 모습을 보여주는 도면이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)는 복수의 홀더를 구비하여 건전지(60)와 리튬 이온 충전지(20)를 동시에 삽입할 수 있다.

건전지 홀더의 내부에는 앞서 살펴본 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전지의 전지 홀더(110)와 유사하게 개구부(300)를 통하여 삽입된 지지부(220)와 하우징(100)의 일측면에 형성된 제1 전극 단자(210)가 구비될 수 있다. 또한, 하우징(100)의 건전지 홀더의 하측에는 일측은 지지부(220)에 연결되고, 타측은 하우징(100)에 연결되는 스프링(125)이 구비되어, 건전지(60)의 크기와 상관없이 건전지(60)가 수용 가능토록 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 충전기(1000)는 추가적으로 건전지(60)를 삽입하는 건전지 홀더 사이의 전기적 연결을 병렬에서 직렬로, 또는 직렬에서 병렬로 조절할 수 있는 직병렬 전환 스위치(610)을 더 구비할 수 있다. 이러한 직병렬 전환 스위치(610)를 통하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)는 건전지(60)의 남은 용량이 충분하지 않은 경우에는 건전지 홀더 사이의 전기적 연결을 직렬로 변환하여 건전지의 남은 용량을 효율적으로 스마트 폰 등의 외부 단말의 충전에 사용토록 할 수 있다. 이러한 동작 과정은 이후 더 자세히 기술토록 한다.

이와 더불어, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)는 발광 다이오드 부(500)을 추가로 더 구비하여, 어두운 밤 거리나 비상시에 사용할 수 있는 조명등의 역할도 수행할 수 있으며, 이러한 조작을 위하여 발광 다이오드 조작 스위치(650)이 더 구비될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 조작 스위치(650) 근처에는 비상시에 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)에서 싸이렌(siren)이나 알람(alarm)과 같은 경보음 소리를 제공토록 하는 알람음 발생 스위치(미도시)가 추가로 더 구비될 수 있다. 이를 통하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)의 사용자는 비상시 위급함을 주위에 효과적으로 알릴 수 있다.

발광 다이오드 부(500)와 함께 비상 조명등(510)도 더 추가로 구비될 수 있다. 비상 조명등(510)은 발광 다이오드 부(500)와 같이 발광 다이오드로 구성될 수도 있다. 발광 다이오드 부(500)가 계속 켜져서 안정적인 조명을 제공하는데 비하여, 비상 조명등(510)의 역할은 위급 상황시 반복적으로 켜졌다 꺼졌다 하는 등의 비상 신호를 외부에 표출하는 역할을 수행할 수 있다.

도면 9도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기의 변형된 모습을 보여주는 도면이다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)가 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)와 상이한 점은 충전지 홀더가 외부로 노출되어 있지 않고 내부에 수용되어 있다는 점이다. 즉, 사용자 입장에서는 충전지의 삽입 여부는 신경 쓰지 않고, 평소에 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)를 충전하여 사용하다가, 충전기의 내부에 수용된 리튬 이온 충전지(20)나 리튬 폴리머 충전지 등의 충전지가 다 사용된 경우에는 건전지 홀더에 건전지(60)를 삽입하여 스마트 폰 등의 외부 단말을 충전토록 할 수 있다.

도면 10도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기를 다른 방향에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)의 일측에는 건전지(60)를 이용하여 전원을 출력하는 제1 전원 출력 단자(710)와 리튬 이온 충전지(20)를 이용한 전원을 출력하는 제2 전원 출력 단자(720)가 형성되어 있을 수 있다. 그리고, 리튬 이온 충전지(20)를 충전하기 위한 외부 전원 입력 단자(800)이 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)에서 이렇게 전원 출력 단자를 제1 전원 출력 단자(710)와 제2 전원 출력 단자(720)로 구별하는 이유는 건전지(60)와는 달리 리튬 이온 충전지(20)는 과충전 또는 과방전을 방지하기 위한 별도의 충방전 보호 회로가 필요하기 때문이다. 이를 위하여, 이러한 건전지(60)와 제1 전원 출력 단자(710) 사이에는 승압 회로부가, 충전지와 제2 전원 출력 단자(720) 사이에는 방전 보호 회로와 승압 회로부가 구비되어 있을 수 있다. 또한, 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전지와 외부 전원 입력 단자(800) 사이에는 충전 보호 회로부가 구비되어 있을 수 있다.

이러한 구성을 통하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)는 건전지를 충전지와 함께 스마트 폰 등의 외부 단말의 충전에 사용하면서도 안정적으로 전원을 공급토록 할 수 있는 효과가 있다. 이러한 구성을 통하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)는 평상시에는 내장된 충전지를 활용하다가 비상시에는 편의점에서 쉽게 구할 수 있는 사이즈의 건전지를 건전지 홀더에 삽입하여 스마트 폰 등의 전원이 꺼져서 낭패가 발생되는 것을 방지토록 하는 효과도 함께 제공할 수 있다.

도면 11도는 두 개의 건전지 홀더를 구비한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)에서 직병렬 전환 스위치의 동작에 따라 건전지 홀더 사이의 연결 방식이 변화되는 모습을 간략하게 보여주는 도면이다.

두 개의 건전지 홀더를 구비한 제2 실시 예에 따른 충전지에서 사용되는 직병렬 전환 스위치(610)를 쌍극 쌍투(DPDT[Double Pole Double Throw]) 스위치일 수 있으며, 직병렬 전환 스위치(610)는 제1 및 제2 공통단과, 제1 내지 제4 출력단을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로는, 직병렬 전환 스위치(610)의 제1 공통단(611)은 제2 건전지 홀더의 제1 전극 단자(210)와 연결되며, 제2 공통단(614)은 제1 건전지 홀더의 제2 전극 단자와 연결되어 있을 수 있다. 그리고, 제1 출력단(612)은 제1 건전지 홀더의 제1 전극 단자(210)와 제1 건전지 출력 단자(630)과 연결되며, 제2 출력단(613)은 제4 출력단(616)과 연결되고, 제3 출력단(615)은 제2 건전지 홀더의 지지부(220) 상의 제2 전극 단자 및 제2 건전지 출력 단자(640)와 연결될 수 있다.

이러한 구조 하에서, (a)와 같이 직병렬 전환 스위치(610)의 내부가 제1 공통단(611)이 제1 출력단(612)과 연결되고, 제2 공통단(614)이 제3 출력단(615)과 연결되면, 제1 건전지 홀더와 제2 건전지 홀더 사이의 연결은 직렬 연결이 된다. 그리고, (b)와 같이 직병렬 전환 스위치(610)의 내부가 제1 공통단(611)이 제2 출력단(613)과 연결되고, 제2 공통단(614)과 제4 출력단(616)이 연결되는 경우에는 건전지 홀더 사이의 연결은 병렬로 연결될 수 있다.

도면 12도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기에서 건전지 홀더가 세개인 경우, 그 사이에서 직병렬이 변환되는 모습을 보여주는 도면이다.

도면 11도와 유사하게, 건전지 홀더가 세 개인 경우에도, 직병렬 전환 스위치(610)를 통하여, 각 건전지 홀더 사이의 연결을 직렬에서 병렬로 또는 병렬에서 직렬로 변환할 수 있다.

이를 위하여, 직병렬 전환 스위치(610)는 제1 내지 제4 공통단과 제1 내지 제8 출력단을 포함하는 다극 다투(MPMT[Multiple Pole Multiple Throw]) 스위치로 구성될 수 있다. 그리고, 이러한 직병렬 전환 스위치(610)와 건전지 홀더 사이의 회로 구성은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 구체적으로, 직병렬 전환 스위치(610)의 제1 공통단(611)은 제1 건전지 홀더의 제1 전극 단자(210) 및 제1 건전지 출력 단자(630)와 연결될 수 있으며, 제2 공통단(614)은 제2 건전지 홀더의 제1 전극 단자(210)와 연결될 수 있다. 그리고, 제3 공통단(617)은 제1 건전지 홀더의 제2 전극 단자(220)와 연결되고, 제4 공통단(620)은 제2 건전지 홀더의 제2 전극 단자(220)와 연결될 수 있다. 다음으로, 직병렬 전환 스위치(610)의 제1 출력단(612)은 아무런 다른 소자와는 연결되지 않는 빈 단자로 있을 수 있으며, 제2 출력단(613)은 직병렬 전환 스위치(610)의 제4 출력단(616), 제3 건전지 홀더의 제1 전극 단자(210) 및 제7 출력단(621)과 연결되어 있을 수 있다. 또한, 제3 출력단(615)은 직병렬 전환 스위치(610)의 제5 출력단(618)과 연결되고, 제6 출력단(619)은 제8 출력단(622), 제3 건전지 홀더의 제2 전극 단자(220) 및 제2 건전지 출력 단자(640)과 연결될 수 있다.

이러한 구조 하에서, (a)와 같이 직병렬 전환 스위치(610)의 내부가 제1 공통단(611)이 제1 출력단(612)과 연결되고, 제2 공통단(614)이 제3 출력단(615)과 연결되고, 제3 공통단(617)이 제5 출력단(618)과 연결되면, 제4 공통단(620)이 제7 출력단(621)과 연결되면, 제1 건전지 홀더, 제2 건전지 홀더 및 제3 건전지 홀더 사이의 연결은 직렬 연결이 된다. 그리고, (b)와 같이 직병렬 전환 스위치(610)의 내부가 제1 공통단(611)이 제2 출력단(613)과 연결되고, 제2 공통단(614)과 제4 출력단(616)이 연결되고, 제3 공통단(617)이 제6 출력단(619)과 연결되고, 제4 공통단(620)이 제8 출력단(622)과 연결되면, 제1 건전지 홀더, 제2 건전지 홀더 및 제3 건전지 홀더 사이의 연결은 병렬 연결이 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)에 의하면, 복수의 건전지(60) 개별로는 잔량이 부족한 경우에도 이들을 직렬로 연결하여 외부 단말을 충전토록 함으로써, 정말 급한 비상 상황시에도 요긴하게 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)를 활용토록 하는 효과가 있다.

도면 13도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기의 모습을 보여주는 도면이다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)는 제1 하우징(120), 제2 하우징(130), 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130) 사이를 연결하는 스프링(140)을 포함하여 형성될 수 있다.

상부 하우징을 구성하는 제1 하우징(120)의 상면에는 발광 다이오드 부(500)이 구비될 수 있으며, 제1 하우징(120)의 하면에는 제1 전극 단자(210) 제3 전극 단자(910)의 두 개의 전극이 형성되어 있을 수 있다. 그리고, 제2 하우징(130) 상에는 이러한 제1 전극 단자(210)와 제3 전극 단자(910)와 대향되는 위치에는 제2 전극 단자(220)과 제4 전극 단자(920)가 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)에서 하부 하우징을 구성하는 제2 하우징(130)의 내부에는 리튬 이온 충전지(20) 또는 리튬 폴리머 충전지와 같은 충전지가 구비되어 있을 수 있으며, 이러한 충전지를 구동하는데 필요한 승압 회로부, 충전 보호 회로부 및 방전 보호 회로부를 하나의 모듈로 포함하는 제어 회로부(930)이 더 포함될 수 있다. 또한, 제2 하우징(130)의 하면에는 외부로의 전원 출력과 전원 입력에 사용되는 단자인 제1 전원 출력 단자(710), 제2 전원 출력 단자(720), 외부 전원 입력 단자(800)가 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)에서 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130)이 접촉하고 있는 상태에서는 제3 전극 단자(910)와 제4 전극 단자(920)만이 전기적으로 연결되고, 제1 전극 단자(210)와 제2 전극 단자(220)는 분리된 상태를 유지하게 된다. 따라서, 제2 하우징(130) 내의 리튬 이온 충전지(20) 또는 리튬 폴리머 충전지와 같은 충전지는 제4 전극 단자(920), 제3 전극 단자(910), 그리고 스프링(140)을 통하여 충전 보호 회로부, 방전 보호 회로부 및 승압 회로부를 구비한 제어 회로부(930)에 접촉하게 된다. 그러므로, 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130)이 서로 접촉해 있는 경우에는, 내부의 충전지를 이용하여 스마트 폰 등의 외부 단말을 제2 전원 출력 단자(720)를 이용하여 충전을 수행할 수 있으며, 또는 외부 전원 입력 단자(800)를 통하여 외부로부터 인가되는 전력을 내부의 충전지에 충전할 수 있다.

도면 14도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기에서 건전지를 삽입한 모습을 보여주는 도면이다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)는 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130)을 분리 이격시킴으로써, 건전지(60)를 이용하여 스마트 폰 등의 외부 단말을 충전시킬 수 있다. 보다 구체적으로는 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130)이 분리 이격됨으로써, 제3 전극 단자(910)와 제4 전극 단자(920) 사이의 전기적 연결은 해제되게 된다. 따라서, 더이상 제2 하우징(130) 내부의 충전지는 전원 공급 소스로서 사용할 수 없다.

이 상태에서, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)의 사용자는 제1 하우징(120)의 하면에 형성된 제1 전극 단자(210)와 제2 하우징(130)의 상면에 형성된 제2 전극 단자(220) 사이에 건전지(60)를 삽입할 수 있다. 건전지(60)가 삽입되면, 건전지(60)로부터 제1 전극 단자(210), 스프링(140)을 거쳐서 승압 회로 부를 구비한 제어 회로부(930)까지 하나의 폐회로를 구성하게 되므로, 건전지(60)를 이용하여 사용자는 스마트 폰 등의 외부 단말을 제1 전원 출력 단자(710)에 연결하여 충전할 수 있다. 이를 위하여, 스프링(140)은 내부에 전도성 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)의 제2 하우징(130)의 내부에 구비되는 충전지는 크기가 얇거나 작은 리튬 폴리머 충전지나 동전형의 리튬 이온 충전지(20)이 사용될 수 있다. 이러한 동전형 충전지를 채용함으로써, 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)는 박형의 초소형의 충전기(1000)의 형태로서 사용자에게 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)의 사용자는 평상시에는 휴대폰 줄과 같이 스마트 폰 등의 휴대폰의 액세서리로서 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)를 소지하고 다니다가, 필요시에만 스마트 폰 등의 외부 단말에 연결하여 충전을 수행할 수 있으며, 더 나아가 내부의 충전지의 전압도 모두 방전된 경우에는 편의점 등에서 건전지(60)를 구입하여 연결함으로써 외부 단말을 충전할 수 있다. 그러므로, 외부 단말의 충전에 있어서 불편함이 최소화될 수 있는 효과가 있다.

도면 15도는 본 발명인 충전기를 사용 입장에서 정리하여 블록도로 정리하여 나타낸 도면이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)의 건전지 홀더에는 건전지(60)를 삽입하고, 충전지 홀더에는 충전지를 삽입한 후, 사용자는 건전지 또는 충전지 중 어느 하나를 출력 전원의 소스(source)로서 선택할 수 있다. 그리고, 이렇게 선택된 각 소스는 각각 승압 회로부, 충방전 보호 회로부 등을 거쳐서 스마트 폰의 외부 단말을 충전하는데 사용되거나 또는 내부의 발광 다이오드 부(500)나 비상 조명등(510)을 구동하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기(1000)도 이와 유사한 개념으로 작동하며, 대신 건전지(60)와 리튬 이온 충전지(20) 사이의 선택이 선택 스위치가 아닌, 지지부가 후퇴하는 정도를 기준으로 선택하는 점에서 상이할 뿐이다.

도면 16도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기의 또 다른 변형된 회로의 개념도를 보여주는 도면이다.

앞서 살펴본 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)는 건전지(60)의 전압이 출력되는 제1 전원 출력 단자(710)와 충전지의 전압이 출력되는 제2 전원 출력 단자(720)가 따로 구비되어 있으며, 각각은 별도의 전원으로서 따로 활용되었다.

그러나, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)의 또 다른 변형 예는 제1 전원 출력 단자(710)와 제2 전원 출력 단자(720)를 따로 두는 것이 아니라, 평상시에는 내장된 리튬 이온 충전지(20)를 활용하여 외부 단말의 충전이나 조명등의 동작에 사용하고, 내장된 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전지가 다 사용된 경우에는 건전지 홀더에 건전지를 삽입하고, 이러한 건전지를 이용하여 먼저 충전지를 다시 충전토록 한 다음 충전지가 다시 외부 단말 등의 충전에 필요한 전원을 제공하는 점에서 앞서 살펴본 충전기(1000)와는 그 동작 방법이 다소 상이하다. 이러한 변형 예를 통하여, 본 발명인 충전기(1000)는 건전지(60)나 충전지 별로 따로 전원 출력 단자를 둘 필요 없이, 이 둘을 통합할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.

도면 17도는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기의 사용 방법 중 건전지가 삽입되었을 때의 사용방법을 보여주는 순서도이다.

먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기(1000)의 전지 홀더(110) 내로 건전지가 삽입되는 과정이 수행될 수 있다.(S17-1) 건전지가 삽입되면서, 전지 홀더(110)의 개구부(300)를 통하여 전지 홀더(110) 내로 삽입되어 있던 지지부(220)는 뒤로 후퇴하게 되며(S17-2), 이 과정에서 전지 홀더(110)의 일측면에 형성되어 있는 제1 전극 단자(210)에 건전지의 전극 중의 어느 한 전극이 접촉하게 되고, 지지부(220)에 형성되어 있는 제2 전극 단자에 건전지의 나머지 한 전극이 접촉하게 된다.(S17-3) 여기서, 제2 전극 단자는 지지부(220)와 일체로 형성될 수도 있으나, 별도로 형성되어 지지부(220)에 부착되어 있을 수도 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기(1000)에서, 개구부(300)를 통하여 전지 홀더(110) 내로 삽입된 지지부(220)와 전지 홀더(110)의 하부의 하우징(100) 사이에는 구비된 스프링에 의하여 지지부(220)는 전지 홀더(110) 내에서 제1 전극 단자(210)와 최소한의 간격을 유지하고 있다가, 건전지(60)가 삽입됨에 따라 스프링이 늘어나면서 지지부(220)가 건전지를 잡고 있도록 할 수 있다.

이 과정에서, 지지부(220)는 삽입되는 건전지의 사이즈 만큼만 늘어나게 되어서, 전지 홀더(110)의 일측면으로부터 65 밀리미터 이상 떨어진 부위에 형성된 충방전 단자(400)에는 접촉하지 않는다.

다음으로, 전원 출력 단자에 부하가 걸려있는지 판단되는 과정이 수행될 수 있으며(S17-4), 전원 출력 단자에 부하가 걸려있는 경우, 건전지(60)의 전압이 승압 회로부를 거쳐서 승압되어 출력되게 된다.(S17-5) 즉, 1.5 볼트 전압의 건전지(60)의 경우, 승압 회로부를 거쳐서 약 5 볼트 전압으로 상승되어 전원 출력 단자를 통하여 출력되게 되고, 이를 통하여 사용자는 스마트 폰 등의 외부 단말을 충전할 수 있다.

도면 18도는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기의 사용 방법 중 충전지가 삽입되었을 때의 사용방법을 보여주는 순서도이다.

먼저, 충전기(1000)의 전지 홀더 내로 삽입되는 과정이 수행될 수 있다.(S18-1) 예를 들면, '18650' 규격의 충전지가 삽입될 수 있으며, 이를 통하여 지지부는 충방전 단자(400)까지 후퇴하며(S18-2), 제1 전극 단자(210) 및 제2 전극 단자(220)에 리튬 이온 충전지(20)의 양 극이 접촉될 수 있다.(S18-3) 즉, 충방전 단자(400)는 65 밀리미터 이격된 거리에 형성되는데, '18650' 충전지는 65 밀리미터의 크기로 제작되므로, 지지부가 충분하게 후퇴하고, 제2 전극 단자(220)가 충방전 단자(400)에 연결됨으로써, 충전지의 구동에 필요한 충전 보호 회로부, 방전 보호 회로부 등이 접촉하게 된다.

다음으로, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기(1000)의 사용방법은 전원 출력 단자에 부하가 걸려 있는지 여부를 판단하고(S18-4), 부하가 걸려 있는 경우에는 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전지의 전압이 기설정된 일정 전압 이하인지 여부를 확인하는 과정을 거칠 수 있다.(S18-5) 이 단계에서, 충전지의 전압이 기설정된 전압 이하, 예를 들어 2.7 볼트 이하까지 떨어지면, 방전 보호 회로부가 작동하여 전원 출력 단자로의 전원 공급을 차단하게 되고(S18-7), 그 이상인 경우에는 승압 회로부를 거쳐서 승압된 전압이 전원 출력 단자에 공급되게 된다.(S18-8)

도면 19도는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기에서 충전지를 충전하는 과정을 보여주는 순서도이다.

먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기(1000)의 전지 홀더(110) 내로 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전기가 삽입되는 과정이 수행될 수 있으며(S19-1), 이 과정에서 지지부(220)가 뒤로 후퇴하면서 충방전 단자(400)까지 후퇴하는 과정이 수행될 수 있다.(S19-2) 예를 들어, 리튬 이온 충전지(20)가 '18650' 규격의 충전지인 경우에는 약 65 밀리미터의 길이를 가지고 있으므로, 하우징(100)의 제1 전극 단자(210)로부터 지지부(220)가 충방전 단자(400)까지 충분히 후퇴할 수 있으며, 이 과정에서 지지부(220) 상에 형성된 제2 전극 단자가 충방전 단자(400)와 접촉하는 과정이 수행될 수 있다.

다음으로, 제1 전극 단자(210)와 제2 전극 단자에 리튬 이온 충전지(20)의 양 전극이 접촉하는 과정이 수행될 수 있으며(S19-3), 이후에는 외부 전원 입력 단자(800)에 의하여 외부 전원을 입력받는 과정이 수행될 수 있다.(S19-4) 외부 전원 입력 단자(800)를 통하여 전원을 인가 받는 과정에서 충전 보호 회로부는 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전지의 전압이 기설정된 일정 전압 이상이 되었는지 여부를 체크할 수 있다.(S19-5) 이 과정에서, 만일 충전지의 전압이 기설정된 일정 전압을 초과하는 경우에는 충전 보호 회로부가 외부 전원 입력 단자(800)로부터 인가받은 전원을 충전지로 전달하는 것을 차단하여, 충전지의 충전을 중단할 수 있다.(S19-7)

이렇듯, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 충전기는 삽입되는 충전지 또는 건전지의 길이에 따라 자동으로 충방전 보호회로가 연결되었다가 해제되므로, 사용자의 사용의 편의성의 극대화되는 효과가 있다.

도면 20도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기에서 건전지 홀더 사이의 직병렬의 변환이 이루어지는 과정을 보여주는 순서도이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)에서 사용자는 직병렬 전환 스위치(610)를 조작하여 건전지 홀더 사이의 전기적 연결 상황을 변경할 수 있다. 직병렬 전환 스위치(610)의 위치가 병렬에 위치하는 경우에는(S20-1), 건전지 홀더 사이의 전기적 연결이 병렬로 전환될 수 있다.(S20-2) 그러나, 직병렬 전환 스위치(610)의 위치가 병렬에서 직렬로 이동하게 되면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)는 건전지 홀더 사이의 전기적 연결을 병렬에서 직렬로 전환하게 된다.

이러한 전환을 통하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 충전기(1000)의 사용자는 만일 건전지(60)의 잔여 전력이 충분하지 않는 경우에도 건전지 사이의 연결을 병렬에서 직렬로 전환함으로써, 건전지(60) 내에 저장되어 있는 에너지를 최대한 활용하여 스마트 폰 등과 같은 외부 단말들을 충전할 수 있는 효과가 있다.

도면 21도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기에서 건전지를 이용하여 외부 단말을 충전하는 과정을 정리하여 보여주는 도면이다.

건전지(60)를 삽입하기 위하여, 먼저 제1 하우징(110)과 제2 하우징(120)이 분리되는 과정을 거칠 수 있다.(S21-1) 그 다음으로, 건전지(60)를 제1 하우징(110)의 하면에 형성되어 있는 제1 전극 단자(210)와 제2 전극 단자(220)에 연결하는 과정이 수행될 수 있다.(S21-2)

이렇게 건전지(60)가 제1 하우징(110)의 제1 전극 단자(210)와 제2 하우징(120)의 제2 전극 단자(220)에 연결이 완료된 이후에는, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)는 제1 전원 출력 단자(710)에 부하가 걸리는지 여부를 판단하는 과정이 수행될 수 있으며,(S21-3) 이 단계에서, 제1 전원 출력 단자(710)에 스마트 폰 등의 외부 단말이 연결되어 있는 경우에는 건전지(60)의 전압은 승압 회로부를 거쳐서 승압되어 제1 전원 출력 단자(710)를 통하여 외부로 출력될 수 있다.(S21-4)

도면 22도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기에서 내부에 저장된 충전지를 이용하여 외부 단말을 충전하는 과정을 보여주는 순서도이다.

먼저, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)의 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130)이 접촉시키는 과정이 수행될 수 있다.(S22-1) 이렇게, 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130)이 접촉되면, 제1 하우징(120)의 제3 전극 단자(910)과 제2 하우징(130)의 제4 전극 단자(920)가 전기적으로 연결되는 과정이 수행될 수 있고,(S22-2) 다음으로 제2 전원 출력 단자(720)에 부하가 걸리는지 여부가 확인되는 과정이 수행될 수 있다.(S22-3)

스마트 폰 등과 같이 충전이 필요한 부하가 제2 전원 출력 단자(720)에 연결되어 있는 경우, 다음으로 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)는 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전지의 전압이 기설정된 전압 이하로 떨어지지는 않았는지 여부를 체크하는 과정을 수행할 수 있다.(S22-4) 여기서, 충전지의 전압이 기설정된 전압 이하로 떨어지지 않는 경우에는 충전지의 전압이 승압되어 제2 전원 출력 단자(720)로 전달되고(S20-5), 그렇지 않은 경우에는 방전 회로 보호부가 동작하여, 충전지로부터 제2 전원 출력 단자(720)로의 전압 공급을 차단하여 충전지를 보호하게 된다.(S22-6)

도면 23도는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기의 충전지에 전원을 충전하는 과정을 보여주는 순서도이다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)의 제1 하우징(120)과 제2 하우징(130)을 접촉시켜서(S23-1), 제1 하우징(120)의 하면에 형성된 제3 전극 단자(910)와 제2 하우징(130)의 상면에 형성된 제4 전극 단자(920) 사이를 전기적으로 연결 시킨 이후에(S23-2), 외부 전원 입력 단자(800)를 통하여 전원을 인가하면(S23-3), 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)는 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전지의 전압이 기설정된 일정 전압 이상으로 올라가는지 여부를 확인하는 과정을 거칠 수 있다.(S23-4)

이 단계에서, 제2 하우징(120) 내에 구비되어 있는 충전지의 전압이 기설정된 일정 전압 이하이면, 외부 전원 입력 단자(800)로부터 인가된 전원을 이용하여 충전지를 충전하는 과정을 계속적으로 수행하고,(S23-5) 만일, 충전지의 전압이 기설정된 일정 전압을 넘어서는 경우에는 충전 보호 회로부가 작동하여 외부 전원 입력 단자(800)로부터 충전지로의 전원 공급을 차단하여 리튬 이온 충전지(20)와 같은 충전지의 파손을 방지하게 된다.(S23-6)

따라서, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 충전기(1000)의 사용방법은 박형의 충전기를 제공하면서도, 건전지(60)를 이용한 충전 여하를 자동으로 판단하여 내부에 구비된 충전지의 보호 여부를 결정하므로, 사용의 편의성이 향상된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 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.

10 : 기존의 휴대용 보조 배터리
20 : 리튬 이온 충전지
30 : 충방전 보호 회로
40 : 배터리 팩
50 : 기존의 건전지를 이용한 휴대용 충전기
60 : 건전지
100 : 하우징
110 : 전지 홀더
140 : 스프링
210 : 제1 전극 단자
220 : 제2 전극 단자
300 : 개구부
400 : 충방전 단자
500 : 발광 다이오드 부
510 : 비상 조명등
610 : 직병렬 전환 스위치
611 : 제1 공통단
612 : 제1 출력단
613 : 제2 출력단
614 : 제2 공통단
615 : 제3 출력단
616 : 제4 출력단
617 : 제3 공통단
618 : 제5 출력단
619 : 제6 출력단
620 : 제4 공통단
621 : 제7 출력단
622 : 제8 출력단
630 : 제1 건전지 출력 단자
640 : 제2 건전지 출력 단자
650 : 발광 다이오드 조작 스위치
710 : 제1 전원 출력 단자
720 : 제2 전원 출력 단자
800 : 외부 전원 입력 단자
910 : 제3 전극 단자
920 : 제4 전극 단자
930 : 제어 회로부
1000 : 충전기

Claims

하우징;
상기 하우징에 형성되는 건전지 홀더;
상기 하우징에 형성되는 충전지 홀더;
상기 건전지 홀더의 일측면에 형성되는 제1 전극 단자;
상기 건전지 홀더의 하면에 형성되는 개구부;
상기 건전지 홀더의 하면에 형성된 개구부를 통하여 상기 건전지 홀더의 내부로 삽입되는 지지부;
상기 지지부 상에 형성되는 제2 전극 단자;
상기 충전지 홀더의 일측면에 형성되는 제3 전극 단자;
상기 충전지 홀더의 타측면에 형성되는 제4 전극 단자;를 포함하며,
상기 건전지 홀더는 제1 건전지 홀더 및 제2 건전지 홀더로 구성되고,
상기 제1 건전지 홀더 및 상기 제2 건전지 홀더는 각각의 제1 전극 단자, 개구부, 지지부 및 제2 전극 단자를 구비하며,
상기 제1 건전지 홀더 및 상기 제2 건전지 홀더 사이의 전기적 연결을 직렬에서 병렬 또는 병렬에서 직렬로 변환하는 직병렬 전환 스위치(switch);를 더 포함하고,
상기 직병렬 전환 스위치는 제1 및 제2 공통단, 제1 내지 제4 출력단을 포함하는 쌍극 쌍투(DPDT[Double Pole Double Throw]) 스위치로서,
상기 제1 공통단은 상기 제2 건전지 홀더의 제1 전극 단자와 연결되며,
상기 제2 공통단은 상기 제1 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자와 연결되고,
상기 제1 출력단은 상기 제1 건전지 홀더의 제1 전극 단자 및 제1 건전지 출력 단자와 연결되며,
상기 제2 출력단은 상기 제4 출력단과 연결되고,
상기 제3 출력단은 상기 제2 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자 및 제2 건전지 출력 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기.
제1항에 있어서,
상기 직병렬 전환 스위치의 내부 연결은
상기 제1 공통단과 상기 제1 출력단이 연결되는 경우, 상기 제2 공통단과 상기 제3 출력단이 연결되며,
상기 제1 공통단과 상기 제2 출력단이 연결되는 경우, 상기 제2 공통단과 상기 제4 출력단이 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기.
하우징;
상기 하우징에 형성되는 건전지 홀더;
상기 하우징에 형성되는 충전지 홀더;
상기 건전지 홀더의 일측면에 형성되는 제1 전극 단자;
상기 건전지 홀더의 하면에 형성되는 개구부;
상기 건전지 홀더의 하면에 형성된 개구부를 통하여 상기 건전지 홀더의 내부로 삽입되는 지지부;
상기 지지부 상에 형성되는 제2 전극 단자;
상기 충전지 홀더의 일측면에 형성되는 제3 전극 단자;
상기 충전지 홀더의 타측면에 형성되는 제4 전극 단자;를 포함하고,
상기 건전지 홀더는 제1 건전지 홀더, 제2 건전지 홀더 및 제3 건전지 홀더로 구성되고,
상기 제1 건전지 홀더, 상기 제2 건전지 홀더 및 상기 제3 건전지 홀더는 각각의 제1 전극 단자, 개구부, 지지부 및 제2 전극 단자를 구비하며,
상기 제1 건전지 홀더, 상기 제2 건전지 홀더 및 상기 제3 건전지 홀더 사이의 전기적 연결을 직렬에서 병렬 또는 병렬에서 직렬로 변환하는 직병렬 전환 스위치;를 더 포함하고,
상기 직병렬 전환 스위치는 제1 내지 제4 공통단, 제1 내지 제8 출력단을 포함하는 다극 다투(MPMT[Multiple Pole Multiple Throw]) 스위치로서,
상기 제1 공통단은 상기 제1 건전지 홀더의 제1 전극 단자 및 제1 건전지 출력 단자와 연결되며,
상기 제2 공통단은 상기 제2 건전지 홀더의 제1 전극 단자와 연결되고,
상기 제3 공통단은 상기 제1 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자와 연결되며,
상기 제4 공통단은 상기 제2 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자와 연결되고,
상기 제2 출력단은 상기 제4 출력단, 상기 제3 건전지 홀더의 제1 전극 단자 및 제7 출력단과 연결되며,
상기 제3 출력단은 상기 제5 출력단과 연결되고,
상기 제6 출력단은 상기 제8 출력단, 제2 건전지 출력 단자 및 상기 제3 건전지 홀더의 지지부 상의 제2 전극 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기.
제3항에 있어서,
상기 직병렬 전환 스위치의 내부 연결은
상기 제1 공통단과 상기 제1 출력단이 연결되는 경우, 상기 제2 공통단과 상기 제3 출력단, 상기 제3 공통단과 상기 제5 출력단, 상기 제4 공통단과 상기 제7 출력단이 서로 연결되며,
상기 제1 공통단이 상기 제2 출력단과 연결되는 경우, 상기 제2 공통단과 상기 제4 출력단, 상기 제3 공통단과 상기 제6 출력단, 상기 제4 공통단과 상기 제8 출력단이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기.
제1항 또는 제3항에 있어서,
제1 전원 출력 단자;를 더 포함하고,
상기 제1 건전지 출력 단자와 상기 제2 건전지 출력 단자로부터 인가되는 전압을 승압하여 제1 전원 출력 단자에 전달하는 승압 회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기.
제1항 또는 제3항에 있어서,
제2 전원 출력 단자;
외부 전원 입력 단자;
상기 외부 전원 입력 단자와 상기 제3 전극 단자 또는 상기 제4 전극 단자 사이에 구비되는 충전 보호 회로부;
상기 제2 전원 출력 단자와 상기 제3 전극 단자 또는 상기 제4 전극 단자 사이에 구비되는 방전 보호 회로부;
상기 방전 보호 회로부터 상기 제2 전원 출력 단자 사이에 구비되는 승압 회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기.
제6항에 있어서,
상기 충전 보호 회로부는 상기 제3 전극 단자 및 상기 제4 전극 단자 사이의 전압이 기설정된 일정 전압 이상이면 상기 외부 전원 입력 단자로부터 상기 제3 전극 단자 또는 상기 제4 전극 단자로의 전원 공급을 차단하고,
상기 방전 보호 회로부는 상기 제3 전극 단자 및 상기 제4 전극 단자 사이의 전압이 기설정된 일정 전압 이하이면 상기 제3 전극 단자 또는 상기 제4 전극 단자로부터 상기 제2 전원 출력 단자로의 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 충전기.
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